JPH07154036A - 傾斜した活性ストライプを有する導波路とこの導波路を有するレーザとこのレーザを用いた光ファイバ伝送システム - Google Patents
傾斜した活性ストライプを有する導波路とこの導波路を有するレーザとこのレーザを用いた光ファイバ伝送システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＦＢレーザのレーザ波長を変化させる再現
性のある単純な技術を提供すること。 【構成】 グレーティング２０ａに対し活性ストライプ
１０ａを傾斜して形成することにより、レーザから生成
されるレーザ波長を変化させることができ、これにＷＤ
Ｍの応用におけるように僅かに波長の異なる光ビームを
生成させるレーザを単一の基板上に容易に形成する。
性のある単純な技術を提供すること。 【構成】 グレーティング２０ａに対し活性ストライプ
１０ａを傾斜して形成することにより、レーザから生成
されるレーザ波長を変化させることができ、これにＷＤ
Ｍの応用におけるように僅かに波長の異なる光ビームを
生成させるレーザを単一の基板上に容易に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分散型フィードバック
レーザのレーザ波長を変化させる方法と装置に関する。
また、この発明は、光ファイバ増幅伝送システムにおい
て、高容量の波長分割多重化に用いられる装置でもあ
る。
レーザのレーザ波長を変化させる方法と装置に関する。
また、この発明は、光ファイバ増幅伝送システムにおい
て、高容量の波長分割多重化に用いられる装置でもあ
る。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ伝送システムを介して、情報
を伝送することは、単一の光ファイバに複数の信号を多
重化することにより増加してきている。波長分割多重化
システム（wavelength-division-multiplexing：ＷＤ
Ｍ）においては、複数の光ソースを用いて、単一の光フ
ァイバに複数の光信号を伝送している。各光ソースは異
なる波長で動作している。
を伝送することは、単一の光ファイバに複数の信号を多
重化することにより増加してきている。波長分割多重化
システム（wavelength-division-multiplexing：ＷＤ
Ｍ）においては、複数の光ソースを用いて、単一の光フ
ァイバに複数の光信号を伝送している。各光ソースは異
なる波長で動作している。
【０００３】この高容量のＷＤＭシステムにおいては、
複数のレーザは正確に規定された波長でもって動作し、
互いにその間の差は、約０．８−１．６ｎｍの範囲の波
長となっている。このように正確に波長を制御すること
は分散型フィードバック（distributed feedback：ＤＦ
Ｂ）レーザを用いて行われている。
複数のレーザは正確に規定された波長でもって動作し、
互いにその間の差は、約０．８−１．６ｎｍの範囲の波
長となっている。このように正確に波長を制御すること
は分散型フィードバック（distributed feedback：ＤＦ
Ｂ）レーザを用いて行われている。
【０００４】このＤＦＢレーザは周期的構造を採用し、
この構造体は単一の周波数動作を達成するために、分散
型ブラグ解析グレーティングとして公知のコルゲート状
のスラブ、すなわち、グレーティングを用いている。こ
のグレーティングは、特定の光の波長が集中的に反射す
るように設計されている。これはブラグ反射と称する。
この特定の波長（ブラグ波長）でレーザが発振すると、
回折損失は他のモードがレーザ発振するのを阻止してい
る。ここで、「分散型」すなわち「ＤＦＢ」レーザと
は、分散型ブラグリフレクタレーザ（ＤＢＲ）を意味す
る。
この構造体は単一の周波数動作を達成するために、分散
型ブラグ解析グレーティングとして公知のコルゲート状
のスラブ、すなわち、グレーティングを用いている。こ
のグレーティングは、特定の光の波長が集中的に反射す
るように設計されている。これはブラグ反射と称する。
この特定の波長（ブラグ波長）でレーザが発振すると、
回折損失は他のモードがレーザ発振するのを阻止してい
る。ここで、「分散型」すなわち「ＤＦＢ」レーザと
は、分散型ブラグリフレクタレーザ（ＤＢＲ）を意味す
る。
【０００５】ＤＦＢレーザの動作波長を変更する１つの
方法は、グレーティングの周期を変化させることであ
る。この周期はΛ＝ｍλ0／２Ｎeffで表される。ここ
で、Λはグレーティングの周期で、ｍはグレーティング
の整数の次数で、λ0はブラグ波長（レーザ波長）で、
Ｎeffは活性ストライプの伝播モードの有効屈折率であ
る。
方法は、グレーティングの周期を変化させることであ
る。この周期はΛ＝ｍλ0／２Ｎeffで表される。ここ
で、Λはグレーティングの周期で、ｍはグレーティング
の整数の次数で、λ0はブラグ波長（レーザ波長）で、
Ｎeffは活性ストライプの伝播モードの有効屈折率であ
る。
【０００６】１．５５μｍＤＦＢレーザにおいて、０．
８ｎｍの波長の分離は、０．１３ｎｍのグレーティング
ピッチの差に相当する。グレーティングピッチを正確に
制御することは、ホログラフ技術および接触印刷技術に
よって行われている。このホログラフ技術においては、
二本の干渉ＵＶレーザビームを用いて、レジストを露光
し、その後、エッチングをしている。これについては、
Pakulski et al.,「Fused silica masks for printing
uniforom and phase adjusted gratings for distribut
ed-feedback lasers,」Appl.phys.Lett.62(3),222-24;O
kuda et al.,「Monolithically integrated GaInAsP／I
nP Distributed Feedback Lasers,」Fourth Int'1Conf.
Integrated Optics and Optical Fiber Comm.,Tokyo,Ja
pan,paper 28B1-4;and と米国特許第４５１７２８０号
に開示されている。接触印刷技術は電子ビームを用い
て、グレーティングが形成される基板をカバーするレジ
スト（P-methylmethacrylate製）を直接露光している。
このレジストがパターン化されると、グレーティングが
エッチングされる（前掲の Pakulski の論文を参照のこ
と）。
８ｎｍの波長の分離は、０．１３ｎｍのグレーティング
ピッチの差に相当する。グレーティングピッチを正確に
制御することは、ホログラフ技術および接触印刷技術に
よって行われている。このホログラフ技術においては、
二本の干渉ＵＶレーザビームを用いて、レジストを露光
し、その後、エッチングをしている。これについては、
Pakulski et al.,「Fused silica masks for printing
uniforom and phase adjusted gratings for distribut
ed-feedback lasers,」Appl.phys.Lett.62(3),222-24;O
kuda et al.,「Monolithically integrated GaInAsP／I
nP Distributed Feedback Lasers,」Fourth Int'1Conf.
Integrated Optics and Optical Fiber Comm.,Tokyo,Ja
pan,paper 28B1-4;and と米国特許第４５１７２８０号
に開示されている。接触印刷技術は電子ビームを用い
て、グレーティングが形成される基板をカバーするレジ
スト（P-methylmethacrylate製）を直接露光している。
このレジストがパターン化されると、グレーティングが
エッチングされる（前掲の Pakulski の論文を参照のこ
と）。
【０００７】このホログラフ技術は、比較的煩雑で、
０．１ｎｍ以下のグレーティングのピッチステップを形
成する際には、再現性がないことが分かった。また、こ
の接触印刷技術は、電子ビームリソグラフによって、
０．１ｎｍのグレーティングピッチステップを有する位
相マスク層の再現性のある生成が必要となる。これは
０．１ｎｍ以下の極めて正確で安定したビーム制御を必
要とするような電子ビームリソグラフに対し、極めて過
酷な条件である。
０．１ｎｍ以下のグレーティングのピッチステップを形
成する際には、再現性がないことが分かった。また、こ
の接触印刷技術は、電子ビームリソグラフによって、
０．１ｎｍのグレーティングピッチステップを有する位
相マスク層の再現性のある生成が必要となる。これは
０．１ｎｍ以下の極めて正確で安定したビーム制御を必
要とするような電子ビームリソグラフに対し、極めて過
酷な条件である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、Ｄ
ＦＢレーザのレーザ波長を変化させる再現性のある単純
な導波路の形成方法を提供することである。
ＦＢレーザのレーザ波長を変化させる再現性のある単純
な導波路の形成方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の装置および方法
は、ＤＦＢレーザ、ＤＢＲレーザのレーザ波長を変化さ
せるために、活性ストライプをグレーティングの軸に対
し、傾けることによって達成される。
は、ＤＦＢレーザ、ＤＢＲレーザのレーザ波長を変化さ
せるために、活性ストライプをグレーティングの軸に対
し、傾けることによって達成される。
【００１０】
【実施例】図１は、ＤＦＢレーザに用いられる従来の導
波路を図示している。同図において、活性ストライプ１
０は、グレーテング２０のライン１５と直交している。
そのグレーテング２０のライン１５の間の空間、すなわ
ち、グレーテング２０の周期は距離ｄで表される。図２
は、本発明の一実施例で、グレーテングラインに対し角
度を持ったストライプ導波路を示しており、活性ストラ
イプ１０ａはグレーテング２０ａに直交するライン１６
に対し、角度θで交差している。
波路を図示している。同図において、活性ストライプ１
０は、グレーテング２０のライン１５と直交している。
そのグレーテング２０のライン１５の間の空間、すなわ
ち、グレーテング２０の周期は距離ｄで表される。図２
は、本発明の一実施例で、グレーテングラインに対し角
度を持ったストライプ導波路を示しており、活性ストラ
イプ１０ａはグレーテング２０ａに直交するライン１６
に対し、角度θで交差している。
【００１１】活性ストライプ１０の目的は、水平面に光
の閉じこめを形成することである。一般的なシングルモ
ード光ファイバ通信注入レーザは、二重ヘテロ構造（do
ubleheterostructure：ＤＨ）を利用している。このヘ
テロ構造は異なるバンドギャップエネルギーを有する２
個の隣接する単結晶半導体の間の境界である。ＤＨは垂
直方向に光放射を閉じこめるが、レーザは半導体スラブ
の全幅にわたって発生する。このような半導体構造の問
題点は熱を放散するヒートシンクと光ファイバへの結合
である。この問題は半導体を介して流れる大部分の電流
を「活性ストライプ」に閉じこめることによって解決さ
れる。このようにして活性ストライプはストライプの内
外におけるゲイン差に起因するレーザのモードを伝播す
るガイドを提供する。このストライプの形成方法はプロ
トン（陽子）を注入する、あるいは酸化物層で分離す
る、あるいは、埋め込みヘテロ構造を形成することであ
る。従来の活性ストライプ３０を図３に示す。図３は半
導体ＤＨ注入レーザの数層を表す。これについては、Op
tical Fiber Communications-Principles and Practice
by J.M.Senior at 311-20 （Preentice Hall,2nd ed.,
1992）を参照のこと。
の閉じこめを形成することである。一般的なシングルモ
ード光ファイバ通信注入レーザは、二重ヘテロ構造（do
ubleheterostructure：ＤＨ）を利用している。このヘ
テロ構造は異なるバンドギャップエネルギーを有する２
個の隣接する単結晶半導体の間の境界である。ＤＨは垂
直方向に光放射を閉じこめるが、レーザは半導体スラブ
の全幅にわたって発生する。このような半導体構造の問
題点は熱を放散するヒートシンクと光ファイバへの結合
である。この問題は半導体を介して流れる大部分の電流
を「活性ストライプ」に閉じこめることによって解決さ
れる。このようにして活性ストライプはストライプの内
外におけるゲイン差に起因するレーザのモードを伝播す
るガイドを提供する。このストライプの形成方法はプロ
トン（陽子）を注入する、あるいは酸化物層で分離す
る、あるいは、埋め込みヘテロ構造を形成することであ
る。従来の活性ストライプ３０を図３に示す。図３は半
導体ＤＨ注入レーザの数層を表す。これについては、Op
tical Fiber Communications-Principles and Practice
by J.M.Senior at 311-20 （Preentice Hall,2nd ed.,
1992）を参照のこと。
【００１２】前述したように、グレーティングは単一周
波数動作を実現するために、分散型フィードバックレー
ザにより採用される一手段である。このグレーティング
パターンは、基板（ＩｎＰ製）の表面をエッチングする
ことにより形成される。図４は基板４１の中に形成され
たグレーテング４０を表している。このグレーテング４
０は活性層までエッチングされずに、グレーティング層
は活性ストライプを含む層に隣接している。すなわち、
活性層とグレーティング層との間にバッファ層が存在し
てもよい。グレーテング３２は図３に図示されている。
これについては、Optical Fiber Communications-Princ
iples and Practice at 332-36、546-48を参照のこと。
波数動作を実現するために、分散型フィードバックレー
ザにより採用される一手段である。このグレーティング
パターンは、基板（ＩｎＰ製）の表面をエッチングする
ことにより形成される。図４は基板４１の中に形成され
たグレーテング４０を表している。このグレーテング４
０は活性層までエッチングされずに、グレーティング層
は活性ストライプを含む層に隣接している。すなわち、
活性層とグレーティング層との間にバッファ層が存在し
てもよい。グレーテング３２は図３に図示されている。
これについては、Optical Fiber Communications-Princ
iples and Practice at 332-36、546-48を参照のこと。
【００１３】図１と３に示すような従来の構成において
は、活性ストライプはグレーティングのラインに直交し
ていた。しかし、傾斜付きのストライプの導波路と本発
明のＤＦＢレーザ（図２に示す）においては、伝播モー
ドを導波する活性ストライプはグレーティングのライン
に直交するライン１６に対し、角度θで形成されてい
る。後述するように、ＤＦＢレーザ波長はグレーティン
グの長軸に対し、活性層の交差角を変えることにより簡
単に変更できる。
は、活性ストライプはグレーティングのラインに直交し
ていた。しかし、傾斜付きのストライプの導波路と本発
明のＤＦＢレーザ（図２に示す）においては、伝播モー
ドを導波する活性ストライプはグレーティングのライン
に直交するライン１６に対し、角度θで形成されてい
る。後述するように、ＤＦＢレーザ波長はグレーティン
グの長軸に対し、活性層の交差角を変えることにより簡
単に変更できる。
【００１４】角度付き（傾斜）ストライプＤＦＢレーザ
の空気中でのレーザ波長はλ0＝２ΛＮeff／ｍｃｏｓθ
で表される。ここで、θはグレーティングの軸と活性ス
トライプとの交差角で、λ0はθの増加とともに増加す
る。θ＝０の時には、活性ストライプがグレーティング
ラインに直交するような従来のＤＦＢレーザの構成に対
して、上記に式λ0＝２ΛＮeff／ｍとなる。
の空気中でのレーザ波長はλ0＝２ΛＮeff／ｍｃｏｓθ
で表される。ここで、θはグレーティングの軸と活性ス
トライプとの交差角で、λ0はθの増加とともに増加す
る。θ＝０の時には、活性ストライプがグレーティング
ラインに直交するような従来のＤＦＢレーザの構成に対
して、上記に式λ0＝２ΛＮeff／ｍとなる。
【００１５】図５のカーブ５０はθ＝０で、θの関数と
してのＤＦｂレーザ波長の増加分Δλ0を表し、一方、
カーブ５１はΔλ0をΛ＝２３６ｎｍ場合のΔΛの増加
関数として表している。この計算において、グレーティ
ングの一次ｍ＝１で、有効屈折率Ｎeff＝３．２２は
１．５２μｍで動作するＤＦＢレーザと実験結果との比
較を表している（ひし型５２−５４）。図５において、
カーブ５０を検査すると、レーザ波長の僅かな変化（６
ｎｍ以下）に対し、このような変化はθには無関係であ
る。しかし、レーザ波長のより大きな変化（４０ｎｍ以
上）に対しては、θへの依存性が大きくなる。すなわ
ち、カーブ５０の傾斜はきつくないθの小さな変化はレ
ーザ波長の大きな増加となる。
してのＤＦｂレーザ波長の増加分Δλ0を表し、一方、
カーブ５１はΔλ0をΛ＝２３６ｎｍ場合のΔΛの増加
関数として表している。この計算において、グレーティ
ングの一次ｍ＝１で、有効屈折率Ｎeff＝３．２２は
１．５２μｍで動作するＤＦＢレーザと実験結果との比
較を表している（ひし型５２−５４）。図５において、
カーブ５０を検査すると、レーザ波長の僅かな変化（６
ｎｍ以下）に対し、このような変化はθには無関係であ
る。しかし、レーザ波長のより大きな変化（４０ｎｍ以
上）に対しては、θへの依存性が大きくなる。すなわ
ち、カーブ５０の傾斜はきつくないθの小さな変化はレ
ーザ波長の大きな増加となる。
【００１６】傾斜付きストライプ導波路とＤＦＢレーザ
は従来の製造技術で製造することもできる。まず、多層
（エピレーヤ）構造体を均一なグレーティングの上に成
長させる。メサのパターンはグレーティングラインに直
交するラインについて、所望の角度でもって整合する。
その後、このメサを基板にエッチングして、角度付きの
活性ストライプを形成する。その後、このメサをその両
側に成長させた電流ブロック層で埋め込む。最後に抵抗
性接点を付属し、この構造体をへき開して、本発明によ
るレーザダイオードを形成する。
は従来の製造技術で製造することもできる。まず、多層
（エピレーヤ）構造体を均一なグレーティングの上に成
長させる。メサのパターンはグレーティングラインに直
交するラインについて、所望の角度でもって整合する。
その後、このメサを基板にエッチングして、角度付きの
活性ストライプを形成する。その後、このメサをその両
側に成長させた電流ブロック層で埋め込む。最後に抵抗
性接点を付属し、この構造体をへき開して、本発明によ
るレーザダイオードを形成する。
【００１７】本発明のゲイン結合したＤＦＢレーザを製
造し、テストした。複数のレーザで、それらは同一基板
のエピレーヤウェーハから量子井戸グレーティングを用
いて、活性ストライプがθ＝３．７°と７．７°のもの
を製造した。同様に、複数のレーザでθ＝０°のものも
比較のために製造した。量子井戸グレーティング技術
は、従来公知のもので、Tsang et al.,「Semiconductor
distributed feedbacklasers with quantum well or s
uperlattice gratings for index or gain-coupled opt
ical feedback,」Appl.Phys.Lett.60（21） at 2580-82
に開示されている。ゲイン結合のＤＦＢレーザを用い
るのが好ましいが、その理由は、それらは屈折率結合し
たＤＦＢレーザの２つのモード縮退を立ち上げる（lif
t）傾向があるからである。
造し、テストした。複数のレーザで、それらは同一基板
のエピレーヤウェーハから量子井戸グレーティングを用
いて、活性ストライプがθ＝３．７°と７．７°のもの
を製造した。同様に、複数のレーザでθ＝０°のものも
比較のために製造した。量子井戸グレーティング技術
は、従来公知のもので、Tsang et al.,「Semiconductor
distributed feedbacklasers with quantum well or s
uperlattice gratings for index or gain-coupled opt
ical feedback,」Appl.Phys.Lett.60（21） at 2580-82
に開示されている。ゲイン結合のＤＦＢレーザを用い
るのが好ましいが、その理由は、それらは屈折率結合し
たＤＦＢレーザの２つのモード縮退を立ち上げる（lif
t）傾向があるからである。
【００１８】レーザの代表的なサンプルから得られたレ
ーザ波長の平均的な増加分（θ＝０に対して）は、θの
関数として図５にプロットしてある（５２−５４）。図
５のカーブ５０はθとレーザ波長の増加分との関係を表
している。各サンプル（１ｃｍ2）内の波長の変動は−
１〜１．５ｎｍである。これは−０．２５μｍのメサの
幅の変動（ウェット化学エッチングされたメサに対して
は適当な値である）に対応する。再現性があり正確なメ
サ幅の制御は、それ故に、０．８−１．６ｎｍの細かな
波長ステップを有するＤＦＢレーザを製造するのに必須
な要件である。さらに、屈折率結合（index-coupled）
ＤＦＢレーザ内の２つのモードの縮退は、通常−２ｎｍ
のストップバンドを有するが、１／４λシフトしたゲイ
ン結合のＤＢＲアプローチを用いることにより立ち上げ
（lifted）なければならない。
ーザ波長の平均的な増加分（θ＝０に対して）は、θの
関数として図５にプロットしてある（５２−５４）。図
５のカーブ５０はθとレーザ波長の増加分との関係を表
している。各サンプル（１ｃｍ2）内の波長の変動は−
１〜１．５ｎｍである。これは−０．２５μｍのメサの
幅の変動（ウェット化学エッチングされたメサに対して
は適当な値である）に対応する。再現性があり正確なメ
サ幅の制御は、それ故に、０．８−１．６ｎｍの細かな
波長ステップを有するＤＦＢレーザを製造するのに必須
な要件である。さらに、屈折率結合（index-coupled）
ＤＦＢレーザ内の２つのモードの縮退は、通常−２ｎｍ
のストップバンドを有するが、１／４λシフトしたゲイ
ン結合のＤＢＲアプローチを用いることにより立ち上げ
（lifted）なければならない。
【００１９】図６は各サンプルからの得られたレーザの
ＣＷレーザスペクトルを表す。スペクトル６０はθ＝０
°のレーザのもので、スペクトル６１はθ＝３．７°
で、スペクトル６２はθ＝７．７°のレーザのものであ
る。ここで、試験されたすべてのレーザは５００μｍ長
のキャピティに対し、サイドモードサプレション比（si
de-mode-suppression ratio）は４０ｄＢ以上で、ＣＷ
しきい値電流は１５−１８ｍＡである。これらの３個の
レーザはほぼ同一の性能を示すが、但し、レーザ波長の
シフトが異なる。ここではθが増加するにつれて、結合
係数κが僅かに減少することが分かる。しかし、２イン
チ（５ｃｍ）の基板の端部近傍から形成されたレーザサ
ンプルは、グレーティングの質の変動が予想される。
ＣＷレーザスペクトルを表す。スペクトル６０はθ＝０
°のレーザのもので、スペクトル６１はθ＝３．７°
で、スペクトル６２はθ＝７．７°のレーザのものであ
る。ここで、試験されたすべてのレーザは５００μｍ長
のキャピティに対し、サイドモードサプレション比（si
de-mode-suppression ratio）は４０ｄＢ以上で、ＣＷ
しきい値電流は１５−１８ｍＡである。これらの３個の
レーザはほぼ同一の性能を示すが、但し、レーザ波長の
シフトが異なる。ここではθが増加するにつれて、結合
係数κが僅かに減少することが分かる。しかし、２イン
チ（５ｃｍ）の基板の端部近傍から形成されたレーザサ
ンプルは、グレーティングの質の変動が予想される。
【００２０】傾斜ストライプのＤＦＢレーザ、あるいは
ＤＢＲレーザのレーザ波長のCOSθの依存性は、ＷＤＭ
のような応用に対し、微細な波長制御に対し適当で且つ
有益である。図７はＷＤＭシステムにおいて、傾斜スト
ライプのＤＦＢレーザあるいはＤＢＲレーザの使用例を
示す。マルチプレクサ７０は正確に制御された波長に動
作し、これらの波長は隣のレーザとは約０．８−１．６
ｎｍだけずれている。信号は多重化装置７１で多重化さ
れて、単一光ファイバ７２で並列に送信されて、ディマ
ルチプレクサ７３で分離され、受信器７４に向けられ
る。傾斜付きストライプレーザの各々に対する動作波長
の連続的な増加は図８に示す。同図においては、８個の
チャネルが用いられている。チャネル「２」の８２はチ
ャネル「１」よりも波長が０．８ｎｍ高い（チャネル１
は基準点で動作する。すなわち、波長の「０」であ
る）。そして、各連続するチャネル８３−８８はその前
のチャネルよりも波長が０．８ｎｍだけ高い波長でもっ
て動作する。このような波長の分離を従来のＤＦＢおよ
びＤＢＲレーザのグレーティングピッチを調整すること
により得るためには、０．１３ｎｍのグレーティングピ
ッチの差を作り出す必要がある。これに対し、このよう
な波長の分離は傾斜ストライプのレーザで連続的にその
角度を大きくすることにより再現性よく達成できる。チ
ャネル「２」のレーザ８２のストライプに対しては、θ
は１．８°で、チャネル「８」のレーザ８８に対しては
θは４．８°である。角度θの必要な変化の最小量はチ
ャネル「７」からチャネル「８」へのもので約０．４°
である。
ＤＢＲレーザのレーザ波長のCOSθの依存性は、ＷＤＭ
のような応用に対し、微細な波長制御に対し適当で且つ
有益である。図７はＷＤＭシステムにおいて、傾斜スト
ライプのＤＦＢレーザあるいはＤＢＲレーザの使用例を
示す。マルチプレクサ７０は正確に制御された波長に動
作し、これらの波長は隣のレーザとは約０．８−１．６
ｎｍだけずれている。信号は多重化装置７１で多重化さ
れて、単一光ファイバ７２で並列に送信されて、ディマ
ルチプレクサ７３で分離され、受信器７４に向けられ
る。傾斜付きストライプレーザの各々に対する動作波長
の連続的な増加は図８に示す。同図においては、８個の
チャネルが用いられている。チャネル「２」の８２はチ
ャネル「１」よりも波長が０．８ｎｍ高い（チャネル１
は基準点で動作する。すなわち、波長の「０」であ
る）。そして、各連続するチャネル８３−８８はその前
のチャネルよりも波長が０．８ｎｍだけ高い波長でもっ
て動作する。このような波長の分離を従来のＤＦＢおよ
びＤＢＲレーザのグレーティングピッチを調整すること
により得るためには、０．１３ｎｍのグレーティングピ
ッチの差を作り出す必要がある。これに対し、このよう
な波長の分離は傾斜ストライプのレーザで連続的にその
角度を大きくすることにより再現性よく達成できる。チ
ャネル「２」のレーザ８２のストライプに対しては、θ
は１．８°で、チャネル「８」のレーザ８８に対しては
θは４．８°である。角度θの必要な変化の最小量はチ
ャネル「７」からチャネル「８」へのもので約０．４°
である。
【００２１】本発明は特にＷＤＭ応用の複数の異なる波
長を有するＤＦＢレーザをモノリシックに集積するのに
利用できる。モノリシックに集積したレーザにおいて
は、レーザからの出力は単一の出力ビームを形成するよ
う結合できる。これは各ＤＦＢレーザを受動導波路内に
光学的に結合することにより達成できる。各ＤＦＢレー
ザから延びる受動導波路を単一の受動導波路に結合でき
る。この得られた単一の出力ビームをその後一本の光フ
ァイバに結合する。本発明の他の応用例としては、同一
のコルゲート状のウェーハ上に傾斜ストライプを変化さ
せた一連のレーザを形成し、その結果、ウェーハの厚さ
成分あるいはメサの幅に起因するＮeffの僅かな変動が
ある場合でも、傾斜ストライプＤＦＢレーザ、あるいは
ＤＢＲレーザを光学的に整合させることができる。
長を有するＤＦＢレーザをモノリシックに集積するのに
利用できる。モノリシックに集積したレーザにおいて
は、レーザからの出力は単一の出力ビームを形成するよ
う結合できる。これは各ＤＦＢレーザを受動導波路内に
光学的に結合することにより達成できる。各ＤＦＢレー
ザから延びる受動導波路を単一の受動導波路に結合でき
る。この得られた単一の出力ビームをその後一本の光フ
ァイバに結合する。本発明の他の応用例としては、同一
のコルゲート状のウェーハ上に傾斜ストライプを変化さ
せた一連のレーザを形成し、その結果、ウェーハの厚さ
成分あるいはメサの幅に起因するＮeffの僅かな変動が
ある場合でも、傾斜ストライプＤＦＢレーザ、あるいは
ＤＢＲレーザを光学的に整合させることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば傾斜
ストライプを形成することにより、レーザから生成され
るレーザ波長を変化させることができ、これによりＷＤ
Ｍの応用におけるように僅かに波長の異なる光るビーム
を生成させるレーザを単一の基板上に容易に形成するこ
とができる。
ストライプを形成することにより、レーザから生成され
るレーザ波長を変化させることができ、これによりＷＤ
Ｍの応用におけるように僅かに波長の異なる光るビーム
を生成させるレーザを単一の基板上に容易に形成するこ
とができる。
【図１】従来のＤＦＢレーザにおける活性ストライプと
グレーティングの方向を表す図。
グレーティングの方向を表す図。
【図２】本発明による導波路とＤＦＢレーザの活性スト
ライプとグレーティングとが傾斜した状態を表す図。
ライプとグレーティングとが傾斜した状態を表す図。
【図３】活性ストライプとグレーティングとを組み込ん
だ従来の半導体レーザの数層を表す図。
だ従来の半導体レーザの数層を表す図。
【図４】基板内に形成された従来のグレーティングを表
す図。
す図。
【図５】レーザ波長の変化を活性ストライプの角度の変
化の関数として、およびグレーティング周期の変化の関
数として表したグラフ。
化の関数として、およびグレーティング周期の変化の関
数として表したグラフ。
【図６】レーザ波長がθで変化する状態を表す３個のレ
ーザサンプルの連続波（ＣＷ）レーザスペクトルを表す
グラフ。
ーザサンプルの連続波（ＣＷ）レーザスペクトルを表す
グラフ。
【図７】ＷＤＭ光ファイバシステムに用いられる本発明
のＤＦＢ／ＤＢＲレーザのブロック図。
のＤＦＢ／ＤＢＲレーザのブロック図。
【図８】図５と類似のグラフで、エルビュームドープの
光ファイバ増幅器を用いたＷＤＭシステムに適した１５
４９．４ｎｍのＤＦＢレーザの計算角度と８チャネルＷ
ＤＭシステム用に離間したチャネルを表す図。
光ファイバ増幅器を用いたＷＤＭシステムに適した１５
４９．４ｎｍのＤＦＢレーザの計算角度と８チャネルＷ
ＤＭシステム用に離間したチャネルを表す図。
１０、１０ａ 活性ストライプ １５、１６ ライン ２０、２０ａ グレーティング ３０ 活性ストライプ ３１ エピレーヤ層 ３２、４０ グレーティング ３３ クラッド層 ４１ 基板 ７０ マルチプレクサ ７１ 多重化装置 ７２ 単一光ファイバ ７３ ディマルチプレクサ ７４ 受信器
Claims (11)
- 【請求項１】 複数のグレーティングライン（２０ａ）
を規定する周期的構造体を有する基板層と、前記基板の
面に平行に形成された多数の層とからなる導波路におい
て、 前記多数層は、活性ストライプ（１０ａ）を有し、 前記活性ストライプ（１０ａ）は、前記周期的構造体の
中のグレーティングライン（２０ａ）に直交するライン
に対し、角度θ（ゼロでない）で傾いてることを特徴と
する導波路。 - 【請求項２】 前記周期構造体は、前記活性ストライプ
に平行であることを特徴とする請求項１の導波路。 - 【請求項３】 複数のグレーティングラインを規定する
周期的構造体を有する基板層と、 前記基板層に平行に形成された多数の層とからなる導波
路において、 前記多数層は活性ストライプを有し、 前記活性ストライプは前記周期的構造体の中のグレーテ
ィングラインに直交するラインに対し、角度θ（ゼロで
ない）で傾いてることを特徴とするレーザ。 - 【請求項４】 前記周期構造体は、前記活性ストライプ
に平行であることを特徴とする請求項３のレーザ。 - 【請求項５】 前記レーザは、分散型フィードバックレ
ーザであることを特徴とする請求項３のレーザ。 - 【請求項６】 前記レーザは、分散型ブラグ反射型レー
ザであることを特徴とする請求項３のレーザ。 - 【請求項７】 光信号の形態で情報を伝送するために、
複数のレーザを用いる光ファイバ伝送システムにおい
て、 前記レーザの内少なくとも２個のレーザは、基板層を有
し、この基板層は複数のグレーティングラインを規定す
る周期的構造体と、前記基板の層面に平行な多数層を有
し、 前記多数層は、周期的構造体のグレーティングラインに
直交するラインに対しゼロでない角度で傾斜する活性ス
トライプを有し、前記の交差角は複数のレーザの内に少
なくとも２個は異なり、 前記各レーザは、単一の正確に規定された波長でもって
動作するように複数のレーザを操作することを特徴とす
る光ファイバ伝送システムの動作方法。 - 【請求項８】 前記光ファイバ伝送システムは、波長分
割多重化を用いることを特徴とする請求項７の方法。 - 【請求項９】 前記複数のレーザは、一体に形成される
ことを特徴とする請求項７の方法。 - 【請求項１０】 少なくとも２個のレーザの出力は光学
的に結合されることを特徴とする請求項７の方法。 - 【請求項１１】 波長分割多重化信号の送信方法におい
て、 少なくとも１つは傾斜ストライプ導波路を有する複数の
レーザを用いて、複数の光信号を第１フォーマットの信
号で送信するステップと、 多重化装置を用いて、前記複数の光信号を、第２フォー
マットの信号に処理するステップと、 前記第２フォーマットの信号を、単一の光パスに沿っ
て、伝送するステップと、 ディマルチプレクサを用いて、前記第２フォーマットの
信号を第１フォーマットの信号に変換するステップとか
らなることを特徴とする波長分割多重化信号の送信方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11412593A | 1993-08-30 | 1993-08-30 | |
| US114125 | 1993-08-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154036A true JPH07154036A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=22353489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6218296A Pending JPH07154036A (ja) | 1993-08-30 | 1994-08-22 | 傾斜した活性ストライプを有する導波路とこの導波路を有するレーザとこのレーザを用いた光ファイバ伝送システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5606573A (ja) |
| EP (1) | EP0641053A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07154036A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11398715B2 (en) * | 2018-02-26 | 2022-07-26 | Panasonic Holdings Corporation | Semiconductor light emitting device |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4432410B4 (de) * | 1994-08-31 | 2007-06-21 | ADC Telecommunications, Inc., Eden Prairie | Optoelektronisches Multi-Wellenlängen-Bauelement |
| DE19520819A1 (de) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Deutsche Telekom Ag | Verfahren zur Ausnutzung scheibenförmigen Ausgangsmaterials bei der Herstellung optoelektronischer Bauelemente mit Gittern variabler Gitterperiode |
| KR100263195B1 (ko) * | 1996-09-16 | 2000-08-01 | 윤종용 | 광도파로 소자의 제작 방법 |
| DE19708385A1 (de) | 1997-03-01 | 1998-09-03 | Deutsche Telekom Ag | Wellenlängenabstimmbares optoelektronisches Bauelement |
| US6349103B1 (en) | 1997-05-07 | 2002-02-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Cold-start wavelength-division-multiplexed optical transmission system |
| US6081361A (en) * | 1997-10-17 | 2000-06-27 | Lucent Technologies Inc. | Sub-carrier multiplexing in broadband optical networks |
| US6108362A (en) * | 1997-10-17 | 2000-08-22 | Lucent Technologies Inc. | Broadband tunable semiconductor laser source |
| US5991061A (en) * | 1997-10-20 | 1999-11-23 | Lucent Technologies Inc. | Laser transmitter for reduced SBS |
| US5991323A (en) * | 1997-10-20 | 1999-11-23 | Lucent Technologies Inc. | Laser transmitter for reduced signal distortion |
| US6556611B1 (en) * | 1999-05-10 | 2003-04-29 | Princeton Lightwave, Inc. | Wide stripe distributed bragg reflector lasers with improved angular and spectral characteristics |
| US6331908B1 (en) | 1999-11-22 | 2001-12-18 | Lucent Technologies Inc. | Optical system for reduced SBS |
| EP1391756A1 (en) * | 2002-08-20 | 2004-02-25 | Agilent Technologies, Inc. - a Delaware corporation - | Wavelength-selective distributed Bragg reflector device |
| CN115764542A (zh) * | 2021-09-02 | 2023-03-07 | 中兴光电子技术有限公司 | 双波长半导体激光器及其制备方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2417866A1 (fr) * | 1978-02-17 | 1979-09-14 | Thomson Csf | Laser multiple a resonateur distribue |
| JPS5784189A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-26 | Nec Corp | Hybrid integrated optical circuit |
| JPS5848981A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS62124791A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS62144378A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Sony Corp | 分布帰還覆半導体レ−ザ− |
| US5103456A (en) * | 1990-07-30 | 1992-04-07 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Broad beam laser diode with integrated amplifier |
| US5088105A (en) * | 1991-03-26 | 1992-02-11 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Optical amplifier with folded light path and laser-amplifier combination |
| US5337328A (en) * | 1992-05-08 | 1994-08-09 | Sdl, Inc. | Semiconductor laser with broad-area intra-cavity angled grating |
| US5231642A (en) * | 1992-05-08 | 1993-07-27 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Semiconductor ring and folded cavity lasers |
-
1994
- 1994-08-17 EP EP94306042A patent/EP0641053A1/en not_active Withdrawn
- 1994-08-22 JP JP6218296A patent/JPH07154036A/ja active Pending
-
1996
- 1996-02-29 US US08/608,984 patent/US5606573A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11398715B2 (en) * | 2018-02-26 | 2022-07-26 | Panasonic Holdings Corporation | Semiconductor light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0641053A1 (en) | 1995-03-01 |
| US5606573A (en) | 1997-02-25 |
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