JPH077227A - 光信号増幅素子 - Google Patents
光信号増幅素子Info
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Abstract
つつ、光増幅器への電流注入を容易にする光信号増幅素
子を得る。 【構成】 半導体基板102と、該基板上に形成された
少なくとも光導波層を有する光導波路上に装荷された少
なくとも活性層とクラッド層とからなり、電流を注入す
る電極を有する光増幅器からなる光信号増幅素子におい
て、前記光導波層が多重量子井戸構造104で構成さ
れ、そのバリア層の電子に対する障壁の高さがクラッド
層106よりも高く、かつ、前記半導体基板102とし
てp型の半導体基板を用いる。前記半導体基板102と
して、p型のInPを用いる。前記光導波層のバリア層
としてInGaAlAsまたはInAlAsを用いる。
Description
し、より詳細には光スイッチや光変調器を実現しやすい
特性を有する量子井戸構造光導波路に対して、そこを伝
搬する光信号を増幅する機能に優れた光信号増幅素子に
関するものである。
現に向けた高速・高帯域通信網の構築のため、光通信技
術が不可欠になっている。
搬する光信号に対して、電圧や電流を加えることで導波
路の屈折率等を変化させ、これを利用することで光変調
や光スイッチングを行うことが試みられている。
効果を利用して、逆方向電圧を加えることで光導波層の
屈折率を変える場合には、光導波層の量子井戸構造のバ
リア層が高い方が量子効果が大きくなり、光の変調やス
イッチングを低電圧で駆動することができ、有利であ
る。
いた、バリアの低いInGaAsP/InP系(例え
ば、量子井戸構造層としてInGaAsPを用い/バリ
ア層としてInPを用いる)やInGaAsP/InG
aAsP系(例えば、量子井戸構造層としてInGaA
sPを用い/バリア層としてInGaAsPを用いる)
を使った場合には、量子効果が小さいために光スイッチ
や光変調器として利用した場合の効率が悪く、高い電圧
や電流を加えなければならなかった。このために、より
バリアの高いInGaAs/InAlAs系やInGa
AlAs/InAlAs系等の光導波路が用いられ始め
ている。
する光信号をいかに補償するかであり、通常は、光増幅
器を用いて光信号を増幅する。
抵抗が高く、電流が流れにくい)光導波路に対して、そ
れに装荷された形で形成された光増幅器によって光信号
を補償することは、以下に説明するように困難であっ
た。
図3において、501はn型側電極、502はn型In
P基板、503,505はガイド層(例えば、InGa
AsP層)、504はバリアが高い量子井戸構造光導波
路(例えば、InGaAs/InAlAs系やInGa
AlAs/InAlAs系)、506はInP層、50
7は光信号の損失を補償するための光増幅器の活性層、
508はp型InP層、509及び510はp型側電極
である。
す。図4において、602はn型InP基板、603,
605はガイド層、604は量子井戸構造光導波路、6
06はInP層、607は光増幅器の活性層、608は
P型InPの準位である。
造光導波路504のバリア層のバリア(特に、伝導体の
バンド不連続:△Ec)が通常使われるInGaAsP
/InP系やInGaAsP/InGaAsP系の量子
井戸構造光導波路に比べて高いためにキャリアの閉じ込
めが強く、量子効果が大きい。そのため光スイッチや光
変調器を構成する際に電極509を通して導波路部分に
加える電圧が小さくてすむという利点があった。
損失に伴う損失を補償するため、光増幅器の活性層60
7に電極510を通して電流を注入する必要がある。
型側電極501(図3)から注入された電子は、量子井
戸構造光導波路604の高いバリアに阻まれ、活性層6
07に達するのが困難であった。すなわち、この素子は
光増幅器に対する抵抗が高く、伝搬損失に伴う損失の補
償が不可能であった。
増幅素子の光導波路としてバリアの高いもの(例えばI
nGaAs/InAlAs系やInGaAlAs/In
AlAs系)を用いた場合には、光スイッチや光変調器
としては有利であるが、光増幅器に電流を注入すること
ができず、光導波路の伝搬損失を補償できないという問
題があった。
リア層の低いもの(例えば、InGaAsP/InP系
やInGaAsP/InGaAsP系)を用いた場合に
は光増幅器への電流注入は容易であるが、光導波路の量
子効果が弱いために、光スイッチや光変調器としての効
率が悪いという問題があった。
されたものであり、本発明の目的は、光導波路としてバ
リアの高いものを利用しつつ、光増幅器への電流注入を
容易にする光信号増幅素子を提供することにある。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。
に、本発明の光信号増幅素子は、半導体基板と、該基板
上に形成された少なくとも光導波層を有する光導波路上
に装荷された少なくとも活性層とクラッド層とからな
り、電流を注入する電極を有する光増幅器からなる光信
号増幅素子において、前記光導波層が多重量子井戸構造
で構成され、そのバリア層の電子に対する障壁の高さが
クラッド層よりも高く、かつ、前記半導体基板としてp
型の半導体基板を用いることを特徴とする。
いることを特徴とする。
lAsまたはInAlAsを用いることを特徴とする。
って光増幅器の活性層への電流注入を光導波路の光導波
層のバリアに妨害されずに行うことができる。これによ
り、光導波層としてバリアの高いものを利用しつつ、光
増幅器への電流注入を容易にする光信号増幅素子を提供
することができる。
て詳細に説明する。
幅素子の模式的な断面図である。図1において、101
はp型側電極、102はp型InP基板、103,10
5はガイド層であり、例えば、InGaAsP層を用い
る。104はバリアが高い量子井戸構造光導波路であ
り、例えば、量子井戸構造層(活性層)としてInGa
Asを用い、バリア層としてInAlAsを用いる。あ
るいは、量子井戸構造層としてInGaAlAsを用
い、バリア層としてInAlAsを用いてもよい。
は光導波路を伝搬する光信号の損失を補償するための光
増幅器、108はn型InP層、109及び110はn
型側電極である。
す。図2において、202はp型InP基板、203,
205はガイド層、204は量子井戸構造光導波路、2
06はInP層(クラッド層)、207は光増幅器の活
性層、208はn型InPの準位である。
造光導波路104のバリア層が通常使われるInGaA
sP/InP系やInGaAsP/InGaAsP系の
量子井戸構造光導波路に比べて高いためにキャリアの閉
じ込めが強く、量子効果が大きい。そのため光スイッチ
や光変調器を構成する際に電極109を通して光導波路
部分に加える電圧を小さくすることができる。
伝搬損失に伴う損失を補償するため、光増幅器の活性層
207に電流を注入する必要がある。図2に示すよう
に、n型側電極110から注入された電子は、量子井戸
構造光導波路104の高いバリア層に妨害されることな
く、活性層207に達することができる。
GaAlAsとAlを含まない材料であるInGaA
s、InGaAsP、InPを接合すると、従来のIn
GaAsP/InP系やInGaAsP/InGaAs
P系に比べ、伝導帯のバンド不連続(△Ec)が大きく
なる。しかし、価電子帯のバンド不連続(△Ec)は同
程度である。
c)にはばまれ量子井戸構造を通りぬけることはできな
いが、ホールはバンド不連続(△Ec)にはばまれるこ
となく量子井戸構造を従来の構造と同様に通りぬけるこ
とができる。
よれば、p型基板を使うことによって光増幅器の活性層
への電流注入を光導波路のバリアに妨害されずに行うこ
とができる。このため、光導波路としてバリアの高いも
のを利用しつつ、光増幅器への電流注入を容易にする光
信号増幅素子を提供することができる。
例に説明を行ったが、他の半導体基板においても同様な
効果を得ることができる。
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
ば、p型基板を使うことによって光増幅器への電流注入
を光導波路のバリアに妨害されずに行うことができる。
このため、光導波路として、量子効果の大きい、バリア
の高い量子井戸構造を利用しつつ、光増幅器への電流注
入を容易にする光信号増幅素子を得ることができる。
式的断面図、
ためのバンド図、
のバンド図。
板、103,105,203,205…ガイド層、10
4,204…量子井戸構造光導波路、106,206…
InP層、107,207…光増幅器の活性層、108
…n型InP層、109,110…n型側電極、208
…n型InPの準位。
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板と、該基板上に形成された少
なくとも光導波層を有する光導波路上に装荷された少な
くとも活性層とクラッド層とからなり、電流を注入する
電極を有する光増幅器からなる光信号増幅素子におい
て、前記光導波層が多重量子井戸構造で構成され、その
バリア層の電子に対する障壁の高さがクラッド層よりも
高く、かつ、前記半導体基板としてp型の半導体基板を
用いることを特徴とする光信号増幅素子。 - 【請求項2】 請求項1に記載の光信号増幅素子におい
て、前記半導体基板として、p型のInPを用いること
を特徴とする光信号増幅素子。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の光信号増幅素
子において、前記光導波層のバリア層としてInGaA
lAsまたはInAlAsを用いることを特徴とする光
信号増幅素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14666193A JP3314891B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光信号増幅素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14666193A JP3314891B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光信号増幅素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH077227A true JPH077227A (ja) | 1995-01-10 |
JP3314891B2 JP3314891B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=15412772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14666193A Expired - Fee Related JP3314891B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光信号増幅素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3314891B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112010005787T5 (de) | 2010-07-30 | 2013-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Gehäuse für eine elektronische Einrichtungseinheit |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14666193A patent/JP3314891B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE112010005787T5 (de) | 2010-07-30 | 2013-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Gehäuse für eine elektronische Einrichtungseinheit |
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JP3314891B2 (ja) | 2002-08-19 |
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