JPH0821706B2 - 光集積回路 - Google Patents
光集積回路Info
- Publication number
- JPH0821706B2 JPH0821706B2 JP62154643A JP15464387A JPH0821706B2 JP H0821706 B2 JPH0821706 B2 JP H0821706B2 JP 62154643 A JP62154643 A JP 62154643A JP 15464387 A JP15464387 A JP 15464387A JP H0821706 B2 JPH0821706 B2 JP H0821706B2
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- JP
- Japan
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- optical
- light
- active region
- integrated circuit
- optical switch
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光集積回路に関し、特に光通信ならびに光情
報処理分野における光源に関するものである。
報処理分野における光源に関するものである。
従来の技術 近年光通信や光ファイバセンサへの応用を目的とした
コヒーレンスのよいレーザの開発が活発に行なわれてい
る。それらの中の１つの型として外部共振器型レーザが
提案されている。これは、半導体レーザの片側の端面か
ら出射した光をミラーあるいはグレーティングによりレ
ーザに帰還するもので、単一縦モード発振、かつスペク
トル線幅が1KHz以下のものが実現されている。
コヒーレンスのよいレーザの開発が活発に行なわれてい
る。それらの中の１つの型として外部共振器型レーザが
提案されている。これは、半導体レーザの片側の端面か
ら出射した光をミラーあるいはグレーティングによりレ
ーザに帰還するもので、単一縦モード発振、かつスペク
トル線幅が1KHz以下のものが実現されている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来のものは数多くの光学部品を組合せ
て作られたものであり、かつ非常に精度の高いアライメ
ントを必要とし、また機械的安定性も満足のできるもの
ではなかった。さらには、必要以上にレーザのコヒーレ
ンスを向上させた場合、ファイバ結合端面等の微小反射
率を有する部分間で多重反射が顕著になり、ノイズ発生
等の原因として実用上問題となっていた。
て作られたものであり、かつ非常に精度の高いアライメ
ントを必要とし、また機械的安定性も満足のできるもの
ではなかった。さらには、必要以上にレーザのコヒーレ
ンスを向上させた場合、ファイバ結合端面等の微小反射
率を有する部分間で多重反射が顕著になり、ノイズ発生
等の原因として実用上問題となっていた。
問題点を解決するための手段 本発明の光集積回路は、半導体基板の一部に配置さ
れ、電流注入により発光する活性領域と、前記基板上に
配置され、光の入力および出力ポートとしてそれぞれ２
つの３次元光導波路で構成されたポートをもつ光スイッ
チあるいは光結合器と、が一体集積されており、前記入
力ポートのうち一つが、前記活性領域により発光した光
を、前記入力ポート方向に反射するよう構成された高反
射率端を有する前記活性領域につながっており、また前
記出力ポートのうち少なくとも一方が、前記活性領域か
ら発した光に対して高反射率を有する形で終端し、残り
の前記出力ポートが、前記半導体基板の一部に配置され
た光検出器につながっており、前記光スイッチあるいは
光結合器により、前記活性領域への光の帰還量を制御す
ることで、外部に出射するレーザ光のスペクトル線幅を
制御するように構成することにより上述の問題を解決す
るものである。また前述の高反射率を実現するため、た
とえば、通常の劈開面あるいはそれに反射コート膜を施
したものあるいは、回折格子を構成する。さらには前記
回折格子を構成する材料の屈折率を、電気光学効果ある
いは、プラズマ効果により制御できるよう構成する。
れ、電流注入により発光する活性領域と、前記基板上に
配置され、光の入力および出力ポートとしてそれぞれ２
つの３次元光導波路で構成されたポートをもつ光スイッ
チあるいは光結合器と、が一体集積されており、前記入
力ポートのうち一つが、前記活性領域により発光した光
を、前記入力ポート方向に反射するよう構成された高反
射率端を有する前記活性領域につながっており、また前
記出力ポートのうち少なくとも一方が、前記活性領域か
ら発した光に対して高反射率を有する形で終端し、残り
の前記出力ポートが、前記半導体基板の一部に配置され
た光検出器につながっており、前記光スイッチあるいは
光結合器により、前記活性領域への光の帰還量を制御す
ることで、外部に出射するレーザ光のスペクトル線幅を
制御するように構成することにより上述の問題を解決す
るものである。また前述の高反射率を実現するため、た
とえば、通常の劈開面あるいはそれに反射コート膜を施
したものあるいは、回折格子を構成する。さらには前記
回折格子を構成する材料の屈折率を、電気光学効果ある
いは、プラズマ効果により制御できるよう構成する。
作用 本発明は、外部共振器として、２×２光スイッチある
いは光結合器および光導波路を有する外部共振器型レー
ザと、２×２光スイッチあるいは光結合器の１ポートと
つながるように配置された受光素子が、同一半導体基板
上に集積化された光集積回路となっている。レーザとし
ては活性領域の一端と光スイッチあるいは光結合器の１
つの出力ポートの一端を共振器としているため、比較的
長い外部共振器を有する外部共振器レーザとなってい
る。このためこのレーザの発振スペクトルは単一モード
かつ狭スペクトル線幅が得られる。さらにはこの発振光
は２×２光スイッチあるいは光結合器を通じて活性領域
に帰還されるためその帰還量を制御でき、最適な発振ス
ペクトル特性をもつレーザ光源が実現できる。
いは光結合器および光導波路を有する外部共振器型レー
ザと、２×２光スイッチあるいは光結合器の１ポートと
つながるように配置された受光素子が、同一半導体基板
上に集積化された光集積回路となっている。レーザとし
ては活性領域の一端と光スイッチあるいは光結合器の１
つの出力ポートの一端を共振器としているため、比較的
長い外部共振器を有する外部共振器レーザとなってい
る。このためこのレーザの発振スペクトルは単一モード
かつ狭スペクトル線幅が得られる。さらにはこの発振光
は２×２光スイッチあるいは光結合器を通じて活性領域
に帰還されるためその帰還量を制御でき、最適な発振ス
ペクトル特性をもつレーザ光源が実現できる。
一方、光帰還を行なうための高反射率部に回折波長可
変の回折格子を設けることにより、発振波長の制御も可
能となる。
変の回折格子を設けることにより、発振波長の制御も可
能となる。
実施例 第１図に本発明の光集積回路の第１実施例を示す。こ
こで１は半導体基板、２は発光部となる活性領域、３は
３次元光導波路、４は電気制御型２×２光スイッチ、５
は光検出器、６は３次元光導波路端面にコートされた反
射膜、７は３次元導波路端面にコートされた反射防止
膜、８は発光部２の片端面にコートされた反射膜であ
る。ここで光スイッチ４は方向性結合器型あるいは内部
全反射型などの構造のものが望ましい。また使用する半
導体材料はGaAs,AlGaAs,InP,ZnS等III-VまたはII-VIの
化合物半導体が考えられるが、３次元光導波路３等のパ
ッシブな部分に関しては上述の半導体材料に限定するも
のではない。これらのことは以下の実施例についても同
様である。
こで１は半導体基板、２は発光部となる活性領域、３は
３次元光導波路、４は電気制御型２×２光スイッチ、５
は光検出器、６は３次元光導波路端面にコートされた反
射膜、７は３次元導波路端面にコートされた反射防止
膜、８は発光部２の片端面にコートされた反射膜であ
る。ここで光スイッチ４は方向性結合器型あるいは内部
全反射型などの構造のものが望ましい。また使用する半
導体材料はGaAs,AlGaAs,InP,ZnS等III-VまたはII-VIの
化合物半導体が考えられるが、３次元光導波路３等のパ
ッシブな部分に関しては上述の半導体材料に限定するも
のではない。これらのことは以下の実施例についても同
様である。
発光部２にて発した光は、３次元導波路３を通り光ス
イッチ４に入る。光スイッチ４からの出力のうち一方は
光検出器５に達し光出力のモニタとして使われる。他方
の光は、反射膜６で反射され再び活性部に戻り帰還光と
して利用されるが一部は光スイッチ４を経由して外部へ
出射される。ここで発光部６の１つの端面８と反射膜６
を端面とした外部共振器としてレーザ発振を起こすこと
が可能となる。また光スイッチ４を制御することにより
発光部２への光帰還量を変化させることができる。レー
ザのスペクトル特性、特にスペクトル線幅は光帰還量に
依存するため、光スイッチ４によりスペクトル線幅を必
要に応じて変化させることができる。また光検出器の出
力をモニタすることにより、レーザ出力のモニタができ
APC動作が可能となる。
イッチ４に入る。光スイッチ４からの出力のうち一方は
光検出器５に達し光出力のモニタとして使われる。他方
の光は、反射膜６で反射され再び活性部に戻り帰還光と
して利用されるが一部は光スイッチ４を経由して外部へ
出射される。ここで発光部６の１つの端面８と反射膜６
を端面とした外部共振器としてレーザ発振を起こすこと
が可能となる。また光スイッチ４を制御することにより
発光部２への光帰還量を変化させることができる。レー
ザのスペクトル特性、特にスペクトル線幅は光帰還量に
依存するため、光スイッチ４によりスペクトル線幅を必
要に応じて変化させることができる。また光検出器の出
力をモニタすることにより、レーザ出力のモニタができ
APC動作が可能となる。
また、上述の発光部２とは従来から数多く報告されて
いるレーザ構造を有するもので、たとえばBH,CNBHある
いはDCPBH等の埋込み型構造のものが望ましい。
いるレーザ構造を有するもので、たとえばBH,CNBHある
いはDCPBH等の埋込み型構造のものが望ましい。
また光検出器５は基本的には光を電気的に検出できる
ものであればよが、ここではレーザとほば同一構成のも
のでよい。
ものであればよが、ここではレーザとほば同一構成のも
のでよい。
第２図は本発明第２の実施例を示したもので、16は、
３次元導波路３を導波する光を反射させるために光導波
路に設けられた回折格子である。またこれらの回折格子
16には回折波長を電気的に制御するための電極が構成さ
れており、発振波長が選択，調整することが可能となる
ものである。他の動作としては、第１の実施例と同じも
のである。
３次元導波路３を導波する光を反射させるために光導波
路に設けられた回折格子である。またこれらの回折格子
16には回折波長を電気的に制御するための電極が構成さ
れており、発振波長が選択，調整することが可能となる
ものである。他の動作としては、第１の実施例と同じも
のである。
発明の効果 以上のように本発明によれば、外部共振型レーザにお
ける光帰還量を光スイッチにより制御することにより、
レーザのスペクトル線幅を高速で変化させることが可能
となり、高速の光伝送が実現できる。また光検出器を集
積化することにより、光出力およびスペクトル線幅をモ
ニタすることが可能となり、安定した光伝送が実現でき
る。さらに活性領域と光結合器あるいは光スイッチとが
半導体基板に一体集積化されているので、アライメント
精度がよく、機械的安定性も高い。
ける光帰還量を光スイッチにより制御することにより、
レーザのスペクトル線幅を高速で変化させることが可能
となり、高速の光伝送が実現できる。また光検出器を集
積化することにより、光出力およびスペクトル線幅をモ
ニタすることが可能となり、安定した光伝送が実現でき
る。さらに活性領域と光結合器あるいは光スイッチとが
半導体基板に一体集積化されているので、アライメント
精度がよく、機械的安定性も高い。
第１図は本発明の光集積回路の第１実施例の概略平面
図、第２図は本発明の光集積回路の第２実施例の概略平
面図である。 １……半導体基板、２……発光部、３……３次元光導波
路、４……２×２光スイッチ、５……光検出器、７……
反射防止膜、6,8……反射膜、16……回折格子。
図、第２図は本発明の光集積回路の第２実施例の概略平
面図である。 １……半導体基板、２……発光部、３……３次元光導波
路、４……２×２光スイッチ、５……光検出器、７……
反射防止膜、6,8……反射膜、16……回折格子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−154086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−227180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168957（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板の一部に配置され、電流注入に
より発光する活性領域と、 前記基板上に配置され、光の入力および出力ポートとし
てそれぞれ２つの３次元光導波路で構成されたポートを
もつ光スイッチあるいは光結合器と、が一体集積されて
おり、 前記入力ポートのうち一つが、前記活性領域により発光
した光を、前記入力ポート方向に反射するよう構成され
た高反射率端を有する前記活性領域につながっており、 また前記出力ポートのうち少なくとも一方が、前記活性
領域から発した光に対して高反射率を有する形で終端
し、 残りの前記出力ポートが、前記半導体基板の一部に配置
された光検出器につながっており、 前記光スイッチあるいは光結合器により、前記活性領域
への光の帰還量を制御することで、外部に出射するレー
ザ光のスペクトル線幅を制御する光集積回路。 - 【請求項２】光スイッチあるいは光結合器の出力ポート
に設けられた高反射率を有するものとして、回折格子が
構成されている特許請求の範囲第１項記載の光集積回
路。 - 【請求項３】回折格子を構成している材料の屈折率を外
部から変化する特許請求の範囲第１項記載の光集積回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154643A JPH0821706B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154643A JPH0821706B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 光集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318528A JPS63318528A (ja) | 1988-12-27 |
| JPH0821706B2 true JPH0821706B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=15588702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62154643A Expired - Fee Related JPH0821706B2 (ja) | 1987-06-22 | 1987-06-22 | 光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821706B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142715A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-05 | Nec Corp | 光制御光素子 |
| US6922530B1 (en) * | 2000-04-06 | 2005-07-26 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for optical channel switching in an optical add/drop multiplexer |
| JP5034572B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2012-09-26 | 日本電気株式会社 | 光源装置 |
| JP2017022247A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 富士通株式会社 | 波長選択素子及び波長可変光源 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59154086A (ja) * | 1983-02-22 | 1984-09-03 | Nec Corp | 周波数安定化半導体レ−ザ |
| JPS59227180A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-20 | Fujitsu Ltd | コヒ−レント光伝送用半導体レ−ザ装置 |
| DE3586174D1 (de) * | 1985-01-07 | 1992-07-09 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung einer integriert - optischen anordnung. |
-
1987
- 1987-06-22 JP JP62154643A patent/JPH0821706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63318528A (ja) | 1988-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |