JPH0864904A - 半導体レーザ型光増幅素子 - Google Patents
半導体レーザ型光増幅素子Info
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- JPH0864904A JPH0864904A JP20122494A JP20122494A JPH0864904A JP H0864904 A JPH0864904 A JP H0864904A JP 20122494 A JP20122494 A JP 20122494A JP 20122494 A JP20122494 A JP 20122494A JP H0864904 A JPH0864904 A JP H0864904A
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3201—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures incorporating bulkstrain effects, e.g. strain compensation, strain related to polarisation
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/5009—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement being polarisation-insensitive
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲ
インを別々に調整でき、かつゲイン特性の偏波依存性が
小さい半導体レーザ型光増幅素子の提供。 【構成】 導波路の一端面が入力端面となり、他端面が
出力端面となる半導体レーザ型光増幅素子であって、前
記導波路は量子井戸構造で形成されているとともに、前
記導波路においては一部の長さ領域ではＴＥ偏波光を増
幅する面内圧縮歪み型の格子整合形態を構成していると
ともに、他の一部の長さ領域ではＴＭ偏波光を増幅する
面内伸張歪み型の格子整合形態を構成した構造となり、
かつ前記面内伸張歪み型の格子整合形態部分および面内
圧縮歪み型の格子整合形態部分はそれぞれ独立した電極
によってそれぞれ所望の電圧が印加されるように構成さ
れている。
インを別々に調整でき、かつゲイン特性の偏波依存性が
小さい半導体レーザ型光増幅素子の提供。 【構成】 導波路の一端面が入力端面となり、他端面が
出力端面となる半導体レーザ型光増幅素子であって、前
記導波路は量子井戸構造で形成されているとともに、前
記導波路においては一部の長さ領域ではＴＥ偏波光を増
幅する面内圧縮歪み型の格子整合形態を構成していると
ともに、他の一部の長さ領域ではＴＭ偏波光を増幅する
面内伸張歪み型の格子整合形態を構成した構造となり、
かつ前記面内伸張歪み型の格子整合形態部分および面内
圧縮歪み型の格子整合形態部分はそれぞれ独立した電極
によってそれぞれ所望の電圧が印加されるように構成さ
れている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ型光増幅素
子に関し、たとえば、光通信、光交換、光情報処理等の
光伝送システムに適用して有効な技術に関するものであ
る。
子に関し、たとえば、光通信、光交換、光情報処理等の
光伝送システムに適用して有効な技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光通信、光交換、光情報処理といった光
を利用した光伝送システムの構築を考えると、光ファイ
バや光スイッチでの光損失が大きな問題となり、減衰し
た光信号を光増幅器によって補償することが必要不可欠
になる。特に半導体レーザ型の光増幅器（光増幅素子）
は小型で高効率であり、また光スイッチ等の半導体光デ
バイスとの集積が可能といった利点を持つためにたいへ
ん有望である。
を利用した光伝送システムの構築を考えると、光ファイ
バや光スイッチでの光損失が大きな問題となり、減衰し
た光信号を光増幅器によって補償することが必要不可欠
になる。特に半導体レーザ型の光増幅器（光増幅素子）
は小型で高効率であり、また光スイッチ等の半導体光デ
バイスとの集積が可能といった利点を持つためにたいへ
ん有望である。
【０００３】しかしながら、従来の半導体レーザ型光増
幅素子は、入力信号光の偏波状態によってゲイン特性が
大きく変動する問題点があった。これは一般に、活性層
の幅が数ミクロンであるのに対して厚みがサブミクロン
オーダとなり活性層が等方的でないことや、入出力端面
の反射率が偏波状態によって異なるため、あるいは活性
層のゲイン特性が偏波状態によって異なるためである。
このために、例えば活性層をパッシブな導波路で挟んだ
いわゆるＬＯＣ構造を用いて活性層を等方化した例（文
献：S. Core, D. M. Cooper, W. J. Devlin, A. D. Ell
is, D. J. Elton, J. J. Isaac, G. Sherlock, P. C. S
purdens and W. A. Stallard: “Polarisation-Insensi
tive, Near-Travelling-wave Semiconductor Laser Amp
lifier at 1.55 mm”, Electronics Letters, 2nd Marc
h 1989, Vol. 25, No. 5, pp. 314-315）や、入出力端
面に良質な無反射コート（例えば反射率０．０４％）を
施すことで端面反射率の偏波依存性を制御した例（文
献：斉藤他、First Opto-electoronics Conference, Po
st-Deadline Papers Technical Digest B11-2 pp. 12-1
3, 1986 Tokyo）や、活性層に歪み量子井戸構造を用い
た例（文献：K. Magari,M. Okamoto, H. Yasaka, K. Sa
to, Y. Noguchi and O. Mikami:“Polalizationinsensi
tive traveling wave type amplifier using strained
multiple quautum well structure”, IEEE Photon. Te
chnol. Lett., 2, 8, pp. 556-558, 1986）が報告さ
れ、例えばＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲ
イン特性の差が１ｄＢを切るような半導体レーザ型の光
増幅器が実現されている。
幅素子は、入力信号光の偏波状態によってゲイン特性が
大きく変動する問題点があった。これは一般に、活性層
の幅が数ミクロンであるのに対して厚みがサブミクロン
オーダとなり活性層が等方的でないことや、入出力端面
の反射率が偏波状態によって異なるため、あるいは活性
層のゲイン特性が偏波状態によって異なるためである。
このために、例えば活性層をパッシブな導波路で挟んだ
いわゆるＬＯＣ構造を用いて活性層を等方化した例（文
献：S. Core, D. M. Cooper, W. J. Devlin, A. D. Ell
is, D. J. Elton, J. J. Isaac, G. Sherlock, P. C. S
purdens and W. A. Stallard: “Polarisation-Insensi
tive, Near-Travelling-wave Semiconductor Laser Amp
lifier at 1.55 mm”, Electronics Letters, 2nd Marc
h 1989, Vol. 25, No. 5, pp. 314-315）や、入出力端
面に良質な無反射コート（例えば反射率０．０４％）を
施すことで端面反射率の偏波依存性を制御した例（文
献：斉藤他、First Opto-electoronics Conference, Po
st-Deadline Papers Technical Digest B11-2 pp. 12-1
3, 1986 Tokyo）や、活性層に歪み量子井戸構造を用い
た例（文献：K. Magari,M. Okamoto, H. Yasaka, K. Sa
to, Y. Noguchi and O. Mikami:“Polalizationinsensi
tive traveling wave type amplifier using strained
multiple quautum well structure”, IEEE Photon. Te
chnol. Lett., 2, 8, pp. 556-558, 1986）が報告さ
れ、例えばＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲ
イン特性の差が１ｄＢを切るような半導体レーザ型の光
増幅器が実現されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、前記文献に開示
されているように、例えばＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入
力光に対するゲイン特性の差が１ｄＢを切るような半導
体レーザ型の光増幅器が実現されている。しかしながら
システムの大規模化に伴って光増幅器（光増幅素子）を
多段に縦列接続することを考えた場合には、よりゲイン
特性の差が小さい（例えば０〜０．１ｄＢ）半導体レー
ザ型光増幅素子が望まれている。
されているように、例えばＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入
力光に対するゲイン特性の差が１ｄＢを切るような半導
体レーザ型の光増幅器が実現されている。しかしながら
システムの大規模化に伴って光増幅器（光増幅素子）を
多段に縦列接続することを考えた場合には、よりゲイン
特性の差が小さい（例えば０〜０．１ｄＢ）半導体レー
ザ型光増幅素子が望まれている。
【０００５】この場合、活性層の等方化や端面反射率の
低減、活性層の歪み量子井戸構造化だけで偏波依存性を
十分に制御することは難しい。
低減、活性層の歪み量子井戸構造化だけで偏波依存性を
十分に制御することは難しい。
【０００６】一方、ＴＥ偏波とＴＭ偏波を利用した光情
報処理を考えた場合、従来の半導体レーザ型光増幅素子
では、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲイン
を別々に調整できないという欠点があった。
報処理を考えた場合、従来の半導体レーザ型光増幅素子
では、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲイン
を別々に調整できないという欠点があった。
【０００７】本発明の目的は、ゲイン特性の偏波依存性
が小さい半導体レーザ型光増幅素子を提供することにあ
る。
が小さい半導体レーザ型光増幅素子を提供することにあ
る。
【０００８】また、本発明の他の目的は、ＴＥ偏波入力
光とＴＭ偏波入力光に対するゲインを別々に調整できる
半導体レーザ型光増幅素子を提供することにある。
光とＴＭ偏波入力光に対するゲインを別々に調整できる
半導体レーザ型光増幅素子を提供することにある。
【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
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。
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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明の半導体レーザ型光増幅素子は、導波路
の一端面が入力端面となり、他端面が出力端面となる半
導体レーザ型光増幅素子であって、前記導波路は量子井
戸構造で形成されているとともに、前記導波路において
は一部の長さ領域ではＴＥ偏波光を増幅する面内圧縮歪
み型の格子整合形態を構成（ＴＥ偏波光増幅領域）して
いるとともに、他の一部の長さ領域ではＴＭ偏波光を増
幅する面内伸張歪み型の格子整合形態を構成（ＴＭ偏波
光増幅領域）した構造となり、かつ前記面内伸張歪み型
の格子整合形態部分および面内圧縮歪み型の格子整合形
態部分はそれぞれ独立した電極によってそれぞれ所望の
電圧が印加されるように構成されている。
るために本発明の半導体レーザ型光増幅素子は、導波路
の一端面が入力端面となり、他端面が出力端面となる半
導体レーザ型光増幅素子であって、前記導波路は量子井
戸構造で形成されているとともに、前記導波路において
は一部の長さ領域ではＴＥ偏波光を増幅する面内圧縮歪
み型の格子整合形態を構成（ＴＥ偏波光増幅領域）して
いるとともに、他の一部の長さ領域ではＴＭ偏波光を増
幅する面内伸張歪み型の格子整合形態を構成（ＴＭ偏波
光増幅領域）した構造となり、かつ前記面内伸張歪み型
の格子整合形態部分および面内圧縮歪み型の格子整合形
態部分はそれぞれ独立した電極によってそれぞれ所望の
電圧が印加されるように構成されている。
【００１１】前記導波路は、一部の長さ領域ではＴＥ偏
波光を増幅する面内圧縮歪み型の格子整合形態を構成し
ているが、この面内圧縮歪み型の格子整合形態は、圧縮
歪み活性層からなる第１活性層で形成されている。ま
た、前記導波路の他の一部の長さ領域ではＴＭ偏波光を
増幅する面内伸張歪み型の格子整合形態を構成した構造
となっているが、この面内伸張歪み型の格子整合形態
は、前記第１活性層と、この第１活性層上に形成された
伸張歪み活性層からなる第２活性層とによって形成され
ている。前記第２活性層は第１活性層よりも厚く、たと
えば、第１活性層の井戸（ウェル）が１層であるのに対
して、第２活性層の井戸数は４である。この結果、第１
活性層と第２活性層とからなる領域では、第１活性層の
特性が打ち消されて第２活性層の特長が出るため２層構
造部分はＴＭ偏波光を増幅する面内伸張歪み型の格子整
合形態を構成することができるようになる。
波光を増幅する面内圧縮歪み型の格子整合形態を構成し
ているが、この面内圧縮歪み型の格子整合形態は、圧縮
歪み活性層からなる第１活性層で形成されている。ま
た、前記導波路の他の一部の長さ領域ではＴＭ偏波光を
増幅する面内伸張歪み型の格子整合形態を構成した構造
となっているが、この面内伸張歪み型の格子整合形態
は、前記第１活性層と、この第１活性層上に形成された
伸張歪み活性層からなる第２活性層とによって形成され
ている。前記第２活性層は第１活性層よりも厚く、たと
えば、第１活性層の井戸（ウェル）が１層であるのに対
して、第２活性層の井戸数は４である。この結果、第１
活性層と第２活性層とからなる領域では、第１活性層の
特性が打ち消されて第２活性層の特長が出るため２層構
造部分はＴＭ偏波光を増幅する面内伸張歪み型の格子整
合形態を構成することができるようになる。
【００１２】本発明の他の実施例では、前記第１活性層
上にはエッチストップ層が設けられているとともに、前
記第２活性層は前記エッチストップ層上に設けられてい
る構造となっている。
上にはエッチストップ層が設けられているとともに、前
記第２活性層は前記エッチストップ層上に設けられてい
る構造となっている。
【００１３】
【作用】上記した手段によれば、本発明の半導体レーザ
型光増幅素子は、同一導波路にＴＭ偏波光増幅領域とと
もに、ＴＥ偏波光増幅領域を有する構造となり、前記そ
れぞれの領域は独立して駆動制御できることから、ＴＥ
偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲインを別々に調
整することができる。
型光増幅素子は、同一導波路にＴＭ偏波光増幅領域とと
もに、ＴＥ偏波光増幅領域を有する構造となり、前記そ
れぞれの領域は独立して駆動制御できることから、ＴＥ
偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲインを別々に調
整することができる。
【００１４】また、本発明の半導体レーザ型光増幅素子
は、同一導波路にＴＭ偏波光増幅領域とともに、ＴＥ偏
波光増幅領域を有する構造となり、前記それぞれの領域
は独立して駆動制御できることから、ＴＭ偏波入力光の
ゲイン特性とＴＥ偏波入力光のゲイン特性の差を零に近
い０．１ｄＢ以下とすることができ、ゲイン特性の偏波
依存性が小さい半導体レーザ型光増幅素子となる。
は、同一導波路にＴＭ偏波光増幅領域とともに、ＴＥ偏
波光増幅領域を有する構造となり、前記それぞれの領域
は独立して駆動制御できることから、ＴＭ偏波入力光の
ゲイン特性とＴＥ偏波入力光のゲイン特性の差を零に近
い０．１ｄＢ以下とすることができ、ゲイン特性の偏波
依存性が小さい半導体レーザ型光増幅素子となる。
【００１５】また、本発明によるエッチストップ層を有
する半導体レーザ型光増幅素子にあっては、その製造に
おいて、第１活性層上にエッチストップ層を形成すると
ともに、第２活性層を形成することから、第２活性層の
選択的エッチング時、エッチストップ層が存在すること
から第１活性層をエッチングしてしまうこともなく、第
１活性層による特性が安定するため、ＴＥ・ＴＭ偏波光
増幅特性の優れたものとなる。
する半導体レーザ型光増幅素子にあっては、その製造に
おいて、第１活性層上にエッチストップ層を形成すると
ともに、第２活性層を形成することから、第２活性層の
選択的エッチング時、エッチストップ層が存在すること
から第１活性層をエッチングしてしまうこともなく、第
１活性層による特性が安定するため、ＴＥ・ＴＭ偏波光
増幅特性の優れたものとなる。
【００１６】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。図１は本発明の第１実施例の半導体レーザ
型光増幅素子の導波路に沿う面における模式的断面図、
図２は同じく導波路、特にＴＭ偏波光を増幅する面内伸
張歪み型の格子整合形態部分に直交する面における模式
的断面図である。また、図３乃至図７は第１実施例の半
導体レーザ型光増幅素子の製造状態を示す各工程での基
板等の模式的断面図である。また、図８は本発明の半導
体レーザ型光増幅素子における格子整合の歪み量の定義
を示す説明図であり、図９は同じく歪みによるバンド構
造を示す説明図である。なお、実施例を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
て説明する。図１は本発明の第１実施例の半導体レーザ
型光増幅素子の導波路に沿う面における模式的断面図、
図２は同じく導波路、特にＴＭ偏波光を増幅する面内伸
張歪み型の格子整合形態部分に直交する面における模式
的断面図である。また、図３乃至図７は第１実施例の半
導体レーザ型光増幅素子の製造状態を示す各工程での基
板等の模式的断面図である。また、図８は本発明の半導
体レーザ型光増幅素子における格子整合の歪み量の定義
を示す説明図であり、図９は同じく歪みによるバンド構
造を示す説明図である。なお、実施例を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】本発明の一実施例による半導体レーザ型光
増幅素子、すなわち、第１実施例の半導体レーザ型光増
幅素子は、図１および図２に示すような構造となってい
る。
増幅素子、すなわち、第１実施例の半導体レーザ型光増
幅素子は、図１および図２に示すような構造となってい
る。
【００１８】第１実施例の半導体レーザ型光増幅素子
は、たとえば、１．５μｍ帯用の多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）構造の半導体レーザ型光増幅素子となっていて、Ｉ
ｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰ系の化合物半導体材料によって形
成されている。
は、たとえば、１．５μｍ帯用の多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）構造の半導体レーザ型光増幅素子となっていて、Ｉ
ｎＰ−ＩｎＧａＡｓＰ系の化合物半導体材料によって形
成されている。
【００１９】図１において、１０１はＡｕＧｅＮｉ／Ａ
ｕからなる厚さ１μｍのｎ側電極、１０２は厚さ１００
μｍのｎ−ＩｎＰ基板、１０３は厚さ２μｍのｎ−Ｉｎ
Ｐ層、１０４は０．１μｍ厚さの１．１μｍ組成のＩｎ
ＧａＡｓＰである。ＩｎＧａＡｓＰ１０４は、バンドギ
ャップ波長１．１μｍのＩｎ0.855 Ｇａ0.145 Ａｓ0.31
7 Ｐ0.683となり、図中１．１Ｑと表示してある。
ｕからなる厚さ１μｍのｎ側電極、１０２は厚さ１００
μｍのｎ−ＩｎＰ基板、１０３は厚さ２μｍのｎ−Ｉｎ
Ｐ層、１０４は０．１μｍ厚さの１．１μｍ組成のＩｎ
ＧａＡｓＰである。ＩｎＧａＡｓＰ１０４は、バンドギ
ャップ波長１．１μｍのＩｎ0.855 Ｇａ0.145 Ａｓ0.31
7 Ｐ0.683となり、図中１．１Ｑと表示してある。
【００２０】１０５は、厚さ１６０Åとなりかつ圧縮歪
み量が１％となるＩｎＧａＡｓからなるウェル１層から
なる圧縮歪み多重量子井戸活性層（圧縮歪み活性層：第
１活性層）である。
み量が１％となるＩｎＧａＡｓからなるウェル１層から
なる圧縮歪み多重量子井戸活性層（圧縮歪み活性層：第
１活性層）である。
【００２１】１０６は、厚さ３５Åとなり伸張歪み量が
１％となるＩｎＧａＡｓからなるウェルと、１．３μｍ
厚さのＩｎＧａＡｓＰからなるバリアとで形成される伸
張歪み多重量子井戸活性層（伸張歪み活性層：第２活性
層）である。この伸張歪み活性層（第２活性層）１０６
は、前記圧縮歪み活性層１０５に比較して厚く、ウェル
数で４（または４〜６）である。
１％となるＩｎＧａＡｓからなるウェルと、１．３μｍ
厚さのＩｎＧａＡｓＰからなるバリアとで形成される伸
張歪み多重量子井戸活性層（伸張歪み活性層：第２活性
層）である。この伸張歪み活性層（第２活性層）１０６
は、前記圧縮歪み活性層１０５に比較して厚く、ウェル
数で４（または４〜６）である。
【００２２】１０７は１．１μｍ組成，厚さ０．１μｍ
のＩｎＧａＡｓＰ、１０８は厚さ１．５μｍのｐ−Ｉｎ
Ｐ層、１０９は厚さ０．４μｍのＩｎＧａＡｓキャップ
層である。
のＩｎＧａＡｓＰ、１０８は厚さ１．５μｍのｐ−Ｉｎ
Ｐ層、１０９は厚さ０．４μｍのＩｎＧａＡｓキャップ
層である。
【００２３】１１０は、Ｎｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ
からなる厚さ１μｍのＴＥ偏波光増幅用電極であり、１
１１はＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕからなる厚さ１μ
ｍのＴＭ偏波光増幅用電極である。
からなる厚さ１μｍのＴＥ偏波光増幅用電極であり、１
１１はＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕからなる厚さ１μ
ｍのＴＭ偏波光増幅用電極である。
【００２４】１１２および１１３は、半導体レーザ型光
増幅素子の両端面（入力端面および出力端面）にコーテ
ィングされた無反射コートであり、ＴｉＯ2／ＳｉＯ2か
らなり、無反射コート１１２の厚さは１２５０Å（波長
１．５５μｍ）、無反射コート１１３の厚さは１７００
Å（波長１．５５μｍ）となっている。
増幅素子の両端面（入力端面および出力端面）にコーテ
ィングされた無反射コートであり、ＴｉＯ2／ＳｉＯ2か
らなり、無反射コート１１２の厚さは１２５０Å（波長
１．５５μｍ）、無反射コート１１３の厚さは１７００
Å（波長１．５５μｍ）となっている。
【００２５】また、第１実施例の半導体レーザ型光増幅
素子はリッジ構造となっていることから、図２に示すよ
うに、厚さ０．４μｍのＩｎＧａＡｓキャップ層１０９
と、厚さ１．５μｍのｐ−ＩｎＰ層１０８が幅３μｍの
リッジに切られるとともに、リッジの側面はポリイミド
樹脂膜１２０によって埋め込まれ、その上にＴＭ偏波光
増幅用電極１１１が蒸着された構造となっている。
素子はリッジ構造となっていることから、図２に示すよ
うに、厚さ０．４μｍのＩｎＧａＡｓキャップ層１０９
と、厚さ１．５μｍのｐ−ＩｎＰ層１０８が幅３μｍの
リッジに切られるとともに、リッジの側面はポリイミド
樹脂膜１２０によって埋め込まれ、その上にＴＭ偏波光
増幅用電極１１１が蒸着された構造となっている。
【００２６】このような半導体レーザ型光増幅素子は、
その製造においては、図３に示すように、厚さ３５０μ
ｍのｎ−ＩｎＰ基板１０２が用意された後、ＭＯＣＶＤ
（有機金属気相成長法）等によって厚さ２μｍのｎ−Ｉ
ｎＰ層１０３，厚さ０．１μｍの１．１μｍ組成のＩｎ
ＧａＡｓＰ１０４，圧縮歪み多重量子井戸活性層（第１
活性層）１０５，伸張歪み多重量子井戸活性層（第２活
性層）１０６が形成される。
その製造においては、図３に示すように、厚さ３５０μ
ｍのｎ−ＩｎＰ基板１０２が用意された後、ＭＯＣＶＤ
（有機金属気相成長法）等によって厚さ２μｍのｎ−Ｉ
ｎＰ層１０３，厚さ０．１μｍの１．１μｍ組成のＩｎ
ＧａＡｓＰ１０４，圧縮歪み多重量子井戸活性層（第１
活性層）１０５，伸張歪み多重量子井戸活性層（第２活
性層）１０６が形成される。
【００２７】前記圧縮歪み多重量子井戸活性層１０５
は、厚さ１６０Åとなりかつ圧縮歪み量が１％となるＩ
ｎＧａＡｓからなるウェル１層からなる。また、伸張歪
み多重量子井戸活性層１０６は、厚さ３５Åとなり伸張
歪み量が１％となるＩｎＧａＡｓからなるウェルと、
１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰからなるバリアとで形
成される層となり、たとえば、ウェルは４層（または４
〜６層）となる。
は、厚さ１６０Åとなりかつ圧縮歪み量が１％となるＩ
ｎＧａＡｓからなるウェル１層からなる。また、伸張歪
み多重量子井戸活性層１０６は、厚さ３５Åとなり伸張
歪み量が１％となるＩｎＧａＡｓからなるウェルと、
１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰからなるバリアとで形
成される層となり、たとえば、ウェルは４層（または４
〜６層）となる。
【００２８】つぎに、図４に示すように、前記伸張歪み
多重量子井戸活性層１０６上に部分的にホトレジスト膜
を形成した後、このホトレジスト膜をマスクとして露出
する伸張歪み多重量子井戸活性層１０６をＨ2ＳＯ4：Ｈ
2Ｏ2：Ｈ2Ｏ＝３：１：１を用いてエッチング除去す
る。その後、前記ホトレジスト膜は除去される。
多重量子井戸活性層１０６上に部分的にホトレジスト膜
を形成した後、このホトレジスト膜をマスクとして露出
する伸張歪み多重量子井戸活性層１０６をＨ2ＳＯ4：Ｈ
2Ｏ2：Ｈ2Ｏ＝３：１：１を用いてエッチング除去す
る。その後、前記ホトレジスト膜は除去される。
【００２９】つぎに、厚さ１．１μｍ組成，厚さ０．１
μｍのＩｎＧａＡｓＰ１０７，厚さ１．５μｍのｐ−Ｉ
ｎＰ層１０８，厚さ０．４μｍのＩｎＧａＡｓキャップ
層１０９を形成する。その後、前記ＩｎＧａＡｓキャッ
プ層１０９の中央上面に、幅３μｍのホトレジスト膜を
形成する。このホトレジスト膜は、前記伸張歪み多重量
子井戸活性層１０６および露出する圧縮歪み多重量子井
戸活性層１０５上に亘って延在する。そこで、このホト
レジスト膜１３１をエッチング用マスクとして、前記Ｉ
ｎＧａＡｓキャップ層１０９，ｐ−ＩｎＰ層１０８をエ
ッチングする（図５参照）。エッチングはＩｎＧａＡｓ
キャップ層１０９においては、Ｈ2ＳＯ4:H2Ｏ2：Ｈ2Ｏ
＝１：１０：１で行い、ｐ−ＩｎＰ層１０８においては
Ｈｃｌ：Ｈ3ＰＯ4＝１：１で行う。また、エッチングは
１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ１０７の表層部にまで
到達するように行われる。
μｍのＩｎＧａＡｓＰ１０７，厚さ１．５μｍのｐ−Ｉ
ｎＰ層１０８，厚さ０．４μｍのＩｎＧａＡｓキャップ
層１０９を形成する。その後、前記ＩｎＧａＡｓキャッ
プ層１０９の中央上面に、幅３μｍのホトレジスト膜を
形成する。このホトレジスト膜は、前記伸張歪み多重量
子井戸活性層１０６および露出する圧縮歪み多重量子井
戸活性層１０５上に亘って延在する。そこで、このホト
レジスト膜１３１をエッチング用マスクとして、前記Ｉ
ｎＧａＡｓキャップ層１０９，ｐ−ＩｎＰ層１０８をエ
ッチングする（図５参照）。エッチングはＩｎＧａＡｓ
キャップ層１０９においては、Ｈ2ＳＯ4:H2Ｏ2：Ｈ2Ｏ
＝１：１０：１で行い、ｐ−ＩｎＰ層１０８においては
Ｈｃｌ：Ｈ3ＰＯ4＝１：１で行う。また、エッチングは
１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰ１０７の表層部にまで
到達するように行われる。
【００３０】つぎに、図６に示すように、ポリイミド樹
脂膜１２０によって前記リッジの側面が埋め込まれる。
脂膜１２０によって前記リッジの側面が埋め込まれる。
【００３１】つぎに、図７に示すように、伸張歪み多重
量子井戸活性層１０６に対応するＩｎＧａＡｓキャップ
層１０９の上方の領域Ｃには、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ
／Ａｕ／Ｔｉ／ＡｕからなるＴＭ偏波光増幅用電極１１
１が形成されるとともに、前記伸張歪み多重量子井戸活
性層１０６から食み出した圧縮歪み多重量子井戸活性層
１０５に対応するＩｎＧａＡｓキャップ層１０９の上方
の領域Ｄには、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／
ＡｕからなるＴＥ偏波光増幅用電極１１０が形成され
る。
量子井戸活性層１０６に対応するＩｎＧａＡｓキャップ
層１０９の上方の領域Ｃには、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ
／Ａｕ／Ｔｉ／ＡｕからなるＴＭ偏波光増幅用電極１１
１が形成されるとともに、前記伸張歪み多重量子井戸活
性層１０６から食み出した圧縮歪み多重量子井戸活性層
１０５に対応するＩｎＧａＡｓキャップ層１０９の上方
の領域Ｄには、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／
ＡｕからなるＴＥ偏波光増幅用電極１１０が形成され
る。
【００３２】つぎに、前記ｎ−ＩｎＰ基板１０２は所定
の厚さ、たとえば、１００μｍにされる。その後、ｎ−
ＩｎＰ基板１０２の表面には厚さμｍのＡｕＧｅＮｉ／
Ａｕからなるｎ側電極１０１が形成される。
の厚さ、たとえば、１００μｍにされる。その後、ｎ−
ＩｎＰ基板１０２の表面には厚さμｍのＡｕＧｅＮｉ／
Ａｕからなるｎ側電極１０１が形成される。
【００３３】つぎに、前記ｎ−ＩｎＰ基板１０２は所定
間隔、すなわち、導波路の長さに相当する長さ毎に劈開
される。前記導波路は、一部で圧縮歪み多重量子井戸活
性層（第１活性層）１０５のみが、また、他の一部では
圧縮歪み多重量子井戸活性層（第１活性層）１０５と装
荷される伸張歪み多重量子井戸活性層（第２活性層）１
０６とによって縦接接続形態で形成される。前記圧縮歪
み多重量子井戸活性層（第１活性層）１０５のみの部分
がＴＥ偏波光を増幅する面内圧縮歪み型の格子整合形態
を構成する。また、前記圧縮歪み多重量子井戸活性層
（第１活性層）１０５と装荷される伸張歪み多重量子井
戸活性層（第２活性層）１０６とによる部分がＴＭ偏波
光を増幅する面内伸張歪み型の格子整合形態を構成す
る。前記ＴＥ偏波光を増幅する面内圧縮歪み型の格子整
合形態領域を領域Ｄとし、ＴＭ偏波光を増幅する面内伸
張歪み型の格子整合形態領域を領域Ｃと呼称する。
間隔、すなわち、導波路の長さに相当する長さ毎に劈開
される。前記導波路は、一部で圧縮歪み多重量子井戸活
性層（第１活性層）１０５のみが、また、他の一部では
圧縮歪み多重量子井戸活性層（第１活性層）１０５と装
荷される伸張歪み多重量子井戸活性層（第２活性層）１
０６とによって縦接接続形態で形成される。前記圧縮歪
み多重量子井戸活性層（第１活性層）１０５のみの部分
がＴＥ偏波光を増幅する面内圧縮歪み型の格子整合形態
を構成する。また、前記圧縮歪み多重量子井戸活性層
（第１活性層）１０５と装荷される伸張歪み多重量子井
戸活性層（第２活性層）１０６とによる部分がＴＭ偏波
光を増幅する面内伸張歪み型の格子整合形態を構成す
る。前記ＴＥ偏波光を増幅する面内圧縮歪み型の格子整
合形態領域を領域Ｄとし、ＴＭ偏波光を増幅する面内伸
張歪み型の格子整合形態領域を領域Ｃと呼称する。
【００３４】一方、前記両劈開面には厚さ１２５０Åの
ＴｉＯ2／ＳｉＯ2からなる無反射コート１１２および厚
さ１７００ÅのＴｉＯ2／ＳｉＯ2からなる無反射コート
１１３が形成される。また、短冊体となったｎ−ＩｎＰ
基板１０２は、所定間隔に分断され、図１および図２に
示すような半導体レーザ型光増幅素子となる。
ＴｉＯ2／ＳｉＯ2からなる無反射コート１１２および厚
さ１７００ÅのＴｉＯ2／ＳｉＯ2からなる無反射コート
１１３が形成される。また、短冊体となったｎ−ＩｎＰ
基板１０２は、所定間隔に分断され、図１および図２に
示すような半導体レーザ型光増幅素子となる。
【００３５】図８は、圧縮歪み多重量子井戸活性層（圧
縮歪系），伸張歪み多重量子井戸活性層（伸張歪系）お
よび格子整合系（緊張なし）の構成を示す図である。
縮歪系），伸張歪み多重量子井戸活性層（伸張歪系）お
よび格子整合系（緊張なし）の構成を示す図である。
【００３６】基板の格子定数をａsubとし、歪み材料の
格子定数をａstrainとした場合、歪み量εは次式で与え
られる。
格子定数をａstrainとした場合、歪み量εは次式で与え
られる。
【００３７】
【数１】
【００３８】図８において紙面水平右方向が面内方向の
格子整合の歪み量、紙面上方向が膜厚方向の格子整合の
歪み量とした場合、同図の中央の図のように格子整合が
合っている場合（格子整合系）、緊張（strain)はなく
歪み量εは零（ε＝０）となる。また、左側の図のよう
に伸張歪系の場合には、基板と歪み材料との間におい
て、面内方向に伸張する分、膜厚方向に圧縮し歪み量ε
は零より小さく（ε＜０）なる。また、右側の図のよう
に、圧縮歪系の場合には、基板と歪み材料との間におい
て、面内方向に圧縮する分、膜厚方向に伸張する結果、
歪み量εは零より大きく（ε＞０）なる。
格子整合の歪み量、紙面上方向が膜厚方向の格子整合の
歪み量とした場合、同図の中央の図のように格子整合が
合っている場合（格子整合系）、緊張（strain)はなく
歪み量εは零（ε＝０）となる。また、左側の図のよう
に伸張歪系の場合には、基板と歪み材料との間におい
て、面内方向に伸張する分、膜厚方向に圧縮し歪み量ε
は零より小さく（ε＜０）なる。また、右側の図のよう
に、圧縮歪系の場合には、基板と歪み材料との間におい
て、面内方向に圧縮する分、膜厚方向に伸張する結果、
歪み量εは零より大きく（ε＞０）なる。
【００３９】図９は、歪み半導体材料におけるバンド構
造を示すものである。同図において上部が伝導帯、下部
が価電子帯であり、Ｅhhがヘビーホール（重い正孔
帯）、Ｅ lhがライトホール（軽い正孔帯）、Ｅsoがスピ
ン軌道を示す。また、ＫXYはウェルの面内方向の価電子
帯、ＫZはウェルの膜厚方向の価電子帯を示すものであ
る。
造を示すものである。同図において上部が伝導帯、下部
が価電子帯であり、Ｅhhがヘビーホール（重い正孔
帯）、Ｅ lhがライトホール（軽い正孔帯）、Ｅsoがスピ
ン軌道を示す。また、ＫXYはウェルの面内方向の価電子
帯、ＫZはウェルの膜厚方向の価電子帯を示すものであ
る。
【００４０】図９に示すように、圧縮歪みを有する第１
活性層では面内方向、膜厚方向共にヘビーホールのエネ
ルギーＥhhがライトホールのエネルギーＥlhよりも上に
来るために、格子整合系に比べてよりＴＥ偏波入力光に
対するゲインが大きくなる。逆に伸張歪みを有する第２
活性層では面内方向、膜厚方向共にヘビーホールのエネ
ルギーＥhhがライトホールのエネルギーＥlhよりも下に
来るために、格子整合系に比べてよりＴＭ偏波入力光に
対するゲインが大きくなる。（たとえば、ウェルがＩｎ
XＧａ1-XＡｓ、バリアがＩｎＰの多重量子井戸構造にお
いては、ｘ＝０．５３の時、格子整合ｘがｘ＞０．５３
では圧縮歪み、ｘ＜０．５３では伸張歪みとなる）。
活性層では面内方向、膜厚方向共にヘビーホールのエネ
ルギーＥhhがライトホールのエネルギーＥlhよりも上に
来るために、格子整合系に比べてよりＴＥ偏波入力光に
対するゲインが大きくなる。逆に伸張歪みを有する第２
活性層では面内方向、膜厚方向共にヘビーホールのエネ
ルギーＥhhがライトホールのエネルギーＥlhよりも下に
来るために、格子整合系に比べてよりＴＭ偏波入力光に
対するゲインが大きくなる。（たとえば、ウェルがＩｎ
XＧａ1-XＡｓ、バリアがＩｎＰの多重量子井戸構造にお
いては、ｘ＝０．５３の時、格子整合ｘがｘ＞０．５３
では圧縮歪み、ｘ＜０．５３では伸張歪みとなる）。
【００４１】なお、格子整合系（ε＝０）の場合、量子
井戸構造はＴＥ偏波光のみにゲインを持つ。したがっ
て、本発明に適用できることであるが、格子整合系の形
態（構造）を圧縮歪系の形態（構造）に代えて使用する
ことができる。
井戸構造はＴＥ偏波光のみにゲインを持つ。したがっ
て、本発明に適用できることであるが、格子整合系の形
態（構造）を圧縮歪系の形態（構造）に代えて使用する
ことができる。
【００４２】第１活性層、すなわち、圧縮歪み多重量子
井戸活性層１０５のみを有する領域ＤではＴＥ入力偏波
光に対するゲインが大きい。また、第１活性層に第２活
性層を重ねた構造において、第２活性層、すなわち、伸
張歪み活性層１０６を圧縮歪み多重量子井戸活性層１０
５に比較して、たとえば、圧縮歪み多重量子井戸活性層
１０５のウェル数１に対して伸張歪み活性層１０６のウ
ェル数を４（または４〜６）と厚くしたり、伸張歪みの
度合いを圧縮歪み多重量子井戸活性層１０５で〜０％に
対して伸張歪み活性層１０６を１％にすることで、第１
活性層と第２活性層が積層されている領域ＣではＴＭ偏
波入力光に対するゲインを大きくすることができる。
井戸活性層１０５のみを有する領域ＤではＴＥ入力偏波
光に対するゲインが大きい。また、第１活性層に第２活
性層を重ねた構造において、第２活性層、すなわち、伸
張歪み活性層１０６を圧縮歪み多重量子井戸活性層１０
５に比較して、たとえば、圧縮歪み多重量子井戸活性層
１０５のウェル数１に対して伸張歪み活性層１０６のウ
ェル数を４（または４〜６）と厚くしたり、伸張歪みの
度合いを圧縮歪み多重量子井戸活性層１０５で〜０％に
対して伸張歪み活性層１０６を１％にすることで、第１
活性層と第２活性層が積層されている領域ＣではＴＭ偏
波入力光に対するゲインを大きくすることができる。
【００４３】第１実施例の半導体レーザ型光増幅素子で
は、前記領域Ｃおよび領域Ｄに別々に電流を注入するこ
とできる。したがって、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力
光に対するゲインを別々に調整することができる。この
結果、ゲイン特性の偏波依存性が小さい半導体レーザ型
光増幅素子を提供することができる。第１実施例の場合
には、ＴＭ偏波光のゲインとＴＥ偏波光のゲインの差を
零に近い０．１ｄＢ以下とすることができる。
は、前記領域Ｃおよび領域Ｄに別々に電流を注入するこ
とできる。したがって、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力
光に対するゲインを別々に調整することができる。この
結果、ゲイン特性の偏波依存性が小さい半導体レーザ型
光増幅素子を提供することができる。第１実施例の場合
には、ＴＭ偏波光のゲインとＴＥ偏波光のゲインの差を
零に近い０．１ｄＢ以下とすることができる。
【００４４】図１０は本発明の第２実施例による半導体
レーザ型光増幅素子を示す図であり、導波路に沿う断面
図である。第２実施例の半導体レーザ型光増幅素子で
は、前記圧縮歪み多重量子井戸活性層１０５と伸張歪み
活性層１０６との間に、厚さ１００ÅとなるＩｎＰから
なるエッチストップ層１４０が設けられている。
レーザ型光増幅素子を示す図であり、導波路に沿う断面
図である。第２実施例の半導体レーザ型光増幅素子で
は、前記圧縮歪み多重量子井戸活性層１０５と伸張歪み
活性層１０６との間に、厚さ１００ÅとなるＩｎＰから
なるエッチストップ層１４０が設けられている。
【００４５】第２実施例の半導体レーザ型光増幅素子の
製造においては、図１１に示すように、前記第１実施例
と同様にｎ−ＩｎＰ基板１０２の主面上にＭＯＣＶＤ
（有機金属気相成長法）法等によってｎ−ＩｎＰ層１０
３，ＩｎＧａＡｓＰ１０４，圧縮歪み多重量子井戸活性
層（第１活性層）１０５，伸張歪み多重量子井戸活性層
（第２活性層）１０６が形成されるとともに、厚さ１０
０ÅとなるＩｎＰからなるエッチストップ層１４０が設
けられる。その後、前記伸張歪み活性層１０６上に部分
的にホトレジスト膜１３０を設け、このホトレジスト膜
１３０をエッチングマスクとして伸張歪み活性層１０６
のエッチングを行う。前記エッチストップ層１４０は、
前記伸張歪み活性層１０６を選択的にエッチングする
際、下層の圧縮歪み多重量子井戸活性層１０５を損傷さ
せないようにするために設けられるもので、エッチスト
ップ層１４０の存在によって圧縮歪み多重量子井戸活性
層１０５が保護されるため、エッチングにおいては、Ｈ
2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏ系のウェットエッチング液が使
用でき、伸張歪み活性層１０６の除去が容易になる。
製造においては、図１１に示すように、前記第１実施例
と同様にｎ−ＩｎＰ基板１０２の主面上にＭＯＣＶＤ
（有機金属気相成長法）法等によってｎ−ＩｎＰ層１０
３，ＩｎＧａＡｓＰ１０４，圧縮歪み多重量子井戸活性
層（第１活性層）１０５，伸張歪み多重量子井戸活性層
（第２活性層）１０６が形成されるとともに、厚さ１０
０ÅとなるＩｎＰからなるエッチストップ層１４０が設
けられる。その後、前記伸張歪み活性層１０６上に部分
的にホトレジスト膜１３０を設け、このホトレジスト膜
１３０をエッチングマスクとして伸張歪み活性層１０６
のエッチングを行う。前記エッチストップ層１４０は、
前記伸張歪み活性層１０６を選択的にエッチングする
際、下層の圧縮歪み多重量子井戸活性層１０５を損傷さ
せないようにするために設けられるもので、エッチスト
ップ層１４０の存在によって圧縮歪み多重量子井戸活性
層１０５が保護されるため、エッチングにおいては、Ｈ
2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏ系のウェットエッチング液が使
用でき、伸張歪み活性層１０６の除去が容易になる。
【００４６】以上、本発明者によってなされた発明を、
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。
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。
【００４７】たとえば、前記実施例においては、圧縮歪
み活性層の上に伸張歪み活性層を装荷した構造について
説明したが、逆に伸張歪み活性層の上に圧縮歪み活性層
を装荷する半導体レーザ型光増幅素子でも前記実施例同
様な効果が得られる。
み活性層の上に伸張歪み活性層を装荷した構造について
説明したが、逆に伸張歪み活性層の上に圧縮歪み活性層
を装荷する半導体レーザ型光増幅素子でも前記実施例同
様な効果が得られる。
【００４８】また、前記実施例では、第１活性層を圧縮
歪み多重量子井戸活性層（圧縮歪系）とし、第２活性層
を伸張歪み多重量子井戸活性層（伸張歪系）としたが、
前述のように、格子整合系（ε＝０）の場合、量子井戸
構造はＴＥ偏波光のみにゲインを持つことから、第１活
性層を格子整合系で構成しても前記実施例同様な効果が
得られる。
歪み多重量子井戸活性層（圧縮歪系）とし、第２活性層
を伸張歪み多重量子井戸活性層（伸張歪系）としたが、
前述のように、格子整合系（ε＝０）の場合、量子井戸
構造はＴＥ偏波光のみにゲインを持つことから、第１活
性層を格子整合系で構成しても前記実施例同様な効果が
得られる。
【００４９】また、前記実施例では、ｎ型のＩｎＰ基板
を使用した半導体レーザ型光増幅素子について説明した
が、ｐ型のＩｎＰ基板や他の化合物半導体基板を使用し
ても同様な効果を得ることができる。
を使用した半導体レーザ型光増幅素子について説明した
が、ｐ型のＩｎＰ基板や他の化合物半導体基板を使用し
ても同様な効果を得ることができる。
【００５０】また歪み活性層のウェルとしてＩｎＧａＰ
系について説明しているが、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧ
ａＡｌＡｓ系、ＩｎＡｌＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系等の他
の化合物半導体材料系でも同様な効果を得ることができ
る。
系について説明しているが、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＧ
ａＡｌＡｓ系、ＩｎＡｌＡｓ系、ＡｌＧａＡｓ系等の他
の化合物半導体材料系でも同様な効果を得ることができ
る。
【００５１】また、前記実施例では、領域Ｃと領域Ｄと
の間は連続した構造となっているが、電圧印加効果を有
効とならしめるために、前記ＴＥ偏波光増幅用電極とＴ
Ｍ偏波光増幅用電極の間に、分離溝あるいは絶縁領域を
設け、ＴＥ偏波光増幅用電極とＴＭ偏波光増幅用電極の
間で電気的絶縁を行っても良いことは言うまでもない。
の間は連続した構造となっているが、電圧印加効果を有
効とならしめるために、前記ＴＥ偏波光増幅用電極とＴ
Ｍ偏波光増幅用電極の間に、分離溝あるいは絶縁領域を
設け、ＴＥ偏波光増幅用電極とＴＭ偏波光増幅用電極の
間で電気的絶縁を行っても良いことは言うまでもない。
【００５２】また、前記実施例では、光や電流の横方向
の閉じ込めを行うために、リッジ構造を用いた例につい
て説明したが、ＰＮ接合や絶縁層を用いた埋め込み構造
や埋め込み構造を用いてもよいことは言うまでもない。
の閉じ込めを行うために、リッジ構造を用いた例につい
て説明したが、ＰＮ接合や絶縁層を用いた埋め込み構造
や埋め込み構造を用いてもよいことは言うまでもない。
【００５３】さらに、本発明では基本的な光増幅素子に
ついてのみ説明を行っているが、実施例で説明した機能
を利用して、偏波ローテータや光同期回路、光波形再生
回路としての機能を持たせることも同様に可能である。
ついてのみ説明を行っているが、実施例で説明した機能
を利用して、偏波ローテータや光同期回路、光波形再生
回路としての機能を持たせることも同様に可能である。
【００５４】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明の半導体レーザ型光増幅素子
は、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲインを
別々に調整することができるとともに、ゲイン特性の偏
波依存性が小さい半導体レーザ型光増幅素子となる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。本発明の半導体レーザ型光増幅素子
は、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏波入力光に対するゲインを
別々に調整することができるとともに、ゲイン特性の偏
波依存性が小さい半導体レーザ型光増幅素子となる。
【図１】 本発明の第１実施例の半導体レーザ型光増幅
素子の導波路に沿う面における模式的断面図である。
素子の導波路に沿う面における模式的断面図である。
【図２】 第１実施例による半導体レーザ型光増幅素子
の導波路に直交する面における模式的断面図である。
の導波路に直交する面における模式的断面図である。
【図３】 第１実施例による半導体レーザ型光増幅素子
の製造において第１活性層および第２活性層を形成した
状態を示す半導体基板等を示す模式的断面図である。
の製造において第１活性層および第２活性層を形成した
状態を示す半導体基板等を示す模式的断面図である。
【図４】 第１実施例による半導体レーザ型光増幅素子
の製造において第２活性層を選択的に除去した状態を示
す半導体基板等を示す模式的断面図である。
の製造において第２活性層を選択的に除去した状態を示
す半導体基板等を示す模式的断面図である。
【図５】 第１実施例による半導体レーザ型光増幅素子
の製造においてメサエッチングが施された半導体基板等
を示す模式的断面図である。
の製造においてメサエッチングが施された半導体基板等
を示す模式的断面図である。
【図６】 第１実施例による半導体レーザ型光増幅素子
の製造においてメサエッチング部分に埋め込み層を形成
するとともにキャップ層等を形成した半導体基板等を示
す模式的断面図である。
の製造においてメサエッチング部分に埋め込み層を形成
するとともにキャップ層等を形成した半導体基板等を示
す模式的断面図である。
【図７】 第１実施例による半導体レーザ型光増幅素子
の製造において端面に無反射コートが形成された半導体
基板等を示す模式的断面図である。
の製造において端面に無反射コートが形成された半導体
基板等を示す模式的断面図である。
【図８】 本発明の半導体レーザ型光増幅素子における
格子整合の歪み量の定義を示す説明図である。
格子整合の歪み量の定義を示す説明図である。
【図９】 本発明の半導体レーザ型光増幅素子における
格子整合の歪みによるバンド構造を示す説明図である。
格子整合の歪みによるバンド構造を示す説明図である。
【図１０】 本発明の第２実施例の半導体レーザ型光増
幅素子の導波路に沿う面における模式的断面図である。
幅素子の導波路に沿う面における模式的断面図である。
【図１１】 本発明の第２実施例の半導体レーザ型光増
幅素子の製造における第２活性層の製造状態を示す模式
的断面図である。
幅素子の製造における第２活性層の製造状態を示す模式
的断面図である。
１０１…ｎ側電極、１０２…ｎ−ＩｎＰ基板、１０３…
ｎ−ＩｎＰ層、１０４…ＩｎＧａＡｓＰ、１０５…圧縮
歪み活性層、１０６…伸張歪み活性層、１０７…ＩｎＧ
ａＡｓＰ、１０８…ｐ−ＩｎＰ層、１０９…ＩｎＧａＡ
ｓキャップ層、１１０…ＴＥ偏波光増幅用電極、１１１
…ＴＭ偏波光増幅用電極、１１２，１１３…無反射コー
ト、１２０…ポリイミド樹脂膜、１３０…ホトレジスト
膜、１４０…エッチストップ層。
ｎ−ＩｎＰ層、１０４…ＩｎＧａＡｓＰ、１０５…圧縮
歪み活性層、１０６…伸張歪み活性層、１０７…ＩｎＧ
ａＡｓＰ、１０８…ｐ−ＩｎＰ層、１０９…ＩｎＧａＡ
ｓキャップ層、１１０…ＴＥ偏波光増幅用電極、１１１
…ＴＭ偏波光増幅用電極、１１２，１１３…無反射コー
ト、１２０…ポリイミド樹脂膜、１３０…ホトレジスト
膜、１４０…エッチストップ層。
Claims (3)
- 【請求項１】 導波路の一端面が入力端面となり、他端
面が出力端面となる半導体レーザ型光増幅素子であっ
て、前記導波路は量子井戸構造で形成されているととも
に、前記導波路においては一部の長さ領域ではＴＥ偏波
光を増幅する面内圧縮歪み型または無歪み型の格子整合
形態を構成しているとともに、他の一部の長さ領域では
ＴＭ偏波光を増幅する面内伸張歪み型の格子整合形態を
構成した構造となり、かつ前記面内伸張歪み型の格子整
合形態部分および面内圧縮歪み型の格子整合形態部分は
それぞれ独立した電極によってそれぞれ所望の電圧が印
加されるように構成されていることを特徴とする半導体
レーザ型光増幅素子。 - 【請求項２】 前記導波路は導波路の全長に亘って設け
られた面内圧縮歪み型の格子整合形態の圧縮歪み活性層
または無歪み活性層もしくは面内伸張歪み型の格子整合
形態の伸張歪み活性層の何れかで形成された第１活性層
と、前記第１活性層の一部に沿って重ねて設けられかつ
格子整合形態が前記第１活性層とは異なる第１活性層よ
りは厚い第２活性層によって形成されていることを特徴
とする請求項１記載の半導体レーザ型光増幅素子。 - 【請求項３】 前記第１活性層上にはエッチストップ層
が設けられているとともに、前記第２活性層は前記エッ
チストップ層上に設けられていることを特徴とする請求
項２記載の半導体レーザ型光増幅素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20122494A JP3259208B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 半導体レーザ型光増幅素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20122494A JP3259208B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 半導体レーザ型光増幅素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864904A true JPH0864904A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3259208B2 JP3259208B2 (ja) | 2002-02-25 |
Family
ID=16437400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20122494A Expired - Fee Related JP3259208B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 半導体レーザ型光増幅素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3259208B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10154841A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 偏波制御半導体レーザ形光増幅素子 |
| EP0991154A1 (fr) * | 1998-10-02 | 2000-04-05 | Alcatel | Amplificateur optique en semi-conducteur |
| JP2012069564A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Fujitsu Ltd | 半導体光増幅器 |
| US9054486B2 (en) | 2011-09-08 | 2015-06-09 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical amplifier device |
-
1994
- 1994-08-26 JP JP20122494A patent/JP3259208B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10154841A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-06-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 偏波制御半導体レーザ形光増幅素子 |
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| FR2784243A1 (fr) * | 1998-10-02 | 2000-04-07 | Cit Alcatel | Amplificateur optique en semi-conducteur |
| US6310719B1 (en) | 1998-10-02 | 2001-10-30 | Alcatel | Semi conductor optical amplifier |
| JP2012069564A (ja) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Fujitsu Ltd | 半導体光増幅器 |
| US9054486B2 (en) | 2011-09-08 | 2015-06-09 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Optical amplifier device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3259208B2 (ja) | 2002-02-25 |
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