JPH088491A - 光半導体装置及びそれを用いた光通信システム - Google Patents
光半導体装置及びそれを用いた光通信システムInfo
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- JPH088491A JPH088491A JP6139782A JP13978294A JPH088491A JP H088491 A JPH088491 A JP H088491A JP 6139782 A JP6139782 A JP 6139782A JP 13978294 A JP13978294 A JP 13978294A JP H088491 A JPH088491 A JP H088491A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
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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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/3403—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation
- H01S5/3404—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers having a strained layer structure in which the strain performs a special function, e.g. general strain effects, strain versus polarisation influencing the polarisation
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はレーザトランシーバ方式光通信に用
いる光半導体装置に関し、低しきい値電流でレーザ発振
可能で、且つ、受光特性に偏波依存性のない光半導体装
置を得ることを目的とする。 【構成】 活性層２ａが引張歪量子井戸構造で構成され
ＴＭモードで発振する半導体レーザ部７ａと受光部２ｂ
が圧縮歪量子井戸構造で構成されたＴＥモード光検出部
７ｂとを電気的に分離した状態で光の共振する方向に直
列に配置してモノリシックに一体化すると共に、半導体
レーザ部７ａの活性層２ａとＴＥモード光検出部７ｂの
受光部２ｂとが整合するように配置し、ＴＭモードの光
を半導体レーザ部７ａで吸収し、ＴＥモードの光をＴＥ
モード光検出部７ｂで吸収して偏波依存性をなくする。
いる光半導体装置に関し、低しきい値電流でレーザ発振
可能で、且つ、受光特性に偏波依存性のない光半導体装
置を得ることを目的とする。 【構成】 活性層２ａが引張歪量子井戸構造で構成され
ＴＭモードで発振する半導体レーザ部７ａと受光部２ｂ
が圧縮歪量子井戸構造で構成されたＴＥモード光検出部
７ｂとを電気的に分離した状態で光の共振する方向に直
列に配置してモノリシックに一体化すると共に、半導体
レーザ部７ａの活性層２ａとＴＥモード光検出部７ｂの
受光部２ｂとが整合するように配置し、ＴＭモードの光
を半導体レーザ部７ａで吸収し、ＴＥモードの光をＴＥ
モード光検出部７ｂで吸収して偏波依存性をなくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光半導体装置に関するも
のであり、特に、ＴＣＭ通信方式に用いる受信特性にお
ける偏波依存性を低減した半導体レーザ発振部と光検出
部とを一体化したレーザトランシーバ方式の光半導体装
置及びそれを用いた光通信システムに関するものであ
る。
のであり、特に、ＴＣＭ通信方式に用いる受信特性にお
ける偏波依存性を低減した半導体レーザ発振部と光検出
部とを一体化したレーザトランシーバ方式の光半導体装
置及びそれを用いた光通信システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】加入者系における光ファイバ通信方式の
一つとしてＴＣＭ（Ｔｉｍｅ Ｃｏ−ｍｐｒｅｓｓｉｖ
ｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）通信方式がある。本方式は、
時間的に送信・受信を切り替えることにより一本の光フ
ァイバで送受信両方向の通信を可能にするものである
（Ｎ．Ｋａｓｈｉｍａ，“Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ １．３μｍ ｆａｂｒｙ−ｐｅ
ｒｏｔ ｌａｓｅｒｍｏｄｕｌｅ ｉｎ ａ ｔｉｍｅ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｍｕｌｔｉｐ─ｌｅｘｉｎ
ｇ ｓｙｓｔｅｍ”ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈ．，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．７，ｐｐ．９１８−
９２３，１９９１）。
一つとしてＴＣＭ（Ｔｉｍｅ Ｃｏ−ｍｐｒｅｓｓｉｖ
ｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）通信方式がある。本方式は、
時間的に送信・受信を切り替えることにより一本の光フ
ァイバで送受信両方向の通信を可能にするものである
（Ｎ．Ｋａｓｈｉｍａ，“Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ １．３μｍ ｆａｂｒｙ−ｐｅ
ｒｏｔ ｌａｓｅｒｍｏｄｕｌｅ ｉｎ ａ ｔｉｍｅ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｍｕｌｔｉｐ─ｌｅｘｉｎ
ｇ ｓｙｓｔｅｍ”ＩＥＥＥ Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ
Ｔｅｃｈ．，Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．７，ｐｐ．９１８−
９２３，１９９１）。
【０００３】このＴＣＭ通信方式は２つの方式に分類さ
れ、１つは半導体レーザとＰＩＮ光検出器を用いる方式
であり、もう１つは１つの光デバイスを光源としてのみ
ならず光検出器としても用いるレーザトランシーバ方式
である。この内、部品点数の少ないレーザトランシーバ
方式が価格の点で有利と考えられている。
れ、１つは半導体レーザとＰＩＮ光検出器を用いる方式
であり、もう１つは１つの光デバイスを光源としてのみ
ならず光検出器としても用いるレーザトランシーバ方式
である。この内、部品点数の少ないレーザトランシーバ
方式が価格の点で有利と考えられている。
【０００４】レーザトランシーバ方式に用いる光半導体
装置には、光源としての性能、光検出器としての性能の
２つが要求されることになり、光源としての性能には低
電力化のために発振しきい値電流密度が小さいこと、光
アイソレータが使用できないために戻り光に対して安定
であること、温度制御装置が使用できないため温度特性
が良好であることなどが必要であった。
装置には、光源としての性能、光検出器としての性能の
２つが要求されることになり、光源としての性能には低
電力化のために発振しきい値電流密度が小さいこと、光
アイソレータが使用できないために戻り光に対して安定
であること、温度制御装置が使用できないため温度特性
が良好であることなどが必要であった。
【０００５】一方、光検出器としては十分な光検出感度
があること、光検出感度に偏波依存性がないことなどが
必要であった。
があること、光検出感度に偏波依存性がないことなどが
必要であった。
【０００６】近年、活性領域に歪量子井戸構造を採用し
状態密度関数を離散的にすることによって所望の波長の
発振に寄与しない無駄なキャリアを抑制し、半導体レー
ザの低しきい値化を実現している（Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔ
ｏ，Ｈ．Ｎｏｂｕｈａｒａ，Ｋ．Ｔａｎａｋａ，Ｔ．Ｏ
ｄａｇａｗａ，Ｍ．Ｓｕｇａｗａｒａ，Ｔ．Ｆｕｊ─ｉ
ｉ，ａｎｄ Ｋ．Ｗａｋａｏ，“Ｌｏｗ−ｔｈｒｅｓｈ
ｏｌｄ ｔｅｎｓｉ─ｌｅ−ｓｔｒａｉｎｅｄ ＩｎＧ
ａＡｓ−ＩｎＧａＡｓＰ ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ
ｌａｓｅｒｓ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅ−ｓｔｅｐ ｓ
ｅｐａｒａ−ｔｅ−ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｈｅｔｅ
ｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．
６，ｐｐ．１５６０−１５６４，１９９３ ）。
状態密度関数を離散的にすることによって所望の波長の
発振に寄与しない無駄なキャリアを抑制し、半導体レー
ザの低しきい値化を実現している（Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔ
ｏ，Ｈ．Ｎｏｂｕｈａｒａ，Ｋ．Ｔａｎａｋａ，Ｔ．Ｏ
ｄａｇａｗａ，Ｍ．Ｓｕｇａｗａｒａ，Ｔ．Ｆｕｊ─ｉ
ｉ，ａｎｄ Ｋ．Ｗａｋａｏ，“Ｌｏｗ−ｔｈｒｅｓｈ
ｏｌｄ ｔｅｎｓｉ─ｌｅ−ｓｔｒａｉｎｅｄ ＩｎＧ
ａＡｓ−ＩｎＧａＡｓＰ ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ
ｌａｓｅｒｓ ｗｉｔｈ ｓｉｎｇｌｅ−ｓｔｅｐ ｓ
ｅｐａｒａ−ｔｅ−ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｈｅｔｅ
ｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ”，ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎ
ｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．
６，ｐｐ．１５６０−１５６４，１９９３ ）。
【０００７】また、この量子井戸半導体レーザは発振特
性において偏波依存性が顕著であることが知られている
（Ｍ．Ｙａｍａｎｉｓｈｉ，ａｎｄ Ｉ．Ｓｕｅｍｕｎ
ｅ，“Ｃｏｍｍｅｎｔ ｏｎ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｍｏｍｅｎｔｕｍ ｅｌｅｍ
ｅｎｔｓ ｉｎ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌｓｌａｓｅ
ｒｓ”，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．
２３，Ｎｏ．１，ｐｐ．Ｌ３５−Ｌ３６，１９８４）。
性において偏波依存性が顕著であることが知られている
（Ｍ．Ｙａｍａｎｉｓｈｉ，ａｎｄ Ｉ．Ｓｕｅｍｕｎ
ｅ，“Ｃｏｍｍｅｎｔ ｏｎ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏ
ｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｍｏｍｅｎｔｕｍ ｅｌｅｍ
ｅｎｔｓ ｉｎ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌｓｌａｓｅ
ｒｓ”，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．
２３，Ｎｏ．１，ｐｐ．Ｌ３５−Ｌ３６，１９８４）。
【０００８】この偏波依存性は光検出特性においても見
られるものであり、図６は、この様な量子井戸半導体レ
ーザの光検出特性におけるＴＭ／ＴＥ感度比、即ち、偏
波依存性を表したものであり、図の○印は歪量が＋０．
５％の圧縮歪活性層を有する半導体レーザの特性を表
し、図の●印は歪量子井戸半導体レーザと対比するため
の歪のないバルク活性層を有する半導体レーザの特性を
表したものである。なお、ＴＭ／ＴＥ感度比が１に近い
ほど、即ち、ＴＭ感度とＴＥ感度とが同程度であるほど
偏波依存性がないものである。
られるものであり、図６は、この様な量子井戸半導体レ
ーザの光検出特性におけるＴＭ／ＴＥ感度比、即ち、偏
波依存性を表したものであり、図の○印は歪量が＋０．
５％の圧縮歪活性層を有する半導体レーザの特性を表
し、図の●印は歪量子井戸半導体レーザと対比するため
の歪のないバルク活性層を有する半導体レーザの特性を
表したものである。なお、ＴＭ／ＴＥ感度比が１に近い
ほど、即ち、ＴＭ感度とＴＥ感度とが同程度であるほど
偏波依存性がないものである。
【０００９】図６から、圧縮歪活性層を有する半導体レ
ーザの場合には、波長差λ1 −λ2（λ1 は入射波の波
長、λ2 はレーザ発振させた場合の波長）が正方向に大
きくなるにしたがってＴＭ／ＴＥ感度比が０に近づき
（即ち、ＴＭモードに対する感度が長波長側で非常に低
くなり）、一方、波長差が負方向に大きくなるにしたが
ってＴＭ／ＴＥ感度比が１に近づき、モードによる感度
差が小さくなることが分かる。
ーザの場合には、波長差λ1 −λ2（λ1 は入射波の波
長、λ2 はレーザ発振させた場合の波長）が正方向に大
きくなるにしたがってＴＭ／ＴＥ感度比が０に近づき
（即ち、ＴＭモードに対する感度が長波長側で非常に低
くなり）、一方、波長差が負方向に大きくなるにしたが
ってＴＭ／ＴＥ感度比が１に近づき、モードによる感度
差が小さくなることが分かる。
【００１０】ＴＭ／ＴＥ感度比が１に近づくということ
は、ＴＭモードの光の吸収に寄与する伝導帯─ヘビーホ
ールバンド間の遷移が主となる圧縮歪の活性層を有する
歪量子井戸半導体レーザにおいては、短波長側で光の吸
収が大きくなるということであり、ＴＭモードの光の吸
収端が短波長側にシフトしていることを示している。こ
れに対してバルク活性層を有する半導体レーザのＴＭ／
ＴＥ感度比は波長差に拘わらずほぼ一定で、且つ、偏波
依存性が極めて小さい。
は、ＴＭモードの光の吸収に寄与する伝導帯─ヘビーホ
ールバンド間の遷移が主となる圧縮歪の活性層を有する
歪量子井戸半導体レーザにおいては、短波長側で光の吸
収が大きくなるということであり、ＴＭモードの光の吸
収端が短波長側にシフトしていることを示している。こ
れに対してバルク活性層を有する半導体レーザのＴＭ／
ＴＥ感度比は波長差に拘わらずほぼ一定で、且つ、偏波
依存性が極めて小さい。
【００１１】この様に、圧縮歪活性層を有する量子井戸
半導体レーザは、光検出特性においてバルク活性層を有
する半導体レーザと比べて不所望な偏波依存性が顕著で
あるので、この光検出特性における偏波依存性の低減は
重要な問題の一つになっていた。
半導体レーザは、光検出特性においてバルク活性層を有
する半導体レーザと比べて不所望な偏波依存性が顕著で
あるので、この光検出特性における偏波依存性の低減は
重要な問題の一つになっていた。
【００１２】従来、この様な歪量子井戸半導体レーザの
光検出特性における偏波依存性を改善するいくつかの方
法が提案されており、第１の方法は歪量を制御する方法
であり、弱い引張歪をかけてＴＥモードの光の吸収に寄
与するヘビーホールバンドとＴＭモードの光の吸収に寄
与するライトホールバンドとを近接させ両方の偏波の光
を吸収させるものである。
光検出特性における偏波依存性を改善するいくつかの方
法が提案されており、第１の方法は歪量を制御する方法
であり、弱い引張歪をかけてＴＥモードの光の吸収に寄
与するヘビーホールバンドとＴＭモードの光の吸収に寄
与するライトホールバンドとを近接させ両方の偏波の光
を吸収させるものである。
【００１３】図７は、半導体レーザのＴＥ／ＴＭ感度比
（ある程度の歪量の引張歪活性層の場合にはＴＭモード
に対する感度の方が高いのでＴＥ／ＴＭで表す）としき
い値電流の歪量依存性を示した図であり、波長差λ1 −
λ2 が０の場合には歪量がある程度小さいほどＴＥ／Ｔ
Ｍ感度比が１に近づき偏波依存性が改善される。
（ある程度の歪量の引張歪活性層の場合にはＴＭモード
に対する感度の方が高いのでＴＥ／ＴＭで表す）としき
い値電流の歪量依存性を示した図であり、波長差λ1 −
λ2 が０の場合には歪量がある程度小さいほどＴＥ／Ｔ
Ｍ感度比が１に近づき偏波依存性が改善される。
【００１４】第２の方法は、図８に示すようにｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１ａ上に設けたＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層８の上
に引張歪ＩｎＧａＡｓＰウエル層２ｃ及び圧縮歪ＩｎＧ
ａＡｓＰウエル層２ｄとをバリア層９を介して交互に積
層させて偏波依存性を低減する方法である。
Ｐ基板１ａ上に設けたＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層８の上
に引張歪ＩｎＧａＡｓＰウエル層２ｃ及び圧縮歪ＩｎＧ
ａＡｓＰウエル層２ｄとをバリア層９を介して交互に積
層させて偏波依存性を低減する方法である。
【００１５】第３の方法は歪量子井戸半導体レーザに逆
バイアスを印加する方法であり、逆バイアス電圧の印加
により量子閉じ込めシュタルク効果が生じ偏波依存性が
低減する（Ｔ．Ｈ．Ｗｏｏｄ，Ｃ．Ａ．Ｂｕｒｒｕｓ，
Ｄ．Ａ．Ｂ．Ｍｉｌｌｅｒ，Ｄ．Ｓ．Ｃｈｅｍｌａ，
Ｔ．Ｃ．Ｄａｍｅｎ，Ａ．Ｃ．Ｇｏｓｓａｒｄ，ａｎｄ
Ｗ．Ｗｉｅｇｍａｎｎ，“Ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｍｏｄ─ｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｇａ
Ａｓ／ＧａＡｌＡｓ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅ─ｌｌｓ
ｉｎ ａ ｐ−ｉ−ｎ ｄｉｏｄｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ”，ＡＰＬ．Ｖｏｌ．４４，ｐ．１６，１９８４，
Ｄ．Ｍｏｓｓ，Ｄ．Ｌａｎｄｈｅｅｒ，Ａ．Ｄｅｌａｇ
ｅ，Ｆ．Ｃｈａｔｅｎｏｕｄ，ａｎｄ Ｍ．Ｄｉｏｎ，
“ Ｌａ─ｓｅｒ ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｗａｖｅｇ
ｕｉｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓ─ｏｒｐｔｉｏｎ ｍ
ｏｄｕｌａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｒａ
ｓｔａｎｄ ｌｏｗ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｖｏｌｔａ
ｇｅ ｉｎ ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ”，ＩＥＥＥ Ｐ
ｈｏｔｏ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．３，
Ｎｏ．７，ｐｐ．６４５−６４７，１９９１，東敏生，
池田達郎，森戸健，荻田省一，雙田晴久, 「ワンチップ
レーザトランシーバ」，ＭＩＣＲＯＯＰＴ─ＩＣＳ Ｎ
ＥＷＳ Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．１，ｐｐ．６３−６８
１９９４）。
バイアスを印加する方法であり、逆バイアス電圧の印加
により量子閉じ込めシュタルク効果が生じ偏波依存性が
低減する（Ｔ．Ｈ．Ｗｏｏｄ，Ｃ．Ａ．Ｂｕｒｒｕｓ，
Ｄ．Ａ．Ｂ．Ｍｉｌｌｅｒ，Ｄ．Ｓ．Ｃｈｅｍｌａ，
Ｔ．Ｃ．Ｄａｍｅｎ，Ａ．Ｃ．Ｇｏｓｓａｒｄ，ａｎｄ
Ｗ．Ｗｉｅｇｍａｎｎ，“Ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｍｏｄ─ｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｇａ
Ａｓ／ＧａＡｌＡｓ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅ─ｌｌｓ
ｉｎ ａ ｐ−ｉ−ｎ ｄｉｏｄｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒ
ｅ”，ＡＰＬ．Ｖｏｌ．４４，ｐ．１６，１９８４，
Ｄ．Ｍｏｓｓ，Ｄ．Ｌａｎｄｈｅｅｒ，Ａ．Ｄｅｌａｇ
ｅ，Ｆ．Ｃｈａｔｅｎｏｕｄ，ａｎｄ Ｍ．Ｄｉｏｎ，
“ Ｌａ─ｓｅｒ ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ ｗａｖｅｇ
ｕｉｄｅ ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓ─ｏｒｐｔｉｏｎ ｍ
ｏｄｕｌａｔｏｒ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｒａ
ｓｔａｎｄ ｌｏｗ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｖｏｌｔａ
ｇｅ ｉｎ ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ”，ＩＥＥＥ Ｐ
ｈｏｔｏ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．３，
Ｎｏ．７，ｐｐ．６４５−６４７，１９９１，東敏生，
池田達郎，森戸健，荻田省一，雙田晴久, 「ワンチップ
レーザトランシーバ」，ＭＩＣＲＯＯＰＴ─ＩＣＳ Ｎ
ＥＷＳ Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．１，ｐｐ．６３−６８
１９９４）。
【００１６】図９は、この様子を表すために半導体レー
ザに逆バイアスを印加した場合の光検出感度比の電圧依
存性を示す図であり、波長差λ1 −λ2 が０の場合には
＋０．５％の歪量の圧縮歪活性層を有する半導体レーザ
（○印）のＴＭ／ＴＥ感度比（ｄＢ表示）は印加電圧
（逆バイアス）とともに０に近づき偏波依存性がなくな
る。
ザに逆バイアスを印加した場合の光検出感度比の電圧依
存性を示す図であり、波長差λ1 −λ2 が０の場合には
＋０．５％の歪量の圧縮歪活性層を有する半導体レーザ
（○印）のＴＭ／ＴＥ感度比（ｄＢ表示）は印加電圧
（逆バイアス）とともに０に近づき偏波依存性がなくな
る。
【００１７】一方、−１．７％の歪量の引張歪活性層を
有する半導体レーザ（●印）のＴＥ／ＴＭ感度比（ｄＢ
表示）も印加電圧（逆バイアス）とともに０に近づき偏
波依存性がなくなる。
有する半導体レーザ（●印）のＴＥ／ＴＭ感度比（ｄＢ
表示）も印加電圧（逆バイアス）とともに０に近づき偏
波依存性がなくなる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の第１
の方法では、引張歪量を少なくするとヘビーホールバン
ドとライトホールバンドが接近するため図７に示すよう
にＴＥ／ＴＭ感度比が１に近くなり偏波依存性は改善さ
れるものの、レーザ発振させる場合には両方のバンドに
キャリアを注入しなければならないのでレーザ発振しき
い値電流が上昇するなどレーザとしての特性が劣化して
しまうという欠点がある。
の方法では、引張歪量を少なくするとヘビーホールバン
ドとライトホールバンドが接近するため図７に示すよう
にＴＥ／ＴＭ感度比が１に近くなり偏波依存性は改善さ
れるものの、レーザ発振させる場合には両方のバンドに
キャリアを注入しなければならないのでレーザ発振しき
い値電流が上昇するなどレーザとしての特性が劣化して
しまうという欠点がある。
【００１９】逆にレーザとしての特性の劣化を抑えるた
めに引張歪量をある程度大きくしてＴＭモードで発振さ
せると、光検出特性としてはＴＥ／ＴＭ感度比が１より
かなり小さくなり結局偏波依存性が残ってしまうことに
なる。
めに引張歪量をある程度大きくしてＴＭモードで発振さ
せると、光検出特性としてはＴＥ／ＴＭ感度比が１より
かなり小さくなり結局偏波依存性が残ってしまうことに
なる。
【００２０】また、第２の方法でも、両方の活性層に、
即ち、両方のバンドにキャリアを注入しなければならな
いのでレーザとしての特性が劣化する欠点があり、更
に、第３の方法も逆バイアス印加により暗電流が増大し
光検出器の特性が劣化するという欠点がある。
即ち、両方のバンドにキャリアを注入しなければならな
いのでレーザとしての特性が劣化する欠点があり、更
に、第３の方法も逆バイアス印加により暗電流が増大し
光検出器の特性が劣化するという欠点がある。
【００２１】従って、本発明はレーザとしての特性及び
光検出器としての特性を劣化させることなく歪量子井戸
半導体レーザの偏波依存性を改善した光半導体装置を得
ることを目的とするものである。
光検出器としての特性を劣化させることなく歪量子井戸
半導体レーザの偏波依存性を改善した光半導体装置を得
ることを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体装置に
おいては、図１に基本的構造を示すようにＴＭモードで
発振する半導体レーザ部とＴＭモードは吸収しないＴＥ
モード光検出部を組み合わせた。図１において７ａはＴ
Ｍモードで発振する半導体レーザ部であり、７ｂはＴＭ
モードは吸収しないＴＥモード光検出部であり、両者を
電気的に分離した状態で光の共振する方向に直列に配置
すると共に、半導体レーザ部７ａの活性層２ａとＴＥモ
ード光検出部７ｂの活性層２ｂとが整合させており、さ
らに、半導体レーザ部７ａとＴＥモード光検出部７ｂと
を高抵抗半導体材料で埋め込んでモノリシック型埋込ヘ
テロ接合構造にすることが望ましい。
おいては、図１に基本的構造を示すようにＴＭモードで
発振する半導体レーザ部とＴＭモードは吸収しないＴＥ
モード光検出部を組み合わせた。図１において７ａはＴ
Ｍモードで発振する半導体レーザ部であり、７ｂはＴＭ
モードは吸収しないＴＥモード光検出部であり、両者を
電気的に分離した状態で光の共振する方向に直列に配置
すると共に、半導体レーザ部７ａの活性層２ａとＴＥモ
ード光検出部７ｂの活性層２ｂとが整合させており、さ
らに、半導体レーザ部７ａとＴＥモード光検出部７ｂと
を高抵抗半導体材料で埋め込んでモノリシック型埋込ヘ
テロ接合構造にすることが望ましい。
【００２３】
【作用】図２（ａ）に示すように、引張歪量子井戸構造
の活性層２ａを有する半導体レーザ部７ａの光吸収特性
は発振波長近傍でＴＭモードの偏波を効率よく吸収し、
また、図２（ｂ）に示すように、圧縮歪量子井戸構造の
活性層２ｂを有する光検出部７ｂの光吸収特性はＴＥモ
ードの光を効率よく吸収するがＴＭモードに対する吸収
端が短波長側にシフトしているため吸収効率は低い。
の活性層２ａを有する半導体レーザ部７ａの光吸収特性
は発振波長近傍でＴＭモードの偏波を効率よく吸収し、
また、図２（ｂ）に示すように、圧縮歪量子井戸構造の
活性層２ｂを有する光検出部７ｂの光吸収特性はＴＥモ
ードの光を効率よく吸収するがＴＭモードに対する吸収
端が短波長側にシフトしているため吸収効率は低い。
【００２４】したがって、本発明の光半導体装置をレー
ザとして動作させた場合、半導体レーザ部７ａに電流が
注入されることによりＴＭモードで発振することになる
が、ＴＭモードのレーザ光はＴＥモード光検出部７ｂを
通過する際に吸収されることなく光入出力端面６まで到
達し反射されるので、ＴＥモード光検出部７ｂがレーザ
発振の障害になることはない（４は反射膜）。
ザとして動作させた場合、半導体レーザ部７ａに電流が
注入されることによりＴＭモードで発振することになる
が、ＴＭモードのレーザ光はＴＥモード光検出部７ｂを
通過する際に吸収されることなく光入出力端面６まで到
達し反射されるので、ＴＥモード光検出部７ｂがレーザ
発振の障害になることはない（４は反射膜）。
【００２５】また、光検出器として動作させる場合に
も、ＴＥモードの光はＴＥモード光検出部７ｂにおいて
効率良く吸収され、ＴＭモードの光は半導体レーザ部７
ａにおいて効率良く吸収されるので、逆バイアスを印加
する必要がなくなる。
も、ＴＥモードの光はＴＥモード光検出部７ｂにおいて
効率良く吸収され、ＴＭモードの光は半導体レーザ部７
ａにおいて効率良く吸収されるので、逆バイアスを印加
する必要がなくなる。
【００２６】従って、活性層の歪量を大きくすることが
できるのでレーザとしての特性が劣化することはなく、
又、無バイアス状態で光を検出するので光検出感度の偏
波依存性を低減することができる。
できるのでレーザとしての特性が劣化することはなく、
又、無バイアス状態で光を検出するので光検出感度の偏
波依存性を低減することができる。
【００２７】
【実施例】図３は、半導体レーザ部７ａとＴＥモード光
検出部７ｂとをバットジョイント（ｂｕｔｔ−ｊｏｉｎ
ｔ）で結合させた第１の実施例を示す図である。
検出部７ｂとをバットジョイント（ｂｕｔｔ−ｊｏｉｎ
ｔ）で結合させた第１の実施例を示す図である。
【００２８】ｎ型ＩｎＰ基板１ａ上にその波長が１．１
μｍに対応する組成（以下、１．１μｍ組成という）の
ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層８を成長させ、その上に
１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰバリア層及び発振波長
が１．３μｍとなるＩｎＧａＡｓＰ引張歪活性層（ウエ
ル層）を交互に成長させ多層量子井戸活性層（ＭＱＷ）
２ａを設ける。
μｍに対応する組成（以下、１．１μｍ組成という）の
ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層８を成長させ、その上に
１．１μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰバリア層及び発振波長
が１．３μｍとなるＩｎＧａＡｓＰ引張歪活性層（ウエ
ル層）を交互に成長させ多層量子井戸活性層（ＭＱＷ）
２ａを設ける。
【００２９】次いで、１．１μｍ組成のｉ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ光ガイド層８及びｐ型ＩｎＰクラッド層３ａを成長
させ、ドライ・エッチングによりＴＥモード光検出器を
形成する部分を除去した後、エッチングの際に用いたマ
スクを選択成長マスクとしてｎ型ＩｎＰクラッド層１
ｂ、１．１μｍ組成のｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層
８、吸収ピーク波長が１．３μｍになるＩｎＧａＡｓＰ
圧縮歪多層量子井戸活性層（ＭＱＷ）２ｂ、ｉ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ光ガイド層８、及び、ｐ型ＩｎＰクラッド層３
ｂを成長させる。
ｓＰ光ガイド層８及びｐ型ＩｎＰクラッド層３ａを成長
させ、ドライ・エッチングによりＴＥモード光検出器を
形成する部分を除去した後、エッチングの際に用いたマ
スクを選択成長マスクとしてｎ型ＩｎＰクラッド層１
ｂ、１．１μｍ組成のｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層
８、吸収ピーク波長が１．３μｍになるＩｎＧａＡｓＰ
圧縮歪多層量子井戸活性層（ＭＱＷ）２ｂ、ｉ型ＩｎＧ
ａＡｓＰ光ガイド層８、及び、ｐ型ＩｎＰクラッド層３
ｂを成長させる。
【００３０】最後に、選択成長マスクを取り除いて全面
に更にｐ型ＩｎＰクラッド層３ｂ及びｐ+ 型ＩｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層１０を成長させ、活性領域がストライ
プ状になるようにメサエッチングした後、Ｆｅドープの
高抵抗ＩｎＰ埋込層１１で埋め込み、両者の表面に互い
に分離した電極５ａ, ５ｂを設ける。
に更にｐ型ＩｎＰクラッド層３ｂ及びｐ+ 型ＩｎＧａＡ
ｓＰコンタクト層１０を成長させ、活性領域がストライ
プ状になるようにメサエッチングした後、Ｆｅドープの
高抵抗ＩｎＰ埋込層１１で埋め込み、両者の表面に互い
に分離した電極５ａ, ５ｂを設ける。
【００３１】なお、活性層の歪量を制御するために、
１．３μｍ組成の多層量子井戸活性層のＩｎＧａＡｓＰ
ウエル層の組成を変化させ、それにより引張歪にする
か、或いは、圧縮歪にするかを制御する。
１．３μｍ組成の多層量子井戸活性層のＩｎＧａＡｓＰ
ウエル層の組成を変化させ、それにより引張歪にする
か、或いは、圧縮歪にするかを制御する。
【００３２】図４は、半導体レーザ部７ａとＴＥモード
光検出部７ｂとをテーパ導波路で結合させた第２の実施
例を示す図である。
光検出部７ｂとをテーパ導波路で結合させた第２の実施
例を示す図である。
【００３３】ｎ型ＩｎＰ基板１ａ上に半導体レーザ部７
ａで幅が狭く、ＴＥモード光検出部７ｂでは幅が広い選
択成長マスクを設け、１．１μｍ組成のｉ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ光ガイド層８を成長させ、その上に１．１μｍ組成
のＩｎＧａＡｓＰバリア層及び発振波長が１．３μｍと
なるＩｎＧａＡｓＰ引張歪活性層（ウエル層）を交互に
成長させた多層量子井戸活性層２ａと１．１μｍ組成の
ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層８を形成する。
ａで幅が狭く、ＴＥモード光検出部７ｂでは幅が広い選
択成長マスクを設け、１．１μｍ組成のｉ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ光ガイド層８を成長させ、その上に１．１μｍ組成
のＩｎＧａＡｓＰバリア層及び発振波長が１．３μｍと
なるＩｎＧａＡｓＰ引張歪活性層（ウエル層）を交互に
成長させた多層量子井戸活性層２ａと１．１μｍ組成の
ｉ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層８を形成する。
【００３４】次いで、選択成長マスクを除去してｉ型Ｉ
ｎＰクラッド層１２を介在層として成長させた後、吸収
ピーク波長が１．３μｍになるＩｎＧａＡｓＰ圧縮歪多
層量子井戸活性層２ｂ及びｐ型ＩｎＰクラッド層３ａを
成長させ、半導体レーザ部７ａ上のｉ型ＩｎＰクラッド
層１２、ＩｎＧａＡｓＰ圧縮歪多層量子井戸活性層２ｂ
及びｐ型ＩｎＰクラッド層３ａをドライ・エッチングに
より除去する。
ｎＰクラッド層１２を介在層として成長させた後、吸収
ピーク波長が１．３μｍになるＩｎＧａＡｓＰ圧縮歪多
層量子井戸活性層２ｂ及びｐ型ＩｎＰクラッド層３ａを
成長させ、半導体レーザ部７ａ上のｉ型ＩｎＰクラッド
層１２、ＩｎＧａＡｓＰ圧縮歪多層量子井戸活性層２ｂ
及びｐ型ＩｎＰクラッド層３ａをドライ・エッチングに
より除去する。
【００３５】最後に、全面にｐ型ＩｎＰクラッド層３ｂ
及びｐ+ 型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０を成長さ
せ、活性領域がストライプ状になるようにメサエッチン
グした後、Ｆｅドープの高抵抗ＩｎＰ埋込層１１で埋め
込み、両者の表面に互いに分離した電極５ａ, ５ｂを設
ける。
及びｐ+ 型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０を成長さ
せ、活性領域がストライプ状になるようにメサエッチン
グした後、Ｆｅドープの高抵抗ＩｎＰ埋込層１１で埋め
込み、両者の表面に互いに分離した電極５ａ, ５ｂを設
ける。
【００３６】図５は、上述の活性層が引張歪量子井戸構
造で構成されるＴＭモードで発振する半導体レーザ部７
ａと活性層が圧縮歪量子井戸構造で構成されるＴＥモー
ド光検出部７ｂとを一体化させたレーザトランシーバ２
１を用いて構成した光通信システムに関する本発明の第
３の実施例である。
造で構成されるＴＭモードで発振する半導体レーザ部７
ａと活性層が圧縮歪量子井戸構造で構成されるＴＥモー
ド光検出部７ｂとを一体化させたレーザトランシーバ２
１を用いて構成した光通信システムに関する本発明の第
３の実施例である。
【００３７】送信する場合には、送受信切替え信号によ
り第１のスイッチ２２をオンすると共に第２のスイッチ
２３をオフすることにより半導体レーザ部７ａを発振さ
せ情報信号をＴＥモード光検出部７ｂを介して光ファイ
バ２５に導入する。
り第１のスイッチ２２をオンすると共に第２のスイッチ
２３をオフすることにより半導体レーザ部７ａを発振さ
せ情報信号をＴＥモード光検出部７ｂを介して光ファイ
バ２５に導入する。
【００３８】受信する場合には、送受信切替え信号によ
り第１のスイッチ２２をオフすると共に第２のスイッチ
２３をオンすることにより半導体レーザ部７ａを受信状
態とし、光ファイバ２５から送られた情報信号の内ＴＥ
モードの偏波をＴＥモード光検出部７ｂで検出し、ＴＥ
モード光検出部７ｂで吸収されなかったＴＭモードの偏
波を半導体レーザ部７ａで検出し、その合成出力を増幅
器２４で増幅して光検出出力２６を得る。
り第１のスイッチ２２をオフすると共に第２のスイッチ
２３をオンすることにより半導体レーザ部７ａを受信状
態とし、光ファイバ２５から送られた情報信号の内ＴＥ
モードの偏波をＴＥモード光検出部７ｂで検出し、ＴＥ
モード光検出部７ｂで吸収されなかったＴＭモードの偏
波を半導体レーザ部７ａで検出し、その合成出力を増幅
器２４で増幅して光検出出力２６を得る。
【００３９】なお、上記実施例においてはＩｎＰ基板を
用いたＩｎＧａＡｓＰ系の光半導体装置について説明し
ているが、本発明はこの様なＩｎＰ基板を用いたＩｎＧ
ａＡｓＰ系に限られるものではない。例えば、ＩｎＰ基
板上にＩｎＰクラッド層、ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、
及び、ＩｎＡｓＰ活性層を堆積させたもの（Ａ．Ｋａｓ
ｕｋａｗａ，ｅｔ．ａｌ．，“１．３μｍ ＩｎＡｓＰ
−ＩｎＰ ｓｔｒａｉｎｅｄ−ｌａｙｅｒ ｑｕａｎｔ
ｕｍ ｗｅｌｌ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓｇｒｏｗｎ
ｂｙ ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，”ＩＥＥＥ Ｊ．
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，ｖｏｌ．２９，
Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ，１９３３）でも良い。
用いたＩｎＧａＡｓＰ系の光半導体装置について説明し
ているが、本発明はこの様なＩｎＰ基板を用いたＩｎＧ
ａＡｓＰ系に限られるものではない。例えば、ＩｎＰ基
板上にＩｎＰクラッド層、ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、
及び、ＩｎＡｓＰ活性層を堆積させたもの（Ａ．Ｋａｓ
ｕｋａｗａ，ｅｔ．ａｌ．，“１．３μｍ ＩｎＡｓＰ
−ＩｎＰ ｓｔｒａｉｎｅｄ−ｌａｙｅｒ ｑｕａｎｔ
ｕｍ ｗｅｌｌ ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅｓｇｒｏｗｎ
ｂｙ ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，”ＩＥＥＥ Ｊ．
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，ｖｏｌ．２９，
Ｎｏ．６，Ｊｕｎｅ，１９３３）でも良い。
【００４０】さらに、ＩｎＰ基板上にＩｎＰクラッド
層、ＡｌＧａＩｎＡｓ光ガイド層、及び、ＡｌＧａＩｎ
Ａｓ活性層を堆積させたもの（Ｃ．Ｅ．Ｚａｈ，ｅｔ．
ａｌ．，“Ｌｏｗ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ １．３μｍ
ｓｔｒａｉｎｅｄ−ｌａｙｅｒＡｌＧａＩｎＡｓ ｑｕ
ａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ ｌａｓｅｒｓ，”Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓ
ｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｋ−５，ｐｐ．２０２−
２０３，１９９２）或いはＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰ
クラッド層、ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、及び、ＩｎＧ
ａＡｓ活性層を堆積させたもの（Ｔ．Ｕｃｈｉｄａ，ｅ
ｔ．ａｌ．，“１．３μｍ ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ
ｓｔｒａｉｎｅｄ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ ｌａｓ
ｅｒｓｗｉｔｈ ＩｎＧａＰ ｃｌａｄｄｉｎｇ ｌａ
ｙｅｒ，”Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．３
０，Ｎｏ．７，ｐｐ．５６３−５６５，Ｍａｒｃｈ，１
９９４）でも良い。
層、ＡｌＧａＩｎＡｓ光ガイド層、及び、ＡｌＧａＩｎ
Ａｓ活性層を堆積させたもの（Ｃ．Ｅ．Ｚａｈ，ｅｔ．
ａｌ．，“Ｌｏｗ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ １．３μｍ
ｓｔｒａｉｎｅｄ−ｌａｙｅｒＡｌＧａＩｎＡｓ ｑｕ
ａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ ｌａｓｅｒｓ，”Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｌａｓ
ｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｋ−５，ｐｐ．２０２−
２０３，１９９２）或いはＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰ
クラッド層、ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、及び、ＩｎＧ
ａＡｓ活性層を堆積させたもの（Ｔ．Ｕｃｈｉｄａ，ｅ
ｔ．ａｌ．，“１．３μｍ ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ
ｓｔｒａｉｎｅｄ ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ ｌａｓ
ｅｒｓｗｉｔｈ ＩｎＧａＰ ｃｌａｄｄｉｎｇ ｌａ
ｙｅｒ，”Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．，ｖｏｌ．３
０，Ｎｏ．７，ｐｐ．５６３−５６５，Ｍａｒｃｈ，１
９９４）でも良い。
【００４１】また、上記実施例においてはＦｅドープＩ
ｎＰ埋込層を用いた埋込ヘテロ接合構造について説明し
ているが、本発明はこれに限られるものではなく、埋込
層としてｐ型層とｎ型層とを積層させ、それらの間に形
成される逆バイアスｐｎ接合により電流を阻止する型の
埋込ヘテロ接合構造でもよいし、更に、上部クラッド層
のみを凸状にしたリッジ構造等の埋込ヘテロ接合構造以
外のストライプ構造をも対象とするものである。
ｎＰ埋込層を用いた埋込ヘテロ接合構造について説明し
ているが、本発明はこれに限られるものではなく、埋込
層としてｐ型層とｎ型層とを積層させ、それらの間に形
成される逆バイアスｐｎ接合により電流を阻止する型の
埋込ヘテロ接合構造でもよいし、更に、上部クラッド層
のみを凸状にしたリッジ構造等の埋込ヘテロ接合構造以
外のストライプ構造をも対象とするものである。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、レーザとしての特性を
劣化させたり光検出器としての特性を劣化させることな
く、半導体レーザ部とＴＥモード光検出部の偏波依存性
を互いに補うことにより偏波依存性のない光検出機能を
備えたレーザトランシーバを実現することができる。
劣化させたり光検出器としての特性を劣化させることな
く、半導体レーザ部とＴＥモード光検出部の偏波依存性
を互いに補うことにより偏波依存性のない光検出機能を
備えたレーザトランシーバを実現することができる。
【図１】本発明の光半導体装置の基本的構成を示す断面
図である。
図である。
【図２】本発明の光半導体装置の吸収係数の波長依存性
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例であるバットジョイント
型のレーザトランシーバを示す斜視断面図である。
型のレーザトランシーバを示す斜視断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例であるテーパ導波路を用
いて結合させたレーザトランシーバの斜視断面図であ
る。
いて結合させたレーザトランシーバの斜視断面図であ
る。
【図５】本発明の第３の実施例であるレーザトランシー
バを用いた光通信システムの動作原理を説明する図であ
る。
バを用いた光通信システムの動作原理を説明する図であ
る。
【図６】従来の圧縮歪量子井戸構造の活性層を有する半
導体レーザの光検出特性における偏波依存性を示す図で
ある。
導体レーザの光検出特性における偏波依存性を示す図で
ある。
【図７】従来の引張歪量子井戸構造の活性層を有する半
導体レーザのしきい値電流の歪量依存性と、ＴＥ／ＴＭ
光検出感度の歪量依存性を示す図である。
導体レーザのしきい値電流の歪量依存性と、ＴＥ／ＴＭ
光検出感度の歪量依存性を示す図である。
【図８】引張歪活性層と圧縮歪活性層とを交互に堆積し
て偏波依存性を改善した従来のレーザトランシーバの断
面図である。
て偏波依存性を改善した従来のレーザトランシーバの断
面図である。
【図９】半導体レーザに逆バイアスを印加した場合の、
光検出感度比の電圧依存性を示す図である。
光検出感度比の電圧依存性を示す図である。
１ａ ｎ型ＩｎＰ基板 １ｂ ｎ型ＩｎＰクラッド層 ２ａ 引張歪活性層（引張歪多層量子井戸活性層） ２ｂ 圧縮歪活性層（圧縮歪多層量子井戸活性層） ２ｃ 引張歪ＩｎＧａＡｓＰウエル層 ２ｄ 圧縮歪ＩｎＧａＡｓＰウエル層 ３ａ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ３ｂ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ４ 反射膜 ５ａ 半導体レーザ部電極 ５ｂ ＴＥモード光検出部電極 ５ｃ ｎ型電極 ５ｄ ｐ型電極 ６ 光入出力端面 ７ａ 半導体レーザ部 ７ｂ ＴＥモード光検出部 ８ ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 ９ バリア層 １０ ｐ+ 型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １１ ＦｅドープＩｎＰ埋込層 １２ ｉ型ＩｎＰクラッド層 ２１ レーザトランシーバ ２２ 第１のスイッチ ２３ 第２のスイッチ ２４ 増幅器 ２５ 光ファイバ ２６ 光検出出力
Claims (10)
- 【請求項１】 ＴＭモードで発振する半導体レーザ部と
ＴＭモードを吸収しないＴＥモード光検出部とを光の共
振する方向に直列に配置すると共に、半導体レーザの活
性層と光検出部の活性層とが整合するようにしたことを
特徴とする光半導体装置。 - 【請求項２】 上記半導体レーザ部と上記ＴＥモード光
検出部とを電気的に分離した状態で同一半導体基板にモ
ノリシックに一体化したことを特徴とする請求項１記載
の光半導体装置。 - 【請求項３】 上記半導体レーザ部の活性層が引張歪量
子井戸構造で構成されると共に、上記ＴＥモード光検出
部の活性層が圧縮歪量子井戸構造で構成されることを特
徴とする請求項１記載の光半導体装置。 - 【請求項４】 上記半導体レーザ部の活性層とクラッド
層との間に光ガイド層を介在させたことを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか１項に記載の光半導体装置。 - 【請求項５】 上記半導体レーザ部の活性層と、上記Ｔ
Ｅモード光検出部の活性層とがバットジョイント構造で
直接結合されていることを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の光半導体装置。 - 【請求項６】 上記引張歪量子井戸構造の層が光の共振
する方向で厚さが変化しており、厚さの厚い部分を半導
体レーザ部の活性層とし、厚さの薄い部分上に介在層を
介して圧縮歪量子井戸構造の層を設け上記ＴＥモード光
検出部の活性層としたことを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか１項に記載の光半導体装置。 - 【請求項７】 上記半導体レーザ部とＴＥモード光検出
部とが高抵抗半導体材料で埋め込まれた埋込ヘテロ接合
構造であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
１項に記載の光半導体装置。 - 【請求項８】 上記半導体レーザ部の発振波長と上記圧
縮歪量子井戸構造のＴＥモード光検出部のＴＥモードに
対する吸収ピーク波長とがほぼ一致することを特徴とす
る請求項１または２記載の光半導体装置。 - 【請求項９】 請求項１記載の光半導体装置を光源及び
光検出器として用いたことを特徴とする光通信システ
ム。 - 【請求項１０】 半導体レーザ部に送受信切替え手段を
設けて、受信時にＴＭモードを検出することを特徴とす
る請求項９記載の光通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139782A JPH088491A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 光半導体装置及びそれを用いた光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6139782A JPH088491A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 光半導体装置及びそれを用いた光通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088491A true JPH088491A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15253302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6139782A Withdrawn JPH088491A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | 光半導体装置及びそれを用いた光通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088491A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6026107A (en) * | 1996-11-06 | 2000-02-15 | Nec Corporation | Semiconductor optical functional device and method of driving the same |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP6139782A patent/JPH088491A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6026107A (en) * | 1996-11-06 | 2000-02-15 | Nec Corporation | Semiconductor optical functional device and method of driving the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |