JPH09283859A

JPH09283859A - 偏波変調可能な面発光半導体レーザ

Info

Publication number: JPH09283859A
Application number: JP8115545A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Uchida; 護内田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-12
Filing date: 1996-04-12
Publication date: 1997-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】高速に偏波スイッチング可能で、かつ、作製の
容易な面発光半導体レーザである。【解決手段】層厚方向にレーザ光を出射する面発光レー
ザである。面発光レーザは、基板１０１上に、独立な２
つの偏波モードを許容する光導波路と、２つの独立な偏
波モードに等しい発振波長を与える分布反射器１０８、
１０９と、２つの独立な偏波モードに等しい利得を与え
ることが可能な活性層１０４と、発振モードを独立な２
つの偏波モード間でスイッチングする分割電極１１０、
１１１とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、特に光イ
ンタコネクトのための送信機あるいは光情報処理（光メ
モリ、光コンピューティング等）などに用いられる偏波
変調可能な半導体レーザ等に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ等の光デバイスを用いた光
通信技術は、今日、多くの問題点を解決してきた。しか
しながら、いわゆるチャーピングとよばれる、半導体レ
ーザの高速強度変調時のキャリア不均一分布による屈折
率変動が発振光の波形を歪ませる現象は、必ずしも解決
に至っていない。これを解決するために現在用いられて
いる主流の方法は、半導体レーザをＣＷ（連続）で駆動
し、半導体光変調器により強度変調を行うものである。
しかし、この方法でもチャーピングの低減に限界がある
ことが、近年の研究で明らかになってきた。

【０００３】一方、レーザ光の偏波面を信号に応じてス
イッチングさせる偏波変調レーザは、通常の強度変調レ
ーザに比べ、変調の際にも、共振器内の光密度とキャリ
ア密度をほんとんど一定にする事が可能なため、チャー
ピングが小さくなり変調速度や伝送距離を向上させるこ
とができる。偏波変調レーザは、たとえば、特開昭６２
−４２５９３ないしは特開昭６２−１４４４２６に開示
されている。

【０００４】この骨子は以下のようなものである。図９
に示すように、ある電流値でＴＭモードからＴＥモード
ヘ偏波が反転する特性を有する半導体レーザを用いて、
ＴＥモードとＴＭモードが同時発振する電流値をバイア
ス点として信号電流によってＴＥとＴＭの閾値利得をス
イッチする。そして、偏波変調レーザの発振端の前に置
かれた偏光子によって、特定方向に偏光した光のみを送
出するものである。しかしながら、上記文献には、この
ようなレーザを実現するための具体的方法については何
ら明示されていない。

【０００５】

【発明の解決しようとする課題】一方、層厚方向に垂直
に共振させ光を取り出す面発光レーザが報告されている
（例えば、H.Soda, K.Iga, Y.Kitahara and Y.Suemats
u, "GaInAsP/InP surfaceinjection emitting lasers",
Japan Journal of Applied Physics, vol.18, pp.2329
-2330(1979)）。このレーザでは、活性層と光導波路が
光の伝搬方向に垂直な面に関して等方的であるため、発
振モードは２つの独立なリニアなＴＥモードになる。し
たがって、特別なことをしなくとも２つの偏波モードは
ほぼ等しい閾利得を有する。その反面、偏波を制御する
方法、特に偏波面を所望の位置に安定化したり、高速に
スイッチングする方法はほとんど提案されておらず、面
発光レーザは本質的に偏波変調レーザとして優れている
にも関わらず、実用に供されるものはない。

【０００６】よって、本発明の目的は、高速に偏波スイ
ッチング可能でかつ、作製の容易な面発光半導体レー
ザ、それを用いた装置やシステム等を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の偏波変調可能な面発光半導体レーザは、層厚方向に
レーザ光を出射する面発光レーザであって、独立な２つ
の偏波モードを許容する光導波路と、該２つの独立な偏
波モードに等しい発振波長を与える共振器と、該２つの
独立な偏波モードに等しい利得を与えることが可能な利
得媒質手段と、発振モードを該独立な２つの偏波モード
間でスイッチングする手段とを有することを特徴とす
る。

【０００８】より具体的には、前記独立な２つの偏波モ
ードを許容する光導波路の構造が、（１００）面を有す
る半導体基板上に垂直に形成された円筒形光導波路であ
り、前記２つの独立な偏波モードに等しい発振波長を与
える共振器が、該円筒形光導波路の上下に設置された誘
電体分布ブラッグ反射器であり、前記２つの独立な偏波
モードに等しく利得を与えることが可能な利得媒質手段
が、層厚が〈１００〉方向に成長したバルクあるいは量
子井戸構造の活性層を有し、かつ前記発振モードを該独
立な２つの偏波モード間でスイッチングする手段が前記
ブラッグ反射器近傍に複数に分割して配置されたリング
状電極であることを特徴とする。また、前記独立な２つ
の偏波モードとを許容する光導波路の構造が、（１０
０）面を有する半導体基板上に垂直に形成された断面が
矩形型の柱状光導波路であり、該２つの独立な偏波モー
ドに等しい発振波長を与える共振器が、該柱状光導波路
の上下に設置された誘電体分布ブラッグ反射器であり、
前記２つの独立な偏波モードに等しく利得を与えること
が可能な利得媒質手段が、層厚が〈１００〉方向に成長
したバルクあるいは量子井戸構造の活性層を有し、かつ
前記発振モードを該独立な２つの偏波モード間でスイッ
チングする手段が前記ブラッグ反射器近傍に複数に分割
して配置された電極であることを特徴とする。

【０００９】また、上記目的を達成する本発明の偏波変
調可能な面発光半導体レーザの駆動方法は、上記偏波変
調可能な面発光半導体レーザにおいて、分割された電極
の一部に注入するキャリアに変調信号を重畳して夫々の
電極の部分に注入するキャリア数を制御することで、発
振モードを独立な２つの偏波モード間で高速にスイッチ
ングすることを特徴とする。

【００１０】また、上記目的を達成する本発明の光送信
機は、上記面発光半導体レーザと、該面発光半導体レー
ザからの出力光のうち１つの偏波の光を透過させる偏光
選択手段（偏光子など）と、該面発光半導体レーザの出
力光を入力信号に従って偏波変調する制御手段から構成
されることを特徴とする。

【００１１】また、上記目的を達成する本発明の光伝送
システムは、上記面発光半導体レ−ザを用いた送信機を
含むことを特徴とする。この送信機が複数の異なる波長
の光信号を送出することができて波長多重型のネットワ
−クを構成することもできる。

【００１２】本発明の骨子は以下のようである。（１）独立な偏波モードとして、面発光レーザ構造で誘
起される互いに直交する２つの偏波モードを利用する。（２）光導波路、利得媒質および共振器に偏波依存性の
ない構造を使用する。（３）２つの偏波モードの閾利得の大きさを調整する為
および偏波変調する為に、分割電極などのスイッチング
手段を使用することで、利得に小さい偏波依存性を与え
る。

【００１３】一般に、半導体レーザの発振モードは以下
の発振条件式で決まる。閾利得について Γ・g_th=Γ・α_in+(1-Γ)α_ex+α_M+α_SC ・・・・・・・・(1) ここで、α_M=1/2L_eff・ln(1/R₁・1/R₂) 位相について exp(i・(2n_eff・L_eff/λ+φ))=0 ・・・・・・・(2) ここで Γ：活性層への光閉じ込め係数ｇ_th：閾利得 α_in：内部損失 α_ex：クラッド層の損失 α_M：反射損失 α_SC：その他の損失（散乱損失、結合損失等）Ｒ_i：共振器内の１点からみた実効的な反射率ｎ_eff：導波路の実効的な屈折率Ｌ_eff：実効的な共振器長 λ：発振波長 φ：位相。

【００１４】これに加え、偏波変調レーザに求められる
条件は、発振モードとして２つの独立な偏波モード（Ｍ
１とＭ２）を有し、かつその閾利得がほぽ等しいこと、
すなわち、 g_thM1=g_thM2 ・・・・・・・・(3) である。

【００１５】各変数は波長依存や偏波依存があることか
ら、上記の条件（１）〜（３）をすべて満たすのは容易
ではない。特に（２）式は発振モード（波長、偏波モー
ド、横モード）を決める極めて重要な条件式である。

【００１６】以下、上記の式を用いて従来例と本発明の
差異を説明する。通常の構成であるスラブ導波路とファ
ブリペロ共振器を有する半導体レーザで励起される発振
モードは、いわゆるＴＥモードとＴＭモードとがある。
この種の半導体レーザでは、（３）式を満たすことは比
較的容易であるが、光の閉じこめ効率と反射率の偏波依
存性により、ＴＥモードのみが発振し、且つ、高速変調
時には多軸モードとなってしまう。

【００１７】また、分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−
ＬＤ）では、ＴＭモードでもＴＥモードでも発振させる
ことは可能であり、また、高速変調時にもチャーピング
が小さければ単一軸モードを維持する。その反面、ブラ
ッグ波長の設定と利得プロファイルの位置関係（いわゆ
るデチューニング）には極めて高精度な調整が要求され
る。また、利得、光閉じこめ係数および反射率に強い偏
波依存性があるため、（１）〜（３）式を満たすには多
くのパラメータを制御する必要がある。

【００１８】この一例を図４に示した。図４は、ＤＦＢ
−ＬＤの共振器損失と利得が釣り合う状態すなわち
（１）式を波長スケールで模式的に表したものである。
まず、光の閉じ込め係数に偏波依存性があるため、ＴＥ
モードとＴＭモードで発振波長に差が生じてしまう。反
射率にも偏波依存性があるため、図４のように共振器損
失の大きさにも差ができてしまう。さらに、利得に大き
な偏波依存性があるため、Γ・ｇのピーク波長（λ^TM 、
λ^TM ）を各モードのＤＦＢのブラッグ発振波長（λ^TM
_Bragg、λ^TM _Bragg）に合わせ、なおかつ（３）式が成り
立つように閾利得を制御することは極めて困難である。
つまり、従来のＤＦＢ−ＬＤでは、（１）〜（３）式を
満足させることは極めて高度な設計技術とプロセス技術
を要求する。

【００１９】一方、面発光レーザでは、励起される２つ
の発振モードは、活性層と平行な面内の互いに直交する
２つのリニアな偏波モードである（便宜上この２つの偏
波モードをＴＥｌおよびＴＥ２と表記する）。従って、
利得媒質、導波路および共振器が発振方向の垂直な面に
関して等方的であるなら、上記発振条件式（１）〜
（３）は偏波依存がない。即ち、常に偏波の異なる２つ
の発振モードが励起されることになる。この様子を図３
に示した。利得、反射率および閉じ込め係数に偏波依存
性がないので、図３のように２つの閾利得は常にほぼ等
しい。通常の端面発光のＤＦＢ−ＬＤに比べ、制御パラ
メータが極めて少ないことがわかる（ただし、キャリア
の意図的でない不均一分布や作製誤差で両モードの利得
の大きさにはやや差が生じ、常に両方の偏波モードで発
振するとは限らない）。ここで、偏波スイッチングさせ
るためには、微小に等方的な条件からずらす方法が必要
である。

【００２０】そこで、本発明では、キャリアの意図的な
不均一注入により、利得に異方性を与えることで上記問
題点を解決できることを示した。具体的には、正電極あ
るいは負電極を分割して、キャリア注入量を制御するこ
とで、活性層におけるキャリア分布を制御し、利得に異
方性を与えている。

【００２１】以上をまとめると以下のようになる。（１）独立な２つの偏波モードを許容する（例えば円筒
形）光導波路を使用することでΓ・ｇを等方的にするこ
とができる。（２）面型分布反射器（ＤＢＲ）などを用いることで共
振器特性を等方的にすることができる。（３）例えば、分割型の電極に不均一注入を行うことで
独立な２つの偏波モードの閾利得を等しくできるととも
に、電極の一部に変調信号を重畳することで偏波変調が
実現できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（第１実施例：円筒形導波路＋分割電極）図１は本発明
の第１実施例の断面構造図である。図２はその平面図で
ある。まず、作製方法を説明する。

【００２３】［エビタキシャル成長］たとえば（１０
０）面を有するｎ−ＩｎＰ基板１０１上に、化学分子線
蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌｂｅａｍｅｐｉｔａｘ
ｙ）等を用いて以下の半導体層をエピタキシャル成長す
る。ｎ−ＩｎＧａＡｓＰエッチングストッパ層１０２・
・・基板１０１の開口部１０１ａを作るエッチング工程
時に用いるエッチングストッパ層であり、厚さ５ｎｍと
し、その量子効果によりバンドギャップを広げて活性層
からの発光を吸収しないようにした。ｎ−ＩｎＰクラッド層１０３・・・厚さ１．５μｍ多重量子井戸活性層１０４・・・本実施例では、井戸層
はＩｎＰ１０１に格子整合したＩｎＧａＡｓＰ（厚さ１
Ｏｎｍ）、障壁層はＩｎＰ１０１に格子整合したＩｎＧ
ａＡｓＰ（バンドギャップエネルギＥｇ＝１．１５μ
ｍ、厚さ１０ｎｍ）を用いている。井戸数は５とした。
この結果、利得ビーク波長は１．５５μｍとなる。ｐ−ＩｎＰクラッド層１０５・・・厚さ１．５μｍｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０６・・・Ｅｇ＝
１．１５μｍ、厚さ０．５μｍ。

【００２４】［導波路形成］導波路形成を次の様に行な
う。上記ウェハに、ドライエッチング等を用いて直径１
０μｍ、高さ約３μｍの円筒状のメサを形成する。次
に、ＣＢＥ法等でエッチングダメージを除去するため、
および新たな結晶欠陥の増殖を防ぐために、エッチング
側面をアンドープＩｎＰ（側面保護層）１０７でエビタ
キシャルにコーティングを行った。基板１０１裏側に、
光を取り出すための円状のウインドウ１０１ａをウエッ
トエッチングで形成する。塩酸系のエッチングを用いる
ことでＩｎＧａＡｓＰエッチングストッパ層１０２でエ
ッチングが停止する。

【００２５】［反射器の形成］基板１０１裏側とエビ表
面側に誘電体多層膜（誘電体ＤＢＲ）１０８、１０９を
作製する。本実施例では、ＳｉＯ₂膜とアモルファスＳ
ｉ膜を交互に積層し、そのブラッグ波長が発振波長とな
るように設定するともに、９９％以上の反射率になるよ
うに繰り返し数を制御した。

【００２６】［電極形成］開口径５ミクロンの多分割さ
れたリング状電極１１０、１１１を、ｐ−コンタクト層
１０６とｎ−クラッド層１０３上に形成した。本実施例
では、正電極１１０は〈０１−１〉方向に２つに分割さ
れ、負電極１１１は〈０１１〉方向に２つに分割した場
合を示した。

【００２７】次に、本実施例の動作原理について説明す
る。面発光レーザは活性層１０４に平行な２つの独立な
リニアな偏波モードを有する。活性層１０４が均一に作
製できていれば、利得は活性層の面に対して平行な偏波
モードを一様に励起するので、面内における偏光方向は
一定には決まらない。しかし、実際の測定では、基板１
０１の結晶面が（１００）面のとき、偏波方向は〈０１
１〉および〈０１−１〉方向あるいはその近傍となるこ
とが多い。これは完全な結晶が作りにくく、格子欠陥や
転移によって結晶光学的特性に異方性が、ある決まった
方向（（１００）基板の場合には〈０１１〉ないしは
〈０１−１〉方向）に起こりやすいためと考えられる。
こうして、本実施例の構成により偏波方向を安定化でき
る。

【００２８】したがって、〈０１１〉方向あるいは〈０
１−１〉方向に電極１１０、１１１を分割することによ
って、キャリア注入の方向と量を制御すれば、活性層１
０４中のキャリア分布を制御、すなわち利得の面方位依
存を微妙に制御することができる。本実施例の場合、共
振器長および活性層１０４の面内の大きさがキャリアの
拡散長程度（３ミクロン程度）であるため、分割多電極
１１０、１１１による不均一キャリア注入により、利得
強度の空間分布、すなわち利得分布に変調をかけること
ができる（これらがキャリアの拡散長より大きい場合
は、不均一キャリア注入をしても活性層中のキャリア分
布はほぼ均一になってしまって利得分布に変調をかけら
れない）。このことは閉じこめ係数を制御することと等
価である。本実施例では、２分割リング型電極１１０、
１１１の分割方向を上下で直交する配置としたが、この
配置に限るものではない。例えば、両電極とも同方向に
分割されて平行配置にしたり、もっと多分割にして配置
することも効果がある。

【００２９】図５は、このようにしてキャリア注入量を
制御したときの、注入電流対光出力特性の一例である。
光出力は、偏光子を介して測定した２つの偏波出力とそ
の和を示している。図５中のバイアス点（約ｌｍＡ）で
偏光がスイッチングするが、全光出力には変化がないこ
とがわかる。また、この前後で、発振波長の変化も近視
野像の変化もない。すなわち、スイッチングの前後で偏
波のみが変化するいう理想的なスイッチング特性が得ら
れている。

【００３０】また、図５中のバイアス点において、分割
されたリング電極１１０、１１１の一部に微小な変調電
流（〜μｍ）を重畳することで偏波変調を行うことがで
きる。変調時のキャリア密度と光密度の変化が少ないた
め、２０ＧＨｚ以上の変調周波数で変調が可能であっ
た。さらに、各電極の分割部に注入するバイアス点での
注入電流バランスを変えることで、バイアス点を変更で
きるため、出力変化や温度変化に対応できることも確認
した。

【００３１】本実施例特有の効果は以下の通りである。（１）成長のあとに誘電体多層膜１０８、１０９を積層
するため、成長した結晶の光学特性を確認してから適切
な多層膜を作製することができる。（２）出射光は円形ビームであるため、外部レンズ系と
の結合効率が高い。

【００３２】（第２の実施例：矩形導波路＋分割電極）
図６は本発明の第２の実施例の平面図である。第１実施
例と異なっているのは、円筒形光導波路の代わりに断面
が矩形の柱状光導波路を用い、２分割リング電極の代わ
りに４分割矩形電極を使用した点である。以下、製造方
法について述べる。

【００３３】［エビタキシャル成長］第１実施例と同じ
である。

【００３４】［導波路形成］ドライエッチング等を用い
て、〈０１１〉方向および〈０１−１〉方向に沿って、
一辺１０μｍ、高さ約３μｍ（キャリアの拡散長程度）
の断面が矩形状のメサを形成する。次に、ＣＢＥ法等
で、エッチングダメージの除去および新たな結晶欠陥の
増殖を防ぐためにエッチング側面をアンドープＩｎＰ１
０７でエピタキシャルにコーティングを行った。基板１
０１裏側に、光を取り出すための矩形状のウインドウを
ウエットエッチングで形成する。塩酸系のエッチング用
いることでＩｎＧＡｓＰエッチングストッパ層１０２で
エッチングが停止する。

【００３５】［反射器の形成］第１実施例と同じであ
る。

【００３６】［電極形成］開口形状が一辺５ミクロンの
４分割された矩形状正電極５１０をｐ−コンタクト層１
０６に、そしてｎ−クラッド層１０３には負電極５１１
を形成した。ここでは負電極５１１は分割していない例
を示したが、必要に応じて分割してもよい。

【００３７】次に動作原理について説明する。共振器長
および活性層１０４の大きさがキャリアの拡散長程度で
あるため、分割多電極５１０による不均一キャリア注入
により、利得強度の空間分布、すなわち利得分布に変調
をかけることができるという点は第１実施例と同じであ
る。本実施例では、さらに矩形導波路としたことで、屈
折率導波により、偏波方向がより安定するというメリッ
トがある。反面、円形ビームではなくなるので、外部光
学系との結合には若干不利になる可能性がある。その他
の特性は第１実施例と同じである。

【００３８】本実施例特有の効果は以下の通りである。（１）矩形導波路としたことで、偏波方向が安定する。

【００３９】（第３の実施例）図７に本発明の面発光半
導体レーザを光通信の光送信機に適用した実施例を示し
た。図７において、９０１は制御回路、９０２は上記実
施例で示した本発明の半導体レーザ、９０３は偏光子、
９０４は空間を伝搬している光を光ファイバへ結合する
光結合手段、９０５は光ファイバ、９０６は端末から送
られてきた電気信号、９０７は、制御回路９０１から、
半導体レーザ９０２を駆動するために送られる駆動信
号、９０８は駆動信号９０７に従って半導体レーザ９０
２が駆動されることで出力された光信号、９０９は、光
信号９０８の直交する２つの偏波状態のうち１つだけを
取り出すように調整された偏光子９０３を通過した光信
号、９１０は光ファイバ９０５中を伝送される光信号、
９１１は本発明の半導体レーザ９０２を用いた光送信機
である。、この実施例では、光送信機９１１は、制御回
路９０１、半導体レーザ９０２、偏光子９０３、光結合
手段９０４、光ファイバ９０５などから構成されてい
る。

【００４０】次に、本実施例の光送信機９１１の送信動
作について説明する。端末からの電気信号９０６が制御
回路９０１に入力されると、上記変調方法に従って本発
明の半導体レーザ９０２へ駆動信号９０７が送られる。
駆動信号９０７を入力された半導体レーザ９０２は、駆
動信号９０７に従って偏波状態が変化する光信号９０８
を出力する。その光信号９０８は、偏光子９０３で片方
の偏光の光信号９０９にされ、更に光結合手段９０４で
光ファイバ９０５へ結合される。こうして強度変調され
た光信号９１０を伝送し通信が行われる。

【００４１】この場合、光信号９１０は強度変調された
状態であるので、従来用いられている強度変調用の光受
信機で光を受信することができる。また、上記構成の半
導体レーザはバイアス電流の制御で波長可変の半導体レ
ーザとしても用いられるので、波長多重通信の送信機と
しても使うことができる。本実施例では、光送信機とし
て構成した場合を示したが、もちろん光送受信機中の送
信部分に用いることもできる。

【００４２】更に、適用可能な光通信システムについて
も、強度変調信号を扱う系であれば、単純な２点間の光
通信に限らず、光ＣＡＴＶ、光ＬＡＮなどにも適用でき
る。

【００４３】（第４の実施例）図８は、本発明のデバイ
スを、波長多重型のシステム構成時にスター型のトポロ
ジーにおいて使用したシステム例を示す。

【００４４】図８において、９６１−１〜９６１−ｎは
本発明の偏波変調面発光半導体レーザ）と偏光子からな
る送信部であり、９７１−１〜９７１−ｎは波長フィル
タと光検出器で構成される受信部である。

【００４５】本発明の偏波変調レーザの出力波長を変え
るには、通常のＤＦＢ−ＬＤと同様にその注入電流バイ
アスを制御してやればよい。本実施例では、１Åずつ並
べた送信器９６１より１０波（ｎ＝１０）の波長多重を
実現した。受信器９７１の波長フィルタとしては、この
波長多重度に対応させた適当なフィルタ（半値全巾＜
０．５Å）を用いることにより、所望の波長の光信号を
選択的に受信することが可能となる。

【００４６】偏波変調レーザと出力部に設けた偏光選択
素子の組み合わせにより、少ない電流変調で大きな消光
比のＡＳＫ信号が得られ、かつ変調時のスペクトル拡が
り（チャーピング）を極めて小さくできる。これによ
り、従来、ＦＳＫ方式あるいは外部変調方式でのみ実現
可能とされていた高密度波長多重化が可能となる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の効果は以下の通りである。（１）偏波変調可能な或は偏波方向が安定化した面発光
半導体レーザを容易に作製でき、かつ信頼性が高い。（２）動作電流および変調電流が小さいためチャーピン
グが生じにくく、高速変調および長距離伝送が可能であ
る。（３）偏波依存のパラメータが少ないので設計の自由度
が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施例の断面図である。

【図２】図２は同平面図である。

【図３】図３は本発明の利得スベクトルと共振器損失と
の関係の典型例を示す図である。

【図４】図４は従来の例の利得スベクトルと共振器損失
との関係を示す図である。

【図５】図５は本発明の注入電流対光出力特性の典型例
を示す図である。

【図６】図６は本発明の第２実施例の平面図である。

【図７】図７は本発明の面発光半導体レーザを光通信の
光送信機に適用した実施例を示すブロック図である。

【図８】図８は本発明の面発光半導体レーザを用いた波
長多重伝送システムを示すブロック図である。

【図９】図９は従来例の注入電流対光出力特性を示す図
である。

【符号の説明】

１０１基板１０１ａウインドウ１０２エッチングストッパ層１０３、１０５クラッド層１０４活性層１０６キャップ層１０７側面保護層１０８、１０９誘電体ＤＢＲ１１０、１１１リング型電極５０１矩形導波路５１０分割正電極５１１負電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】層厚方向にレーザ光を出射する面発光レー
ザであって、独立な２つの偏波モードを許容する光導波
路と、該２つの独立な偏波モードに等しい発振波長を与
える共振器と、該２つの独立な偏波モードに等しい利得
を与えることが可能な利得媒質手段と、発振モードを該
独立な２つの偏波モード間でスイッチングする手段とを
有することを特徴とする偏波変調可能な面発光半導体レ
ーザ。
【請求項２】前記独立な２つの偏波モードを許容する光
導波路の構造が、（１００）面を有する半導体基板上に
垂直に形成された円筒形光導波路であり、前記２つの独
立な偏波モードに等しい発振波長を与える共振器が、該
円筒形光導波路の上下に設置された誘電体分布ブラッグ
反射器であり、前記２つの独立な偏波モードに等しく利
得を与えることが可能な利得媒質手段が、層厚が〈１０
０〉方向に成長したバルクあるいは量子井戸構造の活性
層を有し、かつ前記発振モードを該独立な２つの偏波モ
ード間でスイッチングする手段が前記ブラッグ反射器近
傍に複数に分割して配置されたリング状電極であること
を特徴とする請求項１記載の偏波変調可能な面発光半導
体レーザ。
【請求項３】前記独立な２つの偏波モードとを許容する
光導波路の構造が、（１００）面を有する半導体基板上
に垂直に形成された断面が矩形型の柱状光導波路であ
り、該２つの独立な偏波モードに等しい発振波長を与え
る共振器が、該柱状光導波路の上下に設置された誘電体
分布ブラッグ反射器であり、前記２つの独立な偏波モー
ドに等しく利得を与えることが可能な利得媒質手段が、
層厚が〈１００〉方向に成長したバルクあるいは量子井
戸構造の活性層を有し、かつ前記発振モードを該独立な
２つの偏波モード間でスイッチングする手段が前記ブラ
ッグ反射器近傍に複数に分割して配置された電極である
ことを特徴とする請求項１記載の偏波変調可能な面発光
半導体レーザ。
【請求項４】請求項１乃至３の何れかに記載の偏波変調
可能な面発光半導体レーザの駆動方法において、分割さ
れた電極の一部に注入するキャリアに変調信号を重畳し
て夫々の電極の部分に注入するキャリア数を制御するこ
とで、発振モードを独立な２つの偏波モード間で高速に
スイッチングすることを特徴とする偏波変調可能な面発
光半導体レーザの駆動方法。
【請求項５】請求項１乃至３の何れかに記載の面発光半
導体レーザと、該面発光半導体レーザからの出力光のう
ち１つの偏波の光を透過させる偏光選択手段と、該面発
光半導体レーザの出力光を入力信号に従って偏波変調す
る制御手段から構成されることを特徴とする光送信機。
【請求項６】請求項１乃至３の何れかに記載の面発光半
導体レ−ザを用いた送信機を含むことを特徴とする光伝
送システム。
【請求項７】前記送信機が複数の異なる波長の光信号を
送出することができて波長多重型のネットワ−クを構成
することを特徴とする請求項６記載の光伝送システム。