JPH09311220A - 異なる偏光依存性を持つ領域が交互に配置された回折格子、及びそれを用いた光半導体デバイス - Google Patents
異なる偏光依存性を持つ領域が交互に配置された回折格子、及びそれを用いた光半導体デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】偏波依存性の制御性を良くした回折格子、安定
した偏波変調動作ができる半導体レーザなどの光半導体
デバイスである。 【解決手段】半導体レーザにおいて、分布帰還または分
布反射を生じさせる回折格子５が、共振方向に２つ以上
の歪量の異なる材料３、４が交互に増減して堆積されて
形成されている。歪量の異なる材料３、４は、基板１と
異なる格子定数を有する半導体材料から成り、膜厚方向
に回折格子部分の格子定数を平均化した値と基板の格子
定数との差が、光が伝搬する方向に周期的に変化してい
る。回折格子５は、基板１と異なる或は同じ格子定数を
有する半導体材料の領域が共振方向に交互に配列されて
形成されてもよい。
した偏波変調動作ができる半導体レーザなどの光半導体
デバイスである。 【解決手段】半導体レーザにおいて、分布帰還または分
布反射を生じさせる回折格子５が、共振方向に２つ以上
の歪量の異なる材料３、４が交互に増減して堆積されて
形成されている。歪量の異なる材料３、４は、基板１と
異なる格子定数を有する半導体材料から成り、膜厚方向
に回折格子部分の格子定数を平均化した値と基板の格子
定数との差が、光が伝搬する方向に周期的に変化してい
る。回折格子５は、基板１と異なる或は同じ格子定数を
有する半導体材料の領域が共振方向に交互に配列されて
形成されてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる偏光依存性
を持つ領域が交互に配置された回折格子、それを用いた
分布帰還型または分布反射型半導体レーザなどの光半導
体デバイス、それを用いた光源装置、光通信システム等
に関するものである。
を持つ領域が交互に配置された回折格子、それを用いた
分布帰還型または分布反射型半導体レーザなどの光半導
体デバイス、それを用いた光源装置、光通信システム等
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、励起の状態に依存して出力光の偏
光がＴＥ偏光とＴＭ偏光で切り換わる半導体レーザとし
ては、特開平２−１５９７８１号に記載されているよう
なバルク結晶から成る活性層を持つ、λ／４シフト付
き、３電極、埋め込み型、分布帰還型（ＤＦＢ）半導体
レーザが知られている。この従来例で示された半導体レ
ーザは、バルク結晶から成る活性層を有することから、
ＴＥ偏光の光とＴＭ偏光の光に対する増幅度がほぼ等し
くなっている。そして、λ／４シフトがある領域へ注入
する電流の量によりＴＥ偏光の光とＴＭ偏光の光に対す
るしきい値を変化させ、より低いしきい値の偏光の光を
発振して出力させるものであった。
光がＴＥ偏光とＴＭ偏光で切り換わる半導体レーザとし
ては、特開平２−１５９７８１号に記載されているよう
なバルク結晶から成る活性層を持つ、λ／４シフト付
き、３電極、埋め込み型、分布帰還型（ＤＦＢ）半導体
レーザが知られている。この従来例で示された半導体レ
ーザは、バルク結晶から成る活性層を有することから、
ＴＥ偏光の光とＴＭ偏光の光に対する増幅度がほぼ等し
くなっている。そして、λ／４シフトがある領域へ注入
する電流の量によりＴＥ偏光の光とＴＭ偏光の光に対す
るしきい値を変化させ、より低いしきい値の偏光の光を
発振して出力させるものであった。
【０００３】このように励起状態に依存して出力光の偏
光状態を切り換えるために、λ／４シフト領域へ注入す
るキャリア量を変化させ、これによりＴＥ偏波とＴＭ偏
波に対して、周回の位相が合い発振可能な波長を変化さ
せる。そして、それにともないＴＥ偏波とＴＭ偏波に対
するしきい値を変化させ、その大小関係が交互に逆転す
る構成となっていた。
光状態を切り換えるために、λ／４シフト領域へ注入す
るキャリア量を変化させ、これによりＴＥ偏波とＴＭ偏
波に対して、周回の位相が合い発振可能な波長を変化さ
せる。そして、それにともないＴＥ偏波とＴＭ偏波に対
するしきい値を変化させ、その大小関係が交互に逆転す
る構成となっていた。
【０００４】また、分布帰還型半導体レーザにおいて回
折格子の形成に歪超格子を用いている装置としては、特
開平５−１２９７１９号に記載されているものがある。
特開平５−１２９７１９号記載の分布帰還型半導体レー
ザでは、活性層の近傍に、基板と格子定数が異なる歪超
格子層を周期的に形成し、その上に形成した量子井戸活
性層中の該歪超格子層に対応する部分が歪超格子層の応
力を受ける様にしている。そして、該量子井戸活性層が
周期的に応力の掛かった部分と応力の掛かっていない部
分から構成されているようにして実質的に回折格子を実
現し、利得結合型の分布帰還型半導体レーザを形成した
ものである。
折格子の形成に歪超格子を用いている装置としては、特
開平５−１２９７１９号に記載されているものがある。
特開平５−１２９７１９号記載の分布帰還型半導体レー
ザでは、活性層の近傍に、基板と格子定数が異なる歪超
格子層を周期的に形成し、その上に形成した量子井戸活
性層中の該歪超格子層に対応する部分が歪超格子層の応
力を受ける様にしている。そして、該量子井戸活性層が
周期的に応力の掛かった部分と応力の掛かっていない部
分から構成されているようにして実質的に回折格子を実
現し、利得結合型の分布帰還型半導体レーザを形成した
ものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来例では、活性層がバルク結晶である為に動作電
流が大きい欠点があった。また、上記第２の従来例で
は、活性層を量子井戸にして動作電流を低減することが
できるが、量子井戸活性層への周期的な応力の掛け方が
間接的であるので、ＴＥ偏波とＴＭ偏波に対する利得の
関係（例えば、等しくしたり、どちらかの偏波に対して
大きくしたりする）を調整することが困難であった。よ
って、安定した偏波変調動作を行なわせることが難しか
った。
１の従来例では、活性層がバルク結晶である為に動作電
流が大きい欠点があった。また、上記第２の従来例で
は、活性層を量子井戸にして動作電流を低減することが
できるが、量子井戸活性層への周期的な応力の掛け方が
間接的であるので、ＴＥ偏波とＴＭ偏波に対する利得の
関係（例えば、等しくしたり、どちらかの偏波に対して
大きくしたりする）を調整することが困難であった。よ
って、安定した偏波変調動作を行なわせることが難しか
った。
【０００６】従って、本出願に係わる第１の発明の目的
は、偏波依存性の制御性を良くした回折格子を提供する
ことである（主に請求項１、２に対応する）。
は、偏波依存性の制御性を良くした回折格子を提供する
ことである（主に請求項１、２に対応する）。
【０００７】本出願に係わる第２の発明の目的は、回折
格子の偏波依存性の制御性を良くして、例えば、安定し
た偏波変調動作を可能にする構造を実現した半導体レー
ザなどの光半導体デバイスを提供することである（主に
請求項３、４に対応する）。
格子の偏波依存性の制御性を良くして、例えば、安定し
た偏波変調動作を可能にする構造を実現した半導体レー
ザなどの光半導体デバイスを提供することである（主に
請求項３、４に対応する）。
【０００８】本出願に係わる第３の発明の目的は、分布
帰還（または分布反射）を生じさせる１つの回折格子の
反射率をＴＥ偏波とＴＭ偏波とに対して適宜に設定すべ
く、結合係数（κ）の値をそれぞれの偏波に対して制御
性良く設定できる構造を実現した半導体レーザなどの光
半導体デバイスを提供することである（主に請求項５に
対応する）。
帰還（または分布反射）を生じさせる１つの回折格子の
反射率をＴＥ偏波とＴＭ偏波とに対して適宜に設定すべ
く、結合係数（κ）の値をそれぞれの偏波に対して制御
性良く設定できる構造を実現した半導体レーザなどの光
半導体デバイスを提供することである（主に請求項５に
対応する）。
【０００９】本出願に係わる第４の発明の目的は、第
２、第３の発明を簡単な構成で実現した半導体レーザな
どの光半導体デバイスを提供することである（主に請求
項６に対応する）。
２、第３の発明を簡単な構成で実現した半導体レーザな
どの光半導体デバイスを提供することである（主に請求
項６に対応する）。
【００１０】本出願に係る第５の発明の目的は、第２、
３、４の発明をより効率良くした構成を有する半導体レ
ーザなどの光半導体デバイスを提供することである（主
に請求項７に対応する）。
３、４の発明をより効率良くした構成を有する半導体レ
ーザなどの光半導体デバイスを提供することである（主
に請求項７に対応する）。
【００１１】本出願に係る第６の発明の目的は、上記の
発明の構成を利得結合分布帰還型半導体レーザなどに適
用して実現された半導体レーザなどの光半導体デバイス
を提供することである（主に請求項８に対応する）。
発明の構成を利得結合分布帰還型半導体レーザなどに適
用して実現された半導体レーザなどの光半導体デバイス
を提供することである（主に請求項８に対応する）。
【００１２】本出願に係る第７の発明の目的は、上記の
発明の構成をより安定的に動作する様な構成にした半導
体レーザなどの光半導体デバイスを提供することである
（主に請求項９に対応する）。
発明の構成をより安定的に動作する様な構成にした半導
体レーザなどの光半導体デバイスを提供することである
（主に請求項９に対応する）。
【００１３】本出願に係る第８の発明の目的は、上記の
発明の構成を分布反射型半導体レーザなどに適用して実
現された半導体レーザなどの光半導体デバイスを提供す
ることである（主に請求項１０に対応する）。
発明の構成を分布反射型半導体レーザなどに適用して実
現された半導体レーザなどの光半導体デバイスを提供す
ることである（主に請求項１０に対応する）。
【００１４】また、本出願に係わる第９の発明の目的
は、本発明の偏波変調半導体レーザを含む光送信機を提
供することである（主に請求項１１に対応する）。
は、本発明の偏波変調半導体レーザを含む光送信機を提
供することである（主に請求項１１に対応する）。
【００１５】また、本出願に係わる第１０の発明の目的
は、本発明の光増幅器を含む光受信機を提供することで
ある（主に請求項１２に対応する）。
は、本発明の光増幅器を含む光受信機を提供することで
ある（主に請求項１２に対応する）。
【００１６】また、本出願に係わる第１１の発明の目的
は、本発明の偏波変調半導体レーザを含む光送信機を用
いた光伝送システムを提供することである（主に請求項
１３、１４に対応する）。
は、本発明の偏波変調半導体レーザを含む光送信機を用
いた光伝送システムを提供することである（主に請求項
１３、１４に対応する）。
【００１７】
【課題を解決する為の手段及び作用】上記目的を達成す
る為の本出願に係る第１の発明は、第１の偏光を主に反
射する第１の領域と第２の偏光に対して主に反射を与え
る第２の領域を光の伝搬方向に交互に配置したことを特
徴とする回折格子である。この構成により、異なる偏光
に対して相対的な反射率差を適宜設定できるので偏波依
存性の制御性を良くした回折格子が実現できる。
る為の本出願に係る第１の発明は、第１の偏光を主に反
射する第１の領域と第２の偏光に対して主に反射を与え
る第２の領域を光の伝搬方向に交互に配置したことを特
徴とする回折格子である。この構成により、異なる偏光
に対して相対的な反射率差を適宜設定できるので偏波依
存性の制御性を良くした回折格子が実現できる。
【００１８】第１の領域と第２の領域の各々は、所定の
歪量の材料（無歪みのものも含む）を光の伝搬方向に周
期的に配置して形成されたり、２つ以上の歪量の異なる
材料（無歪みのものも含む）を膜厚方向及び／又は光の
伝搬方向に配置して形成されたりする。例えば、第１の
領域と第２の領域はそれぞれ半導体材料から構成されて
いて、少なくとも第１の領域には引っ張り歪が導入され
ており、第１の領域と第２の領域の歪量は異なって回折
格子が形成される。
歪量の材料（無歪みのものも含む）を光の伝搬方向に周
期的に配置して形成されたり、２つ以上の歪量の異なる
材料（無歪みのものも含む）を膜厚方向及び／又は光の
伝搬方向に配置して形成されたりする。例えば、第１の
領域と第２の領域はそれぞれ半導体材料から構成されて
いて、少なくとも第１の領域には引っ張り歪が導入され
ており、第１の領域と第２の領域の歪量は異なって回折
格子が形成される。
【００１９】上記目的を達成する為の本出願に係る第２
の発明は、分布帰還型または分布反射型光半導体デバイ
スにおいて、分布帰還または分布反射を生じさせる回折
格子が、第１の偏光を主に反射する第１の領域と第２の
偏光に対して主に反射を与える第２の領域を光の共振方
向に交互に配置して形成されていることを特徴とする光
半導体デバイスである。この光半導体デバイスは第１の
発明の回折格子を含むものである。
の発明は、分布帰還型または分布反射型光半導体デバイ
スにおいて、分布帰還または分布反射を生じさせる回折
格子が、第１の偏光を主に反射する第１の領域と第２の
偏光に対して主に反射を与える第２の領域を光の共振方
向に交互に配置して形成されていることを特徴とする光
半導体デバイスである。この光半導体デバイスは第１の
発明の回折格子を含むものである。
【００２０】回折格子の第１の領域と第２の領域は、上
記した様に種々の態様で形成される。例えば、共振方向
に２つ以上の歪量の異なる材料が連続的（例えば、正弦
波的に）或は非連続的（例えば、矩形波的に）に交互に
増減して堆積されて回折格子が形成される。
記した様に種々の態様で形成される。例えば、共振方向
に２つ以上の歪量の異なる材料が連続的（例えば、正弦
波的に）或は非連続的（例えば、矩形波的に）に交互に
増減して堆積されて回折格子が形成される。
【００２１】また、上記目的を達成する為の本出願に係
る第３の発明は、前記歪量の異なる材料は、基板と異な
る或は同じ格子定数を有する２つ以上の半導体材料から
構成されていて、膜厚方向（成膜方向、または基板に垂
直な方向、または光が進行する方向に垂直な方向）に前
記回折格子部分の格子定数を平均化した値と基板の格子
定数との差が、光が伝搬する方向に周期的に変化してい
ることを特徴とする。例えば、周期的に現れる引っ張り
歪の部分（基板より格子定数が小さい部分）はＴＭ偏波
に対して反射率（或は結合係数）の大きい回折格子に、
圧縮歪の部分（基板より格子定数が大きい部分）或は無
歪みの部分はＴＥ偏波に対して反射率（或は結合係数）
の大きい回折格子となる。
る第３の発明は、前記歪量の異なる材料は、基板と異な
る或は同じ格子定数を有する２つ以上の半導体材料から
構成されていて、膜厚方向（成膜方向、または基板に垂
直な方向、または光が進行する方向に垂直な方向）に前
記回折格子部分の格子定数を平均化した値と基板の格子
定数との差が、光が伝搬する方向に周期的に変化してい
ることを特徴とする。例えば、周期的に現れる引っ張り
歪の部分（基板より格子定数が小さい部分）はＴＭ偏波
に対して反射率（或は結合係数）の大きい回折格子に、
圧縮歪の部分（基板より格子定数が大きい部分）或は無
歪みの部分はＴＥ偏波に対して反射率（或は結合係数）
の大きい回折格子となる。
【００２２】また、本出願に係る第４の発明は、前記第
１の領域と第２の領域はそれぞれ半導体材料から構成さ
れていて、少なくとも前記第１の領域には引っ張り歪が
導入されており、前記第１の領域と第２の領域の歪量は
異なることを特徴とする。この場合、共振方向に格子定
数の異なる部分（基板より大きいもの、小さいもの、或
は基板と同じもの）を周期的に形成することで回折格子
を構成することができる。この構成において、格子定数
が異なる半導体材料を交互に形成することは作製を容易
にする。
１の領域と第２の領域はそれぞれ半導体材料から構成さ
れていて、少なくとも前記第１の領域には引っ張り歪が
導入されており、前記第１の領域と第２の領域の歪量は
異なることを特徴とする。この場合、共振方向に格子定
数の異なる部分（基板より大きいもの、小さいもの、或
は基板と同じもの）を周期的に形成することで回折格子
を構成することができる。この構成において、格子定数
が異なる半導体材料を交互に形成することは作製を容易
にする。
【００２３】また、本出願に係る第５の発明は、第１の
領域と第２の領域の少なくとも一方が歪量子井戸から構
成されていることを特徴とする。基板と異なる格子定数
を有する半導体材料としては引っ張り歪量子井戸と圧縮
歪量子井戸が用いられる。この構成において、歪量子井
戸は歪部分を比較的厚い膜厚で積層することを可能にす
るので回折格子の深さを大きくできる。即ち、回折格子
作製において、深さなどの設計の自由度を上げることが
できる。また、歪量の異なる部分で、歪による偏波依存
性を大きくすることができる。よって、偏波変調レーザ
などとして機能する光半導体デバイスを、より効率良く
できる。
領域と第２の領域の少なくとも一方が歪量子井戸から構
成されていることを特徴とする。基板と異なる格子定数
を有する半導体材料としては引っ張り歪量子井戸と圧縮
歪量子井戸が用いられる。この構成において、歪量子井
戸は歪部分を比較的厚い膜厚で積層することを可能にす
るので回折格子の深さを大きくできる。即ち、回折格子
作製において、深さなどの設計の自由度を上げることが
できる。また、歪量の異なる部分で、歪による偏波依存
性を大きくすることができる。よって、偏波変調レーザ
などとして機能する光半導体デバイスを、より効率良く
できる。
【００２４】また、本出願に係る第６の発明は、回折格
子の第１の領域と第２の領域が活性層を構成していて容
易に偏波変調が生じる利得結合ＤＦＢ−ＬＤなどの利得
結合型分布帰還型光半導体デバイスを構成していること
を特徴とする。この構成において、共振器全体で、例え
ば、ＴＥ／ＴＭモードのＤＦＢモードを励起でき、さら
にＴＥモードの格子とＴＥモードの格子が共振方向に空
間的にずれている為に全体の光子分布の均一化が図れ、
ＴＥモードとＴＭモード間での偏波切り換え時にキャリ
アの変動が少なく、高速変調時でも低チャープ化が可能
となる。
子の第１の領域と第２の領域が活性層を構成していて容
易に偏波変調が生じる利得結合ＤＦＢ−ＬＤなどの利得
結合型分布帰還型光半導体デバイスを構成していること
を特徴とする。この構成において、共振器全体で、例え
ば、ＴＥ／ＴＭモードのＤＦＢモードを励起でき、さら
にＴＥモードの格子とＴＥモードの格子が共振方向に空
間的にずれている為に全体の光子分布の均一化が図れ、
ＴＥモードとＴＭモード間での偏波切り換え時にキャリ
アの変動が少なく、高速変調時でも低チャープ化が可能
となる。
【００２５】また、本出願に係る第７の発明は、前記回
折格子の第１の領域と第２の領域の交互配置の仕方が途
中で反転してλ／４シフト部を前記回折格子に形成して
いることを特徴とする。
折格子の第１の領域と第２の領域の交互配置の仕方が途
中で反転してλ／４シフト部を前記回折格子に形成して
いることを特徴とする。
【００２６】また、本出願に係る第８の発明は、前記回
折格子と活性層と位相制御層が共振方向に配列されて分
布反射型光半導体デバイスを構成していることを特徴と
する。
折格子と活性層と位相制御層が共振方向に配列されて分
布反射型光半導体デバイスを構成していることを特徴と
する。
【００２７】また、目的を達成する為に本出願に係わる
第９の発明は、上記の半導体レーザとして構成された光
半導体デバイスと、該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である。
第９の発明は、上記の半導体レーザとして構成された光
半導体デバイスと、該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である。
【００２８】また、目的を達成する為に本出願に係わる
第１０の発明は、上記の偏波無依存の光増幅器として構
成された光半導体デバイスと、該増幅器で増幅濾過され
た光を受光する受光部から構成されることを特徴とする
光受信機である。
第１０の発明は、上記の偏波無依存の光増幅器として構
成された光半導体デバイスと、該増幅器で増幅濾過され
た光を受光する受光部から構成されることを特徴とする
光受信機である。
【００２９】また、目的を達成する為に本出願に係わる
第１１の発明は、上記の半導体レ−ザとして構成された
光半導体デバイスを用いた送信機を含むことを特徴とす
る光伝送システムである。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。
第１１の発明は、上記の半導体レ−ザとして構成された
光半導体デバイスを用いた送信機を含むことを特徴とす
る光伝送システムである。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。
【００３０】
【発明の実施の形態】第１の実施例 図１は本実施例の特徴を最も良く表わす図面であり、同
図において、１は例えばｎ型ＩｎＰからなる基板、２は
例えばｎ−ＩｎＰからなる第１クラッド層、３は例えば
基板１より小さな格子定数を有するノンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３μｍ、歪み（引っ張
り歪み）量△ａ／ａ＝−０．５％）である第１歪層、４
は例えば基板１より大きな格子定数を有するノンドープ
ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３μｍ、歪み
（圧縮歪み）量△ａ／ａ＝０．５％）である第２歪層、
１５は例えばノンドープＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャッ
プ波長１．３μｍ）である光ガイド層、６は例えばノン
ドープＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．５６μ
ｍ）の活性層、７は例えばｐ型ＩｎＰである第２クラッ
ド層、８は例えばｐ型ＩｎＧａＡｓからなるキャップ
層、９は絶縁膜、１０、１１、１２は電極、１３は第２
電極１１と第３電極１２を電気的に分離する為の分離部
でキャップ層８が除去してある。また、５は第１歪層３
と第２歪層４の界面にある回折格子である。図１の例で
は、第１歪層３と第２歪層４の界面は正弦波状になって
いて、両歪層３、４の１周期内での割合は下記のしきい
値拮抗状態を実現する様に適当に設定してある。
図において、１は例えばｎ型ＩｎＰからなる基板、２は
例えばｎ−ＩｎＰからなる第１クラッド層、３は例えば
基板１より小さな格子定数を有するノンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３μｍ、歪み（引っ張
り歪み）量△ａ／ａ＝−０．５％）である第１歪層、４
は例えば基板１より大きな格子定数を有するノンドープ
ＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．３μｍ、歪み
（圧縮歪み）量△ａ／ａ＝０．５％）である第２歪層、
１５は例えばノンドープＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャッ
プ波長１．３μｍ）である光ガイド層、６は例えばノン
ドープＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．５６μ
ｍ）の活性層、７は例えばｐ型ＩｎＰである第２クラッ
ド層、８は例えばｐ型ＩｎＧａＡｓからなるキャップ
層、９は絶縁膜、１０、１１、１２は電極、１３は第２
電極１１と第３電極１２を電気的に分離する為の分離部
でキャップ層８が除去してある。また、５は第１歪層３
と第２歪層４の界面にある回折格子である。図１の例で
は、第１歪層３と第２歪層４の界面は正弦波状になって
いて、両歪層３、４の１周期内での割合は下記のしきい
値拮抗状態を実現する様に適当に設定してある。
【００３１】この様な構成になっているので、膜厚方向
に回折格子部分の格子定数を平均化した値と基板の格子
定数との差が、光が伝搬する方向に周期的に変化してい
て、ＴＥ偏波を主に反射する領域とＴＭ偏波を主に反射
する領域が光の共振方向に交互に配置されて回折格子が
形成されている。
に回折格子部分の格子定数を平均化した値と基板の格子
定数との差が、光が伝搬する方向に周期的に変化してい
て、ＴＥ偏波を主に反射する領域とＴＭ偏波を主に反射
する領域が光の共振方向に交互に配置されて回折格子が
形成されている。
【００３２】正弦波状の回折格子５の形成は、例えば、
第１歪層３を均一に形成した後に２光束干渉露光法でパ
ターニングして適当な条件でエッチングし、その後第２
歪層４を積層することで行なわれる。
第１歪層３を均一に形成した後に２光束干渉露光法でパ
ターニングして適当な条件でエッチングし、その後第２
歪層４を積層することで行なわれる。
【００３３】次に本実施例の動作について説明する。第
１電極１０と第２電極１１及び第３電極１２へ電源（不
図示）を接続し、電流をそれぞれに流すと、誘導放出と
回折格子５の帰還作用により共振が起こり発振光を得
る。このとき、バルク活性層６の増幅率はＴＥ偏波およ
びＴＭ偏波に対して同じ位の値である。そして、回折格
子５は、歪量の異なる第１歪層３および第２歪層４で上
記の様に形成されているので、ＴＭ偏波に対して屈折率
の大きい引っ張り歪の第１歪層３とＴＥ偏波に対して屈
折率が大きい圧縮歪の第２歪層４が、それぞれの偏波に
対して、同等の帰還量（反射）を示すものとなってい
る。この状態は、ＴＥ偏波の光とＴＭ偏波の光のしきい
値が拮抗している状態である。従って、２つの電極（第
２および第３電極１１、１２）を通して注入する電流の
量の差（あるいは比）を制御して両偏波に対する周回位
相を変化させることで、発振光をＴＥ偏波かＴＭ偏光に
することができる。こうして、２つの電極１１、１２を
通して注入するバイアス電流の少なくとも一方に、小さ
な変調電流を重畳することで、本実施例の半導体レーザ
にチャーピングを抑えた偏波変調動作を安定して行なわ
せることができる。
１電極１０と第２電極１１及び第３電極１２へ電源（不
図示）を接続し、電流をそれぞれに流すと、誘導放出と
回折格子５の帰還作用により共振が起こり発振光を得
る。このとき、バルク活性層６の増幅率はＴＥ偏波およ
びＴＭ偏波に対して同じ位の値である。そして、回折格
子５は、歪量の異なる第１歪層３および第２歪層４で上
記の様に形成されているので、ＴＭ偏波に対して屈折率
の大きい引っ張り歪の第１歪層３とＴＥ偏波に対して屈
折率が大きい圧縮歪の第２歪層４が、それぞれの偏波に
対して、同等の帰還量（反射）を示すものとなってい
る。この状態は、ＴＥ偏波の光とＴＭ偏波の光のしきい
値が拮抗している状態である。従って、２つの電極（第
２および第３電極１１、１２）を通して注入する電流の
量の差（あるいは比）を制御して両偏波に対する周回位
相を変化させることで、発振光をＴＥ偏波かＴＭ偏光に
することができる。こうして、２つの電極１１、１２を
通して注入するバイアス電流の少なくとも一方に、小さ
な変調電流を重畳することで、本実施例の半導体レーザ
にチャーピングを抑えた偏波変調動作を安定して行なわ
せることができる。
【００３４】図２は、図１の変形例である。図１と同一
部材は同一番号が付けてある。図２では、回折格子５を
形成する歪層を、それぞれ歪量の異なる材料から成る井
戸とバリアが積層方向に堆積されて成る歪量子井戸層２
１、２２によって構成した。すなわち、２１は引っ張り
歪量子井戸、２２は圧縮歪量子井戸である。形成法は、
歪層が量子井戸層になっているのみで上記のものと同じ
方法で行なえばよい。また、２０は上下の光ガイド層で
ある。本構成では、歪量子井戸層２１、２２が活性層と
しても機能し、それぞれＴＭ偏波の利得結合ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ、ＴＥ偏波の利得結合ＤＦＢーＬＤとして機能する。
分布帰還による帰還を含めた総合的なしきい値を拮抗さ
せるために、回折格子５のデューティ比（１周期中にお
いて２つの歪量子井戸層２１、２２が占める部分間の割
合）を調整した。動作は上述の例と同じであるので省略
する。
部材は同一番号が付けてある。図２では、回折格子５を
形成する歪層を、それぞれ歪量の異なる材料から成る井
戸とバリアが積層方向に堆積されて成る歪量子井戸層２
１、２２によって構成した。すなわち、２１は引っ張り
歪量子井戸、２２は圧縮歪量子井戸である。形成法は、
歪層が量子井戸層になっているのみで上記のものと同じ
方法で行なえばよい。また、２０は上下の光ガイド層で
ある。本構成では、歪量子井戸層２１、２２が活性層と
しても機能し、それぞれＴＭ偏波の利得結合ＤＦＢ−Ｌ
Ｄ、ＴＥ偏波の利得結合ＤＦＢーＬＤとして機能する。
分布帰還による帰還を含めた総合的なしきい値を拮抗さ
せるために、回折格子５のデューティ比（１周期中にお
いて２つの歪量子井戸層２１、２２が占める部分間の割
合）を調整した。動作は上述の例と同じであるので省略
する。
【００３５】第２の実施例 図３及び図４は、本発明の第２の実施例を示す。図３は
デバイスの全体を示し、図４は図３のＡ−Ａ’切断面の
構成を示す図である。第１実施例と同じ部材は同一番号
をつけてある。
デバイスの全体を示し、図４は図３のＡ−Ａ’切断面の
構成を示す図である。第１実施例と同じ部材は同一番号
をつけてある。
【００３６】図３のデバイスは埋め込み構造となってい
て、３４の埋め込み層（ここでは高抵抗のＩｎＰ）を用
いた。活性層３０の構成は、図４に示したように、２種
類の歪量子井戸を交互に形成した。ここでは、第１実施
例の変形例と同じく、引っ張り歪量子井戸３１と圧縮歪
量子井戸３２を用いた。また、図４より分かるように、
回折格子１周期中の第１歪量子井戸３１と第２歪量子井
戸３２の割合が、デバイス中央部で反転していてλ／４
シフトの効果を持たせている。回折格子は矩形波状にな
っているが、その形成法は、第１実施例のものとは多少
条件を変えるのみで同様な方法を用いればよい。
て、３４の埋め込み層（ここでは高抵抗のＩｎＰ）を用
いた。活性層３０の構成は、図４に示したように、２種
類の歪量子井戸を交互に形成した。ここでは、第１実施
例の変形例と同じく、引っ張り歪量子井戸３１と圧縮歪
量子井戸３２を用いた。また、図４より分かるように、
回折格子１周期中の第１歪量子井戸３１と第２歪量子井
戸３２の割合が、デバイス中央部で反転していてλ／４
シフトの効果を持たせている。回折格子は矩形波状にな
っているが、その形成法は、第１実施例のものとは多少
条件を変えるのみで同様な方法を用いればよい。
【００３７】デバイスの動作は、第１実施例（あるいは
従来例）と実質的に同じである。すなわち、第２、第４
電極３５、３７と第１電極１０へ直流電流を注入した状
態で、λ／４シフトのある領域上の第３電極３６を通し
て注入する電流の量を変調することにより、それに応じ
て両偏波に対する周回位相を変化させる。このことで発
振光の偏光がＴＥモードとＴＭモードで切り換わる動作
をする。
従来例）と実質的に同じである。すなわち、第２、第４
電極３５、３７と第１電極１０へ直流電流を注入した状
態で、λ／４シフトのある領域上の第３電極３６を通し
て注入する電流の量を変調することにより、それに応じ
て両偏波に対する周回位相を変化させる。このことで発
振光の偏光がＴＥモードとＴＭモードで切り換わる動作
をする。
【００３８】図５に第２実施例の変形例を示した。基本
的には図３、図４の構成を図２へ適用したものである。
図４との差は、第１歪量子井戸４１と第２歪量子井戸４
２で構成される格子の位相が反転していない点と電極の
数の点である。デバイスの動作は、第１実施例と実質的
に同じである。尚、４０は反射率の偏光依存性の制御性
を更に良くする為の反射防止膜である。
的には図３、図４の構成を図２へ適用したものである。
図４との差は、第１歪量子井戸４１と第２歪量子井戸４
２で構成される格子の位相が反転していない点と電極の
数の点である。デバイスの動作は、第１実施例と実質的
に同じである。尚、４０は反射率の偏光依存性の制御性
を更に良くする為の反射防止膜である。
【００３９】第３の実施例 図６に本発明の第３実施例を示した。図６は、図４や図
５と同じく断面構成の図である。本実施例では、横方向
の制御として、図３に示したものと同様に埋め込み構造
を用いている。
５と同じく断面構成の図である。本実施例では、横方向
の制御として、図３に示したものと同様に埋め込み構造
を用いている。
【００４０】図６において、図１〜図５と同一部材は同
一番号をつけてある。新たに示したものは、５０の例え
ばノンドープＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．
５５μｍ）の活性層、５１の例えばノンドープのＩｎＧ
ａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．１５μｍ）の位相制
御層、５２の第１歪量子井戸（引っ張り歪）、５３の第
２歪量子井戸（圧縮歪）、５４〜５６の夫々活性層５
０、位相制御層５１、歪量子井戸５２、５３上に形成さ
れた電極である。本実施例の基本構成は分布反射型半導
体レーザである。従って、第２電極５４と第１電極１０
を電源に接続して電流を活性層５０へ注入し、第１歪量
子井戸（引っ張り歪）５２と第２歪量子井戸（圧縮歪）
５３が正弦波状に交互に形成されて構成された分布反射
器で光を反射させ、位相制御層５１で反射されてきた光
の位相を調整して発振を起こさせるものである。
一番号をつけてある。新たに示したものは、５０の例え
ばノンドープＩｎＧａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．
５５μｍ）の活性層、５１の例えばノンドープのＩｎＧ
ａＡｓＰ（バンドギャップ波長１．１５μｍ）の位相制
御層、５２の第１歪量子井戸（引っ張り歪）、５３の第
２歪量子井戸（圧縮歪）、５４〜５６の夫々活性層５
０、位相制御層５１、歪量子井戸５２、５３上に形成さ
れた電極である。本実施例の基本構成は分布反射型半導
体レーザである。従って、第２電極５４と第１電極１０
を電源に接続して電流を活性層５０へ注入し、第１歪量
子井戸（引っ張り歪）５２と第２歪量子井戸（圧縮歪）
５３が正弦波状に交互に形成されて構成された分布反射
器で光を反射させ、位相制御層５１で反射されてきた光
の位相を調整して発振を起こさせるものである。
【００４１】本実施例の特徴は、第１実施例と同じよう
に、回折格子により生じる反射をＴＥモードとＴＭモー
ドで独立に設定でき、従来のものより偏光依存性を小さ
くもできることにある。この特徴により、変調電流を注
入する位相制御層５１により発振光の偏光をＴＥモード
とＴＭモードの間で安定して切り換えることができる。
に、回折格子により生じる反射をＴＥモードとＴＭモー
ドで独立に設定でき、従来のものより偏光依存性を小さ
くもできることにある。この特徴により、変調電流を注
入する位相制御層５１により発振光の偏光をＴＥモード
とＴＭモードの間で安定して切り換えることができる。
【００４２】ところで、以上述べた実施例では、引っ張
り歪領域と圧縮歪領域（夫々単一の歪量を持つ材料で形
成されたり、２つ以上の歪量を持つ材料で形成されたり
している）を交互に並べることにより回折格子を形成し
たが、本発明はこの構成に限るものではない。一般には
無歪状態であれば、ＴＥ光に対して反射を与えやすいの
で、引っ張り歪を導入した領域と、無歪の領域を交互に
並べることにより回折格子を形成してもよい。この時、
歪を与えない領域は量子井戸構造にする必要もない。ま
た、引っ張り歪であっても、例えば歪量が小さければ主
にＴＥ光を反射させることができるので、ＴＭ光を主に
反射させるための十分に大きい引っ張り歪を与えた引っ
張り歪の大きい領域と、ＴＭ光を主に反射させるために
は不十分な引っ張り歪が与えられ、ＴＥ光を主に反射さ
せる引っ張り歪の小さい領域を交互に並べることにより
回折格子を形成してもよい。
り歪領域と圧縮歪領域（夫々単一の歪量を持つ材料で形
成されたり、２つ以上の歪量を持つ材料で形成されたり
している）を交互に並べることにより回折格子を形成し
たが、本発明はこの構成に限るものではない。一般には
無歪状態であれば、ＴＥ光に対して反射を与えやすいの
で、引っ張り歪を導入した領域と、無歪の領域を交互に
並べることにより回折格子を形成してもよい。この時、
歪を与えない領域は量子井戸構造にする必要もない。ま
た、引っ張り歪であっても、例えば歪量が小さければ主
にＴＥ光を反射させることができるので、ＴＭ光を主に
反射させるための十分に大きい引っ張り歪を与えた引っ
張り歪の大きい領域と、ＴＭ光を主に反射させるために
は不十分な引っ張り歪が与えられ、ＴＥ光を主に反射さ
せる引っ張り歪の小さい領域を交互に並べることにより
回折格子を形成してもよい。
【００４３】すなわち、本発明においては、第１の偏光
状態の光を主に反射する領域と、第２の偏光状態の光を
主に反射する領域が交互に配置されることにより回折格
子が形成されていればよい。この第１の偏光状態及び第
２の偏光状態とは、上記の実施例のように導波路型の構
造を採用するときで、導波路における光閉じ込めの強さ
が電界の方向に対して異方性を有するときには、ＴＥ光
とＴＭ光ということになる。
状態の光を主に反射する領域と、第２の偏光状態の光を
主に反射する領域が交互に配置されることにより回折格
子が形成されていればよい。この第１の偏光状態及び第
２の偏光状態とは、上記の実施例のように導波路型の構
造を採用するときで、導波路における光閉じ込めの強さ
が電界の方向に対して異方性を有するときには、ＴＥ光
とＴＭ光ということになる。
【００４４】また、この様な回折格子を用いてレーザを
構成し、偏波スイッチングを容易に生じせしめるには、
２つの偏波モードのしきい値を拮抗させるのが望まし
い。該しきい値を決定する要素としては、活性層の利
得、レーザにおける損失、回折格子の反射率、利得スペ
クトルの分布と損失が最低となる波長との位置関係等が
あり、それぞれは異なる偏波モードに対して異なるの
で、様々に設計が可能である。特に本発明においては、
１種類の回折格子があたかも第１の偏波に対する回折格
子と第２の偏波に対する別々の回折格子として機能し、
それぞれの回折格子の反射率を設計可能である。また、
デューティー比やそれぞれの領域の厚さを制御すること
により、実効的な２つの回折格子の間の相対的な反射率
差を適宜設定することが可能であるので、レーザの設計
の自由度が大きくなる。よって、例えば、活性層の利得
を２つの偏波モードに対して拮抗させることができなく
ても、回折格子においてそれを補償するように２つの偏
波モードに対する反射率を設定することができる。
構成し、偏波スイッチングを容易に生じせしめるには、
２つの偏波モードのしきい値を拮抗させるのが望まし
い。該しきい値を決定する要素としては、活性層の利
得、レーザにおける損失、回折格子の反射率、利得スペ
クトルの分布と損失が最低となる波長との位置関係等が
あり、それぞれは異なる偏波モードに対して異なるの
で、様々に設計が可能である。特に本発明においては、
１種類の回折格子があたかも第１の偏波に対する回折格
子と第２の偏波に対する別々の回折格子として機能し、
それぞれの回折格子の反射率を設計可能である。また、
デューティー比やそれぞれの領域の厚さを制御すること
により、実効的な２つの回折格子の間の相対的な反射率
差を適宜設定することが可能であるので、レーザの設計
の自由度が大きくなる。よって、例えば、活性層の利得
を２つの偏波モードに対して拮抗させることができなく
ても、回折格子においてそれを補償するように２つの偏
波モードに対する反射率を設定することができる。
【００４５】更に、上記の実施例は、若干の構成変更
（例えば、両端面に反射防止膜を設けて、単電極とす
る）と動作条件を変えること（例えば、しきい値以下の
電流注入条件とする）で、入射光の偏波による増幅度の
違い、すなわち増幅度の偏波依存性を低減した光増幅器
としても使用できる。
（例えば、両端面に反射防止膜を設けて、単電極とす
る）と動作条件を変えること（例えば、しきい値以下の
電流注入条件とする）で、入射光の偏波による増幅度の
違い、すなわち増幅度の偏波依存性を低減した光増幅器
としても使用できる。
【００４６】第４の実施例 図７に本発明の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。図７において、１０１は制御回路、
１０２は上記実施例で示した本発明の半導体レーザ、１
０３は偏光子、１０４は空間を伝搬する光を光ファイバ
へ結合する光結合手段、１０５は光ファイバ、１０６は
端末から送られてきた電気信号、１０７は、半導体レー
ザ１０２を駆動するために制御回路１０１から送られる
駆動信号、１０８は駆動信号１０７に従って半導体レー
ザ１０２が駆動されることで出力された光信号、１０９
は、光信号１０８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１０３を通過し
た光信号、１１０は光ファイバ１０５中を伝送される光
信号、１１１は本発明の半導体レーザ１０２を用いた光
送信機である。この実施例では、光送信機１１１は、制
御回路１０１、半導体レーザ１０２、偏光子１０３、光
結合手段１０４、光ファイバ１０５などから構成されて
いる。
した実施例を示す。図７において、１０１は制御回路、
１０２は上記実施例で示した本発明の半導体レーザ、１
０３は偏光子、１０４は空間を伝搬する光を光ファイバ
へ結合する光結合手段、１０５は光ファイバ、１０６は
端末から送られてきた電気信号、１０７は、半導体レー
ザ１０２を駆動するために制御回路１０１から送られる
駆動信号、１０８は駆動信号１０７に従って半導体レー
ザ１０２が駆動されることで出力された光信号、１０９
は、光信号１０８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１０３を通過し
た光信号、１１０は光ファイバ１０５中を伝送される光
信号、１１１は本発明の半導体レーザ１０２を用いた光
送信機である。この実施例では、光送信機１１１は、制
御回路１０１、半導体レーザ１０２、偏光子１０３、光
結合手段１０４、光ファイバ１０５などから構成されて
いる。
【００４７】次に、本実施例の光送信機１１１の送信動
作について説明する。端末からの電気信号１０６が制御
回路１０１に入力されると、上記偏波変調方法に従って
本発明の半導体レーザ１０２へ駆動信号１０７が送られ
る。駆動信号１０７を入力された半導体レーザ１０２
は、駆動信号１０７に従って偏波状態が変化する光信号
１０８を出力する。その光信号１０８は、偏光子１０３
で片方の偏光の光信号１０９にされ、更に光結合手段１
０４で光ファイバ１０５へ結合される。こうして強度変
調された光信号１１０が伝送され通信が行われる。
作について説明する。端末からの電気信号１０６が制御
回路１０１に入力されると、上記偏波変調方法に従って
本発明の半導体レーザ１０２へ駆動信号１０７が送られ
る。駆動信号１０７を入力された半導体レーザ１０２
は、駆動信号１０７に従って偏波状態が変化する光信号
１０８を出力する。その光信号１０８は、偏光子１０３
で片方の偏光の光信号１０９にされ、更に光結合手段１
０４で光ファイバ１０５へ結合される。こうして強度変
調された光信号１１０が伝送され通信が行われる。
【００４８】この場合、光信号１１０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ブラッグ波長が制御
され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本発明の半導体レーザ
を用いることもできる。
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ブラッグ波長が制御
され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本発明の半導体レーザ
を用いることもできる。
【００４９】更に、本発明の半導体レーザを適用可能な
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。
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。
【００５０】第５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。
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。
【００５１】図８において、１６１−１〜１６１−ｎは
本発明の偏波変調レーザ（分布帰還型あるいは分布反射
型半導体レーザ）と偏光子からなる送信部であり、１７
１−１〜１７１−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。
本発明の偏波変調レーザ（分布帰還型あるいは分布反射
型半導体レーザ）と偏光子からなる送信部であり、１７
１−１〜１７１−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。
【００５２】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、送信波長を
１Å間隔で並べた送信器１６１により１０波（ｎ＝１
０）の波長多重を実現した。受信器１７１の波長フィル
タとしては、この波長多重度に対応させたＤＦＢ型の導
波型フィルタ（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。本発明のデバイスを偏波依存性を低減した増幅
器として構成し、これをここでのフィルタとして用いる
こともできる。
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、送信波長を
１Å間隔で並べた送信器１６１により１０波（ｎ＝１
０）の波長多重を実現した。受信器１７１の波長フィル
タとしては、この波長多重度に対応させたＤＦＢ型の導
波型フィルタ（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。本発明のデバイスを偏波依存性を低減した増幅
器として構成し、これをここでのフィルタとして用いる
こともできる。
【００５３】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。
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。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回折格子の反射率（結合係数）を異なる偏光（典型的に
はＴＥモードとＴＭモード）で独立に設定できて偏波依
存性を大きな自由度で調整でき、偏波依存性の少ないも
のも形成できた。よって、半導体レーザにおいて、両モ
ードに対するしきい値がほぼ等しくなる様にもでき、半
導体レーザを小さい動作電流で偏波変調できる。
回折格子の反射率（結合係数）を異なる偏光（典型的に
はＴＥモードとＴＭモード）で独立に設定できて偏波依
存性を大きな自由度で調整でき、偏波依存性の少ないも
のも形成できた。よって、半導体レーザにおいて、両モ
ードに対するしきい値がほぼ等しくなる様にもでき、半
導体レーザを小さい動作電流で偏波変調できる。
【図１】本発明の第１の実施例である半導体レーザの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例の変形例である半導体レ
ーザの構成を示す斜視図である。
ーザの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施例である半導体レーザの構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施例である半導体レーザの共
振器方向の断面構成を示す図３のＡ−Ａ’断面図であ
る。
振器方向の断面構成を示す図３のＡ−Ａ’断面図であ
る。
【図５】本発明の第２の実施例の変形例である半導体レ
ーザの共振器方向の断面構成を示す断面図である。
ーザの共振器方向の断面構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例である半導体レーザの共
振器方向の断面構成を示す断面図である。
振器方向の断面構成を示す断面図である。
【図７】本発明の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。
用した実施例を示すブロック図である。
【図８】本発明の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。
ステムを示すブロック図である。
１ 基板 ２ 第１クラッド層 ３ 第１歪層 ４ 第２歪層 ５ 回折格子 ６、３０、５０ 活性層 ７ 第２クラッド層 ８ キャップ層 ９ 絶縁層 １０、１１、１２、３５、３６、３７、５４、５５、５
６ 電極 １３ 分離部 １５、２０ 光ガイド層 ２１、５２ 第１歪量子井戸層 ２２、５３ 第２歪量子井戸層 ３４ 埋め込み層 ３１、４１ 第１歪量子井戸部 ３２、４２ 第２歪量子井戸部 ４０ 反射防止膜 ５１ 位相制御層
６ 電極 １３ 分離部 １５、２０ 光ガイド層 ２１、５２ 第１歪量子井戸層 ２２、５３ 第２歪量子井戸層 ３４ 埋め込み層 ３１、４１ 第１歪量子井戸部 ３２、４２ 第２歪量子井戸部 ４０ 反射防止膜 ５１ 位相制御層
Claims (14)
- 【請求項１】 第１の偏光を主に反射する第１の領域と
第２の偏光に対して主に反射を与える第２の領域を光の
伝搬方向に交互に配置したことを特徴とする回折格子。 - 【請求項２】 前記第１の領域と第２の領域はそれぞれ
半導体材料から構成されていて、少なくとも前記第１の
領域には引っ張り歪が導入されており、前記第１の領域
と第２の領域の歪量は異なることを特徴とする請求項１
記載の回折格子。 - 【請求項３】 分布帰還型または分布反射型光半導体デ
バイスにおいて、分布帰還または分布反射を生じさせる
回折格子が、第１の偏光を主に反射する第１の領域と第
２の偏光に対して主に反射を与える第２の領域を光の共
振方向に交互に配置して形成されていることを特徴とす
る光半導体デバイス。 - 【請求項４】 前記回折格子の第１の領域と第２の領域
は、共振方向に２つ以上の歪量の異なる材料が連続的或
は非連続的に交互に増減して堆積されて形成されている
ことを特徴とする請求項３記載の光半導体デバイス。 - 【請求項５】 前記歪量の異なる材料は、基板と異なる
或は同じ格子定数を有する２つ以上の半導体材料から構
成されていて、膜厚方向に前記回折格子部分の格子定数
を平均化した値と基板の格子定数との差が、光が伝搬す
る方向に周期的に変化していることを特徴とする請求項
４記載の光半導体デバイス。 - 【請求項６】 前記第１の領域と第２の領域はそれぞれ
半導体材料から構成されていて、少なくとも前記第１の
領域には引っ張り歪が導入されており、前記第１の領域
と第２の領域の歪量は異なることを特徴とする請求項３
乃至５の何れかに記載の光半導体デバイス。 - 【請求項７】 前記第１の領域と第２の領域の少なくと
も一方が歪量子井戸から構成されていることを特徴とす
る請求項６記載の光半導体デバイス。 - 【請求項８】 前記回折格子の第１の領域と第２の領域
が活性層を構成していて利得結合型分布帰還型光半導体
デバイスを構成していることを特徴とする請求項３乃至
７の何れかに記載の光半導体デバイス。 - 【請求項９】 前記回折格子の第１の領域と第２の領域
の交互配置の仕方が途中で反転してλ／４シフト部を前
記回折格子に形成していることを特徴とする請求項３乃
至８の何れかに記載の光半導体デバイス。 - 【請求項１０】 前記回折格子と活性層と位相制御層が
共振方向に配列されて分布反射型光半導体デバイスを構
成していることを特徴とする請求項３乃至７の何れかに
記載の光半導体デバイス。 - 【請求項１１】 請求項３乃至１０の何れかに記載の半
導体レーザとして構成された光半導体デバイス、該半導
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、該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１２】 請求項３乃至１０の何れかに記載の光
増幅器として構成された光半導体デバイスと該増幅器で
増幅濾過された光を受光する受光部から構成されること
を特徴とする光受信機。 - 【請求項１３】 請求項３乃至１０の何れかに記載の半
導体レ−ザとして構成された光半導体デバイスを用いた
送信機を含むことを特徴とする光伝送システム。 - 【請求項１４】 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１３記載の光伝送シス
テム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9052360A JPH09311220A (ja) | 1996-03-19 | 1997-02-20 | 異なる偏光依存性を持つ領域が交互に配置された回折格子、及びそれを用いた光半導体デバイス |
| US08/816,335 US5926497A (en) | 1996-03-19 | 1997-03-13 | Diffraction grating with alternately-arranged different regions, optical semiconductor device with the diffraction grating, and apparatus and optical communication system using the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-90365 | 1996-03-19 | ||
| JP9036596 | 1996-03-19 | ||
| JP9052360A JPH09311220A (ja) | 1996-03-19 | 1997-02-20 | 異なる偏光依存性を持つ領域が交互に配置された回折格子、及びそれを用いた光半導体デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311220A true JPH09311220A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=26392963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9052360A Withdrawn JPH09311220A (ja) | 1996-03-19 | 1997-02-20 | 異なる偏光依存性を持つ領域が交互に配置された回折格子、及びそれを用いた光半導体デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5926497A (ja) |
| JP (1) | JPH09311220A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921615A1 (en) * | 1997-12-03 | 1999-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Distributed feedback semiconductor laser in which light intensity distributions differ in different polarization modes, and driving method therefor |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3387746B2 (ja) * | 1996-07-31 | 2003-03-17 | キヤノン株式会社 | 屈曲チャンネルストライプの偏波変調可能な半導体レーザ |
| JP3180725B2 (ja) * | 1997-08-05 | 2001-06-25 | 日本電気株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ |
| JP3630977B2 (ja) | 1998-03-19 | 2005-03-23 | キヤノン株式会社 | 位相調整領域を有するレーザ及びその使用法 |
| KR20010024923A (ko) * | 1998-12-17 | 2001-03-26 | 야스카와 히데아키 | 발광 장치 |
| US6400509B1 (en) | 2000-04-07 | 2002-06-04 | Zolo Technologies, Inc. | Apparatus and method for the reduction of polarization sensitivity in diffraction gratings used in fiber optic communications devices |
| US20040109690A1 (en) * | 2001-01-30 | 2004-06-10 | Yoshinobu Maeda | Optical control method and device |
| US6580740B2 (en) * | 2001-07-18 | 2003-06-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device having selective absorption qualities |
| US6903379B2 (en) | 2001-11-16 | 2005-06-07 | Gelcore Llc | GaN based LED lighting extraction efficiency using digital diffractive phase grating |
| US7009679B2 (en) * | 2002-03-14 | 2006-03-07 | Chiral Photonics, Inc. | Chiral boardband tuning apparatus and method |
| US7180930B2 (en) * | 2002-06-20 | 2007-02-20 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | DFB semiconductor laser device having ununiform arrangement of a diffraction grating |
| JP2004296219A (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | 発光素子 |
| US7085297B2 (en) * | 2003-04-22 | 2006-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Driving method and driving circuit of light source apparatus |
| JP2007227560A (ja) * | 2006-02-22 | 2007-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | 利得結合型分布帰還型半導体レーザ |
| FR2906412B1 (fr) * | 2006-09-22 | 2008-11-14 | Alcatel Sa | Laser accordable a reseau de bragg distribue comportant une section de bragg en materiau massif contraint |
| US8948604B1 (en) * | 2010-12-27 | 2015-02-03 | Adtran, Inc. | Field-tunable devices for optical communication |
| US10840406B2 (en) * | 2017-04-17 | 2020-11-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical semiconductor element and method of driving optical semiconductor element |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02159781A (ja) * | 1988-12-14 | 1990-06-19 | Toshiba Corp | 光通信装置 |
| US5289494A (en) * | 1990-10-19 | 1994-02-22 | Optical Measurement Technology Development Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser |
| EP0484923B1 (en) * | 1990-11-07 | 1994-04-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor wavelength conversion device |
| US5117469A (en) * | 1991-02-01 | 1992-05-26 | Bell Communications Research, Inc. | Polarization-dependent and polarization-diversified opto-electronic devices using a strained quantum well |
| JP3027038B2 (ja) * | 1991-11-07 | 2000-03-27 | 光計測技術開発株式会社 | 半導体分布帰還型レーザ装置 |
| JP3123670B2 (ja) * | 1991-11-11 | 2001-01-15 | キヤノン株式会社 | 半導体光増幅素子およびその使用法 |
| US5208824A (en) * | 1991-12-12 | 1993-05-04 | At&T Bell Laboratories | Article comprising a DFB semiconductor laser |
| EP0558089B1 (en) * | 1992-02-28 | 2002-06-05 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor optical integrated device and method of manufacture thereof, and light receiver using said device |
| JP3227661B2 (ja) * | 1993-09-28 | 2001-11-12 | キヤノン株式会社 | 歪量子井戸構造素子及びそれを有する光デバイス |
| JP3210159B2 (ja) * | 1993-12-10 | 2001-09-17 | キヤノン株式会社 | 半導体レーザ、光源装置、光通信システム及び光通信方法 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP9052360A patent/JPH09311220A/ja not_active Withdrawn
- 1997-03-13 US US08/816,335 patent/US5926497A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0921615A1 (en) * | 1997-12-03 | 1999-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Distributed feedback semiconductor laser in which light intensity distributions differ in different polarization modes, and driving method therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5926497A (en) | 1999-07-20 |
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