JPH09331100A

JPH09331100A - グレーティング付き合流器を持つ波長多重光源

Info

Publication number: JPH09331100A
Application number: JP17059096A
Authority: JP
Inventors: Hajime Sakata; 肇坂田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-22

Abstract

(57)【要約】【課題】小形・高効率で集光・集積設計の容易なグレー
ティング付き合流器を持つ波長多重光源である。【解決手段】半導体レーザアレイＬＤ、合流器ＣＢ、及
び出力導波路ＬＯから構成される波長多重光源である。
合流器ＣＢはグレーティング１１３の形成された２層の
スラブ導波路から構成され、グレーティング１１３はそ
の波数ベクトルが半導体レーザアレイＬＤの各レーザか
ら出力導波路ＬＯに向けて徐々に変化している。そのた
め、半導体レーザアレイＬＤの各レーザの出射光はグレ
ーティング１１３を通して２層導波路間を移行しつつ出
力導波路ＬＯに集光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システム、
特に波長分割多重通信システムに使用される波長多重光
源、それを用いた通信システム等に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長分割多重通信システム（以下、ＷＤ
Ｍシステム）は、光波長の広帯域性を生かして、高速で
大容量の情報が伝送できることから、様々な分野で応用
されている。このＷＤＭシステムを支える鍵となるデバ
イスが波長可変レーザである。特に、波長多重度を向上
させ、システムの柔軟性を上げるために有効なのが波長
可変レーザを複数集積化した波長多重光源である。即
ち、複数の波長の光を同時に制御・送信できる装置であ
る。

【０００３】この波長多重光源からの送信光を光ファイ
バヘ伝送させるためには、大きく分けて２つの方法が挙
げられる。１つは、光ファイバのアレイと光源のアレイ
を結合させる形態で、ファイバアレイの合流はファイバ
スターカップラで行うものである。もう１つは、光源ア
レイの出射光を合流させ１本の光ファイバヘ導くもので
ある。前者の手法は、光の合流をファイバスターカップ
ラで実現するため、結合損失を比較的低くできる長所を
持つものの、光源アレイと光ファイバアレイの光学的配
置が煩雑で、大形化するという問題がある。後者の手法
は、光ファイバとの結合時点で光源の出射光がまとまっ
ているため、配置の煩雑さや装置の大形化を避けられ
る。そこで、例えば、米国特許第５，３９４，４８９号
明細書に見られるように、半導体レーザアレイの形成さ
れた基板上で導波形のスターカップラを形成し、レーザ
出射光を合流し１本の導波路から出力する波長多重光源
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、従来提案
されていた上記米国特許明細書などに記載された波長多
重光源では、半導体レーザアレイの出射光を曲げるため
のチャネル導波路と、光を合流するためのスラブ導波路
を必要とし、素子長が長くなる難点があった。また、合
流点での光損失などもあって効率も高いものではなかっ
た。さらに、レーザ発振光の偏波モードを切り替えた
後、特定の偏波モードを選択して振幅変調信号を得て送
信を行なう、いわゆる偏波／振幅変調方式を採用する場
合においては、波長多重光源の出力端に偏光子を設置す
る必要があるため、更に装置の大型化を招いていた。

【０００５】このような課題に鑑み、本発明の目的を各
請求項に対応して以下に述べる。

【０００６】本発明に係る１）の目的は、合流器構造の
工夫により、小形・高効率で集光・集積設計の容易な波
長多重光源を提供することにある。

【０００７】本発明に係る２）の目的は、合流器構造の
工夫により、小形で且つ高効率な波長多重光源を提供す
ることにある。

【０００８】本発明に係る３）の目的は、合流器構造の
工夫により、小形・高効率で、且つ作製再現性が高く作
製容易な波長多重光源を提供することにある。

【０００９】本発明に係る４）の目的は、半導体レーザ
アレイの工夫により、変調時にモードの安定な波長多重
光源を提供することにある。

【００１０】本発明に係る５）の目的は、半導体レーザ
アレイの工夫により、変調時に発振線幅の広がりの小さ
な波長多重光源を提供することにある。

【００１１】本発明に係る６）の目的は、半導体レーザ
アレイの工夫により、波長多重配置の自由度の大きな波
長多重光源を提供することにある。

【００１２】本発明に係る７）の目的は、半導体レーザ
アレイの工夫により、波長多重範囲の広帯域な波長多重
光源を提供することにある。

【００１３】本発明に係る８）の目的は、偏波変調によ
る光伝送等のための光−電気変換装置を提供することで
ある。

【００１４】本発明に係る９）の目的は、偏波変調によ
る光伝送を利用した波長分割多重のローカルエリアネッ
トワーク等のシステムを構築することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１）の手
段、作用は以下のようである。すなわち、半導体レーザ
アレイ、合流器、及び出力導波路から構成される波長多
重光源において、該合流器はグレーティングの形成され
た２層のスラブ導波路から構成され、該グレーティング
はその波数ベクトルが半導体レーザアレイの各レーザか
ら出力導波路に向けて徐々に変化しているため、該半導
体レーザアレイの各レーザの出射光は該グレーティング
を通して該２層導波路間を移行しつつ出力導波路に集光
することを特徴としている。

【００１６】具体的には、半導体レーザを並列に配置し
たレーザアレイの出射側に第１のスラブ導波路が形成さ
れ、第１のスラブ導波路の積層方向に、層構成及び／も
しくは屈折率の異なる第２のスラブ導波路が形成され、
さらに、それら２層の導波路にそれぞれ中心強度を有す
る導波モードが互いに重なる位置に位相整合用のグレー
ティングが形成されている。半導体レーザアレイの各レ
ーザの各出射光は第１のスラブ導波路に進んだ後、グレ
ーティングで位相整合される波長において、第２の導波
路へ結合移行する。この時、グレーティングが光の進行
方向に対して傾いているため、導波路間を移行する光は
所望の方向に曲げられる。

【００１７】図３はこの原理を模式的に表している。第
１の導波路を進行する導波モード（伝搬定数ベクトルβ
₁）はグレーティングの波数ベクトルＫとの合成により
導波モード（伝搬定数ベクトルβ₂）に変換される。導
波モード（伝搬定数ベクトルβ₂）は第２の導波路の等
価屈折率と整合し、第２導波路を伝搬する。この関係は
以下のベクトル式で表される。（伝搬定数ベクトルβ₁）＋（波数ベクトルＫ）＝（伝搬定数ベクトルβ₂）・・・・（１）したがって、グレーティングの波数ベクトルを半導体レ
ーザアレイの各出射光（伝搬定数ベクトルβ₁）に対し
て、徐々に傾かせて、その位相整合光（伝搬定数ベクト
ルβ₂）が出力導波路に収束するようにしている。以上
のような構成の結果、図１のようにグレーティングは湾
曲されレンズ作用を持つようになる。半導体レーザアレ
イのうち、内側からの出射光はほぼ真っ直ぐに、また、
周辺からの出射光は曲げられつつ導波路間移行され、す
べて出力導波路へ向かうことになる。図１の構成では、
各レーザからの出射光の進み方は中央部を中心として対
称的になる様に構成されているが、グレーティングの波
数ベクトルの設定の仕方はこれに限られない。

【００１８】請求項２）から７）に対応した手段、作用
は以下のようである。

【００１９】２）合流器に形成されるグレーティングの
位置を、２層導波路のうち等価屈折率の高い方の導波路
に形成することで、結合効率を高め、且つ、小型化す
る。３）合流器に形成されるグレーティングの位置を、
２層導波路の最上層に形成することで、作製を容易にす
る。４）半導体レーザアレイを、分布帰還型もしくは分
布反射型レーザから構成することで、動的に安定な発振
を可能とする。５）半導体レーザアレイを、発振光の偏
波モードがＴＥモードとＴＭモードの間で切り替わるレ
ーザを採用することで、変調時に線幅増大が抑えられ
る。グレーティング位相整合による合流器は偏波依存性
を有するため、出力端に別個に偏光子を必要としない様
にする作用も併せ持つ。６）半導体レーザアレイの発振
波長が独立に可変制御されることで、自由な波長チャネ
ルの送信が可能となる。７）半導体レーザアレイを構成
する半導体レーザが互いに発振波長が異なることで、広
帯域な波長分割多重通信が行える。

【００２０】また、８）上記長多重光源を送信装置と
し、波長可変の光フィルタと受光素子を受信装置とし
て、これらを１つにまとめて、波長多重ローカルエリア
ネットワークなどに用いられる光−電気変換装置を構成
できる。９）上記光−電気変換装置を用い、送信装置の
偏波変調を行ない偏波変調光を強度変調光に変換して伝
送し、受信装置によって所望の波長の光受信を行なうこ
とで波長分割多重光伝送システムを構築できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】第１実施例本発明による第１の実施例を図１によって説明する。Ｌ
Ｄは、それぞれ２電極構成からなる８アレイの分布帰還
形レーザである。ＣＢは湾曲化グレーティングを有する
２層導波路からなる合流器である。また、ＬＯは出力導
波路である。図２は図１の光導波方向の断面を示してい
る。この２つの図を用いて、本実施例の波長多重光源を
説明する。

【００２２】半導体レーザアレイＬＤの層構成は、ｎ−
ＩｎＰ基板１０１上に、周期２４０ｎｍのグレーティン
グ１０２を形成した０．５μｍ厚のｎ−ＩｎＰバッファ
層１０３、０．１５μｍ厚のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（バン
ドギャップ波長λｇ＝１．１７μｍ）光ガイド層１０
４、０．０８μｍ厚のｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．
５１μｍ）活性層１０５、０．４μｍ厚のｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ（λｇ＝１．１７μｍ）光ガイド層１０６、１．
８μｍ厚のｐ−ＩｎＰクラッド層１０７、ｐ−ＩｎＧａ
Ａｓコンタクト層１０８を積層した形態からなる。レー
ザ共振器では導波路幅を３μｍとするリッジを形成し、
横方向両側を高抵抗ＩｎＰ層によって埋め込んでいる。
各レーザの横方向間隔は２５０μｍとし、導波方向の長
さは７００μｍである。また、コンタクト層１０８まで
を除去して電極分離領域を設けてｐ−電極であるＡｕ／
Ｚｎ／Ａｕ層１０９を形成し、基板側には電極のＡｕＧ
ｅ／Ａｕ層１１０を形成し、これらを合金化している。

【００２３】続いて、合流器ＣＢ及び出力導波路ＬＯを
形成する領域において、活性層１０５までをエッチング
により除去して光ガイド層１０４を残し第１のスラブ導
波路とし、この上に１．０μｍ厚のｉ−ＩｎＰクラッド
層１１１、０．５μｍ厚のｉ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝
１．３μｍ）からなる第２のスラブ導波路１１２を形成
した後、出力導波路ＬＯに向かって凹状に湾曲した形状
のグレーティング１１３を深さ０．０８μｍで作製す
る。その上部に、ＳｉＮ_xクラッド１１４を成膜する。
第２のスラブ導波路は出力側が幅５μｍの出力導波路Ｌ
Ｏとなっている。

【００２４】合流器ＣＢの長さ、幅は共に２ｍｍであ
り、出力導波路ＬＯの導波方向の長さは５００μｍであ
る。このように、合流器ＣＢにおいては、第２のスラブ
導波路が層厚、屈折率共に大きく、等価屈折率は第１の
導波路と比較して高く設定されている。そのため、２層
導波路に成立する２つの導波モード即ち偶モードと奇モ
ードのうち、偶モードが中心を第２導波路に位置させる
ことになる。偶モードはこの第２導波路へのモード閉じ
込めが強く、第１導波路へはモードの分布をほとんど有
しない。これに対して、奇モードは中心を第１導波路に
有するが、相当の分布が第２導波路に及んでいる。その
ため、モード間の結合を促すグレーティング１１３は第
２導波路に形成されている。さらに、グレーティング位
置を第２導波路の最上層とすることで、合流器ＣＢの再
成長界面のホモロジの劣化、導波路層厚、導波路間隔の
ゆがみも回避される。

【００２５】半導体レーザアレイＬＤはそれぞれ２電極
に注入する電流を制御することで、その発振波長を２ｎ
ｍにわたって可変であった。図２に示すように、各出射
光は第１のスラブ導波路に伝搬すると合流器ＣＢに設け
られたグレーティング１１３の作用で、第２のスラブ導
波路に結合し移行する。その際、グレーティング１１３
の波数ベクトルが分布的に即ち徐々に傾いているため、
レーザの各出射光は、図１に示すように、進行方向を出
力導波路ＬＯにほぼ滑らかに変化させて向けられる。

【００２６】グレーティング１１３は波長選択性を有す
るため、ここでは８個の半導体レーザの可変波長範囲を
全て含んで結合が起こるようにグレーティング１１３の
形態を設定している。グレーティング１１３による波長
選択性は１ｎｍから数１０ｎｍに亙って調整制御が可能
であるため、この設定は十分容易に達成される。集光さ
れた光は、出力導波路ＬＯを通して光ファイバＦＢに結
合される。従って、この波長多重光源によれば、同時に
８波長の光に信号を載せて光ファイバＦＢ上へ伝送する
ことが可能である。

【００２７】第２実施例次に、半導体レーザアレイを偏波切り替え可能な構成と
した例を示す。２つの電極への注入電流を制御すること
で、発振の偏波モードを切り替えられる。出力を偏光子
を通すことで、振幅変調の光が得られる。通常の振幅変
調と比較して、小振幅変調電流で振幅変調が行える特長
がある。さらに、レーザ内のキャリア変動量が小さいの
で変調時の発振光の線幅広がりを抑圧できる。そのため
には、発振波長近傍の光のＴＥ、ＴＭモードの閾値利得
をおおよそ同程度のものとする必要がある。

【００２８】通常に知られる量子井戸半導体レーザにお
いては、共振器利得がＴＥモードについて大きく、ＴＭ
モードに対して小さくなるのであるが、本実施例におい
ては以下の構成によって、分布帰還レーザ共振器中でＴ
Ｍモードが受ける共振器利得をＴＥモードが受ける共振
器利得と同等とし、ＴＭモードでの発振を容易にしてい
る。１つは、ブラッグ波長をＴＥモードの利得ピークよ
りも短波長側のＴＭモードの利得ピーク付近に設定した
ことである。さらには、活性層に歪量子井戸を導入した
点にある。

【００２９】この様な構成において、複数電極への不均
一電流注入によって共振器の等価屈折率を不均一に変化
させて、ＴＥモードとＴＭモードのうちのいずれか、閾
値利得の低くなる方の偏波モードで発振する。

【００３０】本実施例の構成及び動作を図４によって説
明する。ｎ−ＩｎＰ基板４０１上に、０．１５μｍ厚の
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１７μｍ）光ガイド層
４０２、活性層４０３を形成する。活性層４０３となる
歪量子井戸は井戸層がｉ−Ｉｎ_0.53Ｇａ_0.47Ａｓ（厚さ
６ｎｍ）、バリア層がｉ−Ｉｎ_0.28Ｇａ_0.72Ａｓ（厚さ
１０ｎｍ）の５重量子井戸からなっている。更に、０．
１μｍ厚のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．１７μｍ）
光ガイド層４０４を形成し、光ガイド層４０４上に周期
２４０ｎｍのグレーティング４０５を形成する。この上
に、ｐ−ＩｎＰクラッド層４０６、ｐ−ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層４０７を積層している。

【００３１】続いて、導波路幅を３μｍとするハイメサ
を形成し、横方向両側を高抵抗ＩｎＰ層によって埋め込
んでいる。グレーティング４０５は、１／４波長シフト
４０８が片側電極の中央部に形成されている。更に、コ
ンタクト層４０７までを除去して電極分離領域を設けて
上部にｐ電極であるＡｕ／Ｃｒ層４０９を形成し、基板
側にｎ電極のＡｕＧｅ／Ａｕ層４１０を形成し、これら
を合金化している。ｐ電極４０９の各電極領城の導波方
向の長さは各々３００μｍ、３００μｍである。この状
態から、ｐ電極４０９の各電極領城への電流注入量を制
御することにより、ＴＥ←→ＴＭ間での偏波モードスイ
ッチングが実現された。

【００３２】つづいて、合流器ＣＢ及び出力導波路ＬＯ
を形成する領域において、光ガイド層４０２を残してそ
れ以上をエッチング除去して、１．０μｍ厚のＩｎＰク
ラッド層４１１、０．５μｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（λｇ
＝１．３μｍ）からなる第２のスラブ導波路４１２を形
成した後、出力導波路ＬＯに向かって湾曲した形状のグ
レーティング４１３を深さ０．０８μｍで作製する。そ
の上部にＩｎＰクラッド層４１４を成膜する。

【００３３】以上の構成において、半導体レーザアレイ
ＬＤからの出射光のうち、ＴＥモードで発振した光は、
図４に示すように、合流器ＣＢのグレーティング４１３
で位相整合がとられ、第２のスラブ導波路４１２へ移行
し出力導波路ＬＯから出射される。しかし、グレーティ
ング４１３による位相整合は、極めて偏波依存性が強い
ため、ＴＭモードに切り替わった出射光は移行せず、第
１のスラブ導波路４０２をそのまま伝搬する。そのた
め、出力導波路ＬＯと結合せず出射に至らない。即ち、
本実施例によれば、偏波変調された光は偏光子を用いず
とも偏波変調が振幅変調に変更される長所を持つ。

【００３４】第３実施例本発明による波長多重光源５０を用いて光伝送を行なっ
た実施例を図５に沿って説明する。図５において、５１
は本発明によって波長制御及び消光比が安定に制御され
偏波変調されている半導体レーザアレイである。この半
導体レーザアレイ５１では、波長間隔１０ＧＨｚ（約
０．０８ｎｍ）程度で、２ｎｍの範囲で波長を変えられ
る。また、偏波変調では、通常の半導体レーザの直接強
度変調で問題になるようなチャーピングと呼ばれる動的
波長変動が２ＧＨｚ（約０．０１６ｎｍ）以下と非常に
小さいため、波長多重する場合に１０ＧＨｚ間隔で並べ
ても隣のチャネルにクロストークを与えることはない。
従って、この半導体レーザアレイを用いた場合、２／
０．０１６すなわち１００チャネル以上の波長多重が可
能である。この半導体レーザアレイ５１の出射光は合流
器５２、出力導波路５３を通して光ファイバ５４へ励起
される。

【００３５】この波長多重光源５０と波長分波受信部５
５とから構成される光通信システムを説明する。波長多
重光源５０から出射された光はファイバスターカップラ
５９を通して、ネットワーク上に伝送される。光ファイ
バ５４を伝送してきた光信号は、波長分波受信部５５に
おいて、光フィルタ５６により所望の波長チャネルの光
を選択分波し、光検出器５７により信号検波される。こ
こでは、光フィルタ５６としては、分布帰還型レーザと
同じ構造のものを、閾値以下に電流をバイアスして使用
している。２電極の電流比率を変えることで、透過利得
を２０ｄＢ一定で透過波長を２ｎｍ変えることができ
る。また、このフィルタ５６の１０ｄＢダウンの透過幅
は０．０３ｎｍであり、０．０８ｎｍの間隔で波長多重
するのに十分な特性を持っている。光フィルタとして同
様の波長透過幅を持つもの、例えば、マッハツェンダ
型、ファブリペロ型の波長フィルタあるいはグレーティ
ングによる分波器などを用いてもよい。

【００３６】光通信システムのネットワークとして、図
５に示すのはスター型であり、光ノードをネットワーク
に接続することにより、多数の端末およびセンタを設置
することができる。ネットワークの形態としては、リン
グ型、バス型、あるいは複数の形態を複合したものでも
良い。

【００３７】第４実施例分布反射形半導体レーザをレーザアレイとした例を図６
によって説明する。半導体レーザアレイの層構成は、ｎ
−ＩｎＰ基板６０１上に、０．２μｍ厚のｎ−Ｉｎ_0.79
Ｇａ_0.21Ａｓ_0.45Ｐ_0.55下部光ガイド層６０２、活性層
となる０．０５μｍ厚のｉ−Ｉｎ_0.59Ｇａ_0.41Ａｓ_0.87
Ｐ_0.13６０３を成長後、活性層６０３の両側を一部削除
して、０．２μｍ厚のｐ−Ｉｎ_0.79Ｇａ_0.21Ａｓ_0.45Ｐ
_0.55上部光ガイド層６０４を形成する。そして、活性層
６０３を取り除いた領域の上部光ガイド層６０４に周期
２３７ｎｍの分布反射グレーティング６０５を形成す
る。その上に、ｐ−ＩｎＰクラッド層６０６、ｐ−Ｉｎ
_0.59Ｇａ_0.41Ａｓ_0.9Ｐ_0.1コンタクト層６０７を積層す
る。

【００３８】続いて、活性層６０３での幅を３μｍとす
るリッジを形成し、ＳｉＮ_x層によってその両側を埋め
込んでいる。電極６０８、６０９の形成については、第
１の実施例と同様である。以上のようにして、分布反射
形レーザからなる半導体レーザアレイを作製する。

【００３９】更に、合流器ＣＢ、出力導波路ＬＯの形成
は第１実施例と同様であるが（すなわち、合流器ＣＢ及
び出力導波路ＬＯを形成する領域において、光ガイド層
６０２を残してそれ以上をエッチング除去して、クラッ
ド層６１１、第２のスラブ導波路６１２を形成した後、
出力導波路ＬＯに向かって湾曲した形状のグレーティン
グ６１３を作成し、その上部にクラッド層６１４を成膜
する）、合流器ＣＢにおけるグレーティング６１３の深
さは第１実施例より深く、０．１μｍとしている。この
ため、グレーティング結合の強さは強調され、波長選択
幅は広まり、結合長は短くなる。

【００４０】本実施例では、分布反射形レーザを適用し
たため、波長可変範囲はおよそ４ｎｍとなり、分布帰還
形に比較して２倍の拡張が図れた。また、合流器ＣＢの
波長選択幅は第１実施例と比較して広いため、十分、こ
の波長可変範囲をカバーし、レーザアレイＬＤからの出
射光を偏波弁別して、出力導波路ＬＯへ導くことができ
た。

【００４１】第５実施例半導体レーザアレイの各発振波長を互いに異ならせた波
長多重光源の例を図７に示す。分布帰還形レーザＬＤ１
〜ＬＤ８においては、発振波長はほぼグレーティング周
期に比例するので、周期２４０ｎｍ付近で０．３ｎｍづ
つ変えることで、各分布帰還レーザの中心波長を２ｎｍ
づつ変えた。従って、半導体レーザアレイ全体の波長範
囲は１４ｎｍに及ぶので、合流器ＣＢのグレーティング
深さを０．２μｍとして、レーザ出射光をすべて出力導
波路ＬＯに導くようにしている。本実施例では、波長分
割多重の波長間隔を広く設定しているため、送信側を固
定波長として利用するシステムに好適である。波長間隔
が２ｎｍ程度と比較的広いので、第３実施例で示した光
フィルタ以外に、グレーティングや干渉多層膜で構成し
た分波器で光受信部を構成することもできる。

【００４２】ところで、以上に述べた複数の実施例にお
いて、いずれもリッジ形成と高抵抗層による埋込みを例
として説明したが、ｐｎ接合の逆方向バイアスを利用す
る電流狭搾と光閉じ込めであったりしても良い。また、
導波路の面内の光閉じ込め構造についても埋め込みヘテ
ロ構造に限定したものではなく、横方向に光閉じこめを
する構造であれば良い。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の各請求項に
対応して以下のような効果がある。

【００４４】１）によれば、波長多重光源において、光
合流をグレーティングによる導波路間移行で行なうこと
で、小型で集光設計の自由度が大きな波長分割多重伝送
用等の波長多重光源を提供できる。２）によれば、合流
器に形成されるグレーティングの位置を、２層導波路の
うち等価屈折率の高い方の導波路に形成することで、結
合効率を高め、且つ、小型化した上記１）記載の波長多
重伝送用等の波長多重光源を提供できる。３）によれ
ば、合流器に形成されるグレーティングの位置を、２層
導波路の最上層に形成することで、上記１）記載の波長
多重伝送用等の波長多重光源を効率よく安定に提供でき
る。４）によれば、上記１）−３）における半導体レー
ザアレイを、分布帰還形もしくは分布反射形レーザから
構成することで、動的に安定な発振を可能とする効果が
ある。５）によれば、半導体レーザアレイを、発振光の
偏波モードがＴＥモードとＴＭモードの間で切り替わる
レーザとすることで、上記１）−４）記載の波長多重伝
送用等の光源の変調時の線幅増大が抑えられる効果があ
る。６）によれば、半導体レーザアレイが独立に発振波
長が可変制御されることで、自由な波長チャネルの送信
が可能な上記１）−５）記載の波長多重伝送用等の波長
多重光源を提供できる。７）によれば、半導体レーザア
レイを構成する半導体レーザが互いに発振波長が異なる
ことで、広帯域な波長分割多重通信が可能な上記１）−
５）記載の波長多重伝送用等の波長多重光源を提供でき
る。８）によれば、偏波変調による光伝送等を利用した
波長分割多重のローカルエリアネットワーク等を構築す
るための光−電気変換装置を提供できる。９）によれ
ば、偏波変調による光伝送を利用した波長分割多重のロ
ーカルエリアネットワーク等の伝送システムを構築でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による第１実施例の波長多重伝送
用等の光源を示す斜視図である。

【図２】図２は本発明による第１実施例の導波方向の断
面図である。

【図３】図３は本発明の波長多重光源の合流器における
光の結合移行を説明する図である。

【図４】図４は本発明による第２実施例の波長多重伝送
用等の波長多重光源の導波方向の断面図である。

【図５】図５は本発明による波長多重光源を用いた光通
信方式を説明するブロック図である。

【図６】図６は本発明による第４実施例の波長多重伝送
用等の波長多重光源の導波方向の断面図である。

【図７】図７は本発明による第５実施例の波長多重伝送
用等の波長多重光源の平面図である。

【符号の説明】

ＬＤ、５１：半導体レーザアレイＣＢ、５２：合流器ＬＯ、５３：出力導波路ＦＢ、５４：光ファイバ１０１、４０１、６０１：基板１０２、４０５、６０５：レーザ用グレーティング１０３：バッファ層１０４、１０６、１１２、４０２、４０４、４１２、６
０２、６０４、６１２：光ガイド層１０５、４０３、６０３：活性層１０７、１１１、１１４、４０６、４１１、４１４、６
０６、６１１、６１４：クラッド層１０８、４０７、６０７：コンタクト層１０９、１１０、４０９、４１０、６０８、６０９：電
極５０：波長多重光源５５：波長分波受信器５６：光フィルタ５７：光検出器５９：ファイバスターカップラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体レーザアレイ、合流器、及び出力導
波路から構成される波長多重光源において、該合流器は
グレーティングの形成された２層のスラブ導波路から構
成され、一方のスラブ導波路は該半導体レーザアレイの
各レーザの出射光に結合されるのに対して他方のスラブ
導波路は該出力導波路に結合され、該グレーティングは
その波数ベクトルが半導体レーザアレイの各レーザから
出力導波路に向けて徐々に変化しており、該半導体レー
ザアレイの各レーザの出射光は該グレーティングを通し
て該２層導波路間を移行しつつ出力導波路に集光するこ
とを特徴とする波長多重光源。
【請求項２】該合流器に形成されるグレーティングは、
該２層スラブ導波路のうち等価屈折率の高い方の導波路
に形成されていることを特徴とする請求項１記載の波長
多重光源。
【請求項３】該合流器に形成されるグレーティングは、
該２層スラブ導波路の最上層に形成されていることを特
徴とする請求項１記載の波長多重光源。
【請求項４】該半導体レーザアレイは、分布帰還形もし
くは分布反射形レーザを並列に配置した構成からなるこ
とを特徴とする請求項１、２または３記載の波長多重光
源。
【請求項５】該半導体レーザアレイの各レーザは、発振
光の偏波モードがＴＥモードとＴＭモードの間で切り替
わることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
波長多重光源。
【請求項６】該半導体レーザアレイを構成する半導体レ
ーザは独立に発振波長が可変制御されることを特徴とす
る請求項１、２、３、４または５記載の波長多重光源。
【請求項７】該半導体レーザアレイを構成する半導体レ
ーザは互いに発振波長が異なることを特徴とする請求項
１、２、３、４または５記載の波長多重光源。
【請求項８】請求項１乃至７の何れかに記載の波長多重
光源を送信装置として、波長可変の光フィルタと受光素
子を受信装置として、これらを１つにまとめたことを特
徴とする光−電気変換装置。
【請求項９】請求項８記載の光−電気変換装置を用い、
波長多重光源の半導体レーザアレイの各レーザの偏波変
調を行ない偏波変調光を強度変調光に変換して伝送し、
受信装置によって所望の波長の光受信を行なうことを特
徴とする波長分割多重光伝送システム。