JPH10154841A - 偏波制御半導体レーザ形光増幅素子 - Google Patents
偏波制御半導体レーザ形光増幅素子Info
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- JPH10154841A JPH10154841A JP9191259A JP19125997A JPH10154841A JP H10154841 A JPH10154841 A JP H10154841A JP 9191259 A JP9191259 A JP 9191259A JP 19125997 A JP19125997 A JP 19125997A JP H10154841 A JPH10154841 A JP H10154841A
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- laser type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザ形の光増幅素子において、異な
る偏波光が入力されたときのゲイン差をより小さくする
ことを目的とする。 【解決手段】 活性層１０５は、基板１０２の水平方向
の大きさが垂直方向の厚さより大きいので、基板１０２
に水平方向の偏波光であるＴＥ偏波光をより効果的に増
幅する。また、活性層１０６は、基板１０２の垂直方向
の厚さが水平方向の広がりより大きいので、基板１０２
に垂直方向の偏波光であるＴＭ偏波光をより効果的に増
幅する。
る偏波光が入力されたときのゲイン差をより小さくする
ことを目的とする。 【解決手段】 活性層１０５は、基板１０２の水平方向
の大きさが垂直方向の厚さより大きいので、基板１０２
に水平方向の偏波光であるＴＥ偏波光をより効果的に増
幅する。また、活性層１０６は、基板１０２の垂直方向
の厚さが水平方向の広がりより大きいので、基板１０２
に垂直方向の偏波光であるＴＭ偏波光をより効果的に増
幅する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、偏波を制御して
レーザ発振を行うことで、入力光の増幅を行う偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子に関する。
レーザ発振を行うことで、入力光の増幅を行う偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信，光交換，光情報処理といった光
を利用した光伝送処理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る。そ
して、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、半導体レーザ形の光増幅器
（光増幅素子）は小型で高効率であり、また、光スイッ
チなどの半導体光デバイスとの集積化が可能といった利
点を持つために大変有望である。
を利用した光伝送処理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る。そ
して、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、半導体レーザ形の光増幅器
（光増幅素子）は小型で高効率であり、また、光スイッ
チなどの半導体光デバイスとの集積化が可能といった利
点を持つために大変有望である。
【０００３】しかしながら、従来の半導体レーザ形光増
幅素子は、入力信号光の偏波状態によってゲイン特性が
大きく変動するという問題があった。これは、一般に、
活性層の幅が数μｍであるのに対して厚みがサブμｍ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こと、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ことが原因と
してある。
幅素子は、入力信号光の偏波状態によってゲイン特性が
大きく変動するという問題があった。これは、一般に、
活性層の幅が数μｍであるのに対して厚みがサブμｍ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こと、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ことが原因と
してある。
【０００４】このために、たとえば、活性層をパッシブ
な導波路で挾んだいわゆるＬＯＣ構造を用いて活性層を
擬似的に等方化する技術がある（文献１：S.Core,D.M.C
ooper,W.J.Devlin.A.D.Ellis,D.J.Elton,J.J.Isaac,G.S
herlock,P.C.Spurdens and W.A.Stallard:"Polarisatio
n-Insensitive,Near-Travelling-wave SemiconductorLa
ser Amplifier at 1.55μｍ."Electronics Letters.2nd
March 1989,Vol.25,No.5,pp.314-315）。
な導波路で挾んだいわゆるＬＯＣ構造を用いて活性層を
擬似的に等方化する技術がある（文献１：S.Core,D.M.C
ooper,W.J.Devlin.A.D.Ellis,D.J.Elton,J.J.Isaac,G.S
herlock,P.C.Spurdens and W.A.Stallard:"Polarisatio
n-Insensitive,Near-Travelling-wave SemiconductorLa
ser Amplifier at 1.55μｍ."Electronics Letters.2nd
March 1989,Vol.25,No.5,pp.314-315）。
【０００５】また、入出力端面に良質な無反射コート
（たとえば反射率０．０４％）を施すことで端面反射の
偏波依存性を制御する技術がある（文献２：斉藤ほか、
FirstOpto-electoronics Conference,Post-Deadline Pa
pers Technical Digest B11-2pp-12-13,1986 Tokyo）。
また、活性層に歪み量子井戸構造を用いた例がある（文
献３：K.Magari,H.Okamoto,H.yasaka,K.Sato,Y.Noguchi
and O.Mikami:"Polalization insensitive travelling
wave type amplifier using strained multiple quant
um well structure",IEEE Photon.Technol.Lett,2,8,p
p.556-558,1986)。以上の技術により、たとえば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１
ｄＢ以下となるような半導体レーザ形の光増幅器が実現
されている。なお、ＴＥ偏波光は基板に水平方向の偏波
光であり、ＴＭ偏波光は基板に垂直方向の偏波光であ
る。
（たとえば反射率０．０４％）を施すことで端面反射の
偏波依存性を制御する技術がある（文献２：斉藤ほか、
FirstOpto-electoronics Conference,Post-Deadline Pa
pers Technical Digest B11-2pp-12-13,1986 Tokyo）。
また、活性層に歪み量子井戸構造を用いた例がある（文
献３：K.Magari,H.Okamoto,H.yasaka,K.Sato,Y.Noguchi
and O.Mikami:"Polalization insensitive travelling
wave type amplifier using strained multiple quant
um well structure",IEEE Photon.Technol.Lett,2,8,p
p.556-558,1986)。以上の技術により、たとえば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１
ｄＢ以下となるような半導体レーザ形の光増幅器が実現
されている。なお、ＴＥ偏波光は基板に水平方向の偏波
光であり、ＴＭ偏波光は基板に垂直方向の偏波光であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光伝送シス
テムが大規模化し、光増幅器を多段に直列接続すること
を考えた場合、たとえば０〜０．１ｄＢ程度とよりゲイ
ン特性の差が小さい半導体レーザ形光増幅素子が望まれ
るようになる。しかしながら、従来の半導体レーザ形光
増幅素子では、上述したように異なる偏波入力光に対す
るゲイン特性の差が１ｄＢ程度と、この要求に応えるこ
とができない。
テムが大規模化し、光増幅器を多段に直列接続すること
を考えた場合、たとえば０〜０．１ｄＢ程度とよりゲイ
ン特性の差が小さい半導体レーザ形光増幅素子が望まれ
るようになる。しかしながら、従来の半導体レーザ形光
増幅素子では、上述したように異なる偏波入力光に対す
るゲイン特性の差が１ｄＢ程度と、この要求に応えるこ
とができない。
【０００７】従って、この発明は、以上のような問題点
を解消するためになされたものであり、半導体レーザ形
の光増幅素子において、異なる偏波光が入力されたとき
のゲイン差をより小さくすることを目的とする。
を解消するためになされたものであり、半導体レーザ形
の光増幅素子において、異なる偏波光が入力されたとき
のゲイン差をより小さくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の偏波制御半導
体レーザ形光増幅素子は、第１の電極より注入された電
流により動作する第１の活性層と、第２の電極より注入
された電流により動作する第２の活性層とを備えるよう
にした。そして、第１の活性層は第２の活性層に比較し
て半導体基板と水平方向の偏波光をより増幅し、第２の
活性層は第１の活性層に比較して半導体基板と垂直方向
の偏波光をより増幅するようにした。このため、第１の
電極および第２の電極に注入する電流の条件により、半
導体基板と水平方向の偏波光および半導体基板と垂直方
向の偏波光の増幅状態を、それぞれ制御できる。
体レーザ形光増幅素子は、第１の電極より注入された電
流により動作する第１の活性層と、第２の電極より注入
された電流により動作する第２の活性層とを備えるよう
にした。そして、第１の活性層は第２の活性層に比較し
て半導体基板と水平方向の偏波光をより増幅し、第２の
活性層は第１の活性層に比較して半導体基板と垂直方向
の偏波光をより増幅するようにした。このため、第１の
電極および第２の電極に注入する電流の条件により、半
導体基板と水平方向の偏波光および半導体基板と垂直方
向の偏波光の増幅状態を、それぞれ制御できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 実施の形態１ 図１は、本発明の第１の実施の形態における偏波制御半
導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であり、
（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を示し、
（ｂ）は図１（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断面を示
し、（ｃ）は図１（ａ）に直行する方向のＣ−Ｃ’断面
を示している。図１の偏波制御半導体レーザ形光増幅素
子は、１．５μｍ帯用の半導体レーザ形の偏波制御半導
体レーザ形光増幅素子となっており、ＩｎＰ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ系の化合物半導体材料によって形成されている。
参照して説明する。 実施の形態１ 図１は、本発明の第１の実施の形態における偏波制御半
導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であり、
（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を示し、
（ｂ）は図１（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断面を示
し、（ｃ）は図１（ａ）に直行する方向のＣ−Ｃ’断面
を示している。図１の偏波制御半導体レーザ形光増幅素
子は、１．５μｍ帯用の半導体レーザ形の偏波制御半導
体レーザ形光増幅素子となっており、ＩｎＰ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ系の化合物半導体材料によって形成されている。
【００１０】まず、この偏波制御半導体レーザ形光増幅
素子の構成について説明すると、図１に示すように、Ａ
ｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ側電極１０１
が、厚さ１００μｍのｎ形ＩｎＰからなる基板１０２裏
面に形成されている。また、基板１０２上には厚さ２μ
ｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層１０３が形成さ
れ、この上にバンドギャップ波長が１．１μｍとなる組
成の厚さ０．１μｍのＩｎＧａＡｓＰからなるＳＣＨ
（separature confinement heterostructure）層（光閉
じ込め層）１０４が形成されている。なお、バンドギャ
ップ波長が１．１μｍとなる組成は、たとえば、Ｉｎ
0.885Ｇａ0.145Ａｓ0.317Ｐ0.683である。
素子の構成について説明すると、図１に示すように、Ａ
ｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ側電極１０１
が、厚さ１００μｍのｎ形ＩｎＰからなる基板１０２裏
面に形成されている。また、基板１０２上には厚さ２μ
ｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層１０３が形成さ
れ、この上にバンドギャップ波長が１．１μｍとなる組
成の厚さ０．１μｍのＩｎＧａＡｓＰからなるＳＣＨ
（separature confinement heterostructure）層（光閉
じ込め層）１０４が形成されている。なお、バンドギャ
ップ波長が１．１μｍとなる組成は、たとえば、Ｉｎ
0.885Ｇａ0.145Ａｓ0.317Ｐ0.683である。
【００１１】そして、ＳＣＨ層１０４上に活性層１０５
および活性層１０６が形成されている。これら活性層１
０５，１０６は、たとえば、バンドギャップ波長が１．
６μｍとなる組成のＩｎＧａＡｓＰから構成されてい
る。また、活性層１０５は、厚さ０．１μｍに形成さ
れ、光の通過方向に沿って３００μｍの長さに、またそ
の幅が１μｍに形成されている。一方、活性層１０６
は、厚さ１μｍに形成され、長さ３００μｍ幅０．５μ
ｍに形成されている。
および活性層１０６が形成されている。これら活性層１
０５，１０６は、たとえば、バンドギャップ波長が１．
６μｍとなる組成のＩｎＧａＡｓＰから構成されてい
る。また、活性層１０５は、厚さ０．１μｍに形成さ
れ、光の通過方向に沿って３００μｍの長さに、またそ
の幅が１μｍに形成されている。一方、活性層１０６
は、厚さ１μｍに形成され、長さ３００μｍ幅０．５μ
ｍに形成されている。
【００１２】また、それら活性層１０５，１０６上に厚
さ１．５μｍのｐ形ＩｎＰからなる上部クラッド層１０
７が形成され、その上に厚さ０．４μｍのｐ形のＩｎＧ
ａＡｓからなるキャップ層１０８が形成されている。ま
た、キャップ層１０８上に活性層１０５の領域に電流を
注入するための電極１０９と、活性層１０６の領域に電
流を注入するための電極１１０とが形成されている。ま
た、電極１０９，１１０は、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／
Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕから構成されている。
さ１．５μｍのｐ形ＩｎＰからなる上部クラッド層１０
７が形成され、その上に厚さ０．４μｍのｐ形のＩｎＧ
ａＡｓからなるキャップ層１０８が形成されている。ま
た、キャップ層１０８上に活性層１０５の領域に電流を
注入するための電極１０９と、活性層１０６の領域に電
流を注入するための電極１１０とが形成されている。ま
た、電極１０９，１１０は、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／
Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕから構成されている。
【００１３】そして、活性層１０５が形成されている側
の光信号入力端面および活性層１０６が形成されている
側の光信号出力端面には、無反射コート面１１２，１１
３が形成されている。なお、図１（ｂ），（ｃ）に示す
ように、活性層１０５，１０６，上部クラッド層１０７
およびキャップ層１０８側面には、埋め込み用の絶縁層
１１１が形成されている。また、活性層１０５，１０６
下に備えるＳＣＨ層１０４は、活性層１０５，１０６と
ともに主に光の閉じ込めを行うものであり、これを設け
ずに、下部クラッド層１０３上に活性層１０５，１０６
を直接形成するようにしてもよい。ただし、このＳＣＨ
層１０４を備えておくことにより、擬似的に活性層領域
を広げられるという効果が得られる。
の光信号入力端面および活性層１０６が形成されている
側の光信号出力端面には、無反射コート面１１２，１１
３が形成されている。なお、図１（ｂ），（ｃ）に示す
ように、活性層１０５，１０６，上部クラッド層１０７
およびキャップ層１０８側面には、埋め込み用の絶縁層
１１１が形成されている。また、活性層１０５，１０６
下に備えるＳＣＨ層１０４は、活性層１０５，１０６と
ともに主に光の閉じ込めを行うものであり、これを設け
ずに、下部クラッド層１０３上に活性層１０５，１０６
を直接形成するようにしてもよい。ただし、このＳＣＨ
層１０４を備えておくことにより、擬似的に活性層領域
を広げられるという効果が得られる。
【００１４】以上の構成により、この実施の形態１の偏
波制御半導体レーザ形光増幅素子は、活性層１０５でＴ
Ｅ偏波入力光をより効果的に増幅し、活性層１０６でＴ
Ｍ偏波入力光をより効果的に増幅することができる。す
なわち、活性層１０５は、基板１０２の水平方向の大き
さが垂直方向の厚さより大きいので、基板１０２に水平
方向の偏波光であるＴＥ偏波光をより効果的に増幅す
る。また、活性層１０６は、基板１０２の垂直方向の厚
さが水平方向の広がりより大きいので、基板１０２に垂
直方向の偏波光であるＴＭ偏波光をより効果的に増幅す
る。そして、電極１０９および電極１１０に注入する電
流量を調整することにより、それら増幅量を個別に調整
できる。これらの結果、この実施の形態１の偏波制御半
導体レーザ形光増幅素子では、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏
波入力光のゲイン差を０．１ｄＢ以下とほぼ０に近い値
とすることができる。
波制御半導体レーザ形光増幅素子は、活性層１０５でＴ
Ｅ偏波入力光をより効果的に増幅し、活性層１０６でＴ
Ｍ偏波入力光をより効果的に増幅することができる。す
なわち、活性層１０５は、基板１０２の水平方向の大き
さが垂直方向の厚さより大きいので、基板１０２に水平
方向の偏波光であるＴＥ偏波光をより効果的に増幅す
る。また、活性層１０６は、基板１０２の垂直方向の厚
さが水平方向の広がりより大きいので、基板１０２に垂
直方向の偏波光であるＴＭ偏波光をより効果的に増幅す
る。そして、電極１０９および電極１１０に注入する電
流量を調整することにより、それら増幅量を個別に調整
できる。これらの結果、この実施の形態１の偏波制御半
導体レーザ形光増幅素子では、ＴＥ偏波入力光とＴＭ偏
波入力光のゲイン差を０．１ｄＢ以下とほぼ０に近い値
とすることができる。
【００１５】実施の形態２ 図２は、この発明の第２の実施の形態における偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図である。
なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を
示し、（ｂ）は図２（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断
面を示し、（ｃ）は図２（ａ）に直行する方向のＣ−
Ｃ’断面を示している。以下、この偏波制御半導体レー
ザ形光増幅素子の構成を説明すると、図２に示すよう
に、まず、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ
側電極２０１が、厚さ１００μｍのｎ−ＩｎＰからなる
基板２０２裏面に形成されている。また、基板２０２上
には、厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層
２０３が形成され、この上に厚さ０．１μｍのバンドギ
ャップ波長が１．１μｍとなる組成のＩｎＧａＡｓＰか
らなるＳＣＨ層２０４が形成されている。
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図である。
なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を
示し、（ｂ）は図２（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断
面を示し、（ｃ）は図２（ａ）に直行する方向のＣ−
Ｃ’断面を示している。以下、この偏波制御半導体レー
ザ形光増幅素子の構成を説明すると、図２に示すよう
に、まず、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ
側電極２０１が、厚さ１００μｍのｎ−ＩｎＰからなる
基板２０２裏面に形成されている。また、基板２０２上
には、厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層
２０３が形成され、この上に厚さ０．１μｍのバンドギ
ャップ波長が１．１μｍとなる組成のＩｎＧａＡｓＰか
らなるＳＣＨ層２０４が形成されている。
【００１６】また、このＳＣＨ層２０４上には、バンド
ギャップ波長が１．６μｍとなる組成のＩｎＧａＡｓＰ
からなる活性層２０５ａおよび下部活性層２０５ｂから
なる半導体層２０５が形成されている。また、やはりバ
ンドギャップ波長が１．６μｍとなる組成のＩｎＧａＡ
ｓＰからなる上部活性層２０６が、ＳＣＨ層２０４上に
形成されている。加えて、この半導体層２０５と上部活
性層２０６の間には中間層２１４が形成されている。こ
の中間層２１４は、半導体層２０５上部全面を覆うよう
に形成されている。そして、これら半導体層２０５，上
部活性層２０６および中間層２１４上に、厚さ１．５μ
ｍのｐ−ＩｎＰからなる上部クラッド層２０７が形成さ
れ、この上に厚さ０．４μｍのキャップ層２０８が形成
されている。
ギャップ波長が１．６μｍとなる組成のＩｎＧａＡｓＰ
からなる活性層２０５ａおよび下部活性層２０５ｂから
なる半導体層２０５が形成されている。また、やはりバ
ンドギャップ波長が１．６μｍとなる組成のＩｎＧａＡ
ｓＰからなる上部活性層２０６が、ＳＣＨ層２０４上に
形成されている。加えて、この半導体層２０５と上部活
性層２０６の間には中間層２１４が形成されている。こ
の中間層２１４は、半導体層２０５上部全面を覆うよう
に形成されている。そして、これら半導体層２０５，上
部活性層２０６および中間層２１４上に、厚さ１．５μ
ｍのｐ−ＩｎＰからなる上部クラッド層２０７が形成さ
れ、この上に厚さ０．４μｍのキャップ層２０８が形成
されている。
【００１７】また、キャップ層２０８上には、厚さ１μ
ｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕからなる電極２０
９，２１０が形成されている。なお、図１（ｂ），
（ｃ）に示すように、半導体層２０５，上部活性層２０
６，上部クラッド層２０７およびキャップ層２０８側面
には、埋め込み用の絶縁層２１１が形成されている。そ
して、光信号入力端面および光信号出力端面には、Ｔｉ
Ｏ2 ／ＳｉＯ2 からなる無反射コート面２１２，２１３
が形成されている。
ｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕからなる電極２０
９，２１０が形成されている。なお、図１（ｂ），
（ｃ）に示すように、半導体層２０５，上部活性層２０
６，上部クラッド層２０７およびキャップ層２０８側面
には、埋め込み用の絶縁層２１１が形成されている。そ
して、光信号入力端面および光信号出力端面には、Ｔｉ
Ｏ2 ／ＳｉＯ2 からなる無反射コート面２１２，２１３
が形成されている。
【００１８】以下、半導体層２０５，上部活性層２０６
および中間層２１４に関して、より詳細に説明する。ま
ず、半導体層２０５は光の通過方向に沿って６００μｍ
の長さに形成され、その厚さは０．１μｍとなってい
る。また、半導体層２０５の活性層２０５ａの部分は光
の通過方向に直行する幅が１μｍに形成され、半導体層
２０５の下部活性層２０５ｂの部分は幅が０．５μｍに
形成されている。これらはそれぞれ３００μｍの長さと
なっている。また、上部活性層２０６は、光の通過方向
に沿って３００μｍの長さに形成され、半導体層２０５
の幅が０．５μｍの部分の上に、幅が０．５μｍに形成
されている。そして、半導体層２０５と上部活性層２０
６に挾まれる中間層２１４は、厚さ５０ÅのＩｎＰから
構成されている。
および中間層２１４に関して、より詳細に説明する。ま
ず、半導体層２０５は光の通過方向に沿って６００μｍ
の長さに形成され、その厚さは０．１μｍとなってい
る。また、半導体層２０５の活性層２０５ａの部分は光
の通過方向に直行する幅が１μｍに形成され、半導体層
２０５の下部活性層２０５ｂの部分は幅が０．５μｍに
形成されている。これらはそれぞれ３００μｍの長さと
なっている。また、上部活性層２０６は、光の通過方向
に沿って３００μｍの長さに形成され、半導体層２０５
の幅が０．５μｍの部分の上に、幅が０．５μｍに形成
されている。そして、半導体層２０５と上部活性層２０
６に挾まれる中間層２１４は、厚さ５０ÅのＩｎＰから
構成されている。
【００１９】ここで、硫酸：過酸化水素：水からなる原
液を水で１０倍に希釈したエッチング液によるウエット
エッチングにおいては、ＩｎＰはほとんどエッチングさ
れないが、上部活性層２０６を構成するＩｎＧａＡｓＰ
はエッチングされる。従って、上部活性層２０６となる
材料を中間層２１４上に堆積形成した後で、レジストパ
ターンをマスクに用いた上記エッチング液による選択エ
ッチングを行えば、中間層２１４上に上部活性層２０６
が形成される。そして、このとき、中間層２１４はエッ
チングされないので、半導体層２０５の活性層２０５ａ
部分はエッチングされずにそのまま残る。
液を水で１０倍に希釈したエッチング液によるウエット
エッチングにおいては、ＩｎＰはほとんどエッチングさ
れないが、上部活性層２０６を構成するＩｎＧａＡｓＰ
はエッチングされる。従って、上部活性層２０６となる
材料を中間層２１４上に堆積形成した後で、レジストパ
ターンをマスクに用いた上記エッチング液による選択エ
ッチングを行えば、中間層２１４上に上部活性層２０６
が形成される。そして、このとき、中間層２１４はエッ
チングされないので、半導体層２０５の活性層２０５ａ
部分はエッチングされずにそのまま残る。
【００２０】ところで、図２（ａ）に示すように、上部
活性層２０６とその下の下部活性層２０５ｂとからなる
部分が図１における活性層１０６となり、半導体層２０
５の活性層２０５ａ部分が活性層１０５となっている。
すなわち、この実施の形態２で示したように、中間層２
１４を用いれば、たとえば、活性層２０５ａの厚さを半
導体層２０５の形成時の成膜条件で制御できる。同様
に、前述した図１の活性層１０６に対応する下部活性層
２０５ｂおよび上部活性層２０６においても、上部活性
層２０６の膜厚をその形成時の成膜条件で制御できる。
活性層２０６とその下の下部活性層２０５ｂとからなる
部分が図１における活性層１０６となり、半導体層２０
５の活性層２０５ａ部分が活性層１０５となっている。
すなわち、この実施の形態２で示したように、中間層２
１４を用いれば、たとえば、活性層２０５ａの厚さを半
導体層２０５の形成時の成膜条件で制御できる。同様
に、前述した図１の活性層１０６に対応する下部活性層
２０５ｂおよび上部活性層２０６においても、上部活性
層２０６の膜厚をその形成時の成膜条件で制御できる。
【００２１】しかし、中間層２１４を用いずに、図１に
示した活性層１０５，１０６を形成する場合、エッチン
グで膜厚制御を行うことになる。一般に、エッチングで
膜厚を制御することに比較して、成膜条件で膜厚を制御
する方が容易である。従って、この実施の形態２に示し
たように、中間層２１４を用いるようにすることで、Ｔ
Ｅ偏波光をより効果的に増幅する活性層とＴＭ偏波光を
より効果的に増幅する活性層とを、同一基板上に並べて
形成することがより容易になる。そして、この実施の形
態２における偏波制御半導体レーザ形光増幅素子におい
ても、前述した実施の形態１の偏波制御半導体レーザ形
光増幅素子と同様の効果を有している。
示した活性層１０５，１０６を形成する場合、エッチン
グで膜厚制御を行うことになる。一般に、エッチングで
膜厚を制御することに比較して、成膜条件で膜厚を制御
する方が容易である。従って、この実施の形態２に示し
たように、中間層２１４を用いるようにすることで、Ｔ
Ｅ偏波光をより効果的に増幅する活性層とＴＭ偏波光を
より効果的に増幅する活性層とを、同一基板上に並べて
形成することがより容易になる。そして、この実施の形
態２における偏波制御半導体レーザ形光増幅素子におい
ても、前述した実施の形態１の偏波制御半導体レーザ形
光増幅素子と同様の効果を有している。
【００２２】実施の形態３ 図３は、この発明の第３の実施の形態における偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図である。
なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を
示し、（ｂ）は図３（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断
面を示し、（ｃ）は図３（ａ）に直行する方向のＣ−
Ｃ’断面を示している。まず、この偏波制御半導体レー
ザ形光増幅素子の構成について説明すると、図３に示す
ように、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ側
電極３０１が、厚さ１００μｍのｎ形ＩｎＰからなる基
板３０２裏面に形成されている。また、基板３０２上に
は厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層３０
３が形成され、この上にバンドギャップ波長が１．１μ
ｍとなる組成の厚さ０．１μｍのＩｎＧａＡｓＰからな
るＳＣＨ（separature confinement heterostructure）
層（光閉じ込め層）３０４が形成されている。なお、バ
ンドギャップ波長が１．１μｍとなる組成は、たとえ
ば、Ｉｎ0.885Ｇａ0.145Ａｓ0.317Ｐ0.683である。
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図である。
なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を
示し、（ｂ）は図３（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断
面を示し、（ｃ）は図３（ａ）に直行する方向のＣ−
Ｃ’断面を示している。まず、この偏波制御半導体レー
ザ形光増幅素子の構成について説明すると、図３に示す
ように、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ側
電極３０１が、厚さ１００μｍのｎ形ＩｎＰからなる基
板３０２裏面に形成されている。また、基板３０２上に
は厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層３０
３が形成され、この上にバンドギャップ波長が１．１μ
ｍとなる組成の厚さ０．１μｍのＩｎＧａＡｓＰからな
るＳＣＨ（separature confinement heterostructure）
層（光閉じ込め層）３０４が形成されている。なお、バ
ンドギャップ波長が１．１μｍとなる組成は、たとえ
ば、Ｉｎ0.885Ｇａ0.145Ａｓ0.317Ｐ0.683である。
【００２３】そして、ＳＣＨ層３０４上に厚さ０．５μ
ｍの活性層３０５が形成されている。この活性層３０５
は、たとえば、バンドギャップ波長が１．６μｍとなる
組成のＩｎＧａＡｓＰから構成されている。また、活性
層３０５は、光の通過方向に沿って、その幅が１μｍの
領域と０．３μｍの領域とに形成されている。また、活
性層３０５は、幅１μｍの領域が３００μｍ、幅０．３
μｍの領域が３００μｍに形成されている。
ｍの活性層３０５が形成されている。この活性層３０５
は、たとえば、バンドギャップ波長が１．６μｍとなる
組成のＩｎＧａＡｓＰから構成されている。また、活性
層３０５は、光の通過方向に沿って、その幅が１μｍの
領域と０．３μｍの領域とに形成されている。また、活
性層３０５は、幅１μｍの領域が３００μｍ、幅０．３
μｍの領域が３００μｍに形成されている。
【００２４】すなわち、活性層３０５は、２つの領域か
ら構成され、その２つの領域で幅が異なるようにしたも
のである。そして、幅１μｍの領域ではＴＥ偏光を主に
増幅し、幅０．３μｍの領域ではＴＭ偏光を主に増幅す
る。なお、幅１μｍの領域より幅０．３μｍの領域にか
けて、その幅が約１０〜２０μｍ程度の間で徐々に変化
しているものである。なお、幅１μｍの領域と幅０．３
μｍの領域とが直接接触している状態でも良い。しか
し、それらの間で幅が徐々に変化している方が、光の反
射などによる光伝搬の無駄が抑制できる。
ら構成され、その２つの領域で幅が異なるようにしたも
のである。そして、幅１μｍの領域ではＴＥ偏光を主に
増幅し、幅０．３μｍの領域ではＴＭ偏光を主に増幅す
る。なお、幅１μｍの領域より幅０．３μｍの領域にか
けて、その幅が約１０〜２０μｍ程度の間で徐々に変化
しているものである。なお、幅１μｍの領域と幅０．３
μｍの領域とが直接接触している状態でも良い。しか
し、それらの間で幅が徐々に変化している方が、光の反
射などによる光伝搬の無駄が抑制できる。
【００２５】また、活性層３０５上に厚さ１．５μｍの
ｐ形ＩｎＰからなる上部クラッド層３０７が形成され、
その上に厚さ０．４μｍのｐ形のＩｎＧａＡｓからなる
キャップ層３０８が形成されている。また、キャップ層
３０８上に活性層３０５の領域に電流を注入するための
電極３０９と電極３１０とが形成されている。この電極
３０９は、幅が１μｍに形成された活性層３０５上に配
置し、電極３１０は、幅が０．３μｍに形成された活性
層３０５上に配置している。また、電極３０９，３１０
は、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕから構
成されている。そして、活性層３０５の光信号入力端面
および光信号出力端面には、無反射コート面３１２，３
１３が形成されている。
ｐ形ＩｎＰからなる上部クラッド層３０７が形成され、
その上に厚さ０．４μｍのｐ形のＩｎＧａＡｓからなる
キャップ層３０８が形成されている。また、キャップ層
３０８上に活性層３０５の領域に電流を注入するための
電極３０９と電極３１０とが形成されている。この電極
３０９は、幅が１μｍに形成された活性層３０５上に配
置し、電極３１０は、幅が０．３μｍに形成された活性
層３０５上に配置している。また、電極３０９，３１０
は、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕから構
成されている。そして、活性層３０５の光信号入力端面
および光信号出力端面には、無反射コート面３１２，３
１３が形成されている。
【００２６】なお、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、
活性層３０５上部クラッド層３０７およびキャップ層３
０８側面には、埋め込み用の絶縁層３１１が形成されて
いる。また、活性層３０５下に備えるＳＣＨ層３０４
は、活性層３０５とともに主に光の閉じ込めを行うもの
であり、これを設けずに、下部クラッド層３０３上に活
性層３０５を直接形成するようにしてもよい。ただし、
このＳＣＨ層３０４を備えておくことにより、擬似的に
活性層領域を広げられるという効果が得られる。
活性層３０５上部クラッド層３０７およびキャップ層３
０８側面には、埋め込み用の絶縁層３１１が形成されて
いる。また、活性層３０５下に備えるＳＣＨ層３０４
は、活性層３０５とともに主に光の閉じ込めを行うもの
であり、これを設けずに、下部クラッド層３０３上に活
性層３０５を直接形成するようにしてもよい。ただし、
このＳＣＨ層３０４を備えておくことにより、擬似的に
活性層領域を広げられるという効果が得られる。
【００２７】以上の構成により、この実施の形態３の偏
波制御半導体レーザ形光増幅素子は、活性層３０５の幅
が１μｍに形成された領域でＴＥ偏波入力光をより効果
的に増幅し、活性層３０５の幅が０．３μｍに形成され
た領域でＴＭ偏波入力光をより効果的に増幅することが
できる。そして、電極３０９および電極３１０に注入す
る電流量を調整することにより、それら増幅量を個別に
調整できる。これらの結果、この実施の形態３の偏波制
御半導体レーザ形光増幅素子では、ＴＥ偏波入力光とＴ
Ｍ偏波入力光のゲイン差を０．１ｄＢ以下とほぼ０に近
い値とすることができる。また、この実施の形態３によ
れば、前述した実施の形態１，２に比較して作製しやす
い構造となっている。
波制御半導体レーザ形光増幅素子は、活性層３０５の幅
が１μｍに形成された領域でＴＥ偏波入力光をより効果
的に増幅し、活性層３０５の幅が０．３μｍに形成され
た領域でＴＭ偏波入力光をより効果的に増幅することが
できる。そして、電極３０９および電極３１０に注入す
る電流量を調整することにより、それら増幅量を個別に
調整できる。これらの結果、この実施の形態３の偏波制
御半導体レーザ形光増幅素子では、ＴＥ偏波入力光とＴ
Ｍ偏波入力光のゲイン差を０．１ｄＢ以下とほぼ０に近
い値とすることができる。また、この実施の形態３によ
れば、前述した実施の形態１，２に比較して作製しやす
い構造となっている。
【００２８】実施の形態４ 図４は、この発明の第４の実施の形態における偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図である。
なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を
示し、（ｂ）は図４（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断
面を示し、（ｃ）は図４（ａ）に直行する方向のＣ−
Ｃ’断面を示している。まず、この偏波制御半導体レー
ザ形光増幅素子の構成について説明すると、図４に示す
ように、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ側
電極４０１が、厚さ１００μｍのｎ形ＩｎＰからなる基
板４０２裏面に形成されている。また、基板４０２上に
は厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層４０
３が形成され、この上にバンドギャップ波長が１．１μ
ｍとなる組成の厚さ０．１μｍのＩｎＧａＡｓＰからな
るＳＣＨ（separature confinement heterostructure）
層（光閉じ込め層）４０４が形成されている。なお、バ
ンドギャップ波長が１．１μｍとなる組成は、たとえ
ば、Ｉｎ0.885Ｇａ0.145Ａｓ0.317Ｐ0.683である。
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図である。
なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を
示し、（ｂ）は図４（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断
面を示し、（ｃ）は図４（ａ）に直行する方向のＣ−
Ｃ’断面を示している。まず、この偏波制御半導体レー
ザ形光増幅素子の構成について説明すると、図４に示す
ように、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕからなる厚さ１μｍのｎ側
電極４０１が、厚さ１００μｍのｎ形ＩｎＰからなる基
板４０２裏面に形成されている。また、基板４０２上に
は厚さ２μｍのｎ−ＩｎＰからなる下部クラッド層４０
３が形成され、この上にバンドギャップ波長が１．１μ
ｍとなる組成の厚さ０．１μｍのＩｎＧａＡｓＰからな
るＳＣＨ（separature confinement heterostructure）
層（光閉じ込め層）４０４が形成されている。なお、バ
ンドギャップ波長が１．１μｍとなる組成は、たとえ
ば、Ｉｎ0.885Ｇａ0.145Ａｓ0.317Ｐ0.683である。
【００２９】そして、ＳＣＨ層４０４上に活性層４０５
が形成されている。この活性層４０５は、たとえば、バ
ンドギャップ波長が１．６μｍとなる組成のＩｎＧａＡ
ｓＰを、光の通過方向に沿って、選択成長によって膜厚
が０．２μｍの領域と膜厚が０．６μｍの領域とに形成
する。なお、この選択成長では、厚みと同時に、組成も
わずかに変化する。また、厚さ０．２μｍの領域は、幅
が１μｍで長さ３００μｍに形成され、厚さ０．６μｍ
の領域は、幅０．３μｍで長さ３００μｍに形成されて
いる。そして、厚さが０．２μｍの領域より厚さが０．
６μｍの領域にかけて、その幅および膜厚が徐々に変化
している。
が形成されている。この活性層４０５は、たとえば、バ
ンドギャップ波長が１．６μｍとなる組成のＩｎＧａＡ
ｓＰを、光の通過方向に沿って、選択成長によって膜厚
が０．２μｍの領域と膜厚が０．６μｍの領域とに形成
する。なお、この選択成長では、厚みと同時に、組成も
わずかに変化する。また、厚さ０．２μｍの領域は、幅
が１μｍで長さ３００μｍに形成され、厚さ０．６μｍ
の領域は、幅０．３μｍで長さ３００μｍに形成されて
いる。そして、厚さが０．２μｍの領域より厚さが０．
６μｍの領域にかけて、その幅および膜厚が徐々に変化
している。
【００３０】すなわち、活性層４０５は、２つの領域か
ら構成され、その２つの領域で幅がおよび厚さが異なる
ようにしたものであり、幅が狭い方が厚く形成されてい
るようにしたものである。そして、幅１μｍの領域では
ＴＥ偏光を増幅し、幅０．３μｍの領域ではＴＭ偏光を
増幅するようにしている。なお、厚さが０．２μｍの領
域と厚さが０．６μｍの領域とが、直接接触している状
態でも良い。しかし、それらの間で幅が徐々に変化して
いる方が、光の反射などによる光伝搬の無駄が抑制でき
る。
ら構成され、その２つの領域で幅がおよび厚さが異なる
ようにしたものであり、幅が狭い方が厚く形成されてい
るようにしたものである。そして、幅１μｍの領域では
ＴＥ偏光を増幅し、幅０．３μｍの領域ではＴＭ偏光を
増幅するようにしている。なお、厚さが０．２μｍの領
域と厚さが０．６μｍの領域とが、直接接触している状
態でも良い。しかし、それらの間で幅が徐々に変化して
いる方が、光の反射などによる光伝搬の無駄が抑制でき
る。
【００３１】また、活性層４０５上にｐ形ＩｎＰからな
る上部クラッド層４０７がその表面が平坦になるよう
に、平均膜厚１．５μｍ程度に形成されている。また、
その上に、厚さ０．４μｍのｐ形のＩｎＧａＡｓからな
るキャップ層４０８が形成されている。また、キャップ
層４０８上に活性層４０５の領域に電流を注入するため
の電極４０９と電極４１０とが形成されている。この電
極４０９は、幅が１μｍに形成された活性層４０５上に
配置し、電極４１０は、幅が０．３μｍに形成された活
性層４０５上に配置している。また、電極４０９，４１
０は、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕから
構成されている。そして、活性層４０５の光信号入力端
面および光信号出力端面には、無反射コート面４１２，
４１３が形成されている。
る上部クラッド層４０７がその表面が平坦になるよう
に、平均膜厚１．５μｍ程度に形成されている。また、
その上に、厚さ０．４μｍのｐ形のＩｎＧａＡｓからな
るキャップ層４０８が形成されている。また、キャップ
層４０８上に活性層４０５の領域に電流を注入するため
の電極４０９と電極４１０とが形成されている。この電
極４０９は、幅が１μｍに形成された活性層４０５上に
配置し、電極４１０は、幅が０．３μｍに形成された活
性層４０５上に配置している。また、電極４０９，４１
０は、厚さ１μｍのＮｉ／Ｚｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕから
構成されている。そして、活性層４０５の光信号入力端
面および光信号出力端面には、無反射コート面４１２，
４１３が形成されている。
【００３２】なお、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、
活性層４０５上部クラッド層４０７およびキャップ層４
０８側面には、埋め込み用の絶縁層４１１が形成されて
いる。また、活性層４０５下に備えるＳＣＨ層４０４
は、活性層４０５とともに主に光の閉じ込めを行うもの
であり、これを設けずに、下部クラッド層４０３上に活
性層４０５を直接形成するようにしてもよい。ただし、
このＳＣＨ層４０４を備えておくことにより、擬似的に
活性層領域を広げられるという効果が得られる。
活性層４０５上部クラッド層４０７およびキャップ層４
０８側面には、埋め込み用の絶縁層４１１が形成されて
いる。また、活性層４０５下に備えるＳＣＨ層４０４
は、活性層４０５とともに主に光の閉じ込めを行うもの
であり、これを設けずに、下部クラッド層４０３上に活
性層４０５を直接形成するようにしてもよい。ただし、
このＳＣＨ層４０４を備えておくことにより、擬似的に
活性層領域を広げられるという効果が得られる。
【００３３】以上の構成により、この実施の形態４の偏
波制御半導体レーザ形光増幅素子は、活性層４０５の厚
さが０．２μｍに形成された領域でＴＥ偏波入力光をよ
り効果的に増幅し、活性層４０５の厚さが０．６μｍに
形成された領域でＴＭ偏波入力光をより効果的に増幅す
ることができる。そして、電極４０９および電極４１０
に注入する電流量を調整することにより、それら増幅量
を個別に調整できる。これらの結果、この実施の形態４
の偏波制御半導体レーザ形光増幅素子では、ＴＥ偏波入
力光とＴＭ偏波入力光のゲイン差を０．１ｄＢ以下とほ
ぼ０に近い値とすることができる。また、この実施の形
態３によれば、前述した実施の形態１，２に比較して作
製しやすい構造となっている。
波制御半導体レーザ形光増幅素子は、活性層４０５の厚
さが０．２μｍに形成された領域でＴＥ偏波入力光をよ
り効果的に増幅し、活性層４０５の厚さが０．６μｍに
形成された領域でＴＭ偏波入力光をより効果的に増幅す
ることができる。そして、電極４０９および電極４１０
に注入する電流量を調整することにより、それら増幅量
を個別に調整できる。これらの結果、この実施の形態４
の偏波制御半導体レーザ形光増幅素子では、ＴＥ偏波入
力光とＴＭ偏波入力光のゲイン差を０．１ｄＢ以下とほ
ぼ０に近い値とすることができる。また、この実施の形
態３によれば、前述した実施の形態１，２に比較して作
製しやすい構造となっている。
【００３４】なお、上記実施の形態１〜４では、ｎ形の
ＩｎＰからなる基板上に各層を形成した場合について示
したが、これに限るものではない。ｐ形のＩｎＰからな
る基板を用いるようにしてもよい。また、上述では、活
性層としてバルクのＩｎＧａＡｓＰを用いるようにして
いるが、他の半導体を用いるようにしてもよい。たとえ
ば、活性層として、ＩｎＧａＡｌＡｓ系（ＴＥ）や、Ｉ
ｎＡｌＡｓ系（ＴＥ）、もしくは、ＡｌＧａＡｓ系（Ｔ
Ｍ）といった材料系を用いるようにしても同様である。
ＩｎＰからなる基板上に各層を形成した場合について示
したが、これに限るものではない。ｐ形のＩｎＰからな
る基板を用いるようにしてもよい。また、上述では、活
性層としてバルクのＩｎＧａＡｓＰを用いるようにして
いるが、他の半導体を用いるようにしてもよい。たとえ
ば、活性層として、ＩｎＧａＡｌＡｓ系（ＴＥ）や、Ｉ
ｎＡｌＡｓ系（ＴＥ）、もしくは、ＡｌＧａＡｓ系（Ｔ
Ｍ）といった材料系を用いるようにしても同様である。
【００３５】また、活性層に、量子井戸構造や歪み量子
井戸構造を用いるようにしてもよい。この場合、量子井
戸構造及び圧縮歪み量子井戸構造を用いた活性層では、
ＴＥ偏波光に対する光の閉じこめ係数がＴＭ偏波光に比
べて大きいものとなる。また、伸張歪み量子井戸構造で
は、ＴＭ偏波光に対する光の閉じこめ係数がＴＥ偏波光
に比べて大きいものとなる。すなわち、それぞれの偏波
光に適した２つの構造から活性層を構成するようにして
も良い。ただし、前述した実施の形態１〜４では２つの
活性層を同一の材料で構成しているので、実施の形態１
〜４の方がより簡便に偏波制御半導体レーザ形光増幅素
子を作製できる。
井戸構造を用いるようにしてもよい。この場合、量子井
戸構造及び圧縮歪み量子井戸構造を用いた活性層では、
ＴＥ偏波光に対する光の閉じこめ係数がＴＭ偏波光に比
べて大きいものとなる。また、伸張歪み量子井戸構造で
は、ＴＭ偏波光に対する光の閉じこめ係数がＴＥ偏波光
に比べて大きいものとなる。すなわち、それぞれの偏波
光に適した２つの構造から活性層を構成するようにして
も良い。ただし、前述した実施の形態１〜４では２つの
活性層を同一の材料で構成しているので、実施の形態１
〜４の方がより簡便に偏波制御半導体レーザ形光増幅素
子を作製できる。
【００３６】また、前述した実施の形態１〜４に示した
構成に限るものではない。例えば、活性層のそれぞれの
領域における幅や厚さは、使用する信号光の波長によっ
て適宜偏光しても良い。また、たとえば、電極間の分離
として、分離溝を設けたり絶縁領域を設けるようにして
もよい。また、活性層の幅を制御するために、リッジ構
造やＰＮ接合を使った埋め込み構造、もしくは、絶縁層
を使った埋め込み構造、また、リブ埋め込み構造といっ
た構造で光や電流の閉じ込めを行ってもよいことはいう
までもない。
構成に限るものではない。例えば、活性層のそれぞれの
領域における幅や厚さは、使用する信号光の波長によっ
て適宜偏光しても良い。また、たとえば、電極間の分離
として、分離溝を設けたり絶縁領域を設けるようにして
もよい。また、活性層の幅を制御するために、リッジ構
造やＰＮ接合を使った埋め込み構造、もしくは、絶縁層
を使った埋め込み構造、また、リブ埋め込み構造といっ
た構造で光や電流の閉じ込めを行ってもよいことはいう
までもない。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、第
１の電極より注入された電流により動作する第１の活性
層と、第２の電極より注入された電流により動作する第
２の活性層とを備えるようにした。そして、第１の活性
層は第２の活性層に比較して半導体基板と水平方向の偏
波光をより増幅し、第２の活性層は第１の活性層に比較
して半導体基板と垂直方向の偏波光をより増幅するよう
にした。このため、この発明によれば、第１の電極およ
び第２の電極に注入する電流の条件により、半導体基板
と水平方向の偏波光および半導体基板と垂直方向の偏波
光の増幅状態を、それぞれ制御できる。この結果、この
発明によれは、半導体レーザ形の光増幅素子において、
異なる偏波光が入力されたときのゲイン差をより小さく
することができる。また、この発明の偏波制御半導体レ
ーザ形光増幅素子は、偏波ローテータ，光同期回路，光
波形成回路に用いることもできる。
１の電極より注入された電流により動作する第１の活性
層と、第２の電極より注入された電流により動作する第
２の活性層とを備えるようにした。そして、第１の活性
層は第２の活性層に比較して半導体基板と水平方向の偏
波光をより増幅し、第２の活性層は第１の活性層に比較
して半導体基板と垂直方向の偏波光をより増幅するよう
にした。このため、この発明によれば、第１の電極およ
び第２の電極に注入する電流の条件により、半導体基板
と水平方向の偏波光および半導体基板と垂直方向の偏波
光の増幅状態を、それぞれ制御できる。この結果、この
発明によれは、半導体レーザ形の光増幅素子において、
異なる偏波光が入力されたときのゲイン差をより小さく
することができる。また、この発明の偏波制御半導体レ
ーザ形光増幅素子は、偏波ローテータ，光同期回路，光
波形成回路に用いることもできる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態における偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であり、
（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を示し、
（ｂ）は図１（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断面を示
し、（ｃ）は図１（ａ）に直行する方向のＣ−Ｃ’断面
を示している。
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であり、
（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を示し、
（ｂ）は図１（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断面を示
し、（ｃ）は図１（ａ）に直行する方向のＣ−Ｃ’断面
を示している。
【図２】 この発明の第２の実施の形態における偏波制
御半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であ
る。なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断
面を示し、（ｂ）は図２（ａ）に直行する方向のＢ−
Ｂ’断面を示し、（ｃ）は図２（ａ）に直行する方向の
Ｃ−Ｃ’断面を示している。
御半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であ
る。なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断
面を示し、（ｂ）は図２（ａ）に直行する方向のＢ−
Ｂ’断面を示し、（ｃ）は図２（ａ）に直行する方向の
Ｃ−Ｃ’断面を示している。
【図３】 本発明の第３の実施の形態における偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であり、
（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を示し、
（ｂ）は図１（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断面を示
し、（ｃ）は図１（ａ）に直行する方向のＣ−Ｃ’断面
を示している。
半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であり、
（ａ）は光の通過方向に沿った面における断面を示し、
（ｂ）は図１（ａ）に直行する方向のＢ−Ｂ’断面を示
し、（ｃ）は図１（ａ）に直行する方向のＣ−Ｃ’断面
を示している。
【図４】 この発明の第４の実施の形態における偏波制
御半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であ
る。なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断
面を示し、（ｂ）は図２（ａ）に直行する方向のＢ−
Ｂ’断面を示し、（ｃ）は図２（ａ）に直行する方向の
Ｃ−Ｃ’断面を示している。
御半導体レーザ形光増幅素子の構成を示す断面図であ
る。なお、（ａ）は光の通過方向に沿った面における断
面を示し、（ｂ）は図２（ａ）に直行する方向のＢ−
Ｂ’断面を示し、（ｃ）は図２（ａ）に直行する方向の
Ｃ−Ｃ’断面を示している。
１０１…ｎ側電極、１０２…基板、１０３…下部クラッ
ド層、１０４…ＳＣＨ（separature confinement heter
ostructure）層、１０５，１０６…活性層、１０７…上
部クラッド層、１０８…キャップ層、１０９，１１０…
電極、１１２，１１３…無反射コート面。
ド層、１０４…ＳＣＨ（separature confinement heter
ostructure）層、１０５，１０６…活性層、１０７…上
部クラッド層、１０８…キャップ層、１０９，１１０…
電極、１１２，１１３…無反射コート面。
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体基板表面に形成された第１のクラ
ッド層と、 その第１のクラッド層上に形成され、光信号の入力また
は出力端面を有する第１の活性層と、 前記第１のクラッド層上に形成され、光信号の入力また
は出力端面を有する第２の活性層と、 前記第１および第２の活性層上に形成された第２のクラ
ッド層と、 前記第１のクラッド層の前記第１，２の活性層および第
２のクラッド層を含めた上に形成されたキャップ層と、 前記キャップ層上に形成された前記第１の活性層の領域
に電流を注入するための第１の電極と、 前記キャップ層上に形成された前記第２の活性層の領域
に電流を注入するための第２の電極と、 前記半導体基板裏面に形成された第３の電極と、 前記第１の活性層の入力または出力端面および前記第２
の活性層の出力または入力端面に形成された反射防止膜
とを備え、 前記第１の活性層は前記第２の活性層に比較して前記半
導体基板と水平方向の偏波光をより増幅し、前記第２の
活性層は前記第１の活性層に比較して前記半導体基板と
垂直方向の偏波光をより増幅することを特徴とする偏波
制御半導体レーザ形光増幅素子。 - 【請求項２】 請求項１記載の偏波制御半導体レーザ形
光増幅素子において、 前記第１の活性層は、その膜厚より入力および出力光導
波路の幅が大きく、 前記第２の活性層は、その膜厚が入力および出力光導波
路の幅より大きいことを特徴とする偏波制御半導体レー
ザ形光増幅素子。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の偏波制御半導体
レーザ形光増幅素子において、 前記第２の活性層は、上部活性層および前記第１の活性
層と同一膜厚に形成された下部活性層から構成され、 前記第１の活性層および下部活性層上に形成され、前記
上部活性層に比較してエッチングされにくい材料から構
成された中間層を備えたことを特徴とする偏波制御半導
体レーザ形光増幅素子。 - 【請求項４】 請求項１記載の偏波制御半導体レーザ形
光増幅素子において、 入力および出力光導波路の幅が、前記第１の活性層より
前記第２の活性層の方が狭いことを特徴とする偏波制御
半導体レーザ形光増幅素子。 - 【請求項５】 請求項４記載の偏波制御半導体レーザ形
光増幅素子において、 前記第２の活性層は前記第１の活性層に連続して形成さ
れ、 入力および出力光導波路の幅が、前記第１の活性層より
前記第２の活性層にかけて徐々に変化していることを特
徴とする偏波制御半導体レーザ形光増幅素子。 - 【請求項６】 請求項４または５記載の偏波制御半導体
レーザ形光増幅素子において、 入力および出力光導波路の厚さが、前記第１の活性層よ
り前記第２の活性層の方が厚いことを特徴とする偏波制
御半導体レーザ形光増幅素子。 - 【請求項７】 請求項６記載の偏波制御半導体レーザ形
光増幅素子において、 入力および出力光導波路の厚さが、前記第１の活性層よ
り前記第２の活性層にかけて徐々に変化していることを
特徴とする偏波制御半導体レーザ形光増幅素子。 - 【請求項８】 請求項４〜７いずれか１項記載の偏波制
御半導体レーザ形光増幅素子において、 前記第１の活性層と前記第２の活性層とが同一の層から
形成されていることを特徴とする偏波制御半導体レーザ
形光増幅素子。 - 【請求項９】 請求項１〜８いずれか１項記載の偏波制
御半導体レーザ形光増幅素子において、 前記第１，２の活性層下に形成され、光の閉じ込めをそ
れら第１，２の活性層とともに行う光閉じ込め層を備え
たことを特徴とする偏波制御半導体レーザ形光増幅素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9191259A JPH10154841A (ja) | 1996-09-26 | 1997-07-16 | 偏波制御半導体レーザ形光増幅素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-254388 | 1996-09-26 | ||
| JP25438896 | 1996-09-26 | ||
| JP9191259A JPH10154841A (ja) | 1996-09-26 | 1997-07-16 | 偏波制御半導体レーザ形光増幅素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154841A true JPH10154841A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=26506583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9191259A Pending JPH10154841A (ja) | 1996-09-26 | 1997-07-16 | 偏波制御半導体レーザ形光増幅素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10154841A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7615791B2 (en) | 2005-03-01 | 2009-11-10 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | Semiconductor optical device |
| JP2015133522A (ja) * | 2008-07-18 | 2015-07-23 | アルカテル−ルーセント | 注入された光信号の偏光への感受性（感度）を除去する、または大幅に低減させるための方法およびフォトニック素子、ならびにそのようなフォトニック素子を製造する方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0262090A (ja) * | 1988-08-29 | 1990-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光半導体装置の製造方法 |
| JPH04233783A (ja) * | 1990-08-03 | 1992-08-21 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 光増幅器 |
| JPH057056A (ja) * | 1990-11-21 | 1993-01-14 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JPH05243551A (ja) * | 1992-02-28 | 1993-09-21 | Hitachi Ltd | 半導体光集積素子 |
| JPH05291695A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Hitachi Ltd | 半導体光集積素子 |
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| JPH07162074A (ja) * | 1993-12-03 | 1995-06-23 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
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| JPH08201739A (ja) * | 1995-01-26 | 1996-08-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光素子 |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP9191259A patent/JPH10154841A/ja active Pending
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