JPS5858782A - 半導体レ−ザモジユ−ル - Google Patents
半導体レ−ザモジユ−ルInfo
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- JPS5858782A JPS5858782A JP15732481A JP15732481A JPS5858782A JP S5858782 A JPS5858782 A JP S5858782A JP 15732481 A JP15732481 A JP 15732481A JP 15732481 A JP15732481 A JP 15732481A JP S5858782 A JPS5858782 A JP S5858782A
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- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/095—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect in an optical waveguide structure
- G02F1/0955—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect in an optical waveguide structure used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光ファイバからの反射光によって生ずる発振光
強度の変動や雑音が生ずることのない、半導体レーザモ
ジュールに関する。
強度の変動や雑音が生ずることのない、半導体レーザモ
ジュールに関する。
光ファイバ技術の進展にともなって、線路の低損失化が
すすみ、長距離大容量の光信号の伝送が可能となってき
た。また信号源である半導体レーザと光ファイバとの光
結合技術の改良も加えられ高効率な光の利用ができるよ
うになり、一層の伝送距離の増大が策れるようになって
きている。光ファイバの低損失化および光結合効率の向
上によって次のような問題が明らかになってきた。半導
体レーザの出力光を結合させる光ファイバの入射端面や
その光ファイバの他端すなわち主伝送路との接続コネク
タとの間などで生ずる反射光は強度として僅かであるが
光路を逆にたどって半導体レーザ端面に集束される。こ
の戻り光の入射によって半導体レーザの発振特性が変化
する。ひとつは発振閾値電流が減少するために、定電流
駆動で半導体レーザを駆動していても、発振光強度が変
化する。また、たとえば光ファイバの入射端からのよう
に短い距離に反射面がある場合には半導体レーザの有す
る光学的な共振器に更に外部の反射面による複合共振器
が付加されることになり、半導体レーザ媒質の屈折率の
温度の変化などによって出力光強度の変化を生ずる。ま
た光ファイバの出射端面からの反射光が半導体レーザに
再入射するとレーザは多数の縦モードが共存した発振特
性を示し、周囲温度や戻り光強度のわずかの変化によっ
て主発振モードの変化やモードの飛びなどを生ずる。こ
れらはいずれも発振光の雑音となり、通信系の信号対雑
音比の劣化を生じさせる大きな原因となっている。
すすみ、長距離大容量の光信号の伝送が可能となってき
た。また信号源である半導体レーザと光ファイバとの光
結合技術の改良も加えられ高効率な光の利用ができるよ
うになり、一層の伝送距離の増大が策れるようになって
きている。光ファイバの低損失化および光結合効率の向
上によって次のような問題が明らかになってきた。半導
体レーザの出力光を結合させる光ファイバの入射端面や
その光ファイバの他端すなわち主伝送路との接続コネク
タとの間などで生ずる反射光は強度として僅かであるが
光路を逆にたどって半導体レーザ端面に集束される。こ
の戻り光の入射によって半導体レーザの発振特性が変化
する。ひとつは発振閾値電流が減少するために、定電流
駆動で半導体レーザを駆動していても、発振光強度が変
化する。また、たとえば光ファイバの入射端からのよう
に短い距離に反射面がある場合には半導体レーザの有す
る光学的な共振器に更に外部の反射面による複合共振器
が付加されることになり、半導体レーザ媒質の屈折率の
温度の変化などによって出力光強度の変化を生ずる。ま
た光ファイバの出射端面からの反射光が半導体レーザに
再入射するとレーザは多数の縦モードが共存した発振特
性を示し、周囲温度や戻り光強度のわずかの変化によっ
て主発振モードの変化やモードの飛びなどを生ずる。こ
れらはいずれも発振光の雑音となり、通信系の信号対雑
音比の劣化を生じさせる大きな原因となっている。
とくに光デジタル信号の通信系よりも光アナログ信号の
受信送信を行うシステム、広帯域アナログ光通信システ
ム、光ビデオディスク、光ファイバジャイロなどのシス
テムではとくに戻り光による半導体レーザの発する雑音
は重要な問題となっている。
受信送信を行うシステム、広帯域アナログ光通信システ
ム、光ビデオディスク、光ファイバジャイロなどのシス
テムではとくに戻り光による半導体レーザの発する雑音
は重要な問題となっている。
この半導体レーザの発振光ノイズを除去することはその
原因である戻り光のレーザへの再入射を防ぐ対策を施こ
すことであり、これまで多数の方法が考えられている。
原因である戻り光のレーザへの再入射を防ぐ対策を施こ
すことであり、これまで多数の方法が考えられている。
そのうちのひとつは、半導体レーザの出射光を高ＮＡ・
短焦点のレンズによって平行光束とし、この平行光束の
光路中に、偏光プリズム、１／４波長板を挿入し、これ
らを透過した平行光束をレンズによって集束し光ファイ
バに結合するもので、偏光プリズムの光軸は、活性層と
平行の方向に振動電界成分を有する半導体レーザの発振
光全透過し、それに直交する成分は屈折によって光路外
へ除去するように選ばれている。
短焦点のレンズによって平行光束とし、この平行光束の
光路中に、偏光プリズム、１／４波長板を挿入し、これ
らを透過した平行光束をレンズによって集束し光ファイ
バに結合するもので、偏光プリズムの光軸は、活性層と
平行の方向に振動電界成分を有する半導体レーザの発振
光全透過し、それに直交する成分は屈折によって光路外
へ除去するように選ばれている。
レーザを出射し１／４波長板を透過した光は円偏光とな
る、集束用レンズやファイバ端面で反射した反射光は、
１／４波長板を逆方向に透過し、入射時とは直交した直
線偏光となり、前述の偏光プリズムによって除去される
。この方法はレンズ面や、ファイバ入射端面のように反
射時に光偏光状態が変らない反射光すなわち近端反射は
１／４波長板によって直交する偏光に変換して除去する
ことができるが、ファイバを透過して出射端面によって
反射し再びファイバ中を透過してくるような反射光すな
わち遠端反射光にたいしては、ファイバ透過後の光の偏
光状態は円偏光を保持しないため除去することができな
いという難点を有する。
る、集束用レンズやファイバ端面で反射した反射光は、
１／４波長板を逆方向に透過し、入射時とは直交した直
線偏光となり、前述の偏光プリズムによって除去される
。この方法はレンズ面や、ファイバ入射端面のように反
射時に光偏光状態が変らない反射光すなわち近端反射は
１／４波長板によって直交する偏光に変換して除去する
ことができるが、ファイバを透過して出射端面によって
反射し再びファイバ中を透過してくるような反射光すな
わち遠端反射光にたいしては、ファイバ透過後の光の偏
光状態は円偏光を保持しないため除去することができな
いという難点を有する。
上記１／４波長板の代りに、ファラデーまたはベルデ効
果をもつ磁気光学結晶や磁気光学ガラスを用い、この磁
気光学媒質を透過する光の偏光を入射の直線偏光とは４
５度の角度を有する直線偏光とし、この偏光成分のみを
透過する複屈折プリズムを出射側にも設け、集光レンズ
によって光ファイバに光を集束する方法がある。この方
法では、反射光の偏光成分のうち出射側プリズムを透過
する成分は磁気光学媒質を逆方向に透過することによっ
て入射時とは直交する偏光へ回転を受け、この偏光は入
射側の複屈折プリズムによって除去されるため、半導体
レーザへの再入射が阻止される。
果をもつ磁気光学結晶や磁気光学ガラスを用い、この磁
気光学媒質を透過する光の偏光を入射の直線偏光とは４
５度の角度を有する直線偏光とし、この偏光成分のみを
透過する複屈折プリズムを出射側にも設け、集光レンズ
によって光ファイバに光を集束する方法がある。この方
法では、反射光の偏光成分のうち出射側プリズムを透過
する成分は磁気光学媒質を逆方向に透過することによっ
て入射時とは直交する偏光へ回転を受け、この偏光は入
射側の複屈折プリズムによって除去されるため、半導体
レーザへの再入射が阻止される。
この構成は高い逆方向損失を与えることができるが、こ
の構成も前述の方法も、半導体レーザの出射光をいった
んレンズによって平行光束に変換し、この平行光束の光
路中に複屈折プリズムや１／４板ないしは磁気光学媒質
を挿入し、再びレンズによって集束し光ファイバに集光
するという構成をとり、構成光学部品が多い。このため
周囲温度の変化によって配置ずれを生じ易く不安定であ
る。たとえば半導体レーザの活性領域の幅は２〜３μｍ
、単一モードフアイバのコア径は１０μｍ程崖である。
の構成も前述の方法も、半導体レーザの出射光をいった
んレンズによって平行光束に変換し、この平行光束の光
路中に複屈折プリズムや１／４板ないしは磁気光学媒質
を挿入し、再びレンズによって集束し光ファイバに集光
するという構成をとり、構成光学部品が多い。このため
周囲温度の変化によって配置ずれを生じ易く不安定であ
る。たとえば半導体レーザの活性領域の幅は２〜３μｍ
、単一モードフアイバのコア径は１０μｍ程崖である。
このため２つのレンズ径は３〜５倍倍率の拡大光学系を
構成することになる。したがってレンズの周囲温度の変
化による横移動は拡大されて光ファイバ端面上に生ずる
。単一モードファイバの光軸ずれの許容度は１〜２μｍ
程度と狭いため周囲温度の変化によって容易に光ファイ
バへの結合効率が低下してしまう。また半導体レーザの
端面は平行光束に変換するレンズの焦点位置に位置する
。
構成することになる。したがってレンズの周囲温度の変
化による横移動は拡大されて光ファイバ端面上に生ずる
。単一モードファイバの光軸ずれの許容度は１〜２μｍ
程度と狭いため周囲温度の変化によって容易に光ファイ
バへの結合効率が低下してしまう。また半導体レーザの
端面は平行光束に変換するレンズの焦点位置に位置する
。
したがって平行光束光路上の各部品の入出射面で僅かの
反射が生ずると、それら効率よく半導体レーザの発光部
に集光されることになる。したがって各部品の光入出射
端ＵＹＵは高性能の無反射処理を施こす必要があり部品
の製造価格が高くなるという難点を有する。
反射が生ずると、それら効率よく半導体レーザの発光部
に集光されることになる。したがって各部品の光入出射
端ＵＹＵは高性能の無反射処理を施こす必要があり部品
の製造価格が高くなるという難点を有する。
本発明の目的は上記難点を除去し、構成部品の少い低廉
な半導体レーザモジュールを提供することにある。
な半導体レーザモジュールを提供することにある。
本発明の半導体レーザモジュールは、半導体レーザと該
半導体レーザの光出射端面に光学的に端面接続された磁
気光学薄膜アイソレータとから成り、該薄膜アイソレー
タは、その基板面と前記半導体レーザの接合面とが前記
光学的に接続された端面内で４５度の角度を成すように
配置されており、かつ上面が光透過方向に金属膜で覆わ
れた部位と覆われない部位とに２分された一本のリブ形
光導波路を有し、該光導波路は、これを伝搬する偏光面
の直交した２つの伝搬モードの位相定数が縮退するよう
に、該光導波路を構成する結晶材料の組成及び該先導波
路の幾可学的形状が定められた値に設定されている構成
となっている。このような構成にすることによって、半
導体レーザへの戻り光による発振不安定が生ずることな
い、安定でしかも構成が簡単な半導体レーザモジュール
が得られる。
半導体レーザの光出射端面に光学的に端面接続された磁
気光学薄膜アイソレータとから成り、該薄膜アイソレー
タは、その基板面と前記半導体レーザの接合面とが前記
光学的に接続された端面内で４５度の角度を成すように
配置されており、かつ上面が光透過方向に金属膜で覆わ
れた部位と覆われない部位とに２分された一本のリブ形
光導波路を有し、該光導波路は、これを伝搬する偏光面
の直交した２つの伝搬モードの位相定数が縮退するよう
に、該光導波路を構成する結晶材料の組成及び該先導波
路の幾可学的形状が定められた値に設定されている構成
となっている。このような構成にすることによって、半
導体レーザへの戻り光による発振不安定が生ずることな
い、安定でしかも構成が簡単な半導体レーザモジュール
が得られる。
本発明は次の事実に基づく、第１はＴＥ偏光で発振して
いる半導体レーザに戻り光として偏波面を９０°回転さ
せた偏光であるＴＭ波を入射させてもレーザ出力光の変
化は生じないこと（この事実を示す文献として、たとえ
ば、第２７０応用物理学、関係連合講演会予稿３Ｐ−０
−１２、昭和５５年春に示されている）、第２に磁気光
学薄膜を使った新らしいアイソレータを用い、これの光
学的配置の工夫によって、レンズ等の光学部品の少い構
成で半導体レーザモジュールを構成することができる。
いる半導体レーザに戻り光として偏波面を９０°回転さ
せた偏光であるＴＭ波を入射させてもレーザ出力光の変
化は生じないこと（この事実を示す文献として、たとえ
ば、第２７０応用物理学、関係連合講演会予稿３Ｐ−０
−１２、昭和５５年春に示されている）、第２に磁気光
学薄膜を使った新らしいアイソレータを用い、これの光
学的配置の工夫によって、レンズ等の光学部品の少い構
成で半導体レーザモジュールを構成することができる。
本発明の詳細を更に図面をもって説明する。図（ａ）は
本発明の一実施例の構成原理図であって１は半導体レー
ザ、２は磁気光学薄膜アイソレータ、３は光ファイバ、
４は磁気光学薄膜アイソレータに印加される外部磁場の
方向である。この薄膜アイソレータの構造は非磁性基板
７の上にエピタキシャル成長させた磁気光学薄膜８にリ
プ形導波格５を形成し、該導波路の一部の上部に金属膜
６を設けた構成である。半導体レーザの発光部に、前記
磁気光学簿膜アイソレータ２のリプ形導波路５の上面に
金属膜を有さない端面を極接近して配置し、該リプ形導
波路の上面に金属膜を有する側の端面には光ファイバ３
が極接近して配置されている。磁気光学薄膜アイソレー
タの光透過方向に直交し非磁性基板７に平行する線と半
導体レーザ１の接合面とは４５°の角度をなして配置さ
れている。
本発明の一実施例の構成原理図であって１は半導体レー
ザ、２は磁気光学薄膜アイソレータ、３は光ファイバ、
４は磁気光学薄膜アイソレータに印加される外部磁場の
方向である。この薄膜アイソレータの構造は非磁性基板
７の上にエピタキシャル成長させた磁気光学薄膜８にリ
プ形導波格５を形成し、該導波路の一部の上部に金属膜
６を設けた構成である。半導体レーザの発光部に、前記
磁気光学簿膜アイソレータ２のリプ形導波路５の上面に
金属膜を有さない端面を極接近して配置し、該リプ形導
波路の上面に金属膜を有する側の端面には光ファイバ３
が極接近して配置されている。磁気光学薄膜アイソレー
タの光透過方向に直交し非磁性基板７に平行する線と半
導体レーザ１の接合面とは４５°の角度をなして配置さ
れている。
本構成における光の振舞いに説明する。図（ｂ）は半導
体レーザ１から出射し光ファイバ３に向かう光の偏光状
態を説明する図で、座標軸は光透過方向、半導体レーザ
の接合面に平行な方向及びこれらに直交する方向をとっ
てある。半導体レーザを出射するレーザ光１１はＴＥ波
であってこれは磁気光学薄膜アイソレータ２のリプ形導
波路５に効率よく入射する。該リプ形導波路５を進む光
波は後にその動作を説明するようにその上部を金属膜６
で覆われ外部との境界では４５°の直線偏光１２へとフ
ァラデ効果によって偏光の回転を受ける。
体レーザ１から出射し光ファイバ３に向かう光の偏光状
態を説明する図で、座標軸は光透過方向、半導体レーザ
の接合面に平行な方向及びこれらに直交する方向をとっ
てある。半導体レーザを出射するレーザ光１１はＴＥ波
であってこれは磁気光学薄膜アイソレータ２のリプ形導
波路５に効率よく入射する。該リプ形導波路５を進む光
波は後にその動作を説明するようにその上部を金属膜６
で覆われ外部との境界では４５°の直線偏光１２へとフ
ァラデ効果によって偏光の回転を受ける。
磁気光学薄膜アイソレータ２は半導体レーザの接合面９
と４５°の角度をなしているためこの偏光には磁気光学
薄膜アイソレータ２中ではＴＥ波である。更にリプ形導
波路を進みその上部を金属膜６で覆われた部分を透過す
るＴＥ波は上部の金属膜ではほとんど減衰を受けない。
と４５°の角度をなしているためこの偏光には磁気光学
薄膜アイソレータ２中ではＴＥ波である。更にリプ形導
波路を進みその上部を金属膜６で覆われた部分を透過す
るＴＥ波は上部の金属膜ではほとんど減衰を受けない。
また上部を金属膜で覆われているため、該導波路中では
ＴＥ波とＴＭ波の位相速度が異なるために偏光回転を受
けることなく４５°の直線偏光状態１３を保って該磁気
光学薄膜アイソレータを出射し、その出射端面に近接し
て設けた光ファイバ３に入射する。
ＴＥ波とＴＭ波の位相速度が異なるために偏光回転を受
けることなく４５°の直線偏光状態１３を保って該磁気
光学薄膜アイソレータを出射し、その出射端面に近接し
て設けた光ファイバ３に入射する。
図（ｃ）は戻り光にたいする偏光の振舞い示す図で、光
ファイバ３を戻って来る光は、薄膜アイソレータ２の基
板に平行な振動電界成分ＴＥ波１５とそれに直交するＴ
Ｍ波１４両成分が存在する。
ファイバ３を戻って来る光は、薄膜アイソレータ２の基
板に平行な振動電界成分ＴＥ波１５とそれに直交するＴ
Ｍ波１４両成分が存在する。
磁気光学薄膜アイソレータ２のリブ形導波路の上部が金
属膜６で覆われた部分を透過する両方の偏光成分１４、
１５のうちＴＭ波１４は金属膜の効果で急激に減衰し、
該上部を金属膜で覆われた部位を透過終了時点ではＴＥ
波成分のみ１６となる。
属膜６で覆われた部分を透過する両方の偏光成分１４、
１５のうちＴＭ波１４は金属膜の効果で急激に減衰し、
該上部を金属膜で覆われた部位を透過終了時点ではＴＥ
波成分のみ１６となる。
更にリプ形導波路の金属膜で覆われない部位を半導体レ
ーザ１に向かって進むＴＥ波はファラデー効果によって
入射時の偏光（図（ｂ）１１）とは直交する偏光１７へ
と回転を受ける。この半導体レーザ端面へ到達する戻り
光は、発振光であるＴＥ波に直交したＴＭ波である。こ
のためこの戻り光が半導体レーザ中に再入射しても前述
の如くレーザ出力光に変動を来すことがないため、発振
光の変動や雑音を生ずることがない。
ーザ１に向かって進むＴＥ波はファラデー効果によって
入射時の偏光（図（ｂ）１１）とは直交する偏光１７へ
と回転を受ける。この半導体レーザ端面へ到達する戻り
光は、発振光であるＴＥ波に直交したＴＭ波である。こ
のためこの戻り光が半導体レーザ中に再入射しても前述
の如くレーザ出力光に変動を来すことがないため、発振
光の変動や雑音を生ずることがない。
磁気光学薄膜アインレータの動作は特願昭５６−０３６
９９０に記載されているように以下の如くである。Ｙ３
Ｆｅ５Ｏ１２で代表されるガーネット磁気光学単結晶は
光波長１〜２μｍで光学的に透明であり、ファラデー効
果を有するため、光アイソレータ用材料として有用であ
る。すなわち、バルク単結晶の光を透過させる２面を研
磨して光を透過させ、光透過方向に磁場を印加し、その
透過長を適切（たとえば１．３μｍ光波にたいして、Ｙ
３Ｆｅ５Ｏ１２結晶では２．４ｍｍ程度）にしておくと
、入射した直線偏光は出射時にはこれと４５°の角度に
偏光する直線偏光にファラデ効果によって偏光回転を受
ける。この偏光を逆方向に該結晶を透過させると、反射
側面での偏光は入射した直線偏光と直交した直線偏光と
なる。このため入出射側に偏光プリズムを設けその結晶
軸を適切に定めると光アイソレータ機能すなわち、逆方
向光透過損失の大きい非可逆元素子が構成できることは
よく知られている。
９９０に記載されているように以下の如くである。Ｙ３
Ｆｅ５Ｏ１２で代表されるガーネット磁気光学単結晶は
光波長１〜２μｍで光学的に透明であり、ファラデー効
果を有するため、光アイソレータ用材料として有用であ
る。すなわち、バルク単結晶の光を透過させる２面を研
磨して光を透過させ、光透過方向に磁場を印加し、その
透過長を適切（たとえば１．３μｍ光波にたいして、Ｙ
３Ｆｅ５Ｏ１２結晶では２．４ｍｍ程度）にしておくと
、入射した直線偏光は出射時にはこれと４５°の角度に
偏光する直線偏光にファラデ効果によって偏光回転を受
ける。この偏光を逆方向に該結晶を透過させると、反射
側面での偏光は入射した直線偏光と直交した直線偏光と
なる。このため入出射側に偏光プリズムを設けその結晶
軸を適切に定めると光アイソレータ機能すなわち、逆方
向光透過損失の大きい非可逆元素子が構成できることは
よく知られている。
薄膜においてはその固有伝搬モードであるＴＥ波とＴＭ
波とではその位相速度が異なるため、通常の構成では偏
光回転は生ずることはない。通常、カーネット結晶その
ものは光学的には等方であるが、薄膜に構成するとＴＥ
波の位相定数がＴＭ波のそれより大きい。しかしながら
エピタキシャル成長させる磁気光学膜に格子定数が基板
のそれより大なる組成（たとえば一例として基板材料に
Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２結晶を選びこの基板上にＧｄｘＹ２
−ｘＦｅ５Ｏ１２、０．１＜ｘ＜０．３をエピタキシャ
ル成長させる）を選ぶと、格子定数の不整合によってエ
ピタキシャル膜には引張り応力が発生し、この応力によ
って光弾性効果を介して複屈折が生じ、最低次のＴＭ波
の位相定数の方がＴＥ波のそれよりも大になるようにす
ることができる。
波とではその位相速度が異なるため、通常の構成では偏
光回転は生ずることはない。通常、カーネット結晶その
ものは光学的には等方であるが、薄膜に構成するとＴＥ
波の位相定数がＴＭ波のそれより大きい。しかしながら
エピタキシャル成長させる磁気光学膜に格子定数が基板
のそれより大なる組成（たとえば一例として基板材料に
Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２結晶を選びこの基板上にＧｄｘＹ２
−ｘＦｅ５Ｏ１２、０．１＜ｘ＜０．３をエピタキシャ
ル成長させる）を選ぶと、格子定数の不整合によってエ
ピタキシャル膜には引張り応力が発生し、この応力によ
って光弾性効果を介して複屈折が生じ、最低次のＴＭ波
の位相定数の方がＴＥ波のそれよりも大になるようにす
ることができる。
一般に導波路の位相定数は、一列としてリブ形導波路の
ようなチャンネル化された導波路の幅の大きさによって
も変化する。上記のように平面導波路構成においてＴＭ
波の位相定数がＴＥ波のそれより大なるようにエピタキ
シャル膜の組成および膜厚を設定しておき、イオンミリ
ング法などによってリブ形導波路を形成しその導波路幅
を適切に設定するとＴＥ波の位相定数とＴＭ波の位相定
数とを縮退させることができる。この導波路の光透過方
向に磁場を印加すると、前述のバルク単結晶の場合と同
様非可逆特性を得ることができる。一例としてＧｄ０．
２Ｙ２．８Ｆｅ５Ｏ１２エピタキシャル膜３．５μｍ成
長させ、導波路幅を３．３μｍ、導波路長すなわち図（
ａ）におけるリブ形導波路で上部を金属膜で覆われない
部位５の光透過方向への長さを２．３ｍｍ程度とすると
、図（ｂ）、（ｃ）に示した偏光特性を得ることができ
る。
ようなチャンネル化された導波路の幅の大きさによって
も変化する。上記のように平面導波路構成においてＴＭ
波の位相定数がＴＥ波のそれより大なるようにエピタキ
シャル膜の組成および膜厚を設定しておき、イオンミリ
ング法などによってリブ形導波路を形成しその導波路幅
を適切に設定するとＴＥ波の位相定数とＴＭ波の位相定
数とを縮退させることができる。この導波路の光透過方
向に磁場を印加すると、前述のバルク単結晶の場合と同
様非可逆特性を得ることができる。一例としてＧｄ０．
２Ｙ２．８Ｆｅ５Ｏ１２エピタキシャル膜３．５μｍ成
長させ、導波路幅を３．３μｍ、導波路長すなわち図（
ａ）におけるリブ形導波路で上部を金属膜で覆われない
部位５の光透過方向への長さを２．３ｍｍ程度とすると
、図（ｂ）、（ｃ）に示した偏光特性を得ることができ
る。
本実施例の構成では半導体レーザの出射光はレンズ等の
光学部品を介することなくチャンネル導波路によって導
波され光ファイバに導びかれる。
光学部品を介することなくチャンネル導波路によって導
波され光ファイバに導びかれる。
半導体レーザと上記設計例のチャンネル導波路との光結
合損失は２ｄＢ程度、チャンネル導波路と光ファイバと
のそれは１．５ｄＢ程度で光の結合を実現することがで
きる。
合損失は２ｄＢ程度、チャンネル導波路と光ファイバと
のそれは１．５ｄＢ程度で光の結合を実現することがで
きる。
半導体レーザ光を利用する場合に光ファイバに透過させ
ずに平行光束として利用したい場合も多い。この場合に
は本実施例の光ファイバ３の代りに光学レンズを用い、
その焦点位置が磁気光学薄膜アイソレータの光出射端面
となるように設定することによって平行光束を得ること
ができる。
ずに平行光束として利用したい場合も多い。この場合に
は本実施例の光ファイバ３の代りに光学レンズを用い、
その焦点位置が磁気光学薄膜アイソレータの光出射端面
となるように設定することによって平行光束を得ること
ができる。
尚、実施例の構成を示す図（ａ）において、磁気光学薄
膜アイソレータ２のリブ形導波路の金属膜で覆われた部
位６と覆われない部位５との配置を逆、すなわち、半導
体レーザ１に近い側を金属膜で覆った構成にした場合に
は、半導体レーザ１に戻り再入射する光偏光成分をＴＥ
成分だけを残存させるため所期の目的を達することけ出
来ない。
膜アイソレータ２のリブ形導波路の金属膜で覆われた部
位６と覆われない部位５との配置を逆、すなわち、半導
体レーザ１に近い側を金属膜で覆った構成にした場合に
は、半導体レーザ１に戻り再入射する光偏光成分をＴＥ
成分だけを残存させるため所期の目的を達することけ出
来ない。
以上述べた如く、本発明によれば半導体レーザへの戻り
光の影響が無く、しかも光学構成部品の少い、信頼性の
高い半導体レーザモジュールが得られる。
光の影響が無く、しかも光学構成部品の少い、信頼性の
高い半導体レーザモジュールが得られる。
図（ａ）は本発明の一実施例の原理構成を示す図で、１
は半導体レーザ、２は磁気光学薄膜アイソレータ、３は
光ファイバ、４は磁気光学薄膜アイソレータに印加する
外部磁場である。図（ｂ）、（ｃ）は磁気光学薄膜アイ
ソレータ中を伝搬する光の偏光の振舞いを示す図である
。 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５６年 特 許願第１５７３
２４号２、発明の名称 半導体レーザモジュール３
、補正をする者 事件との関係 出 願 人東京都港区芝五
丁Ｆ１３３番１号 （４２３） 日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 ４、代理人 〒１０８ 東京都港区芝五丁目３７番８号 住々三田
ビル電話東京（０３）４５６−３１１１（大代表）Ｓ、
？＋正、捨す警の８４丁 ８音粕、！−’Ｉ午λ月７，３Ｆ［境逢０）６神正０汀
東 （１）、叩椀香Ｊ框萌０杵畑ぢ説明ヨよｒダ１引ｔのＶ
へ牟ｊ幌輯」の功１ （２）出面 Ｖ塀１図」を伸圧ｆり。 Ｃ２，）、 阿’Ｉ’１ｌｖ１’Ｔ湘に’＠ｔｂ）ｐｔ
５ＤＬ”ｆｉｘＭ」ｔ４Ｌす３゜ （３）、ＱＤｍ’Ｊ４’Ｉｎ 目に’ＦＪＣすＪｖ−、
：ｈ＝＋ｉ’］３ｔ’］ＪＪｉｉ、ｐマ５゜ （４） ）ｑｆ’ｆ＋ｏｆｉ！９７０ｎ 目＋＝駒Ｃｔ
）ンＪｒＪ’５Ｃ！ ’１．ｚ−１ｇＪ とＱｆ１′邸
。 ｔ！；）、 ＋ｎ’！＋線％ｌＹθ＋＝ ’ｌ’Ｊ（ａ
）Ｊｖ ＄ 、５ ’ｌ ”ｌ−＋ ｎ 」ｉ神Ｌ−ｒ
づ。 α入 １司茅１５１’４＋す４了目［１）凹（ｂジ１（
こ力Ｙ、Ｆ・状１葎２）図３も１ｂ。 ’Ｅ） 同’４１’ｓｐ＄ｚ’ｒ千目＋＝’ＦＡ＜Ｌ
＞ｉ ｔｔｉｎ ’１１ ＠」ｔ４Ｌ穿５゜ （’！、）、 ｌ目早１すぐ、Ｖｔη目ｌ二ワＢ（の、
（ｃ刀とハどご芋え１、啄３１”ｌ］−ＪＸＸ正正１ｂ （ｌｔｌ）、装ャダ１１置＋ｔ Ｘ１１．ｆ代車を乙、
ｂり神疋する。
は半導体レーザ、２は磁気光学薄膜アイソレータ、３は
光ファイバ、４は磁気光学薄膜アイソレータに印加する
外部磁場である。図（ｂ）、（ｃ）は磁気光学薄膜アイ
ソレータ中を伝搬する光の偏光の振舞いを示す図である
。 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５６年 特 許願第１５７３
２４号２、発明の名称 半導体レーザモジュール３
、補正をする者 事件との関係 出 願 人東京都港区芝五
丁Ｆ１３３番１号 （４２３） 日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 ４、代理人 〒１０８ 東京都港区芝五丁目３７番８号 住々三田
ビル電話東京（０３）４５６−３１１１（大代表）Ｓ、
？＋正、捨す警の８４丁 ８音粕、！−’Ｉ午λ月７，３Ｆ［境逢０）６神正０汀
東 （１）、叩椀香Ｊ框萌０杵畑ぢ説明ヨよｒダ１引ｔのＶ
へ牟ｊ幌輯」の功１ （２）出面 Ｖ塀１図」を伸圧ｆり。 Ｃ２，）、 阿’Ｉ’１ｌｖ１’Ｔ湘に’＠ｔｂ）ｐｔ
５ＤＬ”ｆｉｘＭ」ｔ４Ｌす３゜ （３）、ＱＤｍ’Ｊ４’Ｉｎ 目に’ＦＪＣすＪｖ−、
：ｈ＝＋ｉ’］３ｔ’］ＪＪｉｉ、ｐマ５゜ （４） ）ｑｆ’ｆ＋ｏｆｉ！９７０ｎ 目＋＝駒Ｃｔ
）ンＪｒＪ’５Ｃ！ ’１．ｚ−１ｇＪ とＱｆ１′邸
。 ｔ！；）、 ＋ｎ’！＋線％ｌＹθ＋＝ ’ｌ’Ｊ（ａ
）Ｊｖ ＄ 、５ ’ｌ ”ｌ−＋ ｎ 」ｉ神Ｌ−ｒ
づ。 α入 １司茅１５１’４＋す４了目［１）凹（ｂジ１（
こ力Ｙ、Ｆ・状１葎２）図３も１ｂ。 ’Ｅ） 同’４１’ｓｐ＄ｚ’ｒ千目＋＝’ＦＡ＜Ｌ
＞ｉ ｔｔｉｎ ’１１ ＠」ｔ４Ｌ穿５゜ （’！、）、 ｌ目早１すぐ、Ｖｔη目ｌ二ワＢ（の、
（ｃ刀とハどご芋え１、啄３１”ｌ］−ＪＸＸ正正１ｂ （ｌｔｌ）、装ャダ１１置＋ｔ Ｘ１１．ｆ代車を乙、
ｂり神疋する。
Claims (1)
- 半導体レーザと該半導体レーザの光出射端面に光学的に
端面接続された出気光学博膜アイソレータとから成り、
該薄膜アイソレータは、その基板面と前記半導体レーザ
の接合面とが前記光学的に接続された趨面内で４５度の
角度を成すように配置されており、かつ上面が光透過方
向に金属膜で覆れた部位と覆われない部位とに２分され
た一本のリプ形光導波路を有し、該光導波路は、これを
伝搬する偏光面の直交した２つの伝搬モードの位相定数
が縮退するように、該光導波路を構成する結晶材料の組
成及び該光導波路の幾何学的寸法が定められた値に設定
されていることを特徴とする半導体レーザモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15732481A JPS5858782A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15732481A JPS5858782A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858782A true JPS5858782A (ja) | 1983-04-07 |
| JPH0158677B2 JPH0158677B2 (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=15647201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15732481A Granted JPS5858782A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 半導体レ−ザモジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858782A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145689A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | Nec Corp | ピグテ−ル付半導体レ−ザ装置 |
| JPS61192471U (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-29 |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP15732481A patent/JPS5858782A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60145689A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | Nec Corp | ピグテ−ル付半導体レ−ザ装置 |
| JPH0584074B2 (ja) * | 1984-01-10 | 1993-11-30 | Nippon Electric Co | |
| JPS61192471U (ja) * | 1985-05-22 | 1986-11-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158677B2 (ja) | 1989-12-13 |
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