JPS60176289A - 光集積回路 - Google Patents
光集積回路Info
- Publication number
- JPS60176289A JPS60176289A JP3218684A JP3218684A JPS60176289A JP S60176289 A JPS60176289 A JP S60176289A JP 3218684 A JP3218684 A JP 3218684A JP 3218684 A JP3218684 A JP 3218684A JP S60176289 A JPS60176289 A JP S60176289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- optical
- integrated circuit
- laser
- light emitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
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】
例 技術分野
この発明は、光通信用送信器、光情報処理機器用発光素
子などに使用できる光集積回路に関する。
子などに使用できる光集積回路に関する。
（イ）従来技術とその問題点
光通信システム、光情報処理システムなどにおいて半導
体レーザは重要なデバイスである。小型で、コヒーレン
ト光が発生し、しかも直接変調できるという長所がある
。しかしなから、比較的狭い領域に高密度の電流が流れ
るので、劣化しやすく、寿命が短い、という欠点がある
。
体レーザは重要なデバイスである。小型で、コヒーレン
ト光が発生し、しかも直接変調できるという長所がある
。しかしなから、比較的狭い領域に高密度の電流が流れ
るので、劣化しやすく、寿命が短い、という欠点がある
。
半導体レーザの発光特性の劣化、又は短い寿命がシステ
ム全体の信頼性を低下させる。
ム全体の信頼性を低下させる。
半導体レーザの特性を向上させることが望ましいか、い
まなお劣化の問題は完全に解決さねていない。半導体レ
ーザの信頼性はなお低い。
まなお劣化の問題は完全に解決さねていない。半導体レ
ーザの信頼性はなお低い。
本発明者は、そこで、半導体レーザを２つ用いて、ひと
つのシステムを構築するのが良いと考える。ひとつはバ
ックアップ用の予備半導体レーザて、最初に使用してい
たレーザが劣化すると、予備半導体レーザを光源とする
のである。
つのシステムを構築するのが良いと考える。ひとつはバ
ックアップ用の予備半導体レーザて、最初に使用してい
たレーザが劣化すると、予備半導体レーザを光源とする
のである。
、 従来技術を用いて、システムの中へ、バックアップ
用の半導体レーザを組込むには、例えば、第３図に示す
ような光源部の構成が考えらねよう。
用の半導体レーザを組込むには、例えば、第３図に示す
ような光源部の構成が考えらねよう。
笥ル−ザダイオード３１の光が゛−レンズ３２を通り、
ミラー３３によって反射され′〔光ファイバ３４のコア
に入射する。レーザダイオード３１の出力をモニタする
ためミラー３３の反対側にフォトダイオード３５が設け
である。駆動回路３６がレーザダイオード３１を゛変調
、炙光させている。
ミラー３３によって反射され′〔光ファイバ３４のコア
に入射する。レーザダイオード３１の出力をモニタする
ためミラー３３の反対側にフォトダイオード３５が設け
である。駆動回路３６がレーザダイオード３１を゛変調
、炙光させている。
一方１．これらと同等の予備光源が設けられる。
第２レーザダイオード３γ、レンズ３８、フォトダイオ
ード３９、などである。
ード３９、などである。
第１ホトダイオード３５は第２レーザダイオード３γの
出力をモニタし、出力が低下したことを検出すると、駆
動回路３６は、予備の第２レーザダイオード３γを変調
駆動するようにする。第２フオトダイオード３９は切換
えが確実に行えたかどうかをチェックする。ミラーを４
０の位置へ変位させる。
出力をモニタし、出力が低下したことを検出すると、駆
動回路３６は、予備の第２レーザダイオード３γを変調
駆動するようにする。第２フオトダイオード３９は切換
えが確実に行えたかどうかをチェックする。ミラーを４
０の位置へ変位させる。
このような予備光源システムがあわば、レーザダイオー
ドが故障しても、ひきつづきシステムを動作させる事が
できる。
ドが故障しても、ひきつづきシステムを動作させる事が
できる。
たとえこのようにしたとしても、製造コストが高くなり
すぎる、という難点があるであろう。ここではミラーを
１枚使つ”Ｃいるが、光路切シ換え機構を必要とする。
すぎる、という難点があるであろう。ここではミラーを
１枚使つ”Ｃいるが、光路切シ換え機構を必要とする。
またモニタ用のフォトダイオード、２つのし′−ザダイ
オードをディスクリートに構成するため、製造工程が増
える。またディスクリートな部品を組合わせるため、レ
ーザダイオード、レンズ、ミラー、光−ファイバの間で
高精度の微調整、すなわち光軸合わせなどの操作が必要
になる。
オードをディスクリートに構成するため、製造工程が増
える。またディスクリートな部品を組合わせるため、レ
ーザダイオード、レンズ、ミラー、光−ファイバの間で
高精度の微調整、すなわち光軸合わせなどの操作が必要
になる。
もうひとつの難点は、変調駆動回路３６を外利けするた
め、浮遊容量が大きくなり、変調帯域が狭くなる、とい
う事である。浮遊容量か大きいと、必要変調パワーＰと
変調帯域Δｆの比（Ｐ ／Δｆ）が大きな値となるが、
変調パワーＰを大きくすると高速変調が離しい。このた
め帯域Δｆが狭＜ＩＳシ、変調パワーのレーザダイオー
ドへの挿入が難しくなる。
め、浮遊容量が大きくなり、変調帯域が狭くなる、とい
う事である。浮遊容量か大きいと、必要変調パワーＰと
変調帯域Δｆの比（Ｐ ／Δｆ）が大きな値となるが、
変調パワーＰを大きくすると高速変調が離しい。このた
め帯域Δｆが狭＜ＩＳシ、変調パワーのレーザダイオー
ドへの挿入が難しくなる。
（つ）発明の目的
この発明は、主半導体レーザと予備半導体レーザ、これ
らの駆動用のＦ Ｅ Ｔ及び出力光モニタ用のフォトダ
イオード、及び出力光を１本の光導波路に導くためのＹ
分岐素子を、同一半導体基板」二へモノリシックに集積
化した光集積回路を与えることを目的とする。
らの駆動用のＦ Ｅ Ｔ及び出力光モニタ用のフォトダ
イオード、及び出力光を１本の光導波路に導くためのＹ
分岐素子を、同一半導体基板」二へモノリシックに集積
化した光集積回路を与えることを目的とする。
（１）構 成
本発明は、１枚の半導体基板上に、複数の発光素子、各
々の発光素子からの光出力を個々に検出する複数の光検
出素子と、発光素子を駆動するためのＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）と、発光素子からの出力光を外部へ導出
するための分岐光導波路ヲモノリシックに集積した光集
積回路である。
々の発光素子からの光出力を個々に検出する複数の光検
出素子と、発光素子を駆動するためのＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）と、発光素子からの出力光を外部へ導出
するための分岐光導波路ヲモノリシックに集積した光集
積回路である。
同等の発光素子を並列に配置し、その出力光をＹ分岐構
造の光導波路によって外部へ導く。発光素子のうち１個
を主発光素子とし、他を予備発光素子とする。主発光素
子の出力が低下したり、発振が停止した場合には、予備
の発光素子に切り換える。
造の光導波路によって外部へ導く。発光素子のうち１個
を主発光素子とし、他を予備発光素子とする。主発光素
子の出力が低下したり、発振が停止した場合には、予備
の発光素子に切り換える。
発光素子の出力低下、発振停止などをモニタするために
、光出力検出用の光検出素子が、各々の発光素子の上部
に設けられている。
、光出力検出用の光検出素子が、各々の発光素子の上部
に設けられている。
また発光素子を駆動するためのＦ Ｅ Ｔ（電界効果ト
ランジスタ）か各々の発光素子に接する位置に設けられ
ている。
ランジスタ）か各々の発光素子に接する位置に設けられ
ている。
発光素子は、一方の端が襞間面であるＤＢＲ（Ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅ［Ｉｅｃ［ｏｒ ：
分布ブラッグ反射器）型レーザダイオードとする。共振
器の−方か襞間面で、他方がグレーティングによって構
成されている。
ｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅ［Ｉｅｃ［ｏｒ ：
分布ブラッグ反射器）型レーザダイオードとする。共振
器の−方か襞間面で、他方がグレーティングによって構
成されている。
光検出素子は、ｐｎ接合型フォトダイオードとする。レ
ーザダイオードとフォトダイオードはｎ型層を共有する
ようにしている。
ーザダイオードとフォトダイオードはｎ型層を共有する
ようにしている。
ＦＥＴはｎチャンネル接合型のＦＥＴで、ドレインがレ
ーザダイオードのｎ型層、フォトダイオードのｎ型層と
共通になっている。
ーザダイオードのｎ型層、フォトダイオードのｎ型層と
共通になっている。
長波長帯（波長言０．９〜１．７μｍ）通信用としては
、半導体材料として、ＩｎＰを基板とするＩｎＧａＡｓ
Ｐ系の４元混晶を選ぶ。
、半導体材料として、ＩｎＰを基板とするＩｎＧａＡｓ
Ｐ系の４元混晶を選ぶ。
短波長帯（波長；０．７〜０．９μｍ）通信用としては
、ＧａＡ ｓを基板とするＧａＡＪ３Ａ ｓ系の３元混
晶を選ぶ。
、ＧａＡ ｓを基板とするＧａＡＪ３Ａ ｓ系の３元混
晶を選ぶ。
以下、第１図によって具体的な構造を説明する。
これはＩｎＰを基板とする光集積回路で長波長帯用のも
のである。ＧａＡｓ を基板とするものも同様に構成で
きる。
のである。ＧａＡｓ を基板とするものも同様に構成で
きる。
半絶縁性（Ｓｅｍ１ Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ） ｌｎ
Ｐ基板１から出発する。以下は、１ｎＰウエノ１につい
て、多数の同一の集積回路が製作されるが、その内のひ
とつに・ついてのみ説明したものである。
Ｐ基板１から出発する。以下は、１ｎＰウエノ１につい
て、多数の同一の集積回路が製作されるが、その内のひ
とつに・ついてのみ説明したものである。
Ｓ ｌ −１ｎＰ基板１の上面の一部を長手方向にエツ
チングで溝加工する。この長手方向の溝の中へｐ Ｉｎ
Ｐ ／７ ラッド層２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３をエピ
タキシャル成長させて溝を埋める。続いて、ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３と基板１の露出面の上へｎ −ＩｎＰクラ
ッド層４及びｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層５をエピタキシャル
成長させる。
チングで溝加工する。この長手方向の溝の中へｐ Ｉｎ
Ｐ ／７ ラッド層２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３をエピ
タキシャル成長させて溝を埋める。続いて、ＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層３と基板１の露出面の上へｎ −ＩｎＰクラ
ッド層４及びｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層５をエピタキシャル
成長させる。
ｎ −１ｎＰクラッド層４は、フォトダイオードのｎ型
部、レーザダイオードのｎ型部つまシカソードと、ＦＥ
Ｔのドレインとなる。
部、レーザダイオードのｎ型部つまシカソードと、ＦＥ
Ｔのドレインとなる。
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層５はフォトダイオードのＰ型部つ
゛まリアノードと、ＦＥＴのゲートとなる。
゛まリアノードと、ＦＥＴのゲートとなる。
フォトリングラフィにより、Ｙ分岐状の導波路加工及び
ＦＥＴのゲート部加工を施す。これにより、最上層のｐ
−ＩｎＣ；ａＡｓＰ層５は、フォトダイオード７のア
ノードと、ＦＥＴ、１８．１９のゲート２１ ．２４を
残して、他は全て除去される。その下の、ｎ −１ｎＰ
クラ’７ド層４はＦＥＴ１８．１９のソース２０．２３
、ドレイン２２．２５、及びレーザダイオードｉｏ、１
ｉのカソード、フォトダイオード６．７のカソードの部
分だけが残る。
ＦＥＴのゲート部加工を施す。これにより、最上層のｐ
−ＩｎＣ；ａＡｓＰ層５は、フォトダイオード７のア
ノードと、ＦＥＴ、１８．１９のゲート２１ ．２４を
残して、他は全て除去される。その下の、ｎ −１ｎＰ
クラ’７ド層４はＦＥＴ１８．１９のソース２０．２３
、ドレイン２２．２５、及びレーザダイオードｉｏ、１
ｉのカソード、フォトダイオード６．７のカソードの部
分だけが残る。
Ｙ分岐は、ｎ −１ｎＰクラッド層４よシ深く、ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層３の厚み全部と、Ｐ−ＩｎＰクラッド層
２の途中までＹ型部を残すようにエツチングする事によ
・つて作られる。
ａＡｓＰ活性層３の厚み全部と、Ｐ−ＩｎＰクラッド層
２の途中までＹ型部を残すようにエツチングする事によ
・つて作られる。
Ｙ型部の２本に分岐した部分のｎ−１ｎＰクラッド層４
の一部をホログラフィック露光法または電子ビーム（’
ＥＢ）露光法とフォトリングラフィによって、ブラッグ
反射用のグレーティング８を形成する。グレーティング
８の周期Ａは、活性層中の光波か効果的にブラッグ反射
されるようにとなるように選ぶ。ここで、λｇは、活性
層のエネルギーバンドギャップに対する波長、Ｎは実効
的屈折率、すなわち、導波層中での伝搬定数βと真空中
の伝搬定数ｋＯの比で、Ｎ−β／ｋｏによって定義する
。
の一部をホログラフィック露光法または電子ビーム（’
ＥＢ）露光法とフォトリングラフィによって、ブラッグ
反射用のグレーティング８を形成する。グレーティング
８の周期Ａは、活性層中の光波か効果的にブラッグ反射
されるようにとなるように選ぶ。ここで、λｇは、活性
層のエネルギーバンドギャップに対する波長、Ｎは実効
的屈折率、すなわち、導波層中での伝搬定数βと真空中
の伝搬定数ｋＯの比で、Ｎ−β／ｋｏによって定義する
。
そして、オーミック電極を、フォトダイオード部、ＦＥ
Ｔのゲート部、ソース部に設ける。
Ｔのゲート部、ソース部に設ける。
Ｐ型オーミック電極としてはＡｎ −Ｚｎなどを用いる
ことができる。ｎ型オーミック電極としては、Ａｕ −
Ｇｅ −Ｎｉ などが考えられる。最終的に襞間を行い
、襞開面１２をレーザ共振器の一方の反射面とする。
ことができる。ｎ型オーミック電極としては、Ａｕ −
Ｇｅ −Ｎｉ などが考えられる。最終的に襞間を行い
、襞開面１２をレーザ共振器の一方の反射面とする。
フォトダイオード６．７は、Ｙ型分岐路１４の２′つの
終端に形成される。これは最上層のｐ −ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層５をアノード側、ｎ −１ｎＰクラッド層４をカソ
ード側とするフォトダイオードである。Ｐｎ接合面に入
った光の強度を検出することができる。
終端に形成される。これは最上層のｐ −ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層５をアノード側、ｎ −１ｎＰクラッド層４をカソ
ード側とするフォトダイオードである。Ｐｎ接合面に入
った光の強度を検出することができる。
レーザダイオード１０．１１は、フォトダイオードに続
い”Ｃ，Ｙ型分岐路１４の２つに分岐した部分の中間部
に生ずる。これはｎ −１ｎｌ’クラッド層４と、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層３と、ｐ −１ｎＰり−ｙ ラド層２
と、グレーティング８，９及び襞間面１２゜１２によ°
つて構成される。
い”Ｃ，Ｙ型分岐路１４の２つに分岐した部分の中間部
に生ずる。これはｎ −１ｎｌ’クラッド層４と、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ活性層３と、ｐ −１ｎＰり−ｙ ラド層２
と、グレーティング８，９及び襞間面１２゜１２によ°
つて構成される。
電極は、ｐ −ＩｎＰクラッド層２にＰコンタクト３０
を形成し、ｐ −ＩｎＰクラッド層２がら、活性層３〜
、ｎ −１ｎＰクラッド層４の方向へ電流か流れるよう
にする。光はＩ ｎＧａＡ ｓ Ｐ活性層３に於て発生
ずる。
を形成し、ｐ −ＩｎＰクラッド層２がら、活性層３〜
、ｎ −１ｎＰクラッド層４の方向へ電流か流れるよう
にする。光はＩ ｎＧａＡ ｓ Ｐ活性層３に於て発生
ずる。
活性層３の屈折率は、クラッド層２．４よシ大きいので
光はここにとじこめられて、面内を往復運動する。共振
器の一方は襞間面１２で、もう一方はクラッド層４につ
けたグレーティング８．９である。共振器の中を往復運
動する光によって、コヒーレントなレーザ光が出するの
で、これはクレーティング８．９を通過して、前方の光
導波路１５．１６へ進み、Ｙ型分岐路１４から集合導波
路１１゛へと出てゆく。
光はここにとじこめられて、面内を往復運動する。共振
器の一方は襞間面１２で、もう一方はクラッド層４につ
けたグレーティング８．９である。共振器の中を往復運
動する光によって、コヒーレントなレーザ光が出するの
で、これはクレーティング８．９を通過して、前方の光
導波路１５．１６へ進み、Ｙ型分岐路１４から集合導波
路１１゛へと出てゆく。
２つのＦＥＴ１８．ＦＥＴ１９は、それそ第１、レーザ
タイオード１０．１１を変調駆動するものである。
タイオード１０．１１を変調駆動するものである。
ＦＥＴ１８は、ソース２０、ゲート２１、ドレイン２２
とよりなっていて、ソース２０とゲート２１の上には電
極がそれぞれ設けられる。ドレイン２２は、レーザダイ
オード１０のｎ −１ｎＰ クラッド層４と共通のエピ
タキシキル層となっており、電子は、ソース２０、ドレ
イン２２、レーザダイオード１０のｎ −１ｎＰクラッ
ド層４、活性層３へと流れる。クレーティング８より前
方の部分のｎ−ＩｎＰクラッド層４はドレイン２２とは
分離さねている。
とよりなっていて、ソース２０とゲート２１の上には電
極がそれぞれ設けられる。ドレイン２２は、レーザダイ
オード１０のｎ −１ｎＰ クラッド層４と共通のエピ
タキシキル層となっており、電子は、ソース２０、ドレ
イン２２、レーザダイオード１０のｎ −１ｎＰクラッ
ド層４、活性層３へと流れる。クレーティング８より前
方の部分のｎ−ＩｎＰクラッド層４はドレイン２２とは
分離さねている。
Ｆ Ｅ Ｔ ｌ ９は、同様にソース２３、ゲート２４
、ドレイン２５とよシなり、レーザダイオード１１を駆
動する。
、ドレイン２５とよシなり、レーザダイオード１１を駆
動する。
レーザタイオード１ｏ、ｉｉのレーザ光は、活性層３の
中に閉しこめられるが、エバネッセント波（しみ出し光
）かフォトダイオード６．７のＰｎ接合部に到達するの
で、フォトダイオード６゜７に光電流か生じる。これに
よって、レーザダイオードの発振強度、発振停止などの
状態を検出することかできる。
中に閉しこめられるが、エバネッセント波（しみ出し光
）かフォトダイオード６．７のＰｎ接合部に到達するの
で、フォトダイオード６゜７に光電流か生じる。これに
よって、レーザダイオードの発振強度、発振停止などの
状態を検出することかできる。
レーザタイオード１０．１１の前方に形成された光導波
路１５，１６．１７は、下から順にＰ−ＩｎＰクラッド
層２、ｎ −１ｎＧａＡｓＰ導波層３′、ｎ−１ｎＰク
ラッド層４よりなる。中間部が、大きい屈折率を持って
いるから、ここに光か閉しこめら１１る。
路１５，１６．１７は、下から順にＰ−ＩｎＰクラッド
層２、ｎ −１ｎＧａＡｓＰ導波層３′、ｎ−１ｎＰク
ラッド層４よりなる。中間部が、大きい屈折率を持って
いるから、ここに光か閉しこめら１１る。
第２図はこの光集積回路の等価回路図を示す。
但し、同しものが２組あるから、半分だけを表わしてい
る。対応関係を示すため、第１図の構成要素を、同じ番
号を付して示した。
る。対応関係を示すため、第１図の構成要素を、同じ番
号を付して示した。
直流電源２６の負極と、ＦＥＴ１８，１９のソース２０
．２３がＰコンタクト３０を経て接続される。
．２３がＰコンタクト３０を経て接続される。
フォトダイオード６．７のカソード、レーザタイオード
１０．１１のカソード、ｌ＝、ＥＴｉｇ、ｉ９のドレイ
ンは共通である。
１０．１１のカソード、ｌ＝、ＥＴｉｇ、ｉ９のドレイ
ンは共通である。
ＦＥＴ１８．１９のゲート２１．２４は抵抗２８を経て
直流電源２７によって、一定の負電圧をバイアスとして
与えておく。変調入力信号かコンデンサ２９を介してゲ
ー）２１．２４へ加えられる。
直流電源２７によって、一定の負電圧をバイアスとして
与えておく。変調入力信号かコンデンサ２９を介してゲ
ー）２１．２４へ加えられる。
レーザ１０，１１の発振状態はフォトダイオード６．７
によってモニタされる。
によってモニタされる。
す、上の説明は、発光素子として、レーザダイオードを
採用したものについてなされている。
採用したものについてなされている。
しかし、レーザタイオードの他に端面発光型の発光タイ
オードにも、本発明を通用することができる。この場合
、共振器を構成するだめのグレーティング８，９は不要
である。
オードにも、本発明を通用することができる。この場合
、共振器を構成するだめのグレーティング８，９は不要
である。
本発明の光集積回路は、エピタキシャル多層成長法を利
用して製作される。
用して製作される。
エピタキシャル多層成長法としては、液相成長法（Ｌｉ
ｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ ＥｐｉＬａｘｙ ） 、気相成
長法（Ｖａｐｏｕｒ ｌ’ｈａｓｃ Ｅｐｉ ｔａｘｙ
） 、有機金属気相堆積法（ＭｅＬａｌ−Ｏｒｇａｎ
ｉｃＣｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ ）なさかある。
ｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ ＥｐｉＬａｘｙ ） 、気相成
長法（Ｖａｐｏｕｒ ｌ’ｈａｓｃ Ｅｐｉ ｔａｘｙ
） 、有機金属気相堆積法（ＭｅＬａｌ−Ｏｒｇａｎ
ｉｃＣｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ ）なさかある。
（オ）作 用
レーザタイオードか２以上存在する光集積回路である。
いずれかひとったけを使用する。このレーザタイオード
の発振出力を対応するフォトダイオードによって常時モ
ニタする。レーザダイオードの出力が異常に低下し、又
は発振が停止した時、別のレーザダイオードを駆動する
ようにする。
の発振出力を対応するフォトダイオードによって常時モ
ニタする。レーザダイオードの出力が異常に低下し、又
は発振が停止した時、別のレーザダイオードを駆動する
ようにする。
（ｈｌ ＧａＡｇＡｓ系の光集積回路
本発明はＩｎＰ系の他に、ＧａＡＨＡ ｓ系の材料にも
適用することができる。
適用することができる。
Ｓ Ｉ −ＧａＡｓ基板を使う点は同じである。たたし
、ＧａＡｓ０方かＧａ ＡｇＡ ｓよシ屈折率が大きい
ので、ＧａＡｓが活性層になシ、Ｇａ／ＪＡｓがクラッ
ド層になる、という違いはある。
、ＧａＡｓ０方かＧａ ＡｇＡ ｓよシ屈折率が大きい
ので、ＧａＡｓが活性層になシ、Ｇａ／ＪＡｓがクラッ
ド層になる、という違いはある。
（−８）効 果
本発明の光集積回路は、光通信用送信器、光情報処理用
発光素子などとして、システムの中へ組込まわる。この
光集積回路には、次のような優れた効果かある。
発光素子などとして、システムの中へ組込まわる。この
光集積回路には、次のような優れた効果かある。
（１）主レーザダイオードが異常（出力低下、発振停止
）状態になシ、システムがタウンしても、極めて短時間
の内に回復することができる。
）状態になシ、システムがタウンしても、極めて短時間
の内に回復することができる。
電気的繰作により予備半導体レーザに切換える事ができ
、またモノリシック集積されたＹ分岐光導波路を備えて
いるため、光路変更のための操作や光軸調整のための操
作を必要としない。
、またモノリシック集積されたＹ分岐光導波路を備えて
いるため、光路変更のための操作や光軸調整のための操
作を必要としない。
（２）光源切り換え用の光コンポーネントか不要である
。
。
モノリシックＹ分岐形光導波路を有するからである。
（３）製造プロセスか簡単である。
フォトダイオード部とレーザダイオード部とは層構造を
なすように形成されている。このため、この部分は、−
回の多層エピタキシャル成長を行なうたけてよく、特に
フォトダイオード製作のためのエピタキシャル成長プロ
セスは不要である。
なすように形成されている。このため、この部分は、−
回の多層エピタキシャル成長を行なうたけてよく、特に
フォトダイオード製作のためのエピタキシャル成長プロ
セスは不要である。
（４）主半導体レーザが故障し、予備半導体レーザに切
り換わつ′Ｃも、発光特性には変化かない。
り換わつ′Ｃも、発光特性には変化かない。
主、予備の２つの半導体レーザダイオードの活性層は共
通である。またＤＢＲ（分布ブラッグ反射型）構造を採
用しているため、主半導体レーザ、予備半導体レーザの
発振波長、モードが同一である。
通である。またＤＢＲ（分布ブラッグ反射型）構造を採
用しているため、主半導体レーザ、予備半導体レーザの
発振波長、モードが同一である。
（５）小型、軽量、高信頼性、低コスト化がはかれる。
レーザダイオード、駆動用ＦＥＴ、モニタ用フォトダイ
オード、Ｙ分岐型光導波路を同一基板上にモノリシック
集積したため光軸無調整であり、かつ在来の半導体デバ
イスプロセスで量産化できるからである。
オード、Ｙ分岐型光導波路を同一基板上にモノリシック
集積したため光軸無調整であり、かつ在来の半導体デバ
イスプロセスで量産化できるからである。
（６）所要変調信号パワ一対変調帯域比Ｐ／Δ［が小さ
くなり、高速変調駆動か容易になる。
くなり、高速変調駆動か容易になる。
レーザダイオードと、駆動用Ｆ Ｅ−１”をモノリシッ
ク集積しているため浮遊容量か小さくなる。このため、
変調帯域が広くとね、変調信号パワーの押入か容易であ
る。
ク集積しているため浮遊容量か小さくなる。このため、
変調帯域が広くとね、変調信号パワーの押入か容易であ
る。
第１図は本発明の光集積回路の略斜視図。
第２図は本発明の光集積回路の半分についての等価回路
と周辺回路。 第３図は従来例に係る主レーザダイオード、予備レーザ
ダイオードからなる発光源の構成図。 ｌ 、、、、、、 Ｓ Ｉ −１ｎＰ基板２・・・・・
ｐ −１ｎＰクラツ、ド層３・・・・・・ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層 ４・・・ｎ −１ｎＰクラッド層 ５ ・−・・ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層 ６．７・・・・・・フォトダイオード ８．９・・・・・・グレーティング ｉｏ、１ｉ・・・・・・レーザダイオード１２ ・・・
・・・臂 開 面 １４・・・Ｙ型分岐路 １５．１６・・・・分岐導波路 １７・・・・集合導波路 １８．１９・・・・・・Ｉ”ＥＴ 発 明 者 奥 １） 寛 松 岡 春 冶 岡 本 賢 司 特許出願人 住友電気工業株式会社
と周辺回路。 第３図は従来例に係る主レーザダイオード、予備レーザ
ダイオードからなる発光源の構成図。 ｌ 、、、、、、 Ｓ Ｉ −１ｎＰ基板２・・・・・
ｐ −１ｎＰクラツ、ド層３・・・・・・ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層 ４・・・ｎ −１ｎＰクラッド層 ５ ・−・・ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層 ６．７・・・・・・フォトダイオード ８．９・・・・・・グレーティング ｉｏ、１ｉ・・・・・・レーザダイオード１２ ・・・
・・・臂 開 面 １４・・・Ｙ型分岐路 １５．１６・・・・分岐導波路 １７・・・・集合導波路 １８．１９・・・・・・Ｉ”ＥＴ 発 明 者 奥 １） 寛 松 岡 春 冶 岡 本 賢 司 特許出願人 住友電気工業株式会社
Claims (7)
- （１）１枚の半導体基板の上に、複数の発光素子と、各
々の発光素子を駆動するためのＦＥＴと、各々の発光素
子の光出力を検出するための光検出素子と、各々の発光
素子に連続する分岐光導波路と分岐構造によって連続す
る共通の集合導波路とか、多層エピタキシャル構造とな
るようにモノリシックに集積され、ていることを特徴と
する光集積回路。 - （２） 発光素子は分布ブラッグ反則型レーザダイオー
ドである特許請求の範囲第（１）項記載の光集積回路。 - （３）光検出素子は、レーザダイオード部のｎ型層を共
有するフォトダイオードである特許請求の範囲第（１）
項記載の光集積回路。 - （４）光導波路部分はＹ分岐構造である特許請求の範囲
第（１）項記載の光集積回路。 - （５） 駆動用Ｆ Ｅ Ｔは、そのドレイン部かレーザ
ダイオードのクラッド層と共通とな・つているような接
合型ＦＥＴである特許請求の範囲第（１）項記載の光集
積回路。 - （６） ＄、１料として、半絶縁性１ｎＩ’を基板とす
るＩ ｎＧａＡ ｓ Ｐ混晶を用いた特許請求の範囲第
（１）項〜第（５）項のいずれかに記載の光集積回路。 - （７）材料として、半絶縁性ＧａΔＳを基板とするＧ４
ＡｌＡｓ混晶を用いた特許請求の範囲第（１）項〜第（
５）項のいずれかに記載の光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218684A JPS60176289A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218684A JPS60176289A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176289A true JPS60176289A (ja) | 1985-09-10 |
Family
ID=12351878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3218684A Pending JPS60176289A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60176289A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3701655A1 (de) * | 1986-01-21 | 1987-07-23 | Sharp Kk | Halbleiterlaseranordnung |
| EP0636908A1 (en) * | 1993-07-27 | 1995-02-01 | AT&T Corp. | Wavelength division multiplexed optical communication transmitters |
| EP1886389A1 (en) * | 2005-05-30 | 2008-02-13 | Phoxtal Communications Ab | Integrated chip |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP3218684A patent/JPS60176289A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3701655A1 (de) * | 1986-01-21 | 1987-07-23 | Sharp Kk | Halbleiterlaseranordnung |
| US4813051A (en) * | 1986-01-21 | 1989-03-14 | 501 Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser array device |
| EP0636908A1 (en) * | 1993-07-27 | 1995-02-01 | AT&T Corp. | Wavelength division multiplexed optical communication transmitters |
| EP1886389A1 (en) * | 2005-05-30 | 2008-02-13 | Phoxtal Communications Ab | Integrated chip |
| EP1886389A4 (en) * | 2005-05-30 | 2011-03-30 | Phoxtal Comm Ab | INTEGRATED CHIP |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4829535A (en) | Variable wavelength semiconductor laser | |
| EP0169567B1 (en) | Semiconductor laser device | |
| US8155161B2 (en) | Semiconductor laser | |
| EP0213965B1 (en) | Semiconductor laser devices | |
| US5105433A (en) | Interferometric semiconductor laser | |
| EP0558948A1 (en) | An optical semiconductor apparatus, a method of driving the same and an optical transmission system using the same | |
| EP0300790B1 (en) | Semiconductor laser | |
| JPH0636457B2 (ja) | 半導体レ−ザを組み込むモノリシツク集積光学デバイスの製造方法およびこの方法によつて得られたデバイス | |
| CA2149156C (en) | Semiconductor laser having integrated waveguiding lens | |
| US8149889B2 (en) | Semiconductor laser device | |
| CA2165711C (en) | Semiconductor light source having a spectrally broad, high power optical output | |
| US4607370A (en) | Paired, separately controlled, and coupled or uncoupled stripe geometry semiconductor lasers | |
| US20120105932A1 (en) | Optoelectronic device with controlled temperature dependence of the emission wavelength and method of making same | |
| US6453105B1 (en) | Optoelectronic device with power monitoring tap | |
| JPH0426233B2 (ja) | ||
| JPS60176289A (ja) | 光集積回路 | |
| JPH11186661A (ja) | 変調器付半導体レーザ | |
| US20030094617A1 (en) | Laser diode | |
| US7127134B2 (en) | Semiconductor optical device | |
| JPH03195076A (ja) | 外部共振器型波長可変半導体レーザ | |
| JPS60176288A (ja) | 光集積回路 | |
| JPH0774427A (ja) | 半導体レーザ素子とレーザモジュール | |
| JPH04209583A (ja) | 周期利得型半導体レーザ素子 | |
| JP2547270B2 (ja) | 波長安定化レーザ装置 | |
| KR100526545B1 (ko) | 분포귀환형 레이저 |