JPS62145225A - 光分岐装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体レーザと同様の層構造を有するレーザ基板上に、
お互いに近接して分離したストライプ状電極を形成し、
電極下の活性層を活性導波路として用いることにより、
挿入利得を存し、分岐角を大きくとれる（すなわち素子
寸法を小さくできる）新しい構造の光分岐装置を提起す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は低損失、小型の光分岐装置（光スイ・ノチ）の
新規な構造に関する。

現在、光スィッチはニオブ酸リチウム（ＬｒＮｂＯ：＋
）結晶の電気光学効果を利用したものが実用化されてお
り、スイッチング周波数は数ＧＨｚのものが得られてい
る。

しかし、光情報処理装置、光コンピュータ等に、光スィ
ッチをマトリックス状に配置して光演算を行う場合に、
挿入損失が大きく、かつ素子寸法が大きいＬｉＮｂ０：
＋光スイッチを用いることは不適当であり、低損失、小
型な光スイ・ノチが必要となってきた。

〔従来の技術〕

ＬｉＮｂＯ３結晶にチタン（Ｔｔ）等の物質を拡散した
領域を形成すると、この領域はＬｉＮｂＯ３より屈折率
が小さり、導波路としてはたらく。

ＬｉＮｂ０．光スィッチは、この導波路に外部より電界
をあたえて、ＬｉＮｂ０．結晶の電気光学効果により、
導波路中の屈折率を増減させて光をスイッチするもので
ある。

この場合、スイッチング周波数は数ＧＨｚと高いが、欠
点としては光スィッチが受動素子であるため、導波路損
失等により挿入損失が３ｄＢ程度と大きく、また分岐角
が構造上１〜３°であり、これを大きくできないため素
子寸法が数ｍｍ角と大きくなるという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点〕 従来のＬｉＮｂ０．光スィッチでは、挿入損失と素子寸
法が大きく、そのため、素子をマトリックス状に配置し
て光演算を行うことは困難であった。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点の解決は、−導電型半導体クラッド層と半導
体活性層と他導電型半導体クラッド層とを含むレーザの
層構造を有する基板上に、３個以上の分離されたストラ
イプ状電極を形成してなり、これらの電極と基板電極間
に順バイアスを印加することにより、これらの電極下の
該半導体活性層を活性導波路とする本発明による光分岐
装置により達成される。

〔作用〕

本発明は、半導体レーザと同様の層構造を有するレーザ
基板上に、３個以上の分離したストライプ状電極を形成
し、電極下の活性層を活性導波路として用いるものであ
る。

例えば、１個の入力側電極下の活性層を入力導波路とし
、入力側電極の一端に近接して設けられた他の数個の電
極下の活性層を出力導波路とし、入力側電極と、出力側
電極のいずれか１個に順方向バイアスを加えることによ
り、導波路損失を打ち消す利得を生じさせ、入力光に対
して任意の出力を取り出せるようにしたものである。

以上の活性導波路の構造を採用することにより、挿入利
得を有し、分岐角を太き（とれる新しい構造の光分岐装
置が得られる。

〔実施例〕

第１図（１）、（２）は本発明による２出力の光分岐装
置の平面図、断面図である。

第１図（１）において、１１は入力側電極、２１．２２
は出力側電極である。

各ストライプ状電極は幅１０μｍのチタン／白金／金（
Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）層よりなる。

また、各電極の間隔は約２μｍにする。

第１図（２）はＡ−Ａ断面で、図において、１は厚さ約
１００μｍのｎ型ガリウム砒素（ｎ−ＧａＡｓ）基板で
、この上に −ｉ電型半導体クラッド層として、厚さ１．５μｍのｎ
型アルミニウムガリウム砒素（ｎ−ＡＩＧａＡｓ）層２
、 半導体活性層として、厚さ０．１μｍのアンドープＧａ
Ａｓ層３、 他導電型半導体クラッド層として、厚さ１．５μｍのｐ
型アルミニウムガリウム砒素（ｐ−ＡＩＧａＡｓ）層４
、 コンタクト層として、厚さ１．０μｍのｐ型ガリウム砒
素（ｐ−ＧａＡｓ）層５ を順次成長し、通常のレーザの層構造を形成する。

基板表面にはｐ型側電極として、入力側電極１１、出力
側電極２１．２２を形成する。

基板背面にはｎ型側電極として、金ゲルマニウム／金（
Ａｕ／ＡｕＧｅ）層よりなる背面電極３１を形成する。

入力側、出力側の層構造の端面にはアルミナ（Ａｌ２Ｏ
２）層、二酸化珪素（ＳｉＯｚ）層等よりなる無反射コ
ーティングを施し、導波路における共振器モードの発生
を防ぐ。

この場合、活性導波路の採用により、分岐角θは３０°
以上と十分大きく形成できるため、全体の素子寸法は１
００μｍ角程度と小さくなる。

第２図は本発明による３出力の光分岐装置の平面図であ
る。

３出力の場合は、第１図に出力側電極２３を付加した構
成である。

実施例で説明した活性層は単一層であったが、これの代
わりに多層量子井戸（ＭＱＷ）活性層を用いると、活性
領域でのＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉ
ｃ）モード選択性により、ＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ
　Ｍａｇｎｅｔｉｃ）モート雑音の低減と、翼波路損失
が減少するために駆動電流が小さくなり、低消費電力化
が可能となる。

Ｍ層構造は、例えば厚さ１００人のＡｌＡｓ層と、厚さ
６０人のＧａＡｓ層を５周期繰り返して成長して形成す
る。

活性層以外の層構造は第１図と同様でよい。

さらに、実施例ではＧａＡｓ　／　Ａ　ｌＧａＡｓ半導
体レーザの層構造を用いて０．８μｍ帯光分岐装置が得
られたが、インジウム￥８／インジウムガリウム砒素燐
（ＩｎＰ／　ＴｎＧａＡｓＰ）半導体レーザの層構造を
用いると１．３〜１．５μｍ帯光分岐装置が得られる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明による光分岐装置は、
挿入損失と素子寸法を減少でき、従って素子をマトリッ
クス状に配置してモノリシック集積化を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）、（２）は本発明による２出力の光分岐装
置の平面図、断面図、 第２図は本発明による３出力の光分岐装置の平面図であ
る。 図において、 Ｉはｎ−ＧａＡｓ基板、 ２は一電型半導体クラッド層でｎ−ＡｌＧａ八ｓ層へ、
３は半導体活性層でＧａＡｓ層、 ４は他導電型半導体クラッド層でｐ−ＡｌＧａＡｓ層、
５はコンタクト層でｐ−ＧａＡｓ層、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一導電型半導体クラッド層と半導体活性層と他導電型半
   導体クラッド層とを含むレーザの層構造を有する基板上
   に、３個以上の分離されたストライプ状電極を形成して
   なり、これらの電極下の該半導体活性層を活性導波路と
   することを特徴とする光分岐装置。