JPS62155581A - 半導体レ−ザ光スイツチ - Google Patents
半導体レ−ザ光スイツチInfo
- Publication number
- JPS62155581A JPS62155581A JP29527585A JP29527585A JPS62155581A JP S62155581 A JPS62155581 A JP S62155581A JP 29527585 A JP29527585 A JP 29527585A JP 29527585 A JP29527585 A JP 29527585A JP S62155581 A JPS62155581 A JP S62155581A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- semiconductor laser
- optical
- light
- layer
- 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
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信及び光情報処理用の光スィッチに関し、
特に半導体レーザを用いた光スィッチに関する。
特に半導体レーザを用いた光スィッチに関する。
従来、光スィッチはリチウム・ナイオペイト（ＬｉＮｂ
０３）に代表される電気光学結晶を用いた方向性結合器
型のものや、コレステリック液晶を用いて光の透過率を
変化させたもの等であシ、能動素子と言うよりはむしろ
受動素子である。であるから一般的に光スィッチの通過
後の光出力が数〔ｄＢ〕の損失を伴う。例えば長波長帯
の場合、光スィッチによる損失増加は、光ファイバーの
伝送距離１０〜数１０ｋｍ分に相娼するため、改善すべ
き重要な課題である。したがって光スィッチとしては。
０３）に代表される電気光学結晶を用いた方向性結合器
型のものや、コレステリック液晶を用いて光の透過率を
変化させたもの等であシ、能動素子と言うよりはむしろ
受動素子である。であるから一般的に光スィッチの通過
後の光出力が数〔ｄＢ〕の損失を伴う。例えば長波長帯
の場合、光スィッチによる損失増加は、光ファイバーの
伝送距離１０〜数１０ｋｍ分に相娼するため、改善すべ
き重要な課題である。したがって光スィッチとしては。
損失の小さい、増幅効果のあるものが望ましい。
よって半導体レーザを用いることが望ましいと考えられ
ている。代表的な例として昭和５９年度電子通信学会総
合全国大会１０６５番分冊４−１１９頁に記載された半
導体レーザ（ＬＤ）光スィッチがある。このＬＤ光スイ
ッチでは光が出入りする開口面に無反射コーティング処
理を施しだＬＤを用いる。
ている。代表的な例として昭和５９年度電子通信学会総
合全国大会１０６５番分冊４−１１９頁に記載された半
導体レーザ（ＬＤ）光スィッチがある。このＬＤ光スイ
ッチでは光が出入りする開口面に無反射コーティング処
理を施しだＬＤを用いる。
以下余日
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、ＬＤ自身が無反射コーティングによってファブ
リ・ベロモードが抑圧されるため、レーザ発振閾値直前
に見られるケ゛インピークが消え。
リ・ベロモードが抑圧されるため、レーザ発振閾値直前
に見られるケ゛インピークが消え。
全体として光入力の波長に対してケ９インが平坦なもの
になっている。このため外部よシ光入力信号をＬＤ壁壁
画面光注入すると、光入力信号の波長に対応するＬＤ光
スイッチのゲインが増幅されて同一波長の光出力信号が
得られる。この場合の実験例では入力レベルが一〇、４
ｄＢｍに対して出力レベルが−１０ｄＢｍであった。こ
のように、このＬＤ光スイッチの場合には従来の他の光
スィッチと同様損失が大きくなるという欠点があった。
になっている。このため外部よシ光入力信号をＬＤ壁壁
画面光注入すると、光入力信号の波長に対応するＬＤ光
スイッチのゲインが増幅されて同一波長の光出力信号が
得られる。この場合の実験例では入力レベルが一〇、４
ｄＢｍに対して出力レベルが−１０ｄＢｍであった。こ
のように、このＬＤ光スイッチの場合には従来の他の光
スィッチと同様損失が大きくなるという欠点があった。
損失が大きくなった原因は無反射コーティングによって
ＬＤ内のゲインが全体として小さく抑えられてしまうた
めである。
ＬＤ内のゲインが全体として小さく抑えられてしまうた
めである。
このため、無反射コーティングをしないＬＤを光スィッ
チとして用いることが考えられる。この場合には鋭いケ
゛インビークを利用してロスレスあるいは増幅効果のあ
る光スィッチが期待できる。
チとして用いることが考えられる。この場合には鋭いケ
゛インビークを利用してロスレスあるいは増幅効果のあ
る光スィッチが期待できる。
だがＬＤの発振波長が温度変動によって移動するため、
入力信号の波長とＬＤ光スイッチのゲインビークが完全
に一致せずオン・オフ動作しない。
入力信号の波長とＬＤ光スイッチのゲインビークが完全
に一致せずオン・オフ動作しない。
このためにはＬＤ光スイッチの温度を±０．０１℃以内
の精度で制御しなければならず特別な用途に限定される
という欠点があった。
の精度で制御しなければならず特別な用途に限定される
という欠点があった。
本発明は電極が共振器軸方向に垂直な溝にょシ分割され
、さらに前記溝の直下の半導体層に、活性層に達しない
深さの高抵抗領域を設けた半導体レーザと、第１の光フ
ァイバーから前記半導体レーザからの光出力信号を第２
の光ファイバーに光学的に結合する手段とを備えること
を特徴とする半導体レーザ光スィッチでアル。
、さらに前記溝の直下の半導体層に、活性層に達しない
深さの高抵抗領域を設けた半導体レーザと、第１の光フ
ァイバーから前記半導体レーザからの光出力信号を第２
の光ファイバーに光学的に結合する手段とを備えること
を特徴とする半導体レーザ光スィッチでアル。
次に２本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は光入力信
号の波長とオン・オフ動作に必要な最小光入力の関係、
第３図はＬＤのオン状態とオフ状態でのケ°イン曲線と
光入力信号の波長の関係を各告示す図である。
号の波長とオン・オフ動作に必要な最小光入力の関係、
第３図はＬＤのオン状態とオフ状態でのケ°イン曲線と
光入力信号の波長の関係を各告示す図である。
半導体レーザ（ＬＤ）光スィッチに用いる半導体レーザ
１はまずｎ−ＩｎＰ基板１０上にｎ−ＩｎＰｎラグド層
１１．ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層１２゜ｐ−Ｉ
ｎＰグラッド層１３ ｒ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１４を頭次エピタキシャルに成長する。次にｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１０側にｎ側オーミック電極１５ 、 ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層１４側にｐ側オーミック電極１６
に溝１７を設けて共振器軸方向に溢って２分割する。
１はまずｎ−ＩｎＰ基板１０上にｎ−ＩｎＰｎラグド層
１１．ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層１２゜ｐ−Ｉ
ｎＰグラッド層１３ ｒ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１４を頭次エピタキシャルに成長する。次にｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１０側にｎ側オーミック電極１５ 、 ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層１４側にｐ側オーミック電極１６
に溝１７を設けて共振器軸方向に溢って２分割する。
それぞれ電極をＡ電極１８．Ｂ電極１９とする。
溝１７直下の領域３０が高抵抗となるようにマスクを用
いてグロトン照射によシ溝１７直下のｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐキャップ層１４と低屈折部クラッド層１３０大部分の
結晶性を破壊する。このようにして形成した半導体レー
ザ１ではＡ電極１８とＢ電極１９が溝１７の高抵抗化の
ためにほとんど独立に機能できる。このときの溝１７は
直下のＩｎＧａＡｓＰ活性層へ電流が注入されないため
光入出力特性でヒステリシスや微分利得特性の原因とな
る可飽和吸収領域として機能する。２つのＡ電極１８と
Ｂ動作を述べると、半導体レーザ１へ第１の光ファイバ
ー３１から光入力信号２０が第１のレンズ結合系３２を
介して注入されると、半導体レーザ１は光入力信号２０
の波長に対して、わずかな光入力でオフ状態からオン状
態に変化する。第２図で明らかなように発振閾値と半導
体レーザへの注入電流の差Δ工が０．５ｍＡでは入力信
号２０として４〜１０μＷ程度でよく、これに対して光
出力信号２１は５ ｍＷ以上のものが得られる。光出力
信号２１は第２のレンズ結合系３３を介して第２の光フ
ァイバー３４に送られる。オン状態で高い光出力の得ら
れる理由は、可飽和吸収領域を有する半導体レーザ１で
は、レーザ発振時に可飽和吸収領域の損失が光の注入に
よって急激に減少して全体としてゲインが損失を土建る
ためである。これは第３図に示しである。注入電流と光
出力の関係や光入力と光出力の関係を示す実験例では急
峻な立上シを示す結果が得られており 、 ｏ、 １ｍ
Ｗ程度のＥＬ状態（オフ状態）から５〜１０ｍＷのレー
ザ発振状態（オン状態）にかわる。光入力は従来例に示
したＬＤ光スイッチのようにＬＤ光入力信号のケ°イン
を高めるために用いられるのではなく、光入力の吸収が
バンド間遷移により、可飽和吸収領域の損失ス硬りトル
（第３図における（ａ）曲線）を相対的に小さくするた
めに用いられる。第２図で示したようにかなりの波長範
囲にわたって小さな光トリがレベルでオン状態となるこ
とから本発明の実施例では半導体レーザ１の温度を±１
℃の精度で制御するだけでよいことがわかり、したがっ
て高性能な温度制御が不要となることがわかった。
いてグロトン照射によシ溝１７直下のｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐキャップ層１４と低屈折部クラッド層１３０大部分の
結晶性を破壊する。このようにして形成した半導体レー
ザ１ではＡ電極１８とＢ電極１９が溝１７の高抵抗化の
ためにほとんど独立に機能できる。このときの溝１７は
直下のＩｎＧａＡｓＰ活性層へ電流が注入されないため
光入出力特性でヒステリシスや微分利得特性の原因とな
る可飽和吸収領域として機能する。２つのＡ電極１８と
Ｂ動作を述べると、半導体レーザ１へ第１の光ファイバ
ー３１から光入力信号２０が第１のレンズ結合系３２を
介して注入されると、半導体レーザ１は光入力信号２０
の波長に対して、わずかな光入力でオフ状態からオン状
態に変化する。第２図で明らかなように発振閾値と半導
体レーザへの注入電流の差Δ工が０．５ｍＡでは入力信
号２０として４〜１０μＷ程度でよく、これに対して光
出力信号２１は５ ｍＷ以上のものが得られる。光出力
信号２１は第２のレンズ結合系３３を介して第２の光フ
ァイバー３４に送られる。オン状態で高い光出力の得ら
れる理由は、可飽和吸収領域を有する半導体レーザ１で
は、レーザ発振時に可飽和吸収領域の損失が光の注入に
よって急激に減少して全体としてゲインが損失を土建る
ためである。これは第３図に示しである。注入電流と光
出力の関係や光入力と光出力の関係を示す実験例では急
峻な立上シを示す結果が得られており 、 ｏ、 １ｍ
Ｗ程度のＥＬ状態（オフ状態）から５〜１０ｍＷのレー
ザ発振状態（オン状態）にかわる。光入力は従来例に示
したＬＤ光スイッチのようにＬＤ光入力信号のケ°イン
を高めるために用いられるのではなく、光入力の吸収が
バンド間遷移により、可飽和吸収領域の損失ス硬りトル
（第３図における（ａ）曲線）を相対的に小さくするた
めに用いられる。第２図で示したようにかなりの波長範
囲にわたって小さな光トリがレベルでオン状態となるこ
とから本発明の実施例では半導体レーザ１の温度を±１
℃の精度で制御するだけでよいことがわかり、したがっ
て高性能な温度制御が不要となることがわかった。
なお上記実施例の長波長帯のＩｎＧａＡｓＰ／ ＩｎＰ
系の半導体材料を用いたが、材料が限定されないのは言
うまでもない。また以上の実施例では通常の全面電極構
造の半導体レーザ１を用いだが、埋め込み構造、単一軸
モード発振用のＤＦＢあるいはＤＢＲ構造でもよく可飽
和吸収領域の大きさを自在に制御できるような構造をし
ていれば特に限定されない。まだ以上の実施例では反射
光による半導体し一デ１への影響を配慮しなかったが、
光アイソレータと半導体レーザ１を組合せてもよい。
系の半導体材料を用いたが、材料が限定されないのは言
うまでもない。また以上の実施例では通常の全面電極構
造の半導体レーザ１を用いだが、埋め込み構造、単一軸
モード発振用のＤＦＢあるいはＤＢＲ構造でもよく可飽
和吸収領域の大きさを自在に制御できるような構造をし
ていれば特に限定されない。まだ以上の実施例では反射
光による半導体し一デ１への影響を配慮しなかったが、
光アイソレータと半導体レーザ１を組合せてもよい。
以上説明したように本発明は、高抵抗体を有する半導体
レーザを用いることによシ、半導体レーザの温度制御が
緩く、まだ光入力に対して光出力を増幅でき、さらに光
入力と光出力の波長を厳密
レーザを用いることによシ、半導体レーザの温度制御が
緩く、まだ光入力に対して光出力を増幅でき、さらに光
入力と光出力の波長を厳密
第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図は第１図に
用いたＬＤ光スイッチの光入力信号の波長とオン・オフ
動作に必要な最小光入力の関係。 第３図はＬＤ光スイッチのオン状態とオフ状態でのディ
ン曲線と光入力信号の波長の関係を示す図である。 １・・・半導体レーザ、１０・・・ｎ−ＩｎＰ基板、１
１・・・ｎ−ＩｎＰクラッド層、 ｌ ２・−ＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層、１３・・・ｐ−ＩｎＰクラッド層、１４
・・・ＩｎＧａＡｓＰキャップ層。 １５・・・ｎ側オーミック電極、１６・・・ｐ側オーミ
ック電極、１７・・・溝、１８・・・Ａ電極、１９・・
・Ｂ電極。 ２０・・・光入力信号、２１・・・光出力信号、３０・
・・溝直下の領域、３１・・・第１の光ファイバ、３２
・・・第１のレンズ結合系、３３・・・第２のレンズ結
合系。 ３４・・・第２の光ファイバ。 第１図 了 第 ２ 図 光入力信号の波長
用いたＬＤ光スイッチの光入力信号の波長とオン・オフ
動作に必要な最小光入力の関係。 第３図はＬＤ光スイッチのオン状態とオフ状態でのディ
ン曲線と光入力信号の波長の関係を示す図である。 １・・・半導体レーザ、１０・・・ｎ−ＩｎＰ基板、１
１・・・ｎ−ＩｎＰクラッド層、 ｌ ２・−ＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層、１３・・・ｐ−ＩｎＰクラッド層、１４
・・・ＩｎＧａＡｓＰキャップ層。 １５・・・ｎ側オーミック電極、１６・・・ｐ側オーミ
ック電極、１７・・・溝、１８・・・Ａ電極、１９・・
・Ｂ電極。 ２０・・・光入力信号、２１・・・光出力信号、３０・
・・溝直下の領域、３１・・・第１の光ファイバ、３２
・・・第１のレンズ結合系、３３・・・第２のレンズ結
合系。 ３４・・・第２の光ファイバ。 第１図 了 第 ２ 図 光入力信号の波長
Claims (1)
- １、電極が共振器軸方向に垂直な溝により分割され、さ
らに前記溝の直下の半導体層に、活性層に達しない深さ
の高抵抗領域を設けた半導体レーザと、第１の光ファイ
バから前記半導体レーザへ光入力信号を光学的に結合す
る手段と、前記半導体レーザからの光出力信号を第２の
光ファイバに光学的に結合する手段とを備えることを特
徴とする半導体レーザ光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29527585A JPS62155581A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 半導体レ−ザ光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29527585A JPS62155581A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 半導体レ−ザ光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62155581A true JPS62155581A (ja) | 1987-07-10 |
Family
ID=17818486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29527585A Pending JPS62155581A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 半導体レ−ザ光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62155581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03505006A (ja) * | 1988-04-22 | 1991-10-31 | ブリテツシユ・テレコミュニケイシヨンズ・パブリツク・リミテツド・カンパニー | 非線形光増幅 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29527585A patent/JPS62155581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03505006A (ja) * | 1988-04-22 | 1991-10-31 | ブリテツシユ・テレコミュニケイシヨンズ・パブリツク・リミテツド・カンパニー | 非線形光増幅 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6310995B1 (en) | Resonantly coupled waveguides using a taper | |
| US4573158A (en) | Distributed feedback semiconductor laser | |
| CA2041706C (en) | Monolithic integrated optical amplifier and photodetector | |
| US20070110453A1 (en) | Optical transmitter | |
| JPWO2006077641A1 (ja) | 光導波路デバイス及び半導体デバイス | |
| US4743087A (en) | Optical external modulation semiconductor element | |
| US6920253B2 (en) | Optical modulator based on a microdisk resonator | |
| JP2937148B2 (ja) | 半導体集積型偏波モード変換器 | |
| KR20220058907A (ko) | 모놀리식으로 통합된 InP 전기-광학 동조 가능 링 레이저, 레이저 디바이스, 및 대응하는 방법 | |
| CA2165711C (en) | Semiconductor light source having a spectrally broad, high power optical output | |
| JP2002118324A (ja) | 半導体リングレーザ | |
| JPH0245171B2 (ja) | Hisenkeihikarisoanteisoshi | |
| JPS63116489A (ja) | 光集積回路 | |
| JPS62155581A (ja) | 半導体レ−ザ光スイツチ | |
| JP2808562B2 (ja) | 半導体光増幅素子 | |
| JP5374106B2 (ja) | 半導体光機能デバイス | |
| JP2732604B2 (ja) | 分布帰還型レーザ | |
| JP2760276B2 (ja) | 選択成長導波型光制御素子 | |
| JPS62286017A (ja) | 光スイツチ | |
| JP3484053B2 (ja) | 半導体レーザ形光増幅素子 | |
| JP3270648B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びそれを用いた光送信機 | |
| JPH0665235B2 (ja) | 複合形双安定半導体レ−ザ | |
| JPH06103776B2 (ja) | 光増幅装置 | |
| JP2000156543A (ja) | 光結合デバイス | |
| JP2602678B2 (ja) | 光交換機 |