JPS62170907A - 集積化発光素子 - Google Patents
集積化発光素子Info
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- JPS62170907A JPS62170907A JP1195186A JP1195186A JPS62170907A JP S62170907 A JPS62170907 A JP S62170907A JP 1195186 A JP1195186 A JP 1195186A JP 1195186 A JP1195186 A JP 1195186A JP S62170907 A JPS62170907 A JP S62170907A
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- optical
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- optical waveguide
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
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Classifications
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- 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
- G02B6/12007—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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
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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】
【発明の利用分野〕
本発明は、光通信用発光素子に係わり、特に集積化した
発光素子に関する。
発光素子に関する。
波長多重光通信用光源としては、波長の異なる半導体レ
ーザあるいは発光ダイオードからの光を一つの光ファイ
バへ導く必要がある。とくに、光通信の伝送容量を飛躍
的に向上させるには、この波長多重通信方式は必須のも
のと考えられている。
ーザあるいは発光ダイオードからの光を一つの光ファイ
バへ導く必要がある。とくに、光通信の伝送容量を飛躍
的に向上させるには、この波長多重通信方式は必須のも
のと考えられている。
このような中で１発振波長の異なる５つの分布帰還型半
導体レーザ（ＤＦＢ半導体レーザ）を並列に５つ並べ、
それらの一方の出射端から導波路を形成して、それら導
波路を一つにたばねる方式で。
導体レーザ（ＤＦＢ半導体レーザ）を並列に５つ並べ、
それらの一方の出射端から導波路を形成して、それら導
波路を一つにたばねる方式で。
波長多重通信用としての光源が作製されている（相木他
、アイ・イー・イー・イー・ジエー・カンタムエレクト
ロニクス、第ＱＥ−１３巻、第２２０頁、１９７７年（
Ｋ、 ＡＩＫＩ ｅｔ ａｌ、Ａ Ｆｒａｑｕａｎｃｙ
−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ ５ｏｕｓ
ｅ ｗｉｔｈ ＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃａｌｌｙＩｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄ Ｄｉｉｔｒｉｂａｔｅｄ−Ｆｅｅｄｂａ
ｃｋ ＤｉｏｄｅＬａｓｓｎｓ、 ＩＥＦ、ＥＪ、 Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、 Ｑ Ｅ −
１３、２２０（１９７７）参照）、シかし、この方法は
、半導体レーザと導波路の界面における電磁界分布の不
連続性によく、効率よく半導体レーザからの光を導波路
へ導くことができないという欠点がある。
、アイ・イー・イー・イー・ジエー・カンタムエレクト
ロニクス、第ＱＥ−１３巻、第２２０頁、１９７７年（
Ｋ、 ＡＩＫＩ ｅｔ ａｌ、Ａ Ｆｒａｑｕａｎｃｙ
−Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ ５ｏｕｓ
ｅ ｗｉｔｈ ＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃａｌｌｙＩｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄ Ｄｉｉｔｒｉｂａｔｅｄ−Ｆｅｅｄｂａ
ｃｋ ＤｉｏｄｅＬａｓｓｎｓ、 ＩＥＦ、ＥＪ、 Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、 Ｑ Ｅ −
１３、２２０（１９７７）参照）、シかし、この方法は
、半導体レーザと導波路の界面における電磁界分布の不
連続性によく、効率よく半導体レーザからの光を導波路
へ導くことができないという欠点がある。
本発明は、上述の問題点、すなわち波長の異なる半導体
レーザと光導波路を結合させるときの大きな光結合損失
の発生を改善し、有効に半導体レーザからの光を光導波
路へ導く方法を提供することにある。
レーザと光導波路を結合させるときの大きな光結合損失
の発生を改善し、有効に半導体レーザからの光を光導波
路へ導く方法を提供することにある。
本発明は、方向性結合器形結合によって半導体レーザか
らの光を光導波路へ導くことを基本としている。本発明
による波長多重用光源の一例を第１図に示す、この図で
、半導体レーザ１からの光（波長λ１）は、隣接する光
導波路３に結合して導波路内を伝搬する。つぎに、レー
ザ２からの光（波長λ２）も同様に光導波路３へ導びか
れ、λ１とλ２の波長の光が光導波路出射端４から出射
する。
らの光を光導波路へ導くことを基本としている。本発明
による波長多重用光源の一例を第１図に示す、この図で
、半導体レーザ１からの光（波長λ１）は、隣接する光
導波路３に結合して導波路内を伝搬する。つぎに、レー
ザ２からの光（波長λ２）も同様に光導波路３へ導びか
れ、λ１とλ２の波長の光が光導波路出射端４から出射
する。
したがって、この出射端４に光ファイバを結合すれば、
光ファイバλＬとλ２の光が乗ることになり。
光ファイバλＬとλ２の光が乗ることになり。
光波長多重通信が可能となる。
また、第１図に示した方式では、方向性結合器型構造を
とっているため、先導波路へ半導体レーザの光を効率よ
く導くことができる。レーザと導波路の結合係数Ｃは、
一般に。
とっているため、先導波路へ半導体レーザの光を効率よ
く導くことができる。レーザと導波路の結合係数Ｃは、
一般に。
ここで
ＣＯ＝ １ ｉ １− ｉ ｚ
Ωｃ”□
βｅ−β０
で表わされる（末松他、ラジオサイエンス、第１２巻第
５８７頁、１９７７年（Ｖ、 ＳｕｅｍａｔＳｕ ｅｔ
ａｌ。
５８７頁、１９７７年（Ｖ、 ＳｕｅｍａｔＳｕ ｅｔ
ａｌ。
Ｒａｄｉｏ ５ｃｉｅｎｃｅ、 １２ 、４ 、 Ｐ
、 ５８７ （１９７７）参照）。
、 ５８７ （１９７７）参照）。
ε１．ε２は原理的にレーザと導波路間の非対称の ゛
ために、両者間で結合できない光電力量で結合残留量と
いい、半導体レーザに残留する分をＥｌ、光導波路に残
留する部分をａｘとする。また、 Ｑｃは完全結合長で
、半導体レーザと光導波路を結合二重導波路としたとき
の、偶モードの伝搬定数をβ。、奇モードの伝搬定数ε
β０としたとき、その両者の差に反比例する。
ために、両者間で結合できない光電力量で結合残留量と
いい、半導体レーザに残留する分をＥｌ、光導波路に残
留する部分をａｘとする。また、 Ｑｃは完全結合長で
、半導体レーザと光導波路を結合二重導波路としたとき
の、偶モードの伝搬定数をβ。、奇モードの伝搬定数ε
β０としたとき、その両者の差に反比例する。
上式より、結合係数は、
Ｑ＝（２ｑ＋１）Ｑｃ（ｑ＝０，１，２．・・・）・・
・（２）のとき最大になることがわかる。したがって（
２）式によって決まる長さΩの半導体レーザを作製すれ
ば、高効率でレーザからの光を光導波長へ導くことがで
きる。また、結合効率は、 Ｅｌ’ ＝２ ｑ ｊｌｃ （ｑ＝ｏ＊ｉｔ２＊
−） ・・−（ａ）のとき最小になるので、２番目
の半導体レーザの長さを、第１の半導体レーザの発振波
長λ１で決まるＱｃの偶数倍にしておけば、λ１の光は
第２の半導体レーザと結合することなく光導波路を伝搬
できるメリットが生じろ。このとき、第２の半導体レー
ザの長さは、同時にレーザの発振波長λ２で決まるＱｃ
の奇数倍に【ノておけばよい。
・（２）のとき最大になることがわかる。したがって（
２）式によって決まる長さΩの半導体レーザを作製すれ
ば、高効率でレーザからの光を光導波長へ導くことがで
きる。また、結合効率は、 Ｅｌ’ ＝２ ｑ ｊｌｃ （ｑ＝ｏ＊ｉｔ２＊
−） ・・−（ａ）のとき最小になるので、２番目
の半導体レーザの長さを、第１の半導体レーザの発振波
長λ１で決まるＱｃの偶数倍にしておけば、λ１の光は
第２の半導体レーザと結合することなく光導波路を伝搬
できるメリットが生じろ。このとき、第２の半導体レー
ザの長さは、同時にレーザの発振波長λ２で決まるＱｃ
の奇数倍に【ノておけばよい。
以上水した方式は、半導体レーザが２つの場合であった
が、この方式はレーザが２つ以−Ｈの場合にも容易に拡
張することができる。
が、この方式はレーザが２つ以−Ｈの場合にも容易に拡
張することができる。
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図に示すように、ＩｎＰの基板上に、発振波長が１
．３μｍと１．５μｍのレーザを光導波路が隣接して形
成した。レーザの構造は、埋め込み型へテロ構造レーザ
である。レーザの長さは１．３μｍの発振波長の方を３
５０μｍ、１．５μｍの１発振波長の方を４０３μｍと
した。この結合効率は、１．：うμｍのレーザの場合、
９５％、１．５μｍのレーザの場合９０％と非常に高い
値を示した。したがって、高効率の光結合が実現できた
ことがわかる。
．３μｍと１．５μｍのレーザを光導波路が隣接して形
成した。レーザの構造は、埋め込み型へテロ構造レーザ
である。レーザの長さは１．３μｍの発振波長の方を３
５０μｍ、１．５μｍの１発振波長の方を４０３μｍと
した。この結合効率は、１．：うμｍのレーザの場合、
９５％、１．５μｍのレーザの場合９０％と非常に高い
値を示した。したがって、高効率の光結合が実現できた
ことがわかる。
第１図は、本発明による光素子の構成を示す図である。
１．２・・・半導体レーザ、３・・・光導波路、４・・
・光導波路出射端。
・光導波路出射端。
Claims (1)
- 一つの半導体基板の上に少なくとも一本の光導波路と少
なくとも２つ以上の発振波長の異なる半導体レーザをモ
ノリシックに集積し、半導体レーザからの光を方向性結
合器形結合によつて光導波路へ導びくことを特徴とする
集積化発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1195186A JPS62170907A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 集積化発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1195186A JPS62170907A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 集積化発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170907A true JPS62170907A (ja) | 1987-07-28 |
Family
ID=11791934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1195186A Pending JPS62170907A (ja) | 1986-01-24 | 1986-01-24 | 集積化発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62170907A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221185A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Fujikura Ltd | 半導体レ−ザ |
| EP0496348A2 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-wavelength light detecting apparatuses having serially arranged grating directional couplers |
| US5233187A (en) * | 1991-01-22 | 1993-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-wavelength light detecting and/or emitting apparatuses having serially arranged grating directional couplers |
| JP2008018190A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 磁気共鳴イメージング装置 |
-
1986
- 1986-01-24 JP JP1195186A patent/JPS62170907A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62221185A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-29 | Fujikura Ltd | 半導体レ−ザ |
| EP0496348A2 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-wavelength light detecting apparatuses having serially arranged grating directional couplers |
| US5233187A (en) * | 1991-01-22 | 1993-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-wavelength light detecting and/or emitting apparatuses having serially arranged grating directional couplers |
| JP2008018190A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 磁気共鳴イメージング装置 |
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