JPS62176184A - 変調器付半導体発光装置 - Google Patents
変調器付半導体発光装置Info
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- JPS62176184A JPS62176184A JP61019121A JP1912186A JPS62176184A JP S62176184 A JPS62176184 A JP S62176184A JP 61019121 A JP61019121 A JP 61019121A JP 1912186 A JP1912186 A JP 1912186A JP S62176184 A JPS62176184 A JP S62176184A
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- laser
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- lightguide
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
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- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
-
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
-
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- 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
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- H01S5/0265—Intensity modulators
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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】
〔）概要〕
通常レーザ光をパルス変調するにはレーザ素子に印加れ
さる駆動電流を直接変調する方法が取られる。然し、こ
の方法では高速変調時にパルスのオン・オフの消光比が
良くないので、本発明ではこれを改善したモノリシック
集積の半導体発光装置について説明する。
さる駆動電流を直接変調する方法が取られる。然し、こ
の方法では高速変調時にパルスのオン・オフの消光比が
良くないので、本発明ではこれを改善したモノリシック
集積の半導体発光装置について説明する。
本発明は、レーザ光のパルス変調時における消光比の良
好なる変調器付半導体発光装置に関する。
好なる変調器付半導体発光装置に関する。
現在光通信の変調方法としては専らパルス変調が適用さ
れているが、変調速度が大となりＧ ｂｉｔ／Ｓ以上で
変調を行うと、アイパターンが開きにくくなる問題があ
り、これを避けようとすると消光比が劣化すると云う問
題を生ずる。
れているが、変調速度が大となりＧ ｂｉｔ／Ｓ以上で
変調を行うと、アイパターンが開きにくくなる問題があ
り、これを避けようとすると消光比が劣化すると云う問
題を生ずる。
変調方式は一般にレーザ素子の駆動電流の直接変調によ
っているが、マツハツエンダ型干渉計の原理を適用せる
変調方式を適用し、これを同一基板上にモノリシックに
集積化せる変調特性の良好なる発光装置について述べる
。
っているが、マツハツエンダ型干渉計の原理を適用せる
変調方式を適用し、これを同一基板上にモノリシックに
集積化せる変調特性の良好なる発光装置について述べる
。
レーザ素子を流れる電流■と発振光出力Ｐ０との関係を
第４図（ａｌに示す。第４図（ａｌにおいて電流Ｉがし
きい値電流Ｉい以下の場合はレーザは非発振状態であり
、Ｉい以上になって光発振が始まる。
第４図（ａｌに示す。第４図（ａｌにおいて電流Ｉがし
きい値電流Ｉい以下の場合はレーザは非発振状態であり
、Ｉい以上になって光発振が始まる。
バイアス電流として■５を流し、パルスにてＩｏまで電
流を変調すると、理論的には発振光出力としては、矩形
波に変調された光出力が得られる筈である。
流を変調すると、理論的には発振光出力としては、矩形
波に変調された光出力が得られる筈である。
然し、変調周波数が高くなりＧ ｂｉｔ／ｓ以上となる
と、その発振光出力は第４図（ｂ）に示すごとく弛緩振
動を発生し、発振波形は歪み、アイパターンが開かずエ
ラーレートが上昇してしまう。
と、その発振光出力は第４図（ｂ）に示すごとく弛緩振
動を発生し、発振波形は歪み、アイパターンが開かずエ
ラーレートが上昇してしまう。
バイアス電流■、をしきい値電流■い以上に設定すれば
、発振光の振動は軽減されるが、パルスのオフ時にもレ
ーザは発振状態にあり、消光比は数ｄＢと低下し、通信
の品質の劣化を招くことになる。
、発振光の振動は軽減されるが、パルスのオフ時にもレ
ーザは発振状態にあり、消光比は数ｄＢと低下し、通信
の品質の劣化を招くことになる。
上記に述べたごとく、レーザの駆動電流を直接変調する
方法では良好なる特性が期待できないので、マツハツエ
ンダ型変調器と半導体レーザとを一つの基板上に集積化
せんとするものである。
方法では良好なる特性が期待できないので、マツハツエ
ンダ型変調器と半導体レーザとを一つの基板上に集積化
せんとするものである。
マツハツエンタ型変ｇＪｉｆｌ 器はマツハツエンダ型
変調器の原理を応用せるもので、基本的構造は同一であ
る。
変調器の原理を応用せるもので、基本的構造は同一であ
る。
即ちその構造は、光入力と光出力のそれぞれの光導波路
を、２個のＹ分岐とその間を結ぶ２本の光導波路で接続
せるもので、と記の光導波路に加える変調電圧を変える
ことにより２本の光導波路を進行する光は位相変調を受
ける。変調電圧に差を設けることにより光出力導波路に
て合成された光出力は変調された出力を発生ずる。
を、２個のＹ分岐とその間を結ぶ２本の光導波路で接続
せるもので、と記の光導波路に加える変調電圧を変える
ことにより２本の光導波路を進行する光は位相変調を受
ける。変調電圧に差を設けることにより光出力導波路に
て合成された光出力は変調された出力を発生ずる。
位相差を１８０度に設定すれば、光出力は理論的には０
となる。
となる。
マツハツエン９’ 型ｉ ３Ｊｌ 器は一つのデバイス
として発光源と光ファイバにて接続して使用することは
公知の技術となっている。
として発光源と光ファイバにて接続して使用することは
公知の技術となっている。
マツハツエンダ型変調器の製作は半導体レーザの製造プ
ロセスと同一の技術の適用が可能であり、発振源のレー
ザと変調器を同一基板上にモノリシックに集積化すれば
、取り扱いは簡易化され、コストの削減に寄与する所も
大となる。
ロセスと同一の技術の適用が可能であり、発振源のレー
ザと変調器を同一基板上にモノリシックに集積化すれば
、取り扱いは簡易化され、コストの削減に寄与する所も
大となる。
上記の問題点は、同一の基板上にＤＦＢレーザの光出力
導波路と、マツハツエンダ型変調器の光入力導波路を直
列に接続してなる本発明の変調器付半導体発光装置によ
って解決される。
導波路と、マツハツエンダ型変調器の光入力導波路を直
列に接続してなる本発明の変調器付半導体発光装置によ
って解決される。
即ち、ＤＦＢレーザ構造と該レーザの光出力導波路に接
続された第１のＹ分岐、該第１のＹ分岐に接続された一
対の光導波路、該一対の光導波路に接続された第２のＹ
分岐、該第２のＹ分岐の合成点以降の光出力導波路と、
前記一対の光導波路を挟んで基板の上下にそれぞれ形成
された電極よりなる構造を同一基板上にモノリシックに
集積することによって形成される。
続された第１のＹ分岐、該第１のＹ分岐に接続された一
対の光導波路、該一対の光導波路に接続された第２のＹ
分岐、該第２のＹ分岐の合成点以降の光出力導波路と、
前記一対の光導波路を挟んで基板の上下にそれぞれ形成
された電極よりなる構造を同一基板上にモノリシックに
集積することによって形成される。
二つに分岐された光導波路に設けられた変調電極に、共
に電圧が印加されない時は出力は同一の位相で合成され
るので、レーザ出力がそのまま出力される。
に電圧が印加されない時は出力は同一の位相で合成され
るので、レーザ出力がそのまま出力される。
一方の光導波路の変調電極にのみ電圧が印加されると、
二つの導波路を進行せる光出力には位相差を生ずるので
、位相差を１８０度となるごとく変調電極電圧を選定す
ると、出力光は互に打ら消されて出力光は消）成する。
二つの導波路を進行せる光出力には位相差を生ずるので
、位相差を１８０度となるごとく変調電極電圧を選定す
ると、出力光は互に打ら消されて出力光は消）成する。
即ち、レーザ素子部の駆動条件を変えることなく変調が
可能となる。
可能となる。
本発明による一実施例を図面により詳細説明する。半導
体レーザとしては、光通信に使用される１３〜１６ 、
ｃｒｍ波長の１ｎＧａＡｓＰレーザを例として説明する
。
体レーザとしては、光通信に使用される１３〜１６ 、
ｃｒｍ波長の１ｎＧａＡｓＰレーザを例として説明する
。
第１図はその上面図を表す。図面において１はＤＦＢレ
ーザ部、２は変、調器入力側のＹ分岐、３は出力側のＹ
分岐、４．５はそれぞれＹ分岐間に接続された２木の光
導波路を示している。
ーザ部、２は変、調器入力側のＹ分岐、３は出力側のＹ
分岐、４．５はそれぞれＹ分岐間に接続された２木の光
導波路を示している。
光導波路４，５にはそれぞれ別個に上部変調電極６．７
が形成されている。
が形成されている。
下部電極８はＤＦＢレーザ部１と光導波路部４゜５に全
て共通の電極として形成され、接地して使用される。
て共通の電極として形成され、接地して使用される。
第２図は第１図においてＸ−Ｘ線での断面図を示す。
第２図において、９はｎ−ＩｎＰ基板、１０はｎ−１ｎ
ＧａＡｓＰ光導波路層、１１はノンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層、１２はｐ−ＩｎＰ層、１３はｎ−ＩｎＰ層、
１４はＤＦＢレーザのｐ電極を示す。
ＧａＡｓＰ光導波路層、１１はノンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層、１２はｐ−ＩｎＰ層、１３はｎ−ＩｎＰ層、
１４はＤＦＢレーザのｐ電極を示す。
上記構造の形成には、基板上をレーザ部１と変調器と接
続光導波路部を含めた領域に分けて、それぞれ全面に半
導体層を順次エピタキシャル成長にて積層する。
続光導波路部を含めた領域に分けて、それぞれ全面に半
導体層を順次エピタキシャル成長にて積層する。
次いで、メサ・エツチングによりＤＦＢレーザ部、変調
器部、光導波路部を形成する。
器部、光導波路部を形成する。
その後メサの両側の埋込み領域をｐ−ＩｎＰ 層１２、
ｎ−ＩｎＰ層１３にて埋込むことにより形成される。
ｎ−ＩｎＰ層１３にて埋込むことにより形成される。
光軸に垂直なる断面（第１図のＹＩ Ｙ、ｙ２−Ｙ２で
の断面）を第３図（ａｌ 、 （ｂ）に示す。
の断面）を第３図（ａｌ 、 （ｂ）に示す。
第１図でレーザ長りを３００μｍ、変調電極長βを２ｍ
ｍ程度として、変調電極６に１０■を印加することによ
り１０ｄＢ以上の消光比が得られる。
ｍ程度として、変調電極６に１０■を印加することによ
り１０ｄＢ以上の消光比が得られる。
以上に説明せるごとく本発明の変調器付半導体発光装置
の構造により、消光比として１０ｄＢ以上の特性のレー
ザ発振器がモノリシックに形成され、高速変調の光通信
用として寄与する所大である。
の構造により、消光比として１０ｄＢ以上の特性のレー
ザ発振器がモノリシックに形成され、高速変調の光通信
用として寄与する所大である。
第１図は本発明にかかわる変調器付半導体発光装置の上
面図、 第２図は第１図におけるＸ−Ｘ方向での断面図、第３図
（ａ）、 （ｂ）は第１図におけるＹ−Ｙ方向での断面
図、 第４図（ａｌ、 （ｂ）は駆動電流を直接変調する時の
動作を説明する図、 を示す。 図面において、 １はＤＦＢレーザ部、 ２は変調器の入力側のＹ分岐、 ３は変調器の出力側のＹ分岐、 ４．５は光導波路、 ６．７は変調電極、 ８は下部電極、 ９はｎ−１ｎＰ基板、 １０はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層、１１はノンドー
プＩｎＧａＡｓＰ活性層、１２はｐ−ＩｎＰ層、 １３はｎ−ＩｎＰ層、 １４はＤＦＢレーザ部のｐ電極、 をそれぞれ示す。 才１図１；み−Ｔシｘ−ｘ太陶イ鉾面届第 ２ 図 （ｂ）・Ｙｒ−Ｙ２ 才Ｔ ＦＩＪＪｔ；ＪｓＩｔ＞γ−γＴｆ”Ｊ ７−
ｔｒ ｅｆ＋ｔ＋国第３図 第４図
面図、 第２図は第１図におけるＸ−Ｘ方向での断面図、第３図
（ａ）、 （ｂ）は第１図におけるＹ−Ｙ方向での断面
図、 第４図（ａｌ、 （ｂ）は駆動電流を直接変調する時の
動作を説明する図、 を示す。 図面において、 １はＤＦＢレーザ部、 ２は変調器の入力側のＹ分岐、 ３は変調器の出力側のＹ分岐、 ４．５は光導波路、 ６．７は変調電極、 ８は下部電極、 ９はｎ−１ｎＰ基板、 １０はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層、１１はノンドー
プＩｎＧａＡｓＰ活性層、１２はｐ−ＩｎＰ層、 １３はｎ−ＩｎＰ層、 １４はＤＦＢレーザ部のｐ電極、 をそれぞれ示す。 才１図１；み−Ｔシｘ−ｘ太陶イ鉾面届第 ２ 図 （ｂ）・Ｙｒ−Ｙ２ 才Ｔ ＦＩＪＪｔ；ＪｓＩｔ＞γ−γＴｆ”Ｊ ７−
ｔｒ ｅｆ＋ｔ＋国第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＤＦＢレーザ（１）構造と該レーザの光出力導波路に
接続された第１のＹ分岐（２）、該第１のＹ分岐に接続
された一対の光導波路（４）、（５）、該一対の光導波
路に接続された第２のＹ分岐（３）、該第２のＹ分岐の
合成点以降の光出力導波路と、 前記一対の光導波路を挟んで基板の上下にそれぞれ形成
された電極（６）、（７）、（８）、（１４）よりなる
構造を、 同一基板上にモノリシックに集積せることを特徴とする
変調器付半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61019121A JPS62176184A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 変調器付半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61019121A JPS62176184A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 変調器付半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62176184A true JPS62176184A (ja) | 1987-08-01 |
Family
ID=11990633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61019121A Pending JPS62176184A (ja) | 1986-01-29 | 1986-01-29 | 変調器付半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62176184A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02264227A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長多重光ソリトン伝送方式および伝送装置 |
| JPH0313906A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光集積回路 |
| US5991481A (en) * | 1996-04-30 | 1999-11-23 | Nec Corporation | Optical isolator |
-
1986
- 1986-01-29 JP JP61019121A patent/JPS62176184A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02264227A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長多重光ソリトン伝送方式および伝送装置 |
| JPH0313906A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光集積回路 |
| US5991481A (en) * | 1996-04-30 | 1999-11-23 | Nec Corporation | Optical isolator |
| US6226427B1 (en) | 1996-04-30 | 2001-05-01 | Nec Corporation | Optical isolator |
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