JPS628561A - 光集積素子およびその製造方法 - Google Patents
光集積素子およびその製造方法Info
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- JPS628561A JPS628561A JP14787285A JP14787285A JPS628561A JP S628561 A JPS628561 A JP S628561A JP 14787285 A JP14787285 A JP 14787285A JP 14787285 A JP14787285 A JP 14787285A JP S628561 A JPS628561 A JP S628561A
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- crystal film
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は光集積素子に関する。さらに詳細にはレーザ発
光部と光アイソレータ部をモノリシ、りに形成した光集
積素子とその製造方法に関する。
光部と光アイソレータ部をモノリシ、りに形成した光集
積素子とその製造方法に関する。
（従来技術とその問題点）
近年のオプトエレクトロニクス技術の発展により、半導
体レーザが元ファイバ通信、元情報処理あるいは民生用
の元ディスクなどに用いられる様になってきた。しかし
ながら％半導体レーザの欠点は、一旦その端面から出射
された光が再びレーザ結晶に戻るとその発振が乱れ、ノ
イズの原因となることにある。この間Ｍ８解決するため
に、電子通信学会技術情死報告ＯＱｇ ７８−１３３
に知られているように１通常はレーザの後段に光アイ′
ンレータを設は反射戻夕光雑廿の低減が図られているつ
一般、化合物半導体である半導体レーザと元アイソレー
タ材料である磁性結晶は、全く異なった方法で作られる
。従って、昭和５５年度電子通信学会総合全国大会講演
番号８１０に報告されてｂるように、必要に応じて組゛
み立ての段階でモジュールとして一体化されなければな
らなかった。このため、半導体レーザと磁性結晶を元軸
を一致させて組み立てるために、多くの工数を要しかつ
装置が大型になると言う欠点があった。
体レーザが元ファイバ通信、元情報処理あるいは民生用
の元ディスクなどに用いられる様になってきた。しかし
ながら％半導体レーザの欠点は、一旦その端面から出射
された光が再びレーザ結晶に戻るとその発振が乱れ、ノ
イズの原因となることにある。この間Ｍ８解決するため
に、電子通信学会技術情死報告ＯＱｇ ７８−１３３
に知られているように１通常はレーザの後段に光アイ′
ンレータを設は反射戻夕光雑廿の低減が図られているつ
一般、化合物半導体である半導体レーザと元アイソレー
タ材料である磁性結晶は、全く異なった方法で作られる
。従って、昭和５５年度電子通信学会総合全国大会講演
番号８１０に報告されてｂるように、必要に応じて組゛
み立ての段階でモジュールとして一体化されなければな
らなかった。このため、半導体レーザと磁性結晶を元軸
を一致させて組み立てるために、多くの工数を要しかつ
装置が大型になると言う欠点があった。
レーザ用の結晶と元アインレータ用の結晶がモノリシッ
クに形成できない理由として、これまでの技術ではレー
ザ用結晶および元アイソレータ結晶のいずれもが液相エ
ピタキシャル法で作られていたためである。すなわち、
元アイソレータ結晶であるガーネットを先に育成し、こ
のガーネット結晶をレーザ結晶育成用のＧａ系溶液に浸
漬しレーザ結晶を育成しようとすると、酸化物であるガ
ーネットと金属Ｑａとが反応しガーネットが分解すると
言う不都合があった。一方、レーザ用結晶をガーネット
育成用のＰｂＯを主成分とする溶体浸漬すると、この場
合もレーザ結晶と溶液が反応しレーザ結晶は溶液に溶け
ると言う問題点があった。
クに形成できない理由として、これまでの技術ではレー
ザ用結晶および元アイソレータ結晶のいずれもが液相エ
ピタキシャル法で作られていたためである。すなわち、
元アイソレータ結晶であるガーネットを先に育成し、こ
のガーネット結晶をレーザ結晶育成用のＧａ系溶液に浸
漬しレーザ結晶を育成しようとすると、酸化物であるガ
ーネットと金属Ｑａとが反応しガーネットが分解すると
言う不都合があった。一方、レーザ用結晶をガーネット
育成用のＰｂＯを主成分とする溶体浸漬すると、この場
合もレーザ結晶と溶液が反応しレーザ結晶は溶液に溶け
ると言う問題点があった。
（発明の目的）
本発明の目的は、同一基板上にモノリシックにレーザ発
振部と光アイソレータ部を形成することによって、小型
でかつ岨み立てが容易な光集積素子、ならびにその製造
方法を提供するものである。
振部と光アイソレータ部を形成することによって、小型
でかつ岨み立てが容易な光集積素子、ならびにその製造
方法を提供するものである。
（発明の構成）
本発明者らの実験によれば、液相エピタキシャル法によ
って非磁性ガーネット基板上に育成した磁性ガーネット
単結晶膜上に分子線エピタキシャル法でＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶を育成したところ、レーザ発振部と元アイソ
レータ部をモノリシックに一体化した素子を形成できる
ことを見いだし、本発明をなすにいたった。本発明の構
成は第１図に示す様なものである。すなわち、−非磁性
ガーネット基板上に育成した磁性ガーネットエピタキシ
ャル単結晶膜と該磁性ガーネットエピタキシャル単結晶
膜の上に形成された胃−ｖ化合物半導体エピタキシャル
単結晶膜とからなる光集積素子に３いて、化合物半導体
エピタキシャル単結晶膜を形成後にアイランド状に加工
しかつ、その一端に４５度の傾斜部を作り該化合物半導
体エピタキシャル単結晶膜中で発振したレーザ光を該磁
性ガーネ、トエビタキシャル単結晶膜の膜面と垂直に透
過せしめる構造とした光集積素子である。
って非磁性ガーネット基板上に育成した磁性ガーネット
単結晶膜上に分子線エピタキシャル法でＩ−Ｖ族化合物
半導体結晶を育成したところ、レーザ発振部と元アイソ
レータ部をモノリシックに一体化した素子を形成できる
ことを見いだし、本発明をなすにいたった。本発明の構
成は第１図に示す様なものである。すなわち、−非磁性
ガーネット基板上に育成した磁性ガーネットエピタキシ
ャル単結晶膜と該磁性ガーネットエピタキシャル単結晶
膜の上に形成された胃−ｖ化合物半導体エピタキシャル
単結晶膜とからなる光集積素子に３いて、化合物半導体
エピタキシャル単結晶膜を形成後にアイランド状に加工
しかつ、その一端に４５度の傾斜部を作り該化合物半導
体エピタキシャル単結晶膜中で発振したレーザ光を該磁
性ガーネ、トエビタキシャル単結晶膜の膜面と垂直に透
過せしめる構造とした光集積素子である。
（実施例１）
格子定数が１２．３８３オングストロームの非磁性ガド
リニウム・ガリウム拳ガーネット（ＧｄｓＧａ、ＯＩ）
ガーネット単結晶の（１１１）基板グ１ ５上に、格子定数が１２３８３ オンｆストロームの（
ＹＢｉ）３．、 （ＰｅＡＩ）ｒ Ｏ，！ 磁性ガー
ネット単結晶ｙ１．４を、波長１：３μｍ における７
アラデ一回転角が４５度となる厚さに液相エピタキシャ
ル法によって育成した。
リニウム・ガリウム拳ガーネット（ＧｄｓＧａ、ＯＩ）
ガーネット単結晶の（１１１）基板グ１ ５上に、格子定数が１２３８３ オンｆストロームの（
ＹＢｉ）３．、 （ＰｅＡＩ）ｒ Ｏ，！ 磁性ガー
ネット単結晶ｙ１．４を、波長１：３μｍ における７
アラデ一回転角が４５度となる厚さに液相エピタキシャ
ル法によって育成した。
この磁性ガーネット膜の上に分子線エピタキシャル法で
０．９４５ｅＶのバンドギャップ・エネルギと６．１９
２オングストロームの格子定数を持チ０．３μｍ厚のＡ
ＩＧａＩｕｓｂ単結晶膜からなる活性層を、１．２ｅＶ
のバンドギャップ・エネルギと６．１９２オンゲストｃ
ｔ−ムの格子定数を持つｎ型およびｐ型ＡｌＧａ１ｎ８
ｂもしくはＡＩ １ｎｓｂのクラッド濁で挾んで育成し
た。基板ガーネットの格子定数がＡｌＧａ１ ｎｓｂの
格子定数の丁度２倍であるために、ＡｌＧａ１ｎＳｂ結
晶はガーネット膜に格子整合し、ガーネット単結晶膜上
にエピタキシャル成長することができた。このＡｌＧａ
１ｎＳｂ エピタキシャル膜からストライプ構造のを
長さレーザダイオードを形成するＫあたシ、端面のひと
つが垂直Ｋ、他の端面が正確に４５度の傾斜となり、か
つ端面と端面との距離が２００μｍとなるようにエツチ
ングした。
０．９４５ｅＶのバンドギャップ・エネルギと６．１９
２オングストロームの格子定数を持チ０．３μｍ厚のＡ
ＩＧａＩｕｓｂ単結晶膜からなる活性層を、１．２ｅＶ
のバンドギャップ・エネルギと６．１９２オンゲストｃ
ｔ−ムの格子定数を持つｎ型およびｐ型ＡｌＧａ１ｎ８
ｂもしくはＡＩ １ｎｓｂのクラッド濁で挾んで育成し
た。基板ガーネットの格子定数がＡｌＧａ１ ｎｓｂの
格子定数の丁度２倍であるために、ＡｌＧａ１ｎＳｂ結
晶はガーネット膜に格子整合し、ガーネット単結晶膜上
にエピタキシャル成長することができた。このＡｌＧａ
１ｎＳｂ エピタキシャル膜からストライプ構造のを
長さレーザダイオードを形成するＫあたシ、端面のひと
つが垂直Ｋ、他の端面が正確に４５度の傾斜となり、か
つ端面と端面との距離が２００μｍとなるようにエツチ
ングした。
こ
すの結果波長１．３μｍのレーザ光を発振することがで
き、レーザ光は第２図の６および７の端面を共振器のミ
ラーとして発振し、ガーネット膜の膜面と垂直方向から
ガーネット膜に入り入射偏光面が４５度回転し、レーザ
発振部と光アイソレータ部をモノリシックに一体化し小
型化した光集積素子を形成できた。
き、レーザ光は第２図の６および７の端面を共振器のミ
ラーとして発振し、ガーネット膜の膜面と垂直方向から
ガーネット膜に入り入射偏光面が４５度回転し、レーザ
発振部と光アイソレータ部をモノリシックに一体化し小
型化した光集積素子を形成できた。
（実施例２）
格子定数が１２．５０９オングストロームの非磁性ネオ
ジミウム・ガリウム番ガーネット（Ｎｄ。
ジミウム・ガリウム番ガーネット（Ｎｄ。
Ｑａ、０□）ガーネット単結晶の（１１１）基板面上に
、格子定数が１２．５１０オングストロームの（ＧｄＢ
１ ） 、 （ｆ’ｅＡＩ Ｇａ） ｍ Ｏ、−磁性ガ
ーネット単結晶膜を、波長１．５μｍにおけるファラデ
ー回転角が４５度となる厚ＩＫ液相エピタキシャル法ｔ
こよってクラッド層を挟んで＃成した。この磁性ガーネ
、ト膜の上に、分子線エピタキシャル法で％ ０．８３
ｅＶのバンドギャップ・エネルギと、 ６２４５オン
グストロームの格子定数を持ち０．３μｍ厚のＡｌＧａ
１ｎｓｂ単結晶膜からなる活性層を、１．ｇｅＶのバン
ドギャップ・エネルギと６．２４５オングストロームの
格子定数を持つｎ型およびｐ型ＡＩＱａｌｎＳｂ も
しくはＡ１１ｎ８ｂのクラッド層で挾んで育成した。
、格子定数が１２．５１０オングストロームの（ＧｄＢ
１ ） 、 （ｆ’ｅＡＩ Ｇａ） ｍ Ｏ、−磁性ガ
ーネット単結晶膜を、波長１．５μｍにおけるファラデ
ー回転角が４５度となる厚ＩＫ液相エピタキシャル法ｔ
こよってクラッド層を挟んで＃成した。この磁性ガーネ
、ト膜の上に、分子線エピタキシャル法で％ ０．８３
ｅＶのバンドギャップ・エネルギと、 ６２４５オン
グストロームの格子定数を持ち０．３μｍ厚のＡｌＧａ
１ｎｓｂ単結晶膜からなる活性層を、１．ｇｅＶのバン
ドギャップ・エネルギと６．２４５オングストロームの
格子定数を持つｎ型およびｐ型ＡＩＱａｌｎＳｂ も
しくはＡ１１ｎ８ｂのクラッド層で挾んで育成した。
バンドギャップ・エネルギが０．８３ｅＶ、格子定数が
６．２４５オングストロームのＡｌＧａ１ｎＳｂ単結晶
ｌｌ１１ヲ分子線エピタキシャル法で、０．３μｍの厚
さに育成した。基板ガーネットの格子定数がＡｌＧａ１
ｎＳｂの格子定数の丁度２倍であるために、ＡＩ Ｇａ
１ ｎｓｂ結晶はガーネット膜に格子整合し、カーネ
ット単結晶膜上にエピタキシャル成長することができた
。
６．２４５オングストロームのＡｌＧａ１ｎＳｂ単結晶
ｌｌ１１ヲ分子線エピタキシャル法で、０．３μｍの厚
さに育成した。基板ガーネットの格子定数がＡｌＧａ１
ｎＳｂの格子定数の丁度２倍であるために、ＡＩ Ｇａ
１ ｎｓｂ結晶はガーネット膜に格子整合し、カーネ
ット単結晶膜上にエピタキシャル成長することができた
。
このＡｌＧａ１ｎＳｂエピタキシヤル膜からストライプ
構造のを長さレーザダイオードを形成するにあたり、端
面のひとつが垂直に、他の端面が正確に４５度の傾斜と
な、！７％かつ端面と端面との距離が２００μｍとなる
ようにエツチングした。この矩形状にエツチングにより
加工し、・かつその一端に４５度の傾斜部を設けた。こ
の結果波長１．５μｍのレーザ光を発振することができ
、レーザ光は第２図の６および７の端面を共振器のミラ
ーとして発振し、ガーネット膜の膜面と垂直方向からガ
ーネット膜に入り入射偏光面が４５度回転し、レーザ発
振部と元アイソレータ部をモノリシ、りに一体化し、小
型化した光集積素子を形成できた。
構造のを長さレーザダイオードを形成するにあたり、端
面のひとつが垂直に、他の端面が正確に４５度の傾斜と
な、！７％かつ端面と端面との距離が２００μｍとなる
ようにエツチングした。この矩形状にエツチングにより
加工し、・かつその一端に４５度の傾斜部を設けた。こ
の結果波長１．５μｍのレーザ光を発振することができ
、レーザ光は第２図の６および７の端面を共振器のミラ
ーとして発振し、ガーネット膜の膜面と垂直方向からガ
ーネット膜に入り入射偏光面が４５度回転し、レーザ発
振部と元アイソレータ部をモノリシ、りに一体化し、小
型化した光集積素子を形成できた。
（実施例３）
格子定数が１２．４３８オングストロームの非磁性ナマ
リウム・ガリウム・ガーネット（８ｍ港Ｇａ。
リウム・ガリウム・ガーネット（８ｍ港Ｇａ。
０■）ガーネット単結晶の（１１１）基板面上に、格子
定数が１２．４３８オング・ストロームの（ＹＢｉ）。
定数が１２．４３８オング・ストロームの（ＹＢｉ）。
Ｐｅ■Ｏ０磁性ガーネット単結晶膜を、波長１．５ｓｔ
ｎＫおけるファラデー回転角が４５度となる厚さに液相
エピタキシャル法〈よってクラッド層を挾んで育成した
。この磁性ガーネットａの上に、バンドギヤ、プ・エネ
ルギが０．８３ ｅ Ｖ、格子定数が６．２１９オング
ストロームのＡｌＧａ１ｎＳｂ単結晶膜を分子線エピタ
キシャル法で、α４ＡｆｌＬの厚さに育成した。基板ガ
ーネットの格子定数がＡｌＧａ１ｎＳｂの格子定数の丁
度２倍であるために、ＡｌＧａ１ｎＳｂ結晶はガーネッ
ト膜に格子整合し、ガーネット単結晶膜上にエピタキシ
ャル成長することができた。
ｎＫおけるファラデー回転角が４５度となる厚さに液相
エピタキシャル法〈よってクラッド層を挾んで育成した
。この磁性ガーネットａの上に、バンドギヤ、プ・エネ
ルギが０．８３ ｅ Ｖ、格子定数が６．２１９オング
ストロームのＡｌＧａ１ｎＳｂ単結晶膜を分子線エピタ
キシャル法で、α４ＡｆｌＬの厚さに育成した。基板ガ
ーネットの格子定数がＡｌＧａ１ｎＳｂの格子定数の丁
度２倍であるために、ＡｌＧａ１ｎＳｂ結晶はガーネッ
ト膜に格子整合し、ガーネット単結晶膜上にエピタキシ
ャル成長することができた。
このＡｌＧａ１ｎＳｂエピタキシヤル膜を長さ２００ａ
ｍの矩形状にエツチングによυ加工し、かつその一端に
４５度の傾斜部を設けた。この結果波長１．５μｍのレ
ーザ光を発振することができ、レーザ光は第２図の６お
よび７の端面を共振器のミ２−として発振し、ガーネッ
ト膜の膜面と垂直方向からガーネット膜に入り入射偏光
面が４５度回転し、レーザ発振部と光アイソレータ部を
モノリシックに一体化した光集積累子を形成できた。
ｍの矩形状にエツチングによυ加工し、かつその一端に
４５度の傾斜部を設けた。この結果波長１．５μｍのレ
ーザ光を発振することができ、レーザ光は第２図の６お
よび７の端面を共振器のミ２−として発振し、ガーネッ
ト膜の膜面と垂直方向からガーネット膜に入り入射偏光
面が４５度回転し、レーザ発振部と光アイソレータ部を
モノリシックに一体化した光集積累子を形成できた。
なお、本元集積素子の形成における半導体結晶の育成に
は、有機金属を原料とする気相成長法を用いても可能で
あった。また、電流注入のための電極−）Ｊｌ！１図お
よび１８２図のクラッド結晶層１および２より取る必要
があるが、ガーネットが絶縁体であるためにガーネット
結晶側に接したクラッド層は加工の際に残しておき、こ
れに電極を取った。
は、有機金属を原料とする気相成長法を用いても可能で
あった。また、電流注入のための電極−）Ｊｌ！１図お
よび１８２図のクラッド結晶層１および２より取る必要
があるが、ガーネットが絶縁体であるためにガーネット
結晶側に接したクラッド層は加工の際に残しておき、こ
れに電極を取った。
（発明の効果）
以上説明した様に、本発明を用いることによりレーザ発
振部と光アイソレータ部とをモノリシックに一体化する
ことかで＠、レーザと光アイソレータとのモジュール化
のためのコストを低減することが可能な光集積素子が実
現できる。
振部と光アイソレータ部とをモノリシックに一体化する
ことかで＠、レーザと光アイソレータとのモジュール化
のためのコストを低減することが可能な光集積素子が実
現できる。
第１図は、非磁性ガーネット単結晶基板上の磁性ガーネ
ット液相エピタキシャル単結晶膜の上に分子線エピタキ
シャル法で育成した Ｉ −Ｖ化合物半導体結晶とから
なる光集積素子の斜視図、第２図は光集積素子のレーザ
ストライプの直下をストライプ方向に切断した断面図で
ある。 図において、 １および３はｌ−Ｙ化合物半導体結晶からなるクラッド
層、２は活性層、４は磁性ガーネット膜、５け非磁性ガ
ーネット基板、６および７＃ｉ共振器２１−２ 図
ット液相エピタキシャル単結晶膜の上に分子線エピタキ
シャル法で育成した Ｉ −Ｖ化合物半導体結晶とから
なる光集積素子の斜視図、第２図は光集積素子のレーザ
ストライプの直下をストライプ方向に切断した断面図で
ある。 図において、 １および３はｌ−Ｙ化合物半導体結晶からなるクラッド
層、２は活性層、４は磁性ガーネット膜、５け非磁性ガ
ーネット基板、６および７＃ｉ共振器２１−２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非磁性ガーネット基板上に磁性ガーネットエピタキ
シャル単結晶膜が設けられ、この上にいずれも化合物半
導体エピタキシャル単結晶膜からなる第１の導電型の第
１のクラッド層と活性層と第２の導電型の第２のクラッ
ド層が順次積層され、その一端に４５度の傾斜部が形成
されたレーザ発振部が設けられ、発振したレーザ光を前
記磁性ガーネットエピタキシャル単結晶膜の膜面と垂直
に透過せしめる構造とした光集積素子。 ２、非磁性ガーネット基板上に液相エピタキシャル法を
用いて磁性ガーネットエピタキシャル単結晶膜を育成し
この上にいずれも化合物半導体エピタキシャル単結晶膜
からなる第１の導電型の第１のクラッド層と活性層と第
２の導電型の第２のクラッド層を順次分子線エピタキシ
ャル法で形成し該化合物半導体エピタキシャル単結晶膜
をアイランド状に加工しかつ、その一端に４５度の傾斜
部を作ることを特徴とした光集積素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14787285A JPS628561A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 光集積素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14787285A JPS628561A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 光集積素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS628561A true JPS628561A (ja) | 1987-01-16 |
Family
ID=15440139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14787285A Pending JPS628561A (ja) | 1985-07-04 | 1985-07-04 | 光集積素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS628561A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013057138A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Alcatel Lucent | Integrated optical structure comprising an optical isolator |
-
1985
- 1985-07-04 JP JP14787285A patent/JPS628561A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013057138A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Alcatel Lucent | Integrated optical structure comprising an optical isolator |
| FR2981803A1 (fr) * | 2011-10-20 | 2013-04-26 | Alcatel Lucent | Structure optique integree comportant un isolateur optique |
| CN103891068A (zh) * | 2011-10-20 | 2014-06-25 | 阿尔卡特朗讯 | 包括光隔离器的集成式光结构 |
| US9106046B2 (en) | 2011-10-20 | 2015-08-11 | Alcatel Lucent | Integrated optical structure comprising an optical isolator |
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