JPS63318528A - 光集積回路 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光集積回路に関し、特に光通信ならびに光情報
処理分野における光源に関するものである。

従来の技術 近年光通信や光フアイバセンナへの応用を目的としたコ
ヒーレンスのよいレーザの開発が活発に行なわれている
。それらの中の１つの型として外部共振器型レーザが提
案されている。これは、半導体レーザの片側の端面から
出射した光をミラーあるいはグレーティングによシレー
ザに帰還するもので、単−縦モード発振、かつスペクト
ル線幅が１ＫＨｚ以下のものが実現されている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来のものは数多くの光学部品を組合せて
作られたものであり、かつ非常に精度の高いアライメン
トを必要とし、また機械的安定性も満足のできるもので
はなかった。さらには、必要以上にレーザのコヒーレン
スを向上させた場合、ファイバ結合端面等の微小反射率
を有する部分間で多重反射が顕著になり、ノイズ発生等
の原因として実用上問題となっていた。

問題点を解決するための手段 半導体基板上に、入力および出力ポートとしてそれぞれ
２つのポートをもつ光スイッチあるいは光結合器を配置
し、入力ポートのうちの１つが同一半導体基板上の一部
に配置さ扛た電流注入により発光する活性領域につなが
っており、また前記出力ポートのうち少なくとも一方が
、前記活性領域から発した光に対して高反射率を有する
よう終端し、残りのポートのうちどちらか１つが、前記
半導体基板上の一部に配置された光検出器につながるよ
うに構成することにより上述の問題を解決するものであ
る。また前述の高反射率を実現するため、たとえば、通
常の伸開面あるいはそれに反射コート膜を施したものあ
るいは、回折格子を構成する。さらには前記回折格子を
構成する材料の屈折率を、電気光学効果あるいは、プラ
ズマ効果により制御できるようＳ成する。

作用 本発明は、外部共振器として、２×２光スイツチあるい
は光結合器および光導波路を有する外部共振器型レーザ
と、２×２光スイツチあるいは光結合器の１ポートとつ
ながるように配置された受光素子が、同一半導体基板上
に集積化さｎた光集積回路となっている。レーザとして
は活性領域の一端と光スイッチあるいは光結合器の１つ
の出力ポートの一端を共振器としているため、比較的長
い外部共振器を有する外部共振器レーザとなっている。

このためこのレーザの発振スペクトルは単一モードかつ
狭スペクトル線幅が得られる。さらにはこの発振光は２
×２光スイツチあるいは光結合器を通じて活性領域に帰
還されるためその帰還量を制御でき、最適な発振スペク
トル特性をもつレーザ光源が実現できる。

一方、光帰還を行なうための高反射率部に回折波長可変
の回折格子を設けることにより、発振波長の制御も可能
となる。

実施例 第１図に本発明の光集積回路の第１実施例を示す。ここ
で１は半導体基板、２は発光部となる活性領域、３は３
次元光導波路、４は電気制御型２×２光スイツチ、５は
光検出器、６は３次元光導波路端面にコートされた反射
膜、７は３次元導波路端面にコートされた反射防止膜、
８は発光部２の片端面にコートされた反射膜である。と
こで光スイッチ４は方向性結合器型あるいは内部全反射
型などの構造のものが望ましい。また使用する半導体材
料はＧＩＬＡ！ｌ　＊ム％ａＡｇ、　ＩｎＰ、　ＺｎＳ
等履−■または鳳−■の化合物半導体が考えられるが、
３次元光導波路３等のパッシブな部分に関しては上述の
半導体材料に限定するものではない。これらのことは以
下の実施例についても同様である。

発光部２にて発した光は、３次元導波路３を通り光スイ
ッチ４に入る。光スイッチ４からの出力のうち一方は光
検出器６に達し光出力のモニタとして使われる。他方の
光は、反射膜６で反射され再び活性部に戻り帰還光とし
て利用されるが一部は光スイッチ４を経由して外部へ出
射される。ここで発光部６の１つの端面８と反射膜６を
端面とした外部共振器としてレーザ発振を起こすことが
可能となる。また光スイッチ４を制御することにより発
光部２への光帰還量を変化させることができる。レーザ
のスペクトル特性、特にスペクトル線幅は光帰還量に依
存するため、光スイッチ４によりスペクトル線幅を必要
に応じて変化させることができる。また光検出器の出力
をモニタすることにより、レーザ出力のモニタができム
ＰＣ動作が可能となる。

また、上述の発光部２とは従来から数多く報告されてい
るレーザ構造を有するもので、たとえばＢＨ，ＣＮＢＨ
あるいはＤＣＰＢＨ等の埋込み型構造のものが望ましい
。

また光検出器６は基本的には光を電気的に検出できるも
のであればよいが、ここではレーザとはぼ同一構成のも
のでよい。

第２図は本発明第２の実施例を示したもので、１６は、
３次元導波路３を導波する光を反射させるために光導波
路に設けられた回折格子である。

またこれらの回折格子１６には回折波長を電気的に制御
するための電極が構成されており、発振波長が選択、調
整することが可能となるものである。

他の動作としては、第１の実施例と同じものである。

発明の効果 以上のように本発明によ扛ば、外部共振器型レーザにお
ける光帰還量を光スイッチにより制御することにより、
レーザのスペクトル線幅を高速で変化させることが可能
となり、また光検出器を集積化することにより、光出力
およびスペクトル線幅をモニタすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光集積回路の第１実施例の概略平面図
、第２図は本発明の光集積回路の第２実施例の概略平面
図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・発光部、３
・・・・・・３次元光導波路、４・・・・・・２×２光
スイツチ、６・・・・・・光検出器、７・・・・・・反
射防止膜、６，８・・・・・・反射膜、１６・・・・・
・回折格子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に、光の入力および出力ポートとし
   てそれぞれ２つの３次元光導波路で構成されたポートを
   もつ光スイッチあるいは光結合器が配置されており、前
   記入力ポートのうち一つが、前記半導体基板の一部に配
   置された電流注入により発光しその光を前記入力ポート
   方向に反射するよう構成された高反射率端を有する活性
   領域につながっており、また前記出力ポートのうち少な
   くとも一方が、前記活性領域から発した光に対して高反
   射率を有する形で終端し、残りのポートのうち１つが、
   前記半導体基板の一部に配置された光検出器につながっ
   ている光集積回路。
2. （２）光スイッチあるいは光結合器の出力ポートに設け
   られた高反射率を有するものとして、回折格子が構成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の光集積回路。
3. （３）回折格子を構成している材料の屈折率を外部から
   変化する特許請求の範囲第１項記載の光集積回路。