JPH01126621A - 可変波長フィルタ - Google Patents
可変波長フィルタInfo
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- JPH01126621A JPH01126621A JP62286136A JP28613687A JPH01126621A JP H01126621 A JPH01126621 A JP H01126621A JP 62286136 A JP62286136 A JP 62286136A JP 28613687 A JP28613687 A JP 28613687A JP H01126621 A JPH01126621 A JP H01126621A
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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
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/5045—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement having a frequency filtering function
-
- 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
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
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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、光伝送、光交換、光情報処理等に用いられる
可変波長フィルタに関する。
可変波長フィルタに関する。
（従来の技術）
波長多重化光信号から任意の光信号を選択する機能を有
する可変波長フィルタは、光伝送、光交換、光情報処理
等において広範な用途に応用可能なキーデバイスの１つ
である。そして、いずれの用途においても可変波長フィ
ルタの特性として十分な波長選択度と選択波長の広い可
変同調幅が必要とされている。また、構造として光集積
回路化が不可欠なことから、任意の選択したい波長のみ
を透過する透過型の波長選択フィルタであることも必要
である。
する可変波長フィルタは、光伝送、光交換、光情報処理
等において広範な用途に応用可能なキーデバイスの１つ
である。そして、いずれの用途においても可変波長フィ
ルタの特性として十分な波長選択度と選択波長の広い可
変同調幅が必要とされている。また、構造として光集積
回路化が不可欠なことから、任意の選択したい波長のみ
を透過する透過型の波長選択フィルタであることも必要
である。
従来から、透過型の波長選択フィルタに関してはいくつ
かの検討がなされている。その中で、半導体活性層を用
いた光増幅素子内に波長選択性のある光帰還構造を設け
た構造の可変波長フィルタが、活性層への注入キャリア
濃度により選択波長の可変同調が可能で、かつ透過型の
集積化に適しているという点から期待を集めている。特
に光帰還構造としては、襞間によるファプリー・ペロ共
振器よりも回折格子から成る分布帰還構造の方が、波長
選択性および光集積化の点で有利であり、そションズ（
Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）第１０
巻１２３ページ参照） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これら従来から提案され、検討されてき
た光増幅素子内に分布帰還構造を有する可変波長フィル
タは、選択波長の同調のために活性層への注入キャリア
濃度を調整した場合、同時に選択波長に対する光利得お
よび自然放出光強度も変化するため、フィルタとして必
要な波長選択度を得るため、および対雑音信号強度比を
得るためには、活性層への注入キャリア濃度が原理上狭
く限定され、その結果として選択波長の可変幅が数人程
度と小さいため、数チャンネルのフィルタとしてしか使
えないという欠点があった。
かの検討がなされている。その中で、半導体活性層を用
いた光増幅素子内に波長選択性のある光帰還構造を設け
た構造の可変波長フィルタが、活性層への注入キャリア
濃度により選択波長の可変同調が可能で、かつ透過型の
集積化に適しているという点から期待を集めている。特
に光帰還構造としては、襞間によるファプリー・ペロ共
振器よりも回折格子から成る分布帰還構造の方が、波長
選択性および光集積化の点で有利であり、そションズ（
Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）第１０
巻１２３ページ参照） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これら従来から提案され、検討されてき
た光増幅素子内に分布帰還構造を有する可変波長フィル
タは、選択波長の同調のために活性層への注入キャリア
濃度を調整した場合、同時に選択波長に対する光利得お
よび自然放出光強度も変化するため、フィルタとして必
要な波長選択度を得るため、および対雑音信号強度比を
得るためには、活性層への注入キャリア濃度が原理上狭
く限定され、その結果として選択波長の可変幅が数人程
度と小さいため、数チャンネルのフィルタとしてしか使
えないという欠点があった。
本発明の目的は、増幅機能を有し、かつ上述の欠点を除
去した、大きな選択波長の可変同調幅を得ることができ
数十チャンネル以上の光信号を分離することのできる可
変波長フィルタを提供することにある。
去した、大きな選択波長の可変同調幅を得ることができ
数十チャンネル以上の光信号を分離することのできる可
変波長フィルタを提供することにある。
（問題点を解決すための手段）
本発明の可変波長フィルタは複数の分布帰還領域と前記
分布帰還領域の間に挿入され、前記分布帰還領域と光学
的に結合し、かつ外部から位相シフト量を制御可能な位
相変調領域とからなる可変波長フィルタにおいて、前記
分布帰還領域の禁制帯幅Ｅｇ１と前記位相変調領域の禁
制帯幅Ｅｇ２との間にＥ、 ＜ Ｅｇ２なる関係が成り
立つことを特徴とする。
分布帰還領域の間に挿入され、前記分布帰還領域と光学
的に結合し、かつ外部から位相シフト量を制御可能な位
相変調領域とからなる可変波長フィルタにおいて、前記
分布帰還領域の禁制帯幅Ｅｇ１と前記位相変調領域の禁
制帯幅Ｅｇ２との間にＥ、 ＜ Ｅｇ２なる関係が成り
立つことを特徴とする。
（作用）
分布帰還構造を有する光導波路の光透過特性は、透過波
長域において光利得をもたない場合、各分布帰還領域の
光学的位相が揃っている場合は、その回折格子の光学的
周期から定まるブラッグ波長を中心に数１０人程度の１
つの透過阻止波長域を形成する。一方、分布帰還領域の
中央を境にして両側で光学的位相が九ずれた場合（この
場合、素子内を伝播する光の波長をλとすると、回折格
子のピッチが）Ｊ４だけずれたことに対応するのでＭ４
シフト溝造と呼ばれる）は、透過阻止波長域は分裂し、
上述の数１０人程度の透過阻止波長域の中央に１〜２人
程程度せまい幅の透過波長域が生じる。分布帰還領域の
中央部付近に位相変調領域を設け、そこに電流を注入す
れば光学的位相が変化するため、透過波長が変化する。
長域において光利得をもたない場合、各分布帰還領域の
光学的位相が揃っている場合は、その回折格子の光学的
周期から定まるブラッグ波長を中心に数１０人程度の１
つの透過阻止波長域を形成する。一方、分布帰還領域の
中央を境にして両側で光学的位相が九ずれた場合（この
場合、素子内を伝播する光の波長をλとすると、回折格
子のピッチが）Ｊ４だけずれたことに対応するのでＭ４
シフト溝造と呼ばれる）は、透過阻止波長域は分裂し、
上述の数１０人程度の透過阻止波長域の中央に１〜２人
程程度せまい幅の透過波長域が生じる。分布帰還領域の
中央部付近に位相変調領域を設け、そこに電流を注入す
れば光学的位相が変化するため、透過波長が変化する。
分布帰還領域、位相変調領域とも＆ミ利得が無い場合、
透過波長はブラッグ波長を中心として士数１０人変化す
る。しかしながら、位相変調領域に電流を注入すると吸
収損失が大きくなるため、透過選択幅が広がり、また可
変波長フィルタからの光出力は小さくなる。
透過波長はブラッグ波長を中心として士数１０人変化す
る。しかしながら、位相変調領域に電流を注入すると吸
収損失が大きくなるため、透過選択幅が広がり、また可
変波長フィルタからの光出力は小さくなる。
上述の問題を解決するために位相変調領域に利得をもた
せると、電流を注入していくとレーザ発振するために波
長可変範囲は数人と小さくなってしまう。そこで、分布
帰還領域にのみ利得をもたせ、位相変調領域に利得をも
たせない構造にすればよい。そうすれば、位相変調領域
に電流を注入した時に透過波長を数１０人変化させるこ
とができる。また、分布帰還領域における利得によって
吸収損失を補うことができるので透過選択幅も広がらず
、可変波長フィルタからの光出力も一定に保つことがで
きる。この具体的な構造としては、可とき、分布帰還領
域の禁制帯幅Ｅｇ１と位相変調領域の禁制帯幅Ｅｇ□と
Ｅとの間にＥ−Ｅｇ、＜Ｅ、なる関係を有し、分布帰還
領域と位相変調領域とに電流を注入できる構造にすれば
よい。
せると、電流を注入していくとレーザ発振するために波
長可変範囲は数人と小さくなってしまう。そこで、分布
帰還領域にのみ利得をもたせ、位相変調領域に利得をも
たせない構造にすればよい。そうすれば、位相変調領域
に電流を注入した時に透過波長を数１０人変化させるこ
とができる。また、分布帰還領域における利得によって
吸収損失を補うことができるので透過選択幅も広がらず
、可変波長フィルタからの光出力も一定に保つことがで
きる。この具体的な構造としては、可とき、分布帰還領
域の禁制帯幅Ｅｇ１と位相変調領域の禁制帯幅Ｅｇ□と
Ｅとの間にＥ−Ｅｇ、＜Ｅ、なる関係を有し、分布帰還
領域と位相変調領域とに電流を注入できる構造にすれば
よい。
（実施例）
図面を参照して本実施例を詳細に説明する。第１図は、
本発明の一実施例の可変波長フィルタの構造を示す斜視
図である。以下、製作手順に従いながら本実施例の構造
について説明する。まず、ｎ形ＩｎＰ基板１１０上の分
布帰還領域１００に周期２３８０人の回折格子を形成す
る。次に１回目のＬＰＥ成長によってノンドープＩｎＧ
ａＡｓ光ガイド層１２０（λ、＝１．３ｐｍ、厚さ０．
３ｐｍ）、ｎ形ＩｎＰバッファ層１３０（厚さ０．１ｐ
ｍ）、ノンドープ活性層１４０（λ、＝１．５３ｐｍ、
厚さ０．１μｍ）、ｐ形ＩｎＰクラッド層１５０（厚さ
０．２ｐｍ）を順次成長する。次に位相変調領域２００
のＩｎＰクラッド層１５０と活性層１４０とを選択的に
除去する。次に２回目の成長において全体にｐ形ＩｎＰ
クラッド層１６０を形成する。
本発明の一実施例の可変波長フィルタの構造を示す斜視
図である。以下、製作手順に従いながら本実施例の構造
について説明する。まず、ｎ形ＩｎＰ基板１１０上の分
布帰還領域１００に周期２３８０人の回折格子を形成す
る。次に１回目のＬＰＥ成長によってノンドープＩｎＧ
ａＡｓ光ガイド層１２０（λ、＝１．３ｐｍ、厚さ０．
３ｐｍ）、ｎ形ＩｎＰバッファ層１３０（厚さ０．１ｐ
ｍ）、ノンドープ活性層１４０（λ、＝１．５３ｐｍ、
厚さ０．１μｍ）、ｐ形ＩｎＰクラッド層１５０（厚さ
０．２ｐｍ）を順次成長する。次に位相変調領域２００
のＩｎＰクラッド層１５０と活性層１４０とを選択的に
除去する。次に２回目の成長において全体にｐ形ＩｎＰ
クラッド層１６０を形成する。
次に埋め込み構造とするために、メサエッチングを行な
った後３回目のＬＰＥ成長によって埋め込み成長を行な
う。ここでは、埋め込み構造として二重チャンネルプレ
ーナ埋め込み構造を用いた。最後に基板側と成長層側と
に電極を形成した後、分布帰還領域１００と位相変調領
域２００との間の電気的な分離を行なうために、中央の
メサ付近を除いて幅２Ｄｐｍの溝を形成する。その後、
素子の両端面の反射率を低減するためにＳｉＮ膜１７０
を形成する。分布帰還領域、位相変調領域の長さは、そ
れぞれ１５０ｐｍ、 １１００ＸＸであり、素子の全長
は４４０ｐｍである。
った後３回目のＬＰＥ成長によって埋め込み成長を行な
う。ここでは、埋め込み構造として二重チャンネルプレ
ーナ埋め込み構造を用いた。最後に基板側と成長層側と
に電極を形成した後、分布帰還領域１００と位相変調領
域２００との間の電気的な分離を行なうために、中央の
メサ付近を除いて幅２Ｄｐｍの溝を形成する。その後、
素子の両端面の反射率を低減するためにＳｉＮ膜１７０
を形成する。分布帰還領域、位相変調領域の長さは、そ
れぞれ１５０ｐｍ、 １１００ＸＸであり、素子の全長
は４４０ｐｍである。
こうして試作した素子の特性の一例を第２図に示す。位
相変調領域２００に電流を１００ｍＡ注入すると透過波
長は、連続して４０人変化した。この時、分布帰還領域
１００には、発振しきい値電流Ｉｔｈの０．９倍となる
ように電流を流しておいた。利得は１０ｄＢ、透過波長
の３ｄＢ減衰幅は１人であった。二ｉから、４０人の範
囲内に２人程度の間隔で波長多重された信号から任意の
波長選択が可能となる。すなわち、−２０チャンネル程
度の波長可変フィルタとして使うことができる。
相変調領域２００に電流を１００ｍＡ注入すると透過波
長は、連続して４０人変化した。この時、分布帰還領域
１００には、発振しきい値電流Ｉｔｈの０．９倍となる
ように電流を流しておいた。利得は１０ｄＢ、透過波長
の３ｄＢ減衰幅は１人であった。二ｉから、４０人の範
囲内に２人程度の間隔で波長多重された信号から任意の
波長選択が可能となる。すなわち、−２０チャンネル程
度の波長可変フィルタとして使うことができる。
なお、素子の材料および組成は上述の実施例に限定する
必要はなく、他の半導体材料（例えばＧａＡｓ系の材料
）や誘電体材料（例えばＴｉＯ２，Ａ１２０３）などで
あってもよい。また、本実施例では、回折格子として均
一な回折格子を用いたが、あらかじめ位相をシフトさせ
た回折格子を用いてもよい。
必要はなく、他の半導体材料（例えばＧａＡｓ系の材料
）や誘電体材料（例えばＴｉＯ２，Ａ１２０３）などで
あってもよい。また、本実施例では、回折格子として均
一な回折格子を用いたが、あらかじめ位相をシフトさせ
た回折格子を用いてもよい。
先導波路構造も光を導波する機能を持つならば、ブレー
ナ構造や埋め込み構造に限らず、面発光構造等地のいか
なる構造であってもよい。
ナ構造や埋め込み構造に限らず、面発光構造等地のいか
なる構造であってもよい。
（発明の効果）
従来の可変波長フィルタ素子では数チャンネルが限度で
あったが、本発明の可変波長フィルタ素子によって例え
ば２０チヤンネル迄の波長多重化された光信号からの任
意の波長選択が可能となった。
あったが、本発明の可変波長フィルタ素子によって例え
ば２０チヤンネル迄の波長多重化された光信号からの任
意の波長選択が可能となった。
第１図は、本発明の一実施例の可変波長フィルタの構造
を示す斜視図である。第２図は本実施例の可変波長フィ
ルタの透過特性図である。 図において、
を示す斜視図である。第２図は本実施例の可変波長フィ
ルタの透過特性図である。 図において、
Claims (1)
- 複数の分布帰還領域と、前記複数の分布帰還領域の間
に挿入され、前記複数の分布帰還領域と光学的に結合し
、かつ外部から位相シフト量を制御可能な位相変調領域
とからなる可変波長フィルタにおいて、前記分布帰還領
域の禁制帯幅Ｅ＿ｇ＿１と前記位相変調領域の禁制帯幅
Ｅ＿ｇ＿２との間にＥ＿ｇ＿１＜Ｅ＿ｇ＿２なる関係が
成り立つことを特徴とする可変波長フィルタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28613687A JP2659199B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 可変波長フィルタ |
| EP88310656A EP0316194B1 (en) | 1987-11-11 | 1988-11-11 | A tunable wavelength filter |
| DE3889423T DE3889423T2 (de) | 1987-11-11 | 1988-11-11 | Filter mit abstimmbarer Wellenlänge. |
| US07/270,921 US4976513A (en) | 1987-11-11 | 1988-11-14 | Tunable wavelength filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28613687A JP2659199B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 可変波長フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126621A true JPH01126621A (ja) | 1989-05-18 |
| JP2659199B2 JP2659199B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=17700397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28613687A Expired - Lifetime JP2659199B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 可変波長フィルタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4976513A (ja) |
| EP (1) | EP0316194B1 (ja) |
| JP (1) | JP2659199B2 (ja) |
| DE (1) | DE3889423T2 (ja) |
Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0357288A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-12 | Siemens Ag | 半導体レーザーを有するデバイスおよびその使用方法 |
| JP2986604B2 (ja) * | 1992-01-13 | 1999-12-06 | キヤノン株式会社 | 半導体光フィルタ、その選択波長の制御方法及びそれを用いた光通信システム |
| SE470454B (sv) * | 1992-08-26 | 1994-04-11 | Ericsson Telefon Ab L M | Optisk filteranordning |
| US5621828A (en) * | 1992-09-24 | 1997-04-15 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum Vzw | Integrated tunable optical filter |
| BE1006207A3 (nl) * | 1992-09-24 | 1994-06-07 | Imec Inter Uni Micro Electr | Geintegreerd afstembaar optisch filter. |
| US7002696B1 (en) | 2000-11-03 | 2006-02-21 | Optune Technologies | Band pass interferometer with tuning capabilities |
| US6580740B2 (en) * | 2001-07-18 | 2003-06-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device having selective absorption qualities |
| US8509582B2 (en) * | 2005-08-30 | 2013-08-13 | Rambus Delaware Llc | Reducing light leakage and improving contrast ratio performance in FTIR display devices |
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| JPH0632332B2 (ja) * | 1984-08-24 | 1994-04-27 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS61160987A (ja) * | 1985-01-09 | 1986-07-21 | Nec Corp | 集積型半導体光素子とその製造方法 |
| JPS61190994A (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
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-
1987
- 1987-11-11 JP JP28613687A patent/JP2659199B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-11-11 EP EP88310656A patent/EP0316194B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-11 DE DE3889423T patent/DE3889423T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-11-14 US US07/270,921 patent/US4976513A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6177381A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Nec Corp | 集積化分布帰還型半導体レ−ザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3889423T2 (de) | 1994-10-20 |
| JP2659199B2 (ja) | 1997-09-30 |
| EP0316194B1 (en) | 1994-05-04 |
| EP0316194A1 (en) | 1989-05-17 |
| US4976513A (en) | 1990-12-11 |
| DE3889423D1 (de) | 1994-06-09 |
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