JPH02199882A - 半導体光増幅器 - Google Patents
半導体光増幅器Info
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- JPH02199882A JPH02199882A JP1019134A JP1913489A JPH02199882A JP H02199882 A JPH02199882 A JP H02199882A JP 1019134 A JP1019134 A JP 1019134A JP 1913489 A JP1913489 A JP 1913489A JP H02199882 A JPH02199882 A JP H02199882A
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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
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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〕
本発明は半導体光増幅器に関する。
半導体光増幅器は光通信システムにおける線形増幅器、
前置き増幅器、損失補償用増幅器等として幅広い分野に
用いられ、伝送の中継間隔を長くする上で欠くことので
きない重要なデバイスである。特に光の入・出射端面に
反射防止膜を形成した進行波型光増幅器は帯域が広く、
１５ｄＢ程度の正味利得が得られることから活発に研究
開発が進められている。
前置き増幅器、損失補償用増幅器等として幅広い分野に
用いられ、伝送の中継間隔を長くする上で欠くことので
きない重要なデバイスである。特に光の入・出射端面に
反射防止膜を形成した進行波型光増幅器は帯域が広く、
１５ｄＢ程度の正味利得が得られることから活発に研究
開発が進められている。
ところで通常の進行波型光増幅器（以下ＴＷＡと略す、
）は第２図に示すように基板１とクララ８層３との間に
活性導波路２を有する埋め込み構造半導体レーザの両端
面に反射防止膜６を形成した構造を有しており、活性導
波路２は典型的には厚さ０，１μｍ２幅１．５μｍとい
った大きさである０通常反射防止膜としては５ｉＯＮ等
の誘電帯膜を用いるが１０−４レベルのわずかな残留反
射率のため、波長の変化により、３ｄＢ程度の利得変動
が生ずる場合が多い、実用上の観点からはこのような利
得変動は可能な限り小さくすることが望ましい。数十人
の波長範囲で１ｄＢ以下の利得変動に再現性良く押さえ
られれば、ＴＷＡの実用性は大幅に向上する。しかしな
がら、従来例の構造によっては、ときとして利得変動の
小さな素子が得られても、再現性の点では十分なもので
はなかっな、また利得変動量と正味利得とは端面反射率
が決まれば相い反する特性を示す。一方の端面付近をレ
ーザ発振光に対して透明な窓構造とし、実効的な反射率
を低減することも有効な手段であるが、端面での光のス
ポットサイズが大きくなるなめ結合損失が大きくなる場
合もあった。
）は第２図に示すように基板１とクララ８層３との間に
活性導波路２を有する埋め込み構造半導体レーザの両端
面に反射防止膜６を形成した構造を有しており、活性導
波路２は典型的には厚さ０，１μｍ２幅１．５μｍとい
った大きさである０通常反射防止膜としては５ｉＯＮ等
の誘電帯膜を用いるが１０−４レベルのわずかな残留反
射率のため、波長の変化により、３ｄＢ程度の利得変動
が生ずる場合が多い、実用上の観点からはこのような利
得変動は可能な限り小さくすることが望ましい。数十人
の波長範囲で１ｄＢ以下の利得変動に再現性良く押さえ
られれば、ＴＷＡの実用性は大幅に向上する。しかしな
がら、従来例の構造によっては、ときとして利得変動の
小さな素子が得られても、再現性の点では十分なもので
はなかっな、また利得変動量と正味利得とは端面反射率
が決まれば相い反する特性を示す。一方の端面付近をレ
ーザ発振光に対して透明な窓構造とし、実効的な反射率
を低減することも有効な手段であるが、端面での光のス
ポットサイズが大きくなるなめ結合損失が大きくなる場
合もあった。
本発明の目的は波長に対する利得変動が小さく、かつ正
味利得の大きな特性の優れたＴＷＡを再現性良く提供す
ることにある。
味利得の大きな特性の優れたＴＷＡを再現性良く提供す
ることにある。
前述の課題を解決するために本発明が提供する手段は、
半導体基板上に少なくとも活性導波路が形成され、光の
入・出射端面に反射防止膜が形成された進行波型の半導
体光増幅器において、少なくとも一方の端面がレンズ形
状に形成され、この端面と活性導波路端との間に、活性
導波路よりも屈折率の低い半導体層で成り、導波光に対
して透明な窓領域が形成されていることを特徴とする構
成になっている。
半導体基板上に少なくとも活性導波路が形成され、光の
入・出射端面に反射防止膜が形成された進行波型の半導
体光増幅器において、少なくとも一方の端面がレンズ形
状に形成され、この端面と活性導波路端との間に、活性
導波路よりも屈折率の低い半導体層で成り、導波光に対
して透明な窓領域が形成されていることを特徴とする構
成になっている。
従来例のＴＷＡにおいて利得変動量の再現性が悪いのは
、多、くの場合端面の反射防止膜のみに顆っていたため
である。本発明においては少なくとも一方の素子端面を
窓構造とし、実効反射率を大幅に低減すると同時に窓構
造端面側をレンズ状に加工することによって光ファイバ
との光学的結合を容易にし、結合損失を下げることがで
き、したがって正味利得の向上を図ることができる。
、多、くの場合端面の反射防止膜のみに顆っていたため
である。本発明においては少なくとも一方の素子端面を
窓構造とし、実効反射率を大幅に低減すると同時に窓構
造端面側をレンズ状に加工することによって光ファイバ
との光学的結合を容易にし、結合損失を下げることがで
き、したがって正味利得の向上を図ることができる。
以下に実施例の図面を参照して本発明をより詳細に説明
する。第１図は本発明の一実施例であるＴＷＡの光進行
方向の模式的な断面図を示す。素子作製はＬＰＥ法によ
り、通常の埋め込み構造の成長と同様の方法で行なった
。ＩｎＰ基板１上に活性層２、クラッド層３等を成長し
た後、メサストライプの形成等を含む通常の埋め込み成
長工程を行なった。活性導波路となる活性層２には波長
１．５７μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰを採用しな。
する。第１図は本発明の一実施例であるＴＷＡの光進行
方向の模式的な断面図を示す。素子作製はＬＰＥ法によ
り、通常の埋め込み構造の成長と同様の方法で行なった
。ＩｎＰ基板１上に活性層２、クラッド層３等を成長し
た後、メサストライプの形成等を含む通常の埋め込み成
長工程を行なった。活性導波路となる活性層２には波長
１．５７μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰを採用しな。
活性層の幅、厚さはそれぞれ１．５μｍ、０．１μｍと
した。ここで活性層２が図のように途中でとぎれるよう
にメサストライプを形成すれば、その後の埋め込み成長
工程は通常の場合と同様である。メサストライプの無い
領域のクラッド層（又は埋め込み層）部分が窓領域４と
なる。電極形成等のプロセスを行なった後、ＴＷＡ用の
バーに切り出し、窓領域に接した端面の活性層に向がい
合った部分に投影型露光装置を用いてパターニングを行
ない、化学エツチングによってレンズ状の加工を行なっ
てレンズ端面５とした。レンズ加工は窓領域側のへき開
端面にフォトレジストを塗布し、素子に通電しながら露
光することによって行なった。すなわち、通電を行なっ
て発光部分の位置を定めた上でそこに露光を行ない直径
２ｏＡ１ｍ程度の円形パターンにフォトレジストを残し
た。
した。ここで活性層２が図のように途中でとぎれるよう
にメサストライプを形成すれば、その後の埋め込み成長
工程は通常の場合と同様である。メサストライプの無い
領域のクラッド層（又は埋め込み層）部分が窓領域４と
なる。電極形成等のプロセスを行なった後、ＴＷＡ用の
バーに切り出し、窓領域に接した端面の活性層に向がい
合った部分に投影型露光装置を用いてパターニングを行
ない、化学エツチングによってレンズ状の加工を行なっ
てレンズ端面５とした。レンズ加工は窓領域側のへき開
端面にフォトレジストを塗布し、素子に通電しながら露
光することによって行なった。すなわち、通電を行なっ
て発光部分の位置を定めた上でそこに露光を行ない直径
２ｏＡ１ｍ程度の円形パターンにフォトレジストを残し
た。
ついでマスクのサイドエッチを利用しながら化学エツチ
ングを行ない、レンズ状の突起形状を得た。端面のレン
ズは直径２０μｍ、高さ５μｍ程度とした。最後に熱蒸
着法により５ｉＯＸ反射防止膜を形成しな。
ングを行ない、レンズ状の突起形状を得た。端面のレン
ズは直径２０μｍ、高さ５μｍ程度とした。最後に熱蒸
着法により５ｉＯＸ反射防止膜を形成しな。
以上のように作製したＴＷＡにおいて活性層長５００μ
ｍ、窓領域具２０μｍとし、１２０ｍＡ電流注入時に、
信号利得２８ｄＢ、正味利得２０ｄＢ、波長による利得
変動１ｄＢ以下と優れた特性ＴＷＡを再現性良く得るこ
とができた。単一モード光ファイバとの結合損失は両端
面とも４ｄＢと小さく押えることができた。
ｍ、窓領域具２０μｍとし、１２０ｍＡ電流注入時に、
信号利得２８ｄＢ、正味利得２０ｄＢ、波長による利得
変動１ｄＢ以下と優れた特性ＴＷＡを再現性良く得るこ
とができた。単一モード光ファイバとの結合損失は両端
面とも４ｄＢと小さく押えることができた。
なお実施例においてはＩｎＰを基板とする波長１μｍ帯
の素子について述べたが、用いる材料系はこれに限るも
のではなく、ＧａＡｓ系等、他の材料を用いてなんら差
し支えない。また端面のレンズ加工には化学エツチング
のみならずドライエツチング等の手法を用いてなんら差
し支えない。
の素子について述べたが、用いる材料系はこれに限るも
のではなく、ＧａＡｓ系等、他の材料を用いてなんら差
し支えない。また端面のレンズ加工には化学エツチング
のみならずドライエツチング等の手法を用いてなんら差
し支えない。
さらに導波構造として埋め込み構造に限るものではない
。通常、半導体レーザ、光スィッチ等で用いられている
構造であればどのような構造でもよい また、実施例では１層構造の活性層で活性導波路を構成
したが、他の構造、例えば、多重量子井戸構造や、主と
して発光に与える層と主として光導波に与る層との積層
構造等、多層構造で活性導波路を構成してもよい。
。通常、半導体レーザ、光スィッチ等で用いられている
構造であればどのような構造でもよい また、実施例では１層構造の活性層で活性導波路を構成
したが、他の構造、例えば、多重量子井戸構造や、主と
して発光に与える層と主として光導波に与る層との積層
構造等、多層構造で活性導波路を構成してもよい。
本発明の特徴はＴＷＡに窓構造を形成し、同時にその端
面にレンズ加工をほどこしたことである。これによって
正味利得が大きく、かつ利得変動量の小さな高性能ＴＷ
Ａを実現することができた。
面にレンズ加工をほどこしたことである。これによって
正味利得が大きく、かつ利得変動量の小さな高性能ＴＷ
Ａを実現することができた。
あ１
第１図は本発明の一実施例であるＴＷＡの断面図、第２
図は従来例の断面図である。 １・・・基板、２・・・活性層、３・・・クラッド層、
４・・・窓領域、５・・・レンズ端面、６・・・反射防
止膜。
図は従来例の断面図である。 １・・・基板、２・・・活性層、３・・・クラッド層、
４・・・窓領域、５・・・レンズ端面、６・・・反射防
止膜。
Claims (1)
- 半導体基板上に少なくとも活性導波路が形成され、光の
入・出射端面に反射防止膜が形成された進行波型の半導
体光増幅器において、少なくとも一方の端面がレンズ形
状に形成され、この端面と活性導波路端との間に、活性
導波路よりも屈折率の低い半導体層で成る窓領域が形成
されていることを特徴とする半導体光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019134A JPH02199882A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 半導体光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1019134A JPH02199882A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 半導体光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199882A true JPH02199882A (ja) | 1990-08-08 |
Family
ID=11990993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1019134A Pending JPH02199882A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 半導体光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02199882A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0983063A (ja) * | 1995-09-13 | 1997-03-28 | Nec Corp | 半導体装置の端面形成方法 |
| US6836500B2 (en) | 2000-08-31 | 2004-12-28 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor laser chip and method for fabricating a semiconductor laser chip |
| KR100713342B1 (ko) * | 2005-05-30 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 광대역 이득 레이저 |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1019134A patent/JPH02199882A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0983063A (ja) * | 1995-09-13 | 1997-03-28 | Nec Corp | 半導体装置の端面形成方法 |
| US6836500B2 (en) | 2000-08-31 | 2004-12-28 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor laser chip and method for fabricating a semiconductor laser chip |
| KR100713342B1 (ko) * | 2005-05-30 | 2007-05-04 | 삼성전자주식회사 | 광대역 이득 레이저 |
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