JPH03105992A - 光半導体素子 - Google Patents
光半導体素子Info
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- JPH03105992A JPH03105992A JP1244576A JP24457689A JPH03105992A JP H03105992 A JPH03105992 A JP H03105992A JP 1244576 A JP1244576 A JP 1244576A JP 24457689 A JP24457689 A JP 24457689A JP H03105992 A JPH03105992 A JP H03105992A
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- light guide
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- optical
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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
- 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
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/0622—Controlling the frequency of the radiation
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- 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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- H01S5/11—Comprising a photonic bandgap structure
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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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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- 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
- H01S5/06203—Transistor-type lasers
- H01S5/06206—Controlling the frequency of the radiation, e.g. tunable twin-guide lasers [TTG]
-
- 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
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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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】
［ＩＲ要］
光半導体素子に係り、特に波長多重化された光信号の中
からある特定の波長の光信号を取り出す波長可変フィル
タ又は複数の波長の光信号を選択的に発振する波長可変
レーザに関し、 透過光又は発振光の強度を一定に保ちながら共振波長を
大きく変えることができ、光ネットワークの波長多重度
を大きくすることができる光半導体素子を提供すること
を目的とし、 第１導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に形成さ
れた光ガイド層と、前記光ガイド層上に形成された第２
導電型のセパレート層と、前記セパレート層により前記
光ガイド層と電気的に分離された活性層と、前記光ガイ
ド層、前記セパレート層、及び前記活性層の両開に形成
された第２導電型の埋込み層と、前記活性層上に第１導
電型のクラッド層を介して形成された第１の電極と、前
記半導体基板底面上に形成された第２の電極と、前記埋
込み層上に形或された第３の電極とを有し、前記光ガイ
ド層及び前記活性層にそれぞれ独立に電流を流すことに
より、共振波長を変えるように構成する． ［産業上の利用分野］ 本発明は光半導体素子に係り、特に波長多重化された光
信号の中からある特定の波長の光信号を取り出す波長可
変フィルタ又は複数の波長の光信号を選択的に発振する
波長可変レーザに関する．近年、長距離・大容量の光通
信システムの実用化に伴い、光の波長多重を利用した光
ネットワークの有用性が高まっている．そしてこの光ネ
ットワークの高性能化を図るためには、波長多重のチャ
ネル数を増やすことが必要となっている．従って、光ネ
ットワークを楕或する重要な素子である波長可変フィル
タの可変波長幅を拡大することが求められている。又同
様にして、波長可変レーザの可変波長幅を拡大すること
も求められている。
からある特定の波長の光信号を取り出す波長可変フィル
タ又は複数の波長の光信号を選択的に発振する波長可変
レーザに関し、 透過光又は発振光の強度を一定に保ちながら共振波長を
大きく変えることができ、光ネットワークの波長多重度
を大きくすることができる光半導体素子を提供すること
を目的とし、 第１導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に形成さ
れた光ガイド層と、前記光ガイド層上に形成された第２
導電型のセパレート層と、前記セパレート層により前記
光ガイド層と電気的に分離された活性層と、前記光ガイ
ド層、前記セパレート層、及び前記活性層の両開に形成
された第２導電型の埋込み層と、前記活性層上に第１導
電型のクラッド層を介して形成された第１の電極と、前
記半導体基板底面上に形成された第２の電極と、前記埋
込み層上に形或された第３の電極とを有し、前記光ガイ
ド層及び前記活性層にそれぞれ独立に電流を流すことに
より、共振波長を変えるように構成する． ［産業上の利用分野］ 本発明は光半導体素子に係り、特に波長多重化された光
信号の中からある特定の波長の光信号を取り出す波長可
変フィルタ又は複数の波長の光信号を選択的に発振する
波長可変レーザに関する．近年、長距離・大容量の光通
信システムの実用化に伴い、光の波長多重を利用した光
ネットワークの有用性が高まっている．そしてこの光ネ
ットワークの高性能化を図るためには、波長多重のチャ
ネル数を増やすことが必要となっている．従って、光ネ
ットワークを楕或する重要な素子である波長可変フィル
タの可変波長幅を拡大することが求められている。又同
様にして、波長可変レーザの可変波長幅を拡大すること
も求められている。
［従来の技術〕
従来の波長可変フィルタを第２図に示す。
例えばｎ型ＩｎＰ基板３２上に、回折格子３４を介して
、ｎ型！ ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層３６，ノンドープ
Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層３８、ｐ型ＩｎＰクラッド層４
０，及びｐ型１ ｎＧａＡｓＰコンタクト層４２が順に
形戒されている．そしてメサ形状になっているｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層４２、ｐ型ＩｎＰクラッド層
４０、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層３８、及びＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層３６の測面には、ｎ型ＩｎＰ埋込み層４４
が形成されている．そしてｐ型Ｉ ｎＧａＡｓＰコンタ
クトＮＪ４２上には、例えば３個の＠極４６，４８．５
０が光の進行方向即ち共振器方向に配置され，またｎ型
ＩｎＰ基板３２底面上には、電極５２が形或されている
． こうして多電極ＤＦＢ （分布帰還型）レーザと同じ横
遣の波長可変フィルタが形成されている．次に、動作を
説明する． 通常、ＤＦＢレーザの発振波長は内部に形成されている
回折格子のピッチにより決まる。すなわちＤＦＢレーザ
の発振波長λは、 λ”＝２Ｎ−Ａ−ｎ．ｔｔ で与えられる。ここで、Ｎは回折格子の次数、Ａは回折
格子のピッチ、ｎ ａｒ＋は活性層を伝播する光の等価
屈折率である． 第２図と同じ構造のＤＦＢレーザのｎ型ＩｎＰ基板３２
底面上の電極５２を接地し、ｐ型１ｎＧａＡｓＰコンタ
クト層４２上の３個の電極４６４８．５０に所定の電圧
を印加して駆動電流を均一に注入すると、所定の波長で
レーザ発振を行なう．これに対して、３個の電［！４６
，４８．５０にから駆動電流に近い値の＠流を均一に注
入してレーザ発振直前の状態にし、外部からいろいろな
波長或分をもつ光信号を入射すると、レーザ発振波長に
相当する光のみが選択的に増幅されて出力される．すな
わち、ＤＦＢレーザの発振波長に相当する特定の波長の
光信号のみを通過させる光フィルタが構成される． また、３個のｔ極４６，４８．５０から注入する電流の
量を変えると、プラズマ効果によってＩｎＧａＡｓＰ活
性層３８内のキャリア数が変化して光の等価屈折率ｎ．
，，が変化する．これにより、ＤＦＢレーザの発振波長
を変化させることができる．従って、このＤＦＢレーザ
をフィルタとして用いると、発振波長の変化に対応して
、フィルタ動作時の透過中心波長を変えることができる
，こうして波長可変フィルタが構成される．しかし、こ
の波長可変ＤＦＢレーザにおいては、発振波長を変える
ために電流注入量を変えるが、これによってＩｎＧａＡ
ｓＰ活Ｉ１！．層３８の利得が変化し、光の増幅率が変
わる．同様にして、波長可変フィルタの場合には、透過
中心波長を変えるために電流注入量を変えることにより
、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層３８の利得が変化し、透過す
る光の増幅率が変わる． また、３個の電極４６，４８．５０から注入する電流の
比率を変えると、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３８内のキャリ
ア数の変化によって共振器方向における屈折率分布が不
均一となり、光の等価屈折率ｎ＠ｙｔが変化する。この
ため、波長可変ＤＦＢレーザの発振波長と利得との関係
を示す第３図のグラフに表されるように、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層３８の利得を一定に保ったままでＤＦＢレーザ
の発振波長が変化する．従って、この波長可変ＤＦＢレ
ーザをフィルタとして用いると、光増幅率を一定に保っ
たままで、フィルタ動作時の透過中心波長を発振波長の
変化に対応して変えることができる． しかし、この波長可変ＤＦＢレーザにおいては、３個の
電極４６．４８．５０から注入する電流の比率を調整す
ることができる範囲は限られていて、光増幅率を一定に
保った状態では発振波長を余り大きく変えることができ
ない．従って、波長可変フィルタにおいても同様に、光
増幅率を一定に保つた状態では透過中心波長を余り大き
く変えることができない． ［発明が解決しようとする課題］ このように、上記従来の波長可変フィルタ又は波長可変
ＤＦＢレーザにおいては、透過中心波長又は発振波長を
変えるために電流注入量を変えると活性層の利得が変化
して透過する光の増幅率が変わってしまう．光増幅率が
一定になるように複数の電極から活性層に流す電流の比
率を調整する方法を用いても、調整することができる範
囲は限られているため、光増幅率を一定に保った状態で
は透過中心波長又は発振波長を余り大きく変えることが
できない． このため、波長可変フィルタ又は波長可変レーザを用い
てシステムを構成する際に、共振波長の可変領域が狭く
、波長多重度を大きくとることができないという問題が
あった． そこで本発明は、透過光又は発振光の強度を一定に保ち
ながら共振波長を大きく変えることができ、光ネットワ
ークの波長多重度を大きくすることができる光半導体素
子を提供することを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 上記課題は、第１導電型の半専体基板と、前記半導体基
板上に形成された光ガイド層と、前記光ガイド層上に形
成された第２導電型のセパレート層と、前記セパレート
層により前記光ガイド層と電気的に分離された活性層と
、前記光ガイド層、前記セパレート層、及び前記活性層
の両開に形成された第２導電型の埋込み層と、前記活性
層上に第１導電型のクラッド層を介して形戒された第ｌ
の電極と、前記半導体基板底面上に形成された第２の電
極と、前記埋込み屑上に形成された第３の電極とを有し
、前記光ガイド層及び前記活性層にそれぞれ独立に電流
を流すことにより、共振波長を変えることを特徴とする
光半導体素子によって達戒される． ［作 用］ すなわち本発明は、セパレート層によって活性層と電気
的に分離された光ガイド層に独立に電流を流すことによ
り、光ガイド層の屈折率を独立に変化させることができ
る．従って活性層の利得を一定に保ちながら、共振波長
を大きく変えることができる。
、ｎ型！ ｎＧａＡｓ Ｐ光ガイド層３６，ノンドープ
Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層３８、ｐ型ＩｎＰクラッド層４
０，及びｐ型１ ｎＧａＡｓＰコンタクト層４２が順に
形戒されている．そしてメサ形状になっているｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層４２、ｐ型ＩｎＰクラッド層
４０、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層３８、及びＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層３６の測面には、ｎ型ＩｎＰ埋込み層４４
が形成されている．そしてｐ型Ｉ ｎＧａＡｓＰコンタ
クトＮＪ４２上には、例えば３個の＠極４６，４８．５
０が光の進行方向即ち共振器方向に配置され，またｎ型
ＩｎＰ基板３２底面上には、電極５２が形或されている
． こうして多電極ＤＦＢ （分布帰還型）レーザと同じ横
遣の波長可変フィルタが形成されている．次に、動作を
説明する． 通常、ＤＦＢレーザの発振波長は内部に形成されている
回折格子のピッチにより決まる。すなわちＤＦＢレーザ
の発振波長λは、 λ”＝２Ｎ−Ａ−ｎ．ｔｔ で与えられる。ここで、Ｎは回折格子の次数、Ａは回折
格子のピッチ、ｎ ａｒ＋は活性層を伝播する光の等価
屈折率である． 第２図と同じ構造のＤＦＢレーザのｎ型ＩｎＰ基板３２
底面上の電極５２を接地し、ｐ型１ｎＧａＡｓＰコンタ
クト層４２上の３個の電極４６４８．５０に所定の電圧
を印加して駆動電流を均一に注入すると、所定の波長で
レーザ発振を行なう．これに対して、３個の電［！４６
，４８．５０にから駆動電流に近い値の＠流を均一に注
入してレーザ発振直前の状態にし、外部からいろいろな
波長或分をもつ光信号を入射すると、レーザ発振波長に
相当する光のみが選択的に増幅されて出力される．すな
わち、ＤＦＢレーザの発振波長に相当する特定の波長の
光信号のみを通過させる光フィルタが構成される． また、３個のｔ極４６，４８．５０から注入する電流の
量を変えると、プラズマ効果によってＩｎＧａＡｓＰ活
性層３８内のキャリア数が変化して光の等価屈折率ｎ．
，，が変化する．これにより、ＤＦＢレーザの発振波長
を変化させることができる．従って、このＤＦＢレーザ
をフィルタとして用いると、発振波長の変化に対応して
、フィルタ動作時の透過中心波長を変えることができる
，こうして波長可変フィルタが構成される．しかし、こ
の波長可変ＤＦＢレーザにおいては、発振波長を変える
ために電流注入量を変えるが、これによってＩｎＧａＡ
ｓＰ活Ｉ１！．層３８の利得が変化し、光の増幅率が変
わる．同様にして、波長可変フィルタの場合には、透過
中心波長を変えるために電流注入量を変えることにより
、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層３８の利得が変化し、透過す
る光の増幅率が変わる． また、３個の電極４６，４８．５０から注入する電流の
比率を変えると、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３８内のキャリ
ア数の変化によって共振器方向における屈折率分布が不
均一となり、光の等価屈折率ｎ＠ｙｔが変化する。この
ため、波長可変ＤＦＢレーザの発振波長と利得との関係
を示す第３図のグラフに表されるように、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層３８の利得を一定に保ったままでＤＦＢレーザ
の発振波長が変化する．従って、この波長可変ＤＦＢレ
ーザをフィルタとして用いると、光増幅率を一定に保っ
たままで、フィルタ動作時の透過中心波長を発振波長の
変化に対応して変えることができる． しかし、この波長可変ＤＦＢレーザにおいては、３個の
電極４６．４８．５０から注入する電流の比率を調整す
ることができる範囲は限られていて、光増幅率を一定に
保った状態では発振波長を余り大きく変えることができ
ない．従って、波長可変フィルタにおいても同様に、光
増幅率を一定に保つた状態では透過中心波長を余り大き
く変えることができない． ［発明が解決しようとする課題］ このように、上記従来の波長可変フィルタ又は波長可変
ＤＦＢレーザにおいては、透過中心波長又は発振波長を
変えるために電流注入量を変えると活性層の利得が変化
して透過する光の増幅率が変わってしまう．光増幅率が
一定になるように複数の電極から活性層に流す電流の比
率を調整する方法を用いても、調整することができる範
囲は限られているため、光増幅率を一定に保った状態で
は透過中心波長又は発振波長を余り大きく変えることが
できない． このため、波長可変フィルタ又は波長可変レーザを用い
てシステムを構成する際に、共振波長の可変領域が狭く
、波長多重度を大きくとることができないという問題が
あった． そこで本発明は、透過光又は発振光の強度を一定に保ち
ながら共振波長を大きく変えることができ、光ネットワ
ークの波長多重度を大きくすることができる光半導体素
子を提供することを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 上記課題は、第１導電型の半専体基板と、前記半導体基
板上に形成された光ガイド層と、前記光ガイド層上に形
成された第２導電型のセパレート層と、前記セパレート
層により前記光ガイド層と電気的に分離された活性層と
、前記光ガイド層、前記セパレート層、及び前記活性層
の両開に形成された第２導電型の埋込み層と、前記活性
層上に第１導電型のクラッド層を介して形戒された第ｌ
の電極と、前記半導体基板底面上に形成された第２の電
極と、前記埋込み屑上に形成された第３の電極とを有し
、前記光ガイド層及び前記活性層にそれぞれ独立に電流
を流すことにより、共振波長を変えることを特徴とする
光半導体素子によって達戒される． ［作 用］ すなわち本発明は、セパレート層によって活性層と電気
的に分離された光ガイド層に独立に電流を流すことによ
り、光ガイド層の屈折率を独立に変化させることができ
る．従って活性層の利得を一定に保ちながら、共振波長
を大きく変えることができる。
［実施例］
以下、本発明を図示する実施例に基づいて具体的に説明
する． 第１図（ａ＞，（ｂ＞は、それぞれ本発明のー実施例に
よる波長可変フィルタを示す斜視図及び断面図である． 例えばキャリア濃度ｐ＝５Ｘ１０′８ｃｍ−’の（１０
０）ｐ型１ｎＰ基板２上に、ピッチ２４０ｎｍ、深さ３
０ｎｍの回折格子４を介して、フォトルミネセンス波長
１．４μｍ、厚さ１，２μｍのノンドーブＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層６が通常の液相成長法によって形成されて
いる。またこのＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層６上に、キャ
リア濃度ｎ＝２Ｘ１０”ｃｍ− 、厚さ１．２μｍのｎ
型ＩｎＰセパレート層８を介して、フォトルミネセンス
波長１．５５μｍ、厚さ０．１μｍのノンドーブＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１０が液相成長法によって形成されてい
る．従って、このｎ型ＩｎＰセパレート層８により、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ光ガイド層６及びＩ ｎＧａＡｓＰ活性層
１０は互いに電気的に分離されている． また、このＩｎＧａＡｓＰ活性層１０上には、キャリア
濃度Ｐ＝５Ｘ１０”ｃｍ− 、厚さ１．５μｍのｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層１２及びフォトルミネセンス波長１．３
μｍ、キャリア濃度ｐ＝１×１０”ａｍ一、厚さ０．４
，ｕｍのｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１４が液相成
長法によって順に形成されている．そしてメサ形状にな
っているＰ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１４、Ｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層１２、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層１０，ｎ
型ＩｎＰセパレート層８、及びＩｎＧａＡｓＰ光ガイド
層６の測面には、ｎ型ＩｎＰ埋込み層１６が液相成長法
によって形成されている．そしてＰ型ＩｎＧａＡｓｐコ
ンタクト１１４表面にＺｎを拡散して形成されたＺｎ拡
散領域１８上には、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層１０に電流
！ａを注入する第１の電極２０が形成されている．また
、ｐ型ＩｎＰ基板２底面上には、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ光
ガイド層６に電流Ｉｓを注入する第２の電極２２が形成
されている．さらに、ｎ型ＩｎＰ埋込み層１６上にはグ
ランドに接地された第３の電極２４が形或されている． 次に、動作を説明する． 第１の電［ｉ２０に所定の電圧を印加してＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１０に電流Ｉａを注入し、波長可変フィルタを
レーザ発振直前の状態にする．これにより、波長可変フ
ィルタの共振波長、即ち透過中心波長がまず決定する．
次いで、第２の電極２２に所定の電圧を印加してＩ ｎ
ＧａＡｓＰ光ガイド層６に電流Ｉｓを注入すると、この
Ｉ ｎＧａＡｓＰ光ガイド層６の等価屈折率ｎａｆｆが
プラズマ効果によって小さくなる．これにより、透過中
心波長は短波長開にシフトされる．そしてこのとき、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層１０に流れる電流Ｉａは変わらない
ため、光増幅率は変化しない．このように本実施例によ
れば、ｎ型１ｎＰセパレート層８によってＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１０と電気的に分離されているＩｎＧａＡｓＰ
光ガイド層６に、ｐ型ＩｎＰ基板２底面上に設けられた
第２の電［ｉ２２からＩｎＧａＡｓＰ活性層１ｏと独立
に電流Ｉｓを注入し、この電流Ｉｓを制御することによ
り、波長可変フィルタの透過中心波長を大きく変えるこ
とができる． なお、上記実施例においては、波長可変フィルタの場合
について述べたが、第１図に示す構造と同等の構造で可
変波長レーザを形或することができる．そしてこの可変
波長レーザにおいても、上記実施例による波長可変フィ
ルタの場合と同様にして、活性層と独立に光ガイド層に
電流Ｉｓを注入制御することにより、レーザ発振波長を
大きく変えることができる。
する． 第１図（ａ＞，（ｂ＞は、それぞれ本発明のー実施例に
よる波長可変フィルタを示す斜視図及び断面図である． 例えばキャリア濃度ｐ＝５Ｘ１０′８ｃｍ−’の（１０
０）ｐ型１ｎＰ基板２上に、ピッチ２４０ｎｍ、深さ３
０ｎｍの回折格子４を介して、フォトルミネセンス波長
１．４μｍ、厚さ１，２μｍのノンドーブＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層６が通常の液相成長法によって形成されて
いる。またこのＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層６上に、キャ
リア濃度ｎ＝２Ｘ１０”ｃｍ− 、厚さ１．２μｍのｎ
型ＩｎＰセパレート層８を介して、フォトルミネセンス
波長１．５５μｍ、厚さ０．１μｍのノンドーブＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層１０が液相成長法によって形成されてい
る．従って、このｎ型ＩｎＰセパレート層８により、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ光ガイド層６及びＩ ｎＧａＡｓＰ活性層
１０は互いに電気的に分離されている． また、このＩｎＧａＡｓＰ活性層１０上には、キャリア
濃度Ｐ＝５Ｘ１０”ｃｍ− 、厚さ１．５μｍのｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層１２及びフォトルミネセンス波長１．３
μｍ、キャリア濃度ｐ＝１×１０”ａｍ一、厚さ０．４
，ｕｍのｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１４が液相成
長法によって順に形成されている．そしてメサ形状にな
っているＰ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１４、Ｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層１２、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層１０，ｎ
型ＩｎＰセパレート層８、及びＩｎＧａＡｓＰ光ガイド
層６の測面には、ｎ型ＩｎＰ埋込み層１６が液相成長法
によって形成されている．そしてＰ型ＩｎＧａＡｓｐコ
ンタクト１１４表面にＺｎを拡散して形成されたＺｎ拡
散領域１８上には、Ｉ ｎＧａＡｓＰ活性層１０に電流
！ａを注入する第１の電極２０が形成されている．また
、ｐ型ＩｎＰ基板２底面上には、Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ光
ガイド層６に電流Ｉｓを注入する第２の電極２２が形成
されている．さらに、ｎ型ＩｎＰ埋込み層１６上にはグ
ランドに接地された第３の電極２４が形或されている． 次に、動作を説明する． 第１の電［ｉ２０に所定の電圧を印加してＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１０に電流Ｉａを注入し、波長可変フィルタを
レーザ発振直前の状態にする．これにより、波長可変フ
ィルタの共振波長、即ち透過中心波長がまず決定する．
次いで、第２の電極２２に所定の電圧を印加してＩ ｎ
ＧａＡｓＰ光ガイド層６に電流Ｉｓを注入すると、この
Ｉ ｎＧａＡｓＰ光ガイド層６の等価屈折率ｎａｆｆが
プラズマ効果によって小さくなる．これにより、透過中
心波長は短波長開にシフトされる．そしてこのとき、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層１０に流れる電流Ｉａは変わらない
ため、光増幅率は変化しない．このように本実施例によ
れば、ｎ型１ｎＰセパレート層８によってＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層１０と電気的に分離されているＩｎＧａＡｓＰ
光ガイド層６に、ｐ型ＩｎＰ基板２底面上に設けられた
第２の電［ｉ２２からＩｎＧａＡｓＰ活性層１ｏと独立
に電流Ｉｓを注入し、この電流Ｉｓを制御することによ
り、波長可変フィルタの透過中心波長を大きく変えるこ
とができる． なお、上記実施例においては、波長可変フィルタの場合
について述べたが、第１図に示す構造と同等の構造で可
変波長レーザを形或することができる．そしてこの可変
波長レーザにおいても、上記実施例による波長可変フィ
ルタの場合と同様にして、活性層と独立に光ガイド層に
電流Ｉｓを注入制御することにより、レーザ発振波長を
大きく変えることができる。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、活性層と光ガイド層との
間にセパレート層を設けて活性層と独立に光ガイド層に
電流を流すことにより、光ガイド層の屈折率を独立に変
化させて、透過光又は発振光の強度を一定に保ちながら
透過中心波長又は発振波長を大きく変えることができる
。
間にセパレート層を設けて活性層と独立に光ガイド層に
電流を流すことにより、光ガイド層の屈折率を独立に変
化させて、透過光又は発振光の強度を一定に保ちながら
透過中心波長又は発振波長を大きく変えることができる
。
これにより、可変波長幅の大きな波長可変レーザ又は波
長可変フィルタを実現し、光ネットワークの波長多重度
を大きくすることができる。
長可変フィルタを実現し、光ネットワークの波長多重度
を大きくすることができる。
第１図は本発明の一実熊例による波長可変フィルタを示
す図、 第２図は従来の波長可変フィルタを示す図、第３図は第
２図の波長可変フィルタの動作を説明するためのグラフ
である． 図において、 ２・・・・・・Ｐ型１ｎＰ基板、 ４．３４・・・・・・回折格子、 ６・・・・・・ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、８・・・・
・・ｎ型１ｎＰセパレート層、１ ０．３８・・−Ｉ
ｎＧａＡｓ Ｐ活性層、１２．４０・・・・・・ｐ型１
ｎＰクラッド層、１４．４２ｐ型１ｎＧａＡｓＰコンタ
クト層、１６．４４・・・・・・ｎ型ＩｎＰ埋込み層、
１８・・・・・・Ｚｎ拡散領域、 ２０， ２２． ２４．４６． ４８， ５０
． ５２・・・・・・電極、 ３２・・・・・・ｎ型ＩｎＰ基板、 ３６・・・・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層。
す図、 第２図は従来の波長可変フィルタを示す図、第３図は第
２図の波長可変フィルタの動作を説明するためのグラフ
である． 図において、 ２・・・・・・Ｐ型１ｎＰ基板、 ４．３４・・・・・・回折格子、 ６・・・・・・ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、８・・・・
・・ｎ型１ｎＰセパレート層、１ ０．３８・・−Ｉ
ｎＧａＡｓ Ｐ活性層、１２．４０・・・・・・ｐ型１
ｎＰクラッド層、１４．４２ｐ型１ｎＧａＡｓＰコンタ
クト層、１６．４４・・・・・・ｎ型ＩｎＰ埋込み層、
１８・・・・・・Ｚｎ拡散領域、 ２０， ２２． ２４．４６． ４８， ５０
． ５２・・・・・・電極、 ３２・・・・・・ｎ型ＩｎＰ基板、 ３６・・・・・・ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第１導電型の半導体基板と、 前記半導体基板上に形成された光ガイド層と、前記光ガ
イド層上に形成された第２導電型のセパレート層と、 前記セパレート層により前記光ガイド層と電気的に分離
された活性層と、 前記光ガイド層、前記セパレート層、及び前記活性層の
両側に形成された第２導電型の埋込み層と、 前記活性層上に第１導電型のクラッド層を介して形成さ
れた第１の電極と、 前記半導体基板底面上に形成された第２の電極と、 前記埋込み層上に形成された第３の電極とを有し、 前記光ガイド層及び前記活性層にそれぞれ独立に電流を
流すことにより、共振波長を変えることを特徴とする光
半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244576A JPH03105992A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 光半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1244576A JPH03105992A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 光半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105992A true JPH03105992A (ja) | 1991-05-02 |
Family
ID=17120776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1244576A Pending JPH03105992A (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 光半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03105992A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05315706A (ja) * | 1992-05-11 | 1993-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JPH0653606A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
| US5325379A (en) * | 1992-01-20 | 1994-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Tunable laser diode |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP1244576A patent/JPH03105992A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5325379A (en) * | 1992-01-20 | 1994-06-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Tunable laser diode |
| JPH05315706A (ja) * | 1992-05-11 | 1993-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JPH0653606A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-02-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ |
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