JPH04229732A - 半導体装置及び光波通信システム - Google Patents
半導体装置及び光波通信システムInfo
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- JPH04229732A JPH04229732A JP3113890A JP11389091A JPH04229732A JP H04229732 A JPH04229732 A JP H04229732A JP 3113890 A JP3113890 A JP 3113890A JP 11389091 A JP11389091 A JP 11389091A JP H04229732 A JPH04229732 A JP H04229732A
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- H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
- H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
-
- 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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
、光波通信システムに於ける送信器および受信器として
使用される装置に関する。
、光波通信システムに於ける送信器および受信器として
使用される装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重化（ＷＤＭ）により、光波
通信システムにおいて単一の光ファイバリンクを介して
双方向通信および複数のチャネル通信が提供される。二
つの端末ステーションの間における例示的な双方向シス
テムの場合、各端末ステーションは、割り当てられた波
長で送信を行う。例えば、Ｅｌｅｃｔ．，Ｖｏｌ．２１
，Ｎｏ．２０、ページ９２８〜９（１９８５）参照。
通信システムにおいて単一の光ファイバリンクを介して
双方向通信および複数のチャネル通信が提供される。二
つの端末ステーションの間における例示的な双方向シス
テムの場合、各端末ステーションは、割り当てられた波
長で送信を行う。例えば、Ｅｌｅｃｔ．，Ｖｏｌ．２１
，Ｎｏ．２０、ページ９２８〜９（１９８５）参照。
【０００３】遠隔の端末ステーションから信号を受信す
るために、受信器は、割り当てられた送信器機波長とは
異なる波長で動作しなければならない。別々の導波部は
、光ファイバに対して送信器と受信器を接続する。波長
阻止フィルタおよび波長の選択または決定を行うカプラ
は、光ファイバから受信器へ、および、送信器から光フ
ァイバへ光波信号を送るために使用される。
るために、受信器は、割り当てられた送信器機波長とは
異なる波長で動作しなければならない。別々の導波部は
、光ファイバに対して送信器と受信器を接続する。波長
阻止フィルタおよび波長の選択または決定を行うカプラ
は、光ファイバから受信器へ、および、送信器から光フ
ァイバへ光波信号を送るために使用される。
【０００４】ＷＤＭを使用することによって、非常に異
なる強さの信号（すなわち、送信器からの大きな光パワ
ー信号）と受信器への相対的に小さな光パワー信号との
間のクロストークを回避して設計することが可能である
。受信器の干渉は、フレスネル反射からの近端クロスト
ークおよび光ファイバからの光波信号のレイリー逆散乱
により生じる。
なる強さの信号（すなわち、送信器からの大きな光パワ
ー信号）と受信器への相対的に小さな光パワー信号との
間のクロストークを回避して設計することが可能である
。受信器の干渉は、フレスネル反射からの近端クロスト
ークおよび光ファイバからの光波信号のレイリー逆散乱
により生じる。
【０００５】受信器の干渉により、受信器の感度が劣化
され、かつ、ＷＤＭシステムの性能が害される。ＷＤＭ
技術は、単一の光ファイバでの双方向伝送の可能性を提
供するが、明らかに、ＷＤＭシステムの実現は費用がか
かり、構造的に複雑である。費用と複雑さに起因して、
局部領域回路網のような多数の端末ステーションをもつ
通信システムおよび「家庭へのファイバ」の応用にとっ
て、これらの技術を魅力ないものにしてしまう。
され、かつ、ＷＤＭシステムの性能が害される。ＷＤＭ
技術は、単一の光ファイバでの双方向伝送の可能性を提
供するが、明らかに、ＷＤＭシステムの実現は費用がか
かり、構造的に複雑である。費用と複雑さに起因して、
局部領域回路網のような多数の端末ステーションをもつ
通信システムおよび「家庭へのファイバ」の応用にとっ
て、これらの技術を魅力ないものにしてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、ＷＤＭシステムが高価であり、構造が複雑である
点である。従って、本発明の目的は、廉価で構造が簡単
なＷＤＭシステムを提供することである。
点は、ＷＤＭシステムが高価であり、構造が複雑である
点である。従って、本発明の目的は、廉価で構造が簡単
なＷＤＭシステムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の全二重光波通信
は、その送受信部分と一体のインライン接続導波部を持
つ半導体のホトン集積回路で実現されたダイプレックス
トランシーバで達成された。異なる波長管理方式で動作
する半導体レーザおよび半導体検出器により、二重動作
、すなわち、波長分割多重化動作が可能となる。トラン
シーバでは、レーザからの光波信号は、検出器動作、ま
たは、検出される光波信号に干渉せずに光検出器を通し
て伝ぱんする。
は、その送受信部分と一体のインライン接続導波部を持
つ半導体のホトン集積回路で実現されたダイプレックス
トランシーバで達成された。異なる波長管理方式で動作
する半導体レーザおよび半導体検出器により、二重動作
、すなわち、波長分割多重化動作が可能となる。トラン
シーバでは、レーザからの光波信号は、検出器動作、ま
たは、検出される光波信号に干渉せずに光検出器を通し
て伝ぱんする。
【０００８】一つの実施例では、より長い波長のレーザ
またはレーザ源は、より短い波長の光検出器と共に集積
されている。レーザのより長い波長の光波信号は、光検
出器の領域では、この光検出器の動作に影響せずに光検
出器にとってより短い波長の信号とは反対方向に伝ぱん
する。これにより、出力信号は、入力信号が受信される
にしたがってトランシーバの同一の端（面）から送信す
ることができる。
またはレーザ源は、より短い波長の光検出器と共に集積
されている。レーザのより長い波長の光波信号は、光検
出器の領域では、この光検出器の動作に影響せずに光検
出器にとってより短い波長の信号とは反対方向に伝ぱん
する。これにより、出力信号は、入力信号が受信される
にしたがってトランシーバの同一の端（面）から送信す
ることができる。
【０００９】本発明のさらに完全な理解は、添付図面に
関する本発明の特定の実施例の以下の説明を読むことに
より得られよう。尚、図面は、本発明の特徴についての
更なる明確さ及び理解度を達成するために一定の比率で
は描かれていない。
関する本発明の特定の実施例の以下の説明を読むことに
より得られよう。尚、図面は、本発明の特徴についての
更なる明確さ及び理解度を達成するために一定の比率で
は描かれていない。
【００１０】
【実施例】少なくとも二つの端末ステーションを有する
双方向光波通信システムが、図１に簡略化したブロック
線図で示してある。各端末ステーションは、一つの波長
の光波信号をデータで変調し、一方、別の波長で遠隔の
端末ステーションからの光波信号を受信する。
双方向光波通信システムが、図１に簡略化したブロック
線図で示してある。各端末ステーションは、一つの波長
の光波信号をデータで変調し、一方、別の波長で遠隔の
端末ステーションからの光波信号を受信する。
【００１１】端末ステーション１は、光波送信器１０、
光波受信器１１、波長選択結合器１２を有している。端
末ステーション２は、本発明の原理にしたがって実現さ
れる光波トランシーバ２０を有している。端末ステーシ
ョン１は、端末ステーション２と単一の光ファイバ３を
介して通信を行う。
光波受信器１１、波長選択結合器１２を有している。端
末ステーション２は、本発明の原理にしたがって実現さ
れる光波トランシーバ２０を有している。端末ステーシ
ョン１は、端末ステーション２と単一の光ファイバ３を
介して通信を行う。
【００１２】光ファイバを介する双方向通信が達せられ
る、端末ステーションが互いに光波信号を二つの相互に
排他的な波長、すなわち、λ１とλ２、で互いの方に光
波信号を伝送するからである。すなわち、λ１はλ２と
等しくはない。例示的なシステムは１．３μｍのλ１と
１．５μｍのλ２で実現することができる。波長λ１と
波長λ２の信号の相対的な方向は、光ファイバ３の下に
向きをもつ矢印で示してある。
る、端末ステーションが互いに光波信号を二つの相互に
排他的な波長、すなわち、λ１とλ２、で互いの方に光
波信号を伝送するからである。すなわち、λ１はλ２と
等しくはない。例示的なシステムは１．３μｍのλ１と
１．５μｍのλ２で実現することができる。波長λ１と
波長λ２の信号の相対的な方向は、光ファイバ３の下に
向きをもつ矢印で示してある。
【００１３】波長選択結合器１２は、波長λ２で光波ト
ランシーバ２０から光波受信器１１へ光ファイバ３で受
信される光波信号を送るために使用される。また、波長
選択結合器１２は、光波送信器１０から光ファイバ３へ
の波長λ１で光波信号のインターフェースとしても動作
する。
ランシーバ２０から光波受信器１１へ光ファイバ３で受
信される光波信号を送るために使用される。また、波長
選択結合器１２は、光波送信器１０から光ファイバ３へ
の波長λ１で光波信号のインターフェースとしても動作
する。
【００１４】本発明の原理によれば、光波トランシーバ
２０は、光波送信器と光波受信器が個々に単一の導波部
を持つインライン形上で集積したホトン集積回路として
実現される。単一の導波部は、波長λ１と波長λ２の光
波信号の伝ぱんを助ける。以下に示す実施例の場合、λ
１は、λ２よりも短い波長となるように選ばれている。 特に、図２、図３、図５、に関して以下に与えた説明か
ら明らかに、その両方の波長の光波信号は、１．３μｍ
光検出器として示した光波受信器に少なくとも関連する
領域において導波部を通して逆に伝ぱんする。
２０は、光波送信器と光波受信器が個々に単一の導波部
を持つインライン形上で集積したホトン集積回路として
実現される。単一の導波部は、波長λ１と波長λ２の光
波信号の伝ぱんを助ける。以下に示す実施例の場合、λ
１は、λ２よりも短い波長となるように選ばれている。 特に、図２、図３、図５、に関して以下に与えた説明か
ら明らかに、その両方の波長の光波信号は、１．３μｍ
光検出器として示した光波受信器に少なくとも関連する
領域において導波部を通して逆に伝ぱんする。
【００１５】以上の図面においては、長波長光波送信器
は、１．５μｍレーザとして示してある。一般的に、光
波信号は、光波トランシーバ２０を有するホトン集積回
路の導波部の唯一の端部からエマネートを介して入る。 ここに説明した種々の実施例では、光集積トランシーバ
回路は、単一のレーザーの全て処理が簡単なように構成
されている。
は、１．５μｍレーザとして示してある。一般的に、光
波信号は、光波トランシーバ２０を有するホトン集積回
路の導波部の唯一の端部からエマネートを介して入る。 ここに説明した種々の実施例では、光集積トランシーバ
回路は、単一のレーザーの全て処理が簡単なように構成
されている。
【００１６】そして、単一の導波部のファイバの結合ポ
ートを持つ単一チップに、λ１／λ２の双方向リンクの
一つの端末ステーションで必要とされるすべての光学装
置を配置している。光波トランシーバ２０は、このトラ
ンシーバの検出器部分に対して直結された５０Ωの増幅
器のみを使用して３０ｋｍ以上にわたる伝送に充分な余
裕を持ち、かつ、約１ｄＢのクロストークだけで２００
Ｍｂ／ｓの双方向光波通信リンクで満足裡に動作した。
ートを持つ単一チップに、λ１／λ２の双方向リンクの
一つの端末ステーションで必要とされるすべての光学装
置を配置している。光波トランシーバ２０は、このトラ
ンシーバの検出器部分に対して直結された５０Ωの増幅
器のみを使用して３０ｋｍ以上にわたる伝送に充分な余
裕を持ち、かつ、約１ｄＢのクロストークだけで２００
Ｍｂ／ｓの双方向光波通信リンクで満足裡に動作した。
【００１７】光波トランシーバ２０用の基本的な例示設
計が図２に示してある。この実施例は、長波長レーザと
短波長検出器を有している。この光トランシーバに所望
の送受信機能を達成するために、材料吸収特性が、送信
装置と受信装置の下に存在していて、この送信装置及び
受信装置と集積された単一の導波部を形成するために、
互いに異なる半導体材料からなる賢明な配列により利用
される。
計が図２に示してある。この実施例は、長波長レーザと
短波長検出器を有している。この光トランシーバに所望
の送受信機能を達成するために、材料吸収特性が、送信
装置と受信装置の下に存在していて、この送信装置及び
受信装置と集積された単一の導波部を形成するために、
互いに異なる半導体材料からなる賢明な配列により利用
される。
【００１８】これは、互いに異なる波長信号が、干渉計
または格子を主体とする波長決定技術により物理的に別
々の導波部に分離される従来技術とは対称的である。従
来の半導体ヘテロ構造成長技術は、図２に示したホトン
集積回路及び続く図面に示した回路を形成するために使
用されている。この出願の教示内容は、本願に援用され
ている。
または格子を主体とする波長決定技術により物理的に別
々の導波部に分離される従来技術とは対称的である。従
来の半導体ヘテロ構造成長技術は、図２に示したホトン
集積回路及び続く図面に示した回路を形成するために使
用されている。この出願の教示内容は、本願に援用され
ている。
【００１９】この技術は、次の技術論文「テクニカル
ダイジェスト オブ ザトピカルミーティング
オン インテグレイテッド アンド ガイデッ
ド ウエーブ オプティクス（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｏｐｉｃａ
ｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ｄ ａｎｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｗａｖｅ、Ｏｐｔｉ
ｃｓ）、論文ＭＤＤ２（１９８９）に記載されてもいる
。
ダイジェスト オブ ザトピカルミーティング
オン インテグレイテッド アンド ガイデッ
ド ウエーブ オプティクス（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｏｐｉｃａ
ｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ｄ ａｎｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｗａｖｅ、Ｏｐｔｉ
ｃｓ）、論文ＭＤＤ２（１９８９）に記載されてもいる
。
【００２０】図２に示した半導体ヘテロ構造は、複数の
層を有している。ここで基盤兼下部クラディング層２０
１は、約１．３５μｍの厚さと、約１０１８ｃｍ−３の
ドーパント濃度を有するｎ＋ＩｎＰ層であり、インライ
ン導波部層２０２は、ほぼより短い波長λ１でフォトル
ミネッセンスのピークを達成するに適した一組のモル分
率ｘ、ｙの（Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ）と、約
０．３μｍの厚さを有するほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓ
Ｐを有している。
層を有している。ここで基盤兼下部クラディング層２０
１は、約１．３５μｍの厚さと、約１０１８ｃｍ−３の
ドーパント濃度を有するｎ＋ＩｎＰ層であり、インライ
ン導波部層２０２は、ほぼより短い波長λ１でフォトル
ミネッセンスのピークを達成するに適した一組のモル分
率ｘ、ｙの（Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ）と、約
０．３μｍの厚さを有するほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓ
Ｐを有している。
【００２１】レーザ部における利得層２０３は、ほぼよ
り長い波長λ２でフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率と、約０．０７μｍの厚さ
を有するほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓＰ層であり、上部
クラディング層２０４は、約１．５μｍの厚さと、約５
×１０１７ｃｍ−３のドーパント濃度を有するｐ＋Ｉｎ
Ｐ層であり、そして、電気絶縁層２０６は、光検出器と
レーザとの間に電気絶縁を達成するに十分な厚さまでの
半絶縁ＩｎＰを有する。
り長い波長λ２でフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率と、約０．０７μｍの厚さ
を有するほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓＰ層であり、上部
クラディング層２０４は、約１．５μｍの厚さと、約５
×１０１７ｃｍ−３のドーパント濃度を有するｐ＋Ｉｎ
Ｐ層であり、そして、電気絶縁層２０６は、光検出器と
レーザとの間に電気絶縁を達成するに十分な厚さまでの
半絶縁ＩｎＰを有する。
【００２２】尚、各クラディング層は、低損失光導波部
を形成するためにインライン導波部層よりも低い屈折率
を有する材料を備えている。光波トランシーバ２０のレ
ーザ部分では、電気接続は、接点２１１と接点２００を
介して行なわれ、トランシーバの検出部では、電気接続
は、接点２１３と接点２００を介して行われる。標準的
な金属接点が、この装置で使用するように考慮されてい
る。
を形成するためにインライン導波部層よりも低い屈折率
を有する材料を備えている。光波トランシーバ２０のレ
ーザ部分では、電気接続は、接点２１１と接点２００を
介して行なわれ、トランシーバの検出部では、電気接続
は、接点２１３と接点２００を介して行われる。標準的
な金属接点が、この装置で使用するように考慮されてい
る。
【００２３】従来のフォトリソグラフィックマスキング
および接点付着技術は、接点２００、接点２１１、接点
２１３を形成するために使用されている。より長い波長
のレーザの信号は、リード線２０８を介してレーザに加
えられる。より短い波長の光検出器からの信号は、リー
ド線２０９を介して受信される。データ信号を図に示し
たが、アナログ信号及びデジタル信号は、別々か或いは
組み合わせて、本発明で使用される。
および接点付着技術は、接点２００、接点２１１、接点
２１３を形成するために使用されている。より長い波長
のレーザの信号は、リード線２０８を介してレーザに加
えられる。より短い波長の光検出器からの信号は、リー
ド線２０９を介して受信される。データ信号を図に示し
たが、アナログ信号及びデジタル信号は、別々か或いは
組み合わせて、本発明で使用される。
【００２４】レーザの空洞部は、この実施例では、端面
２１２と回折格子２１０により形成されている。端面２
１２は、コーティングをせずまたは不動体化してもよい
が、端面２１２は、標準的な金属コーティングまたは絶
縁コーティングを塗布して、端面２１２からの反射率を
増加または減少させてもよい。図２に示したレーザは、
分布ブラック反射器レーザである。
２１２と回折格子２１０により形成されている。端面２
１２は、コーティングをせずまたは不動体化してもよい
が、端面２１２は、標準的な金属コーティングまたは絶
縁コーティングを塗布して、端面２１２からの反射率を
増加または減少させてもよい。図２に示したレーザは、
分布ブラック反射器レーザである。
【００２５】回折格子２１０は、ホログラフィックのレ
ジストの露光及び湿式化学エッチングのような従来の技
術を用いてインライン導波部層２０２の上面にパターン
化された分布ブラッグ反射器格子である。このブラッグ
反射器格子の配置は、図に示したように長手方向におい
て同一の位置にある基板兼下部クラディング層２０１の
上面にあるようにされている。
ジストの露光及び湿式化学エッチングのような従来の技
術を用いてインライン導波部層２０２の上面にパターン
化された分布ブラッグ反射器格子である。このブラッグ
反射器格子の配置は、図に示したように長手方向におい
て同一の位置にある基板兼下部クラディング層２０１の
上面にあるようにされている。
【００２６】この後者の構成では、回折格子２１０は、
インライン導波部層２０２の下に位置付けられる。幾つ
かのブラック長に比較して格子長が比較的短い場合、回
折格子２１０は、部分的に透過であり、そして、１．５
μｍレーザの出力結合器として機能する。この構成では
、レーザは、λ２の光波信号を、λ１のより短い波長の
受動インライン導波部に放出する。結局、より長い波長
の光波信号が、端面２１４から現われる。
インライン導波部層２０２の下に位置付けられる。幾つ
かのブラック長に比較して格子長が比較的短い場合、回
折格子２１０は、部分的に透過であり、そして、１．５
μｍレーザの出力結合器として機能する。この構成では
、レーザは、λ２の光波信号を、λ１のより短い波長の
受動インライン導波部に放出する。結局、より長い波長
の光波信号が、端面２１４から現われる。
【００２７】この端面は、なるべくなら、例えば、双方
向通信リンクの光ファイバでの伝送のために層２０５と
して示した反射防止コーティング材料で塗布されること
が好ましい。反射防止コーティングは、λ２のレーザ信
号用の別の反射器の形成を避けるため、及び、導波部に
入るλ１の信号のフレスネル反射に原因する損失を除去
するために望ましい。
向通信リンクの光ファイバでの伝送のために層２０５と
して示した反射防止コーティング材料で塗布されること
が好ましい。反射防止コーティングは、λ２のレーザ信
号用の別の反射器の形成を避けるため、及び、導波部に
入るλ１の信号のフレスネル反射に原因する損失を除去
するために望ましい。
【００２８】溝２０７は、接点２１１に電気絶縁を、利
得領域に終端を行なって、回折格子２０１がほぼ未ポン
ピング状態に留まるように上部クラディング層に形成さ
れている。この溝は、湿式エッチングまたは反応イオン
ビーム処理のような種々の方法によって形成される。送
信器の接点２１１と光検出器の接点２０９の間の電気絶
縁は、このようなフォトン集積回路では望ましい。
得領域に終端を行なって、回折格子２０１がほぼ未ポン
ピング状態に留まるように上部クラディング層に形成さ
れている。この溝は、湿式エッチングまたは反応イオン
ビーム処理のような種々の方法によって形成される。送
信器の接点２１１と光検出器の接点２０９の間の電気絶
縁は、このようなフォトン集積回路では望ましい。
【００２９】電気絶縁は、イオン注入またはチャネルエ
ッチング、または、レーザと光検出器との間の半絶縁材
料層の成長のような幾つかの方法によって達成すること
ができる。半絶縁ＩｎＰ（ＦｅまたはＴｉをドープした
）の上部クラディング層は、図示のように特定の領域に
形成できる。しかし、同一の半絶縁材料の成長により、
レーザの周りの側方領域のような特定の他の領域におい
ては側方の電流阻止を行う。
ッチング、または、レーザと光検出器との間の半絶縁材
料層の成長のような幾つかの方法によって達成すること
ができる。半絶縁ＩｎＰ（ＦｅまたはＴｉをドープした
）の上部クラディング層は、図示のように特定の領域に
形成できる。しかし、同一の半絶縁材料の成長により、
レーザの周りの側方領域のような特定の他の領域におい
ては側方の電流阻止を行う。
【００３０】良好な電気絶縁の材料を提供することは重
要であるが、伝ぱん信号の望ましくない動揺が、このイ
ンライン導波部に沿って回避されるように、上部クラデ
ィング層の屈折率特性にほぼ整合する材料を利用するこ
とが好適である。尚、処理の簡単化のために、層２０３
は、従来のマスキング及び材料選択エッチング技術を使
用することによって利得層の４要素材料の選択的な除去
が可能となるように２つの４要素層を分離する薄い（約
２００オングストローム）ＩｎＰ停止エッチング層を有
している。
要であるが、伝ぱん信号の望ましくない動揺が、このイ
ンライン導波部に沿って回避されるように、上部クラデ
ィング層の屈折率特性にほぼ整合する材料を利用するこ
とが好適である。尚、処理の簡単化のために、層２０３
は、従来のマスキング及び材料選択エッチング技術を使
用することによって利得層の４要素材料の選択的な除去
が可能となるように２つの４要素層を分離する薄い（約
２００オングストローム）ＩｎＰ停止エッチング層を有
している。
【００３１】他の実施例では、層２０３は、多数の量子
井戸を有し、障壁（大バンドキャップ）材料は、ＩｎＧ
ａＡｓであり、井戸（小バンドキャップ）材料は、ほぼ
λ２のフォトルミネッセンスのピークを達成するために
適当なモル分率を有するＩｎＧａＡｓＰである。この他
の構造の１つの実施例は、１．３μｍのバンドキャップ
ＩｎＧａＡｓＰインライン導波部の上に位置付けられた
４つの８０オングストローム井戸及び１００オングスト
ローム障壁よりなるＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰの多
数の量子井戸のスタックである。
井戸を有し、障壁（大バンドキャップ）材料は、ＩｎＧ
ａＡｓであり、井戸（小バンドキャップ）材料は、ほぼ
λ２のフォトルミネッセンスのピークを達成するために
適当なモル分率を有するＩｎＧａＡｓＰである。この他
の構造の１つの実施例は、１．３μｍのバンドキャップ
ＩｎＧａＡｓＰインライン導波部の上に位置付けられた
４つの８０オングストローム井戸及び１００オングスト
ローム障壁よりなるＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰの多
数の量子井戸のスタックである。
【００３２】この多数の量子井戸のスタックを含む長手
方向部分において、この多層導波部における光モードの
端との重なりによってこの多数の量子井戸のスタックは
、利得を提供する。簡単な材料選択湿式化学エッチング
を使用して量子井戸のスタックの選択的な除去を可能に
する薄い（約２００オングストローム）ＩｎＰのエッチ
ング停止層によって１．３μｍ４元インライン導波部か
ら多数の量子井戸の重なりを分離することが望ましい。
方向部分において、この多層導波部における光モードの
端との重なりによってこの多数の量子井戸のスタックは
、利得を提供する。簡単な材料選択湿式化学エッチング
を使用して量子井戸のスタックの選択的な除去を可能に
する薄い（約２００オングストローム）ＩｎＰのエッチ
ング停止層によって１．３μｍ４元インライン導波部か
ら多数の量子井戸の重なりを分離することが望ましい。
【００３３】今理解されたように、この双方向フォトン
集積トランシーバ回路で使用される原理は、大バンドキ
ャップ受動インライン導波部の基本的な特性に基いてい
る。この基本的な特性とは、λ２＝１．５μｍのより長
い波長の低損失透過導波部にこの導波部がなり得ること
であるが、同時に、λ１＝１．３μｍのより短い波長の
入力信号を強く吸収することができることである。
集積トランシーバ回路で使用される原理は、大バンドキ
ャップ受動インライン導波部の基本的な特性に基いてい
る。この基本的な特性とは、λ２＝１．５μｍのより長
い波長の低損失透過導波部にこの導波部がなり得ること
であるが、同時に、λ１＝１．３μｍのより短い波長の
入力信号を強く吸収することができることである。
【００３４】結果として、入力信号は、光検出器に隣接
した端面２１４からインライン導波部内に結合されると
き、短い距離Ｌ内で吸収される。この場合、Ｌは、問題
の波長の材料吸収係数α、すなわち、１．３μｍの波長
の１．３μｍの材料の場合の材料吸収特性αに逆比例す
る。一般的には、Ｌは、約１００μｍより小さい。吸収
により、バンドキャップにわたる電子−ホール対の発生
が行なわれる。
した端面２１４からインライン導波部内に結合されると
き、短い距離Ｌ内で吸収される。この場合、Ｌは、問題
の波長の材料吸収係数α、すなわち、１．３μｍの波長
の１．３μｍの材料の場合の材料吸収特性αに逆比例す
る。一般的には、Ｌは、約１００μｍより小さい。吸収
により、バンドキャップにわたる電子−ホール対の発生
が行なわれる。
【００３５】端部領域が、適当に接触され、そして、図
示したようにｐ−ｎ接合構造でバイアスされると、この
端部部分は、より短い波長（１．３μｍ）の導波部の光
検出器となる。その小さい接合領域のために、この光検
出器は、高速高感度動作を得るために低容量で作ること
ができる。導波部の光検出器は、波長λ１のより弱い入
力信号を検出すると同時に、検出器の吸収層を直接通過
する波長λ２のより高強度の局部的な伝送信号を経験す
る。
示したようにｐ−ｎ接合構造でバイアスされると、この
端部部分は、より短い波長（１．３μｍ）の導波部の光
検出器となる。その小さい接合領域のために、この光検
出器は、高速高感度動作を得るために低容量で作ること
ができる。導波部の光検出器は、波長λ１のより弱い入
力信号を検出すると同時に、検出器の吸収層を直接通過
する波長λ２のより高強度の局部的な伝送信号を経験す
る。
【００３６】本発明の原理によれば、適当なバンド端部
吸収特性を有する材料の適当な順次配置により、送信器
と受信器が異なる波長動作方式に設計されている、干渉
なしの簡単なインライン形状で光波送信器と光波受信器
の機能の密接な集積が可能となる。光検出器（ｐ−ｉ−
ｎ）構造と、分配ブラッグ反射器レーザ構造が、望まし
いが、レーザの多くの異なる構造か考えられる。
吸収特性を有する材料の適当な順次配置により、送信器
と受信器が異なる波長動作方式に設計されている、干渉
なしの簡単なインライン形状で光波送信器と光波受信器
の機能の密接な集積が可能となる。光検出器（ｐ−ｉ−
ｎ）構造と、分配ブラッグ反射器レーザ構造が、望まし
いが、レーザの多くの異なる構造か考えられる。
【００３７】これらの構造には、図３と図４にそれぞれ
示すファブリペローレーザと分布帰還（ＤＦＰ）レーザ
がある。図示はしないが、図１の分布ブラッグ反射構造
は、端面の代わりに別の分布ブラッグ反射器を含むよう
に変形することが考えられる。また、多電極多部分型の
ＤＢＲレーザ構造及びＤＦＢレーザ構造の多くは本発明
で使用される。
示すファブリペローレーザと分布帰還（ＤＦＰ）レーザ
がある。図示はしないが、図１の分布ブラッグ反射構造
は、端面の代わりに別の分布ブラッグ反射器を含むよう
に変形することが考えられる。また、多電極多部分型の
ＤＢＲレーザ構造及びＤＦＢレーザ構造の多くは本発明
で使用される。
【００３８】より簡単な形のホトン集積トランシーバ回
路は、簡単なファブリベロレーザ空洞部を有するように
することができる。この変形では、端面は、少なくとも
、より長い波長λ２（１．５μｍ）で反射防止コーティ
ングをすることはできない。端面３０５は、レーザの帰
還／出力結合器ミラーにとって必要である。
路は、簡単なファブリベロレーザ空洞部を有するように
することができる。この変形では、端面は、少なくとも
、より長い波長λ２（１．５μｍ）で反射防止コーティ
ングをすることはできない。端面３０５は、レーザの帰
還／出力結合器ミラーにとって必要である。
【００３９】より長い波長λ２（１．５μｍ）で、この
端面が反射性を維持することが可能となるように、この
より短い波長λ１（１．３μｍ）の狭帯域波長反射防止
コーティングを端面３０５に与えることができる。この
端面にコーティングを与えない場合には、端面反射の結
果として入力信号には少量損失が生じると考えられる。
端面が反射性を維持することが可能となるように、この
より短い波長λ１（１．３μｍ）の狭帯域波長反射防止
コーティングを端面３０５に与えることができる。この
端面にコーティングを与えない場合には、端面反射の結
果として入力信号には少量損失が生じると考えられる。
【００４０】この構成では、短波長検出器は、実際には
長波長送信器レーザの空洞内に存在する。回折格子を除
去することによって得られる簡易性は、長波長信号が短
波長検出器を通るときに、この長波長信号のより大きな
光パワー密度のために恐らくより大きなクロストーク度
を蒙ることになる。他の予想される損失は、入力信号の
上記の潜在的なフレスネル損失から生じる可能性がある
。
長波長送信器レーザの空洞内に存在する。回折格子を除
去することによって得られる簡易性は、長波長信号が短
波長検出器を通るときに、この長波長信号のより大きな
光パワー密度のために恐らくより大きなクロストーク度
を蒙ることになる。他の予想される損失は、入力信号の
上記の潜在的なフレスネル損失から生じる可能性がある
。
【００４１】図３に示した半導体ヘテロ構造は、複数の
層を有している。ここで基盤兼下部クラディング層３０
１は、ｎ＋ＩｎＰ層であり、インライン導波部層３０２
は、ほぼより短いλ１でフォトルミネッセンスのピーク
を達成するに適した一組のモル分率ｘとｙの（Ｉｎ１−
ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ）を持つほぼ未ドープのＩｎＧ
ａＡｓＰである。
層を有している。ここで基盤兼下部クラディング層３０
１は、ｎ＋ＩｎＰ層であり、インライン導波部層３０２
は、ほぼより短いλ１でフォトルミネッセンスのピーク
を達成するに適した一組のモル分率ｘとｙの（Ｉｎ１−
ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ）を持つほぼ未ドープのＩｎＧ
ａＡｓＰである。
【００４２】レーザ部における利得層３０３は、ほぼよ
り長い波長λ２でフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率を有するほぼ未ドープのＩ
ｎＧａＡｓＰ層であり、上部クラディング層２０４は、
ｐ＋ＩｎＰ層であり、そして、電気絶縁層３０６は、レ
ーザと光検出器との間に電気絶縁を達成するに十分な厚
さまでの半絶縁ＩｎＰを有する。尚、各クラディング層
は、低損失光導波部を形成するためにインライン導波部
層よりも小さな屈折率を有する材料を備えている。
り長い波長λ２でフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率を有するほぼ未ドープのＩ
ｎＧａＡｓＰ層であり、上部クラディング層２０４は、
ｐ＋ＩｎＰ層であり、そして、電気絶縁層３０６は、レ
ーザと光検出器との間に電気絶縁を達成するに十分な厚
さまでの半絶縁ＩｎＰを有する。尚、各クラディング層
は、低損失光導波部を形成するためにインライン導波部
層よりも小さな屈折率を有する材料を備えている。
【００４３】光波トランシーバのレーザ部分では、電気
接続は、接点３１１と接点３００を介して行なわれ、ト
ランシーバの検出部では、電気接続は、接点３１３と接
点３００を介して行われる。より長い波長のレーザの信
号は、リード線３０８を介してレーザに加えられる。よ
り短い波長の光検出器からの信号は、リード線３０９を
介して受信される。
接続は、接点３１１と接点３００を介して行なわれ、ト
ランシーバの検出部では、電気接続は、接点３１３と接
点３００を介して行われる。より長い波長のレーザの信
号は、リード線３０８を介してレーザに加えられる。よ
り短い波長の光検出器からの信号は、リード線３０９を
介して受信される。
【００４４】例示的な分布帰還レーザ部の一部除去図は
、図４に示してある。このレーザは、図２に示したホト
ン集積トランシーバ回路で置換してもよい。このレーザ
構造では、回折格子４０４は、利得層を含む長手方向の
領域においてガイドの上または下のいづれにあってもよ
い。
、図４に示してある。このレーザは、図２に示したホト
ン集積トランシーバ回路で置換してもよい。このレーザ
構造では、回折格子４０４は、利得層を含む長手方向の
領域においてガイドの上または下のいづれにあってもよ
い。
【００４５】図４に示した半導体ヘテロ構造の部分は、
複数の層を有している。ここで基盤兼下部クラディング
層４０７は、ｎ＋ＩｎＰ層であり、インライン導波部層
４０３は、ほぼより短いλ１でフォトルミネッセンスの
ピークを達成するに適した一組のモル分率ｘとｙの（Ｉ
ｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ）を持つほぼ未ドープの
ＩｎＧａＡｓＰである。
複数の層を有している。ここで基盤兼下部クラディング
層４０７は、ｎ＋ＩｎＰ層であり、インライン導波部層
４０３は、ほぼより短いλ１でフォトルミネッセンスの
ピークを達成するに適した一組のモル分率ｘとｙの（Ｉ
ｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１−ｙ）を持つほぼ未ドープの
ＩｎＧａＡｓＰである。
【００４６】レーザ部における利得層４０１は、ほぼよ
り長い波長λ２でフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率を有するほぼ未ドープのＩ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧＡａＰｓ層であり、層４０９は、
回折格子の配置を可能にする薄いエッチング停止層であ
ってもよい。上部クラディング層４０６は、ｐ＋ＩｎＰ
層であり、そして、利得層とインライン導波部層との間
には、ＩｎＰよりなる薄いエッチング停止層が有る。
り長い波長λ２でフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率を有するほぼ未ドープのＩ
ｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧＡａＰｓ層であり、層４０９は、
回折格子の配置を可能にする薄いエッチング停止層であ
ってもよい。上部クラディング層４０６は、ｐ＋ＩｎＰ
層であり、そして、利得層とインライン導波部層との間
には、ＩｎＰよりなる薄いエッチング停止層が有る。
【００４７】尚、各クラディング層は、低損失光導波部
を形成するために、インライン導波部層よりも小さな屈
折率を有する材料を備えている。レーザからの信号の光
モードとその方向は、それぞれ、参照数字４０５と４０
８で示される。図示の能動／受動端部結合は、９５％結
合効率を達成することができる。経験的な慣行から得ら
れる例では、ホトン集積トランシーバ回路は、前の図に
示したものよりも幾分複雑なホトン集積回路で集積され
た。
を形成するために、インライン導波部層よりも小さな屈
折率を有する材料を備えている。レーザからの信号の光
モードとその方向は、それぞれ、参照数字４０５と４０
８で示される。図示の能動／受動端部結合は、９５％結
合効率を達成することができる。経験的な慣行から得ら
れる例では、ホトン集積トランシーバ回路は、前の図に
示したものよりも幾分複雑なホトン集積回路で集積され
た。
【００４８】この実施例は、第５図に示してある。第５
図に示した実施例では、ホトン集積回路は、増幅器断熱
モード拡張テーパと共にトランシーバを有する。この断
熱モード拡張（ＡＭＥ）テーパは、入出力端面における
光モードを拡張し、それによりファイバの結合を容易に
できるように設計してある。この断熱モード拡張テーパ
は、米国特許第４，９３２，０３２号および同４，９４
４，８３８号に記載されており、この両者は、本願と共
に本出願人に譲渡されている。
図に示した実施例では、ホトン集積回路は、増幅器断熱
モード拡張テーパと共にトランシーバを有する。この断
熱モード拡張（ＡＭＥ）テーパは、入出力端面における
光モードを拡張し、それによりファイバの結合を容易に
できるように設計してある。この断熱モード拡張テーパ
は、米国特許第４，９３２，０３２号および同４，９４
４，８３８号に記載されており、この両者は、本願と共
に本出願人に譲渡されている。
【００５０】図５に示した半導体ヘテロ構造の部分は、
複数の層を有している。ここで基盤兼下部クラディング
層５０１は、ｎ＋ＩｎＰ層であり、インライン導波部層
５０２は、λ１よりほぼ短い波長、例えば、１．１μｍ
で、フォトルミネッセンスのピークを達成するに適した
一組のモル分率ｘとｙの（Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１
−ｙ）を持つほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓＰであり、他
の案内層５０３は、より短い波長λ１でほぼフォトルミ
ネッセンスのピークを達成するに適した一組のモル分率
を持つほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓＰである。
複数の層を有している。ここで基盤兼下部クラディング
層５０１は、ｎ＋ＩｎＰ層であり、インライン導波部層
５０２は、λ１よりほぼ短い波長、例えば、１．１μｍ
で、フォトルミネッセンスのピークを達成するに適した
一組のモル分率ｘとｙの（Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓｙＰ１
−ｙ）を持つほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓＰであり、他
の案内層５０３は、より短い波長λ１でほぼフォトルミ
ネッセンスのピークを達成するに適した一組のモル分率
を持つほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓＰである。
【００５１】レーザ部における利得層５１４は、より長
い波長λ２でほぼフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率を有するほぼ未ドープのＩ
ｎＧａＡｓＰ層であり、他の案内層５１５は、より短い
波長λ１でほぼフォトルミネッセンスのピークを達成す
るに適したモル分率を持つほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓ
Ｐであり、電気絶縁は、溝５０６、５０７および５１７
により与えられる。なお、各クラディング層は、低損失
光導波部を形成するために、インライン導波部層よりも
低い屈折率を有する材料を備えている。
い波長λ２でほぼフォトルミネッセンスのピークを達成
するに適した１組のモル分率を有するほぼ未ドープのＩ
ｎＧａＡｓＰ層であり、他の案内層５１５は、より短い
波長λ１でほぼフォトルミネッセンスのピークを達成す
るに適したモル分率を持つほぼ未ドープのＩｎＧａＡｓ
Ｐであり、電気絶縁は、溝５０６、５０７および５１７
により与えられる。なお、各クラディング層は、低損失
光導波部を形成するために、インライン導波部層よりも
低い屈折率を有する材料を備えている。
【００５２】分布帰還レーザの回折格子５１０は、層５
１５に位置している。ホトン集積トランシーバ回路の後
側端面は、端面５１２である。光波トランシーバのレー
ザ部分で、電気接続は、接点５１１と接点５００を介し
て行なわれ、トランシーバの増幅部では、電気接続は、
接点５１６と接点５００を介して行われる。
１５に位置している。ホトン集積トランシーバ回路の後
側端面は、端面５１２である。光波トランシーバのレー
ザ部分で、電気接続は、接点５１１と接点５００を介し
て行なわれ、トランシーバの増幅部では、電気接続は、
接点５１６と接点５００を介して行われる。
【００５３】トランシーバの検出器部で、電気接続は、
接点５１３と接点５００を介して行われる。より長い波
長のレーザの信号は、リード線５０８を介してレーザに
加えられ、そして、装置から端面５０５を介して現れる
。より短い波長の光検出器からの信号は、リード線５０
９を介して受信され、端面５０５を介して装置から現れ
る。
接点５１３と接点５００を介して行われる。より長い波
長のレーザの信号は、リード線５０８を介してレーザに
加えられ、そして、装置から端面５０５を介して現れる
。より短い波長の光検出器からの信号は、リード線５０
９を介して受信され、端面５０５を介して装置から現れ
る。
【００５４】このホトン集積トランシーバ回路の性能の
評価は、補足的なハイブリッド端末ステーションと通信
する双方向ファイバリンク内に、このホトン集積トラン
シーバ回路を設置することによって達成された。このハ
イブリッド端末ステーションは、一方のアームに１．３
μｍＤＦＢ送信器レーザと、他方のアームにｐ−ｉ−ｎ
検出器をもつ簡単な非波長選択ファイバ方向結合器を用
いて形成された。
評価は、補足的なハイブリッド端末ステーションと通信
する双方向ファイバリンク内に、このホトン集積トラン
シーバ回路を設置することによって達成された。このハ
イブリッド端末ステーションは、一方のアームに１．３
μｍＤＦＢ送信器レーザと、他方のアームにｐ−ｉ−ｎ
検出器をもつ簡単な非波長選択ファイバ方向結合器を用
いて形成された。
【００５５】このリンクでは、ホトン集積トランシーバ
回路の検出器は、直接、５０Ω６ｄＢ雑音指数増幅器に
結合された。ホトン集積トランシーバ回路の導波部検出
器内へのファイバ結合損失があり、そして、前端増幅の
感度が非常に低い場合にも、このリンクは、２００Ｍｂ
／ｓおよび１０−９ビット誤り率で約７ｄＢの余裕を得
て３０ｋｍ以上のファイバ伝送を可能にした。
回路の検出器は、直接、５０Ω６ｄＢ雑音指数増幅器に
結合された。ホトン集積トランシーバ回路の導波部検出
器内へのファイバ結合損失があり、そして、前端増幅の
感度が非常に低い場合にも、このリンクは、２００Ｍｂ
／ｓおよび１０−９ビット誤り率で約７ｄＢの余裕を得
て３０ｋｍ以上のファイバ伝送を可能にした。
【００５６】これらの結果には、わずか約１ｄＢであっ
た、より短い波長（１．３μｍ）検出器を直接通過する
高強度のより長い波長（１．５μｍ）の送信器信号間の
クロストークに原因する欠点が含まれる。クロストーク
の大部分は、マウントに関連しているように見えるので
、少なくともこれらの余裕レベルでは、集積技術はまっ
たく正常である。
た、より短い波長（１．３μｍ）検出器を直接通過する
高強度のより長い波長（１．５μｍ）の送信器信号間の
クロストークに原因する欠点が含まれる。クロストーク
の大部分は、マウントに関連しているように見えるので
、少なくともこれらの余裕レベルでは、集積技術はまっ
たく正常である。
【００５７】図示はしなかったが、導波部の側方（横方
向の封じ込め）は、標準的なマスクおよびエッチング技
術により達成してもよい。導波部の一般的な側方寸法は
、約０．５μｍないし数μｍである。ホトニン集積トラ
ンシーバ回路で使用される多量子井戸レーザに関する別
の情報は、エレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、Ｖｏｌ．２５、Ｎ
ｏ．１９、ｐｐ．１２７１〜２（１９８９）に見られる
。
向の封じ込め）は、標準的なマスクおよびエッチング技
術により達成してもよい。導波部の一般的な側方寸法は
、約０．５μｍないし数μｍである。ホトニン集積トラ
ンシーバ回路で使用される多量子井戸レーザに関する別
の情報は、エレクトロニクス レターズ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、Ｖｏｌ．２５、Ｎ
ｏ．１９、ｐｐ．１２７１〜２（１９８９）に見られる
。
【００５８】各送信／受信双方向波長分割多重化端末ス
テーションごとの適当なシーケンスでバンドキャップの
弁別を使用することによって、如何に送信光が、実際に
干渉すなわちクロストークなしに動作検出器を通過する
ことができるかが示された。簡単な形状を与え、そして
、単一のチップ上にすべての光学的装置を一つのファイ
バ接続で組み合わせることによって、この種のホトン集
積回路が家庭向けのファイバのような価格に敏感な用途
で魅力的となるはずである。
テーションごとの適当なシーケンスでバンドキャップの
弁別を使用することによって、如何に送信光が、実際に
干渉すなわちクロストークなしに動作検出器を通過する
ことができるかが示された。簡単な形状を与え、そして
、単一のチップ上にすべての光学的装置を一つのファイ
バ接続で組み合わせることによって、この種のホトン集
積回路が家庭向けのファイバのような価格に敏感な用途
で魅力的となるはずである。
【００５９】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を
制限する解釈されるべきではない。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号は発明の容易な理解のためで、その技術的範囲を
制限する解釈されるべきではない。
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、廉
価で簡単な構造のＶＤＭトランシーバが提供される。
価で簡単な構造のＶＤＭトランシーバが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従って実現された波長分割多重
化光波通信システムの簡略化したブロック線図を示す。
化光波通信システムの簡略化したブロック線図を示す。
【図２】本発明の原理に従うインラインダイプレックス
光波トランシーバを実現する例示的な半導体ヘテロ構造
の構成の断面図を示す。
光波トランシーバを実現する例示的な半導体ヘテロ構造
の構成の断面図を示す。
【図３】本発明の原理に従うインラインダイプレックス
光波トランシーバを実現する例示的な半導体ヘテロ構造
の構成の断面図を示す。
光波トランシーバを実現する例示的な半導体ヘテロ構造
の構成の断面図を示す。
【図４】図２、図３及び図５の装置で使用された能動装
置から受動装置への例示的な移行を示す。
置から受動装置への例示的な移行を示す。
【図５】本発明の原理に従うインラインダイプレックス
光波トランシーバを実現する例示的な半導体ヘテロ構造
の構成の断面図を示す。
光波トランシーバを実現する例示的な半導体ヘテロ構造
の構成の断面図を示す。
１０ 光波送信器
１１ 光波受信器
１２ 波長選択結合器
２０ 光波トランシーバ
２０１ 下部クラディング層
２０２ インライン導波部層
２０３ 利得層
２０４ 上部クラディング層
２０６ 電気絶縁層接点
２００、２１１、２１３ 回折格子
２１０ 端面
２１２ ２１１ 送信器接点
２０９ 検出器接点
２０３ 多量子井戸
２０３ ＩｎＰ停止エッチング層
５０１ 基板兼下部クラディング層
５０２ インライン導波部層
５０３ 案内層
５１４ 利得層
Claims (8)
- 【請求項１】 第一波長の第一光波信号を送信し、第
二波長の第二光波信号を受信する半導体装置において、
第二波長以下のフォトルミネッセンス波長を有する半導
体材料層を有し、第一光波信号と第二光波信号が伝ぱん
する導波部と、第一光波信号を発生する手段と、導波部
の一部から第一波長より短い第二光波信号を検出する手
段を有し、導波部が第一光波信号を発生する手段および
第二光波信号を検出する手段と一体であり、第一光波信
号を発生する手段からの信号が、第二光波信号を検出す
る手段を通して伝ぱんするように、導波部の長手軸に沿
って第一の光波信号を発生する手段と、第二光波信号を
検出する手段が同一直線上に配置されていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項２】 第二光波信号を検出する手段から第一
光波信号を発生する手段を電気的に絶縁する絶縁手段を
更に有することを特徴とする請求項１記載の半導体装置
。 - 【請求項３】 絶縁手段が、第一光波信号を発生する
手段と第二光波信号を検出する手段との間で導波部に配
置された半絶縁半導体材料の本体を有することを特徴と
する請求項２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 第一光波信号を発生する手段が、分布
フィードバックレーザを有することを特徴とする請求項
３記載の半導体装置。 - 【請求項５】 第一光波信号を発生する手段が、分布
ブラッグ反射レーザーを有することを特徴とする請求項
３記載の半導体装置。 - 【請求項６】 第一光波信号を発生する手段が、ファ
ブリペローレーザを有することを特徴とする請求項３記
載の半導体装置。 - 【請求項７】 導波部が、下部クラディング層、この
下部クラディング層に形成されたコア導波層、および、
コア導波層の上に形成された上部クラディング層を有し
、この上部クラディング層と下部クラディング層が、導
波部の光波信号に対し光学的封じ込めを行うことを特徴
とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項８】 少なくとも第一ステーション、第二ス
テーション、これらの第一ステーションと第二ステーシ
ョンを接続する手段を有し、第一ステーションが、第一
波長の光波信号を送信すると共に第二波長の光波信号を
受信し、第二ステーションが、第二波長の光波信号を送
信すると共に第一波長の光波信号を受信し、第二波長が
第一波長より短い光波通信システムにおいて、第二波長
以下のフォトルミネッセンス波長を有する半導体材料層
を有し、第一光波信号と第二光波信号が伝ぱんする導波
部と、第一光波信号を発生する手段と、導波部の一部か
ら第二光波信号を検出する手段を有し、導波部が第一光
波信号を発生する手段および第二光波信号を検出する手
段と一体であり、第一光波信号を発生する手段からの信
号が、第二光波信号を検出する手段を通して伝ぱんする
ように、導波部の長手軸に沿って第一光波信号を発生す
る手段と、第二光波信号を検出する手段が同一直線上に
配置されていることを特徴とする光波通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/517,103 US5144637A (en) | 1990-04-30 | 1990-04-30 | Inline diplex lightwave transceiver |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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