JPH06120616A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH06120616A JPH06120616A JP13610991A JP13610991A JPH06120616A JP H06120616 A JPH06120616 A JP H06120616A JP 13610991 A JP13610991 A JP 13610991A JP 13610991 A JP13610991 A JP 13610991A JP H06120616 A JPH06120616 A JP H06120616A
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- light emitting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はλ／４分布帰還型半導体レーザと電
界吸収型光変調器とを集積化した半導体発光装置に関
し、変調された信号光をモニタ光として取り出しても、
本来の信号光の強度が低下しないようにすることを目的
とする。 【構成】 λ／４シフト分布帰還型半導体レーザに於け
る光出射両端面にそれぞれ連接し且つ同じ組成と構造を
もつ第一並びに第二の電界吸収型光変調器が集積化され
てなり、その第一並びに第二の電界吸収型光変調器のそ
れぞれから光を取り出すよう構成する。
界吸収型光変調器とを集積化した半導体発光装置に関
し、変調された信号光をモニタ光として取り出しても、
本来の信号光の強度が低下しないようにすることを目的
とする。 【構成】 λ／４シフト分布帰還型半導体レーザに於け
る光出射両端面にそれぞれ連接し且つ同じ組成と構造を
もつ第一並びに第二の電界吸収型光変調器が集積化され
てなり、その第一並びに第二の電界吸収型光変調器のそ
れぞれから光を取り出すよう構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザと光変調
器とを集積化した半導体発光装置の改良に関する。
器とを集積化した半導体発光装置の改良に関する。
【０００２】現在、長距離大容量光伝送システムの光源
としては、単一縦モード半導体レーザを用い、その変調
には直接変調方式が多用されている。この直接変調方式
は、緩和振動時に発生する大きな波長拡がり、即ち、波
長チャーピング（時間的波長変動）に起因し、伝送容量
を飛躍的に増大させることは困難である。
としては、単一縦モード半導体レーザを用い、その変調
には直接変調方式が多用されている。この直接変調方式
は、緩和振動時に発生する大きな波長拡がり、即ち、波
長チャーピング（時間的波長変動）に起因し、伝送容量
を飛躍的に増大させることは困難である。
【０００３】半導体レーザを光源とし、且つ、光変調器
で変調する外部変調方式は、超高速変調が可能であり、
変調時に生ずる波長チャーピングが少ないことから、長
距離大容量光伝送システムに登用されようとしている。
この外部変調方式には、小型で高出力であることなどの
特徴から、半導体レーザと光変調器とを集積化した半導
体発光装置が好適であり、その実用化が期待されてい
る。
で変調する外部変調方式は、超高速変調が可能であり、
変調時に生ずる波長チャーピングが少ないことから、長
距離大容量光伝送システムに登用されようとしている。
この外部変調方式には、小型で高出力であることなどの
特徴から、半導体レーザと光変調器とを集積化した半導
体発光装置が好適であり、その実用化が期待されてい
る。
【０００４】
【従来の技術】半導体レーザと光変調器とを集積化して
なる半導体発光装置としては、非対称端面反射率型の分
布帰還型半導体レーザと電界吸収型光変調器とを同一基
板上に形成したものが知られている。この非対称端面反
射率型の分布帰還型半導体レーザとは、劈開面の一方を
そのままの状態として光反射を充分に行い得るように、
そして、他方の面には無反射膜を形成したものであり、
その無反射膜側を電界吸収型光変調器と対向させるもの
である。
なる半導体発光装置としては、非対称端面反射率型の分
布帰還型半導体レーザと電界吸収型光変調器とを同一基
板上に形成したものが知られている。この非対称端面反
射率型の分布帰還型半導体レーザとは、劈開面の一方を
そのままの状態として光反射を充分に行い得るように、
そして、他方の面には無反射膜を形成したものであり、
その無反射膜側を電界吸収型光変調器と対向させるもの
である。
【０００５】また、非対称端面λ／４シフト分布帰還型
半導体レーザと電界吸収型光変調器とを同一基板上に形
成したものも知られている。この非対称端面λ／４シフ
ト分布帰還型半導体レーザとは、λ／４シフト点を中心
とし、その左右で回折格子の長さが相違している。通
常、回折格子の中心でピッチがλ／４シフト、即ち、π
／２シフトしている為、レーザ共振器内部での光の共振
方向でλ／４シフト（π／２シフト）点近傍で光強度分
布がピークとなり、両端面から出射される光出力は１対
１となるのであるが、λ／４シフト（π／２シフト）点
を共振方向に前後させた場合、それに随伴してレーザ共
振器内部に於いて光共振方向で光強度分布のピークも前
後することになる。従って、その場合、両端面から出射
される光出力は１対１にはならず、λ／４シフト（π／
２シフト）点を中心にして、共振器長が短い方の端面か
ら出射される光出力は、共振器長が長い方の端面から出
射される光出力に比較して大きい。一般に、λ／４シフ
ト分布帰還型半導体レーザと電界吸収型光変調器とを同
一基板上に形成した場合、半導体レーザの端面と光変調
器に結合する光出力は１対１であるが、光変調器を通っ
て出射される光出力は半導体レーザと光変調器との結合
部分に於ける結合損失及び光吸収層で生ずる損失がある
為、光出力は減衰する。光変調器を通って端面から出射
される実際の信号である光出力と、λ／４シフト分布帰
還型半導体レーザの端面から出射される光出力との比
は、前記結合部分に於ける結合損失及び光吸収層で生ず
る損失を例えば−３ｄＢ（半分）であるとした場合、
０．５対１、即ち、１対２となる。そこで、λ／４シフ
ト（π／２シフト）点を光の共振方向で光変調器側にシ
フトさせ、λ／４シフト分布帰還型半導体レーザから光
変調器に結合する光出力と結合しない光出力との比が３
対１になるように設定すると、結合部分に於ける結合損
失及び光吸収層で生ずる損失が−３ｄＢ（半分）である
場合、光変調器を通って端面から出射される実際の信号
である光出力とλ／４シフト分布帰還型半導体レーザの
端面から出射される光出力との比は２対１となって、信
号である光出力の方が大きくなる。
半導体レーザと電界吸収型光変調器とを同一基板上に形
成したものも知られている。この非対称端面λ／４シフ
ト分布帰還型半導体レーザとは、λ／４シフト点を中心
とし、その左右で回折格子の長さが相違している。通
常、回折格子の中心でピッチがλ／４シフト、即ち、π
／２シフトしている為、レーザ共振器内部での光の共振
方向でλ／４シフト（π／２シフト）点近傍で光強度分
布がピークとなり、両端面から出射される光出力は１対
１となるのであるが、λ／４シフト（π／２シフト）点
を共振方向に前後させた場合、それに随伴してレーザ共
振器内部に於いて光共振方向で光強度分布のピークも前
後することになる。従って、その場合、両端面から出射
される光出力は１対１にはならず、λ／４シフト（π／
２シフト）点を中心にして、共振器長が短い方の端面か
ら出射される光出力は、共振器長が長い方の端面から出
射される光出力に比較して大きい。一般に、λ／４シフ
ト分布帰還型半導体レーザと電界吸収型光変調器とを同
一基板上に形成した場合、半導体レーザの端面と光変調
器に結合する光出力は１対１であるが、光変調器を通っ
て出射される光出力は半導体レーザと光変調器との結合
部分に於ける結合損失及び光吸収層で生ずる損失がある
為、光出力は減衰する。光変調器を通って端面から出射
される実際の信号である光出力と、λ／４シフト分布帰
還型半導体レーザの端面から出射される光出力との比
は、前記結合部分に於ける結合損失及び光吸収層で生ず
る損失を例えば−３ｄＢ（半分）であるとした場合、
０．５対１、即ち、１対２となる。そこで、λ／４シフ
ト（π／２シフト）点を光の共振方向で光変調器側にシ
フトさせ、λ／４シフト分布帰還型半導体レーザから光
変調器に結合する光出力と結合しない光出力との比が３
対１になるように設定すると、結合部分に於ける結合損
失及び光吸収層で生ずる損失が−３ｄＢ（半分）である
場合、光変調器を通って端面から出射される実際の信号
である光出力とλ／４シフト分布帰還型半導体レーザの
端面から出射される光出力との比は２対１となって、信
号である光出力の方が大きくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】さて、前記した半導体
発光装置では、変調が良好に行われているか否かを知る
為、変調された光出力を検出することが行われている。
その場合、何れの半導体発光装置に於いても、変調され
た光出力の一部をビーム・スプリッタで分岐してモニタ
光を取り出すようにしているが、そのようにした場合、
多かれ少なかれ本来の信号光の強度は低下してしまう。
即ち、ビーム・スプリッタは反射鏡で光を分岐している
に過ぎないから、モニタ光を多量に取り出せば信号光は
少なくなり、信号光が多量に得られるようにするにはモ
ニタ光は小さくしなければならない。
発光装置では、変調が良好に行われているか否かを知る
為、変調された光出力を検出することが行われている。
その場合、何れの半導体発光装置に於いても、変調され
た光出力の一部をビーム・スプリッタで分岐してモニタ
光を取り出すようにしているが、そのようにした場合、
多かれ少なかれ本来の信号光の強度は低下してしまう。
即ち、ビーム・スプリッタは反射鏡で光を分岐している
に過ぎないから、モニタ光を多量に取り出せば信号光は
少なくなり、信号光が多量に得られるようにするにはモ
ニタ光は小さくしなければならない。
【０００７】本発明は、変調された信号光をモニタ光と
して取り出しても、本来の信号光の強度は低下すること
がないようにしようとする。
して取り出しても、本来の信号光の強度は低下すること
がないようにしようとする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に依る半導体発光
装置に於いては、 （１）λ／４シフト分布帰還型半導体レーザに於ける両
光出射端面にそれぞれ連接し且つ同じ組成と構造をもつ
第一並びに第二の電界吸収型光変調器が集積化されてな
ることを特徴とするか、或いは、
装置に於いては、 （１）λ／４シフト分布帰還型半導体レーザに於ける両
光出射端面にそれぞれ連接し且つ同じ組成と構造をもつ
第一並びに第二の電界吸収型光変調器が集積化されてな
ることを特徴とするか、或いは、
【０００９】（２）前記（１）に於いて、第一並びに第
二の電界吸収型光変調器が同一の変調信号源に接続され
てなることを特徴とするか、或いは、
二の電界吸収型光変調器が同一の変調信号源に接続され
てなることを特徴とするか、或いは、
【００１０】（３）前記（１）に於いて、第一並びに第
二の電界吸収型光変調器が異なる変調信号源に接続され
てなることを特徴とする。
二の電界吸収型光変調器が異なる変調信号源に接続され
てなることを特徴とする。
【００１１】
【作用】前記手段を採ることに依り、半導体発光装置の
両端から出射される光の一方を信号光として用い、且
つ、他方をモニタ光として用いることができ、その際、
信号光の強度低下は全くといって良いほどなく、しか
も、モニタ光は信号光と同じ程度の強度をもっているの
で、変調の様子などを正確に把握することができる。ま
た、変調信号源を用意すれば、一つの半導体レーザを含
む半導体発光装置でありながら、その両端からそれぞれ
異なる信号光を取り出すこともできる。
両端から出射される光の一方を信号光として用い、且
つ、他方をモニタ光として用いることができ、その際、
信号光の強度低下は全くといって良いほどなく、しか
も、モニタ光は信号光と同じ程度の強度をもっているの
で、変調の様子などを正確に把握することができる。ま
た、変調信号源を用意すれば、一つの半導体レーザを含
む半導体発光装置でありながら、その両端からそれぞれ
異なる信号光を取り出すこともできる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明一実施例を説明する為の半導
体発光装置の要部切断側面図を表している。図に於い
て、１は基板、２は回折格子、３はλ／４シフト領域、
４はバッファ層、５はエッチング停止層、６は活性層、
７並びに８は光吸収層、９はクラッド層、１１は共通電
極、１２は半導体レーザ部分の電極、１３は第一の光変
調器部分に於ける電極、１４は第二の光変調器部分に於
ける電極、１５及び１６は無反射膜をそれぞれ示してい
る。
体発光装置の要部切断側面図を表している。図に於い
て、１は基板、２は回折格子、３はλ／４シフト領域、
４はバッファ層、５はエッチング停止層、６は活性層、
７並びに８は光吸収層、９はクラッド層、１１は共通電
極、１２は半導体レーザ部分の電極、１３は第一の光変
調器部分に於ける電極、１４は第二の光変調器部分に於
ける電極、１５及び１６は無反射膜をそれぞれ示してい
る。
【００１３】図示された半導体発光装置に於ける各部分
の主要なデータを例示すると次の通りである。 （１） 基板１について 材料：ＩｎＰ 組成：波長λ＝１．３〔μｍ〕に対応 （２） 回折格子２について ピッチ：約２４００〔Å〕 深さ：３００〔Å〕乃至５００〔Å〕 （３） バッファ層４について 材料：ＩｎＧａＡｓＰ 組成：波長λ＝１．４〔μｍ〕に対応 厚さ（平均）：０．１５〔μｍ〕 （４） エッチング停止層５について 材料：ＩｎＰ 組成：波長λ＝１．３〔μｍ〕に対応 厚さ：０．０２〔μｍ〕 （５） 活性層６について 材料：ＩｎＧａＡｓＰ 組成：波長λ＝１．５５〔μｍ〕に対応 厚さ：０．１５〔μｍ〕 （６） 光吸収層７及び８について 材料：ＩｎＧａＡｓＰ 組成：波長λ＝１．４０〔μｍ〕〜１．４７〔μｍ〕に
対応 厚さ：０．１５〔μｍ〕〜０．３〔μｍ〕 （７） クラッド層９について 材料：ＩｎＰ 組成：波長λ＝１．３〔μｍ〕に対応 厚さ：０．２５〔μｍ〕 （８） 電極１１，１２，１３，１４について 材料：Ａｕ 厚さ：２０００〔Å〕乃至３０００〔Å〕 （９） 無反射膜１５及び１６について 材料：ＳｉＮ 厚さ：２２００〔Å〕〜２４００〔Å〕 尚、本実施例の場合、活性層６、光吸収層７及び８は、
バルク、超格子、歪み超格子などのうち、何れであって
も良い。
の主要なデータを例示すると次の通りである。 （１） 基板１について 材料：ＩｎＰ 組成：波長λ＝１．３〔μｍ〕に対応 （２） 回折格子２について ピッチ：約２４００〔Å〕 深さ：３００〔Å〕乃至５００〔Å〕 （３） バッファ層４について 材料：ＩｎＧａＡｓＰ 組成：波長λ＝１．４〔μｍ〕に対応 厚さ（平均）：０．１５〔μｍ〕 （４） エッチング停止層５について 材料：ＩｎＰ 組成：波長λ＝１．３〔μｍ〕に対応 厚さ：０．０２〔μｍ〕 （５） 活性層６について 材料：ＩｎＧａＡｓＰ 組成：波長λ＝１．５５〔μｍ〕に対応 厚さ：０．１５〔μｍ〕 （６） 光吸収層７及び８について 材料：ＩｎＧａＡｓＰ 組成：波長λ＝１．４０〔μｍ〕〜１．４７〔μｍ〕に
対応 厚さ：０．１５〔μｍ〕〜０．３〔μｍ〕 （７） クラッド層９について 材料：ＩｎＰ 組成：波長λ＝１．３〔μｍ〕に対応 厚さ：０．２５〔μｍ〕 （８） 電極１１，１２，１３，１４について 材料：Ａｕ 厚さ：２０００〔Å〕乃至３０００〔Å〕 （９） 無反射膜１５及び１６について 材料：ＳｉＮ 厚さ：２２００〔Å〕〜２４００〔Å〕 尚、本実施例の場合、活性層６、光吸収層７及び８は、
バルク、超格子、歪み超格子などのうち、何れであって
も良い。
【００１４】図示された半導体発光装置は、従来から多
用されているプロセス技術を適用して容易に製造するこ
とができ、次に、それを簡単に説明しよう。
用されているプロセス技術を適用して容易に製造するこ
とができ、次に、それを簡単に説明しよう。
【００１５】（１） リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセス、レーザを用いた干渉露光法、エッチャン
トを硫酸系エッチング液とする化学的ウエット・エッチ
ング法を適用することに依り、回折格子２を形成する。
ト・プロセス、レーザを用いた干渉露光法、エッチャン
トを硫酸系エッチング液とする化学的ウエット・エッチ
ング法を適用することに依り、回折格子２を形成する。
【００１６】（２） 液相成長（ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａ
ｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ：ＬＰＥ）法を適用することに依
り、バッファ層４、エッチング停止層５、活性層６を成
長させる。
ｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ：ＬＰＥ）法を適用することに依
り、バッファ層４、エッチング停止層５、活性層６を成
長させる。
【００１７】（３） リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセス及びエッチャントをブロム系エッチング液
とする化学的ウエット・エッチング法を適用することに
依り、第一の光変調器部分形成予定領域及び第二の光変
調器部分形成予定領域に於ける活性層６の表面からエッ
チング停止層５に達する選択的エッチングを行う。
ト・プロセス及びエッチャントをブロム系エッチング液
とする化学的ウエット・エッチング法を適用することに
依り、第一の光変調器部分形成予定領域及び第二の光変
調器部分形成予定領域に於ける活性層６の表面からエッ
チング停止層５に達する選択的エッチングを行う。
【００１８】（４） ＬＰＥ法を適用することに依り、
光吸収層７並びに８を成長させ、続いて、全面にクラッ
ド層９を成長させる。
光吸収層７並びに８を成長させ、続いて、全面にクラッ
ド層９を成長させる。
【００１９】（５） この後、通常の技法を適用するこ
とに依り、電極１１乃至１４の形成、及び、無反射膜１
５及び１６の形成を行って完成する。
とに依り、電極１１乃至１４の形成、及び、無反射膜１
５及び１６の形成を行って完成する。
【００２０】このようにして得られた半導体発光装置で
は、半導体レーザ部分で発生した光は第一の光変調器部
分と第二の光変調器部分に入射する。第一の光変調器部
分に於ける電極１３と第二の光変調器部分に於ける電極
１４とを同じ変調信号源に接続すれば、第一の光変調器
部分に於ける光変調と第二の光変調器部分に於ける光変
調とが同一になるから、それぞれから放出される変調さ
れた信号光も同じになり、その一方を本来の信号光とし
て、そして、その他方をモニタ光として使用すると良
い。このようにすると、モニタ光を全く取り出さない場
合に比較して、信号光の強度低下が全くないとは言えな
いが、実際上、無視できる程度に少なく、しかも、モニ
タ光の強度は充分に大きい。
は、半導体レーザ部分で発生した光は第一の光変調器部
分と第二の光変調器部分に入射する。第一の光変調器部
分に於ける電極１３と第二の光変調器部分に於ける電極
１４とを同じ変調信号源に接続すれば、第一の光変調器
部分に於ける光変調と第二の光変調器部分に於ける光変
調とが同一になるから、それぞれから放出される変調さ
れた信号光も同じになり、その一方を本来の信号光とし
て、そして、その他方をモニタ光として使用すると良
い。このようにすると、モニタ光を全く取り出さない場
合に比較して、信号光の強度低下が全くないとは言えな
いが、実際上、無視できる程度に少なく、しかも、モニ
タ光の強度は充分に大きい。
【００２１】また、前記したようなモニタ光取り出しの
為だけでなく、例えば、第一の光変調器部分に於ける電
極１３と第二の光変調器部分に於ける電極１４とを異な
る変調信号源に接続すれば、第一の光変調器部分と第二
の光変調器部分とに於ける変調を変えたり、或いは、一
方に変調をかけないようにすることができ、従って、二
種類の信号光を得ることもできる。
為だけでなく、例えば、第一の光変調器部分に於ける電
極１３と第二の光変調器部分に於ける電極１４とを異な
る変調信号源に接続すれば、第一の光変調器部分と第二
の光変調器部分とに於ける変調を変えたり、或いは、一
方に変調をかけないようにすることができ、従って、二
種類の信号光を得ることもできる。
【００２２】
【発明の効果】本発明に依る半導体発光装置に於いて
は、λ／４シフト分布帰還型半導体レーザに於ける両光
出射端面にそれぞれ連接し且つ同じ組成と構造をもつ第
一並びに第二の電界吸収型光変調器が集積化されてい
る。
は、λ／４シフト分布帰還型半導体レーザに於ける両光
出射端面にそれぞれ連接し且つ同じ組成と構造をもつ第
一並びに第二の電界吸収型光変調器が集積化されてい
る。
【００２３】前記構成を採ることに依り、半導体発光装
置の両端から出射される光の一方を信号光として用い、
且つ、他方をモニタ光として用いることができ、その
際、信号光の強度低下は全くといって良いほどなく、し
かも、モニタ光は信号光と同じ程度の強度をもっている
ので、変調の様子などを正確に把握することができる。
また、変調信号源を用意すれば、一つの半導体レーザを
含む半導体発光装置でありながら、その両端からそれぞ
れ異なる信号光を取り出すこともできる。
置の両端から出射される光の一方を信号光として用い、
且つ、他方をモニタ光として用いることができ、その
際、信号光の強度低下は全くといって良いほどなく、し
かも、モニタ光は信号光と同じ程度の強度をもっている
ので、変調の様子などを正確に把握することができる。
また、変調信号源を用意すれば、一つの半導体レーザを
含む半導体発光装置でありながら、その両端からそれぞ
れ異なる信号光を取り出すこともできる。
【図１】本発明一実施例を説明する為の半導体発光装置
の要部切断側面図である。
の要部切断側面図である。
１ 基板 ２ 回折格子 ３ λ／４シフト領域 ４ バッファ層 ５ エッチング停止層 ６ 活性層 ７ 光吸収層 ８ 光吸収層 ９ クラッド層 １１ 共通電極 １２ 半導体レーザ部分の電極 １３ 第一の光変調器部分に於ける電極 １４ 第二の光変調器部分に於ける電極 １５ 無反射膜 １６ 無反射膜
Claims (3)
- 【請求項１】λ／４シフト分布帰還型半導体レーザに於
ける両光出射端面にそれぞれ連接し且つ同じ組成と構造
をもつ第一並びに第二の電界吸収型光変調器が集積化さ
れてなることを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】第一並びに第二の電界吸収型光変調器が同
一の変調信号源に接続されてなることを特徴とする請求
項１記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】第一並びに第二の電界吸収型光変調器が異
なる変調信号源に接続されてなることを特徴とする請求
項１記載の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13610991A JPH06120616A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13610991A JPH06120616A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120616A true JPH06120616A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=15167505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13610991A Withdrawn JPH06120616A (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06120616A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008294124A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子 |
| JP6168265B1 (ja) * | 2016-11-29 | 2017-07-26 | 三菱電機株式会社 | 光デバイス |
| JP2017528769A (ja) * | 2014-09-17 | 2017-09-28 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 光信号変調装置およびシステム |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP13610991A patent/JPH06120616A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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