JPH09139551A - 光変調器集積化光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単なプロセスで作成可能でかつ、消光特性
等の優れた光変調器集積化光源を実現する。 【解決手段】 ＩｎＰ基板１上に電界吸収型光変調器と
ＤＦＢ半導体レーザを集積化した光変調器集積化光源に
おいて、光変調器の主要部とレーザの主要部を同一構造
の量子井戸層１３，１４とし、かつ光変調器の吸収スペ
クトルピークに対しレーザの利得ピークが長波長側にシ
フトするように、レーザ部の直列抵抗を大きくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光半導体装置に係
わり、特に高速大容量の光通信システムで用いられる光
変調器集積化光源に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マルチメディア時代の到来に伴っ
て、超高速の光通信システムの開発が盛んとなってい
る。光通信において伝送距離を制限するのは、半導体レ
ーザから出る光の変調時における波長の揺らぎ、即ち波
長チャープであり、今までにも歪量子井戸構造をレーザ
内部に採用して波長チャープの低減が試みられてきた。
そして、最近のＥｒドープのファイバアンプの出現と共
に伝送距離を延ばすため、より低チャープの光源が求め
られるようになっている。

【０００３】この目的に半導体光変調器が合致すること
から、変調器を使った長距離大容量の光通信システムの
研究開発が盛んである。特に、レーザと変調器との光学
的軸調整を容易にするため、変調器とレーザを同一基板
上に集積した光変調器集積化光源の開発が活発である。

【０００４】しかしながら、この種の装置にあっては次
のような問題があった。即ち、通常の集積構造では変調
器の吸収ピーク波長とレーザの発振波長とを異ならせる
必要から、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞ
れの領域で層構造を大きく変えることが要求される。ま
た、吸収端エネルギーを変化させるためには、例えば部
分的に導波路をエッチング除去してその後、再度結晶成
長しなければならず、導波路間での光の結合効率が悪か
ったり吸収端エネルギーの制御性が悪いといった難点が
あった。さらに、このため、変調器とレーザとの結合部
分での光損失が大きかった。

【０００５】これを解決するため、図１６に示すような
同一の量子井戸層を変調器とレーザに用いる提案があ
る。しかしこの場合は、変調器の吸収ピーク波長とレー
ザの発振波長を異ならせるために、レーザの発振波長を
ゲインスペクトルの裾に位置させており、レーザ特性の
劣化や挿入損失の増大を招いていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の光変
調器集積化光源においては、光変調器と半導体レーザと
の結合部分での光損失が大きかったり，すなわち結合効
率が悪かったり、レーザ特性の劣化や挿入損失の増大と
いった問題があった。さらに、吸収端エネルギーの制御
性が悪いといった問題もあった。そして、これらが光通
信における長距離伝送を妨げる要因となっていた。

【０００７】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、レーザ特性の劣化や挿
入損失の増大を招くことなく、光変調器と半導体レーザ
の集積部での光結合を向上させることのできる光変調器
集積化光源を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。
即ち本発明は、半導体基板上に電界吸収型光変調器と半
導体レーザが集積化された光変調器集積化光源におい
て、前記光変調器の主要部と前記レーザの主要部が略同
一構造のバルク層若しくは量子井戸層からなり、かつ光
変調器の吸収スペクトルピークとレーザの利得ピークと
を異ならせてなることを特徴とする。

【０００９】また、本発明は、III −Ｖ族化合物半導体
上に形成した水平面と傾斜面上に連続する光導波路を形
成することにより光の結合効率が良好で、かつ損失の少
なくすることを特徴とする。

【００１０】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 光変調器の吸収スペクトルピークに対し、レーザの
利得ピークを長波長側へシフトさせること。 (2) レーザの利得ピークを長波長側へシフトさせる手段
として、レーザの直列抵抗を光変調器の直列抵抗よりも
大きくしたこと。 (3) レーザの利得ピークを長波長側へシフトさせる手段
として、レーザ部にヒータを設けたこと。 (4) レーザの利得ピークを長波長側へシフトさせる手段
として、ペルチェ素子を設けてレーザ部と変調器部の温
度を異ならせること。 (5) レーザの利得ピークを長波長側へシフトさせる手段
として、レーザ素子の裏面にショットキーバリアメタル
を形成したこと。 (6) レーザの利得ピークを長波長側へシフトさせる手段
として、水平面に対してそれぞれ異なる角度の第１の面
と第２の面と有するIII −Ｖ族化合物半導体上にあっ
て、第１の面と第２の面とからなる稜線を跨がって、連
続する光導波路を設けることによって、第１の面と第２
の面での光導波路の結晶厚さを稜の位置で急に変化さ
せ、かつ、第１の面上と第２の面上とで異なる結晶厚さ
としたこと。なお、ここで第１もしくは第２の面の角度
には、水平面となす角が０度、すなわち水平面と平行な
角度をも含む。

【００１１】また本発明は、半導体基板上に電界吸収型
光変調器と半導体レーザが集積化された光変調器集積化
光源において、前記光変調器の主要部と前記レーザの主
要部が略同一構造のバルク層若しくは量子井戸層からな
り、かつ光変調器の吸収スペクトルピークを電界と共に
短波長側へシフトしてなることを特徴とする。さらに、
光変調器の吸収スペクトルピークを電界と共に短波長側
へシフトさせる手段として、半導体基板の面方位を（１
１０）に選択したことを特徴とする。

【００１２】次に、本発明は、半導体基板上に電界吸収
型光変調器と半導体レーザが集積化された光変調器集積
化光源において、基板は、水平面と、この水平面と稜を
なす第１の傾斜面及び第２の傾斜面とを備えており、半
導体レーザは、基板の水平面上に設けられ、この半導体
レーザから連続して形成された第１の光変調器が第１の
傾斜面上に設けられ、かつ、半導体レーザから連続して
形成された第２の光変調器が第２の傾斜面上に設けられ
たことを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、半導体基板上に電界吸収
型光変調器と半導体レーザが集積化された光変調器集積
化光源において、基板は、水平面と、この水平面と稜を
なす傾斜面とを備えており、光変調器と半導体レーザと
は、水平面から傾斜面に跨がって、連続して形成されて
いることを特徴とする。さらに、本発明は、これらの発
明において、水平面として（１００）面を、傾斜面とし
て（１１１）面を使用し、［０１−１］方向に光導波路
を形成したことを特徴とする。

【００１４】一方、本発明は、光半導体装置の製造方法
において、III −Ｖ族化合物半導体上に段差を形成する
工程と、段差のいづれかの水平面及び段差間の傾斜面上
に結晶成長させる工程と、傾斜面と水平面に連続する光
導波路を形成する工程とを含むことを特徴とする。

【００１５】（作用）本発明においては、光変調器とレ
ーザを略同一構造のバルク層若しくは量子井戸層としな
がら、光変調器の吸収スペクトルピークとレーザの利得
ピークとを異ならせるか、光変調器の吸収スペクトルピ
ークを電界と共に短波長側へシフトさせるようにする
が、このことは重要な意味を持つ。これを、以下に説明
する。

【００１６】従来の光変調器集積化ＤＦＢレーザ光源で
は、図１５（ａ）から（ｃ）に示すように、光変調器部
とレーザ部とで層構造を異ならせてレーザから出た光が
光変調器部と吸収されないようにしていたため、つなぎ
部分での光の結合効率が悪かった。また、図１６に示す
ように層構造を同じにした場合には、レーザから出た光
が光変調器部で吸収されるため、良好な消光特性が得ら
れなかった。

【００１７】これに対し、光変調器とレーザが同一の量
子井戸構造を持つにも拘わらず、光変調器の吸収スペク
トルピークとレーザの利得ピークとが異なるようにでき
れば、レーザ特性を損なうことなく、かつ光の結合効率
の低下を招くことなく、良好な消光特性が得られる。変
調器の吸収スペクトルピークとレーザの利得ピークとを
異ならせるための具体的手段としては、熱効果を用いる
ことができる。即ち、レーザ部分の温度を光変調器部分
に比べて高く保っておけば、レーザ部分の利得ピークが
長波長側にシフトすることになり、各々のピークを異な
らせることができる。

【００１８】ここで、光変調器における損失とレーザに
おける利得との関係を図１３に示す。光変調器の損失は
波長の短い領域では略一定であり、ある波長でピークを
持ちそれよりも長い波長では略０となる。そして、電圧
印加によりこの特性が長波長側にシフトする。一方、レ
ーザの利得はある波長でピークを持ち、それより短い波
長域及び長い波長域では小さくなる。

【００１９】光変調器とレーザを略同一構造のバルク層
若しくは量子井戸層で構成すると、通常は図１３中に破
線で示すように、レーザの利得ピークは光変調器の吸収
ピークと同じとなる。この場合、光変調器にバイアス電
圧を印加しない状態では、光変調器の吸収ピークとレー
ザの利得ピークが一致することから、レーザから出た光
は光変調器で吸収されることになり出力ＯＦＦとなる。
また、光変調器にバイアス電圧を印加した状態でも、レ
ーザの利得ピークは光変調器の吸収ピークよりも短い波
長側にあるため、レーザから出た光は光変調器で吸収さ
れることになり出力ＯＦＦとなる。従って、光変調器と
しての本来の機能を持たせることはできない。

【００２０】これに対し、前述した熱効果等により図１
３中に実線で示すように、レーザの利得ピークを長波長
側へシフトさせると、光変調器へのバイアス電圧を印加
しない状態では、レーザの利得ピークが光変調器の吸収
ピークよりも長波長側となるため、レーザから出た光は
光変調器では殆ど吸収されないことになり出力ＯＮとな
る。そして、光変調器にバイアス電圧を印加した状態で
は、光変調器の吸収ピークとレーザの利得ピークを一致
させることができ、レーザから出た光は光変調器で吸収
されることになり出力ＯＦＦとなる。つまり、光変調器
としての本来の機能を持たせることができる。

【００２１】また、光変調器とレーザが同一の量子井戸
構造を持つ場合でも、図１４に示すように、光変調器の
吸収スペクトルピークを電界と共に短波長側へシフトさ
せるようにすれば、光変調器に本来の変調機能を持たせ
ることができる。即ち、光変調器へのバイアス電圧を印
加しない状態で、光変調器の吸収ピークとレーザの利得
ピークを一致させておけば、この状態で出力ＯＦＦとな
り、バイアス電圧の印加により出力ＯＮとなる。

【００２２】光変調器の吸収スペクトルピークを電界と
共に短波長側へ移動させるための具体的な手段として
は、面方位を通常の（１００）と異なる方位にしてピエ
ゾ効果を用いるか、ＴｙｐｅIIの量子井戸構造を用いる
ことができる。通常はＯＦＦ状態であるが、電圧を加え
ると吸収がなくなりＯＮ状態になる。この場合はさらに
線幅増大係数を負の値にできるため、伝送時の波長チャ
ープの影響を少なくでき長距離の伝送が可能である。ま
た、レーザの発振波長をゲインピークの短波長側に離調
することにより微分ゲインを高めることができるので、
変調器からの戻り光に対してもレーザ光の揺らぎが殆ど
生じないようにできる。

【００２３】このように本発明によれば、光変調器とレ
ーザを略同一構造のバルク層若しくは量子井戸層として
も、光変調器の吸収スペクトルピークとレーザの利得ピ
ークとを異ならせるか、光変調器の吸収スペクトルピー
クを電界と共に短波長側へシフトさせることにより、レ
ーザ特性の劣化や挿入損失の増大を招くことなく、光変
調器と半導体レーザの集積部での光結合を向上させるこ
とが可能となる。

【００２４】また、本発明によれば、III −Ｖ族化合物
半導体上に形成した水平面と傾斜面上に連続する光導波
路を形成するが、このことは重要な意味を持つ。これを
以下に説明する。

【００２５】従来の光集積デバイスでは、例えば図１５
（ｃ）に示すように、各層の厚さを連続的に変化させる
ことによりレーザ部と導波路部との吸収端エネルギーを
変化させる場合、部分的にエッチングして再成長した
り、特殊なマスクを用いて選択成長するなどする必要が
あった。この場合、製造工程が複雑であるばかりでなく
遷移領域が長くなってしまうため損失が大きくなったり
していた。

【００２６】そこで本発明のようにIII −Ｖ族化合物半
導体上に形成した水平面と傾斜面上に連続する光導波路
を形成すれば、これらの工程を不要としかつ遷移領域を
短くすることができる。つまり、水平面に比較して傾斜
面では結晶成長時の成長速度が遅いためより薄い結晶層
が形成される。よって量子井戸構造を成長した場合には
傾斜面での吸収端エネルギーが大きくなり結果として吸
収損失がほとんどなくなることとなる。

【００２７】また、この水平面と傾斜面というのは、一
方の面が水平面に限定されること無く、稜をなす任意の
２面、すなわち第１の面と第２の面であってもよい。つ
まり、結晶成長時の成長速度の違いは、面の傾きの大き
さなどの状態に影響されるものであり、一方の面を水平
面に限定する必要はないからである。

【００２８】したがって、上記２面に跨がって導波路を
形成することによりレーザ光に対してほぼ透明な光導波
路を形成できる。また連続して水平面上に光導波路を形
成するが、このとき遷移領域を非常に短くすることが出
来るため遷移領域での損失も小さい。

【００２９】このようにIII −Ｖ族化合物半導体上に形
成した水平面と傾斜面上に連続する光導波路を形成すれ
ば、光変調器と半導体レーザの集積部での光結合を向上
させることができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構成を示す断面図であ
る。本実施形態は、共に量子井戸構造を持つ電界吸収型
光変調器とＤＦＢレーザを集積化したものである。

【００３１】図中１０は面方位（１００）のＩｎＰ基板
であり、この基板１０上にＩｎＰバッファ層（厚さ１μ
ｍ）１１を介してＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層（厚さ７０
ｎｍ）１２を成長形成した後、ＩｎＧａＡｓＰ障壁層
（厚さ３ｎｍ）１３とＩｎＧａＡｓ井戸層（厚さ１０ｎ
ｍ）１４とからなる量子井戸構造を形成した。

【００３２】次いで、量子井戸構造上にＩｎＧａＡｓＰ
光ガイド層１５を成長形成し、該層１５のレーザ部に回
折格子１５ａを形成した。続いて、光ガイド層１５上に
ＩｎＰクラッド層１６とＩｎＧａＡｓコンタクト層１７
を順に成長形成した。なお、これらの各層１１〜１７の
成長には、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）法を用い
た。

【００３３】次いで、幅２μｍのリッジを形成した後、
電極１８を１μｍ幅になるように形成し、レーザ部と光
変調器部との間の電極をエッチング除去して電気的に分
離した。さらに、基板１０の裏面に電極１９を形成し
た。なお、図中のＡが電界吸収型光変調器、ＢがＤＦＢ
レーザを示している。

【００３４】このようにして作成した光源のレーザ部の
特性を調べたところ、電極幅が狭いため素子抵抗は１６
Ωと高く、２００ｍＡの電流通電時には発熱の効果によ
りゲインスペクトルのピークは低電流駆動時の１．５５
μｍから１．５７μｍにシフトした。ＤＦＢレーザの発
振波長は１．５７μｍでありゲインスペクトルのピーク
と一致しているため、従来に比べ高い発光効率、また高
い微分ゲインが得られることが分った。

【００３５】変調器部との光結合の割合も同一の量子井
戸構造でつながっていることを反映して９５％の高い値
が得られ、従って非導波光も殆どなかった。消光特性も
良好で２Ｖで２０ｄＢの値が得られた。さらに、挿入損
失は変調器の吸収ピーク波長とレーザの発振波長が十分
離れているため３ｄＢと小さいものであった。この光源
を用いて伝送実験を行ったところ、１０Ｇビットで１０
０ｋｍの距離まで良好な伝送ができた。 （第２の実施形態）図２は、本発明の第２の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構造を示す上面図であ
る。本実施形態が先に説明した第１の実施形態と異なる
点は、レーザ部にヒータを設けたことと、ガイド層の構
造を変調器部とレーザ部とで変えたことにある。

【００３６】即ち、レーザ部の上面において電極１８と
隣接して電極１８と平行にＮｉ膜が蒸着形成されてお
り、このＮｉ膜の通電により加熱されるヒータ２１が設
けられている。また、変調器部では光ガイド層１５が除
去されている。

【００３７】この場合は、レーザ部に流す電流を低くし
てもヒータ２１に流す電流を調節することにより、変調
器の吸収ピーク波長とレーザの発振波長を十分離すこと
ができた。変調器部では回折格子が不要であるが全面に
形成した回折格子をガイド層毎に除去しており、これに
よりプロセスを簡略化できた。 （第３の実施形態）図３は、本発明の第３の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構造を示す断面図であ
る。本実施形態が先の第１の実施形態と異なる点は、変
調器とレーザのそれぞれの下部にペルチェ素子３１，３
２を設け、それぞれの温度を制御するようにしたもので
ある。この方法によっても変調器部とレーザ部とに所望
の温度差を設けることができ、第１の実施形態と同様の
効果を得ることができた。 （第４の実施形態）図４は、本発明の第４の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構造を示す断面図であ
る。本実施形態が先の第１の実施形態と異なる点は、レ
ーザ部の裏面にショットキーバリアメタルであるＴｉ膜
４１を形成したことにある。このような構成においてレ
ーザに通電するとこの部分で発熱し、ゲインピークが長
波長側へシフトする現象が見られ、この場合も同様の効
果が認められた。 （第５の実施形態）図５は、本発明の第５の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構造を示す断面図であ
る。本実施形態が先に第１の実施形態と異なる点は、レ
ーザ部の裏面のみにＩｎＧａＡｓＰ層５１を設けた点で
ある。ＩｎＧａＡｓＰはＩｎＰに比べて熱抵抗が大きい
ことからレーザ部の温度が変調器部より高くなるため、
この場合も同様の効果が認められた。 （第６の実施形態）図６は、本発明の第６の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構造を示す断面図であ
る。

【００３８】本実施形態では、基板の面方位を通常良く
用いられる（１００）とは異なるものにしたことに大き
な意味がある。光変調器とレーザが同一の量子井戸構造
を持ち、かつ光変調器の吸収スペクトルピークとレーザ
の利得ピークとがほぼ一致するようにしておいて、光変
調器の吸収スペクトルピークを電界と共に短波長側へシ
フトするようにしたものである。

【００３９】具体的には、面方位を通常の（１００）と
異なる方位である（１１０）にした基板６０を利用し、
ピエゾ効果を用いることによりこれが可能であった。光
変調器の吸収スペクトルピークを電界と共に短波長側へ
シフトさせる別の例として、ＴｙｐｅIIの量子井戸構造
を用いることも可能であった。

【００４０】このように本実施形態では、通常時はＯＦ
Ｆ状態であるが電圧を加えると吸収がなくなりＯＮ状態
になることが確認された。さらに、線幅増大係数は負の
値となり伝送時の波長チャープの影響を少なくでき、１
０Ｇビットで１５０ｋｍの長距離の伝送が可能であっ
た。 （第７の実施形態）図７は、本発明の第７の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構成を示す鳥瞰図であ
る。

【００４１】同図に示すように、この光変調器集積化光
源においては、段差を形成したＩｎＰ基板６１上に変調
器部Ａ及びレーザ部Ｂが連続して設けられ、一体となっ
たストライプメサ６５が形成されている。

【００４２】ここで、レーザ部Ｂは、段差を有するＩｎ
Ｐ基板６１の上段の水平面６８上に設けられ、変調器部
Ａは、基板６１の上段及び下段の間の斜面６９上に設け
られている。また、水平面６８と斜面６９とでなす稜線
７０を境にしてレーザ部Ｂと変調器部Ａとの結晶厚さが
変化している。

【００４３】この変調器部Ａ及びレーザ部Ｂは、有機金
属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法によりＩｎＧａＡｓＰとＩ
ｎＧａＡｓからなる量子井戸構造６２を形成した後、Ｉ
ｎＰクラッド層６３およびＩｎＧａＡｓコンタクト層６
４を形成して設けられた。

【００４４】そして水平面６８上、斜面６９上ともにき
れいな結晶面が得られた。さらに通常のフォトリソグラ
フィー工程によりストライプメサ６５を形成し水平面６
８と斜面６９上のストライプにそれぞれ電極６６，６７
を形成した。なお、以下単にストライプメサ６５という
ときは、変調器部Ａ及びレーザ部Ｂの一体となった光変
調器集積化光源全体を指すものとする。

【００４５】この様に形成された変調器部Ａ及びレーザ
部Ｂの断面を図８に示す。図８は実施形態の光変調器集
積化光源の概略構造を示す断面図である。同図に示すよ
うに、稜線７０を境にして結晶層の厚さが変化し、変調
器部Ａ側は結晶厚さが薄く、レーザ部Ｂ側は結晶厚さが
厚くなっている。しかし、この結晶層の厚さの変化は比
較的急峻であるため、遷移領域が短く吸収損失がほとん
ど生じない。

【００４６】次に、このように構成された光変調器集積
化光源におけるレーザ発振動作について説明する。ま
ず、水平面６８上の電極６７に電流を通じレーザ発振さ
せ、斜面６９上の電極６６に電圧をかけ変調器動作をさ
せた。その結果、変調器電圧２Ｖで１５ｄＢの消光比を
得ることができ、光出力も無バイアス時で１０ｍＷと良
好であった。これは無バイアス時には変調器部Ａの吸収
端エネルギーがレーザ光のエネルギーに比べ十分離れて
いるためである。

【００４７】このように本実施形態の光変調器集積化光
源によれば、III −Ｖ族化合物半導体上に形成した水平
面と傾斜面上に連続してレーザ部Ｂと光変調器Ａとを形
成するようにしたので、水平面に比較して傾斜面では結
晶成長時の成長速度が遅いことからレーザ部Ｂに比して
光変調器Ａの結晶層を薄くすることができ、よって量子
井戸構造を成長した場合には傾斜面での吸収端エネルギ
ーが大きくなり、その接合部で吸収損失がほとんどなく
すことができる。

【００４８】また、本実施形態では、このような従来得
られなかった光導波路集積素子を簡便な製造方法で実現
することでき、その結果、光通信や情報処理システムに
用いる光素子を低コストで得られるのみならず、その信
頼性も高く、本発明の有用性は絶大である。

【００４９】なお、実施形態では変調器集積化光源に本
発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、他の種々の光導波路，例えば分波器などにも適用
することができる。 （第８の実施形態）図９は、本発明の第８の実施形態に
係わる光変調器集積化光源の概略構成を示す鳥瞰図であ
り、図７と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略する。

【００５０】この場合は図９に示すように、２つの斜面
６９ａ，６９ｂを利用することにより一つのレーザ部Ｂ
から分岐し、稜線７２ａ，７２ｂを介して変調器を変調
器部Ａ１及び変調器部Ａ２と２つ設けている。

【００５１】このように構成を設けたことにより、本実
施形態の光変調器集積化光源においては、第７の実施形
態と同様な効果を得られる他、２ヶ所の位置で変調器動
作を実現することができる。 （第９の実施形態）図１０は、本発明の第９の実施形態
に係わる光変調器集積化光源の概略構成を示す鳥瞰図で
あり、図７及び図８と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。

【００５２】この場合は図１０に示すように段差が凹状
に設けられている。そして、２つの斜面６９ａ，６９ｂ
を利用することにより一つの下側の水平面７１のレーザ
部Ｂから分岐し、稜線７２ａ，７２ｂを介して変調器を
変調器部Ａ１及び変調器部Ａ２と２つ設けている。

【００５３】このように構成を設けたことにより、本実
施形態の光変調器集積化光源においては、第８の実施形
態と同様な効果を得られる。 （第１０の実施形態）図１１は、本発明の第１０の実施
形態に係わる光変調器集積化光源の概略構成を示す鳥瞰
図であり、図７と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。

【００５４】同図に示すように、変調器部Ａのレーザ射
出部分が、斜面６９から水平面６８に稜線７０を介して
続いており、水平面６８に射出部Ｃが設けられている。
なお、吸収損失を防止するため射出部Ｃの長さは十分に
短いものとなっている。

【００５５】このように構成を設けたことにより、本実
施形態の光変調器集積化光源においては、第７の実施形
態と同様な効果を得られる他、レーザ射出位置を調整
し、レーザ部Ｂと同一面上とすることができる。 （第１１の実施形態）図１２は、本発明の第１１の実施
形態に係わる光変調器集積化光源の概略構成を示す鳥瞰
図であり、図７と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略する。

【００５６】同図に示すように、この光変調器集積化光
源には、レーザ部Ｂの一端から連続して光変調器Ａ１が
設けられ、レーザ部Ｂの他端から連続して光変調器Ａ２
が設けられている。なお、上記実施形態の場合と同様
に、レーザ部Ｂは水平面６８に設けられ、光変調器Ａ
１，Ａ２は斜面６９に設けられている。

【００５７】この光変調器集積化光源では、光変調器Ａ
１から同図のＸ方向にレーザが射出され、光変調器Ａ２
から同図のＹ方向にレーザが射出される。このように構
成を設けたことにより、本実施形態の光変調器集積化光
源においては、第７の実施形態と同様な効果を得られる
他、双方向へレーザ出力をすることができる。

【００５８】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。例えば第７〜１１の実施形態では
（１００）基板を用いたが、オフ基板や他の面方位を有
する基板を用いても良い。また、例えば第７〜１１の実
施形態では動作波長を１５００ｎｍ付近に設定したがこ
れは光通信に用いるためであり他の波長領域でもよい。
また同一基板上に複数の素子をさらに集積化する事も可
能である。

【００５９】さらに、本発明は上述した各実施形態に限
定されるものではない。実施形態では半導体材料として
ＩｎＰ系の材料を用いている。これは作成が容易なため
と光通信でよく用いられている波長帯に合致した材料で
あるためであるが、他の材料でも良い。例えば、ＧａＡ
ｓ系の材料でも良い。また、同一基板上に複数個の光変
調器集積化光源を集積することも可能である。その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、従
来得られなかった挿入損失の低い、消光比の高い光速低
チャープの光変調器集積化光源を簡便な方法で実現でき
る。その結果、長距離大容量の光通信システムで用いる
光半導体光源を低コストで得られるのみならず、その信
頼性は高く、本発明の有用性は絶大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す断面図。

【図２】第２の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す上面図。

【図３】第３の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す断面図。

【図４】第４の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す断面図。

【図５】第５の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す断面図。

【図６】第６の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す断面図。

【図７】第７の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す鳥瞰図。

【図８】同実施形態の光変調器集積化光源の概略構造を
示す断面図。

【図９】第８の実施形態に係わる光変調器集積化光源の
概略構成を示す鳥瞰図。

【図１０】第９の実施形態に係わる光変調器集積化光源
の概略構成を示す鳥瞰図。

【図１１】第１０の実施形態に係わる光変調器集積化光
源の概略構成を示す鳥瞰図。

【図１２】第１１の実施形態に係わる光変調器集積化光
源の概略構成を示す鳥瞰図。

【図１３】請求項１の発明の原理を説明するための模式
図。

【図１４】請求項４の発明の原理を説明するための模式
図。

【図１５】第１の従来例を説明するための断面図。

【図１６】第２の従来例を説明するための断面図。

【符号の説明】

１０…（１００）ＩｎＰ基板 １１…ＩｎＰバッファ層 １２…ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 １３…ＩｎＧａＡｓＰ障壁層 １４…ＩｎＧａＡｓ井戸層 １５…ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 １５ａ…回折格子 １６…ＩｎＰクラッド層 １７…ＩｎＧａＡｓコンタクト層 １８，１９…電極 ２１…Ｎｉヒータ ３１，３２…ペルチェ素子 ４１…Ｔｉ膜 ５１…ＩｎＧａＡｓＰ層 ６０…（１１０）ＩｎＰ基板 ６１…ＩｎＰ基板 ６２…量子井戸構造 ６３…ＩｎＰクラッド層 ６４…ＩｎＧａＡｓコンタクト層 ６５…ストライプメサ ６８…水平面 ６９…斜面 ７０…稜線 Ａ，Ａ１，Ａ２…変調器部 Ｂ…レーザ部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板上に電界吸収型光変調器と半導
   体レーザが集積化された光変調器集積化光源において、 前記光変調器の主要部と前記レーザの主要部が略同一構
   造のバルク層若しくは量子井戸層からなり、かつ光変調
   器の吸収スペクトルピークとレーザの利得ピークとを異
   ならせてなることを特徴とする光変調器集積化光源。
2. 【請求項２】半導体基板上に電界吸収型光変調器と半導
   体レーザが集積化された光変調器集積化光源において、 前記光変調器の主要部と前記レーザの主要部が略同一構
   造のバルク層若しくは量子井戸層からなり、かつ光変調
   器の吸収スペクトルピークに対しレーザの利得ピークを
   長波長側へシフトしてなることを特徴とする光変調器集
   積化光源。
3. 【請求項３】前記レーザの利得ピークを長波長側へシフ
   トする手段として、前記レーザの直列抵抗を前記光変調
   器の直列抵抗よりも大きくしてなることを特徴とする請
   求項１記載の光変調器集積化光源。
4. 【請求項４】半導体基板上に電界吸収型光変調器と半導
   体レーザが集積化された光変調器集積化光源において、 前記光変調器の主要部と前記レーザの主要部が略同一構
   造のバルク層若しくは量子井戸層からなり、かつ光変調
   器の吸収スペクトルピークを電界と共に短波長側へシフ
   トしてなることを特徴とする光変調器集積化光源。
5. 【請求項５】前記光変調器の吸収スペクトルピークを電
   界と共に短波長側へシフトする手段として、前記半導体
   基板の面方位を（１１０）に選択したことを特徴とする
   請求項４記載の光変調器集積化光源。
6. 【請求項６】水平面に対してそれぞれ異なる角度の第１
   の面と第２の面と有するIII −Ｖ族化合物半導体上にあ
   って、前記第１の面と前記第２の面とからなる稜線を跨
   がって、連続する光導波路を設けたことを特徴とする光
   半導体装置。
7. 【請求項７】半導体基板上に電界吸収型光変調器と半導
   体レーザが集積化された光変調器集積化光源において、 前記基板は、水平面と、この水平面と稜をなす第１の傾
   斜面及び第２の傾斜面とを備えており、 前記半導体レーザは、前記基板の水平面上に設けられ、
   この半導体レーザから連続して形成された第１の光変調
   器が前記第１の傾斜面上に設けられ、かつ、前記半導体
   レーザから連続して形成された第２の光変調器が前記第
   ２の傾斜面上に設けられたことを特徴とする光変調器集
   積化光源。