JPH09214067A - 多波長型レーザ光放射素子及び波長多重化方法 - Google Patents

多波長型レーザ光放射素子及び波長多重化方法

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JPH09214067A
JPH09214067A JP9012681A JP1268197A JPH09214067A JP H09214067 A JPH09214067 A JP H09214067A JP 9012681 A JP9012681 A JP 9012681A JP 1268197 A JP1268197 A JP 1268197A JP H09214067 A JPH09214067 A JP H09214067A
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laser light
diffraction grating
wavelength
emission
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Menigaux Louis
ルイ、メニゴー
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Orange SA
France Telecom R&D SA
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France Telecom SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造が容易でファイバとの結合も容易な多波
長型レーザ光放出源を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数のブラッグ回折格子レーザ光放出源
(S1 、S2 、・・・、Sn )を備えた多波長型レーザ
光放出素子であって、前記放出源のブラッグ回折格子は
それぞれの放出源(S1 、S2 、・・・、Sn )に共通
の回折格子(R)に対応し、そのピッチが放出源毎に連
続的に変化していることを特徴とする多波長型レーザ光
放出素子を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多波長型レーザ光
放射素子及び波長多重化方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】多波
長型レーザ光放射素子は、光通信のために必要とされる
波長多重化に際して特に必要とされている。ここ数年の
間に、分布型ブラッグ反射器(destributed
Bragg reflectors)を有するレーザ
光源(DBRレーザ)の分野で、波長を調節できるレー
ザ光放射源が開発されている。この観点からみた参考文
献としては、以下の刊行物を挙げることができる。
【0003】(1)「高性能な波長可変1.5μmIn
GaAs/InGaAsP多重量子井戸分布型ブラッグ
反射レーザ(High performance tu
−nable 1.5μm InGaAs/InGaA
sP multiplequantum well d
istributed Bragg refl−ect
or laser」T.L.Koch、U.Koren
and B.I.Miller、Applied P
hysics Letters、53(12)、198
8、p.1036; (2)「波長分割多重化送信用レーザ・アレイのための
多周期グレーティングの収束イオン・ビーム・リソグラ
フィ(Focused ion beamlithog
raphy of multiperiod grat
ingsfor a wavelength−divi
sion−multiplex−ed transmi
tter laser array)」,I.M.Te
−mpleton et al.,Journal o
f Vacuum Sc−ience and Tec
hnology,Part B,Vol.13,No.
6,November 1995,pp.2722−2
724.しかし、このような素子を製作するためには、
数段階のエピタキシャル再成長を実施することが必要と
され、その結果として製造工程は複雑となる。
【0004】また、特に米国特許US4 993 03
6号に開示されているレーザ光放射素子は、異なる周期
のブラッグ回折格子を有する複数のレーザ光放射源をひ
とつの共通する基板上に集積したものである。しかしな
がら、マイクロメータの単位で異なるピッチを有し、且
つ互いに隣り合わせに配置された複数のグレーティング
を形成するのは、技術的に複雑である。
【0005】また、より最近になって、以下の刊行物
が、ひとつの共通する基板上に、一定のピッチのブラッ
グ回折格子と、レーザ放射のための活性層を形成する複
数の埋め込まれた帯状部とを有し、それぞれの帯状部が
回折格子に対して異なる角度で傾斜しているような素子
を開示している。
【0006】(3)「活性層ストライプを回折格子に対
して傾斜させることによる分布帰還型レーザのレーザ波
長の制御(Control of lasing wa
v−elength in distributed
feedback las−ers by angli
ng the active stripe wi−t
h respect to the gratin
g)」、W.T.Tsa−ng,R.M.Kapre,
R.A.Logan and T.Tanbun−E
k,IEEE Photonics Technolo
gy Letters,Vol.5,No.9,199
3,pp.978−980.このように作りこまれたそ
れぞれの放出源からの放出光の波長は、回折格子と、活
性層を構成している帯状部との間の角度に応じて変化す
る。
【0007】しかし、これらの素子は、ファイバとの結
合に問題を有する。すなわち、これらの素子を作製する
ための材料は、3.5のオーダーの屈折率を有する。そ
して、活性層を形成しているそれぞれの帯状部が基板の
劈開面に対して異なる傾斜を有すると、素子の劈開面の
垂線に対してそれぞれの放出光ビームが出射する角度
は、屈折によって大きく変化することとなる。従って、
それぞれの放出光の波長に対応してファイバの傾斜を変
えることが必要となる。
【0008】本発明の目的は、前述したさまざまな欠点
を除去することができる多波長型のレーザ光放出素子を
提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段および効果】本発明によれ
ば、上述の目的は、複数のブラッグ回折格子型レーザ光
放出源を有する多波長型レーザ光放出素子によって達成
される。その素子は、それぞれの放出源のブラッグ回折
格子がそれぞれの放出源に共通のひとつの回折格子に対
応し、また、そのピッチが放出源ごとに連続的に変化し
ているという特徴を有する。この素子は、回折格子をひ
とつしか有していない。そして、容易に製造することが
できる。また、ファイバの結合も容易である。本発明が
有する他の特徴や利点は、以下の説明において明らかに
する。また、以下の説明は単なる例示に過ぎず、本発明
の範囲を限定するものではない。
【0010】
【発明の実施の形態】図1及び図2に示した素子は、複
数の分布帰還型レーザ光放出源S1 、S2 、・・・、S
n (DFBレーザ光源)を有し、ピッチがレーザ光放出
源毎に連続的に変化しているような共通の回折格子Rを
有する。図1及び図2に示したように本発明の特に好適
な実施の形態においては、この共通の回折格子は、扇状
の形状を有する。
【0011】図1には、共通な回折格子Rを構成する線
Lが示され、さらにそれぞれの放出源S1 、S2 、・・
・、Sn の放出方向E1 、E2 、・・・、En も示され
ている。回折格子Rを構成しているこれらのそれぞれの
線Lは、それぞれの放出源S1 、S2 、・・・、Sn
位置において周期的な回折格子を形成するように配列さ
れている。
【0012】ここで、素子のそれぞれの放出源S1 、S
2 、・・・、Sn の放出方向E1 、E2 、・・・、En
が互いに平行であり、また、連続して配列している線L
の間隔がいずれかの放出源の放出方向と交差する箇所で
一定の間隔で配列しているとすれば、単純な比例関係か
ら、他の放出源についても、その交差する箇所でのそれ
ぞれの線Lの間隔は一定となる。図1においては、回折
格子を構成している連続的に配列した線は、放出方向E
1 に沿って一定の間隔aを有している。従って、連続的
に配列している線を、方向E1 と平行な放出方向En
沿った方向からみた間隔は同様に一定である。
【0013】共通なひとつの回折格子Rによって、それ
ぞれの放出源S1 、S2 、・・・、Sn についてこのよ
うに決定される周期的な回折格子のピッチΛは、必然的
に、互いに異なるものとなる。
【0014】回折格子Rを構成している2本の隣り合う
線の間の角度と、放出方向E1 、E2 、・・・、En
は、素子を構成しているそれぞれの放出源について必要
とされるブラッグ波長λb1、λb2、・・・、λbnの関数
として選択される。ここで、DFBレーザ光放出源のブ
ラッグ波長λb は、次式の関係式によりその周期的な回
折格子のピッチΛと関係づけられる。
【0015】λb =2neff Λ/m ここで、neff は、光導波路(waveguide)の
実効屈折率(effective refractiv
e index)であり、mは回折格子による回折次数
(order)である。放出源について、このフィード
バックは、そのブラッグ波長近傍の波長を選択するよう
に作用するものである。
【0016】本発明の実施の形態においては、素子は米
国特許US−4 993 036号に開示されているタ
イプのものとすることができる。このタイプでは、前述
した回折格子Rと同様なひとつの共通なブラッグ回折格
子によってそれぞれのブラッグ回折格子が構成されてい
る。
【0017】図2は、この種類の素子を表す概略斜視図
である。同図に示した素子は、約100μmの厚さのn
+ ドープGaAsからなる基板1を有し、さらにその上
にAl0.5 Ga0.5 As閉じこめ層2と、0.1μmの
厚さの活性層3と、同様に0.1μmの厚さのガイド層
4とが堆積されている。
【0018】扇型の回折格子Rは、層4の最上面を露光
(insolation)することにより形成され、基
板1が(1、0、0)面の方位を有する場合には、その
基板の(0、1、−1)及び(0、1、1)劈開面に回
折格子の線を向けるように形成される(図1を参照の
事)。
【0019】この回折格子は、例えば、サンプルを露光
ビームの下でそれぞれの線毎に移動させることによっ
て、線毎にエッチすることができる。すなわち、サンプ
ルはサンプル・キャリアに載置され、そのサンプル・キ
ャリアは、露光ビームの下で平行方向に移動することが
でき、また、回折格子を構成するそれぞれの線が交差す
る点の付近を中心として回転することもできるようにさ
れている。
【0020】線をエッチするためには、サンプル・キャ
リアは、回転方向には固定され、ビームの下で平行に動
かされる。そして、1本の線がエッチされると、サンプ
ル・キャリアの角度が変えられて、その次の線をエッチ
することができる位置に移動され、以下、同様の工程を
繰り返す。
【0021】このようにしてエッチされた導波路層4の
上には、新たにAl0.5 Ga0.5 As閉じこめ層5(p
型上側閉じこめ層)が堆積され、そしてその後に「コン
タクト層」としてp型GaAs層6が堆積される。層5
及び6の積層構造は、切断されて、回折格子上に形成さ
れた帯状体とされる。それぞれの帯状体の両側面には、
電気的な絶縁層7が堆積される。最後に、それぞれの帯
状体の上には、それぞれの電極81 、82 、・・・、8
n が形成される。これらの電極は、電気的に互いに絶縁
されている。
【0022】また、基板裏面にはオーミック接触9が形
成される。そして、帯状体に対して垂直な面で劈開する
ことによって、複数のダイオード・ストライプが形成さ
れる。
【0023】このようにして形成された光を放出するそ
れぞれの帯状体はすべて平行であり、例えば、基板の劈
開面(図1の(0、1、1)面)のうちのいずれかに対
して垂直である。
【0024】本発明の要旨が以上に説明した特定の素子
に限定されないのは勿論であり、ブラッグ回折格子放出
源を有するいかなる多波長型ストライプにも一般的に適
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるレーザ放出素
子の概略平面図である。
【図2】図1の素子の部分的な断面斜視図である。
【符号の説明】
R 回折格子 L 回折格子を構成する線 S1 、S2 、・・・、Sn レーザ光放出源 E1 、E2 、・・・、En レーザ光放出方向 1 基板 2 Al0.5 Ga0.5 As閉じこめ層 3 活性層 4 ガイド層 5 p型Al0.5 Ga0.5 As閉じこめ層 6 p型GaAsコンタクト層 7 電気的な絶縁層 81 、82 、・・・、8n 電極 9 オーミック接触

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のブラッグ回折格子レーザ光放出源
    (S1 、S2 、・・・、Sn )を備えた多波長型レーザ
    光放出素子であって、 前記放出源のブラッグ回折格子はそれぞれの放出源(S
    1 、S2 、・・・、Sn )について共通な回折格子
    (R)に対応し、そのピッチが隣接する前記放出源毎に
    連続的に変化していることを特徴とする多波長型レーザ
    光放出素子。
  2. 【請求項2】前記回折格子(R)は、扇型であり、 それぞれの放出源の放出方向(E1 、E2 、・・・、E
    n )は互いに平行で、且つ前記回折格子を構成する線
    (L)と交差していることを特徴とする請求項1記載の
    素子。
  3. 【請求項3】前記レーザ光放出源(S1 、S2 、・・
    ・、Sn )は、分布帰還型であることを特徴とする請求
    項1または2に記載の素子。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1つに記載の素子
    を用いることを特徴とする光通信の波長多重化方法。
JP9012681A 1996-01-29 1997-01-27 多波長型レーザ光放射素子及び波長多重化方法 Pending JPH09214067A (ja)

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