JPH0964463A

JPH0964463A - 光パルス発生素子

Info

Publication number: JPH0964463A
Application number: JP21089295A
Authority: JP
Inventors: Koichi Wakita; 紘一脇田; Takayuki Yamanaka; 孝之山中; Naoto Yoshimoto; 直人吉本
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】高速繰り返し周波数および狭い時間幅を持つ
短光パルスを発生することが可能な光パルス発生素子を
提供する。【解決手段】光パルス発生素子は、基板上に設けられ
た半導体レーザと、該半導体レーザと同一基板上に形成
され、かつ半導体レーザの出射光を位相変調する光位相
変調器とが、同一の光共振器を構成し、さらに半導体レ
ーザを直流駆動し、かつ上記光位相変調器を大振幅動作
させることによって光パルス列が発生し、該光パルスの
繰り返し周波数を上記光位相変調器が制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信および光
計測における光源として用いられる光パルス発生素子に
関し、特に高速繰り返し周波数および狭い時間幅を持つ
短光パルスを発生することが可能な光パルス発生素子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは、小形および直接変調可
能等の特徴を持つので、従来から長短光パルス発生に用
いられてきた。その方法は大別すると（１）Ｑスイッチ
ング法、（２）利得スイッチング法、（３）モード同期
法の３種類である。しかし、これら方法は以下のような
問題点を有する。

【０００３】Ｑスイッチング法は、素子製作が容易でな
い、動作制御が容易でないなどの問題点がある。

【０００４】利得スイッチング法は、方式が簡便で繰り
返し周波数が可変という特徴はあるものの、狭くて高い
繰り返し周波数の電流パルス源を必要とする。また、半
導体レーザ自体は高速に動作する必要があり、発生する
光パルスも半導体レーザ固有のチャープ特性のため、パ
ルスの幅とそのスペクトル幅の積がフーリエ変換によっ
て規定される値より数倍大きくなってしまうという欠点
がある（通常、チャープ量は線幅拡大係数αで表され、
この積はαを用いて（１＋α² ）^1/2 倍だけ大きくな
る）。このため、発生した光のスペクトルの大部分をフ
ィルタなどで落とす必要があり、光出力の低下や構成が
複雑になるなどの問題点を有する。

【０００５】モード同期法は、理論限界に近いパルス幅
は得られているが、複雑な外部共振器構成が必要であ
り、また、繰り返し周波数はこの外部共振器構成によっ
て規定され、その共振周波数の整数倍しか得ることがで
きない。

【０００６】最近になって、上記３通りの方法とは別
に、電界吸収型の外部変調器を用いた高速短光パルス発
生方法が報告されている（文献：Ｍ．Ｓｕｚｕｋｉ等、
ＣＬＥＯ’９２ＰｏｓｔＤｅａｄｌｉｎｅＰａｐ
ｅｒ，ＣＰＤ２６，５６−５７ページ，１９９２年参
照）。図６は、従来のパルス発生に用いられる上記外部
変調器の動作原理を説明するための図である。すなわ
ち、この図は光強度変調器を正弦波電圧で大幅振幅動作
させたときの透過光強度の狭まりを示す。電界吸収型の
バルク形の変調器は、外部より電界が印加されると図に
示すように吸収係数が変化する。その結果、変調器を透
過する光の強度を変調することが可能であり、その変化
は印加電圧に対して非線形となる。したがって、外部か
ら連続光を照射し（例えば半導体レーザを直流で動か
し）、変調器に正弦波信号を乗せれば信号の半波長より
狭い光のパルスが発生できる。この方法は比較的入手し
やすい正弦波電圧を用いて繰り返し周波数を自由に設定
でき、しかもフーリエ変換制限に近い狭線幅かつ狭スペ
クトル幅の光パルスが得られるという利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、発生する光パ
ルスの幅は上記外部変調器を透過する光強度の電圧依存
性および外部変調器の帯域で制限され、帯域は高々２０
ＧＨｚ程度であり（上記文献では８〜１０ＧＨｚ）、駆
動電圧も低くなく、また、変調器と光ファイバとの結合
損の大きいことに起因して光の強度も弱いという解決す
べき課題がある。

【０００８】また、この欠点を克服するため上記半導体
レーザと光強度変調器とをモノリシックに集積化して結
合損を減らす試みがある（例えばＩＥＥＥＪｏｕｒｎ
ａｌＱｕａｎｔｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ２９
巻，Ｈ．Ｔａｎａｋａ他，１９９３年）。しかし、それ
でも満足できる光強度が得られないという解決すべき課
題がある。

【０００９】これを改良するために最近、上述のモード
同期法を改良して半導体レーザを直流動作させ、これに
モノリシックに集積化された光強度変調器とを共振周波
数で大振幅変調して狭い光のパルス列を発生する試みが
ある（例えばＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｉｃｓＬｅｔｔｅ
ｒｓ１９９４）。この方法は大きな光出力が得られ、
狭いパルス幅も得られる。しかし、電圧印加による光吸
収を利用しているので、少ない電圧印加で動作させるた
めに吸収端近くの波長を用いざるおえない。その結果、
電圧が加えられないときでも多少の吸収が存在し、これ
が過飽和吸収として働くおそれがある。さらに、レーザ
媒質内に吸収体があるためにレーザ動作時に発振しきい
値を上昇させたり、量子効率を低下させ、不均一なスペ
クトル広がりをもたらし、上記フーリエ変換制限よりも
広めのパルス幅となる欠点がある。また、一般にこの方
法で発生する光パルスはソリトン光源としては狭すぎる
（１０ＧＨｚの繰り返し周波数で２〜３ピコ秒）という
解決すべき課題がある。

【００１０】したがって、本発明は上記課題を解決し、
高速繰り返し周波数および狭い時間幅を持つ短光パルス
を発生することが可能な光パルス発生素子を提供するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にもとづく光パルス発生素子は、基板上に設
けられた半導体レーザと、該半導体レーザと同一基板上
に形成され、かつ半導体レーザの出射光を位相変調する
光位相変調器とが、同一の光共振器を構成し、さらに、
上記半導体レーザを直流駆動し、かつ上記光位相変調器
を大振幅動作させることによって光パルス列が発生し、
該光パルスの繰り返し周波数を上記光位相変調器が制御
することを特徴とする。

【００１２】好ましくは、上記半導体レーザおよび上記
光位相変調器は同一の光導波路から構成され、かつ該光
導波路は、量子井戸層と障壁層とを有する多重量子井戸
構造からなり、さらに上記量子井戸層は引っ張り応力が
導入され、一方上記障壁層は圧縮応力が導入されること
によって、上記半導体レーザの発振光の偏光方向がＴＭ
となる。

【００１３】また、好ましくは上記光共振器を構成する
上記光位相変調器側の面を高反射面とすることによっ
て、上記半導体レーザ側から光を取り出す。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の光パルス発生素子は、半
導体レーザと、多重量子井戸構造を用いた超高速（超広
帯域）・低駆動電圧の光位相変調器とを用いる。また、
小型、堅固性等の特徴維持しつつ、かつ半導体レーザそ
のものには影響を与えないで位相変調器自体の持ってい
る透明性を利用し、それによって制御の容易な高い繰り
返し周波数でもって、簡便に、幅が狭くかつ高出力の光
パルス列を発生する。

【００１５】本発明の光パルス発生素子は、光位相変調
器と半導体レーザとをモノリシックに集積する。なぜな
ら、光源である半導体レーザと光位相変調器とが別個の
素子から構成され、かつそれらを結合する場合、両者間
に光ファイバを介する必要がある。そのため、結合損が
発生して光の強度が低下する。また、光ファイバとの結
合にはモジュールを必要とするため、素子の作製工程が
増えるのみならず、信頼性にも問題が生ずる。したがっ
て、本発明では、半導体レーザの端面と光位相変調器の
端面とで光共振器を構成し、この光共振器に固有のモー
ドを発生させて、そのモード間隔に相当する周波数をも
つ大振幅の正弦波を光位相変調器に加える（モード同期
と呼ばれる）。このとき発生する光は位相変調器の電圧
に対する位相特性の非線形性、広帯域性を反映して幅が
数ピコ秒（psec）の狭い光パルスであるが、その幅は光
強度変調器を用いた場合に比べて原理的に √２だけ広
くなるため、ソリトン光源として実用上都合のよい４〜
６psecとなる。同一基板上に半導体光位相変調器を設け
これに加える電圧を通して光導波層の屈折率を変え、光
共振器の等価的光路長を変化して共振条件が変えられ
る。光位相変調器ではバルク形に比べて高速性、低電圧
駆動に有利な多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を採用し、位
相変調器ではその印加電圧に対する大きな屈折率変化を
利用する。このとき、光位相変調器では図７に示すよう
に印加電圧によってその吸収特性、位相特性は変化する
ので吸収の生じない範囲で屈折率変化の大きな動作条件
を選ぶ。また、当方の研究から井戸層に引っ張り応力を
加え、一方障壁層に圧縮応力を加えると大きな電界効果
の得られることが判明しており、さらに、ＴＭ偏光で用
いることでより大きな屈折率変化が得られる（図７）。

【００１６】半導体レーザそのものをＱスイッチングや
利得スイッチング法によって狭い光パルスの発生に利用
しても、そのチャープ特性に起因してその線幅はスペク
トル線幅との積は大きい（通常、チャープ量は線幅拡大
係数αで表され、半導体レーザではαは２〜６であり、
この積はαを用いて（１＋α² ）^1/2 倍だけ大きくな
る）が、線幅拡大係数αの小さい（０．２〜１．０）外
部変調器を用いるので理論限界に近い狭い線幅でかつス
ペクトル幅の狭い光パルスが得られる。多重量子井戸構
造を用いたものでは３ｄＢ帯域４０ＧＨｚという最高性
能の変調器が報告されており（文献：小高他、電子情報
通信学会論文誌Ｃ−１、Ｊ７４−Ｃ−１巻、Ｎｏ．１
１、４１４〜４２０ページ、１９９１年、１１月）、そ
の広帯域性は実証済みである。帯域が広ければ、変調周
波数をその分高くでき、光パルスの幅を狭くできる。こ
のとき、光位相変調器は吸収形変調器に比べてαパラメ
ータは大きくなり、線幅は √２倍ほど大きくなるけれ
ども、この幅はソリトン光源として適当な幅である。ま
た、光強度変調器は大振幅動作で駆動する必要がある
が、多重量子井戸構造の光位相変調器では駆動電圧も小
さくて済み、高周波数の信号源の負担が軽くなる。さら
に図８に示すように多重量子井戸構造では変調電圧に対
して位相変化は非線形に変化し、その変化の程度は上記
のバルク形の変調器に比べ大きく、その結果、正弦波電
圧の印加によりＣＷ光の照射下でも狭い光パルスの発生
が可能となるが、光強度そのものを強くすることはでき
ない。レーザ共振器の内部に光位相変調器を挿入すれ
ば、外部からの電圧で屈折率、すなわち、光の位相が変
化し、共振器内部の共振条件が変えられ、光の走行周期
にあったときのみレーザ発振が可能となり、外部からの
電圧に応じて高出力の鋭い光パルスが発生できる。この
ときＴＭ変更であれば、小さい印加電圧で大きな屈折率
変化が少ない吸収損のもとで得られる（図７参照）。

【００１７】図７はこれらの関係を示したもので、ＴＥ
偏光に比べてＴＭ偏光の方が同じ印加電圧、デチューニ
ングエネルギー（吸収端と使用光のエネルギー差）のも
とで大きな屈折率変化が少ない吸収損の条件で得られ
る。

【００１８】また、半導体レーザとのモノリシック集積
化の利点は、光パルスの出力向上に効果的で、上記外部
変調器を用いた方法の問題点であった光源と変調器とを
光ファイバを介して結合したことで増加する損失をも減
らせられる。また、上記の方法で発生された光パルス列
は、印加電圧で吸収係数変化を利用する吸収形強度変調
器と異なり、損失はほとんどなくレーザの発振スペクト
ルも均一で過飽和吸収効果もなく、従ってジッターも少
なく、パターン効果もなく、望ましいパルス波形で外部
に取り出せるという効果がある。このとき、若干のチャ
ーピングが存在するが、これは分散補償ファイバを用い
て補償できるので問題ない。

【００１９】以下、図面を参照して本発明の光パルス素
子構造の一構成例を詳細に説明する。

【００２０】図１は光パルス素子の一例であるＭＱＷレ
ーザ素子の概略的構成を説明するための斜視図である。
また、図２は図１のII-II 線に沿う断面図である。図
中、参照符号１０はＭＱＷレーザ素子、１１は光導波
路、１２は半導体レーザ部、１４は光位相変調器部、１
５は第１の半導体部分、１６は第２の半導体部分、１７
は光結合領域、１８は界面、２０は基板、２２はエッチ
ングストップ層、２４は第１の下クラッド層、２６は活
性層（第１の多重量子井戸構造）、２６Ａはウェル層、
２６Ｂはバリア層、２８はガイド層、２９は高反射膜、
３０は第１の上クラッド層、３１は保護層、３２は第２
の下クラッド層、３４は第２の多重量子井戸構造、３４
Ａはウェル層、３４Ｂはバリア層、３６は第２の上クラ
ッド層、３８は第３のクラッド層、３８Ａは肉薄部、３
８Ｂ，３８Ｃはクラッド層の部分、４０は分離部、４２
はキャップ層、４４，４６，４７は埋め込み部、４８は
レーザ部の電極、４９は光位相変調器部の電極である。

【００２１】本発明のＭＱＷレーザ素子１０は光導波路
１１を基板２０上に設けたものである。この光導波路１
１は半導体レーザ部１２とこれに結合させた光位相変調
器部１４とから構成されている。半導体レーザ部１２
は、第１の半導体部分１５を含み、光位相変調器部１４
は第２の半導体部分１６を含む。基板２０上にはエッチ
ングストップ層２２を介して上述した第１および第２の
半導体部分１５，１６を設ける。この第１の半導体部分
１５は第１の下クラッド層２４、活性層２６（第１の多
重量子井戸構造）、ガイド層２８、第１の上クラッド層
３０を有し、この順に積層してある。第１の上下クラッ
ド層３０，２４は導電型が異なるようにドープしてあ
り、活性層２６とガイド層２８を挟んでいる。活性層２
６は、ウェル層２６Ａ、バリア層２６Ｂからなる第１の
多重量子井戸構造を構成している。光位相変調器部１４
は第２の半導体部分１６からなっており、量子井戸の厚
さがやや薄く吸収端波長が短波長になっているほか、印
加電圧が互いに独立に加えられるようになっている。

【００２２】一方、光位相変調器部１４に含まれる第２
の半導体部分１６は第２の下クラッド層３２、第２の多
重量子井戸構造３４、第２の上クラッド層３６を有し、
この順に積層してある。第２の上下クラッド層３６，３
２は第１の上下クラッド層と同様に、導電型が異なるよ
うにドープしてあり、第２の多重量子井戸構造を挟んで
いる。この第２の多重量子井戸構造３４は第１の多重量
子井戸構造と同様に、ウェル層３４Ａおよびバリア層３
４Ｂからなる。半導体レーザ部１２は、光位相変調器部
１４の下クラッド層３２を介して相互に対向する光結合
領域１７において光学的に結合されている。

【００２３】第１および第２の半導体部分１５，１６の
上には連続するクラッド層３８を設け、このクラッド層
３８は第１および第２の半導体部分１５，１６の界面１
８を挟む対向端部１５Ａ，１６Ａを含む領域に沿って上
部が欠損した分離部４０を有する。すなわち、界面１８
をまたぐ肉薄部３８Ａでレーザ部１２と光位相変調器部
１４に存在するクラッド３８の部分３８Ｃを一体に連絡
している。光導波路１１はレーザ部１２、光位相変調器
部１４を貫くリッジ構造を有しており、レーザ部１２と
光位相変調器部１４の各両側はそれぞれ埋め込み部４
４，４６，４７がキャップ層４２と同じ高さに設けられ
ている。キャップ層４２および埋め込み部４４，４６，
４７の上にレーザ部の電極４８、光位相変調器部１４の
電極５０がそれぞれ設けられている。レーザ部１２と光
位相変調器部１４とは分離部４０により絶縁性が向上さ
れている。

【００２４】上述したＭＱＷレーザ素子は、次のように
して製造できる。すなわち、予め分子線エピタキシー法
（ＭＢＥ）あるいは有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）
により基板上に作製されたレーザ部（または光位相変調
器部）を選択的にドライおよびウェットエッチング法に
より基板までエッチングし、その後、光位相変調器部
（またはレーザ部）をＭＢＥ法あるいはＭＯＶＰＥ法を
用いて成長する。この時レーザ発光部の基板表面から測
った高さは光位相変調器部の光導波路部分の基板表面か
ら測った高さに合うようにする。レーザ部と光位相変調
部は独立に電圧を印加できるようにし、かつ、選択成長
法や、混晶化技術等を用いて量子井戸の吸収端波長をレ
ーザのそれより短波長にする。

【００２５】以下、図面を参照して本発明の光パルス発
生素子の一実施例の製造方法をより一層具体的に説明す
る。図３は、図１および図２に示したＭＱＷレーザ素子
の製造方法を説明するための断面図で、図２における半
導体レーザ部１２と光位相変調器部１４との結合部分に
相当する。また、図中、（Ａ）〜（Ｆ）は各工程を表
す。

【００２６】図１および図２に示す素子構造を下記の通
り製作した。

【００２７】すなわち、ｎ−ＩｎＰ基板２０の表面にＭ
ＯＶＰＥ法によりｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層をエッチングス
トップ層２２として設け、その上にｎ−ＩｎＰクラッド
層２４を０．１μｍ、次いで１０ｎｍのＩｎＧａＡｓを
ウェル層（井戸層）２６Ａとし波長１．３μｍ相当のＩ
ｎＧａＡｓＰ１０ｎｍをバリア層（障壁層）２６Ｂとす
る量子井戸構造６層からなる活性層２６、波長１．３μ
ｍ相当のＩｎＧａＡｓＰガイド層を０．１μｍ成長し
た。その上にｐ−ＩｎＰクラッド層３０を成長した（図
３（Ａ））。

【００２８】その後、ＳｉＯ₂ 膜５２をスパッタ装置に
より形成し、これにフォトリソグラフィー技術により所
望の部分に穴を開ける。すなわち、パターン化したフォ
トレジスト５４との２層マスクを使用してリソグラフィ
ーを行う（図３（Ｂ））。図中、参照符号５４はパター
ン化レジスト、５６はＳｉＯ₂ 膜ひさしである。

【００２９】次にこれをマスクとして光位相変調部１４
をＭＢＥ法またはＭＯＶＰＥ法により成長する（図３
（Ｃ））。このとき選択マスクを用いて選択成長し、光
位相変調器部１４は厚さ６．５ｎｍのＩｎＧａＡｓウェ
ル層となるように成長して光導波路３４を形成し、その
上にｐ−ＩｎＡｌＡｓクラッド層３６を形成する。クラ
ッド層３６の上にはｐ−ＩｎＧａＡｓ保護層３１を形成
する。

【００３０】つづいて、ｐ−ＩｎＰクラッド層３８、ｐ
−ＩｎＧａＡｓキャップ層４２をＭＯＶＰＥ法により形
成する（図３（Ｄ）〜（Ｅ））。

【００３１】次に幅１．５〜３．０μｍのストライプを
用いて、上述した活性層２６、光導波層３４までエッチ
ングを行い、レーザ部と光位相変調器部を貫くリッジを
形成する。この後、レーザ部をＩｎＰ層（ｐ−ＩｎＰと
ｎ−ＩｎＰの組み合わせまたは半絶縁性ＩｎＰからな
る）４４で、光位相変調器部をポリイミド４７でそれぞ
れ埋め込み、最後に各々の部分に電極４８，４９をつけ
る（図３（Ｆ））。

【００３２】この電極４８，４９，５０をマスクとして
エッチングを施し、各電極間に分離部４０を形成し、レ
ーザ部、光位相変調器部の間の絶縁を強化する。

【００３３】レーザ部、光位相変調器部とその間の絶縁
部の長さは２６００μｍ、３００μｍ、５０μｍとし
た。光位相変調器部のレーザ側と反対の端面には高反射
コーティング（２９）を施し、出射端面は半導体レーザ
側とした。また、基板の下面にはｎ形電極６２（図２）
をつける。

【００３４】図４は、図１および図２に示したＭＱＷレ
ーザ素子の製造方法の他の実施例を説明するための断面
図である。この図では、変調器部分が先に形成されてい
る。図４において、図１ないし図３において使用されて
いる符号と同じ符号は同じ部材または部分を示す。この
図によれば、半導体レーザ部１２より発光された光が光
位相変調器部１４に導波される構造となっている。

【００３５】図５は本発明を適用したＭＱＷレーザとＭ
ＱＷ光位相変調器の集積化光源による光パルス発生素子
の特性を示すものである。半値全幅５ピコ秒程度のパル
ス幅が２０ＧＨｚの繰り返し周波数で得られており、実
際に第二高周波による自己相関の測定によれば半値全幅
は光パルスの波形をローレンツ形と仮定して１ピコ秒で
あった。また、光出力も数１０ｍＷあり、この種の光パ
ルスとして十分な値である。ＭＱＷ光位相変調器に直流
電圧を加えると繰り返し周波数が変化し、所期の目的を
達成できた。このとき強度変調器に加えるＲＦ信号の周
波数は繰り返し周波数の変化に応じ変えねばならない。
光は変調器内を戻るため通常の進行波形に比べ試料長さ
は半分で同一の特性が得られるので、高消光比や高帯域
が達成された。

【００３６】以上説明したように、本発明によればＭＱ
ＷレーザとＭＱＷ光位相変調器が結合効率よく集積化さ
れた光源を容易に作製することができ、また、ＭＱＷレ
ーザとＭＱＷ位相変調器の各々の性能を最適化できるた
め、５ピコ秒以下の狭線幅で高繰り返し周波数、高出力
の光パルスを容易に発生できる。また、ＭＱＷ光位相変
調器に加える電圧を制御して、繰り返し周波数を数ＧＨ
ｚにわたって変えることができる。

【００３７】以上、光パルス発生素子について光パルス
発生部を構成する半導体レーザおよびレーザ部と変調器
部の結合形態を半導体レーザおよびバットジョイントと
呼ばれる構造を用いて説明したが、光パルス発生部を構
成する半導体レーザをＬＯＧと呼ばれる構造（図４参
照）でも同様な特性が得られる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にもとづく
光パルス発生素子は、基板上に設けられた半導体レーザ
と、該半導体レーザと同一基板上に形成され、かつ上記
半導体レーザの出射光を位相変調する光位相変調器と
が、同一の光共振器を構成し、さらに、上記半導体レー
ザを直流駆動し、かつ上記光位相変調器を大振幅動作さ
せることによって光パルス列が発生し、該光パルスの繰
り返し周波数を上記光位相変調器が制御することを特徴
とするものなので、高速繰り返し周波数および狭い時間
幅を持つ短光パルスを発生することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にもとづく光パルス素子の一例であるＭ
ＱＷレーザ素子の概略的構成を説明するための斜視図で
ある。

【図２】図１のII-II 線に沿う断面図である。

【図３】図１および図２に示したＭＱＷレーザ素子の製
造方法を説明するための断面図で、図２における半導体
レーザ部と光位相変調器部との結合部分に相当し、さら
に図中の（Ａ）〜（Ｆ）は各工程を表す。

【図４】図１および図２に示したＭＱＷレーザ素子の製
造方法の他の実施例を説明するための断面図である。

【図５】本発明にもとづく光パルス発生素子の光位相変
調器を動作させた場合の特性を示す図である。

【図６】本発明にもとづく光パルス発生素子の光位相変
調部の動作原理を示す図でＴＭ偏光を用いる効果を示す
図である。

【図７】本発明にもとづく光パルス発生素子の光位相変
調部の動作原理を示す図で電圧印加に伴う屈折率化およ
び振幅変化を示す図（ＴＥ偏光の場合）である。

【図８】従来のパルス発生に用いられた強度変調器の動
作原理を説明するための図で、光強度変調器を正弦波電
圧で大振幅動作したときの、透過光強度の狭まりを示
す。

【符号の説明】

１０ＭＱＷレーザ素子１１光導波路１２半導体レーザ部１４光位相変調器部１５第１の半導体部分１５Ａ対向端部１６第２の半導体部分１６Ａ対向端部１７光結合領域１８界面（斜めエッチング面）２０基板２２エッチングストップ層２４第１の下クラッド層２６活性層（第１の多重量子井戸構造）２６Ａウェル層２６Ｂバリア層２８ガイド層２９高反射膜３０第１の上クラッド層３１保護層３２第２の下クラッド層３４第２の多重量子井戸構造３４Ａウェル層３４Ｂバリア層３６第２の上クラッド層３８第３のクラッド層３８Ａ肉薄部３８Ｂ，３８Ｃクラッド層の部分４０分離部４２キャップ層４４，４６，４７埋め込み部４８レーザ部の電極４９光位相変調器部の電極５２ＳｉＯ₂ 膜５４パターン化レジスト５６ひさし６２ｎ型電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光パルス発生素子であって、基板上に設けられた半導体レーザと、該半導体レーザと同一基板上に形成され、かつ前記半導
体レーザの出射光を位相変調する光位相変調器とが、同
一の光共振器を構成し、さらに、前記半導体レーザを直流駆動し、かつ前記光位相変調器
を大振幅動作させることによって光パルス列が発生し、
該光パルスの繰り返し周波数を前記光位相変調器が制御
することを特徴とする光パルス発生素子。
【請求項２】請求項１記載の光パルス発生素子であっ
て、前記半導体レーザおよび前記光位相変調器は同一の光導
波路から構成され、かつ該光導波路は、量子井戸層と障
壁層とを有する多重量子井戸構造からなり、さらに前記
量子井戸層は引っ張り応力が導入され、一方前記障壁層
は圧縮応力が導入されることによって、前記半導体レー
ザの発振光の偏光方向がＴＭとなることを特徴とする光
パルス発生素子。
【請求項３】請求項１または２に記載の光パルス発生
素子であって、前記光共振器を構成する前記光位相変調器側の面を高反
射面とすることによって、前記半導体レーザ側から光を
取り出すことを特徴とする光パルス発生素子。