JPH11212038A - 半導体光変調器及び分布帰還型半導体レーザ並びに光集積回路素子 - Google Patents
半導体光変調器及び分布帰還型半導体レーザ並びに光集積回路素子Info
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- JPH11212038A JPH11212038A JP10016813A JP1681398A JPH11212038A JP H11212038 A JPH11212038 A JP H11212038A JP 10016813 A JP10016813 A JP 10016813A JP 1681398 A JP1681398 A JP 1681398A JP H11212038 A JPH11212038 A JP H11212038A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 幹線系光通信システム等に使用する半導体光
変調器および半導体レーザに関し、強度変調のために光
吸収層または活性層に印加される電圧範囲内において、
光の強度変調に伴って位相変調が生じない半導体光変調
器および分布帰還型半導体レーザを提供する。 【解決手段】 光の進行方向に沿って印加電圧により長
さが変わる電歪材料層を設けることにより、かかる電歪
材料層の長さを変えて、光の進行方向に沿った光吸収層
の長さ、または回折格子のピッチを変化させる。
変調器および半導体レーザに関し、強度変調のために光
吸収層または活性層に印加される電圧範囲内において、
光の強度変調に伴って位相変調が生じない半導体光変調
器および分布帰還型半導体レーザを提供する。 【解決手段】 光の進行方向に沿って印加電圧により長
さが変わる電歪材料層を設けることにより、かかる電歪
材料層の長さを変えて、光の進行方向に沿った光吸収層
の長さ、または回折格子のピッチを変化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、幹線系光
通信システム等に使用する半導体光変調器および半導体
レーザに関し、特に、光の強度変調に伴って発生する光
の位相変調を打ち消した半導体光変調器および分布帰還
型半導体レーザに関する。
通信システム等に使用する半導体光変調器および半導体
レーザに関し、特に、光の強度変調に伴って発生する光
の位相変調を打ち消した半導体光変調器および分布帰還
型半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】図８、従来の半導体光変調器の斜視図で
あり、図９は、ＶＩＩ−ＶＩＩ’における断面図であ
る。図中、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ−ＩｎＰクラッ
ド層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、４はＩｎＧａ
ＡｓウェルとＩｎＧａＡｓＰバリアよりなるＭＱＷ光吸
収層、５はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、６はｐ−Ｉｎ
Ｐ第１クラッド層、７は半絶縁性ＩｎＰ埋込層、８はｐ
−ＩｎＰ第２クラッド層、９はｐ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層、１０はＳｉＯ２絶縁膜、１１はＣｒ／Ａｕ電
極、１２はＡｕメッキ層、１３はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ
／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、１４はＡｕメッキ層で
ある。
あり、図９は、ＶＩＩ−ＶＩＩ’における断面図であ
る。図中、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ−ＩｎＰクラッ
ド層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、４はＩｎＧａ
ＡｓウェルとＩｎＧａＡｓＰバリアよりなるＭＱＷ光吸
収層、５はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、６はｐ−Ｉｎ
Ｐ第１クラッド層、７は半絶縁性ＩｎＰ埋込層、８はｐ
−ＩｎＰ第２クラッド層、９はｐ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層、１０はＳｉＯ２絶縁膜、１１はＣｒ／Ａｕ電
極、１２はＡｕメッキ層、１３はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ
／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極、１４はＡｕメッキ層で
ある。
【０００３】かかる電界吸収型の半導体光変調器では、
光吸収層４に逆バイアスを印加すると、量子閉じ込めシ
ュタルク効果により光吸収層４の吸収スペクトルが長波
長側にシフトする。従って、所定の波長の入射光に対す
る光吸収層４の吸収スペクトルを変化させ、半導体光変
調器を透過した出射光の強度変調を行うことが可能とな
る。
光吸収層４に逆バイアスを印加すると、量子閉じ込めシ
ュタルク効果により光吸収層４の吸収スペクトルが長波
長側にシフトする。従って、所定の波長の入射光に対す
る光吸収層４の吸収スペクトルを変化させ、半導体光変
調器を透過した出射光の強度変調を行うことが可能とな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体光変調器におい
て、印加電圧により電界を変化させて光吸収層４の吸収
スペクトルを変化させることに伴い、クラマースクロニ
ッヒの関係により、光吸収層４の屈折率も変化すること
が知られている。かかる屈折率の変化により、下記式１
に示されるように、光強度だけでなく光の位相も変調さ
れる。
て、印加電圧により電界を変化させて光吸収層４の吸収
スペクトルを変化させることに伴い、クラマースクロニ
ッヒの関係により、光吸収層４の屈折率も変化すること
が知られている。かかる屈折率の変化により、下記式１
に示されるように、光強度だけでなく光の位相も変調さ
れる。
【数１】 ｄφ／ｄｔ＝ （２π／λ）・（ｄｎ／ｄｔ）・Ｌ （式１） φ：光の位相、ｔ：時間、λ：真空中の波長、ｎ：光変
調器の屈折率、Ｌ：変調器長さ
調器の屈折率、Ｌ：変調器長さ
【０００５】図１０は、光吸収層４の屈折率変化を表す
物理量であるαパラメータと、印加電圧との関係の測定
例である。図から明らかなように、αパラメータは印加
電圧の範囲で常に０ではないので、印加電圧を変化させ
て光吸収層４の吸収スぺクトルを変化させることによ
り、光吸収層４の屈折率も変化することとなる。従っ
て、光吸収層４を透過した光は、強度が変調されるだけ
でなく、付随的に光の位相変調が起こることとなり、い
わゆるチャーピングが発生することとなる。半導体光変
調器から出射される出射光は、一般に、光ファイバ等の
ように、波長分散のある伝送路を通って伝送されるが、
かかる伝送路は光の波長により伝搬速度が異なるため、
光が位相変調されることにより伝送波形の劣化が生じ、
特に長距離に光通信ができないという問題があった。
物理量であるαパラメータと、印加電圧との関係の測定
例である。図から明らかなように、αパラメータは印加
電圧の範囲で常に０ではないので、印加電圧を変化させ
て光吸収層４の吸収スぺクトルを変化させることによ
り、光吸収層４の屈折率も変化することとなる。従っ
て、光吸収層４を透過した光は、強度が変調されるだけ
でなく、付随的に光の位相変調が起こることとなり、い
わゆるチャーピングが発生することとなる。半導体光変
調器から出射される出射光は、一般に、光ファイバ等の
ように、波長分散のある伝送路を通って伝送されるが、
かかる伝送路は光の波長により伝搬速度が異なるため、
光が位相変調されることにより伝送波形の劣化が生じ、
特に長距離に光通信ができないという問題があった。
【０００６】また、図１１は、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ回折
格子層１７を備えた分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−
ＬＤ）の斜視図、図１２はＶ−Ｖ’における断面図であ
る。図中、２２はｐ−ＩｎＰ基板、２３はｐ−ＩｎＰク
ラッド層、２４はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、２５は
ＩｎＧａＡｓウェルとＩｎＧａＡｓＰバリアよりなるＭ
ＱＷ活性層、２６はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、１６
はｎ−ＩｎＰ第１クラッド層、１７はｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ回折格子層、１８はｎ−ＩｎＰ第２クラッド層、１９
はｐ−ＩｎＰ第１埋込層、２０はｎ−ＩｎＰ埋込層、２
１はｐ−ＩｎＰ第２埋込層である。２７はｎ−ＩｎＰ第
３クラッド層、２８はｎ−ＩｎＰコンタクト層、１０は
ＳｉＯ２絶縁膜、２９はＣｒ／Ａｕ電極、１２はＡｕメ
ッキ層、３０はＡｕＺｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電
極、１４はＡｕメッキ層を示す。
格子層１７を備えた分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢ−
ＬＤ）の斜視図、図１２はＶ−Ｖ’における断面図であ
る。図中、２２はｐ−ＩｎＰ基板、２３はｐ−ＩｎＰク
ラッド層、２４はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、２５は
ＩｎＧａＡｓウェルとＩｎＧａＡｓＰバリアよりなるＭ
ＱＷ活性層、２６はｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、１６
はｎ−ＩｎＰ第１クラッド層、１７はｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ回折格子層、１８はｎ−ＩｎＰ第２クラッド層、１９
はｐ−ＩｎＰ第１埋込層、２０はｎ−ＩｎＰ埋込層、２
１はｐ−ＩｎＰ第２埋込層である。２７はｎ−ＩｎＰ第
３クラッド層、２８はｎ−ＩｎＰコンタクト層、１０は
ＳｉＯ２絶縁膜、２９はＣｒ／Ａｕ電極、１２はＡｕメ
ッキ層、３０はＡｕＺｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電
極、１４はＡｕメッキ層を示す。
【０００７】一般に、半導体レーザでは、活性層２５へ
の印加電圧を変化させて発生するレーザ光の強度を変え
ることができるが、同時に活性層２５への注入電流が変
化し、活性層２５内のキャリア濃度も変化する。このた
め、プラズマ効果が生じ、活性層２５の屈折率が変化
し、上述の半導体光変調器と同様に、レーザ光の強度変
調の伴って、レーザ光の位相変調も発生するという問題
があった。
の印加電圧を変化させて発生するレーザ光の強度を変え
ることができるが、同時に活性層２５への注入電流が変
化し、活性層２５内のキャリア濃度も変化する。このた
め、プラズマ効果が生じ、活性層２５の屈折率が変化
し、上述の半導体光変調器と同様に、レーザ光の強度変
調の伴って、レーザ光の位相変調も発生するという問題
があった。
【０００８】即ち、分布帰還型半導体レーザの発振波長
は、回折格子層１７の周期Λと、活性層の屈折率ｎとに
より、以下の式２のように決まる。
は、回折格子層１７の周期Λと、活性層の屈折率ｎとに
より、以下の式２のように決まる。
【数２】 λ＝２ｎΛ （式２） 従って、波長λは、活性層の屈折率ｎが変化することに
伴い、以下の式３に従って変化する。
伴い、以下の式３に従って変化する。
【数３】 ｄλ／ｄｔ＝２・（ｄｎ／ｄｔ）・Λ （式３）
【０００９】このため、上記半導体光変調器と同様に、
活性層の屈折率ｎの変化により、レーザ光の位相変調が
生じ、光ファイバ等の伝送路での伝送特性が劣化すると
いう問題があった。そこで、本発明は、強度変調のため
に光吸収層または活性層に印加される電圧範囲内におい
て、光の強度変調に伴って位相変調が生じない半導体光
変調器および分布帰還型半導体レーザを提供することを
目的とする。
活性層の屈折率ｎの変化により、レーザ光の位相変調が
生じ、光ファイバ等の伝送路での伝送特性が劣化すると
いう問題があった。そこで、本発明は、強度変調のため
に光吸収層または活性層に印加される電圧範囲内におい
て、光の強度変調に伴って位相変調が生じない半導体光
変調器および分布帰還型半導体レーザを提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者らは鋭意
研究の結果、光の進行方向に沿って印加電圧により長さ
が変わる電歪材料層を設けることにより、かかる電歪材
料層の長さを変えて、光の進行方向に沿った光吸収層の
長さ、または回折格子のピッチを変化させることによ
り、強度変調に伴って発生する光の位相変調を打ち消す
ことができることを見出し、本発明を完成した。
研究の結果、光の進行方向に沿って印加電圧により長さ
が変わる電歪材料層を設けることにより、かかる電歪材
料層の長さを変えて、光の進行方向に沿った光吸収層の
長さ、または回折格子のピッチを変化させることによ
り、強度変調に伴って発生する光の位相変調を打ち消す
ことができることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】即ち、本発明は、２つのクラッド層の間
に、光が透過する光吸収層を備え、該クラッド層間に電
圧を印加して該光吸収層を透過する光に対する吸収率を
変化させて該光の強度変調を行う半導体光変調器であっ
て、上記半導体光変調器が、更に、上記光吸収層の光の
進行方向の長さを変化させる電歪材料層を備え、上記光
吸収層での強度変調に伴って生じる位相変調を、該強度
変調に同期して打ち消すようにしたことを特徴とする半
導体光変調器である。このように、光の進行方向上に沿
って、印加電圧により長さが変わる電歪材料層を設け、
かかる電歪材料層の長さを変えることにより、光の進行
方向上に沿った光吸収層の長さＬも変化させることがで
きる。従って、例えば、光の強度変調に伴って光吸収層
の屈折率が大きくなる場合、電歪材料層の長さを縮めて
光吸収層そのものの長さＬも短くすることにより、実効
的な光路の変化を小さくすることができる。これによ
り、出射端面での光の位相変調がなくなり、いわゆるチ
ャーピングの発生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での
光の波長の劣化が生じず、長距離の光通信を可能とする
ことができる。
に、光が透過する光吸収層を備え、該クラッド層間に電
圧を印加して該光吸収層を透過する光に対する吸収率を
変化させて該光の強度変調を行う半導体光変調器であっ
て、上記半導体光変調器が、更に、上記光吸収層の光の
進行方向の長さを変化させる電歪材料層を備え、上記光
吸収層での強度変調に伴って生じる位相変調を、該強度
変調に同期して打ち消すようにしたことを特徴とする半
導体光変調器である。このように、光の進行方向上に沿
って、印加電圧により長さが変わる電歪材料層を設け、
かかる電歪材料層の長さを変えることにより、光の進行
方向上に沿った光吸収層の長さＬも変化させることがで
きる。従って、例えば、光の強度変調に伴って光吸収層
の屈折率が大きくなる場合、電歪材料層の長さを縮めて
光吸収層そのものの長さＬも短くすることにより、実効
的な光路の変化を小さくすることができる。これによ
り、出射端面での光の位相変調がなくなり、いわゆるチ
ャーピングの発生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での
光の波長の劣化が生じず、長距離の光通信を可能とする
ことができる。
【００１２】上記半導体光変調器から出射される出射光
の位相変調が小さくなるように、上記電歪材料層の電歪
特性と、上記印加電圧とを設定することが好ましい。
の位相変調が小さくなるように、上記電歪材料層の電歪
特性と、上記印加電圧とを設定することが好ましい。
【００１３】また、本発明は、２つのクラッド層の間に
設けられた活性層と、該活性層内で発生した光をブラッ
グ反射するように、レーザ光の進行方向に沿って一定ピ
ッチで回折格子を設けた回折格子層とを備え、該クラッ
ド層間に印加される電圧を変えてレーザ光の強度変調を
行う分布帰還型半導体レーザであって、上記分布帰還型
半導体レーザが、更に、上記回折格子層の長さを変化さ
せて上記回折格子のピッチを変える電歪材料層を備え、
上記活性層での強度変調に伴って生じる位相変調を、該
強度変調に同期して打ち消すようにしたことを特徴とす
る分布帰還型半導体レーザでもある。このように、光の
進行方向上に沿って、印加電圧により長さが変わる電歪
材料層を設け、かかる電歪材料層の長さを変えることに
より、光の進行方向上に沿った回折格子層の長さＬ’も
変化させることができる。ここで、上記式２に示すよう
に、分布帰還型半導体レーザの発振波長は、回折格子の
周期Λと、活性層の屈折率ｎとにより、λ＝２ｎΛで決
定されるため、半導体レーザの強度変調に伴って生じる
屈折率ｎの変化を、回折格子の周期Λを変えて打ち消す
ことにより、発振波長λの変化をなくすことができ、こ
れによって、強度変調に伴う位相変調をなくすことが可
能となる。これにより、光の位相が変化することがな
く、いわゆるチャーピングの発生を防ぎ、光ファイバ等
の伝送路内での光の波形の劣化が生ぜず、長距離の光通
信を可能とすることができる。
設けられた活性層と、該活性層内で発生した光をブラッ
グ反射するように、レーザ光の進行方向に沿って一定ピ
ッチで回折格子を設けた回折格子層とを備え、該クラッ
ド層間に印加される電圧を変えてレーザ光の強度変調を
行う分布帰還型半導体レーザであって、上記分布帰還型
半導体レーザが、更に、上記回折格子層の長さを変化さ
せて上記回折格子のピッチを変える電歪材料層を備え、
上記活性層での強度変調に伴って生じる位相変調を、該
強度変調に同期して打ち消すようにしたことを特徴とす
る分布帰還型半導体レーザでもある。このように、光の
進行方向上に沿って、印加電圧により長さが変わる電歪
材料層を設け、かかる電歪材料層の長さを変えることに
より、光の進行方向上に沿った回折格子層の長さＬ’も
変化させることができる。ここで、上記式２に示すよう
に、分布帰還型半導体レーザの発振波長は、回折格子の
周期Λと、活性層の屈折率ｎとにより、λ＝２ｎΛで決
定されるため、半導体レーザの強度変調に伴って生じる
屈折率ｎの変化を、回折格子の周期Λを変えて打ち消す
ことにより、発振波長λの変化をなくすことができ、こ
れによって、強度変調に伴う位相変調をなくすことが可
能となる。これにより、光の位相が変化することがな
く、いわゆるチャーピングの発生を防ぎ、光ファイバ等
の伝送路内での光の波形の劣化が生ぜず、長距離の光通
信を可能とすることができる。
【００１４】上記分布帰還型半導体レーザから出射され
るレーザ光の位相変調が小さくなるように、上記電歪材
料層の電歪特性と、上記印加電圧とを設定することが好
ましい。
るレーザ光の位相変調が小さくなるように、上記電歪材
料層の電歪特性と、上記印加電圧とを設定することが好
ましい。
【００１５】上記電歪材料層は、印加される電圧によ
り、その長さが変化するピエゾ効果材料からなることが
好ましい。
り、その長さが変化するピエゾ効果材料からなることが
好ましい。
【００１６】上記ピエゾ効果材料は、水晶からなること
が好ましい。
が好ましい。
【００１７】また、本発明は、請求項１に記載の半導体
光変調器と、該半導体光変調器に光を照射する半導体レ
ーザとを同一基板上に作製したことを特徴とする光集積
回路素子でもある。
光変調器と、該半導体光変調器に光を照射する半導体レ
ーザとを同一基板上に作製したことを特徴とする光集積
回路素子でもある。
【００１８】また、本発明は、請求項５に記載の分布帰
還型半導体レーザと、該分布帰還型半導体レーザから出
射されるレーザ光を変調する半導体光変調器とを同一基
板上に作製したことを特徴とする光集積回路素子でもあ
る。
還型半導体レーザと、該分布帰還型半導体レーザから出
射されるレーザ光を変調する半導体光変調器とを同一基
板上に作製したことを特徴とする光集積回路素子でもあ
る。
【００１９】また、本発明は、請求項１に記載の半導体
光変調器と、請求項５に記載の分布帰還型半導体レーザ
とを同一基板上に作製したことを特徴とする光集積回路
素子でもある。かかる構造を用いることにより、レーザ
光の発振器、変調器双方において、位相変調が発生せ
ず、集積回路素子全体として、位相変調のない信号光を
供給することが可能となるからである。
光変調器と、請求項５に記載の分布帰還型半導体レーザ
とを同一基板上に作製したことを特徴とする光集積回路
素子でもある。かかる構造を用いることにより、レーザ
光の発振器、変調器双方において、位相変調が発生せ
ず、集積回路素子全体として、位相変調のない信号光を
供給することが可能となるからである。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の実施の形
態１にかかる半導体光変調器について、図１を参照しな
がら説明する。図１は、半導体光変調器の斜視図であ
り、図中、図８と同一符号は、同一または相当箇所を示
し、１５は印加電界に光の進行方向の長さが変化する電
歪材料層である。本実施の形態１にかかる半導体光変調
器は、電歪材料層１５の長さを伸縮させることにより、
光吸収層４の光の進行方向の長さを変化させ、即ち、光
が透過する光吸収層４の長さを変えることにより、光吸
収層４における光の強度変調に伴って発生する光の位相
変調を打ち消すものである。
態１にかかる半導体光変調器について、図１を参照しな
がら説明する。図１は、半導体光変調器の斜視図であ
り、図中、図８と同一符号は、同一または相当箇所を示
し、１５は印加電界に光の進行方向の長さが変化する電
歪材料層である。本実施の形態１にかかる半導体光変調
器は、電歪材料層１５の長さを伸縮させることにより、
光吸収層４の光の進行方向の長さを変化させ、即ち、光
が透過する光吸収層４の長さを変えることにより、光吸
収層４における光の強度変調に伴って発生する光の位相
変調を打ち消すものである。
【００２１】即ち、図１に示す半導体光変調器は、２つ
のクラッド層３、５と、クラッド層３、５間に設けら
れ、膜厚方向に略垂直な方向（Ｌ方向）に光が透過する
光吸収層４とを備え、電極１２、１３間に電圧を印加す
ることによりクラッド層３、５間に電圧を印加して、光
吸収層４の吸収率を変化させて、光の強度変調を行うも
のであり、光の進行方向に沿って、電歪材料層１５が設
けられている。かかる電歪材料層１５は、電極１２、１
３に電圧が印加された場合に、同時に電圧が印加され、
かかる印加電圧により光の進行方向（Ｌ方向）の長さが
変化するように設けられている。従って、電歪材料層１
５の光の進行方向（Ｌ方向）の長さが変化することによ
り、上記光吸収層４のＬ方向の長さも変化させることが
できる。これにより、光吸収層４での強度変調に伴って
生じる光の位相変調を打ち消すように、強度変調に同調
して上記光吸収層４のＬ方向の長さを変化させ、即ち、
光吸収層４の中を光が透過する距離を変えて光吸収層４
の出射端面から出射される出射光の実効的な光路差の変
動をなくし、半導体光変調器から出射される光の位相変
調をなくすものである。
のクラッド層３、５と、クラッド層３、５間に設けら
れ、膜厚方向に略垂直な方向（Ｌ方向）に光が透過する
光吸収層４とを備え、電極１２、１３間に電圧を印加す
ることによりクラッド層３、５間に電圧を印加して、光
吸収層４の吸収率を変化させて、光の強度変調を行うも
のであり、光の進行方向に沿って、電歪材料層１５が設
けられている。かかる電歪材料層１５は、電極１２、１
３に電圧が印加された場合に、同時に電圧が印加され、
かかる印加電圧により光の進行方向（Ｌ方向）の長さが
変化するように設けられている。従って、電歪材料層１
５の光の進行方向（Ｌ方向）の長さが変化することによ
り、上記光吸収層４のＬ方向の長さも変化させることが
できる。これにより、光吸収層４での強度変調に伴って
生じる光の位相変調を打ち消すように、強度変調に同調
して上記光吸収層４のＬ方向の長さを変化させ、即ち、
光吸収層４の中を光が透過する距離を変えて光吸収層４
の出射端面から出射される出射光の実効的な光路差の変
動をなくし、半導体光変調器から出射される光の位相変
調をなくすものである。
【００２２】以下に、その動作原理について説明する。
光吸収層４への印加電界の変化により、光吸収層４の屈
折率ｎ、変調器長さ（光の進行方向の光吸収層の長さ）
Ｌが変化する場合、光の位相は、以下の式４に従って位
相変調を受ける。
光吸収層４への印加電界の変化により、光吸収層４の屈
折率ｎ、変調器長さ（光の進行方向の光吸収層の長さ）
Ｌが変化する場合、光の位相は、以下の式４に従って位
相変調を受ける。
【数４】 ｄφ／ｄｔ ＝２π／λ・（（ｄｎ／ｄｔ）・Ｌ＋ｎ・（ｄＬ／ｄｔ）） （式４） で表される。
【００２３】上記式４から明らかなように、屈折率ｎが
増大する場合に変調器の長さＬを短くし、屈折率ｎが減
少する場合に変調器の長さＬを長くすることにより、屈
折率ｎの変化に伴って発生する位相変調を打ち消し、光
吸収層４から出射される出射光の位相変調をなくすこと
が可能となる。即ち、光吸収層４の屈折率ｎの変化に従
って、上述のように変調器の長さＬを変化させるよう
に、半導体光変調器に電歪材料層１５を設ければ、式４
中のカッコ内の第１項（ｄｎ／ｄｔ）・Ｌと第２項ｎ・
（ｄＬ／ｄｔ）が相殺されて、位相変化量 ｄφ／ｄｔ
を減少させることができる。
増大する場合に変調器の長さＬを短くし、屈折率ｎが減
少する場合に変調器の長さＬを長くすることにより、屈
折率ｎの変化に伴って発生する位相変調を打ち消し、光
吸収層４から出射される出射光の位相変調をなくすこと
が可能となる。即ち、光吸収層４の屈折率ｎの変化に従
って、上述のように変調器の長さＬを変化させるよう
に、半導体光変調器に電歪材料層１５を設ければ、式４
中のカッコ内の第１項（ｄｎ／ｄｔ）・Ｌと第２項ｎ・
（ｄＬ／ｄｔ）が相殺されて、位相変化量 ｄφ／ｄｔ
を減少させることができる。
【００２４】このように、本実施の形態１にかかる半導
体光変調器では、強度変調により付随して発生した光の
位相変調を、光吸収層４の長さＬを変化させて、光が光
吸収層４を透過する距離を変化させることにより、位相
変化を打ち消し、位相変化を伴わず、光の強度のみの変
調が可能となる。この結果、いわゆるチャーピングの発
生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での光波形の劣化を
防止し、長距離の光通信を可能とすることができる。
体光変調器では、強度変調により付随して発生した光の
位相変調を、光吸収層４の長さＬを変化させて、光が光
吸収層４を透過する距離を変化させることにより、位相
変化を打ち消し、位相変化を伴わず、光の強度のみの変
調が可能となる。この結果、いわゆるチャーピングの発
生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での光波形の劣化を
防止し、長距離の光通信を可能とすることができる。
【００２５】電歪材料層１５の材料としては、ピエゾ効
果により長さが変化する強誘電性結晶等を使用すること
ができるが、特に、水晶を使用することが好ましい。
果により長さが変化する強誘電性結晶等を使用すること
ができるが、特に、水晶を使用することが好ましい。
【００２６】次に、図２、３を参照しながら、本実施の
形態１にかかる半導体光変調器の製造方法について説明
する。図２、３の右図は、半導体光変調器の出射方向の
側面図であり、図２、３の左図は、図８のＶＩＩ−ＶＩ
Ｉ’に相当する箇所における断面図である。まず、図２
（ａ）に示すように、一般的な半導体光変調器の製造方
法に従って、ｎ−ＩｎＰ基板１上に、ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層２、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層３、ＭＱＷ光吸収
層４、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層５、ｐ−ＩｎＰ第１
クラッド層６をＭＯＣＶＤ法等を用い順次結晶成長す
る。
形態１にかかる半導体光変調器の製造方法について説明
する。図２、３の右図は、半導体光変調器の出射方向の
側面図であり、図２、３の左図は、図８のＶＩＩ−ＶＩ
Ｉ’に相当する箇所における断面図である。まず、図２
（ａ）に示すように、一般的な半導体光変調器の製造方
法に従って、ｎ−ＩｎＰ基板１上に、ｎ−ＩｎＰクラッ
ド層２、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層３、ＭＱＷ光吸収
層４、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層５、ｐ−ＩｎＰ第１
クラッド層６をＭＯＣＶＤ法等を用い順次結晶成長す
る。
【００２７】次に、図２（ｂ）に示すように、ブロムメ
タノールを用いたウェットエッチング等により、光導波
路のコアとなるリッジ構造を形成する。
タノールを用いたウェットエッチング等により、光導波
路のコアとなるリッジ構造を形成する。
【００２８】次に、図２（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶ
Ｄ法等を用いて、リッジ側面に半絶縁性ＩｎＰ層７を埋
込成長する。
Ｄ法等を用いて、リッジ側面に半絶縁性ＩｎＰ層７を埋
込成長する。
【００２９】次に、図２（ｄ）に示すように、全面にｐ
−ＩｎＰ第２クラッド層８、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層９をＭＯＣＶＤ法等を用いて順次、形成する。
−ＩｎＰ第２クラッド層８、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層９をＭＯＣＶＤ法等を用いて順次、形成する。
【００３０】次に、図３（ｅ）に示すように、ＣＨ4と
Ｈ2の混合ガスを用いたドライエッチングにより、上記
結晶成長層の一部をｎ−ＩｎＰ基板１に達する深さまで
エッチングする。
Ｈ2の混合ガスを用いたドライエッチングにより、上記
結晶成長層の一部をｎ−ＩｎＰ基板１に達する深さまで
エッチングする。
【００３１】次に、図３（ｆ）に示すように、上記最後
の工程でエッチングした場所に、印加電圧より長さの伸
縮する、例えば水晶等の電歪材料層１５を固定する。か
かる電歪材料層１５は、図１に示すように、ｎ−ＩｎＰ
基板１上に、光吸収層４のＬ方向に沿って、リッジ側面
の半絶縁性ＩｎＰ層７側壁にも固定されるように接着剤
で固定される。
の工程でエッチングした場所に、印加電圧より長さの伸
縮する、例えば水晶等の電歪材料層１５を固定する。か
かる電歪材料層１５は、図１に示すように、ｎ−ＩｎＰ
基板１上に、光吸収層４のＬ方向に沿って、リッジ側面
の半絶縁性ＩｎＰ層７側壁にも固定されるように接着剤
で固定される。
【００３２】次に、図３（ｇ）に示すように、表面にス
パッタ等によりＳｉＯ２絶縁膜１０を形成した後、コン
タクト部分の窓空けを行い、その後、スパッタによりＣ
ｒ／Ａｕ電極１１を形成し、更にＡｕメッキ層１２を形
成する。かかる電極１１は、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層９、電歪材料層１５を双方に電気的に接続されてい
る。最後に、裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ
／Ｐｔ／Ａｕ電極１３、Ａｕメッキ層１４を形成し、図
１に示す半導体光変調器が完成する。
パッタ等によりＳｉＯ２絶縁膜１０を形成した後、コン
タクト部分の窓空けを行い、その後、スパッタによりＣ
ｒ／Ａｕ電極１１を形成し、更にＡｕメッキ層１２を形
成する。かかる電極１１は、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層９、電歪材料層１５を双方に電気的に接続されてい
る。最後に、裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ
／Ｐｔ／Ａｕ電極１３、Ａｕメッキ層１４を形成し、図
１に示す半導体光変調器が完成する。
【００３３】実施の形態２．本発明の実施の形態２にか
かる半導体レーザについて、図４を参照しながら説明す
る。図４は、本実施の形態２にかかる分布帰還型半導体
レーザの斜視図であり、図中、図１１と同一符号は、同
一または相当箇所を示し、３１は抵抗層、３２は電極端
子を示す。
かる半導体レーザについて、図４を参照しながら説明す
る。図４は、本実施の形態２にかかる分布帰還型半導体
レーザの斜視図であり、図中、図１１と同一符号は、同
一または相当箇所を示し、３１は抵抗層、３２は電極端
子を示す。
【００３４】本実施の形態２にかかる分布帰還型半導体
レーザは、クラッド層１６、２３と、クラッド層１６、
２３間に設けられた活性層２５と、クラッド層１６の上
方に、レーザ光の進行方向に沿って一定のピッチで回折
格子を有する回折格子層１７とを備え、クラッド層１
６、２３間に印加される電圧を変えてレーザ光の強度変
調を行う半導体レーザであって、上記回折格子層１７の
上記レーザ光の進行方向の長さＬ’を変えて上記回折格
子のピッチを変化させ、活性層２５での強度変調に伴っ
て生じる上記レーザ光の位相変調を打ち消すように、上
記レーザ光の進行方向に沿って、印加電圧により長さが
変わる電歪材料層１５を備えるものである。かかる電歪
材料層１５を備えることにより、電歪材料層１５への印
加電圧を変えることにより回折格子のピッチを変化させ
ることができ、詳細後述するように、レーザ光の位相変
調をなくすことが可能となる。
レーザは、クラッド層１６、２３と、クラッド層１６、
２３間に設けられた活性層２５と、クラッド層１６の上
方に、レーザ光の進行方向に沿って一定のピッチで回折
格子を有する回折格子層１７とを備え、クラッド層１
６、２３間に印加される電圧を変えてレーザ光の強度変
調を行う半導体レーザであって、上記回折格子層１７の
上記レーザ光の進行方向の長さＬ’を変えて上記回折格
子のピッチを変化させ、活性層２５での強度変調に伴っ
て生じる上記レーザ光の位相変調を打ち消すように、上
記レーザ光の進行方向に沿って、印加電圧により長さが
変わる電歪材料層１５を備えるものである。かかる電歪
材料層１５を備えることにより、電歪材料層１５への印
加電圧を変えることにより回折格子のピッチを変化させ
ることができ、詳細後述するように、レーザ光の位相変
調をなくすことが可能となる。
【００３５】次に、本実施の形態２にかかる半導体レー
ザの動作原理について説明する。半導体レーザのｐｎ接
合に、方向電流を注入すると、しきい値電流以上では、
注入電流の変化分にほぼ比例して、レーザ光の出力が変
化する。従って、注入電流を変えることにより、レーザ
光の強度を変調することが可能となる。しかし、上述の
ように、活性層２５の屈折率ｎは、注入電流の変化に伴
って変わるため、本実施の形態２にかかる半導体レーザ
では、同時に、電歪材料層１５のＬ’方向の長さを変え
ることにより回折格子層１７の回折格子のピッチを変化
させて、屈折率ｎの変化により生じるレーザ光の位相変
調を、打ち消すこととしている。即ち、図４の電極端子
３２と電極３０の間に電圧を印加した場合の活性層２５
の屈折率ｎ、回折格子層１７の回折格子ピッチΛの変化
による、波長λの変化は、以下の式５で表される。
ザの動作原理について説明する。半導体レーザのｐｎ接
合に、方向電流を注入すると、しきい値電流以上では、
注入電流の変化分にほぼ比例して、レーザ光の出力が変
化する。従って、注入電流を変えることにより、レーザ
光の強度を変調することが可能となる。しかし、上述の
ように、活性層２５の屈折率ｎは、注入電流の変化に伴
って変わるため、本実施の形態２にかかる半導体レーザ
では、同時に、電歪材料層１５のＬ’方向の長さを変え
ることにより回折格子層１７の回折格子のピッチを変化
させて、屈折率ｎの変化により生じるレーザ光の位相変
調を、打ち消すこととしている。即ち、図４の電極端子
３２と電極３０の間に電圧を印加した場合の活性層２５
の屈折率ｎ、回折格子層１７の回折格子ピッチΛの変化
による、波長λの変化は、以下の式５で表される。
【数５】 ｄλ／ｄｔ＝２（（ｄｎ／ｄｔ）・Λ＋（ｄΛ／ｄｔ）・ｎ） （式５） 従って、上記式５から分かるように、注入電流により屈
折率ｎが増大するときに回折格子のピッチΛが短くな
り、屈折率ｎが減少するときに回折格子のピッチΛが長
くなるように電歪材料層１５を設ければ、式５のカッコ
内の第１項（ｄｎ／ｄｔ）・Λと第２項（ｄΛ／ｄｔ）
・ｎが相殺されて、波長変化量ｄλ／ｄｔを減少させる
ことが可能となる。
折率ｎが増大するときに回折格子のピッチΛが短くな
り、屈折率ｎが減少するときに回折格子のピッチΛが長
くなるように電歪材料層１５を設ければ、式５のカッコ
内の第１項（ｄｎ／ｄｔ）・Λと第２項（ｄΛ／ｄｔ）
・ｎが相殺されて、波長変化量ｄλ／ｄｔを減少させる
ことが可能となる。
【００３６】このように、本実施の形態２にかかる分布
帰還型半導体レーザでは、光の進行方向上に沿って、印
加電圧により長さが変わる電歪材料層を設け、かかる電
歪材料層の長さをかえることにより、光の進行方向上に
沿った回折格子層の長さＬ’も変化させることができ
る。ここで、分布帰還型半導体レーザの発振波長は、回
折格子の周期Λと、活性層の屈折率ｎとにより、λ＝２
ｎΛで決定されるため、半導体レーザの強度変調に伴っ
て生じる屈折率ｎの変化を、回折格子の周期Λを変えて
打ち消すことにより、発振波長λの変化をなくすことが
でき、これによって、強度変調に伴う位相変調をなくす
ことが可能となる。これにより、いわゆるチャーピング
の発生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での光波形の劣
化を防止し、長距離の光通信を可能とすることができ
る。
帰還型半導体レーザでは、光の進行方向上に沿って、印
加電圧により長さが変わる電歪材料層を設け、かかる電
歪材料層の長さをかえることにより、光の進行方向上に
沿った回折格子層の長さＬ’も変化させることができ
る。ここで、分布帰還型半導体レーザの発振波長は、回
折格子の周期Λと、活性層の屈折率ｎとにより、λ＝２
ｎΛで決定されるため、半導体レーザの強度変調に伴っ
て生じる屈折率ｎの変化を、回折格子の周期Λを変えて
打ち消すことにより、発振波長λの変化をなくすことが
でき、これによって、強度変調に伴う位相変調をなくす
ことが可能となる。これにより、いわゆるチャーピング
の発生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での光波形の劣
化を防止し、長距離の光通信を可能とすることができ
る。
【００３７】従って、本実施の形態２にかかる半導体レ
ーザでは、レーザ光の強度変調により付随して発生した
光の位相変調を、回折格子層の回折格子ピッチΛを変化
させて打ち消すことにより、位相変化を伴わず、光の強
度のみの変調が可能となる。この結果、いわゆるチャー
ピングの発生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での光の
減衰を防止し、長距離の光通信を可能とすることができ
る。
ーザでは、レーザ光の強度変調により付随して発生した
光の位相変調を、回折格子層の回折格子ピッチΛを変化
させて打ち消すことにより、位相変化を伴わず、光の強
度のみの変調が可能となる。この結果、いわゆるチャー
ピングの発生を防ぎ、光ファイバ等の伝送路内での光の
減衰を防止し、長距離の光通信を可能とすることができ
る。
【００３８】図４では、端子３２と電極３０との間に印
加される電圧が、電歪材料層１５には直接印加される
が、活性層２５には、所定の抵抗値を有する抵抗層３１
を介して、印加される。これは、電歪材料層１５への印
加電圧により、半導体レーザの活性層２５に電流が注入
されるためである。従って、かかる構造では、端子３２
と電極３０との間に印加される電圧により活性層２５の
屈折率が変化し、その変化を打ち消すように、電歪材料
層１５の長さＬ’を変化させ、回折格子のピッチを変化
させることが必要である。
加される電圧が、電歪材料層１５には直接印加される
が、活性層２５には、所定の抵抗値を有する抵抗層３１
を介して、印加される。これは、電歪材料層１５への印
加電圧により、半導体レーザの活性層２５に電流が注入
されるためである。従って、かかる構造では、端子３２
と電極３０との間に印加される電圧により活性層２５の
屈折率が変化し、その変化を打ち消すように、電歪材料
層１５の長さＬ’を変化させ、回折格子のピッチを変化
させることが必要である。
【００３９】次に、図５、６を参照しながら、本実施の
形態２にかかる半導体レーザの製造方法について説明す
る。図５、６の右図は、半導体レーザの出射方向の側面
図であり、図５、６の左図は、図８のＶＩＩ−ＶＩＩ’
に相当する箇所における断面図である。まず、図５
（ａ）に示すように、一般的な半導体レーザの製造方法
に従って、ｐ−ＩｎＰ基板２２上に、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層２３、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層２４、ＭＱＷ活
性層２５、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ閉込層２６、ｎ−ＩｎＰ
第１クラッド層１６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１
７を、ＭＯＣＶＤ法等を用いて順次結晶成長により形成
する。
形態２にかかる半導体レーザの製造方法について説明す
る。図５、６の右図は、半導体レーザの出射方向の側面
図であり、図５、６の左図は、図８のＶＩＩ−ＶＩＩ’
に相当する箇所における断面図である。まず、図５
（ａ）に示すように、一般的な半導体レーザの製造方法
に従って、ｐ−ＩｎＰ基板２２上に、ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層２３、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層２４、ＭＱＷ活
性層２５、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ閉込層２６、ｎ−ＩｎＰ
第１クラッド層１６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１
７を、ＭＯＣＶＤ法等を用いて順次結晶成長により形成
する。
【００４０】次に、図５（ｂ）に示すように、干渉露光
法とウェットエッチングを用いて回折格子層１７を格子
状にエッチングして、回折格子を形成する。
法とウェットエッチングを用いて回折格子層１７を格子
状にエッチングして、回折格子を形成する。
【００４１】次に、図５（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶ
Ｄ法等を用いて，ｎ−ＩｎＰ第２クラッド層１８を結晶
成長し、回折格子層１７を埋込む。
Ｄ法等を用いて，ｎ−ＩｎＰ第２クラッド層１８を結晶
成長し、回折格子層１７を埋込む。
【００４２】次に、図５（ｄ）に示すように、ブロムメ
タノール等を用いたウェットエッチング等により、光導
波路のコアとなるリッジ構造を形成する。
タノール等を用いたウェットエッチング等により、光導
波路のコアとなるリッジ構造を形成する。
【００４３】次に、図５（ｅ）に示すように、上記リッ
ジ側面にｐ−ＩｎＰ第１埋込層１９、ｎ−ＩｎＰ埋込層
２０、ｐ−ＩｎＰ第２埋込層２１を、順次ＭＯＣＶＤ法
等により結晶成長し、リッジ側面を埋込む。
ジ側面にｐ−ＩｎＰ第１埋込層１９、ｎ−ＩｎＰ埋込層
２０、ｐ−ＩｎＰ第２埋込層２１を、順次ＭＯＣＶＤ法
等により結晶成長し、リッジ側面を埋込む。
【００４４】次に、図５（ｅ）に示すように、全面にｎ
−ＩｎＰ第３クラッド層２７、ｎ−ＩｎＰコンタクト層
２８を順次、ＭＯＣＶＤ法等を用いて結晶成長により形
成する。
−ＩｎＰ第３クラッド層２７、ｎ−ＩｎＰコンタクト層
２８を順次、ＭＯＣＶＤ法等を用いて結晶成長により形
成する。
【００４５】次に、図５（ｆ）に示すように、ＣＨ4と
Ｈ2の混合ガスを用いたドライエッチングにより、半導
体層の一部をｐ−ＩｎＰ基板１に達する深さまでエッチ
ングする。
Ｈ2の混合ガスを用いたドライエッチングにより、半導
体層の一部をｐ−ＩｎＰ基板１に達する深さまでエッチ
ングする。
【００４６】次に、図５（ｇ）に示すように、上記最後
の工程でエッチングした場所に、印加電圧より長さの伸
縮する、例えば水晶等の電歪材料層１５を固定する。か
かる電歪材料層１５は、図４に示すように、ｎ−ＩｎＰ
基板１上に、光吸収層４のＬ方向に沿って、リッジ側面
の半絶縁性ＩｎＰ層７側壁にも固定されるように接着剤
で固定される。
の工程でエッチングした場所に、印加電圧より長さの伸
縮する、例えば水晶等の電歪材料層１５を固定する。か
かる電歪材料層１５は、図４に示すように、ｎ−ＩｎＰ
基板１上に、光吸収層４のＬ方向に沿って、リッジ側面
の半絶縁性ＩｎＰ層７側壁にも固定されるように接着剤
で固定される。
【００４７】最後に、図５（ｈ）に示すように、表面に
スパッタ等によりＳｉＯ２絶縁膜１０を形成した後、コ
ンタクト部分の窓空けを行う。その後スパッタによりＣ
ｒ／Ａｕ電極２９を形成後、Ａｕメッキ層１２を形成す
る。裏面にＡｕＺｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極３０
を蒸着により形成後、Ａｕメッキ層１４を形成する。こ
れにより、図４に示す、本実施の形態２にかかる半導体
レーザが完成する。
スパッタ等によりＳｉＯ２絶縁膜１０を形成した後、コ
ンタクト部分の窓空けを行う。その後スパッタによりＣ
ｒ／Ａｕ電極２９を形成後、Ａｕメッキ層１２を形成す
る。裏面にＡｕＺｎ／Ａｕ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極３０
を蒸着により形成後、Ａｕメッキ層１４を形成する。こ
れにより、図４に示す、本実施の形態２にかかる半導体
レーザが完成する。
【００４８】図７は、上記実施の形態１にかかる半導体
光変調器２０と、実施の形態２にかかる分布帰還型半導
体レーザ３０を、同一基板上に形成した光集積回路素子
の斜視図である。図では、分布帰還型半導体レーザ３０
からでたレーザ光が、半導体光変調器２０の光吸収層に
入射し、強度変調される構造となっている。このよう
に、上記実施の形態１、２にかかる半導体光変調器２
０、分布帰還型半導体レーザ３０を光集積回路素子に用
いることにより、集積素子全体として位相変調のない光
集積回路素子を得ることが可能となる。特に、半導体光
変調器２０と分布帰還型半導体レーザ３０は、近似した
構造を有するため、同一基板上に集積化するのに適して
いる。尚、半導体光変調器、半導体レーザの、いずれか
を、従来構造のものとすることも可能である。
光変調器２０と、実施の形態２にかかる分布帰還型半導
体レーザ３０を、同一基板上に形成した光集積回路素子
の斜視図である。図では、分布帰還型半導体レーザ３０
からでたレーザ光が、半導体光変調器２０の光吸収層に
入射し、強度変調される構造となっている。このよう
に、上記実施の形態１、２にかかる半導体光変調器２
０、分布帰還型半導体レーザ３０を光集積回路素子に用
いることにより、集積素子全体として位相変調のない光
集積回路素子を得ることが可能となる。特に、半導体光
変調器２０と分布帰還型半導体レーザ３０は、近似した
構造を有するため、同一基板上に集積化するのに適して
いる。尚、半導体光変調器、半導体レーザの、いずれか
を、従来構造のものとすることも可能である。
【００４９】尚、上記実施の形態１、２の構造は、埋込
み型、リッジ型の双方の構造に適用することが可能であ
る。また、クラッド層と光吸収層との間には、適宜ガイ
ド層を設けることも可能である。また、分布帰還型半導
体レーザでは、回折格子層１７を、活性層２５の上方ま
たは下方のいずれに形成してもかまわない。
み型、リッジ型の双方の構造に適用することが可能であ
る。また、クラッド層と光吸収層との間には、適宜ガイ
ド層を設けることも可能である。また、分布帰還型半導
体レーザでは、回折格子層１７を、活性層２５の上方ま
たは下方のいずれに形成してもかまわない。
【００５０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、半導体光変調器の強度変調により付随して発生し
た光の位相変調を、光吸収層の長さＬを変化させて打ち
消すことにより、半導体光変調器で強度変調された出射
光の位相変化をなくすることができる。これにより、半
導体光変調器で強度変調された出射光が、光ファイバ等
のように波長分散のある伝送路を通って伝送される場合
であっても、従来のような光の波形の劣化が生じず、長
距離の光通信が可能となる。
では、半導体光変調器の強度変調により付随して発生し
た光の位相変調を、光吸収層の長さＬを変化させて打ち
消すことにより、半導体光変調器で強度変調された出射
光の位相変化をなくすることができる。これにより、半
導体光変調器で強度変調された出射光が、光ファイバ等
のように波長分散のある伝送路を通って伝送される場合
であっても、従来のような光の波形の劣化が生じず、長
距離の光通信が可能となる。
【００５１】また、本発明にかかる分布帰還型半導体レ
ーザでは、レーザ光の強度変調を行うために活性層に注
入される注入電流の変化により、活性層の屈折率ｎが変
化することにより生じるレーザ光の位相変調を、回折格
子層の回折格子ピッチΛを変化させて打ち消すことによ
り、レーザ光の強度変調に伴って発生していた位相変調
をなくすことが可能となる。これにより、分布帰還型半
導体レーザで強度変調されたレーザ光が、光ファイバ等
のように波長分散のある伝送路を通って伝送される場合
であっても、従来のような光の波形の劣化が生じず、長
距離の光通信が可能となる。
ーザでは、レーザ光の強度変調を行うために活性層に注
入される注入電流の変化により、活性層の屈折率ｎが変
化することにより生じるレーザ光の位相変調を、回折格
子層の回折格子ピッチΛを変化させて打ち消すことによ
り、レーザ光の強度変調に伴って発生していた位相変調
をなくすことが可能となる。これにより、分布帰還型半
導体レーザで強度変調されたレーザ光が、光ファイバ等
のように波長分散のある伝送路を通って伝送される場合
であっても、従来のような光の波形の劣化が生じず、長
距離の光通信が可能となる。
【図１】 本発明の実施の形態１にかかる半導体光変調
器の斜視図である。
器の斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１にかかる半導体光変調
器の製造工程図である。
器の製造工程図である。
【図３】 本発明の実施の形態１にかかる半導体光変調
器の製造工程図である。
器の製造工程図である。
【図４】 本発明の実施の形態２にかかる分布帰還型半
導体レーザの斜視図である。
導体レーザの斜視図である。
【図５】 本発明の実施の形態２にかかる分布帰還型半
導体レーザの製造工程図である。
導体レーザの製造工程図である。
【図６】 本発明の実施の形態２にかかる分布帰還型半
導体レーザの製造工程図である。
導体レーザの製造工程図である。
【図７】 本発明にかかる半導体光変調器と分布帰還型
半導体レーザとを集積化した光集積回路素子の斜視図で
ある。
半導体レーザとを集積化した光集積回路素子の斜視図で
ある。
【図８】 従来構造にかかる半導体光変調器の斜視図で
ある。
ある。
【図９】 ＶＩＩ−ＶＩＩ’における断面図である。
【図１０】 従来構造の半導体光変調器の印加電圧とα
パラメータの関係である。
パラメータの関係である。
【図１１】 従来構造にかかる分布帰還型半導体レーザ
の斜視図である。
の斜視図である。
【図１２】 Ｖ−Ｖ’における断面図である。
１ ｎ−ＩｎＰ基板、２ ｎ−ＩｎＰクラッド層、３
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、４ ｎ−ＧａＡｓウェル
とＩｎＧａＡｓＰバリアよりなるＭＱＷ光吸収層、５
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、６ ｐ−ＩｎＰ第１クラ
ッド層、７ 半絶縁性ＩｎＰ埋込層、８ ｐ−ＩｎＰ第
２クラッド層、９ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、１０
ＳｉＯ２絶縁膜、１１ Ｃｒ／Ａｕ電極、１２ Ａｕ
メッキ層、１３ ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／
Ｐｔ／Ａｕ電極、１４ Ａｕメッキ層。
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、４ ｎ−ＧａＡｓウェル
とＩｎＧａＡｓＰバリアよりなるＭＱＷ光吸収層、５
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光閉込層、６ ｐ−ＩｎＰ第１クラ
ッド層、７ 半絶縁性ＩｎＰ埋込層、８ ｐ−ＩｎＰ第
２クラッド層、９ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層、１０
ＳｉＯ２絶縁膜、１１ Ｃｒ／Ａｕ電極、１２ Ａｕ
メッキ層、１３ ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／
Ｐｔ／Ａｕ電極、１４ Ａｕメッキ層。
Claims (11)
- 【請求項１】 ２つのクラッド層の間に、光が透過する
光吸収層を備え、該クラッド層間に電圧を印加して該光
吸収層を透過する光に対する吸収率を変化させて該光の
強度変調を行う半導体光変調器であって、 上記半導体光変調器が、更に、上記光吸収層の光の進行
方向の長さを変化させる電歪材料層を備え、 上記光吸収層での強度変調に伴って生じる位相変調を、
該強度変調に同期して打ち消すようにしたことを特徴と
する半導体光変調器。 - 【請求項２】 上記半導体光変調器から出射される出射
光の位相変調がちょうど打ち消されるように、上記電歪
材料層の電歪特性と、上記印加電圧とを設定したことを
特徴とする請求項１に記載の半導体光変調器。 - 【請求項３】 上記電歪材料層が、印加される電圧によ
り、その長さが変化するピエゾ効果材料からなることを
特徴とする請求項１又は２に記載の半導体光変調器。 - 【請求項４】 上記ピエゾ効果材料が、水晶からなるこ
とを特徴とする請求項３に記載の半導体光変調器。 - 【請求項５】 ２つのクラッド層の間に設けられた活性
層と、該活性層内で発生した光をブラッグ反射するよう
に、レーザ光の進行方向に沿って一定ピッチで回折格子
を設けた回折格子層とを備え、該クラッド層間に印加さ
れる電圧を変えてレーザ光の強度変調を行う分布帰還型
半導体レーザであって、 上記分布帰還型半導体レーザが、更に、上記回折格子層
の長さを変化させて上記回折格子のピッチを変える電歪
材料層を備え、 上記活性層での強度変調に伴って生じる位相変調を、該
強度変調に同期して打ち消すようにしたことを特徴とす
る分布帰還型半導体レーザ。 - 【請求項６】 上記分布帰還型半導体レーザから出射さ
れるレーザ光の位相変調がちょうど打ち消されるよう
に、上記電歪材料層の電歪特性と、上記印加電圧とを設
定したことを特徴とする請求項５に記載の分布帰還型半
導体レーザ。 - 【請求項７】 上記電歪材料層が、印加される電圧によ
り、その長さが変化するピエゾ効果材料からなることを
特徴とする請求項４又は５に記載の分布帰還型半導体レ
ーザ。 - 【請求項８】 上記ピエゾ効果材料が、水晶からなるこ
とを特徴とする請求項７に記載の分布帰還型半導体レー
ザ。 - 【請求項９】 請求項１に記載の半導体光変調器と、該
半導体光変調器に光を照射する半導体レーザとを同一基
板上に作製したことを特徴とする光集積回路素子。 - 【請求項１０】 請求項５に記載の分布帰還型半導体レ
ーザと、該分布帰還型半導体レーザから出射されるレー
ザ光を変調する半導体光変調器とを同一基板上に作製し
たことを特徴とする光集積回路素子。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の半導体光変調器と、
請求項５に記載の分布帰還型半導体レーザとを同一基板
上に作製したことを特徴とする光集積回路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10016813A JPH11212038A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 半導体光変調器及び分布帰還型半導体レーザ並びに光集積回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10016813A JPH11212038A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 半導体光変調器及び分布帰還型半導体レーザ並びに光集積回路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11212038A true JPH11212038A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11926617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10016813A Pending JPH11212038A (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | 半導体光変調器及び分布帰還型半導体レーザ並びに光集積回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11212038A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016092345A (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | 日本電信電話株式会社 | 光能動素子 |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP10016813A patent/JPH11212038A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016092345A (ja) * | 2014-11-11 | 2016-05-23 | 日本電信電話株式会社 | 光能動素子 |
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