JPS60127778A - 半導体レ−ザ−一体化光導波素子 - Google Patents
半導体レ−ザ−一体化光導波素子Info
- Publication number
- JPS60127778A JPS60127778A JP58236673A JP23667383A JPS60127778A JP S60127778 A JPS60127778 A JP S60127778A JP 58236673 A JP58236673 A JP 58236673A JP 23667383 A JP23667383 A JP 23667383A JP S60127778 A JPS60127778 A JP S60127778A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- semiconductor laser
- recess
- optical
- fixed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は光集積回路において非常に重要である半導体レ
ーザーと光導波路を光学的に結合した一体化素子に関す
るものである。
ーザーと光導波路を光学的に結合した一体化素子に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点
半導体レーザーからのレーザー光を光導波路内に導入す
る方法は、大きく二つに分けて半導体レーザーと光導波
路を全く同一の基板上にモノリシックに形成する方法と
、別個の基板から成る画素子を伺らかの形で結びつける
方法がある。光集積回路の立場からは同一基板上にモノ
リシックに形成する方法が望ましいわけであるが、現状
では、半導体レーザーの共振器の形成等技術的な問題が
多く、単体での半導体レーザーの特性よりもはるかに劣
るものしか得られていない。従って現状では半導体レー
ザーと光導波路は別個の材料で形成するのが実用的であ
る。さらにこの場合だと材料は半導体に限定されず、光
導波路として好ましい誘電体材料等様々の材料との組み
合わせが可能であるという長所を持つ。
る方法は、大きく二つに分けて半導体レーザーと光導波
路を全く同一の基板上にモノリシックに形成する方法と
、別個の基板から成る画素子を伺らかの形で結びつける
方法がある。光集積回路の立場からは同一基板上にモノ
リシックに形成する方法が望ましいわけであるが、現状
では、半導体レーザーの共振器の形成等技術的な問題が
多く、単体での半導体レーザーの特性よりもはるかに劣
るものしか得られていない。従って現状では半導体レー
ザーと光導波路は別個の材料で形成するのが実用的であ
る。さらにこの場合だと材料は半導体に限定されず、光
導波路として好ましい誘電体材料等様々の材料との組み
合わせが可能であるという長所を持つ。
ところで別個の半導体レーザーと光導波路を結合する方
法としては、半導体レーザーからの光を光ファイバーに
入れたのち光ファイバーからの光をレンズで集光して光
導波路内に入れる方法や。
法としては、半導体レーザーからの光を光ファイバーに
入れたのち光ファイバーからの光をレンズで集光して光
導波路内に入れる方法や。
半導体レーザーの発光端面を光導波路の入射端面に近接
してレーザー光を直接光導波路内に導入する方法等があ
る。しかしながら光ファイバーを介する方法では光ファ
イバーと半導体レーザー、光導波路の端面の形状の違い
による近視野像が大きく異なり、結合損失の大きな原因
となる。さらにこの方法では光ファイバーを介すること
により半導体レーザーからのレーザー光の偏波面が保存
できないという問題がある。一方半導体レーザーから光
導波路に光を直接導入する方法では半導体レーザーの端
面と光導波路の端面の近視野像が比較的似かよっている
ので光ファイバーを介する方法よりも高い結合効率が期
待できる。さらにこの方法では半導体レーザー光の偏波
面は変化することなしに光導波路内に導入できる。
してレーザー光を直接光導波路内に導入する方法等があ
る。しかしながら光ファイバーを介する方法では光ファ
イバーと半導体レーザー、光導波路の端面の形状の違い
による近視野像が大きく異なり、結合損失の大きな原因
となる。さらにこの方法では光ファイバーを介すること
により半導体レーザーからのレーザー光の偏波面が保存
できないという問題がある。一方半導体レーザーから光
導波路に光を直接導入する方法では半導体レーザーの端
面と光導波路の端面の近視野像が比較的似かよっている
ので光ファイバーを介する方法よりも高い結合効率が期
待できる。さらにこの方法では半導体レーザー光の偏波
面は変化することなしに光導波路内に導入できる。
ところで、半導体レーザー光を光導波路内に直接導入す
るに際し１一般に、半導体レーザーの活性層の厚みは０
．５μｍ以下で、光導波路の厚みはせいぜい数μｍ程度
であり、両者を光学的に結合させるためには非常に厳密
な位置合せを必要とする。実際には別個に支持台を用意
し、この支持台に両者の光軸が合うように段差を形成し
、それぞれの部分に両者を固着する方法等が提案されて
いるが、数百ミクロン程度Ω厚みを持つ画素子の光軸を
合わせるだけの精度で支持台に段差を形成することは非
常に難しい。さらに両者を固着する時の誤差は必然的に
伴ない、半導体レーザーと光導波素子を別個に固着すれ
ばこの誤差は倍増することになる。
るに際し１一般に、半導体レーザーの活性層の厚みは０
．５μｍ以下で、光導波路の厚みはせいぜい数μｍ程度
であり、両者を光学的に結合させるためには非常に厳密
な位置合せを必要とする。実際には別個に支持台を用意
し、この支持台に両者の光軸が合うように段差を形成し
、それぞれの部分に両者を固着する方法等が提案されて
いるが、数百ミクロン程度Ω厚みを持つ画素子の光軸を
合わせるだけの精度で支持台に段差を形成することは非
常に難しい。さらに両者を固着する時の誤差は必然的に
伴ない、半導体レーザーと光導波素子を別個に固着すれ
ばこの誤差は倍増することになる。
以上のように結合効率、偏波面の保存に関しては半導体
レーザーの活性層から光導波路にレーザー光を直接導入
する方法は非常に有利な方法であったが、実用面に関し
ては厳密な位置合わせを必要とすること等の問題があっ
た。
レーザーの活性層から光導波路にレーザー光を直接導入
する方法は非常に有利な方法であったが、実用面に関し
ては厳密な位置合わせを必要とすること等の問題があっ
た。
発明の目的
本発明は以上に述べた問題点を克服すべく、両者の光学
的結合に必要な位置合わせをより厳密に、かつ容易に行
なうことのできる半導体レーザー素子と光導波素子の一
体化素子を提供することになる。
的結合に必要な位置合わせをより厳密に、かつ容易に行
なうことのできる半導体レーザー素子と光導波素子の一
体化素子を提供することになる。
発明の構成
本発明は以上の目的を達成すべく、光導波素子上に１半
導体レーザー素子を搭載固着できる凹部を形成し、凹部
の深さを半導体レーザーの活性層と光導波路の光軸が一
致するように−し、凹部の底面を半導体レーザー素子の
被固着部、側面を先導波路へのレーザー光の入射端面と
し、凹部の底面に金属層を設は半導体レーザー素子を基
板側を上′じ固着して・両者をｔ学的に結合した半導体
レーザー一体化光導波素子を特徴とするものである〇 実施例の散明 以下に本発明の実施例について詳細に述べる。
導体レーザー素子を搭載固着できる凹部を形成し、凹部
の深さを半導体レーザーの活性層と光導波路の光軸が一
致するように−し、凹部の底面を半導体レーザー素子の
被固着部、側面を先導波路へのレーザー光の入射端面と
し、凹部の底面に金属層を設は半導体レーザー素子を基
板側を上′じ固着して・両者をｔ学的に結合した半導体
レーザー一体化光導波素子を特徴とするものである〇 実施例の散明 以下に本発明の実施例について詳細に述べる。
第１図は本発明における先導波素子上に形成された凹部
の斜視図である。ことで１は基板であり、２は基板１に
形成された光導波路、３は半導体レーザーの被固着部と
なる凹部の底面、４は光導波路の入射端面である。この
場合の光導波路２は空気クラッドのスラブ型導波路と呼
ばれ光波は光導波路２の部分に閉己込められる。この光
導波路２の光の進行方行に垂直にエツチング用マスクを
形成し一部分をエツチングで取り除き凹部３と入射端面
４を形成する。入射端面４は光の進行方向に対して垂直
でなければならないが、ドライエッチもしくは、面方位
とエッチ４ｙ 卜を考慮すればウェットエッチでも望む
べき入射端面を得ることができる。
の斜視図である。ことで１は基板であり、２は基板１に
形成された光導波路、３は半導体レーザーの被固着部と
なる凹部の底面、４は光導波路の入射端面である。この
場合の光導波路２は空気クラッドのスラブ型導波路と呼
ばれ光波は光導波路２の部分に閉己込められる。この光
導波路２の光の進行方行に垂直にエツチング用マスクを
形成し一部分をエツチングで取り除き凹部３と入射端面
４を形成する。入射端面４は光の進行方向に対して垂直
でなければならないが、ドライエッチもしくは、面方位
とエッチ４ｙ 卜を考慮すればウェットエッチでも望む
べき入射端面を得ることができる。
との凹部３に金属を蒸着した後、半導体レーザーチップ
を、基板を上にして（一般的にＰサイドダウン）固着す
る。第２図にこの時の断面図を示す。ここで５は半導体
レーザーチップの一方の導電性を持つ基板、６は活性層
、７は他方の導電性を持つクラッド層、８は他方の電極
９は凹部に蒸着された金属、ＩＱは活性層および光導波
路の中心線である。またｄｌは光導波路２の中心１ｏが
ら凹部の底面３までの距離、ｄ２は活性層６の中心１０
からクラッド層７、電極８、金属９までの距離である。
を、基板を上にして（一般的にＰサイドダウン）固着す
る。第２図にこの時の断面図を示す。ここで５は半導体
レーザーチップの一方の導電性を持つ基板、６は活性層
、７は他方の導電性を持つクラッド層、８は他方の電極
９は凹部に蒸着された金属、ＩＱは活性層および光導波
路の中心線である。またｄｌは光導波路２の中心１ｏが
ら凹部の底面３までの距離、ｄ２は活性層６の中心１０
からクラッド層７、電極８、金属９までの距離である。
ここで半導体レーザー６と光導波路２が光学的に結合さ
れるためにはｄｌ””ｄ２となるように凹部の工・ｌチ
ングをすればよい。半導体レーザーの活性層６の厚さは
通常。、５μｍ以下であり、光導波路２は基板１との屈
折率差を十分小さくすれば２〜３μｍでもシングルモー
ド条件をみたす。従ってｄ、とｄ、の差が１μｍ程度ず
れていても効率よく結合が行なわれる。一方通常のレー
ザーでは４ｔｄ、２〜３μｍであるので、１μｍ以内の
精度でエツチングを制御することは比較的容易なことが
わかる。
れるためにはｄｌ””ｄ２となるように凹部の工・ｌチ
ングをすればよい。半導体レーザーの活性層６の厚さは
通常。、５μｍ以下であり、光導波路２は基板１との屈
折率差を十分小さくすれば２〜３μｍでもシングルモー
ド条件をみたす。従ってｄ、とｄ、の差が１μｍ程度ず
れていても効率よく結合が行なわれる。一方通常のレー
ザーでは４ｔｄ、２〜３μｍであるので、１μｍ以内の
精度でエツチングを制御することは比較的容易なことが
わかる。
また位置ずれの原因として、チ・ノブの固着時によるも
のが必然的に生じると先に述べたが、別個の支持体に半
導体レーザーチップと光導波素子を別々に固着する方法
に比べ、本発明では光導波素子上に半導体レーザーチッ
プを直接固着することによりこの誤差は半分で済むこと
がわかる。
のが必然的に生じると先に述べたが、別個の支持体に半
導体レーザーチップと光導波素子を別々に固着する方法
に比べ、本発明では光導波素子上に半導体レーザーチッ
プを直接固着することによりこの誤差は半分で済むこと
がわかる。
発明の効果
以上のように、本発明による半導体レーザー一体型光導
波素子では、光導波素子上に、半導体レーザー素子の活
性層の中心から上部のクラッドおよび電極、また固着用
金属までの厚みに相当するだけの段差を持つ凹部を形成
し、その底面に金属を蒸着し、半導体レーザー素子を基
板側を上にして固着することにより、より厳密な位置合
わせが比較的容易な方法ででき、高い結合効率が期待で
きる。
波素子では、光導波素子上に、半導体レーザー素子の活
性層の中心から上部のクラッドおよび電極、また固着用
金属までの厚みに相当するだけの段差を持つ凹部を形成
し、その底面に金属を蒸着し、半導体レーザー素子を基
板側を上にして固着することにより、より厳密な位置合
わせが比較的容易な方法ででき、高い結合効率が期待で
きる。
また、モノリシックに形成された半導体レーザー光導波
路一体化素子が、材料が半導体に限定されるのに対し、
この素子では光導波素子として種々の誘電体材料、磁性
体材料等を用いることができるので、電気光学効果や磁
気光学効果等を積極的に利用したハイブリッド型光集積
回路に幅広い応用が期待できる。
路一体化素子が、材料が半導体に限定されるのに対し、
この素子では光導波素子として種々の誘電体材料、磁性
体材料等を用いることができるので、電気光学効果や磁
気光学効果等を積極的に利用したハイブリッド型光集積
回路に幅広い応用が期待できる。
第１図は本発明の光導波部子上に形成した四部の斜視図
、第２図はこの四部に半導体レーザー素子を固着した本
発明の一実施例の半導体レーザー一体化光導波素子の断
面図である。 １・・・・・・光導波素子基板、２−・・・・・光導波
路、３・・・・・・凹部、４・・・・・・入射端面、６
・・・・−・半導体基板、６・・・活性層、７・・・用
クラッド層、８−・・・・電極、９・・・・・・金属層
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図
、第２図はこの四部に半導体レーザー素子を固着した本
発明の一実施例の半導体レーザー一体化光導波素子の断
面図である。 １・・・・・・光導波素子基板、２−・・・・・光導波
路、３・・・・・・凹部、４・・・・・・入射端面、６
・・・・−・半導体基板、６・・・活性層、７・・・用
クラッド層、８−・・・・電極、９・・・・・・金属層
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図
Claims (1)
- 半導体レーザー素子と光導波路を有する光導波素子を光
学的に結合するにあたり、前記光導波素子上に前記半導
体レーザー素子を搭載固着できる凹部を形成しこの凹部
の深さを前記半導体レーザー素子の活性層と前記光導波
路の光軸が一致するようにし、前記凹部の底面を前記半
導体レーザー素子の被固着部側面を前記光導波路へのレ
ーザー光の入射端面とし、前記凹部の底面に金属層を設
け、前記半導体レーザー素子を基板側を上にして固着し
、前記レーザー素子と光導波路を光学的に結合したこと
を％徴とする半導体レーザー一体化光導波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236673A JPS60127778A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 半導体レ−ザ−一体化光導波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58236673A JPS60127778A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 半導体レ−ザ−一体化光導波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127778A true JPS60127778A (ja) | 1985-07-08 |
Family
ID=17004083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58236673A Pending JPS60127778A (ja) | 1983-12-15 | 1983-12-15 | 半導体レ−ザ−一体化光導波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127778A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5297218A (en) * | 1991-12-20 | 1994-03-22 | Sony Corporation | Optical semiconductor laser and optical waveguide alignment device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118685A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Omron Tateisi Electronics Co | Coupling of semiconductor laser and photo waveguide |
-
1983
- 1983-12-15 JP JP58236673A patent/JPS60127778A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57118685A (en) * | 1981-01-16 | 1982-07-23 | Omron Tateisi Electronics Co | Coupling of semiconductor laser and photo waveguide |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5297218A (en) * | 1991-12-20 | 1994-03-22 | Sony Corporation | Optical semiconductor laser and optical waveguide alignment device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3062884B2 (ja) | Ｓｏｉ光導波路を利用したハイブリッド光集積回路用基板の製造方法 | |
| US4871226A (en) | Mounting of optical fibers to integrated optical chips | |
| US6093939A (en) | Hybrid optical module including an intermediate element | |
| JPS61145511A (ja) | 集積光部品およびその製造方法 | |
| CN113467111B (zh) | 光波导元件 | |
| JPH10144998A (ja) | 光素子の実装構造 | |
| US5297218A (en) | Optical semiconductor laser and optical waveguide alignment device | |
| JP6379090B2 (ja) | 光実装デバイス | |
| US5280550A (en) | Method of coupling an optical fiber to an optoelectronic component and connector devices obtained thereby | |
| JP2005173162A (ja) | 光導波路接続モジュールおよびその導波路作製方法 | |
| JP3116979B2 (ja) | 光導波路間の光結合構造 | |
| US5379359A (en) | Laser diode coupling to waveguide and method of making same using substrate etching | |
| JPS60127778A (ja) | 半導体レ−ザ−一体化光導波素子 | |
| JPS63311212A (ja) | 光導波路装置と、光導波路の実装方法 | |
| JPS6343105A (ja) | 単一モ−ド光導波路 | |
| JPH0660966B2 (ja) | 光デバイスの製造方法 | |
| JPS6243609A (ja) | 光回路素子 | |
| JPH09304651A (ja) | 光結合器及びその製造方法 | |
| JPH02281777A (ja) | 光アイソレータを備えた半導体レーザ | |
| JPS61166504A (ja) | 光回路デバイス | |
| JPH02110425A (ja) | 光回路素子 | |
| JP3426665B2 (ja) | 光ファイバ支持台を具備する光アイソレータ素子の製造方法 | |
| JPH03210506A (ja) | 光半導体装置 | |
| JPS5938706A (ja) | 光フアイバ−コリメ−タ | |
| JP2626208B2 (ja) | 半導体導波路型偏光制御素子 |