JPS6084892A - 光集積回路 - Google Patents
光集積回路Info
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- JPS6084892A JPS6084892A JP58193203A JP19320383A JPS6084892A JP S6084892 A JPS6084892 A JP S6084892A JP 58193203 A JP58193203 A JP 58193203A JP 19320383 A JP19320383 A JP 19320383A JP S6084892 A JPS6084892 A JP S6084892A
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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
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
-
- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
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- H01S5/4068—Edge-emitting structures with lateral coupling by axially offset or by merging waveguides, e.g. Y-couplers
-
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- 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
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- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
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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】
産業上勿肌且分昇
本発明は、光通信用送信器や光情報処理機器等に使用さ
れる発光素子とし°ζ使用可能な光集積回路に関するも
のである。
れる発光素子とし°ζ使用可能な光集積回路に関するも
のである。
帰用
光通信システムや光情報処理システム等において半導体
レーザが、３１ｆ要なデバイスとし”ζ使用されている
。しかし、半導体レーザ番、１、発光特性の劣化がはや
い、換ばするならば、寿命が短い。そのため、システム
の信頼性を確保するために、光通信システムや光情報処
理システム等は、予備の半導体レーザを備えている。
レーザが、３１ｆ要なデバイスとし”ζ使用されている
。しかし、半導体レーザ番、１、発光特性の劣化がはや
い、換ばするならば、寿命が短い。そのため、システム
の信頼性を確保するために、光通信システムや光情報処
理システム等は、予備の半導体レーザを備えている。
具体的にのべるならば、例えばｆｔ５ｔ図に示すように
、モニタ用の受光素子１０が設りられた主半導体レーザ
１２の他に、同様にモニタ用の受光素子１４が設けられ
た予備半導体レーザＩ６を別に設りて、更に独立して設
けた光路切換用のミラー１８を初め第１の位置１８Ａに
位置づりて、主半導体レーザ１２からのレーザー光を光
ファイバ１９へ送り、受光素子ｌＯによるモニタの結果
、主半導体レーザ１２が劣化した後は光路切換用のミラ
ーＩ８を第２の位置１８Ｂへ移動させて、予備半導体レ
ーザ１６からのレーザー光を光ファイバ１９へ送るよう
にする。
、モニタ用の受光素子１０が設りられた主半導体レーザ
１２の他に、同様にモニタ用の受光素子１４が設けられ
た予備半導体レーザＩ６を別に設りて、更に独立して設
けた光路切換用のミラー１８を初め第１の位置１８Ａに
位置づりて、主半導体レーザ１２からのレーザー光を光
ファイバ１９へ送り、受光素子ｌＯによるモニタの結果
、主半導体レーザ１２が劣化した後は光路切換用のミラ
ーＩ８を第２の位置１８Ｂへ移動させて、予備半導体レ
ーザ１６からのレーザー光を光ファイバ１９へ送るよう
にする。
以上の如く構成するならば、半導体レーザの寿命の短か
さを補うことができる。しかし、上記した装置は、光路
切換機構が必要なだけでなく、光路切換機構やモニタ用
の受光素子や半導体レーザを機械的に組立る必要がある
。そのため、装置が比較的大きく且つ重くならざるをえ
ない。更に、個々の部品の価格だけでなく、製作工数の
多さや光軸合わせ等の高精度の微調整が１・要であるこ
となどのために、価格が高くならざるをえなかった。
さを補うことができる。しかし、上記した装置は、光路
切換機構が必要なだけでなく、光路切換機構やモニタ用
の受光素子や半導体レーザを機械的に組立る必要がある
。そのため、装置が比較的大きく且つ重くならざるをえ
ない。更に、個々の部品の価格だけでなく、製作工数の
多さや光軸合わせ等の高精度の微調整が１・要であるこ
となどのために、価格が高くならざるをえなかった。
また、光路切換機構が機械的であるため、半導体レーザ
の切換えは瞬時にはできない。
の切換えは瞬時にはできない。
血所災且剪
そこで、本発明は、上述した問題に鑑がみて、機械的な
光路切換機構を必要とせず、軽量且つ小型な装置を実現
すべく、主発光素子と、予備発光素子と、それら発光素
子の出力光のモニタ用光検出素子と、各発光素子の出力
光を同一出力部から出力するための光導波１？品とを同
−里導体基板上にモノリシックに形成し”（、必１ハに
応してその予備発光素子に切換えることができる光望債
回路を提供せんとするものである。
光路切換機構を必要とせず、軽量且つ小型な装置を実現
すべく、主発光素子と、予備発光素子と、それら発光素
子の出力光のモニタ用光検出素子と、各発光素子の出力
光を同一出力部から出力するための光導波１？品とを同
−里導体基板上にモノリシックに形成し”（、必１ハに
応してその予備発光素子に切換えることができる光望債
回路を提供せんとするものである。
尤具少盪底
すなわち、本発明によるならば、１つの基板上に形成さ
れた少なくとも２つの発光素子と、各発光素子の出力光
を案内して同一の出力部より出力する、前記基板に形成
された分岐構造の光導波路と、前記発光素子の光出力を
検出するように各発光素子ごとに前記基板に設＆Ｊられ
だ光検出素子とを具備することを特徴とする°５ノリシ
ック光集積回路が提供される。
れた少なくとも２つの発光素子と、各発光素子の出力光
を案内して同一の出力部より出力する、前記基板に形成
された分岐構造の光導波路と、前記発光素子の光出力を
検出するように各発光素子ごとに前記基板に設＆Ｊられ
だ光検出素子とを具備することを特徴とする°５ノリシ
ック光集積回路が提供される。
以上のようなモノリ□シック光４ＪＳ積回路によれば、
各発光素子からのレーザー光はすべて光導波路を通って
その同一出力部より出力されるので、１つの発光素子を
主発光素子として動作させておき、それに付属している
光検出素子によってその発光素子の状態をモニタし、一
方、ほかの発光素子を予備発光素子として使用せずにお
き、モニタの結果、例えば主発光素子の出力が低下した
り、発振が停止したりして、その主発光素子が劣化した
と判断されれば、予備発光素子としておいた別の発光素
子を代わりに動作さセることにより、瞬時に切換えるこ
とができる。
各発光素子からのレーザー光はすべて光導波路を通って
その同一出力部より出力されるので、１つの発光素子を
主発光素子として動作させておき、それに付属している
光検出素子によってその発光素子の状態をモニタし、一
方、ほかの発光素子を予備発光素子として使用せずにお
き、モニタの結果、例えば主発光素子の出力が低下した
り、発振が停止したりして、その主発光素子が劣化した
と判断されれば、予備発光素子としておいた別の発光素
子を代わりに動作さセることにより、瞬時に切換えるこ
とができる。
本発明の実施例においては、前記各発光素子は半導体レ
ーザであり、例えば、ＤＦＢ型レーザダイオードやＤＢ
Ｒ型レーザダイオードである。蓋た、λ＃０．９〜１．
７μｍの長波長帯の場合、ＩｎＰを基板としたＩｎＧａ
ＡｓＰ系４元混晶の半導体レーザが使用でき、λ＃０．
９μｍ以下の短波長帯の場合、ＧａＡｓを基板としたＧ
ａＡ ＩＡＳ系３元混晶の半導体レーザが使用できる。
ーザであり、例えば、ＤＦＢ型レーザダイオードやＤＢ
Ｒ型レーザダイオードである。蓋た、λ＃０．９〜１．
７μｍの長波長帯の場合、ＩｎＰを基板としたＩｎＧａ
ＡｓＰ系４元混晶の半導体レーザが使用でき、λ＃０．
９μｍ以下の短波長帯の場合、ＧａＡｓを基板としたＧ
ａＡ ＩＡＳ系３元混晶の半導体レーザが使用できる。
また、光検出素子は、半導体レーザと同一断面構造を有
するフォトダイオードとすることができる。また、発光
素子が２つの場合、分岐構造の先導波路は、Ｙ分岐型と
し、更に、半導体先導波路とすることができる。
するフォトダイオードとすることができる。また、発光
素子が２つの場合、分岐構造の先導波路は、Ｙ分岐型と
し、更に、半導体先導波路とすることができる。
火差側。
以下添付図面を参照し”Ｃ本発明の詳細な説明する。
第２図は、Ｉｎ（ｉａＡｓＰ ／ Ｉｎｌ’系１） Ｂ
Ｒ型レーザダイオードを組み込んだ本発明によるモノ
リシック光集積回路の概略斜視図であり、第３図は、第
２図の線Ａ−Ａに沿ったＩｌｉ面図である。図示のモノ
リシック光集積回路は、基板４０．１−に形成された２
つのレーザダイオ−１！２２と２４を自している。そし
°ζ、それらレーザダイオード２２と２４の各々にイ］
属して、光軸を一致さ・口て溝２６４−介し′（光出力
モニタ用のフォトダイオード２８と３０が設りられてい
る。
Ｒ型レーザダイオードを組み込んだ本発明によるモノ
リシック光集積回路の概略斜視図であり、第３図は、第
２図の線Ａ−Ａに沿ったＩｌｉ面図である。図示のモノ
リシック光集積回路は、基板４０．１−に形成された２
つのレーザダイオ−１！２２と２４を自している。そし
°ζ、それらレーザダイオード２２と２４の各々にイ］
属して、光軸を一致さ・口て溝２６４−介し′（光出力
モニタ用のフォトダイオード２８と３０が設りられてい
る。
レーザダイオード２２と２４にＸＩする）第１・ダイオ
ード２８と３０との反対側には、Ｙ分岐構造の半導体光
導波路３２が形成され”ζいる。
ード２８と３０との反対側には、Ｙ分岐構造の半導体光
導波路３２が形成され”ζいる。
詳細に説明するならば、第３図に示すように、レーザダ
イオード２２と２４は各々、ｎ−１ｎｌ’基板４０上に
形成されたｎ−１ｎＰクランド層４２をイｊし−（おり
、そのｎ−１ｎＰクラツドｌＨ４２上にはＪｎＧａＡｓ
ｌ’活性層４４が形成されており、そのｌ ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ ｌ’活活性種４４上はｐ−１ｎＰクラツド旧
４６が形成されている。そして、基板４０の下側にはｎ
側電極４８が形成されており、ｐ−１ｎＰクラツドＪｉ
ｆ４６の上側にはｐ側電極５０が形成されている。これ
ら電極４８及び５０はそれぞれ例えば八ｕＧｅＮｉ及び
ＡｕＺｎで１乍られる。
イオード２２と２４は各々、ｎ−１ｎｌ’基板４０上に
形成されたｎ−１ｎＰクランド層４２をイｊし−（おり
、そのｎ−１ｎＰクラツドｌＨ４２上にはＪｎＧａＡｓ
ｌ’活性層４４が形成されており、そのｌ ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ ｌ’活活性種４４上はｐ−１ｎＰクラツド旧
４６が形成されている。そして、基板４０の下側にはｎ
側電極４８が形成されており、ｐ−１ｎＰクラツドＪｉ
ｆ４６の上側にはｐ側電極５０が形成されている。これ
ら電極４８及び５０はそれぞれ例えば八ｕＧｅＮｉ及び
ＡｕＺｎで１乍られる。
一方、フォトダイオード２８と３０は、第３図に示すよ
うに、レーザダイオード２２と２４と同一の断面構造を
有している。ずなわら、フォトダイオード２８と３０は
、ｎ−１ｎＰ基板４０上に形成されたｎ−１ｎＰクラッ
ド層５２を有しており、そのｎ−１ｎＰクラッド層５２
上には、ＩｎＧａＡｓ１’活性層５４が形成されており
、そのＩｎＧａＡｓＰ活性屓５４上には、ｐ−１ｎＰク
ラツド屓５６が形成されている。そのｐ−１ｎｌ’クラ
ッド層５６の上側には例えばＡｕＺｎで作られるｐ側電
極５８が形成されている。フォ１−ダイオード２８と３
０のｎ側電極は、基板４０の下側の電極４８が共用され
る。
うに、レーザダイオード２２と２４と同一の断面構造を
有している。ずなわら、フォトダイオード２８と３０は
、ｎ−１ｎＰ基板４０上に形成されたｎ−１ｎＰクラッ
ド層５２を有しており、そのｎ−１ｎＰクラッド層５２
上には、ＩｎＧａＡｓ１’活性層５４が形成されており
、そのＩｎＧａＡｓＰ活性屓５４上には、ｐ−１ｎＰク
ラツド屓５６が形成されている。そのｐ−１ｎｌ’クラ
ッド層５６の上側には例えばＡｕＺｎで作られるｐ側電
極５８が形成されている。フォ１−ダイオード２８と３
０のｎ側電極は、基板４０の下側の電極４８が共用され
る。
また、光導波路３２は、基板４０上に形成されたｎ−１
ｎＰクラッド層４２を共用しており、そのｎ−１ｎＰク
ラツド屓４２上にはｎ−１ｎＧａＡｓＰ導波屓６０が形
成されており、そのｎ−夏ｎＧａＡｓＰ導波層６０上に
はｎ−１ｎＰクラット層６２が形成され”（いる。
ｎＰクラッド層４２を共用しており、そのｎ−１ｎＰク
ラツド屓４２上にはｎ−１ｎＧａＡｓＰ導波屓６０が形
成されており、そのｎ−夏ｎＧａＡｓＰ導波層６０上に
はｎ−１ｎＰクラット層６２が形成され”（いる。
光導波路３２のレーザダイオードとの結合部付近のｎ１
ｎＰクラツド屓６２の」一部４．１グレーティング加工
されて、ブラッグ反射ａ：１０４が形成され、レーザー
ダイオードをＤＢＲ型とし°ζいる。
ｎＰクラツド屓６２の」一部４．１グレーティング加工
されて、ブラッグ反射ａ：１０４が形成され、レーザー
ダイオードをＤＢＲ型とし°ζいる。
更に、レーザダイオード２２と２４、フォトダイオード
２８と３０及び光導波路３２は、第２図に示すように、
ｐ−１ｎＰ層４０Ａとｎ−１ｎｌす＝４ＯＢとからなる
埋込み層により、埋込み構造とされている。
２８と３０及び光導波路３２は、第２図に示すように、
ｐ−１ｎＰ層４０Ａとｎ−１ｎｌす＝４ＯＢとからなる
埋込み層により、埋込み構造とされている。
以上の如きモノリシック光集積回路は、例えば第４図に
示すような手順によりつくられる。即ら、第４図へに示
すように、ｎ−１ｎｌ’基４＆４０１：に、ｎ−１ｎＰ
クラッド層４２と、フォＩ・ダイオードのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性ｍ５４をも構成するＩ ｎ Ｇ ｎ Ａ ｓ Ｉ
’ ／ｌ’ｉ性ｌＨ４４と、フォトダイオードのｐ−１
ｎｌ’クラソ！層５０をも構成するｐ−１ｎＰクラツド
ｌＨ４６とを順次エピタキシャル成長させる。次に、第
４図Ｂに示すように、レーザダイオードとフォトダイオ
ードに相当する部分の上を例えば５ｉ０２等のマスク６
６でマスクしてフォトリソグラフィにより導波路層形成
のためのエラチングを施し、そのあと、第４図Ｃに示す
ように、露出したｎ−Ｉｎ１’クラッド層４２上に、ｎ
−１ｎＧａＡｓＰ導波［６０とｎ−１ｎＰクラッド層６
２とを順次エピタキシャル成長させる。このとき、レー
ザー光を導波するために、ｎ−１ｎＧａＡｓＰ導波層６
０はレーザダイオードの活性層と同じ組成比としている
。次いで、第４図りに示すように、ｎ−ＩｎＰクラッド
層６２のレーザダイオードとの結合部付近を、ホログラ
フインク露光法もしくは電子ビーム露光法とフォトリソ
グラフィ・により、グレーティング加工してブラッグ反
射器６４を形成する。グレーティングの周期へば、活性
層中の光波が効果的にブラッグ反射されるように、 Ａ＝λｇ ／２Ｎ となるように選ぶ。ここで、２ｇは活性層のエネルギー
ギャップに対する波長、Ｎは実効的屈折率（導波層中で
の伝播定数βと真空中の伝播定数ｋ。
示すような手順によりつくられる。即ら、第４図へに示
すように、ｎ−１ｎｌ’基４＆４０１：に、ｎ−１ｎＰ
クラッド層４２と、フォＩ・ダイオードのＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性ｍ５４をも構成するＩ ｎ Ｇ ｎ Ａ ｓ Ｉ
’ ／ｌ’ｉ性ｌＨ４４と、フォトダイオードのｐ−１
ｎｌ’クラソ！層５０をも構成するｐ−１ｎＰクラツド
ｌＨ４６とを順次エピタキシャル成長させる。次に、第
４図Ｂに示すように、レーザダイオードとフォトダイオ
ードに相当する部分の上を例えば５ｉ０２等のマスク６
６でマスクしてフォトリソグラフィにより導波路層形成
のためのエラチングを施し、そのあと、第４図Ｃに示す
ように、露出したｎ−Ｉｎ１’クラッド層４２上に、ｎ
−１ｎＧａＡｓＰ導波［６０とｎ−１ｎＰクラッド層６
２とを順次エピタキシャル成長させる。このとき、レー
ザー光を導波するために、ｎ−１ｎＧａＡｓＰ導波層６
０はレーザダイオードの活性層と同じ組成比としている
。次いで、第４図りに示すように、ｎ−ＩｎＰクラッド
層６２のレーザダイオードとの結合部付近を、ホログラ
フインク露光法もしくは電子ビーム露光法とフォトリソ
グラフィ・により、グレーティング加工してブラッグ反
射器６４を形成する。グレーティングの周期へば、活性
層中の光波が効果的にブラッグ反射されるように、 Ａ＝λｇ ／２Ｎ となるように選ぶ。ここで、２ｇは活性層のエネルギー
ギャップに対する波長、Ｎは実効的屈折率（導波層中で
の伝播定数βと真空中の伝播定数ｋ。
との比：Ｎ−β／ｋｎ）である。
第４図Ｅに示すように、フォトダイオード部とレーザダ
イオード部及び光導波路の分岐構造を形成するためのバ
ターミングを行っ′Ｃ例えば５ｉ０２マスク６８を形成
して、基４ｋ ４０に達する深さまでメサエッチングを
施した後、第４図１ｓに示すようにｐ−１ｎｌ’Ｊ＊４
０Ａ及びｎ−Ｉｎ１’１ｉ４４０１３を順次エピタキシ
ャル成長させて埋込み構造とする。
イオード部及び光導波路の分岐構造を形成するためのバ
ターミングを行っ′Ｃ例えば５ｉ０２マスク６８を形成
して、基４ｋ ４０に達する深さまでメサエッチングを
施した後、第４図１ｓに示すようにｐ−１ｎｌ’Ｊ＊４
０Ａ及びｎ−Ｉｎ１’１ｉ４４０１３を順次エピタキシ
ャル成長させて埋込み構造とする。
そのあと、基板４０の下側に、ｎ側電極４８を例えば蒸
着により形成し、ｐｌｎｌ’クラッド層４６及び５６の
層側６、ｐ （１１Ｉ電極５ｏ及び５８を構成するｐ側
電極を形成する。
着により形成し、ｐｌｎｌ’クラッド層４６及び５６の
層側６、ｐ （１１Ｉ電極５ｏ及び５８を構成するｐ側
電極を形成する。
更に、ウエソ］−エツチングあるいＣ，１，Ｉ？ ｌ
Ｅ等のドライエツチング、あるいはイオンミリング等に
よって、第４図Ｇに示すように基板４ｏに達する深さの
ｆＪ２６を形成する。
Ｅ等のドライエツチング、あるいはイオンミリング等に
よって、第４図Ｇに示すように基板４ｏに達する深さの
ｆＪ２６を形成する。
これにより、レーザのミラー結晶面すなわち片端面ミラ
ー、片端面グレーティングのＤＢＲ型レーザダイオード
が形成されると同時にＤＢＲ型レーザダイオード２２及
び２４とフォトダイオード２８及び３０とが分離される
。
ー、片端面グレーティングのＤＢＲ型レーザダイオード
が形成されると同時にＤＢＲ型レーザダイオード２２及
び２４とフォトダイオード２８及び３０とが分離される
。
上記したことかられがるように、フォトダイオードとレ
ーザダイオードとが１Ｒ造も組成も同一であるので、エ
ピタキシャル成長プロセスが簡単である。なお、エピタ
キシャル多層法としては、液相成長法、気相成長法、有
機金属気相堆積法等がある。
ーザダイオードとが１Ｒ造も組成も同一であるので、エ
ピタキシャル成長プロセスが簡単である。なお、エピタ
キシャル多層法としては、液相成長法、気相成長法、有
機金属気相堆積法等がある。
以上のような構成のモノリシック光集積回路においては
、各レーザダイオード２２と２４からのレーザー光はす
べて先導波路３２を通ってその同一出力部より出力され
るので、一方のレーザダイオード２２を主発光素子とし
て動作させておき、それｔこ付属しているフォトダイオ
ード２８によって出力状態を監視し、そのモニタの結果
、そのレーザダイオード２２が劣化したと判断されれば
、具体的には、そのレーザダイオード２２の出力が低下
したり、発振が停止したりした場合、レーザダイオード
２４を代わりに動作させることにより、瞬時に切換える
ことができる。
、各レーザダイオード２２と２４からのレーザー光はす
べて先導波路３２を通ってその同一出力部より出力され
るので、一方のレーザダイオード２２を主発光素子とし
て動作させておき、それｔこ付属しているフォトダイオ
ード２８によって出力状態を監視し、そのモニタの結果
、そのレーザダイオード２２が劣化したと判断されれば
、具体的には、そのレーザダイオード２２の出力が低下
したり、発振が停止したりした場合、レーザダイオード
２４を代わりに動作させることにより、瞬時に切換える
ことができる。
以上の実施例は、ＩｎＧａＡｓＰ ／ＩｎＰ系ＤＢＲ型
レーザを組み込んだモノリシック光集積回路であるが、
レーザの半導体材料として、■−■族の３元系、４元系
合金を使用することができる。例えば、３元系合金の例
とし°ζ ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザを組
み込んだ場合を挙げるならば、基板４ｏとしてＧａＡｓ
をイ吏ハル、フラノＦＪＭ４２．４６．５２．５６．６
２としてＧａＡｌＡｓを使用し、活性層４４．５４と導
波層６０としてＧａＡｓを使用するごとがセきる。
レーザを組み込んだモノリシック光集積回路であるが、
レーザの半導体材料として、■−■族の３元系、４元系
合金を使用することができる。例えば、３元系合金の例
とし°ζ ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザを組
み込んだ場合を挙げるならば、基板４ｏとしてＧａＡｓ
をイ吏ハル、フラノＦＪＭ４２．４６．５２．５６．６
２としてＧａＡｌＡｓを使用し、活性層４４．５４と導
波層６０としてＧａＡｓを使用するごとがセきる。
第５図は、ＩｎＧａＡｓ１’ ／ Ｉｎｌ’系１） Ｆ
１３型レーザダイオードを組み込んだ本発明によるモ
ノリシック光集積回路の概略斜視図であり、第６図は、
第５図の線Ｂ−Ｈに沿った１ｖ１面図である。このモノ
リシック光集禎回ＩＩδは、基板７ｏ上に形成された２
つのＤ ＦＢ型レーザダイオ−１゛７２と７４を有して
いる。
１３型レーザダイオードを組み込んだ本発明によるモ
ノリシック光集積回路の概略斜視図であり、第６図は、
第５図の線Ｂ−Ｈに沿った１ｖ１面図である。このモノ
リシック光集禎回ＩＩδは、基板７ｏ上に形成された２
つのＤ ＦＢ型レーザダイオ−１゛７２と７４を有して
いる。
そしζ、それらＤ ＦＢ型レしデダイオード７２と７４
の各々にイ」属して、光軸を一致さ・ｌて満７６を介し
て光出力モニタ用のフォトダイオード７８と８０が設Ｇ
ノられている。Ｄ ＦＢ型レしグ゛ダーイオード７２と
７４のフォトダイオ−１ｓ７８と８０との反対側には、
Ｙ分岐構造の先導波１／８８１が形成され゛（いる。
の各々にイ」属して、光軸を一致さ・ｌて満７６を介し
て光出力モニタ用のフォトダイオード７８と８０が設Ｇ
ノられている。Ｄ ＦＢ型レしグ゛ダーイオード７２と
７４のフォトダイオ−１ｓ７８と８０との反対側には、
Ｙ分岐構造の先導波１／８８１が形成され゛（いる。
詳細に説明するならば、第６図に示すように、Ｄ Ｆ
Ｂ型し−ザダイオード７２と７４は各々、ｎ−１ｎＰ基
板７０上に形成されたｎ−Ｉｎ１’ Ｊｆｉｉ８２を有
しており、そのｎ−１ｎＰ層８２上にはＩｎＧａＡｓＰ
活性層８４が形成されており、そのＩ ｎＧａＡｓＰ活
性層８４上にｐ−１ｎＧａＡｓｌ’１習８Ｇが形成され
ている。そして、そのｐ−１ｎＧａＡｓ！’１９８Ｇ上
にはｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層８８が形成され、さらにその
上にグレーティング９０を介してｐ−１ｎＰ 屓９２が
形成されている。これらの層の内、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
層８６からｐ−１ｎＰ Ｊｉ９２までは、ｐ型化されて
いないそれら層に一度に例えばＺｎを拡散してつくられ
る。基板７０の下側にはｎ側電極９４が形成されており
、ｐ−１ｎＰ層９０の上側心）はｐ側電極９６が形成さ
れている。これら電極も、各々例えば、ＡｕＧｅＮｉ及
びΔｕＺｎで作られる。
Ｂ型し−ザダイオード７２と７４は各々、ｎ−１ｎＰ基
板７０上に形成されたｎ−Ｉｎ１’ Ｊｆｉｉ８２を有
しており、そのｎ−１ｎＰ層８２上にはＩｎＧａＡｓＰ
活性層８４が形成されており、そのＩ ｎＧａＡｓＰ活
性層８４上にｐ−１ｎＧａＡｓｌ’１習８Ｇが形成され
ている。そして、そのｐ−１ｎＧａＡｓ！’１９８Ｇ上
にはｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層８８が形成され、さらにその
上にグレーティング９０を介してｐ−１ｎＰ 屓９２が
形成されている。これらの層の内、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
層８６からｐ−１ｎＰ Ｊｉ９２までは、ｐ型化されて
いないそれら層に一度に例えばＺｎを拡散してつくられ
る。基板７０の下側にはｎ側電極９４が形成されており
、ｐ−１ｎＰ層９０の上側心）はｐ側電極９６が形成さ
れている。これら電極も、各々例えば、ＡｕＧｅＮｉ及
びΔｕＺｎで作られる。
一方、フォトダイオード７８と８０は、第６図に示すよ
うに、ＤＦＢ型レーしダイオード７２と７４と同一の断
面構造を有している。光導波路８１は、ｐ側電極９６が
ないことを除いて、ＤＦＢ型レーしダイオード７２と７
４と同一の断面構造を有しており、屓８６から層９２ま
でがｐ型化されていないことを除いて、ＤＦＢ型レーし
ダイオード７２と７４と同一組成になされている。
うに、ＤＦＢ型レーしダイオード７２と７４と同一の断
面構造を有している。光導波路８１は、ｐ側電極９６が
ないことを除いて、ＤＦＢ型レーしダイオード７２と７
４と同一の断面構造を有しており、屓８６から層９２ま
でがｐ型化されていないことを除いて、ＤＦＢ型レーし
ダイオード７２と７４と同一組成になされている。
以上のような構成のモノリシック光！Ｉｓ 禎回路も、
各レーザダイオード７２と７４からのレーザー光はずベ
ーζ光導波路８１を通ってその同−出刃部より出力され
るので、一方のレーザダイオード７２を主発光素子とし
て動作さ・ｌ′ｃおき、それに（＝Ｊ屈しているフォト
ダイオード７８によるモニタの結果、そのレーザダイオ
ード７２が劣化したと刊１ｔｌｉされＡＩ、ば、レーザ
ダイオード７４を代わりに動作させるごとにより、瞬時
にＬｉ１Ｊ換えることができる。
各レーザダイオード７２と７４からのレーザー光はずベ
ーζ光導波路８１を通ってその同−出刃部より出力され
るので、一方のレーザダイオード７２を主発光素子とし
て動作さ・ｌ′ｃおき、それに（＝Ｊ屈しているフォト
ダイオード７８によるモニタの結果、そのレーザダイオ
ード７２が劣化したと刊１ｔｌｉされＡＩ、ば、レーザ
ダイオード７４を代わりに動作させるごとにより、瞬時
にＬｉ１Ｊ換えることができる。
以上のＩｎＧａＡｓＰ ／ ＩｎＰ系半導体レーし′の
代わりにＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーリ゛を組
み込む場し、基板７０としてＧａＡｓを使用し、ＩｎＧ
ａ八ｓｌへ ＩＮとＩｎＰ層の代わりにＧａ４１８３層
を使用し、ｌｎＧ＋ｉ八ｓ１１へ性層としてＧａＡｓ層
を使用することができる。
代わりにＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーリ゛を組
み込む場し、基板７０としてＧａＡｓを使用し、ＩｎＧ
ａ八ｓｌへ ＩＮとＩｎＰ層の代わりにＧａ４１８３層
を使用し、ｌｎＧ＋ｉ八ｓ１１へ性層としてＧａＡｓ層
を使用することができる。
以上、２つのレーザダイオードを組み込んだ本発明によ
る光集積回路の例を説明したが、３つ以上のレーザダイ
オードを組み込んだ本発明による光集積回路も同様に実
現できることは説明するまでもなく明らかであろう。
る光集積回路の例を説明したが、３つ以上のレーザダイ
オードを組み込んだ本発明による光集積回路も同様に実
現できることは説明するまでもなく明らかであろう。
光」Ｆ号九米
以上述べたように、本発明による光集積回路は、１つの
基板上に形成された少なくとも２つの発光素子と、各発
光素子の出力光を案内して同一の出力部より出力する、
前記基板に形成された分岐構造の先導波路と、前記発光
素子の光出力・を検出するように各発光素子ごとに前記
基板に設りられた光検出素子とを具備してモノシリツク
に構成され°ζいるので、小型、軽量であり、従来の半
導体デバイスの製造方法により量産化でき、低価格化が
図れる。
基板上に形成された少なくとも２つの発光素子と、各発
光素子の出力光を案内して同一の出力部より出力する、
前記基板に形成された分岐構造の先導波路と、前記発光
素子の光出力・を検出するように各発光素子ごとに前記
基板に設りられた光検出素子とを具備してモノシリツク
に構成され°ζいるので、小型、軽量であり、従来の半
導体デバイスの製造方法により量産化でき、低価格化が
図れる。
また、分岐構造の先導波路により各発光素子の出力光が
同一の光出力部へ案内されているので、光軸調整が不必
要であり、信頼性が高く、光源切換用の機械的な装置が
不要である。
同一の光出力部へ案内されているので、光軸調整が不必
要であり、信頼性が高く、光源切換用の機械的な装置が
不要である。
更に、電気的操作により、予備発光素子に切換えること
ができるので、劣化した発光素子を瞬時に予備発光素子
に切換えることができ、システムの性能が低下し）こと
き、極めて短時間に回復できる。
ができるので、劣化した発光素子を瞬時に予備発光素子
に切換えることができ、システムの性能が低下し）こと
き、極めて短時間に回復できる。
発光素子とし′ζ半導体レーザを形成する場合、半導体
レーザの構造、組成、特に活性層を全半導体レーザに共
通にでき、ずぺ′（の半導体レーザの発振波長、モーＩ
Ｓを同一にでき、ｉｉＬっ°Ｃ１主半導体レーザが故障
し°Ｃ予備半導体レージ゛に切換え°（も、発光特性に
変化はない。
レーザの構造、組成、特に活性層を全半導体レーザに共
通にでき、ずぺ′（の半導体レーザの発振波長、モーＩ
Ｓを同一にでき、ｉｉＬっ°Ｃ１主半導体レーザが故障
し°Ｃ予備半導体レージ゛に切換え°（も、発光特性に
変化はない。
更に、発光素子として゛１１導体レーザを形成し、光検
出素子として〕−ｉｌ・ダイオ−Ｉ゛を形成する場合、
半導体レーデの活性ｊビとフォトダイオードの光検出層
との組成を同一にすることができると共に、１ｌＩｉ面
構造に共通部分が多いので、半導体レーザとフォトダイ
オード′と分岐構造の先導波路とを同一結晶成長プＩ′
−１セスにより形成でき、従って、製造プロセスが節１
１しごあり、安１ｉ１１ｉに製造できる。
出素子として〕−ｉｌ・ダイオ−Ｉ゛を形成する場合、
半導体レーデの活性ｊビとフォトダイオードの光検出層
との組成を同一にすることができると共に、１ｌＩｉ面
構造に共通部分が多いので、半導体レーザとフォトダイ
オード′と分岐構造の先導波路とを同一結晶成長プＩ′
−１セスにより形成でき、従って、製造プロセスが節１
１しごあり、安１ｉ１１ｉに製造できる。
第１図は、Ｔ−備光源を自する従来の光発生装置の概略
構成図、第２図は、本発明による光集積回路の第１実施
例の斜視図、第３図は、第２図の線Ａ−Ａに沿ってのｌ
υ１面図、第４図へからＧは、第２図及び第３図に示し
た本発明による光集積回路の第１実施例の製造方法を図
解した図、第５図は、本発明による光集積回路の第２実
施例の斜視図、そして、第６図は、第５図の線Ｂ−Ｂに
沿っての１１Ｊｉ面図である。 （主な参照番号） １０、１４・・・モニタ用の受光素子、１２・・・主半
導体レーザ、１６・・・予備半導体レーザ、１８・・・
光路切換用ミラー、１９・・・光ファイバ、４０．７０
・・・基板、２２．２４．７２．７４・・・レーザダイ
オード、２６．７６・ ・ ・溝、２８．３０．７８．
８０・・・フォトダイオード、３２．８１・・・光導波
路特許出願人・・・住友電気工業株式会社代理人・・・
弁理士 新居 正彦 第１ｈ 第２Ｎ ３
構成図、第２図は、本発明による光集積回路の第１実施
例の斜視図、第３図は、第２図の線Ａ−Ａに沿ってのｌ
υ１面図、第４図へからＧは、第２図及び第３図に示し
た本発明による光集積回路の第１実施例の製造方法を図
解した図、第５図は、本発明による光集積回路の第２実
施例の斜視図、そして、第６図は、第５図の線Ｂ−Ｂに
沿っての１１Ｊｉ面図である。 （主な参照番号） １０、１４・・・モニタ用の受光素子、１２・・・主半
導体レーザ、１６・・・予備半導体レーザ、１８・・・
光路切換用ミラー、１９・・・光ファイバ、４０．７０
・・・基板、２２．２４．７２．７４・・・レーザダイ
オード、２６．７６・ ・ ・溝、２８．３０．７８．
８０・・・フォトダイオード、３２．８１・・・光導波
路特許出願人・・・住友電気工業株式会社代理人・・・
弁理士 新居 正彦 第１ｈ 第２Ｎ ３
Claims (6)
- （１）１つの基板上に形成された少なくとも２つの発光
素子と、各発光素子の出力光を案内して同一の出力部よ
り出力する、前記基板に形成された分岐構造の光導波路
と、前記発光素子の光出力を検出するように各発光素子
ごとに前記基板に設けられた光検出素子とを具備するこ
とを特徴とするモノリシック光集積回路。 - （２）前記各発光素子は、Ｉ） Ｆ １３型またはＤＢ
Ｒ型半導体レーザであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のモノリシック光集積回路。 - （３）前記光検出素子は、前記半導体レーザと同一断面
構造を有するフォトダイオードであることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載のモノリシック光集積回路。 - （４）前記基板は、ＩｎＰ基板であり、前記半導体レー
ザは、ＩｎＧａＡｓＰ系４元混晶の半導体レーザである
特許請求の範囲第２項または第３項記載のモノリシック
光集積回路。 - （５）前記基板は、ＧａＡｓ基板であり、前記半導体レ
ーザは、ＧａＡｌＡｓ系３元混晶の半導体レーザである
特許請求の範囲第２項又は第３項記載のモノリシ・ツク
光集積回路。 - （６）前記光導波路は、Ｙ分岐構造を有する半導体光導
波路であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
第５項のいずれかに記載のモノリシ・ツク光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193203A JPS6084892A (ja) | 1983-10-15 | 1983-10-15 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58193203A JPS6084892A (ja) | 1983-10-15 | 1983-10-15 | 光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084892A true JPS6084892A (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=16304012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58193203A Pending JPS6084892A (ja) | 1983-10-15 | 1983-10-15 | 光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6084892A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05343809A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ装置システム |
| WO1996037020A1 (de) * | 1995-05-18 | 1996-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung einer dfb-laserdiode mit angekoppeltem wellenleiter und dfb-laserdiodenschichtstruktur |
-
1983
- 1983-10-15 JP JP58193203A patent/JPS6084892A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05343809A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ装置システム |
| WO1996037020A1 (de) * | 1995-05-18 | 1996-11-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur herstellung einer dfb-laserdiode mit angekoppeltem wellenleiter und dfb-laserdiodenschichtstruktur |
| US6067312A (en) * | 1995-05-18 | 2000-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for production of a DFB laser diode having a coupled optical waveguide and a DFB laser diode layer structure |
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