JPS6089990A - 光集積回路 - Google Patents
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- JPS6089990A JPS6089990A JP58197210A JP19721083A JPS6089990A JP S6089990 A JPS6089990 A JP S6089990A JP 58197210 A JP58197210 A JP 58197210A JP 19721083 A JP19721083 A JP 19721083A JP S6089990 A JPS6089990 A JP S6089990A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
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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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- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
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-
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-
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- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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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】
画ＬＬＬの利−用ラト野
本発明は、光通信用送信器や光情報処理機器等に使用さ
れる発光素子として使用可能な光集積回路に関するもの
である。
れる発光素子として使用可能な光集積回路に関するもの
である。
従ＪＦ技甫
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、重要なデバイスとして使用されている。しか
し、半導体レーザは、発光特性の劣化がはやい、換言す
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ｆＲ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、重要なデバイスとして使用されている。しか
し、半導体レーザは、発光特性の劣化がはやい、換言す
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ｆＲ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、例えば第１図に示すように、モ
ニタ用の受光素子１０が設け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１６を別に設けて、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
づけて、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１０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１
８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。
ニタ用の受光素子１０が設け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１６を別に設けて、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
づけて、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１０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１
８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得
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必要であること
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得
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必要であること
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。
光贋９羽−的
そこで、本発明は、上達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路とを同一半
導体基板上にモノリシックに形成して、必要に応じてそ
の予備発光素子に切換えることができる光集積回路を提
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路とを同一半
導体基板上にモノリシックに形成して、必要に応じてそ
の予備発光素子に切換えることができる光集積回路を提
供せんとするものである。
茅皿■盪戊
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けられた
光検出素子とを具備し、前記光検出素子は、前記発光素
子の上に形成されていることを特徴とするモノリシック
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けられた
光検出素子とを具備し、前記光検出素子は、前記発光素
子の上に形成されていることを特徴とするモノリシック
光集積回路が提供される。
以上のようなモノリシック光集積回路によれば、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、使用せずにおくこと
ができる。
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、使用せずにおくこと
ができる。
そして、モニタの結果その発光素子が劣化したと判断さ
れれば、例えばその発光素子の出力が低下したり、発振
が停止卜シたりした場合、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せることにより、一時に切
換えることができる。
れれば、例えばその発光素子の出力が低下したり、発振
が停止卜シたりした場合、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せることにより、一時に切
換えることができる。
本発明の実施例において（：１、前記各発光素子は半導
体レーザであり、例えば、Ｉ） Ｔ３ Ｒ型レーザダイ
オードである。また、λ＃０．９〜１．７ μｍの長波
長化の場合、］Ｉｎ】を基板としたＩｎＧａＡｓＰ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ＧａＡｌＡｓ
系３元混晶の半導体レーザが使用できる。
体レーザであり、例えば、Ｉ） Ｔ３ Ｒ型レーザダイ
オードである。また、λ＃０．９〜１．７ μｍの長波
長化の場合、］Ｉｎ】を基板としたＩｎＧａＡｓＰ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ＧａＡｌＡｓ
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、半導体レーザの一番上のクラッド
層の−にに形成され該半導体レーザの一番−にの該クラ
ッド層の導電型層と同一の導電型の第１層と、該第１層
の−」二に形成され該第１層と反対の導電型の第２層を
有するＰＮ接合型フォトダイオードであり、半導体レー
ザからのエバネソセント波を検出する。そして、発光素
子が２つの場合、分岐構造の先導波路は、Ｙ分岐型とす
ることができる。
層の−にに形成され該半導体レーザの一番−にの該クラ
ッド層の導電型層と同一の導電型の第１層と、該第１層
の−」二に形成され該第１層と反対の導電型の第２層を
有するＰＮ接合型フォトダイオードであり、半導体レー
ザからのエバネソセント波を検出する。そして、発光素
子が２つの場合、分岐構造の先導波路は、Ｙ分岐型とす
ることができる。
実藷口
以下添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は、ＩｎＧａＡｓＰ ／ＩｎＰ系ＤＢＲ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に沿った断面図であり、第４図は、第３図の線Ｂ−Ｂ
に沿った断面図である。図示のモノリシック光集積回路
は、基板４０上に形成された２つのレーザダイオード２
２と２４を有している。
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に沿った断面図であり、第４図は、第３図の線Ｂ−Ｂ
に沿った断面図である。図示のモノリシック光集積回路
は、基板４０上に形成された２つのレーザダイオード２
２と２４を有している。
そして、それらレーザダイオード２２と２４の各々上に
、光出力モニタ用のフォトダイオード２８と３０が設け
られている。レーザダイオード２２と２４のフォトダイ
オード２８と３０の反対側には、Ｙ分岐構造の先導波路
３２が形成されている。
、光出力モニタ用のフォトダイオード２８と３０が設け
られている。レーザダイオード２２と２４のフォトダイ
オード２８と３０の反対側には、Ｙ分岐構造の先導波路
３２が形成されている。
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、ｎ４ｎＰ基板４０上に形成
されたｎ−１ｎＰクラッド層４２を有している。
イオード２２と２４は各々、ｎ４ｎＰ基板４０上に形成
されたｎ−１ｎＰクラッド層４２を有している。
そのｎ−１ｎＰクラッド層４２上にはＩｎＧａＡｓＰ活
性層４４が形成されており、そのＩｎＧａＡｓＰ活性層
４４上にはｐ−１ｎＰクラッド層４６が形成されている
。さらに、ｐ−１ｎＰクラッド層４６上には、良好なオ
ーミックコンタクトを形成するためのキャップ層を構成
するｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４８が形成されている。そし
て、基板４０の下側にはｎ側電極５０が形成されており
、一方、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４８の」二側にはｐ側電
極５２が形成されている。
性層４４が形成されており、そのＩｎＧａＡｓＰ活性層
４４上にはｐ−１ｎＰクラッド層４６が形成されている
。さらに、ｐ−１ｎＰクラッド層４６上には、良好なオ
ーミックコンタクトを形成するためのキャップ層を構成
するｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４８が形成されている。そし
て、基板４０の下側にはｎ側電極５０が形成されており
、一方、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４８の」二側にはｐ側電
極５２が形成されている。
一方、フォトダイオード２日と３０は、第３図および第
４図に示すように、レーザダイオード２２と２４のキャ
ップ層と共用のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４日と、そのｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ層４８の１召別に形成されたｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層５４とから形成されたＰＮ接合フォトダイオ
ードである。そして、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４８とｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ層５４の上にそれぞれ電極５６と５８が
形成されている。
４図に示すように、レーザダイオード２２と２４のキャ
ップ層と共用のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４日と、そのｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ層４８の１召別に形成されたｎ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層５４とから形成されたＰＮ接合フォトダイオ
ードである。そして、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層４８とｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ層５４の上にそれぞれ電極５６と５８が
形成されている。
このように構成することにより、これらのフォトダイオ
ード２８と３０は、レーザダイオードの発振時に、伝播
光のエバネソセント波（しみ出し光）がｐ＝ＩｎＧａＡ
ｓＰ層４８を通っζ、 ｐ−ｒｎＧａＡｓＰ層４８とｎ
−ＴｎＧａＡｓＰ層５４とのＰＮ接合面に到達すると、
光電流を生じる。そして、その光電流は、電極５６と５
８間から取り出す。換言するならば、フォトダイオード
２Ｂと３０は、伝播光のエバネソセント波を検出する。
ード２８と３０は、レーザダイオードの発振時に、伝播
光のエバネソセント波（しみ出し光）がｐ＝ＩｎＧａＡ
ｓＰ層４８を通っζ、 ｐ−ｒｎＧａＡｓＰ層４８とｎ
−ＴｎＧａＡｓＰ層５４とのＰＮ接合面に到達すると、
光電流を生じる。そして、その光電流は、電極５６と５
８間から取り出す。換言するならば、フォトダイオード
２Ｂと３０は、伝播光のエバネソセント波を検出する。
また、先導波路３２は、基板４０」二に形成されたｎ−
ＴｎＧａＡｓＰクラッド層６０を有しており、そのｎ−
［ｎＧａＡｓＰクラッド層６０上にはｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波層６２が形成されており、そのｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波層６２上にはｎ４ｎＧａＡｓＰクラッド層６４が
形成されている。
ＴｎＧａＡｓＰクラッド層６０を有しており、そのｎ−
［ｎＧａＡｓＰクラッド層６０上にはｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波層６２が形成されており、そのｎ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波層６２上にはｎ４ｎＧａＡｓＰクラッド層６４が
形成されている。
光導波路３２のレーザダイオードとの結合部付近のｎ−
ＩｎＧａＡｓＰクラッド層６４の上部はグレーティング
加工されて、ブラッグ反射器６６が形成され、一方、レ
ーザダイオードのブラッグ反射器６６と反対側の端面７
２は、へき開面になされて、レーザーダイオードをＤＢ
Ｒ型としている。なお、へき開面７２の代わりに、ブラ
ッグ反射器を形成してもよい。
ＩｎＧａＡｓＰクラッド層６４の上部はグレーティング
加工されて、ブラッグ反射器６６が形成され、一方、レ
ーザダイオードのブラッグ反射器６６と反対側の端面７
２は、へき開面になされて、レーザーダイオードをＤＢ
Ｒ型としている。なお、へき開面７２の代わりに、ブラ
ッグ反射器を形成してもよい。
レーザダイオード２２と２４、フォトダイオード２８と
３０、及び先導波路３２の周囲は、第４図に示すように
、ｐＪｎＰ層６８とｎ−ＩｎＰ層７層表０積層部で囲ま
れて埋め込み構造とされて、光を内部に封じ込んでいる
。
３０、及び先導波路３２の周囲は、第４図に示すように
、ｐＪｎＰ層６８とｎ−ＩｎＰ層７層表０積層部で囲ま
れて埋め込み構造とされて、光を内部に封じ込んでいる
。
０
以上の如きモノリシック光集積回路は、例えば次のよう
につくられる。即ち、第５図Ａに示すように、１１ｎＰ
基板４０上に、ｎ−１ｎＰクラット”層４２と、ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層４４と、ｐ−ＴｎＰクラソ１′層４６と
、ｐ４ｎＧａＡｓｒ’層４８と、ｎ−１ｎ（ｉａＡｓＰ
層５４と全５４順で多層エピタキシャル成長させる。次
に、第５図Ｂに示すよ・うに、レーデダイオードとフォ
トダイオードに相当する部分の」二を例えば５ｉ０２等
のマスク８０でマスクして、素子の半分即ち第３図の面
７４より右側を、フォトリソグラフィにより導波路層形
成のために基板４０の深さまでエツチングする。
につくられる。即ち、第５図Ａに示すように、１１ｎＰ
基板４０上に、ｎ−１ｎＰクラット”層４２と、ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層４４と、ｐ−ＴｎＰクラソ１′層４６と
、ｐ４ｎＧａＡｓｒ’層４８と、ｎ−１ｎ（ｉａＡｓＰ
層５４と全５４順で多層エピタキシャル成長させる。次
に、第５図Ｂに示すよ・うに、レーデダイオードとフォ
トダイオードに相当する部分の」二を例えば５ｉ０２等
のマスク８０でマスクして、素子の半分即ち第３図の面
７４より右側を、フォトリソグラフィにより導波路層形
成のために基板４０の深さまでエツチングする。
そして、第５図Ｃに示すように、その露出した基板４０
の上に、ｎ−ＴｎＧａＡｓｒ’クラッド層６０と、ｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ導波層６２と、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラ
ッド層６４とを順次エピタキシャル成長させて、先導波
路３２を形成する。
の上に、ｎ−ＴｎＧａＡｓｒ’クラッド層６０と、ｎ−
ＩｎＧａＡｓＰ導波層６２と、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラ
ッド層６４とを順次エピタキシャル成長させて、先導波
路３２を形成する。
このとき、レーザー光を導波するために、ｎ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ導波層６２はレーザダイオードの活性層と同じ組
成比としている。更に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層５４の光
導波路側の一部をエツチング除去し、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層４日を露出させる。
ＡｓＰ導波層６２はレーザダイオードの活性層と同じ組
成比としている。更に、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層５４の光
導波路側の一部をエツチング除去し、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層４日を露出させる。
１
そして、第５図りに示すように、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰク
ラッド層６４のレーザダイオードとの結合部付近は、ホ
ログラフィ・７り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６６を形成する。グレーティングの周期Ａは
、活性層中の光波が効果的にブラッグ反射されるように
、 Δ＝λｇ／２Ｎ となるように選ぶ。ここで、λｇ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ｋＯとの比：Ｎ−β／
ｋｏ）である。
ラッド層６４のレーザダイオードとの結合部付近は、ホ
ログラフィ・７り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６６を形成する。グレーティングの周期Ａは
、活性層中の光波が効果的にブラッグ反射されるように
、 Δ＝λｇ／２Ｎ となるように選ぶ。ここで、λｇ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ｋＯとの比：Ｎ−β／
ｋｏ）である。
そのあと、第５図已に示すように、レーザダイオードを
埠め込み構造とし且つ光導波路をＹ分岐構造とするため
に、７字状のフォトマスク８２を形成してフォトリソグ
ラフで基板４０に達するまでメサエッチングしたのち、
第５図Ｆに示すように、ｐ−１ｎＰ層６８とｎ４ｎＰ
１ｉ７０とをエピタキシャル成長させて、レーザダイオ
ードと光導波路とを埋め込む。
埠め込み構造とし且つ光導波路をＹ分岐構造とするため
に、７字状のフォトマスク８２を形成してフォトリソグ
ラフで基板４０に達するまでメサエッチングしたのち、
第５図Ｆに示すように、ｐ−１ｎＰ層６８とｎ４ｎＰ
１ｉ７０とをエピタキシャル成長させて、レーザダイオ
ードと光導波路とを埋め込む。
２
その後、基板４０の下側、ｐ−ＴｎＧａＡｓ層４８の上
側２箇所、およびｎ−１ｎＧａＡｓｒ’層５４の一］二
側に、それぞれオーミック電極５０．５２．５６、およ
び５８を形成して、第２図から第４図に示すような光集
積回路がつくられる。Ｐ型オーミック電極としてはΔｕ
−Ｚｎなどが使用でき、Ｎ型オーミック電極としてはＡ
ｎ−Ｇｅ−Ｎ＋などが使用できる。最後に、へき開を行
い、レーザ共振用ミラー結晶面７２を形成する。
側２箇所、およびｎ−１ｎＧａＡｓｒ’層５４の一］二
側に、それぞれオーミック電極５０．５２．５６、およ
び５８を形成して、第２図から第４図に示すような光集
積回路がつくられる。Ｐ型オーミック電極としてはΔｕ
−Ｚｎなどが使用でき、Ｎ型オーミック電極としてはＡ
ｎ−Ｇｅ−Ｎ＋などが使用できる。最後に、へき開を行
い、レーザ共振用ミラー結晶面７２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。
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。
上記したことかられかるように、フォトダイオードの形
成には、あらためて特別のエピタキシャルプロセスは必
要とせず、連続的に１回の多層エピタキシャルプロセス
により、フォトダイオードとレーザダイオードとを同時
に形成できるので、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。
成には、あらためて特別のエピタキシャルプロセスは必
要とせず、連続的に１回の多層エピタキシャルプロセス
により、フォトダイオードとレーザダイオードとを同時
に形成できるので、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は３
次のように使用できる。即ち、各レーザダイオード２２
と２４からのレーザー光はすべて光導波路３２を通って
その同一出力部より出力されるので、一方の例えばレー
ザダイオード２２を主発光素子として動作させておき、
それに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、他方のレーザダイオード２４を予備発光
素子とし、使用せずにおく。そして、フォトダイオード
２８によるモニタの結果、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。
と２４からのレーザー光はすべて光導波路３２を通って
その同一出力部より出力されるので、一方の例えばレー
ザダイオード２２を主発光素子として動作させておき、
それに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、他方のレーザダイオード２４を予備発光
素子とし、使用せずにおく。そして、フォトダイオード
２８によるモニタの結果、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
例として 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４０としてＧａＡｓ
を使用し、クラッド層４２．４６．６０．６４と４ してＧδＡｌｎ５を使用し、活性層４４と導波１５６２
としてＧａＡｓを使用することができる。
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
例として 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４０としてＧａＡｓ
を使用し、クラッド層４２．４６．６０．６４と４ してＧδＡｌｎ５を使用し、活性層４４と導波１５６２
としてＧａＡｓを使用することができる。
以−１−１２つのレーザダイオードをに、■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−にの
レーデ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。
発明による光集積回路の例を説明したが、３つ以−にの
レーデ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。
会朋勿−幼呆
以」二述べたように、本発明による光集積回路は、１つ
の基板−ヒ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してモノシリツ
クに構成されているので、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。
の基板−ヒ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してモノシリツ
クに構成されているので、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、分岐構造の光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たとき
、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たとき
、極めて短時間に回復できる。
発光素子として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、すべての半導体レーザの発振波長、モードを同
一にでき、従って、主半導体レーザが故障して予備半導
体レーザに切換えても、発光特性に変化はない。
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、すべての半導体レーザの発振波長、モードを同
一にでき、従って、主半導体レーザが故障して予備半導
体レーザに切換えても、発光特性に変化はない。
フォトダイオ−「部とレーザダイオード部とが層構造を
なすように形成されているので、１回の多層エピタキシ
ャル成長を行うだけで、フォトダイオード部とレーザダ
イオード部とを形成でき、フォトダイオード形成のため
だけのエピタキシャル成長プロセスが不要である。従っ
て、製造プロ ０ セスが筒中であり、安価に製造できる。
なすように形成されているので、１回の多層エピタキシ
ャル成長を行うだけで、フォトダイオード部とレーザダ
イオード部とを形成でき、フォトダイオード形成のため
だけのエピタキシャル成長プロセスが不要である。従っ
て、製造プロ ０ セスが筒中であり、安価に製造できる。
第１図は、予備光源を有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…１
面図、第４図は、第３図の線Ｂ−Ｂに沿っての断面図、
そして、第５図ＡからＦば、第２図から第４図に示した
本発明による光集積回路の製造方法を図解した図である
。 〈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、Ｉｆｉ・・・予備半導体レーザ、１８・・
・光路切換用ミラー、Ｉ９・・・光ファイバ、４０・・
・基板、２２．２４・・・レーザダイオード、２８．３
０・・・フォトダイオード、３２・・・先導波路特許出
願人・・・住友電気工業株式会社代理人・・・弁理士
新居 止音 ７ ６ 第２図 ８ ら２ ３０ ５６ Ａｆ−、６６ β ３２ 一°＼ ７０ ６６ｇ ２
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…１
面図、第４図は、第３図の線Ｂ−Ｂに沿っての断面図、
そして、第５図ＡからＦば、第２図から第４図に示した
本発明による光集積回路の製造方法を図解した図である
。 〈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、Ｉｆｉ・・・予備半導体レーザ、１８・・
・光路切換用ミラー、Ｉ９・・・光ファイバ、４０・・
・基板、２２．２４・・・レーザダイオード、２８．３
０・・・フォトダイオード、３２・・・先導波路特許出
願人・・・住友電気工業株式会社代理人・・・弁理士
新居 止音 ７ ６ 第２図 ８ ら２ ３０ ５６ Ａｆ−、６６ β ３２ 一°＼ ７０ ６６ｇ ２
Claims (9)
- （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し、前
記光検出素子は、前記発光素子の上に形成されているこ
とを特徴とするモノリシック光集積回路。 - （２）前記発光素子と前記光検出素子とは、多層エピタ
キシャル構造となるように形成されていることを特徴と
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）前記各発光素子は、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項または第２項記載のモノ
リシック光集積回路。 - （４）前記半導体レーザは、ＤＢＲ型レーザダイオード
であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のモ
ノリシック光集積回路。 - （５）前記半導体レーザは、ＩｎＰを基板としたＩｎＧ
ａＡｓＰ系４元混晶の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３項または第４項に記載のモノリ
シック光集積回路。 - （６）前記半導体レーザは、ＧａＡｓを基板としたＧａ
ＡｌＡｓ系３元混晶の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３項または第４項に記載のモノリ
シック光集積回路。 - （７）前記光検出素子は、前記半導体レーザの一番上の
クラッド層の上に形成され該半導体レーザの一番上の該
クラッド層の導電型層と同、−の導電型の第１層と、該
第１ｔ−の上に形成され該第１層と反対の導電型の第２
層を有するＰＮ接合型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３項から第６頃のいずれかに
記載のモノリシック光集積回路。 - （８）前記フォ１−ダイオードの第１層は、前記半導体
レーザのギャップ層と共用されていることを特徴とする
特許請求の範囲第７項記載のモノリシック光集積回路。 - （９）前記先導波路は、Ｙ分岐構造であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項から第８項のいずれかに記載
のモノリシック光集積回路。−
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197210A JPS6089990A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58197210A JPS6089990A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 光集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6089990A true JPS6089990A (ja) | 1985-05-20 |
| JPH0426233B2 JPH0426233B2 (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=16370652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58197210A Granted JPS6089990A (ja) | 1983-10-21 | 1983-10-21 | 光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6089990A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3701655A1 (de) * | 1986-01-21 | 1987-07-23 | Sharp Kk | Halbleiterlaseranordnung |
| JPS63222485A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ |
| JPH05343809A (ja) * | 1992-06-08 | 1993-12-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ装置システム |
| EP0560358A3 (en) * | 1992-03-11 | 1994-05-18 | Sumitomo Electric Industries | Semiconductor laser and process for fabricating the same |
| JP2000049417A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-02-18 | Hitachi Ltd | 半導体発光素子およびその素子を組み込んだ半導体発光装置ならびにそれらの製造方法 |
| EP1886389A4 (en) * | 2005-05-30 | 2011-03-30 | Phoxtal Comm Ab | INTEGRATED CHIP |
| US8467427B2 (en) | 2009-01-29 | 2013-06-18 | Seiko Epson Corporation | Light emitting and receiving device |
Citations (4)
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| JPS54129904A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-08 | Fujitsu Ltd | Doubling system of light source |
| JPS5717188A (en) * | 1980-07-04 | 1982-01-28 | Fujitsu Ltd | Semiconductor light-emitting element |
| JPS5728382A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-16 | Toshiba Corp | Semiconductor lasre device |
-
1983
- 1983-10-21 JP JP58197210A patent/JPS6089990A/ja active Granted
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| US4813051A (en) * | 1986-01-21 | 1989-03-14 | 501 Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser array device |
| JPS63222485A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-16 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | モニタ付分布帰還形半導体レ−ザ |
| EP0560358A3 (en) * | 1992-03-11 | 1994-05-18 | Sumitomo Electric Industries | Semiconductor laser and process for fabricating the same |
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| JP2000049417A (ja) * | 1998-07-29 | 2000-02-18 | Hitachi Ltd | 半導体発光素子およびその素子を組み込んだ半導体発光装置ならびにそれらの製造方法 |
| EP1886389A4 (en) * | 2005-05-30 | 2011-03-30 | Phoxtal Comm Ab | INTEGRATED CHIP |
| US8467427B2 (en) | 2009-01-29 | 2013-06-18 | Seiko Epson Corporation | Light emitting and receiving device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0426233B2 (ja) | 1992-05-06 |
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