JPS61220493A - 光増幅素子 - Google Patents
光増幅素子Info
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- JPS61220493A JPS61220493A JP60062435A JP6243585A JPS61220493A JP S61220493 A JPS61220493 A JP S61220493A JP 60062435 A JP60062435 A JP 60062435A JP 6243585 A JP6243585 A JP 6243585A JP S61220493 A JPS61220493 A JP S61220493A
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- diffraction grating
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- side electrode
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
-
- 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
- H01S5/10—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
- H01S5/12—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
- H01S5/1206—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 the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers having a non constant or multiplicity of periods
- H01S5/1215—Multiplicity of periods
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (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）
本発明は光増幅素子に関する。
（従来技術とその問題点）
光信号を増幅する機能を有する光増幅素子は、光伝送、
光交換、光情報処理等において広範な用途に応用可能な
キー・デバイスの一つである。そして、いずれの用途に
おいても低雑音であることが必要であり、半導体活性層
の誘導放出課程を利用した光増幅素子においては、自然
放出光成分の低減化が最も重要な技術課題となっている
。
光交換、光情報処理等において広範な用途に応用可能な
キー・デバイスの一つである。そして、いずれの用途に
おいても低雑音であることが必要であり、半導体活性層
の誘導放出課程を利用した光増幅素子においては、自然
放出光成分の低減化が最も重要な技術課題となっている
。
従来より、半導体活性層を用いた光増幅素子の低雑音化
に関しては多くの検討がなされている。
に関しては多くの検討がなされている。
す表わち、増幅すべき光信号の波長以外の波長域の自然
出光成分を何らかのフィルタにより抑圧、除去すること
が最も有効であり、その為には光増幅素子内に波長選択
性のある光帰還構造を設ければよい。フィルタのサイド
・ピークが小さく、かつ狭線幅の波長選択性が光増幅素
子の低雑音化には望ましく、光帰還構造としては弁開に
よるファプリ・ペロー共損器よりも回折格子から成る分
布帰還構造又は分布反射鏡荷造の方が有利であり、それ
らの荷造を用いた光増幅素子の提案もされている。（オ
プティクス・コミユニケージ、ン（Ｑｐｔ ｉｃｓ Ｃ
ｏｍｍｕｎ １ｃａｔ ｉｏｎ ）第１０巻、１２０ペ
ージ参照）しかしながら、これら従来の回折格子構造を
用いたｊｔ増幅素子は、いずれも回折格子の位相及び周
期が光を増幅する方向に均一である。
出光成分を何らかのフィルタにより抑圧、除去すること
が最も有効であり、その為には光増幅素子内に波長選択
性のある光帰還構造を設ければよい。フィルタのサイド
・ピークが小さく、かつ狭線幅の波長選択性が光増幅素
子の低雑音化には望ましく、光帰還構造としては弁開に
よるファプリ・ペロー共損器よりも回折格子から成る分
布帰還構造又は分布反射鏡荷造の方が有利であり、それ
らの荷造を用いた光増幅素子の提案もされている。（オ
プティクス・コミユニケージ、ン（Ｑｐｔ ｉｃｓ Ｃ
ｏｍｍｕｎ １ｃａｔ ｉｏｎ ）第１０巻、１２０ペ
ージ参照）しかしながら、これら従来の回折格子構造を
用いたｊｔ増幅素子は、いずれも回折格子の位相及び周
期が光を増幅する方向に均一である。
このため回折格子のブラッグ波長の近傍両側に同一の光
利得をもつ波長域が存在し、光信号の増幅に与からない
方の光利得をもつ波長域は、単に自然放出光成分を増幅
・放射するのみであることから対雑音信号強度比を大幅
に劣化してしまうといった欠点を有していた。又、これ
ら従来の回折格子構造を用いた光増幅素子は、回折格子
のブラッグ波長から離れた波長域にも自然放出光雑音を
発生する光利得をもつ波長績が多く存在し、それらが対
雑音信号強度比をさらに劣化してしまうといった欠点を
有していた。
利得をもつ波長域が存在し、光信号の増幅に与からない
方の光利得をもつ波長域は、単に自然放出光成分を増幅
・放射するのみであることから対雑音信号強度比を大幅
に劣化してしまうといった欠点を有していた。又、これ
ら従来の回折格子構造を用いた光増幅素子は、回折格子
のブラッグ波長から離れた波長域にも自然放出光雑音を
発生する光利得をもつ波長績が多く存在し、それらが対
雑音信号強度比をさらに劣化してしまうといった欠点を
有していた。
（発明の目的）
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、すぐれた対雑音
信号強度比が得られる光増幅素子を提供することにある
。
信号強度比が得られる光増幅素子を提供することにある
。
（発明の構成）
本発明は、光増幅に与かる半導体活性層を包含する積層
構造及び回折格子から成る分布帰還構造又は分布反射鏡
構造を有する光増幅素子において、回折格子の位相及び
周期の少なくとも一方を光を増幅する方向に不均一にし
たことを特徴とする。
構造及び回折格子から成る分布帰還構造又は分布反射鏡
構造を有する光増幅素子において、回折格子の位相及び
周期の少なくとも一方を光を増幅する方向に不均一にし
たことを特徴とする。
（実施例）
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
図は、本発明に基づく一実施例の光を増幅する方向の断
面を表わす図である。本実施例の光増幅素子は半導体基
板１にエピタキシャル成長されたバッファＮｔ ２ ｍ
半導体活性層３９回折格子４１及び一波長位相シフト領
域４２を含むガイド層４．りラッド層５．電極形成１ｉ
１６及びｎ側電極７．Ｐ側電極８１反射防止膜９から構
成されて−る。半導体基板ｌは（１００）方位を有し、
Ｓｎが１刈ｏｌ鋸 ドープされた厚さ１００μｍのＩｎ
Ｐから成りバッファ層２はＳｎがｌ ＸＩ Ｑ”１０Ｍ
１’″″３ドープされた厚さ１μｍのＩｎＰから成り、
半導体活性層３はアンドープの厚さ約（１１Ａ ｍ Ｏ
Ｉ ｎ （１，７４Ｇａ （１４６Ａｓ ０３６Ｐ＆４
４から成り、ガイド層４はＺｎが５Ｘ１０ ｃｍドープ
されたＩｎ（ＬａＩ３ ＧａＯ，１６ＡｓＱＪＩＳ Ｐ
ＧＡ１から成り、−波長位相シフト領域４２０部分の厚
さは０．２μｍ回折格子４１が設けられた部分の平均の
厚さは０．１μｍである。クラ、ドｌｌｌ５はＺｎが５
成り、電極形成１６はＺｎがｌＸｌ０ ｃｍ ドー
プされた”ｕ４ Ｇａａｔｅ Ａｓ（Ｌ３． ＰＧＡ１
から成り厚さ１μｍである。ｎ側電極７はＡｕ−Ｇｅ−
Ｎｉ合金から成り厚さ０．３μｍ、Ｐ側電極８はＡ ｕ
−Ｚ ｎ合金から成り厚さ０．３μｍ１反射防止膜９
は５ｉｌＮ。
面を表わす図である。本実施例の光増幅素子は半導体基
板１にエピタキシャル成長されたバッファＮｔ ２ ｍ
半導体活性層３９回折格子４１及び一波長位相シフト領
域４２を含むガイド層４．りラッド層５．電極形成１ｉ
１６及びｎ側電極７．Ｐ側電極８１反射防止膜９から構
成されて−る。半導体基板ｌは（１００）方位を有し、
Ｓｎが１刈ｏｌ鋸 ドープされた厚さ１００μｍのＩｎ
Ｐから成りバッファ層２はＳｎがｌ ＸＩ Ｑ”１０Ｍ
１’″″３ドープされた厚さ１μｍのＩｎＰから成り、
半導体活性層３はアンドープの厚さ約（１１Ａ ｍ Ｏ
Ｉ ｎ （１，７４Ｇａ （１４６Ａｓ ０３６Ｐ＆４
４から成り、ガイド層４はＺｎが５Ｘ１０ ｃｍドープ
されたＩｎ（ＬａＩ３ ＧａＯ，１６ＡｓＱＪＩＳ Ｐ
ＧＡ１から成り、−波長位相シフト領域４２０部分の厚
さは０．２μｍ回折格子４１が設けられた部分の平均の
厚さは０．１μｍである。クラ、ドｌｌｌ５はＺｎが５
成り、電極形成１６はＺｎがｌＸｌ０ ｃｍ ドー
プされた”ｕ４ Ｇａａｔｅ Ａｓ（Ｌ３． ＰＧＡ１
から成り厚さ１μｍである。ｎ側電極７はＡｕ−Ｇｅ−
Ｎｉ合金から成り厚さ０．３μｍ、Ｐ側電極８はＡ ｕ
−Ｚ ｎ合金から成り厚さ０．３μｍ１反射防止膜９
は５ｉｌＮ。
から成り厚さは１９００Ｘである。回折格子４１は非平
面波二光束干渉法により作成された光増幅方向に不均一
な格子周期を有し、光増幅素子中央部の周期は１８０４
Ａ、光増幅素子両端部の周期は１８０７Ａと中心対称で
素子端面方向に一様に周期が長くなる分布をもっている
。格子の深さは３００Ａ、素子の長さは３００μｍであ
る。又、に波長位相シフト領域４２は長さ１０μｍで、
ちょうど光増幅素子の中央に位置し、回折格子４１を設
けた領域との光伝搬定数の差により、プ２゜長シフトす
る。
面波二光束干渉法により作成された光増幅方向に不均一
な格子周期を有し、光増幅素子中央部の周期は１８０４
Ａ、光増幅素子両端部の周期は１８０７Ａと中心対称で
素子端面方向に一様に周期が長くなる分布をもっている
。格子の深さは３００Ａ、素子の長さは３００μｍであ
る。又、に波長位相シフト領域４２は長さ１０μｍで、
ちょうど光増幅素子の中央に位置し、回折格子４１を設
けた領域との光伝搬定数の差により、プ２゜長シフトす
る。
この光増幅素子は、その動作時において、Ｐ側電極８よ
り半導体活性Ｆｉｉ３へ電流注入することにより素子の
一端面から入射した光信号を反対端面波長位相シフト領
域４２を設けたことにより、回折格子の平均周期で定め
られる実効ブラッグ波長上に高い光利得をもつ光増幅素
子として動作する。
り半導体活性Ｆｉｉ３へ電流注入することにより素子の
一端面から入射した光信号を反対端面波長位相シフト領
域４２を設けたことにより、回折格子の平均周期で定め
られる実効ブラッグ波長上に高い光利得をもつ光増幅素
子として動作する。
さらに、回折格子の周期に素子内の結合定在波の波長間
隔に相当する分、光増幅方向に対称に不均一性をもたせ
ることＫより、実効ブラッグ波長両側にある利得サイド
・ピークを抑圧することが可能となる。これは不均一な
周期を有する回折格子導波路において、周期分布を最適
・合成することにより、任意の結合定在波の結合度を低
下させることが可能という、結合波理論を応用したもの
である。このように不要な利得ピークより発生する自然
放出光雑音を低減することにより、本実施例の光増幅素
子は従来の均一な周期を有する分布帰還型あるいは分布
反射鏡星光増幅素子に比べ１．対雑音信号強度比は約５
〜６ｄＢ改善することが容易に可能となる。
隔に相当する分、光増幅方向に対称に不均一性をもたせ
ることＫより、実効ブラッグ波長両側にある利得サイド
・ピークを抑圧することが可能となる。これは不均一な
周期を有する回折格子導波路において、周期分布を最適
・合成することにより、任意の結合定在波の結合度を低
下させることが可能という、結合波理論を応用したもの
である。このように不要な利得ピークより発生する自然
放出光雑音を低減することにより、本実施例の光増幅素
子は従来の均一な周期を有する分布帰還型あるいは分布
反射鏡星光増幅素子に比べ１．対雑音信号強度比は約５
〜６ｄＢ改善することが容易に可能となる。
なお、本実施例では分布帰還型構造としての一例を示し
たが、もちろんそれに限らず分布反射鏡型構造であって
も、あるいは両者を複合化した構造であってもよい。半
導体材料及び組成は上述の実施例に限定する必要はなく
、誘導放出作用のある半導体であれば何でもよい。各層
厚、不純物濃度、光導波路構造、電極構造、電流注入構
造も光増幅作用が得られる設計範囲内でいかなる値、構
造であってもよい。又、回折格子の周期、周期の分布、
深さ、さらに−波長位相シフト領域の１厚、長さも、不
要な利得ピークを抑圧するように最適設計・合成された
ものであれば何でもよくその構造、作成法も実施例に限
定する必要はない。
たが、もちろんそれに限らず分布反射鏡型構造であって
も、あるいは両者を複合化した構造であってもよい。半
導体材料及び組成は上述の実施例に限定する必要はなく
、誘導放出作用のある半導体であれば何でもよい。各層
厚、不純物濃度、光導波路構造、電極構造、電流注入構
造も光増幅作用が得られる設計範囲内でいかなる値、構
造であってもよい。又、回折格子の周期、周期の分布、
深さ、さらに−波長位相シフト領域の１厚、長さも、不
要な利得ピークを抑圧するように最適設計・合成された
ものであれば何でもよくその構造、作成法も実施例に限
定する必要はない。
（発明の効果）
最後に本発明が有する特徴を要約すれば、回折格子から
成る分布帰還構造又は分布反射鏡構造を有する光増幅素
子において、回折格子の位相あるいは周期に光を増幅す
る方向に不均一な分布をもたせることにより、不要な利
得ピークから発生する自然放出雑音を低減した低雑音な
光増幅素子が得られることである。
成る分布帰還構造又は分布反射鏡構造を有する光増幅素
子において、回折格子の位相あるいは周期に光を増幅す
る方向に不均一な分布をもたせることにより、不要な利
得ピークから発生する自然放出雑音を低減した低雑音な
光増幅素子が得られることである。
図は本発明の一実施例の断面図である。
図中、１は単導体基板、２はバ、ファ層、３は半導体活
性層、４はガイド陥、４１は回折格子、４２は一波長位
相シフト領域、５はクラ、ド層、６は電極形成層、７は
ｎ側電極、８はＰｆｌＩ１１！Ｌ極、９は反射防止膜で
ある。
性層、４はガイド陥、４１は回折格子、４２は一波長位
相シフト領域、５はクラ、ド層、６は電極形成層、７は
ｎ側電極、８はＰｆｌＩ１１！Ｌ極、９は反射防止膜で
ある。
Claims (1)
- 光増幅に与かる半導体活性層を包含する積層構造及び回
折格子から成る分布帰還構造又は分布反射鏡構造を有す
る光増幅素子において、前記回折格子の位相及び周期の
少なくとも一方が光を増幅する方向に不均一に形成され
ていることを特徴とする光増幅素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60062435A JPS61220493A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 光増幅素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60062435A JPS61220493A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 光増幅素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61220493A true JPS61220493A (ja) | 1986-09-30 |
Family
ID=13200102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60062435A Pending JPS61220493A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 光増幅素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61220493A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63133105A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-04 | Nec Corp | 光フイルタ素子 |
| JPH01292879A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Nec Corp | 光増幅器 |
| US4896331A (en) * | 1987-03-30 | 1990-01-23 | Sony Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| JPH03149888A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ及びその製法 |
| EP0639876A1 (fr) * | 1993-08-20 | 1995-02-22 | Alcatel N.V. | Amplificateur optique à semi-conducteur, présentant une non-linéarité réduite |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP60062435A patent/JPS61220493A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63133105A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-04 | Nec Corp | 光フイルタ素子 |
| US4896331A (en) * | 1987-03-30 | 1990-01-23 | Sony Corporation | Distributed feedback semiconductor laser |
| JPH01292879A (ja) * | 1988-05-20 | 1989-11-27 | Nec Corp | 光増幅器 |
| JPH03149888A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザ及びその製法 |
| EP0639876A1 (fr) * | 1993-08-20 | 1995-02-22 | Alcatel N.V. | Amplificateur optique à semi-conducteur, présentant une non-linéarité réduite |
| FR2709189A1 (fr) * | 1993-08-20 | 1995-02-24 | Alcatel Nv | Amplificateur optique à semiconducteur, présentant une non-linéarité réduite. |
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