JPS6188231A - 光双安定回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は光論理回路や光記憶回路用の光双安定回路に
関する。

（従来技術と問題点） 光による信号処理を自差した各種の光回路の研究開発が
進められている。これらの光回路、特に光論理回路や光
記憶回路を構成する基本的な光回路に、光双安定回路が
ある。これは、ある光入力に対して安定な２つの光出力
レベルをとれる光回路である。従来、このような光双安
定回路として半導体レーザの共振器軸方向に、利得領域
と可飽和吸収領域を直列に配置した双安定半導体レーザ
の応答速度を持つこと等いくつかの望ましい特長を持っ
ている。しかしながら、この双安定半導体レーザには、
それをオン状態にトリガーするためにやや大きい光トリ
ガ入力を要するという問題点があった。％に、高速の信
号処理に用いようとして光トリガ入力のパルス幅を小さ
くしていくとその人力トリガレベルが急激に増大すると
いう問題点がさけがたかった。

（発明の目的） 本発明の目的は、低光トリガ入力で動作可能な光双安定
回路を提供することにある。

（発明の構成） 本発明によれば、増幅領域と可飽和吸収領域を有する双
安定半導体レーザと、それに光学的に結合した平行に設
置された光導波路と、その光導波路に結合された光増幅
器とを含む低トリガレベル複合光双安定回路か得られる
。

（発明の作用、効果） 本発明では、双安定半導体レーザにおける光トリガレベ
ルを低減するために、外部からの入力トリガ光を光増幅
器で増幅した後に双安定半導体レーザへ印加するという
方法を採用している。しかもその印加力法として、双安
定半導体レーザのストライプ状の活性領域に平行に沿わ
せ光学的に結合させた光導波路を介しているので、安定
な動作が期待できる。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

（実施例） 第１図は本発明の実施例の双安定半導体レーザと光増幅
器の相対的な位置関係を示すための構成図、第２図はそ
の斜視図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は断面図をそれぞ
れあられす。双安定半導体レーザ１は、第１及び第２の
増幅部２０及び３０と、吸収領域１０とからなるストラ
イプ状活性領域を有する。

光増幅器２は、双安定半導体レーザ１の活性領域に平行
で近接した光導波路１１０と、それ（こ接続された光増
幅器活性領域１００とを有する。この構成で、双安定半
導体レーザ１は、電流−光出力特性及び光入力−光出力
特性にヒステリシスを示す。適当なバイアス電流をかけ
た状態で光増幅器２の入射端１２０から入力１−　ＩＪ
ガ光２００を入射させると、それは光増幅器活性領域１
００で増幅され光導波路１１０に入射する。光導波路１
１０は、双安定半導体レーザ１のストライプ状活性領域
と光学的に結合されているので、増幅された入力トリガ
光２００は双安定半導体レーザ１へ結合され、双安定半
導体レーザ１を「オン」状態（こトリガする。このトリ
ガ光２００の必要なレベルは光増幅器２で増幅されるの
できわめて小さくて良い。

この複合光安定回路は、以下のようにして製作される。

まずｎ型のＩｎＰの基板４０の上に、ｎ　−ＩｒＪＰの
バッファ層４１．ノンドープのＩｎＧａＡＳＰ活性層４
２．Ｐ−ｉｎｐのクラッド層４３を連続的に結晶成長し
て二重へテロ結晶を作製する。次に、通常のフォトリソ
グラフィと化学エツチングとにより、第１のチャンネル
対５０及び第２のチャンネル対５１を形成する。第１の
チャンネル対５０は双安定半導体レーザｌのストライプ
状活性領域をまわりの領域から区別し、第２のチャンネ
ル対５１は光増幅器２の光増幅器活性領域１００及び光
導波路１１０をまわりの領域から区別する。

各チャンネル対のチャンネルの幅はいずれも約７μｍ、
これらではさまれるメサの幅は１〜１．５μｍとした。

この状態のウェハーを液相成長炉に入れＰ−１ｎｐの第
１の電流ブｏ　ツク層４４．ｎ−Ｉｒ１Ｐの第２の電流
ブロック層４５．Ｐ−ＩｎＰの埋め込み層４６、Ｐ−Ｊ
ｎＱａＡｓｐのキー？７プ層４７を連続して成長する。

このとき、成長メルトの過飽和度及び成長時間等を適切
に設定することにより、第３図（ａ）および（ｂ）で示
した領域、すなわち双安定半導体レーザ１の活性領域の
第１及び第２の増幅部２０及び３０の部分、それに光増
幅器２の光増幅器活性領域１００の部分では、第１及び
第２の電流ブロック層４４及び４５が、第１及び第２の
チャンネル対５０及び５１で形成されたメサの上部には
全く成長しないようにできる。また、第３図（Ｃ）で示
した領域、すなわち双安定半導体レーザ１のストライプ
状活性領域の吸収領域１０と光増幅器２の光導波路１１
０が近接した部分では、両者が近接した結果、両者のメ
サが形成する全体のメサ幅が大きくなるため、第２の電
流ブロック層４５がその両者のメサの上をおおうように
成長させることができる。

このようにして形成したウェハーに、ｎ側電極６０とし
て全面にｈｎ−ａｅ−Ｎｒを、第１．第２．第３（７）
Ｐｌｉｌｌを極６１，６２．６３として（：ｒ−Ａｎを
それぞれ蒸着、熱処理により形成する。ここで、第１及
び第２のＰ側電極６１及び６２は双安定半導体し−サ１
の共振器軸方向に分割されており、それぞれ第１及び第
２の光増幅部２０及び３０の上部に対応する位置に形成
されている。一方、第３のＰ側電極６３は、光増幅器２
の活性領域１００の上部に対応する位置に形成されてい
る。

この複合光双安定回路の第１及び第２のＰ側電極６１及
び６２にそれぞれ３０ｍＡｌ、２Ｏｎ＋Ａを流しておき
、双安定半導体レーザ１の一方の共振器端面７０からの
入カドリカ光２１０を注入すると、もう一方の共振器端
面７１からの光出力２２０は入力トリガ光レベルか約５
０Ｆのとき「オン」状態にトリ力された。この状態で第
３の、ｐｍｍ他極６３５０ｍＡ流しておき、入射端１２
０から入力）　ＩＪガ光２００を注入したところ約２，
５ｓＷのとき「オン」状態にトリガされた。すなわち、
本発明では、光増幅器２を集積化することにより、低ト
リカレベルの光双安定回路が実現された。

この実施例では、双安定半導体レーザ１のストライブ状
活性領域と光増幅器２の光導波路１１０が近接して形成
された部分は、結晶成長の性質により自動的にｎ−１ｎ
ｐがかぶることになり、電流が流れにくい領域となる。

すなわち、双安定半導体レーザ１の可飽和吸収領域が自
動的に形成されるという利点を持つ。

伺、上記実施例では双安定半導体レーザは埋め込み構造
を採用したのでストライブ状活性領域はストライブ状に
形成された積層構造になっていたが、他の構造、例えば
プレーナストライブ構造のように積層構造はストライブ
構造ではないが、電流が注入される領域がストライプ状
になっておりこの電流注入領域がストライブ状活性領域
となるような構造でも本発明の光双安定回路は得られる
。

また、これは光増幅器２についても同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はその斜視
図、第３図は断面図をそれぞれあられす。 図において、１は双安定半導体レーザ、２は光増幅器、
ｌＯは吸収領域、２０．３０は増幅部、４０はＩｎＰ基
板、４１はバッファ層、４２は活性層、４３はクラッド
層、４４．４５は電流ブロック層、４６は埋め込み層、
４７はキャップ層、５０．５１はチャンネル対、６０〜
６３は電極、１ｏｏは活性領域、１１０は光導波路をそ
れぞれあられす。 マ？？？マ オ　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ストライプ状活性領域を含む積層構造を備えた双安定半
   導体レーザと、この双安定半導体レーザにトリガ光を導
   びく光増幅器とを備え、前記ストライプ状活性領域は光
   増幅部と光吸収領域とを備え、この光増幅部上方にこの
   光増幅部へ電流注入する電極を少なくとも備え、前記光
   増幅器は、前記ストライプ状活性領域に平行に配置され
   て光学的に結合された光導波路とこの光導波路に接続さ
   れた光増幅器活性領域とを少なくとも備えていることを
   特徴とする光双安定回路。