JPS63133105A - 光フイルタ素子 - Google Patents

光フイルタ素子

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JPS63133105A
JPS63133105A JP61279779A JP27977986A JPS63133105A JP S63133105 A JPS63133105 A JP S63133105A JP 61279779 A JP61279779 A JP 61279779A JP 27977986 A JP27977986 A JP 27977986A JP S63133105 A JPS63133105 A JP S63133105A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光フィルタ素子、特に分布帰還構造を有する
光フィルタ素子に関する。
〔従来の技術〕
波長多重化光信号から任意の光信号を選択する機能を有
する光フィルタ素子は、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１つである。そして、いずれの用途においても光
フィルタ素子の特性として十分な波長選択度と選択波長
の広い可変同調幅が必要とされている。また、構造とし
て光集積回路化が不可欠なことから、任意の選択したい
波長のみを透過する透過型の波長選択フィルタであるこ
とも必要である。
従来から、透過型の波長選択フィルタに関してはいくつ
かの検討がなされている。その中で、半導体活性層を用
いた光増幅素子内に波長選択性のある光帰還構造を設け
た構造の光フィルタ素子が、活性層への注入キャリア濃
度により選択波長の可変同調が可能で、かつ透過型の集
積化に適しているという点から期待を集めている。特に
光帰還構造としては、襞間によるファブリ・ベロー共振
器よりも回折格子から成る分布帰還構造の方が、波長選
択性および光集積化の点で有利であり、それらの構造を
用いた光フィルタ素子の提案および理論的検討もされて
いる〔オプティクス・コミュニケーションズ（Ｏｐｔｉ
ｃｓ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）第１０巻。
１２０ページ参照〕。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、これら従来から提案され、検討されてき
た光増幅素子内に分布帰還構造を有する光フィル分素子
は、選択波長の同調のために活性層への注入キャリア濃
度を調整した場合、同時に選択波長に対する光利得およ
び自然放出光強度も変化するため、光フィルタ素子とし
て必要な波長選択度を得るため、および対雑音信号強度
比を得るためには、活性層への注入キャリア濃度が原理
上狭く限定され、その結果として選択波長の可変同調幅
が数人程度と小さいため、数チャンネルのフィルタとし
てしか使えないという欠点があった。
本発明の目的は、増幅機能を有し、かつ上述の欠点を除
去した、大きな選択波長の可変同調幅を得ることのでき
る数十チャンネル以上の光フィルタ素子を提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の光フィルタ素子は、λ／４シフト構造を有する
分布帰還領域と、活性領域とが直列に配置され、かつ前
記分布帰還領域と活性領域とが光学的に結合された素子
の両端面が無反射構造になっていることを特徴としてい
る。また、この無反射構造がウィンドウ構造から成るこ
とを特徴としている。
〔作用〕
分布帰還構造を有する光導波路の光透過特性は、透過波
長域において光利得をもたない場合、各分布帰還領域の
光学的位相がそろっているときには、その回折格子の光
学的周期から定まるブラッグ波長を中心に数十人程度の
１つの透過阻止波長域を形成する。一方、分布帰還領域
の中央を境にして両側で光学的位相がπずれた場合（こ
の場合、素子内を伝播する光の波長をλとすると、回折
格子のピッチがλ／４だけずれたことに対応するので、
λ／４シフ１〜構造と呼ばれる）は、透過阻止波長域は
分裂し、上述の数十人程度の透過阻止波長域の中央に１
〜２人程度以下の狭い幅の透過波長域が生しる。このλ
／４シフト構造を有する分布帰還領域をもつ光導波路層
を透過波長より短波例の組成の半導体で構成すれば光利
得がないため、キャリア注入によりブラッグ波長を中心
とする１〜２人程度以下の狭い幅で大きな波長選択幅が
得られ、さらに自然放出光による対雑音強度比の劣化を
生じることもない。
また、前述の光導波路層は利得をもっていないので、増
幅機能を有する光フィルタ素子を構成するためには、活
性領域と分布帰還領域とを光学的に結合させてやればよ
い。すなわち、光を活性領域に注入して増幅した後に分
布帰還領域に透過させる構造にすれば、増幅機能をもっ
た光フィルタ素子を得ることができる。ここで、注意す
べき点が１つ存在する。すなわち、光フィルタ素子の両
端面を無反射構造とする必要がある。この理由は、無反
射構造にしなければ、ＤＢＲ（分布帰還型）レーザとし
て発振してしまい、光フィルタ素子として使えなくなる
からである。無反射構造にするためには、ウィンドウ構
造あるいは端面にＳｉＮ膜をコーティングするなどの方
法があるが、確実に反射を抑えるためにウィンドウ構造
を採用した。
〔実施例〕
次に図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例の光フィルタ素子の構造を
示す図である。以下、製作手順に従いながら本実施例の
構造について説明する。まず、ｎ形１ｎＰ基板１１０上
の分布帰還領域３００に周期２４００人のλ／４シフト
回折格子（λ／４シフト位置２１０）を形成する。次に
１回目のＬＰＥ成長（液相成長）によってノンドープＩ
ｎＧａＡｓＰ光ガイド層１２０（λｇ　＝１．３　ｕｍ
＋厚さ０．３　ｐｍ）、　　ｎ形ＩｎＰバッファ層１３
０（厚さ０．１　ｐｍ＞、ノンドープ活性層１４０（λ
９　＝１．５３＃ｍ、厚さ０．１　μ１Ｉｌ）ｌｐ形Ｉ
ｎＰクラッド層１５０（厚さ０．２μｍ）を順次成長す
る。
次に分布帰還領域３００およびウィンドウ領域１０１の
部分のＩｎＰクラッド層１５０と活性層１４０とを選択
的に除去する。次に２回目のＬＰＦ’、成長によって全
体にｐ形１ｎＰクラッド層１６０を形成する。
次に埋め込み構造およびウィンドウ構造とするためにエ
ツチングを行った後、３回目のＬＰＥ成長によって埋め
込み成長を行うと、ウィンドウ構造も形成される。ここ
では、埋め込み構造として二重チャンネルプレーナ埋め
込み構造を用いた。
最後に基板側と成長層側に電極を形成した後、活性領域
２００と分布帰還領域３００の間に中央のメサ付近を除
いて幅２０μｍのａ２５０を形成する。ウィンドウ領域
］、００．１０１．．活性領域２００１分布帰分布帰還
構造の長さは、それぞれ３０μｍ、３０μｍ、１００　
μｍ、５００　μｍである。
以上のようにして製作した本実施例の光フィルタ素子の
透過特性の一例を第２図を参照しながら説明する。活性
領域に５００ｍＡの電流を注入した時、消光比は２（Ｍ
Ｂ以上、透過波長の１０ｄＢ減衰幅は０．５人であった
。また、第２図に示されるように、分布帰還領域に電流
を流さない時は、透過波長は１　、５５６３μｍ　、８
０ｍＡの電流を注入した時は、透過波長は１．５５０５
μｍとなり、注入電流０〜８０ｍＡ間で連続して透過波
長は５８人変化した。また、回折格子の深さは８００人
、透過阻止波長域は６５人であった。
以上の特性から、透過阻止波長域の約半分ずなわち３０
人程度の範囲内に０．５程度度の間隔で波長多重化され
た信号から任意の波長選択が可能となることがわかる。
すなわち、６０チャンネル程度の波長可変フィルタとし
て使うことができる。
以」二本発明の一実施例について説明したが、素子の材
料および組成は、上述の実施例に限定されるものではな
く、他の半導体材料や誘電体材料などであってもよい。
また、光導波路構造は光を導波する機能をもつならば、
プレーナ構造や埋め込み構造に限らず、いかなる構造で
あってもよく、例えば積層方向に光を入射１透過させる
間型構造であってもよい。さらに、分布帰還構造も光導
波路に回折格子を構成した導波路型に限らず、屈折率の
異なる層を交互に積層した間型構造であってもよい。ま
た、本発明の光フィルタ素子の端面には無反射コートを
施せば、入射光の光フィルタへの結合効率を改善するこ
とができ、更に特性を向上させることができる。
〔発明の効果〕
従来の光フィルタ素子では数チャンネルが限度であった
が、本発明の光フィルタ素子によって、６０チヤンネル
迄の波長多重化された光信号からの任意の波長選択が可
能となった。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例の光フィルタ素子の構造を
示す斜視図、 第２図は、第１図の実施例の光フィルタ素子の透過特性
を示す図である。 １００、１０１　　・・・ウィンドウ領域１１０　　・
・・・・基板 １２０　　・・・・・光ガイド層 １３０　・・・・・バッファ層 １４０　　・・・・・活性層 １５０、１６０　　・・・クラッド層 ２１０　　・・・・・λ／４シフト位置２００　　・・
・・・活性領域 ２５０　・・・・・溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）λ／４シフト構造を有する分布帰還領域と、活性
    領域とが直列に配置され、かつ前記分布帰還領域と活性
    領域とが光学的に結合された素子の両端面が無反射構造
    になっていることを特徴とする光フィルタ素子。
  2. （２）特許請求の範囲第１項記載の光フィルタ素子にお
    いて、前記無反射構造が、ウィンドウ構造から成ること
    を特徴とする光フィルタ素子。
JP61279779A 1986-11-26 1986-11-26 光フイルタ素子 Expired - Lifetime JPH0719928B2 (ja)

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EP87117295A EP0269061B1 (en) 1986-11-26 1987-11-24 An optical filter device
DE8787117295T DE3787076D1 (de) 1986-11-26 1987-11-24 Optische filtervorrichtung.
US07/343,553 US5084897A (en) 1986-11-26 1989-04-27 Optical filter device

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