JPS63264708A

JPS63264708A - 光集積素子

Info

Publication number: JPS63264708A
Application number: JP9940187A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Numai; 沼居　貴陽
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-04-21
Filing date: 1987-04-21
Publication date: 1988-11-01
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0671120B2

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、光交換用の光集積素子に関する。

（従来の技術）波長多重化された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じ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決なことから、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、半導体基板上に
光導波路層を結晶成長によって形成し、光導波路層上に
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
素子が研究きれている。この文献の例として１９８６年
発行のアプライド・フィジックスφレターズ（Ａｐｐｌ
ｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓｔｅｔｔｅｒｓ　）第４９巻１
２５ページに記載のＲ，Ｃ，Ａｌｆｅｒｎｅｎ他著の論
文をあげることができる。

（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きれ、検討きれてき
た光フィルタ素子は光を放出しないから、その光フィル
タ素子への光の注入、あるいは光フィルタ素子からの光
の取り出しの際に光軸合わせが大変鑓しいという欠点が
あった。

本発明の目的は、光軸合わせの容易な光フィル・夕素子
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の光集積素子は、光フィルタ素子と半導体レーザ
が並列に配置きれ、前記光フィルタ素子と前記半導体レ
ーザが同一導波路に光学的に結合していることを特徴と
している。

（作用）従来の光フィルタ素子に光を注入するときは、実際に光
が注入されたかどうかをテレビカメラなどを用いて素子
端面を観察しながら光軸を調整していた。この作業は熟
練を要し、しかも非能率的である。

一方、半導体レーザのスペクトル測定などを行う時はレ
ンズを１個用いるだけで、比較的容易に光ファイバに光
を注入することができる。この時は、半導体レーザの出
力光を光ファイバに注入し、光ファイバからの光出力を
モニタし、それが最大になるように半導体レーザ、レン
ズ、光ファイバの位置を調節している。

以上のことから、半導体レーザと光フィルタ素子とが並
列に配置され、かつこれらが同一の導波路に光学的に結
合きれた構成の光集積素子を用いれば、光軸合わせを半
導体レーザを発振させることによって容易に行なうこと
ができる。また、光フィルタ素子として動作させる際に
は、半導体レーザに電流を注入しないでおけば、入射光
のうち半導体レーザ側へ分岐した光は半導体レーザの活
性層で吸収されてしまい透過してこない、一方、入射光
のうち光フィルタ素子側へ分岐した光は、光フィルタ素
子の透過特性に従って、特定の波長の光だけが透過する
。従って、この光集積素子の光フィルタ素子としての特
性は半導体レーザを並列に集積することにより劣化しな
い。

（実施例）次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例の光集積素子の構造を示す
平面図である。第２図は、半導体レーザ２００の構造を
示す斜視図、第３図は光フィルタ素子３００の構造を示
す斜視図である。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Ｉｎ？基板１１０上の半導体レーザ２００部
と光フィルタ素子部３００に周期２４００人の＾／４シ
フト回折格子を形成する０次に１回目のＬＰＥ成長によ
ってノンドープＩｎＧａＡｓＰ光ガイドＪ’１１２０（
λｇ−１．３川、厚さ０．３ｓｍ）　、　ｎ形ＩｎＰバ
ッファ層１３０（厚さ０、ＩＰＩ）、ノンドープ活性層
１４０（λｇ−１，５３Ｐ＠。

厚さ０．１ｍ）、ｐ形ＩｎＰクラッドＷ！ｊ１５０（厚
さ０．２４）を順次成長する０次に光導波路部１００と
光フィルタ素子部３００のＩｎＰクラッド暦１５０と活
性層１４０とを選択的に除去する６次に２回目のＬＰＥ
成長において全体にｐ形ＩｎＰクラッド層１６０を形成
する。

次に埋め込み構造とするために、メサエッチングを行な
った後、３回目のＬＰＥ成長によって埋め込み成長を行
なう、ここでは、埋め込み構造として二重チャンネルブ
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１！極を形成した後、半導体レーザ２００と光フィル
タ素子３００および光導波路１００の間の電気的な分離
を行なうために、中央のメサ付近を除いて溝を形成する
。その後、光との結合をよくするためにプラズマＣＶＤ
装置を用いて素子の両端面にＳｉＮ膜１７０を形成する
。

この端面の反射率は２％以下であった。半導体レーザ２
００．光フィルタ素子３００の長さはともに３００−１
光導波路１００も含めた本実施例の光集積素子の長さは
６００−である、また半導体レーザ２０ｏ、光フィルタ
素子３００の幅はともに３００−で、間の溝の幅は５０
−である。

こうして試作した素子の特性の一例を次に示す、光フィ
ルタ素子３００．半導体レーザ２００に電流を注入しな
い時の透過波長は、１．５５６３−１光フィルタ素子３
００のみに電流を８０ｍＡ注入すると透過波長は１．５
５０５−となり透過波長は連続して５８人変化した。ま
た、半導体レーザ２００の５ｍＷ出力時の発振波長は１
．５５６０Ｐ＠であった。第４図に光フィルタ素子３０
０のみに電流を注入した時の透過特性を示す、透過阻止
波長域は６５人、透過波長の１０ｄＢ減衰幅は０．５人
であった。

この実施例では本発明の特徴とする光軸調整の容易性に
ついても顕著な改善が見られる。すなゎち、従来の光フ
ィルタ素子では光軸調整に１時間近く要していたが、本
発明の光集積素子では、１０分と大幅に改善された。

さて、本実施例では光フィルタ素子として第３図に示す
構造の光フィルタ素子を用いたが、他の構造の素子であ
っても光フィルタの機能を果たすものであれば、どんな
ものでもよい、さらに、素子の材料および組成は、上述
の実施例に限定する必要はなく、他の半導体材料や誘電
体材料などであってもよい、また、位相シフト構造も外
部から位相シフト量を制御できるような構成にすれば、
さらに波長可変範囲を広げることができる。また、未実
施例では、位相シフト構造として、位相シフト回折格子
を用いたが、これはなにも位相シフト回折格子に限定す
る必要はなく、均一な回折格子を有し、かつ導波路の幅
あるいは厚みを変えた、いわゆる等測的な位相シフト構
造であってもよい、また導波路１００のテーパ部にスイ
ッチを設け、フィルタ動作時のロスを減少移せてもよい
。

（発明の効果）従来の光フィルタ素子では、光軸調整に１時間程度費し
ていたが、本発明の光集積素子では光軸調整が１０分程
度に短縮きれ、光軸調整の容易性が大幅に改着された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光集積素子の構造を示す平
面図である。第２１５０は第１図実施例に集積諮れてい
る半導体レーザの構造を示す斜視図である。第３図は第
１図実施例に集積きれている光フィルタ素子の構造を示
す斜視図である。第４図は本実施例の光集積素子の透過
特性を示す図である。１００・・・光導波路、２００・・・半導体レーザ、３
００・・・光フィルタ素子、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、１７
０・・・ＳｉＮ膜。

Claims

【特許請求の範囲】

光フィルタ素子と半導体レーザが並列に配置され、前記
光フィルタ素子と前記半導体レーザが同一の導波路に光
学的に結合していることを特徴とする光集積素子。