JP2000066046A - 光伝送装置 - Google Patents

光伝送装置

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宏 佐藤
Masahiro Aoki
雅博 青木
Tsutomu Sudo
剣 須藤
Akira Oya
彰 大家
Tomonobu Tsuchiya
朋信 土屋
Masaaki Komori
正明 古森
Kazuhisa Uomi
和久 魚見
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は光伝送装置に関わり、特に、光出力
が大きく、かつ耐反射特性の優れた高速・大容量の光伝
送システムに好適な光伝送装置を提供する。 【解決手段】 光を射出する導波路型光素子と、この導
波路型光装置に光結合する光伝送路とを有し、前記導波
路型光素子が少なくともその一部に利得結合型回折格子
を有する発光部と、これに一体集積されたモード変換領
域から構成されることを特徴とする光伝送装置。 【効果】 本願発明に係る光伝送装置によれば、発光部
と光伝送路との光結合を高効率に維持しつつ反射戻り光
耐性に優れた光伝送システムを提供する事ができる。ま
た、本願発明の光伝送部材は、こうした高効率光結合か
つ耐反射特性の優れた高速・大容量の光伝送システムに
好適な光伝送装置を提供することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、光部品の光結合
特性の良好な光伝送装置、または光通信モジュールに関
するものである。さらに、本願発明により、光部品間の
光結合効率が良好な光伝送部品を提供できる。本願発明
は、光通信システム、光通信ネットワ−クへの適用に好
適である。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムにおいて、良好な伝送特
性を実現するためには、光伝送装置の高出力化が必要不
可欠である。このため、光伝送装置の実装工程において
は、光源である例えば半導体レーザダイオード（LD）と
誘電体導波路または光ファイバとの高効率な光結合は必
須である。しかしながら、従来型半導体レ−ザ装置のビ
−ム出射角と光ファイバ・光導波路の受光角には大きな
不整合があり、両者を直接結合した場合の光結合効率は
不十分である。
【０００３】このため従来の通信用光モジュールでは、
上記の不整合を補償する光学レンズを用い、さらに実装
工程でのレーザ、レンズ、ファイバの高精度な光軸調整
が必要である。これに対し、近年では、光通信を安価に
利用可能とするため、光伝送装置の小型化、低消費電力
化、低コスト化が求められている。したがって、光伝送
装置に含まれる各部品、特に光モジュールの経済化、量
産化は安価な光通信システムの実現へ向けた必須課題で
ある。
【０００４】これらの要請に対し、直接結合での結合効
率を向上し、かつ、光軸ズレの許容度を緩和する目的
で、半導体レーザ装置に導波モード変換器を一体集積
し、半導体レーザ装置にレンズ機能を付加する試みが活
発化している。
【０００５】尚、モード変換器とは、例えば３０〜４０
度と広い出射角を持つ半導体レーザ装置の出射ビームを
狭める部材であり、これにより、半導体レーザ装置と光
ファイバ等の光伝送路との光結合が良好になる。
【０００６】上記のモード変換器と半導体レーザ装置と
の集積化は、これまで、主にファブリ−ペロ(Fabry-Per
ot)型の半導体レーザ装置に対して行われてきた。しか
し、光通信システムの高速・大容量化には、分布帰還
（DFB : Distributed Feedback)半導体レーザ装置とモ
ード変換器の集積化が必須となる。このため、ＤＦＢ半
導体レーザ装置へのモード拡大器集積化も行われ始めて
おり、その例として、第５８回応用物理学会技術講演大
会予行集3p-ZC-5、3p-ZC-6等がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように分布帰還半導体レーザ装置にモード変換器を集積
し、光伝送路との光結合効率が向上した場合、次のよう
な欠点がある。即ち、結合効率の向上により、光伝送路
の入射端面や光伝送路の中継箇所等で反射した光が、分
布帰還型半導体レーザ装置内部へ容易に戻ってしまう。
上記反射戻り光は、半導体レーザ装置でのノイズ発生等
を引き起こし、光モジュール、光伝送装置、ひいては通
信システムの伝送特性を悪化させる主原因となってい
る。したがって、モード変換器集積の特徴を最大限に活
用するためには、反射光耐性の確立が重要な技術課題で
ある。
【０００８】本願発明の目的は、光源と光伝送路との光
結合を高効率に保ちつつ、光源である半導体レーザ装置
の反射戻り光耐性を向上させ、当該光伝送装置の反射戻
り光耐性を向上させた光伝送装置を提供するものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決を目的と
し、本発明者らは、モード変換器集積レーザの高光結合
効率特性を最大限に引き出すため、前述の報告例（第５
８回応用物理学会技術講演大会予行集3p-ZC-5、3p-ZC-
6）にない特徴、光導波路の膜厚が変調されたモード変
換器と利得結合分布帰還型半導体レーザ装置を一体集積
した光伝送部材、光伝送装置を提供する。
【００１０】本発明者は、利得結合分布帰還型半導体レ
ーザ装置は、通常の分布帰還型半導体レーザ装置に比
べ、反射戻り光耐性に優れていることに着眼した。利得
導波によるレーザ発振が戻り光雑音を低減するという効
果は、ファブリ・ペロ（Fabri-Perot）型共振器を用い
た自励発振型の半導体レーザ素子において既に確かめら
れている。ファブリ・ペロ（Fabri-Perot）型では、共
振器方向にストライプパターンを形成する如く配置され
た利得の異なる領域がレーザ発振の多モード化に大きく
影響し、これが戻り光雑音を打ち消すものである。そし
て、光伝送の分野に用いる半導体レーザ素子において
は、自励発振、即ち、素子外部からの信号入力に関係な
く電流注入だけでレーザ発振強度が小刻みなパルス状に
変動する現象は光信号の伝送精度を損ねるため、起こし
てはいけなかった。一方、本願発明が実施される分布帰
還型半導体レーザ装置においては、上記利得の異なる領
域は回折格子が併設された発光領域の特定の位置に多く
の電流を集中させる効果を得る目的で利用されてきた。
そして、この種の共振器におけるレーザ発振条件は発光
領域に沿って形成された回折格子のパターンに強く依存
していた。
【００１１】しかし、本願発明者が実験的に得た知見で
は、このような分布帰還型半導体レーザ装置に利得の異
なる領域をストライプ状に設けた場合でも、光ファイバ
から不慮に入射する光ビームに起因する雑音を低減でき
るということが判明した。その効果は、レーザ発振領域
と光ファイバの間にモード変換器を設けた場合でも、上
述の雑音が殆ど無視できるというものである。即ち、分
布帰還型の共振器構造を有するレーザ発振領域と光ファ
イバとの間に特開平９−171113号公報に開示されるビー
ムスポット拡大器に似たモード変換器を設けると、レー
ザ発振領域で生じたレーザ光を光ファイバに効率よく導
入できるが、その反面、光ファイバから出射される上記
戻り光を効率よくレーザ発振領域に送ってしまうのであ
る。従って、特開平９−171113号公報に記載のビームス
ポット拡大領域付の分布帰還型半導体レーザ装置は、光
信号の伝送効率を向上できる反面、ノイズ対策をしなけ
ればならないという弱点があった。このような従来の光
集積化素子におけるトレード・オフの問題を、本願発明
は解決するものである。
【００１２】よって、本願発明は、反射戻り光耐性に優
れ、かつ光伝送路への高効率光結合が可能なモード変換
器集積分布帰還型半導体レーザ装置を実現し、高光出力
で反射戻り光耐性の優れた光伝送装置を提供するもので
ある。また、本願発明に係る光伝送装置によれば、発光
部と光伝送路との光結合を高効率に維持しつつ反射戻り
光耐性に優れた光伝送システムを提供できる。そして、
本発明が実施される光伝送装置の究極の形態は、上記モ
ード変換器集積分布帰還型半導体レーザ装置と光ファイ
バとを直接（いかなる光学素子を介することなく）光学
的に結合することである。
【００１３】以上に述べた本願発明の導波路型光素子、
光モジュール、及び光伝送装置の特徴を列挙すると下記
のとおりである。
【００１４】まず、本発明による導波路型光素子は、光
の導波に望ましい屈折率を有する光導波路層と、この光
導波路層よりも広バンドギャップで低屈折率な材料から
なるクラッド層で挟んだ構造が半導体基板上部に形成さ
れ、上記光導波路層が少なくともその一部に発光領域と
これに光結合されたモード変換領域を有し、上記発光領
域の少なくとも一部において光の進行方向に屈折率が周
期的に変化する回折格子を有し、上記回折格子を有する
領域において光の利得または損失が周期的に変化するこ
とを特徴とする。
【００１５】上記モード変換領域は、光導波路層の厚さ
が光の進行方向に連続的に薄くなるように構成すること
が望ましい。また、上記モード変換領域は、光導波路層
の厚さが光の進行方向に連続的に薄くなり且つ光の進行
方向と交差する導波路層幅が光の射出部に向かって変化
するように構成することが望ましい。
【００１６】一方、上記光導波路部はリッジ導波路型と
し、更にその光導波路の光の進行方向に交差する幅は光
の導波方向に変調する事が望ましい。
【００１７】次に、本発明による光モジュールは、光を
射出する導波路型光素子と、この導波路型光装置に光結
合する光伝送路とを有し、上記導波路型光素子が光の導
波に望ましい屈折率分布を持つ光導波路層を有し、上記
光導波路層は少なくともその一部に発光領域とこれに光
結合されたモード変換領域を有し、上記発光領域の少な
くとも一部において光の進行方向に屈折率が周期的に変
化する回折格子を有し、上記回折格子の領域において光
の利得または損失が周期的に変化することを特徴とす
る。
【００１８】また、上記光モジュールの導波路型光素子
の光を出射する端面と光伝送路の入射端面とを対向させ
ることが望ましい。上記導波路型光素子のモード変換領
域は、光導波路層の厚さが光の進行方向に連続的に薄く
なるように構成するとよく、また、上記光導波路部はリ
ッジ導波路型とすることがよい。
【００１９】本発明による光伝送装置は、光信号を発す
る光モジュールを有し、前記光モジュールは少なくとも
その一部に光を射出する導波路型光素子と、この導波路
型光素子に光結合する光伝送路とを有し、上記導波路型
光素子が光の導波に望ましい屈折率分布を持つ光導波路
層を含み、上記光導波路層は少なくともその一部に発光
領域とこれに光結合されたモード変換領域を有し、上記
発光領域の少なくとも一部において光の進行方向に屈折
率が周期的に変化する回折格子を有し、上記回折格子の
領域において光の利得または損失が周期的に変化するこ
とを特徴とする。
【００２０】上述の光伝送装置において、上記導波路型
光素子の光を出射する端面と光伝送路の入射端面とを対
向させることが望ましい。また、上記導波路型光素子の
モード変換領域は光導波路を構成する積層体の厚さが光
の出射方向に連続的に薄くなるように構成するとよい。
ことを特徴とする光伝送装置。そして、上記光の出射方
向に連続的に薄くなる光導波路の厚さは、光出射端にお
いて発光部での導波路厚さの１／３を越えないように設
定するとよい。また、上記光伝送装置において、その導
波路部分の光軸と垂直方向の幅を、光の射出部に向かっ
て変調するとよい。さらに、上記光導波路部はリッジ導
波路型にするとよい。
【００２１】尚、本発明の実施に適した共振器構造を有
する利得結合分布帰還型半導体レーザとは、半導体レー
ザ装置の光の進行方向に屈折率が周期的に変化する回折
格子を有し、かつ回折格子の領域において光の利得また
は損失が周期的に変化する半導体レーザ装置である。利
得結合分布帰還型半導体レーザ装置と、従来の分布帰還
型半導体レーザ装置の反射光への耐性に関しては、IEEE
Journal of QuantunElectronics. vol.27, No.6, p173
2-1735等の文献に詳しく述べられている。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましき実施の形
態を、実施例１乃至３及び夫々の関連図面を参照して説
明する。
【００２３】＜実施例１＞本願発明を波長１.３μｍ帯
のリッジ導波路型レーザ装置に適用した例を図１を用い
て説明する。
【００２４】まず、ｎ型（１００）ＩｎＰ半導体基板１
１上部に公知の手法により、Siシャドウマスクを載せた
状態において、トリメチルインジウム、トリエチルガリ
ウム、アルシン、ホスフィン等の原料ガスを用いた有機
金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Metal Organic Vapor Phas
e Epitaxy）法によりｎ型ＩｎＰバッファ層０．１μ
ｍ、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ下側ガイド層（組成波長１．０
５μｍ）０．０５μｍ、６．０ｎｍ厚の１．１％圧縮歪
を有するＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３μｍ）を井戸
層、１２ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．０５μ
ｍ）を障壁層とする６周期の多重量子井戸活性層、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）光導波路層０．１
０μｍからなる積層体１２、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ（組成
波長１．０５μｍ）光導波路層０．０５μｍ１３、Ｉｎ
Ｐクラッド層０．０５μｍを形成する。多重量子井戸活
性層の発光波長は約１．３μｍである。公知の通り、シ
ャドウマスク成長(SMG : Shadow Masked Growth)では、
マスク下部でのみ成長膜厚さが減少するため、上記積層
体１２および光導波路層１３、およびp-ＩｎＰクラッド
層からなる合成層１４には、同一ウエハ状に膜厚の厚い
領域１５と膜厚の薄い領域１６が連続的に形成される。
また、本実施例ではＭＯＶＰＥ法を用いているが、分子
線エピタキシ（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法等
でも作製可能である。
【００２５】上記の結晶成長後、公知の干渉露光方式と
それに続くＢｒ系溶液でのエッチングにより、ｎ型光導
波路層１３の膜厚テーパ領域以外の箇所に回折格子１７
を形成する。引き続き、ｐ型ＩｎＰクラッド層４．０μ
ｍ１８、ｐ型ＩｎＧａＡｓ層０．２μｍ１９をＭＯＶＰ
Ｅ法により形成した。
【００２６】結晶成長プロセスの後、公知のＢｒ２系溶
液を用いたウエットエッチングによりＩｎＧａＡｓ層を
ビーム出射方向にフレア状に幅が広がるストライプ構造
に加工する。ここでストライプ方向は［０１１］とし、
公知の通り臭化水素酸系エッチング溶液を用いリッジ導
波路を形成する。この結果、リッジ導波路側壁にはＩｎ
Ｐ（１１１）Ａ結晶面が現れ、断面形状は逆メサ形状と
なる。リッジ底面の幅は直線ストライプ部分で２．０μ
ｍ、ビーム出射端面でのリッジ底面幅は８．０μｍとし
た。
【００２７】続いて熱化学気相蒸着（T-CVD : Thermo-C
hemical Vapor Deposition）法により基板全面に厚さ
０．５０μｍのシリコン酸化膜２０を形成する。本実施
例ではシリコン酸化膜を絶縁膜としているが、シリコン
窒化膜等を用いることも可能である。ポリイミド樹脂２
１によりウエハ表面を平坦化した後、リッジ上面にエッ
チバック法を用いてシリコン酸化膜窓を形成する。エッ
チバックには反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用い
た。最後に電極２２、２３を形成の後、劈開工程により
膜厚テ−パ部３００μｍを含む共振器長６００μｍの素
子に切り出し、後端面に反射率９５％の反射膜２４、前
端面に反射率０．１％の低反射膜２５をコートした。ま
た、モード変換領域のｐ−ＩｎＰクラッド層には、無効
電流低減の目的で、高抵抗領域２６を設けた。
【００２８】作製した素子は、室温、連続発振条件にお
いてしきい値１０〜１２ｍＡ、発振効率０．４０〜０．
４５Ｗ／Ａと良好な発振特性を示した。また、動作温度
８５℃において閾値約３５ｍＡ、発振効率０．２８〜
０．３２Ｗ／Ａを得た。動作出力１０mWでのビーム広が
り角度は水平、垂直方向とも約１２度となり、フラット
端面ファイバへの平均結合損失は３dB以下となった。こ
の結果、モジュールの光出力５mWを達成した。また、素
子の長期信頼性を８５℃、１０mWの条件下で評価し、１
０万時間以上の推定寿命を確認した。
【００２９】なお、本実施例においては、レーザの発振
波長即ち、多重量子井戸活性層の発光波長を１．３μｍ
に設定しているが、波長を１．５μｍ帯に設定した場
合においても同様の同様の効果を得ることができる。
【００３０】＜実施例２＞本発明を波長１.３μｍ帯の
埋込型レーザに適用した第二の実施形態を図２を用いて
説明する。ｎ型（１００）ＩｎＰ半導体基板５１上部に
第一の実施例と同様に、Siシャドウマスクを載せた状態
において、トリメチルインジウム、トリエチルガリウ
ム、アルシン、ホスフィン等の原料ガスを用いた有機金
属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Metal Organic Vapor Phase
Epitaxy）法によりｎ型ＩｎＰバッファ層０．１μｍ、
ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ下側ガイド層（組成波長１．０５μ
ｍ）０．０５μｍ、６．０ｎｍ厚の１．１％圧縮歪を有
するＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．３μｍ）を井戸層、
１２ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）
を障壁層とする６周期の多重量子井戸活性層、ＩｎＧａ
ＡｓＰ（組成波長１．０５μｍ）光導波路層０．１０μ
ｍからなる積層体５２、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層
０．０５μｍ５３、ＩｎＰクラッド層０．０５μｍを形
成する。多重量子井戸活性層の発光波長は第一の実施例
と同様、約１．３μｍである。
【００３１】上記の結晶成長プロセスに引き続き、第一
の実施例と同様、回折格子５４を形成した後、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層４．０μｍ５５、ｐ型ＩｎＧａＡｓ層０．
２μｍ５６をＭＯＶＰＥ法により形成した。
【００３２】結晶成長工程に続き、シリコン酸化膜から
なる幅８．５μmのストライプをマスクとし、臭素メタ
ノール溶液を用いたウエットエッチングによりメサスト
ライプを形成し、Ｆｅ添加した高抵抗ＩｎＰ５７でメサ
ストライプを埋め込む。メサストライプ形成には、ドラ
イエッチングを用いることも可能である。また、本実施
例では、半絶縁埋込み層としてＦｅ添加ＩｎＰを使用し
ているが、添加する不純物はＴｉ等でもよい。
【００３３】続いて上記のT-CVD法により基板全面に厚
さ０．５０μｍのシリコン酸化膜５８を形成し、メサス
トライプ上部のみシリコン酸化膜を除去する。最後に電
極５９、６０を形成の後、劈開工程により膜厚テ−パ部
３００μｍを含む共振器長６００μｍの素子に切り出
し、第一の実施例と同様、後端面に反射率９５％の反射
膜６１、前端面に反射率０．１％の低反射膜２２を形成
した。
【００３４】作製した素子の室温、連続発振条件でのし
きい値、発振効率はそれぞれ５〜８ｍＡ、０．４０〜
０．４２Ｗ／Ａとなった。また、動作温度８５℃におい
て閾値約３０ｍＡ、最高出力２０mW以上を得た。動作出
力１０mWでのビーム広がり角度は水平、垂直方向とも８
〜１０度となり、フラット端面ファイバへの平均結合損
失は３dB以下となった。この結果、５mW以上の最高モジ
ュール出力を達成した。また、素子の長期信頼性を８５
℃、１０mWの条件下で評価し１０万時間以上の推定寿命
を確認した。
【００３５】＜実施例３＞本願発明を適用した光伝送装
置の実施形態の一例を図３および図４を用いて説明す
る。より具体的には、光モジュール、光ネットワークユ
ニットの構成例を説明する。
【００３６】図３は、光モジュールに本願発明を適用し
た実施形態の一例である。実装基板１０１上に、半導体
レーザ装置１０２が、光ファイバ１０４に光軸を合わせ
て搭載されている。ここで、光ファイバ入射端面の形状
は平坦面、球面いずれでも良い。通例、光ファイバ１０
４は実装基板１０１に設けたＶ字型の溝に固定される。
本実施例では、この半導体レーザ装置として、実施例１
で示したモード変換器集積利得結合型分布帰還型半導体
レーザ装置を用いた。半導体レーザ装置の素子長および
端面反射率は実施例１で述べた値と同一である。尚、搭
載する半導体レーザ装置ガ実施例２に示した埋め込み型
構造の場合においても、基本形態は図３に示す形態と全
く同様である。
【００３７】半導体レーザ装置１０２は、ｐ極電極を実
装基板側に向け搭載し、レーザ装置の後方には光出力監
視用の受光素子１０３を搭載した。尚、図３において実
装基板１０１ヘ搭載する各要素素子への電極パッド部が
１０５〜１０８として示されている。但し、それら素子
およびパッド間の配線は通例と同様の形態であるため、
詳細な記述は省略する。
【００３８】本例では、実装基板上部に固定された光フ
ァイバ１０４への結合損失は約３ｄＢであった。また、
本光伝送装置のの長期信頼性を８５℃、２mW光出力一定
の条件下で評価し、１０万時間以上の推定寿命を確認し
た。
【００３９】さらに、図４は上記光モジュールを光通信
用ユニット１５０に適用した具体例を示す概略構成図で
ある。例えば、各種端末装置より入力された信号は、外
部との接続経路１５１を通りインターフェイス１５２を
経由した後、信号多重化装置１５３を経て、所定の信号
が光モジュール１１４へ供給される。光モジュール１５
４にて発した光信号１５５は光ファイバ１５６を通して
伝送される。前述の光モジュール１５４には、実施例１
および２で述べた半導体レーザ装置が含まれる。また、
前記光通信用ユニット内には他に、光信号受信装置１５
８、駆動電源１５９等が含まれる。これにより、伝送装
置にて受信した入力信号１５７を接続経路１５１を介し
て外部媒体へ転送することも可能である。これらの基本
構成は公知のものと同様であるので、詳細な説明は省略
する。
【００４０】
【発明の効果】本願発明に係る光伝送装置によれば、発
光部と光伝送路との光結合を高効率に維持しつつ反射戻
り光耐性に優れた光伝送システムを提供する事ができ
る。
【００４１】本願発明の光伝送部材は、こうした高効率
光結合かつ耐反射特性の優れた高速・大容量の光伝送シ
ステムに好適な光伝送装置を提供することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明するための図であり、
(a)は装置の斜視図、(b)は図(a)のA矢視図である。
【図２】本発明の実施例を説明するための図であり、
(a)は装置の斜視図、(b)は図(a)のA矢視図である。
【図３】本発明の実施例を説明するための図であり、
(a)装置光源の拡大図、(b)は装置の斜視図である。
【図４】本発明の実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
１１…ｎ型（１００）ＩｎＰ半導体基板、１２…積層
体、１３…光導波路層、１４…合成層、１５…膜厚の薄
い領域、１６…膜厚の厚い領域、１７…利得結合型回折
格子、 １８… ｐ型ＩｎＰクラッド層、１９… ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓキャップ層、２０…シリコン酸化膜、２１…
ポリイミド樹脂、２２…ｐ側電極、２３…ｎ側電極、２
４…高反射率膜、２５…低反射率膜、２５…高抵抗領
域、５１…ｎ型（１００）ＩｎＰ半導体基板、５２…積
層体、５３…光導波路層、５４…利得結合型回折格子、
５５…ｐ型ＩｎＰクラッド層、５６…ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓキャップ層、５７…半絶縁性ＩｎＰ、５８…シリコン
酸化膜、５９…ｐ側電極、６０…ｎ側電極、６１…低反
射率膜、６２…高反射率膜、１０１…表面実装基板、１
０２…モード変換器集積利得結合分布帰還半導体レー
ザ、１０３…受光素子、１０４…光ファイバ、１０５…
レーザ用陽極電極パッド、１０６…レーザ用陰極電極パ
ッド、１０７…受光素子用陰極電極パッド、１０８…受
光素子用陽極電極パッド、１５０…光通信用ユニット、
１５１…接続経路、１５２…インタフェイス、１５３…
信号多重化装置、１５４…光モジュール、１５５…光信
号、１５６…光ファイバ、１５７…入力信号、１５８…
受信モジュール、１５９…駆動電源。
フロントページの続き (72)発明者 須藤 剣 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大家 彰 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 土屋 朋信 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 古森 正明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 魚見 和久 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 2H047 AA04 AA05 AA13 BB01 BB23 CC05 CC07 EE03 EE06 EE24 GG02 GG07 HH00 5F073 AA11 AA22 AA45 AA64 AA74 AA83 AA89 AB28 BA02 CA12 CB17 CB20 DA05 DA35 EA29 FA07 5K002 AA01 BA07 BA13 BA31 EA05 FA01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光の導波に望ましい屈折率を有する光導波
    路層と、この光導波路層よりも広バンドギャップで低屈
    折率な材料からなるクラッド層で挟んだ構造が半導体基
    板上部に形成され、前記光導波路層が少なくともその一
    部に発光領域とこれに光結合されたモード変換領域を有
    し、前記発光領域の少なくとも一部において光の進行方
    向に屈折率が周期的に変化する回折格子を有し、前記回
    折格子を有する領域において光の利得または損失が周期
    的に変化することを特徴とする導波路型光素子。
  2. 【請求項２】前記モード変換領域では光導波路層の厚さ
    が光の進行方向に連続的に薄くなることを特徴とする請
    求項１に記載の導波路型光素子。
  3. 【請求項３】前記モード変換領域では光導波路層の厚さ
    が光の進行方向に連続的に薄くなり、かつ光の進行方向
    と交差する導波路層幅が光の射出部に向かって変化する
    ことを特徴とすることを特徴とする請求項１および２に
    記載の導波路型光素子。
  4. 【請求項４】前記光導波路部はリッジ導波路型であるこ
    とを特徴とする請求項１から３に記載の導波路型光素
    子。
  5. 【請求項５】前記リッジ導波路型の光導波路の光の進行
    方向に交差する幅は光の銅は方向に変調されていること
    を特徴とする請求項４に記載の導波路型光素子。
  6. 【請求項６】光を射出する導波路型光素子と、この導波
    路型光装置に光結合する光伝送路とを有し、前記導波路
    型光素子が光の導波に望ましい屈折率分布を持つ光導波
    路層を有し、前記光導波路層は少なくともその一部に発
    光領域とこれに光結合されたモード変換領域を有し、前
    記発光領域の少なくとも一部において光の進行方向に屈
    折率が周期的に変化する回折格子を有し、前記回折格子
    の領域において光の利得または損失が周期的に変化する
    ことを特徴とする光モジュール。
  7. 【請求項７】前記光モジュールにおいて導波路型光素子
    の光を出射する端面と光伝送路の入射端面とが対向して
    いること特徴とする光モジュール。
  8. 【請求項８】前記導波路型光素子のモード変換領域では
    光導波路層の厚さが光の進行方向に連続的に薄くなるこ
    とをを特徴とする請求項６および７に記載の光モジュー
    ル。
  9. 【請求項９】前記光導波路部はリッジ導波路型であるこ
    とを特徴とする請求項６から８に記載の光モジュール。
  10. 【請求項１０】光信号を発する光モジュールを有し、前
    記光モジュールは少なくともその一部に光を射出する導
    波路型光素子と、この導波路型光素子に光結合する光伝
    送路とを有し、前記導波路型光素子が光の導波に望まし
    い屈折率分布を持つ光導波路層を含み、前記光導波路層
    は少なくともその一部に発光領域とこれに光結合された
    モード変換領域を有し、前記発光領域の少なくとも一部
    において光の進行方向に屈折率が周期的に変化する回折
    格子を有し、前記回折格子の領域において光の利得また
    は損失が周期的に変化することを特徴とする光伝送装
    置。
  11. 【請求項１１】請求項１０に記載の光伝送装置におい
    て、前記導波路型光素子の光を出射する端面と光伝送路
    の入射端面とが対向していること特徴とする光伝送装
    置。
  12. 【請求項１２】請求項１０および１１に記載の光伝送装
    置において、前記導波路型光素子のモード変換領域は光
    導波路を構成する積層体の厚さが光の出射方向に連続的
    に薄くなることを特徴とする光伝送装置。
  13. 【請求項１３】請求項１０から１２に記載の光伝送装置
    において、 前記導波路型光素子は、その光の出射方向
    に連続的に薄くなる光導波路の厚さが、光出射端におい
    て発光部での導波路厚さの１／３を越えないことを特徴
    とする光伝送装置。
  14. 【請求項１４】請求項１０から１３に記載の光伝送装置
    において、その導波路部分の光軸と垂直方向の幅が光の
    射出部に向かって変調されていることを特徴とする光伝
    送装置。
  15. 【請求項１５】請求項１０から１４に記載の光伝送装置
    において、光導波路部がリッジ導波路型であることを特
    徴とする光伝送装置。
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