JP2015195271A - semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば光通信システムに使用される半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device used in, for example, an optical communication system.
特許文献1の図9等には、半導体レーザ素子からのレーザ光を光増幅器で増幅した後に分岐する半導体装置が開示されている。分岐されたレーザ光の一方は光ファイバに導かれ、他方はモニタ用受光素子に導かれる。モニタ用受光素子は、半導体レーザ素子の波長チューニングに用いられる。 FIG. 9 and the like of Patent Document 1 disclose a semiconductor device that branches after the laser light from the semiconductor laser element is amplified by an optical amplifier. One of the branched laser beams is guided to the optical fiber, and the other is guided to the light receiving element for monitoring. The monitor light receiving element is used for wavelength tuning of the semiconductor laser element.
特許文献1に開示の半導体装置は、半導体レーザ素子と、光増幅器と、モニタ用受光素子とが1枚の基板に設けられているので、部品点数の削減に適した構成となっている。しかしながら、この半導体装置では光増幅器で増幅されたレーザ光(増幅光)の一部をモニタ用受光素子で消費する。そのため、光ファイバへ導く増幅光の光強度を十分な値とするために、光増幅器の駆動電力を上げなければならない。よって、光増幅器の消費電力が高くなる問題があった。 The semiconductor device disclosed in Patent Document 1 has a configuration suitable for reducing the number of parts because the semiconductor laser element, the optical amplifier, and the light receiving element for monitoring are provided on one substrate. However, in this semiconductor device, a part of the laser light (amplified light) amplified by the optical amplifier is consumed by the monitoring light receiving element. Therefore, the drive power of the optical amplifier must be increased in order to make the light intensity of the amplified light guided to the optical fiber a sufficient value. Therefore, there is a problem that the power consumption of the optical amplifier becomes high.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、部品点数の削減に適した構成を有し、かつ光増幅器の消費電力を抑制できる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a configuration suitable for reducing the number of components and capable of suppressing power consumption of an optical amplifier. .
本願の発明に係る半導体装置は、1枚の基板と、該基板に設けられた複数の半導体レーザ素子と、該基板に設けられた、該複数の半導体レーザ素子の前方出力光を合波する前方光合波器と、該基板に設けられた、該前方光合波器で合波された光を増幅する光増幅器と、該基板に設けられた、該複数の半導体レーザ素子の後方出力光を受光するモニタ用受光素子と、を備えたことを特徴とする。 A semiconductor device according to the invention of the present application includes a single substrate, a plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate, and a front that combines front output lights of the plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate. An optical multiplexer, an optical amplifier provided on the substrate for amplifying the light combined by the front optical multiplexer, and rear output light of the plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate are received. And a light-receiving element for monitoring.
本願の発明に係る他の半導体装置は、1枚の基板と、該基板に設けられた複数の半導体レーザ素子と、該基板に設けられた、該複数の半導体レーザ素子の前方出力光を合波する前方光合波器と、該基板に設けられた、モニタ用受光素子と、該基板に設けられた、光増幅器と、を備え、該前方光合波器で合波された光のうち、一部は該モニタ用受光素子で受光され、残りの光は該光増幅器で増幅されることを特徴とする。 Another semiconductor device according to the invention of the present application combines one substrate, a plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate, and front output light of the plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate. A part of the light combined by the front optical multiplexer, a light receiving element for monitoring provided on the substrate, and an optical amplifier provided on the substrate. Is received by the light-receiving element for monitoring, and the remaining light is amplified by the optical amplifier.
本発明によれば、光増幅器で増幅する前のレーザ光をモニタ用受光素子で受光するので、部品点数の削減に適した構成を有し、かつ光増幅器の消費電力を抑制できる。 According to the present invention, since the laser light before being amplified by the optical amplifier is received by the monitoring light receiving element, the configuration is suitable for reducing the number of components, and the power consumption of the optical amplifier can be suppressed.
本発明の実施の形態に係る半導体装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。 A semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and repeated description may be omitted.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体装置10の平面図である。半導体装置10は1枚の基板12を備えている。基板12には、例えば位相シフト型のDFBレーザ素子で構成された複数の半導体レーザ素子14が設けられている。複数の半導体レーザ素子14は半導体レーザ素子アレイを構成している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a plan view of a
複数の半導体レーザ素子14の前方出力光は、導波路16によって、基板12に設けられた前方光合波器18に導かれる。前方光合波器18は、複数の半導体レーザ素子14の前方出力光を合波する。
The forward output light of the plurality of
前方光合波器18で合波された光は、導波路20によって、基板12に設けられた光増幅器22に導かれる。光増幅器22は、前方光合波器18で合波された光を増幅する。増幅された光は外部の光ファイバに入射する。このように、半導体装置10は、1本の光ファイバに多数の異なる波長の光信号を多重化する高密度波長多重(DWDM:Dens Wavelength Division Multiplexing)方式を採用している。
The light combined by the front
複数の半導体レーザ素子14の後方出力光は、導波路30によって、基板12に設けられたモニタ用受光素子32に導かれる。モニタ用受光素子32は複数の半導体レーザ素子14と同数設けられている。そして、複数のモニタ用受光素子32は、複数の半導体レーザ素子14の後方出力光を個別に受光する。複数のモニタ用受光素子32は、半導体レーザ素子14の波長チューニングのための波長モニタ、半導体レーザ素子14のパワーをモニタするためのパワモニタ、又は波長モニタ及びパワモニタとして用いる。モニタの結果に基づき、半導体レーザ素子14の駆動電流等を制御する。
The rear output light of the plurality of
本発明の実施の形態1に係る半導体装置10によれば、複数の半導体レーザ素子14、前方光合波器18、及び光増幅器22に加え、モニタ用受光素子32を1枚の基板12に集積した。従って部品点数の削減に適した構成となっているので半導体装置のコストダウンが可能である。
According to the
半導体レーザ素子14は、図1の右側(前方)に前方出力光を出射し、図1の左側(後方)に後方出力光を出射する。前方出力光と後方出力光の強度はほぼ同等である。本発明の実施の形態1では、前方出力光を通信に使用し、後方出力光をモニタに使用する。従って、前方出力光のすべてを通信に用いることができるので、その一部をモニタ用に用いる場合と比べて、光増幅器の消費電力を抑制できる。
The
半導体レーザ素子14の数は複数であれば特に限定されない。以下の実施の形態でも同様である。以下の実施の形態に係る半導体装置は、実施の形態1との一致点が多いので、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
The number of
実施の形態2.
図2は、本発明の実施の形態2に係る半導体装置50の平面図である。複数の半導体レーザ素子14の後方出力光は、導波路52によって、一箇所(狭い範囲)に導かれる。そして、モニタ用受光素子54は、複数の半導体レーザ素子14の後方出力光をまとめて受光する1つの素子である。半導体装置50ではモニタ用受光素子54が1つだけ設けられているので、実施の形態1の半導体装置10と比べてモニタ用受光素子の数を減らすことができる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a plan view of the
実施の形態3.
図3は、本発明の実施の形態3に係る半導体装置100の平面図である。基板12に後方光合波器102が設けられている。後方光合波器102は、複数の半導体レーザ素子14の後方出力光を合波する。そして、モニタ用受光素子106は後方光合波器102で合波された光を受光する。半導体装置100によれば、後方光合波器102で合波された光をモニタ用受光素子106で受光するので、図2のモニタ用受光素子54よりもモニタ用受光素子のサイズを小さくできる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a plan view of the
実施の形態4.
図4は、本発明の実施の形態4に係る半導体装置150の平面図である。前方光合波器18には導波路152を介してモニタ用受光素子154が接続されている。前方光合波器18で合波された光のうち、一部はモニタ用受光素子154で受光され、残りの光は光増幅器22で増幅される。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a plan view of a
光増幅器で増幅されたレーザ光(増幅光)の一部をモニタ用受光素子で受光(消費)すると、光ファイバへ導くレーザ光の光強度を十分な値とするために、光増幅器の消費電力を上げなければならない。 When a part of the laser light (amplified light) amplified by the optical amplifier is received (consumed) by the monitoring light receiving element, the power consumption of the optical amplifier is set so that the light intensity of the laser light guided to the optical fiber is sufficient Must be raised.
本発明の実施の形態4に係る半導体装置150では、光増幅器22で増幅する前の前方出力光の一部をモニタ用受光素子154で受光する。従って、モニタ用受光素子154でレーザ光を受光した分、光増幅器22に入るレーザ光は若干減少する。しかし、光増幅器22はレーザ光を非線形増幅するので、この減少分による光増幅器22の出力変化は無視できるほど小さい。よって、この減少分を補うために光増幅器の消費電力を増加させる必要はない。
In the
10 半導体装置、 12 基板、 14 半導体レーザ素子、 16,20,30 導波路、 18 前方光合波器、 22 光増幅器、 32,54,106,154 モニタ用受光素子、 102 後方光合波器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板に設けられた複数の半導体レーザ素子と、
前記基板に設けられた、前記複数の半導体レーザ素子の前方出力光を合波する前方光合波器と、
前記基板に設けられた、前記前方光合波器で合波された光を増幅する光増幅器と、
前記基板に設けられた、前記複数の半導体レーザ素子の後方出力光を受光するモニタ用受光素子と、を備えたことを特徴とする半導体装置。 One board,
A plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate;
A forward optical multiplexer provided on the substrate for multiplexing forward output light of the plurality of semiconductor laser elements;
An optical amplifier for amplifying the light combined by the front optical multiplexer provided on the substrate;
A semiconductor device comprising: a monitor light-receiving element that is provided on the substrate and receives backward output light of the plurality of semiconductor laser elements.
複数の前記モニタ用受光素子は、前記複数の半導体レーザ素子の後方出力光を個別に受光することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The monitoring light receiving elements are provided in the same number as the plurality of semiconductor laser elements,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of monitoring light receiving elements individually receive rear output light of the plurality of semiconductor laser elements.
前記モニタ用受光素子は前記後方光合波器で合波された光を受光することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 A rear optical multiplexer provided on the substrate for multiplexing the rear output light of the plurality of semiconductor laser elements;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the light receiving element for monitoring receives light combined by the rear optical multiplexer.
前記基板に設けられた複数の半導体レーザ素子と、
前記基板に設けられた、前記複数の半導体レーザ素子の前方出力光を合波する前方光合波器と、
前記基板に設けられた、モニタ用受光素子と、
前記基板に設けられた、光増幅器と、を備え、
前記前方光合波器で合波された光のうち、一部は前記モニタ用受光素子で受光され、残りの光は前記光増幅器で増幅されることを特徴とする半導体装置。 One board,
A plurality of semiconductor laser elements provided on the substrate;
A forward optical multiplexer provided on the substrate for multiplexing forward output light of the plurality of semiconductor laser elements;
A light receiving element for monitoring provided on the substrate;
An optical amplifier provided on the substrate;
A part of the light combined by the front optical multiplexer is received by the light receiving element for monitoring, and the remaining light is amplified by the optical amplifier.
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