JP7453649B2

JP7453649B2 - semiconductor light emitting device

Info

Publication number: JP7453649B2
Application number: JP2020058452A
Authority: JP
Inventors: 浩幸樽見; 裕樹鎌田; 敏宏小田; 貴一 ▲濱▼本; 海松姜
Original assignee: Kyushu University NUC; Denso Corp
Current assignee: Kyushu University NUC; Denso Corp
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: JP2021158268A

Description

本発明は、異なる波長のレーザ光を選択的に出力することが可能な半導体発光素子に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device that can selectively output laser beams of different wavelengths.

従来より、例えば、特許文献１には、異なる波長のレーザ光を選択的に出力することが可能な半導体発光素子が提案されている。具体的には、この半導体発光素子では、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）等で構成される基板の第１領域上に、第１半導体レーザのための、ｎ型のＡｌＧａＡｓ（アルミニウムガリウムヒ素）クラッド層、ＡｌＧａＡｓ系活性層、ｐ型のＡｌＧａＡｓクラッド層、ｐ型のキャップ層が順に形成されている。また、基板の第２領域上に、第２半導体レーザのための、ｎ型のＡｌＧａＩｎＰ（アルミニウムガリウムインジウムリン）クラッド層、ＡｌＧａＩｎＰ系活性層、ｐ型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層、ｐ型のキャップ層が順に積層されて配置されている。つまり、基板上には、異なる波長のレーザ光を出力するため、各波長のレーザ光を出力するための異なる材料がそれぞれ配置されている。 Conventionally, for example, in Patent Document 1, a semiconductor light emitting element that can selectively output laser beams of different wavelengths has been proposed. Specifically, in this semiconductor light emitting device, an n-type AlGaAs (aluminum gallium arsenide) cladding layer for the first semiconductor laser, an AlGaAs A system active layer, a p-type AlGaAs cladding layer, and a p-type cap layer are formed in this order. Further, on the second region of the substrate, an n-type AlGaInP (aluminum gallium indium phosphide) cladding layer, an AlGaInP-based active layer, a p-type AlGaInP cladding layer, and a p-type cap layer for the second semiconductor laser are sequentially formed. Arranged in a stacked manner. That is, different materials for outputting laser beams of each wavelength are arranged on the substrate in order to output laser beams of different wavelengths.

特開２００６－１２８６７５号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-128675

しかしながら、上記半導体発光素子では、基板上に、異なる波長のレーザ光を出力するための構成をそれぞれ配置しなければならない。このため、構造が複雑化し易く、ひいては製造工程も複雑化し易い。 However, in the semiconductor light emitting device described above, structures for outputting laser beams of different wavelengths must be respectively arranged on the substrate. Therefore, the structure tends to become complicated, and the manufacturing process also tends to become complicated.

本発明は上記点に鑑み、異なる波長のレーザ光を選択的に出力することができると共に、構造の簡略化を図ることのできる半導体発光素子を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device which can selectively output laser beams of different wavelengths and whose structure can be simplified.

上記目的を達成するための請求項１では、異なる波長のレーザ光を選択的に出力する半導体発光素子であって、第１導電型の第１クラッド層（２）と、第１クラッド層上に配置された活性層（３）と、活性層上に配置された第２導電型の第２クラッド層（４）と、第２クラッド層と電気的に接続される上部電極（７）と、第１クラッド層と電気的に接続される下部電極（８）と、を備えている。そして、第１クラッド層、活性層、第２クラッド層が積層された部分が光導波路（１０）を構成しており、活性層は、下部電極と上部電極との間に電圧が印加された際に、複数の異なる波長の光を発生させる量子ドット層３１を含む構成とされ、光導波路は、第１導波路（１１）、第２導波路（１２）、および第１導波路と第２導波路との間に配置され、第１導波路および第２導波路より幅が広くされた多モード干渉光導波路（１３）を有し、第１導波路は、複数備えられ、第２導波路と多モード干渉光導波路との接続部分を基準とし、多モード干渉光導波路を伝搬する光の波長に対応した結像位置にそれぞれ備えられており、上部電極は、複数の第１導波路を構成する第２クラッド層とそれぞれ接続される複数の選択電極（７ａ、７ｂ）と、多モード干渉光導波路を構成する第２クラッド層と電気的に接続される常用電極（７ｃ）と、を有し、複数の選択電極および常用電極は、互いに分離され、独立した制御が可能とされている。 In claim 1 to achieve the above object, there is provided a semiconductor light emitting device that selectively outputs laser beams of different wavelengths, comprising a first cladding layer (2) of a first conductivity type and a first cladding layer (2) on the first cladding layer. a second cladding layer (4) of a second conductivity type disposed on the active layer, an upper electrode (7) electrically connected to the second cladding layer, and a second cladding layer (4) of a second conductivity type disposed on the active layer; 1 cladding layer and a lower electrode (8) electrically connected to the first cladding layer. The layered portion of the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer constitutes an optical waveguide (10), and the active layer is The optical waveguide includes a quantum dot layer 31 that generates light of a plurality of different wavelengths, and the optical waveguide includes a first waveguide (11), a second waveguide (12), and a first waveguide and a second waveguide. A multimode interference optical waveguide (13) is disposed between the first waveguide and the second waveguide, and has a width wider than the first waveguide and the second waveguide. The upper electrodes are respectively provided at imaging positions corresponding to the wavelengths of light propagating through the multimode interference optical waveguide with reference to the connecting portion with the multimode interference optical waveguide, and the upper electrode constitutes a plurality of first waveguides. It has a plurality of selective electrodes (7a, 7b) each connected to the second cladding layer, and a common electrode (7c) electrically connected to the second cladding layer constituting the multimode interference optical waveguide, The plurality of selection electrodes and service electrodes are separated from each other to allow independent control.

これによれば、下部電極と、常用電極、および複数の選択電極のうちの、外部へ出力する波長の光の結像位置に備えられた第１導波路の第２クラッド層と接続される選択電極との間に電圧を印加することにより、異なる波長のレーザ光を出力することができる。つまり、電圧を印加する選択電極を適宜変更することにより、異なる波長のレーザ光を出力することができる。このため、このような半導体発光素子では、共通の光導波路を用い、選択的に異なる波長のレーザ光を出力することができる。そして、共通の光導波路を用いることができるため、構造が複雑化することを抑制できる。 According to this, of the lower electrode, the regular electrode, and the plurality of selection electrodes, the selection electrode is connected to the second cladding layer of the first waveguide provided at the imaging position of the light having the wavelength to be outputted to the outside. By applying a voltage between the electrodes, laser beams of different wavelengths can be output. That is, by appropriately changing the selection electrode to which voltage is applied, laser beams of different wavelengths can be output. Therefore, such semiconductor light emitting devices can selectively output laser beams of different wavelengths using a common optical waveguide. Further, since a common optical waveguide can be used, it is possible to suppress the structure from becoming complicated.

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 Note that the reference numerals in parentheses attached to each component etc. indicate an example of the correspondence between the component etc. and specific components etc. described in the embodiments to be described later.

第１実施形態における半導体発光素子の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device in a first embodiment. 活性層の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of an active layer. 図１に示す半導体発光素子の平面模式図である。2 is a schematic plan view of the semiconductor light emitting device shown in FIG. 1. FIG. 図１に示す半導体素子の光導波路で発生する光の波長を説明するための図である。2 is a diagram for explaining the wavelength of light generated in the optical waveguide of the semiconductor element shown in FIG. 1. FIG. 基底準位に対応する波長の光の結像位置を示すシミュレーション結果である。These are simulation results showing the imaging position of light with a wavelength corresponding to the ground level. 第１励起準位に対応する波長の光の結像位置を示すシミュレーション結果である。11 is a simulation result showing the image formation position of light having a wavelength corresponding to the first excitation level. 第２実施形態における半導体発光素子の平面模式図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a semiconductor light emitting device in a second embodiment. 第３実施形態における半導体発光素子の平面模式図である。FIG. 7 is a schematic plan view of a semiconductor light emitting device in a third embodiment. 第４実施形態における半導体発光素子および外部共振器を示す平面模式図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing a semiconductor light emitting device and an external resonator in a fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. Note that in each of the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
第１実施形態の半導体発光素子１００について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、半導体発光素子１００としての半導体レーザを例に挙げて説明する。半導体発光素子１００は、図１に示されるように、Ｎ型のＧａＡｓやＩｎＰ（インジウムリン）等で構成される基板１を備えている。そして、基板１上には、Ｎ型のＡｌＧａＡｓ等で構成される第１クラッド層２が配置されている。第１クラッド層２上には、第１クラッド層２、後述する第２クラッド層４および絶縁膜６より屈折率が高くされた活性層３が配置されている。 (First embodiment)
The semiconductor light emitting device 100 of the first embodiment will be described with reference to the drawings. Note that this embodiment will be described using a semiconductor laser as the semiconductor light emitting device 100 as an example. As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting device 100 includes a substrate 1 made of N-type GaAs, InP (indium phosphide), or the like. A first cladding layer 2 made of N-type AlGaAs or the like is arranged on the substrate 1. On the first cladding layer 2, an active layer 3 having a higher refractive index than the first cladding layer 2, a second cladding layer 4, which will be described later, and an insulating film 6 is arranged.

活性層３は、図２に示されるように、複数の量子ドット３１ａが２次元的なアレイ状に配置された量子ドット層３１と、量子ドット層３１を覆うように配置されたバリア層３２とが交互に積層された構成とされている。本実施形態では、量子ドット層３１およびバリア層３２は、交互に１０層ずつ積層されている。但し、量子ドット層３１およびバリア層３２の積層される数は、適宜変更可能である。なお、本実施形態の量子ドット３１ａは、例えば、ＩｎＡｓ（インジウムヒ素）系で構成されている。そして、各量子ドット３１ａは、幅が約２０ｎｍとされ、高さが約７ｎｍとされている。また、各量子ドット層３１は、それぞれ同じ構成とされている。 As shown in FIG. 2, the active layer 3 includes a quantum dot layer 31 in which a plurality of quantum dots 31a are arranged in a two-dimensional array, and a barrier layer 32 arranged to cover the quantum dot layer 31. are alternately stacked. In this embodiment, the quantum dot layers 31 and the barrier layers 32 are alternately stacked in ten layers. However, the number of stacked quantum dot layers 31 and barrier layers 32 can be changed as appropriate. Note that the quantum dots 31a of this embodiment are made of, for example, InAs (indium arsenide). Each quantum dot 31a has a width of about 20 nm and a height of about 7 nm. Furthermore, each quantum dot layer 31 has the same configuration.

活性層３上には、Ｐ型のＡｌＧａＡｓ等で構成される第２クラッド層４が配置されている。なお、第２クラッド層４は、活性層３上の全面に配置されておらず、活性層３上に部分的に配置されている。本実施形態では、第２クラッド層４は、活性層３上において、基板１の面方向における一方向を長手方向として延設されている。そして、このような半導体発光素子１００では、第１クラッド層２、活性層３、第２クラッド層４が積層された部分にて光導波路１０が構成される。つまり、本実施形態の光導波路１０は、第２クラッド層４の長手方向が当該光導波路１０の長手方向となるように構成されている。 A second cladding layer 4 made of P-type AlGaAs or the like is arranged on the active layer 3. Note that the second cladding layer 4 is not disposed over the entire surface of the active layer 3, but is disposed partially on the active layer 3. In this embodiment, the second cladding layer 4 extends on the active layer 3 with one direction in the surface direction of the substrate 1 as the longitudinal direction. In such a semiconductor light emitting device 100, an optical waveguide 10 is configured in a portion where the first cladding layer 2, the active layer 3, and the second cladding layer 4 are laminated. That is, the optical waveguide 10 of this embodiment is configured such that the longitudinal direction of the second cladding layer 4 is the longitudinal direction of the optical waveguide 10.

ここで、本実施形態の光導波路１０は、第２クラッド層４の幅が調整されることにより、図３に示されるように、第１導波路１１および第２導波路１２と、第１導波路１１および第２導波路１２より幅が広くされた多モード干渉光導波路（以下では、単にＭＭＩともいう）１３を有する構成とされている。 Here, by adjusting the width of the second cladding layer 4, the optical waveguide 10 of the present embodiment has a structure in which the first waveguide 11 and the second waveguide 12 are connected to each other as shown in FIG. The configuration includes a multimode interference optical waveguide (hereinafter also simply referred to as MMI) 13 that is wider than the waveguide 11 and the second waveguide 12 .

なお、ここでの幅とは、光導波路１０の長手方向に沿った方向と直交する方向の長さであって、基板１の面方向に沿った方向の長さのことである。言い換えると、幅とは、光導波路１０の長手方向と直交する方向の長さであって、基板１、第１クラッド層２、活性層３、第２クラッド層４の積層方向と直交する方向の長さのことである。つまり、図３中では、紙面上下方向に沿った方向の長さが幅となる。また、図１は、図３中のI－I線に沿った断面図であり、ＭＭＩ１３を含む断面図である。そして、第１導波路１１および第２導波路１２を含む断面構成は、特に図示しないが、第２クラッド層４の幅が異なると共に、後述する上部電極７の詳細な構成が異なる以外は、図１と同様となる。 Note that the width here refers to the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide 10, and the length in the direction along the surface direction of the substrate 1. In other words, the width is the length in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the optical waveguide 10, and the length in the direction perpendicular to the lamination direction of the substrate 1, first cladding layer 2, active layer 3, and second cladding layer 4. It is about length. That is, in FIG. 3, the length in the vertical direction of the page is the width. 1 is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 3, and is a cross-sectional view including the MMI 13. As shown in FIG. Although the cross-sectional structure including the first waveguide 11 and the second waveguide 12 is not particularly shown in the drawings, the figures are different except for the width of the second cladding layer 4 and the detailed structure of the upper electrode 7, which will be described later. It is the same as 1.

第１導波路１１および第２導波路１２は、ＭＭＩ１３を挟むように配置されている。第１導波路１１は、複数備えられており、本実施形態では、２つ備えられている。そして、２つの第１導波路１１は、それぞれＭＭＩ１３と接続されている。以下では、第１導波路１１の一方を第１基底導波路１１ａともいい、第１導波路１１の他方を第１高次導波路１１ｂともいう。そして、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂは、具体的には後述するが、ＭＭＩ１３を伝搬する光の結像位置にそれぞれ接続されている。 The first waveguide 11 and the second waveguide 12 are arranged to sandwich the MMI 13 therebetween. A plurality of first waveguides 11 are provided, and in this embodiment, two first waveguides are provided. The two first waveguides 11 are each connected to the MMI 13. Hereinafter, one of the first waveguides 11 is also referred to as a first base waveguide 11a, and the other of the first waveguides 11 is also referred to as a first higher-order waveguide 11b. The first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b are each connected to an imaging position of light propagating through the MMI 13, which will be specifically described later.

本実施形態では、第１基底導波路１１ａ、第１高次導波路１１ｂ、および第２導波路１２は、シングルモードで光の伝搬が可能な幅とされており、例えば、１～２μｍとされている。ＭＭＩ１３は、マルチモードで光の伝搬が可能な幅とされており、例えば、６μｍ以上とされている。 In this embodiment, the first base waveguide 11a, the first higher-order waveguide 11b, and the second waveguide 12 have a width that allows light to propagate in a single mode, for example, 1 to 2 μm. ing. The MMI 13 has a width that allows light to propagate in multiple modes, and is, for example, 6 μm or more.

そして、図１に示されるように、第２クラッド層４上には、Ｐ型のＧａＡｓ等で構成されるキャップ層５が形成されている。また、活性層３上には、第２クラッド層４およびキャップ層５を覆うように、酸化膜等で構成される絶縁膜６が配置されている。そして、絶縁膜６には、キャップ層５の一部を露出させるようにコンタクトホール６ａが形成されている。絶縁膜６上には、コンタクトホール６ａを通じてキャップ層５と電気的に接続されることにより、第２クラッド４層と電気的に接続される上部電極７が配置されている。 As shown in FIG. 1, a cap layer 5 made of P-type GaAs or the like is formed on the second cladding layer 4. Further, an insulating film 6 made of an oxide film or the like is arranged on the active layer 3 so as to cover the second cladding layer 4 and the cap layer 5. A contact hole 6a is formed in the insulating film 6 so as to expose a part of the cap layer 5. An upper electrode 7 is arranged on the insulating film 6 and is electrically connected to the cap layer 5 through the contact hole 6a, thereby being electrically connected to the second cladding 4 layer.

ここで、本実施形態の上部電極７は、図３に示されるように、第１基底導波路１１ａを構成する第２クラッド層４と接続される第１上部電極７ａを有している。また、上部電極７は、第１上部電極７ａと分離され、第１高次導波路１１ｂを構成する第２クラッド層４と接続される第２上部電極７ｂを有している。さらに、上部電極７は、第１上部電極７ａおよび第２上部電極７ｂと分離され、ＭＭＩ１３および第２導波路１２を構成する第２クラッド層４と接続される第３上部電極７ｃとを有している。そして、第１上部電極７ａ、第２上部電極７ｂ、第３上部電極７ｃは、互いに独立した制御が可能とされている。なお、本実施形態では、第１上部電極７ａおよび第２上部電極７ｂが選択電極に相当し、第３上部電極７ｃが常用電極に相当する。 Here, the upper electrode 7 of this embodiment has a first upper electrode 7a connected to the second cladding layer 4 forming the first base waveguide 11a, as shown in FIG. Further, the upper electrode 7 has a second upper electrode 7b that is separated from the first upper electrode 7a and connected to the second cladding layer 4 forming the first high-order waveguide 11b. Further, the upper electrode 7 includes a third upper electrode 7c that is separated from the first upper electrode 7a and the second upper electrode 7b and connected to the second cladding layer 4 that constitutes the MMI 13 and the second waveguide 12. ing. The first upper electrode 7a, the second upper electrode 7b, and the third upper electrode 7c can be controlled independently from each other. In this embodiment, the first upper electrode 7a and the second upper electrode 7b correspond to selection electrodes, and the third upper electrode 7c corresponds to a regular electrode.

また、図１に示されるように、基板１のうちの第１クラッド層２と反対側の裏面側には、基板１を介して第１クラッド層２と電気的に接続される下部電極８が配置されている。 Further, as shown in FIG. 1, a lower electrode 8 electrically connected to the first cladding layer 2 via the substrate 1 is provided on the back side of the substrate 1 opposite to the first cladding layer 2. It is located.

さらに、半導体発光素子１００は、図３に示されるように、光導波路１０の長手方向と交差する相対する端面に低反射膜２１および高反射膜２２が配置されている。具体的には、出射面となる端面に低反射膜２１が配置され、反射面となる端面に、低反射膜よりも反射率が高い高反射膜２２が配置されている。そして、本実施形態では、第１導波路１１は、ＭＭＩ１３よりも出射面側に配置され、第２導波路１２は、ＭＭＩ１３よりも反射面側に配置されている。なお、図３は、断面図ではないが、理解をし易くするため、低反射膜２１および高反射膜２２にハッチングを施してある。 Further, in the semiconductor light emitting device 100, as shown in FIG. 3, a low reflection film 21 and a high reflection film 22 are arranged on opposing end faces intersecting the longitudinal direction of the optical waveguide 10. Specifically, a low-reflection film 21 is placed on the end surface that becomes the output surface, and a high-reflection film 22 that has a higher reflectance than the low-reflection film is placed on the end surface that becomes the reflection surface. In this embodiment, the first waveguide 11 is arranged closer to the output surface than the MMI 13, and the second waveguide 12 is arranged closer to the reflection surface than the MMI 13. Although FIG. 3 is not a cross-sectional view, the low reflection film 21 and the high reflection film 22 are hatched for ease of understanding.

以上が本実施形態における半導体発光素子１００の構成である。なお、本実施形態では、Ｎ型が第１導電型に相当し、Ｐ型が第２導電型に相当している。次に、上記半導体発光素子１００における作動を説明しつつ、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂの配置場所等について具体的に説明する。 The above is the configuration of the semiconductor light emitting device 100 in this embodiment. Note that in this embodiment, the N type corresponds to the first conductivity type, and the P type corresponds to the second conductivity type. Next, while explaining the operation of the semiconductor light emitting device 100, the locations of the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b will be specifically explained.

まず、上記のような半導体発光素子１００は、基本的には、上部電極７と下部電極８との間に電圧が印加されると、Ｎ型の第１クラッド層２からＰ型の第２クラッド層４に向かって電子が移動すると共に、Ｐ型の第２クラッド層４からＮ型の第１クラッド層２に向かって正孔が移動する。そして、半導体発光素子１００では、正孔と電子とが光導波路１０で再結合することによって光が発生する。また、半導体発光素子１００には、低反射膜２１および高反射膜２２が配置されている。このため、光導波路１０で発生した光は、低反射膜２１と高反射膜２２との間を往復しながら誘導放出を発生させ、増幅されることで出射面からレーザ光として出力される。 First, in the semiconductor light emitting device 100 as described above, basically, when a voltage is applied between the upper electrode 7 and the lower electrode 8, the structure changes from the N-type first cladding layer 2 to the P-type second cladding layer 2. While electrons move toward the layer 4, holes move from the P-type second cladding layer 4 toward the N-type first cladding layer 2. In the semiconductor light emitting device 100, holes and electrons are recombined in the optical waveguide 10 to generate light. Further, the semiconductor light emitting device 100 is provided with a low reflection film 21 and a high reflection film 22. Therefore, the light generated in the optical waveguide 10 generates stimulated emission while reciprocating between the low reflection film 21 and the high reflection film 22, is amplified, and is output as a laser beam from the output surface.

ここで、本実施形態では、活性層３が量子ドット層３１を含む構成とされている。このため、図４に示されるように、上記構成の半導体発光素子１００における光導波路１０で発生する光は、基底準位である１３２０ｎｍの波長でピークを有すると共に、基底準位と異なる高次の第１励起状態である１２２０ｎｍの波長でピークを有する波形となる。なお、図４は、２９５Ｋでの波長と出力との関係を示す図である。また、図４において、上部電極７と下部電極８との間に流れる電流をさらに大きくした場合、光導波路１０で発生する光は、さらに複数の波長にピークを有する波形となる。つまり、上部電極７と下部電極８との間に流れる電流をさらに大きくした場合には、第２励起状態に対応する波長等にもピークを有する波形とできる。 Here, in this embodiment, the active layer 3 is configured to include the quantum dot layer 31. Therefore, as shown in FIG. 4, the light generated in the optical waveguide 10 in the semiconductor light emitting device 100 having the above configuration has a peak at a wavelength of 1320 nm, which is the ground level, and has a peak at a wavelength of 1320 nm, which is the ground level, and also has a peak at a wavelength of 1320 nm, which is the ground level. The waveform has a peak at a wavelength of 1220 nm, which is the first excited state. Note that FIG. 4 is a diagram showing the relationship between wavelength and output at 295K. Further, in FIG. 4, when the current flowing between the upper electrode 7 and the lower electrode 8 is further increased, the light generated in the optical waveguide 10 has a waveform having peaks at more than one wavelength. In other words, when the current flowing between the upper electrode 7 and the lower electrode 8 is further increased, the waveform can have a peak also at the wavelength corresponding to the second excited state.

そして、ＭＭＩ１３では、これらの異なる波長を有する光が干渉しながら伝搬するが、基底準位に対応する波長の光と、第１励起状態に対応する波長の光とは、波長が異なるために結像位置が異なる。具体的には、本発明者らは、ビーム伝搬法によるシミュレーションを行い、図５Ａおよび図５Ｂに示す結果を得た。なお、図５Ａは、下部電極８と、第１上部電極７ａおよび第３上部電極７ｃとに電圧を印加した場合のシミュレーション結果である。図５Ｂは、下部電極８と、第２上部電極７ｂおよび第３上部電極７ｃとに電圧を印加した場合のシミュレーション結果である。また、図５Ａでは、第１基底導波路１１ａおよび第２導波路１２の幅を１．８μｍとし、ＭＭＩ１３の長手方向の長さを２４１０μｍとしている。図５Ｂでは、第１高次導波路１１ｂおよび第２導波路１２の幅を１．８μｍとし、ＭＭＩ１３の長手方向の長さを２４１０μｍとしている。そして、図５Ａおよび図５Ｂでは、光強度が高くなる部分が光の結像位置となる。 In the MMI 13, these lights with different wavelengths propagate while interfering with each other, but the light with the wavelength corresponding to the ground level and the light with the wavelength corresponding to the first excited state have different wavelengths, so they do not combine. The image position is different. Specifically, the present inventors conducted a simulation using a beam propagation method and obtained the results shown in FIGS. 5A and 5B. Note that FIG. 5A shows a simulation result when a voltage is applied to the lower electrode 8, the first upper electrode 7a, and the third upper electrode 7c. FIG. 5B shows simulation results when a voltage is applied to the lower electrode 8, the second upper electrode 7b, and the third upper electrode 7c. Further, in FIG. 5A, the width of the first base waveguide 11a and the second waveguide 12 is 1.8 μm, and the length of the MMI 13 in the longitudinal direction is 2410 μm. In FIG. 5B, the width of the first high-order waveguide 11b and the second waveguide 12 is 1.8 μm, and the length of the MMI 13 in the longitudinal direction is 2410 μm. In FIGS. 5A and 5B, the portion where the light intensity is high becomes the light imaging position.

図５Ａに示されるように、１３２０ｎｍの波長である光は、第２導波路１２とＭＭＩ１３との接続部分を基準とすると、ＭＭＩ１３のうちの基準から長手方向に１１００μｎだけ離れた位置に最初の結像位置Ａ１が発生することが確認される。一方、図５Ｂに示されるように、１２２０ｎｍの波長である光は、第２導波路１２とＭＭＩ１３との接続部分を基準とすると、ＭＭＩ１３のうちの基準から長手方向に１２００μｎだけ離れた位置に最初の結像位置Ａ２が発生することが確認される。つまり、波長が異なる場合、結像位置が異なることが確認される。 As shown in FIG. 5A, light with a wavelength of 1320 nm is initially connected at a position of the MMI 13 that is 1100 μn away from the reference in the longitudinal direction, with the connection between the second waveguide 12 and the MMI 13 as a reference. It is confirmed that image position A1 occurs. On the other hand, as shown in FIG. 5B, light with a wavelength of 1220 nm is initially transmitted at a position of 1200 μn away from the reference in the MMI 13 in the longitudinal direction, based on the connection between the second waveguide 12 and the MMI 13. It is confirmed that the imaging position A2 occurs. In other words, it is confirmed that when the wavelengths are different, the imaging positions are different.

このため、本実施形態では、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂは、ＭＭＩ１３における第２導波路１２との接続部分を基準とし、発生する光の結像位置となる部分に接続されている。具体的には、ＭＭＩ１３は、ＭＭＩ１３における第２導波路１２との接続部分を基準とし、第２導波路１２と反対側の端部までの長さが次のようにされている。すなわち、ＭＭＩ１３は、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂが接続される部分側の端部に、波長が１２２０ｎｍである光の結像位置と、波長が１３２０ｎｍである光の結像位置が現れる長さとされている。そして、第１基底導波路１１ａは、ＭＭＩ１３のうちの、波長が１３２０ｎｍである光の結像位置となる部分に接続されている。第１高次導波路１１ｂは、ＭＭＩ１３のうちの、波長が１２２０ｎｍである光の結像位置となる部分に接続されている。これにより、ＭＭＩ１３から第１基底導波路１１ａには、基底準位に対応する波長の光のみが伝搬され、ＭＭＩ１３から第１高次導波路１１ｂには、第１励起準位に対応する波長の光のみが伝搬される。 Therefore, in the present embodiment, the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b are positioned at the portion where the generated light is imaged, with the connection portion with the second waveguide 12 in the MMI 13 as a reference. It is connected. Specifically, the length of the MMI 13 from the connection part of the MMI 13 with the second waveguide 12 to the end opposite to the second waveguide 12 is as follows. That is, the MMI 13 has an imaging position for light with a wavelength of 1220 nm and an imaging position for light with a wavelength of 1320 nm at the end of the portion where the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b are connected. It is said to be the length at which the image position appears. The first base waveguide 11a is connected to a portion of the MMI 13 that serves as an imaging position for light having a wavelength of 1320 nm. The first high-order waveguide 11b is connected to a portion of the MMI 13 that serves as an imaging position for light having a wavelength of 1220 nm. As a result, only the light of the wavelength corresponding to the ground level is propagated from the MMI 13 to the first base waveguide 11a, and the light of the wavelength corresponding to the first excited level is transmitted from the MMI 13 to the first higher-order waveguide 11b. Only light is propagated.

したがって、本実施形態の半導体発光素子１００では、基底準位に対応する波長を有するレーザ光を出力したい場合には、下部電極８と、第１上部電極７ａおよび第３上部電極７ｃとの間に電圧を印加するようにすればよい。これにより、第１基底導波路１１ａ、ＭＭＩ１３、および第２導波路１２で発生した光が増幅され、第１基底導波路１１ａから波長が１３２０ｎｍであるレーザ光が出力される。 Therefore, in the semiconductor light emitting device 100 of this embodiment, when it is desired to output laser light having a wavelength corresponding to the ground level, there is a gap between the lower electrode 8, the first upper electrode 7a, and the third upper electrode 7c. What is necessary is to apply a voltage. Thereby, the light generated in the first base waveguide 11a, the MMI 13, and the second waveguide 12 is amplified, and a laser beam having a wavelength of 1320 nm is output from the first base waveguide 11a.

また、第１励起準位に対応する波長を有するレーザ光を出力したい場合には、下部電極８と、第２上部電極７ｂおよび第３上部電極７ｃとの間に電圧を印加すればよい。これにより、第１高次導波路１１ｂ、ＭＭＩ１３、および第２導波路１２で発生した光が増幅され、第１高次導波路１１ｂから波長が１２２０ｎｍであるレーザ光が出力される。 Moreover, if it is desired to output a laser beam having a wavelength corresponding to the first excitation level, a voltage may be applied between the lower electrode 8 and the second upper electrode 7b and the third upper electrode 7c. As a result, the light generated in the first high-order waveguide 11b, the MMI 13, and the second waveguide 12 is amplified, and a laser beam having a wavelength of 1220 nm is output from the first high-order waveguide 11b.

以上説明した本実施形態によれば、第１導波路１１は、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂを有する構成とされている。そして、第１基底導波路１１ａは、ＭＭＩ１３における第２導波路１２との接続部分を基準とし、ＭＭＩ１３のうちの基底準位に対応した波長の光の結像位置となる部分に接続されている。第１高次導波路１１ｂは、ＭＭＩ１３における第２導波路１２との接続部分を基準とし、ＭＭＩ１３のうちの第１励起準位に対応した波長の光の結像位置となる部分に接続されている。また、上部電極７は、第１上部電極７ａと、第２上部電極７ｂと、第３上部電極７ｃとを有している。そして、第１上部電極７ａ、第２上部電極７ｂ、第３上部電極７ｃは、互いに分離され、別々に制御されるようになっている。 According to the present embodiment described above, the first waveguide 11 is configured to include the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b. The first base waveguide 11a is connected to a portion of the MMI 13 that is an imaging position of light having a wavelength corresponding to the base level, with the connection portion of the MMI 13 with the second waveguide 12 as a reference. . The first high-order waveguide 11b is connected to a portion of the MMI 13 that is an imaging position of light having a wavelength corresponding to the first excitation level, with the connection portion of the MMI 13 with the second waveguide 12 as a reference. There is. Further, the upper electrode 7 includes a first upper electrode 7a, a second upper electrode 7b, and a third upper electrode 7c. The first upper electrode 7a, the second upper electrode 7b, and the third upper electrode 7c are separated from each other and controlled separately.

このため、下部電極８と、第１上部電極７ａおよび第３上部電極７ｃとの間に電圧を印加することにより、基底準位に対応した波長の光に基づくレーザ光を出力することができる。また、下部電極８と、第２上部電極７ｂおよび第３上部電極７ｃとの間に電圧を印加することにより、第１励起準位に対応した波長の光に基づくレーザ光を出力することができる。つまり、本実施形態の半導体発光素子１００によれば、共通の光導波路１０を用い、選択的に異なる波長のレーザ光を出力することができる。そして、共通の光導波路１０を用いることができるため、構造が複雑化することを抑制でき、ひいては製造工程が複雑になることも抑制できる。 Therefore, by applying a voltage between the lower electrode 8 and the first upper electrode 7a and the third upper electrode 7c, laser light based on light with a wavelength corresponding to the ground level can be output. Furthermore, by applying a voltage between the lower electrode 8 and the second upper electrode 7b and third upper electrode 7c, it is possible to output laser light based on light with a wavelength corresponding to the first excitation level. . That is, according to the semiconductor light emitting device 100 of this embodiment, laser beams of different wavelengths can be selectively output using the common optical waveguide 10. Furthermore, since the common optical waveguide 10 can be used, it is possible to suppress the structure from becoming complicated, and by extension, it is possible to suppress the manufacturing process from becoming complicated.

また、本実施形態では、上記のようにして選択的に異なる波長のレーザ光を出力することができるようにしているため、活性層３は、同じ構成の量子ドット層３１を積層すればよい。このため、活性層３として作り込んだ領域を全て有効に利用でき、利得が低下することも抑制できる。 Furthermore, in this embodiment, since laser beams of different wavelengths can be selectively output as described above, the active layer 3 may be formed by laminating quantum dot layers 31 having the same configuration. Therefore, the entire region formed as the active layer 3 can be effectively utilized, and a decrease in gain can also be suppressed.

さらに、第１基底導波路１１ａは、基底準位に対応した波長の光の結像位置に備えられ、第１高次導波路１１ｂは、第１励起準位に対応した波長の光の結像位置に備えられている。そして、半導体発光素子１００は、基底準位に対応した波長のレーザ光、または第１励起準位に対応した波長のレーザ光を選択的に出力できるようになっている。このため、例えば、第２励起準位に対応した波長の光のレーザ光を出力する場合と比較して、高出力なレーザ光を供給できる。 Further, the first base waveguide 11a is provided at a position where light having a wavelength corresponding to the base level is formed, and the first higher-order waveguide 11b is provided at a position where light having a wavelength corresponding to the first excited level is formed. provided in position. The semiconductor light emitting device 100 is capable of selectively outputting a laser beam having a wavelength corresponding to the ground level or a laser beam having a wavelength corresponding to the first excitation level. Therefore, for example, a high-output laser beam can be supplied compared to the case where a laser beam having a wavelength corresponding to the second excitation level is output.

また、本実施形態では、第１導波路１１および第２導波路１２は、シングルモード導波路とされているため、シングルモードのレーザ光を効率よく出力できる。 Moreover, in this embodiment, since the first waveguide 11 and the second waveguide 12 are single-mode waveguides, single-mode laser light can be efficiently output.

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１導波路１１と第２導波路１２の構成を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Second embodiment)
A second embodiment will be described. In this embodiment, the configurations of the first waveguide 11 and the second waveguide 12 are changed from the first embodiment. Other aspects are the same as those in the first embodiment, so description thereof will be omitted here.

本実施形態では、図６に示されるように、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂは、反射面側となる高反射膜２２側に配置され、第２導波路１２は、出射面側となる低反射膜２１側に配置されている。但し、本実施形態においても、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂは、ＭＭＩ１３における第２導波路１２との接続部分を基準とし、発生する光の結像位置となる部分に接続されている。つまり、本実施形態の半導体発光素子１００は、上記第１実施形態と比較すると、第１導波路１１と第２導波路１２の位置関係が逆になっている。 In this embodiment, as shown in FIG. 6, the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b are arranged on the high reflection film 22 side, which is the reflective surface side, and the second waveguide 12 is It is arranged on the low reflection film 21 side which is the output surface side. However, also in this embodiment, the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b are located at a portion where the generated light is imaged, with the connection portion with the second waveguide 12 in the MMI 13 as a reference. It is connected. That is, in the semiconductor light emitting device 100 of this embodiment, the positional relationship between the first waveguide 11 and the second waveguide 12 is reversed as compared to the first embodiment.

このような半導体発光素子１００としても、ＭＭＩ１３から第１基底導波路１１ａには、基底準位に対応する波長の光のみが伝搬され、ＭＭＩ１３から第１高次導波路１１ｂには、第１励起準位に対応する波長の光のみが伝搬される。このため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。 In such a semiconductor light emitting device 100, only the light of the wavelength corresponding to the ground level is propagated from the MMI 13 to the first base waveguide 11a, and the first excitation light is propagated from the MMI 13 to the first higher order waveguide 11b. Only light with a wavelength corresponding to the level is propagated. Therefore, the same effects as in the first embodiment can be obtained.

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１導波路１１とＭＭＩ１３との接続部分、および第２導波路１２とＭＭＩ１３との接続部分をテーパ状としたものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Third embodiment)
A third embodiment will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that the connecting portion between the first waveguide 11 and the MMI 13 and the connecting portion between the second waveguide 12 and the MMI 13 are tapered. Other aspects are the same as those in the first embodiment, so description thereof will be omitted here.

本実施形態では、図７に示されるように、第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂには、ＭＭＩ１３との接続部分において、ＭＭＩ１３側に向かって幅が広くなるテーパ状とされたテーパ部１１１ａ、１１１ｂが備えられている。同様に、第２導波路１２には、ＭＭＩ１３との接続部分において、ＭＭＩ１３側に向かって幅が広くなるテーパ状とされたテーパ部１１２が備えられている。 In this embodiment, as shown in FIG. 7, the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b have a tapered shape in which the width becomes wider toward the MMI 13 at the connection portion with the MMI 13. Tapered portions 111a and 111b are provided. Similarly, the second waveguide 12 is provided with a tapered portion 112 that is tapered in width toward the MMI 13 at a connection portion with the MMI 13 .

これによれば、例えば、周囲の温度が変化することにより、ＭＭＩ１３での光の結像位置がわずかにずれたとしても、テーパ部１１１ａ、１１１ｂ、１１２によってずれを吸収することができる。このため、ロバスト性の向上を図ることができる。 According to this, even if the imaging position of light in the MMI 13 shifts slightly due to a change in the ambient temperature, for example, the shift can be absorbed by the tapered portions 111a, 111b, and 112. Therefore, it is possible to improve robustness.

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態の構成を半導体発光素子１００としての半導体光増幅器に適用したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。 (Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described. In this embodiment, the configuration of the first embodiment is applied to a semiconductor optical amplifier as a semiconductor light emitting device 100. Other aspects are the same as those in the first embodiment, so description thereof will be omitted here.

本実施形態の半導体発光素子１００は、図８に示されるように、低反射膜２１が配置される端面に対して第１導波路１１が斜めとなるように配置され、第１導波路１１と低反射膜２１との間の反射率が低くされた半導体光増幅器とされている。そして、当該低反射膜２１が配置される端面の近傍には、第１導波路１１から出力される光が入力可能となる位置に、外部共振器１１０が備えられている。これにより、本実施形態では、半導体発光素子１００および外部共振器１１０によってレーザ光が出力される。 As shown in FIG. 8, the semiconductor light emitting device 100 of this embodiment is arranged such that the first waveguide 11 is oblique to the end surface on which the low reflection film 21 is arranged. This is a semiconductor optical amplifier in which the reflectance between the semiconductor optical amplifier and the low-reflection film 21 is lowered. An external resonator 110 is provided near the end face where the low reflection film 21 is arranged at a position where the light output from the first waveguide 11 can be input. As a result, in this embodiment, the semiconductor light emitting device 100 and the external resonator 110 output laser light.

このように、半導体発光素子１００として半導体光増幅器を構成するようにしても、第１導波路１１が第１基底導波路１１ａおよび第１高次導波路１１ｂを有する構成とすることにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。 In this way, even if a semiconductor optical amplifier is configured as the semiconductor light emitting device 100, by configuring the first waveguide 11 to have the first base waveguide 11a and the first higher-order waveguide 11b, the above-mentioned The same effects as in the first embodiment can be obtained.

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified as appropriate within the scope of the claims.

例えば、上記各実施形態において、第１クラッド層２がＰ型とされ、第２クラッド層４およびキャップ層５がＮ型とされていてもよい。 For example, in each of the above embodiments, the first cladding layer 2 may be of P type, and the second cladding layer 4 and cap layer 5 may be of N type.

また、上記各実施形態において、第１導波路１１は、３本以上備えられていてもよい。この場合、上部電極７は、各第１導波路１１と接続されると共に、互いに分離された選択電極を有する構成とすればよい。そして、各第１導波路１１は、例えば、ＭＭＩ１３のうちの、基底準位に対応した波長の光、第１励起準位に対応した波長の光、第２励起準位に対応した波長の光の結像位置に接続されるようにすればよい。これにより、電圧を印加する選択電極を適宜選択することにより、さらに異なる波長のレーザ光を選択的に出力することができる。 Further, in each of the embodiments described above, three or more first waveguides 11 may be provided. In this case, the upper electrode 7 may be configured to have selection electrodes that are connected to each first waveguide 11 and separated from each other. Each of the first waveguides 11 is provided with, for example, light of a wavelength corresponding to the ground level, light of a wavelength corresponding to the first excitation level, and light of a wavelength corresponding to the second excitation level of the MMI 13. What is necessary is to connect it to the imaging position of . Thereby, by appropriately selecting the selection electrode to which a voltage is applied, laser beams of different wavelengths can be selectively output.

また、上記各実施形態において、第１導波路１１および第２導波路１２は、シングルモード導波路とされていなくてもよく、マルチモード導波路となるように幅が広げられていてもよい。 Furthermore, in each of the embodiments described above, the first waveguide 11 and the second waveguide 12 do not need to be single-mode waveguides, and may be widened to become multi-mode waveguides.

さらに、上記各実施形態において、第３上部電極７ｃは、ＭＭＩ１３を構成する第２クラッド層４と接続される部分と、第２導波路１２を構成する第２クラッド層４と接続される部分とが分離されていてもよい。 Furthermore, in each of the above embodiments, the third upper electrode 7c has a portion connected to the second cladding layer 4 forming the MMI 13 and a portion connected to the second cladding layer 4 forming the second waveguide 12. may be separated.

そして、上記各実施形態を組み合わせることもできる。例えば、上記第２実施形態を上記第３、第４実施形態に組み合わせ、第１導波路１１と第２導波路１２との配置関係を変更してもよい。また、上記第３実施形態を上記第４実施形態に組み合わせ、テーパ部１１１ａ、１１１ｂ、１１２を備えるようにしてもよい。さらに、上記実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせるようにしてもよい。 It is also possible to combine the above embodiments. For example, the second embodiment may be combined with the third and fourth embodiments, and the arrangement relationship between the first waveguide 11 and the second waveguide 12 may be changed. Further, the third embodiment may be combined with the fourth embodiment to include tapered portions 111a, 111b, and 112. Furthermore, combinations of the above embodiments may be further combined.

２第１クラッド層
３活性層
４第２クラッド層
７上部電極
７ａ、７ｂ第１、第２上部電極（選択電極）
７ｃ第３上部電極（常用電極）
８下部電極
１０光導波路
１１第１導波路
１２第２導波路
１３ＭＭＩ（多モード干渉光導波路）
2 First cladding layer 3 Active layer 4 Second cladding layer 7 Upper electrodes 7a, 7b First and second upper electrodes (selective electrodes)
7c Third upper electrode (common electrode)
8 Lower electrode 10 Optical waveguide 11 First waveguide 12 Second waveguide 13 MMI (multimode interference optical waveguide)

Claims

異なる波長のレーザ光を選択的に出力する半導体発光素子であって、
第１導電型の第１クラッド層（２）と、
前記第１クラッド層上に配置された活性層（３）と、
前記活性層上に配置された第２導電型の第２クラッド層（４）と、
前記第２クラッド層と電気的に接続される上部電極（７）と、
前記第１クラッド層と電気的に接続される下部電極（８）と、を備え、
前記第１クラッド層、前記活性層、前記第２クラッド層が積層された部分が光導波路（１０）を構成しており、
前記活性層は、前記下部電極と前記上部電極との間に電圧が印加された際に、複数の異なる波長の光を発生させる量子ドット層３１を含む構成とされ、
前記光導波路は、第１導波路（１１）、第２導波路（１２）、および前記第１導波路と前記第２導波路との間に配置され、前記第１導波路および前記第２導波路より幅が広くされた多モード干渉光導波路（１３）を有し、
前記第１導波路は、複数備えられ、前記第２導波路と前記多モード干渉光導波路との接続部分を基準とし、前記多モード干渉光導波路を伝搬する光の波長に対応した結像位置にそれぞれ備えられており、
前記上部電極は、複数の前記第１導波路を構成する第２クラッド層とそれぞれ接続される複数の選択電極（７ａ、７ｂ）と、前記多モード干渉光導波路を構成する第２クラッド層と電気的に接続される常用電極（７ｃ）と、を有し、
前記複数の選択電極および前記常用電極は、互いに分離され、独立した制御が可能とされている半導体発光素子。 A semiconductor light emitting device that selectively outputs laser light of different wavelengths,
a first cladding layer (2) of a first conductivity type;
an active layer (3) disposed on the first cladding layer;
a second cladding layer (4) of a second conductivity type disposed on the active layer;
an upper electrode (7) electrically connected to the second cladding layer;
a lower electrode (8) electrically connected to the first cladding layer,
A portion where the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer are laminated constitutes an optical waveguide (10),
The active layer is configured to include a quantum dot layer 31 that generates light of a plurality of different wavelengths when a voltage is applied between the lower electrode and the upper electrode,
The optical waveguide is arranged between a first waveguide (11), a second waveguide (12), and between the first waveguide and the second waveguide, and is arranged between the first waveguide and the second waveguide. It has a multimode interference optical waveguide (13) whose width is wider than the waveguide,
A plurality of the first waveguides are provided, and the first waveguide is located at an imaging position corresponding to the wavelength of the light propagating through the multimode interference optical waveguide, with reference to the connecting portion between the second waveguide and the multimode interference optical waveguide. Each is equipped with
The upper electrode is electrically connected to a plurality of selection electrodes (7a, 7b) each connected to a second cladding layer forming the plurality of first waveguides, and a second cladding layer forming the multimode interference optical waveguide. a common electrode (7c) connected to the
The plurality of selection electrodes and the common electrodes are separated from each other and can be independently controlled.

前記第１導波路は、２本備えられており、
一方の前記第１導波路（１１ａ）は、前記多モード干渉光導波路を伝搬する光のうちの基底準位に対応した波長の光の結像位置に備えられており、
他方の前記第１導波路（１１ｂ）は、前記多モード干渉光導波路を伝搬する光のうちの第１励起準位に対応した波長の光の結像位置に備えられている請求項１に記載の半導体発光素子。 Two first waveguides are provided,
One of the first waveguides (11a) is provided at an imaging position of light having a wavelength corresponding to the ground level of the light propagating through the multimode interference optical waveguide,
The other first waveguide (11b) is provided at an imaging position of light having a wavelength corresponding to a first excitation level among the light propagating through the multimode interference optical waveguide. semiconductor light emitting device.

前記第１導波路は、前記多モード干渉光導波路との接続部分において、前記多モード干渉光導波路側に向かって幅が広くなるテーパ状とされたテーパ部（１１１ａ、１１１ｂ）を有しており、
前記第２導波路は、前記多モード干渉光導波路との接続部分において、前記多モード干渉光導波路側に向かって幅が広くなるテーパ状とされたテーパ部（１１２）を有している請求項１または２に記載の半導体発光素子。 The first waveguide has tapered portions (111a, 111b) whose width becomes wider toward the multimode interference optical waveguide at a connection portion with the multimode interference optical waveguide. ,
The second waveguide has a tapered portion (112) that is tapered in width toward the multimode interference optical waveguide at a connection portion with the multimode interference optical waveguide. 3. The semiconductor light emitting device according to 1 or 2.

前記第１導波路および前記第２導波路は、シングルモード導波路とされている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。 4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the first waveguide and the second waveguide are single mode waveguides.