JPH03289631A - 半導体光アンプ - Google Patents

半導体光アンプ

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JPH03289631A
JPH03289631A JP9158490A JP9158490A JPH03289631A JP H03289631 A JPH03289631 A JP H03289631A JP 9158490 A JP9158490 A JP 9158490A JP 9158490 A JP9158490 A JP 9158490A JP H03289631 A JPH03289631 A JP H03289631A
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lattice constant
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inp
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semiconductor optical
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JP9158490A
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Hirohito Yamada
博仁 山田
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NEC Corp
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NEC Corp
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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
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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〕 本発明は半導体光アンプに関するものである。
〔従来の技術〕
半導体光アンプはそのコンパクトさや取り扱いの容易さ
から光通信システム等における中継器や前段および終段
増幅器として有望視されている。
従来の半導体光アンプはバルク状の活性領域を有してお
り、ＴＥモードとＴＭモードとの間には僅かな利得差が
有り、伝送時においてファイバー内で偏波が変化すると
光出力の変動となって現れるため、伝送エラーを生じる
要因として問題となっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的はこのような従来の半導体光アンプの欠点
を除去せしめて、ＴＥモードとＴＭモード間に利得差の
無い半導体光アンプを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
基板よりも大きい格子定数を有するウェル層と基板より
も小さい格子定数を有するウェル層を、基板と同一の格
子定数を有するバリヤ層を挟んで交互に積層した多重歪
超格子構造を活性領域に有する本発明による半導体光ア
ンプによって上記の課題を解決てきる。
〔作用〕
第２図（ａ）〜（ｄ）を用いて本発明の詳細な説明する
。
本図は半導体の各種構造における状態密度の様子を示し
たものである。図の（ａ）、（ｂ）はそれぞれバルクお
よびＭＱＷ［造における状態密度を示したものである。
（ｂ）のＭＱＷ構造では価電子帯のヘビーホール、ライ
トホールの最低準位がエネルギー的に分離する。一方、
ウェル層に基板と平行方向に２軸性の圧縮応力の加わっ
ている歪超格子構造では（ｃ）に示すようにヘビーホー
ルとライトホールのエネルギー差はさらに大きくなる。
ところが、（ｄ）に示すように、ウェル層に基板と平行
方向に２軸性の引っ張り応力の加わっている歪超格子構
造では逆にライトホールのほうがヘビーホールよりもエ
ネルギー的に低くなる。この場合は伝導帯から価電子帯
のライトホールのバンドへの遷移が支配的になり、７Ｍ
モードの利得がＴＥモードの利得を上回るようになる。
従って（Ｃ）と（ｄ）の構造を交互に積層した複合歪超
格子構造を活性領域に用いればＴＥモードと７Ｍモード
との間で利得差の無い半導体光アンプを実現することが
可能となる。
〔実施例〕
第１図を用いて本発明の実施例について説明する。
第１図には本発明の半導体光アンプの複合歪超格子構造
の部分の断面を示す。作製方法はまずｎ−ＩｎＰ基板１
４上にＭＯＶＰＥ法によりｎ−ＩｎＰバッファ層１５を
０．１μｍ成長させ、次にＩｎＰと格子定数の等しい１
．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰバリヤ層１３（約３００
Ａ）を成長させ、次にＩｎＰよりも格子定数か約り％小
さい組成からなるＩ　ｎｒ）、４　Ｇ　ａｏ６Ａ　Ｓウ
ェル層１２　（８０Ａ　）を成長させ、さらにバリヤ層
１３を挟んで今度はＩｎＰよりも格子定数が約１％大き
い組成からなるＩ　ｎ　Ｏ，７Ｇ　ａ　ｎ、　３　Ａ　
ｓウェル層（５０Ａ）を成長させる。これを繰り返して
２軸性圧縮応力を受けるＩ　ｎｏ、６　Ｇ　ａＱ、４　
Ａ　ｓ層つェル層１１と２軸性引っ張り応力を受けるＩ
ｎ。４Ｇａｏ、６ＡＳ層ウェル層１２を３層ずつ積層し
、ＴＥモードと７Ｍモードの間の利得差がゼロとなるよ
うにする。後は通常の半導体光アンプの製造工程に従っ
て素子に加工する。素子のサイズは、活性層幅Ｗ　ａ　
＝　２１ｔ　ｍ　、素子長Ｌ＝３００μｍ。
端面反射率Ｒ≦１０〜４とした。
この様な複合歪超格子構造を活性層に有する半導体光ア
ンプでは信号利得Ｇ５−２５ｄＢ、ファイバ間利得ＧＦ
−Ｆ＝１８ｄＢが得られている。通常のバルク構造の活
性層を有する光アンプに比べてＴＥ、ＴＭモモ−間の利
得差は約０．０２ｄＢと低減できる。飽和出力も小さな
光閉じ込めにより３０ｍＷ程度の値を得た。１．５５μ
ｍ零分散ファイバを用いた５　Ｇ　ｂ　／　ｓ−２００
ｋ　ｍの１段中継直接検波伝送において偏波変動による
パワーペナルティ−を０．２ｄＢ以下に抑えることがで
きた。２〜３ｄＢ程度のＴＥ−７Ｍモード間利得差を有
する半導体光アンプを使用する場合と比べて３ｄＢ程度
の感度改善を得た。
〔発明の効果〕
本発明の複合歪超格子構造半導体光アンプを用いれば、
光増幅伝送系における伝送エラーの大幅な低減が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す図で、第２図は本発明の
原理を示す図である。 図において １１・・圧縮歪Ｉ　ｎＧａＡｓウェル層、１２・・・引
っ張り歪Ｉ　ｎＧａＡｓウェル層、１３・・・ＩｎＧａ
ＡｓＰバリヤ層、１４−・−Ｉ　ｎ　Ｐ基板、１５・・
ｎ−ＩｎＰバッファ層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 　基板よりも大きい格子定数を有するウェル層と基板よ
    りも小さい格子定数を有するウェル層を、基板と同一の
    格子定数を有するバリヤ層を挟んで交互に積層した多重
    歪超格子構造を活性領域に有する半導体光アンプ。
JP9158490A 1990-04-06 1990-04-06 半導体光アンプ Pending JPH03289631A (ja)

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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0558089A2 (en) * 1992-02-28 1993-09-01 Hitachi, Ltd. Semiconductor optical integrated device and method of manufacture thereof, and light receiver using said device
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CN102560634A (zh) * 2012-02-20 2012-07-11 华南理工大学 在GaAs衬底上生长InGaAs薄膜的方法

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JPH01257386A (ja) * 1988-04-07 1989-10-13 Nec Corp 光増幅器

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