JPH04307984A - 光集積素子 - Google Patents
光集積素子Info
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- JPH04307984A JPH04307984A JP7268391A JP7268391A JPH04307984A JP H04307984 A JPH04307984 A JP H04307984A JP 7268391 A JP7268391 A JP 7268391A JP 7268391 A JP7268391 A JP 7268391A JP H04307984 A JPH04307984 A JP H04307984A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0265—Intensity modulators
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小型で操作が容易で寄
生リアクタンスの影響を受けない、半導体レーザの周波
数応答測定装置に利用する光集積素子に関する。
生リアクタンスの影響を受けない、半導体レーザの周波
数応答測定装置に利用する光集積素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信の高速化にともなって、
光源となる半導体レーザの高周波変調の応答特性を正確
に評価することが重要となってきている。数ＧＨｚ以上
の高周波領域での応答を測定するに当たっての問題は、
半導体レーザ素子やマウントの寄生リアクタンスである
。すなわち、通常半導体レーザの高周波応答特性は、被
測定半導体レーザの駆動電流を直接変調する方法で測定
されているため、寄生リアクタンスの影響が避けられな
い。このため、より高周波になるほど本来の応答特性を
正確に測定することが難しくなる。そこで、この寄生リ
アクタンスの影響を受けない半導体レーザの高周波応答
測定方法として、被測定半導体レーザを電流で変調する
代わりに外部からの変調された光で光学的に変調する光
注入変調法が開発された。
光源となる半導体レーザの高周波変調の応答特性を正確
に評価することが重要となってきている。数ＧＨｚ以上
の高周波領域での応答を測定するに当たっての問題は、
半導体レーザ素子やマウントの寄生リアクタンスである
。すなわち、通常半導体レーザの高周波応答特性は、被
測定半導体レーザの駆動電流を直接変調する方法で測定
されているため、寄生リアクタンスの影響が避けられな
い。このため、より高周波になるほど本来の応答特性を
正確に測定することが難しくなる。そこで、この寄生リ
アクタンスの影響を受けない半導体レーザの高周波応答
測定方法として、被測定半導体レーザを電流で変調する
代わりに外部からの変調された光で光学的に変調する光
注入変調法が開発された。
【０００３】図４にこの従来例を示す。この測定方法に
ついては、雑誌「エレクトロニクスレターズ （Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．２４ｐｐ１１３１−１１３２
，１９８８）」、雑誌「アプライドフィジックスレター
ズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５５ｐｐ１７０４
−１７０６，１９８９）」に詳しく説明されているので
、ここでは簡単に説明しておく。まず、被測定半導体レ
ーザ４０にはポンプ光を出力するポンプ用半導体レーザ
４１からの変調されたレーザ光が被測定半導体レーザ４
０の端面から注入される。ポンプ光はネットワークアナ
ライザ４２のポート１から出力される変調電流によって
直接変調される。注入されたポンプ光の波長は被測定半
導体レーザ４０の利得波長内にある。このためポンプ光
による誘導放出によって、被測定半導体レーザ４０の活
性層領域内のキャリア密度が変調され、活性層から出力
される被測定光が変調される。ポンプ光の偏波面をＴＭ
偏波にして被測定光の偏波面と直交させるために半波長
板４３を用いている。被測定半導体レーザ４０から反射
されるポンプ光は偏光ビームスプリッタ４４で反射する
ため、受光器４５には被測定光だけが入射する。受光器
４５から発生する電気信号はネットワークアナライザ４
２のポート２に入力し、高周波応答特性が測定される。 ネットークアナライザ４２は、変調されたポンプ光を直
接受光器４５にいれたときの値を基準とすることで更正
される。
ついては、雑誌「エレクトロニクスレターズ （Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔ．２４ｐｐ１１３１−１１３２
，１９８８）」、雑誌「アプライドフィジックスレター
ズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５５ｐｐ１７０４
−１７０６，１９８９）」に詳しく説明されているので
、ここでは簡単に説明しておく。まず、被測定半導体レ
ーザ４０にはポンプ光を出力するポンプ用半導体レーザ
４１からの変調されたレーザ光が被測定半導体レーザ４
０の端面から注入される。ポンプ光はネットワークアナ
ライザ４２のポート１から出力される変調電流によって
直接変調される。注入されたポンプ光の波長は被測定半
導体レーザ４０の利得波長内にある。このためポンプ光
による誘導放出によって、被測定半導体レーザ４０の活
性層領域内のキャリア密度が変調され、活性層から出力
される被測定光が変調される。ポンプ光の偏波面をＴＭ
偏波にして被測定光の偏波面と直交させるために半波長
板４３を用いている。被測定半導体レーザ４０から反射
されるポンプ光は偏光ビームスプリッタ４４で反射する
ため、受光器４５には被測定光だけが入射する。受光器
４５から発生する電気信号はネットワークアナライザ４
２のポート２に入力し、高周波応答特性が測定される。 ネットークアナライザ４２は、変調されたポンプ光を直
接受光器４５にいれたときの値を基準とすることで更正
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例は、寄
生リアクタンスの影響を受けはい半導体レーザの高周波
応答測定装置として有効な装置であるが、改良すべき点
を有している。それは、ポンプ用半導体レーザ、ポンプ
レーザ光と被測定光を分離するための光学系、受光器が
バラック構成のために装置が大きくなるという点である
。
生リアクタンスの影響を受けはい半導体レーザの高周波
応答測定装置として有効な装置であるが、改良すべき点
を有している。それは、ポンプ用半導体レーザ、ポンプ
レーザ光と被測定光を分離するための光学系、受光器が
バラック構成のために装置が大きくなるという点である
。
【０００５】本発明の目的は、上述の従来例を改良し、
簡便で寄生リアクタンスの影響を受けない半導体レーザ
周波数応答測定装置の光学部品を集積する事で小型化す
ることにある。
簡便で寄生リアクタンスの影響を受けない半導体レーザ
周波数応答測定装置の光学部品を集積する事で小型化す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光集積素子は、
その１つは、半導体基板上に、ポンプ光を出力するポン
プレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前記ポンプ
光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前記被測定
半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分離する光
路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの光出力を
受光する受光器を少なくとも集積しており、前記光路切
り替え装置が方向性結合器であり、前記ポンプレーザの
波長が前記被測定半導体レーザの利得波長よりも短波長
側にあることを特徴とする構成である。
その１つは、半導体基板上に、ポンプ光を出力するポン
プレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前記ポンプ
光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前記被測定
半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分離する光
路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの光出力を
受光する受光器を少なくとも集積しており、前記光路切
り替え装置が方向性結合器であり、前記ポンプレーザの
波長が前記被測定半導体レーザの利得波長よりも短波長
側にあることを特徴とする構成である。
【０００７】第２は、半導体基板上に、ポンプ光を出力
するポンプレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前
記ポンプ光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前
記被測定半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分
離する光路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの
光出力を受光する受光器を少なくとも集積しており、前
記光路切り替え装置が多重量子井戸を用いた全反射型光
路切り替え光スイッチであり、前記ポンプレーザの波長
が前記被測定半導体レーザの利得波長よりも短波長側に
あることを特徴とする構成である。
するポンプレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前
記ポンプ光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前
記被測定半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分
離する光路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの
光出力を受光する受光器を少なくとも集積しており、前
記光路切り替え装置が多重量子井戸を用いた全反射型光
路切り替え光スイッチであり、前記ポンプレーザの波長
が前記被測定半導体レーザの利得波長よりも短波長側に
あることを特徴とする構成である。
【０００８】第３は、半導体基板上に、ポンプ光を出力
するポンプレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前
記ポンプ光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前
記被測定半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分
離する光路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの
光出力を受光する受光器を少なくとも集積しており、前
記ポンプ光を受光する前記受光器と、前記被測定半導体
レーザからの光出力を受光する前記受光器が同一であり
、前記ポンプレーザの波長が前記被測定半導体レーザの
利得波長よりも短波長側にあることを特徴とする構成で
ある。
するポンプレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前
記ポンプ光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前
記被測定半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分
離する光路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの
光出力を受光する受光器を少なくとも集積しており、前
記ポンプ光を受光する前記受光器と、前記被測定半導体
レーザからの光出力を受光する前記受光器が同一であり
、前記ポンプレーザの波長が前記被測定半導体レーザの
利得波長よりも短波長側にあることを特徴とする構成で
ある。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は、本発明の第１の実施例を説明する
ための図であり、半導体レーザの周波数応答測定装置を
構成する光学部品を集積化した光集積素子を示す。半導
体基板上に、ポンプレーザ、ポンプレーザ光と被測定光
を分離するための光学系、受光器が集積されているため
、図４に示した従来例よりも小型化が可能である。以下
、図１を参照しながら第１の実施例の製造方法を説明し
、次に使用方法を説明する。
ための図であり、半導体レーザの周波数応答測定装置を
構成する光学部品を集積化した光集積素子を示す。半導
体基板上に、ポンプレーザ、ポンプレーザ光と被測定光
を分離するための光学系、受光器が集積されているため
、図４に示した従来例よりも小型化が可能である。以下
、図１を参照しながら第１の実施例の製造方法を説明し
、次に使用方法を説明する。
【００１１】ｎ型ＩｎＰ基板１００上に有機金属気相成
長法によって、ｎ−ＩｎＰバッファ層１１０（層厚１．
０μｍ）、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１１１（層厚０
．５μｍ）、アンドープＩｎ０．７６Ｇａ０．２４Ａｓ
０．５５Ｐ０．４５活性層１１２（層厚０．１μｍ、波
長１．３μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層１１３
（層厚０．１μｍ）、ｐ−ＩｎＰ層１１４（層厚０．５
μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１１５（層厚０
．２μｍ）を順次積層する。ここで、ＳｉＯ２ よりな
るマスクを施し、１％Ｂｒメタノールエチャントをもち
いてポンプレーザ１１９、受光器１３０、１３１を逆メ
サ型にｎ−ＩｎＰバッファ層１１０まで除去する。この
際、活性層１１２の幅が１μｍになるように制御する。 次に、ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層１１６（層厚０．５μ
ｍ）を積層し、ＳｉＯ２ マスクを除去する。方向性結
合器と光導波路を形成する部分以外にはＳｉＯ２ のマ
スクを施し、アンドープＩｎ０．８２Ｇａ０．１８Ａｓ
０．４０Ｐ０．６０ガイド層１２３（層厚０．４μｍ、
波長１．１５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２４（層
厚０．５μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１２５
（層厚０．２μｍ）をＩｎＰ埋め込み層１１６上に順次
積層する。この際、ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３がＩ
ｎＧａＡｓＰガイド層１１１と接するようにする。Ｓｉ
Ｏ２ マスクを除去し、方向性結合器１２０、光導波路
１２２は、反応性イオンビームエッチングでリブを形成
することにより、横方向の閉じ込めをおこなう。最後に
素子の凹部をポリイミド１１８で埋め込み、ポリイミド
上部をＳｉＯ２ で覆い、キャップ層上に電極１２１を
蒸着して、本発明の光集積素子が完成する。なお図１で
は、ボンディングパッドなどは発明の本質的な特徴では
ないために示されていない。
長法によって、ｎ−ＩｎＰバッファ層１１０（層厚１．
０μｍ）、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１１１（層厚０
．５μｍ）、アンドープＩｎ０．７６Ｇａ０．２４Ａｓ
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長１．３μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層１１３
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μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１１５（層厚０
．２μｍ）を順次積層する。ここで、ＳｉＯ２ よりな
るマスクを施し、１％Ｂｒメタノールエチャントをもち
いてポンプレーザ１１９、受光器１３０、１３１を逆メ
サ型にｎ−ＩｎＰバッファ層１１０まで除去する。この
際、活性層１１２の幅が１μｍになるように制御する。 次に、ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層１１６（層厚０．５μ
ｍ）を積層し、ＳｉＯ２ マスクを除去する。方向性結
合器と光導波路を形成する部分以外にはＳｉＯ２ のマ
スクを施し、アンドープＩｎ０．８２Ｇａ０．１８Ａｓ
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波長１．１５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２４（層
厚０．５μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１２５
（層厚０．２μｍ）をＩｎＰ埋め込み層１１６上に順次
積層する。この際、ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３がＩ
ｎＧａＡｓＰガイド層１１１と接するようにする。Ｓｉ
Ｏ２ マスクを除去し、方向性結合器１２０、光導波路
１２２は、反応性イオンビームエッチングでリブを形成
することにより、横方向の閉じ込めをおこなう。最後に
素子の凹部をポリイミド１１８で埋め込み、ポリイミド
上部をＳｉＯ２ で覆い、キャップ層上に電極１２１を
蒸着して、本発明の光集積素子が完成する。なお図１で
は、ボンディングパッドなどは発明の本質的な特徴では
ないために示されていない。
【００１２】本発明の光集積素子を用いて被測定半導体
レーザの高周波応答特性を測定する方法は、基本的には
前述の従来方法と同じであるが、以下具体的に説明する
。被測定レーザとして波長１．５５μｍのファブリペロ
ー型レーザを用いる場合について述べる。ネットワーク
アナライザに接続されたポンプレーザは、ネットワーク
アナライザからの変調電流によって直接変調される。 波長１．３μｍのポンプレーザの光出力は光導波路１２
２ａを通って方向性結合器１２０にはいるが、方向性結
合器の完全結合長が適当ならば方向性結合器に印加する
電圧が無いときバー状態となり、光導波路１２２ｂを通
ってポンプ光１４０は素子から出射する。この出射した
ポンプ光１４０を被測定半導体レーザに注入し、被測定
半導体レーザを光変調する。変調された被測定半導体レ
ーザからの光出力である波長１．５５μｍの被測定光は
光導波路１２２ｂから、方向性結合器１２０に入る。ポ
ンプ光と被測定光の波長の違いは△βの違いとなるから
、被測定光はクロス状態となって光導波路１２２ｄに結
合し、受光器１３１で光信号から電気信号に変換されネ
ットワークアナライザに入力する。本発明は光集積素子
であるから、受光器１３０と受光器１３１は同一の特性
が実現できる。従って、ネットワークアナライザは、方
向性結合器１２０に適当な電圧を印加してポンプ光を光
導波路１２２ｃに結合し、受光器１３０で検出したとき
の値を基準とすることで更正される。この更正値を保存
しておけば、測定の度にいちいち更正をより直す必要は
ない。この測定装置を使えば、マウントなどの寄生リア
クタンスの影響を受けずに２０ＧＨｚ以上の高周波領域
まで測定できる半導体レーザ高周波応答測定装置を小型
化できる。
レーザの高周波応答特性を測定する方法は、基本的には
前述の従来方法と同じであるが、以下具体的に説明する
。被測定レーザとして波長１．５５μｍのファブリペロ
ー型レーザを用いる場合について述べる。ネットワーク
アナライザに接続されたポンプレーザは、ネットワーク
アナライザからの変調電流によって直接変調される。 波長１．３μｍのポンプレーザの光出力は光導波路１２
２ａを通って方向性結合器１２０にはいるが、方向性結
合器の完全結合長が適当ならば方向性結合器に印加する
電圧が無いときバー状態となり、光導波路１２２ｂを通
ってポンプ光１４０は素子から出射する。この出射した
ポンプ光１４０を被測定半導体レーザに注入し、被測定
半導体レーザを光変調する。変調された被測定半導体レ
ーザからの光出力である波長１．５５μｍの被測定光は
光導波路１２２ｂから、方向性結合器１２０に入る。ポ
ンプ光と被測定光の波長の違いは△βの違いとなるから
、被測定光はクロス状態となって光導波路１２２ｄに結
合し、受光器１３１で光信号から電気信号に変換されネ
ットワークアナライザに入力する。本発明は光集積素子
であるから、受光器１３０と受光器１３１は同一の特性
が実現できる。従って、ネットワークアナライザは、方
向性結合器１２０に適当な電圧を印加してポンプ光を光
導波路１２２ｃに結合し、受光器１３０で検出したとき
の値を基準とすることで更正される。この更正値を保存
しておけば、測定の度にいちいち更正をより直す必要は
ない。この測定装置を使えば、マウントなどの寄生リア
クタンスの影響を受けずに２０ＧＨｚ以上の高周波領域
まで測定できる半導体レーザ高周波応答測定装置を小型
化できる。
【００１３】図２は、本発明の第２の実施例を説明する
ための図であり、半導体レーザの高周波応答測定を測定
するための光集積素子を表す。第１の実施例との主な違
いは、被測定半導体レーザからの光出力をポンプ光と分
離する光路切り替え装置に多重量子井戸構造の電界によ
る屈折率変化を利用した全反射型光路切り替え光スイッ
チを用いている点である。このため第１の実施例とは、
多少製造方法が異なる。以下、図２を参照しながら第２
の実施例の製造方法を説明し、使用方法を説明する。
ための図であり、半導体レーザの高周波応答測定を測定
するための光集積素子を表す。第１の実施例との主な違
いは、被測定半導体レーザからの光出力をポンプ光と分
離する光路切り替え装置に多重量子井戸構造の電界によ
る屈折率変化を利用した全反射型光路切り替え光スイッ
チを用いている点である。このため第１の実施例とは、
多少製造方法が異なる。以下、図２を参照しながら第２
の実施例の製造方法を説明し、使用方法を説明する。
【００１４】第２の実施例は、ｎ型ＩｎＰ基板２００上
に有機金属気相成長法によって、ｎ−ＩｎＰバッファ層
２１０（層厚１．０μｍ）、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層２１１（層厚０．５μｍ）、アンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ多重量子井戸活性層２１２（層厚０．１μｍ
、波長１．３μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２
１３（層厚０．１μｍ）、ｐ−ＩｎＰ層２１４（層厚０
．５μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２１５（層
厚０．２μｍ）を順次積層する。ここで、ＳｉＯ２ よ
りなるマスクを施し、１％Ｂｒメタノールエチャントを
もちいてポンプレーザ２１９、全反射光路切り替え光ス
イッチ２２５、受光器２３０、２３１を逆メサ型にｎ−
ＩｎＰバッファ層２１０まで除去する。この際、活性層
２１２の幅が１μｍ、全反射光路切り替え光スイッチ部
２２５の多重量子井戸層２２６の幅が０．５μｍになる
ように制御する。次に、ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層２１
６（層厚０．５μｍ）を積層し、ＳｉＯ２ マスクを除
去する。光導波路形成部以外には、ＳｉＯ２ のマスク
を施し、アンドープＩｎ０．８２Ｇａ０．１８Ａｓ０．
４０Ｐ０．６０ガイド層２２３（層厚０．６μｍ、波長
１．１５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層２２４（層厚０
．５μｍ）をＩｎＰ埋め込み層２１６上に順次積層する
。この際、ＩｎＧａＡｓＰガイド層２２３が光スイッチ
部多重量子井戸層２６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層２
１１と接するようにし、ＳｉＯ２ マスクを除去する。 全反射型光路切り替え光スイッチ２２５、光導波路２２
２は、反応性イオンビームエッチングでリブを形成する
ことにより、横方向の閉じ込めをおこなう。最後のポリ
イミド、電極形成の工程は第１の実施例と同様である。 なお図２でも、ボンディングパッドなどは発明の本質的
な特徴ではないために示されていない。第１の実施例と
の違いの一つは、ポンプレーザの活性層２１２及び受光
器２３０、２３１の光吸収層にＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
の多重量子井戸を用いている点である。これは、被測定
半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分離する光
路切り替え装置に多重量子井戸構造の電界による屈折率
変化を利用する全反射型光路切り替え光スイッチ２２５
を用いていることから、プロセスの整合性は第１の実施
例よりも良い。
に有機金属気相成長法によって、ｎ−ＩｎＰバッファ層
２１０（層厚１．０μｍ）、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド
層２１１（層厚０．５μｍ）、アンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ多重量子井戸活性層２１２（層厚０．１μｍ
、波長１．３μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２
１３（層厚０．１μｍ）、ｐ−ＩｎＰ層２１４（層厚０
．５μｍ）、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２１５（層
厚０．２μｍ）を順次積層する。ここで、ＳｉＯ２ よ
りなるマスクを施し、１％Ｂｒメタノールエチャントを
もちいてポンプレーザ２１９、全反射光路切り替え光ス
イッチ２２５、受光器２３０、２３１を逆メサ型にｎ−
ＩｎＰバッファ層２１０まで除去する。この際、活性層
２１２の幅が１μｍ、全反射光路切り替え光スイッチ部
２２５の多重量子井戸層２２６の幅が０．５μｍになる
ように制御する。次に、ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層２１
６（層厚０．５μｍ）を積層し、ＳｉＯ２ マスクを除
去する。光導波路形成部以外には、ＳｉＯ２ のマスク
を施し、アンドープＩｎ０．８２Ｇａ０．１８Ａｓ０．
４０Ｐ０．６０ガイド層２２３（層厚０．６μｍ、波長
１．１５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラッド層２２４（層厚０
．５μｍ）をＩｎＰ埋め込み層２１６上に順次積層する
。この際、ＩｎＧａＡｓＰガイド層２２３が光スイッチ
部多重量子井戸層２６、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層２
１１と接するようにし、ＳｉＯ２ マスクを除去する。 全反射型光路切り替え光スイッチ２２５、光導波路２２
２は、反応性イオンビームエッチングでリブを形成する
ことにより、横方向の閉じ込めをおこなう。最後のポリ
イミド、電極形成の工程は第１の実施例と同様である。 なお図２でも、ボンディングパッドなどは発明の本質的
な特徴ではないために示されていない。第１の実施例と
の違いの一つは、ポンプレーザの活性層２１２及び受光
器２３０、２３１の光吸収層にＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ
の多重量子井戸を用いている点である。これは、被測定
半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分離する光
路切り替え装置に多重量子井戸構造の電界による屈折率
変化を利用する全反射型光路切り替え光スイッチ２２５
を用いていることから、プロセスの整合性は第１の実施
例よりも良い。
【００１５】本発明の光集積素子を用いて被測定半導体
レーザの高周波応答特性を測定する方法は、第１の実施
例と同じであるが、被測定光とポンプ光の分離に全反射
型光路切り替え光スイッチを用いたので、この点を説明
する。多重量子井戸構造に電界を印加するとエキシトン
吸収ピーム付近では負の屈折率変化が生じ、この効果を
利用すると全反射型光スイッチが実現できることは公知
である。従って、波長１．３μｍのポンプ光は電極２２
１を用いて多重量子井戸に電界が印加されていれば光導
波路２２２ａから２２２ｂに全反射される。一方、光導
波路２２２ｂに結合した波長１．５５μｍの被測定光は
多重量子井戸の吸収端よりも長波長側にあるために屈折
率の変化は受けず、損失もほとんどなく、光導波路２２
２ｄに結合し、受光器２３１で検出される。本発明も第
１の実施例と同様に光集積素子であるから、受光器２３
１と受光器２３０の特性は同一にできる。従って、測定
装置の更正は、多重量子井戸に電界を印加しない状態で
、ポンプ光を受光器２３０で検出したときの値を基準と
する事でおこなえる。
レーザの高周波応答特性を測定する方法は、第１の実施
例と同じであるが、被測定光とポンプ光の分離に全反射
型光路切り替え光スイッチを用いたので、この点を説明
する。多重量子井戸構造に電界を印加するとエキシトン
吸収ピーム付近では負の屈折率変化が生じ、この効果を
利用すると全反射型光スイッチが実現できることは公知
である。従って、波長１．３μｍのポンプ光は電極２２
１を用いて多重量子井戸に電界が印加されていれば光導
波路２２２ａから２２２ｂに全反射される。一方、光導
波路２２２ｂに結合した波長１．５５μｍの被測定光は
多重量子井戸の吸収端よりも長波長側にあるために屈折
率の変化は受けず、損失もほとんどなく、光導波路２２
２ｄに結合し、受光器２３１で検出される。本発明も第
１の実施例と同様に光集積素子であるから、受光器２３
１と受光器２３０の特性は同一にできる。従って、測定
装置の更正は、多重量子井戸に電界を印加しない状態で
、ポンプ光を受光器２３０で検出したときの値を基準と
する事でおこなえる。
【００１６】図３は、第３の実施例を説明するための図
である。第１の実施例、第２の実施例は、それぞれ受光
器１３０と１３１、２３０と２３１が同一の特性である
必要があるが、結晶成長あるいはプロセスの不備などで
特性が異なる場合も考えられる。そこで、ポンプ光を受
光する受光器と被測定光を受光する受光器を同一とした
。以下図３を参照しながら説明する。
である。第１の実施例、第２の実施例は、それぞれ受光
器１３０と１３１、２３０と２３１が同一の特性である
必要があるが、結晶成長あるいはプロセスの不備などで
特性が異なる場合も考えられる。そこで、ポンプ光を受
光する受光器と被測定光を受光する受光器を同一とした
。以下図３を参照しながら説明する。
【００１７】図３は、第２の実施例において、ポンプ光
を受光する受光器と被測定光を受光する受光器を同一と
する例を示している。製造方法は基本的に第２の実施例
と同様であるが、第２の実施例における受光器２３０を
無くし、新たに光導波路３０１、高反射膜３００を設け
ている。測定装置の更正の際に、ポンプ光は光導波路２
２２ｃから高反射膜３００によって反射され光導波路３
０１に結合し、受光器２３１で検出される。
を受光する受光器と被測定光を受光する受光器を同一と
する例を示している。製造方法は基本的に第２の実施例
と同様であるが、第２の実施例における受光器２３０を
無くし、新たに光導波路３０１、高反射膜３００を設け
ている。測定装置の更正の際に、ポンプ光は光導波路２
２２ｃから高反射膜３００によって反射され光導波路３
０１に結合し、受光器２３１で検出される。
【００１８】以上３つの実施例について詳しく説明した
が、以下で若干の補足をする。まず、被測定半導体レー
ザの波長であるが、１．５５μｍに限らず、ポンプ光の
波長等を被測定半導体レーザに合わせれば、適用できる
ことはいうまでもない。また、ポンプレーザの構造など
はこの例に限定されていない。
が、以下で若干の補足をする。まず、被測定半導体レー
ザの波長であるが、１．５５μｍに限らず、ポンプ光の
波長等を被測定半導体レーザに合わせれば、適用できる
ことはいうまでもない。また、ポンプレーザの構造など
はこの例に限定されていない。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体周波
数応答測定装置によれば、簡便で寄生リアクタンスに影
響されない小型の光集積素子ができる。
数応答測定装置によれば、簡便で寄生リアクタンスに影
響されない小型の光集積素子ができる。
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２の実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３の実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図４】本発明の光集積素子を使用しない従来の半導体
周波数応答測定装置を説明するための図である。
周波数応答測定装置を説明するための図である。
４０ 被測定半導体レーザ
４１ ポンプ用半導体レーザ
４２ ネットワークアナライザ
４３ 半波長板
４４ 偏光ビームスプリッタ
４５ 受光器
１００ ｎ−ＩｎＰ基板
１１０ ｎ−ＩｎＰバッファ層
１１１ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層１１２
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１１３ ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層１１４ ｐ−ＩｎＰ
層 １１５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１１６
ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層１１７ ＳｉＯ
２ １１８ ポリイミド １１９ ポンプレーザ １２０ 方向性結合器 １２１ 電極 １２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ 光導
波路１２３ ｐ− −ＩｎＧａＡｓＰガイド層１
２４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １２５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１３０、
１３１ 受光器 １４０ ポンプ光 ２００ ｎ−ＩｎＰ基板 ２１０ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ２１１ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層２１２
アンドープＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸活
性層 ２１３ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２１４
ｐ−ＩｎＰ層 ２１５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２１６
ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層２１７ ＳｉＯ
２ ２１８ ポリイミド ２１９ ポンプレーザ ２２１ 電極 ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ 光導
波路２２３ ｐ− −ＩｎＧａＡｓＰガイド層２
２４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ２２５ 全反射型光路切り替え光スイッチ２２６
光スイッチ部多重量子井戸２３０、２３１
受光器 ３００ 高反射膜 ３０１ 光導波路
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１１３ ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層１１４ ｐ−ＩｎＰ
層 １１５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１１６
ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層１１７ ＳｉＯ
２ １１８ ポリイミド １１９ ポンプレーザ １２０ 方向性結合器 １２１ 電極 １２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ 光導
波路１２３ ｐ− −ＩｎＧａＡｓＰガイド層１
２４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １２５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１３０、
１３１ 受光器 １４０ ポンプ光 ２００ ｎ−ＩｎＰ基板 ２１０ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ２１１ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層２１２
アンドープＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ多重量子井戸活
性層 ２１３ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層２１４
ｐ−ＩｎＰ層 ２１５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２１６
ｐ− −ＩｎＰ埋め込み層２１７ ＳｉＯ
２ ２１８ ポリイミド ２１９ ポンプレーザ ２２１ 電極 ２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ 光導
波路２２３ ｐ− −ＩｎＧａＡｓＰガイド層２
２４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ２２５ 全反射型光路切り替え光スイッチ２２６
光スイッチ部多重量子井戸２３０、２３１
受光器 ３００ 高反射膜 ３０１ 光導波路
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体基板上に、ポンプ光を出力する
ポンプレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前記ポ
ンプ光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前記被
測定半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分離す
る光路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの光出
力を受光する受光器を少なくとも集積しており、前記光
路切り替え装置が方向性結合器であり、前記ポンプレー
ザの波長が前記被測定半導体レーザの利得波長よりも短
波長側にあることを特徴とする光集積素子。 - 【請求項２】 半導体基板上に、ポンプ光を出力する
ポンプレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前記ポ
ンプ光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前記被
測定半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分離す
る光路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの光出
力を受光する受光器を少なくとも集積しており、前記光
路切り替え装置が多重量子井戸を用いた全反射型光路切
り替え光スイッチであり、前記ポンプレーザの波長が前
記被測定半導体レーザの利得波長よりも短波長側にある
ことを特徴とする光集積素子。 - 【請求項３】 半導体基板上に、ポンプ光を出力する
ポンプレーザと、ポンプ光を受光する受光器と、前記ポ
ンプ光を被測定半導体レーザに導く光導波路と、前記被
測定半導体レーザからの光出力を前記ポンプ光と分離す
る光路切り替え装置と、前記被測定半導体レーザの光出
力を受光する受光器を少なくとも集積しており、前記ポ
ンプ光を受光する前記受光器と、前記被測定半導体レー
ザからの光出力を受光する前記受光器が同一であり、前
記ポンプレーザの波長が前記被測定半導体レーザの利得
波長よりも短波長側にあることを特徴とする光集積素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268391A JPH04307984A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 光集積素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7268391A JPH04307984A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 光集積素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04307984A true JPH04307984A (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=13496425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7268391A Pending JPH04307984A (ja) | 1991-04-05 | 1991-04-05 | 光集積素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04307984A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1225620A2 (en) * | 2000-12-25 | 2002-07-24 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Method of manufacturing semiconductor device and method manufacturing optical wave guide |
| US20130301990A1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Optical waveguide directional coupler |
-
1991
- 1991-04-05 JP JP7268391A patent/JPH04307984A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1225620A2 (en) * | 2000-12-25 | 2002-07-24 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Method of manufacturing semiconductor device and method manufacturing optical wave guide |
| EP1225620A3 (en) * | 2000-12-25 | 2003-12-17 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Method of manufacturing semiconductor device and method manufacturing optical wave guide |
| US6955994B2 (en) | 2000-12-25 | 2005-10-18 | Fujitsu Quantum Devices Limited | Method of manufacturing semiconductor device and method of manufacturing optical wave guide |
| US20130301990A1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Optical waveguide directional coupler |
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