JPH08236845A - 半導体光集積素子 - Google Patents
半導体光集積素子Info
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- JPH08236845A JPH08236845A JP3491895A JP3491895A JPH08236845A JP H08236845 A JPH08236845 A JP H08236845A JP 3491895 A JP3491895 A JP 3491895A JP 3491895 A JP3491895 A JP 3491895A JP H08236845 A JPH08236845 A JP H08236845A
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- semiconductor
- layer
- light pulse
- short light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体短光パルス発生装置にチャープ補償器
を集積化した半導体光集積素子を提供することにある。 【構成】 半導体短光パルス発生装置に誘電体多層膜鏡
チャープ補償器１５が集積化されている。その半導体短
光パルス発生装置は、結晶面方位が（００１）から２０
度〜９０度の範囲で傾いた基板上１に形成され、それら
の活性層６は、ｐ型変調ドープされた圧縮歪み量子井戸
層によって構成される。 【効果】 チャープ補償器が半導体短光パルス発生装置
に集積化されているため、装置の安定化、小型化、低コ
スト化が実現できる。また、本発明の半導体光集積素子
が面型の場合、２次元集積化が容易であり、並列大容量
光通信システム用の短光パルス発生光源に好適である。
を集積化した半導体光集積素子を提供することにある。 【構成】 半導体短光パルス発生装置に誘電体多層膜鏡
チャープ補償器１５が集積化されている。その半導体短
光パルス発生装置は、結晶面方位が（００１）から２０
度〜９０度の範囲で傾いた基板上１に形成され、それら
の活性層６は、ｐ型変調ドープされた圧縮歪み量子井戸
層によって構成される。 【効果】 チャープ補償器が半導体短光パルス発生装置
に集積化されているため、装置の安定化、小型化、低コ
スト化が実現できる。また、本発明の半導体光集積素子
が面型の場合、２次元集積化が容易であり、並列大容量
光通信システム用の短光パルス発生光源に好適である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体光集積素子に係
わり、特に大容量光通信システム用に好適な超短光パル
ス発生集積素子に関する。
わり、特に大容量光通信システム用に好適な超短光パル
ス発生集積素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信用短光パルス発生技術として、半
導体レーザーを用いた利得スイッチ法、Ｑスイッチ法、
モード同期法などがある。これらの技術では、半導体の
分散特性による周波数チャーピングが生じるため、波長
シフトした光ファイバー、干渉計、回折格子やプリズム
などから構成される外部チャープ補償器を用いてチャー
プ補償する必要がある。また、従来の半導体短光パルス
発生装置の光源に用いられる半導体レーザーの活性層
は、アンドープ層で、結晶面方位（００１）基板上に形
成されている。
導体レーザーを用いた利得スイッチ法、Ｑスイッチ法、
モード同期法などがある。これらの技術では、半導体の
分散特性による周波数チャーピングが生じるため、波長
シフトした光ファイバー、干渉計、回折格子やプリズム
などから構成される外部チャープ補償器を用いてチャー
プ補償する必要がある。また、従来の半導体短光パルス
発生装置の光源に用いられる半導体レーザーの活性層
は、アンドープ層で、結晶面方位（００１）基板上に形
成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体短光パル
ス発生用光源に用いられる半導体レーザーでは、活性層
に歪み量子井戸構造を用いることによって、周波数チャ
ープを抑圧しているが、まだ十分ではない。周波数チャ
ープの程度を表す線幅増倍因子は、２〜４程度である。
また、従来のチャープ補償器は、光ファイバー、干渉
計、回折格子やプリズムなどから構成されており、精密
な調整が必要、装置が大きくなり集積化が容易でない、
コストが高くなるなどの欠点を持つ。
ス発生用光源に用いられる半導体レーザーでは、活性層
に歪み量子井戸構造を用いることによって、周波数チャ
ープを抑圧しているが、まだ十分ではない。周波数チャ
ープの程度を表す線幅増倍因子は、２〜４程度である。
また、従来のチャープ補償器は、光ファイバー、干渉
計、回折格子やプリズムなどから構成されており、精密
な調整が必要、装置が大きくなり集積化が容易でない、
コストが高くなるなどの欠点を持つ。
【０００４】本発明の目的は、チャープ補償器を集積化
した半導体光集積素子を提供することにある。
した半導体光集積素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では半導体光集積素子の短光パルス発生部分
を結晶面方位が（００１）から２０度〜９０度の範囲で
傾いた基版上に形成し、その活性層にｐ型不純物を変調
ドープした圧縮歪み量子井戸を用いる。さらに、誘電体
多層膜鏡チャープ補償器を、直接接着技術を用いて短光
パルス発生部分に結合する。この誘電体多層膜鏡におい
て、高屈折率層の屈折率：ｎHと低屈折率層の屈折率：n
Lとの差δｎを出来るだけ大きくし（δn≧０．５)、ダ
ウンチャープを補償する場合は、誘電体多層膜鏡の共鳴
波長λ0が、レーザーの発振波長λｒより長くなるよう
に設定する。また、アップチャープを補償する場合は、
誘電体多層膜鏡の共鳴波長λ０が、レーザーの発振波長
λrより短くなるように設定する。
め、本発明では半導体光集積素子の短光パルス発生部分
を結晶面方位が（００１）から２０度〜９０度の範囲で
傾いた基版上に形成し、その活性層にｐ型不純物を変調
ドープした圧縮歪み量子井戸を用いる。さらに、誘電体
多層膜鏡チャープ補償器を、直接接着技術を用いて短光
パルス発生部分に結合する。この誘電体多層膜鏡におい
て、高屈折率層の屈折率：ｎHと低屈折率層の屈折率：n
Lとの差δｎを出来るだけ大きくし（δn≧０．５)、ダ
ウンチャープを補償する場合は、誘電体多層膜鏡の共鳴
波長λ0が、レーザーの発振波長λｒより長くなるよう
に設定する。また、アップチャープを補償する場合は、
誘電体多層膜鏡の共鳴波長λ０が、レーザーの発振波長
λrより短くなるように設定する。
【０００６】
【作用】短光パルス発生部分を結晶面方位（００１）か
ら２０度〜９０度の範囲で傾いた基板上に形成し、かつ
活性層にｐ型不純物を変調ドープした圧縮歪み量子井戸
構造にすることによって、線幅増倍因子を１以下に低減
できる。例えば、結晶面方位（１１１）または（１１
０）基板上に形成されたｐ型変調ドープＩｎＧａＡｓ／
ＩｎＧａＡｓＰ歪み量子井戸レーザーの線幅増倍因子
は、１以下になる。誘電体多層膜鏡チャープ補償器にお
いて、その共鳴波長λ0をレーザーの発振波長λrより長
くなるように設定することによって、正の群速度分散に
よるダウンチャープの補償を効率よく行うことができ
る。また、アップチャープのレーザー光を補償する場合
は、共鳴波長λ0がレーザーの発振波長λrより短くなる
ように設定する。
ら２０度〜９０度の範囲で傾いた基板上に形成し、かつ
活性層にｐ型不純物を変調ドープした圧縮歪み量子井戸
構造にすることによって、線幅増倍因子を１以下に低減
できる。例えば、結晶面方位（１１１）または（１１
０）基板上に形成されたｐ型変調ドープＩｎＧａＡｓ／
ＩｎＧａＡｓＰ歪み量子井戸レーザーの線幅増倍因子
は、１以下になる。誘電体多層膜鏡チャープ補償器にお
いて、その共鳴波長λ0をレーザーの発振波長λrより長
くなるように設定することによって、正の群速度分散に
よるダウンチャープの補償を効率よく行うことができ
る。また、アップチャープのレーザー光を補償する場合
は、共鳴波長λ0がレーザーの発振波長λrより短くなる
ように設定する。
【０００７】
【実施例】本発明に係る半導体光集積素子の実施例につ
き、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
き、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【０００８】＜実施例１＞図１を用いて、利得スイッチ
法による面発光型短光パルス発生装置について説明す
る。結晶面方位（１１１）または（１１０）面のｎ-Ｉ
ｎＰ基板１上に有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ: Ｍｅ
ｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅ
ｐｉｔａｘｙ）法により、ｎ-ＩｎＧａＡｓＰ（禁制帯
幅波長：λg＝１．４５μｍ,ドナー濃度：ＮD=２ｘ１０
18／ｃｍ3）の高屈折率層２とｎ-ＩｎＰ（λg＝０．９
２μｍ、ＮD＝２ｘ１０18／ｃｍ3）の低屈折率層３を３
０周期積層してn型誘電体多層膜鏡４を形成する。ただ
し、各層の厚さは、各層内部での波長λの１／４とす
る。次に、アンドープＩｎＧａＡｓＰ(λg＝１μｍ、厚
さ０．４μｍ）スペーサー層５、ＩｎＧａＡｓ量子井戸
層(λg＝１．５５μm、厚さ３．５ｎｍ)とＩｎＧａＡｓ
Ｐ(λg＝１．１５μｍ、厚さ１５ｎｍ）障壁層からなる
１０周期の圧縮歪み多重量子井戸層６、アンドープＩｎ
ＧａＡｓＰ(λg＝1μｍ、厚さ０．４μｍ）スペーサー
層７からなる共振器８を設ける。ただし、多重量子井戸
層の障壁層にはｐ型変調ドープ（アクセプター濃度：Ｎ
A＝５ｘ１０18／ｃｍ3）を行う。続けて、ｐ-ＩｎＰ
（厚さλ/4、λg＝０．９２μｍ、ＮA＝２ｘ１０18／ｃ
ｍ3）の低屈折率層９とｐ-ＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．
４５μｍ,ＮA＝２ｘ１０18／ｃｍ3）の高屈折率層１０
を３０周期積層し、ｐ型誘電体多層膜鏡１１を形成す
る。次に、ｐ型誘電体多層膜鏡１１上に光学窓を有する
Ａｕ／Ｚｕ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ電極１２を蒸着によって
作製する。さらに、例えば、ＴｉＯ2の高屈折率層１３
（屈折率ｎH＝２．２５、厚さｄH＝λ0／４ｎH）とＳｉ
Ｏ2の低屈折率層１４（屈折率ｎL＝１．４６、厚さｄL=
λ0／４ｎL）を２０周期積層した誘電体多層膜鏡を別に
作製し、光学窓の部分に接着剤を用いずに加熱によって
直接接着させて、誘電体多層膜チャープ補償器１５を形
成する。ただし、十分なチャープ補償を行うのに必要な
正の群速度分散が得られ、かつ反射が無視できるくらい
小さくなるように、このチャープ補償器の共鳴波長λ0
を、レーザー発振波長λrより長い範囲に設定する。最
後に、n型電極１６を、AuGeをn-InP基板に蒸着すること
によって形成する。
法による面発光型短光パルス発生装置について説明す
る。結晶面方位（１１１）または（１１０）面のｎ-Ｉ
ｎＰ基板１上に有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ: Ｍｅ
ｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅ
ｐｉｔａｘｙ）法により、ｎ-ＩｎＧａＡｓＰ（禁制帯
幅波長：λg＝１．４５μｍ,ドナー濃度：ＮD=２ｘ１０
18／ｃｍ3）の高屈折率層２とｎ-ＩｎＰ（λg＝０．９
２μｍ、ＮD＝２ｘ１０18／ｃｍ3）の低屈折率層３を３
０周期積層してn型誘電体多層膜鏡４を形成する。ただ
し、各層の厚さは、各層内部での波長λの１／４とす
る。次に、アンドープＩｎＧａＡｓＰ(λg＝１μｍ、厚
さ０．４μｍ）スペーサー層５、ＩｎＧａＡｓ量子井戸
層(λg＝１．５５μm、厚さ３．５ｎｍ)とＩｎＧａＡｓ
Ｐ(λg＝１．１５μｍ、厚さ１５ｎｍ）障壁層からなる
１０周期の圧縮歪み多重量子井戸層６、アンドープＩｎ
ＧａＡｓＰ(λg＝1μｍ、厚さ０．４μｍ）スペーサー
層７からなる共振器８を設ける。ただし、多重量子井戸
層の障壁層にはｐ型変調ドープ（アクセプター濃度：Ｎ
A＝５ｘ１０18／ｃｍ3）を行う。続けて、ｐ-ＩｎＰ
（厚さλ/4、λg＝０．９２μｍ、ＮA＝２ｘ１０18／ｃ
ｍ3）の低屈折率層９とｐ-ＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．
４５μｍ,ＮA＝２ｘ１０18／ｃｍ3）の高屈折率層１０
を３０周期積層し、ｐ型誘電体多層膜鏡１１を形成す
る。次に、ｐ型誘電体多層膜鏡１１上に光学窓を有する
Ａｕ／Ｚｕ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ電極１２を蒸着によって
作製する。さらに、例えば、ＴｉＯ2の高屈折率層１３
（屈折率ｎH＝２．２５、厚さｄH＝λ0／４ｎH）とＳｉ
Ｏ2の低屈折率層１４（屈折率ｎL＝１．４６、厚さｄL=
λ0／４ｎL）を２０周期積層した誘電体多層膜鏡を別に
作製し、光学窓の部分に接着剤を用いずに加熱によって
直接接着させて、誘電体多層膜チャープ補償器１５を形
成する。ただし、十分なチャープ補償を行うのに必要な
正の群速度分散が得られ、かつ反射が無視できるくらい
小さくなるように、このチャープ補償器の共鳴波長λ0
を、レーザー発振波長λrより長い範囲に設定する。最
後に、n型電極１６を、AuGeをn-InP基板に蒸着すること
によって形成する。
【０００９】＜実施例２＞図２を用いて、利得スイッチ
法による面発光型微小共振器短光パルス発生装置につい
て説明する。結晶面方位（１１１）または（１１０）面
のｎ-ＩｎＰ基板１上に有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ:
Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓ
ｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により、ｎ-ＩｎＧａＡｓＰ
（λg＝１．４５μｍ,ＮD＝２ｘ１０18／ｃｍ3）の高屈
折率層２とｎ-ＩｎＰ（λg＝０．９２μｍ、ＮD＝２ｘ
１０18／ｃｍ3）の低屈折率層３を３０周期積層してｎ
型誘電体多層膜鏡４を形成する。ただし、各層の厚さ
は、各層内部での波長λの１／４とする。次に、アンド
ープＩｎＧａＡｓＰ(λg＝１．１５μｍ）層５、ｐ-Ｉ
ｎＧａＡｓ圧縮歪み単一量子井戸層(厚さ３．５ｎｍ、
ＮA＝５ｘ１０18ｃｍ／3)６、アンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ層(λg＝１．１５μｍ）７からなる共振器８を設け
る。ただし、共振器８の厚さｄは実効波長λeffの厚
さ、すなわち１波長の厚さとする。ここで、実効波長λ
effとは、共振器８を構成する各層内部での波長λの平
均波長を言う。次に、共振器８上に光学窓を有するＡｕ
／Ｚｕ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ電極１２を蒸着によって作製
する。次に、二つの異なる共鳴波長（それぞれλA、λB
とする）を有する２スタッキング誘電体多層膜鏡１７を
別に作製する。スタッキング領域Ａ１８は、ＧａＡｓの
高屈折率層１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λA
／４ｎH）とＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝
２．９８、厚さｄL＝λA／４ｎL）を１０周期積層した
構造からなる。スタッキング領域Ｂ１９は、ＧａＡｓの
高屈折率層１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λB
／４ｎH）とＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝
２．９８、厚さｄL＝λB／４ｎL）を３０周期積層した
構造からなる。十分なチャープ補償を行うのに必要な正
の群速度分散が得られるように、共鳴波長λAをレーザ
ー発振波長λrより長い範囲に設定する。λBは、λrに
ほぼ等しくなるように設定する。次に、２スタッキング
誘電体多層膜鏡１７を図に示すように、接着剤を用いず
に、加熱による直接接着技術を用いて接合させる。最後
に、n型電極１６を、ＡｕＧｅをｎ-ＩｎＰ基板に蒸着す
ることによって形成する。
法による面発光型微小共振器短光パルス発生装置につい
て説明する。結晶面方位（１１１）または（１１０）面
のｎ-ＩｎＰ基板１上に有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ:
Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓ
ｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により、ｎ-ＩｎＧａＡｓＰ
（λg＝１．４５μｍ,ＮD＝２ｘ１０18／ｃｍ3）の高屈
折率層２とｎ-ＩｎＰ（λg＝０．９２μｍ、ＮD＝２ｘ
１０18／ｃｍ3）の低屈折率層３を３０周期積層してｎ
型誘電体多層膜鏡４を形成する。ただし、各層の厚さ
は、各層内部での波長λの１／４とする。次に、アンド
ープＩｎＧａＡｓＰ(λg＝１．１５μｍ）層５、ｐ-Ｉ
ｎＧａＡｓ圧縮歪み単一量子井戸層(厚さ３．５ｎｍ、
ＮA＝５ｘ１０18ｃｍ／3)６、アンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ層(λg＝１．１５μｍ）７からなる共振器８を設け
る。ただし、共振器８の厚さｄは実効波長λeffの厚
さ、すなわち１波長の厚さとする。ここで、実効波長λ
effとは、共振器８を構成する各層内部での波長λの平
均波長を言う。次に、共振器８上に光学窓を有するＡｕ
／Ｚｕ／Ａｕ／Ｔｉ／Ａｕ電極１２を蒸着によって作製
する。次に、二つの異なる共鳴波長（それぞれλA、λB
とする）を有する２スタッキング誘電体多層膜鏡１７を
別に作製する。スタッキング領域Ａ１８は、ＧａＡｓの
高屈折率層１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λA
／４ｎH）とＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝
２．９８、厚さｄL＝λA／４ｎL）を１０周期積層した
構造からなる。スタッキング領域Ｂ１９は、ＧａＡｓの
高屈折率層１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λB
／４ｎH）とＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝
２．９８、厚さｄL＝λB／４ｎL）を３０周期積層した
構造からなる。十分なチャープ補償を行うのに必要な正
の群速度分散が得られるように、共鳴波長λAをレーザ
ー発振波長λrより長い範囲に設定する。λBは、λrに
ほぼ等しくなるように設定する。次に、２スタッキング
誘電体多層膜鏡１７を図に示すように、接着剤を用いず
に、加熱による直接接着技術を用いて接合させる。最後
に、n型電極１６を、ＡｕＧｅをｎ-ＩｎＰ基板に蒸着す
ることによって形成する。
【００１０】尚、本実施例では、量子井戸層６だけに高
濃度のｐ型不純物を添加したが、共振器８内に少なくと
も５ｘ１０18／ｃｍ3のｐ型不純物が存在すればよく、
スペーサー層５またはスペーサー層７に５ｘ１０18／ｃ
ｍ3以上のｐ型不純物を添加してもよい。その場合、量
子井戸層６はアンドープであっても、同じだけドープさ
れていてもよい。
濃度のｐ型不純物を添加したが、共振器８内に少なくと
も５ｘ１０18／ｃｍ3のｐ型不純物が存在すればよく、
スペーサー層５またはスペーサー層７に５ｘ１０18／ｃ
ｍ3以上のｐ型不純物を添加してもよい。その場合、量
子井戸層６はアンドープであっても、同じだけドープさ
れていてもよい。
【００１１】＜実施例３＞図３を用いて、モード同期法
による短光パルス発生装置について説明する。結晶面方
位（１１１）または（１１０）面のｎ-ＩｎＰ基板１上
に有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒ
ｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘ
ｙ）法により、ＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ、
厚さ０．４μｍ）光導波路層２０、ＩｎＧａＡｓ量子井
戸層（λg＝１．５５μｍ、厚さ３．５ｎｍ）とＩｎＧ
ａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ，厚さ１５ｎｍ）障壁層
からなる１０周期の圧縮歪み多重量子井戸層６、ＩｎＧ
ａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ、厚さ０．４μｍ）光導
波路層２０、ｐ-ＩｎＰ（ＮA＝２ｘ１０18／ｃｍ3）層
２１、ｐ＋-ＩｎＧａＡｓ（ＮA＝８ｘ１０18／ｃｍ3）
層２２を形成する。ただし、多重量子井戸層の障壁層に
はｐ型変調ドープ（ＮA＝５ｘ１０18／ｃｍ3）を行う。
ｐ＋-ＩｎＧａＡｓ層２２をエッチングによって分離
し、各領域にＡｕ／ＡｕＺｎを蒸着することによって、
利得領域電極２３と過飽和吸収領域電極２４を形成す
る。また、ｎ型電極１６を、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕをｎ-
ＩｎＰ基板上に蒸着することによって形成する。次に、
二つの異なる共鳴波長（それぞれλA、λBとする）を有
する２スタッキング誘電体多層膜鏡１７を別に作製す
る。スタッキング領域Ａ１８は、ＧａＡｓの高屈折率層
１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λA／４ｎH）と
ＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝２．９８、厚
さｄL＝λA／４ｎL）を１０周期積層した構造からな
る。スタッキング領域Ｂ１９は、ＧａＡｓの高屈折率層
１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λB／４ｎH）と
ＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝２．９８、厚
さｄL＝λB／４ｎL）を３０周期積層した構造からな
る。アップチャープを補償する場合、十分なチャープ補
償を行うのに必要な負の群速度分散が得られるように、
共鳴波長λAをレーザー発振波長λrより短い範囲に設定
する。一方、λBは、λrにほぼ等しくなるように設定す
る。ダウンチャープを補償する場合、十分なチャープ補
償を行うのに必要な正の群速度分散が得られるように、
共鳴波長λAをレーザー発振波長λrより長い範囲に設定
する。λBは、λrにほぼ等しくなるように設定する。次
に、２スタッキング誘電体多層膜鏡１７を図３に示すよ
うに、過飽和吸収領域電極２４側の側面に、接着剤を用
いずに、加熱による直接接着技術を用いて接合させる。
利得領域電極２３側の側面に、劈開によって鏡面を形成
する。
による短光パルス発生装置について説明する。結晶面方
位（１１１）または（１１０）面のｎ-ＩｎＰ基板１上
に有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒ
ｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘ
ｙ）法により、ＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ、
厚さ０．４μｍ）光導波路層２０、ＩｎＧａＡｓ量子井
戸層（λg＝１．５５μｍ、厚さ３．５ｎｍ）とＩｎＧ
ａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ，厚さ１５ｎｍ）障壁層
からなる１０周期の圧縮歪み多重量子井戸層６、ＩｎＧ
ａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ、厚さ０．４μｍ）光導
波路層２０、ｐ-ＩｎＰ（ＮA＝２ｘ１０18／ｃｍ3）層
２１、ｐ＋-ＩｎＧａＡｓ（ＮA＝８ｘ１０18／ｃｍ3）
層２２を形成する。ただし、多重量子井戸層の障壁層に
はｐ型変調ドープ（ＮA＝５ｘ１０18／ｃｍ3）を行う。
ｐ＋-ＩｎＧａＡｓ層２２をエッチングによって分離
し、各領域にＡｕ／ＡｕＺｎを蒸着することによって、
利得領域電極２３と過飽和吸収領域電極２４を形成す
る。また、ｎ型電極１６を、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕをｎ-
ＩｎＰ基板上に蒸着することによって形成する。次に、
二つの異なる共鳴波長（それぞれλA、λBとする）を有
する２スタッキング誘電体多層膜鏡１７を別に作製す
る。スタッキング領域Ａ１８は、ＧａＡｓの高屈折率層
１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λA／４ｎH）と
ＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝２．９８、厚
さｄL＝λA／４ｎL）を１０周期積層した構造からな
る。スタッキング領域Ｂ１９は、ＧａＡｓの高屈折率層
１３（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λB／４ｎH）と
ＡｌＡｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝２．９８、厚
さｄL＝λB／４ｎL）を３０周期積層した構造からな
る。アップチャープを補償する場合、十分なチャープ補
償を行うのに必要な負の群速度分散が得られるように、
共鳴波長λAをレーザー発振波長λrより短い範囲に設定
する。一方、λBは、λrにほぼ等しくなるように設定す
る。ダウンチャープを補償する場合、十分なチャープ補
償を行うのに必要な正の群速度分散が得られるように、
共鳴波長λAをレーザー発振波長λrより長い範囲に設定
する。λBは、λrにほぼ等しくなるように設定する。次
に、２スタッキング誘電体多層膜鏡１７を図３に示すよ
うに、過飽和吸収領域電極２４側の側面に、接着剤を用
いずに、加熱による直接接着技術を用いて接合させる。
利得領域電極２３側の側面に、劈開によって鏡面を形成
する。
【００１２】＜実施例４＞図４を用いて、利得スイッチ
法による端面発光素子を用いた面発光型短光パルス発生
装置について説明する。結晶面方位（１１１）または
（１１０）面のｎ-ＩｎＰ基板１上に有機金属気相成長
（ＭＯＶＰＥ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐ
ｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により、ＩｎＧ
ａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ、厚さ０．４μｍ）光導
波路層２０、ＩｎＧａＡｓ量子井戸層（λg＝１．５５
μｍ、厚さ３．５ｎｍ）とＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．
１５μｍ，厚さ１５ｎｍ）障壁層からなる１０周期の圧
縮歪み多重量子井戸層６、ＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．
１５μｍ、厚さ０．４μｍ）光導波路層２０、ｐ-Ｉｎ
Ｐ（ＮA＝２ｘ１０18／ｃｍ3）層２１、ｐ＋-ＩｎＧａ
Ａｓ（ＮA＝８ｘ１０18／ｃｍ3）層２２を形成する。た
だし、多重量子井戸層の障壁層にはｐ型変調ドープ（Ｎ
A＝５ｘ１０18／ｃｍ3）を行う。図４に示すように、４
５度反射器２５をエッチングによって形成する。２６
は、空気層とする。次に、ＧａＡｓの高屈折率層１３
（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λB／４ｎH）とＡｌ
Ａｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝２．９８、厚さｄL
＝λB／４ｎL）を３０周期積層した構造からなる誘電体
多層膜チャープ補償器１５を別に作製する。十分なチャ
ープ補償を行うのに必要な正の群速度分散が得られるよ
うに、かつ反射が無視できるくらい小さくなるように、
共鳴波長λ0をレーザー発振波長λrより長い範囲に設定
する。さらに、この誘電体多層膜チャープ補償器１５を
図４に示すように、４５度反射器２５の上部に、接着剤
を用いずに、加熱による直接接着技術を用いて接合させ
る。ｐ＋-ＩｎＧａＡｓ層２２にＡｕ／ＡｕＺｎを蒸着
することによって、ｐ型電極１２を形成する。また、ｎ
型電極１６を、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕをｎ-ＩｎＰ基板上
に蒸着することによって形成する。
法による端面発光素子を用いた面発光型短光パルス発生
装置について説明する。結晶面方位（１１１）または
（１１０）面のｎ-ＩｎＰ基板１上に有機金属気相成長
（ＭＯＶＰＥ： Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐ
ｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により、ＩｎＧ
ａＡｓＰ（λg＝１．１５μｍ、厚さ０．４μｍ）光導
波路層２０、ＩｎＧａＡｓ量子井戸層（λg＝１．５５
μｍ、厚さ３．５ｎｍ）とＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．
１５μｍ，厚さ１５ｎｍ）障壁層からなる１０周期の圧
縮歪み多重量子井戸層６、ＩｎＧａＡｓＰ（λg＝１．
１５μｍ、厚さ０．４μｍ）光導波路層２０、ｐ-Ｉｎ
Ｐ（ＮA＝２ｘ１０18／ｃｍ3）層２１、ｐ＋-ＩｎＧａ
Ａｓ（ＮA＝８ｘ１０18／ｃｍ3）層２２を形成する。た
だし、多重量子井戸層の障壁層にはｐ型変調ドープ（Ｎ
A＝５ｘ１０18／ｃｍ3）を行う。図４に示すように、４
５度反射器２５をエッチングによって形成する。２６
は、空気層とする。次に、ＧａＡｓの高屈折率層１３
（屈折率ｎH＝３．５９、厚さｄH＝λB／４ｎH）とＡｌ
Ａｓの低屈折率層１４（屈折率ｎL＝２．９８、厚さｄL
＝λB／４ｎL）を３０周期積層した構造からなる誘電体
多層膜チャープ補償器１５を別に作製する。十分なチャ
ープ補償を行うのに必要な正の群速度分散が得られるよ
うに、かつ反射が無視できるくらい小さくなるように、
共鳴波長λ0をレーザー発振波長λrより長い範囲に設定
する。さらに、この誘電体多層膜チャープ補償器１５を
図４に示すように、４５度反射器２５の上部に、接着剤
を用いずに、加熱による直接接着技術を用いて接合させ
る。ｐ＋-ＩｎＧａＡｓ層２２にＡｕ／ＡｕＺｎを蒸着
することによって、ｐ型電極１２を形成する。また、ｎ
型電極１６を、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕをｎ-ＩｎＰ基板上
に蒸着することによって形成する。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、チャープ補償器が半導
体短光パルス発生装置に集積化されているので、装置の
安定化、小型化、低コスト化が実現できる。
体短光パルス発生装置に集積化されているので、装置の
安定化、小型化、低コスト化が実現できる。
【図１】本発明による第一の実施例を示す図。
【図２】本発明による第二の実施例を示す図。
【図３】本発明による第三の実施例を示す図。
【図４】本発明による第四の実施例を示す図。
１ ・・・ ｎ型基板 ２ ・・・ ｎ型高屈折率層 ３ ・・・ ｎ型低屈折率層 ４ ・・・ ｎ型誘電体多層膜鏡 ５ ・・・ スペーサー層 ６ ・・・ ｐ型変調ドープ圧縮歪み量子井戸層 ７ ・・・ スペーサー層 ８ ・・・ 共振器 ９ ・・・ ｐ型低屈折率層 １０・・・ ｐ型高屈折率層 １１・・・ ｐ型誘電体多層膜鏡 １２・・・ ｐ型電極 １３・・・ 高屈折率層 １４・・・ 低屈折率層 １５・・・ 誘電体多層膜チャープ補償器 １６・・・ ｎ型電極 １７・・・ ２スタッキング誘電体多層膜鏡 １８・・・ スタッキング領域Ａ １９・・・ スタッキング領域Ｂ ２０・・・ 光導波路層 ２１・・・ ｐ-ＩｎＰ層 ２２・・・ ｐ＋-ＩｎＧａＡｓ層 ２３・・・ 利得領域電極 ２４・・・ 過飽和吸収領域電極 ２５・・・ ４５度反射鏡 ２６・・・ 空気層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茅根 直樹 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 奥野 八重 東京都国分寺市東恋ケ窪１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１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】半導体短光パルス発生装置に誘電体多層膜
から成るチャープ補償器を集積化していることを特徴と
する半導体光集積素子。 - 【請求項２】半導体短光パルス発生装置として利得スイ
ッチ法による半導体短光パルス発生装置を用いることを
特徴とする請求項１記載の半導体光集積素子。 - 【請求項３】半導体短光パルス発生装置としてモード同
期法による半導体短光パルス発生装置を用いることを特
徴とする請求項１記載の半導体光集積素子。 - 【請求項４】誘電体多層膜から成るチャープ補償器を直
接接着技術を用いて半導体短光パルス発生装置に集積化
することを特徴とする請求項１、２、又は３記載の半導
体光集積素子。 - 【請求項５】半導体短光パルス発生装置を基板の結晶面
方位が（００１）から２０度〜９０度の範囲で傾いた基
板上に形成されることを特徴とする請求項１、２、３、
又は４記載の半導体光集積素子。 - 【請求項６】活性層部分がｐ型不純物を変調ドープした
圧縮歪み量子井戸構造であることを特徴とする請求項
１，２，３、４、又は５記載の半導体光集積素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3491895A JPH08236845A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 半導体光集積素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3491895A JPH08236845A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 半導体光集積素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236845A true JPH08236845A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12427605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3491895A Pending JPH08236845A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 半導体光集積素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08236845A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT410732B (de) * | 1999-07-07 | 2003-07-25 | Femtolasers Produktions Gmbh | Dispersiver mehrschichtiger spiegel |
| JP2005322857A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光共振器および光共振器の製造方法 |
| JP2006216681A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Ricoh Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置および光送信モジュールおよび光伝送装置および光スイッチング方法 |
| JP2006245473A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Ricoh Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置および光スイッチング方法および光送信モジュールおよび光伝送装置 |
| JP2008258270A (ja) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Sony Corp | 半導体発光装置 |
| US7881357B2 (en) | 2005-02-02 | 2011-02-01 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical cavity surface-emitting semiconductor laser device, optical transmission module, optical transmission device, and optical switching method |
| JP2014053346A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Seiko Epson Corp | 短光パルス発生装置、テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置、および計測装置 |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP3491895A patent/JPH08236845A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT410732B (de) * | 1999-07-07 | 2003-07-25 | Femtolasers Produktions Gmbh | Dispersiver mehrschichtiger spiegel |
| JP2005322857A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光共振器および光共振器の製造方法 |
| JP2006216681A (ja) * | 2005-02-02 | 2006-08-17 | Ricoh Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置および光送信モジュールおよび光伝送装置および光スイッチング方法 |
| US7881357B2 (en) | 2005-02-02 | 2011-02-01 | Ricoh Company, Ltd. | Vertical cavity surface-emitting semiconductor laser device, optical transmission module, optical transmission device, and optical switching method |
| JP2006245473A (ja) * | 2005-03-07 | 2006-09-14 | Ricoh Co Ltd | 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置および光スイッチング方法および光送信モジュールおよび光伝送装置 |
| JP2008258270A (ja) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Sony Corp | 半導体発光装置 |
| JP2014053346A (ja) * | 2012-09-05 | 2014-03-20 | Seiko Epson Corp | 短光パルス発生装置、テラヘルツ波発生装置、カメラ、イメージング装置、および計測装置 |
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Legal Events
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060221 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
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| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060510 |
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| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060510 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060926 |