JPS6027197B2 - 集積化光源 - Google Patents
集積化光源Info
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- JPS6027197B2 JPS6027197B2 JP52093776A JP9377677A JPS6027197B2 JP S6027197 B2 JPS6027197 B2 JP S6027197B2 JP 52093776 A JP52093776 A JP 52093776A JP 9377677 A JP9377677 A JP 9377677A JP S6027197 B2 JPS6027197 B2 JP S6027197B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光通信システムに適合した集積化された光源に
関するものである。
関するものである。
近年、光半導体素子や光フアィバの高品質化が進み、光
フアィバ通信システムの実用化が急速に進展している。
フアィバ通信システムの実用化が急速に進展している。
この実用化に際し、光波長分割多重伝送システムが大容
量情報を安価に通信できるシステムとして期待されてい
る。しかしながら従来の光波長分割多重伝送システムで
は、発光波長の異なる複数個の光源（発光ダイオードや
レーザダィオード等）を用いるとともに、光源からの光
を結合回路により多重化するために構成素子の数が増大
し、またこれらを組立・調整する工数が増加してシステ
ムの低価格化や、より一層の高品質化が困難であった。
本発明の目的は上述の欠点を除去して安価で高品質な光
波長分割多重伝送システムを実現するための集積化され
た光源を提供することにある。本発明によれば活性領域
とこの領域を囲み接合を形成する接合層とを含む発光素
子を基板上に複数個配列してなる集積化光源において〜
前記各発光素子の活性領域を近接継続して発光方向が一
方向になるように配置し、且つ前記発光素子の活性領域
を前記一方向に沿ってエネルギーギャップのより大きい
材料で構成した発光素子群を含むことを特徴とする集積
化光源が得られる。さて、以下の説明のために良好な光
源を実現するための基本的な要件を述べておこう。
量情報を安価に通信できるシステムとして期待されてい
る。しかしながら従来の光波長分割多重伝送システムで
は、発光波長の異なる複数個の光源（発光ダイオードや
レーザダィオード等）を用いるとともに、光源からの光
を結合回路により多重化するために構成素子の数が増大
し、またこれらを組立・調整する工数が増加してシステ
ムの低価格化や、より一層の高品質化が困難であった。
本発明の目的は上述の欠点を除去して安価で高品質な光
波長分割多重伝送システムを実現するための集積化され
た光源を提供することにある。本発明によれば活性領域
とこの領域を囲み接合を形成する接合層とを含む発光素
子を基板上に複数個配列してなる集積化光源において〜
前記各発光素子の活性領域を近接継続して発光方向が一
方向になるように配置し、且つ前記発光素子の活性領域
を前記一方向に沿ってエネルギーギャップのより大きい
材料で構成した発光素子群を含むことを特徴とする集積
化光源が得られる。さて、以下の説明のために良好な光
源を実現するための基本的な要件を述べておこう。
通信用光源として長寿命性と高効率性が不可欠である。
長寿命の光源を製作するには化合物のへテロ接合間の格
子定数の整合とともに、基板と化合物間の電子定数の整
合が重要である。格子定数の差が存在すると歪が発生し
、この歪により転位の発生や伝播が顕著になる。発光素
子では光の電磁ェネルギが大きく、転位はこのェネルギ
を吸収し増殖伝播を助長し素子は急速に劣化する。特に
レーザ素子の場合にこの現象は著しい。高効率な光源は
活性領域を屈析率が低くてエネルギーギャップが大きい
層で囲んだいわゆるダブルヘテｏ構造のもので実現され
る。ダブルヘテロ構造では、周囲の層より屈折率が高く
エネルギーギャップが小さい活性領域に光と電子がとじ
こめられるために高輝度の光を低電力で発生させること
ができる。次に本発明を図面を用いて詳細に説明する。
子定数の整合とともに、基板と化合物間の電子定数の整
合が重要である。格子定数の差が存在すると歪が発生し
、この歪により転位の発生や伝播が顕著になる。発光素
子では光の電磁ェネルギが大きく、転位はこのェネルギ
を吸収し増殖伝播を助長し素子は急速に劣化する。特に
レーザ素子の場合にこの現象は著しい。高効率な光源は
活性領域を屈析率が低くてエネルギーギャップが大きい
層で囲んだいわゆるダブルヘテｏ構造のもので実現され
る。ダブルヘテロ構造では、周囲の層より屈折率が高く
エネルギーギャップが小さい活性領域に光と電子がとじ
こめられるために高輝度の光を低電力で発生させること
ができる。次に本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第竃図は本発明の第一の実施例を示し、ａはの斜視図、
ｂは断面図である。１，２，３及び４はｎ型の基板５の
表面に形成されたそれぞれ第一、第二、第三及び第四の
発光ダイオード素子で、６，？， ８及び９はそれぞれ
第一、第二「第三及び第四の発光ダイオード素子の活性
領域である。
ｂは断面図である。１，２，３及び４はｎ型の基板５の
表面に形成されたそれぞれ第一、第二、第三及び第四の
発光ダイオード素子で、６，？， ８及び９はそれぞれ
第一、第二「第三及び第四の発光ダイオード素子の活性
領域である。
ここで活性領域６， ７，８及び９はｐ型をなしている
とともに基板５をつくる物質の格子定数と同じ格子定数
を有する化合物で形成されており、かつ活性領域６，７
，８及び９はそれぞれこの順にェネルギギャップが順次
大きい化合物で形成されている。１０及び亀ｉは活性領
域６，７，８及び９を囲むそれぞれｎ型及びｐ型の化合
物の接合層で、活性領域９（活性領域６，Ｔ，８及び９
の中でェネルギギャップは最大）のェネルギギャップよ
り大きく、且つ基板６の格子定数と同じ格子定数を有す
る化合物で構成される。
とともに基板５をつくる物質の格子定数と同じ格子定数
を有する化合物で形成されており、かつ活性領域６，７
，８及び９はそれぞれこの順にェネルギギャップが順次
大きい化合物で形成されている。１０及び亀ｉは活性領
域６，７，８及び９を囲むそれぞれｎ型及びｐ型の化合
物の接合層で、活性領域９（活性領域６，Ｔ，８及び９
の中でェネルギギャップは最大）のェネルギギャップよ
り大きく、且つ基板６の格子定数と同じ格子定数を有す
る化合物で構成される。
１２，１３，亀４及び１５‘まそれぞれ第一、第二、第
三及び第四の発光ダイオード素子を駆動するための正電
極で、１６は第一、第二ト第三の発光ダイオード素子に
共通な負電極である。
三及び第四の発光ダイオード素子を駆動するための正電
極で、１６は第一、第二ト第三の発光ダイオード素子に
共通な負電極である。
この構成において、正電極亀２と負電極１６の間に電圧
を印加すると、ダブルヘテロ構造の発光ダイオード素子
１の活性領域６で発光が起こる。
を印加すると、ダブルヘテロ構造の発光ダイオード素子
１の活性領域６で発光が起こる。
この発光の波長は活性領域６のヱネルギギャップの値で
ほぼ決定される＾，である。活性領域７，８及び９のェ
ネルギギャップが活性領域６のそれよりも大きいために
、波長入，の光は活性領域７，８及び９をほとんど損失
なく伝搬して発光ダイオード素子４の端面から出射する
。次に正電極１３と負電極１６の間にのみ電圧を印放し
た場合には、活性領域７で発光した波長人２の光は、活
性領域８及び９を損失なく伝搬するが、活性領域６では
吸収損失が大きいので伝搬することができない。正電極
１４と負電極１６の間、または正電極１５と負電極１６
の間に電圧を印加した場合も同様にして、活性領域葱又
は活性領域９で発光した波長が入３又は入４ の光は活
性領域７の方向へは伝搬できないが、それぞれ活性領域
９又はその出射端面の方向にはほとんど無損失で伝搬す
ることができる。このようにして「正電極１２，奪３，
１４及び１６と負電極１６の間に電圧を印加することに
より、発光ダイオード素子４の端面から高輝度の４波長
の発光と多重化について説明したがもこれに限定される
ことなく、２波長以上の任意の数の発光と多重化が可能
であることは明らかである。また本実施例において「活
性領域６，７，８及び９を囲む層として、共通な材料の
接合層１０及び１１を用いたが、活性領域のェネルギギ
ャツプよりも大きいェネルギギャツブの化合物であれば
共通である必要はなく「発光ダイオード素子１，２，３
及び川こそれぞれ独立した化合物の層を用いてもよいこ
とは当然である。
ほぼ決定される＾，である。活性領域７，８及び９のェ
ネルギギャップが活性領域６のそれよりも大きいために
、波長入，の光は活性領域７，８及び９をほとんど損失
なく伝搬して発光ダイオード素子４の端面から出射する
。次に正電極１３と負電極１６の間にのみ電圧を印放し
た場合には、活性領域７で発光した波長人２の光は、活
性領域８及び９を損失なく伝搬するが、活性領域６では
吸収損失が大きいので伝搬することができない。正電極
１４と負電極１６の間、または正電極１５と負電極１６
の間に電圧を印加した場合も同様にして、活性領域葱又
は活性領域９で発光した波長が入３又は入４ の光は活
性領域７の方向へは伝搬できないが、それぞれ活性領域
９又はその出射端面の方向にはほとんど無損失で伝搬す
ることができる。このようにして「正電極１２，奪３，
１４及び１６と負電極１６の間に電圧を印加することに
より、発光ダイオード素子４の端面から高輝度の４波長
の発光と多重化について説明したがもこれに限定される
ことなく、２波長以上の任意の数の発光と多重化が可能
であることは明らかである。また本実施例において「活
性領域６，７，８及び９を囲む層として、共通な材料の
接合層１０及び１１を用いたが、活性領域のェネルギギ
ャツプよりも大きいェネルギギャツブの化合物であれば
共通である必要はなく「発光ダイオード素子１，２，３
及び川こそれぞれ独立した化合物の層を用いてもよいこ
とは当然である。
さらに、本実施例では基板５にｎ型物質を、活性領域６
，７，８及び９にｐ型化合物を、また層亀０及び亀１に
それぞれｎ型及びｐ型の化合物を用いたがもｎ型及びｐ
型が逆に選ばれた化合物を用いてもよいことは明らかで
ある。
，７，８及び９にｐ型化合物を、また層亀０及び亀１に
それぞれｎ型及びｐ型の化合物を用いたがもｎ型及びｐ
型が逆に選ばれた化合物を用いてもよいことは明らかで
ある。
この場合正電極亀２，亀３，１４及び１５には正電圧が
、負電極量６には正電圧が印加される。第２図を用いて
本発明の第二の実施例を説明する。
、負電極量６には正電圧が印加される。第２図を用いて
本発明の第二の実施例を説明する。
ａは斜視図、ｂは断面図である。２審，２２隻及び２３
は基板２４上に形成されたレーザダィオード素子、２５
，２６及び２７はそれぞれレーザダィオード素子２１，
２２及び２３の活性領域である。
は基板２４上に形成されたレーザダィオード素子、２５
，２６及び２７はそれぞれレーザダィオード素子２１，
２２及び２３の活性領域である。
ここで活性領域２５，２６及び２７は基板２４をつくる
物質の格子定数と同じ格子定数を有し「またェネルギギ
ャップが活性領域２５，２６及び２７の順に大きなｐ型
の化合物で形成されている。２８及び２９は活性領域２
５，２６及び２７をつくる物質のェネルギギャツプより
も大きいェネルギギャップのそれぞれｎ型及びｐ型の化
合物でかつ基板２４の格子定数と同じ格子定数をもつ化
合物でつくられた接合層である。
物質の格子定数と同じ格子定数を有し「またェネルギギ
ャップが活性領域２５，２６及び２７の順に大きなｐ型
の化合物で形成されている。２８及び２９は活性領域２
５，２６及び２７をつくる物質のェネルギギャツプより
も大きいェネルギギャップのそれぞれｎ型及びｐ型の化
合物でかつ基板２４の格子定数と同じ格子定数をもつ化
合物でつくられた接合層である。
接合層２８と活性領域２５，２６及び２７の間には光の
進行方向に活性領域２５，２６及び２７に対応して格子
間隔が互いに異なる複数組の回折格子が反射体として設
けられておりレーザダィオード素子２１，２２及び２３
をレーザ発振可能な構成につくっている。３０，３亀及
び３２は正の電圧を印加するための電極で３３は負の電
圧を印加するための電極である。
進行方向に活性領域２５，２６及び２７に対応して格子
間隔が互いに異なる複数組の回折格子が反射体として設
けられておりレーザダィオード素子２１，２２及び２３
をレーザ発振可能な構成につくっている。３０，３亀及
び３２は正の電圧を印加するための電極で３３は負の電
圧を印加するための電極である。
以上の構成において、電極３０，３１，３２及び３３に
電圧を印加するとしーザダィオード素子２１，２２及び
２３でレーザ発振が起こり、それらの活性領域２５，２
６及び２７から波長入，，＾２及び入３の光が発振する
、第一の実施例の場合と同様に、活性領域２５，２６及
び２７のエネルギーギャップはこの順に大きくなってい
るので波長入，の光は活性領域２６及び２７を吸収され
ずに伝搬し、波長入２ の活性領域２５に向かって進む
光は吸収されてしまうが、活性領域２７に向かって進む
光は吸収されずに伝搬する。
電圧を印加するとしーザダィオード素子２１，２２及び
２３でレーザ発振が起こり、それらの活性領域２５，２
６及び２７から波長入，，＾２及び入３の光が発振する
、第一の実施例の場合と同様に、活性領域２５，２６及
び２７のエネルギーギャップはこの順に大きくなってい
るので波長入，の光は活性領域２６及び２７を吸収され
ずに伝搬し、波長入２ の活性領域２５に向かって進む
光は吸収されてしまうが、活性領域２７に向かって進む
光は吸収されずに伝搬する。
このようにレーザタ、１ィオード素子２３の端面からは
波長＾，，＾２及び入３の多重光が得られる。本実施例
において、３波長の発振光の多重化について説明したが
、レーザダィオード素子の数はこの３個に限定されず、
２個以上であればよいことは明らかである。
波長＾，，＾２及び入３の多重光が得られる。本実施例
において、３波長の発振光の多重化について説明したが
、レーザダィオード素子の数はこの３個に限定されず、
２個以上であればよいことは明らかである。
また本実施例において、活性領域２５，２６及び２７に
共通な接合層２８及び２９を形成したが、活性領域のヱ
ネルギギャップよりも大きいェネルギギャツプの化合物
であれば、活性領域２５，２６及び２７に対応した独立
の接合層としてもよい。
共通な接合層２８及び２９を形成したが、活性領域のヱ
ネルギギャップよりも大きいェネルギギャツプの化合物
であれば、活性領域２５，２６及び２７に対応した独立
の接合層としてもよい。
また本実施例ではｎ型の基板５，ｎ型の接合層２８，ｐ
型の活性領域と接合層２９を用いたが、ｎ型とｐ型を逆
に組みかえた基板５、接合層２８，２９、そして活性領
域を用いることもできるのは当然である。
型の活性領域と接合層２９を用いたが、ｎ型とｐ型を逆
に組みかえた基板５、接合層２８，２９、そして活性領
域を用いることもできるのは当然である。
さらに本実施例においてレーザダイオード素子２１，２
２及び２３の反射体として、活性領域２５，２６及び２
７と接合層２８の間に設けた回折格子を用いたが、活性
領域２５，２６及び２７と接合層２９の間に回折格子や
活性領域２５，２６及び２７の内部に格子状の屈折率変
化を形成してなる回折格子等を用いることもできる。
２及び２３の反射体として、活性領域２５，２６及び２
７と接合層２８の間に設けた回折格子を用いたが、活性
領域２５，２６及び２７と接合層２９の間に回折格子や
活性領域２５，２６及び２７の内部に格子状の屈折率変
化を形成してなる回折格子等を用いることもできる。
以上、第一及び第二の実施例において、光の伝播軸に配
列された複数個の発光素子が、１組の場合について説明
したが、２組以上の発光素子群が−基板上に設けられて
もよいことは明らかである。
列された複数個の発光素子が、１組の場合について説明
したが、２組以上の発光素子群が−基板上に設けられて
もよいことは明らかである。
さらに上記の実施例では多重化された光を活性領域のェ
ネルギギャップの大きな発光ダイオードやレーザダィオ
ードの端面からとりだしたが、これらの発光素子に近接
して同一基板上に光導波路を形成し、この光導波路を通
じて多重化された光を他の光学素子等へ結合しても良い
。
ネルギギャップの大きな発光ダイオードやレーザダィオ
ードの端面からとりだしたが、これらの発光素子に近接
して同一基板上に光導波路を形成し、この光導波路を通
じて多重化された光を他の光学素子等へ結合しても良い
。
最後に本発明が有する特徴を挙げれば、多重回路を用い
ず、異波長の光を直接的に多重化することができかつ一
基板上に複数個の光源が一体化されて構成されているた
めに、安価で高品質な光波長分割多重伝送システムに適
した高効率で高い信頼性を有した小形の光源を提供する
ことができることである。
ず、異波長の光を直接的に多重化することができかつ一
基板上に複数個の光源が一体化されて構成されているた
めに、安価で高品質な光波長分割多重伝送システムに適
した高効率で高い信頼性を有した小形の光源を提供する
ことができることである。
第１図ａおよびｂはそれぞれ本発明の第一の実施例の斜
視図および断面図、第２図ａおよびｂは本発明の第二の
実施例の斜視図および断面図である。 １，２，３及び４は発光ダイオード素子、５は基板、６
，７，８及び９は活性領域、１０及び１１は接合層、１
２，亀３，１４及び１５は正電極、そして１６は負電極
、２１，２２及び２３はしーザダィオード素子、２Ｗま
基板、２５，２６及び２７は活性領域、２８及び２９は
接合層、そして３０，３１，３２及び３３は電極である
。 第１図第１図 第２図
視図および断面図、第２図ａおよびｂは本発明の第二の
実施例の斜視図および断面図である。 １，２，３及び４は発光ダイオード素子、５は基板、６
，７，８及び９は活性領域、１０及び１１は接合層、１
２，亀３，１４及び１５は正電極、そして１６は負電極
、２１，２２及び２３はしーザダィオード素子、２Ｗま
基板、２５，２６及び２７は活性領域、２８及び２９は
接合層、そして３０，３１，３２及び３３は電極である
。 第１図第１図 第２図
Claims (1)
- １ 活性領域とこの領域を囲み接合を形成する接合層と
を含む発光素子を基板上に複数個配列してなる集積化光
源において、前記各発光素子の活性領域を同一平面上に
位置するように近接継続して発光方向が同一直線方向に
なるように配置し且つ前記発光素子の活性領域を前記同
一直線方向に沿つてエネルギーギヤツプの大きい材料で
構成した発光素子群を含むことを特徴とする集積化光源
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093776A JPS6027197B2 (ja) | 1977-08-04 | 1977-08-04 | 集積化光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52093776A JPS6027197B2 (ja) | 1977-08-04 | 1977-08-04 | 集積化光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5427786A JPS5427786A (en) | 1979-03-02 |
| JPS6027197B2 true JPS6027197B2 (ja) | 1985-06-27 |
Family
ID=14091813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52093776A Expired JPS6027197B2 (ja) | 1977-08-04 | 1977-08-04 | 集積化光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027197B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542594A (ja) * | 2010-09-27 | 2013-11-21 | アルカテル−ルーセント | 波長分割多重化用フォトニック集積回路 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55163888A (en) * | 1979-06-08 | 1980-12-20 | Nec Corp | Wavelength multiplex semiconductor laser device |
| JPS55153388A (en) * | 1979-05-18 | 1980-11-29 | Nec Corp | Semiconductor laser device for oscillating multiple wavelength |
| JPS55153387A (en) * | 1979-05-18 | 1980-11-29 | Nec Corp | Composite semiconductor laser device |
| JPS55141779A (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-05 | Nec Corp | Semiconductor laser |
| JPS5664490A (en) * | 1979-10-30 | 1981-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser element and its manufacture |
| JPS5962103U (ja) * | 1982-10-18 | 1984-04-24 | 株式会社竹中工務店 | 空気膜構造建築に於ける出入口構造 |
| JPH02144976A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-04 | Nec Kansai Ltd | 波長可変発光素子 |
| JPH02266549A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-10-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光ダイオード |
-
1977
- 1977-08-04 JP JP52093776A patent/JPS6027197B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013542594A (ja) * | 2010-09-27 | 2013-11-21 | アルカテル−ルーセント | 波長分割多重化用フォトニック集積回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5427786A (en) | 1979-03-02 |
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