JPS62287683A - 光分岐半導体レ−ザ - Google Patents
光分岐半導体レ−ザInfo
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- JPS62287683A JPS62287683A JP13033386A JP13033386A JPS62287683A JP S62287683 A JPS62287683 A JP S62287683A JP 13033386 A JP13033386 A JP 13033386A JP 13033386 A JP13033386 A JP 13033386A JP S62287683 A JPS62287683 A JP S62287683A
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 9
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Landscapes
- 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
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
［産業上の利用分野］
本発明は、光信号の切換えを行う光分岐半導体レーデに
関する。
関する。
［従来の技術］
伝送路に光ファイバを用いた光通信は、光ファイバが広
帯域であることから多量の情報を伝送可能であることや
、誘導雑音の影響を受けない等の利点があることから、
今後広く使用されるものと予想される。この光通信では
、送る情報を送信装置で電気信号から光信号に変えて光
ファイバで情報を伝達し、それを再び受信装置で電気信
号に変えている。この場合、光信号は伝送線路の光ファ
イバの伝送損失が極めて小さいということを利用して信
号を一方から他方へ伝達するといった伝送手段にすぎず
、光情報の信号処理に光信号が積極的な役割を演じるま
でに至っていない。もし、光信号を電気信号に変えるこ
となく光の切換え、さらには光増幅、波形整形を一つま
たは数個の光素子の組合せで実現できれば、光通信シス
テムの機能の多様化にとって極めて有効である。
帯域であることから多量の情報を伝送可能であることや
、誘導雑音の影響を受けない等の利点があることから、
今後広く使用されるものと予想される。この光通信では
、送る情報を送信装置で電気信号から光信号に変えて光
ファイバで情報を伝達し、それを再び受信装置で電気信
号に変えている。この場合、光信号は伝送線路の光ファ
イバの伝送損失が極めて小さいということを利用して信
号を一方から他方へ伝達するといった伝送手段にすぎず
、光情報の信号処理に光信号が積極的な役割を演じるま
でに至っていない。もし、光信号を電気信号に変えるこ
となく光の切換え、さらには光増幅、波形整形を一つま
たは数個の光素子の組合せで実現できれば、光通信シス
テムの機能の多様化にとって極めて有効である。
光の切換えには従来１機械式と光導波路方式が知られて
いる。機械式はプリズムやンンズ系を機械的に移動させ
て光の導波切換えを行う。一方。
いる。機械式はプリズムやンンズ系を機械的に移動させ
て光の導波切換えを行う。一方。
光導波路方式はリチウム・ナイオベイトＣＬｘＮｂＯｓ
）等の電気光学結晶上に光導波路を形成し、電圧をオン
・オフさせることによシ光の導波切換えを行う。
）等の電気光学結晶上に光導波路を形成し、電圧をオン
・オフさせることによシ光の導波切換えを行う。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、これらの方式に基づいた光の切換え装置
は、小形化にとって材料面での制約があり、”薄小短″
といつた光部品の目ざす方向とは逆行するという問題が
ある。
は、小形化にとって材料面での制約があり、”薄小短″
といつた光部品の目ざす方向とは逆行するという問題が
ある。
本発明の目的は、従来の欠点を除去せしめ薄小短な半導
体レーデを用いて多機能を有する光分岐半導体レーデを
提供することにある。
体レーデを用いて多機能を有する光分岐半導体レーデを
提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明によれば、共振器が分岐された半導体レーザにお
いて２円形状導波路と、この導波路に接する複数の直線
状導波路とで２つ以上の共振器を形成し、さらに直線状
導波路の劈開端面が共振器面を構成しており、且つ円形
状導波路と直線状導波路へのキャリア注入が各々独立に
機能するように電極を分割形成したことを特徴としてい
る。
いて２円形状導波路と、この導波路に接する複数の直線
状導波路とで２つ以上の共振器を形成し、さらに直線状
導波路の劈開端面が共振器面を構成しており、且つ円形
状導波路と直線状導波路へのキャリア注入が各々独立に
機能するように電極を分割形成したことを特徴としてい
る。
［実施例］
次に２本発明の詳細な説明する。第１図は本発明の一実
施例の上面図である。第２図〜第５図は本発明の実施９
りの製造工程を説明するだめの端面図である。また、第
６図、第７図はそれぞれ。
施例の上面図である。第２図〜第５図は本発明の実施９
りの製造工程を説明するだめの端面図である。また、第
６図、第７図はそれぞれ。
第３図、第５図の段階を上面図で示す。
この実施例では、構造及びプロセスの容易なｐ形ＩｎＰ
基板１０１をペースにしたりツノ形へテロ構造の半導体
レーデ１０２を用いている。
基板１０１をペースにしたりツノ形へテロ構造の半導体
レーデ１０２を用いている。
基本構成は円形状導波路１０３に４本の直線状導波路１
０４が接するかたちをとっている。この場合、半導体レ
ーザ１０２では４種類の共振器組合せが考えられる。す
なわち２個々の直線状導波路１０４でのみ構成する２種
類の共振器と２円形状導波路１０３０半分と２本の直線
状導波路１０４０組合せで構成される２種類の共振器で
ある。このような共振器を各々独立に機能させるため、
各導波路の接続近傍では、ｎ形ＩｎＰクラッド層七略を
除去しである。このｎ形ＩｎＰクラッド層１１１の除去
部１１３が広ければ広いほど、半導体レーデ１０２の共
振器に可飽和吸収部分の割合が拡大するため、注入電流
対光出力特性にヒステリシス特性を持つこととなシ、そ
のヒステリシス幅が増加しやすくなる。これについては
、特願昭５８−１４２９２２号及び特願昭５８−１６７
７９８号に詳細に説明されている。
０４が接するかたちをとっている。この場合、半導体レ
ーザ１０２では４種類の共振器組合せが考えられる。す
なわち２個々の直線状導波路１０４でのみ構成する２種
類の共振器と２円形状導波路１０３０半分と２本の直線
状導波路１０４０組合せで構成される２種類の共振器で
ある。このような共振器を各々独立に機能させるため、
各導波路の接続近傍では、ｎ形ＩｎＰクラッド層七略を
除去しである。このｎ形ＩｎＰクラッド層１１１の除去
部１１３が広ければ広いほど、半導体レーデ１０２の共
振器に可飽和吸収部分の割合が拡大するため、注入電流
対光出力特性にヒステリシス特性を持つこととなシ、そ
のヒステリシス幅が増加しやすくなる。これについては
、特願昭５８−１４２９２２号及び特願昭５８−１６７
７９８号に詳細に説明されている。
この実施例は以下のように製造される。
まず、第２図において、ｐ形１ｎＰ基板１０１上に液相
エピタキシャル成長法又は気相エピタキシャル成長法に
よりｐ形ＩｎＰバッファ層１０８．ｐ形１ｎＰクラッド
層１０９．波長１．３μｍ組成のノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層１１０．ｎ形ＩｎＰクラッド層１１１を顆次
成長させる。
エピタキシャル成長法又は気相エピタキシャル成長法に
よりｐ形ＩｎＰバッファ層１０８．ｐ形１ｎＰクラッド
層１０９．波長１．３μｍ組成のノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層１１０．ｎ形ＩｎＰクラッド層１１１を顆次
成長させる。
次に、第３図では、第６図に示すように、リップ形の円
形状導波路１０３と４本の直線状導波路１０４が２点で
接するようにフォトリソグラフィーとエツチング技術に
よりリッジ形の導波路を形成する。このときのリッジの
幅は単−横モード発振が可能な２μｍとする。また、エ
ツチングの深さはｐ形ＩｎＰバッファ層１０８手前まで
とする。各導波路への電子注入に独立性を持たせるため
、各導波路が接する除去部１１３では、ｎ形ＩｎＰクラ
ッド層１１１をエツチングで除去しである。
形状導波路１０３と４本の直線状導波路１０４が２点で
接するようにフォトリソグラフィーとエツチング技術に
よりリッジ形の導波路を形成する。このときのリッジの
幅は単−横モード発振が可能な２μｍとする。また、エ
ツチングの深さはｐ形ＩｎＰバッファ層１０８手前まで
とする。各導波路への電子注入に独立性を持たせるため
、各導波路が接する除去部１１３では、ｎ形ＩｎＰクラ
ッド層１１１をエツチングで除去しである。
第４図では、全面にＣＶＤ （ケミカル・グエイノＥ−
・ディ？ジション）法によりＳ ｉＯ２膜１１２を３０
００に厚に積層させる。
・ディ？ジション）法によりＳ ｉＯ２膜１１２を３０
００に厚に積層させる。
第５図では、再びフォトリソグラフィーとエツチング技
術によりリッジ形導波路のｎ形ＩｎＰクラッド層のみを
露出させるように除去部１１３をのぞく全面にわたって
Ｓ ｒ ０２膜をパノファードブン酸により除去し、第
７図にも示すように、除去した領域の上からｎ側電極１
１４としてＡｕ−Ｇｅ−Ｎｔを蒸着しアロイする。除去
部１１３でばＳ ｒ ０２膜１１２上にＡｕ−Ｇｅ−Ｎ
ｉが蒸着されているが、半導体材料とアロイできないた
め部分的な化学エツチングで簡単に除去できる。このよ
うにして６分割化されたｎ側電極１１４が形成される。
術によりリッジ形導波路のｎ形ＩｎＰクラッド層のみを
露出させるように除去部１１３をのぞく全面にわたって
Ｓ ｒ ０２膜をパノファードブン酸により除去し、第
７図にも示すように、除去した領域の上からｎ側電極１
１４としてＡｕ−Ｇｅ−Ｎｔを蒸着しアロイする。除去
部１１３でばＳ ｒ ０２膜１１２上にＡｕ−Ｇｅ−Ｎ
ｉが蒸着されているが、半導体材料とアロイできないた
め部分的な化学エツチングで簡単に除去できる。このよ
うにして６分割化されたｎ側電極１１４が形成される。
次に、第５図に示すように、半導体全体の厚さを１５０
μｍ程度に研磨したのち、ｐ形電極１１５としてここで
はＴｉ−Ｐｔ−Ａｕをスパッタ装置によシアロイしてウ
ェハの製造を終了する。６分割のｎ側電極１１４では。
μｍ程度に研磨したのち、ｐ形電極１１５としてここで
はＴｉ−Ｐｔ−Ａｕをスパッタ装置によシアロイしてウ
ェハの製造を終了する。６分割のｎ側電極１１４では。
電子注入が全てリッジ形の導波路上のｎ形ＩｎＰクラッ
ド層１１１から活性層１１０中へ入ることとなるため、
はとんどｎ側電極間相互のクロストークを考えなくても
よい。
ド層１１１から活性層１１０中へ入ることとなるため、
はとんどｎ側電極間相互のクロストークを考えなくても
よい。
次に、この光分岐の半導体レーザ１０２の動作をわかり
やすく説明するために、第１図での６分割されたｎ側電
極１１４を（４）〜（Ｆ）領域にわける。
やすく説明するために、第１図での６分割されたｎ側電
極１１４を（４）〜（Ｆ）領域にわける。
（Ｃ） 、 （Ｄ）領域にのみ電子・正孔注入をおこな
うと。
うと。
除去部１１３を除いてフォトンが生成され、共振器内の
ケ°インが全体としてロスを上廻れば第１及び第２の臂
開面１１６，１１７を共振器面としてレーザ発振を始め
る。また、レーデ発振手前の状態でも１例えば第１の臂
開面１１６側から（Ｃ）領域にレーデ発振波長と近傍の
波長の光を注入した場合には、これがトリガーとなって
レーデ発振を開始する。このとき、先に説明したように
、除去部１１３が可飽和吸収部分となるため、光出力は
レーザ発振と同時に急峻な立上りを示し、２０ｄＢ以上
の光増幅率と波形整形の機能を併せもつこととなる。
ケ°インが全体としてロスを上廻れば第１及び第２の臂
開面１１６，１１７を共振器面としてレーザ発振を始め
る。また、レーデ発振手前の状態でも１例えば第１の臂
開面１１６側から（Ｃ）領域にレーデ発振波長と近傍の
波長の光を注入した場合には、これがトリガーとなって
レーデ発振を開始する。このとき、先に説明したように
、除去部１１３が可飽和吸収部分となるため、光出力は
レーザ発振と同時に急峻な立上りを示し、２０ｄＢ以上
の光増幅率と波形整形の機能を併せもつこととなる。
次に、 （Ａ） 、 （Ｂ） 、 （Ｃ） 、 （Ｆ）
の領域に電子・正孔注入した場合を考える。この場合に
は、（Ａ）と（Ｂ） 、 （Ａ）とＣＦ）及び（Ｃ）の
２本の共振器が共存している。もし。
の領域に電子・正孔注入した場合を考える。この場合に
は、（Ａ）と（Ｂ） 、 （Ａ）とＣＦ）及び（Ｃ）の
２本の共振器が共存している。もし。
外部より光信号１１８が（Ａ）領域へ注入された結果。
その光注入がトリガーとなってレーデ発振する場合、光
出力信号が（Ｂ）領域の光信号１１９となるかあるいは
（Ｃ）領域の光信号１２０となるかは、共振器長の差と
ＣＢ） 、 （（：）領域への電流注入密度の大小に左
右される。（Ｂ） 、 （Ｃ）領域への電流注入密度が
同程度であれば、共振器長の長い方が光クエンチングさ
れて短い方の共振器が活性化し、共振器長の長い方のケ
゛インを奪ってレーザ発振する。この場合にも除去部１
１３の存在により光出力の急峻な立上りをもたらし、光
出力がオフ状態からオン状態へ切り換えられる際には、
やはり２０ ｄＢ以上の光増幅率と波形整形の機能を併
せもつこととなる。
出力信号が（Ｂ）領域の光信号１１９となるかあるいは
（Ｃ）領域の光信号１２０となるかは、共振器長の差と
ＣＢ） 、 （（：）領域への電流注入密度の大小に左
右される。（Ｂ） 、 （Ｃ）領域への電流注入密度が
同程度であれば、共振器長の長い方が光クエンチングさ
れて短い方の共振器が活性化し、共振器長の長い方のケ
゛インを奪ってレーザ発振する。この場合にも除去部１
１３の存在により光出力の急峻な立上りをもたらし、光
出力がオフ状態からオン状態へ切り換えられる際には、
やはり２０ ｄＢ以上の光増幅率と波形整形の機能を併
せもつこととなる。
なお、実施例では（Ａ）領域からの光信号１１８注大の
場合について説明したが、光信号の注入領域は限定され
ないことは言うまでもない。また、光分岐半導体レーザ
として、ｐ形基板でリッジ型のＩｎＰ系半導体レーザを
用いたがこれも特に限定されない。更に、実施例では６
分割されたｎ側電極１１４を用いたが、３分割以上であ
れば特性上の差は殆んど問題とならず、したがって任意
でよい。
場合について説明したが、光信号の注入領域は限定され
ないことは言うまでもない。また、光分岐半導体レーザ
として、ｐ形基板でリッジ型のＩｎＰ系半導体レーザを
用いたがこれも特に限定されない。更に、実施例では６
分割されたｎ側電極１１４を用いたが、３分割以上であ
れば特性上の差は殆んど問題とならず、したがって任意
でよい。
［発明の効果］
以上説明したように本発明は８円形状導波路と直線状導
波路を組合わせることにより、半導体レーザ内に複数個
の共振器を共存させることが出来る。そして９分割した
ｎ側電極へのキャリア注入密度を制御することによシ、
外部からの光信号を増幅しさらには波形整形した状態で
、光信号を２方向のうちのいずれか一方又は両方向に光
分岐ができる。これにより光の分岐を微小な半導体レー
ザを用いて実現できる。
波路を組合わせることにより、半導体レーザ内に複数個
の共振器を共存させることが出来る。そして９分割した
ｎ側電極へのキャリア注入密度を制御することによシ、
外部からの光信号を増幅しさらには波形整形した状態で
、光信号を２方向のうちのいずれか一方又は両方向に光
分岐ができる。これにより光の分岐を微小な半導体レー
ザを用いて実現できる。
第１図は本発明の一実施例の上面図、第２図〜第５図は
本発明の半導体レーデの製造方法を説明するだめの端面
図、第６図、第７図はそれぞれ。 第３図、第５図の段階の中間製造物を上から見た図であ
る。なお、第３図、第５図はそれぞれ、第６図、第７図
のＧ−Ｇ線、 Ｉ（−Ｈ線による端面図である。 １０１・・・ｐ形ＩｎＰ基板、１０２・・・半導体レー
ザ。 １０３・・・円形状導波路、１０４・・・直線状導波路
。 １０８ ・ｐ形ＩｎＰバッファ層、 １０９−ｐ形Ｉｎ
Ｐクラッド層、１１０・・・ノンドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層。 １１１− ｎ形ＩｎＰクラッド層、１１２ ・−８１０
２膜。 １１３・・・除去部、１１４・・ｎ側電極、１１５・・
・ｎ側電極、１１６・・・第１の臂開面、１１７・・・
第２の璧開面、１１８・・・光信号、１１９・・・（Ｂ
）領域からの光信号、１２０・・・（Ｃ）領域からの光
信号。
本発明の半導体レーデの製造方法を説明するだめの端面
図、第６図、第７図はそれぞれ。 第３図、第５図の段階の中間製造物を上から見た図であ
る。なお、第３図、第５図はそれぞれ、第６図、第７図
のＧ−Ｇ線、 Ｉ（−Ｈ線による端面図である。 １０１・・・ｐ形ＩｎＰ基板、１０２・・・半導体レー
ザ。 １０３・・・円形状導波路、１０４・・・直線状導波路
。 １０８ ・ｐ形ＩｎＰバッファ層、 １０９−ｐ形Ｉｎ
Ｐクラッド層、１１０・・・ノンドープＩｎＧａＡｓＰ
活性層。 １１１− ｎ形ＩｎＰクラッド層、１１２ ・−８１０
２膜。 １１３・・・除去部、１１４・・ｎ側電極、１１５・・
・ｎ側電極、１１６・・・第１の臂開面、１１７・・・
第２の璧開面、１１８・・・光信号、１１９・・・（Ｂ
）領域からの光信号、１２０・・・（Ｃ）領域からの光
信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、共振器が分岐された半導体レーザにおいて、円形状
導波路と、該円形状導波路に接する複数の直線状導波路
とで２つ以上の共振器を形成し、前記直線状導波路の劈
開端面が共振器面を構成していることを特徴とする光分
岐半導体レーザ。 ２、前記円形状導波路と複数の前記直線状導波路へのキ
ャリア注入が各々独立に機能するように電極分割される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光分岐半
導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13033386A JPS62287683A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 光分岐半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13033386A JPS62287683A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 光分岐半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62287683A true JPS62287683A (ja) | 1987-12-14 |
Family
ID=15031854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13033386A Pending JPS62287683A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | 光分岐半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62287683A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021650A3 (en) * | 2000-09-06 | 2002-08-15 | Lambda Crossing Ltd | A multisegment integrated laser and a method for fabrication thereof |
| CN112072459A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-12-11 | 武汉云岭光电有限公司 | 一种半导体激光器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58118183A (ja) * | 1982-01-05 | 1983-07-14 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS60161692A (ja) * | 1984-01-13 | 1985-08-23 | シーメンス、アクチエンゲゼルシャフト | 半導体レーザー・ダイオード |
| JPS61272704A (ja) * | 1985-05-02 | 1986-12-03 | ポラロイド コ−ポレ−シヨン | 多重共振器光装置 |
-
1986
- 1986-06-06 JP JP13033386A patent/JPS62287683A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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