JP2947142B2 - Tunable semiconductor laser - Google Patents

Tunable semiconductor laser

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JP2947142B2
JP2947142B2 JP7266106A JP26610695A JP2947142B2 JP 2947142 B2 JP2947142 B2 JP 2947142B2 JP 7266106 A JP7266106 A JP 7266106A JP 26610695 A JP26610695 A JP 26610695A JP 2947142 B2 JP2947142 B2 JP 2947142B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長可変半導体レ
ーザに関し、特に回折格子を用いて波長チューニングを
行うようにした集積化波長可変半導体レーザに関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength tunable semiconductor laser, and more particularly, to an integrated wavelength tunable semiconductor laser that performs wavelength tuning using a diffraction grating.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ通信の高速化は近年急速に進
展している。現在、その伝送速度は光の送・受信器を構
成する電気回路の帯域によって制限されてしまうほどに
なってきている。そこで、伝送速度に対する電気的速度
制約を受けることなくトータルの伝送容量を簡単に増大
でき、かつ光の持つ広帯域性を有効に活用できる手段と
して、波長多重(WDM)光伝送方式が注目されるよう
になってきている。
2. Description of the Related Art High speed optical fiber communication has been rapidly progressing in recent years. At present, the transmission speed is being limited by the band of the electric circuit constituting the optical transmitter / receiver. Therefore, a wavelength division multiplexing (WDM) optical transmission system is attracting attention as a means that can easily increase the total transmission capacity without being restricted by an electrical speed with respect to the transmission speed, and can effectively utilize the broadband property of light. It is becoming.

【0003】また、これに関連するものとして波長分割
多重光交換システムや波長クロスコネクトシステムなど
が注目されるようになってきている。これらのシステム
では広い波長範囲で発振波長が可変の半導体レーザがキ
ーデバイスとして重要視される。要求される波長可変幅
は光ファイバ増幅器の帯域をフルに活用することを考え
て、約30nm程度が望まれる。また、波長可変レーザ
はそれを使用する側からすれば、単一の電流または電圧
によって波長制御が可能であることが望ましい。制御電
流が二つ以上あると所望の発振波長を得るのに複雑な制
御が必要になるからである。
[0003] Also related to this are wavelength-division multiplexing optical switching systems, wavelength cross-connect systems, and the like. In these systems, a semiconductor laser whose oscillation wavelength is variable in a wide wavelength range is regarded as important as a key device. The required wavelength variable width is desirably about 30 nm in consideration of fully utilizing the bandwidth of the optical fiber amplifier. Further, it is desirable that the wavelength variable laser can be controlled in wavelength by a single current or voltage from the side of using the variable wavelength laser. This is because if there are two or more control currents, complicated control is required to obtain a desired oscillation wavelength.

【0004】広帯域な波長可変半導体レーザの代表的な
ものとしてSSG(Super Structure Grating )半導体
レーザがある(例えば、Y. Tohmori他、1993年発行
の IEEE Photonics Technology Letters誌、第5巻、第
2号、126頁〜129頁)。この従来例の断面図を図
7に示す。図7に示されるように、半導体基板31上に
は、二つの回折格子33が刻まれその上に光ガイド層3
2が形成されている。光ガイド層32上には、活性層3
4が形成され、その上にはクラッド層35が形成されて
いる。回折格子33は周期的な変調を受けており、これ
により活性領域の両側にSSG領域が形成される。活性
層34上には電極36が、また回折格子33上には電極
37が形成され、基板裏面には電極38が形成されてい
る。これらの電極により活性領域に主電流Iaを注入す
るとともに、SSG領域に制御電流It1 、It2 を注
入することにより発振波長を制御している。
A typical example of a wide-band tunable semiconductor laser is an SSG (Super Structure Grating) semiconductor laser (for example, Y. Tohmori et al., IEEE Photonics Technology Letters Magazine, Vol. 5, No. 2, issued in 1993). 126-129). FIG. 7 shows a sectional view of this conventional example. As shown in FIG. 7, two diffraction gratings 33 are formed on the semiconductor substrate 31 and the light guide layer 3 is formed thereon.
2 are formed. The active layer 3 is formed on the light guide layer 32.
4 and a cladding layer 35 is formed thereon. The diffraction grating 33 is periodically modulated, so that SSG regions are formed on both sides of the active region. An electrode 36 is formed on the active layer 34, an electrode 37 is formed on the diffraction grating 33, and an electrode 38 is formed on the back surface of the substrate. The oscillation wavelength is controlled by injecting the main current Ia into the active region by these electrodes and injecting the control currents It 1 and It 2 into the SSG region.

【0005】これ以外にも、Y−分岐半導体レーザ(M.
Kuznetsov他、1992年発行の IEEE Photonics Tech
nology Letters誌、第4巻、第10、1093頁〜10
95頁)やサンプルドグレ−テイング・レーザ(V. Jay
araman他、1992年発行のApplied Phisics Letters
誌、第60巻、第19号、2321頁〜2323頁)な
どが広帯域な波長可変半導体レーザとして知られてい
る。さらに、半導体レーザの外部に設けた回折格子にレ
ーザ光を入射し、その戻り光(回折光)を受けるように
構成し、回折格子の角度を機械的に変えることによって
発振波長を変化させることも知られている。
In addition, a Y-branch semiconductor laser (M.
Kuznetsov et al., IEEE Photonics Tech, published in 1992.
nology Letters, Vol. 4, No. 10, pages 1093-10
95) and a sampled grating laser (V. Jay)
araman et al., Applied Phisics Letters published in 1992
Magazine, Vol. 60, No. 19, pp. 2321 to 2323) and the like are known as broadband tunable semiconductor lasers. Further, the laser beam is incident on a diffraction grating provided outside the semiconductor laser, and the laser beam is configured to receive the returned light (diffracted light). The oscillation wavelength may be changed by mechanically changing the angle of the diffraction grating. Are known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したSSGレーザ
では、所望の波長のレーザを得るために、二つの制御電
流It1 、It2 を調整しなければならない。そのた
め、制御回路が複雑になるという問題点があった。この
点は他の広帯域な集積化波長可変半導体レーザにも共通
であって、これらの従来例ではいずれも2ないしそれ以
上の制御電流を供給することが必要で制御が複雑になる
という問題があった。
In the above-described SSG laser, two control currents It 1 and It 2 must be adjusted in order to obtain a laser having a desired wavelength. Therefore, there is a problem that the control circuit becomes complicated. This point is common to other broadband integrated tunable semiconductor lasers. In these conventional examples, it is necessary to supply two or more control currents, and the control becomes complicated. Was.

【0007】また、半導体レーザの外部に回折格子を設
けこれによりチューニングを行う波長可変方式では、半
導体レーザと外部素子(回折格子)との位置合わせに多
大の時間がかかる外、装置の小型化が困難になるという
欠点があった。よって、本発明の目的とするところは、
集積化が可能で、所望の波長を得るための制御電流また
は制御電圧が一つで済み、簡単な制御回路により広帯域
に波長を可変することのできる波長可変半導体レーザを
提供することである。
[0007] In the wavelength variable system in which a diffraction grating is provided outside the semiconductor laser and tuning is performed by using the diffraction grating, it takes a lot of time to align the semiconductor laser with an external element (diffraction grating), and the apparatus can be downsized. There was a disadvantage that it became difficult. Therefore, the object of the present invention is:
An object of the present invention is to provide a wavelength tunable semiconductor laser that can be integrated, requires only one control current or control voltage to obtain a desired wavelength, and can vary the wavelength over a wide band with a simple control circuit.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による波長可変半導体レーザは、電流注入に
より光学的利得が発生する活性ストライプと、該活性ス
トライプの一方の端部に設けられた反射鏡と、該活性ス
トライプの他方の端部に設けられた、水平面内での光の
進行方向を電気的に変えることができる光ビーム掃引器
と、該光ビーム掃引器の出射光を伝搬させるスラブ光導
波路と、該スラブ光導波路の先端部に設けられた回折格
子と、が半導体基板上に集積化され、前記反射鏡と前記
回折格子との間に共振器が形成されている波長可変半導
体レーザにおいて、前記光ビーム掃引器が、並行に配列
された複数の光導波路と、前記活性ストライプからの出
射光を前記複数の光導波路に分配する光分配手段と、前
記複数の光導波路に光の伝搬方向と垂直方向に非対称に
電流注入または電界印加を行う電極を有し、前記複数の
光導波路上での前記電極が形成されていない部分が一方
から他方に向けて少なくなることを特徴とするものであ
る。
Means for Solving the Problems] wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention for achieving the above object, the current injection
An active stripe for generating more optical gain;
A reflector provided at one end of the tripe;
At the other end of the tripe, light in a horizontal plane
Light beam sweeper that can change the traveling direction electrically
A slab light guide for propagating light emitted from the light beam sweeper.
A waveguide and a diffraction grating provided at the tip of the slab optical waveguide.
And the reflector are integrated on a semiconductor substrate, and the reflecting mirror and the
Tunable semiconductor with resonator formed between diffraction grating
In the body laser, the light beam sweepers are arranged in parallel.
The plurality of optical waveguides and the output from the active stripe.
Light distribution means for distributing the emitted light to the plurality of optical waveguides;
The optical waveguides are asymmetrical in the direction perpendicular to the light propagation direction.
An electrode for injecting current or applying an electric field;
The part where the electrode is not formed on the optical waveguide is one side
From one to the other .

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は、本発明による波長可変半導体レー
ザの概略の構成を示す概念図である。同図に示されるよ
うに、本発明による波長可変半導体レーザは、電流注入
によって光学的利得が発生する活性ストライプ2と、そ
の一端に設けられたレーザビームの出射角を調整する光
ビーム掃引器3と、光をコリメートするための機構とし
てのレンズ4と、回折格子5とが半導体基板1a上に集
積化された構成を有している。レーザ共振器は活性スト
ライプ2の一方の端部(半導体のへき開面などで構成さ
れる)と回折格子5との間で構成される。そして、活性
ストライプ2からのレーザ光が回折格子5に入射する角
度は、光ビーム掃引器3によりビーム角を変えることに
より調整がなされる。
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention. As shown in FIG. 1, a wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention comprises an active stripe 2 having an optical gain generated by current injection, and a light beam sweeper 3 provided at one end thereof for adjusting an emission angle of a laser beam. And a lens 4 as a mechanism for collimating light and a diffraction grating 5 are integrated on a semiconductor substrate 1a. The laser resonator is formed between one end of the active stripe 2 (formed of a cleavage surface of a semiconductor or the like) and the diffraction grating 5. Then, the angle at which the laser light from the active stripe 2 is incident on the diffraction grating 5 is adjusted by changing the beam angle by the light beam sweeper 3.

【0010】ここで、回折格子5のピッチをΛ、回折格
子5の形成面に垂直な軸が活性ストライプ2の延長軸と
なす角をφ、光ビーム掃引器3からの出射ビームが活性
ストライプ2の延長線となす角度をθ、スラブ導波路
(レンズ4−回折格子間の板状導波路)の等価屈折率を
e とすると、次の(1)式を満足する波長λの光のみ
が回折格子5によって選択的に活性ストライプ2に戻さ
れ、その結果波長λでレーザ発振する。 λ=(2/m)ne Λ sin(φθ) (1) (mは整数) ここでビーム角θを変えると、(1)式よりレーザ発振
波長を変化させることができる。回折格子5の角度をφ
=53度、ピッチを0.3μmとすると(等価屈折率n
e =3.2、m=1)、中心波長1.53μmに対し、
ビーム角1度の変化で約20nmの波長制御を実現でき
る。
Here, the pitch of the diffraction grating 5 is Λ, the angle between the axis perpendicular to the surface on which the diffraction grating 5 is formed and the extension axis of the active stripe 2 is φ, and the beam emitted from the light beam sweeper 3 is the angle between the extended line theta, when the equivalent refractive index of the slab waveguide (plate-shaped waveguides between the lenses 4 diffraction grating) and n e, only the light of wavelength λ that satisfies the following equation (1) The light is selectively returned to the active stripe 2 by the diffraction grating 5, and as a result, the laser oscillates at the wavelength λ. λ = (2 / m) n e Λ sin (φ - θ) (1) (m is an integer) where changing the beam angle theta, it is possible to change the lasing wavelength than (1). The angle of the diffraction grating 5 is φ
= 53 degrees and a pitch of 0.3 μm (equivalent refractive index n
e = 3.2, m = 1), for a center wavelength of 1.53 μm,
A wavelength control of about 20 nm can be realized by changing the beam angle by 1 degree.

【0011】ビーム掃引器3は、レーザ出射光を並行な
複数本の光導波路に導き、これら複数本の光導波路に光
伝搬方向と垂直方向に非対称に電流を注入するかあるい
は電界印加を行うようにするものである。光をコリメー
トする機構としては、レンズの外、凹面鏡と平面鏡(ま
たは凹面鏡)を組み合わせたものを用いることができ
る。あるいは、回折格子5を直線状に形成するのに代
え、凹状に形成してこれにコリメート機能を持たせるよ
うにしてもよい。また、回折格子については通常用いら
れている型のものを適宜使用することができる。
The beam sweeper 3 guides the laser emission light to a plurality of parallel optical waveguides, and injects a current into the plurality of optical waveguides asymmetrically in a direction perpendicular to the light propagation direction or applies an electric field. It is to be . As a mechanism for collimating light, a combination of a concave mirror and a plane mirror (or a concave mirror) other than a lens can be used. Alternatively, instead of forming the diffraction grating 5 in a straight line, the diffraction grating 5 may be formed in a concave shape to have a collimating function. As the diffraction grating, a commonly used type can be appropriately used.

【0012】[0012]

【実施例】次に、本発明の参考例および実施例について
図面を参照して説明する。 [第1の参考例] 図2は、本発明の第1の参考例の波長可変半導体レーザ
を上から見た構造図である。n−InP基板1上に、活
性ストライプ2と、それに接続するビーム掃引器3と、
ビーム掃引器3からのレーザ光をコリメートするレンズ
部4aと、回折格子5とが集積化されている。活性スト
ライプ2およびビーム掃引器3は、電流注入のための電
極16、17を有している。
Next, reference examples and embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First Example] FIG. 2 is a first structural view from above of the wavelength tunable semiconductor laser of Example of the present invention. an active stripe 2 and a beam sweeper 3 connected thereto on an n-InP substrate 1;
A lens unit 4a for collimating the laser beam from the beam sweeper 3 and a diffraction grating 5 are integrated. The active stripe 2 and the beam sweeper 3 have electrodes 16 and 17 for current injection.

【0013】ビーム掃引器3と回折格子5との距離は1
mm、回折格子5のピッチは0.3μm、回折格子5の
形成面に垂直な軸が活性ストライプ2の延長軸となす角
度を53度に設定した。活性ストライプ2の長さは40
0μmである。ビーム掃引器3の長さは100μmであ
る。活性ストライプ2のビーム掃引器3とは反対側の端
部は、半導体結晶のへき開面によって終端されている。
The distance between the beam sweeper 3 and the diffraction grating 5 is 1
mm, the pitch of the diffraction grating 5 was set to 0.3 μm, and the angle between the axis perpendicular to the surface on which the diffraction grating 5 was formed and the extension axis of the active stripe 2 was set to 53 degrees. The length of the active stripe 2 is 40
0 μm. The length of the beam sweeper 3 is 100 μm. The end of the active stripe 2 opposite to the beam sweeper 3 is terminated by a cleavage plane of the semiconductor crystal.

【0014】図3(a)は、図2のA−A′線での断面
図である。図3(a)に示されるように、n−InP基
板1の上に全ての領域に共通して波長組成1.2μmの
n−InGaAsP光ガイド層11(厚さ0.1μm)
が形成されている。さらにその上に、活性ストライプ2
に相当する領域に波長組成1.55μmのInGaAs
P/InGaAsP多重量子井戸(MQW)からなるI
nGaAsP活性層12が、ビーム掃引器3の領域には
波長組成1.45μmのInGaAsPチューニング層
13(厚さ0.2μm)が、またレンズ部4aから回折
格子5までの間の領域には波長組成1.2μmのInG
aAsPスラブ導波路層14(厚さ0.2μm)がそれ
ぞれ形成されている。
FIG. 3A is a sectional view taken along line AA 'in FIG. As shown in FIG. 3A, an n-InGaAsP light guide layer 11 (having a thickness of 0.1 μm) having a wavelength composition of 1.2 μm is formed on the n-InP substrate 1 in common with all regions.
Are formed. Furthermore, an active stripe 2
InGaAs having a wavelength composition of 1.55 μm in a region corresponding to
I consisting of P / InGaAsP multiple quantum well (MQW)
An nGaAsP active layer 12, an InGaAsP tuning layer 13 (0.2 μm in thickness) having a wavelength composition of 1.45 μm in a region of the beam sweeper 3, and a wavelength composition in a region between the lens portion 4 a and the diffraction grating 5. 1.2 μm InG
aAsP slab waveguide layers 14 (0.2 μm in thickness) are formed.

【0015】そして、それらの領域を全て覆うようにp
−InPクラッド層15(厚さ1.5μm)が形成され
ている。レンズ部4aでは、スラブ導波路層14を形成
した部分とそうでない部分との間の屈折率差と、凸曲線
をなしているレンズ部4aの境界の形状によりレンズ効
果がもたらされている。活性ストライプ2およびビーム
掃引器3の上には電極16、17が設けられている。n
−InP基板1の裏面には電極18が形成されている。
回折格子5は、p−InPクラッド層15からスラブ導
波路層14、光ガイド層11を垂直に切るように形成さ
れた面に設けられている。
[0015] Then, p
-An InP cladding layer 15 (1.5 μm thick) is formed. In the lens portion 4a, a lens effect is provided by a difference in refractive index between a portion where the slab waveguide layer 14 is formed and a portion where the slab waveguide layer 14 is not formed and the shape of the boundary of the lens portion 4a having a convex curve. Electrodes 16 and 17 are provided on the active stripe 2 and the beam sweeper 3. n
An electrode 18 is formed on the back surface of the InP substrate 1.
The diffraction grating 5 is provided on a surface formed so as to vertically cut the slab waveguide layer 14 and the light guide layer 11 from the p-InP clad layer 15.

【0016】図3(b)は、図2のB−B′線での断面
図である。n−InP基板1上に光ガイド層11が設け
られ、その上に幅1.5μmの活性層12と、それを囲
むクラッド層15が形成されている。半導体層上にはS
iO2 膜19が形成され、このSiO2 膜19には、活
性層の直上部に相当する位置に窓が設けられており、こ
の部分でその上に形成された電極16とのオーミックコ
ンタクトが形成されている。
FIG. 3B is a sectional view taken along line BB 'of FIG. An optical guide layer 11 is provided on an n-InP substrate 1, on which an active layer 12 having a width of 1.5 μm and a cladding layer 15 surrounding the active layer 12 are formed. S on the semiconductor layer
An SiO 2 film 19 is formed, and a window is provided in the SiO 2 film 19 at a position corresponding to a position directly above the active layer, and an ohmic contact with the electrode 16 formed thereon is formed at this portion. Have been.

【0017】図3(c)は、図2のC−C′線での断面
図である。n−InP基板1の上に光ガイド層11が形
成され、さらにその上に幅5.0μmのチューニング層
13と、これを囲むクラッド層15が形成されている。
クラッド層の中央部には溝が設けられている。半導体層
上に形成されたSiO2 膜19には、チューニング層1
3の中心の位置から少しずらして窓が設けられており、
その部分でその上に形成された電極17とのオーミック
コンタクトが形成されている。その結果、電極17から
チューニング層13に非対称に電流注入できるようにな
っている。
FIG. 3C is a sectional view taken along line CC 'of FIG. An optical guide layer 11 is formed on an n-InP substrate 1, and a tuning layer 13 having a width of 5.0 μm and a cladding layer 15 surrounding the tuning layer 13 are further formed thereon.
A groove is provided in the center of the cladding layer. The tuning layer 1 is provided on the SiO 2 film 19 formed on the semiconductor layer.
A window is provided slightly offset from the center position of 3,
At that portion, an ohmic contact with the electrode 17 formed thereon is formed. As a result, current can be asymmetrically injected from the electrode 17 into the tuning layer 13.

【0018】チューニング層13への非対称な電流注入
により、チューニング層13の内部において横方向に非
対称な屈折率分布が形成される。その結果、ビーム掃引
器3からの出射ビームは活性ストライプ2の軸とある角
度θをなして出射されることになる。
By asymmetric current injection into the tuning layer 13, a laterally asymmetric refractive index distribution is formed inside the tuning layer 13. As a result, the beam emitted from the beam sweeper 3 is emitted at an angle θ with the axis of the active stripe 2.

【0019】次に、本参考例素子の製造方法について簡
単に説明する。n−InP基板1の上に光ガイド層11
を全面に結晶成長させる。続いて、選択MOVPE(有
機金属気相成長)法により活性層12、チューニング層
13、スラブ導波路層14を形成する。すなわち、ま
ず、光ガイド層11の上にSiO2 膜を形成し、その後
活性ストライプ2に相当する部分のSiO2 膜に窓を開
け、この窓部分にのみ選択的に活性層12を結晶成長さ
せる。
Next, briefly described manufacturing method of the present embodiment element. Light guide layer 11 on n-InP substrate 1
Is grown over the entire surface. Subsequently, an active layer 12, a tuning layer 13, and a slab waveguide layer 14 are formed by a selective MOVPE (metal organic chemical vapor deposition) method. That is, first, an SiO 2 film is formed on the light guide layer 11, then a window is opened in a portion of the SiO 2 film corresponding to the active stripe 2, and the active layer 12 is selectively crystal-grown only in this window portion. .

【0020】同様に、チューニング層13を形成すべき
領域のSiO2 膜に窓を開け、チューニング層を選択成
長させ、続いて、スラブ導波路層14を形成すべき領域
のSiO2 膜の窓開けを行い、スラブ導波路層を成長さ
せる。その後、各領域のSiO2 膜の窓を広げ、活性層
12、チューニング層13、スラブ導波路層14を囲む
ようにクラッド層15を選択成長させる。最後に、通常
の電極形成プロセスを用いてSiO2 膜19および電極
16、17、18を形成すれば、本参考例の波長可変半
導体レーザが得られる。
Similarly, a window is opened in the SiO 2 film in the region where the tuning layer 13 is to be formed, and the tuning layer is selectively grown. Subsequently, the window is opened in the SiO 2 film in the region where the slab waveguide layer 14 is to be formed. To grow a slab waveguide layer. Thereafter, the window of the SiO 2 film in each region is widened, and the cladding layer 15 is selectively grown so as to surround the active layer 12, the tuning layer 13, and the slab waveguide layer. Finally, by forming the SiO 2 film 19 and the electrode 16, 17, 18 using a conventional electrode forming process, the wavelength tunable semiconductor laser of the present reference example is obtained.

【0021】本参考例素子の活性ストライプ2に電流注
入することで発振しきい値30mAでレーザ発振が生じ
た。また、ビーム掃引器3に約100mAの電流を注入
することで、モード跳びを伴いながら20nmのレーザ
発振波長の制御が実現できた。すなわち、制御電流無注
入で1.53μmであった発振波長を100mAの電流
注入により1.55μmで発振を行わせることができ
た。本参考例素子では、ビーム掃引器3から回折格子5
側を見ると一種の反射型のフィルタとなっている訳であ
るが、このフィルタの帯域はビーム掃引器3の開口部の
広さとビーム掃引器3と回折格子5との間の距離でほぼ
決定される。ここではそれぞれ5μm、1mmであるた
め、フィルタの半値帯域幅は約3nmである。この帯域
幅は本レーザが単一モード発振するのにほぼ十分なもの
であり、そのため本素子は常に単一モードを維持した状
態で波長制御が可能である。
The laser oscillation at an oscillation threshold 30mA by the current injected into the active stripe 2 of this reference example device has occurred. Further, by injecting a current of about 100 mA into the beam sweeper 3, control of the laser oscillation wavelength of 20 nm was realized with mode jump. In other words, the oscillation wavelength of 1.53 μm without injection of the control current was able to be oscillated at 1.55 μm by injection of 100 mA of current. In this reference example element is a diffraction grating from the beam sweeper 3 5
When viewed from the side, it is a kind of reflection type filter. The band of this filter is almost determined by the width of the opening of the beam sweeper 3 and the distance between the beam sweeper 3 and the diffraction grating 5. Is done. Here, since they are 5 μm and 1 mm, respectively, the half bandwidth of the filter is about 3 nm. This bandwidth is almost sufficient for the present laser to oscillate in a single mode, so that the present device can control the wavelength while always maintaining the single mode.

【0022】[第2の参考例] 図4は本発明の第2の参考例の波長可変半導体レーザを
上から見た構造図である。本参考例素子は基本的には第
1の参考例の素子と同じ原理で動作する。しかし第1の
参考例の素子ではビーム掃引器3と回折格子5との距離
が1mmと長いため、デバイス長が1.5mm以上と非
常に長いものになっていた。本参考例の素子は、そのデ
バイス長を短くできる特長を有する。図4において、半
導体基板1の上に、活性ストライプ2とビーム掃引器3
が形成されているが、これらの構造は第1の参考例の場
合と同様である。
[0022] [Second Example] Fig. 4 is a structural view from above of the wavelength tunable semiconductor laser of the second reference example of the present invention. This reference example device basically operates on the same principle as the device of the first embodiment. But the first
In the element of the reference example, since the distance between the beam sweeper 3 and the diffraction grating 5 was as long as 1 mm, the device length was as extremely long as 1.5 mm or more. The element of this reference example has a feature that its device length can be shortened. In FIG. 4, an active stripe 2 and a beam sweeper 3 are provided on a semiconductor substrate 1.
Are formed, but these structures are the same as those of the first reference example.

【0023】本参考例では、レーザビームをコリメート
する手段として、レンズの代わりに凹面ミラー21を用
いている。ミラー21で折り返された光は再び平面型の
ミラー22で折り返され回折格子5に入射する。回折格
子5のピッチおよび形成角度は第1の参考例と同じであ
る。本参考例素子では光の折り返しを利用しているた
め、ビーム掃引器3と回折格子5との間の物理的距離が
短くなり、そのためデバイス長が短くできる。第1の
例と同様の波長制御特性を得るためのデバイス長は約
1mmにまで短くできた。
[0023] In this reference example, as a means for collimating the laser beam, it is used concave mirror 21 instead of the lens. The light reflected by the mirror 21 is again reflected by the flat mirror 22 and enters the diffraction grating 5. The pitch and the formation angle of the diffraction grating 5 are the same as in the first reference example. Because the present reference example device utilizes a folded optical, physical distance between the diffraction grating 5 and the beam sweep device 3 is shortened, therefore the device length can be shortened. First participant
Device length to obtain the same wavelength control characteristics and considered examples could short to about 1 mm.

【0024】ミラー21および22は、高い反射率を得
るために光導波路11よりも深くn−InP基板1にま
で届くように垂直エッチングを行って反射面を形成し
た。更にそのエッチング面に金属を形成することで高反
射率を実現した。高反射率を得るためのこの手法は回折
格子5の形成にも有効である。本参考例素子において第
1の参考例の素子とほぼ同等の特性が得られた。即ちレ
ーザ発振しきい値電流は30mA、100mAのチュー
ニング電流で約20nmの波長制御が実現できた。
The mirrors 21 and 22 were vertically etched so as to reach the n-InP substrate 1 deeper than the optical waveguide 11 in order to obtain a high reflectance, thereby forming reflection surfaces. Further, high reflectance was realized by forming a metal on the etched surface. This method for obtaining a high reflectance is also effective for forming the diffraction grating 5. Substantially the same characteristics as elements of the first reference example is obtained in the reference example elements. That is, the wavelength control of about 20 nm was realized with the tuning current of the laser oscillation threshold current of 30 mA and 100 mA.

【0025】なお、第1、第2の参考例では、ビーム掃
引器3において電流注入のための電極を光の進行方向を
中心に一方にのみ形成したが、反対側にも第2の電極を
形成することにより波長可変幅を2倍にすることができ
る。即ち、2つの電極のいずれか一方に電流注入するこ
とで、ビームを2方向に振ることが可能になるためであ
る。また、第1、第2の参考例では、ビームをコリメー
トするためにレンズ部4aおよび凹面ミラー21を用い
たが、これらを用いなくても回折格子5自体に曲線性を
もたせて、回折格子5によって回折された光がビーム掃
引器3に集光されるように設計してもよい。
In the first and second reference examples, the electrode for current injection is formed only on one side of the beam sweeper 3 centering on the traveling direction of light, but the second electrode is also formed on the opposite side. By forming, the wavelength variable width can be doubled. That is, by injecting a current into one of the two electrodes, the beam can be swung in two directions. In the first and second reference examples, the lens portion 4a and the concave mirror 21 are used to collimate the beam. However, without using these, the diffraction grating 5 itself has a curved property, and the diffraction grating 5 It may be designed so that the light diffracted by is focused on the beam sweeper 3.

【0026】[第の実施例] 図5(a)は、本発明の第の実施例の波長可変半導体
レーザを上から見た図である。n−InP基板1の上に
活性ストライプ2、ビーム掃引器3および回折格子5が
形成されている。第1、第2の参考例と比べて、本実施
例素子ではレーザビームをコリメートする機構を必要と
しない。それはビーム掃引器3がビームコリメートの機
能を有しているからである。活性ストライプ2の構造、
回折格子5のピッチおよび形成角度は第1の参考例の場
合と同様である。
First Embodiment FIG. 5A is a top view of a wavelength tunable semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention. An active stripe 2, a beam sweeper 3, and a diffraction grating 5 are formed on an n-InP substrate 1. First, compared to the second reference example, it does not require a mechanism for collimating the laser beam in this embodiment device. This is because the beam sweeper 3 has a function of beam collimation. The structure of the active stripe 2,
Pitch and form an angle of the diffraction grating 5 is the same as in the first embodiment.

【0027】ビーム掃引器3は、アレイ状に配置された
複数の光導波路(ここでは10本)と、これらの導波路
に活性ストライプ2からのレーザ光を分岐するスターカ
ップラと、それぞれの導波路に電流注入または電界印加
するための電極17とからなる。各導波路上に形成され
ている電極部の長さは異なり、一番端の光導波路から他
方に向けて短くなっている。
The beam sweeper 3 includes a plurality of optical waveguides (here, ten optical waveguides) arranged in an array, a star coupler for branching the laser light from the active stripe 2 into these waveguides, and respective waveguides. And an electrode 17 for injecting a current or applying an electric field. The lengths of the electrode portions formed on the respective waveguides are different, and are shorter from the endmost optical waveguide toward the other.

【0028】図5(b)は、第の実施例の活性ストラ
イプ2に沿った断面図(D−D′断面)である。n−I
nP基板1の上の全面に波長組成1.2μmのInGa
AsP光ガイド層11が形成されている。その上の活性
ストライプ2に相当する部分に波長組成1.55μmの
InGaAsP/InGaAsP・MQWからなる活性
層12が、またビーム掃引器3のアレイ状光導波路に相
当する部分に波長組成1.3μmのチューニング層13
がそれぞれ選択的に形成されている。そして全面にn−
InPクラッド層15が形成され、更にその上の活性ス
トライプ2およびビーム掃引器3の上に電極16および
17が形成されている。回折格子5は光ガイド層11よ
りも深くn−InP基板1にまで届くエッチングによっ
て形成された垂直面に形成されている。
FIG. 5B is a sectional view (DD 'section) taken along the active stripe 2 of the first embodiment. n-I
InGa having a wavelength composition of 1.2 μm is formed on the entire surface on the nP substrate 1.
An AsP light guide layer 11 is formed. An active layer 12 made of InGaAsP / InGaAsP · MQW having a wavelength composition of 1.55 μm is formed on a portion corresponding to the active stripe 2 thereon, and a 1.3 μm wavelength composition is formed on a portion corresponding to the arrayed optical waveguide of the beam sweeper 3. Tuning layer 13
Are formed selectively. And n-
An InP cladding layer 15 is formed, and electrodes 16 and 17 are formed on the active stripe 2 and the beam sweeper 3 thereon. The diffraction grating 5 is formed on a vertical plane formed by etching that reaches deeper than the light guide layer 11 and reaches the n-InP substrate 1.

【0029】図5(c)は、第の実施例のビーム掃引
器3を横方向に切った断面構造(E−E′断面)図であ
る。n−InP基板1の上に光ガイド層11と、その上
に複数本(10本)の導波路を形成するチューニング層
13と、それらを取り囲むようにクラッド層15が形成
されている。さらに半導体の上に形成されているSiO
2 膜19にはチューニング層13への電流注入のための
窓が設けられており、この窓部においてその上に形成さ
れた電極17とのオーミックコンタクトが形成されてい
る。
FIG. 5C is a cross-sectional view (EE 'cross section) of the beam sweeper 3 of the first embodiment cut in the horizontal direction. An optical guide layer 11 is formed on an n-InP substrate 1, a tuning layer 13 that forms a plurality of (ten) waveguides thereon, and a cladding layer 15 is formed so as to surround them. Further, SiO formed on the semiconductor
The second film 19 is provided with a window for injecting current into the tuning layer 13, and an ohmic contact with the electrode 17 formed thereon is formed in this window.

【0030】本実施例素子のビーム掃引器3では、活性
ストライプ2からの光がスターカップラによりアレイ状
の光導波路に分岐される。そして、チューニング電流を
注入しない状態において、各光導波路の出射端での光の
位相が揃うように各光導波路の長さおよび構造が最適化
されている。このように構成することにより、レンズな
どの光をコリメートするエレメントを用いなくとも、ビ
ーム掃引器3からの出射光は平行ビームとなる。
In the beam sweeper 3 of this embodiment, the light from the active stripe 2 is split into an array of optical waveguides by a star coupler. Then, the length and structure of each optical waveguide are optimized such that the phases of light at the emission ends of the optical waveguides are aligned in a state where no tuning current is injected. With this configuration, the light emitted from the beam sweeper 3 becomes a parallel beam without using an element such as a lens that collimates light.

【0031】そして、導波路上に形成されている電極部
の長さを、各導波路毎に変えて、一方の端から他方に向
けて短くなるように形成してあるために、チューニング
電流を注入した場合に生じる光の位相変化量が、一方の
端の光導波路から他方の光導波路に向けて少しづつ違っ
てくる。その結果、出射ビームは平行光を維持しつつ、
光の波面だけが傾くために光の出射方向を変化させるこ
とができる。本実施例素子でのビーム掃引器3では最も
端の導波路の電極の長さを最も長い100μmとし、反
対側の端の導波路において電極長がゼロになるようにし
た。
Since the length of the electrode portion formed on the waveguide is changed for each waveguide so as to be reduced from one end to the other, the tuning current is reduced. The amount of phase change of the light that occurs when the light is injected slightly changes from the optical waveguide at one end to the other optical waveguide. As a result, the output beam maintains parallel light,
Since only the wavefront of the light is inclined, the light emitting direction can be changed. In the beam sweeper 3 of the device of this embodiment, the electrode length of the endmost waveguide is set to 100 μm, which is the longest, and the electrode length is set to zero in the opposite end of the waveguide.

【0032】本実施例素子のビーム掃引器3は長さ30
0μmで、そのうちスターカップラ部がその約半分の1
50μmを占める。また分岐した後の光導波路の幅は
1.5μm、導波路のピッチは5μm、ビーム掃引器3
の出射端の幅は約50μmとなっている。ここで導波路
ピッチをP、波長λ、等価屈折率をne とすると、この
タイプのビーム掃引器の最大ビーム掃引角度は次式で与
えらえる。 θ=sin-1 (λ/ne P) (2) 上式より、本実施例素子では最大約5度の出射角度制御
が可能である。
The beam sweeper 3 of this embodiment has a length of 30.
0 μm, of which the star coupler is about half
Occupies 50 μm. The width of the optical waveguide after branching is 1.5 μm, the pitch of the waveguide is 5 μm, and the beam sweeper 3
Has a width of about 50 μm. Here the waveguide pitch P, the wavelength lambda, when the equivalent refractive index to n e, maximum beam sweep angle of this type of beam sweep instrument given by Rael. θ = sin −1 (λ / ne P) (2) From the above equation, it is possible to control the emission angle up to about 5 degrees in the device of this embodiment.

【0033】本実施例素子では、ビーム掃引器3から出
射し、回折格子5で回折され戻ってきた光の内、ビーム
掃引器3からの出射光と同じ角度で戻ってきた戻り光
(特定の波長の光)のみが再び活性ストライプ2に結合
して戻っていく。それ以外の戻り光は複数本ある光導波
路からスターカップラに光が入射された時点で、各導波
路からの光の位相の不整合が生じ、そのため活性ストラ
イプ2に結合して戻ることはない。その結果、特定の波
長λでレーザ発振することになる。そして、発振波長λ
は、第1、第2の参考例の素子と同様に、ビーム出射角
1度の変化に対して約20nmの波長変化を生じる。
In the device of the present embodiment, of the light emitted from the beam sweeper 3 and diffracted by the diffraction grating 5 and returned, the return light (specific light) returned at the same angle as the light emitted from the beam sweeper 3 is returned. Only light having a wavelength is coupled back to the active stripe 2 and returns. The other return light, when light enters the star coupler from the plurality of optical waveguides, causes a phase mismatch of the light from each waveguide, and therefore does not return to the active stripe 2 by coupling. As a result, laser oscillation occurs at a specific wavelength λ. And the oscillation wavelength λ
Produces a wavelength change of about 20 nm for a change of the beam emission angle of 1 degree, similarly to the elements of the first and second reference examples.

【0034】本実施例素子の場合、ビーム掃引器3から
回折格子5側を見たときのフィルタとしての帯域は、第
1の参考例の素子などとは異なり、ビーム掃引器3と回
折格子5との距離に殆ど依存しない。そのためこの距離
を短くでき、素子の小型化が可能である。本実施例素子
の場合、この距離は約200μmに設定した。フィルタ
としての半値帯域は、ビーム掃引器3の導波路の本数に
強く依存する。発明者らの研究では導波路の本数が10
本のとき約2.5nmが得られ、単一モード発振にほぼ
十分な値であることが判っている。
[0034] In this embodiment elements, the band of the filter when viewed diffraction grating 5 side from the beam sweeper 3 is different from such elements of the first reference example, diffraction and beam sweeper 3 grating 5 Hardly depends on the distance between Therefore, this distance can be shortened, and the size of the element can be reduced. In the case of the device of this example, this distance was set to about 200 μm. The half bandwidth as a filter strongly depends on the number of waveguides of the beam sweeper 3. In our study, the number of waveguides was 10
In the case of a book, about 2.5 nm is obtained, and it is known that the value is almost sufficient for single mode oscillation.

【0035】本実施例素子の発振しきい値電流は40m
Aであった。また、ビーム掃引器3に約100mAの電
流を注入することで、モード跳びを伴いながら30nm
のレーザ発振波長の制御が実現できた。波長制御時にお
いても単一モード動作を維持しており、副モード抑圧比
として20dBが得られた。尚、本実施例ではビーム掃
引器3の導波路の数を10としたが、基本的には2本以
上であればよい。ただし、フィルタとしての帯域幅を狭
くしてより安定で副モード抑圧比の高いレーザ発振を得
るためには、導波路の数は多いほどよい。
The oscillation threshold current of the device of this embodiment is 40 m
A. Further, by injecting a current of about 100 mA into the beam sweeper 3, 30 nm is obtained while mode jumps occur.
The control of the laser oscillation wavelength was realized. The single mode operation was maintained even during the wavelength control, and a submode suppression ratio of 20 dB was obtained. In this embodiment, the number of the waveguides of the beam sweeper 3 is set to 10, but basically, it is sufficient if the number is two or more. However, in order to narrow the bandwidth as a filter and obtain more stable laser oscillation with a higher submode suppression ratio, the larger the number of waveguides, the better.

【0036】[第の実施例] 図6(a)は、本発明の第の実施例の波長可変半導体
レーザを上から見た構造図である。活性ストライプ2お
よびビーム掃引器3の構造および配置は第の実施例の
素子と同じである。異なる点は、第の実施例では、回
折格子5は垂直な半導体結晶面に形成したが、本実施例
では回折格子5は水平面内に形成した。回折格子5の方
向と活性ストライプ2の延長線がなす角度をφ1 、ピッ
チをΛ、ビームの出射角をθ、等価屈折率をne とする
と、本実施例素子のレーザ発振波長λは次の式で表され
る。 λ=2ne Λ/cos(φ1 −θ) (3) 本実施例素子では回折格子のピッチ0.2μm、φ1
34度とすることで、中心波長1.55μmに対し、ビ
ームの出射角の変化1度に対し、18nmの発振波長制
御が実現できる。
[ Second Embodiment] FIG. 6A is a structural view of a wavelength tunable semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention as viewed from above. The structure and arrangement of the active stripe 2 and the beam sweeper 3 are the same as those of the element of the first embodiment. The difference is that in the first embodiment, the diffraction grating 5 is formed on a vertical semiconductor crystal plane, but in this embodiment, the diffraction grating 5 is formed on a horizontal plane. 1 the angle φ formed by the extension direction and the active stripe 2 of the diffraction grating 5, the pitch lambda, the output angle of the beam theta, when the equivalent refractive index to n e, the laser oscillation wavelength λ of the embodiment device following It is represented by the following equation. λ = 2ne e / cos (φ 1 −θ) (3) In the element of this embodiment, the pitch of the diffraction grating is 0.2 μm, and φ 1 =
By setting the angle to 34 degrees, it is possible to realize an oscillation wavelength control of 18 nm for a change of the output angle of the beam with respect to the center wavelength of 1.55 μm.

【0037】図6(b)は、第の実施例の素子の活性
ストライプ2およびその延長線に沿った断面構造図(F
−F′断面)である。回折格子はn−InP基板1と光
ガイド層11との間に形成されている。本実施例素子の
発振しきい値電流は40mAであり、100mAのチュ
ーニング電流により約30nmの波長制御が実現でき
た。尚、本実施例の素子においては、回折格子5を形成
する位置は実施例で示した位置でなくともよく、例えば
クラッド層15から光n−InP基板1にまで届く周期
的な深い溝であってもよい。
FIG. 6B is a sectional structural view (F) of the device of the second embodiment along the active stripe 2 and its extension.
-F 'section). The diffraction grating is formed between the n-InP substrate 1 and the light guide layer 11. The oscillation threshold current of the device of this example was 40 mA, and a wavelength control of about 30 nm was realized with a tuning current of 100 mA. In the element of the present embodiment, the position where the diffraction grating 5 is formed may not be the position shown in the embodiment, but may be, for example, a periodic deep groove reaching from the cladding layer 15 to the optical n-InP substrate 1. You may.

【0038】本発明の第1の実施例では、波長
1.55μm帯の波長可変半導体レーザについて説明し
たが、本発明は、勿論他の波長帯のレーザにも適用でき
る。その場合、回折格子5のピッチΛおよび角度φを適
当に調整すればよい。また、最大波長可変幅も回折格子
5のピッチΛおよび角度φによって変わるため、波長
1.55μm帯であっても、所望の波長可変幅が得られ
るようにΛおよびφを適当に設計してよい。また、半導
体材料系もここで示したInP/InGaAsP系に限
らず他の材料系であってもよい。活性層12はMQW構
造でなくてもバルク半導体であってもよい。また、チュ
ーニング層13はMQW構造を有していてもよい。さら
に、本発明の実施例ではビーム掃引器3に制御電流を注
入していたが、電流注入の代わりに電圧(又は電界)を
印加してもよい。
In the first and second embodiments of the present invention, a tunable semiconductor laser having a wavelength band of 1.55 μm has been described. However, the present invention can of course be applied to lasers having other wavelength bands. In that case, the pitch Λ and the angle φ of the diffraction grating 5 may be appropriately adjusted. Further, since the maximum wavelength variable width also changes depending on the pitch Λ and the angle φ of the diffraction grating 5, even in the wavelength band of 1.55 μm, Λ and φ may be appropriately designed so as to obtain a desired wavelength variable width. . Further, the semiconductor material system is not limited to the InP / InGaAsP system shown here, but may be another material system. The active layer 12 does not have to have the MQW structure and may be a bulk semiconductor. Further, the tuning layer 13 may have an MQW structure. Further, in the embodiment of the present invention, the control current is injected into the beam sweeper 3, but a voltage (or an electric field) may be applied instead of the current injection.

【0039】一般に電圧印加の場合、電流注入に比べ半
導体で生じる屈折率変化が小さいため、十分な波長制御
が得られない場合があるが、第、第の実施例で説明
した素子の場合、ビーム掃引器3においてそれほど大き
な屈折率変化を必要としないため電圧印加も有効であ
る。また、本発明の実施例では、活性ストライプ2のビ
ーム掃引器3とは反対側の端部は半導体結晶のへき開面
によって構成したが、この部分にn−InP基板1の水
平面内に回折格子を形成して、分布反射領域を構成して
もよい。この場合、この分布反射領域とビーム掃引器3
の先にある回折格子5との間でレーザ共振器を構成す
る。
In general, when a voltage is applied, sufficient wavelength control may not be obtained because the change in the refractive index of the semiconductor is smaller than that in the case of current injection, but in the case of the elements described in the first and second embodiments. Since the beam sweeper 3 does not require a large change in the refractive index, voltage application is also effective. Further, in the embodiment of the present invention, the end of the active stripe 2 on the side opposite to the beam sweeper 3 is constituted by a cleavage plane of the semiconductor crystal, but a diffraction grating is provided in this portion on the horizontal plane of the n-InP substrate 1. It may be formed to form a distributed reflection area. In this case, the distributed reflection area and the beam sweeper 3
Constitute a laser resonator with the diffraction grating 5 located at the end of the laser cavity.

【0040】更に、この分布反射領域を挟んで、活性ス
トライプ2とは反対側に変調器や半導体光増幅器などを
集積することもできる。更に、上記実施例で示してきた
波長可変半導体レーザは、活性ストライプ部2の部分を
除けば波長可変光フィルタとしても動作させることがで
きる。また、活性ストライプ2の一方の端部のへき開面
に無反射コーティングを施しても波長可変フィルタとな
る。この場合には、活性ストライプに電流注入すること
で、この部分は光増幅器として機能する。
Further, a modulator, a semiconductor optical amplifier, and the like can be integrated on the side opposite to the active stripe 2 with the distributed reflection region interposed therebetween. Further, the wavelength tunable semiconductor laser shown in the above embodiment can be operated as a wavelength tunable optical filter except for the active stripe portion 2. Further, even if an anti-reflection coating is applied to the cleaved surface at one end of the active stripe 2, it becomes a wavelength tunable filter. In this case, this portion functions as an optical amplifier by injecting current into the active stripe.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による波長
可変半導体レーザは、半導体基板上に、活性ストライプ
と、光ビーム掃引器と、回折格子とを集積化したもので
あるので、単一の電流または電圧により30nmもの広
い波長範囲にわたって波長制御が可能である。単一電流
または電圧による波長制御ができるということは、実シ
ステムにおいて波長制御を容易ならしめる効果がある。
したがって、本発明によれば、波長多重光通信システム
や波長スイッチングによる光交換システム、クロスコネ
クトシステムなどに対して極めて有用な小型で制御の容
易な光源を提供することができる。また、30nmもの
広い波長可変幅は光ファイバ増幅器の波長帯域を十分カ
バーする。したがって、本発明によれば、光ファイバ増
幅器の帯域をフルに活用した波長多重通信の実現を可能
ならしめることができる。
As described above, the wavelength tunable semiconductor laser according to the present invention has an active stripe, a light beam sweeper, and a diffraction grating integrated on a semiconductor substrate. The wavelength can be controlled over a wide wavelength range of 30 nm by the current or the voltage. Being able to perform wavelength control with a single current or voltage has the effect of facilitating wavelength control in an actual system.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a light source that is extremely useful for a wavelength multiplexing optical communication system, an optical switching system using wavelength switching, a cross connect system, and the like, and that is easily controlled. Further, the wavelength tunable width as wide as 30 nm sufficiently covers the wavelength band of the optical fiber amplifier. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize wavelength multiplex communication that makes full use of the bandwidth of the optical fiber amplifier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態を説明するための概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の参考例を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a first reference example of the present invention.

【図3】図2のA−A′線、B−B′線およびC−C′
線の断面図。
3 is a line AA ', line BB' and line CC 'of FIG. 2;
Sectional view of the line.

【図4】本発明の第2の参考例の平面図。FIG. 4 is a plan view of a second reference example of the present invention.

【図5】本発明の第の実施例の平面図と断面図。FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第の実施例の平面図と断面図。FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図7】従来例の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−InP基板 1a 半導体基板 2 活性ストライプ 3 ビーム掃引器 4 レンズ 4a レンズ部 5、33 回折格子 11 InGaAsP光ガイド層 12 InGaAsP活性層 13 InGaAsPチューニング層 14 InGaAsPスラブ導波路層 15 p−InPクラッド層 16、17、18、36、37、38 電極 19 SiO2 膜 21 凹面ミラー 22 ミラー 31 半導体基板 32 光ガイド層 34 活性層 35 クラッド層Reference Signs List 1 n-InP substrate 1a semiconductor substrate 2 active stripe 3 beam sweeper 4 lens 4a lens unit 5, 33 diffraction grating 11 InGaAsP light guide layer 12 InGaAsP active layer 13 InGaAsP tuning layer 14 InGaAsP slab waveguide layer 15 p-InP cladding layer 16, 17, 18, 36, 37, 38 Electrode 19 SiO 2 film 21 Concave mirror 22 Mirror 31 Semiconductor substrate 32 Light guide layer 34 Active layer 35 Cladding layer

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電流注入により光学的利得が発生する活
性ストライプと、該活性ストライプの一方の端部に設け
られた反射鏡と、該活性ストライプの他方の端部に設け
られた、水平面内での光の進行方向を電気的に変えるこ
とができる光ビーム掃引器と、該光ビーム掃引器の出射
光を伝搬させるスラブ光導波路と、該スラブ光導波路の
先端部に設けられた回折格子と、が半導体基板上に集積
化され、前記反射鏡と前記回折格子との間に共振器が形
成されている波長可変半導体レーザにおいて、前記光ビ
ーム掃引器が、並行に配列された複数の光導波路と、前
記活性ストライプからの出射光を前記複数の光導波路に
分配する光分配手段と、前記複数の光導波路に光の伝搬
方向と垂直方向に非対称に電流注入または電界印加を行
電極を有し、前記複数の光導波路上での前記電極が形
成されていない部分が一方から他方に向けて少なくなる
ことを特徴とする波長可変半導体レーザ。
1. An active stripe in which an optical gain is generated by current injection, a reflecting mirror provided at one end of the active stripe, and a horizontal mirror provided at the other end of the active stripe. A light beam sweeper that can electrically change the traveling direction of the light, a slab optical waveguide that propagates light emitted from the light beam sweeper, and a diffraction grating provided at a tip end of the slab optical waveguide, Is integrated on a semiconductor substrate, in a wavelength-variable semiconductor laser in which a resonator is formed between the reflection mirror and the diffraction grating, the light beam sweeper, a plurality of optical waveguides arranged in parallel, A light distribution means for distributing light emitted from the active stripe to the plurality of optical waveguides, and an electrode for asymmetrically injecting a current or applying an electric field to the plurality of optical waveguides in a direction perpendicular to a light propagation direction; Said The electrodes on a plurality of optical waveguides are shaped
A wavelength tunable semiconductor laser characterized in that a portion not formed decreases from one side to the other side .
【請求項2】 前記回折格子が、前記スラブ光導波路の
終端に半導体基板面と垂直をなす面に直線的にまたは回
折光が集光されるように凹面状に形成されていることを
特徴とする請求項1記載の波長可変半導体レーザ。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the diffraction grating is formed at the end of the slab optical waveguide linearly on a surface perpendicular to a semiconductor substrate surface or in a concave shape so that diffracted light is focused. The tunable semiconductor laser according to claim 1.
【請求項3】 前記回折格子が、前記スラブ光導波路に
沿って半導体基板面に平行に形成されていることを特徴
とする請求項1記載の波長可変半導体レーザ。
3. The tunable semiconductor laser according to claim 1, wherein said diffraction grating is formed parallel to a semiconductor substrate surface along said slab optical waveguide.
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