【手続補正書】
【提出日】平成16年10月28日(2004.10.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは発振波長が１．１μｍ〜１．７μｍであり、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡は反射波長が１．１μｍ以上で該反射鏡を構成する材料層の屈折率が小大異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とし、かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と大の間の値をとるＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｙ＜ｚ＜ｘ≦１）よりなるヘテロスパイク緩衝層を２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを、５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さであって、前記半導体分布ブラッグ反射鏡の反射率変化が急激に大きくならない範囲とした反射鏡であるような面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする光通信システム。
【請求項２】
レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡を構成する材料層の屈折率が小大異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とし、かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と大の間の値をとるＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｙ＜ｚ＜ｘ≦１）よりなるヘテロスパイク緩衝層を２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さに設けた反射鏡であるような面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする光通信システム。
【請求項３】
レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは、発振波長が１．１μｍ〜１．７μｍであり、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡は反射波長が１．１μｍ以上で該反射鏡を構成する材料層の屈折率が小大異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とし、かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と大の間の値をとるＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｙ＜ｚ＜ｘ≦１）よりなるヘテロスパイク緩衝層を２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さに設けた反射鏡であるような面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする光通信システム。
【請求項４】
レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは発振波長が１．１μｍ〜１．７μｍであり、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡は反射波長が１．１μｍ以上でそれを構成する材料層の屈折率が小大異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とした反射鏡であり、前記活性層と前記反射鏡の間に主たる組成がＧａｘＩｎ１−ｘＰｙＡｓ１−ｙ（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）層よりなる非発光再結合防止層を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
前記受光素子を用いて、対応する面発光型半導体レーザ素子の光出力の検出を、該面発光型半導体レーザ素子の主たる発光方向に対して横方向に漏れた漏れ光を検出することによって行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信システム。
【請求項６】
前記面発光型半導体レーザ素子に対応して形成された受光素子を用いて、前記光通信システムの相手側からの送信信号を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは発振波長が１．１μｍ〜１．７μｍであり、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡は反射波長が１．１μｍ以上で該反射鏡を構成する材料層の屈折率が小大異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とし、かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と大の間の値をとるＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｙ＜ｚ＜ｘ≦１）よりなるヘテロスパイク緩衝層を２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さを、５ｎｍ〜５０ｎｍの厚さであって、前記半導体分布ブラッグ反射鏡の反射率変化が急激に大きくならない範囲とした反射鏡であるような面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
コンピュータ・ネットワーク、長距離大容量通信の幹線系など光ファイバー通信が期待されているレーザ発振波長が１．１μｍ帯〜１．７μｍ帯の分野において、動作電圧、発振閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も少なく安定した発振ができる面発光型半導体レーザおよびそれを用いた通信システムが存在しなかったが、本発明のように半導体分布ブラッグ反射鏡を工夫することにより、動作電圧、発振閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も少なく安定した発振ができ、また低コストで実用的な光通信システムが実現できた。
さらに、従来受光素子として１．１μｍ〜１．７μｍの波長に感度を有する受光素子を新規に必要としていたが、本発明により面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がチップ上にモノリシックに集積されているので、新規に受光素子を必要としない低コストで実用的な光通信システムが実現できた。
かかる発明によれば、半導体分布ブラッグ反射鏡を工夫することにより、動作電圧、発振閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も少なく安定した発振ができ、また低コストで実用的な光通信システムが実現できた。
請求項２は、レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡を構成する材料層の屈折率が小大異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とし、かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と大の間の値をとるＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｙ＜ｚ＜ｘ≦１）よりなるヘテロスパイク緩衝層を２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さに設けた反射鏡であるような面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする。
請求項３は、レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは、発振波長が１．１μｍ〜１．７μｍであり、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡は反射波長が１．１μｍ以上で該反射鏡を構成する材料層の屈折率が小大異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とし、かつ前記屈折率が小と大の材料層の間に該屈折率が小と大の間の値をとるＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｙ＜ｚ＜ｘ≦１）よりなるヘテロスパイク緩衝層を２０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さに設けた反射鏡であるような面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項４は、レーザチップと該レーザチップと接続される光通信システムにおいて、前記レーザチップは発振波長が１．１μｍ〜１．７μｍであり、光を発生する活性層の主たる元素がＧａ、Ｉｎ、Ｎ、Ａｓからなる層、もしくはＧａ、Ｉｎ、Ａｓよりなる層とし、レーザ光を得るために前記活性層の上部及び下部に設けられた反射鏡を含んだ共振器構造を有する面発光型半導体レーザ素子チップであって、前記反射鏡は反射波長が１．１μｍ以上でそれを構成する材料層の屈折率が小大と異なる値に周期的に変化し、入射光を光波干渉によって反射する半導体分布ブラッグ反射鏡であるとともに、前記屈折率が小の材料層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０＜ｘ≦１）とし、前記屈折率が大の材料層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）とした反射鏡であり、前記活性層と前記反射鏡の間に主たる組成がＧａｘＩｎ１−ｘＰｙＡｓ１−ｙ（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）層よりなる非発光再結合防止層を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チップを発光光源とした光通信システムであって、前記レーザチップ上には前記面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がモノリシックに集積されていることを特徴とする。
コンピュータ・ネットワーク、長距離大容量通信の幹線系など光ファイバー通信が期待されているレーザ発振波長が１．１μｍ帯〜１．７μｍ帯の分野において、安定して使用できる長波長帯面発光半導体レーザおよびそれを用いた通信システムが存在しなかったが、本発明のように、非発光再結合防止層を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チップとすることにより安定した発振が可能となり、これを発光光源とした実用的な光通信システムが実現できた。
さらに、従来受光素子として１．１μｍ〜１．７μｍの波長に感度を有する受光素子を新規に必要としていたが、本発明により面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がチップ上にモノリシックに集積されているので、新規に受光素子を必要としない低コストで実用的な光通信システムが実現できた。
かかる発明によれば、非発光再結合防止層を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チップとすることにより安定した発振が可能となり、これを発光光源とした実用的な光通信システムが実現できた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項５は、前記受光素子を用いて、対応する面発光型半導体レーザ素子の光出力の検出を、該面発光型半導体レーザ素子の主たる発光方向に対して横方向に漏れた漏れ光を検出することによって行うことも本発明の有効な手段である。
かかる技術手段によれば、面発光型半導体レーザチップ上にモノリシックに一体的に受光素子を形成したハイブリッドチップを用いるようにし、面発光型半導体レーザ素子の漏れ光を検出するようにしたので、面発光半導体レーザの出力検出用の受光素子を別物で独立に設ける必要がなく、低コストで実用的な構成を実現できた。
請求項６は、前記面発光型半導体レーザ素子に対応して形成された受光素子を用いて、前記光通信システムの相手側からの送信信号を検出することも本発明の有効な手段である。
かかる技術手段によれば、面発光型半導体レーザ素子に対応して受光素子を一体的に形成されたハイブリッドチップを用いるようにし、光通信システムの相手側からの送信信号を検出するようにしたので、相手側からの送信信号を検出する為の受光素子を別物で独立に設ける必要がなく、低コストで実用的な構成を実現できた。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
【発明の効果】
以上記載のごとく請求項１〜３の発明によれば、半導体分布ブラッグ反射鏡を工夫することにより、動作電圧、発振閾値電流等を低くでき、レーザ素子の発熱も少なく安定した発振ができ、また低コストで実用的な光通信システムが実現できた。
さらに、従来受光素子として１．１μｍ〜１．７μｍの波長に感度を有する受光素子を新規に必要としていたが、本発明により面発光型半導体レーザ素子に対応した受光素子がチップ上にモノリシックに集積されているので、新規に受光素子を必要としない低コストで実用的な光通信システムが実現できた。
また請求項４では、非発光再結合防止層を設けてなる面発光型半導体レーザ素子チップとすることにより安定した発振が可能となり、これを発光光源とした実用的な光通信システムが実現できた。
また請求項５では、面発光型半導体レーザチップ上にモノリシックに一体的に受光素子を形成したハイブリッドチップを用いるようにし、面発光型半導体レーザ素子の漏れ光を検出するようにしたので、面発光半導体レーザの出力検出用の受光素子を別物で独立に設ける必要がなく、低コストで実用的な構成を実現できた。
また請求項６では、面発光型半導体レーザ素子に対応して受光素子を一体的に形成されたハイブリッドチップを用いるようにし、光通信システムの相手側からの送信信号を検出するようにしたので、相手側からの送信信号を検出する為の受光素子を別物で独立に設ける必要がなく、低コストで実用的な構成を実現できた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2002324935.tif 000001
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2002324935.tif 000002