【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、若しくは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、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、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であ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、前期レーザチップは、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、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であ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、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であ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を、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ものであり、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であることを特徴とする光通信システム。
【請求項５】
前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバの間にレンズもしくはレンズ系が配置され、かつ、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、Ｆ／ｄ≦１であ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。
【請求項６】
前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバがアレイ状に配列された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。
【請求項７】
前記面発光型半導体レーザ素子チップと、レンズもしくはレンズ系と、光ファイバがアレイ状に配列されたことを特徴とする請求項５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】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】    【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、若しくは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、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、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であ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】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】  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光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。また、従来１．１μｍ帯〜１．７μｍ帯の端面発光型レーザと単一モード光ファイバとのカップリングを高効率にするにはレーザの光出射部の形状やカップリングレンズ系などを工夫しなければならなかったが、本発明の面発光レーザを用いると同帯域において単一モード光ファイバへ高効率でカップリングすることができる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。また、面発光レーザを用いると同帯域において単一モード光ファイバへ高効率でカップリングすることができる光通信システムが実現することができる。  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、前期レーザチップは、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、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であ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、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であ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】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】  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を、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ものであり、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、０．５≦Ｆ／ｄ≦２であることを特徴とする。かかる発明によれば、請求項１と同様な作用効果を奏する。  請求項５は、前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバの間にレンズもしくはレンズ系が配置され、かつ、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、Ｆ／ｄ≦１であることも本発明の有効な手段である。このような光通信システムにおいて、レンズもしくはレンズ系によるレーザと光ファイバとのカップリングする場合に高効率にカップリングでき、かつ、光アイソレータを用いることなく安定したカップリングが可能となる光通信システムを実現できる。  かかる技術手段によれば、前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバの間にレンズもしくはレンズ系が配置され、かつ、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、Ｆ／ｄ≦１にすることにより、高効率にカップリングでき、かつ、光アイソレータを用いることなく安定したカップリングが可能となる光通信システムを実現できる。
【手続補正５】
【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６は、前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバがアレイ状に配列されたことも本発明の有効な手段である。このような光通信システムにおいて、レーザアレイと光ファイバアレイとをカップリングする場合、効率良くカップリングでき、かつ、光アイソレータを用いることなく安定したカップリングが可能となり、さらに、複数の発光素子を用いるので情報量の大きい低コストな光通信システムを実現できる。  かかる技術手段によれば、前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバがアレイ状に配列されたことにより、効率良くカップリングでき、かつ、光アイソレータを用いることなく安定したカップリングが可能となり、さらに、複数の発光素子を用いるので情報量の大きい低コストな光通信システムを実現できる。  請求項７は、前記面発光型半導体レーザ素子チップと、レンズもしくはレンズ系と、光ファイバがアレイ状に配列されたことも本発明の有効な手段である。このような光通信システムにおいて、レーザアレイとレンズアレイ光ファイバアレイとをカップリングする場合、さらに高効率にカップリングでき、かつ、光アイソレータを用いることなく安定したカップリングが可能となり、さらに、複数の発光素子を用いるので情報量の大きい低コストな光通信システムを実現できる。かかる技術手段によれば、請求項４と同様の作用効果を奏する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】    【発明の効果】  以上記載のごとく請求項１〜４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。また、面発光レーザを用いると同帯域において単一モード光ファイバへ高効率でカップリングすることができる光通信システムが実現できる。  また請求項５では、前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバの間にレンズもしくはレンズ系が配置され、かつ、該面発光型半導体レーザ素子チップの光出射部に内接する円の直径をｄ、光ファイバのコア直径をＦとすると、Ｆ／ｄ≦１にすることにより、高効率にカップリングでき、かつ、光アイソレータを用いることなく安定したカップリングが可能となる光通信システムを実現できる。  また請求項６、７では、前記面発光型半導体レーザ素子チップと光ファイバがアレイ状に配列されたことにより、効率良くカップリングでき、かつ、光アイソレータを用いることなく安定したカップリングが可能となり、さらに、複数の発光素子を用いるので情報量の大きい低コストな光通信システムを実現できる。
【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】
2002323646.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】
2002323646.tif 000002