(57)【要約】【課題】従来技術のレーザアレイ光源では、小型化したチップにおける各チャネルのレーザ同士の間隔が非常に狭い。隣接するチャネル間の電気的クロストークが大きいという問題があった。隣り合うチャネルのレーザにおけるＥＡ変調器電極同士が近接すると、高周波信号によって発生する１つのＥＡ変調器電極からの電磁波が、隣のチャネルのＥＡ変調器電極に結合する。ＥＡ変調器電極同士の間の結合が、隣接するＥＡ変調器に対するクロストーク信号となり、レーザから出力される光信号の波形を劣化させる問題があった。【解決手段】本発明のレーザアレイ光源は、静電遮蔽グランド電極の最上面が、ＥＡ変調器電極またはＤＦＢ電極の最上面よりも高い位置にある。静電遮蔽グランド電極をこのような構造とすることで、ＥＡ変調器電極に現れる高周波信号の電磁波は静電遮蔽グランド電極によって遮蔽され、隣のチャネルのＥＡ変調器電極やＤＦＢレーザ電極に結合するのを抑制され、隣接する電極へのクロストークを抑制することができる。【選択図】図３
2014179455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極を有し、前記高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する複数の光機能素子と、
前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に少なくともその一部がそれぞれ配置された、１つ以上のグランド電極であって、前記複数の光機能素子の形成面に平行な前記光機能素子の前記少なくとも１つの電極の最上面よりも高い位置にその最上面を有する１つ以上のグランド電極と
を含むレーザアレイチップ
を備えたことを特徴とする多チャネルレーザアレイ光源。
【請求項２】
上面にチップ搭載グランド電極が形成され、下面に前記チップ搭載グランド電極と電気的に導通したグランド電極が形成され、前記チップ搭載グランド電極上に前記レーザアレイチップが配置されたサブキャリアと、
前記電気信号を導く複数の信号配線およびグランド電極を有する高周波配線板と、
前記レーザアレイチップと、前記サブキャリアまたは前記高周波配線板の少なくとも一方の間を接続する電気的接続手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の多チャネルレーザアレイ光源。
【請求項３】
前記サブキャリアの前記チップ搭載グランド電極と、前記多チャネルレーザアレイチップの各グランド電極との間が、少なくとも１カ所以上で、電気的接続手段によって電気的に接続され、かつ、
前記高周波配線板上の前記グランド電極と、前記多チャネルレーザアレイチップの各グランド電極との間が、電気的接続手段によって電気的に接続されていること
を特徴とする請求項２に記載の多チャネルレーザアレイ光源。
【請求項４】
前記光機能素子は、電界吸収型光変調器集積分布帰還（ＥＡＤＦＢ）レーザであり、前記少なくとも１つの電極は、電界吸収型（ＥＡ）光変調器電極であって、前記グランド電極は、前記変調器電極の全周を囲むように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の多チャネルレーザアレイ光源。
【請求項５】
少なくとも半導体基板、下部クラッド層、コア層および上部クラッド層を含む層構造を有し、高周波電気信号が現れる少なくとも１つ電極を有し、前記高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する複数の光機能素子と、
前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に少なくともその一部がそれぞれ配置された、１つ以上のグランド電極であって、前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に、前記グランド電極の２つの部分を有し、１つの光機能素子の両脇にある前記部分が、前記１つの光機能素子の前記少なくとも１つの電極を取り囲む一体のグランド電極を構成し、前記１つの光機能素子の前記一体のグランド電極と、他の光機能素子の一体のグランド電極とは、前記複数の光機能素子の形成面上のパターンでは接続されておらず、前記形成面に平行な前記光機能素子の前記少なくとも１つの電極の最上面よりも高い位置にその最上面を有する、１つ以上のグランド電極とを含み、
前記層構造が、前記下部クラッド層の直下に配置された、前記半導体基板よりも低い抵抗率を有する低抵抗率層をさらに含み、前記一体のグランド電極が前記低抵抗率層に接続されているレーザアレイチップ
を備えたことを特徴とする多チャネルレーザアレイ光源。
【請求項６】
前記複数の光機能素子は、前記下部クラッド層、前記コア層および前記上部クラッド層が隣接する光機能素子間で電気的に分離されており、
前記低抵抗率層も、隣接する光機能素子間で電気的に分離されていることを特徴とする請求項５に記載の多チャネルレーザアレイ光源。
【請求項７】
上面にチップ搭載グランド電極が形成され、下面に前記チップ搭載グランド電極と電気的に導通したグランド電極が形成され、前記チップ搭載グランド電極上に前記レーザアレイチップが配置されたサブキャリアと、
前記電気信号を導く複数の信号配線およびグランド電極を有する高周波配線板と、
前記レーザアレイチップと、前記サブキャリアまたは前記高周波配線板の少なくとも一方の間を接続する電気的接続手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の多チャネルレーザアレイ光源。
【請求項８】
前記光機能素子は半導体分布帰還型（ＤＦＢ）レーザであり、前記高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極は、ＤＦＢレーザ電極であることを特徴とする請求項１乃至３または５乃至７いずれかに記載の多チャネルレーザアレイ光源。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、多チャネルレーザアレイ光源に関する。より具体的には、クロストークによる信号劣化なしに多チャネル用光送信器内のレーザアレイチップを駆動させることを可能にする、多チャネルレーザアレイ光源に関する。
【０００２】
通信用光源は、大容量光通信網の実現のために根幹となる構成要素である。近年の通信容量の大容量化の流れに伴い、小型で多チャネル化技術に対応した通信用光源が求められている。小型の多チャネル光源を実現するためには、多チャネルレーザアレイチップ、または、可能ならば光合波器も含めてモノリシック集積した多チャネルレーザアレイチップを用いる必要がある。
【０００３】
図１は、従来技術の合波器集積４チャネル電界吸収型光変調器集積分布帰還レーザアレイ光源の構成を示す図である。電界吸収型光変調器集積分布帰還レーザアレイは、ＥＡＤＦＢ（Electro-absorption Distributed FeedBack）レーザアレイとも呼ばれる。図１の（ａ）はレーザアレイチップであり、図１の（ｂ）はレーザアレイ光源全体の上面図であり、図１の（ｃ）はレーザアレイ光源の側面図を示す。
【０００４】
図１の（ａ）に示すように、レーザアレイチップ１は、ｎ−ＩｎＰ基板などの半導体基板上にＥＡ変調器電極３およびＤＦＢレーザ電極４を含むレーザ素子が４チャネル分形成されている。各チャネルのレーザの出力を合波する合波器２が集積化されている。（ｂ）に示すように、レーザアレイ光源は、サブキャリア１００の上に、レーザアレイチップ１が配置されている。（ｃ）の側面図からわかるようにレーザアレイチップ１の上方には、空間をあけて、高周波配線板１０１が配置される。高周波配線板１０１は、サブキャリア１００の基板の両端部で、２つの支持部１０２ａ、１０２ｂによって固定されている。
【０００５】
レーザアレイチップ１は、サブキャリア１００上に配置され、サブキャリア１と高周波配線板１０１との間は中空となっている。高周波配線板１０１およびレーザアレイチップ１をできる限り接近させて接続するために、空中配線構造が利用されている。すなわち、レーザアレイチップ１のＥＡ変調電極３は、金ワイヤなどの配線１０３によって高周波配線板の配線１０４の端部と接続されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】S. Kanazawa et al., “A compact EADFB laser array module for a future 100-Gbit/s Ethernet transceiver,” IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron., vol. 17, no. 5, pp. 1191-1197, Sep. 2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１に示したようにレーザアレイ光源を構成する場合、小型化したレーザアレイチップにおいては各チャネルのレーザ同士の間隔が非常に狭くなる。このため、隣接するチャネル間において、電気的クロストークおよび熱的なクロストークが大きいという問題があった。図１に示したようなレーザアレイチップにおいて、高周波信号をＥＡ変調器（電極）３に供給するとき、隣り合うチャネルのＥＡ変調器電極間で電磁的な結合が生じる。
【０００８】
図２は、レーザアレイチップ上のチャネル間で発生するクロストークを説明する図である。図２は、図１の（ａ）におけるＥＡ変調器電極近傍のＸ−Ｘ´部分の断面図を示している。レーザアレイチップ１は、ｎ−ＩｎＰ基板などの半導体基板２１上にレーザ素子を形成して構成されている。半導体基板２１は、基板自体で下部クラッド層を形成しており、下部クラッド層２１上には、活性層として動作するコア層２２およびｐ−ＩｎＰ層２４ａ。２４ｂ、２４ｃが構成される。ｐ−ＩｎＰ層の両脇には誘電体絶縁層２３ａ、２３ｂが形成されている。誘電体絶縁層で挟まれたｐ−ＩｎＰ層上には、ＥＡ変調器電極３ａ、３ｂが形成されている。
【０００９】
隣り合うチャネルのレーザにおけるＥＡ変調器電極同士が近接すると、高周波信号によって発生する、１つのＥＡ変調器電極３ａからの電磁波２６が隣のチャネルのＥＡ変調器電極３ｂにも結合する。このＥＡ変調器電極同士の間の結合が、隣接するＥＡ変調器にとってのクロストーク信号となる。このようにして発生したクロストーク信号が、レーザから出力される光信号の波形を劣化させる問題があった。
【００１０】
また、ＥＡＤＦＢレーザの場合は、上述のＥＡ変調器電極同士の結合と同様の理由で、同じチャネル内のＥＡ変調器電極３とＤＦＢレーザ電極４との間にも電磁波のカップリングが生じ、ＤＦＢレーザを変調してしまう。隣り合うチャネル間でも同様のＥＡ変調器電極３とＤＦＢレーザ電極４との間の結合が生じ得る。このため、レーザから出力される光信号の波形がさらに劣化する問題もあった。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、隣接する電極同士の間のクロストークによるレーザ出力信号の劣化を抑制し、高性能な多チャネルレーザアレイ光源を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１の発明は、各々が、高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極を有し、前記高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する複数の光機能素子と、前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に少なくともその一部がそれぞれ配置された、１つ以上のグランド電極であって、前記複数の光機能素子の形成面に平行な前記光機能素子の前記少なくとも１つの電極の最上面よりも高い位置にその最上面を有する１つ以上のグランド電極とを含むレーザアレイチップを備えたことを特徴とする多チャネルレーザアレイ光源である。好ましくは、高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極の最上面からのグランド電極の最上面まで高さＨは、隣り合うグランド電極同士の間隔をＧとするとき、概ね、Ｈ：Ｇ＝１：１程度以上あれば良い。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の多チャネルレーザアレイ光源であって、上面にチップ搭載グランド電極が形成され、下面に前記チップ搭載グランド電極と電気的に導通したグランド電極が形成され、前記チップ搭載グランド電極上に前記レーザアレイチップが配置されたサブキャリアと、前記電気信号を導く複数の信号配線およびグランド電極を有する高周波配線板と、前記レーザアレイチップと、前記サブキャリアまたは前記高周波配線板の少なくとも一方の間を接続する電気的接続手段とをさらに備えたことを特徴とする。電気的接続手段は、限定されないがワイヤ接続とすることができる。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２の多チャネルレーザアレイ光源であって、前記サブキャリアの前記チップ搭載グランド電極と、前記多チャネルレーザアレイチップの各グランド電極との間が、少なくとも１カ所以上で、電気的接続手段によって電気的に接続され、かつ、前記高周波配線板上の前記グランド電極と、前記多チャネルレーザアレイチップの各グランド電極との間が、電気的接続手段によって電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかの多チャネルレーザアレイ光源であって、前記光機能素子は、電界吸収型光変調器集積分布帰還（ＥＡＤＦＢ）レーザであり、前記少なくとも１つの電極は、電界吸収型（ＥＡ）光変調器電極であって、前記グランド電極は、前記変調器電極の全周を囲むように形成されていることを特徴とする。  
【００１６】
請求項５の発明は、少なくとも半導体基板、下部クラッド層、コア層および上部クラッド層を含む層構造を有し、高周波電気信号が現れる少なくとも１つ電極を有し、前記高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する複数の光機能素子と、前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に少なくともその一部がそれぞれ配置された、１つ以上のグランド電極であって、前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に、前記グランド電極の２つの部分を有し、１つの光機能素子の両脇にある前記部分が、前記１つの光機能素子の前記少なくとも１つの電極を取り囲む一体のグランド電極を構成し、前記１つの光機能素子の前記一体のグランド電極と、他の光機能素子の一体のグランド電極とは、前記複数の光機能素子の形成面上のパターンでは接続されておらず、前記形成面に平行な前記光機能素子の前記少なくとも１つの電極の最上面よりも高い位置にその最上面を有する、１つ以上のグランド電極とを含み、前記層構造が、前記下部クラッド層の直下に配置された、前記半導体基板よりも低い抵抗率を有する低抵抗率層をさらに含み、前記一体のグランド電極が前記低抵抗率層に接続されているレーザアレイチップを備えたことを特徴とする多チャネルレーザアレイ光源である。上記の１つ以上のグランド電極の形状については、限定されないが例えば、実施例２のコの字型グランド電極とすることができる。好ましくは、高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極の最上面からのグランド電極の最上面まで高さＨは、隣り合うグランド電極同士の間隔をＧとするとき、概ね、Ｈ：Ｇ＝１：１程度以上あれば良い。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項５の多チャネルレーザアレイ光源であって、前記複数の光機能素子は、前記下部クラッド層、前記コア層および前記上部クラッド層が隣接する光機能素子間で電気的に分離されており、前記低抵抗率層も、隣接する光機能素子間で電気的に分離されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６の多チャネルレーザアレイ光源であって、上面にチップ搭載グランド電極が形成され、下面に前記チップ搭載グランド電極と電気的に導通したグランド電極が形成され、前記チップ搭載グランド電極上に前記レーザアレイチップが配置されたサブキャリアと、前記電気信号を導く複数の信号配線およびグランド電極を有する高周波配線板と、前記レーザアレイチップと、前記サブキャリアまたは前記高周波配線板の少なくとも一方の間を接続する電気的接続手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至３または５乃至７いずれかの多チャネルレーザアレイ光源であって、前記光機能素子は半導体分布帰還型（ＤＦＢ）レーザであり、前記高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極は、ＤＦＢレーザ電極であることを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記レーザアレイチップ上に、各光機能素子から出力される光信号を１つの光路に合波する光合波器を形成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明により、隣接する電極へのクロストークによる信号劣化を抑制した、高性能な多チャネルレーザアレイ光源を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、従来技術の合波器集積４チャネルＥＡＤＦＢレーザアレイ光源の構成を示す図である。
【図２】図２は、レーザアレイチップ上のチャネル間で発生するクロストークを説明する図である。
【図３】図３は、本発明の静電遮蔽グランド電極付き合波器集積ＥＡＤＦＢレーザアレイ光源の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施例１のレーザアレイ光源のＢＥＲ特性の測定系を示す図である。
【図５】図５は、静電遮蔽構造を持たない従来技術のレーザアレイ光源のＢＥＲ特性測定系を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施例２の静電遮蔽グランド電極付き直接変調ＤＦＢレーザアレイチップの構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２の静電遮蔽グランド電極付き直接変調ＤＦＢレーザアレイ光源の構成図を示す図である。
【図８】図８は、実施例２の静電遮蔽構造を有する半絶縁基板上直接変調ＤＦＢレーザアレイ光源のＢＥＲ特性測定系を示す図である。
【図９】図９は、比較のために作製した、従来技術の構成によるＤＢＦレーザアレイチップの断面を示す図である。
【図１０】図１０は、静電遮蔽構造を有しない従来型のＤＦＢレーザアレイ光源のＢＥＲ特性測定系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明のレーザアレイ光源は、レーザアレイチップ上の光機能素子の信号電極間、または、ＥＡＤＦＢレーザの場合は、加えてＥＡ変調器電極とＤＦＢレーザ電極との間にも、電磁波を静電遮蔽するグランド電極を配置することによって、隣接する電極へのクロストークによる信号劣化を抑制した、高性能な多チャネルレーザアレイ光源を実現する。変調器電極またはＤＦＢレーザ電極の上面位置に比べて、静電遮蔽するグランド電極の上面位置が高いことによって、静電遮蔽を確実にする。静電遮蔽グランド電極は、ワイヤ等の電気的接続手段によって、他の基板のグランドを接続されて、低インピーダンスのグランド経路が形成される。さらに、レーザ素子の下部に低抵抗率層を設けて、静電遮蔽グランド電極と接続することで、レーザ素子のグランド電位を安定化する。さらに、この低抵抗率層をチャネル毎に分離することで、隣接するチャネル間の共通インピーダンスによるクロストークをさらに抑える。以下、より具体的な構成とともに、本発明のレーザアレイ光源の動作を説明する。
【００２４】
図３は、本発明の静電遮蔽グランド電極付き合波器集積ＥＡＤＦＢレーザアレイ光源の構成を示す図である。図３の（ａ）は、レーザアレイチップの上面図を、（ｂ）はＺ−Ｚ´部の断面図を示す。また、図３の（ｃ）はレーザアレイ光源全体の上面図であり、（ｄ）はレーザアレイ光源の側面図を示す。
【００２５】
レーザアレイの各レーザ素子は、高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極（ＥＡ変調器電極）を有し、高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する光機能素子である。したがって、レーザアレイチップ上には、複数の光機能素子が構成されている。
【００２６】
図３の（ａ）に示すように、本発明のレーザアレイ光源におけるレーザアレイチップ３００は、ＥＡ変調器電極３０３を取り囲むように形成された静電遮蔽グランド電極３０５を備えるところを特徴とする。静電遮蔽グランド電極３０５は、少なくとも各チャネルの変調器電極３の周囲を取り囲むような形状を持つ。さらに、ＤＦＢレーザ電極３０４の少なくとも一部を取り囲むような形状を併せ持っていても良い。本実施例では、静電遮蔽グランド電極３０５は、光合波器３０２および光機能部である各ＥＡＤＦＢレーザ素子の上部を覆うような櫛型様の一体のグランド電極を形成している。（ａ）における２つのチャネルにまたがったＺ−Ｚ´部の断面図である図３の（ｂ）を参照して、本発明における静電遮蔽グランド電極の構造についてさらに説明する。
【００２７】
図３の（ｂ）に示したレーザアレイチップ３００の断面の構成において、基板３０に形成されるレーザ素子の構成は、図２で示した従来技術のものと基本的に同様である。したがって、基板３０の上に、ＥＡ変調器の活性層３２、上部クラッド層３４ａ、３４ｂ、３４ｃが形成された層構造を持っている。ＥＡ変調器電極３０３ａ、３０３ｂ直下の上部クラッド層は、誘電体絶縁膜３３ａ、３３ｂで区画されている。本発明のレーザアレイ光源において特徴的なのは、静電遮蔽グランド電極３０５の上面が、ＥＡ変調器電極３０３ａ、３０３ｂの上面よりも高い位置にある点にある。すなわち、複数の光機能素子（レーザ素子）の形成面に平行な、光機能素子の高周波電気信号が現れる電極の最上面よりも高い位置に、静電遮蔽グランド電極の最上面がある。
【００２８】
静電遮蔽グランド電極３０５をこのような構造とすることで、ＥＡ変調器電極で発生する電磁波は静電遮蔽グランド電極３０５によって静電遮蔽され、隣のチャネルのＥＡ変調器電極や、ＤＦＢレーザの電極に結合するのを抑制することが可能となり、隣接するチャネルの電極へのクロストークを抑制することができる。
【００２９】
したがって、本実施例のレーザアレイ光源は、各々が、高周波電気信号が現れる少なくとも１つの電極を有し、前記高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する複数の光機能素子と、前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に少なくともその一部がそれぞれ配置された、１つ以上のグランド電極であって、前記複数の光機能素子の形成面に平行な前記光機能素子の前記少なくとも１つの電極の最上面よりも高い位置にその最上面を有する１つ以上のグランド電極とを含むレーザアレイチップを備えたことを特徴とする。
【００３０】
図３の（ａ）の静電遮蔽グランド電極３０５は、（ｂ）では２つの部分から構成されている。すなわち、金などで形成された第１の電極部３０５ｂと、第１の電極部３０５ｂの上に形成された第２の電極部３０５ａとから成る。第１の電極部３０５ｂは、例えば、蒸着によって形成できる。また、第２の電極部３０５ａは、例えば、めっきによって形成できる。めっきによって形成することで、その高さを例えば、４０〜１００μｍ程度とすることができる。尚、第１の電極部３０５ｂとｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３４ａとの間には、ＳｉＯ２絶縁膜層３０６が形成される。
【００３１】
本発明のレーザアレイ光源では、チップ上の隣接するＥＡ変調器電極の間に、静電遮蔽グランド電極３０５ａが形成され、ＥＡ変調器電極３０３ａ、３０３ｂの最上面よりも高い位置に静電遮蔽グランド電極３０５ａの最上面があれば良い。したがって、図３の（ｂ）に示したように２つの部分から構成された構造は一例であり、適切な作製プロセスを用いて、一体のものとして静電遮蔽グランド電極３０５を構成しても良い。
【００３２】
ＥＡ変調器電極の最上面から静電遮蔽グランド電極３０５の最上面までの高さＨは、例えば、隣り合う静電遮蔽グランド電極同士の間隔をＧとするとき、概ね、Ｈ：Ｇ＝１：１程度確保できれば、本発明の多チャネルレーザアレイ光源の静電遮蔽能力を発揮できる。
【００３３】
本発明のような構成の遮蔽グランド電極を用いることによって、クロストークの原因となる隣接チャネル間の、および、隣接電極間での電磁波の結合を抑制する。隣接チャネル間、および、隣接電極間のクロストークによる信号劣化を抑制し、高性能な多チャネルレーザアレイ光源を実現可能になる。
【実施例１】
【００３４】
以下に本発明のより具体的な実施形態を例として、本発明のレーザアレイ光源の構成、作製工程、および動作について説明する。本実施例は、本発明の効果を示す１つの例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行い得ることは言うまでもない。
【００３５】
図３の（ａ）を再び参照すれば、本実施例のレーザアレイチップ３００は、合波器３０２を集積し、４チャネルのＥＡＤＦＢレーザをアレイ化した構成になっている。この実施例では各レーザのチャネル位置の中心間隔を５００μｍとし、合波器としてマルチモード干渉型合波器（以下、ＭＭＩカプラ）を用いる。
【００３６】
レーザの波長は、短波長側から１２９５ｎｍ、１３００ｎｍ、１３０５ｎｍ、１３１０ｎｍとし、最短波長からチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４とした。また、図３の（ａ）のレーザアレイチップ３００上では、上方のレーザ素子から順にチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４とする。またレーザのバイアス電流はそれぞれ５０ｍＡ、ＥＡ変調器のバイアス電圧はチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４において、それぞれ、−１．２Ｖ、−１．４Ｖ、１．６Ｖ、−１．８Ｖとし、変調信号の信号振幅は２．０Ｖｐ−ｐとした。
【００３７】
次に、隣接するチャネル間でのクロストークを抑制する原理について、図３を使いながらさらに説明する。図２に示した従来技術の構造のレーザアレイチップ１とは異なり、本発明におけるレーザアレイチップ３００は、隣り合うＥＡ変調器電極３０３同士の間およびＥＡ変調器電極３０３とＤＦＢレーザ電極３０４との間に、静電遮蔽グランド電極３０５が形成される。レーザアレイチップ３００上の静電遮蔽グランド電極３０５は、図３の（ｃ）に示したように高周波配線板３１３やサブキャリア３１０上のグランド電極３１１とワイヤ等を使って接続されている。このため、静電遮蔽グランド電極３０５は、低インピーダンスの広いグランド面と最近接で接続され、非常に安定したグランド電極となる。
【００３８】
また、静電遮蔽グランド電極３０５の最上面は、ＥＡ変調器電極の最上面よりも高い位置にある。このため、図２に示した従来技術の構造のレーザアレイチップにおけるＥＡ変調器電極間の電磁波の結合していた部分に、静電遮蔽グランド電極３０５が入るような構造となる。ＥＡ変調器電極３０３ａからの大部分の電気力線３６は静電遮蔽グランド電極３０５の側面にて終端され、隣接するＥＡ変調器電極３０３ｂには到達しない。すなわち、ＥＡ変調器電極３０３ａ、３０３ｂから発生する電磁波はグランド電極３０５によって静電遮蔽される。このため、ＥＡ変調器電極３０３に現れる高周波信号が、隣接するチャネルのレーザ素子のＥＡ変調器電極またはＤＦＢレーザ電極３０４にカップリングするのを抑制することが可能となる。ＥＡ変調器電極における高周波の振幅変動が、隣接する電極に生じるのを抑制し、チャネル間のクロストークを抑えることができる。
【００３９】
次に、本発明のレーザアレイ光源の実装工程について、図３を参照しながらさらに説明する。最初に、図３の（ｃ）および（ｄ）を参照すると、配線板支持部３１２ａ、３１２ｂを備えたサブキャリア３１０上に、合波器を集積したＥＡＤＦＢレーザアレイチップ３００を搭載する。サブキャリア３１０の上面にはグランド電極３１１が形成されており、レーザアレイチップ３００は、グランド電極３１１の上に金スズ合金ハンダなどによって固定される。このとき、静電遮蔽グランド電極３０５は、ワイヤボンディングにより３の金ワイヤを使って、グランド電極３１１と接続される。すなわち、静電遮蔽グランド電極３０５は、電気的接続手段を使って、グランド電極３１１と接続される。
【００４０】
次に、配線支持部３１２ａ、３１２ｂ上に高周波配線板３１３を搭載する。高周波配線板３１３は、各チャネルのレーザ素子と接続される信号線３１４および終端抵抗３１５を備えている。図３の（ｄ）から分かるように、サブキャリア３１０と高周波配線板３１３との間は中空となっており、後述するように、サブキャリア３１０および高周波配線板３１３は、例えば空中配線によって接続される。
【００４１】
最後に、高周波配線板３１３上の信号線３１４の終端部を、レーザアレイチップ３００上のＥＡ変調器電極３０３と接続する。さらに、高周波配線板３１３上のグランド電極を、レーザアレイチップ３００上の静電遮蔽グランド電極３０５と接続する。これらの接続は、金ワイヤを使ってワイヤボンディング技術によって行われる。
【００４２】
尚、本実施例では、低抵抗のワイヤによって接続しているが、２つの基板のグランド電極間を接続する電気的接続手段としては、ワイヤだけに限られず他の電気的接続手段を利用できる。例えば、銀ペーストなどの導電性材料を使用して接続することも可能である。例えば、図３の（ｃ）を参照すると、高周波配線板３１３のグランド面は、配線板３１３の端部まで形成されているので、ワイヤ３１７の代わりに、導電性ペーストで形成した架橋構造によって、レーザアレイチップ３００のグランド電極３０５と接続することができる。同様に、レーザアレイチップ３００の櫛型グランド電極３０５は、チップの端部まで形成されているので、ワイヤ３１６の代わりに、導電性ペーストによって、グランド電極３０５、チップ３００の側面（端面）、およびサブキャリア３１０のグランド面３１１を一体に覆う金属接合構造を形成して、グランド電極３０５とグランド面３１１とを接続することができる。
【００４３】
導電性ペーストは、例えば、低温溶融金属粒子を熱硬化樹脂中に分散させたペースト状材料として知られている。半田の代替として、溶融した金属粒子が自己組織化して金属接合部分を形成し、その周囲を熱硬化樹脂が強化することにより、接続信頼性が得られる。
【００４４】
図４は、実施例１のレーザアレイ光源のＢＥＲ特性の測定系を示す図である。レーザアレイ光源５０の４つのチャネルのレーザの各々に対して、独立してＢＥＲが測定できるように、４つのＢＥＲ測定系が構成されている。１つのチャネルに対して、ＤＣ電源１３−１、パルス発生器１１−１、バイアスＴ１２−１が備えられ、高周波プローブ４１ａ、４１ｂを経由して、変調信号が高周波配線板の信号線に供給される。また、ＤＣ電源１３−５〜１３−８は、ＤＦＢレーザに電流を供給している。変調された光出力は、先球ファイバ４３によって効率良く結合され、可変波長フィルタ１７および光可変アッテネータ１４を経由して、光受信器１５で受光される。エラー検出器１６でエラーが観測される。
【００４５】
図５は、比較のための、静電遮蔽型グランド電極およびグランドワイヤ接続を持たない従来技術のレーザアレイ光源のＢＥＲ特性測定系を示す図である。静電遮蔽型グランド電極３０５および他の基板のグランド面等の間を接続するワイヤがないことを除いては、実施例１と同様の構造および工程で実装を行ったＥＡＤＦＢレーザアレイ光源５０のＢＥＲ特性を測定した。
【００４６】
両測定系における測定条件は、信号レートが２５Ｇｂｐｓ、３１段の擬似ランダムビットシーケンス（ＰＲＢＳ２３１−１）を用い、信号振幅電圧を２．０Ｖｐｐ、クロスポイントを７０％、室温条件を２５℃一定とした。
【００４７】
最初に、各チャネル独立で動作させて測定を行った。静電遮蔽型グランド電極がある本実施例のレーザアレイ光源を測定した結果、全チャネルでエラーフリー動作が確認できた。最小受光感度は、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４で、それぞれ−１４．５ｄＢｍ、−１３．５ｄＢｍ、−１５ｄＢｍ、−１５ｄＢｍであった。また、静電遮蔽型グランド電極がないレーザアレイ光源５０でも、全チャネルでエラーフリー動作が確認できた。最小受光感度は、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４で、それぞれ−１３．５ｄＢｍ、−１２．５ｄＢｍ、−１４ｄＢｍ、−１４ｄＢｍであった。
【００４８】
次に、全てのチャネルを同時に動作させて測定を行った。静電遮蔽型グランド電極がある本実施例のレーザアレイ光源４０を測定した結果、全チャネルでエラーフリー動作が確認できた。最小受光感度は、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４で、それぞれ−１４．５ｄＢｍ、-１３ｄＢｍ、−１４．５ｄＢｍ、−１５ｄＢｍと、１チャネル独立動作時と比べてほとんど劣化は見られなかった。また、静電遮蔽型グランド電極がないレーザアレイ光源５０でも、全チャネルでエラーフリー動作が確認できたが、最小受光感度はチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４、それぞれ、−１０．５ｄＢｍ、−９ｄＢｍ、−１０ｄＢｍ、−１１ｄＢｍとなり、１チャネル独立動作時と比べて３〜５ｄＢも受光感度が劣化した。
【００４９】
静電遮蔽型グランド電極構造のある本発明のレーザアレイ光源４０では、４チャネル同時動作の場合と、１チャネル独立動作の場合との間で、最小受光感度がほとんど劣化していない。一方で、静電遮蔽型グランド電極のないレーザアレイ光源５０では、全チャネル同時動作時には、１チャネル独立動作時と比較して、明らかに最小受光感度の劣化が見られた。この差異は、隣接チャネル間でのクロストークによる波形の劣化が引き起こしているものと考えられる。さらに、１チャネル独立動作時同士で比較すると、静電遮蔽型グランド電極を有しないレーザアレイ光源５０は、静電遮蔽型グランド電極を有する本発明のレーザアレイ光源４０に比べて、最小受光感度が若干劣化していることがわかる。これは、ＥＡ変調器電極とＤＦＢレーザ電極との間の結合によるクロストークによって、波形の劣化が生じているものと考えられる。
【００５０】
上述のように、本実施例の多チャネルレーザアレイ光源で使われている、静電遮蔽型グランド電極は、隣接チャネル間、および、ＥＡ変調器電極とＤＦＢレーザ電極との間でのクロストーク低減に有効であることが分かる。
【００５１】
本発明のレーザアレイ光源におけるレーザアレイチップ３００は、図３の（ａ）に示したように、ＥＡ変調器電極３０３全体を取り囲むように形成された遮蔽グランド電極３０５を備える。さらに、ＤＦＢレーザ電極３０４の三方向を取り囲むような形状を併せ持っている。しかしながら、各チャネルのレーザデバイス間で静電遮蔽を実現できるものであれば、図３の形状だけに限定されない。また、本実施例の静電遮蔽型グランド電極は、不連続部分が無い一体のものを例示的に示したが、電気信号の電磁波の波長（１／４波長）よりも十分に短い電極の不連続部分、切れ目、ギャップなどがあるような形状のグランド電極の場合でも、静電遮蔽は実現可能である。
【実施例２】
【００５２】
実施例１のレーザアレイ光源は、合波器を集積したＥＡＤＦＢレーザアレイ光源を例として示したが、本発明のレーザアレイ光源における静電遮蔽型グランド電極は、他の構成のレーザアレイ光源にも適用できる。ここでは、半絶縁基板上に形成された直接変調ＤＦＢレーザアレイの例を示す。本実施例も、本発明に特有の静電遮蔽グランド電極の効果を示す一つの例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行い得ることは言うまでもない。
【００５３】
図６は、実施例２の半絶縁基板上直接変調ＤＦＢレーザアレイチップの構成を示す図である。図６の（ａ）はレーザアレイチップ６００の上面図を示し、（ｂ）は、（ａ）の上面図におけるＹ−Ｙ´断面を見た側面図である。（ａ）の上面図に示したように、レーザアレイチップ６００は、４つのチャネルのレーザ素子からなる。レーザ素子は、少なくとも半導体基板、下部クラッド層、コア層および上部クラッド層を含む層構造を有し、高周波電気信号が現れる少なくとも１つ電極を有し、前記高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する光機能素子の一例である。レーザアレイチップ６００は、複数の光機能素子を備えている。
【００５４】
各レーザ素子は、ＤＦＢレーザ電極６０３ａ、６０３ｂと、各レーザ電極の３辺を囲うように構成されたコの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂとからなる。各コの字型静電遮蔽グランド電極は、上面図上ではお互いに分離した別個のものである。したがって、コの字型電遮蔽グランド電極は、複数の光機能素子の隣接する２つの間に少なくともその一部がそれぞれ配置された、グランド電極であって、複数の光機能素子の隣接する２つ（６０３ａ、６０３ｂ）の間に、グランド電極の２つの部分を有する。さらに、１つの光機能素子の両脇にある前記部分が、前記１つの光機能素子の前記少なくとも１つの電極を取り囲む一体のコの字型のグランド電極を構成し、１つの光機能素子の前記一体のグランド電極（６０４ａ）と、他の光機能素子の一体のグランド電極（６０４ｂ）とは、レーザアレイチップ６００上の複数の光機能素子の形成面上のパターンでは接続されていない。尚、実施例１のチップの構成とは異なり、本実施例のレーザアレイチップ６００には、光合波器は含まれていない。
【００５５】
本実施例では、直接変調ＤＦＢレーザを構成するので、実施例１のようなＥＡ変調器電極は存在しない。しかしながら、ＤＦＢレーザ電極上には、実施例１の場合と同様に、変調信号によって高周波電気信号が現れる。本実施例のコの字型静電遮蔽グランド電極は、隣り合うチャネル間でのＤＦＢレーザ電極同士の結合を抑え、クロストークを減らす静電遮蔽の役割を果たす。本実施例では、各レーザのチャネルのセンター間隔は、４００μｍである。
【００５６】
図６の（ｂ）により、本実施例のレーザアレイ光源における特有の構成を説明する。レーザアレイチップ６００は、１つのレーザ素子に着目すると、半絶縁ＩｎＰ基板６０の上に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層６２、レーザ活性（コア）層６３、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層６４が順次、形成された層構造を持つ。レーザ活性（コア）層および上部クラッド層の両脇には半絶縁ＩｎＰ層６６ａ、６６ｂが形成されている。隣り合うチャネルのレーザ素子間は、誘電体絶縁膜６５によって分離されている。１つのレーザ素子の両側には、レーザ素子と誘電体絶縁膜とを区画するように、コの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂが形成される。
【００５７】
コの字型静電遮蔽電極６０４ａ、６０４ｂは、これに限定されないが、例えば以下のように製作できる。最初に、コの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの下の部分を蒸着およびリフトオフ工程を使用して形成する。次に、誘電体絶縁膜６５をスピンコートおよびフォトリソグラフィなどを使用して形成する。その後、コの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの上の部分を蒸着およびリフトオフ工程で形成する。コの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの最上面の隙間は、最後のリフトオフ工程で形成される。
【００５８】
本実施例のレーザアレイチップ６００でも、高周波電気信号が現れるＤＦＢ電極６０３ａ、６０３ｂの最上面よりも高い位置に、コの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの最上面があることに特徴がある。本実施例でも、コの字型静電遮蔽グランド電極の形状は、図６の（ｂ）の図の奥行き方向に立体構造が続くメサ構造に似たものとなる。グランド電極を立体的に形成して、高周波電気信号が現れるＤＦＢ電極の周囲を囲むような構成とすることで、平面的に形成されていた従来技術よりさらに静電遮蔽効果を強くする。本実施例のように、誘電体絶縁膜６５を利用することによって、ＤＦＢ電極６０３ａ、６０３ｂの最上面から、コの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの最上面までの高さＨを１００μｍ程度まで確保することが可能となる。
【００５９】
したがって、本実施例のレーザアレイ光源は、少なくとも半導体基板、下部クラッド層、コア層および上部クラッド層を含む層構造を有し、高周波電気信号が現れる少なくとも１つ電極を有し、前記高周波電気信号を含む電気信号を光信号に変換する複数の光機能素子と、前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に少なくともその一部がそれぞれ配置された、１つ以上のグランド電極であって、前記複数の光機能素子の隣接する２つの間に、前記グランド電極の２つの部分を有し、１つの光機能素子の両脇にある前記部分が、前記１つの光機能素子の前記少なくとも１つの電極を取り囲む一体のグランド電極を構成し、前記１つの光機能素子の前記一体のグランド電極と、他の光機能素子の一体のグランド電極とは、前記複数の光機能素子の形成面上のパターンでは接続されておらず、前記形成面に平行な前記光機能素子の前記少なくとも１つの電極の最上面よりも高い位置にその最上面を有する、１つ以上のグランド電極とを含み、前記層構造が、前記下部クラッド層の直下に配置された、前記半導体基板よりも低い抵抗率を有する低抵抗率層をさらに含み、前記一体のグランド電極が前記低抵抗率層に接続されているレーザアレイチップを備えたことを特徴とする。
【００６０】
ＤＦＢ電極６０３ａ、６０３ｂの最上面から静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの最上面までの高さＨは、例えば、隣り合う静電遮蔽グランド電極同士の間隔をＧとするとき、概ね、Ｈ：Ｇ＝１：１程度確保できれば、本発明の多チャネルレーザアレイ光源の静電遮蔽能力を発揮できる。
【００６１】
本実施例でさらに特徴的なのは、半絶縁ＩｎＰ基板６０と、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層６２との間に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層６２よりも抵抗率の低いｎ−ＩｎＧａＡｓＰ低抵抗率層６１が備えられていることである。コの字型静電遮蔽グランド電極および低抵抗率層６１を接続することによって、下部クラッド層６２から、レーザアレイチップ６００外のサブキャリア上のグラウンド電極までの電気的経路の抵抗を下げる構造になっている。したがって、本実施例のレーザアレイ光源では、レーザ素子の層構造において、下部クラッド層の直下に配置された、半導体基板よりも低い抵抗率を有する低抵抗率層をさらに含み、一体のグランド電極（コの字型静電遮蔽グランド電極）がこの低抵抗率層に接続されていることになる。
【００６２】
レーザのバイアス電流はそれぞれ５０ｍＡ、変調信号の信号振幅は４０ｍＡｐｐとした。レーザの波長は、短波長側から１２９５ｎｍ、１３００ｎｍ、１３０５ｎｍ、１３１０ｎｍとし、最短波長からチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４とした。また、レーザアレイチップ６００上のレーザ素子の、上から順にチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４とした。
【００６３】
図７は、本発明の実施例２の静電遮蔽グランド電極付き直接変調ＤＦＢレーザアレイ光源の構成図を示す図である。レーザアレイ光源７０は、サブキャリア基板７１上に、平面光波回路７４、レンズアレイ７５、レーザアレイチップ７８、高周波配線板７６が順次配置されている。平面光波回路７４には、光合波器が構成されており、光ファイバ７３と結合される。レーザアレイチップ７８から平面光波回路７５への光結合は、レンズアレイ７８によって行う。レーザアレイチップ７８は、サブキャリア７１上のグランド面７２上に配置される。
【００６４】
図６で示したように、レーザアレイチップ７８上の各レーザデバイスを包囲し静電遮蔽するように形成されたコの字型静電遮蔽グランド電極を形成し、コの字型静電遮蔽グランド電極に対して、レーザアレイ光源を構成する１つ以上の他の基板（サブキャリア７１、高周波配線板７６）のグランドへのワイヤ接続を形成することによって、各チャネルのレーザデバイスに電気的経路の抵抗を下げたグランド経路が形成される。より具体的には、コの字型静電遮蔽グランド電極とサブキャリア７１上のグランド面７２とがワイヤで接続される。さらに、コの字型静電遮蔽グランド電極と、高周波配線板７６上のグランド面とがワイヤで接続される。尚、本実施例ではワイヤ接続を例としているが、電気的接続手段によって、基板間において電気的経路の抵抗を下げたグランド経路が形成されば良い。実施例１と同様に、ワイヤ接続以外の電気的接続手段を使用できる。
【００６５】
本実施例でも、実施例１での説明したのと同様のメカニズムによって、隣接するチャネル間での静電遮蔽効果によって、レーザ素子のチャネル間のクロストークを減らす。本実施例におけるレーザアレイチップ６００は、隣り合うレーザ電極６０３ａ、６０３ｂの間に、静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂが形成されている。レーザアレイチップ６００上の静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂは、図７に示したように高周波配線板７６やサブキャリア７１上のグランド電極７２とワイヤ等を使って接続されている。このため、静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂは、低インピーダンスの広いグランド面と最近接で接続され、非常に安定したグランド電極となる。
【００６６】
既に述べたように、本実施例でも、ＤＦＢレーザ電極６０３ａ、６０３ｂの最上面の高さに比べて、静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの最上面が、高い位置にあることに特徴がある。静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂをこのような構造とすることで、例えば、ＤＦＢレーザ電極６０３ａで発生する電磁波は遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂによって静電遮蔽され、隣のチャネルＤＦＢレーザ電極６０３ｂに結合するのを抑制することが可能となる。隣接するチャネルの電極へのクロストークを抑制することができる。
【００６７】
上述のグランドワイヤによる接続に加えて本実施例のレーザアレイチップでは、静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂと下部クラッド層６２との間の接続のために、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層６２よりも抵抗率の低い、高濃度ドープｎ−ＩｎＧａＡｓＰ低抵抗率層６１を備えている。これによって、各レーザ素子の直下におけるグランドをより安定化する効果が得られる。各レーザ素子間のクロストークの抑制をさらに効果的にするために、チャネル間でグランドを分離している。図６の（ａ）の上面図からわかるように、各チャネルの静電遮蔽グランド電極は、チップ６００の上面内のパターンとしては別個の分離したものになっている。
【００６８】
さらに、チャネル間のグランド経路の分離を進めるために、低抵抗率層６１もエッチングによってチャネル間で分離し、分離した間隙は誘電体絶縁膜６５によって満たされている。図６の（ｂ）における、低抵抗率層６１が、チャネルごとに誘電体絶縁膜によって分離されていることに留意されたい。上述のように、個々のレーザ素子の周辺において、チャネル間で共通するグランド経路を減らしグランド経路を分離した構成とすることによって、チャネル間のクロストークをより低減する。したがって、本実施例では、複数の光機能素子（レーザ素子）は、下部クラッド層、コア層および上部クラッド層が隣接する光機能素子間で電気的に分離されており、低抵抗率層も、隣接する光機能素子間で電気的に分離されている。
【００６９】
次に、図７を参照しながら、本実施例のレーザアレイ光源の実装工程を説明する。まず、サブキャリア７１の７のグラウンド電極７２上に、ＤＦＢレーザアレイチップ７８を搭載する。このとき、コの字型静電遮蔽グランド電極は、サブキャリア７１のグランド面７２と金ワイヤ７９ｂで接続する。図７で、ワイヤで接続されている箇所は例示的なものであって、図７に示した具体的な接続箇所の位置に何ら限定されるものではない。
【００７０】
次に、サブキャリア７１上に高周波配線基板７６を搭載する。レーザアレイチップ７８の上面および高周波配線基板７６の上面の高さは、ワイヤ接続がし易いように概ね同じ高さとなるが、コの字型静電遮蔽グランド電極６０４ａ、６０４ｂの最上面の従来技術と比べてより高い位置を考慮して、高さが異なっていても良い。そして、高周波配線基板７６の信号線とレーザアレイチップ７８上のＤＦＢレーザ電極との間、および、高周波配線基板７６のグランド面とレーザアレイチップ７８上のコの字型静電遮蔽グランド電極との間を、それぞれ金ワイヤなどで接続する。最後に、ＤＦＢレーザの各チャネルからの光が、光合波器に最大に結合されるように、レンズアレイ７５および平面光波回路７４を調芯して搭載する。次に、本実施例のレーザアレイ光源の特性について説明する。
【００７１】
図８は、実施例２のレーザアレイ光源のＢＥＲ特性の測定系を示す図である。レーザアレイ光源８０の４つのチャネルのレーザの各々に対して、独立してＢＥＲが測定できるように、４つのＢＥＲ測定系が構成されている。１つのチャネルに対して、ＤＣ電源１３−１、パルス発生器１１−１、バイアスＴ１２−１が備えられ、高周波プローブ８１ａ、８１ｂを経由して、変調信号が高周波配線板の信号線に供給される。変調された光出力は、ファイバ８３によって結合され、可変波長フィルタ１７および光可変アッテネータ１４を経由して、光受信器１５で受光される。エラー検出器１６でエラーが観測される。
【００７２】
図９は、比較のために作製した、従来技術の構成による半絶縁基板上直接変調ＤＢＦレーザアレイチップ９００の断面を示す図である。チップ９００は、その上面がＤＦＢ電極上面よりも高い位置にあるコの字型静電遮蔽グランド電極、高周波配線板上のグランド面とのワイヤ接続、さらに、低抵抗率層９１にチャネル間分離構造がない点で、図６の（ｂ）のチップ６００と相違する。これらの相違点を除いて、図６の（ｂ）に示した本発明のレーザアレイチップと同様の構造を持つチップを使用して、同様の工程によってレーザアレイ光源の実装を行った。
【００７３】
図１０は、図９の断面構成を持つ、静電遮蔽構造を有しない従来技術型のＤＦＢレーザアレイ光源のＢＥＲ特性測定系を示す図である。両測定系における測定条件は、信号レートが１０Ｇｂｐｓ、３１段の擬似ランダムビットシーケンス（ＰＲＢＳ２３１−１）を用い、室温条件 を２５℃一定として測定を行った。
【００７４】
最初に、各チャネル独立で動作させて測定を行った。本発明の静電遮蔽グランド電極構造およびチャネル間のグランド分離構造を有するレーザアレイ光源８０を測定した結果、全チャネルでエラーフリー動作が確認できた。最小受光感度は、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４それぞれで、−１８．５ｄＢｍ、−１９．０ｄＢｍ、−１９．０ｄＢｍ、−１８．５ｄＢｍであった。また、従来技術型の、コの字型静電遮蔽グランド電極、ワイヤ接続、およびチャネル間分離構造がないレーザアレイ光源１１０でも、全チャネルでエラーフリー動作が確認できた。最小受光感度は、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４それぞれ、−１９ｄＢｍ、−１９ｄＢｍ、−１８．５ｄＢｍ、−１８ｄＢｍであった。
【００７５】
次に、４つのチャネルを同時に動作させて測定を行った。静電遮蔽グランド電極構造およびチャネル間のグランド分離構造を有する本発明のレーザアレイ光源８０を測定した結果、全チャネルでエラーフリー動作が確認できた。最小受光感度は、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４それぞれで、−１８．５ｄＢｍ、−１８．５ｄＢｍ、−１９．０ｄＢｍ、−１８．５ｄＢｍと、１チャネル独立動作時と比べてほとんど劣化は見られなかった。従来技術型のレーザアレイ光源１１０でも、全チャネルでエラーフリー動作が確認できたが、最小受光感度はチャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４それぞれ、−１７．０ｄＢｍ、−１６．５ｄＢｍ、−１５．５ｄＢｍ、−１６．５ｄＢｍとなり、１チャネル独立動作時と比べて３〜４ｄＢにもおよぶ受光感度の劣化がみられた。
【００７６】
静電遮蔽グランド電極構造およびチャネル間のグランド分離構造を有する本発明のレーザアレイ光源では、４チャネル同時動作時においても、１チャネル独立動作時と比較して最小受光感度はほとんど劣化しない。一方で、従来技術型のレーザアレイ光源では、４チャネル同時動作時の場合と１チャネル独立動作の場合とを比較すると、大幅に最小受光感度が劣化している。この差異は、チャネル間の高周波信号のクロストークによる波形の劣化が引き起こしているものと考えられる。
【００７７】
上述のように、本実施例の多チャネルレーザアレイ光源で使われている、ＤＢＦ電極の上面よりも高い上面位置を持つ静電遮蔽グランド電極構造および、レーザ素子の直下に形成されチャネル間で分離された低抵抗率層を備え、静電遮蔽グランド電極を他の基板のグランド面と接続することによって、チャネル間のクロストーク低減することができる。
【００７８】
本実施例のレーザアレイ光源におけるレーザアレイチップ６００は、図６の（ａ）に示したように、ＤＦＢ電極６０３ａ、６０３ｂの三方を取り囲むように形成されたコの字型のグランド電極６０４ａ、６０４ｂを備える。しかしながら、各チャネルのレーザデバイス間で静電遮蔽を実現できるものであれば、図６のコの字型の形状だけに何ら限定されない。また、本実施例の静電遮蔽型グランド電極は、不連続部分が無い一体のものを例示的に示したが、高周波電気信号の電磁波の波長（１／４波長）よりも十分に短い電極の不連続部分、切れ目、ギャップなどがあるような形状のグランド電極の場合でも、静電遮蔽は実現可能である。
【００７９】
以上に詳細に説明したように、本発明のレーザアレイ光源は、多チャネルレーザアレイチップ上に安定したグランド電極を提供することでチャネル間のクロストークによる信号劣化を抑制し、高性能な多チャネルレーザアレイ光源を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、光通信システムに利用することができる。特に、光通信システム用の光源として利用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１、３００、６００  レーザアレイチップ
７１、１００、３１０  サブキャリア
２、３０２  光合波器
３、３ａ、３ｂ、３０３、３０３ａ、３０３ｂ  ＥＡ変調器電極
４、６０３ａ、６０３ｂ  ＤＦＢ電極
３０５、６０４ａ、６０４ｂ  静電遮蔽グランド電極
４０、５０、７０、８０、１１０  レーザアレイ光源
【図１】
2014179455.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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