(57)【要約】      （修正有）【課題】動的単一モードレーザの直接変調時に発生するチャープ量を除去し、素子が小さく、構造が簡単であり、さらに高い消光比特性と断面反射率によるチャープ量を低減できる、偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置を提供すること。【解決手段】偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置において、レーザを発生させるためのレーザダイオードと、前記レーザダイオードで発生させたビームを、外部から印加される電気信号に応じて偏向させるための偏向器を備え、前記レーザダイオードと前記偏向器が集積されて、偏向角に応じて光ファイバとの光結合効率を変化/変調させる。【選択図】図３Ａ
2005122109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置において、
レーザを発生させるためのレーザダイオードと、
前記レーザダイオードで発生させたビームを、外部から印加される電気信号に応じて偏向させるための偏向器を備え、
前記レーザダイオードと前記偏向器が集積されて、偏向角に応じて光ファイバとの光結合効率を変化/変調させることを特徴とする偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項２】
前記レーザダイオードと前記偏向器との間に光モード変換器がさらに挿入されることを特徴とする請求項１に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項３】
前記レーザダイオードは分布帰還レーザダイオードのような動的単一モードレーザダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項４】
前記偏向器は、
受動導波路層と受動導波路層上のパターン層を備え、前記パターン層は非対称パターンを所定部分のパターン層の上に備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項５】
前記非対称パターンは前記受動導波路層を介して前記レーザダイオードから伝達されたビームの方向を偏向するために外部の電気的信号に応じて前記受動導波路層の屈折率を変えることを特徴とする請求項４に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項６】
前記非対称パターンはビームが伝播される方向を基準に非対称の形状を持つことを特徴とする請求項５に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項７】
前記非対称パターンはＮ-Ｐ半導体構造を有し、前記パターン層はＰ−Ｎ半導体構造を有することを特徴とする請求項４に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項８】
前記偏向器はスラブ型導波路の構造を有し、偏向器の出力端に無反射コーティング層が形成されることを特徴とする請求項４に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項９】
前記偏向器はリッジ導波路の構造を有し、偏向器の出力端に無反射コーティング層が形成されることを特徴とする請求項４に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項１０】
前記レーザダイオードと前記偏向器は単一型の多層構造を有する半導体に集積されていることを特徴とする請求項１に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【請求項１１】
前記レーザダイオードと前記偏向器はハイブリッド型の多層構造を有する半導体構造に集積されていることを特徴とする請求項１に記載の偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の電気信号に応じてビームの方向が変化する偏向器が集積された動的単一モードレーザダイオード(Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ；以下、ＤＳＭ-ＬＤと称す)を利用した変調装置に関し、より詳しくはＤＳＭ-ＬＤと偏向器が単一型またはハイブリッド型に集積されて外部の電気信号に応じて光の進行方向を変化させ、光ファイバとの光結合効率を変化させることによって変調させる、偏向器とＤＳＭ-ＬＤを利用した変調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、多様なサービスを提供するために情報通信量が増加するに従って、各種のアナログ及びデジタル光通信システムが開発されている。光通信の初期には時分割方式(Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ；以下、ＴＤＭと称す)を通してデータを伝送していた。しかし、より多くの情報通信量を送信するために、ＴＤＭ方式は光信号の波長成分を分割して使用できる波長分割多重化(Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ；ＷＤＭ)技術に発展し、９０年代後半から波長分割をさらに細分化した高密度波長分割多重化(Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ；以下、ＤＷＤＭと称す)の光通信方式に発展した。ＤＷＤＭ光通信方式は「Ｔｂｐｓ」クラスの画期的に増加した伝送容量を伝送できるシステムである。
【０００３】
このような超高速大容量のＤＷＤＭシステムにおいて、コア光素子である半導体光源は、直接変調(Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＤＭ)時にも単一モードとして動作できるＤＳＭ-ＬＤを用いる。
【０００４】
ＤＳＭ-ＬＤとしては、分布帰還型(Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ；以下、ＤＦＢと称す)、分布ブラッグ反射型(Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ)及び分布反射型(Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＲ)レーザダイオードなどが挙げられる。以下の一例ではＤＦＢレーザダイオードを例として説明する。
【０００５】
しかし、このようなＤＳＭ-ＬＤにおいても、変調速度が増加するほど出力光の波長線幅が広くなる、いわゆるチャープ(Ｃｈｉｒｐ)現象が生じ、１００ＧＨｚ(０.8ｎｍ)またはそれ以下の狭い波長間隔で分割されたＤＷＤＭシステムへの適用が困難となる。
【０００６】
直接変調時に生じるチャープ特性の主な原因は、共振器内のキャリア変動(Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ)による媒質内の屈折率変動であり、変調信号の形態によって発振波長がシフトするため、動的波長遷移(Ｄｙｎａｍｉｃ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｓｈｉｆｔ)とも表現される。結局、直接変調方式を採用する場合、出射光のチャープ特性により光ファイバ内の数十Ｋｍの伝播時に分散及び非線形特性(例えば、自己位相変調など)と結合されて信号の歪みが発生するため、最大中継距離が制限されるという問題点があった。
【０００７】
一方、前記直接変調方式によるチャープ特性は、外部変調器を導入することによって解決できる。
【０００８】
外部変調器が導入されたレーザダイオードにおける変調方式は、ＤＦＢ-ＬＤで連続動作させ、レーザダイオードと集積された変調器で外部の電気信号を印加することによってオン/オフする。これはレーザダイオード(ＬＤ)で変調動作を行わず、注入電流変動によるチャープは根本的に除去できるため、非常に少ないチャープ量が予想される。このような変調方式を間接変調方式という。
【０００９】
現在、間接変調方式を利用する半導体光変調器は、マッハツェンダー(Ｍａｃｈ-Ｚｅｈｎｄｅｒ)型と電界吸収(Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；以下、ＥＡと称す)型方式とに大きく分けることができ、ＤＳＭ-ＬＤと単一型またはハイブリッド型に製作されている。
【００１０】
マッハツェンダー型の変調器は外部の電気信号に応じて媒質の屈折率を変化させ位相変調を発生させる方式であり、ＤＦＢ-ＬＤと集積された構造である。
【００１１】
図１はマッハツェンダー変調器が集積されたＤＦＢ-ＬＤの構造を有する従来のマッハツェンダー変調装置を示す１つの実施の形態の説明図である。
【００１２】
従来のマッハツェンダー変調装置１００は、マッハツェンダー変調器１２０とＤＦＢ-ＬＤ１１０とを含んでなる。
【００１３】
ここで、ＤＦＢ-ＬＤ１１０はレーザビームを連続発振させて、マッハツェンダー変調器に出力する。マッハツェンダー変調器１２０は入力されたレーザビームを片方のアーム１２１Ａ(この場合、電圧、電流いずれも可能である)または両方のアーム１２１Ｂ(この場合、電圧のみ可能であり、プッシュプル方式である)に電圧または電流を印加することによって、それぞれのアーム１２１Ａ、１２１Ｂから伝播されるビームの位相を変化させて相殺干渉または補強干渉を通して変調器断面から出射されるビームをオン/オフさせる間接変調方式である。
【００１４】
前記構造は直接変調方式で発生するチャープ量に比べてチャープ量を大きく低減でき、プッシュプル方式ではむしろポジティブチャープを発生させて伝送特性の向上を図ることができる。また、後述するＥＡ型変調器で問題となる低い消光比(Ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ Ｒａｔｉｏ；ＥＲ)特性を向上させることができるという長所がある。しかし、充分な位相変調を行うためには、アームの長さを長くしなければならないため、寄生静電容量による最大速度の制限や、製作方法の複雑さ、素子の体積増加、変調器の出射断面の反射率による位相変動などにより解決しなければならない問題がまだ多い。
【００１５】
図２は既存のＥＡ型変調器が集積されたＤＦＢ-ＬＤの構造を有する従来のＥＡ型変調装置を示す説明図である。
【００１６】
従来のＥＡ型変調装置は、ＤＦＢ-ＬＤ２１０とＥＡ型変調器(ＥＡ-ＭＯＤ)２２０を含んでなる。
【００１７】
ＤＦＢ-ＬＤ２１０はレーザビームを連続発振してＥＡ-ＭＯＤ２２０に出力する。
【００１８】
ＥＡ-ＭＯＤ２２０は電界の印加による媒質内の光吸収変化(例えば、「Ｓｔａｒｋ ｅｆｆｅｃｔ」、「Ｆｒａｎｔｚ Ｋｅｌｄｙｓｈ ｅｆｆｅｃｔ」、「Ｅｘｃｉｔｏｎ Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ」など)を利用して光強度をオン/オフさせる間接変調方式であり、カレント導波層２２１が量子井戸構造である量子閉じ込めシュタルク効果(Ｑｕａｎｔｕｍ Ｃｏｎｆｉｎｅｄ Ｓｔａｒｋ Ｅｆｆｅｃｔ；以下、「ＱＣＳＥ」と称す)を利用した方式が最も広く活用されている。
【００１９】
ＱＣＳＥとは、量子井戸構造内の閉じ込められた電子と正孔の対、すなわち励起子の吸収スペクトルが外部電界により移動しながら広くなる現象をいい、 前述したＥＡ型変調器は、少ない電圧印加で高い光吸収及び高い消光比特性を得るためには、励起子の吸収スペクトルが非常にシャープでなければならず、吸収ピーク波長をレーザダイオードから出射される波長に最大限に近接させなければならない。しかし、励起子吸収ピーク波長をレーザダイオードから出射される波長に近接させた場合、電界を加えていない時に発生する吸収、すなわち基礎吸収によって光出力が非常に低くなる。したがって、高い消光比と少ない基礎吸収を同時に得るためには、ＤＦＢ-ＬＤの発振波長と変調器内の吸収スペクトルのピーク波長を注意深く設計する必要がある。また、光吸収変調器では変調速度が増加するほど重い正孔が量子井戸内に堆積される現象(Ｈｏｌｅ Ｐｉｌｅ-Ｕｐ)のため、最適化した量子井戸構造でも２０ｄＢ以上の消光比特性を得ることが難しいと報告されている。
【特許文献１】韓国特許２００３-００５０９８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上記した従来技術の問題点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、動的単一モードレーザの直接変調時に発生するチャープ量を除去し、素子が小さく、構造が簡単であり、さらに高い消光比特性と断面反射率によるチャープ量を低減できる、偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するための本発明の装置は、偏向器とレーザダイオードが集積された変調装置において、レーザを発生させるためのレーザダイオードと、前記レーザダイオードで発生させたビームを、外部から印加される電気信号に応じて偏向させるための偏向器を備え、前記レーザダイオードと前記偏向器が集積されて、偏向角に応じて光ファイバとの光結合効率を変化/変調させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、外部の電気信号に応じてビームの方向を変化させる偏向器が集積されたＤＳＭ-ＬＤにおいて、偏向器のビーム偏向特性により光ファイバとの結合効率を調整できる、という効果を奏する。
【００２３】
また、本発明は、前記構造を変調器に応用する場合、ＤＳＭ-ＬＤは連続発振状態であり、偏向器に印加される電気信号(電圧または電流)によりビームの方向が変化することによって光ファイバとの結合効率が変化し、光強度のオン/オフが発生する。これによって、間接変調が起き、ＤＳＭ-ＬＤを直接変調する方式において発生するチャープを除去できる効果がある。
【００２４】
また、本発明は、マッハツェンダー変調器が集積されたＤＳＭ-ＬＤ構造に比べて素子が小さく、製作が簡単である。
【００２５】
さらに、本発明は、ＥＡ型変調器が集積されたＤＳＭ-ＬＤに比べて高い消光特性と断面反射率の影響が少ない特性を発揮できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい１つの実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
図３Ａは本発明に係る偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置の１つの実施の形態の説明図であり、図３Ｂは本発明の係る偏向器と図１のＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置をＩ-Ｉ'に沿った断面図である。
【００２８】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本発明に係る偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置３００は、ＤＦＢ-ＬＤ３１０、偏向器３２０、光ファイバ３３０を備えている。ここで、ＤＦＢ-ＬＤ３１０と偏向器３２０は単一型またはハイブリッド型に集積されることができ、偏向器３２０は外部電圧または電流により媒質内の屈折率が変化してビームが偏向される原理を利用した素子であり、偏向器内の屈折率が変化するパターンの形状はＺ軸(ｘ=０)の左右に対して非対称にならなければならない。
【００２９】
前記ＤＦＢ-ＬＤ３１０は電流を印加されてレーザビームを発生し続ける。また、図３Ｂをみると、前記ＤＦＢ-ＬＤ３１０は格子３１４Ａを含むｎ-ＩｎＰ層３１４と、前記ｎ-ＩｎＰ層３１４に形成され、レーザビームを発振する活性層３１３と、前記活性層３１３上に形成されたＰ-ｃｌａｄ層３１２と、前記Ｐ-ｃｌａｄ層３１２に形成され、前記活性層に電力を印加するための電極３１１を含む。前記発振されたレーザビームは前記偏向器に伝達される。
【００３０】
前記偏向器３２０はレーザビームを印加されて、外部の電気信号に応じてレーザビームの屈折率を変化しビームの方向を変えて、光ファイバ３３０に出射する。
【００３１】
前記偏向器３２０はレーザビームを受信するために、前記活性層３１３と接続されており、レーザビームを光ファイバ３３０に伝達するための受動コア３２３、前記受動コア３２３の屈折率を変化するための偏向パターン３２２Ａを含むパターン層３２２、そして電力をパターン層３２２に印加するための電極３２１を含む。
【００３２】
前記偏向器３２０はレーザビームをＤＦＢ-ＬＤ３１０から伝達され、前記偏向パターン３２２Ａに電力を印加することによって、レーザビームの進行方向を偏向させる。
【００３３】
電力が前記偏向パターン３２２Ａに印加されない場合、前記偏向器３２０はレーザビームの方向を偏向させず、光ファイバ３３０に伝達する。そのため、レーザビームは経路Ａを介して前記光ファイバ３３０のコア３３２に伝達される。
【００３４】
電力が前記偏向パターン３２２Ａに印加される場合、前記偏向器３２０はレーザビームの方向を光ファイバ３３０のクラッド３３１に偏向する。すなわち、レーザビームの方向は経路Ｂに偏向されて光ファイバのクラッド３３１に伝達される。
【００３５】
レーザビームの方向は偏向パターン３２２Ａにより変化する。電力は電極
３２１を介して偏向パターン３２２Ａに伝達され、前記偏向パターン３２２Ａは受動コア３２３の媒質の屈折率を変化させる。
【００３６】
半導体媒質内の注入電流により導波層の媒質損失と屈折率が同時に変化するが、これは半導体物質内の誘電率の実数部(損失)と虚数部(屈折率)、いずれもキャリアにより影響されるためである。このような効果を異常分散(Ａｎｏｍａｌｏｕｓ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ)というが、注入電流が増加するにつれ、異常分散のみならず、さらに禁制帯の減少(Ｂａｎｄ-Ｇａｐ Ｓｈｒｉｎｋａｇｅ)、自由キャリアの吸収(Ｆｒｅｅ-Ｃａｒｒｉｅｒ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ)、プラズマ効果(Ｐｌａｓｍａ Ｅｆｆｅｃｔ)により屈折率が変化する。
【００３７】
前記偏向パターン３２２Ａは、図３ＡのＺ軸に非対称の三角形になっている。前記偏向パターン３２２Ａが非対称の三角形になっているため、受動導波路３２２の媒質に印加される電力の量が異なる。すなわち、前記受動導波路３２２の媒質の屈折率が印加される電力の量により変ってしまう。前記三角形の偏向パターン３２２Ａの頂点部分は底辺部分よりも少ない量の電力が印加される。そのため、前記三角形の偏向パターンの頂点部分と結合された媒質の屈折率は、前記三角形の偏向パターンの底辺部分と結合された媒質の屈折率よりも少なく変化する。これにより、前記媒質を通過するレーザビームは底辺部分から頂点部分へ屈折して進行する。
【００３８】
そして、本発明の実施の形態では、前記三角形の偏向パターン３２２ＡはＮ-Ｐ半導体構造を有しており、前記パターン層３２２はＰ-Ｎ半導体構造を有している。そのため、前記偏向パターン３２２Ａに印加された電力がパターン層３２２に流れない。
【００３９】
また、媒質の損失スペクトルによって特定波長での屈折率の変化が異なっており、１．３μｍの禁制帯の波長を有する「ＩｎＧａＡｓＰ」物質を受動導波路３２３の媒質として本発明の実施の形態では用いた。そのため、１．５５μｍの波長で屈折率は約０．０６まで低下させることができる。
【００４０】
また、本発明の前記実施の形態では電力を用いて媒質の屈折率を変化させた。しかし、電圧も媒質の屈折率を変化させるために用いられることができる。
【００４１】
そして、前記ＤＦＢ-ＬＤ３１０と偏向器３２０は多層構造の半導体物質に集積された単一型であるか、ハイブリッド型であることができる。また、前記偏向パターン３２２Ａは必ずＺ軸を基準に非対称の構造を持たなければならない。
【００４２】
図４Ａは本発明に係る偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置の他の実施の形態の説明図であり、図４Ｂは図４Ａの本発明に係る偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置をII-II'に沿った断面図である。
【００４３】
図４Ａのように、変調装置４００は多層の半導体にＤＦＢ-ＬＤ４１０と偏向器４２０が集積されている。前記偏向器４２０はレーザビームの方向を精密に調整するために３つの三角形の偏向パターン４２１を含む。
【００４４】
図４Ａに示す本発明の変調装置４００の長さは１００μｍであり、前記ＤＦＢ-ＬＤ４１０の活性層４１２の幅は3μｍであり、前記活性層４１０の屈折率は３．３３である。また、前記ＤＦＢ-ＬＤ４１０のＰ-ｃｌａｄの屈折率は３．３０であり、前記偏向器４２０の屈折率は３．２４である。
【００４５】
前記偏向器４２０の３つの三角形の偏向パターン４２１は、それぞれ１０μｍ、１２．５μｍ、１５μｍの長さになっており、１５μｍの高さを有している。
【００４６】
図４Ａに示す本発明の変調装置４００による偏向器４２０の屈折率の変化は０．０６である。
【００４７】
ＤＦＢ-ＬＤ４１０は横弱インデックスガイド(Ｌａｔｅｒａｌｌｙ Ｗｅａｋｌｙ Ｉｎｄｅｘ Ｇｕｉｄｅ)構造であり、偏向器４２０はスラブ型導波路(Ｓｌａｂ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ)構造であるため、ＤＦＢ-ＬＤ４１０の導波モードの幅は約３ｍであり、ＤＦＢ-ＬＤ４１０から出射されるビームは偏向器４２０に伝播されながら、若干広がる。もし、ＤＦＢ-ＬＤ４１０がストロングインデックスガイド(Ｓｔｒｏｎｇ Ｉｎｄｅｘ Ｇｕｉｄｅ)構造のＢＨ(Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏ-Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)構造である場合、導波路の幅とモードの幅が小さいため、スラブ型導波路に導波する場合はビームが非常に大きく広がる。この場合、ＤＦＢ-ＬＤと偏向器４２０との間に光モード変換器を挿入すると、ビームの広がりが抑えられるため、ビームを偏向させることができる。
【００４８】
図４Ｂに示すように、ＤＦＢ-ＬＤ４１０は格子を含むｎ-ＩｎＰ層４１１、前記ｎ-ＩｎＰ層４１１上に形成された活性層４１２、前記活性層上に形成されたＰ-ＩｎＰ層４１３、Ｐ-Ｅｔｃｈ ｓｔｏｐ層４１４、Ｐ-IｎＰ層４１５、ＩｎＧａＡｓＰ層４１６及び電極である金属層４１７を含む。また、偏向器４２０は前記ＤＦＢ-ＬＤ４１０から延びたｎ-ＩｎＰ４１１、受動コア４２２及びパターン層４２３を含む。前記パターン層４２３はｐ-ＩｎＰ層４２３Ａ、Ｕｎｄｏｐｅｄ-Ｅｔｃｈ ｓｔｏｐ層４２３Ｂ、ｎ-ＩｎＰ４２３Ｃ及びＰ-Ｅｔｃｈ ｓｔｏｐ層４２０Ｄを含む。
【００４９】
前記パターン層４２３はパターン層４２３のＡ部分に偏向パターン４２１を含んでいる。前記偏向パターン４２１はｎ-ＩｎＰ層４２１Ａと、Ｐ-Ｅｔｃｈ ｓｔｏｐ層４２１Ｂと、Ｐ-ＩｎＰ層４２１Ｃと、ＩｎＧａＡｓＰ層４２１Ｄとメタル層４２１Ｅを含む。このように、前記偏向パターンは４２１はＮ-Ｐ半導体構造を有しており、パターン層４２３はＰ-Ｎ半導体構造を有している。そのため、偏向パターン４２１に印加された電力はパターン層４２３に印加されない。
【００５０】
図５は図４Ａの変調装置におけるビーム電波特性を示すグラフである。
【００５１】
図５から分かるように、Ｚが２００μｍでレーザビームは最大に偏向されることを示す。このとき、レーザビームは６．３μｍ程度偏向されており、約２２度偏向されていることが分かる。
【００５２】
図６は本発明に係る図４の偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置と光ファイバとの結合効率を示す１つの実施の形態の説明図である。ここで、光ファイバはコア径が９μｍ、クラッド径が１２５μｍ、屈折率の差が０．０１である。
【００５３】
図６における実線ａは偏向器４２０の屈折率が変化しない場合の結合効率を示し、破線ｂは偏向器４２０の屈折率が変化する場合の結合効率を示す。これら曲線は横方向への光分布に対してのみ解析したため、縦方向を考慮すれば、結合効率はさらに減少させることができる。
【００５４】
前記グラフでは、本発明における偏向器４００の屈折率が変化しい場合はＤＦＢ−ＬＤと光ファイバとの結合効率が３ｄＢに示されている。
【００５５】
偏向器内の三角形パターンで屈折率が変化しない場合は、スラブ型導波路を通過しながらビームが広がるが、光ファイバ内の導波モードの大きさが半導体素子内の光分布の大きさに比べて非常に大きいため、光結合効率は-３ｄＢとほぼ一定になる。
【００５６】
偏向器４２０の屈折率が変化する場合は、結合効率が急激に減少する。結合効率はレーザビームがそれぞれの三角形の３つの偏向パターンを通過するたびに次第に減少する。
【００５７】
前記偏向器４２０の出射端での光結合効率は約２８ｄＢとなっており、前記構造でビーム偏向によって発生する消光比(消光比=１０ｌｏｇ(ｐｏｗｅｒ_ｏｎ/ｐｏｗｅｒ_ｏｆｆ))は２５ｄＢであることが分かる。
【００５８】
本発明の構造で偏向器内の電気信号の印加による偏向器内の損失増加を追加すれば、さらに高い消光比特性が予想される。
【００５９】
前記偏向器が集積されたＤＦＢ-ＬＤでは偏向器内に外部の電気信号の印加によって偏向器の内部に伝播される光強度の変化がＥＡ型変調器に比べて非常に小さいため、外部の電気信号の変調による断面反射の影響が少なくなる。したがって、０.０１％以下の極めて低い反射率を必要としないため、製作が容易になる。
【００６０】
一方、本発明の集積化構造において偏向器構造は媒質の屈折率を変化させてビームを偏向させる構造であるため、ＥＡ型変調器で発生する屈折率の変化量に比べて大きくなることができ、これにより発生するチャープ量はＥＡ型変調器構造に比べて大きくすることができる。しかし、断面反射によるチャープ量に比べて非常に小さいため、全体のチャープはそれほど大きくないと判断される。
【００６１】
すなわち、本発明は従来の直接変調方式のＤＳＭ-ＬＤで発生するチャープ特性を除去でき、マッハジェンダー変調器が集積されたＤＳＭ-ＬＤ構造に比べて素子が小さく、構造が簡単であり、ＥＡ型変調器が集積されたＤＳＭ-ＬＤ構造に比べて高い消光比特性と変調器断面の影響によるチャープ特性が改善されるという長所がある。
【００６２】
尚、本発明は、上記した本実施の形態に限られるものではなく、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様に変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来のマッハツェンダー変調器が集積された分布帰還型レーザダイオード(ＤＦＢ-ＬＤ)の構造を示す説明図である。
【図２】既存のＥＡ型変調器が集積されたＤＦＢ-ＬＤを示す説明図である。
【図３Ａ】本発明に係る偏向器と動的単一モードレーザダイオード(ＤＳＭ-ＬＤ)が集積された変調装置の１つの実施の形態の説明図である。
【図３Ｂ】本発明に係る偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置の１つの実施の形態の側面図である
【図４Ａ】本発明に係る偏向器とＤＳＢ-ＬＤが集積された変調装置の１つの実施の形態の説明図である。
【図４Ｂ】本発明に係る偏向器とＤＳＢ-ＬＤが集積された変調装置の他の実施の形態の説明図である。
【図５】図４Ａの変調装置におけるビーム電波特性を示すグラフである。
【図６】本発明に係る偏向器とＤＳＭ-ＬＤが集積された変調装置と光ファイバとの結合効率を示す１つの実施の形態の説明図である。
【図１】
2005122109.tif 000003
【図２】
2005122109.tif 000004
【図３Ａ】
2005122109.tif 000005
【図３Ｂ】
2005122109.tif 000006
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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