(57)【要約】【課題】  消光比特性を悪化させることなく、大きなデチューニング量と低チャーピング特性を両立させることによって、半導体光変調器や変調器集積型半導体レーザの高出力化を可能にすること。【解決手段】  半導体基板上に形成され、半導体吸収層における電界吸収効果を利用して所定波長の入射光を変調する半導体光変調器において、前記半導体吸収層は量子井戸層および障壁層からなる量子井戸構造を有するものとし、前記量子井戸層の数を６以上、１２以下とし、前記量子井戸層の厚さを１２ｎｍ以上、１８ｎｍ以下とする。更に、量子井戸層に圧縮歪を導入することで、前記量子井戸層と前記障壁層の間における価電子帯のバンド不連続量（ΔＥｖ）を０．３ｅＶ以下とし、キャリアのパイルアップを抑制することができる。【選択図】  図２
2005234189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成され、半導体吸収層における電界吸収効果を利用して所定波長の入射光を変調する半導体光変調器において、前記半導体吸収層は量子井戸層および障壁層からなる量子井戸構造を有し、前記量子井戸層の数が６以上、１２以下であり、前記量子井戸層の厚さが１２ｎｍ以上、１８ｎｍ以下であることを特徴とする半導体光変調器。
【請求項２】
前記量子井戸の数が８以上、１２以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体光変調器。
【請求項３】
前記量子井戸層の数が６または７であり、前記量子井戸層の厚さが１２ｎｍ以上、１４ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体光変調器。
【請求項４】
前記量子井戸層と前記障壁層の間における価電子帯のバンド不連続量が０．３ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体光変調器。
【請求項５】
前記量子井戸層および障壁層はＧａＩｎＡｓＰからなり、前記障壁層の組成波長が１１００ｎｍ以上、１３００ｎｍ以下であり、前記量子井戸層の組成波長が１４００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下であり、かつ前記量子井戸層が圧縮歪をもつことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半導体光変調器。
【請求項６】
前記圧縮歪の大きさは、＋０．１％以上、＋０．５％以下であることを特徴とする請求項５に記載の半導体光変調器。
【請求項７】
前記入射光と前記半導体光変調器の吸収スペクトルのピーク波長との差分が５５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半導体光変調器。
【請求項８】
半導体基板上に、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半導体光変調器と半導体レーザがモノリシックに形成され、前記入射光は前記半導体レーザから出射されるものであることを特徴とする変調器集積型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光変調器および変調器集積型半導体レーザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネット・トラフィックの爆発的増大に伴い、光通信における伝送容量の大容量化が要求されている。この要求に応えるため、波長多重通信（ＷＤＭ、wavelength division multiplex）が採用され、１テラビット／秒を超える超大容量化が商用レベルで可能になりつつある。
【０００３】
このＷＤＭを支えるキーコンポーネントとしての送信用信号光源には、単一軸モード半導体レーザに半導体光変調器を組み合わせたものが用いられる。この変調手段としてはいくつかの方式があるが、ギガビット／秒以上のオーダーの超高速化には、電界による吸収係数の変化を利用した電界吸収型光変調器が適している。量子井戸半導体構造では、主に原理として量子閉じ込めシュタルク効果（quantum confined Stark effect、ＱＣＳＥ）に基づくエキシトンの吸収端波長のシフトにより、電界による吸収係数の変化を生じさせる方法が取られている。光変調器の吸収層に逆バイアス電圧を印加することによって、吸収端が長波長側にシフトし、入射光を吸収・消光させることができる。
【０００４】
また、この電界吸収型光変調器をＤＦＢレーザなどと共にモノリシックに集積した変調器集積型半導体レーザも実用化されている。この変調器集積型半導体レーザでは、半導体レーザの電流を変調する直接変調型に比べて、波長が時間的に変動するいわゆるチャーピングを小さく抑えることができるという利点がある。この点から、変調器集積型半導体レーザは、数十ｋｍ〜数百ｋｍの中距離をカバーするいわゆるメトロ系の通信網において特に適している。
【０００５】
従来の変調器集積型半導体レーザにおいては、動作状態における平均光出力は１ｍＷ以下であった。これを用いてシングルモードファイバ伝送を行う場合、４０ｋｍ程度までの伝送距離であれば、受信器に比較的安価なｐｉｎフォトダイオードを用いて行うことができる。
【０００６】
ところが、この平均光出力を持つ変調器集積型半導体レーザを用いて８０ｋｍの伝送を行おうとすると、受信端出力が不足するためｐｉｎフォトダイオードでの受信が難しくなり、アバランシェ・フォトダイオードのような高価な受信器が必要となる。つまり、従来の変調器集積型半導体レーザでは、伝送距離を長くした場合にシステムコストが増大するという問題があり、変調器集積型半導体レーザの高出力化が望まれていた。
【０００７】
変調器において高出力を得るためには、印加電界の振幅に対する吸収係数の差が大きくなるように、デチューニングの大きな条件で動作させることが有効である。ここで、デチューニングとは、変調器に入射させる光の波長と変調器の吸収スペクトルピーク波長との差分を指す。
【０００８】
また、特許文献１などに、印加電界の振幅に対する吸収係数差を大きく得ることができる構造として、量子井戸層の厚さを１２〜２０ｎｍとした半導体光変調器が示されている。つまり、従来の一般的な量子井戸層（たとえば９ｎｍ）よりも厚くすることにより、ＱＣＳＥに基づく吸収端波長のシフトが大きくなるようにしている。
【特許文献１】特開平９−２４３９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、変調器や変調器集積型半導体レーザをデチューニングの大きな条件で動作させることは、チャーピング特性の悪化を招くという弊害があった。より大きなバイアス電圧で使用すれば、チャーピング特性の悪化は避けられるが、低電圧駆動の点からは好ましくない。
【００１０】
また、特許文献１に示されているように半導体光変調器の量子井戸層を厚くすると、電子と正孔の重なり積分が小さくなるため、吸収係数の値自体は小さくなる。このため、消光比特性の点では不利であった。
【００１１】
以上に鑑み、本発明は、消光比特性を悪化させることなく、大きなデチューニング量と低チャーピング特性を両立させることによって、半導体光変調器や変調器集積型半導体レーザの高出力化を可能にすることを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明は、半導体基板上に形成され、半導体吸収層における電界吸収効果を利用して所定波長の入射光を変調する半導体光変調器において、前記半導体吸収層は量子井戸層および障壁層からなる量子井戸構造を有するものとし、前記量子井戸層の数を６以上、１２以下とし、前記量子井戸層の厚さを１２ｎｍ以上、１８ｎｍ以下としたものである。
【００１３】
半導体光変調器において上記のように量子井戸層の厚さを１２〜１８ｎｍとすることによって、印加電界の振幅に対する吸収係数差を大きくすることができる。加えて、電圧印加により吸収スペクトルの形状が大きく変化するようになるため長波長側でも低チャーピング動作が可能になり、デチューニングの大きな条件で動作させても良好なチャーピング特性を得ることができる。量子井戸層の厚さを上のようにしたとき、量子井戸層の数を６〜１２、更に好ましくは８〜１２とすることにより、消光比特性を確保することができる。また、上において量子井戸層の数を６または７とした場合は、量子井戸層の厚さを１２〜１４ｎｍとすることが好ましい。
【００１４】
上記の発明では、量子井戸層の数が従来の半導体光変調器に比べて比較的多くなっているために、量子井戸層内にキャリア（主に重い正孔）が溜まってしまう、いわゆるパイルアップにつながる可能性がある。これに対しては、前記量子井戸層と前記障壁層の間における価電子帯のバンド不連続量（ΔＥｖ）を０．３ｅＶ以下とすることによってパイルアップを抑制することができ、半導体光変調器の周波数特性の低下を避けることができる。
【００１５】
価電子帯のバンド不連続量を小さくするためには、量子井戸層に圧縮歪を導入することが効果的である。これにより、伝導帯のバンド不連続量（ΔＥｃ）を小さくすることなく、言い換えれば、吸収係数の低下を招くことなく、ΔＥｖを０．３ｅＶ以下にすることができる。
【００１６】
特に、波長１．５μｍ帯の入射光に対して用いられる変調器においては、量子井戸層として組成波長が１４００〜１６００ｎｍ、障壁層として組成波長が１１００〜１３００ｎｍのＧａＩｎＡｓＰがそれぞれ用いられるが、この場合、前記圧縮歪の大きさを＋０．１％以上とすることにより、ΔＥｖが０．３ｅＶ以下となり、パイルアップの抑制効果が特に優れたものになる。圧縮歪の大きさは、量子井戸構造における結晶性を良好に保つ観点から、＋０．５％以下であることが望ましい。
【００１７】
本発明の形態として、上記の発明に係る半導体光変調器を、半導体基板上に半導体レーザと共にモノリシックに形成し、前記入射光は前記半導体レーザから出射されるものとした変調器集積型半導体レーザとしてもよい。
【００１８】
上の変調器集積型半導体レーザは、印加電界の振幅に対する吸収係数差を十分に得るためにデチューニングの大きな条件で動作させた場合でも、低チャーピング特性が可能となる。また、このように集積することによって、光変調器と半導体レーザとの間に光学素子を必要としないため、高効率な光結合が期待でき、本発明による光変調器の高出力化の効果がより顕著なものとなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、半導体光変調器において、印加電界の振幅に対する吸収係数差を大きくすることができ、また、デチューニングの大きな条件で動作させても良好なチャーピング特性を得ることができ、更に、良好な消光比特性を得ることができることから、高出力動作の可能な光変調器や変調器集積型半導体レーザを提供することができる。
【００２０】
また、上記のような高出力動作の可能な構造としながらも、キャリアのパイルアップを抑制することができるため、高出力かつ周波数特性に優れた光変調器や変調器集積型半導体レーザを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００２２】
[実施形態１]  図１（ａ）は、本発明の好適な実施形態である半導体光変調器の導波方向に垂直な縦断面図である。半導体光変調器は電界吸収型の変調器（ＥＡ変調器）であり、ＥＡ変調器１は、ｎ−ＩｎＰ基板２上に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層３、吸収／導波層４、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層５、６が順に積層された構造となっている。ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層６は、横方向への光閉じ込めを行い、紙面に垂直な方向へ導波を行うため、一部がエッチングされてストライプ状となっている。ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層６のストライプ部分上面には、ｐ側上部電極７が形成され、ｐ側上部電極７から引き出し用のパッド電極８が接続されている。パッド電極８とｐ−ＩｎＰ上部クラッド層６の間は、素子の寄生容量を低減して高速動作を可能にするため、ポリイミドＰ１が埋め込まれている。ｎ−ＩｎＰ基板２の裏面にはｎ側下部電極９が形成されている。
【００２３】
吸収／導波層４（図１（ｂ））は、量子井戸層４ａ（Ｗ）と障壁層４ａ（Ｂ）からなる多重量子井戸構造５と、分離閉じ込めヘテロ（ＳＣＨ、separate confinement heterostructure）構造を持つ光閉じ込め層４ｂからなっている。量子井戸層４ａ（Ｗ）および障壁層４ａ（Ｂ）はＧａｘ１Ｉｎ１−ｘ１Ａｓｙ１Ｐ１−ｙおよびＧａｘ２Ｉｎ１−ｘ２Ａｓｙ２Ｐ１−ｙ２からなっており、量子井戸層４ａ（Ｗ）の厚さを１２〜１８ｎｍの範囲から選ぶものとし、量子井戸層４ａ（Ｗ）の数を６〜１２、更に好ましくは８〜１２から選ぶものとする。また、量子井戸層４ａ（Ｗ）の厚さを１２〜１４ｎｍとした場合には、適切な量子井戸層の数は６または７である。
【００２４】
量子井戸層４ａ（Ｗ）の組成比ｘ１、ｙ１は、ｎ−ＩｎＰ基板２に対して＋０．１〜＋０．５％の圧縮歪を持つように選ぶものとする。このとき、障壁層４ａ（Ｂ）の組成比ｘ２、ｙ２は、量子井戸層４ａ（Ｗ）の圧縮歪を補償するような引張歪を持つように選ぶものとすると、吸収／導波層４の結晶性を良好に保つことができるため好適である。
【００２５】
また、図示しないが、ＥＡ変調器１の入射側端面および出射側端面には誘電体により低反射膜が形成されている。これらの両端面間の距離すなわち変調器長は、長いほうが消光比特性の点からは好ましいが、素子容量とトレードオフになるため、たとえば動作周波数１０ＧＨｚ以上を得るためには３００μｍ以下とすることが望ましい。
【００２６】
ＥＡ変調器１の作製は、有機金属気相成長法など通常の結晶成長法ならびにフォトリソグラフィおよびエッチングなど通常の半導体レーザプロセス技術を用いて行うことが可能である。
【００２７】
（実施例）  本実施形態１に係るＥＡ変調器として、１３ｎｍ厚さのＧａｘ１Ｉｎ１−ｘ１Ａｓｙ１Ｐ１−ｙ量子井戸層および５ｎｍ厚さのＧａｘ２Ｉｎ１−ｘ２Ａｓｙ２Ｐ１−ｙ２障壁層からなる量子井戸数８の多重量子井戸構造を持つＥＡ変調器を作製した。量子井戸層および障壁層の組成比は、それぞれ＋０．３％（圧縮）、−０．５％（引張）の歪が生じるような組成比ｘ１＝０．３１、ｘ２＝０．３８、ｙ１＝０．７８、ｙ２＝０．６７を選んだ。このとき、量子井戸層および障壁層の組成波長はそれぞれ１５１２ｎｍおよび１３００ｎｍとなる。量子井戸層、障壁層の組成比を上のようにすることにより、多重量子井戸構造における価電子帯のバンド不連続量は約１００ｍｅＶと見積もられる。また、変調器長は２５０μｍとした。
【００２８】
このＥＡ変調器について、デチューニング量が６０ｎｍとなる光を入射させてチャーピング特性の指標となるαパラメータ（線幅拡大係数とも呼ばれる）を測定した。このαパラメータが０以下であれば、低チャーピング特性が得られ、８０ｋｍ以上の伝送が期待できる。図２は、測定されたαパラメータをバイアス電圧に対してプロットしたものである。バイアス電圧が１Ｖ以上であれば、０以下のαパラメータが得られている。この結果から、デチューニングが６０ｎｍと大きな条件において、特にバイアス電圧を大きくしなくても良好なチャーピング特性が得られることが確認された。
【００２９】
また、このＥＡ変調器について周波数特性を測定した結果を図３に示す。入射光強度を３０ｍＷとし、０〜−３Ｖの各バイアス電圧Ｖｂにおいて測定した。図３よりわかるように、良好な周波数特性が得られており、量子井戸層の数が従来の一般的なＥＡ変調器に比べて多くなっている本発明のＥＡ変調器においても、キャリアのパイルアップは抑制されていることが示されている。
【００３０】
本実施例では、ＥＡ変調器の吸収層としてＧａＩｎＡｓＰを用い、波長１．５μｍ帯の入射光の変調に適した組成とした場合を示したが、本発明は、ＧａＩｎＡｓＰの組成を変えることにより、１．３μｍ帯など他の波長帯に用いるようにしたＥＡ変調器にも、適用が可能である。また、本発明は吸収層の構成材料によらず適用が可能である。
【００３１】
[実施形態２]  本実施形態では、ＥＡ変調器をＤＦＢレーザと共にモノリシックに半導体基板上に形成した変調器集積型半導体レーザについて説明する。
【００３２】
図４に、本発明の実施形態２に係る変調器集積型半導体レーザの部分断面斜視図を示す。また、図５（ａ）および（ｂ）に、図４のIIａ−IIａ断面およびIIｂ−IIｂ断面を示す。これらの断面は、導波方向に垂直な断面である。以下、図４および図５（ａ）（ｂ）を参照して、この変調器集積型半導体レーザの構造について説明する。
【００３３】
変調器集積型半導体レーザ１０は、ＤＦＢレーザ領域１０Ａに形成されたＤＦＢレーザとＥＡ変調器領域１０Ｂに形成されたＥＡ変調器とが、共通のｎ−ＩｎＰ基板１１上において導波方向に同軸をなすように集積されている。
【００３４】
ＤＦＢレーザ領域１０Ａは、ｎ−ＩｎＰ基板１１上に順次形成された、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２、ＧａＩｎＡｓＰ系の多重量子井戸構造を有する活性層１３、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、回折格子１５、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１６およびｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５からなる積層構造を有する。ＤＦＢレーザ領域１０Ａの積層構造のうち、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１６、回折格子１５、ｐ−ＩｎＰスペーサ層１４、活性層１３、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１２およびｎ−ＩｎＰ基板１１上部は、メサ構造２０をなしている。
【００３５】
ＥＡ変調器領域１０Ｂは、ｎ−ＩｎＰ基板１１上に順次形成された、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１７、ＧａＩｎＡｓＰ系の多重量子井戸構造を有する吸収／導波層１８、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１９およびｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５からなる積層構造を有する。ＥＡ変調器領域１０Ｂの積層構造のうち、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１９、吸収／導波層１８、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１７およびｎ−ＩｎＰ基板１１上部は、ＤＦＢレーザ領域１０Ａのメサ構造２０に連続するメサ構造２１をなしている（図５（ｂ））。
【００３６】
メサ構造２０、２１の両側面及びその外側のｎ−ＩｎＰ基板１１上には、半絶縁性のＦｅドープＩｎＰ電子トラップ層２２及びｎ−ＩｎＰホールブロック層２３を順に埋め込んだ電流ブロック構造が形成されている。
【００３７】
メサ構造２０、２１及びその両側のｎ−ＩｎＰホールブロック層２３の上面には、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５及びｐ−ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層２６が、順に積層されている。ｐ−ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層２６上には、ＤＦＢレーザ領域１０Ａにｐ側上部電極２７が、ＥＡ光変調器領域１０Ｂにｐ側上部電極２８がそれぞれ形成されている。また、ｎ−ＩｎＰ基板１１の裏面には共通のｎ側下部電極２９が形成されている。
【００３８】
メサ構造２０、２１の更に外側には、ｐ側電極２７、２８、ｐ−ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層２６、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５、ｎ−ＩｎＰホールブロック層２３、ＦｅドープＩｎＰ電子トラップ層２２及びｎ−ＩｎＰ基板１１の上部を貫通して、トレンチ３０が設けられている。トレンチ３０により寄生容量を低減することができる。
【００３９】
ＤＦＢレーザ領域１０ＡとＥＡ光変調器領域１０Ｂとの境界近傍で、積層構造のうち、ｐ側上部電極２７および２８、ｐ−ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層２６ならびにｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５の上部を貫通して、分離溝３１が設けられている。分離溝３１により、ＤＦＢレーザ領域１０ＡとＥＡ変調器領域１０Ｂとを電気的に分離することができる。
【００４０】
変調器集積型半導体レーザ１０では、ＤＦＢレーザ領域１０Ａの素子抵抗を低くするために、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層２５のキャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３程度と高くしている。また、ｎ−ＩｎＰホールブロック層２３のキャリア濃度を４×１０１８〜１×１０１９ｃｍ−３程度の高い値とすることで、ＤＦＢレーザ領域１０Ａにおいて、しきい値電流及び電流−光変換効率が共に良好なレーザ動作が可能となる。
【００４１】
この変調器集積型半導体レーザ１０において、ＥＡ変調器領域１０Ｂにおける吸収／導波層１８は、実施形態１に示したＥＡ変調器における吸収／導波層と同様に、多重量子井戸構造を含み、量子井戸層の厚さ・数や量子井戸層、障壁層の組成も実施形態１と同様の範囲から選ばれるものとする。
【００４２】
ＤＦＢレーザ領域１０ＡとＥＡ変調器領域１０Ｂはいわゆるバットジョイント（突合せ結合）となるように形成されているが、この構造は、適切な結晶条件を選び、ＤＦＢレーザ領域１０Ａの活性層１３までを全体に結晶成長した後に、エッチングにより一部を除去し、そこにＥＡ変調器１０Ｂ領域の吸収／導波層１８までを結晶成長する（あるいは、ＤＦＢレーザ領域１０ＡとＥＡ変調器領域１０Ｂについて逆の順序としてもよい）ことにより実現可能である。
【００４３】
ＥＡ変調器の出射側端面には、図示しないが、誘電体により低反射膜が形成されている。この低反射膜は、その反射率が実施形態１に示したＥＡ変調器単体の場合に比べて低くなるようにすると、戻り光によるＤＦＢレーザ領域の特性劣化を抑えることができるため、ＥＡ変調器単体の場合と同様の特性を得ることができる。
【００４４】
また、ＥＡ変調器からの戻り光を考慮し、ＤＦＢレーザ領域に戻り光に強い構造を設けることが望ましい。
【００４５】
この変調器集積型半導体レーザでは、ＥＡ変調器の特性として実施形態１に示したものと同様に低チャーピングかつ良好な周波数特性が得られる。さらに、ＥＡ変調器とＤＦＢレーザが同一基板上に集積されていることにより、両者の間にレンズなどの光学素子を介在させる必要がないため、ＥＡ変調器の挿入損失が少なく、結果として高出力な送信用信号光源を得ることができる。
【００４６】
（実施例）  本実施形態２に係る変調器集積型半導体レーザを作製した。ＥＡ変調器領域の多重量子井戸構造は、１３ｎｍ厚さの量子井戸層Ｇａｘ１Ｉｎ１−ｘ１Ａｓｙ１Ｐ１−ｙおよび５ｎｍ厚さのＧａｘ２Ｉｎ１−ｘ２Ａｓｙ２Ｐ１−ｙ２障壁層からなる量子井戸数８の多重量子井戸構造とした。量子井戸層および障壁層の組成比は、それぞれ＋０．３％（圧縮）、−０．５％（引張）の歪が生じるような組成比ｘ１＝０．３１、ｘ２＝０．３８、ｙ１＝０．７８、ｙ２＝０．６７を選んだ。このとき、量子井戸層および障壁層の組成波長はそれぞれ１５１２ｎｍおよび１３００ｎｍとなる。
【００４７】
この変調器集積型半導体レーザにおいては、図２に示したものと同様に、バイアス電圧を特に大きくすることなく良好なチャーピング特性を得ることができる。より優れた高出力動作の観点からは、更に、ＥＡ変調器領域とＤＦＢレーザ領域のデチューニングを適切に設計する必要がある。そこで、上の変調器集積型半導体レーザにおいて、αパラメータが０となるバイアス電圧でのデチューニング量と光出力の関係を図６に示す。図６から、αパラメータが０となるバイアス電圧を印加した場合、デチューニング量を５５ｎｍ以上とすることで、１ｍＷ以上の光出力が得られることがわかる。
【００４８】
また、この変調器集積型半導体レーザにおいて、デチューニング量と消光比の関係を図７に示す。この結果からわかるように、消光比１０ｄＢ以上を得るためには、デチューニング量を７０ｎｍ以下とすることが適当である。
【００４９】
本実施例では、ＥＡ変調器領域の吸収層としてＧａＩｎＡｓＰを用い、波長１．５μｍ帯の入射光の変調に適した組成とした場合を示したが、本発明は、ＧａＩｎＡｓＰの組成を変えることにより、１．３μｍ帯など他の波長帯に用いるようにした変調器集積型半導体レーザにも適用が可能である。また、本発明は吸収層の構成材料によらず適用が可能である。
【００５０】
なお、本実施形態２で、変調器集積型半導体レーザにおけるデチューニング量設計として５５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下が適切であることを示したが、実施形態１における光変調器を単体で使用する場合にも、入射光とのデチューニング量を同様に５５ｎｍ以上、７０ｎｍ以下とすることが適切である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１に係るＥＡ変調器を示す縦断面図であり、（ｂ）は、その一部拡大図である。
【図２】は、本発明の実施形態１に係るＥＡ変調器について測定されたαパラメータをバイアス電圧に対してプロットしたグラフである。
【図３】は、本発明の実施形態１に係るＥＡ変調器について測定された周波数特性を示すグラフである。
【図４】は、本発明の実施形態２に係る変調器集積型半導体レーザを示す部分断面斜視図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図４に示した変調器集積型半導体レーザの導波方向に垂直な縦断面図である。
【図６】は、本発明の実施形態２に係る変調器集積型半導体レーザにおけるαパラメータが０になる時の光出力をデチューニング量に対してプロットしたグラフである。
【図７】は、本発明の実施形態２に係る変調器集積型半導体レーザにおける消光比をデチューニング量に対してプロットしたグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１  ＥＡ変調器
２  ｎ−ＩｎＰ基板
３  ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層
４  吸収／導波層
４ａ  多重量子井戸構造
４ａ（Ｗ）  量子井戸層
４ａ（Ｂ）  障壁層
４ｂ  光閉じ込め層
５、６  ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
７  ｐ側上部電極
８  パッド電極
Ｐ１  ポリイミド
９  ｎ側下部電極
１０  変調器集積型半導体レーザ
１０Ａ  ＤＦＢレーザ領域
１０Ｂ  ＥＡ変調器領域
１１  ｎ−ＩｎＰ基板
１２  ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層
１４  ｐ−ＩｎＰスペーサ層
１５  回折格子
１６  ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
１７  ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層
１８  吸収／導波層
１９  ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
２０、２１  メサ構造
２２  ＦｅドープＩｎＰ電子トラップ層
２３  ｎ−ＩｎＰホールブロック層
２５  ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層
２６  ｐ−ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層
２７、２８  ｐ側上部電極
２９  ｎ側下部電極
３０  トレンチ
３１  分離溝
【図１】
2005234189.tif 000003
【図２】
2005234189.tif 000004
【図３】
2005234189.tif 000005
【図４】
2005234189.tif 000006
【図５】
2005234189.tif 000007
【図６】
2005234189.tif 000008
【図７】
2005234189.tif 000009