(57)【要約】【課題】従来、半導体光増幅器には、偏波依存性や利得が飽和しないという難点や、利得を飽和させようとすると、面発光レ−ザを集積するなど結晶成長に時間がかかり、コストの上昇を避けられないという難点があった。本発明は、偏波無依存且つ利得の飽和する高機能な半導体光増幅器及び光モジュ−ルを工業的に安価に提供することにある。【解決手段】本発明の骨子は、光増幅に供するレ−ザ発振用の光共振器部の光導波路と、光信号を導波させる光導波路とを同一平面内で且つ平行とならないように配置して、両光導波路を構造的に分離することにある。【選択図】  図１
2005050898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光信号を導波させる第１の光導波路と、
前記第１の光導波路と平行な面内で且つ前記第１の光導波路の光の進行方向と交差する方向から当該光導波路に入射する輻射光によって、当該光導波路のキャリアを光励起し、誘導放出を起させることにより光信号の増幅を行う光増幅部とを有することを特徴とする半導体光増幅器。
【請求項２】
前記光増幅部は、
前記第１の光導波路と交差して、前記第１の光導波路と同一平面内で且つ少なくとも前記第１の光導波路における光の進行方向と平行ではない方向に、光の進行方向を有する第２の光導波路と、
前記第２の光導波路における前記第１の光導波路と重複する領域とならない光導波路領域でレーザ発振を可能とするキャリア注入部と、
前記第２の光導波路を含む光路に対する光帰還部とを有し、
前記第２の光導波路におけるレーザ発振によるレーザ光を前記第１の光導波路の一部もしくは全体に通過させ、前記第１の光導波路のキャリアを光励起して誘導放出を生じさせることによって光信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の半導体光増幅器。
【請求項３】
前記光増幅部は、前記レ−ザ発振を行う第２の光導波路が複数部分を有して成ることを特徴とする請求項２に記載の半導体光増幅器。
【請求項４】
前記光帰還部は、前記第２の光導波路を含む光路を構成する半導体層の端面に形成された誘電体多層膜及び半導体多層反射膜の群から選ばれた少なくとも一者を有して構成されることを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれかに記載の半導体光増幅器。
【請求項５】
前記光帰還部は、レ−ザ共振器を構成する光導波路部に形成された回折格子であることを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれかに記載の半導体光増幅器。
【請求項６】
前記第２の光導波路を含む光路は、
前記第１の光導波路における、信号光の進行方向と交差する所定領域と、
前記第１の光導波路の、信号光の進行方向と交差する両側部を挟んで設けられた第２の光導波路と、
前記第１の光導波路両側部を挟んで設けられた第２の光導波路の、光の進行方向に存在する両端面が、それらの両端面を延長した面が互いに直角をなすような角度を有する反射面となされ、且つ当該両反射面によって、光が反射される当該第２の光導波路を搭載する基体の両所定領域と、を有し、且つ
前記前記光帰還部は、少なくとも、前記両反射面による反射光の、前記基体側の光路中に設けられた反射部であることを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれかに記載の半導体光増幅器。
【請求項７】
前記両反射面による反射光の前記基体側の光路中に設けられた反射部は、当該半導体光増幅器の基板の、前記第１及び第２の光導波路が搭載された面上に形成された誘電体多層膜或いは半導体多層反射鏡、及び当該半導体光増幅器の基板の、前記第１及び第２の光導波路が搭載された面とは反対の面上に形成された誘電体多層膜或いは半導体多層反射鏡の群から選ばれた少なくとも一者であることを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれかに記載の半導体光増幅器。
【請求項８】
前記光信号を導波する第１の光導波路の入射端、出射端のいづれかもしくは両方に、所望の光部材、光素子及び光電気素子の群から選ばれた少なくとも一者が、当該半導体光増幅器に集積化して有することを特徴とする請求項２及び請求項３のいずれかに記載の半導体光増幅器。
【請求項９】
請求項１より請求項８のいずれかに記載の半導体光増幅器を有する光モジュ−ル。
【請求項１０】
前記光信号を導波する第１の光導波路の出射端に、受光素子が当該半導体光増幅器に集積化されて有する請求項２及び請求項３のいずれかに記載の半導体光増幅器を有する光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信システムに関するものである。より詳しくは、本発明は光増幅器及びこれを用いた諸モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムは近年急速に拡大し、電信電話通信或いはネットワークに関する重要な技術となっている。光通信システムは光ファイバを通して高速で情報を伝達するものであり、この重要な光コンポーネントの一つとして、光増幅器、わけても半導体光増幅器を挙げることが出来る。光増幅器は、例えばこうした系での光信号のアッテネーション（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ）などに用いられる。
【０００３】
これまでの代表的な半導体光増幅器としては、半導体レーザ装置と類似の構造の光共振器を用いて、レーザ発振の閾値以下で動作させる例や活性領域での利得（ゲイン；Ｇａｉｎ）を制御するチューナブルゲイン（Ｔｕｎａｂｌｅ−Ｇａｉｎ）半導体光増幅器などが知られている。前者の例では、光共振器に電流を注入しキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）を励起する。そして、この領域に光信号を通過させ、前記励起されたキャリアに基づく誘導放出に基づいて光信号を増幅するものである。後者の例は、例えば、光共振器において、基板に対して上下方向に光信号の光軸に直交する、いわゆるバーティカル（ｖｅｒｔｉｃａｌ）方向に光に光の進行方向を有するレーザ発振をせしめ、この活性領域での利得を制御せんとする例である。或いは利得が固定された半導体光増幅器に直列に可変減衰器を接続した例なども知られている。それらの例は、例えば、米国特許第６、３４７、１０４号公報“Ｏｐｔｉｃａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｏｗｅｒ  ｍｏｎｉｔｏｒ  ａｎｄ  ｒｅｇｕｌａｔｏｒ”（特許文献１）、米国特許第６、４４５、４９５号公報“Ｔｕｎａｂｌｅ−ｇａｉｎ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ”（特許文献２）などに見られる。
【特許文献１】
米国特許公報  Ｎｏ．６、３４７、１０４（コラム１６、１４行目−４３行目、図３Ａ、３Ｂ）
【特許文献２】
米国特許公報  Ｎｏ．６、４４５、４９５（コラム２、２４行目−４６行目、図８Ａ）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これまでの通例の半導体光増幅器は、入射する光信号の強度によって利得が変化し、且つ増幅利得が飽和に至らない難点を有している。これに対応する為、ゲインチューナブルな半導体光増幅器の提案があるが、こうした例においても、更に自然放出によるスペクトル広がりとこれに基づく雑音レベルの上昇などの難点があった。半導体光増幅器に直列に可変減衰器を接続する形態は、加えて素子の増加を伴う難点も発生する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の諸難点に対処する本発明の骨子を述べると次の通りである。
【０００６】
即ち、本発明の半導体光増幅器は、入射した光信号を導波させる第１の光導波路と、その光信号を増幅する光増幅部とを準備する。そして、光励起のみを用いて前記光増幅部においてキャリアを励起し、誘導放出を生じさせる。この場合、第１の光導波路に前記光増幅部よりの誘導放出を前記第１の光導波路に導入し、ここを伝搬する光信号の増幅を行うのである。その代表例は、この光励起を前記光導波路と平行ではない光導波路及び共振器構造をもって行うものである。より、具体的に述べれば、入射した光信号を導波させる光導波路と同一平面内で且つ前記光導波路と平行ではない光導波路及び共振器構造によって、レ−ザ発振を行う。そして、前記レ−ザ光を、光信号の伝播する光導波路の一部もしくは全体に通過させ、光信号の伝播する光導波路のキャリアを光励起して誘導放出を生じさせることによって光信号を増幅する。前記光増幅部及び第１の光導波路への光の導入には種々の形態については、後述される。
【０００７】
本願発明の別な形態は、前記光信号を導波する第１の光導波路の入射端、出射端のいづれかもしくは両方に、所望の光部材、光素子及び光電気素子の群から選ばれた少なくとも一者が、当該半導体光増幅器に集積化されたものである。集積化した素子によって、当該半導体光増幅器が新たな機能を有するものとなる。
【０００８】
更に、本願発明の更に別な形態は、本発明の半導体光増幅器を用いた光モジュ−ルである。本発明は、入射する光信号の強度による利得の変化を実質的に無くした光モジュ−ルを提供することが出来る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
具体的な実施例を説明するに先立って、本発明の一般的な諸事項を詳細に説明する。図１の（ａ）は本発明の代表例の平面図である。尚、図１の（ａ）の例をもって、本発明を具体的に説明するが、本発明の原理適用の具体的構造はこの例に限られるものではない。入射した光信号１７０を導波させる光導波路１０１、この光導波路１０１と同一平面内で且つ平行ではない光導波路及び光共振器構造１０２を形成する。これらの各層は通例の半導体プロセスによって作製することが出来る。尚、加工上の理由から、半導体光共振器の出入射端面を第１の光導波路の光軸が直交せず、角度を有して構成されることもある。この場合、エッチングの結晶構造への依存性の為、半導体レーザ発振の為の反射面が形成される溝が前記端面と直角以外の角度を有する形態となる。この場合の平面図を図１の（ｂ）に示す。各部位は図１の（ａ）と同様である。尚、図１の（ｂ）では、光信号を伝達する第１の光導波路の光軸の延長線と、半導体レーザ発振の為の反射面が形成される溝の、第１の光導波路側の側面の延長線との交差角をθとして概念略図として示した。この交差角θは空気とＩｎＰ系化合物半導体の屈折率とブリュースター角との関係から、実際的に４度−７度程度の範囲である。
【００１０】
前記光導波路は、通例、少なくともコア層とこれを挟む第１及び第２のクラッド層で構成する。更には、前記コア層等は量子多重井戸構造を用いることも可能である。その一例を掲げれば、例えば、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰの積層によって量子多重井戸構造を構成する。
【００１１】
こうした光共振器構造によってレ−ザ発振を行うことが出来る。そして、前記光共振器構造よりのレ−ザ光を、前記光信号が伝播する光導波路の一部もしくは全体に通過させ、光信号の伝播する光導波路のキャリアを光励起して誘導放出を生じさせる。この誘導放出によって前記光信号を増幅させる。
【００１２】
この場合、光信号の進行方向に対して横方向から入射するレ−ザ光により、増幅で消費された励起キャリア量は瞬時に補填されるため励起キャリアの量、即ち反転分布は、入力光信号のパワーレベルに依存せず一定となる。従って、当該半導体光増幅器としての利得を飽和させることができる。
【００１３】
加えて、半導体層の積層を用いた光導波路においては、レ−ザ発振させる光導波路領域１０２と、光信号を導波させる第１の光導波路領域１０１を構造的に分離することで、光信号を導波させる第１の光導波路の光の進行方向（光軸）と直交する断面をほぼ正方形にすることができる。このため、光の進行方向と垂直な面内において、方向によらず、ほぼ、円形な領域で均一な利得を持つことができ、従来の半導体光増幅器に存在した偏波依存性の問題、即ち、増幅利得が偏波によって異なる値を取る難点も解消することができる。
【００１４】
更に、本発明のように、光信号を導波させる光導波路とレ−ザ発振させる光導波路を分離した構造では、前記スペクトル広がりとそれによる雑音レベルを低く押さえることが可能である。他方、面発光レ−ザを用いて、光信号を導波させる光導波路にも電流注入した場合には、電流による励起成分もあるため、自然放出光によるスペクトル広がりとそれによる雑音レベルが高くなる。
【００１５】
又、光信号を導波させる光導波路にも電流注入した場合には、電流経路の高抵抗化を防ぐために、クラッド層にｐ型もしくはｎ型の不純物をある濃度レベル以上にする必要がある。しかし、本発明のように、光信号を導波させる光導波路とレ−ザ発振させる光導波路を分離した構造では、光信号を導波させる光導波路のクラッド層をノンドープにすることが可能であり、不純物に起因する損失を防ぐことが可能である。
【００１６】
尚、本発明の実施に当たり、光信号の波長は当該光導波路の媒質の組成波長と同じかこれより短波長、光増幅の為に用いるレーザ光の波長は、当該光導波路の媒質の組成波長と同じかこれより短波長、又、レーザ光の波長は光信号の波長に等しいか短波長に設定される。即ち、これらの関係は、［レーザ光の波長］≦［光信号の波長］≦［光導波路の媒質の組成波長］と表わすことが出来る。更に、光信号の波長と光導波路の媒質の組成波長とは等しいことが好ましい。
【００１７】
本発明の第２の光導波路を用いた光共振器を構成する為の光帰還部は、通例の半導体レーザ共振器のそれと同等で十分である。その代表例を例示すれば、第２の光導波路の両端面を、例えばドライエッチングあるいはへき開により反射面を形成する。そして、通例この端面上に誘電体多層膜或いは半導体多層反射膜を形成する。更に、本発明の別な形態によれば、当該光導波路を構成する各半導体層或いは当該レーザ光が感応する領域に回折格子を配置して光帰還手段となすことが出来る。
【００１８】
又、本発明の光共振器は、前記第１の光導波路の両側に設けた第２の光導波路に加えて、当該半導体光増幅器を構成する積層体の垂直方向の一部領域を用いることも可能である。即ち、第２の光導波路の両端部に各々に４５°反射鏡を形成し、各反射鏡によって当該半導体光増幅器の基板側に光が反射可能な構成となす。そして、前記両４５°反射鏡による反射光の、前記基体側の光路中に各々反射部を形成し、光共振器を実現する。多くの場合、実際的に形成が容易な前記基板の上部あるいは裏面に反射鏡を設け、第２の光導波路及び半導体光増幅器を構成する積層体の所望領域とを用いて光共振器を構成する。尚、４５°反射鏡とは、第２の光導波路の光の進行方向に対して４５°の角度を持った反射鏡を言う。この４５°反射鏡は、例えば半導体積層体を結晶方位に依存したウエットエッチングすることによって形成することが出来る。
【００１９】
更に、本発明において、光信号を導波する第１の光導波路の入射端、出射端のいづれかもしくは両方に、所望の光部材、光素子及び光電気素子の群から選ばれた少なくとも一者を、当該半導体光増幅器に集積化して用いることも当然可能である。
【００２０】
具体例を示すならば、次のような諸例である。第１は図１７に示す例のように、入力光パワーレベルを制御するための、光信号を導波させる光導波路の前部に電界吸収型の可変光減衰器（ＶＯＡ：Ｖａｌｕａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）を集積化した例である。第２は図２０に示す例のように、出力光パワーレベルを制御するための、光信号を導波させる光導波路の後部に電界吸収型の可変光減衰器（ＶＯＡ）を集積化した例である。第３は図２１に示す例のように光プリアンプを構成する目的で光信号を導波させる光導波路の後部にＰＩＮフォトダイオードなどを集積した例である。
【００２１】
＜実施例１＞
レ−ザ発振を行う共振器構造が１つである例について、図１のより図４の各図を用いて説明する。図１の（ａ）は前述したように上からみた平面図、図２は図１の２−２断面図、図３は図１の３−３断面図、図４は図１の４−４断面図である。
【００２２】
図１の（ａ）を用いて本例の基本的動作を説明する。光信号１７０は、図中央の光導波路１０１に左側から入力する。そして、光信号１７０が当該レ−ザ共振器１０２を横切ることによって、増幅され、光導波路１０１の右側から出力光１７１として出射される。尚、図１において、１０１は光信号用光導波路、１０２はレ−ザ共振器部、１０３は下部の電極パッド、１０４は光信号用光導波路端面の無反射コ−ティング膜、１０５はレ−ザ共振器用コ−ティング膜である。本実施例では、レ−ザ共振器を形成するための結晶面はドライエッチングにより形成しているが、へき開により形成することも可能である。
【００２３】
図３は、図１の断面３−３における断面図である。光信号用光導波路部１０１の積層構造を説明すると次の通りである。ＩｎＰ基板（ｎ型、２×１０１８ｃｍ−３厚み１００μｍ）１１１の上に、ＩｎＰバッファ層（ｎ型、１×１０１８ｃｍ−３、０．１５μｍ）１１２、ＩｎＧａＡｓＰクラッド層  （ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、膜厚０．３μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１１３、ＩｎＧａＡｓＰ導波層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、膜厚０．８μｍ、λｇ＝１．５５μｍ）１１４、ＩｎＧａＡｓＰクラッド層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、膜厚０．３μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１１５、ＩｎＰキャップ層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、膜厚１．０μｍ）、１１７の絶縁膜（ＳｉＮ、膜厚０．５μｍ）１１６の各層が積層されている。
【００２４】
図２は、図１の断面２−２の断面図である。図２によって、レ−ザ共振器部の積層構造を説明する。レ−ザ共振器部は前記光導波路部１０１を挟んで両側に形成される。そして、この光導波路部１０１と後述するレ−ザ共振器部用積層構造とによって、光信号の進行方向とは交差する方向に共振器の軸方向を有するレーザ共振器が構成される。
【００２５】
前記光導波路部１０１を挟んで両側に形成される積層構造は次の通りである。ＩｎＰ基板１１１の上に、ＩｎＰバッファ層（ｎ型、１×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．１５μｍ）１１２、ＩｎＧａＡｓＰクラッド層（ｎ型、５×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．０５μｍ）１２２、ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層（ｎ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１２３、ＩｎＧａＡｓＰ  ＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ−ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）活性層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、ウエル層膜厚１０ｎｍ／λｇ＝１．５５μｍ、バリア層膜厚１０ｎｍ／λｇ＝１．３μｍ、１０周期）１２４、ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層（ｐ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１２５、ＩｎＰクラッド層（ｐ型、５×１０１７ｃｍ−３、膜厚１．５μｍ）１２８、ＩｎＧａＡｓコンタクト層（ｐ型、２×１０１９ｃｍ−３、膜厚０．１μｍ）１２９、絶縁膜（ＳｉＮ、膜厚０．５μｍ）１１７、ｐ電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）１１８が積層される。一方、基板１１１の裏面にはｎ電極（Ｎｉ／ＡｕＧｅ／Ａｕ）１１９が形成される。
【００２６】
尚、第１の光導波路の半導体積層領域と第２の光導波路の半導体積層領域の間に、例えば不純物拡散の阻止の為、半導体層（例えばバリア層）を介在させても良い。尚、この追加の半導体層は本例に限らず、本発明の諸例に用い得るものである。
【００２７】
光信号用光導波路の導波方向の断面図を図４に示す。当該領域での積層構造は図２及び図３に示す光導波路と同じ構造である。従って、その詳細説明は省略する。
【００２８】
前述した各半導体積層体は、例えば、先ず、基板１１１に前述した第１の光導波路を構成する第１の半導体積層体を形成する。それは、幅広の半導体積層体を形成した後、所望幅に加工しても良いし、又、所望幅の第１の半導体積層体を形成しても良い。そして、この第１の半導体積層体の光導波路の光軸に平行な面に接して前述した光増幅器部の第２の半導体積層体を形成する。この所望形状の第１及び第２の半導体積層体の両側部を半絶縁性半導体層１３０、例えば半絶縁性ＩｎＰの埋込層を形成する。次いで、半絶縁性半導体層１３０の第２の半導体積層体との境界近傍に溝部を形成し、この溝部の内部にレーザ共振器用のコーティング膜１０５を形成する。この溝部は前述したようにドライエッチングあるいはへき開によって形成することが出来る。尚、このレーザ共振器用のコーティング膜１０５はレーザ発振用の光共振器の両側面にあれば十分であるが、製造上、特別不都合のない他の領域にも存在することも許容される。更に、光信号を伝搬する第１の光導波路の両端面に、無反射コーティング１０４を形成する。ｐ型電極１１８、ｎ型電極１１９が設けられ、光増幅器が完成される。
【００２９】
本発明の半導体増幅器をサブマウント上に実装し、レンズ、ファイバにより調芯して、増幅利得特性を測定した。この結果を図５に例示する。横軸が光出力（Ｏｕｔｐｕｔ  Ｐｏｗｅｒ）、縦軸が利得である。図５に示すように、光信号の入力に対し、出力信号の利得は入力光信号のパワーレベルに依存せず約１６ｄＢとほぼ一定となり、増幅利得が飽和していることを確認した。又、光信号を導波させる光導波路の断面をほぼ正方形にすることにより、増幅利得の偏波依存性がないことも確認した。
【００３０】
更に、光信号を導波させる光導波路とレ−ザ発振させる光導波路を分離した構造の採用により、次のような利点を生みだしている。即ち、光信号を導波させる光導波路に電流注入がなく、自然放出光によるスペクトル広がりとそれによる雑音レベルを低く押さえること、及び、光信号を導波させる光導波路のクラッド層をノンドープとしている。この為、当該光増幅器は、前記光導波路の不純物に起因する損失を防ぐことを可能とした。
【００３１】
励起用レ−ザ光を発生させる共振器構造には、面型構造ではなく光導波路構造を採用しているため、励起光強度を高めることができた。
【００３２】
＜実施例２＞
光増幅器がレ−ザ発振を行う共振器構造が複数有する例について、図６より図８を用いて説明する。図６は、本例の光共振器を上からみた平面図、図７は図６の７−７断面の断面図、図８は、図８−８断面の断面図である。
【００３３】
光信号１７０は、図中央の光導波路１０１に左側から入り、複数に分離されたレ−ザ共振器１０２を信号が横切ることによって、増幅され、光導波路の右側から射出光１７１として出射される。
【００３４】
レ−ザ発振部は図６の複数並置された斜線部１０２である。レ−ザ共振器を複数に分離する部分の形成方法はいくつかあるが、例えば次の方法が有用である。即ち、レ−ザ共振器部の積層構造を形成して後、分離溝形成し、後に光信号用光導波路部と同じ層構造を結晶成長して埋め込み型とする。この部分の形成方法は、更には、分離溝形成後に、この分離溝の内部を保護膜のみでパッシベーションし、リッジ型とすることなども可能である。
【００３５】
尚、図において、１０１は光信号用光導波路、１０３は電極パッド、１０４は光信号用光導波路端面の無反射コーティング膜、１０５はレ−ザ共振器用コーティング膜である。
【００３６】
本実施例では、レ−ザ共振器を形成するための結晶面はドライエッチングにより形成した。しかし、又、一般的なへき開により形成することも可能である。光信号用光導波路部の積層構造、レ−ザ共振器部の積層構造、電極は、実施例１と同様である。従って、その詳細説明は省略する。
【００３７】
前述したように、図７に信号導波部とレ−ザ部を含む断面図を、図８にレ−ザ部を含まずに信号導波部のみを含む断面図を示す。レ−ザ共振器を複数に分離する目的は、各レ−ザ共振器の幅を狭くすることで、横モードを安定化させ、レ−ザ部のバイアス電流と励起光パワーの関係の線形性を高めることに有る。
【００３８】
本発明の半導体増幅器をサブマウント上に実装し、レンズ、ファイバにより調芯して、光信号を入力し特性を測定したところ、図５の特性とほぼ同様に増幅利得が飽和している特性を確認した。又、光信号を導波させる光導波路の断面をほぼ正方形にすることにより、増幅利得の偏波依存性がないことも確認した。
【００３９】
更に、光信号を導波させる光導波路とレ−ザ発振させる光導波路を分離した構造の採用により、光信号を導波させる光導波路に電流注入がなく、自然放出光によるスペクトル広がりとそれによる雑音レベルを低く押さえること、及び、光信号を導波させる光導波路のクラッド層をノンドープとしているため、不純物に起因する損失を防ぐことを可能とした。
【００４０】
励起用レ−ザ光を発生させる共振器構造には、面型構造ではなく光導波路構造を採用しているため、励起光強度を高めることができた。
【００４１】
＜実施例３＞
本例は、４５°反射鏡を用いた光増幅器の例である。即ち、本例は、光信号の増幅に用いる励起光を発生させるレ−ザ共振器が、基板の底面側に形成した誘電体多層膜及び光導波路と基板に対して同一平面側に形成した２つの４５°反射鏡とにより構成されている。本例を、図９より図１１を用いて説明する。図９は、本例の光共振器を上からみた平面図、図１０は図９の１０−１０断面の断面図、即ち、レ−ザ共振器部の断面図、図１１は、図１１−１１断面の断面図である。光信号用光導波路部の４−４断面は図４と同様である。光信号用光導波路部の積層構造及びレーザ共振器部の積層構造は、実施例１と同様である。
【００４２】
図９に即せば、光導波路１０１の左側の入射口から入射した光信号１７０は、レ−ザ共振器１０２を信号が横切ることによって、増幅され、光導波路１０１の右側から光出力１７１として出射される。尚、図中、１０１は光信号用光導波路、１０３は裏面の電極パッド、１０４は光信号用光導波路端面の無反射コーティング膜、１３１は４５°ミラ−部である。４５°ミラ−部１３１は、半導体積層体に対するウエットエッチングにより、結晶成長用の基体の上面に対して４５°を成す面が形成される。更に、その上面に高反射率の誘電体膜１３２が形成されている。この意味で、図には当該部分が１３１／１３２と表示されている。又、基板底面のレ−ザ光の反射部には、鏡面エッチ処理後に高反射率の誘電体膜１３３が形成されている。このようにして、２つの４５°ミラ−部１３１、半導体積層部及び基板底面の反射部１３３を介して、光共振器が構成される。
【００４３】
図１２は本実施例の別な形態を示す断面図である。本例は、反射部１３３の部分を基板１１１上に半導体多層反射膜１３４を形成した例である。ｎ型の半導体多層反射膜１３４をあらかじめ、ｎ型クラッド層１１３の下に作り込んでおくことにより、基板底面に反射部を形成しない構造も可能である。半導体多層反射膜は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、もしくはＧａＡｓ／ＩｎＡｓにより形成可能である。
【００４４】
本実施例の構造の利点は、ドライエッチングにより形成した垂直面への誘電体多層反射膜の形成等、高度な技術を用いることなく、レ−ザ共振器を形成できることに有る。
【００４５】
本発明の半導体増幅器をサブマウント上に実装し、レンズ、ファイバにより調芯して、光信号を入力したところ、図５の例とほぼ同様に増幅利得が飽和している特性を確認した。又、光信号を導波させる光導波路の断面をほぼ正方形にすることにより、増幅利得の偏波依存性がないことも確認した。
【００４６】
更に、光信号を導波させる光導波路とレ−ザ発振させる光導波路を分離した構造の採用により、次のような利点を生む。光信号を導波させる光導波路に電流注入がなく、自然放出光によるスペクトル広がりとそれによる雑音レベルを低く押さえること、及び、光信号を導波させる光導波路のクラッド層をノンドープとしているため、不純物に起因する損失を防ぐことを可能とした。
【００４７】
又、励起用レ−ザ光を発生させる共振器構造には、面型構造ではなく光導波路構造を採用しているため、励起光強度を高めることができた。
【００４８】
＜実施例４＞
本例は、光信号の増幅に用いるレ−ザ共振器を構成する光導波路部にグレーティングが形成されている例である。図１４より図１５を用いて本例を説明する。図１４は、本例の光共振器を上からみた平面図、図１５は図１４の１５−１５断面の断面図、図１６は、図１４の１６−１６断面の断面図である。図１５は光信号用光導波路部の断面図、図１６はレ−ザ共振器の部断面であり、光信号用光導波路部の積層構造は、実施例１と基本的に同様である。
【００４９】
光信号１７０は、光導波路１０１に左側の入射口から入射され、レ−ザ共振器１０２を光信号が横切ることによって、増幅され、光導波路１０１の右側から射出光１７１として出射される。尚、図中、１０１は光信号用光導波路、１０２はレ−ザ部、１０３は裏面の電極パッド、１０４は光信号用光導波路端面の無反射コーティング膜、１０５はレ−ザ共振器用コーティング膜である。
【００５０】
本例では、レ−ザ共振器のＳＣＨ（Ｓｅｐａｒａｔｅ  ＣｏｎｆｉｎｉｎｇＨｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）層１２５とクラッド層１２８との間には、縦モードを選択するためにグレーティング１２７が形成されている。又、本実施例では、レ−ザ共振器を形成するための結晶面はドライエッチングにより形成しているが、へき開により形成することも可能である。レーザ発振の為には、グレーティング１２７で可能であるが、レーザ光をチップ内に閉じ込めて効率を上げる為、反射面が有効に用いられる。
【００５１】
図１６にレ−ザ共振器部の断面を示すが、レ−ザ部の構造は次の各層が積層されている。即ち、ＩｎＰ基板１１１に、ＩｎＰバッファ層（ｎ型、１×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．１５μｍ）１１２、ＩｎＧａＡｓＰクラッド層（ｎ型、５×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．０５μｍ）１２２、ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層（ｎ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．１μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１２３、ＩｎＧａＡｓＰＭＱＷ活性層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、ウエル層膜厚１０ｎｍ／λｇ＝１．５５μｍ、バリア層膜厚１０ｎｍ／λｇ＝１．３μｍ、１０周期）１２４、ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層（ｐ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．１μｍ）１２５、ＩｎＰスペーサ層（ｐ型、５×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ）１２６、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層（ｐ型、１×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．０５μｍ）１２７、ＩｎＰクラッド層（ｐ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚１．５μｍ）１２８、ＩｎＧａＡｓコンタクト層（ｐ型、２×１０１９ｃｍ−３、膜厚０．１μｍ）１２９、絶縁膜（ＳｉＮ、膜厚０．５μｍ）１１７、ｐ電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）１１８の各層が積層されている。更に、ｎ電極（Ｎｉ／ＡｕＧｅ／Ａｕ）１１９が基板１１１の裏面に形成される。前記回折格子は電子ビ−ム露光を用いて形成する。
【００５２】
本発明の半導体増幅器をサブマウント上に実装し、レンズ、ファイバにより調芯して、光信号を入力し、特性を測定した。この結果、当該半導体増幅器においても、図５とほぼ同様に増幅利得が飽和している特性を確認した。又、光信号を導波させる光導波路の断面をほぼ正方形にすることにより、増幅利得の偏波依存性がないことも確認した。
【００５３】
更に、光信号を導波させる光導波路とレ−ザ発振させる光導波路を分離した構造の採用により、次のような利点を生む。光信号を導波させる光導波路に電流注入がなく、自然放出光によるスペクトルの広がりとそれによる雑音レベルを低く押さえること、及び、光信号を導波させる光導波路のクラッド層をノンドープとしているため、不純物に起因する損失を防ぐことを可能とした。
【００５４】
励起用レ−ザ光を発生させる共振器構造には、面型構造ではなく光導波路構造を採用しているため、励起光強度を高めることができた。
【００５５】
＜実施例５＞
光信号の伝播する光導波路の入射端に可変光減衰器を集積化している例を、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、当該光増幅器を上からみた平面図、図１７は光の進行方向に平行な面、１８−１８断面での断面図である。光信号１７０は、可変光減衰器１０６に入り、光パワーレベルが調節されてから、光増幅器部１０７の光導波路に左側から入り、レ−ザ共振器１０２を光信号が横切ることによって増幅され、光導波路の右側から出力光１７１として出射される。異なるパワーレベルを持つ複数の光信号を並列に扱う場合に、入力パワーレベルを揃えることで、出力端での各信号のパワーレベルを揃えることを可能となる。
【００５６】
図１７は可変光減衰器の断面図である。積層構造はＩｎＰ基板１１１上に、ＩｎＰバッファ層（ｎ型、１×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．１５μｍ）１１２、ＩｎＧａＡｓＰ  バッファ層（ｎ型、５×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．０５μｍ）１５２、ＩｎＧａＡｓＰ  ＳＣＨ層（ｎ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１５３、ＩｎＧａＡｓＰ  ＭＱＷ活性層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、ウエル層膜厚８ｎｍ／λｇ＝１．５２μｍ、バリア層膜厚１２ｎｍ／λｇ＝１．３μｍ、１０周期）１５４、ＩｎＧａＡｓＰ  ＳＣＨ層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．１０μｍ）１５５、ＩｎＰクラッド層（ｐ型、１×１０１８ｃｍ−３、膜厚１．５μｍ）１５８、ＩｎＧａＡｓコンタクト層（ｐ型、２×１０１９ｃｍ−３、膜厚０．１μｍ）１５９、絶縁膜（ＳｉＮ、膜厚０．５μｍ）１１７、ｐ電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）１１８が積層されている。基板１１１の裏面にはｎ電極（Ｎｉ／ＡｕＧｅ／Ａｕ）１１９が形成される。
【００５７】
又、図１９及び図２０には出射端に可変減衰器を集積している例について示す。図１９は平面図、図２０は断面図である。出射端に可変減衰器１０６を設けた外は、前述の例と同様である。可変減衰器１０６の領域は、前述の図１８における可変光減衰器と同等である。出射端の可変減衰器により半導体増幅器により増幅された信号光１７０のパワーレベルを適切な強度に調整することが可能である。従って、異なるパワーレベルを持つ複数の光信号を並列に扱う場合に、出力端での各信号のパワーレベルを揃えたり、特定のチャネルの信号を遮断するなどの動作が可能となる。
【００５８】
更に、出射端に高速な可変減衰器即ちＥＡ変調器を集積化した場合には、半導体光増幅器にてＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）光を増幅し、大振幅の光信号を生成することが可能となる。
【００５９】
＜実施例６＞
本例は、光信号の伝播する光導波路の出射端に受光素子を集積化している例である。図２１は上からみた平面図、図２１は光の進行方向に平行な面、２２−２２断面での断面図である。光信号１７０は、光増幅器１０７の光導波路に左側から入り、レ−ザ共振器部１０２を信号が横切ることによって増幅される。そして、増幅された光信号は、光導波路１０７の右端側に集積された受光素子１０８に入り、電気信号に変換される。光増幅器の増幅機能により微弱な光信号も受光素子の最小受信感度以上に増幅できる。
【００６０】
受光素子の層構造を図２２に示す。ＩｎＰ基板１１１上に、ＩｎＰバッファ層（ｎ型、１×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．１５μｍ）１１２、ＩｎＧａＡｓＰ  クラッド層（ｎ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．５μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１６３、ＩｎＧａＡｓ吸収層（ｎｏｎｅ−ｄｏｐｅ、１．５μｍ）１６４、ＩｎＧａＡｓＰ  クラッド層（ｐ型、１×１０１７ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ、λｇ＝１．１５μｍ）１６５、ＩｎＧａＡｓＰ  キャップ層（ｐ型、１×１０１８ｃｍ−３、膜厚０．２μｍ）１６６、ＩｎＧａＡｓ  コンタクト層（ｐ型、２×１０１９ｃｍ−３、膜厚０．１μｍ）１６７、１１７の絶縁膜（ＳｉＮ、膜厚０．５μｍ）１１７、ｐ電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）１１８が積層される。一方、基板１１１の裏面に、ｎ電極（Ｎｉ／ＡｕＧｅ／Ａｕ）１１９が形成される。
【００６１】
図２３に、半導体光増幅器に受光素子を集積化した半導体光増幅器を、レンズ２１０、光ファイバ２１１と組み合わせて構成した光受信モジュ−ルの構成例、図２４に、更にプリアンプ１０９と組み合わせた光受信モジュ−ルの構成例を示す。図２３では、光信号１７０は、当該光受信モジュ−ルの入射端１２１より光ファイバー２１１に導入される。そして、光信号はレンズ２１０を介して半導体光増幅器１０７の光増幅部に集光される。更に、光増幅部からの出力は、光受光器１０８、具体的には例えばＰＩＮフォトダイオードに入力される。そして、光受光器１０８より電気信号として外部に取り出される。一方、図２４の例は、図２３の光受光器１０８の電気出力に対するプリアンプ１０９を設けてある。その他は図２３の例と同様である。尚、各図での黒丸は電気的な接続部あるいは端子部を示す。
【００６２】
通常の受光素子とプリアンプのみを組合せた受信モジュ−ルでは受信できない微弱な光信号を、これらの諸例の半導体光増幅器により増幅することが出来る。この為、こうした諸例は、受信モジュ−ルとしての総合的な受信性能を向上させることができる。受信モジュ−ルとしての総合的な受信性能例を図２５に示す。横軸は受信感度、縦軸はＢＥＲである。特性１４０は本発明のＳＯＡ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とＰＩＮフォトダイオードを有する受信モジュ−ルの特性、特性１４１はＳＯＡを有せず、ＰＩＮフォトダイオードとプリアンプのみで構成される受信モジュ−ルの特性例を示す。これらの例に見られるように、半導体増幅器を含まない場合に比べて、１０ｄＢ以上向上する。ＡＰＤを用いた場合に匹敵する受信性能が得られる。従って、本例の受信モジュ−ルは、わけても高度な実装技術が要求される１０Ｇｂｐｓを超える用途では、集積化の効果を発揮する。
【００６３】
＜実施例７＞
図２６は、前述の実施例１〜実施例４に示す半導体光増幅器をレンズ２１０、ファイバ２１１、ペッルチエ素子２１２を組み合わせてモジュ−ル化した例を示す。こうした構成により、利得が飽和して結合損の小さいモジュ−ルを作製することが可能となる。尚、各図面中、図２３及び図２４と同様の部分は同じ符号で示した。符号１２２の部分は出力端である。
【００６４】
図２７は、可変減衰器を集積化した半導体光増幅器と制御スイッチを組合せたものや、図２８に示すようにＥＡ変調器を集積化した半導体光増幅器とドライバ−ＩＣを組合せたものをモジュ−ル化することなど各種変形構成が可能である。こうして、要請のある各種電気的或いは光学的素子を、所定の基板に集積化することによって、実装コストが低く結合損の小さいチューナブル半導体光増幅器モジュール（ｔｕｎａｂｌｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ＡｍｐｌｉｆｉｅｒＭｏｄｕｌｅ）を提供することが可能となる。
【００６５】
尚、上記実施例１より実施例７では、多層結晶としてＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰ用いているが、他の結晶系、例えば多層結晶としてＩｎＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ等の使用することが出来る。更に、基板、層構造としてｐ型、ｎ型の組み合わせ、その不純物濃度等、要請される装置に応じて自由に選択出来ることはいうまでもない。
【００６６】
以上、諸実施例に基づき、従来、半導体光増幅器にあった、偏波依存性や利得が飽和しないという課題や、利得を飽和させようとすると、面発光レ−ザを集積するなど結晶成長に時間がかかり、コストの上昇を避けられないという課題を解決できることを説明した。本発明では、レ−ザ部の光導波路と、光信号を導波させる光導波路を同一平面内で且つ平行とならないように配置して構造的に分離することにより解決した。本発明は、偏波無依存で且つ利得の飽和する高機能な半導体光増幅器及びモジュ−ルを安価に提供できる効果があり、工業上重要である。
【００６７】
これまで述べた本発明の主な諸形態を列挙すれば、以下の通りである。
（１）入射した光信号を導波させる光導波路と、その信号を増幅する機能を有する半導体光増幅器において、光励起のみを用いて光導波路のキャリアを光励起し、誘導放出を起させることによって光信号の増幅を行うことを特徴とする半導体光増幅器。
（２）入射した光信号を導波させる光導波路と同一平面内で且つ前記光導波路と平行ではない光導波路及び光共振器構造によってレ−ザ発振を行い、光信号の伝播する光導波路の一部もしくは全体に前記レ−ザ光を通過させ、光信号の伝播する光導波路のキャリアを光励起して誘導放出を生じさせることによって光信号を増幅することを特徴とする前項（１）の半導体光増幅器。
（３）入射した光信号を導波させる光導波路と同一平面内で且つ光導波路と平行ではない光導波路及び共振器構造によってレ−ザ発振を行い、光信号の伝播する光導波路の一部もしくは全体に前記レ−ザ光を通過させ、光信号の伝播する光導波路のキャリアを光励起して誘導放出を生じさせることによって光信号を増幅することを特徴とする半導体光増幅器において、レ−ザ発振を行う光導波路及び共振器構造が複数に分離していることを特徴とする前項（２）の半導体光増幅器。
（４）光信号の増幅に用いるレ−ザ共振器を構成する光反射部がドライエッチングにより形成した端面とその外側に形成した誘電体多層膜により構成されていることを特徴とする前項（２）及び（３）の半導体光増幅器。
（５）光信号の増幅に用いるレ−ザ共振器を構成する光反射部がへき開により形成した端面とその外側に形成した誘電体多層膜により構成されていることを特徴とする前項（２）及び（３）の半導体光増幅器。
（６）光信号の増幅に用いるレ−ザ共振器を構成する光反射部が基板の底面と底面に形成した誘電体多層膜及び光導波路と基板に対して同一平面側に形成した２つの４５°反射鏡により構成されていることを特徴とする前項（２）及び（３）の半導体光増幅器。
（７）光信号の増幅に用いるレ−ザ共振器を構成する光反射部がエピタキシャル成長により形成した半導体多層反射膜及び光導波路と基板に対して同一平面側に形成した２つの４５°反射鏡により構成されていることを特徴とする前項（２）及び（３）の半導体光増幅器。
（８）光信号の増幅に用いるレ−ザ共振器を構成する光導波路部にグレ−ティングが形成されていることを特徴とする前項（１）より（７）の半導体光増幅器
（９）光信号の伝播する光導波路の入射端、出射端のいづれかもしくは両方に可変光減衰器を集積化していることを特徴とする前項（１）より（８）の半導体光増幅器。
（１０）前項（１）より（８）の半導体光増幅器の構成要素である光信号の伝播する光導波路の出射端に受光素子を集積化していることを特徴とする光プリアンプ付受光素子。
（１１）前項（１）より（１０）の半導体光増幅器を搭載している光増幅モジュ−ル。
（１２）前項（１１）の光プリアンプ付受光素子を搭載している光受信モジュ−ル。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は、入射する光信号の強度による利得の変化を実質的に無くすることが出来る。更に、本発明は、自然放出によるスペクトル広がりとこれに基づく雑音レベルの上昇を抑制することが出来る。
【００６９】
又、各部材の集積化になる本発明は、高機能且つ安価な光増幅器を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１、は本発明の第１の実施例である半導体光増幅器の平面図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施例である半導体光増幅器の図１の２−２断面の断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施例である半導体光増幅器の図１の３−３断面の断面図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施例である半導体光増幅器の図１の４−４断面の断面図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施例である半導体光増幅器の増幅利得特性の例を示す。
【図６】図６は、本発明の第２の実施例である半導体光増幅器の平面図である。
【図７】図７は、本発明の第２の実施例である半導体光増幅器の図６の７−７断面の断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施例である半導体光増幅器の図６の８−８断面の断面図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施例である半導体光増幅器の平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施例である半導体光増幅器の図９の１０−１０断面の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施例である半導体光増幅器の図９の１１−１１断面の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施例である半導体光増幅器の図９の１０−１０断面に対応する断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第３の実施例である半導体光増幅器の図９の１１−１１断面に対応する断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４の実施例である半導体光増幅器の平面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第４の実施例である半導体光増幅器の図１４の１５−１５断面の断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第４の実施例である半導体光増幅器の図１４の１５−１５断面の断面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第５の実施例である、可変光減衰器を半導体光増幅部の入射端に集積化した半導体光増幅器の平面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第５の実施例である、可変光減衰器を半導体光増幅部の入射端に集積化した半導体光増幅器の図１７の１８−１８断面の断面図である。
【図１９】図１９は、本発明の第５の実施例である、可変光減衰器を半導体光増幅部の入射端に集積化した半導体光増幅器の平面図である。
【図２０】図２０は、本発明の第５の実施例である、可変光減衰器を半導体光増幅器の出射端に集積化した半導体光増幅器の図１９の２０−２０断面の断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の第６の実施例である、受光素子を集積化した半導体光増幅器の平面図である。
【図２２】図２２は、本発明の第６の実施例である、受光素子を集積化した半導体光増幅器の図２１の２２−２２断面の断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の第６の実施例である受光素子を集積化した半導体光増幅器を用いたモジュ−ル構成図の例を示す概略図である。
【図２４】図２４は、本発明の第６の実施例である受光素子を集積化した半導体光増幅器を用いたモジュ−ル構成図の別な例を示す概略図である。
【図２５】図２５は、本発明の第６の実施例である受光素子を集積化した半導体光増幅器の受信モジュ−ルとしての特性例を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明の第７の実施例である半導体光増幅器モジュ−ルの構成例を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明の第７の実施例である半導体光増幅器モジュ−ルの構成の別な例を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明の第７の実施例である半導体光増幅器モジュ−ルの構成の別な例を示す図である。
【符号の説明】
１０１…光信号用光導波路、１０２…レ−ザ部、１０３…電極パッド、１０４…光信号用光導波路端面の無反射コーティング膜、１０５…レ−ザ共振器用コーティング膜、１０６…可変光減衰器、１０７…半導体光増幅器、１０８…ＰＩＮフォトダイオード、１０９…プリアンプ、１１１…ＩｎＰ基板、１１２…ＩｎＰバッファ層、１１３、１１５…ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、１１４…ＩｎＧａＡｓＰ導波層、１１６…ＩｎＰキャップ層、１１７…絶縁膜、１１８…ｐ電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）、１１９…ｎ電極（Ｎｉ／ＡｕＧｅ／Ａｕ）、１２２、１２８…ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、１２３、１２５…ＩｎＧａＡｓＰ  ＳＣＨ層、１２４…ＩｎＧａＡｓＰ  ＭＱＷ活性層、１２６…ＩｎＰスペーザ層、１２７…ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層、１２８…ＩｎＰクラッド層、１２９…ＩｎＧａＡｓコンタクト層、１３０…半絶縁性ＩｎＰ埋込層、１３１…４５°ミラ−部、１３２、１３３…高反射率の誘電体膜、１３４…ｎ型半導体多層反射膜、１５３、１５５…ＩｎＧａＡｓＰ  ＳＣＨ層、１５４…ＩｎＧａＡｓＰ  ＭＱＷ活性層、１５６…ＩｎＰクラッド層、１５７…ＩｎＧａＡｓコンタクト層、１６３、１６５…ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、１６４…ＩｎＧａＡｓ光吸収層１６６…ＩｎＧａＡｓキャップ層、１６７…ＩｎＧａＡｓコンタクト層、２１０…レンズ、２１１…光ファイバ、２１２…ペルチエ素子。
【図１】
2005050898.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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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