DE69936615T2

DE69936615T2 - Vorrichtung mit einer optischen Funktion, Herstellungsverfahren und optisches Kommunikationssystem

Info

Publication number: DE69936615T2
Application number: DE69936615T
Authority: DE
Inventors: Junichi Naka-ku Yokohama-shi Kinoshita
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: JP2000058970A; DE69936615D1; EP0978911B1; EP0978911A3; JP3643486B2; US6587619B1; EP0978911A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft optische Funktionsvorrichtungen, ihr Herstellungsverfahren und ein optisches Kommunikationssystem. Spezifischer betrifft die Erfindung optische Funktionsvorrichtungen, die verteilte Rückkopplungs-(DFB, distributed feedback)-Laser mit einer optischen Wellenleiterstruktur einschließen, die Gitter 2-ter oder höherer Ordnung aufweisen und verschiedene andere optische Funktionsvorrichtungen, die ähnliche Wellenleiterstrukturen aufweisen, und ihre Herstellungsverfahren. Die Erfindung betrifft auch ein optisches Kommunikationssystem, das diese Vorrichtungen verwendet.
DFB-Laser werden oft in optischer Kommunikation verwendet, weil eine longitudinale Monomode-Oszillation auf einfache Weise erhalten wird. Die longitudinale Monomode-Oszillation wird durch periodische Struktur erreicht, die entlang des Wellenleiters eines Lasers gebildet ist, d.h. durch Beugungsgitter, weil eine optische Rückkopplung zur Resonanz am größten in einem spezifischen longitudinalen Mode wird, der durch die Periode der Gitter bestimmt wird.
Bei der optischen Kommunikation, die Siliziumfasern verwendet, werden sowohl das 1300 nm Wellenlängenband als auch das 1550 nm Wellenlängenband verwendet, weil diese Wellenlängen Bänder erreichen von Siliziumfasern mit niedriger Dämpfung und niedriger Dispersion entsprechen. Das InGaAsP/InP-Materialsystem ist zum Herstellen von lichtemittierenden Vorrichtungen am besten geeignet, die in diesen Bändern emittieren. Deswegen werden InGaAsP/InP-DFB-Laser weit verbreitet für die optische Kommunikation verwendet.
19 ist eine Längsquerschnittsansicht, die einen Aufbau eines herkömmlichen InGaAsP/InP-DFB-Lasers zeigt. Das heißt, 19 zeigt eine Querschnittsansicht, genommen entlang einer Ebene parallel zu dem Wellenleiter des DFB-Lasers. Dieser Laser weist 1-te-Ordnung-Bragg-Gitter mit einer λ/4-Phasenverschiebung auf. Der Aufbau des Lasers, der hier gezeigt ist, wird untenstehend erläutert, folgend auf seine Herstellungsprozeduren.
Zunächst wird auf einem InP-Substrat 101 vom n-Typ eine InP-Pufferschicht 101' vom n-Typ durch ein Kristallwachstum ausgeführt. Als nächstes werden darauf eine aktive Schicht 102, die eine Mehrschichtstruktur aus InGaAsP-Quantentopfschichten und Barriereschichten aufweist, und eine Wellenleiterschicht 103, die einen niedrigeren Brechungsindex als jenen der aktiven Schicht 102 aufweist, aufgewachsen. Nach diesen Aufwachsschritten wird der Wafer aus dem Aufwachsofen herausgenommen.
Danach werden Gitter 110 1-ter Ordnung in die Wellenleiterschicht 103 eingekerbt. In diesem Prozess wird eine Phasenverschiebung 115 um +1/4 oder –1/4 der Wellenlänge λ in dem Wellenleiter gleichzeitig in einer Mittenposition der Kavität ausgeführt. Die gleiche Wirkung wird auch unter Verwendung einer Struktur erhalten, die den effektiven Brechungsindex des Wellenleiters ändert, anstelle der tatsächlichen Phasenverschiebung. Das heißt, auch wenn die Periode der Gitter 110 gleichförmig ist, wirkt ein Bereich (nicht gezeigt, wo sich die Wellenleiterstruktur in der Breite, der Dicke oder der Brechungsindex ändert, effektiv und hat eine Phasenverschiebung.
Danach werden, während die Konfiguration der Gitter 110 und der Phasenverschiebung 115 gehalten wird, eine InP-Ummantelungsschicht 104 vom p-Typ und eine InGaAs-Kontaktschicht 105 auf diese durch ein Kristallwachstum gestapelt.
Danach wird eine Streifenstruktur (nicht gezeigt) ausgeführt, um parallel zu der Waferfläche zu verlaufen. Typische Streifenstrukturen sind eine pH-Struktur (vergrabene Heterostruktur, buried heterostructure) und eine RWG-(Grat-Wellenleiter, ridge waveguide)-Struktur.
Danach wird eine p-Seiten-Elektrode auf der Kontaktschicht 105 vom p-Typ gebildet, und eine n-Seiten-Elektrode wird auf der unteren Fläche des Substrats 101 vom n-Typ gebildet (beide nicht gezeigt).
Bei der Phasenschiebestruktur nimmt die Wahrscheinlichkeit des longitudinalen Monomodebetriebs ab, wenn die Reflektivität an beiden Kanten 1% überschreitet. Deswegen werden beide Kanten mit einer AR-(Antireflexions-)-Beschichtung 150 beschichtet. Diese kann durch ein Abscheiden die elektrischen Dünnfilme auf den Kanten auf einer Dicke von λ/4 (λ: Oszillationswellenlänge) verwirklicht werden.
Anders als bei dem in 19 gezeigten Aufbau ist eine HR/AR-(Hochreflektivitäts/Antireflexions-)-Struktur vorhanden. Eine Querschnittskonfiguration eines Lasers, der diese Struktur aufweist, ist in 20 gezeigt. Ein Unterschied gegenüber 19 liegt darin, dass keine Phasenverschiebung 115 vorhanden ist, sondern vielmehr eine HR-Beschichtung 160 mit der Reflektivität größer als 90% auf einer der Kanten. Die HR-Beschichtung 160 ist ein dielektrischer mehrschichtiger Film. Es wird hier erkannt, dass die relative Phase zwischen der HR-Beschichtungskante und den Gittern der Phasenverschiebung der 19 entspricht, wenn um die Position der HR-Beschichtung 160 als Mitte eines Spiegelbilds zurückgefaltet wird. Üblicherweise kann die Phase der Gitter an der Kante nicht gesteuert werden. Deswegen wird die Wahrscheinlichkeit eines Erhaltens von zweckmäßigen Facettenphasen geringer. Indem dies berücksichtigt wird, ist die Ausbeute des longitudinalen Monomodes in der Struktur der 20 schlechter als jene der λ/4 für π/2-Phasenstruktur der 19. Nichts desto weniger ist sie wegen eines großen optischen Ausgangs aus der AR-Kante immer noch zweckmäßig als eine Hochausgangs- oder Hocheffizienz-Struktur.
Diese herkömmlichen DFB-Laser bringen jedoch dahingehend das Problem mit sich, dass sie schwer zu fertigen waren und es oft schwierig war, annehmbare Eigenschaften zu verwirklichen.
Spezifischer muss die Periode der Gitter eines DFB-Lasers, der eine 1-te-Ordnung-Bragg-Beugung benutzt, ungefähr 200 nm sein, um die Wellenlänge von 1300 nm zu verwirklichen, oder ungefähr 240 nm, um die Wellenlänge von 1550 nm zu verwirklichen. Wenn die Gitter hergestellt werden, muss eine Strukturierung so gering wie die Hälfte der Periode sein, und eine ultimative Nano-Prozesstechnik ist erforderlich. Deswegen ist es nicht einfach, derartige Gitter zu verwirklichen.
Andererseits hängt eine Kopplungseffizienz ⌷, die in hohem Maße das Betriebsverhalten eines DFB-Lasers beeinflusst, von der Form der Gitter ab. Wenn die Kopplungseffizienz ⌷ übermäßig gering ist, wird eine ausreichende Rückkopplungsverteilung nicht erhalten, und es wird schwierig, den Laser in einem longitudinalen Monomode zu oszillieren. Wenn sie übermäßig groß ist, wird auch der Schwellstrom anderer Längsmodi niedriger, und ein räumliches Lochbrennphänomen, das durch eine longitudinale Nicht-Gleichförmigkeit der optischen Leistung herbeigeführt wird, macht einen longitudinalen Monomodebetrieb instabil. Das heißt, dass die Kopplungseffizienz ⌷ innerhalb eines optimalen Bereichs liegen muss. (Da die Eigenschaft eines DFB-Lasers von seiner Kavitätslänge L ebenso abhängt, wird üblicherweise hinsichtlich von kL durch ein Multiplizieren mit L evaluiert.) Um einen optimalen Wert von κ zu verwirklichen, müssen die Gitter in der Tiefe und in der Konfiguration präzise hergestellt werden. Jedoch in Anbetracht der Tatsache, dass 1-te-Ordnung-Gitter extrem fein sind, wie obenstehend erwähnt, ist eine Steuerung ihrer Konfiguration sehr schwierig. Zusätzlich ist eine optimale Tiefe der 1-te-Ordnung-Gitter sehr flach, wie etwa ungefähr 20 bis 30 nm, und ihre Steuerung ist auch sehr schwierig. Folglich ist ein Problem dahingehend aufgetreten, dass ein optimaler κ-Wert nicht verwirklicht werden kann, und Laser, die gewünschte Eigenschaften erfüllen, können auf einfache Weise nicht erhalten werden.
Jedoch ist, wenn Gitter 2-ter oder höherer Ordnung benutzt werden, ihre Periode auf zweimal oder mehr als die der Gitter 1-ter Ordnung verlängert, und die Größe ihrer Strukturierung ist ausreichend vergrößert, um ihre Herstellung einfach zu machen. Zusätzlich nimmt die Tiefe der Gitter zum Erhalten des gleichen Werts von κ ebenso zu, und dies macht es einfach, κ zu steuern.
Jedoch bringt die Verwendung von Gittern 2-ter oder höherer Ordnung ein Beugungslicht niedriger Ordnung als Strahlungsmodi mit sich, die aus dem Wellenleiter emittiert werden. Dies ist eine Dämpfung für den DFB-Laser. Dies erhöht die Schwellenströme und verschlechtert die longitudinale Monomode-Fähigkeit.
Die EP 0 952 472 A2 , die aus dem Stand der Technik gemäß Artikel 54(3) und (4) EPÜ besteht, offenbart eine Funktionsvorrichtung zum Emittieren von Licht eines spezifischen Wellenlängenspektrums, umfassend einen Wellenleiter und ein Gitter, das entlang des Wellenleiters gebildet ist, wobei die Gitter 2-te- oder Höhere-Ordnung-Bragg-Beugung von Licht mit dem spezifischen Wellenlängenspektrum verursachen, wobei das Gitter eine Einheitsstruktur aufweist, der in einer Längsrichtung des Wellenleiters asymmetrisch ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist aus Kenntnis dieser Sachverhalte her ausgeführt worden. Es ist deswegen eine Aufgabe der Erfindung, optische Funktionsvorrichtungen, wie etwa DFB-Laser mit niedriger Schwelle bereitzustellen, die in einer Strahlungsmodedämpfung verringert sind, auch wenn einfach verarbeitete Gitter höherer Ordnung verwendet werden. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ihre longitudinalen Monomode-Eigenschaften über jene bei einem Verwenden von Gittern 1-ter Ordnung zu verbessern. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine optische Funktionsvorrichtung als einen Oberflächen emittierenden Laser (GCSEL: Gitter gekoppelter Oberflächen emittierender Laser, grating-coupled surface-emitting laser) unter Verwendung von Gittern 2-ter Ordnung bereitzustellen, die im Hinblick auf Schwellenströme und einem emittierenden Ausgang oder einem Lichtemissionsmuster optimiert werden kann. Zusätzlich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ihr Herstellungsverfahren und ein optisches Kommunikationssystem unter Verwendung dieser Vorrichtungen bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch eine optische Funktionsvorrichtung nach Anspruch 1 und ferner durch ein optisches Kommunikationssystem nach Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der optischen Funktionsvorrichtung gemäß der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Insbesondere ist gemäß der Erfindung eine optische Funktionsvorrichtung zum Emittieren von Licht eines spezifischen Wellenlängenspektrums bereitgestellt, umfassend einen Wellenleiter und Gitter, die entlang des Wellenleiters gebildet sind, wobei die Gitter eine Bragg-Beugung 2-ter oder höherer Ordnung von Licht mit dem spezifischen Wellenlängenspektrum herbeiführen, wobei die Gitter eine Einheitsstruktur aufweisen, die in einer Längsrichtung des Wellenleiters asymmetrisch ist, dahingehend, dass sie Vorsprünge aufweisen, die periodisch entlang des Wellenleiters ausgerichtet sind und jeweils die Einheitsstruktur mit einer asymmetrischen, dreieckförmigen Querschnittskonfiguration bilden, wobei die Gitter zumindest zwei Einheitsstrukturen aufweisen, die zumindest in einer Phasenschiebe-Diskontinuität der Gitter geteilt sind, wobei beide Kantenfacetten des Wellenleiters eine niedrige Reflektivität aufweisen, und die asymmetrische Querschnittskonfiguration der Gitter in zumindest zwei Einheitsstrukturen symmetrisch zueinander bezüglich der Phasenschiebe-Diskontinuität ist.
Die Gitter können das erste Teil, beginnend von einem Ende des Wellenleiters, und das zweite Teil von dem anderen Ende aufweisen, wobei die Gitter eine Phasenverschiebung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil aufweisen.
Das erste Teil und das zweite Teil können so konfiguriert sein, dass sich die Nettostrahlungsleistung, die aus dem Wellenleiter durch die Gitter austritt, interaktiv abschwächt.
Die Gitter können eine Mehrzahl von Vorsprüngen einschließen, die periodisch entlang des Wellenleiters ausgerichtet sind und jeweils jede Einheitsstruktur bilden, wobei jeder Vorsprung eine dem Phasenschieber gegenüberstehende Neigung definiert, die sanfter als eine Neigung auf der fernen Seite des Phasenschiebers ist, wobei der Phasenschieber um {nλ ± (1/8 ≈ 3/8)λ ist, wobei λ die geführte Wellenlänge ist und n eine beliebige Ganzzahl ist.
Alternativ sind das erste Teil und das zweite Teil so konfiguriert, dass sich eine Strahlungsmodeleistung, die aus dem Wellenleiter austritt, durch die Gitter interaktiv intensiviert.
Die Gitter können eine Mehrzahl von Vorsprüngen einschließen, die periodisch entlang des Wellenleiters ausgerichtet sind und jeweils jede Einheitsstruktur bilden, wobei jeder Vorsprung eine dem Phasenschieber gegenüberstehende Neigung definiert, die steiler als die Neigung auf der fernen Seite des Schiebers ist, wobei die Phasenverschiebung {nλ ± (1/8 ≈ 3/8)}λ ist, wobei λ eine geführte Wellenlänge in dem Wellenleiter ist, und n eine beliebige Ganzzahl ist.
Vorzugsweise kann ferner eine optische Funktionsvorrichtung bereitgestellt werden, die einen Wellenleiter und Gitter aufweist, die entlang des Wellenleiters gebildet sind, um bei einer spezifischen Wellenlänge zu emittieren, umfassend: die Beugungsgitter, die eine Bragg-Beugung der 2-ten Ordnung oder einer höheren Ordnung herbeiführen, wobei die Gitter eine Einheitsstruktur aufweisen, die in der Richtung entlang des Wellenleiters asymmetrisch ist; und den Wellenleiter, der eine Hochreflektivitäts-Facette, die eine hohe optische Reflektivität an einem Ende davon aufweist, und eine Niedrig-Reflektivitäts-Facette aufweist, die eine niedrige optische Reflektivität an dem anderen Ende davon aufweist.
Die Reflektivität der Hoch-Reflektivitäts-Facette ist vorzugsweise nicht geringer als 60%, und die Reflektivität der Niedrig-Reflektivitäts-Facette ist vorzugsweise nicht höher als 1%.
Die Gitter und die relative Phase an der Hochreflektivitäts-Facette können so konfiguriert sein, dass eine Strahlungsmodeleistung, die aus dem Wellenleiter dort hindurch austritt, sich interaktiv abschwächt.
Die Gitter können eine Mehrzahl von Vorsprüngen einschließen, die periodisch entlang des Wellenleiters ausgerichtet sind, und die jeweils jede Einheitsstruktur bilden, wobei jeder Vorsprung eine der Hochreflektivitäts-Facette gegenüberstehende Neigung definiert, die sanfter als eine Neigung auf der anderen Seite ist, wobei die relative Phase an der Hochreflektivitäts-Facette nλ + (3λ/4 – λ/8 ≈ +λ/8 ist, wobei λ die geführte Wellenlänge ist; und n eine beliebige Ganzzahl ist. Das heißt, dass ein Versatzbetrag in dem Bereich von 1/8 bis 3/8 von der beliebigen Ganzzahl, multipliziert mit der geführten Wellenlänge bereitgestellt wird.
Alternativ können die Gitter und die relative Phase an der Hochreflektivitäts-Facette so konfiguriert sein, dass sich eine Strahlungsmodeleistung, die aus dem Wellenleiter dort hindurch austritt, interaktiv verstärkt.
Die Gitter können eine Mehrzahl von Vorsprüngen einschließen, die entlang des Wellenleiters ausgerichtet sind und jeweils eine Einheitsstruktur bilden, wobei jeder Vorsprung eine der Hochreflektivitäts-Facette gegenüberstehende Neigung definiert, die steiler als eine Neigung auf der anderen Seite ist, wobei die relative Phase an der Hochreflektivitäts-Facette 2nπ + 3π/2 – π/2 ≈ 3/2π geführt ist, und n eine beliebige Ganzzahl ist. Das heißt, dass hier ein Versatzbetrag in dem Bereich von λ/8 bis 3λ/8 einer beliebigen Ganzzahl mal der geführten Wellenlänge bereitgestellt ist.
Der Wellenleiter kann durch ein Verarbeiten eines Dünnfilms in die Form eines Streifens gebildet werden, und die Gitter können auf einer Seitenebene des streifenförmigen besagten Dünnfilms gebildet werden.
Die optische Funktionsvorrichtung kann als ein DFB-Laser oder ein DBR-Laser arbeiten.
Ein Herstellungsverfahren für eine optische Funktionsvorrichtung, das durch die vorliegende Erfindung nicht umfasst ist, kann die Schritte umfassen: Bilden einer Maske, die ein Muster von Gittern aufweist, auf einem Wellenleitermaterial;
Abschirmen eines Teils der Maske; Verarbeiten des anderen Teils des Musters, das durch die Maske nicht abgeschirmt wird, durch ein anisotropes Trockenätzen, das eine Asymmetrie von Gittern, die in das Wellenleitermaterial eingekerbt werden, durch ein Steuern der Einfallsrichtung steuern kann; und Abschirmen des Teils der Maske, der bisher durch die Maske nicht abgeschirmt war, und Öffnen des Teils der Maske, der bisher durch die Maske abgeschirmt war, und Ausführen eines anisotropen Trockenätzens von einem Einfallswinkel unterschiedlich von jenem des vorherigen Trockenätzens.
Es kann ferner ein Herstellungsverfahren für eine optische Funktionsvorrichtung bereitgestellt werden, umfassend die Schritte: Bilden einer Maske, die erste Neigungen und zweite Neigungen ungefähr symmetrisch zu den ersten Neigungen aufweist, auf einem Wellenleitermaterial; und Ausführen eines Ätzens, das eine Anisotropie aufweist, von einer Richtung im Wesentlichen parallel zu den zweiten Neigungen, wobei asymmetrische Gitter in das Wellenleitermaterial in Übereinstimmung mit dem Verhältnis in einer Ätzgeschwindigkeit zwischen einem Material, das die Maske bildet, und dem Wellenleitermaterial eingekerbt werden.
Gemäß der Erfindung ist ferner ein optisches Kommunikationssystem bereitgestellt, umfassend: eine optische Funktionseinheit, die ein Lichtsignal ausgibt; und eine optische Faser, die das Lichtsignal, das von der optischen Funktionseinheit ausgegeben wird, überträgt, wobei die optische Funktionseinheit eine optische Funktionsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert und obenstehend erwähnt ist, einschließt.
Die Erfindung, die auf die oben zusammengefassten Weisen verwirklicht und verwendet wird, weist die folgenden Effekte auf.
Zu allererst verwirklicht die Erfindung kostengünstige optische Funktionsvorrichtungen mit gutem Betriebsverhalten unter Verwendung von Gittern höherer Ordnung, die einfach zu verarbeiten sind.
Das heißt, dass optische Funktionsvorrichtungen mit einer höheren Genauigkeit und einem besseren Betriebsverhalten kostengünstig durch ein Steuern des Blaze-Winkels und anderer struktureller Faktoren von Gittern höherer Ordnung und ihrer Phasenverschiebung verwirklicht werden können. Spezifischer wird dies durch ein Steuern des Intensitätsprofils in der Längsrichtung des Strahlungsmodes verwirklicht. Das Prinzip liegt darin, dass die Struktur der vorliegenden Erfindung ein Steuern der Wechselwirkung des Strahlungsmodes und des geführten Modes unterschiedlich entlang des Wellenleiters ermöglicht.
Repräsentative Anwendungen der Erfindung sind DFB-Laser und DBR-Laser. Diese Vorrichtungen verwenden üblicherweise feine Gitter erster Ordnung, und die Verwendung von Gittern höherer Ordnung macht ihre Herstellung einfacher. Zusätzlich ist eine Erhöhung von Schwellenströmen durch Strahlungsmodi geringer. Ferner kann ein Unterschied in einer Verstärkung von anderen longitudinalen Moden, der das longitudinale Monomode-Betriebsverhalten aufzeigt, größer als jener der Gitter erster Ordnung ausgeführt werden. Bei einer bestimmten konkreten Struktur eines DFB-Lasers ist die Phasenverschiebung in der Mitte des Wellenleiters bereitgestellt, und asymmetrische Gitter mit sanften Neigungen, die dem Phasenschieber gegenüberstehen, sind zwischen dem Phasenschieber gebildet. In diesem Laser können ein niedriger Schwellenwert und eine gute Monomode-Selektivität durch ein ausreichendes Steuern von Strahlungsmodi erhalten werden.
Wenn Gitter, die eine asymmetrische Querschnittskonfiguration invertiert gegenüber den früheren asymmetrischen Gittern aufweisen, bereitgestellt werden, kann das Profil eines Strahlungsmodes als ein Ausgang auch in einem Oberflächen emittierenden Laser optimiert werden.
Ferner stellt die Erfindung eine einfache und zuverlässige Herstellung von asymmetrischen Gittern sicher.
Außerdem werden, auch wenn die Gitter auf eine Seitenebene des Wellenleiterstreifens gekerbt werden, verschiedene ähnliche Effekte erhalten. Zusätzlich können asymmetrische Gitter sehr einfach in dieser Struktur ausgeführt werden.
Überdies werden, wenn diese kostengünstigen optischen Funktionsvorrichtungen eines guten Betriebsverhaltens verwendet werden, optische Kommunikationssysteme hinsichtlich Kosten und Betriebsverhalten verbessert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung, die untenstehend gegeben ist, und aus den zugehörigen Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vollständiger verstanden werden. Jedoch ist nicht beabsichtigt, dass die Zeichnungen eine Beschränkung der Erfindung auf eine spezifische Ausführungsform implizieren, sondern diese dienen nur zur Erläuterung und zum Verständnis.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Querschnittsansicht, die einen DFB-Laser als eine optische Funktionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
2 ein Diagramm, das eine ⌷L-δL-Beziehung von DFB-Lasern gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Diagramm, das eine αL-δL-Beziehung von vergleichenden Beispielen unter Verwendung von Gittern zweiter Ordnung mit einer symmetrischen Querschnittskonfiguration (Δ/Λ = 0,5) zeigt;
4A und 4B Graphen, die Intensitätsprofile in der axialen Kavitätsrichtung eines Strahlungsmodes, der aus den Gittern emittiert wird, d.h. Intensitätsprofile eines Modes 0-ter Ordnung, zeigt, d.h. des Strahlungsmodes unter der Bedingung einer Bragg-Beugung, wobei 4A jenes von asymmetrischen Gittern 2-ter Ordnung zeigt, und 4B jenes von symmetrischen Gittern 2-ter Ordnung zeigt;
5 ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur eines DFB-Lasers gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
6 einen Graphen, der αL-δL-Eigenschaften der Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
7 einen Graphen, der das Intensitätsprofil eines Strahlungsmodes in der axialen Kavitätsrichtung in dem Aufbau gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
8 ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur eines wichtigen Teils eines DFB-Lasers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
9 einen Graphen, der αL-δL-Eigenschaften der Struktur gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
10 einen Graphen, der das Intensitätsprofil eines Strahlungsmodes in der axialen Kavitätsrichtung in der Struktur gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
11 ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur eines wichtigen Teils eines DFB-Lasers gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
12 ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur eines wichtigen Teils eines DFB-Lasers gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
13A bis 13D Querschnittsansichten zum Erläutern wichtiger Teile eines Herstellungsverfahrens für einen DFB-Laser, gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;
14A bis 14D Querschnittsansichten zum Erläutern wichtiger Teile des Herstellungsverfahrens für den DFB-Laser, gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung;
15 eine schematische Querschnittsansicht, die den Winkel einer geätzten Ebene zeigt;
16A bis 16C Querschnittsansichten zum Erläutern wichtiger Teile des Herstellungsverfahrens für den DFB-Laser, gemäß der sechsten Ausführungsform;
17 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht zum Erläutern wichtiger Teile eines DFB-Lasers gemäß der siebten Ausführungsform;
18 ein schematisches Diagramm, das ein optisches Kommunikationssystem gemäß der achten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
19 eine Längsquerschnittsansicht, die eine Struktur eines herkömmlichen InGaAsP/InP-DFB-Lasers zeigt; und
20 eine Querschnittsansicht eines Lasers, der eine HR-AR-(Hochreflektivitäts-Antireflexions, hig reflecitivity-anti-reflection)-Struktur aufweist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei Wellenleiterstrukturen, die Gitter 2-ter oder höherer Ordnung aufweisen, tritt im Allgemeinen ein Teil des geführten Lichts aus dem Wellenleiter als Strahlungsmodi aus. Bei der vorliegenden Erfindung sind Gitter in ihrem Querschnitt asymmetrisch konfiguriert, und durch ein teilweises Ändern der Asymmetrie der Querschnittskonfiguration der Gitter (beispielsweise des Blaze-Winkels) entlang der Kavitätslängs-(longitudinalen)-Richtung wird das Profil eines Strahlungsmodes in der Kavitätslängsrichtung gesteuert. Zusätzlich wird es durch die Beziehung zwischen einer Phasenverschiebung der Gitter und der Asymmetrie gesteuert.
Bei Kanten emittierenden DFB-Lasern kann eine Strahlungsmodedämpfung verringert werden, um den Schwellenstrom zu verringern, indem eine Auslösch-Wechselwirkung benutzt wird. Wenn ein Strahlungsmode als ein Ausgang verwendet wird, kann der Strahlungsmode intensiviert werden, um den Ausgang durch Benutzen einer Intensivierungs-Wechselwirkung zu erhöhen.
Ausführungsformen der Erfindung werden untenstehend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine optische Funktionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt. Das heißt, dass die hier gezeigte optische Funktionsvorrichtung ein InGaAsP/InP-DFB-Laser ist. Die Struktur des Lasers gemäß dieser Ausführungsform wird untenstehend erläutert, folgend auf seine Herstellungsprozeduren.
Zunächst wird auf einem InP-Substrat 1 vom n-Typ eine InP-Pufferschicht 1' durch ein Kristallwachstum ausgeführt. Als nächstes werden darauf eine aktive Schicht 2, die eine Mehrfachstapelstruktur aufweist, die aus InGaAsP-Quantentopfschichten und Barriereschichten besteht, und eine Wellenleiterschicht 3, die einen niedrigeren Brechungsindex als jenen der aktiven Schicht 2 aufweist, darauf aufgewachsen. Die aktive Schicht 2 ist ausgelegt, einen Verstärkungsspektralpeak von 1550 nm aufzuweisen. Die Wellenleiterschicht 3 ist 300 nm dick, und ihre Zusammensetzung ist so bestimmt, eine Bandlücke entsprechend der Wellenlänge von 1350 nm aufzuweisen. Nach diesen Schritten eines Aufwachsens wird der Wafer aus dem Aufwachsofen entnommen. Dann werden Gitter 11 2-ter Ordnung in den Wellenleiter 3 gekerbt. Die Gitter 11 weisen einen asymmetrischen Querschnitt eines Blaze-Winkels auf, der Δ/Λ = 0,25 genügt, wie in der Zeichnung gezeigt. Wobei Λ die Periode der Gitter ist, d.h. die Länge der Einheitsstruktur. Wenn Δ/Λ = 0,5, sind die Gitter symmetrisch. Für die Zieloszillationswellenlänge von 1550 nm ist die Gitterperiode Λ ausgelegt, 480 nm zu sein. Dies ist zweimal die Periode von Gittern 1-ter Ordnung. In diesem Fall wird die optimale Tiefe der Gitter 11 2-ter Ordnung so tief wie ungefähr 120 nm.
Gleichzeitig wird eine Diskontinuität der Gitter 11, d.h. ein Phasenschieber 15, der sich auf 1/4 der geführten Wellenlänge λ beläuft, in der Mitte der Kavität ausgeführt. Die gleiche Wirkung wird auch unter Verwendung einer Struktur erhalten, die den effektiven Brechungsindex des Wellenleiters ändert, anstelle des Phasenschiebers. Das heißt, dass auch dann, wenn die Periode der Gitter 11 gleichförmig ist, ein effektiver Phasenschiebebereich (nicht gezeigt), wo sich die Wellenleiterstruktur in der Breite, der Dicke oder dem Brechungsindex ändert, fungiert, die Phase zu schieben. Der Phasenschieber 15 weist vorzugsweise einen Versatzbetrag nicht geringer als λ/8 und nicht größer als 3λ/8 von einer beliebigen Ganzzahl mal der geführten Wellenlänge λ auf. Das oben erwähnte λ/4 entspricht dem optimalen Wert in diesem Bereich.
Danach werden, während die Konfiguration der Gitter 11 und des Phasenschiebers 15 gehalten wird, eine InP-Schicht 4 vom p-Typ und eine InGaAs-Kontaktschicht 5 vom p-Typ auf diese durch ein Kristallwachstum gestapelt.
Auf beiden Kanten sind AR-(Antireflexions-)-Filme 50 abgeschieden. 2 ist ein ⌷L-δL-Diagramm des DFB-Lasers. ⌷L auf der vertikalen Achse ist das Produkt einer Schwellenverstärkung ⌷ und der Kavitätslänge L. Je kleiner dieses ist, desto geringer sind die Schwellenströme. Die Horizontalachse stellt δL dar, und δ ist eine Variation der Phasenkonstante eines vertikalen Modes von der Bragg-Bedingung. Das heißt, δ = 0 entspricht der Bragg-Bedingung. Im Detail ist δ durch die folgende Gleichung definiert. δ = β1 – β0 = 2πneff(1/λ1 – 1/λ0) (1)wobei β₀ die Phasenkonstante bei der Bragg-Wellenlänge ist, und β₁ die Phasenkonstante des longitudinalen Modes, der von der Bragg-Beugungsbedingung abweicht, ist. neff ist der effektive Brechungsindex, λ₁ ist die Wellenlänge des Longitudinalen, der β₁ entspricht, und λ₀ ist die Bragg-Wellenlänge.
Der Ausdruck in den Klammern auf der rechten Seite der Gleichung (1) kann angenähert werden zu: (1/λ1 – 1/λ0) ≅ (λ0 – λ1)/λ0 2 (2)
Deswegen ist aus Gleichung (1) bekannt, dass δ die Größe ist, die der Wellenlängenabweichung des longitudinalen Modes entspricht. Spezifischer entspricht durch ein Ändern des Vorzeichens der horizontalen Achse auf das umgekehrte durch ein Multiplizieren mit 2πneff/λ₀ ² das Produkt der Wellenlängenabweichung des longitudinalen Modes von der Bragg-Wellenlänge.
2 zeigt Graphen von Lasern mit der Querschnittskonfiguration der Gitter 11 asymmetrisch dreieckig, um Δ/Λ = 0,25 zu erfüllen, als ein Parameter der Tiefe der Gitter von 20 nm bis 180 nm alle 40 nm. Für jede Tiefe der Gitter sind offene angezeigte Kreise durch durchgezogene Linien als eine Gruppe verbunden. Das heißt, dass eine Konstellation mit drei Moden, verbunden durch durchgezogene Linien, den Gittern von Tiefen in Intervallen von 40 nm von 20 nm bis 180 nm jeweils in der Reihenfolge von einem, das den höchsten Schwellenwert aufweist, entsprechen. In jedem der Diagramme, die die Beziehung unter diesen drei longitudinalen Moden zeigen, ist der Schwellenwert αL unter die Bedingung nahe δ = 0 minimiert. Das heißt, dass die Laser am meisten in dem longitudinalen Mode in der Nahe der Bragg-Wellenlänge oszillieren, was zu einer guten Modenselektivität führt.
Ausgefüllte Kreise in 2 sind αL-δL-Diagramme herkömmlicher Laser, die symmetrische Gitter 1-ter Ordnung mit dem gleichen Wert von κ aufweisen, zum Vergleich.
3 zeigt αL-δL-Diagramme vergleichender Beispiele unter Verwendung von Gittern zweiter Ordnung mit einem symmetrischen Querschnitt (Δ/Λ = 0,5). Das heißt, dass hier wiederum für jede Tiefe der Gitter offene angezeigte Kreise durch durchgezogene Linien verbunden sind. Das heißt, dass drei Moden, die durch durchgezogene Linien verbunden sind, den Gittern von Tiefen in Intervallen von 40 nm von 80 nm bis 240 nm jeweils in der Reihenfolge von einem, das die höchste Schwelle aufweist, entsprechen. Das heißt, dass, um das gleiche κ wie jene zu erhalten, die asymmetrische Gitter aufweisen, die symmetrischen Gitter tiefer sein müssen. Ausgefüllte Kreise in 3 sind αL-δL-Diagramme herkömmlicher Laser, die symmetrische Gitter 1-ter Ordnung mit dem gleichen Wert von κ aufweisen, zum Vergleich.
In Anbetracht von 3 wird bei den vergleichenden Beispielen, die symmetrische Gitter 2-ter Ordnung aufweisen, gezeigt durch offene Kreise, wenn die Gitter tiefer werden, αL offensichtlich viel größer als in dem Fall von Gittern 1-ter Ordnung, die das gleiche κ aufweisen. Spezifischer nimmt αL des longitudinalen Modes auf der rechten Seite in der Zeichnung zu, und αL des Bragg-Modes (δ = 0) wird dadurch beeinflusst und nimmt auch zu. Das heißt, dass die Schwelle dieser Moden zunimmt. In dem vergleichenden Beispiel mit der Tiefe von 240 nm werden αL bei dem Bragg-Mode und das αL des Sub-Mode auf der linken Seite nahezu gleich. Das heißt, dass die Schwelle dieser Moden nahezu gleich wird, was zu einem Verschlechtern einer longitudinalen Monomode-Fähigkeit führt.
Im Gegensatz dazu nimmt in dem Fall der asymmetrischen Gitter 2-ter Ordnung, die in 2 gezeigt sind, die Schwelle des Modes auf der rechten Seite nicht so sehr zu, und die Monomode-Fähigkeit wird aufrechterhalten. Außerdem wird die Änderung von αL durch die Verwendung von asymmetrischen Gittern 2-ter Ordnung klein gehalten. Das heißt, dass unter Verwendung von Gitter 2-ter Ordnung, die einfacher zu verarbeiten sind, sowohl ein Betrieb bei niedriger Schwelle als auch eine ausreichende longitudinale Modenfähigkeit verwirklicht werden kann. Zusätzlich ist es, da ein größeres ⌷ mit flacheren Gittern erhalten wird, auch in der Effizienz ausgezeichnet.
Ein Betrieb der Erfindung wird untenstehend unter Bezugnahme auf die 4A und 4B erläutert. 4A und 4B sind Intensitätsprofile in der axialen Richtung der Kavität eines Strahlungsmodes für einen 0-ten Mode, d.h. des Strahlungsmodes nahe dem Bragg-Mode. 4A zeigt das Profil eines Strahlungsmodes von asymmetrischen Gittern 2-ter Ordnung, und 4B zeigt das Profil eines Strahlungsmodes von symmetrischen Gittern 2-ter Ordnung.
Wie in 4B gezeigt, zeigen in dem Fall von symmetrischen Gittern die symmetrischen Gitter Profile auf, die Peaks mit einem scharfen Punkt bei dem λ/4-Phasenschieber 15 in der Kavitätsmitte auf, und eine beträchtliche Menge von Leistung wird in Strahlungsmodi gekoppelt. Das heißt, dass die Dämpfung durch Strahlungsmodi groß ist, und die Schwelle des Bragg-Modes nimmt zu. Im Gegensatz dazu sind, wie in 4A gezeigt, Strahlungsmodi von Gittern 2-ter Ordnung, die die asymmetrische Querschnittskonfiguration aufweisen, in Teile mit intensiven Strahlungsmodi (auf der linken Seite in der Zeichnung) und Teile mit schwachen Strahlungsmodi (auf der rechten Seite in der Zeichnung) bei dem λ/4-Phasenschieber in der Kavitätsmitte aufgeteilt. Dies hängt davon ab, ob die jeweils von den beiden geführten Moden erzeugten Strahlungsmoden, die sich nach links und rechts ausbreiten, konstruktiv oder destruktiv in den Gittern interferieren. In dem Fall von asymmetrischen Gittern unterliegt die Leistung der geführten Moden weniger einer Konvertierung in Strahlungsmodi als bei symmetrischen Gittern, und die Schwelle wird klein gehalten, wie veranschaulicht. Zusätzlich ist bemerkt worden, als Ergebnis von detaillierten Untersuchungen durch den Erfinder, dass, obwohl dies nicht gezeigt ist, in einem Fall von asymmetrischen Gittern die Dämpfung durch Strahlungsmodi in den Sub-Moden weg von den Bragg-Moden zunimmt, wie durch offene Kreise in 2 links bzw. rechts gezeigt. Das heißt, dass in dem Fall von asymmetrischen Gittern die Schwelle des 0-ten Mode niedrig ist, und eine Verstärkungsdifferenz ebenso zwischen Moden auf beiden Seiten behalten wird, was eine Oszillation in einem longitudinalen Monomode vereinfacht.
Wie obenstehend im Detail erläutert, ist die hier gezeigte Ausführungsform dahingehend vorteilhaft, dass ein Kombinieren einer asymmetrischen Querschnittskonfiguration mit einer Gitterperiode einer hohen Ordnung und eines Phasenschiebers eine Eigenschaft ähnlich jener übermäßig einer Gitter 1-ter Ordnung erhalten werden kann. Das heißt, sie weist den Vorteil auf, dass ein DFB-Laser, der einen niedrigen Schwellenwert und eine Monomode-Fähigkeit gleich jener von herkömmlichen Gittern 1-ter Ordnung aufweist, viel einfacher als herkömmliche Laser unter Verwendung von Gittern 1-ter Ordnung hergestellt werden kann. Außerdem ist er, da κ-Werte äquivalent jenen von tiefen Gittern mit flacheren Gittern verwirklicht werden können, dieser effizient.
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert werden.
5 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur eines DFB-Lasers gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Hinsichtlich dieser Ausführungsform sind Komponenten äquivalent jenen der voran stehenden ersten Ausführungsform durch gemeinsame Bezugszeichen in 5 bezeichnet, und ihre detaillierte Erläuterung ist weggelassen. In dem in 5 gezeigten Laser ist die asymmetrische Querschnittskonfiguration der Gitter 11 zwischen dem linken Teil und dem rechten Teil bezüglich des λ/4-Phasenschiebers 15 in der Kavitätsmitte symmetrisch. Das heißt, dass der Blaze-Winkel der Gitter 11 unterschiedlich zwischen dem linken Teil und dem rechten Teil, getrennt an dem Phasenschieber 15 ist, und der Blaze-Winkel des linken Teils und jener des rechten Teils sind zueinander symmetrisch. In dem Beispiel der 5 sind Neigungen des Gitters, das dem Phasenschieber 15 gegenübersteht, sanfter.
In 5 sei die Periode der Gitter 11 Λ, und der Neigungsabschnitt auf der rechten Seite sei Δ. Dann entspricht die Querschnittskonfiguration der Gitter in der in 5 gezeigten Laserstruktur einem asymmetrischen Dreieck Δ/Λ = 0,75 auf der linken Seite des λ/4-Phasenschiebers und einem asymmetrischen Dreieck von Δ/Λ = 0,25 auf der rechten Seite davon.
6 ist ein Diagramm, das eine αL-δL-Beziehung der Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. Das heißt, dass ähnlich wie in dem früheren Beispiel offene Kreise Werte sind, die durch ein Ändern der Tiefe der Gitter von 20 nm auf 180 nm in den Intervallen von 40 nm erhalten werden. Ausgefüllte Kreise stellen αL-δL-Eigenschaften herkömmlicher Gitter 1-ter Ordnung dar, die den gleichen κ-Wert aufweisen.
In dem hier gezeigten DFB-Laser kann die Schwellenverstärkung αL kleiner als bei der ersten Ausführungsform, die zuvor erläutert ist, verringert werden, ungeachtet der Verwendung von Gittern 2-ter Ordnung. Das heißt, dass, wie in 6 gezeigt, αL des Lasers gemäß dieser Ausführungsform nicht wesentlich unterschiedlich von jenem der Gitter 1-ter Ordnung ist. Zusätzlich sind αL-Werte zweier longitudinaler Moden, die auf der linken Seite und der rechten Seite des 0-ten Modes in 6 existieren, relativ groß, und eine größere Schwellenverstärkungsdifferenz kann erhalten werden. Dies liegt daran, dass die Strahlungsmode-Dämpfung in diesen Untermoden viel mehr zunimmt. Ferner weist in dieser Ausführungsform der Phasenschieber 15 vorzugsweise einen Versatzbetrag einer Phase innerhalb des Bereichs von λ/8 bis 3λ/8 von beliebigen Ganzzahlen mal der geführten Wellenlänge λ auf. λ/4, das obenstehend erwähnt ist, entspricht dem optimalen Wert.
7 zeigt das Intensitätsprofil von Strahlungsmoden in der axialen Richtung in der Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform. Das heißt, dass 7 Strahlungsmoden für den Mode am nächsten zu dem 0-ten Mode zeigt, d.h. der Bragg-Mode-Bedingung. Es ist aus 7 bekannt, dass der Strahlungsmode des 0-ten Modes in dieser Ausführungsform sehr niedrig ist. Dies liegt daran, dass nahezu sämtliche der Strahlungsmoden aus dem Wellenleiter aufgrund ihrer destruktiven Interferenz in den Gittern nicht austreten.
Wie obenstehend erläutert, kann gemäß der zweiten Ausführungsform eine ausgezeichnetere Monomode-Fähigkeit als bei Gittern 1-ter Ordnung erhalten werden, und ihre Schwelle wird klein gehalten, wie auch äquivalent verringert. Überdies ist ihre Herstellung einfacher als die feinen Gitter erster Ordnung.
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
8 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur eines Hauptteils eines DFB-Lasers gemäß der dritten Ausführungsform schematisch zeigt.
Hier sind wiederum Komponenten äquivalent zu jenen der ersten Ausführungsform durch gemeinsame Bezugszeichen in 8 bezeichnet, und ihre detaillierte Erläuterung ist weggelassen. Ferner ist in dem hier gezeigten Laser die asymmetrische Querschnittskonfiguration der Gitter 11 zwischen dem linken Teil und dem rechten Teil bezüglich des λ/4-Phasenschiebers 15 in der Kavitätsmitte symmetrisch. In dieser Ausführungsform sind jedoch Neigungen des Gitters, die dem Phasenschieber 15 gegenüberstehen, steiler. Das heißt, dass die Querschnittskonfiguration der Gitter 11 in der in 5 gezeigten Laserstruktur einem asymmetrischen Dreieck von Δ/Λ = 0,25 auf der linken Seite des λ/4-Phasenschiebers 15 und einem asymmetrischen Dreieck von Δ/Λ = 0,75 auf der rechten Seite davon entspricht.
9 ist ein Diagramm, das eine αL-δL-Beziehung der Struktur gemäß der dritten Ausführungsform zeigt. Das heißt, dass ähnlich zu dem früheren Beispiel offene Kreise Werte sind, die durch ein Ändern der Tiefe der Gitter von 20 nm bis 180 nm in Intervallen von 40 nm erhalten werden. Ausgefüllte Kreise stellen αL-δL-Eigenschaften herkömmlicher symmetrischer Gitter 1-ter Ordnung dar, die den gleichen Wert von κ aufweisen.
10 zeigt das Intensitätsprofil von Strahlungsmoden in der axialen Kavitätsrichtung in der Struktur gemäß der dritten Ausführungsform. Das heißt, dass 10 Strahlungsmoden für den 0-ten Mode zeigt, d.h. den Mode am nächsten zu der Bragg-Bedingung.
Wie aus 10 erkannt wird, sind Strahlungsmodi in dem Laser gemäß dieser Ausführungsform sehr stark. Dies liegt daran, dass eine konstruktive Interferenz innerhalb der Gitter auftritt. Das heißt, dass in dieser Ausführungsform Strahlungsmodi zu groß sind, und wenn die Tiefe der Gitter zunimmt, nimmt die Strahlungsdämpfung um so viel zu. Spezifischer nimmt, wie durch offene Kreise in den αL-δL-Graphen der 9 gezeigt, wenn die Tiefe der Gitter zunimmt, αL des 0-ten Modes ab, bis die Tiefe 180 nm ist, aber dann kehrt αL um, um zuzunehmen. Dies bedeutet, dass die Schwelle zunimmt. Ähnlich wird der Unterschied in αL von Sub-Moden auch sehr gering reduziert. Deswegen ist ihr longitudinales Monomode-Betriebsverhalten nicht so gut.
Diese Ausführungsform kann jedoch positiv die intensiven Strahlungsmoden im Gegensatz zu der voran stehenden Ausführungsform verwenden. Beispielsweise kann durch ein Einsetzen dieser Ausführungsform in einer Oberflächen emittierenden Lichtemissionsvorrichtung, wie etwa einem Gitter gekoppelten, Oberflächen emittierenden Laser (GCSEL) unter Verwendung eines Strahlungsmodes als sein Ausgang der optische Ausgang erhöht werden. Deswegen kann durch ein geeignetes Einstellen des κ-Werts ein Oberflächen emittierender Laser mit einem hohen Ausgang verwirklich werden.
Ferner weist in dieser Ausführungsform der Phasenschieber 15 vorzugsweise einen Versatzbetrag einer Phase innerhalb des Bereichs von λ/8 bis λ3/8 von beliebigen Ganzzahlen mal der geführten Wellenlänge λ auf. λ/4, das obenstehend erwähnt ist, entspricht dem optimalen Wert.
Als nächstes wird die vierte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
11 ist ein Diagramm, das schematisch eine Querschnittsstruktur eines Hauptteils eines DFB-Lasers gemäß der vierten Ausführungsform zeigt. Hier sind wiederum Komponenten äquivalent jenen der ersten Ausführungsform mit gemeinsamen Bezugszeichen in 11 bezeichnet, und ihre detaillierte Erläuterung ist weggelassen. Es ist beabsichtigt, dass der hier gezeigte Laser die gleiche Funktion wie in 5 durch ein Einsetzen einer HR-AR-(Hochreflektivitäts-Anti-Reflexions-)-Struktur durchführt. Das heißt, dass dann, wenn ein Spiegelbild durch ein Umdrehen der in 11 gezeigten Struktur an der Position des HR 60 abgebildet wird, wird eine Struktur äquivalent zu dem Laser der 5 erhalten. In diesem Fall fungiert die Facette mit dem HR 60 als ein Phasenschieber. Zu diesem Zweck sind die Reflektivität der Facettenphase bei dem HR 60 und seine relative Phase wichtig. Mit anderen Worten, kann durch ein Optimieren von diesen eine in hohem Maße effiziente Funktion des λ/4-Phasenschiebers erhalten werden. Ferner weist in dieser Ausführungsform die Facette bei dem HR 60 vorzugsweise einen Versatzbetrag einer Phase äquivalent zu der zentralen Phasenschieberstruktur wie in dem Bereich von λ/8 bis λ3/8 von beliebigen Ganzzahlen mal der geführten Wellenlänge λ auf. 1/4, das obenstehend erwähnt ist, entspricht dem optimalen Wert.
Gemäß der vierten Ausführungsform können die gleichen verschiedenen Wirkungen wie jene der zweiten Ausführungsform unter Verwendung einer einfachen Struktur erhalten werden.
Das heißt, dass eine ausgezeichnetere Monomode-Fähigkeit als mit Gittern 1-ter Ordnung erhalten werden kann, und ihre Schwelle kann ebenso niedrig gehalten werden. Überdies ist ihre Herstellung einfacher als mit feinen Gittern 1-ter Ordnung.
Überdies ist die vierte Ausführungsform derart konfiguriert, als ob der Wellenleiter um den Phasenschieber zurückgefaltet ist. Deswegen kann, unter der Annahme, dass die Größe der Vorrichtung konstant ist, die Kavitätslänge L effektiv länger durch den Rückkehrbetrag angesehen werden, und der Kopplungskoeffizient κ kann kleiner sein. Das heißt, dass die Gitter flacher sein können. Zum Einkerben von flacheren Gittern kann die Wellenleiterschicht um so viel dünner sein. Deswegen ist die Ausführungsform wirksam beim Verbessern der Spanne für die Auslegung des Wellenleiters. In der vorliegenden Erfindung ist, auch wenn die Gitter flacher sind, ihre optimale Tiefe nicht geringer als 60 nm. Deswegen ist ihre Herstellung viel einfacher als in dem Fall, bei dem Gitter erster Ordnung (20 nm bis 30 nm) verwendet werden.
Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
12 ist ein Diagramm, das eine Querschnittsstruktur eines Hauptteils eines DFB-Lasers gemäß der fünften Ausführungsform schematisch zeigt. Hier sind wiederum Komponenten äquivalent jenen der ersten Ausführungsform durch gemeinsame Bezugszeichen in 12 bezeichnet, und ihre detaillierte Erläuterung ist weggelassen. Es ist beabsichtigt, dass der hier gezeigte Laser die gleiche Funktion wie in 8 durch Einsetzen einer HR-AR-(Hochreflektivitäts-Anti-Reflexions-)-Struktur durchführt. Das heißt, dass dann, wenn ein Spiegelbild durch ein Umdrehen der in 12 gezeigten Struktur an der Position des HR 60 abgebildet wird, eine Struktur äquivalent zu dem Laser der 8 erhalten wird. In diesem Fall fungiert die Facette mit dem HR 60 als ein Phasenschieber. Hier sind wiederum die Reflektivität der Facettenphase bei dem HR 60 und seine relative Phase wichtig. Mit anderen Worten, kann, indem sie optimiert werden, eine in hohem Maße effektive Funktion eines λ/4-Phasenschiebers erhalten werden. Auch weist in dieser Ausführungsform die Facette bei dem HR 60 vorzugsweise einen Versatzbetrag einer Phase äquivalent zu der zentralen Phasenschieberstruktur in dem Bereich von λ/8 bis λ3/8 von beliebigen Ganzzahlen mal der geführten Wellenlänge λ auf. λ/4, das obenstehend erwähnt ist, entspricht dem optimalen Wert.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, Strahlungsmoden unter Verwendung einer einfachen Struktur zu intensivieren, und die gleichen verschiedenen Wirkungen wie jene der dritten Ausführungsform können erhalten werden. Das heißt, dass eine Oberflächen emittierende Vorrichtung mit hohem Ausgang, wie etwa GCSEL, verwirklicht werden kann.
Überdies ist die vierte Ausführungsform auch konfiguriert, wenn der Wellenleiter bei dem Phasenschieber zurückgefaltet ist. Deswegen kann, unter der Annahme, dass die Größe der Vorrichtung konstant ist, die Kavitätslänge L als effektiv länger durch den Umkehrbetrag angesehen werden, und der Kopplungskoeffizient κ kann kleiner sein. Das heißt, dass die Gitter flacher sein können. Zum Einkerben von flacheren Gittern kann die Wellenleiterschicht um so viel dünner sein. Deswegen ist die Ausführungsform wirksam beim Verbessern der Spanne für die Auslegung des Wellenleiters. In der vorliegenden Erfindung ist, auch wenn die Gitter flacher sind, ihre optimale Tiefe nicht geringer als 60 nm, wie obenstehend offenbart. Deswegen ist ihre Herstellung immer noch viel einfacher als in dem Fall, in dem die Gitter 1-ter Ordnung verwendet werden (20 nm bis 30 nm).
Als nächstes wird die sechste Ausführungsform der Erfindung erläutert werden.
Die 13A bis 13D sind Querschnittsansichten, die einen Hauptteil eines Herstellungsverfahrens für einen DFB-Laser gemäß der sechsten Ausführungsform zeigen. Das heißt, dass diese Figuren ein Verfahren zum Herstellen der Gitter gemäß der zuvor erläuterten zweiten oder dritten Ausführungsform zeigen.
Im Allgemeinen wird ein Verarbeiten zum Invertieren des Blaze-Winkels von Gittern zwischen seinen linken und rechten Seiten um den Phasenschieber als erheblich schwierig angesehen. Wenn Naßätzen verwendet wird, verschwindet die (111)-A-Ebene in unerwünschter Weise, und symmetrische Gitter werden gebildet. Obwohl asymmetrische Gitter unter Verwendung eines Substrats hergestellt werden können, die einen Versatzwinkel von der (100)-Ebene aufweisen, kann der Blaze-Winkel um den Phasenschieber nicht invertiert werden.
Um dies zu verwirklichen, wird ein Trockenätzprozess, der weniger abhängig von der Oberflächenorientierung ist, verwendet. Ionenabtragen und reaktives Ionenätzen (RIE, reaktive ion etching) sind Beispiele eines Trockenätzens dieses Typs.
Zunächst wird, wie in 13A gezeigt, eine Maske 16, die der Periode der Gitter entspricht, auf der Oberfläche der Halbleiterschicht zum Einkerben der Gitter gebildet. Ein geeignetes von verschiedenen Materialien, wie etwa ein Resist und ein Siliziumoxidfilm, kann als das Material der Maske 16 verwendet werden.
Als nächstes werden, wie in 13B gezeigt, durch ein Einführen eines Ätzgases oder ein mechanisches Kratzen von Ionenstrahlen schräg gegenüber der Substratoberfläche die Blaze-Winkel ausgeführt. In diesem Fall wird eine Seite des Phasenschiebers 15 durch eine geeignete Maske geschützt, und die Blaze-Gitter werden nur auf der anderen Seite ausgeführt. Bei diesem Ätzen wird die darunterliegende Schicht der Maske 16 vorzugsweise geringfügig entfernt, wie etwa durch ein geeignetes Induzieren des isotropen Ätzmodes durch ein Benutzen etwa eines "Eindringens" des Ätzgases. Durch ein eben solches Ätzen der darunterliegenden Schicht der Maske 16 können Gitter mit der asymmetrischen dreieckigen Querschnittskonfiguration erhalten werden.
Als nächstes werden, wie in 13C gezeigt, die einmal hergestellten Gitter durch eine Metallmaske abgedeckt, und Gitter eines unterschiedlichen Blaze-Winkels werden mit einem unterschiedlichen Einfallswinkel gebildet.
Schließlich sind, wie in 13D gezeigt, durch ein Entfernen der Maske 16, die vorgesehenen Gitter vervollständigt. Die 13A bis 13D zeigen nur einen Teil des Lasers zum Einkerben der Gitter 11 und lassen den anderen Teil aus der Veranschaulichung weg.
Als nächstes wird eine erste Modifikation dieser Ausführungsform erläutert.
14A bis 14D sind Querschnittsansichten, die einen Hauptteil eines Herstellungsverfahrens für einen DFB-Laser gemäß der sechsten Ausführungsform grob zeigen. Das heißt, dass diese Figuren ein Verfahren zum Herstellen der asymmetrischen Gitter zeigen.
In dieser Modifikation wird, wie zunächst in 14A gezeigt, eine Maske 16, die eine symmetrische Querschnittskonfiguration aufweist, auf die Halbleiterschicht 3 ausgeführt. Die Querschnittskonfiguration ist vorzugsweise dreieckig, muss aber nicht eine strikte Dreieckkonfiguration sein.
Als nächstes wird, wie in 14B gezeigt, ein anisotropes Ätzen diagonal von oberhalb der Maske 16 ausgeführt. In diesem Fall ist der Einfallswinkel der Ätzstrahlen vorzugsweise ungefähr parallel zu den Neigungen der Maske.
Als nächstes wird, wie in 14C gezeigt, eine Art von Neigungen der Maske 16 geätzt. Dann wird von den dünnsten Abschnitten an den Fußpunkten der Neigungen der Maske 16 die darunterliegende Halbleiterschicht 3 allmählich freigelegt, und ein Ätzen der Halbleiterschicht 3 schreitet fort. Somit variiert, in Abhängigkeit von der Beziehung der Ätzgeschwindigkeit zwischen der Maske 16 und der Halbleiterschicht 3, der Winkel der geätzten Ebenen.
15 ist eine Querschnittsansicht, die den Winkel einer geätzten Ebene grob zeigt.
Das heißt, dass die gestrichelten Linien A und A' Ätzebenen in dem Fall bezeichnen, wo die Maske 16 und die Halbleiterschicht 3 in der Ätzgeschwindigkeit gleich sind. Wenn das Ätzen, so wie es ist, fortschreitet, werden symmetrische Gitter, die die gestrichelten Linien 0-A'-0 verbinden, eingekerbt. Das heißt, dass in diesem Fall die Konfiguration der Maske 16 direkt auf die Halbleiterschicht 3 kopiert wird, und die Winkel der geätzten Ebenen gleich jenen der Neigungen der Maske 16 sind.
Andererseits stellen gestrichelte Linien B-B' Ätzebenen für den Fall dar, wo die Ätzgeschwindigkeit der Halbleiterschicht geringer als jene der Maske ist. In diesem Fall neigen sich geätzte Ebenen der Halbleiterschicht sanfter als die Neigung der Maske. Wenn das Ätzen, so wie es ist, fortschreitet, werden asymmetrische Gitter, die die gestrichelten Linien 0-B'-0 verbinden, eingekerbt.
Gestrichelte Linien C und C' stellen Ätzebenen in dem Fall dar, bei dem die Ätzgeschwindigkeit der Halbleiterschicht schneller als jene der Maske ist. In diesem Fall werden Ätzebenen der Halbleiterschicht steilere Neigungen als die Neigungen der Maske. Wenn das Ätzen fortschreitet, so wie es ist, werden asymmetrische Gitter, die gestrichelte Linien 0-C'-0 verbinden, eingekerbt.
Wie obenstehend erläutert, können gemäß dieser Modifikation, indem ein anisotropes Ätzen von einer schrägen Richtung auf die Maske ausgeführt wird, die eine symmetrische Querschnittskonfiguration aufweist, asymmetrische Gitter eingekerbt werden. Der Blaze-Winkel der hier hergestellten Gitter kann durch ein Auswählen eines geeigneten Materials der Maske und durch ein Einstellen des Verhältnisses ihrer Ätzgeschwindigkeiten relativ zu jener der Halbleiterschicht gesteuert werden.
Als nächstes wird eine zweite Modifikation der sechsten Ausführungsform erläutert.
Die 16A bis 16C sind Querschnittsansichten, die einen Hauptteil eines Herstellungsverfahrens für einen DFB-Laser gemäß der sechsten Ausführungsform grob zeigen. Das heißt, dass diese Figuren ein Verfahren zum Herstellen der asymmetrischen Gitter zeigen.
Bei dieser Modifikation wird zunächst, wie in 16A gezeigt, eine Maske 16, die eine asymmetrische Querschnittskonfiguration aufweist, auf der Halbleiterschicht 3 ausgeführt. Die Querschnittskonfiguration ist vorzugsweise dreieckig, muss aber nicht eine strikte dreieckige Konfiguration sein.
Als nächstes wird, wie in 16B gezeigt, ein anisotropes Ätzen von oberhalb der Maske 16 ausgeführt. In diesem Fall kann der Einfallswinkel der Ätzstrahlen ungefähr senkrecht zu der Hauptfläche der Halbleiterschicht sein. Dann wird die Maske 16 geätzt, und die darunterliegende Halbleiterschicht wird allmählich freigelegt und von dünnen Abschnitten der Maske 16 geätzt.
Zu der Zeit, wenn die Maske 16 vollständig geätzt ist, wird die asymmetrische Konfiguration der Maske auf die Halbleiterschicht 3 übertragen, und asymmetrische Gitter 11 können hergestellt werden, wie in 16C gezeigt. Wenn die Maske und die Halbleiterschicht in der Ätzgeschwindigkeit unterschiedlich sind, werden der Winkel einer Neigung der Maske und der Winkel von Neigungen der Halbleiterschicht unterschiedlich, während die Asymmetrie aufrechterhalten wird. Deswegen können anisotrope Gitter einer vorbestimmten Tiefe durch ein Auswählen eines geeigneten Maskenmaterials und ein Einstellen des Verhältnisses seiner Ätzgeschwindigkeit relativ zu jener der Halbleiterschicht eingekerbt werden.
Als nächstes wird die siebte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
17 ist eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht, die einen DFB-Laser gemäß der siebten Ausführungsform schematisch veranschaulicht. Der hier gezeigte Laser weist eine sogenannte vergrabene Struktur (BH: vergrabene Heterostruktur, buried heterostructure) auf. Das heißt, dass eine aktive Schicht 2 einer Mehrfachquantentopf-(MQW, multiple-quantum well)-Struktur in der Form eines Streifens auf einem InP-Substrat 1 vom n-Typ gebildet ist. Die aktive Schicht 2 weist Gitter 12 an ihren Seitenebenen und vergraben mit InP 4 vom p-Typ auf. Die Gitter weisen eine asymmetrische Konfiguration zweiter oder höherer Ordnung auf und können einen Phasenschieber, der nicht gezeigt ist, einschließen. Das heißt, dass die gleichen Gitter wie irgendeines der ersten bis fünften Ausführungsformen eingekerbt werden können.
Eine InP-Schicht 70 vom n-Typ ist eine Stromblockierschicht zum Einschnüren eines Stroms in die aktive Schicht 2. Die InP-Schicht 70 vom n-Typ weist eine Öffnung oberhalb der aktiven Schicht 2 auf und fungiert, einen Strom durch eine Verbindung mit umgekehrter Vorspannung in dem übrigen Bereich zu blockieren. Ferner ist auf dem InP 4 vom p-Typ eine InGaAsP-Kontaktschicht 5 gebildet, und die p-Seiten-Elektrode 21 und die n-Seiten-Elektrode 20 sind auf der Oberseite und der Unterseite der Vorrichtung gebildet.
Ferner werden, wenn die Gitter 12 auf einer Seitenebene der streifenförmigen aktiven Schicht 2 eingekerbt sind, die gleichen Wirkungen wie jene der ersten bis fünften Ausführungsformen erhalten. Zusätzlich kann in dieser Ausführungsform, da die Gitter auf den Seitenebenen der Wellenleiterstruktur eingekerbt werden, jedwede gewünschte Form von Beugungsgittern durch eine Maskenausrichtung mit einem Schuss verwirklicht werden. Das heißt, dass, da die Gitter gleichzeitig mit dem Strukturieren zum Bilden der zu vergrabenden aktiven Wellenleiterschicht 2 eingekerbt werden können, Herstellungsprozeduren dafür weggelassen werden können. Zusätzlich kann, da ihre Konfiguration durch die Maske gesteuert werden kann, jedwede asymmetrische Struktur einfach unter Verwendung eines geeigneten Maskenmusters erhalten werden.
Als nächstes wird die achte Ausführungsform der Erfindung erläutert.
18 ist ein Diagramm, das schematisch ein optisches Kommunikationssystem gemäß der achten Ausführungsform zeigt. Das hier gezeigte System weist optische Funktionseinheiten 700 auf, die jedwede der optischen Funktionsvorrichtungen gemäß der oben erläuterten Ausführungsformen einschließen, und optische Signale werden durch optische Fasern 800 übertragen. Überdies sind elektronische Schaltungen 900 zum Verarbeiten von Empfangssignalen um die optischen Funktionseinheiten 700 herum bereitgestellt.
DFB-Laser gemäß der Erfindung sind Kostengünstig und in einer longitudinalen Monomode-Eigenschaft und einer Oszillationseigenschaft mit niedriger Schwelle ausgezeichnet. Deswegen sind optische Kommunikationsvorrichtungen, die diese einschließen, ebenso kostengünstig und in der Eigenschaft ausgezeichnet, und weisen somit einen großen Vorteil auf. Das heißt, dass die Erfindung ein Einsetzen von optischen Übertragungssystemen mit hoher Kapazität zu geringen Kosten ermöglicht und Infrastrukturen von Informations-Kommunikationssystemen in hohem Maße bereichern kann.
Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung sind obenstehend unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele erläutert worden. Die Erfindung ist jedoch auf diese Beispiele nicht beschränkt. Beispielsweise sind diese spezifischen Beispiele unter Hinzunahme von DFB-Lasern erläutert worden, die Erfindung kann beispielsweise ähnlich auf Laser mit verteiltem Bragg-Reflektor (DBR-Laser, distributed Bragg reflector laser) angewandt werden und stellt im Wesentlichen die gleichen Wirkungen sicher.
Zusätzlich ist die Erfindung weithin anwendbar auf sämtliche optische Funktionsvorrichtungen, die einen Wellenleiter und Gitter aufweisen, die in seiner Längsrichtung verlaufen.
Was asymmetrische Konfigurationen betrifft, sind verschiedene Moden außer jenen, die in den spezifischen Beispielen verwendet werden, verwendbar, und Fachleute können einen geeigneten davon auswählen. Beispielsweise kann eine Asymmetrie von Blaze-Winkeln allmählich entlang des Wellenleiters geändert werden. Alternativ können drei oder mehrere Bereiche, die in der Asymmetrie unterschiedlich sind, entlang des Wellenleiters bereitgestellt werden.
Außerdem sind unzählige Kombinationen der Anzahl, Position und Größe des Phasenschiebers vorhanden. Verschiedene Asymmetrien und Kombinationen können in Übereinstimmung mit Anwendungen ausgeführt werden, und Fachleute können eine davon wählen. Das heißt, dass weitreichende Anwendungen möglich sind, indem von dem Konzept der Erfindung nicht abgewichen wird, indem nämlich Eigenschaften durch geeignete Kombinationen einer Asymmetrie mit ihrer Verteilung, eines Phasenschiebers und/oder einer Facettenphase optimiert werden.
Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsform offenbart worden ist, um ein besseres Verständnis derselben zu erleichtern, sollte erkannt werden, dass die Erfindung auf verschiedene Arten verwirklicht werden kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Deswegen sollte erkannt werden, dass die Erfindung sämtliche möglichen Ausführungsformen und Modifikationen an den gezeigten Ausführungsformen einschließt, die verwirklicht werden können, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen, wie es in den angehängten Ansprüchen offenbart ist.

Claims

Optische Funktionsvorrichtung zum Emittieren von Licht eines spezifischen Wellenlängenspektrums, umfassend einen Wellenleiter (3) und Gitter (11, 12), die entlang des Wellenleiters gebildet sind, wobei die Gitter (11, 12) eine Bragg-Beugung 2-ter oder höherer Ordnung von Licht mit dem spezifischen Wellenlängenspektrum herbeiführen, wobei die Gitter (11, 12) eine Einheitsstruktur aufweisen, der in einer Längsrichtung des Wellenleiters asymmetrisch ist, dahingehend, dass sie Vorsprünge aufweisen, die periodisch entlang des Wellenleiters (3) ausgerichtet sind und jeweils die Einheitsstruktur mit einer asymmetrischen Querschnittskonfiguration bilden, wobei die Gitter (11, 12) zumindest zwei Einheitsbereiche aufweisen, die zumindest in einer Phasenschiebediskontinuität der Gitter geteilt sind, wobei beide Kantenfacetten des Wellenleiters (3) eine niedrige Reflektivität aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die asymmetrische Querschnittskonfiguration der Gitter (11, 12) in zumindest zwei Einheitsstrukturen symmetrisch zueinander bezüglich der Phasenschiebediskontinuität sind.
Optische Funktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die asymmetrischen Querschnittskonfigurationen der Gitter (11) symmetrisch zwischen dem linken Teil und dem rechten Teil bezüglich der λ/4-Phasenverschiebung (15) in der Kavitätsmitte sind, und wobei Neigungen der Gitter, die dem Phasenverschieber (15) gegenüberstehen, sanfter sind, so dass Strahlungsmoden von den zwei Einheitsstrukturen zu einer destruktiven Interferenz dazwischen führen.
Optische Funktionsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Gitter (11, 12) eine Mehrzahl von Vorsprüngen einschließen, die periodisch entlang einer Längsachse des Wellenleiters (3) ausgerichtet sind und jeweils jede Einheitsstruktur bilden, wobei jeder Vorsprung eine dem Phasenschieber (15) gegenüberstehende Neigung definiert, die sanfter als eine Neigung auf der fernen Seite des Phasenschiebers ist, wobei der Phasenschieber in der Phase um {nλ +/– (1/8 ~ 3/8)λ} ist, wobei λ die geführte Wellenlänge ist und n die beliebige Ganzzahl ist.
Optische Funktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die asymmetrische Querschnittskonfiguration der Gitter (11) symmetrisch zwischen dem linken Teil und dem rechten Teil bezüglich der λ/4-Phasenschieber (15) in dem Kavitätszentrum ist, wobei Neigungen des Gitters, die dem Phasenschieber (15) gegenüberstehen, steiler sind, so dass Strahlungsmoden von den zwei Einheitsstrukturen zu einer konstruktiven Interferenz dazwischen führen.
Optische Funktionsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Gitter (11, 12) eine Mehrzahl von Vorsprüngen einschließen, die periodisch entlang einer Längsachse des Wellenleiters (3) ausgerichtet sind und jeweils jede Einheitsstruktur bilden, wobei jeder Vorsprung eine die dem Phasenschieber (15) gegenüberstehende Neigung definiert, die steiler als eine Neigung auf der fernen Seite des Phasenschiebers ist, wobei der Phasenschieber in der Phase um {n 1 +/– (1/8 ~ 3/8)λ} ist, wobei λ die geführte Wellenlänge ist und n die beliebige Ganzzahl ist.
Optische Funktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wellenleiter durch ein Verarbeiten eines Dünnfilms (2) in die Form eines Streifens gebildet ist, wobei die Gitter (12) auf einer Seitenebene des streifenförmigen Dünnfilms (2) gebildet sind.
Optische Funktionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die optische Funktionsvorrichtung als ein DFB-Laser oder ein DBR-Laser arbeitet.
Optisches Kommunikationssystem, umfassend: eine optische Funktionseinheit (700), die ein Lichtsignal ausgibt; und eine optische Faser (800), die das Lichtsignal, das von der optischen Funktionseinheit ausgegeben wird, überträgt, wobei die optische Funktionseinheit (700) eine optische Funktionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 einschließt.