JP2003270604A - 波長制御光装置及び光制御方法 - Google Patents
波長制御光装置及び光制御方法Info
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- H—ELECTRICITY
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御が容易で、かつ応答速度の速い波長可変
レーザ発振器を構成することが可能な波長制御光装置を
提供する。 【解決手段】 基板上に、光を導波させる第１の光導波
路が形成されている。さらに、基板上に、第１の光導波
路の少なくとも一部に、光の導波方向に伝播する弾性表
面波を発生させる弾性表面波トランスデューサが形成さ
れている。
レーザ発振器を構成することが可能な波長制御光装置を
提供する。 【解決手段】 基板上に、光を導波させる第１の光導波
路が形成されている。さらに、基板上に、第１の光導波
路の少なくとも一部に、光の導波方向に伝播する弾性表
面波を発生させる弾性表面波トランスデューサが形成さ
れている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長制御光装置に
関し、特に波長可変レーザ発振器への適用に適した波長
制御光装置に関する。
関し、特に波長可変レーザ発振器への適用に適した波長
制御光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長可変レーザ発振器として、サンプル
ドグレーティングレーザ発振器や、マイクロ電子機械シ
ステムミラーを集積した垂直共振型面発光レーザ発振器
（micro electro-mechanical systems（ＭＥＭＳ）ミラ
ー集積vertical cavity surface emitting laser（ＶＣ
ＳＥＬ））等が知られている。
ドグレーティングレーザ発振器や、マイクロ電子機械シ
ステムミラーを集積した垂直共振型面発光レーザ発振器
（micro electro-mechanical systems（ＭＥＭＳ）ミラ
ー集積vertical cavity surface emitting laser（ＶＣ
ＳＥＬ））等が知られている。
【０００３】図３（Ａ）に、サンプルドグレーティング
レーザ発振器の概略断面図を示す。活性層１００が下側
クラッド層１０１と上側クラッド層１０２とで挟まれて
いる。光の伝播方向に第１の反射鏡領域１１０、利得領
域１１１、位相調整領域１１２、及び第２の反射鏡領域
１１３が画定されている。
レーザ発振器の概略断面図を示す。活性層１００が下側
クラッド層１０１と上側クラッド層１０２とで挟まれて
いる。光の伝播方向に第１の反射鏡領域１１０、利得領
域１１１、位相調整領域１１２、及び第２の反射鏡領域
１１３が画定されている。
【０００４】第１の反射鏡領域１１０及び第２の反射鏡
領域１１３においては、活性層１００と下側クラッド層
１０１との界面にグレーティング１１５及び１１６が形
成されている。グレーティング１１５及び１１６は、分
布ブラッグ反射鏡（distributed Bragg reflector（Ｄ
ＢＲ））を一定間隔で切り取った構造を有し、その反射
スペクトルのピークが等間隔に並ぶ。
領域１１３においては、活性層１００と下側クラッド層
１０１との界面にグレーティング１１５及び１１６が形
成されている。グレーティング１１５及び１１６は、分
布ブラッグ反射鏡（distributed Bragg reflector（Ｄ
ＢＲ））を一定間隔で切り取った構造を有し、その反射
スペクトルのピークが等間隔に並ぶ。
【０００５】第１の反射鏡領域１１０内のグレーティン
グ１１５と、第２の反射鏡領域１１３内のグレーティン
グ１１６は、ＤＢＲの切り取り周期が相互に異なる。こ
のため、反射スペクトルのピークの間隔も相互に異な
る。第１の反射鏡領域１１０の反射スペクトルの複数の
ピークのうち１つが、第２の反射鏡領域１１３の反射ス
ペクトルの１つのピークに重なる。このピークの重なっ
た波長で、レーザ発振器が発振する。
グ１１５と、第２の反射鏡領域１１３内のグレーティン
グ１１６は、ＤＢＲの切り取り周期が相互に異なる。こ
のため、反射スペクトルのピークの間隔も相互に異な
る。第１の反射鏡領域１１０の反射スペクトルの複数の
ピークのうち１つが、第２の反射鏡領域１１３の反射ス
ペクトルの１つのピークに重なる。このピークの重なっ
た波長で、レーザ発振器が発振する。
【０００６】下側クラッド層１０１を通して、共通電極
１２０から活性層１００にキャリアが注入される。上側
クラッド層１０２のうち、第１の反射鏡領域１２１、利
得領域１２２、位相調整領域１２３、及び第２の反射鏡
領域１２４の表面上に、それぞれ電極１２１、１２２、
１２３、及び１２４が形成されている。第１の反射鏡領
域１１０の表面上の電極１２１から活性層１００にキャ
リアを注入すると、第１の反射鏡領域１１０の反射スペ
クトルのピーク位置がシフトする。このため、第１の反
射鏡領域１１０及び第２の反射鏡領域１１３の反射スペ
クトルのピークのうち、電流未注入時に重なっていたピ
ークとは異なるピーク同士が相互に重なるようになる。
これにより、レーザ発振器の発振波長が変化する。
１２０から活性層１００にキャリアが注入される。上側
クラッド層１０２のうち、第１の反射鏡領域１２１、利
得領域１２２、位相調整領域１２３、及び第２の反射鏡
領域１２４の表面上に、それぞれ電極１２１、１２２、
１２３、及び１２４が形成されている。第１の反射鏡領
域１１０の表面上の電極１２１から活性層１００にキャ
リアを注入すると、第１の反射鏡領域１１０の反射スペ
クトルのピーク位置がシフトする。このため、第１の反
射鏡領域１１０及び第２の反射鏡領域１１３の反射スペ
クトルのピークのうち、電流未注入時に重なっていたピ
ークとは異なるピーク同士が相互に重なるようになる。
これにより、レーザ発振器の発振波長が変化する。
【０００７】この発振波長の変化は、反射鏡領域１１０
や１１３の反射スペクトルの複数のピークの間隔程度の
不連続性を有する。位相調整領域１１２の表面上の電極
１２３から活性層１００に電流を注入し、屈折率を変化
させると、実効的な光共振器長が変化する。これによ
り、発振波長の微調整を行うことができる。
や１１３の反射スペクトルの複数のピークの間隔程度の
不連続性を有する。位相調整領域１１２の表面上の電極
１２３から活性層１００に電流を注入し、屈折率を変化
させると、実効的な光共振器長が変化する。これによ
り、発振波長の微調整を行うことができる。
【０００８】図３（Ｂ）に、ＭＥＭＳミラー集積ＶＣＳ
ＥＬの概略断面図を示す。半導体基板１３０の背面に凹
部が形成され、その凹部の底面（図においては上側の
面）に励起用レーザ発振器１３９が取り付けられてい
る。半導体基板１３９の主面上に、活性層１３１、キャ
ップ層１３２が、この順番に積層されている。
ＥＬの概略断面図を示す。半導体基板１３０の背面に凹
部が形成され、その凹部の底面（図においては上側の
面）に励起用レーザ発振器１３９が取り付けられてい
る。半導体基板１３９の主面上に、活性層１３１、キャ
ップ層１３２が、この順番に積層されている。
【０００９】キャップ層１３２の表面上に電極１３３が
形成されている。励起用レーザ発振器１３９の上方に、
電極１３３を貫通する開口１３３ａが形成されている。
電極１３３の上に、スペーサ１３４を介してミラー保持
部材１３５が取り付けられている。ミラー保持部材１３
５は、電極１３３の上方に、電極１３３から所定の間隔
を隔てて配置される。開口１３３ａに対応する位置に、
ミラー保持部材１３５を貫通する開口１３５ａが形成さ
れている。ミラー１３８が開口１３５ａを塞いでいる。
ミラー１３８と、励起用レーザ発振器１３９とにより光
共振器が構成される。
形成されている。励起用レーザ発振器１３９の上方に、
電極１３３を貫通する開口１３３ａが形成されている。
電極１３３の上に、スペーサ１３４を介してミラー保持
部材１３５が取り付けられている。ミラー保持部材１３
５は、電極１３３の上方に、電極１３３から所定の間隔
を隔てて配置される。開口１３３ａに対応する位置に、
ミラー保持部材１３５を貫通する開口１３５ａが形成さ
れている。ミラー１３８が開口１３５ａを塞いでいる。
ミラー１３８と、励起用レーザ発振器１３９とにより光
共振器が構成される。
【００１０】電極１３３とミラー保持部材１３５との間
に直流電圧を印加すると、クーロン力によりミラー保持
部材１３５と電極１３３との間隔が狭まる。これによ
り、ミラー１３８が半導体基板１３０側に変位し、光共
振器長が短くなる。このように、光共振器長を変化させ
ることにより、発振波長を変化させることができる。
に直流電圧を印加すると、クーロン力によりミラー保持
部材１３５と電極１３３との間隔が狭まる。これによ
り、ミラー１３８が半導体基板１３０側に変位し、光共
振器長が短くなる。このように、光共振器長を変化させ
ることにより、発振波長を変化させることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】サンプルドグレーティ
ングレーザ発振器においては、反射鏡領域１１０または
１１３の反射スペクトルのピーク位置のシフト、及び位
相調整領域１１２の屈折率の変化により、発振波長をほ
ぼ連続的に変化させることができる。しかし、少なくと
も一方の反射鏡領域１１０及び位相調整領域１１２の双
方の屈折率を調整する必要があるため、制御が複雑にな
る。
ングレーザ発振器においては、反射鏡領域１１０または
１１３の反射スペクトルのピーク位置のシフト、及び位
相調整領域１１２の屈折率の変化により、発振波長をほ
ぼ連続的に変化させることができる。しかし、少なくと
も一方の反射鏡領域１１０及び位相調整領域１１２の双
方の屈折率を調整する必要があるため、制御が複雑にな
る。
【００１２】ＭＥＭＳミラー集積ＶＣＳＥＬにおいて
は、ミラーの変位に機械的機構を利用しているため、応
答速度が遅く、数ｍｓ程度である。
は、ミラーの変位に機械的機構を利用しているため、応
答速度が遅く、数ｍｓ程度である。
【００１３】本発明の目的は、制御が容易で、かつ応答
速度の速い波長可変レーザ発振器を構成することが可能
な波長制御光装置を提供することである。
速度の速い波長可変レーザ発振器を構成することが可能
な波長制御光装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の一観点による
と、基板上に形成され、光を導波させる第１の光導波路
と、前記基板上に形成され、前記第１の光導波路の少な
くとも一部に、光の導波方向に伝播する弾性表面波を発
生させる弾性表面波トランスデューサとを有する波長制
御光装置が提供される。
と、基板上に形成され、光を導波させる第１の光導波路
と、前記基板上に形成され、前記第１の光導波路の少な
くとも一部に、光の導波方向に伝播する弾性表面波を発
生させる弾性表面波トランスデューサとを有する波長制
御光装置が提供される。
【００１５】本発明の他の観点によると、基板上に形成
され、光を導波させる第１の光導波路と、前記基板上に
形成され、前記第１の光導波路の少なくとも一部に、光
の導波方向に伝播する弾性表面波を発生させる弾性表面
波トランスデューサとを有する波長制御光装置の該第１
の光導波路内に光を伝播させる工程と、前記弾性表面波
トランスデューサに交流電圧を印加して、弾性表面波を
励起させる工程とを有する光制御方法が提供される。
され、光を導波させる第１の光導波路と、前記基板上に
形成され、前記第１の光導波路の少なくとも一部に、光
の導波方向に伝播する弾性表面波を発生させる弾性表面
波トランスデューサとを有する波長制御光装置の該第１
の光導波路内に光を伝播させる工程と、前記弾性表面波
トランスデューサに交流電圧を印加して、弾性表面波を
励起させる工程とを有する光制御方法が提供される。
【００１６】弾性表面波を影響を受け、第１の光導波路
内に屈折率が周期的に変化する屈折率格子が形成され
る。この屈折率格子によって、第１の光導波路の光の伝
播特性が波長依存性を有することになる。
内に屈折率が周期的に変化する屈折率格子が形成され
る。この屈折率格子によって、第１の光導波路の光の伝
播特性が波長依存性を有することになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）に、本発明の第１の実
施例による波長可変レーザ発振器の平面図を示す。ｎ型
ＩｎＰからなる基板１の表面上に、ＩｎＧａＡｓＰから
なる光導波路１０が形成されている。光導波路１０は、
直線状の第１の部分１０ａ、第２の部分１０ｂ、第３の
部分１０ｃを含んで構成され、その幅は約３μｍであ
る。第１の部分１０ａと第３の部分１０ｃとは、Ｘ軸方
向（図１（Ａ）において横方向）に延在し、第２の部分
１０ｂは、Ｙ軸方向（図１（Ａ）において縦方向）に延
在する。第１〜第３の部分１０ａ〜１０ｃは、この順番
に滑らかに連結されており、クランク状に屈曲した平面
形状を呈する。第１の部分１０ａ、第２の部分１０ｂ、
及び第３の部分１０ｃの長さは、それぞれ１０ｍｍ、２
ｍｍ、及び４ｍｍである。
施例による波長可変レーザ発振器の平面図を示す。ｎ型
ＩｎＰからなる基板１の表面上に、ＩｎＧａＡｓＰから
なる光導波路１０が形成されている。光導波路１０は、
直線状の第１の部分１０ａ、第２の部分１０ｂ、第３の
部分１０ｃを含んで構成され、その幅は約３μｍであ
る。第１の部分１０ａと第３の部分１０ｃとは、Ｘ軸方
向（図１（Ａ）において横方向）に延在し、第２の部分
１０ｂは、Ｙ軸方向（図１（Ａ）において縦方向）に延
在する。第１〜第３の部分１０ａ〜１０ｃは、この順番
に滑らかに連結されており、クランク状に屈曲した平面
形状を呈する。第１の部分１０ａ、第２の部分１０ｂ、
及び第３の部分１０ｃの長さは、それぞれ１０ｍｍ、２
ｍｍ、及び４ｍｍである。
【００１８】光導波路１０の、第３の部分１０ｃ側の端
面に高反射膜が形成され、第１の部分１０ａ側の端面に
低反射膜が形成されている。光導波路１０の両端の反射
膜により、光共振器が構成される。
面に高反射膜が形成され、第１の部分１０ａ側の端面に
低反射膜が形成されている。光導波路１０の両端の反射
膜により、光共振器が構成される。
【００１９】第１の部分１０ａを、第２の部分１０ｂと
の接続端側に延長した直線上に、弾性表面波トランスデ
ューサ２０が配置されている。弾性表面波トランスデュ
ーサ２０は、相互に噛み合った一対の櫛型電極２１ａ及
び２１ｂを含んで構成される。櫛型電極２１ａ及び２１
ｂの櫛歯は、ピッチ４０μｍでＸ軸方向に等間隔に配置
されており、各櫛歯の太さは２０μｍである。交流電源
２２が、櫛型電極２１ａ及び２１ｂに、所定の周波数の
電圧を印加する。
の接続端側に延長した直線上に、弾性表面波トランスデ
ューサ２０が配置されている。弾性表面波トランスデュ
ーサ２０は、相互に噛み合った一対の櫛型電極２１ａ及
び２１ｂを含んで構成される。櫛型電極２１ａ及び２１
ｂの櫛歯は、ピッチ４０μｍでＸ軸方向に等間隔に配置
されており、各櫛歯の太さは２０μｍである。交流電源
２２が、櫛型電極２１ａ及び２１ｂに、所定の周波数の
電圧を印加する。
【００２０】図１（Ｂ）に、図１（Ａ）の一点鎖線Ｂ１
−Ｂ１における断面図を示す。ｎ型のＩｎＰ基板１の主
面上に、ｎ型ＩｎＰからなる厚さ２μｍの下側クラッド
層２、ＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ１００ｎｍの活性層
３、ｐ型ＩｎＰからなる厚さ２μｍの上側クラッド層
４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ４００ｎｍのコン
タクト層５がこの順番に積層されている。これらの層
は、例えば有機金属化学気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）によ
り形成される。
−Ｂ１における断面図を示す。ｎ型のＩｎＰ基板１の主
面上に、ｎ型ＩｎＰからなる厚さ２μｍの下側クラッド
層２、ＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ１００ｎｍの活性層
３、ｐ型ＩｎＰからなる厚さ２μｍの上側クラッド層
４、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ４００ｎｍのコン
タクト層５がこの順番に積層されている。これらの層
は、例えば有機金属化学気相成長（ＭＯ−ＣＶＤ）によ
り形成される。
【００２１】この積層構造が、下側クラッド層２の途中
までメサエッチングされ、図１（Ａ）に示した光導波路
１０の平面形状を有する尾根状構造体が残されている。
このエッチングは、例えば、酸化シリコン膜をマスクと
し、ＣＦ4を用いたドライエッチングにより行うことが
できる。
までメサエッチングされ、図１（Ａ）に示した光導波路
１０の平面形状を有する尾根状構造体が残されている。
このエッチングは、例えば、酸化シリコン膜をマスクと
し、ＣＦ4を用いたドライエッチングにより行うことが
できる。
【００２２】エッチングされた領域に、ｐ型ＩｎＰから
なる厚さ１．２μｍの第１埋め込み層６及びｎ型ＩｎＰ
からなる厚さ２．３μｍの第２埋め込み層７が埋め込ま
れている。埋め込み層６及び７は、ＭＯ−ＣＶＤにより
形成することができる。尾根状構造体の上面を、メサエ
ッチングのマスクとして使用した酸化シリコン等の絶縁
膜で被覆しておくことにより、エッチングされた部分に
のみ選択的にＩｎＰを成長させることができる。
なる厚さ１．２μｍの第１埋め込み層６及びｎ型ＩｎＰ
からなる厚さ２．３μｍの第２埋め込み層７が埋め込ま
れている。埋め込み層６及び７は、ＭＯ−ＣＶＤにより
形成することができる。尾根状構造体の上面を、メサエ
ッチングのマスクとして使用した酸化シリコン等の絶縁
膜で被覆しておくことにより、エッチングされた部分に
のみ選択的にＩｎＰを成長させることができる。
【００２３】上下及び側方をＩｎＰで囲まれたＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層３が、図１（Ａ）に示した光導波路１０を
構成する。
ＡｓＰ活性層３が、図１（Ａ）に示した光導波路１０を
構成する。
【００２４】第２埋め込み層７の上に、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）からなる厚さ０．２μｍの圧電膜３０が形成されて
いる。圧電膜３０は、例えば酸化亜鉛ターゲットを使用
したスパッタリングにより形成することができる。圧電
膜３０に、コンタクト５の上面を露出させる開口３０ａ
が形成されている。
Ｏ）からなる厚さ０．２μｍの圧電膜３０が形成されて
いる。圧電膜３０は、例えば酸化亜鉛ターゲットを使用
したスパッタリングにより形成することができる。圧電
膜３０に、コンタクト５の上面を露出させる開口３０ａ
が形成されている。
【００２５】圧電膜３０の表面上に、櫛型電極２１ａ及
び２１ｂが形成され、開口３０ａの底面上に、電極２５
が形成されている。電極２１ａ、２１ｂ、及び２５は、
例えばＴｔ／Ｐｔ／Ａｕの積層で形成される。電極２５
は、コンタクト層５にオーミック接触する。
び２１ｂが形成され、開口３０ａの底面上に、電極２５
が形成されている。電極２１ａ、２１ｂ、及び２５は、
例えばＴｔ／Ｐｔ／Ａｕの積層で形成される。電極２５
は、コンタクト層５にオーミック接触する。
【００２６】次に、図１に示した波長可変レーザ発振器
の動作原理について説明する。櫛型電極２１ａ及び２１
ｂに交流電圧を印加すると、圧電膜３０に弾性表面波が
励起される。励起された弾性表面波は、図１（Ａ）のＸ
軸方向に伝播する。光導波路１０の第１の部分１０ａが
弾性表面波の影響を受け、光の伝播方向に関して屈折率
が周期的に変化する屈折率格子が形成される。屈折率格
子のピッチは、弾性表面波の波長に等しい。
の動作原理について説明する。櫛型電極２１ａ及び２１
ｂに交流電圧を印加すると、圧電膜３０に弾性表面波が
励起される。励起された弾性表面波は、図１（Ａ）のＸ
軸方向に伝播する。光導波路１０の第１の部分１０ａが
弾性表面波の影響を受け、光の伝播方向に関して屈折率
が周期的に変化する屈折率格子が形成される。屈折率格
子のピッチは、弾性表面波の波長に等しい。
【００２７】屈折率格子が、分布帰還型（ＤＦＢ）レー
ザ発振器の格子と同様の機能を果たし、屈折率格子のピ
ッチに対応する波長の光が優先的に励起される。櫛型電
極２１ａ及び２１ｂに印加する交流電圧の周波数を変え
ると、弾性表面波の波長も変化する。従って、交流電圧
の周波数を変えることによって、レーザ発振器の発振波
長を変化させることができる。
ザ発振器の格子と同様の機能を果たし、屈折率格子のピ
ッチに対応する波長の光が優先的に励起される。櫛型電
極２１ａ及び２１ｂに印加する交流電圧の周波数を変え
ると、弾性表面波の波長も変化する。従って、交流電圧
の周波数を変えることによって、レーザ発振器の発振波
長を変化させることができる。
【００２８】通常、櫛型電極２１ａ及び２１ｂの櫛歯の
ピッチが、励起させるべき弾性表面波の半波長に一致す
るとき、最も効率的に弾性表面波を励起させることがで
きる。上記第１の実施例の場合には、櫛歯のピッチが固
定されているが、弾性表面波の半波長と櫛歯のピッチと
のずれが８％程度であれば、十分な効率で弾性表面波を
励起させることができる。
ピッチが、励起させるべき弾性表面波の半波長に一致す
るとき、最も効率的に弾性表面波を励起させることがで
きる。上記第１の実施例の場合には、櫛歯のピッチが固
定されているが、弾性表面波の半波長と櫛歯のピッチと
のずれが８％程度であれば、十分な効率で弾性表面波を
励起させることができる。
【００２９】また、弾性表面波の影響の及ぶ深さは約１
０μｍ程度である。上記第１の実施例の場合には、圧電
膜３０の表面から活性層３の底面までの深さが２．７μ
ｍであるため、活性層３は、弾性表面波の影響を十分受
けることができる。
０μｍ程度である。上記第１の実施例の場合には、圧電
膜３０の表面から活性層３の底面までの深さが２．７μ
ｍであるため、活性層３は、弾性表面波の影響を十分受
けることができる。
【００３０】上記第１の実施例で使用される交流電源２
２の周波数は５０ＭＨｚ程度である。この程度の周波数
域の周波数可変の駆動回路は、容易に作製することがで
きる。また、弾性表面波が光導波路１０の第１の部分１
０ａを通過する時間は、１μｓ程度である。このため、
応答速度１μｓ程度の高速で波長を変化させることがで
きる。
２の周波数は５０ＭＨｚ程度である。この程度の周波数
域の周波数可変の駆動回路は、容易に作製することがで
きる。また、弾性表面波が光導波路１０の第１の部分１
０ａを通過する時間は、１μｓ程度である。このため、
応答速度１μｓ程度の高速で波長を変化させることがで
きる。
【００３１】図２に、第２の実施例による波長可変レー
ザ発振器の概略平面図を示す。半導体基板１、光導波路
１０、弾性表面波トランスデューサ２０の構成は、図１
（Ａ）に示した第１の実施例による波長可変レーザ発振
器の構成と同様である。
ザ発振器の概略平面図を示す。半導体基板１、光導波路
１０、弾性表面波トランスデューサ２０の構成は、図１
（Ａ）に示した第１の実施例による波長可変レーザ発振
器の構成と同様である。
【００３２】第２の実施例の場合には、光導波路１０の
第１の部分１０ａの脇に、他の光導波路１１が配置され
ている。光導波路１０と１１との間隔は約１μｍであ
り、２本の光導波路が方向性結合器１２を構成する。光
導波路１１は、光導波路１０の形成工程と同一の工程で
形成され、両者の積層構造は同一である。
第１の部分１０ａの脇に、他の光導波路１１が配置され
ている。光導波路１０と１１との間隔は約１μｍであ
り、２本の光導波路が方向性結合器１２を構成する。光
導波路１１は、光導波路１０の形成工程と同一の工程で
形成され、両者の積層構造は同一である。
【００３３】弾性表面波トランスデューサ２０で励起さ
れた弾性表面波は、光導波路１０の第１の部分が配置さ
れた領域、及び光導波路１１が配置された領域を通過す
る。
れた弾性表面波は、光導波路１０の第１の部分が配置さ
れた領域、及び光導波路１１が配置された領域を通過す
る。
【００３４】方向性結合器１２は、帯域通過フィルタと
して機能する。レーザ発振器は、この帯域通過フィルタ
の通過波長で発振する。帯域通過フィルタの通過波長
は、弾性表面波の波長に依存して変動する。このため、
図２に示した交流電源２２の周波数を変えることによっ
てレーザ発振器の発振波長を変えることができる。
して機能する。レーザ発振器は、この帯域通過フィルタ
の通過波長で発振する。帯域通過フィルタの通過波長
は、弾性表面波の波長に依存して変動する。このため、
図２に示した交流電源２２の周波数を変えることによっ
てレーザ発振器の発振波長を変えることができる。
【００３５】実際に第２の実施例による波長可変レーザ
発振器を作製し、出力特性を評価したところ、波長を１
５３０〜１５６０ｎｍの範囲で変化させることができ、
サイドバンド抑圧比は３０ｄＢであった。
発振器を作製し、出力特性を評価したところ、波長を１
５３０〜１５６０ｎｍの範囲で変化させることができ、
サイドバンド抑圧比は３０ｄＢであった。
【００３６】上記実施例では、ＩｎＧａＡｓＰ系のレー
ザ発振器について説明したが、活性層やクラッド層の材
料として、その他の化合物半導体を用いることも可能で
ある。また、上記実施例では圧電層にＺｎＯを使用した
が、その他の圧電材料を使用してもよい。また、上記実
施例では、光導波路と弾性表面波との相互作用を利用し
たレーザ発振器について説明したが、レーザ発振器に限
らず、光導波路と弾性表面波との相互作用を利用するこ
とによって、光導波路を伝播する光の伝播特性に波長依
存性を持たせることができるであろう。例えば、この技
術を利用して、波長可変の分布ブラッグ反射鏡が得られ
るであろう。
ザ発振器について説明したが、活性層やクラッド層の材
料として、その他の化合物半導体を用いることも可能で
ある。また、上記実施例では圧電層にＺｎＯを使用した
が、その他の圧電材料を使用してもよい。また、上記実
施例では、光導波路と弾性表面波との相互作用を利用し
たレーザ発振器について説明したが、レーザ発振器に限
らず、光導波路と弾性表面波との相互作用を利用するこ
とによって、光導波路を伝播する光の伝播特性に波長依
存性を持たせることができるであろう。例えば、この技
術を利用して、波長可変の分布ブラッグ反射鏡が得られ
るであろう。
【００３７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光導波路と弾性表面波との相互作用を利用することによ
り、光導波路の伝播特性に波長依存性を持たせることが
できる。この特性を利用して、波長可変レーザ発振器を
作製することが可能になる。
光導波路と弾性表面波との相互作用を利用することによ
り、光導波路の伝播特性に波長依存性を持たせることが
できる。この特性を利用して、波長可変レーザ発振器を
作製することが可能になる。
【図１】 （Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ本発明の第１
の実施例による波長可変レーザ発振器の概略平面図及び
断面図である。
の実施例による波長可変レーザ発振器の概略平面図及び
断面図である。
【図２】 本発明の第２の実施例による波長可変レーザ
発振器の概略平面図である。
発振器の概略平面図である。
【図３】 従来の波長可変レーザ発振器の断面図であ
る。
る。
【符号の説明】
１ ｎ型ＩｎＰ基板
２ ｎ型ＩｎＰ下側クラッド層
３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層
４ ｐ型ＩｎＰ上側クラッド層
５ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層
６ ｐ型ＩｎＰ第１埋め込み層
７ ｎ型ＩｎＰ第２埋め込み層
１０、１１ 光導波路
２０ 弾性表面波トランスデューサ
２１ａ、２１ｂ 櫛型電極
２２ 交流電源
２５、２６ 電極
３０ ＺｎＯ圧電膜
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 KB04 NA07 QA02
RA08
2H079 AA04 CA07 CA24 DA16 EA03
EA04 EA07 EB23
5F073 AA89 AB22 EA29
5J097 AA23 BB01 DD04 DD07 FF03
HA03 HB01 KK09
Claims (9)
- 【請求項１】 基板上に形成され、光を導波させる第１
の光導波路と、 前記基板上に形成され、前記第１の光導波路の少なくと
も一部に、光の導波方向に伝播する弾性表面波を発生さ
せる弾性表面波トランスデューサとを有する波長制御光
装置。 - 【請求項２】 前記第１の光導波路が光学利得を有する
請求項１に記載の波長制御光装置。 - 【請求項３】 前記第１の光導波路の両端が、該第１の
光導波路内を導波する光の少なくとも一部を反射する反
射面とされている請求項１または２に記載の波長制御光
装置。 - 【請求項４】 前記第１の光導波路が、外部から電流を
注入されることによって光学利得を得る半導体層を含
み、該半導体層の発光波長域において、前記第１の光導
波路の一方の端面の反射率が、他方の端面の反射率より
も小さい請求項３に記載の波長制御光装置。 - 【請求項５】 さらに、表面弾性波の伝播する領域にお
いて、前記第１の光導波路の脇に配置され、該第１の光
導波路とともに方向性結合器を構成する第２の光導波路
を有する請求項１〜４のいずれかに記載の波長制御光装
置。 - 【請求項６】 前記第１の光導波路が、直線状の第１の
部分、及び該第１の部分の第１の端部に連続し、該第１
の部分と交差する方向に延在する第２の部分を含み、前
記弾性表面波トランスデューサが、前記第１の部分を前
記第１の端部側に延長した直線上に配置されており、前
記第１の部分の延在する方向に伝播する弾性表面波を発
生させる請求項１〜５のいずれかに記載の波長制御光装
置。 - 【請求項７】 前記弾性表面波トランスデューサが、外
部から印加される交流電圧の周波数に対応した周波数の
弾性表面波を励起させ、 さらに、前記弾性表面波トランスデューサに交流電圧を
印加する周波数可変の交流電源を有する請求項１〜６の
いずれかに記載の波長制御光装置。 - 【請求項８】 基板上に形成され、光を導波させる第１
の光導波路と、前記基板上に形成され、前記第１の光導
波路の少なくとも一部に、光の導波方向に伝播する弾性
表面波を発生させる弾性表面波トランスデューサとを有
する波長制御光装置の該第１の光導波路内に光を伝播さ
せる工程と、 前記弾性表面波トランスデューサに交流電圧を印加し
て、弾性表面波を励起させる工程とを有する光制御方
法。 - 【請求項９】 さらに、前記弾性表面波トランスデュー
サに印加する交流電圧の周波数を変化させる工程を有す
る請求項８に記載の光制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074869A JP2003270604A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 波長制御光装置及び光制御方法 |
| US10/350,266 US6925229B2 (en) | 2002-03-18 | 2003-01-24 | Wavelength controllable optical device and light control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002074869A JP2003270604A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 波長制御光装置及び光制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270604A true JP2003270604A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=28035334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002074869A Pending JP2003270604A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 波長制御光装置及び光制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6925229B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003270604A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140425A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ装置及びその制御方法 |
| JP2019145797A (ja) * | 2013-11-26 | 2019-08-29 | インフェニックス インコーポレイテッドＩｎｐｈｅｎｉｘ， Ｉｎｃ． | 波長可変ｍｅｍｓファブリペローフィルター |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7877016B2 (en) * | 2004-10-28 | 2011-01-25 | Infinera Corporation | Photonic integrated circuit (PIC) transceivers for an optical line terminal (OLT) and an optical network unit (ONU) in passive optical networks (PONs) |
| US20080228452A1 (en) * | 2007-01-15 | 2008-09-18 | Sangpil Yoon | Hybrid Finite Element Method for Simulating Temperature Effects on Surface Acoustic Waves |
| US20100284645A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Semiconductor thermooptic phase shifter |
| NL1038419C2 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-05 | Rotterdam Res B V | Wavelength tunable laser diode comprising a surface acoustic wave generator. |
| EP2696227B1 (en) * | 2012-08-08 | 2019-09-25 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Directional coupler and optical waveguide |
| DE102013111770A1 (de) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Nanoplus Nanosystems And Technologies Gmbh | Halbleiterlaserdiode mit einstellbarer Emissionswellenlänge |
| EP3048679B1 (en) * | 2015-01-23 | 2017-10-18 | Alcatel Lucent | Self-heating mitigation in an acoustic distributed feedback laser |
| US10197818B2 (en) * | 2016-10-24 | 2019-02-05 | Electronics & Telecommunications Research Institute | Thermo-optic optical switch |
| US20180329271A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Surface Acoustic Wave (SAW) Spatial Light Modulator Device Providing Varying SAW Speed |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0698224A1 (en) * | 1994-03-11 | 1996-02-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Device for raising the frequency of electromagnetic radiation |
| US5452314A (en) * | 1994-08-01 | 1995-09-19 | Hewlett-Packard Company | Controllable-birefringence, acousto-optic tunable filter and a laser tuned by the same |
| US5544268A (en) * | 1994-09-09 | 1996-08-06 | Deacon Research | Display panel with electrically-controlled waveguide-routing |
| IT1273563B (it) * | 1995-04-14 | 1997-07-08 | Pirelli Cavi Spa | Dispositivo acusto-ottico in guida d'onda di selezione in lunghezza d'onda |
| US5724373A (en) * | 1996-11-15 | 1998-03-03 | Hewlett-Packard Company | Microphotonic acousto-optic tunable laser |
-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002074869A patent/JP2003270604A/ja active Pending
-
2003
- 2003-01-24 US US10/350,266 patent/US6925229B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006140425A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-01 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ装置及びその制御方法 |
| JP2019145797A (ja) * | 2013-11-26 | 2019-08-29 | インフェニックス インコーポレイテッドＩｎｐｈｅｎｉｘ， Ｉｎｃ． | 波長可変ｍｅｍｓファブリペローフィルター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030174950A1 (en) | 2003-09-18 |
| US6925229B2 (en) | 2005-08-02 |
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Legal Events
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