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JPH04373193A - Integrated light emitting device - Google Patents

Integrated light emitting device

Info

Publication number
JPH04373193A
JPH04373193A JP17712291A JP17712291A JPH04373193A JP H04373193 A JPH04373193 A JP H04373193A JP 17712291 A JP17712291 A JP 17712291A JP 17712291 A JP17712291 A JP 17712291A JP H04373193 A JPH04373193 A JP H04373193A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
optical waveguide
light
emitting device
common optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17712291A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakanishi
中西 正浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP17712291A priority Critical patent/JPH04373193A/en
Publication of JPH04373193A publication Critical patent/JPH04373193A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain an integrated light emitting device which can be miniaturized and has a wide wavelength changing width. CONSTITUTION:This integrated light emitting device is composed of a plurality of light emitting elements 2, 3, and 4 formed on the same substrate 1 and a common light waveguide 5 arranged in parallel with and closely to the light waveguides of the light emitting elements. The light waveguides 5 of the elements and the common waveguide 5 are brought nearer to each other at a distance at which the electric field distribution of each guided light can overlap upon another and the rays of light emitted from the elements 2, 3, and 4 are optically coupled with and emitted from the common waveguide 5. The resonator lengths of the elements 2, 3, and 4 are shorter than the length of the common waveguide 5 and the rays of light emitted from the elements 2, 3, and 4 are not emitted from other parts than the common waveguide 5.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、光記録、光情報処理、
光計測、光通信などの分野において、光源となる装置に
関し、特に複数の異なる波長の光源を必要とする場合に
利用可能な素子である集積型発光装置に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to optical recording, optical information processing,
The present invention relates to a device that serves as a light source in fields such as optical measurement and optical communication, and particularly relates to an integrated light emitting device that is an element that can be used when light sources of a plurality of different wavelengths are required.

【0002】0002

【従来の技術】従来、複数の異なる波長の光源を必要と
する分野では、異なる波長の光を発生する独立の発光素
子から得た光を光学部品を用いて目的の場所に照射する
か、あるいは波長可変な構造の素子を用いている。
[Prior Art] Conventionally, in fields that require a plurality of light sources of different wavelengths, light obtained from independent light emitting elements that generate light of different wavelengths is irradiated onto a target location using optical components, or It uses an element with a wavelength tunable structure.

【0003】たとえば、波長ごとに独立の素子を割り当
てた場合には、図7に示す様な構成が一般的である。図
7では、半導体レーザLD1、LD2からでた光をレン
ズL1、L2で集光して目的の場所(図7の場合であれ
ば光ファイバFの端面)に入射している。
For example, when independent elements are assigned to each wavelength, a configuration as shown in FIG. 7 is common. In FIG. 7, the light emitted from the semiconductor lasers LD1 and LD2 is focused by lenses L1 and L2 and is incident on a target location (in the case of FIG. 7, the end face of the optical fiber F).

【0004】また、波長可変光源を用いて複数波長の利
用に対応することもできる。波長可変光源の代表例とし
て、波長可変分布反射型半導体レーザの構成を図8に示
す。図8は構成の理解を助けるために、一部を切り欠い
て断面を見せている。図8において、201はn−Ga
As基板、202はn−Al0.5Ga0.5As層、
203はi−GaAs活性層、204はi−Al0.5
Ga0.5As層、205はi−Al0.2Ga0.8
As光ガイド層、206はp−Al0.5Ga0.5A
s層、207はp−GaAsキャップ層、208はn−
Al0.5Ga0.5As埋め込み層、209は絶縁層
、101、102、103、104はオーミック電極、
211はグレーティングである。
[0004] Furthermore, it is possible to use a plurality of wavelengths by using a wavelength tunable light source. As a typical example of a wavelength tunable light source, the configuration of a wavelength tunable distributed reflection semiconductor laser is shown in FIG. In order to help understand the configuration, FIG. 8 is partially cut away to show a cross section. In FIG. 8, 201 is n-Ga
As substrate, 202 is n-Al0.5Ga0.5As layer,
203 is an i-GaAs active layer, 204 is an i-Al0.5
Ga0.5As layer, 205 is i-Al0.2Ga0.8
As light guide layer, 206 is p-Al0.5Ga0.5A
s layer, 207 is a p-GaAs cap layer, 208 is n-
Al0.5Ga0.5As buried layer, 209 is an insulating layer, 101, 102, 103, 104 are ohmic electrodes,
211 is a grating.

【0005】図8に示す構成は3つの領域に分割される
。電極101の下部は活性領域、電極102の下部は位
相制御領域、電極103の下部は波長制御領域である。 電極101、104間に電圧を印加して活性層203に
電流注入すると、へき開された端面と光導波層に刻まれ
たグレーティング211で共振器を構成して、回折格子
の周期Λと光導波層の等価屈折率neqで決まるブラッ
グ波長λBでグレーティング211の反射率が最大にな
り、レーザ発振する。これらのパラメータの関係は次式
で表される。 λB=neq×Λ そのとき、電極103、104間に電圧を印加して波長
制御領域に電流を注入すると光導波層の等価屈折率ne
qが変化して、グレーティング211の反射率が最大に
なる波長が変化して、レーザの発振波長が変化する。こ
の例は、波長制御領域に注入する電流値で発振波長が変
えられるので、同じ光学系で異なる波長を必要とする場
合に用いられる。
The configuration shown in FIG. 8 is divided into three regions. The lower part of the electrode 101 is an active region, the lower part of the electrode 102 is a phase control region, and the lower part of the electrode 103 is a wavelength control region. When a voltage is applied between the electrodes 101 and 104 and a current is injected into the active layer 203, a resonator is formed by the cleaved end face and the grating 211 carved in the optical waveguide layer, and the period Λ of the diffraction grating and the optical waveguide layer are The reflectance of the grating 211 becomes maximum at the Bragg wavelength λB determined by the equivalent refractive index neq, and laser oscillation occurs. The relationship between these parameters is expressed by the following equation. λB=neq×Λ At that time, when a voltage is applied between the electrodes 103 and 104 and a current is injected into the wavelength control region, the equivalent refractive index ne of the optical waveguide layer
As q changes, the wavelength at which the grating 211 has a maximum reflectance changes, and the oscillation wavelength of the laser changes. In this example, since the oscillation wavelength can be changed by changing the value of the current injected into the wavelength control region, it is used when different wavelengths are required in the same optical system.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、従
来の構成においては以下のような問題点がある。まず、
図7の例のように、波長ごとに独立の発光素子を割り当
てる場合、発光素子の数の増加に比例して、必要な光学
部品(レンズなど)の数および位置合わせの手間が増加
する。加えて発光素子と光学部品を含む構成全体は小型
化が困難である。
However, the conventional configuration has the following problems. first,
When assigning independent light emitting elements for each wavelength as in the example of FIG. 7, the number of required optical components (lenses, etc.) and the effort for alignment increase in proportion to the increase in the number of light emitting elements. In addition, it is difficult to miniaturize the entire structure including the light emitting element and optical components.

【0007】また、図8のような波長可変レーザ素子で
は、発振波長の制御のために波長制御領域および位相制
御領域に注入する電流を制御しなければならず、制御方
法が複雑であること、波長可変幅が数ナノメータと狭い
ことが問題点として挙げられる。
Further, in the wavelength tunable laser device as shown in FIG. 8, the current injected into the wavelength control region and the phase control region must be controlled in order to control the oscillation wavelength, and the control method is complicated. One problem is that the wavelength tuning width is narrow, a few nanometers.

【0008】従って、本発明の目的は、上記の問題点を
克服して、小型化が可能であり波長可変幅も広く取れる
集積型発光装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems and provide an integrated light emitting device that can be downsized and can have a wide wavelength tuning range.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の発光装置では、同一基板上に形成された一つまたは
複数の発光素子および該発光素子の光導波路と並行かつ
近接して配置された共通光導波路からなり、発光素子の
光導波路と共通光導波路は互いに導波光の電界分布が重
なり合う距離に近接しており、発光素子の出した光は共
通光導波路に光学的に結合し、共通光導波路から出射さ
れることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A light emitting device of the present invention that achieves the above object includes one or more light emitting elements formed on the same substrate and arranged in parallel and close to an optical waveguide of the light emitting elements. The optical waveguide of the light emitting element and the common optical waveguide are close to each other at such a distance that the electric field distribution of the guided light overlaps, and the light emitted by the light emitting element is optically coupled to the common optical waveguide, and the common optical waveguide is It is characterized by being emitted from an optical waveguide.

【0010】より具体的には、発光素子は分布帰還型半
導体レーザであり、発光素子の共振器長は共通光導波路
長よりも短く、発光素子の発生した光は共通光導波路以
外からは出射されないことを特徴としたり、発光素子は
分布反射型半導体レーザであり、発光素子の共振器長は
共通光導波路長よりも短く、発光素子の発生した光は共
通光導波路以外からは出射されないことを特徴としたり
、共通光導波路は電流注入可能な半導体活性層をもち、
半導体活性層は電流注入によって光利得を生ずることを
特徴としたり、共通光導波路の端面は無反射コーティン
グが施されていることを特徴としたりする。
More specifically, the light-emitting element is a distributed feedback semiconductor laser, the resonator length of the light-emitting element is shorter than the common optical waveguide length, and the light generated by the light-emitting element is not emitted outside the common optical waveguide. The light emitting element is a distributed reflection type semiconductor laser, the resonator length of the light emitting element is shorter than the common optical waveguide length, and the light generated by the light emitting element is not emitted from outside the common optical waveguide. In other words, the common optical waveguide has a semiconductor active layer that can inject current,
The semiconductor active layer is characterized in that it generates optical gain by current injection, and the end face of the common optical waveguide is coated with a non-reflective coating.

【0011】本発明によれば、複数の発光素子の集積化
が可能になるとともに複数の発光素子の出した光が最終
的に同一の光導波路を通って出射されるので、周辺の光
学部品などの簡素化が可能である。また、複数の発光素
子をもつ構造なので各素子は独立に設計でき、波長設定
の自由度が増す。
According to the present invention, it is possible to integrate a plurality of light emitting elements, and since the light emitted by the plurality of light emitting elements is finally emitted through the same optical waveguide, peripheral optical components, etc. simplification is possible. Furthermore, since the structure has multiple light emitting elements, each element can be designed independently, increasing the degree of freedom in wavelength setting.

【0012】0012

【実施例】図1は本発明の一実施例の構成を示す図面で
ある。図1において、(a)は本実施例の全体構成を示
し、(b)は(a)のA−A´における断面図を示し、
(c)は(a)のB−B´における断面図を示す。本実
施例はふたつの分布帰還型半導体レーザ(DFB−LD
)とその間に位置した一つの光導波路からなっている。 同図において、1はn−GaAs基板、2はn−Al0
.5Ga0.5As層、3はi−GaAs活性層、4は
i−Al0.5Ga0.5As層、5はi−Al0.2
Ga0.8As光ガイド層、6はp−Al0.5Ga0
.5As層、7はp−GaAsキャップ層、8はn−A
l0.5Ga0.5As埋め込み層、9は絶縁層、10
1、102、103、104はオーミック電極、11は
グレーティング、12は無反射コーティングである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a drawing showing the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, (a) shows the overall configuration of this embodiment, and (b) shows a cross-sectional view taken along line A-A' in (a),
(c) shows a sectional view taken along line BB' in (a). This example uses two distributed feedback semiconductor lasers (DFB-LD).
) and one optical waveguide located between them. In the same figure, 1 is an n-GaAs substrate, 2 is an n-Al0
.. 5 Ga0.5As layer, 3 i-GaAs active layer, 4 i-Al0.5Ga0.5As layer, 5 i-Al0.2
Ga0.8As light guide layer, 6 is p-Al0.5Ga0
.. 5As layer, 7 p-GaAs cap layer, 8 n-A
l0.5Ga0.5As buried layer, 9 is an insulating layer, 10
1, 102, 103, and 104 are ohmic electrodes, 11 is a grating, and 12 is an antireflection coating.

【0013】次に、図2を利用して、この素子の作製方
法を説明する。まず、n−GaAs基板1上に、n−A
l0.5Ga0.5As層2、活性層3、i−Al0.
5Ga0.5As層4、i−Al0.2Ga0.8As
層5の順に半導体を積層する(図2(a))。DFB−
LDとなる領域の光ガイド層5にグレーティング11を
作製する(図2(b))。本実施例では2つのDFB−
LDが集積されているが、2つのLD領域のグレーティ
ング11のピッチを変えることにより、異なる2波長を
発生することができる。
Next, a method for manufacturing this element will be explained using FIG. 2. First, on the n-GaAs substrate 1, an n-A
l0.5Ga0.5As layer 2, active layer 3, i-Al0.
5Ga0.5As layer 4, i-Al0.2Ga0.8As
Semiconductors are stacked in the order of layer 5 (FIG. 2(a)). DFB-
A grating 11 is fabricated on the optical guide layer 5 in a region that will become an LD (FIG. 2(b)). In this example, two DFB-
Although the LDs are integrated, two different wavelengths can be generated by changing the pitch of the gratings 11 in the two LD regions.

【0014】次に、そのグレーティング11の上にp−
Al0.5Ga0.5As層6、p−GaAs層7を再
積層する。この後、各素子を分離する工程を行う。積層
された半導体層の最上部に、さらにSiO213を堆積
する。 このSiO213をストライプ状のパターンにする(図
2(c))。これをマスクにして半導体層をエッチング
してリッジを作製する(図3(a))。この後,リッジ
側部をi−Al0.5Ga0.5As層8にて埋め込み
再成長する(図3(b))。埋め込み再成長の際にはS
iO213を残しておく。これによりリッジの側部のみ
に再成長する。埋め込み再成長後SiO213は取り除
く。その後に絶縁層9をつけて、コンタクトをとる部分
のみ絶縁層を取り除いて、オーミック電極101、10
2、103、104をつけて完成する(図3(c))。 必要ならば、途中に、基板1を研磨する工程を入れる。 また、無反射コーティング12を端面に施すのも良い。
Next, p-
The Al0.5Ga0.5As layer 6 and the p-GaAs layer 7 are stacked again. After this, a step of separating each element is performed. SiO213 is further deposited on the top of the stacked semiconductor layers. This SiO213 is formed into a striped pattern (FIG. 2(c)). Using this as a mask, the semiconductor layer is etched to form a ridge (FIG. 3(a)). Thereafter, the ridge side portions are filled with an i-Al0.5Ga0.5As layer 8 and regrown (FIG. 3(b)). S when implanted and regrown
Leave iO213 behind. This results in regrowth only on the sides of the ridge. After filling and regrowth, SiO213 is removed. After that, an insulating layer 9 is applied, and the insulating layer is removed only in the contact areas, and the ohmic electrodes 101 and 10 are
2, 103, and 104 to complete the process (Figure 3(c)). If necessary, a step of polishing the substrate 1 is added during the process. It is also good to apply a non-reflective coating 12 to the end face.

【0015】次に、本実施例に示した集積型発光素子の
動作を説明する。電極102、104間に電流を流すと
DFB−LDの一つが動作する(これをレーザ1とする
)。また、電極103、104間に電流を流すともう一
つのDFB−LDが動作する(これをレーザ2とする)
。2つのDFB−LDの間にある光導波路は、ここでは
まず電極102、104間にのみ電流を流してレーザ1
を動作させたとする。ここで、レーザ1の持つ光導波路
と中央の電極101の下の光導波路(これを中心光導波
路とする)は、それぞれを伝搬する光の電界分布が重な
り合うぐらいの距離に近接している。また、レーザ1の
光導波路の伝搬定数β1と中心光導波路の伝搬定数β2
がほぼ等しくなるようにし、光導波路の近接部分の長さ
、結合長Lを L=π/|β1−β2| となるように選ぶ。このときレーザ1の光出力は中心光
導波路に結合する。結合した光は中心光導波路の端面か
ら出射する。中心光導波路での光の吸収損失が大きく、
中心光導波路端面からの光出力が小さい場合には、電極
101、104間に電流を流して光出力を増幅すること
ができる。ここでレーザ1の光導波路長を中心光導波路
よりも短くして埋め込み、レーザ1から出た光が、中心
光導波路以外の部分から素子外にもれ出さないようにし
た。この構造は図1(b)および(c)に示す断面図で
説明される。
Next, the operation of the integrated light emitting device shown in this embodiment will be explained. When a current is passed between the electrodes 102 and 104, one of the DFB-LDs operates (this will be referred to as laser 1). Furthermore, when a current is passed between the electrodes 103 and 104, another DFB-LD operates (this will be referred to as laser 2).
. In this case, the optical waveguide between the two DFB-LDs is connected to the laser 1 by first passing current only between the electrodes 102 and 104.
Suppose you run . Here, the optical waveguide of the laser 1 and the optical waveguide under the central electrode 101 (this is referred to as the central optical waveguide) are close enough to each other that the electric field distributions of the light propagating through them overlap. In addition, the propagation constant β1 of the optical waveguide of laser 1 and the propagation constant β2 of the central optical waveguide
are almost equal, and the length of the adjacent portion of the optical waveguide and the coupling length L are selected so that L=π/|β1−β2|. At this time, the optical output of the laser 1 is coupled to the central optical waveguide. The combined light is emitted from the end face of the central optical waveguide. The absorption loss of light in the central optical waveguide is large,
When the optical output from the central optical waveguide end face is small, the optical output can be amplified by flowing a current between the electrodes 101 and 104. Here, the length of the optical waveguide of the laser 1 was made shorter than that of the central optical waveguide, and the optical waveguide was buried to prevent the light emitted from the laser 1 from leaking out of the element from a portion other than the central optical waveguide. This structure is illustrated in the cross-sectional views shown in FIGS. 1(b) and 1(c).

【0016】もう一つのレーザも同様に、動作して出た
光は中心導波路に結合して端面から出射する。本実施例
では光源となるレーザ素子は2つが構成されているが、
中心光導波路の両側に配置するレーザの個数を増やすこ
とが可能である。
Similarly, the light emitted from the operation of the other laser is coupled to the central waveguide and emitted from the end face. In this example, two laser elements are used as light sources.
It is possible to increase the number of lasers arranged on both sides of the central optical waveguide.

【0017】図4は本発明の他の実施例の構成を示す図
面である。図4において、(a)は本実施例の全体構成
を示し、(b)は(a)のA−A´における断面図を示
し、(c)は(a)のB−B´における断面図を示す。 本実施例は2つの分布反射型半導体レーザ(DBR−L
D)とその間に位置した一つの光導波路からなっている
。同図において、1はn−GaAs基板、2はn−Al
0.5Ga0.5As層、3はi−GaAs活性層、4
はi−Al0.5Ga0.5As層、5はi−Al0.
2Ga0.8As光ガイド層、6はp−Al0.5Ga
0.5As層、7はp−GaAsキャップ層、101、
102、103、104はオーミック電極、11はグレ
ーティング、12は無反射コーティングである。
FIG. 4 is a drawing showing the configuration of another embodiment of the present invention. In FIG. 4, (a) shows the overall configuration of this embodiment, (b) shows a cross-sectional view taken along line AA' in (a), and (c) shows a cross-sectional view taken along line B-B' in (a). shows. This example uses two distributed reflection semiconductor lasers (DBR-L
D) and one optical waveguide located between them. In the same figure, 1 is an n-GaAs substrate, 2 is an n-Al
0.5Ga0.5As layer, 3 is i-GaAs active layer, 4
is an i-Al0.5Ga0.5As layer, 5 is an i-Al0.5As layer, and 5 is an i-Al0.5Ga0.5As layer.
2Ga0.8As light guide layer, 6 is p-Al0.5Ga
0.5As layer, 7 is a p-GaAs cap layer, 101,
102, 103, and 104 are ohmic electrodes, 11 is a grating, and 12 is an antireflection coating.

【0018】次に、図5を利用して、この素子の作製方
法を説明する。まず、n−GaAs基板1上に、n−A
l0.5Ga0.5As層2、活性層3、i−Al0.
5Ga0.5As層4、i−Al0.2Ga0.8As
層5、p−Al0.5Ga0.5As層6、p−GaA
s層7の順に半導体を積層する(図5(a))。光導波
路は3本ともリッジ型である。光導波路のパターンをレ
ジスト14で作り(図5(b))、i−Al0.2Ga
0.8As層5の上までエッチングしてリッジを作製す
る(図5(c))。
Next, a method for manufacturing this element will be explained using FIG. First, on the n-GaAs substrate 1, an n-A
l0.5Ga0.5As layer 2, active layer 3, i-Al0.
5Ga0.5As layer 4, i-Al0.2Ga0.8As
Layer 5, p-Al0.5Ga0.5As Layer 6, p-GaA
Semiconductors are stacked in the order of s-layer 7 (FIG. 5(a)). All three optical waveguides are ridge-shaped. The pattern of the optical waveguide was made with resist 14 (Fig. 5(b)), and the i-Al0.2Ga
A ridge is created by etching up to the top of the 0.8As layer 5 (FIG. 5(c)).

【0019】DBR−LDとなる領域の光ガイド層5に
グレーティング11を作製する(図6(a))。本実施
例では2つのDBR−LDが集積されているが、第1の
実施例と同様に、2つのLDのグレーティングピッチを
変えることにより、異なる2波長を発生することができ
る。その後、オーミック電極101、102、103、
104をつけて完成する(図6(b))。必要ならば、
途中に、基板1を研磨する工程を入れる。端面に無反射
コーティング12を施してもよい。なお、ここでは図が
煩雑になるので絶縁層は省略してある。
A grating 11 is fabricated on the optical guide layer 5 in a region that will become a DBR-LD (FIG. 6(a)). In this embodiment, two DBR-LDs are integrated, but as in the first embodiment, two different wavelengths can be generated by changing the grating pitch of the two LDs. After that, ohmic electrodes 101, 102, 103,
104 to complete the process (Fig. 6(b)). If necessary,
A step of polishing the substrate 1 is included in the middle. A non-reflective coating 12 may be applied to the end face. Note that the insulating layer is omitted here to make the diagram complicated.

【0020】次に、本実例に示した集積型発光素子の動
作を説明する。電極102、104間に電流を流すとD
BR−LDの一つが動作する(これをレーザ1とする)
。また、電極103、104間に電流を流すともう一つ
のDBR−LDが動作する(これをレーザ2とする)。 2つのDBR−LDの間にある光導波路は、ここではま
ず電極102、104間にのみ電流を流してレーザ1を
動作させたとする。ここでレーザ1のもつ光導波路と中
央の電極101の下の光導波路(これを中心光導波路と
する)は、それぞれを伝搬する光の電界分布が重なり合
うぐらいの距離に近接している。また、レーザ1の光導
波路の伝搬定数β1と中心光導波路の伝搬定数β2がほ
ぼ等しくなるようにし、光導波路の近接部分の長さ、結
合長Lを L=π/|β1−β2| となるように選ぶ。このときレーザ1の光出力は中心光
導波路に結合する。結合した光は中心光導波路の端面か
ら出射する。中心光導波路での光の吸収損失が大きく、
中心光導波路端面からの光出力が小さい場合には、電極
101、104間に電流を流して光出力を増幅すること
ができる。ここでレーザの光導波路長を中心光導波路よ
りも短くし、かつ反射器の役割をするグレーティング1
1をできるだけ長くとり、レーザの導波路端面の中心光
導波路以外から、光が素子外にもれ出ないようにした。 この構造は図4(b)および(c)に示す断面図で説明
される。
Next, the operation of the integrated light emitting device shown in this example will be explained. When a current is passed between the electrodes 102 and 104, D
One of the BR-LDs operates (this is called laser 1)
. Furthermore, when a current is passed between the electrodes 103 and 104, another DBR-LD operates (this will be referred to as laser 2). In the optical waveguide between the two DBR-LDs, it is assumed here that the laser 1 is operated by first passing current only between the electrodes 102 and 104. Here, the optical waveguide of the laser 1 and the optical waveguide under the central electrode 101 (this is referred to as the central optical waveguide) are close enough to each other to overlap the electric field distributions of the light propagating through them. In addition, the propagation constant β1 of the optical waveguide of the laser 1 and the propagation constant β2 of the central optical waveguide are made to be almost equal, and the length of the adjacent portion of the optical waveguide and the coupling length L are set as L=π/|β1−β2| Choose as you like. At this time, the optical output of the laser 1 is coupled to the central optical waveguide. The combined light is emitted from the end face of the central optical waveguide. The absorption loss of light in the central optical waveguide is large,
When the optical output from the central optical waveguide end face is small, the optical output can be amplified by flowing a current between the electrodes 101 and 104. Here, a grating 1 that makes the optical waveguide length of the laser shorter than the central optical waveguide and also serves as a reflector.
1 was made as long as possible to prevent light from leaking out of the device from areas other than the central optical waveguide at the end face of the laser waveguide. This structure is illustrated in the cross-sectional views shown in FIGS. 4(b) and 4(c).

【0021】もう一つのレーザも同様に動作し、発生し
た光は中心光導波路に結合して端面から出射する。本実
施例では、光源となるレーザ素子は2つが構成されてい
るが、中心光導波路の両側に配置するレーザの個数を増
やすことが可能である。
The other laser operates in the same manner, and the generated light is coupled to the central optical waveguide and exits from the end face. In this embodiment, two laser elements are configured as light sources, but it is possible to increase the number of lasers arranged on both sides of the central optical waveguide.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の集積型発光素子は同一基板上に複数の発光素子と共通
光導波路を作製し、発光素子から出た光が共通光導波路
に結合して共通光導波路端面から出射するように構成さ
れている。また、共通光導波路での光損失が大きい場合
には、その損失を補うために、共通光導波路の半導体活
性層に電流注入可能なように電極を設け、半導体活性層
が電流注入によって光利得を生ずるように構成されてい
る。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the integrated light emitting device of the present invention has a plurality of light emitting devices and a common optical waveguide formed on the same substrate, and light emitted from the light emitting devices is coupled to the common optical waveguide. The optical waveguide is configured to emit the light from the end face of the common optical waveguide. In addition, if the optical loss in the common optical waveguide is large, in order to compensate for the loss, an electrode is provided so that current can be injected into the semiconductor active layer of the common optical waveguide, and the semiconductor active layer increases the optical gain by current injection. is configured to occur.

【0023】したがって、本発明の集積型発光素子を用
いることにより、同一領域に複数波長の光を照射するた
めの光源を小型に構成でき、なおかつ各発光素子は独立
に設計できるので対応できる波長の範囲が広いという利
点が得られる。
Therefore, by using the integrated light emitting device of the present invention, a light source for irradiating the same area with light of multiple wavelengths can be constructed in a compact size, and each light emitting device can be designed independently, so that the number of wavelengths that can be handled can be reduced. It has the advantage of wide range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】(a)は本発明の実施例1の基本構成全体を示
す斜視図、(b)は(a)のA−A´部分での断面を示
す面、(c)は(a)のB−B´部分での断面を示す図
面である。
1: (a) is a perspective view showing the entire basic configuration of Embodiment 1 of the present invention; (b) is a cross-sectional view taken along line A-A′ in (a); It is a drawing which shows the cross section in the BB' part.

【図2】本発明の実施例1の作製工程を示す図面である
FIG. 2 is a drawing showing the manufacturing process of Example 1 of the present invention.

【図3】本発明の実施例1の作製工程を示す図面である
FIG. 3 is a drawing showing the manufacturing process of Example 1 of the present invention.

【図4】(a)は本発明の実施例2の基本構成全体を示
す斜視図、(b)は(a)のA−A´部分での断面を示
す面、(c)は(a)のB−B´部分での断面を示す図
面である。
4(a) is a perspective view showing the entire basic configuration of Embodiment 2 of the present invention; FIG. 4(b) is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. It is a drawing which shows the cross section in the BB' part.

【図5】本発明の実施例2の作製工程を示す図面である
FIG. 5 is a drawing showing the manufacturing process of Example 2 of the present invention.

【図6】本発明の実施例2の作製工程を示す図面である
FIG. 6 is a drawing showing the manufacturing process of Example 2 of the present invention.

【図7】独立素子と光学部品などで構成された複数波長
光源を単一領域に照射するための装置の従来例の構成を
示す図面である。
FIG. 7 is a drawing showing the configuration of a conventional example of an apparatus for irradiating a single area with a multi-wavelength light source composed of independent elements, optical components, and the like.

【図8】複数波長光源の従来例として波長可変光源の構
成を示す図面である。
FIG. 8 is a drawing showing the configuration of a wavelength tunable light source as a conventional example of a multi-wavelength light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1                        
          n−GaAs基板 2                        
          n−Al0.5Ga0.5As層 3                        
          i−GaAs活性層 4                        
          i−Al0.5Ga0.5As層 5                        
          i−Al0.2Ga0.8As層 6                        
          p−Al0.5Ga0.5As層 7                        
          p−GaAs層8       
                         
  n−Al0.5Ga0.5As層 9                        
          絶縁層101、102、103、
104      オーミック電極11       
                         
グレーティング12                
                無反射コーティング
1
n-GaAs substrate 2
n-Al0.5Ga0.5As layer 3
i-GaAs active layer 4
i-Al0.5Ga0.5As layer 5
i-Al0.2Ga0.8As layer 6
p-Al0.5Ga0.5As layer 7
p-GaAs layer 8

n-Al0.5Ga0.5As layer 9
Insulating layers 101, 102, 103,
104 Ohmic electrode 11

Grating 12
Anti-reflective coating

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  同一基板上に形成された一つまたは複
数の発光素子および該発光素子の光導波路と並行かつ近
接して配置された共通光導波路からなる装置であり、該
発光素子の光導波路と該共通光導波路は互いに導波光の
電界分布が重なり合う距離に近接しており、発光素子の
出した光は該共通光導波路に光学的に結合し、該共通光
導波路から出射されることを特徴とする集積型発光装置
1. A device comprising one or more light emitting elements formed on the same substrate and a common optical waveguide arranged in parallel and close to the optical waveguide of the light emitting elements, the optical waveguide of the light emitting elements and the common optical waveguide are close to each other at such a distance that the electric field distributions of the guided light overlap each other, and the light emitted by the light emitting element is optically coupled to the common optical waveguide and is emitted from the common optical waveguide. An integrated light emitting device.
【請求項2】  前記発光素子は分布帰還型半導体レー
ザであり、該発光素子の共振器長は前記共通光導波路長
よりも短く、該発光素子の発生した光は該共通光導波路
以外からは出射されないことを特徴とする請求項1記載
の集積型発光装置。
2. The light emitting element is a distributed feedback semiconductor laser, the resonator length of the light emitting element is shorter than the common optical waveguide length, and the light generated by the light emitting element is emitted from a source other than the common optical waveguide. The integrated light emitting device according to claim 1, wherein the integrated light emitting device is not.
【請求項3】  前記発光素子は分布反射型半導体レー
ザであり、該発光素子の共振器長は前記共通光導波路長
よりも短く、該発光素子の発生した光は該共通光導波路
以外からは出射されないことを特徴とする請求項1記載
の集積型発光装置。
3. The light emitting element is a distributed reflection type semiconductor laser, the resonator length of the light emitting element is shorter than the length of the common optical waveguide, and the light generated by the light emitting element is emitted from a source other than the common optical waveguide. The integrated light emitting device according to claim 1, wherein the integrated light emitting device is not.
【請求項4】  前記共通光導波路は電流注入可能な半
導体活性層をもち、該半導体活性層は電流注入によって
光利得を生ずることを特徴とする請求項1記載の集積型
発光装置。
4. The integrated light emitting device according to claim 1, wherein the common optical waveguide has a semiconductor active layer into which current can be injected, and the semiconductor active layer generates optical gain by current injection.
【請求項5】  前記共通光導波路の端面は無反射コー
ティングが施されていることを特徴とする請求項1記載
の集積型発光装置。
5. The integrated light emitting device according to claim 1, wherein an end face of the common optical waveguide is coated with an anti-reflection coating.
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