JPH07183622A - 反射性同調可能レーザー - Google Patents
反射性同調可能レーザーInfo
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- JPH07183622A JPH07183622A JP27820394A JP27820394A JPH07183622A JP H07183622 A JPH07183622 A JP H07183622A JP 27820394 A JP27820394 A JP 27820394A JP 27820394 A JP27820394 A JP 27820394A JP H07183622 A JPH07183622 A JP H07183622A
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- H01S5/4031—Edge-emitting structures
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、複数のモノリシック集積化光増幅
器と平面光多重化器を具備する半導体ウエハー上に形成
された同調可能レーザーに関する。 【構成】 光増幅器の１つがエネルギーにより活性化さ
れ、信号を生成する。信号はその光増幅器と関連する導
波管に沿って伝搬し、望ましい光多重化器である反射性
ドラゴンルーターにはいる。反射性ドラゴンルーター
は、活性化された光増幅器と関連して、波長選択性光透
過性経路を定義してレーザー動作を作り出すように働
く。面ミラーは半導体ウエハー内で分割され、光増幅
器、関連する導波管、及び反射性ドラゴンルーターを含
むレーザー発振空洞を定義する。
器と平面光多重化器を具備する半導体ウエハー上に形成
された同調可能レーザーに関する。 【構成】 光増幅器の１つがエネルギーにより活性化さ
れ、信号を生成する。信号はその光増幅器と関連する導
波管に沿って伝搬し、望ましい光多重化器である反射性
ドラゴンルーターにはいる。反射性ドラゴンルーター
は、活性化された光増幅器と関連して、波長選択性光透
過性経路を定義してレーザー動作を作り出すように働
く。面ミラーは半導体ウエハー内で分割され、光増幅
器、関連する導波管、及び反射性ドラゴンルーターを含
むレーザー発振空洞を定義する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信システムに関し、
特に光通信システムで使用するための同調可能レーザー
に関する。
特に光通信システムで使用するための同調可能レーザー
に関する。
【０００２】
【関連する出願】本出願は、Ｂｅｒｎａｒｄ Ｇｌａｎ
ｃｅとＲｏｂｅｒｔ Ｗｉｌｓｏｎによる”急速同調集
積化光フィルター”という名称の米国特許出願番号０８
／０１９，９６１に関連する。本出願は、Ｂｅｒｎａｒ
ｄ ＧｌａｎｃｅとＲｏｂｅｒｔ Ｗｉｌｓｏｎによ
る”急速同調広帯域集積化光フィルター”という名称の
米国特許出願番号０８／０１９，９５７に関連する。本
出願は、Ｂｅｒｎａｒｄ ＧｌａｎｃｅとＲｏｂｅｒｔ
Ｗｉｌｓｏｎによる”急速同調広帯域レーザー”とい
う名称の米国特許出願番号０８／０１９，９５１に関連
する。本出願は、Ｃｏｒｒａｄｏ ＤｒａｇｏｎｅとＩ
ｖａｎ Ｋａｍｉｎｏｗによる”急速同調集積化光レー
ザー”という名称の米国特許出願番号０８／０１９，９
５２に関連する。本出願は、Ｂｅｒｎａｒｄ Ｇｌａｎ
ｃｅとＲｏｂｅｒｔ Ｗｉｌｓｏｎによる”広帯域光フ
ィルター”という名称の米国特許出願番号０８／１３
８，６５９に関連する。本出願は、Ｍａｒｔｉｎ Ｚｉ
ｒｎｇｉｂｌによる”ハイパワー単一周波数同調可能レ
ーザー”という名称の米国特許出願番号０８／１３５，
８３６に関連する。これらの関連する出願は、ここに引
用される他の全ての文献あるいは特許と同様に、引用に
より全て組み込まれる。
ｃｅとＲｏｂｅｒｔ Ｗｉｌｓｏｎによる”急速同調集
積化光フィルター”という名称の米国特許出願番号０８
／０１９，９６１に関連する。本出願は、Ｂｅｒｎａｒ
ｄ ＧｌａｎｃｅとＲｏｂｅｒｔ Ｗｉｌｓｏｎによ
る”急速同調広帯域集積化光フィルター”という名称の
米国特許出願番号０８／０１９，９５７に関連する。本
出願は、Ｂｅｒｎａｒｄ ＧｌａｎｃｅとＲｏｂｅｒｔ
Ｗｉｌｓｏｎによる”急速同調広帯域レーザー”とい
う名称の米国特許出願番号０８／０１９，９５１に関連
する。本出願は、Ｃｏｒｒａｄｏ ＤｒａｇｏｎｅとＩ
ｖａｎ Ｋａｍｉｎｏｗによる”急速同調集積化光レー
ザー”という名称の米国特許出願番号０８／０１９，９
５２に関連する。本出願は、Ｂｅｒｎａｒｄ Ｇｌａｎ
ｃｅとＲｏｂｅｒｔ Ｗｉｌｓｏｎによる”広帯域光フ
ィルター”という名称の米国特許出願番号０８／１３
８，６５９に関連する。本出願は、Ｍａｒｔｉｎ Ｚｉ
ｒｎｇｉｂｌによる”ハイパワー単一周波数同調可能レ
ーザー”という名称の米国特許出願番号０８／１３５，
８３６に関連する。これらの関連する出願は、ここに引
用される他の全ての文献あるいは特許と同様に、引用に
より全て組み込まれる。
【０００３】
【従来技術】光ファイバー通信システム上での情報伝送
を光波長分割多重化（ＷＤＭ）により増加することがで
きる。ＷＤＭシステムでは、”チャンネル”として知ら
れる多数の異なる光信号が単一光ファイバーに沿って並
行に送信される。多重化にはＷＤＭシステムのチャンネ
ルに対応する異なる波長で都合よく光エネルギーを生成
する手法が必要である。コスト的に有効なＷＤＭシステ
ムを生産するためには、構成物品は再現性よく正確なチ
ャンネル間距離を提供するように製造される必要があ
る。
を光波長分割多重化（ＷＤＭ）により増加することがで
きる。ＷＤＭシステムでは、”チャンネル”として知ら
れる多数の異なる光信号が単一光ファイバーに沿って並
行に送信される。多重化にはＷＤＭシステムのチャンネ
ルに対応する異なる波長で都合よく光エネルギーを生成
する手法が必要である。コスト的に有効なＷＤＭシステ
ムを生産するためには、構成物品は再現性よく正確なチ
ャンネル間距離を提供するように製造される必要があ
る。
【０００４】そのような光エネルギーの理想的な光源は
レーザーである。ＷＤＭアプリケーションに潜在的に適
するレーザーは、同調可能レーザーである。そのような
レーザーはレーザー空洞の一部に電流を注入することに
より同調され、導波管の屈折率を変える。しかしなが
ら、同調範囲は制限され、正確な同調−電流特性は予測
することが難しく、エージングが必要である。Ｗｏｏｄ
ｗａｒｄ等による”ＤＢＲレーザーのブラッグ部でのエ
ージングの効果”（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃ
ｈ． Ｌｅｔｔ． ５（７）ｐｐ．７５０ー７５２、１
９９３）を参照。
レーザーである。ＷＤＭアプリケーションに潜在的に適
するレーザーは、同調可能レーザーである。そのような
レーザーはレーザー空洞の一部に電流を注入することに
より同調され、導波管の屈折率を変える。しかしなが
ら、同調範囲は制限され、正確な同調−電流特性は予測
することが難しく、エージングが必要である。Ｗｏｏｄ
ｗａｒｄ等による”ＤＢＲレーザーのブラッグ部でのエ
ージングの効果”（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃ
ｈ． Ｌｅｔｔ． ５（７）ｐｐ．７５０ー７５２、１
９９３）を参照。
【０００５】適切なＷＤＭエネルギー源を作成するため
の他のアプローチは、半導体ウエハー上に平面光多重化
器付き光増幅器をモノリシックに集積することである。
多重化器とゲイン部を含む光空洞が２つの分割面により
定義される。増幅器の１つが同調されるとき、多重化器
によりフィルターされた光フィードバックを受ける。レ
ーザーしきい値以上で、レーザー発振はピークフィルタ
ー通信の近傍では空洞共振波長で起きるであろう。この
波長は代わりに近傍の増幅器がポンピングされるとき正
確に１多重化器チャンネル分シフトするであろう。装置
は適切なゲイン部を駆動することにより望ましい波長チ
ャンネルにデジタルに同調されることができる。屈折率
の取得可能な変化により同調はもはや制限されないが、
増幅器のゲイン帯域のみにより制限される。更に、チャ
ンネル間距離は、各個々の増幅器が同じ回折要素を見る
ので非情に正確である。
の他のアプローチは、半導体ウエハー上に平面光多重化
器付き光増幅器をモノリシックに集積することである。
多重化器とゲイン部を含む光空洞が２つの分割面により
定義される。増幅器の１つが同調されるとき、多重化器
によりフィルターされた光フィードバックを受ける。レ
ーザーしきい値以上で、レーザー発振はピークフィルタ
ー通信の近傍では空洞共振波長で起きるであろう。この
波長は代わりに近傍の増幅器がポンピングされるとき正
確に１多重化器チャンネル分シフトするであろう。装置
は適切なゲイン部を駆動することにより望ましい波長チ
ャンネルにデジタルに同調されることができる。屈折率
の取得可能な変化により同調はもはや制限されないが、
増幅器のゲイン帯域のみにより制限される。更に、チャ
ンネル間距離は、各個々の増幅器が同じ回折要素を見る
ので非情に正確である。
【０００６】多アレー格子集積化空洞（ＭＡＧＩＣ）レ
ーザーは上記レーザーの例である。Ｓｏｏｌｅ等の”多
アレー格子集積化空洞（ＭＡＧＩＣ）レーザー：ＷＤＭ
アプリケーションのための新規な半導体レーザー”（Ｅ
ｌｅｃｔ． Ｌｅｔｔ．２８（１９）、ｐｐ．１８０５
−１８０７、１９９２）、Ｓｏｏｌｅ等の”多ストライ
プアレー格子集積化空洞レーザーからの波長選択可能レ
ーザー放出”（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６
１（２３）、ｐｐ．２７５０−２７５２、１９９２）、
Ｐｏｇｕｎｔｋｅ等の”多ストライプアレー格子集積化
空洞レーザーの同時多波長動作”（（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ． Ｌｅｔｔ． ６２（１７）、ｐｐ．２０２４−２
０２６、１９９３）がある。これらの論文に述べられて
いるように、この装置は波長選択性素子として曲面を持
ったミラー格子を使用する。このレーザーは正確なチャ
ンネル間距離と同調範囲を達成すると言われる。しかし
ながら、その装置はパルス化電流注入下で動作し、２０
−２５ｄＢの比較的小さいバックグランドの自然放出抑
制を持つ。これらの制限は曲面を持つミラー格子の高い
損失のためである。損失は滑らかな曲面を持つミラーを
作ることの困難さのためである。損失はミラーの粗さの
増加につれて増加しがちである。
ーザーは上記レーザーの例である。Ｓｏｏｌｅ等の”多
アレー格子集積化空洞（ＭＡＧＩＣ）レーザー：ＷＤＭ
アプリケーションのための新規な半導体レーザー”（Ｅ
ｌｅｃｔ． Ｌｅｔｔ．２８（１９）、ｐｐ．１８０５
−１８０７、１９９２）、Ｓｏｏｌｅ等の”多ストライ
プアレー格子集積化空洞レーザーからの波長選択可能レ
ーザー放出”（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ６
１（２３）、ｐｐ．２７５０−２７５２、１９９２）、
Ｐｏｇｕｎｔｋｅ等の”多ストライプアレー格子集積化
空洞レーザーの同時多波長動作”（（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ． Ｌｅｔｔ． ６２（１７）、ｐｐ．２０２４−２
０２６、１９９３）がある。これらの論文に述べられて
いるように、この装置は波長選択性素子として曲面を持
ったミラー格子を使用する。このレーザーは正確なチャ
ンネル間距離と同調範囲を達成すると言われる。しかし
ながら、その装置はパルス化電流注入下で動作し、２０
−２５ｄＢの比較的小さいバックグランドの自然放出抑
制を持つ。これらの制限は曲面を持つミラー格子の高い
損失のためである。損失は滑らかな曲面を持つミラーを
作ることの困難さのためである。損失はミラーの粗さの
増加につれて増加しがちである。
【０００７】このようにして、ＷＤＭアプリケーション
のためのこれらのレーザーの性能はしきい値電流、同調
速度、周波数選択度あるいは同調範囲により制限され
る。関連米国特許出願番号０８／０１９、９５２、Ｄｒ
ａｇｏｎｅによる”２スターカップラーの平面配置構成
を用いるＮｘＮ光多重化器”（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏ
ｎ． Ｔｅｃｈｈ． Ｌｅｔｔ． ３（９）ｐｐ．８１
２−８１５、１９９１）と、Ｇｌａｎｃｅ等による”集
積化波長ルーターのアプリケーション”（ジャーナルオ
ブ光波技術での出版物）を参照。米国特許出願番号０８
／０１９，９５２で利用されたＤｒａｇｏｎｅ Ｒｏｕ
ｔｅｒ（ドラゴンルーター）は透過性ドラゴンルーター
として述べられている。透過性ドラゴンルーターは、等
しくない長さの導波管からなる光学格子により接続され
た２つの自由空間領域を含む。各自由空間領域はまた他
の複数の導波管に接続され、それらの導波管は透過性ド
ラゴンルーターの一部ではない。これらの他の複数の導
波管の各々は光増幅器を含む。光増幅器は、透過性ドラ
ゴンルーターの各端部におかれたこれらの他の導波管を
前述の素子が形成された半導体ウエハー内に形成された
分割面に接続する。２つの分割面あるいは劈開面は、レ
ーザー動作がサポートされる空洞を定義する反射性ミラ
ーを具備する。異なるレーザー波長は複数の導波管の各
々から１つの増幅器を励起することにより選択されるこ
とができる。
のためのこれらのレーザーの性能はしきい値電流、同調
速度、周波数選択度あるいは同調範囲により制限され
る。関連米国特許出願番号０８／０１９、９５２、Ｄｒ
ａｇｏｎｅによる”２スターカップラーの平面配置構成
を用いるＮｘＮ光多重化器”（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏ
ｎ． Ｔｅｃｈｈ． Ｌｅｔｔ． ３（９）ｐｐ．８１
２−８１５、１９９１）と、Ｇｌａｎｃｅ等による”集
積化波長ルーターのアプリケーション”（ジャーナルオ
ブ光波技術での出版物）を参照。米国特許出願番号０８
／０１９，９５２で利用されたＤｒａｇｏｎｅ Ｒｏｕ
ｔｅｒ（ドラゴンルーター）は透過性ドラゴンルーター
として述べられている。透過性ドラゴンルーターは、等
しくない長さの導波管からなる光学格子により接続され
た２つの自由空間領域を含む。各自由空間領域はまた他
の複数の導波管に接続され、それらの導波管は透過性ド
ラゴンルーターの一部ではない。これらの他の複数の導
波管の各々は光増幅器を含む。光増幅器は、透過性ドラ
ゴンルーターの各端部におかれたこれらの他の導波管を
前述の素子が形成された半導体ウエハー内に形成された
分割面に接続する。２つの分割面あるいは劈開面は、レ
ーザー動作がサポートされる空洞を定義する反射性ミラ
ーを具備する。異なるレーザー波長は複数の導波管の各
々から１つの増幅器を励起することにより選択されるこ
とができる。
【０００８】
【発明の概要】本発明によれば、よく定義された動作波
長を提供する急速同調可能レーザーが開発された。
長を提供する急速同調可能レーザーが開発された。
【０００９】本発明は、複数のモノリシックに集積化さ
れた光増幅器と、平面光多重化器と、及び光増幅器の１
つを活性化するための装置を具備する。望ましくは、反
射性ドラゴンルーターが多重化器として使用される。反
射性ドラゴンルーターはただ１つの自由空間領域を有
し、その領域は一方の側で透過性ドラゴンルーターの格
子の導波管の長さの約１．５倍である経路長の導波管を
有する格子を持ち、他の側で複数の導波管を持つ。反射
性ドラゴンルーターはこのようにして米国特許出願番号
０８／０１９，９５２に述べられる透過性ドラゴンルー
ターとは異なる。本発明による反射性ドラゴンルーター
を利用する同調可能レーザーは透過性ドラゴンルーター
を利用する同調可能レーザーより少ない構造を要求する
にすぎない。
れた光増幅器と、平面光多重化器と、及び光増幅器の１
つを活性化するための装置を具備する。望ましくは、反
射性ドラゴンルーターが多重化器として使用される。反
射性ドラゴンルーターはただ１つの自由空間領域を有
し、その領域は一方の側で透過性ドラゴンルーターの格
子の導波管の長さの約１．５倍である経路長の導波管を
有する格子を持ち、他の側で複数の導波管を持つ。反射
性ドラゴンルーターはこのようにして米国特許出願番号
０８／０１９，９５２に述べられる透過性ドラゴンルー
ターとは異なる。本発明による反射性ドラゴンルーター
を利用する同調可能レーザーは透過性ドラゴンルーター
を利用する同調可能レーザーより少ない構造を要求する
にすぎない。
【００１０】本発明の実施例では、反射性ドラゴンルー
ターは、２つの反射性ドラゴンルーターを形成するよう
に、透過性ドラゴンルーターを半分に分割することによ
り形成される。
ターは、２つの反射性ドラゴンルーターを形成するよう
に、透過性ドラゴンルーターを半分に分割することによ
り形成される。
【００１１】本発明の他の実施例では、反射性ドラゴン
ルーターが２つの反射性表面間の半導体ウエハー上に形
成される。反射性ドラゴンルーターと関連する他の導波
管は集積化光増幅器を各々含み、その増幅器は各導波管
を通して流れる光エネルギーにゲインを提供するように
選択的に活性化され、あるいは各導波管を通してエネル
ギーの流れを阻止するゲートとして働くように非活性化
される。特定の光増幅器は反射性表面間の予め決められ
た経路内でレーザー動作が起きるようにバイアス電流に
より活性化される。この経路は特定の選択された波長で
レーザー動作がサポートされるようにである。本発明に
よるレーザーの動作波長は従って、特定光増幅器をバイ
アスすることによりディスクリートに、デジタルに選択
される。レーザーは、活性状態に別の光増幅器を急速に
バイアスすることにより波長選択性装置と関連する光増
幅器と導波管の数に対応する波長の数Ｎに急速に同調可
能である。正確に離れた波長チャンネルへのデジタルア
クセスが達成される。
ルーターが２つの反射性表面間の半導体ウエハー上に形
成される。反射性ドラゴンルーターと関連する他の導波
管は集積化光増幅器を各々含み、その増幅器は各導波管
を通して流れる光エネルギーにゲインを提供するように
選択的に活性化され、あるいは各導波管を通してエネル
ギーの流れを阻止するゲートとして働くように非活性化
される。特定の光増幅器は反射性表面間の予め決められ
た経路内でレーザー動作が起きるようにバイアス電流に
より活性化される。この経路は特定の選択された波長で
レーザー動作がサポートされるようにである。本発明に
よるレーザーの動作波長は従って、特定光増幅器をバイ
アスすることによりディスクリートに、デジタルに選択
される。レーザーは、活性状態に別の光増幅器を急速に
バイアスすることにより波長選択性装置と関連する光増
幅器と導波管の数に対応する波長の数Ｎに急速に同調可
能である。正確に離れた波長チャンネルへのデジタルア
クセスが達成される。
【００１２】本発明の他の実施例では、同調可能レーザ
ーが透過性ドラゴンルーターを利用する米国特許出願番
号０８／０１９，９５２に従って形成され、上記のよう
に２つの反射性同調可能レーザーを形成するように分割
される。
ーが透過性ドラゴンルーターを利用する米国特許出願番
号０８／０１９，９５２に従って形成され、上記のよう
に２つの反射性同調可能レーザーを形成するように分割
される。
【００１３】付加的な実施例では、単一ディスクリート
波長で動作する非同調可能レーザーが反射性ドラゴンル
ーターと関連して１つの光増幅器と１つの関連する導波
管を用いて形成される。
波長で動作する非同調可能レーザーが反射性ドラゴンル
ーターと関連して１つの光増幅器と１つの関連する導波
管を用いて形成される。
【００１４】
【実施例】本発明によるデジタルレーザー１が図１に示
されている。レーザー１は、光増幅器と呼ばれる、光増
幅のための多数の光学的活性部３1-N と、光信号を運ぶ
ための多数の導波管５1-N と、及び波長選択性を提供す
る波長選択性装置７を具備する。
されている。レーザー１は、光増幅器と呼ばれる、光増
幅のための多数の光学的活性部３1-N と、光信号を運ぶ
ための多数の導波管５1-N と、及び波長選択性を提供す
る波長選択性装置７を具備する。
【００１５】各光増幅器３は、制御可能な光透過度を持
った導波管のドープ部を具備する。光増幅器３1-N を定
義するそのドープ部は、電気エネルギーを印加するとそ
れらが光エネルギーの流れに透明にされ、更に有る量の
ゲインがそれらを介して流れる光信号に提供されるとい
う点で光学的に活性である。電気的エネルギーが印加さ
れないときは、導波管のこれらのドープ部は光伝送に対
して実質的に不透明である。このように特にドープされ
た部分は、光増幅器である、あるいはそれらが活性化さ
れているか否か、即ちバイアス電流のような電気エネル
ギーで励起されているか否かに依存するゲートであると
考えることができる。ドープ部は当業者によく知られた
一般的な技術を用いて形成でき、それに制限されない
が、金属有機物気相成長エピタキシーが含まれる。図２
に示されるゲート制御装置４はバイアス電流を光増幅器
３1-N に選択的に提供する。ゲート制御装置の構成は当
業者にはよく知られている。
った導波管のドープ部を具備する。光増幅器３1-N を定
義するそのドープ部は、電気エネルギーを印加するとそ
れらが光エネルギーの流れに透明にされ、更に有る量の
ゲインがそれらを介して流れる光信号に提供されるとい
う点で光学的に活性である。電気的エネルギーが印加さ
れないときは、導波管のこれらのドープ部は光伝送に対
して実質的に不透明である。このように特にドープされ
た部分は、光増幅器である、あるいはそれらが活性化さ
れているか否か、即ちバイアス電流のような電気エネル
ギーで励起されているか否かに依存するゲートであると
考えることができる。ドープ部は当業者によく知られた
一般的な技術を用いて形成でき、それに制限されない
が、金属有機物気相成長エピタキシーが含まれる。図２
に示されるゲート制御装置４はバイアス電流を光増幅器
３1-N に選択的に提供する。ゲート制御装置の構成は当
業者にはよく知られている。
【００１６】図１に示される反射性波長選択性装置７が
ウエハー上に定義される。装置７は、導波管５1-N の１
つからの信号を伸張するための自由空間領域９と、導波
管あるいは格子アーム１２からなる導波管格子１１とを
具備する。導波管５1-N の数Ｎは、格子１１の格子アー
ム１２の数に必ずしも対応しない。一般的には、導波管
５1-N の数より格子１１の格子アームの数の方が多く、
格子アーム１２の数ＭはＮより大きい、即ちＭ＞Ｎであ
る。このＭとＮの比は通常約３であるが、この値は望ま
しいものではない。
ウエハー上に定義される。装置７は、導波管５1-N の１
つからの信号を伸張するための自由空間領域９と、導波
管あるいは格子アーム１２からなる導波管格子１１とを
具備する。導波管５1-N の数Ｎは、格子１１の格子アー
ム１２の数に必ずしも対応しない。一般的には、導波管
５1-N の数より格子１１の格子アームの数の方が多く、
格子アーム１２の数ＭはＮより大きい、即ちＭ＞Ｎであ
る。このＭとＮの比は通常約３であるが、この値は望ま
しいものではない。
【００１７】デジタルレーザー１は、更に、２つに裂か
れた面、即ち、表面１３と１５を含み、それらはレーザ
ー動作が支持される空洞を定義する高反射度ミラーを構
成する。
れた面、即ち、表面１３と１５を含み、それらはレーザ
ー動作が支持される空洞を定義する高反射度ミラーを構
成する。
【００１８】光増幅器３1-N 、導波管選択性装置７、及
び裂かれた表面１３と１５とを含む導波管５1-N は、当
業者によく知られた技術を用いて半導体ウエハー上にモ
ノリシックに集積されてもよい。
び裂かれた表面１３と１５とを含む導波管５1-N は、当
業者によく知られた技術を用いて半導体ウエハー上にモ
ノリシックに集積されてもよい。
【００１９】複数の光増幅器３1-N は、導波管５1-N の
一端を第１の分割表面１３に接続する。導波管５1-N の
数と光増幅器３1-N の数の間に１対１の対応関係を持つ
ことが望ましい。導波管５1-N はそれらの他端におい
て、自由空間領域９に接続されている。自由空間領域９
はまた格子１１を形成する複数の格子アーム１２に接続
されている。上記のように、格子１１と自由空間９は導
波管選択性装置７からなる。格子１１は第２の分割表面
１５で終了している。非同調可能レーザーでは、ただ１
つの光増幅器３と導波管５が波長選択性装置７と関連し
て使用されているにすぎない。
一端を第１の分割表面１３に接続する。導波管５1-N の
数と光増幅器３1-N の数の間に１対１の対応関係を持つ
ことが望ましい。導波管５1-N はそれらの他端におい
て、自由空間領域９に接続されている。自由空間領域９
はまた格子１１を形成する複数の格子アーム１２に接続
されている。上記のように、格子１１と自由空間９は導
波管選択性装置７からなる。格子１１は第２の分割表面
１５で終了している。非同調可能レーザーでは、ただ１
つの光増幅器３と導波管５が波長選択性装置７と関連し
て使用されているにすぎない。
【００２０】同調可能レーザー１の全体の動作は以下の
ように要約される。バイアス電流のような電気的エネル
ギーをゲート制御装置４を介して光増幅器３1-N の１つ
に選択的に加えることは、波長選択性装置７の動作によ
り分割表面１３と１５間にある波長選択性光経路を生成
する。増幅器３1-N の１つから自然に放出された光エネ
ルギーは、放出増幅器と関連する導波管に沿って伝搬す
る。図２に示されるように、例えば、バイアス電流によ
り励起されたとき、放出光エネルギーあるいは光増幅器
３2 から放出された信号６０は、異なる波長λ1 、λ
2 、λ3 、λn の複数のスペクトル成分６１、６３、６
５、６７からなる。信号は４以上の信号成分をもち、成
分６７はＮ番目の成分を表すことを意図しているという
ことを理解すべきである。信号６０は自由空間領域９で
広がり格子アーム１２1-M にはいる。信号６０は、面ミ
ラー１５に到達するまで格子アームに沿って伝搬する。
ミラー１５と接触したときに、光は格子アームに沿って
反射され、自由空間領域９に再入力する。格子アーム１
２1-M は、スペクトル成分６１、６３、６５、６７間で
位相の遅れを招き、その成分を異なる導波管５１−Ｎに
接続させる。例えば、波長λ3 を持つスペクトル成分６
５は、導波管５3 に接続される。適切な導波管５1-N に
接続された後、個々のスペクトル成分は光増幅器３1-N
に伝搬する。図２において増幅器３2 であるただ１つの
増幅器がバイアスされているので、残りの増幅器はそれ
らに到達する光を吸収する。その結果、スペクトル成分
６５が導波管５3 に接続されるならば、この例では増幅
器３2 だけがバイアスされているので、その成分は光増
幅器３3 で吸収されるであろう。
ように要約される。バイアス電流のような電気的エネル
ギーをゲート制御装置４を介して光増幅器３1-N の１つ
に選択的に加えることは、波長選択性装置７の動作によ
り分割表面１３と１５間にある波長選択性光経路を生成
する。増幅器３1-N の１つから自然に放出された光エネ
ルギーは、放出増幅器と関連する導波管に沿って伝搬す
る。図２に示されるように、例えば、バイアス電流によ
り励起されたとき、放出光エネルギーあるいは光増幅器
３2 から放出された信号６０は、異なる波長λ1 、λ
2 、λ3 、λn の複数のスペクトル成分６１、６３、６
５、６７からなる。信号は４以上の信号成分をもち、成
分６７はＮ番目の成分を表すことを意図しているという
ことを理解すべきである。信号６０は自由空間領域９で
広がり格子アーム１２1-M にはいる。信号６０は、面ミ
ラー１５に到達するまで格子アームに沿って伝搬する。
ミラー１５と接触したときに、光は格子アームに沿って
反射され、自由空間領域９に再入力する。格子アーム１
２1-M は、スペクトル成分６１、６３、６５、６７間で
位相の遅れを招き、その成分を異なる導波管５１−Ｎに
接続させる。例えば、波長λ3 を持つスペクトル成分６
５は、導波管５3 に接続される。適切な導波管５1-N に
接続された後、個々のスペクトル成分は光増幅器３1-N
に伝搬する。図２において増幅器３2 であるただ１つの
増幅器がバイアスされているので、残りの増幅器はそれ
らに到達する光を吸収する。その結果、スペクトル成分
６５が導波管５3 に接続されるならば、この例では増幅
器３2 だけがバイアスされているので、その成分は光増
幅器３3 で吸収されるであろう。
【００２１】このようにして、増幅器３1-N のうちのた
だ１つをバイアスすることにより、レーザー動作のため
のミラー１３と１５間に特定の透明経路が定義され、そ
の経路は特定の波長の光の伝搬をサポートする。静止波
はこの経路と関連する通過帯域内の波長に対してのみ持
続される。この通過帯域外の波長は損失の多いバイアス
されていない光増幅器により抑制される。レーザー発生
は、ファブリーペローモードで起き、その波長は通過帯
域の最大値に最も近い。隣り合うファブリーペローモー
ドは適切な回路設計により調整されることができる通過
帯域の選択性により抑制される。自由スペクトル範囲
（ＦＳＲ）周期ＮДλをもつ繰り返し周期のＮ個の通過
帯域Дλがある。活性半導体媒体のゲインがこれらのＦ
ＳＲのうちの１つに対して十分にピークを持つと仮定す
ると、Ｎレーザー波長はこのＦＳＲにおいて、選択され
た光増幅器３1-N の活性化により得られることができ
る。このＦＳＲ外の波長はゲイン弁別により抑制され
る。同調は、このようにして、同調範囲ＮДλに渡って
間隔Дλだけ離されたディスクリートな波長で達成され
る。
だ１つをバイアスすることにより、レーザー動作のため
のミラー１３と１５間に特定の透明経路が定義され、そ
の経路は特定の波長の光の伝搬をサポートする。静止波
はこの経路と関連する通過帯域内の波長に対してのみ持
続される。この通過帯域外の波長は損失の多いバイアス
されていない光増幅器により抑制される。レーザー発生
は、ファブリーペローモードで起き、その波長は通過帯
域の最大値に最も近い。隣り合うファブリーペローモー
ドは適切な回路設計により調整されることができる通過
帯域の選択性により抑制される。自由スペクトル範囲
（ＦＳＲ）周期ＮДλをもつ繰り返し周期のＮ個の通過
帯域Дλがある。活性半導体媒体のゲインがこれらのＦ
ＳＲのうちの１つに対して十分にピークを持つと仮定す
ると、Ｎレーザー波長はこのＦＳＲにおいて、選択され
た光増幅器３1-N の活性化により得られることができ
る。このＦＳＲ外の波長はゲイン弁別により抑制され
る。同調は、このようにして、同調範囲ＮДλに渡って
間隔Дλだけ離されたディスクリートな波長で達成され
る。
【００２２】透過性波長選択性装置の構成と動作の詳細
は、上述のドラゴン（Ｄｒａｇｏｎｅ）等の引例と、ザ
ーンギブル（Ｚｉｒｎｇｉｂｌ）等による”ＩｎＰ上の
１５Ｘ１５配列の導波管多重化器のデモンストレーショ
ン”（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ． Ｔｅｃｈ． Ｌｅｔ
ｔ． ４（１１）頁１２５０−１２５３、（１９９
２））と、ザーンギブル等による”ＩｎＰ上での分極独
立８Ｘ８導波管格子多重化器”（Ｅｌｅｃｔ． Ｌｅｔ
ｔ． ２９（２９）頁２０１−２０２（１９９３））
と、及び米国特許５、００２、３５０と５、１３６、６
７１とに十分に開示されている。反射性波長選択性装置
はそのような透過性波長選択性装置を２つに、好ましく
は等しいサイズに分けることにより形成されることがで
きる。本発明によるレーザーは、米国特許出願番号０８
／０１９，９５２に述べられたレーザーを半分に分ける
ことにより形成されることができる。
は、上述のドラゴン（Ｄｒａｇｏｎｅ）等の引例と、ザ
ーンギブル（Ｚｉｒｎｇｉｂｌ）等による”ＩｎＰ上の
１５Ｘ１５配列の導波管多重化器のデモンストレーショ
ン”（ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎ． Ｔｅｃｈ． Ｌｅｔ
ｔ． ４（１１）頁１２５０−１２５３、（１９９
２））と、ザーンギブル等による”ＩｎＰ上での分極独
立８Ｘ８導波管格子多重化器”（Ｅｌｅｃｔ． Ｌｅｔ
ｔ． ２９（２９）頁２０１−２０２（１９９３））
と、及び米国特許５、００２、３５０と５、１３６、６
７１とに十分に開示されている。反射性波長選択性装置
はそのような透過性波長選択性装置を２つに、好ましく
は等しいサイズに分けることにより形成されることがで
きる。本発明によるレーザーは、米国特許出願番号０８
／０１９，９５２に述べられたレーザーを半分に分ける
ことにより形成されることができる。
【００２３】図１のレーザーがどのようにして複数のデ
ィスクリートな光波長に同調されることができるかを示
す例を以下に述べる。図１のレーザーが波長λ1 で光エ
ネルギーを生成することが望まれる場合には、バイアス
電流が光増幅器３1 に印加される。光増幅器３1 に加え
られるバイアス電流は半導体材料に対するレーザーしき
い値以上である。光透過性経路はそれにより、光増幅器
３1 、導波管５1 、及び波長選択性装置７からなる反射
性表面１３と１５の間に定義される。光定在波はミラー
１３と１５の間に波長λ1 で生成され、その波長でのレ
ーザー光は参照番号１６でミラー１３から装置により放
出される。そのような場合、ミラー１３は割合的に透過
性であり、例えば８０％透過である。一方、面１５は全
体として実質的に反射性であり、例えば、９８％反射性
である。コーティング（図示せず）が面ミラー１３に加
えられてもよく、その結果、まだ割合的に透過性である
コーティングされていない面ミラーよりも反射性である
であろう。高反射性コーティング（図示せず）が面ミラ
ー１５に適用されるとそれは高反射性となる。そのよう
なコーティングは当業者にはよく知られている。
ィスクリートな光波長に同調されることができるかを示
す例を以下に述べる。図１のレーザーが波長λ1 で光エ
ネルギーを生成することが望まれる場合には、バイアス
電流が光増幅器３1 に印加される。光増幅器３1 に加え
られるバイアス電流は半導体材料に対するレーザーしき
い値以上である。光透過性経路はそれにより、光増幅器
３1 、導波管５1 、及び波長選択性装置７からなる反射
性表面１３と１５の間に定義される。光定在波はミラー
１３と１５の間に波長λ1 で生成され、その波長でのレ
ーザー光は参照番号１６でミラー１３から装置により放
出される。そのような場合、ミラー１３は割合的に透過
性であり、例えば８０％透過である。一方、面１５は全
体として実質的に反射性であり、例えば、９８％反射性
である。コーティング（図示せず）が面ミラー１３に加
えられてもよく、その結果、まだ割合的に透過性である
コーティングされていない面ミラーよりも反射性である
であろう。高反射性コーティング（図示せず）が面ミラ
ー１５に適用されるとそれは高反射性となる。そのよう
なコーティングは当業者にはよく知られている。
【００２４】同様に、図１のレーザー１が波長λ2 で、
光エネルギーを生成することが望まれる場合には、バイ
アス電流が光増幅器３2 に加えられる。再び、光増幅器
に加えられたバイアス電流は半導体材料に対するレーザ
ーしきい値より高い。光透過性経路がそれにより、光増
幅器３2 、導波管５2 、及び波長選択性装置７からなる
面１３と１５の間で定義される。光定在波は波長λ2
で、面１３と１５の間に生成され、その波長でのレーザ
ー光が参照番号１７の図１の装置により放出される。波
長λ3 からλN までの光エネルギーは光増幅器３1 ある
いは３2 を活性化する代わりに、光増幅器３3 から３N
を活性化することにより生成される。図１のレーザーの
動作波長は別々の光増幅器をバイアスすることにより急
激に変更することができる。
光エネルギーを生成することが望まれる場合には、バイ
アス電流が光増幅器３2 に加えられる。再び、光増幅器
に加えられたバイアス電流は半導体材料に対するレーザ
ーしきい値より高い。光透過性経路がそれにより、光増
幅器３2 、導波管５2 、及び波長選択性装置７からなる
面１３と１５の間で定義される。光定在波は波長λ2
で、面１３と１５の間に生成され、その波長でのレーザ
ー光が参照番号１７の図１の装置により放出される。波
長λ3 からλN までの光エネルギーは光増幅器３1 ある
いは３2 を活性化する代わりに、光増幅器３3 から３N
を活性化することにより生成される。図１のレーザーの
動作波長は別々の光増幅器をバイアスすることにより急
激に変更することができる。
【００２５】実施例では、ミラー１３と１５は適切にコ
ーティングされ、ミラー１３は全体として実質的に反射
性であり、ミラー１５は割合的に透過性であり、光はミ
ラー１５で装置から放出される。好適実施例では、単一
出力ポート１８がミラー１５にどんな波長の光に対して
も提供される。この場合、ミラー１３と１５は出力ポー
ト１８における以外高反射性であり、格子アーム１２の
１つと関連づけられる。出力ポート１８では、ミラー１
５は反反射性材料５０でコーティングされ、その結果そ
れは実質的に透過性である。どの格子アームが出力ポー
ト１８の位置に選択されるかについて目下のところ好み
は存在しない。
ーティングされ、ミラー１３は全体として実質的に反射
性であり、ミラー１５は割合的に透過性であり、光はミ
ラー１５で装置から放出される。好適実施例では、単一
出力ポート１８がミラー１５にどんな波長の光に対して
も提供される。この場合、ミラー１３と１５は出力ポー
ト１８における以外高反射性であり、格子アーム１２の
１つと関連づけられる。出力ポート１８では、ミラー１
５は反反射性材料５０でコーティングされ、その結果そ
れは実質的に透過性である。どの格子アームが出力ポー
ト１８の位置に選択されるかについて目下のところ好み
は存在しない。
【００２６】本発明のレーザーは製造されテストされ
た。透過性１ｘ７ドラゴンルーターを分割することによ
り形成される反射性１ｘ７ドラゴンルーターは、波長選
択性装置７のように使用され、その装置７は等しい間隔
で離された７つの波長チャンネルをデマルチプレクスす
る。隣り合う格子アーム間の経路長差は６１．４６マイ
クロメーターである。レーザーを通る断面が図３に示さ
れている。図３の左側は本発明で使用されるのに適する
光増幅器を作るためにドープされた活性導波管５1-N の
一部の半導体構造を示している。図３の右側は受動導波
管のドープされていない部分を示す。
た。透過性１ｘ７ドラゴンルーターを分割することによ
り形成される反射性１ｘ７ドラゴンルーターは、波長選
択性装置７のように使用され、その装置７は等しい間隔
で離された７つの波長チャンネルをデマルチプレクスす
る。隣り合う格子アーム間の経路長差は６１．４６マイ
クロメーターである。レーザーを通る断面が図３に示さ
れている。図３の左側は本発明で使用されるのに適する
光増幅器を作るためにドープされた活性導波管５1-N の
一部の半導体構造を示している。図３の右側は受動導波
管のドープされていない部分を示す。
【００２７】装置のエピタキシャル成長と再成長は低圧
（１００ｔｏｒｒ）の金属有機物気相エピタキシーによ
り達成される。インジウムフォスファイド（ＩｎＰ）が
基板１９として用いられた。それに限られないが、Ｉｎ
Ｐあるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含めてレーザー
製作に適する基板が使用できる。基板はＳドープ（２ｘ
１０18／ｃｍ3 ）である。リブ導波管構造２０はＩｎＧ
ａＡｓＰから形成された。導波管領域２０は垂直方法に
波を導き、一方領域２９は横方向に波を導く。ＩＩＩ族
有機金属と砒素の量を変えて、１．１から１．３５マイ
クロメーターのバンドギャップをカバーできるようにす
るため、連続傾斜領域を形成した。レーザー空洞（光増
幅器）の活性領域を生成するために、ＩｎＰ基板に格子
マッチされた１．５８マイクロメーターのＩｎＧａＡｓ
Ｐの量子井戸２１と１．３５マイクロメーターのバンド
ギャップのＩｎＧａＡｓＰ障壁２２が使用された。ジエ
チル亜鉛とジシランとがｐ型とｎ型のドーパントのソー
スである。受動導波管と増幅器の部分は最初の成長の
後、湿式化学エッチングにより定義された。その後、半
絶縁ＩｎＰ層が増幅器上を除いて全面に成長させられ
た。ｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰのキャップ（図示せず）付き
のヘビードープのｐ+ −ＩｎＰ層２８の最終再成長はコ
ンタクト層として働く。コンタクト３０は金属化され、
図示しない面は分割され高反射性ミラーがその上に堆積
される。
（１００ｔｏｒｒ）の金属有機物気相エピタキシーによ
り達成される。インジウムフォスファイド（ＩｎＰ）が
基板１９として用いられた。それに限られないが、Ｉｎ
Ｐあるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）を含めてレーザー
製作に適する基板が使用できる。基板はＳドープ（２ｘ
１０18／ｃｍ3 ）である。リブ導波管構造２０はＩｎＧ
ａＡｓＰから形成された。導波管領域２０は垂直方法に
波を導き、一方領域２９は横方向に波を導く。ＩＩＩ族
有機金属と砒素の量を変えて、１．１から１．３５マイ
クロメーターのバンドギャップをカバーできるようにす
るため、連続傾斜領域を形成した。レーザー空洞（光増
幅器）の活性領域を生成するために、ＩｎＰ基板に格子
マッチされた１．５８マイクロメーターのＩｎＧａＡｓ
Ｐの量子井戸２１と１．３５マイクロメーターのバンド
ギャップのＩｎＧａＡｓＰ障壁２２が使用された。ジエ
チル亜鉛とジシランとがｐ型とｎ型のドーパントのソー
スである。受動導波管と増幅器の部分は最初の成長の
後、湿式化学エッチングにより定義された。その後、半
絶縁ＩｎＰ層が増幅器上を除いて全面に成長させられ
た。ｐ+ −ＩｎＧａＡｓＰのキャップ（図示せず）付き
のヘビードープのｐ+ −ＩｎＰ層２８の最終再成長はコ
ンタクト層として働く。コンタクト３０は金属化され、
図示しない面は分割され高反射性ミラーがその上に堆積
される。
【００２８】装置は全ての増幅器を順番に同調すること
によりテストされた。ファイバーマイクロレンズが各増
幅器ポートに接続され、光は光スペクトル分析器に導か
れた。図４は第４のポートからの光のスペクトル分析の
結果を示す。連続波（ＣＷ）のしきい値電流は１０１．
５ミリアンペア（ｍＡ）であった。レーザーは１２０ｍ
Ａのポンプ電流に対して−１．８ｄＢｍのパワーを放出
した。レーザーの放出は長４０は１５０２．５２ｎｍで
あった。１つのＦＳＲから離れて、モードの次の組４２
は３０ｄｂ以上抑制された。参照番号４４でピークを持
つバックグランドの自然放出は３５ｄＢ以上下がった。
別のバイアス条件では、レーザーは１４９２．９５ｎｍ
あるいは１５１２．７８ｎｍの近隣モードで放出した。
このようにして、多重化器のＦＳＲは９．９ｎｍであ
り、チャンネル間距離は２．８２ｎｍである。他のポー
トの放出波長はこのチャンネル間距離とＦＳＲと一致し
た。
によりテストされた。ファイバーマイクロレンズが各増
幅器ポートに接続され、光は光スペクトル分析器に導か
れた。図４は第４のポートからの光のスペクトル分析の
結果を示す。連続波（ＣＷ）のしきい値電流は１０１．
５ミリアンペア（ｍＡ）であった。レーザーは１２０ｍ
Ａのポンプ電流に対して−１．８ｄＢｍのパワーを放出
した。レーザーの放出は長４０は１５０２．５２ｎｍで
あった。１つのＦＳＲから離れて、モードの次の組４２
は３０ｄｂ以上抑制された。参照番号４４でピークを持
つバックグランドの自然放出は３５ｄＢ以上下がった。
別のバイアス条件では、レーザーは１４９２．９５ｎｍ
あるいは１５１２．７８ｎｍの近隣モードで放出した。
このようにして、多重化器のＦＳＲは９．９ｎｍであ
り、チャンネル間距離は２．８２ｎｍである。他のポー
トの放出波長はこのチャンネル間距離とＦＳＲと一致し
た。
【００２９】レーザーからの疑似モードを抑制するため
に、波長選択性ミラーが採用されてもよく、光増幅器は
ピークのゲインプロファイルで設計されるべきである。
ここに述べられた実施例と変形例は本発明の原理を示す
ものであり、本発明の範囲と制御信号を離れることなく
当業者には種々の変更が実現できるであろうことが理解
されるべきである。
に、波長選択性ミラーが採用されてもよく、光増幅器は
ピークのゲインプロファイルで設計されるべきである。
ここに述べられた実施例と変形例は本発明の原理を示す
ものであり、本発明の範囲と制御信号を離れることなく
当業者には種々の変更が実現できるであろうことが理解
されるべきである。
【図１】本発明によるデジタルレーザーの図である。
【図２】反射性ドラゴンルーターの動作原理を示す。
【図３】本発明によるデジタルレーザーの断面図であ
る。
る。
【図４】本発明によるデジタルレーザーのポートで観察
されるスペクトル結果である。
されるスペクトル結果である。
３ 光学的活性部 ５ 導波管 ７ 波長選択性装置 １１ 導波管格子 １２ 格子アーム １３、１５ 表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーチン ザーンジブル アメリカ合衆国 07734 ニュージャーシ ィ，ミドルタウン，ハンターポイント 30
Claims (35)
- 【請求項１】 半導体ウエハー内に形成された第１の反
射性表面と、前記半導体ウエハー内の前記第１の反射性
表面から離れた位置に形成された第２の反射性表面と、
前記半導体ウエハー内に形成され、前記第１の反射性表
面を自由空間領域に接続する第１の複数の導波管と、前
記半導体ウエハー内に形成された波長選択性装置と、こ
こで前記波長選択性装置は前記自由空間領域と第２の複
数の導波管とを具備し、各導波管は異なる長さを持ち、
前記複数の導波管は一括して光学格子を定義し、前記光
学格子は一端で前記第２の反射性表面に接続され、他端
で前記自由空間領域に接続され、前記第１の複数の導波
管のうちの少なくとも２つの導波管内に形成された少な
くとも２つの制御可能光増幅器であって、各々活性状態
とゲート状態とを有する光増幅器と、前記光増幅器の１
つにバイアス電流を選択的に提供して前記１つの光増幅
器を活性状態にするための手段とを含む同調可能レーザ
ーであって、前記活性光増幅器と、前記活性光増幅器が
形成された前記導波管と、及び前記波長選択性装置とが
波長選択性光透過性経路を定義してレーザー動作を作り
出し、前記レーザー波長は前記活性状態にある前記１つ
の光増幅器により決定される同調可能レーザー。 - 【請求項２】 前記波長選択性装置は反射性ドラゴンル
ーターである請求項１記載のレーザー。 - 【請求項３】 前記波長選択性装置は、ディスクリート
なレーザー波長の数と望ましいチャンネル間距離との積
より大きいかあるいは等しい自由スペクトル範囲を持つ
請求項１記載のレーザー。 - 【請求項４】 前記光は前記第１の反射性表面で前記レ
ーザーから放出される請求項１記載のレーザー。 - 【請求項５】 前記光は前記第２の反射性表面で前記レ
ーザーから放出される請求項１記載のレーザー。 - 【請求項６】 前記光は前記第２の複数の導波管のうち
の１つと関連する単一位置の前記第２の反射性表面で前
記レーザーから放出される請求項１記載のレーザー。 - 【請求項７】 前記反射性表面のうちの少なくとも１つ
は波長選択性ミラーを具備する請求項１記載のレーザ
ー。 - 【請求項８】 前記光増幅器はピークゲインプロファイ
ルをもつ請求項１記載のレーザー。 - 【請求項９】 第１の複数の波長のうちの１つに選択的
に同調可能なレーザーにおいて、第１の反射性表面と第
２の反射性表面とをもつ半導体ウエハーと、前記半導体
ウエハー内の自由空間領域と、前記自由空間領域で終わ
る第１の端部と前記第１の反射性表面で終わる第２の端
部とを有する前記半導体内に形成された第１の複数の導
波管と、前記第１の複数の導波管の前記第２の端部にそ
れぞれ見つけられる複数の光増幅器であって、各々、前
記第１の反射性表面に光学的に透過性である活性状態と
光学的に不透明であるゲート状態とを持つ前記複数の光
増幅器と、前記自由空間領域で終わる第１の端部と前記
第２の反射性表面で終わる第２の端部を有する前記半導
体ウエハー内に形成された第２の複数の導波管であっ
て、各々、異なる長さを有して一括して光格子を定義す
る前記第２の複数の導波管と、及び前記光増幅器の１つ
を活性状態にして前記活性光増幅器により決定される波
長でレーザー動作を作り出すための手段とを具備するレ
ーザー。 - 【請求項１０】 半導体ウエハー内に形成された第１の
反射性表面と、前記半導体ウエハー内の前記第１の反射
性表面から離れた位置に形成された第２の反射性表面
と、前記半導体ウエハー内に形成され、前記第１の反射
性表面を自由空間領域に接続する第１の導波管と、前記
半導体ウエハー内に形成された波長選択性装置と、ここ
で前記波長選択性装置は前記自由空間領域と複数の導波
管とを具備し、各導波管は異なる長さを持ち、前記複数
の導波管は一括して光学格子を定義し、前記光学格子は
一端で前記第２の反射性表面に接続され、他端で前記自
由空間領域に接続され、前記第１の導波管内に形成さ
れ、活性状態とゲート状態とを有する光増幅器と、前記
光増幅器にエネルギーを提供して前記光増幅器を活性状
態にするための手段とを具備する非同調可変レーザーで
あって、前記活性光増幅器と、前記活性光増幅器が形成
された前記導波管と、及び前記波長選択性装置とが波長
選択性光透過性経路を定義してレーザー動作を作り出す
非同調可能レーザー。 - 【請求項１１】 前記波長選択性装置は反射性ドラゴン
ルーターである請求項１０記載のレーザー。 - 【請求項１２】 前記光は前記第１の反射性表面で前記
レーザーから放出される請求項１０記載のレーザー。 - 【請求項１３】 前記光は前記第２の反射性表面で前記
レーザーから放出される請求項１０記載のレーザー。 - 【請求項１４】 前記光は前記複数の導波管のうちの１
つと関連する単一位置の前記第２の反射性表面で前記レ
ーザーから放出される請求項１０記載のレーザー。 - 【請求項１５】 前記反射性表面のうちの少なくとも１
つは波長選択性ミラーを具備する請求項１０記載のレー
ザー。 - 【請求項１６】 前記光増幅器はピークゲインプロファ
イルをもつ請求項１０記載のレーザー。 - 【請求項１７】 レーザー光を発生するための方法であ
って、半導体ウエハー内に第１の反射性表面を提供する
ステップと、前記半導体ウエハー内の前記第１の反射性
表面から離れた位置に第２の反射性表面を提供するステ
ップと、前記半導体ウエハー内に、前記第１の反射性表
面を自由空間領域に接続する第１の複数の導波管を提供
するステップと、前記半導体ウエハー内に波長選択性装
置を提供するステップと、ここで前記波長選択性装置は
前記自由空間領域と第２の複数の導波管とを具備し、各
導波管は長さが異なり、前記複数の導波管は一括して光
学格子を定義し、前記光学格子は一端で前記第２の反射
性表面に接続され、他端で前記自由空間領域に接続さ
れ、前記第１の複数の導波管のうちの少なくとも２つの
導波管内に形成された少なくとも２つの制御可能光増幅
器であって、各々活性状態とゲート状態とを有する光増
幅器を提供するステップと、前記光増幅器の１つにエネ
ルギーを選択的に提供して前記１つの光増幅器を活性状
態にするステップと、前記活性光増幅器と、前記活性光
増幅器が形成された前記導波管と、及び前記波長選択性
装置とを含む波長選択性光透過性経路を定義するステッ
プと、前記活性状態にある前記１つの光増幅器により決
定されるレーザー波長は同調で前記定義された経路内で
レーザー動作を作り出すステップとを具備するレーザー
光を発生するための方法。 - 【請求項１８】 前記波長選択性装置を提供するステッ
プは、反射性ドラゴンルーターを提供することを更に具
備する請求項１７記載の方法。 - 【請求項１９】 前記第１の反射性表面でレーザー光を
放出することを更に具備する請求項１７記載の方法。 - 【請求項２０】 前記第２の反射性表面でレーザー光を
放出することを更に具備する請求項１７記載の方法。 - 【請求項２１】 前記第２の複数の導波管のうちの１つ
と関連する単一位置の前記第２の反射性表面でレーザー
光を放出することを更に具備する請求項１７記載の方
法。 - 【請求項２２】 前記反射性表面を提供するステップ
は、波長選択性ミラーである少なくとも１つの反射性表
面を提供するステップを更に具備する請求項１７記載の
方法。 - 【請求項２３】 前記少なくとも２つの制御可能光増幅
器を提供するステップは、ピークゲインプロファイルを
もつ少なくとも２つの制御可能光増幅器を提供するステ
ップを更に具備する請求項１７記載の方法。 - 【請求項２４】 同調可能レーザーを製造するための方
法であって、半導体ウエハー内に波長選択性装置を形成
するステップと、ここで前記波長選択性装置は前記自由
空間領域と第２の複数の導波管とを具備し、各導波管は
長さが異なり、前記複数の導波管は一括して光学格子を
定義し、前記光学格子は一端で前記自由空間領域に接続
され、前記半導体ウエハー内の、前記自由空間領域に接
続する複数の入力導波管を形成するステップと、前記導
波管に適切な方法で半導体不純物を適切にドープするこ
とにより、前記複数の入力導波管のうちの少なくとも２
つの導波管内に少なくとも２つの制御可能光増幅器を形
成するステップと、前記光増幅器にエネルギーを選択的
に提供するための装置を形成するステップと、第１と第
２の面ミラーを形成するように前記半導体ウエハーを２
つの離れた位置で分割するステップとを含み、前記第１
の面ミラーは、前記光増幅器を含む前記入力導波管によ
り前記波長選択性装置に接続され、前記第２の面ミラー
は光学格子を定義する前記複数の導波管に接続されてい
る同調可能レーザーを製造するための方法。 - 【請求項２５】 前記波長選択性装置を形成するステッ
プは、反射性ドラゴンルーターを形成することを具備す
る請求項２４記載の方法。 - 【請求項２６】 前記反射性ドラゴンルーターは、透過
性ドラゴンルーターを半分に分割することにより形成さ
れる請求項２５記載の方法。 - 【請求項２７】 前記第１の面ミラーをある材料でコー
ティングして部分的に透明とするステップを更に具備す
る請求項２４記載の方法。 - 【請求項２８】 前記第２の面ミラーをある材料でコー
ティングして部分的に透明とするステップを更に具備す
る請求項２４記載の方法。 - 【請求項２９】 前記光学格子を定義する前記導波管の
うちの１つと関連する単一位置で前記第２の面ミラーを
反反射性材料でコーティングするステップを更に具備す
る請求項２４記載の方法。 - 【請求項３０】 高反射性となるように前記第１の面ミ
ラーをある材料でコーティングするステップを更に具備
する請求項２４記載の方法。 - 【請求項３１】 高反射性となるように前記第２の面ミ
ラーをある材料でコーティングするステップを更に具備
する請求項２４記載の方法。 - 【請求項３２】 前記面ミラーの少なくとも一方を波長
選択制材料でコーティングするステップを更に具備する
請求項２４記載の方法。 - 【請求項３３】 ピークゲインプロファイルをもつよう
に前記光増幅器を形成するステップを更に具備する請求
項２４記載の方法。 - 【請求項３４】 透過性ドラゴンルーターを２つの部分
に分割することを含む反射性ドラゴンルーターを形成す
る方法。 - 【請求項３５】 同調可変レーザーを製造するための方
法であって、半導体ウエハー内に波長選択性装置を形成
するステップと、ここで前記波長選択性装置は前記第１
と第２の自由空間領域と複数の導波管とを具備し、各導
波管は長さが異なり、前記複数の導波管は一括して光学
格子を定義し、前記光学格子は各々の端部で前記自由空
間領域に接続され、前記半導体ウエハー内の、前記第１
の自由空間領域に接続する複数の入力導波管を形成する
ステップと、前記半導体ウエハー内の、前記第２の自由
空間領域に接続する複数の出力導波管を形成するステッ
プと、前記導波管に適切な方法で半導体不純物を適切に
ドープすることにより、前記複数の入力導波管のうちの
少なくとも２つの導波管内と前記複数の出力導波管のう
ちの少なくとも２つの導波管内とに少なくとも２つの制
御可能光増幅器を形成するステップと、前記光増幅器に
エネルギーを選択的に提供するための装置を形成するス
テップと、第１と第２の面ミラーを形成するように前記
半導体ウエハーを２つの離れた位置で分割するステップ
と、ここで前記第１の面ミラーは、前記光増幅器を含む
前記入力導波管により前記波長選択性装置に接続され、
前記第２の面ミラーは、前記光増幅器を含む前記出力導
波管により前記波長選択性装置に接続され、第三と第四
の面ミラーを形成するように前記光学格子を通して前記
半導体ウエハーを分割するステップとを含み、前記第１
と第三の面ミラーは第１のレーザー空洞を定義し、前記
第２と第四の面ミラーは第２のレーザー空洞を定義し、
前記第１と第２のレーザー空洞はサイズが等しい同調可
能レーザーを製造するための方法。
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