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JP2008060445A - 発光素子 - Google Patents

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剛 竹内
Hiroyuki Yamazaki
裕幸 山崎
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Abstract

【課題】光の吸収損失がなく、発振特性が安定で、製造コストの低い発光素子を提供する。
【解決手段】位相制御領域を持たない半導体光増幅器(SOA)4と、リング共振器型波長可変フィルター部5とを備える。リング共振器型波長可変フィルター部5は、光路長のわずかに異なる複数のリング共振器6及びリング共振器の温度を制御するヒーター電極7などから構成されている。また、リング共振器型波長可変フィルター部5の接続導波路8の上に、押さえ治具3を用いて固定された圧電素子1を新たに備える。圧電素子1が接続導波路8に応力を印加し、印加された応力により、接続導波路8の屈折率及び物理長を変化させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、例えばWDM伝送システム用光源としての波長可変光源として使用される、光の位相を制御する機能を備えた発光素子に関するものである。
1つの光源で複数の波長の発振が可能な波長可変光源は、WDM(Wavelength Division Multiplexing:波長分割多重)伝送システム用光源として、システム再構成が容易となる点、また、バックアップ光源の在庫を低減できるという点で極めて有用であり、近年活発に研究開発が進められている(特許文献1,2、及び非特許文献1参照)。このような特徴を備えた従来の波長可変光源として、例えば、図11及び図12に示すものがある。図11は平面図、図12は図11中に示す半導体光増幅器101の断面図である。この波長可変光源は、位相制御領域つき半導体光増幅器(SOA)101と、リング共振器型波長フィルター102とから構成される。リング共振器型波長フィルター102は、光路長のわずかに異なる複数のリング共振器103及びリング共振器の温度を制御するヒーター104などから構成されている。
この波長可変光源では、リング共振器型波長フィルター102が、位相制御領域つきSOA101から入射された光のうち、特定の波長の光のみ位相制御領域つきSOA101へ戻す機能を有する光回路であり、「特定の波長」は、ヒーター104により制御可能とされている。なお、リング共振器型波長フィルター102の、詳細については、例えば非特許文献1などに示されているので、ここでは詳細な説明を省略する。
位相制御領域つきSOA101は、図12に示すように、ゲイン領域107と位相制御領域108とを備えている。ゲイン領域107は、活性層112を備え、ここに電流を注入することで発振のためのゲインを得る。また、位相制御領域108は、コア層113に電流を注入することで屈折率を変化させ、最も良好な発振特性が得られるように光の位相を制御する。ここで、位相制御領域108のコア層113は、発振波長に対して低損失となるよう、ゲイン領域107の活性層112とは異なる組成(より短波長組成)の半導体層で形成されている。また、活性層112とコア層113とは、エッチングプロセスと再成長プロセスによる、所謂バットジョイント構造114により接続されている。位相制御領域108側の端面からの出射光はリング共振器型波長フィルター102の接続導波路105へ入射され、ゲイン領域107側端面からの出射光は、波長可変光源の出力光として外部に取り出される。
特開平2−165116号公報 特公平07−082131号公報 山崎裕幸 他 著、2005年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会予稿集、予稿No.C−3−89
しかしながら、上述した従来の技術による波長可変光源には、以下に示すような問題があった。先ず、第1の問題点は、位相制御領域108のコア層113において光の吸収損失が生じ、波長可変光源の出力光パワーが低下することである。また、第2の問題点は、位相制御領域つきSOA101のバットジョイント114の部分において、光の反射が生じ、生じた反射光がゲイン領域107へ戻ることにより発振特性が不安定となることである。また、第3の問題点は、位相制御領域つきSOA101のバットジョイント114の部分は、素子の製造上、歩留まりが悪く、素子製造コスト上昇を招く点である。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、光の吸収損失がなく、発振特性が安定で、製造コストの低い発光素子を提供することを目的とする。
本発明に係る発光素子は、光を増幅する機能を有する光増幅部及び外部共振器の内部に配置された平面型光導波路を少なくとも備えるレーザからなる発光素子であって、平面型光導波路の少なくとも一部領域に、直接あるいは間接的に応力を印加する応力印加手段を備えるようにしたものである。応力印加手段により応力が印加されると、応力が印加された領域の平面型導波路は、屈折率及び物理長が変化する。
上記発光素子において、応力印加手段は、圧電材料から構成されたものであるとよい。また、上記発光素子において、平面型光導波路を含む光回路部をさらに備え、応力印加手段は、光回路部の全体あるいは一部領域に、直接あるいは間接的に応力を印加するものであればよい。なお、光回路部は、光増幅部から発せられた光を光増幅部へ戻す反射機能を有し、また、反射機能は、特定の波長の光を光増幅部へ戻すようにしたものである。また、特定の光波長を制御する波長制御手段を備える。
また、上記発光素子において、応力印加手段により平面型光導波路に印加される印加応力の大きさを制御する応力制御手段を備える。例えば、発光素子の発光状態を計測する発光状態モニターをさらに備え、応力制御手段は、発光状態モニターからの情報に基づき印加応力を制御する。例えば、発光状態モニターは、発光素子の発光パワーを計測する発光パワーモニターである。応力制御手段は、発光素子の発光パワーが最大となるよう印加応力の大きさを制御する。
上記発光素子において、光回路部が形成された基板と共通の基板の上に、光増幅部を実装する領域が形成されているようにしてもよい。また、光増幅部は、光増幅部が備える活性層が形成された側の面を光増幅部を実装する領域の側に向けて実装してもよい。また、平面型光導波路と応力印加手段とは、モノリシックに集積化されているとよい。また、平面型光導波路は、応力印加手段が配置される領域を複数回通過する屈曲した導波路の部分を備え、この屈曲した導波路の部分に応力印加手段により応力が印加されるようにしてもよい。
以上説明したように、本発明によれば、外部共振器の内部に配置された平面型光導波の少なくとも一部領域に、直接あるいは間接的に応力を印加する応力印加手段を備え、応力印加手段により印加された応力により、平面型導波路の屈折率及び物理長を変化させるようにしたので、光の吸収損失がなく、発振特性が安定で、製造コストの低い発光素子が提供できるようになるという優れた効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1〜図3は、本発明の実施の形態における発光素子の構成例を示す構成図である。図1は素子全体の平面視の状態を模式的に示し、図2は、図1中のAA’線の断面を模式的に示し、図3は、図1中のBB’線の断面を模式的に示している。図1に示す発光素子は、先ず、半導体光増幅器(SOA)4と、リング共振器型波長可変フィルター部5とを備える。リング共振器型波長可変フィルター部5は、光路長のわずかに異なる複数のリング共振器6及びリング共振器の温度を制御するヒーター電極(波長制御手段)7などから構成されている。リング共振器型波長可変フィルター部5は、SOA4から入射された光のうち、特定の波長の光のみSOA4へ戻す機能を有する光回路であり、「特定の波長」は、ヒーター電極7により制御(選択)可能とされている。
この発光素子が、図11及び図12に示した従来例と特に異なる点は、先ず、従来では位相制御領域つきSOA101を用いていたのに対し、図1〜図3に示す発光素子では、位相制御領域を持たないSOA4を使用している点がある。また、図1〜図3に示す発光素子では、接続導波路(平面型導波路)8上に、押さえ治具3を用いて固定された圧電素子(応力印加手段)1を新たに備えるようにした点が、従来の技術とは大きく異なっている。図1に示す発光素子では、圧電素子1が接続導波路8に応力を印加する。
なお、SOA4について説明すると、図3に示すように、先ず、例えばn型とされたInP基板20の上に、n型とされたInPよりなる下部クラッド層19,ノンドープのi形とされたInGaAsPからなる活性層18,及びp型とされたInPよりなる上部クラッド層17を備える。下部クラッド層19,活性層18,及び上部クラッド層17は、リッジ状に形成され、図示していない埋め込み層により電流狭窄構造とされている。また、上部クラッド層17の上には、p側電極16を備え、InP基板20の裏面にはn側電極21を備えている。これらで、SOA4のゲイン領域15が構成されている。
次に、図1及び図2に示す発光素子の構成について、製造方法例とともに説明する。最初にリング共振器型波長可変フィルター部5の製造方法例について説明する。先ず、例えば、単結晶シリコンからなる基板14を用意し、この上に例えばCVD法により厚さ10μmのSiO2よりなる下部クラッド層13及び厚さ2μmのSiON層12を順次に堆積することで成膜し、公知のフォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程によりSiON層12を加工し、下部クラッド層103の上にリング共振器6(リング共振器6を構成するコア)及び接続導波路8(接続導波路8を構成するコア)を形成する。
続いて、下部クラッド層103の上に接続導波路8を覆うように厚さ10μmのSiO2を堆積成膜し、上部クラッド層11を形成する。これらのことにより、平面型導波路構造の各導波路が形成される。次に、SiO2上部クラッド層11の上にスパッタリングによりTi/Pt膜を成膜し、公知のフォトリソグラフィ工程とエッチング工程により加工してヒーター電極7を形成する。続いて、共振器の反射端となる側面部分に、スパッタリングにより高反射膜9を成膜し、リング共振器型波長可変フィルター部5を完成させる。次に、図1及び図2に示すように、圧電素子1の両側を2つの押さえ治具3により挾み、これら2つの押さえ治具を接着剤により、接続導波路8の上に固定する。圧電素子1は、SOA4からの光が導入される接続導波路8の上に配置する。これらの後、リング共振器型波長可変フィルター部5に、SOA4及び光パワーモニター10を組み合わせることで、図1,2に示す発光素子が完成する。
次に、図1及び図2に示した発光素子の動作及び効果について説明する。図11、図12の従来例では、位相制御領域つきSOA101の位相制御領域108に電流を注入することで屈折率を変化させ、最も良好な発振特性が得られるように光の位相を制御していた。これに対し、図1及び図2に示す発光素子では、圧電素子1を用いて接続導波路8に応力を印加することで接続導波路8の屈折率及び物理長を変化させ、最も良好な発振特性が得られるよう、光の位相を制御する。さらに具体的には、高反射膜9の後方の光パワーモニター10により検出される光パワーが最大となるように、圧電素子1に電極線2を介して印加する電圧を図示しない制御部(応力制御手段)により制御する。このように構成した図1及び図2に示す発光素子によれば、SOAの位相制御領域が不要となり、従来技術では問題となっていた位相制御領域における光の吸収損失、バットジョイント部における光の反射による発振特性の不安定性、及びバットジョイント部の製造歩留まりが悪いことによる製造コスト上昇の問題が解決するという効果が得られる。
次に、本発明の実施の形態における他の発光素子について、図4〜図8を用いて説明する。図4は素子全体の平面視の状態を模式的に示し、図5は、図4中の領域Cを拡大した部分を示し、図6は、図5において、SOA4を実装する前の状態を示し、図7は、図5中のDD’線の断面を模式的に示し、図8は、図5中のEE’線の断面を模式的に示している。
図4に示す発光素子は、リング共振器型波長可変フィルター部5の一部領域にSOA実装部22を備え、ここにSOA4が実装されるようにしたものである。なお、他の部分は、図1〜3を用いて説明した発光素子の構成と同様である。以下、SOA実装部22の構成について説明する。SOA実装部22には、図6及び図7に示すように、SiO2膜などから構成された台座26が、基板14の上に絶縁膜28を介して形成されている。台座26は、台座26の上にSOA4を押し当てた(実装した)ときに、SOA4の活性層18と接続導波路8のコア層12の高さが一致する高さとされている(図7、図8)。また、基板14の上に設けられたSOA実装部22は、実装されるSOA4に接続される基板側p電極配線23及び基板側n電極配線24を備える。また、図6に示すように、SOA実装部22には、金属膜で形成されたアラインメントマーカー27が形成されており、さらに、SOA4の表面にも金属膜パターンによるアラインメントマーカー(図示せず)が形成されている。
なお、SOA4について説明すると、図7に示すように、n側電極21が形成されている側が、基板14からみて情報となるように配置されている。また、台座26は、電流狭窄構造とするための埋め込み層29の領域に配置されている。また、基板14の側に配置されたp側電極16は、導電性を有する融着剤30を介して基板側p電極配線23に接続し、n側電極21は、ボンディングワイヤ25により基板側n電極配線24に接続している。なお、他の構成は、図3に示すSOA4と同様である。
次に、図4〜図6に例示する発光素子の構成について、特にSOA4をSOA実装部22にアラインメント固定する製造方法例とともに説明する。先ずSOA4をSOA実装部22上に載置する。このとき、SOA4の導波路延長線と、SOA4からの光が導入される接続導波路8とが一致する向きに、SOA4を載置する。この時点ではSOA4は、SOA実装部22に固定されていなく、互いの位置関係を調節できる状態にある。
次にこの状態で、図4,5,6の紙面法線方向の赤外透過像をモニターし、SOA実装部22に形成されたアラインメントマーク27とSOA4に形成された図示しないアライメントマークとを用い、SOA4及びSOA実装部22の間の水平面内方向の光軸合わせを行う。例えば、透過している赤外線画像において、映し出されているアライメントマーク27とSOA4のアライメントマークとの位置が重なるように、SOA4の位置合わせ(光軸合わせ)を行えばよい。SOA4に設けられているアライメントマークをアライメントマーク27に重ねるように配置すれば、SOA4の光軸が合わせられるように、各々のアライメントマークを配置しておけば、上述したことにより容易に光軸合わせが行える。
次に、上述の水平面内の光軸合わせが完了した後、光軸が合わされた状態でSOA4をSOA実装部22の側に押圧し、同時にSOA実装部22を融着材30の融点以上に加熱し、この後で融点以下に冷却する。このことにより、SOA4が、SOA実装部22に光軸が合わされた状態で固定される。なお、他の製造については、前述した図1,2に示す発光素子の場合と同様である。
次に、図4に示した発光素子の動作及び効果について説明する。図1に示した発光素子においては、SOA4とリング共振器型波長可変フィルター部5を組み合わせて固定する際に、SOA4を発光させた状態で、例えば光パワーモニター10の検出信号をモニターすることで光軸合わせを行い、光軸固定をする必要があった。言い換えると、図1に示す発光素子では、所謂アクティブアラインメントにより、光軸を合わせて光軸固定を行う必要があった。したがって、製造工程が複雑で、自動化が容易ではなく、製造コストが上昇するという問題があった。
これに対し図4に示す発光素子によれば、SOA4をアラインメント固定する際に、SOA4を発光させる必要がない。言い換えると、図4に示す発光素子では、所謂パッシブアラインメントにより、光軸を合わせて光軸固定を行うことが可能である。この結果、製造工程が簡略化されるため工程の自動化が容易となり、製造コストが低減するという効果が得られる。なお、図4に示す発光素子においても、図1に示す発光素子と同様の効果が得られることはいうまでもない。
次に、本発明の実施の形態における他の発光素子について、図9を用いて説明する。図9は、本発光素子の一部の断面を示し、図1に示した発光素子における圧電素子1の他の構成例を示す模式的な断面図である。図9に一部を示す発光素子では、SiO2上部クラッド層11の上に接触して圧電材料膜(応力印加手段)31を配置している。また、導波方向の両端の圧電材料膜31の上には、各々電極32が形成されている。これら2つの電極32の間に電圧を印加することで、図1に示した発光素子と同様に、下部クラッド層13,コア層12,及び上部クラッド層より構成された接続導波路8に応力を印加することが可能とされている。このことにより、図1に示した発光素子と同様に、接続導波路8の屈折率及び物理長を変化させ、最も良好な発振特性が得られるよう、光の位相を制御することができるようになる。
次に、図9に一部を示す発光素子の製造方法について説明する。先ず、上部クラッド層11を形成した後、この上に、圧電材料膜31として例えばチタン酸ジルコン酸鉛膜(PZT膜)をエアロゾルデポジション法などにより形成する。この後、公知のフォトリソグラフィ工程,エッチング工程,及び電極形成工程により電極32が形成された状態とすればよい。他の部分の製造については、図1に示した発光素子と同様である。
このように構成された発光素子によれば、圧電材料膜31がリング共振器型波長可変フィルター部5にモノリシックに集積化されている。したがって、図1に示す発光素子のように、リング共振器型波長可変フィルター部5と、これとは別の部品である圧電素子1を個別に組み立てる必要がなく、製造コストを低減できるという効果がある。
次に、本発明の実施の形態におけるさらに他の発光素子について、図10を用いて説明する。図10は、本発明の実施の形態における発光素子の構成例を示す構成図である。図10は素子全体の平面視の状態を模式的に示している。図10に示す発光素子では、SOA4からの光が導入される接続導波路8の領域Fに、圧電素子1が配置される領域を複数回通過する屈曲した導波路の部分からなる渦巻き状導波路33を備え、渦巻き状導波路33の上に圧電素子1が配置されるようにしたものである。図10に示す発光素子は、渦巻き状導波路33を用いる点以外は、図1に示す発光素子と同様である。
このように構成された図10に示す発光素子によれば、圧電素子1により応力が印加される導波路長が、図1に示す発光素子に比較してより長くなる。図1に示す発光素子では、圧電素子1により応力が印加される接続導波路8の長さは、圧電素子1の伸縮方向の長さと等しいものとされている。これに対し、図10に示す発光素子によれば、圧電素子1の下部を通る領域Fの接続導波路8が、渦巻き状導波路33とされているため、圧電素子1により応力が印加される導波路長が、より長くなっている。この結果、図10に示す発光素子によれば、圧電素子1による同じ応力の印加により、より大きな光の位相変化を得ることができ、より高い効率で位相の変化が行えるようになる。
なお、上述した本発明の実施の形態における発光素子では、応力を印加する導波路として、SiO2をクラッド層とし、SiONをコア層とした導波路を用いる例を示したが、これに限らず、例えば高分子材料系などの他の材料系による導波路を用いた場合にも同様の効果が得られる。上述では、応力を印加する手段として圧電効果を用いる例を示したが、これに限らず、例えば印加する磁界により応力が変化する磁歪材料などによる他の原理による応力印加手段を用いて応力を印加してもよく、また、他の機械的手段などにより応力を印加した場合でも同様の効果が得られる。
また、上述では、SOA4に最も近い部分の接続導波路に応力を印加する例を示したが、これに限らず、他の領域の接続導波路、あるいは接続導波路に限らず、リング共振器部分に応力を印加した場合にも同様の効果が得られる。
また、図10に示す発光素子においては、SOA4に最も近い部分の接続導波路を渦巻き状導波路とし、ここに応力を印加する例を示したが、これに限らず、他の部分の接続導波路を渦巻き状導波路とし、ここに応力を印加した場合にも同様の効果が得られる。
また、上述では、応力を印加する手段である圧電素子が固定されている部位、あるいは圧電材料膜が形成されている部位が1箇所のみである場合を示したが、これに限らず、複数個所、あるいはリング共振器型波長可変フィルター部の全体に応力を印加する手段を備えた場合でも同様の効果が得られる。
また、上述では、接続導波路あるいは渦巻き状導波路の直上部に、圧電素子あるいは圧電材料膜が配置される例を示したが、これに限らず、接続導波路あるいは渦巻き状導波路からずれた位置に圧電素子あるいは圧電材料膜を配置し、間接的に応力を印加した場合でも同様の効果が得られる。さらに、圧電素子あるいは圧電材料膜を配置する位置として、リング共振器型波長可変フィルター部の上面に限らず、側面、あるいは裏面に配置した場合でも同様の効果が得られる。
また、SOAとリング共振器型波長可変フィルター部との間に結合特性改善のためのゲル剤を注入してもよい。また、上述では、SOAとリング共振器型波長可変フィルター部とを光学的に直接結合する例を示したが、これに限らず、両者間に1つ、あるいは複数個の光学レンズを挿入した場合でも同様の効果が得られる。また、上述では、波長フィルターとしてリング共振器型波長可変フィルターを用いた例を示したが、これに限らず、他の原理による波長フィルターを用いた場合にも同様の効果が得られる。
本発明の実施の形態における発光素子の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における発光素子の一部構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における発光素子の一部構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における他の発光素子の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における他の発光素子の一部構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における他の発光素子の一部構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における他の発光素子の一部構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における他の発光素子の一部構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における他の発光素子の一部構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態における他の発光素子の構成例を示す構成図である。 従来よりある発光素子の構成を示す構成図である。 従来よりある発光素子の一部構成を示す構成図である。
符号の説明
1…圧電素子、2…電極線、3…押さえ治具、4…半導体光増幅器(SOA)、5…リング共振器型波長可変フィルター部、6…リング共振器、7…ヒーター電極、8…接続導波路、9…高反射膜、10…光パワーモニター。

Claims (14)

  1. 光を増幅する機能を有する光増幅部及び外部共振器の内部に配置された平面型光導波路を少なくとも備えるレーザからなる発光素子であって、
    前記平面型光導波路の少なくとも一部領域に、直接あるいは間接的に応力を印加する応力印加手段を備える
    ことを特徴とする発光素子。
  2. 請求項1に記載の発光素子において、
    前記応力印加手段は、圧電材料から構成されたものである
    ことを特徴とする発光素子。
  3. 請求項1または2に記載の発光素子において、
    前記平面型光導波路を含む光回路部をさらに備え、
    前記応力印加手段は、前記光回路部の全体あるいは一部領域に、直接あるいは間接的に応力を印加するものである
    ことを特徴とする発光素子。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光素子において、
    前記光回路部は、前記光増幅部から発せられた光を前記光増幅部へ戻す反射機能を有する
    ことを特徴とする発光素子。
  5. 請求項4記載の発光素子において、
    前記反射機能は、特定の波長の光を前記光増幅部へ戻す
    ことを特徴とする発光素子。
  6. 請求項5記載の発光素子において、
    前記特定の光波長を制御する波長制御手段を備える
    ことを特徴とする発光素子。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光素子において、
    前記応力印加手段により前記平面型光導波路に印加される印加応力の大きさを制御する応力制御手段を備える
    ことを特徴とする発光素子。
  8. 請求項7に記載の発光素子において、
    発光素子の発光状態を計測する発光状態モニターをさらに備え、
    前記応力制御手段は、前記発光状態モニターからの情報に基づき前記印加応力を制御する
    ことを特徴とする発光素子。
  9. 請求項8に記載の発光素子において、
    前記発光状態モニターは、発光素子の発光パワーを計測する発光パワーモニターであることを特徴とする発光素子。
  10. 請求項9に記載の発光素子において、
    前記応力制御手段は、発光素子の発光パワーが最大となるよう前記印加応力の大きさを制御することを特徴とする発光素子。
  11. 請求項3〜10のいずれか1項に記載の発光素子において、
    前記光回路部が形成された基板と共通の基板の上に、前記光増幅部を実装する領域が形成されていることを特徴とする発光素子。
  12. 請求項11に記載の発光素子において、
    前記光増幅部は、前記光増幅部が備える活性層が形成された側の面を前記光増幅部を実装する領域の側に向けて実装することを特徴とする発光素子。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の発光素子において、
    前記平面型光導波路と前記応力印加手段とは、モノリシックに集積化されていることを特徴とする発光素子。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の発光素子において、
    前記平面型光導波路は、前記応力印加手段が配置される領域を複数回通過する屈曲した導波路の部分を備え、
    この屈曲した導波路の部分に前記応力印加手段により応力が印加される
    ことを特徴とする発光素子。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009119284A1 (ja) * 2008-03-26 2009-10-01 日本電気株式会社 波長可変レーザ装置並びにその制御方法及び制御プログラム
WO2013114577A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 富士通株式会社 レーザ素子
US10069277B2 (en) 2014-12-12 2018-09-04 Nec Corporation Variable wavelength laser device
JP2018141821A (ja) * 2017-02-27 2018-09-13 株式会社豊田中央研究所 レーザ光源およびレーザレーダ装置
WO2019043917A1 (ja) * 2017-09-01 2019-03-07 三菱電機株式会社 レーザ装置
JP2021150309A (ja) * 2020-03-16 2021-09-27 株式会社デンソー レーザ光源
US20220013978A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Inphi Corporation Side mode suppression for extended c-band tunable laser

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010008838A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 Oki Electric Ind Co Ltd 光共振器及びレーザ光源
JP5093527B2 (ja) * 2010-02-10 2012-12-12 日本電気株式会社 複合光導波路、波長可変フィルタ、波長可変レーザ、および光集積回路
DE102015118715A1 (de) * 2015-11-02 2017-05-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaseranordnung und Projektor
CN105680320A (zh) * 2016-03-16 2016-06-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种高功率可调谐窄线宽外腔半导体激光器
US9812845B1 (en) * 2016-11-21 2017-11-07 Oracle International Corporation Fast wavelength-tunable hybrid optical transmitter
JP7119116B2 (ja) * 2018-04-09 2022-08-16 華為技術有限公司 波長可変レーザ
JP7211017B2 (ja) 2018-11-02 2023-01-24 株式会社デンソー 光フィルタ、それを用いたレーザ光源および光送受信装置
WO2020191086A1 (en) * 2019-03-18 2020-09-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Self-injection locking using resonator on silicon based chip
KR102899215B1 (ko) * 2020-06-03 2025-12-10 삼성전자주식회사 파장 가변 레이저 광원 및 이를 포함하는 광 조향 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02168132A (ja) * 1988-09-23 1990-06-28 Centre Suisse Electron & De Microtechnic Sa 光導波路を有する力測定器
JPH0534525A (ja) * 1991-07-26 1993-02-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光回路
JPH11231142A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Oki Electric Ind Co Ltd 光遅延時間調整器およびそれを用いた時分割光多重装置
JP2005045048A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体波長可変レーザおよび波長可変レーザモジュール
WO2005096462A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Nec Corporation 波長可変レーザ
JP2005327881A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長可変半導体レーザ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0782131B2 (ja) 1985-10-28 1995-09-06 日本電信電話株式会社 光リングフィルタ
JPH02165116A (ja) 1988-12-20 1990-06-26 Fujitsu Ltd ファイバ外部共振器付半導体レーザの位相制御方法
US6078705A (en) * 1995-05-12 2000-06-20 Novartis Ag Sensor platform and method for the parallel detection of a plurality of analytes using evanescently excited luminescence
US5973824A (en) * 1997-08-29 1999-10-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Amplification by means of dysprosium doped low phonon energy glass waveguides
US6597711B2 (en) * 1998-12-04 2003-07-22 Cidra Corporation Bragg grating-based laser
US6310990B1 (en) * 2000-03-16 2001-10-30 Cidra Corporation Tunable optical structure featuring feedback control
US6470036B1 (en) * 2000-11-03 2002-10-22 Cidra Corporation Tunable external cavity semiconductor laser incorporating a tunable bragg grating
US6594288B1 (en) * 2000-11-06 2003-07-15 Cidra Corporation Tunable raman laser and amplifier
US20060251425A1 (en) * 2004-12-23 2006-11-09 K2 Optronics Suppression of fiber-induced noise caused by narrow linewidth lasers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02168132A (ja) * 1988-09-23 1990-06-28 Centre Suisse Electron & De Microtechnic Sa 光導波路を有する力測定器
JPH0534525A (ja) * 1991-07-26 1993-02-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光回路
JPH11231142A (ja) * 1998-02-12 1999-08-27 Oki Electric Ind Co Ltd 光遅延時間調整器およびそれを用いた時分割光多重装置
JP2005045048A (ja) * 2003-07-23 2005-02-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体波長可変レーザおよび波長可変レーザモジュール
WO2005096462A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Nec Corporation 波長可変レーザ
JP2005327881A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長可変半導体レーザ

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009119284A1 (ja) * 2008-03-26 2009-10-01 日本電気株式会社 波長可変レーザ装置並びにその制御方法及び制御プログラム
JPWO2009119284A1 (ja) * 2008-03-26 2011-07-21 日本電気株式会社 波長可変レーザ装置並びにその制御方法及び制御プログラム
US8885675B2 (en) 2008-03-26 2014-11-11 Nec Corporation Wavelength variable laser device, and method and program for controlling the same
WO2013114577A1 (ja) * 2012-01-31 2013-08-08 富士通株式会社 レーザ素子
JPWO2013114577A1 (ja) * 2012-01-31 2015-05-11 富士通株式会社 レーザ素子
US9130350B2 (en) 2012-01-31 2015-09-08 Fujitsu Limited Laser device that includes ring resonator
US10069277B2 (en) 2014-12-12 2018-09-04 Nec Corporation Variable wavelength laser device
JP2018141821A (ja) * 2017-02-27 2018-09-13 株式会社豊田中央研究所 レーザ光源およびレーザレーダ装置
JP7019950B2 (ja) 2017-02-27 2022-02-16 株式会社豊田中央研究所 レーザレーダ装置
WO2019043917A1 (ja) * 2017-09-01 2019-03-07 三菱電機株式会社 レーザ装置
JPWO2019043917A1 (ja) * 2017-09-01 2020-01-16 三菱電機株式会社 レーザ装置
JP2021150309A (ja) * 2020-03-16 2021-09-27 株式会社デンソー レーザ光源
JP7437682B2 (ja) 2020-03-16 2024-02-26 株式会社デンソー レーザ光源
US20220013978A1 (en) * 2020-07-07 2022-01-13 Inphi Corporation Side mode suppression for extended c-band tunable laser
US11728619B2 (en) * 2020-07-07 2023-08-15 Marvell Asia Pte Ltd Side mode suppression for extended c-band tunable laser

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