[go: up one dir, main page]

JPH11261168A - Optical semiconductor device - Google Patents

Optical semiconductor device

Info

Publication number
JPH11261168A
JPH11261168A JP10078349A JP7834998A JPH11261168A JP H11261168 A JPH11261168 A JP H11261168A JP 10078349 A JP10078349 A JP 10078349A JP 7834998 A JP7834998 A JP 7834998A JP H11261168 A JPH11261168 A JP H11261168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
semiconductor device
layer portion
waveguide layer
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
JP10078349A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsushi Yamada
光志 山田
Koji Nakamura
幸治 中村
Saeko Oshiba
小枝子 大柴
Hideaki Horikawa
英明 堀川
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP10078349A priority Critical patent/JPH11261168A/en
Publication of JPH11261168A publication Critical patent/JPH11261168A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce troubles due to stray light generated at an interface of an optical waveguide layer section. SOLUTION: A length Zp along a light guide direction of one waveguide part 12b, 12c or 12d, which determines a light outgoing edge face of an optical waveguide 12, satisfies a relation Zp>(dc+Q)/ϕ, where dc is a maximum coupling radius of light emitted from an outgoing edge face, Q is a deviation obtained from a normalized error function of stray light generated at an edge face of the wave guide layer which is other than the outgoing edge face, and ϕis a progressing angle of a stray light with respect to a guided light along the optical waveguide 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体レー
ザおよび該半導体レーザからのレーザ光を変調するため
の半導体光変調器のような複数の光半導体素子を単一の
半導体基板に組み込んで形成される光半導体装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is formed by incorporating a plurality of optical semiconductor elements such as a semiconductor laser and a semiconductor optical modulator for modulating laser light from the semiconductor laser on a single semiconductor substrate. Optical semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】光半導体を利用した光機能素子として、
半導体レーザまたは発光ダイオードのような光源、ある
いは電界吸収型光変調器、光増幅器、波長フィルタ、波
長変換器のような光機能素子が開発されている。このよ
うな光機能素子のうち、光源となる発光素子は、必要に
応じて、他の光機能素子と共に、単一の半導体基板に、
集積化されている。この集積化により、単一の光半導体
装置として、そのコンパクト化および低価格化が図られ
ている。
2. Description of the Related Art As an optical functional element using an optical semiconductor,
Light sources such as semiconductor lasers or light emitting diodes, or optical functional devices such as electroabsorption optical modulators, optical amplifiers, wavelength filters, and wavelength converters have been developed. Among such optical functional elements, a light emitting element serving as a light source, if necessary, together with other optical functional elements, is formed on a single semiconductor substrate.
It is integrated. With this integration, a single optical semiconductor device has been reduced in size and cost.

【0003】ところで、このような複数の光機能素子を
集積化するとき、単一半導体基板上には、光半導体装置
の光導波路として、それぞれの光機能素子に最適な性質
を示す光導波層部分が互いに直列となるように形成され
る。この半導体基板上には、各光導波層部分をそれぞれ
の光機能素子のコア部として、前記した光機能素子が組
み込まれる。
When such a plurality of optical functional elements are integrated, a single semiconductor substrate is provided as an optical waveguide of an optical semiconductor device with an optical waveguide layer portion exhibiting optimal properties for each optical functional element. Are formed in series with each other. On the semiconductor substrate, the above-mentioned optical functional element is incorporated with each optical waveguide layer portion as a core part of each optical functional element.

【0004】単一の半導体基板に組み込まれた例えば光
機能素子から発する光がそのコア部を規定する光導波層
部分を経て、性質が異なる例えば変調器のコア部を構成
する光導波層部分に案内されるとき、性質の異なる光導
波層部分の界面で反射あるいは散乱が生じ、そのために
導波モードに結合しない放射モード光すなわち迷光が生
じる。この迷光が、光半導体装置からの導波モード光す
なわち出射光信号を受ける光ファイバのような受光側の
光学機器に入射すると、光信号の消光比が劣化する等、
種々の弊害を招く。
Light emitted from, for example, an optical functional element incorporated in a single semiconductor substrate passes through an optical waveguide layer portion defining its core portion, and then to an optical waveguide layer portion having a different property, for example, a modulator core portion. When guided, reflection or scattering occurs at the interface of the optical waveguide layer portions having different properties, thereby generating radiation mode light or stray light which does not couple to the waveguide mode. When this stray light is incident on an optical device on the light receiving side such as an optical fiber that receives a guided mode light from the optical semiconductor device, that is, an outgoing optical signal, the extinction ratio of the optical signal is deteriorated.
It causes various adverse effects.

【0005】そこで、従来では、複数の光機能素子を集
積化するに当たって、性質のことなる光導波層部分で迷
光が生じないように、例えば、渡部氏、他により「光変
調器/DFB−LD集積化光源の光導波解析」、信学技
法OQE90−46、第107〜第113頁(1990
年)、あるいは小高勇氏、他により「高速(20Gbit
/s)・低駆動電圧(2Vp-p )ひずみInGaAsP MQ
W光変調器/DFBレーザ集積化光源」、電子情報通信
学会論文誌C−1、Vol.J77−C−1、No. 5第26
8頁〜第275頁(1994年5月)に示されているよ
うに、性質を相互に異にする光導波路層部分の界面での
迷光を低減すべく、種々の提案がなされていた。
Therefore, conventionally, when integrating a plurality of optical function elements, for example, Watanabe and others et al., "Optical Modulator / DFB-LD" Optical Waveguide Analysis of Integrated Light Source ”, IEICE Techniques OQE90-46, pp. 107-113 (1990
Year) or by Isamu Kodaka and others, "High speed (20Gbit
/ S) ・ Low drive voltage (2Vp-p) strain InGaAsP MQ
W light modulator / DFB laser integrated light source, ”IEICE Transactions C-1, Vol. J77-C-1, No. 5, 26th
As shown on pages 8 to 275 (May 1994), various proposals have been made to reduce stray light at the interface of optical waveguide layer portions having different properties.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来技術によっては、光導波層部分の界面での迷光を
十分に低減することはできず、この迷光による種々の弊
害の低減を図ることのできる技術が待望されていた。
However, according to the above-mentioned prior art, stray light at the interface of the optical waveguide layer cannot be sufficiently reduced, and various adverse effects due to the stray light can be reduced. Technology was long-awaited.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成〉本発明は、基本的には、半導体基板上に直列的
かつ連続的に形成された相互に性質を異にする複数の光
導波層部分で構成された光の案内作用を担う光導波路に
関連して形成され、それぞれが一つの光導波層部分をコ
ア部とする少なくとも2つの光機能素子が集積化されて
なる光半導体装置において、光導波路の光の出射端面を
規定する一つの導波層部分の光の案内方向に沿った長さ
寸法Zpが次式を満足するように設定したことを特徴と
する。 Zp>(dc+Q)/φ ……(1) ここで、dcは出射端面から出射される光についての最
大結合半径であり、Qは出射端面を規定する導波層部分
の他端で生じる迷光の正規化された誤差関数から求めら
れる偏差であり、φは光導波路に沿って案内される導波
光に対する迷光の進行角度である。
The present invention adopts the following constitution in order to solve the above points. <Structure> The present invention is basically directed to an optical waveguide having a plurality of optical waveguide layers formed in series and continuously on a semiconductor substrate and having different properties and having a light guiding function. In an optical semiconductor device formed by integrating at least two optical functional elements each having one optical waveguide layer portion as a core, one optical waveguide that defines the light emitting end face of the optical waveguide is provided. The length Zp of the wave layer portion along the light guide direction is set so as to satisfy the following expression. Zp> (dc + Q) / φ (1) Here, dc is the maximum coupling radius of the light emitted from the emission end face, and Q is the stray light generated at the other end of the waveguide layer defining the emission end face. Is a deviation obtained from the normalized error function, and φ is a traveling angle of the stray light with respect to the guided light guided along the optical waveguide.

【0008】最大結合半径dcは、前記光半導体装置の
出射端からの出射光を受けるべくこの出射端に結合され
る例えば光ファイバのような光学機器の例えば開口数に
応じて決まる値を採用することができる。また、偏差Q
は、同様に、前記光半導体装置と前記光学機器との光学
系に要求される設計上の値を採用することができる。迷
光の進行角度φは、計算機プログラムでの計算上、ある
いは実験によって求めることができる。
As the maximum coupling radius dc, a value determined according to, for example, the numerical aperture of an optical device such as an optical fiber coupled to the output end to receive the output light from the output end of the optical semiconductor device is adopted. be able to. Also, the deviation Q
Similarly, a design value required for the optical system of the optical semiconductor device and the optical apparatus can be adopted. The stray light traveling angle φ can be obtained by calculation using a computer program or by experiment.

【0009】本発明に係る光学装置を含む光学系に必要
とされる各値dcおよびQと、予め求められた迷光の進
行角度φの値とを前記(1)式に代入して得られた値Z
pを有する導波層部分の一端を前記光半導体装置の出射
端とすることにより、該導波層部分の他端で生じる迷光
が、前記出射端からの導波モードに大きな影響を与える
程に該出射端に結合される他の光学機器に入射すること
を防止することができる。
The values dc and Q required for the optical system including the optical device according to the present invention are obtained by substituting the value of the stray light traveling angle φ obtained in advance into the above equation (1). Value Z
By setting one end of the waveguide layer portion having p as the emission end of the optical semiconductor device, stray light generated at the other end of the waveguide layer portion has a large influence on the waveguide mode from the emission end. It is possible to prevent the light from entering another optical device coupled to the emission end.

【0010】従って、本発明によれば、迷光により生じ
ていた光信号の消光比の大きな低減を防止することがで
き、この消光比の低減に起因する種々の弊害を防止する
ことが可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a large decrease in the extinction ratio of an optical signal caused by stray light, and it is possible to prevent various adverse effects caused by the reduction in the extinction ratio. .

【0011】複数の光機能素子の一つを例えば半導体レ
ーザあるいは発光ダイオードのような発光素子で構成す
ることができ、また光機能素子の他の一つを例えば光変
調器で構成することができる。この光変調器に代えて、
前記したような光増幅器、波長フィルタ、波長変換器の
ような光機能素子を採用することができ、このような発
光素子以外の光機能素子の一端で本発明に係る光学装置
の前記した出射端を規定することができる。
One of the plurality of optical functional elements can be constituted by a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode, and the other one of the optical functional elements can be constituted by an optical modulator, for example. . Instead of this optical modulator,
An optical functional element such as an optical amplifier, a wavelength filter, or a wavelength converter as described above can be adopted, and one end of the optical functional element other than such a light emitting element is used as the output end of the optical device according to the present invention. Can be defined.

【0012】出射端を、前記したような光学素子が組み
込まれる光導波層部分の一端で構成することに代えて、
出射端を、光学素子が組み込まれない単なる光導波路と
して作用する導波層部分の一端で構成することができ
る。いずれにしても、本発明に係る光学装置の出射端を
規定する光導波層部分の長さ寸法Zpに、具体的な数値
として、200μm以上を与えることにより、従来に比
較して顕著でありかつ実用上十分な効果を得ることがで
きる。
Instead of forming the emission end at one end of the optical waveguide layer portion into which the optical element as described above is incorporated,
The emission end can be constituted by one end of a waveguide layer portion which functions as a simple optical waveguide in which no optical element is incorporated. In any case, by giving a specific numerical value of 200 μm or more to the length dimension Zp of the optical waveguide layer portion that defines the emission end of the optical device according to the present invention, it is remarkable as compared with the related art and A practically sufficient effect can be obtained.

【0013】本願が対象とする光導波層部分は、この光
導波層部分を構成する半導体材料の選択成長により、光
の案内方向に沿って、組成および厚さ寸法を異にして形
成することができる。この選択成長により、光導波路層
部分の組成および厚さ寸法を漸減あるいは漸増すること
により、性質を異にする光導波路層部分を比較的迷光の
発生を抑制した状態で連続的に形成することが可能とな
る。
The optical waveguide layer portion to which the present invention is applied can be formed to have different compositions and thicknesses along the light guiding direction by selective growth of a semiconductor material constituting the optical waveguide layer portion. it can. By the selective growth, by gradually decreasing or gradually increasing the composition and thickness of the optical waveguide layer portion, it is possible to continuously form the optical waveguide layer portions having different properties while relatively suppressing the generation of stray light. It becomes possible.

【0014】また、本発明は、前記発光素子および変調
機能素子が集積化された光半導体装置と変調機能素子の
変調電源として高周波給電線が設けられた、例えばセラ
ミックからなる基台との組み合わせに適用することがで
きる。
Further, the present invention relates to a combination of an optical semiconductor device in which the light emitting element and the modulation function element are integrated, and a base made of, for example, ceramics provided with a high-frequency power supply line as a modulation power supply for the modulation function element. Can be applied.

【0015】すなわち、基台には、光半導体装置を収容
するための溝が形成されており、この溝の伸長方向が光
半導体装置の光導波路に沿うように、該光半導体装置が
溝内に収容されており、光半導体装置の出射端となる前
記変調機能素子の光導波層部分の一端が溝の開放端へ向
けて配置されるとき、この変調機能素子の光導波層部分
に伸長部分を設けることができる。
That is, a groove for accommodating the optical semiconductor device is formed in the base, and the optical semiconductor device is inserted into the groove so that the extending direction of the groove is along the optical waveguide of the optical semiconductor device. When one end of the optical waveguide layer portion of the modulation function element that is housed and becomes the emission end of the optical semiconductor device is disposed toward the open end of the groove, the extension portion is inserted into the optical waveguide layer portion of the modulation function element. Can be provided.

【0016】この伸長部の長さ寸法に、前記(1)式を
基に導き出された値を採用することにより、前記したと
同様に、光半導体装置の出力端に光学的に接続される例
えば光ファイバへの迷光の侵入を効果的に防止すること
ができる。さらに、この伸長部により、本発明に係る光
半導体装置の出射端と、これに結合される光ファイバの
ような前記光学機器であって寸法的に溝内に受光端面を
配置できない光学機器の受光面との間隔を小さくするこ
とができ、これにより、両者の光結合効率を高めること
ができる。
By adopting a value derived on the basis of the above equation (1) as the length dimension of the extension portion, for example, as described above, for example, optically connected to the output terminal of the optical semiconductor device. It is possible to effectively prevent stray light from entering the optical fiber. Further, the extending portion allows the light-emitting end of the optical semiconductor device according to the present invention to be coupled to the light-receiving end of the optical device such as an optical fiber which cannot be dimensionally arranged in the groove. The distance from the surface can be reduced, thereby increasing the optical coupling efficiency between the two.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。 〈具体例1〉図1は、本発明に係る光半導体装置の具体
例1を模式的に示す縦断面図である。本発明に係る光半
導体装置10は、例えばn型InPからなる半導体基板1
1を備え、該半導体基板を下方クラッド層11として、
該クラッド層上に光導波路12が形成されている。ま
た、光導波路12上には、例えばp型InPからなる上方
クラッド層13が形成されている。これら下方クラッド
層11、光導波路12および上方クラッド層13は積層
体を構成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. <Example 1> FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing Example 1 of an optical semiconductor device according to the present invention. The optical semiconductor device 10 according to the present invention includes a semiconductor substrate 1 made of, for example, n-type InP.
1, and the semiconductor substrate is used as a lower cladding layer 11,
An optical waveguide 12 is formed on the cladding layer. An upper cladding layer 13 made of, for example, p-type InP is formed on the optical waveguide 12. The lower clad layer 11, the optical waveguide 12, and the upper clad layer 13 form a laminate.

【0018】光導波路12は、例えばアンドープInGaAs
Pで構成された光導波層からなる。この光導波層12
は、相互に直列的に形成される活性層部分12a、導波
層部分12bおよび吸収層部分12cからなる。図示の
例では、導波層部分12bおよび吸収層部分12cが同
一構成により一体的に形成されている。
The optical waveguide 12 is made of, for example, undoped InGaAs.
It consists of an optical waveguide layer composed of P. This optical waveguide layer 12
Consists of an active layer portion 12a, a waveguide layer portion 12b, and an absorption layer portion 12c formed in series with each other. In the illustrated example, the waveguide layer portion 12b and the absorption layer portion 12c are integrally formed with the same configuration.

【0019】活性層部分12aは、後述するレーザのた
めに、光の閉じ込め係数が小さくなるように設定されて
おり、この活性層部分12aに例えば多重量子井戸構造
を採用することができる。また、これとは逆に、吸収層
部分12cおよび導波層部分12bは、後述する光変調
器のために、光の閉じ込め係数が大きくなるように設定
されており、これらの層部分12cおよび12bに、必
要に応じて、多重量子井戸構造あるいはバルク構造を採
用することができる。
The active layer portion 12a is set to have a small light confinement coefficient for a laser to be described later. For example, the active layer portion 12a can adopt a multiple quantum well structure. On the contrary, the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12b are set to have a large light confinement coefficient for an optical modulator to be described later, and these layer portions 12c and 12b In addition, if necessary, a multiple quantum well structure or a bulk structure can be adopted.

【0020】下方クラッド層11の上面における活性層
部分12a下の領域には、回折格子14が形成されてい
る。下方クラッド層11の下面には、共通電極15が形
成されており、上方クラッド層13の上面における12
a回折格子14および12aが設けられた領域上には、
コンタクト層16aを介して、レーザのための上方電極
17aが形成されている。これにより、活性層部分12
aに対応する長さ寸法L1 を有する第1の領域Aには、
活性層部分12aをコア部とする従来よく知られた光機
能素子であるDFBレーザAが組み込まれている。劈開
面で構成される前記積層体の一端すなわち活性層部分1
2aの外端側には、従来よく知られた反射膜18が形成
されている。
A diffraction grating 14 is formed in a region below the active layer portion 12a on the upper surface of the lower cladding layer 11. A common electrode 15 is formed on the lower surface of the lower cladding layer 11, and a common electrode 15 is formed on the upper surface of the upper cladding layer 13.
a On the region where the diffraction gratings 14 and 12a are provided,
An upper electrode 17a for laser is formed via the contact layer 16a. Thereby, the active layer portion 12
a in a first area A having a length dimension L 1 corresponding to
A DFB laser A, which is a well-known optical functional element having the active layer portion 12a as a core, is incorporated. One end of the laminate composed of cleavage planes, that is, the active layer portion 1
On the outer end side of 2a, a well-known reflection film 18 is formed.

【0021】また、上方クラッド層13の上面における
吸収層部分12cが設けられた領域上には、コンタクト
層16bを介して、光変調器のための上方電極17bが
形成されている。これにより、吸収層部分12cに対応
する長さ寸法L2 を有する第2の領域Bには、吸収層部
分12cをコア部とする従来よく知られた光機能素子で
ある光変調器Bが組み込まれている。劈開面で構成され
る前記積層体の他端すなわち吸収層部分12cの外端側
には、従来よく知られた反射防止膜19が形成されてい
る。
An upper electrode 17b for an optical modulator is formed on a region of the upper surface of the upper cladding layer 13 where the absorption layer portion 12c is provided via a contact layer 16b. Thus, in the second region B having a length dimension L 2 which corresponds to the absorption layer portion 12c, the optical modulator B is incorporated an absorbent layer portion 12c is a well-known optical functional element prior to the core portion Have been. An anti-reflection film 19, which is well known in the art, is formed on the other end of the stacked body composed of cleavage planes, that is, on the outer end side of the absorption layer portion 12c.

【0022】活性層部分12aおよび吸収層部分12c
間の導波層部分12bの長さ寸法L3 に対応する第3の
領域Cは、レーザAおよび光変調器Bを電気的に分離す
る分離領域となり、この分離領域の導波層部分12b
は、レーザAからのレーザ光を変調器Bに案内するため
の案内路として作用する。
Active layer portion 12a and absorption layer portion 12c
The third region C corresponding to the length L 3 of the waveguide layer portion 12b between the laser beam and the optical modulator B becomes a separation region for electrically separating the laser A and the optical modulator B.
Acts as a guide path for guiding the laser light from the laser A to the modulator B.

【0023】すなわち、レーザAの両電極17aおよび
15間に順バイアス電圧が印加されると、その活性層部
分12aの内端からレーザ光が発せられる。このレーザ
光は、活性層部分12aの内端に一端を当接する吸収層
部分12cを経て、この吸収層12cに連続する吸収層
部分12cに案内される。吸収層部分12cに案内され
たレーザ光は、光変調器Bの両電極17bおよび15間
に印加される高周波電圧に応じて強度変調を受け、変調
器Bのコア部を構成する吸収層部分12cの他端を出射
端として、この出射端から、例えば光ファイバのような
他の光学機器へ向けて放射される。
That is, when a forward bias voltage is applied between the two electrodes 17a and 15 of the laser A, a laser beam is emitted from the inner end of the active layer portion 12a. The laser light is guided to the absorption layer portion 12c that is continuous with the absorption layer portion 12c via the absorption layer portion 12c having one end contacting the inner end of the active layer portion 12a. The laser beam guided to the absorption layer portion 12c is subjected to intensity modulation in accordance with a high-frequency voltage applied between the electrodes 17b and 15 of the optical modulator B, and the absorption layer portion 12c forming the core portion of the modulator B is formed. Is emitted from the emission end toward another optical device such as an optical fiber.

【0024】従って、光半導体装置10では、レーザ光
が活性層部分12aから導波層部分12bを経て出射端
を規定する吸収層部分12cへ案内されるが、このとき
それぞれの光導波路層部分の性質が異なると、それらの
界面で反射あるいは散乱が生じ、そのために、光導波路
12を案内される導波モードに結合しない放射モード光
である迷光が生じる。図示の例では、導波層部分12b
および吸収層部分12cが同一構成により、一体的に連
続して形成されていることから、活性層部分12aと導
波層部分12bとの界面で迷光が生じることとなる。強
い迷光が、光半導体装置10に結合された他の光学機器
に入射すると、導波モードによる光信号の消光比が低減
する等、種々の弊害が生じることとなる。
Accordingly, in the optical semiconductor device 10, the laser light is guided from the active layer portion 12a to the absorption layer portion 12c defining the emission end via the waveguide layer portion 12b. If they are different, reflection or scattering occurs at their interface, thereby producing stray light, which is radiation mode light that does not couple the optical waveguide 12 to the guided mode. In the illustrated example, the waveguide layer portion 12b
Since the absorption layer portion 12c and the absorption layer portion 12c are formed integrally and continuously by the same configuration, stray light is generated at the interface between the active layer portion 12a and the waveguide layer portion 12b. When strong stray light is incident on another optical device coupled to the optical semiconductor device 10, various adverse effects occur, such as a reduction in the extinction ratio of an optical signal due to a guided mode.

【0025】この迷光の弊害の低減を図るべく、本発明
に係る光半導体装置10では、出射端から迷光の発生点
までの距離Zp(L2 +L3 )が次のようにして設定さ
れている。
In order to reduce the adverse effects of the stray light, in the optical semiconductor device 10 according to the present invention, the distance Zp (L 2 + L 3 ) from the emitting end to the point where the stray light is generated is set as follows. .

【0026】図2(a)は、迷光と導波モードに沿った
導波光との関係を示し、図2(b)は迷光の強度分布を
示す。図2(a)に点Pで示す位置が迷光の発生点であ
り、この発生点Pから距離Zp隔たった位置が出射端を
示す。迷光はその発生点Pで、導波光に対してφ(ラジ
アン)の角度で出射端へ向けて進行し、その結果、迷光
と導波光とは、出射端で、それぞれの強度分布中心間距
離dpを隔てる。また、前記した出射端からの光を受け
る光ファイバのような光学機器の開口数等によって決ま
る最大結合半径がdcで示されている。
FIG. 2A shows a relationship between stray light and guided light along a guided mode, and FIG. 2B shows an intensity distribution of the stray light. A position indicated by a point P in FIG. 2A is a point where stray light is generated, and a position separated by a distance Zp from the point P indicates an emission end. The stray light travels toward the emission end at an angle of φ (radian) with respect to the guided light at the point P where the stray light is generated. Separate. The maximum coupling radius determined by the numerical aperture and the like of an optical device such as an optical fiber that receives light from the emission end is indicated by dc.

【0027】迷光および導波光は、それらの強度比が共
に等しく、図2(b)に示されているように、それらの
強度分布は共に標準正規分布であると仮定する。
It is assumed that the stray light and the guided light have the same intensity ratio, and that their intensity distributions are both standard normal distributions as shown in FIG. 2B.

【0028】このとき、次式 Zp=dp/tan φ ……(1) ここで、φが極めて小さいと考えられることから、式
(1)は Zp=dp/φ ……(2) に書き換えることができる。
At this time, the following equation Zp = dp / tan φ (1) Here, since φ is considered to be extremely small, equation (1) can be rewritten as Zp = dp / φ (2) Can be.

【0029】また、光学系の設計上、前記光学機器への
迷光の進入を許容できる割合を示す誤差関数により表さ
れる偏差をQとすると、設計上、次式 dp=dc+Q ……(3) が導き出される。
In the design of the optical system, if the deviation expressed by an error function indicating the ratio of stray light that can enter the optical device is Q, the following equation is obtained from the design: dp = dc + Q (3) Is derived.

【0030】従って、式(2)および式(3)の関係か
ら Zp=(dc+Q)/φ ……(4) が導き出され、迷光についての許容し得る設計上の要件
としては、次式 Zp>(dc+Q)/φ ……(5) が求められる。
Therefore, Zp = (dc + Q) / φ (4) is derived from the relationship between Expressions (2) and (3), and an allowable design requirement for stray light is as follows: (Dc + Q) / φ (5) is obtained.

【0031】このことから、光学系の設計条件として与
えられる最大結合半径dc、偏差Qおよび迷光の進行角
度φを求め、これらを式(5)に代入して得られる関係
を満たす値Zpを前記吸収層部分12cおよび導波層部
分12bの長さ寸法の和(L 2 +L3 )とすることによ
り、迷光の影響を抑制し得る光半導体装置10を得るこ
とができる。
From this, the design conditions of the optical system are given.
The maximum coupling radius dc, deviation Q and stray light traveling angle obtained
Is obtained by substituting these into equation (5).
To the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion.
The sum of the length dimensions of the minute 12b (L Two + LThree )
To obtain the optical semiconductor device 10 capable of suppressing the influence of stray light.
Can be.

【0032】前記した偏差Qは前記誤差関数から求めら
れるが、この誤差関数は、消光の飽和する強度である飽
和消光比Eに対応し、例えば設計上30dBの飽和消光
比Eがあたえらるとき、これに対応する誤差関数は10
-3の値が与えられ、またこの誤差関数により表される偏
差Qは3の値が与えられる。
The above-mentioned deviation Q is obtained from the above-mentioned error function. This error function corresponds to a saturation extinction ratio E which is an intensity at which extinction is saturated. For example, when a saturation extinction ratio E of 30 dB is given by design. , And the corresponding error function is 10
A value of -3 is given, and a value of 3 is given to the deviation Q represented by this error function.

【0033】また、(5)式の関係を満たす値Zpを求
めるについて、迷光の進行角度φは、例えばBPMと称
される計算機プログラムの実行により、あるいは実験的
に求めることができる。
In determining the value Zp that satisfies the relationship of equation (5), the stray light traveling angle φ can be determined by, for example, executing a computer program called BPM or experimentally.

【0034】図3は、所定の最大結合半径dcで、光学
設計上、必要とされる飽和消光比Eと、その飽和消光比
での式(5)の関係を満たす伝搬距離Zpとの関係をそ
れぞれX軸およびY軸として表すグラフである。
FIG. 3 shows the relationship between the saturation extinction ratio E required for optical design and the propagation distance Zp satisfying the relationship of the equation (5) at the predetermined maximum coupling radius dc in the optical design. It is a graph represented as an X-axis and a Y-axis, respectively.

【0035】このようなグラフを予め作成しておくこと
により、例えば飽和消光比Eとして30dBの値が必要
なとき、X軸に対応するY軸の値である250μmの伝
搬距離Zpを読みとることができる。従って、この場
合、前記吸収層部分12cおよび導波層部分12bの長
さ寸法の和(L2 +L3 )の値を250μm以上とする
ことにより、活性層部分12aと導波層部分12bとの
界面で生じる迷光の影響を実質的に排除することができ
る。一般的な設計条件では、前記吸収層部分12cおよ
び導波層部分12bの長さ寸法の和(L2 +L3 )の値
を200μm以上としておけば、充分である。
By preparing such a graph in advance, for example, when a value of 30 dB is required as the saturation extinction ratio E, the propagation distance Zp of 250 μm, which is the value of the Y axis corresponding to the X axis, can be read. it can. Therefore, in this case, by setting the sum (L 2 + L 3 ) of the lengths of the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12b to 250 μm or more, the active layer portion 12a and the waveguide layer portion 12b can be separated from each other. The effect of stray light generated at the interface can be substantially eliminated. Under general design conditions, it is sufficient if the sum of the lengths (L 2 + L 3 ) of the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12b is 200 μm or more.

【0036】〈具体例2〉図4は、本発明に係る光半導
体装置10の具体例2を示す。具体例2では、光導波路
12を除く他の構成部分は具体例1と同様であり、同様
な参照符号が示されている。具体例2では、活性層部分
12aと、これに接続された導波層部分12bとが相互
に異なる性質の光導波層部分で構成されていることに加
え、導波層部分12bと、これに接続される吸収層部分
12cとが相互に異なる性質の光導波層部分で構成され
ている。
<Embodiment 2> FIG. 4 shows Embodiment 2 of the optical semiconductor device 10 according to the present invention. In the specific example 2, the other components except the optical waveguide 12 are the same as the specific example 1, and the same reference numerals are shown. In the specific example 2, the active layer portion 12a and the waveguide layer portion 12b connected to the active layer portion 12a are constituted by optical waveguide layer portions having different properties from each other. The absorption layer portion 12c to be connected is constituted by an optical waveguide layer portion having different properties.

【0037】具体例2の光半導体装置10では、活性層
部分12aから前記出射端へ向かう導波光から迷光が生
じる界面は、活性層部分12aと導波層部分12bとの
間、および導波層部分12bと吸収層部分12cとの間
に存在する。しかしながら、前記出射端面から各界面迄
の距離のうち、この距離がより小さな導波層部分12b
と吸収層部分12cとの界面での迷光がより強い影響を
与える。そのため、前記出射端面とこれにより近い界面
との距離L2 が前記した伝搬距離Zp以上となるように
設計することにより、迷光の影響を有効に防止すること
ができる。
In the optical semiconductor device 10 of the second embodiment, the interface where the stray light is generated from the guided light from the active layer portion 12a toward the emission end is formed between the active layer portion 12a and the waveguide layer portion 12b and the waveguide layer. It is present between the portion 12b and the absorbing layer portion 12c. However, among the distances from the output end face to each interface, this distance is smaller in the waveguide layer portion 12b.
The stray light at the interface between the layer and the absorbing layer portion 12c has a stronger effect. Therefore, by the distance L 2 between the interface closer to this and the exit end face is designed such that the propagation distance Zp than described above, it is possible to effectively prevent the influence of stray light.

【0038】〈具体例3〉図5は本発明に係る光半導体
装置10の具体例3を示す。具体例3に示すように、活
性層部分12aと導波層部分12bとは当接接合(バッ
ト−ジョイント)により形成されている。他方、吸収層
部分12cと導波層部分12bとは一体的に形成されて
いる。この吸収層部分12cおよび導波層部分12bを
一体形成するについて、例えば有機金属気相成長あるい
はその他の成長法に選択成長法を組み合わせることによ
り、吸収層部分12cおよび導波層部分12bのそれぞ
れに、相互に異なるより最適な厚さ寸法および組成を適
用することができる。具体例3では、具体例1における
と同様に、前記吸収層部分12cおよび導波層部分12
bの長さ寸法の和(L2 +L3 )の値が伝搬距離Zp以
上となるように設定される。
<Embodiment 3> FIG. 5 shows Embodiment 3 of the optical semiconductor device 10 according to the present invention. As shown in the specific example 3, the active layer portion 12a and the waveguide layer portion 12b are formed by contact bonding (butt-joint). On the other hand, the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12b are formed integrally. With respect to integrally forming the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12b, for example, by combining a selective growth method with a metal organic chemical vapor deposition or another growth method, the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12b are respectively formed. , Different optimal thickness dimensions and compositions can be applied. In the specific example 3, as in the specific example 1, the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12c are formed.
The value of the sum (L 2 + L 3 ) of the lengths of b is set to be equal to or longer than the propagation distance Zp.

【0039】〈具体例4〉図6に示す具体例4では、具
体例3に示した選択成長法を共通導波路構造に適用した
例を示す。共通導波路構造では、活性層部分12a下に
も導波層部分12bが伸長するが、活性層部分12aと
導波層部分12bとの間に実質的な界面が存在する。従
って、具体例4においても、具体例1におけると同様
に、前記吸収層部分12cおよび導波層部分12bの長
さ寸法の和(L2 +L3 )の値が伝搬距離Zp以上とな
るように設定される。
<Embodiment 4> Embodiment 4 shown in FIG. 6 shows an example in which the selective growth method shown in Embodiment 3 is applied to a common waveguide structure. In the common waveguide structure, the waveguide layer portion 12b extends below the active layer portion 12a, but a substantial interface exists between the active layer portion 12a and the waveguide layer portion 12b. Therefore, also in the specific example 4, as in the specific example 1, the sum of the lengths (L 2 + L 3 ) of the lengths of the absorption layer portion 12c and the waveguide layer portion 12b is set to be equal to or longer than the propagation distance Zp. Is set.

【0040】〈具体例5〉図7に示す具体例5の光半導
体装置10では、相互に同一構成で連続的に形成された
導波層部分12bおよび吸収層部分12c上の中間位置
に、コンタクト層16bと、光変調器のための上方電極
17bとが形成されている。
<Embodiment 5> In the optical semiconductor device 10 of Embodiment 5 shown in FIG. 7, a contact is provided at an intermediate position on the waveguide layer portion 12b and the absorption layer portion 12c which are continuously formed in the same configuration. A layer 16b and an upper electrode 17b for an optical modulator are formed.

【0041】そのため、前記上方電極17bの領域に関
連して形成される光変調器Bの一端側すなわちレーザA
側には、前記したと同様な長さ寸法L3 を有する分離領
域が形成されるが、他方、光変調器Bの他端側にも長さ
寸法L4 を有する第2の分離領域C′が形成される。吸
収層部分12cのうち、この第2の分離領域C′の光導
波層部分12dは、変調器Bから前記出射端への伸長部
12dを構成する。
Therefore, one end of the optical modulator B formed in relation to the area of the upper electrode 17b, that is, the laser A
On the side, but the separation region having a length dimension L 3 similar to the above is formed, while the second isolation region C having an optical modulator length L 4 in the other end of B ' Is formed. Of the absorption layer portion 12c, the optical waveguide layer portion 12d of the second separation region C 'forms an extension 12d from the modulator B to the emission end.

【0042】具体例5では、前記したように導波層部分
12bと、伸長部12dを含む吸収層部分12cとが同
一構成で連続的に形成されていることから、前記出射端
から導波層部分12bと活性層部分12aとの界面迄の
距離(L2 +L3 +L4 )が前記伝搬距離Zp以上とな
るように設定される。
In the fifth embodiment, since the waveguide layer portion 12b and the absorption layer portion 12c including the extension 12d are formed continuously with the same configuration as described above, the waveguide layer portion 12b extends from the emission end. The distance (L 2 + L 3 + L 4 ) to the interface between the portion 12b and the active layer portion 12a is set to be equal to or longer than the propagation distance Zp.

【0043】〈具体例6〉図8の具体例6は、前記伸長
部12dと、この伸長部12dを除く吸収層部分12c
とが相互に異なる光導波路層部分で構成された例を示
す。この具体例6では、出力端を規定する導波路層部分
は伸長部12dであり、該伸長部と吸収層部分12cと
の界面が前記出力端に最も近い界面となる。従って、こ
の伸長部12dの長さ寸法L4 が前記伝搬距離Zp以上
となるように、設定される。
<Embodiment 6> In the embodiment 6 shown in FIG. 8, the extending portion 12d and the absorbing layer portion 12c excluding the extending portion 12d are used.
1 and 2 show examples in which optical waveguide layers are different from each other. In this specific example 6, the waveguide layer portion defining the output end is the extension 12d, and the interface between the extension and the absorption layer portion 12c is the interface closest to the output end. Thus, as the length L 4 of the extension portion 12d is the propagation distance Zp above, is set.

【0044】図3のグラフを参照するに、例えば飽和消
光比として20dBが与えられると、迷光の影響を抑制
するために、前記伸長部12dの長さ寸法L4 として、
約230μmが与えられる。
Referring to the graph of FIG. 3, for example, when a saturation extinction ratio of 20 dB is given, in order to suppress the influence of stray light, the length L 4 of the elongated portion 12 d is set as follows.
About 230 μm is provided.

【0045】図9は、図8に示した具体例6の光半導体
装置10を、その光変調器Bへの給電ラインである高周
波給電線20(20aおよび20b)が設けられたセラ
ミック基台21に組み付けた例を示す。
FIG. 9 shows an optical semiconductor device 10 according to the sixth embodiment shown in FIG. 8 using a ceramic base 21 provided with a high-frequency power supply line 20 (20a and 20b) as a power supply line to the optical modulator B. An example is shown below.

【0046】セラミック基台21は全体に矩形のブロッ
ク形状を示し、セラミック基台21の表面21aには、
その一端から他端に貫通しかつ幅寸法が2dの値を有す
る凹溝22が形成されている。また、セラミック基台2
1の表面21aには、凹溝22の両側で凹溝22の伸長
方向を横切る方向へ相互に整列して、前記した高周波給
電線20aおよび20bが配置されている。一方の給電
線20aには、図示しない高周波電源が接続される。ま
た、他方の給電線20bは終端抵抗Rを経て接地されて
いる。
The ceramic base 21 has a rectangular block shape as a whole, and the surface 21a of the ceramic base 21 has
A concave groove 22 penetrating from one end to the other end and having a width of 2d is formed. In addition, ceramic base 2
The high-frequency power supply lines 20a and 20b described above are arranged on the front surface 21a of the one side so as to be aligned with each other in a direction crossing the extending direction of the groove 22 on both sides of the groove 22. A high-frequency power supply (not shown) is connected to one power supply line 20a. The other power supply line 20b is grounded via a terminating resistor R.

【0047】光半導体装置10は、その出射端を凹溝2
2の一方の開放端へ向けて該凹溝内に収容されている。
また光半導体装置10は、光変調器Bの上方17bの中
心線を高周波給電線20(20aおよび20b)の中心
線に一致させて配置されている。
The optical semiconductor device 10 has an emission end at the groove 2.
2 is accommodated in the groove toward one open end.
In addition, the optical semiconductor device 10 is arranged such that the center line above the optical modulator B 17b is aligned with the center line of the high-frequency power supply lines 20 (20a and 20b).

【0048】光半導体装置10の下方電極15は、凹溝
22の底部に設けられた図示しない配線部に接続されて
いる。レーザAの上方電極17aは、従来の光半導体装
置におけると同様に、直流給電線23を経て図示しない
直流電源に接続されている。また、光変調器Bの上方電
極17bは、従来におけると同様に、接続線24を経
て、高周波給電線20(20aおよび20b)に接続さ
れている。
The lower electrode 15 of the optical semiconductor device 10 is connected to a wiring section (not shown) provided at the bottom of the groove 22. The upper electrode 17a of the laser A is connected to a DC power supply (not shown) via a DC power supply line 23 as in the conventional optical semiconductor device. The upper electrode 17b of the optical modulator B is connected to the high-frequency power supply line 20 (20a and 20b) via the connection line 24, as in the related art.

【0049】高周波給電線20(20aおよび20b)
の中心線から光半導体装置10の出射端に近接するセラ
ミック基台21の端部迄の距離Wsが大きいと、光半導
体装置10から出射される光が凹溝22の両側壁により
反射を受けるおそれがある。特に、高周波給電線20が
マイクロストリップラインを用いて形成されるとき、セ
ラミック基台21の前記長さ寸法Wsは給電ライン20
の半値(100μm以上)の数倍(500μm以上)の
長さに設定される。そのため、前記した凹溝22の両側
面での反射を生じやすい。
High-frequency power supply line 20 (20a and 20b)
When the distance Ws from the center line of the optical semiconductor device 10 to the end of the ceramic base 21 close to the emission end of the optical semiconductor device 10 is large, light emitted from the optical semiconductor device 10 may be reflected by both side walls of the concave groove 22. There is. In particular, when the high-frequency power supply line 20 is formed using a microstrip line, the length Ws of the ceramic base 21 is different from the power supply line 20.
Is set to a length several times (500 μm or more) the half value (100 μm or more). For this reason, reflection is likely to occur on both side surfaces of the concave groove 22.

【0050】この反射を防止するために、次式 L4 >Ws−L2 /2−d/tanθ ……(6) を満足すればよい。ここで、θは光半導体装置10の出
射端からの出射光の広がり角度を示す。一例として、
Ws=500μm、L2 =100μm、d=200μm
およびθ=45度の各値が与えられるとき、式(6)か
ら得られるL4 の値は250μm以上となる。
In order to prevent this reflection, it is sufficient to satisfy the following equation: L 4 > Ws−L 2 / 2−d / tan θ (6) Here, θ indicates the spread angle of the light emitted from the emission end of the optical semiconductor device 10. As an example,
Ws = 500 μm, L 2 = 100 μm, d = 200 μm
When each value of θ and 45 ° is given, the value of L 4 obtained from Expression (6) is 250 μm or more.

【0051】従って、この値250μmと、前記した迷
光との関係から図3のグラフを用いて求めたL4 の値2
30μmとのうち、大きい方の値をL4 に採用すること
により、迷光の影響を抑制しかつセラミック基台21で
の反射を招くことなく高い結合効率で他の光学機器に結
合し得る光半導体装置10を得ることができる。
Therefore, the value of L 4 obtained by using the graph of FIG. 3 based on the relationship between this value 250 μm and the above-mentioned stray light 2
By adopting the larger value of L 4 out of 30 μm, the optical semiconductor that can suppress the influence of stray light and can be coupled to other optical devices with high coupling efficiency without causing reflection at the ceramic base 21. The device 10 can be obtained.

【0052】前記した例では、半導体基板としてInPを
用いた例を示したが、半導体材料として、GaAs等、種々
の半導体材料を用いることができ、また導波路として横
方向埋め込み構造等、種々の構造を適用することができ
る。さらに、光半導体装置10の光機能素子として、光
変調器およびDFBレーザの例を示したが、光増幅器、
DBRレーザ、DFB/DBRレーザ等、種々の光機能
素子の集積化に本発明を適用することができる。
In the above-described example, an example in which InP is used as the semiconductor substrate has been described. However, various semiconductor materials such as GaAs can be used as the semiconductor material, and various types of waveguide such as a laterally buried structure can be used as the waveguide. Structure can be applied. Furthermore, as the optical function element of the optical semiconductor device 10, an example of an optical modulator and a DFB laser has been described.
The present invention can be applied to integration of various optical functional elements such as a DBR laser and a DFB / DBR laser.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、前記したように、出射
端を規定する光導波路部分の長さ寸法が導波路モードへ
の迷光の混入を抑制するに十分な長さ寸法に設定されて
いることから、この迷光による光信号の消光比の劣化を
防止することができ、この消光比の低減に起因する種々
の弊害を防止することが可能となる。
According to the present invention, as described above, the length of the optical waveguide portion that defines the emission end is set to a length sufficient to suppress the incorporation of stray light into the waveguide mode. Therefore, it is possible to prevent the stray light from deteriorating the extinction ratio of the optical signal, and it is possible to prevent various adverse effects due to the reduction in the extinction ratio.

【0054】さらに、本発明によれば、出射端に関連し
た伸長部を形成することにより、前記した迷光の影響に
よる種々の弊害を防止できることに加えて、セラミック
基台を用いることによる光結合効率の低下をも防止する
ことができる。
Further, according to the present invention, by forming the extension portion related to the emission end, it is possible to prevent various adverse effects due to the above-mentioned influence of stray light, and in addition to the optical coupling efficiency by using the ceramic base. Can also be prevented from decreasing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光半導体装置の具体例1を示す縦
断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a specific example 1 of an optical semiconductor device according to the present invention.

【図2】迷光と導波光都の関係および光の強度分布をそ
れぞれ示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between stray light and guided light and a light intensity distribution.

【図3】消光比と伝板距離との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an extinction ratio and a transmission plate distance.

【図4】本発明に係る光半導体装置の具体例2を示す縦
断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing Example 2 of the optical semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明に係る光半導体装置の具体例3を示す縦
断面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing Example 3 of the optical semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明に係る光半導体装置の具体例4を示す縦
断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing Example 4 of the optical semiconductor device according to the present invention.

【図7】本発明に係る光半導体装置の具体例5を示す縦
断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing Example 5 of the optical semiconductor device according to the present invention.

【図8】本発明に係る光半導体装置の具体例6を示す縦
断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing Example 6 of the optical semiconductor device according to the present invention.

【図9】具体例6の光半導体装置とセラミック基台との
組み合わせを示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a combination of the optical semiconductor device of Example 6 and a ceramic base.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光半導体装置 11 半導体基板(クラッド層) 12 光導波路 12a (活性層部分)光導波路層部分 12b (導波層部分)光導波路層部分 12c (吸収層部分)光導波路層部分 12d (伸長部)光導波路層部分 21 基台 22 凹溝 A、B 光機能素子 Reference Signs List 10 optical semiconductor device 11 semiconductor substrate (cladding layer) 12 optical waveguide 12a (active layer portion) optical waveguide layer portion 12b (waveguide layer portion) optical waveguide layer portion 12c (absorption layer portion) optical waveguide layer portion 12d (extended portion) Optical waveguide layer portion 21 Base 22 Concave groove A, B Optical functional element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀川 英明 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Hideaki Horikawa 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に直列的かつ連続的に形成
された相互に性質を異にする複数の光導波層部分で構成
された光の案内作用を担う光導波路に関連して形成さ
れ、それぞれが一つの前記光導波層部分をコア部とする
少なくとも2つの光機能素子が集積化されてなる光半導
体装置であって、 前記光導波路の光の出射端面を規定する一つの前記導波
層部分の光の案内方向に沿った長さ寸法Zpが次式を満
足すべく設定されていることを特徴とする光半導体装
置。 Zp>(dc+Q)/φ ここで、dcは前記出射端面から出射される光について
の最大結合半径であり、Qは前記出射端面を規定する前
記導波層部分の他端で生じる迷光の正規化された誤差関
数から求められる偏差であり、φは前記光導波路に沿っ
て案内される導波光に対する前記迷光の進行角度であ
る。
An optical waveguide formed in series and continuously on a semiconductor substrate and having a plurality of optical waveguide layer portions having different properties, and formed in association with an optical waveguide having a light guiding function, An optical semiconductor device in which at least two optical functional elements each having one optical waveguide layer portion as a core are integrated, wherein one of the waveguide layers defining a light emitting end face of the optical waveguide. An optical semiconductor device, wherein a length dimension Zp of a portion along a light guiding direction is set so as to satisfy the following expression. Zp> (dc + Q) / φ Here, dc is the maximum coupling radius for light emitted from the emission end face, and Q is the normalization of stray light generated at the other end of the waveguide layer defining the emission end face. And φ is the advancing angle of the stray light with respect to the guided light guided along the optical waveguide.
【請求項2】 前記導波路層のうち前記出射端面を規定
する光導波路層以外の前記導波路層に関連して形成され
た光機能素子は発光素子である請求項1記載の光半導体
装置。
2. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein the optical functional element formed in association with the waveguide layer other than the optical waveguide layer defining the emission end face in the waveguide layer is a light emitting element.
【請求項3】 前記出射端面を規定する前記導波層部分
の少なくとも一部は光変調のための高周波信号を受ける
光変調器のコア部として機能し、該光変調器のコア部と
して機能する前記導波層部分の長さ寸法Zpは、200
μm以上であることを特徴とする請求項1記載の光半導
体装置。
3. A core part of an optical modulator for receiving a high-frequency signal for optical modulation, wherein at least a part of the waveguide layer part defining the emission end face functions as a core part of the optical modulator. The length dimension Zp of the waveguide layer portion is 200
2. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein said optical semiconductor device has a thickness of not less than μm.
【請求項4】 前記導波層部分は半導体材料からなり、
該導波層部分の少なくとも1つは、前記半導体材料の選
択成長により、光の案内方向に沿って、組成および厚さ
寸法を異にして形成されていることを特徴とする請求項
1記載の光半導体装置。
4. The waveguide layer part is made of a semiconductor material.
2. The structure according to claim 1, wherein at least one of the waveguide layers is formed to have a different composition and a different thickness along a light guiding direction by selective growth of the semiconductor material. Optical semiconductor device.
【請求項5】 半導体基板上に直列的かつ連続的に形成
された相互に性質を異にする複数の光導波層部分で構成
された光の案内作用を担う光導波路に関連して形成さ
れ、それぞれ一つの前記光導波層部分をコア部とする発
光素子および該発光素子からの光の強度を変調するため
の変調機能素子が集積化されてなる光半導体装置であっ
て、少なくとも一端開放の溝が表面に形成されまた該表
面に前記変調機能素子のための高周波給電線が形成され
た基台の前記溝内に光の出射端面を前記溝の前記開放端
へ向けて配置され、前記光導波路には、光の出射端面を
規定する伸長部が形成されており、該伸長部の光の案内
方向に沿った長さ寸法Zpが次式を満足すべく設定され
ていることを特徴とする光半導体装置。 Zp>(dc+Q)/φ ここで、dcは前記出射端面から出射される光について
の最大結合半径であり、Qは前記出射端面を規定する前
記伸長部の他端で生じる迷光の正規化された誤差関数か
ら求められる偏差であり、φは前記光導波路に沿って案
内される導波光に対する前記迷光の進行角度である。
5. A light guide formed in series and continuously on a semiconductor substrate and having a plurality of optical waveguide layers having different properties, and formed in association with an optical waveguide having a light guiding function, An optical semiconductor device in which a light emitting element and a modulation function element for modulating the intensity of light from the light emitting element are integrated, each having one of the optical waveguide layer portions as a core, wherein at least one end of the groove is open. Is disposed on the surface of the base on which a high-frequency power supply line for the modulation function element is formed, with the light emitting end face facing the open end of the groove. Is formed with an extended portion that defines a light emitting end face, and a length dimension Zp of the extended portion along the light guiding direction is set to satisfy the following expression. Semiconductor device. Zp> (dc + Q) / φ Here, dc is a maximum coupling radius for light emitted from the emission end face, and Q is a normalized value of stray light generated at the other end of the extension portion defining the emission end face. Is a deviation obtained from an error function, and φ is a traveling angle of the stray light with respect to the guided light guided along the optical waveguide.
JP10078349A 1998-03-11 1998-03-11 Optical semiconductor device Pending JPH11261168A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10078349A JPH11261168A (en) 1998-03-11 1998-03-11 Optical semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10078349A JPH11261168A (en) 1998-03-11 1998-03-11 Optical semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11261168A true JPH11261168A (en) 1999-09-24

Family

ID=13659525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10078349A Pending JPH11261168A (en) 1998-03-11 1998-03-11 Optical semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11261168A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002185075A (en) * 2000-12-18 2002-06-28 Nec Corp Wavelength stabilization unit and wavelength stabilization laser module
JP6341344B1 (en) * 2017-09-07 2018-06-13 三菱電機株式会社 Semiconductor optical device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002185075A (en) * 2000-12-18 2002-06-28 Nec Corp Wavelength stabilization unit and wavelength stabilization laser module
JP6341344B1 (en) * 2017-09-07 2018-06-13 三菱電機株式会社 Semiconductor optical device
WO2019049268A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-14 三菱電機株式会社 OPTICAL SEMICONDUCTOR DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9088132B2 (en) Semiconductor optical element, integrated semiconductor optical element, and semiconductor optical element module
US8463086B2 (en) Optical semiconductor device
US20100142885A1 (en) Optical module
JP2002169131A (en) Optical semiconductor device and method of modulating optical semiconductor device
JP6717733B2 (en) Semiconductor optical integrated circuit
US6108481A (en) Optical semiconductor device and its manufacturing method
US5914977A (en) Semiconductor laser having a high-reflectivity reflector on the laser facets thereof, an optical integrated device provided with the semiconductor laser, and a manufacturing method therefor
US6865205B2 (en) Semiconductor laser
JP2003078209A (en) Optical semiconductor device
JP2000269600A (en) High power broadband light source and optical amplification device
JP3838355B2 (en) Semiconductor laser
JP3655079B2 (en) Optical semiconductor device
JPH11261168A (en) Optical semiconductor device
JP2000332350A (en) Grating waveguide integrated active device
US6760141B2 (en) Semiconductor optical modulator and semiconductor optical device
WO2021148120A1 (en) Single-mode dfb laser
JP2860666B2 (en) Optical function element
JP3595677B2 (en) Optical isolator, distributed feedback laser and optical integrated device
JP7754326B2 (en) Optical Transmitter
JP2023503861A (en) Waveguide structure of optical integrated circuit
JPH10163568A (en) Modulator integrated semiconductor laser
JP2641296B2 (en) Semiconductor laser with optical isolator
JP4611710B2 (en) Optical amplification element
JP4067519B2 (en) Optical amplification element
JPH07312457A (en) Semiconductor laser device