專利名稱：Dbr型波長可變光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DBR型波長可變光源，具體涉及可通過單一波長控制電流在更寬頻帶范圍實現(xiàn)連續(xù)波長變化的DBR型波長可變光源。
背景技術(shù)：
DBR型激光器作為用于光通信波長可變光源來使用，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)報告了其振蕩機(jī)構(gòu)和波長可變機(jī)構(gòu)(例如，非專利文獻(xiàn)1和非專利文獻(xiàn)2)。
圖12為現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的基本結(jié)構(gòu)的說明圖。圖12A所示的是包括光波導(dǎo)且與襯底11垂直的面的截面圖。圖12B所示的是包括從圖12A的XIIB-XIIB剖視的且與襯底11平行的面的截面圖(俯視圖)。在該DBR型波長可變光源中，在設(shè)在襯底11上的有源區(qū)光波導(dǎo)12的兩側(cè)，設(shè)置有無源區(qū)光波導(dǎo)13a、13b。在有源區(qū)光波導(dǎo)12和無源區(qū)光波導(dǎo)13a、13b的邊界部分分別設(shè)有絕緣區(qū)域15a、15b。在無源區(qū)光波導(dǎo)13a、13b中，分別形成有與絕緣區(qū)域15a、15b相接觸、由衍射光柵形成的DBR(分布式反射器)區(qū)域14a、14b。在上述的各光波導(dǎo)的上部和側(cè)面上形成有上包覆層9。該DBR型波長可變光源的振蕩波長通過在由諧振器長度決定的縱模波長中僅選擇存在于DBR型區(qū)域14a、14b的布拉格反射波段內(nèi)的縱模波長來決定。
絕緣區(qū)域15a、15b為高電阻區(qū)域。絕緣區(qū)域15a、15b為了與電極18a、18b、18c歐姆接觸，通過去除一部分的在上包覆層9上形成的InGaAsP層(在圖12A中未表示)來形成。即，絕緣區(qū)域15a、15b起到對DBR控制電流17和有源區(qū)電流16進(jìn)行絕緣分隔的作用。
在DBR(分布式反射器)區(qū)域14a、14b內(nèi)，形成有一定間距的凹凸，與該間距相對應(yīng)的波長的光(即布拉格波長的光)被選擇性地強(qiáng)反射。實際上，形成以布拉格波長為中心的數(shù)nm的高反射波段，在該高反射波段內(nèi)起到衍射光柵的作用。
在圖12A中，絕緣區(qū)域15a、15b表現(xiàn)為不存在上述衍射光柵的區(qū)域。這是因為，如上所述，因為絕緣區(qū)域15a、15b是高電阻，所以在其中沒有電流。這樣即使設(shè)置衍射光柵，對折射率變化也起不到任何作用。因此，在絕緣區(qū)域15a、15b中形成衍射光柵也沒有問題。
在該DBR型波長可變光源中，通過電極18c給有源區(qū)光波導(dǎo)12注入有源區(qū)電流16，且通過電極18a、18b給DBR區(qū)域14a、14b注入DBR控制電流17。通過該DBR控制電流17注入到DBR區(qū)域14a、14b，產(chǎn)生DBR區(qū)域14a、14b的折射率的變化。根據(jù)該折射率的變化，可將上述縱模波長和布拉格波長都移向短波長側(cè)。
但是，就根據(jù)通過向DBR區(qū)域14a、14b注入DBR控制電流17而產(chǎn)生的折射率的變化而引起的波長移動的敏感性來說，與縱模波長相比，布拉格波長更靈敏。即，布拉格波長能更快地移向短波長側(cè)。其原因是，在由有源區(qū)光波導(dǎo)12和無源區(qū)光波導(dǎo)13a、13b構(gòu)成的激光諧振器中，如果注入DBR控制電流17，則僅在無源區(qū)光波導(dǎo)13a、13b或者DBR區(qū)域14a、14b發(fā)生折射率變化。即，這是因為，布拉格波長移動僅反映DBR區(qū)域14a、14b的折射率變化，縱模波長移動反映激光諧振器整體的折射率變化。一般來說，縱模波長移動量可通過下面的公式(1)來計算。
公式1ΔλCλC=ΔλBλB×Leff-f+Leff-rLa+Leff-f+Leff-r---(1)]]>在上述的公式(1)中，ΔλC表示縱模波長移動量，λC表示縱模波長、ΔλB表示布拉格波長移動量，λB表示布拉格波長，Leff-f和Leff-r為前側(cè)(front)和后側(cè)(rear)DBR區(qū)域的有效長度，La表示有源區(qū)長度。在這里，Leff為DBR區(qū)域14a、14b的有效長度。該長度被稱為實效長度或者有效長度，其定義根據(jù)非專利文獻(xiàn)2。
在這里，對DBR(分布式反射器)和該有效長度進(jìn)一步進(jìn)行說明。如上所述，在DBR區(qū)域內(nèi)，形成有一定間距的凹凸，與該間距相對應(yīng)的波長的光(即布拉格波長的光)被選擇性地強(qiáng)反射。以布拉格波長為中心形成數(shù)nm寬度的高反射波段，DBR在該高反射波段內(nèi)起到衍射光柵的作用。
圖13為說明DBR區(qū)域14a、14b中的反射情形的圖。發(fā)生布拉格反射的高反射波段內(nèi)波長的光如13所示，被分布性地反射。因此，感光的傳播長度比實際的DBR區(qū)域14a、14b長度短。該長度被稱為有效長度。
圖14和圖15為相對DBR區(qū)域長度的有效長度的計算結(jié)果圖(假設(shè)波導(dǎo)路徑傳播損失Γα＝10cm-1)。圖14為將衍射光柵耦合常數(shù)κ作為參數(shù)，表示DBR區(qū)域和有效長度的關(guān)系的圖。圖15為表示耦合常數(shù)κ中的、有效長度飽和值的圖。
根據(jù)圖14和圖15可知，在DBR區(qū)域14a、14b的長度較短時(在圖13中，DBR區(qū)域長度為對有效長度的增減起作用的區(qū)域61a、61b的范圍的長度時)，有效長度相對于DBR區(qū)域的長度直線增加。另一方面，在DBR區(qū)域14a、14b的長度較長時(在圖13中，DBR區(qū)域長度為對有效長度幾乎不起作用的區(qū)域62a、62b的范圍的長度時)，有效長度值達(dá)到飽和，保持為一定值的有效長度飽和值。
與有效長度同樣，DBR區(qū)域的反射率也隨著DBR區(qū)域的長度變長而提高。振蕩光在有源區(qū)附近的DBR區(qū)域中受最強(qiáng)的反射。因此，在DBR區(qū)域在某種程度上變長時，反射率收斂為一定值。如上所述，DBR(衍射光柵)的有效長度為在考慮衍射光柵的分布性反射狀態(tài)時由傳播光所檢測的光路長度。因此，對于衍射光柵即DBR區(qū)域的長度，反射率和有效長度表現(xiàn)出極其相似的增減。
在將DBR區(qū)域和有源區(qū)集成而形成DBR型波長可變光源時，反射率還受有源區(qū)和DBR區(qū)域結(jié)合部的耦合損失影響。因此，反射率在設(shè)計上作為參數(shù)是不合適的。因此，作為元件設(shè)計參數(shù)，采用可反映反射率、且不受有源區(qū)和DBR區(qū)域結(jié)合部的耦合損失影響的有效長度。DBR區(qū)域的有效長度為與激光諧振器長度、縱模間隔、布拉格反射率等有關(guān)的參數(shù)，通過考慮該有效長度值，可以設(shè)計有效的DBR型激光。
另外，上述公式(1)的右邊兩項的分子(Leff-f+Leff-r)表示折射率可變區(qū)域(即DBR區(qū)域)的有效長度的總和，分母(La+Leff-f+Leff-r)則表示諧振器全長。嚴(yán)格地講，諧振器全長應(yīng)該包括絕緣區(qū)域15a、15b的長度。但是，絕緣區(qū)域15a、15b極短，為5～10μm，所以其對諧振器全長誤差的影響小。因此，在公式(1)中，省略了絕緣區(qū)域15a、15b的長度。
根據(jù)公式(1)，縱模波長移動量ΔλC僅右邊第2項的系數(shù)比布拉格波長移動量ΔλB的小。因此，在繼續(xù)增加DBR控制電流17時，縱模波長λC從布拉格反射波段向長波長一側(cè)(波長長的一側(cè))離開，激光振蕩遷移到短波長一側(cè)的另一鄰近的縱模態(tài)。即，發(fā)生模態(tài)躍遷。因此，如果繼續(xù)增加DBR控制電流17，則反復(fù)進(jìn)行連續(xù)的波長移動和離散的模態(tài)躍遷，同時，振蕩波長向短波長一側(cè)移動。
圖16為現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的DBR控制電流和振蕩波長之間的關(guān)系圖。其反復(fù)進(jìn)行著連續(xù)的波長移動和離散的模態(tài)躍遷。振蕩波長的可變控制特性的整體為離散的，這是不太適合的。連續(xù)波長可變寬度(連續(xù)波長移動波段寬度)ΔλCON根據(jù)非專利文獻(xiàn)3可由以下公式(2)表示。
ΔλCON=λ2(Leff-f+Leff-r)2neffLa(La+Leff-f+Leff-r)---(2)]]>在上述公式(2)中，ΔλCON表示連續(xù)波長可變寬度，neff表示有效折射率，作為波長可變激光，優(yōu)選為其連續(xù)波長可變寬度ΔλCON較寬的。
圖17為說明現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的波長移動的光譜圖。之所以根據(jù)上面說明的離散的模態(tài)躍遷、波長可變控制特性形成為離散的形式，是因為縱模波長和布拉格波長在與上述DBR控制電流的注入量相對應(yīng)的波長變化上存在敏感度差異。如圖17A至圖17C所示，隨著DBR控制電流的增加，與布拉格波長變化相對應(yīng)的阻帶的變化，和與縱模波長變化相對應(yīng)的振蕩波長的變化相比，變化的敏感度高。阻帶更迅速地向短波長一側(cè)移動。因此，通過DBR控制電流，相對于阻帶(布拉格反射波段)，振蕩波長相對地向長波長一側(cè)移動。如果圖17C的狀態(tài)進(jìn)一步增加DBR控制電流，則發(fā)生模態(tài)躍遷。
作為避免該模態(tài)躍遷的方法，有增加相位調(diào)整區(qū)域用多電極結(jié)構(gòu)對波長進(jìn)行控制的方法(參照非專利文獻(xiàn)1)。但是，因為增加了控制項目，所以控制并不簡單。而且，在元件老化時很難預(yù)測各控制電流的變動，在實用上存在問題。從上述公式(2)可知，為了用一種控制電流實現(xiàn)簡單且較寬波段的波長可變控制，最有效的是縮短有源區(qū)長度La。
圖18為表示縮短有源區(qū)長度La的DBR型波長可變光源的波長可變特性的特性圖。通過縮短有源區(qū)長度La，能夠使連續(xù)可變的波長范圍實現(xiàn)寬波段化，且如圖18所示那樣，可獲得寬的無模態(tài)躍遷(連續(xù)波長可變)的波段。根據(jù)非專利文獻(xiàn)3所示的實驗結(jié)果，可使有源區(qū)長度La變化，制作DBR型激光器，獲得如理論值那樣的寬波段。
下面，對如圖12所示的普通現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源中振蕩模式的初始相位、振蕩閾值電流以及載波密度的關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)充說明。在圖12A中，有源區(qū)光波導(dǎo)12的載波密度隨著有源區(qū)電流16的增加急劇增加。如果發(fā)生激光振蕩，則有源區(qū)光波導(dǎo)12的載波密度被夾緊(幾乎保持為一定值)。如果進(jìn)一步增加有源區(qū)電流16，則載波密度非常緩慢地增加。決定了振蕩模式初始相位的有源區(qū)光波導(dǎo)12的折射率隨著該區(qū)域的載波密度的增加而減少。即，由振蕩閾值電流值決定初始相位，按照振蕩閾值電流變大的量向短波長一側(cè)移動。然后，即使增加有源區(qū)電流16，也因為載波密度而被箝位，所以初始相位幾乎不變。
在通過DBR控制電流進(jìn)行波長可變控制時，因為隨著DBR控制電流17的注入反射率減少，所以有源區(qū)電流16的振蕩閾值電流增加。在為了擴(kuò)大連續(xù)波長可變寬度而僅將有源區(qū)光波導(dǎo)12的長度縮短的DBR型激光中，有源區(qū)光波導(dǎo)12的增益不足。為了補(bǔ)償該增益的不足，通過使位于有源區(qū)光波導(dǎo)12前后的DBR區(qū)域14a、14b的長度充分變長直到其有效長度飽和值，來形成高反射率，由此防止激光振蕩的停止。因此，即使在進(jìn)行波長可變控制時，增加振蕩閾值電流，也無法對振蕩閾值電流的變化率進(jìn)行控制。
作為公開上述現(xiàn)有技術(shù)的公知文獻(xiàn)，可列舉出下面的非專利文獻(xiàn)1～非專利文獻(xiàn)3。
非專利文獻(xiàn)1半導(dǎo)體フオトニクス工學(xué)(半導(dǎo)體光子學(xué))，第306～311頁，主編池上徹彥、コロナ社(科羅娜出版社)，1995年1月10日發(fā)行非專利文獻(xiàn)2半導(dǎo)體レ一ザ(半導(dǎo)體激光)，第283～288頁，應(yīng)用物理學(xué)會編/伊賀健一編著，ォ一ム社(歐姆出版社)，1994年10月25日發(fā)行非專利文獻(xiàn)3波長可變半導(dǎo)體レ一ザの高性能化に関する研究(有關(guān)波長可變半導(dǎo)體激光的高性能化的研究)(博士論文)，第39～43頁、第54～59頁、第65～68頁，石井啟之，1999年3月發(fā)明內(nèi)容在上述的縮短有源區(qū)光波導(dǎo)12的有源區(qū)長度La的方法中，連續(xù)波長移動不能大大超過公式(2)中的ΔλCON，而只能限制在3nm的程度。如果要實現(xiàn)6nm以上的連續(xù)波長移動，則必須將有源區(qū)光波導(dǎo)12的有源區(qū)長度La縮短到30μm程度。為了補(bǔ)償因縮短有源區(qū)長度La而發(fā)生的有源區(qū)光波導(dǎo)12的增益不足，必須要將DBR區(qū)域14加長，以獲得高反射率。其結(jié)果，這樣的現(xiàn)有技術(shù)的DBR型激光就變成低輸出的光源。而且，如果預(yù)先不嚴(yán)格地確定有源區(qū)光波導(dǎo)12的有源區(qū)長度La和增益、以及振蕩模態(tài)的相位條件，則具有在開始波長移動后馬上發(fā)生模態(tài)躍遷的問題。
圖19為表示在縮短有源區(qū)長度La的DBR型波長可變光源中初始相位條件不合適時的波長可變特性的特性圖。如圖19所示，如果不把上述各條件設(shè)計合適，則在波長移動開始后馬上發(fā)生模態(tài)躍遷，在實用上存在問題。
鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種DBR型波長可變光源，其光源可在較寬的波段寬度內(nèi)進(jìn)行連續(xù)的振蕩波長的可變控制，即，具有可實現(xiàn)連續(xù)波長移動的波長可變特性，可實現(xiàn)6nm以上的連續(xù)波長移動，且與現(xiàn)有技術(shù)相比，其輸出較高。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明涉及一種在襯底上具有由包覆層包圍的光波導(dǎo)的DBR型波長可變光源，其包括第一無源區(qū)光波導(dǎo)，其包括第一DBR區(qū)域，其中可通過DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，且在長度相當(dāng)于有效長度飽和值的95％以上的有效長度的區(qū)間具有衍射光柵；第二無源區(qū)光波導(dǎo)，其包括第二DBR區(qū)域，其中，可通過所述DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，且在小于所述第一DBR區(qū)域的長度的區(qū)間具有衍射光柵；有源區(qū)光波導(dǎo)，在其兩端與所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)和所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)光學(xué)連接，且通過與所述DBR控制電流獨(dú)立的有源區(qū)電流控制發(fā)光狀態(tài)。
另外，為了獲得高輸出，優(yōu)選將前側(cè)的(第二)DBR區(qū)域的衍射光柵的有效長度形成為其有效長度飽和值的75％以下，在兩個DBR區(qū)域的端面設(shè)置防反射膜。
進(jìn)一步優(yōu)選的是，振蕩波長移動量和布拉格波長移動量的比為0.9～1.1。這是因為，如果該比落入該范圍，則即使不滿足完全無模態(tài)躍遷條件(振蕩波長移動量和布拉格波長移動量的比為1)，在大部分的情況下也不發(fā)生模態(tài)躍遷。
另外，在本發(fā)明的另一實施方式中，涉及一種在襯底上具有由包覆層包圍的光波導(dǎo)的DBR型波長可變光源，其包括第一無源區(qū)光波導(dǎo)，其包括第一DBR區(qū)域，其中可通過DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，且在長度與有效長度飽和值的75％以下的有效長度相當(dāng)?shù)膮^(qū)間具有衍射光柵；第二無源區(qū)光波導(dǎo)，其包括第二DBR區(qū)域，其中，可通過所述DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，且在長度與有效長度飽和值的75％以下的有效長度相當(dāng)?shù)膮^(qū)間具有衍射光柵；有源區(qū)光波導(dǎo)，其兩端與所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)和所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)光學(xué)連接，且通過與所述DBR控制電流獨(dú)立的有源區(qū)電流控制發(fā)光狀態(tài)；高反射膜，設(shè)置在所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)的與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上；防反射膜，設(shè)置在所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)的與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上。
另外，在本發(fā)明的又一實施方式中，涉及一種在襯底上具有由包覆層包圍的光波導(dǎo)的DBR型波長可變光源，包括無源區(qū)光波導(dǎo)，其包括DBR區(qū)域，其中可通過DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，且在長度與有效長度飽和值的75％以下的有效長度相當(dāng)?shù)膮^(qū)間具有衍射光柵；有源區(qū)光波導(dǎo)，與所述無源區(qū)光波導(dǎo)光學(xué)連接，且通過與所述DBR控制電流獨(dú)立的有源區(qū)電流控制發(fā)光狀態(tài)；防反射膜，設(shè)置在所述無源區(qū)光波導(dǎo)的、與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上；高反射膜，設(shè)置在所述有源區(qū)光波導(dǎo)的、與所述無源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上。即，為了使光源尺寸進(jìn)一步減小，優(yōu)選用高反射膜替換波長長的一側(cè)的(第一)DBR區(qū)域。
如果適當(dāng)?shù)卮_定DBR區(qū)域的反射率，則能夠使振蕩閾值的增減率達(dá)到最合適，能夠?qū)崿F(xiàn)滿足公式(3)的關(guān)系的光源。
為了與連續(xù)波長移動的寬波段化的同時提高光源輸出，優(yōu)選將后側(cè)的DBR區(qū)域29形成得充分長，以獲得高反射率，并將前側(cè)的DBR區(qū)域24縮短。因為如果振蕩光的射出側(cè)的DBR區(qū)域短，則光的透射率提高。如上所述，反射率和有效長度有關(guān)聯(lián)，所以如果將前側(cè)的DBR區(qū)域24的長度在小于對有效長度的增減起作用的臨界長度(在圖13中對有效長度的增減起作用的區(qū)域61a、61b)的范圍內(nèi)進(jìn)行增減，則能夠?qū)φ袷幉ㄩL移動控制時的振蕩閾值電流的增加率ΔIth進(jìn)行控制，能夠擴(kuò)大連續(xù)波長的可變量(可變寬度)。
如在背景技術(shù)中所述，有效長度取決于DBR區(qū)域的長度。在圖15中表示有將在DBR區(qū)域形成得充分長時(長度為1000μm)飽和為一定值的有效長度作為有效長度飽和值的情況。在圖15的表中表示的折射光柵耦合常數(shù)κ為通過通常的DBR型激光的制造方法(濕法蝕刻、干法蝕刻)可比較容易形成的范圍。在該范圍內(nèi)，如果將DBR區(qū)域的有效長度形成小于等于有效長度飽和值的75％，則可獲得大約50％(或者50％以上)的透射率，能夠獲得更高的光輸出。
根據(jù)本發(fā)明的DBR型波長可變光源，能夠適當(dāng)?shù)乜刂圃谶M(jìn)行振蕩波長移動控制時的振蕩閾值電流變化率。而且，超過現(xiàn)有的連續(xù)波長可變寬度的理論值(公式(2)的ΔλCON)而能夠進(jìn)一步地進(jìn)行寬波段的連續(xù)波長移動，并且能夠獲得更高的激光振蕩光的輸出。


圖1A為表示本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源的截面圖；圖1B為本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源的IB-IB的截面圖；圖2A為表示本發(fā)明的實施例2的DBR型波長可變光源的圖；圖2B為本發(fā)明的實施例2的DBR型波長可變光源的IIB-IIB截面圖(俯視圖)；圖3A為本發(fā)明的實施方式的DBR型波長可變光源的波長移動中的光譜說明圖；圖3B為本發(fā)明的實施方式的DBR型波長可變光源的波長移動中的光譜說明圖；圖3C為本發(fā)明的實施方式的DBR型波長可變光源的波長移動中的光譜說明圖；圖4為表示本發(fā)明的實施方式的DBR型波長可變光源的波長可變特性的特性圖；圖5為表示振蕩波長移動量相對布拉格波長移動量的比的特性圖；圖6為表示本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源的波長可變特性的特性圖；圖7為表示本發(fā)明的實施例1的振蕩波長和公式(1)的理論值之間的偏差量的特性圖；圖8為表示本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源的I-L特性的特性圖；圖9為表示在本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源中、由閾值電流變動帶來的波長移動和圖7所示值之間的比較的特性圖；圖10A為表示本發(fā)明的實施例3的DBR型波長可變光源的截面圖；圖10B為本發(fā)明的實施例3的DBR型波長可變光源的XB-XB的截面圖；圖11為本發(fā)明的實施例4的集成的DBR型波長可變光源陣列的結(jié)構(gòu)圖；圖12A為表示現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源結(jié)構(gòu)的截面圖；圖12B為現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的XIIB-XIIB的截面圖；圖13為表示光反射情形的圖；圖14為表示有效長度對DBR區(qū)域長度的依賴性的特性圖；圖15為表示有效長度的飽和值的表；圖16為表示現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的波長可變控制特性的特性圖；圖17A為現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的波長移動的光譜說明圖；圖17B為現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的波長移動的光譜說明圖；圖17C為現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源的波長移動的光譜說明圖；圖18為表示有源區(qū)被縮短了的DBR型波長可變光源的波長可變特性的特性圖；圖19為表示在縮短有源區(qū)的DBR型波長可變光源中、初始相位條件不合適時的波長可變特性的特性圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。
圖1為本發(fā)明一實施方式的DBR型波長可變光源的結(jié)構(gòu)說明圖。如圖1所示，在襯底21上，設(shè)有通過電流注入或光激發(fā)等而具有發(fā)光能力的有源區(qū)光波導(dǎo)22，和位于該有源區(qū)光波導(dǎo)22的兩側(cè)、且通過電流注入或光激發(fā)等可對振蕩波長進(jìn)行控制的無源區(qū)光波導(dǎo)23a、23b。無源區(qū)光波導(dǎo)23a、23b的帶隙比有源區(qū)光波導(dǎo)22的帶隙大。這些有源區(qū)光波導(dǎo)22和無源區(qū)光波導(dǎo)23a、23b構(gòu)成本發(fā)明的DBR型波長可變光源的光波導(dǎo)。
另外，后側(cè)的無源區(qū)光波導(dǎo)23b包括充分長的DBR區(qū)域29和絕緣區(qū)域25b，該充分長的DBR區(qū)域29的DBR有效長度相當(dāng)于有效長度飽和值的95％以上。因此，該DBR區(qū)域29具有非常高的反射率。經(jīng)過有源區(qū)光波導(dǎo)22，在無源區(qū)光波導(dǎo)23b的相反一側(cè)設(shè)置有前側(cè)的無源區(qū)光波導(dǎo)23a。前側(cè)的無源區(qū)光波導(dǎo)23a包括DBR有效長度比后側(cè)DBR區(qū)域29的長度短的前側(cè)DBR區(qū)域24，以及絕緣區(qū)域25a。
如上所述，DBR型波長可變光源即使在以一定值的有源區(qū)電流26驅(qū)動的情況下，如果有源區(qū)電流26的振蕩閾值電流增加，則有源區(qū)光波導(dǎo)22的載波密度也增加，隨著該載波密度的增加，折射率減少。
有源區(qū)光波導(dǎo)22的折射率的減少具有將縱模波長λC向短波長一側(cè)移動的效果。因此，如果能夠使根據(jù)DBR控制電流27的注入而決定的布拉格波長移動量ΔλB和根據(jù)DBR控制電流27的注入和振蕩閾值電流的增加決定的縱模波長移動量ΔλC相一致，則布拉格波長λB和縱模波長λC會在連接的同時一體地移動。因此，可消除模態(tài)躍遷的問題。這說明公式(1)的右邊第二項的分子(Leff-f+Leff-r)和分母(La+Leff-f+Leff-r)變?yōu)橄嗤@時的縱模波長移動量ΔλC可用下述的公式(3)表示。
公式3ΔλCλC=ΔλBλB---(3)]]>該公式(3)表示，構(gòu)成激光諧振器的有源區(qū)光波導(dǎo)22的折射率和前側(cè)DBR區(qū)域24和后側(cè)DBR區(qū)域29的折射率相同地減少。因此，只要隨著DBR控制電流17的注入，DBR區(qū)域24的折射率繼續(xù)減少，振蕩波長(縱模波長)就向短波長一側(cè)移動而不會發(fā)生模態(tài)躍遷。因此，即使不進(jìn)行考慮初始相位的嚴(yán)格的設(shè)計，也不會引起在開始如圖19所示的波長移動之后馬上發(fā)生模態(tài)躍遷的現(xiàn)象。
因為可實現(xiàn)這種方案，所以能夠通過適當(dāng)確定DBR區(qū)域反射率來使振蕩閾值電流的增減率最合適，能夠?qū)崿F(xiàn)滿足公式(3)的關(guān)系的光源。為了在連續(xù)波長移動寬度的寬波段化的同時獲得光的高輸出，優(yōu)選將后側(cè)的DBR區(qū)域29形成得充分長，以獲得高反射率，將前側(cè)的DBR區(qū)域24的長度縮短。因為在縮短振蕩光的射出一側(cè)的DBR區(qū)域的長度時，光的透射率會提高。如上所述，反射率和DBR區(qū)域的有效長度之間是相關(guān)的，所以如果使前側(cè)的DBR區(qū)域24的長度在對有效長度的增減起作用的臨界長度以下(在圖13中對有效長度的增減起作用的區(qū)域61a、61b)的范圍內(nèi)進(jìn)行增減，則可自由地對波長可變控制時的振蕩閾值電流的增加率ΔIth進(jìn)行變更，能夠?qū)B續(xù)波長移動范圍進(jìn)行擴(kuò)大。
圖3為本發(fā)明的實施方式的DBR型波長可變光源的波長移動時的光譜的說明圖。采用本發(fā)明的情況下，如圖3A至圖3C所示，即使通過增加DBR控制電流來使波長移動，也僅向短波長一側(cè)移動與布拉格波長(阻帶)和振蕩波長相同的量。即，振蕩波長相對于阻帶沒有相對的移動。此時，如圖4所示，可實現(xiàn)完全不發(fā)生模態(tài)躍遷(無模態(tài)躍遷)的連續(xù)波長移動。
因此，與現(xiàn)有的將連續(xù)波長可變寬度擴(kuò)大的激光(有源區(qū)的短的DBR型波長可變光源)相比，即使將有源區(qū)光波導(dǎo)22進(jìn)一步變長，也不會發(fā)生模態(tài)躍遷，可獲得相同程度或者超過其程度的連續(xù)波長移動寬度。另外，隨著前側(cè)的DBR區(qū)域24的長度的縮短，可提高透射率，且可獲得高輸出。
圖5為表示振蕩波長移動量和布拉格波長移動量之比與前側(cè)的DBR區(qū)域長度之間的關(guān)系的特性圖。其中，將有源區(qū)光波導(dǎo)22的長度作為參數(shù)，進(jìn)行了30μm、54.5μm、100μm的變化。另外，將與有源區(qū)光波導(dǎo)22的兩端接觸的絕緣區(qū)域25a、25b分別形成為10μm，將后側(cè)的DBR區(qū)域29的長度形成為400μm，將衍射光柵耦合常數(shù)κ做成100cm-1。關(guān)于圖5橫軸的前側(cè)DBR區(qū)域24的長度，進(jìn)行了從30、50、80、100μm至400μm的變化。另外，在該實驗中采用的DBR型波長可變光源的DBR區(qū)域采用了其波導(dǎo)損失以下述公式(4)表示的區(qū)域。
公式4ΓΔα＝5.27ΔλBragg+5.54(cm-1)(4)在該公式(4)中，左邊表示對于考慮了波導(dǎo)的光限制效率的傳播光的波導(dǎo)損失，右邊ΔλBragg表示布拉格波長移動量。
從圖5中可知，由于縮短前側(cè)DBR區(qū)域24的長度，可接近公式(3)所示的條件。如下述說明那樣，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)波長移動寬度的寬波段化。即，在將有源區(qū)光波導(dǎo)22的長度做成30μm時，前側(cè)DBR區(qū)域24的長度在200μm以上的范圍內(nèi)，顯示了公式(3)條件成立的理想的波長可變特性。但是，因為過于縮短了有源區(qū)光波導(dǎo)22的長度，所以振蕩增益不足，在使振蕩波長移動4nm時，振蕩會停止。
另外，在將有源區(qū)光波導(dǎo)22的長度做成100μm時，雖然不停止振蕩，但是，振蕩波長移動量和布拉格波長移動量的比值變?yōu)?.6～0.7，不能到達(dá)理想的條件(比值為1)。而且，在進(jìn)行3nm波長移動時，發(fā)生模態(tài)躍遷。
另一方面，在將有源區(qū)光波導(dǎo)22的長度做成54.5μm時，可以在寬波段中進(jìn)行連續(xù)波長移動。因此，通過下述實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明在將有源區(qū)光波導(dǎo)22的長度做成54.5μm時，與連續(xù)波長移動波段寬且可獲得較高輸出的元件(前側(cè)DBR區(qū)域24的長度為80μm的情況)相關(guān)的特性。此時，振蕩波長移動量和布拉格波長移動量的比為0.9。
實施例1圖1為表示本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源的結(jié)構(gòu)的圖。在本實施例1中，對于作為襯底21采用InP來制造振蕩波長1.55μm的光源的情況。圖1A為包括光波導(dǎo)的與襯底21垂直的面的截面圖。另外，圖1B為包括沿圖1A的IB-IB線截取的與襯底21平行的面的截面圖(俯視圖)。
在帶隙波長為1.57μm的InGaAsP的有源區(qū)光波導(dǎo)22的兩端(前后)，形成帶隙波長為1.3μm的InGaAsP的無源區(qū)光波導(dǎo)23a、23b。有源區(qū)光波導(dǎo)22的長度做成54.5μm，與其兩端接觸的絕緣區(qū)域25a、25b做成10μm，并且前側(cè)DBR區(qū)域24和后側(cè)DBR區(qū)域29的長度分別做成80μm和400μm，將衍射光柵耦合常數(shù)κ做成100cm-1。通過圖15可知，衍射光柵耦合常數(shù)κ為100cm-1時的有效長度飽和值為49.9μm。另一方面，從圖14所示的關(guān)系中可知，前側(cè)DBR區(qū)域24的長度為80μm時的DBR有效長度為37μm。因此，此時前側(cè)DBR區(qū)域24的有效長度為有效飽和值長度的大約75％。
另外，在圖1中沒有表示有絕緣區(qū)域25a、25b。該絕緣區(qū)域25a、25b是將在用于與電極28a、28b、28c歐姆接觸的上包覆層上形成的InGaAsP層的一部分進(jìn)行去除后形成的區(qū)域。通過去除不形成電極28a、28b、28c的部分的InGaAsP層來形成可將DBR控制電流27和有源區(qū)電流26分離的絕緣區(qū)域25a、25b。
前側(cè)DBR區(qū)域24的制作方式是，將其長度做成80μm，由此引起在進(jìn)行振蕩波長移動控制時適合的閾值電流的變動，并進(jìn)行測定。整個波導(dǎo)寬度做成1.5μm，由此做成單模工作的DBR型波長可變光源。有源區(qū)光波導(dǎo)22的波導(dǎo)寬度也可以比無源區(qū)光波導(dǎo)23a、23b寬，可以通過具有自成像效果的模擬單模波導(dǎo)等來構(gòu)成。
有源區(qū)光波導(dǎo)22和無源區(qū)光波導(dǎo)23a、23b通過對接法相互光學(xué)連接，其元件結(jié)構(gòu)與通常的DBR型波長可變光源同樣地做成埋入結(jié)構(gòu)。元件不限于形成埋入結(jié)構(gòu)，形成為脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)也能得到同樣效果。另外，在兩個DBR區(qū)域的端面上，分別設(shè)置有防反射膜20a、20b。
有源區(qū)光波導(dǎo)22和無源區(qū)光波導(dǎo)23a、23b由帶隙波長不同的半導(dǎo)體晶體構(gòu)成。有源區(qū)光波導(dǎo)22具有電流注入和光激發(fā)等引起的發(fā)光功能。前側(cè)DBR區(qū)域24和后側(cè)DBR區(qū)域29具有根據(jù)由DBR控制電流27注入引起的折射率變化的波長可變的功能。
圖6為表示本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源的波長可變特性的特性圖，顯示了振蕩波長的移動量的實驗值和布拉格波長的移動量的實驗值。同時，還顯示了將上述布拉格波長的移動量的實驗值代入公式(1)而得到的振蕩波長移動量的計算值。振蕩波長移動量和布拉格波長移動量的比為0.9，可實現(xiàn)幾乎完整的沒有模態(tài)躍遷(無模態(tài)躍遷)的連續(xù)波長移動。通過注入DBR控制電流27直到60mA，可實現(xiàn)6nm的連續(xù)波長移動寬度。在圖6中，橫軸的DBR控制電流27之所以從-9mA開始是因為來自有源區(qū)光波導(dǎo)22的泄漏電流。DBR控制電流27在-9mA的狀態(tài)與DBR區(qū)域的零偏壓(接地狀態(tài))相對應(yīng)。從圖6中可知，與從公式(1)中推測的連續(xù)波長移動(計算值)相比，實驗值能產(chǎn)生更大的連續(xù)波長移動。
圖7為用于對在本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源中、振蕩波長的實驗值和通過公式(1)的理論值之間的偏差量進(jìn)行說明的特性圖。縱軸表示振蕩波長的連續(xù)波長移動量的實驗值和利用公式(1)的振蕩波長的連續(xù)波長移動量的理論計算值之間的差異。橫軸表示DBR控制電流。從圖7中可知，隨著DBR控制電流27的增加，可產(chǎn)生比從現(xiàn)有技術(shù)的公式(1)中推測的連續(xù)波長移動量計算值大出大約2nm的連續(xù)波長移動量。
圖8為表示本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源的I-L特性的特性圖。為了詳細(xì)證明本實施例1的效果，將對于有源區(qū)電流26的光輸出依賴性(I-L特性)按照DBR控制電流27從接地狀態(tài)到60mA進(jìn)行變化，并測定。在有源區(qū)電流26達(dá)到振蕩閾值電流時，本實施例的DBR型波長可變光源開始振蕩。如圖8所示，通過增加DBR控制電流27，可確定振蕩閾值電流從7mA到20mA逐漸增加，引起13mA的振蕩閾值電流的變動。另外，即使在控制振蕩波長移動時，也可獲得1mW以上、最大可達(dá)4.7mW的較高的光輸出。
圖9為表示在本發(fā)明的實施例1的DBR型波長可變光源中、振蕩閾值電流變動帶來的振蕩波長移動量和圖7所示的振蕩波長移動量之間的比較的特性圖。在相同曲線圖中表示有上述的因振蕩閾值電流的變動引起的振蕩波長移動量(考慮在將DBR控制電流27接地時的閾值電流值中有向DBR區(qū)域27泄漏的電流)的情況，以及如圖7所示的情況。其中顯示出兩者有良好的一致性。
從以上的詳細(xì)說明中可知，本實施例1的DBR型波長可變光源與現(xiàn)有技術(shù)的DBR型波長可變光源相比，在更寬的波段中可實現(xiàn)連續(xù)波長的移動。如果按照公式(2)計算現(xiàn)有技術(shù)的無模態(tài)躍遷的連續(xù)波長移動量(寬度)的理論值，則為4nm(由DBR區(qū)域的折射率變化引起的振蕩波長變動寬度)。與該理論值相比，實施例1的DBR型波長可變光源的連續(xù)波長移動量的實驗值也大約大出2nm，即，可獲得更寬的連續(xù)波長移動波段。而且，同時可獲得充分高的光輸出。
實施例2在實施例2中，去掉了實施例1的DBR型波長可變光源的后側(cè)無源區(qū)光波導(dǎo)23b，制作了設(shè)置高反射膜的方式的DBR型波長可變光源。
圖2為實施例2的DBR型波長可變光源的結(jié)構(gòu)圖。圖2A為表示包括光波導(dǎo)的且與襯底31垂直的面的截面圖。圖2B為表示包括圖2A中沿IIB-IIB截取的、與襯底31平行的面的截面圖(俯視圖)。如圖2A所示，其中包括有有源區(qū)光波導(dǎo)32和無源區(qū)光波導(dǎo)33，在無源區(qū)光波導(dǎo)33內(nèi)形成有DBR區(qū)域34這一點(diǎn)和實施例1相同。在本實施例2中，其特征在于，沒有設(shè)置具有實施例1的較長的DBR區(qū)域的后側(cè)無源區(qū)波導(dǎo)，而代之以反射率為90％的高反射膜39。在無源區(qū)光波導(dǎo)33的端面，設(shè)置有防反射膜30。在有源區(qū)光波導(dǎo)32和無源區(qū)光波導(dǎo)33的上方和側(cè)面形成有上包覆層9。在上包覆層9上形成有電極38a、38b，從這些電極注入DBR控制電流37和有源區(qū)電流36。
有源區(qū)光波導(dǎo)32的長度為40μm，其它結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)按照與實施例1相同的方式制作。
通過實施例2的DBR型波長可變光源，與實施例1相同地獲得了6nm的連續(xù)波長移動寬度和1mW以上的高輸出。
實施例3圖10為表示實施例3的DBR型波長可變光源的結(jié)構(gòu)的圖。圖10A表示包括光波導(dǎo)的且與襯底41垂直的面的截面圖。圖10B為包括沿圖10A的XB-XB截取的與襯底41平行的面的截面圖(俯視圖)。
本實施例3的DBR型波長可變光源與實施例1相同地在襯底41上設(shè)有有源區(qū)光波導(dǎo)42和位于該有源區(qū)光波導(dǎo)42兩側(cè)的無源區(qū)光波導(dǎo)43a、43b。在無源區(qū)光波導(dǎo)43a、43b中分別形成有DBR區(qū)域44a、44b。在有源區(qū)光波導(dǎo)42和無源區(qū)光波導(dǎo)43a、43b的上方和側(cè)面形成有上包覆層9。另外，在上包覆層9上形成有注入DBR控制電流47的電極48a、48b和注入有源區(qū)電流46的電極48c。電極48a、48b和電極48c通過作為高電阻區(qū)域的絕緣區(qū)域25a、25b絕緣。在無源區(qū)光波導(dǎo)43a的端面設(shè)置有防反射膜40，而在無源區(qū)光波導(dǎo)43b的端面設(shè)置有高反射膜49。
在實施例3中，其特征在于，將在兩個無源區(qū)光波導(dǎo)43a、43b中的DBR區(qū)域的長度做成相當(dāng)于比有效長度飽和值短的有效長度。即，在實施例1中，一個無源區(qū)光波導(dǎo)中的DBR區(qū)域的長度相當(dāng)于有效長度飽和值的95％以上的有效長度，而另一個無源區(qū)光波導(dǎo)的長度做得比該長度短。與此相對照，在本實施例3中，在兩個無源區(qū)光波導(dǎo)43a、43b中，將DBR區(qū)域長度做成為與比有效長度飽和值短的有效長度相當(dāng)。另外，一個無源區(qū)光波導(dǎo)43b的端面設(shè)置有高反射膜49，在另一無源區(qū)光波導(dǎo)43a的端面設(shè)置有防反射膜40。從具有該防反射膜40的端面輸出振蕩光。在具有高反射膜49的一側(cè)的無源區(qū)光波導(dǎo)43b中，因為DBR有效長度比有效值飽和長度短，所以反射率不很充分。但是，通過設(shè)置高反射膜49，能夠獲得充分的反射率。
在本實施例3的DBR型波長可變光源中，高反射一側(cè)的DBR區(qū)域的長度為80μm，兩個DBR區(qū)域長度即兩個無源區(qū)光波導(dǎo)43a、43b的長度相同。但是，很顯然，并不限于兩個無源區(qū)光波導(dǎo)的長度相同。(本實施例3中前后DBR區(qū)域的長度相同是一種偶然。)其它元件的參數(shù)與實施例1的情況相同。
根據(jù)該實施例3的構(gòu)造，能夠使DBR型波長可變光源的元件實現(xiàn)整體的小型化。通過該實施例3的DBR型波長可變光源與實施例1相同地獲得了6nm的連續(xù)波長移動寬度和1mW以上的高的光輸出。
實施例4圖11為表示本發(fā)明的實施例4的集成化的DBR型波長可變光源陣列的結(jié)構(gòu)的俯視圖。本DBR型波長可變光源陣列的結(jié)構(gòu)為將多個本發(fā)明的上述DBR型波長可變光源50a、50b、50c、50d、50e、50f形成在一個襯底上。多個DBR型波長可變光源構(gòu)成DBR-LD陣列部51。各個DBR型波長可變光源50a、50b、50c、50d、50e、50f的輸出通過光結(jié)合器55被合成，構(gòu)成形成為單個端口的光合成部52。另外，光合成部52的輸出與對耦合的光輸出電平進(jìn)行調(diào)整的光放大器部53連接。在各DBR型波長可變光源50a、50b、50c、50d、50e、50f的DBR區(qū)域上設(shè)置有注入DBR控制電流的電極57a、57b、57c、57d、57e、57f，在有源區(qū)上設(shè)置有注入有源區(qū)電流的電極56a、56b、56c、56d、56e、56f。另外，本DBR型波長可變光源陣列的具有左右對稱的結(jié)構(gòu)，但是并不限于此。
各DBR型波長可變光源50a、50b、50c、50d、50e、50f的各衍射光柵的間距各不同，可實現(xiàn)波長可變的光的波段不同。即，從DBR區(qū)域的衍射光柵間隙不同的六個光源產(chǎn)生的輸出通過光結(jié)合器55進(jìn)行合成，通過實現(xiàn)單端口化而制作了在整體上波段更寬的可實現(xiàn)波長變化的寬波段波長可變DBR-LD陣列。在本實施例4中，光合成部52由彎曲成S字形的光波導(dǎo)和多模干涉型耦合器(Multi-mode interferencecouplerMMI耦合器)構(gòu)成。耦合器部分只要可以將光集中在一個端口上即可，而不限于MMI耦合器。在輸出端58作為光輸出調(diào)整用具有光放大器部53。在光放大器的輸出端58的端面和DBR-LD陣列51的端面設(shè)有防反射膜。
集成的各個激光可實現(xiàn)6nm的連續(xù)波長的可變，在整體上可實現(xiàn)共36nm(6個×6nm＝36nm1530nm-1566nm)的連續(xù)波長可變寬度，而且，可同時實現(xiàn)10mW以上的光輸出。在本實施例4中，各DBR型波長可變光源50a、50b、50c、50d、50e、50f不限于實施例1的DBR型波長可變光源，也可使用實施例2、實施例3的方式。
權(quán)利要求
1.一種DBR型波長可變光源，在襯底上具有由包覆層包圍的光波導(dǎo)，其特征在于包括第一無源區(qū)光波導(dǎo)，包括第一DBR區(qū)域，其中，可通過DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，且在長度與有效長度飽和值95％以上的有效長度相當(dāng)?shù)膮^(qū)間具有衍射光柵；第二無源區(qū)光波導(dǎo)，包括第二DBR區(qū)域，其中，可通過所述DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，且在長度小于所述第一DBR區(qū)域長度的區(qū)間具有衍射光柵；有源區(qū)光波導(dǎo)，其兩端與所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)和所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)光學(xué)連接，且通過與所述DBR控制電流獨(dú)立的有源區(qū)電流控制發(fā)光狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的DBR型波長可變光源，其特征在于，所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)在所述第一DBR區(qū)域和所述有源區(qū)光波導(dǎo)之間包括第一絕緣區(qū)域，所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)在所述第二DBR區(qū)域和所述有源區(qū)光波導(dǎo)之間包括第二絕緣區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1和2所述的DBR型波長可變光源，其特征在于，所述第二DBR區(qū)域的有效長度小于等于有效長度飽和值的75％。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項所述的DBR型波長可變光源，其特征在于，在所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)的與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面，以及在所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)的與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面，分別設(shè)置有防反射膜。
5.一種DBR型波長可變光源，在襯底上具有由包覆層包圍的光波導(dǎo)，其特征在于，包括第一無源區(qū)光波導(dǎo)，包括第一DBR區(qū)域，其中可通過DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，并具有衍射光柵，該衍射光柵的區(qū)間長度與小于等于有效長度飽和值的75％的有效長度相當(dāng)；第二無源區(qū)光波導(dǎo)，包括第二DBR區(qū)域，其中，可通過所述DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行控制，并具有衍射光柵，該衍射光柵的區(qū)間長度與小于等于有效長度飽和值的75％的有效長度相當(dāng)；有源區(qū)光波導(dǎo)，其兩端與所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)和所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)形成光學(xué)連接，且通過與所述DBR控制電流獨(dú)立的有源區(qū)電流控制發(fā)光狀態(tài)；高反射膜，設(shè)置在所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)的與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上；防反射膜，設(shè)置在所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)的與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上。
6.如權(quán)利要求5所述的DBR型波長可變光源，其特征在于，所述第一無源區(qū)光波導(dǎo)在所述第一DBR區(qū)域和所述有源區(qū)光波導(dǎo)之間包括第一絕緣區(qū)域，所述第二無源區(qū)光波導(dǎo)在所述第二DBR區(qū)域和所述有源區(qū)光波導(dǎo)之間包括第二絕緣區(qū)域。
7.一種DBR型波長可變光源，在襯底上具有由包覆層包圍的光波導(dǎo)，其特征在于，包括無源區(qū)光波導(dǎo)，包括DBR區(qū)域，其中可通過DBR控制電流對振蕩波長進(jìn)行可變控制，并具有衍射光柵，該衍射光柵的區(qū)間長度與小于等于有效長度飽和值的75％的有效長度相當(dāng)；有源區(qū)光波導(dǎo)，與所述無源區(qū)光波導(dǎo)形成光學(xué)連接，且通過與所述DBR控制電流獨(dú)立的有源區(qū)電流控制發(fā)光狀態(tài)；防反射膜，設(shè)置在所述無源區(qū)光波導(dǎo)的與所述有源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上；高反射膜，設(shè)置在所述有源區(qū)光波導(dǎo)的與所述無源區(qū)光波導(dǎo)相反一側(cè)的端面上。
8.如權(quán)利要求7所述的DBR型波長可變光源，其特征在于，所述無源區(qū)光波導(dǎo)在所述DBR區(qū)域和所述有源區(qū)光波導(dǎo)之間包括絕緣區(qū)域。
9.如權(quán)利要求1至8的任一項所述的DBR型波長可變光源，其特征在于，所述有源區(qū)光波導(dǎo)的長度為30μm～100μm。
10.一種集成化DBR型波長可變光源，其特征在于，包括多個如權(quán)利要求1至9的任一項所述的DBR型波長可變光源，所述多個DBR型波長可變光源的各個衍射光柵的周期不同；光結(jié)合器，將來自所述多個DBR型波長可變光源的各個輸出光集合在一個端口以輸出合成光；光半導(dǎo)體放大器，對所述合成光的輸出進(jìn)行調(diào)整。
11.如權(quán)利要求1至10的任一項所述的DBR型波長可變光源，其特征在于，振蕩波長移動量與布拉格波長移動量之比為0.9～1.1。
全文摘要
本發(fā)明提供一種DBR型波長可變光源，其具有更寬波段的波長可變特性，可實現(xiàn)6nm以上的連續(xù)波長移動，且與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有高輸出。在襯底(21)上形成的光波導(dǎo)包括具有發(fā)光功能的有源區(qū)光波導(dǎo)(22)和設(shè)置在該有源區(qū)(22)兩端的無源區(qū)光波導(dǎo)(23a、23b)，該無源區(qū)光波導(dǎo)(23a、23b)具有絕緣區(qū)域(25)及具有波長可變功能的前側(cè)和后側(cè)DBR區(qū)域(24、29)，在后側(cè)DBR區(qū)域(29)上形成有具有有效長度飽和值的95％以上長度的衍射光柵，在前側(cè)DBR區(qū)域(24)上形成有比所述長度短的衍射光柵，從該前側(cè)DBR區(qū)域獲取振蕩光。
文檔編號H01S5/0625GK1774845SQ200580000318
公開日2006年5月17日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者藤原直樹, 布谷伸浩, 菊池順裕, 柴田泰夫, 八坂洋 申請人:日本電信電話株式會社