本發(fā)明涉及一種光模塊，特別地，涉及搭載了將半導(dǎo)體激光器和光放大器以單片的形式集成后的半導(dǎo)體光元件的光模塊。

背景技術(shù)：

作為10g－epon等光纖通信系統(tǒng)的光源，使用搭載了電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器集成dfb激光器的光模塊(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在光模塊處，通過光調(diào)制器對(duì)半導(dǎo)體激光器所發(fā)出的激光進(jìn)行調(diào)制。就該調(diào)制光而言，在使用了間斷地對(duì)光進(jìn)行吸收的方式的光調(diào)制器的情況下，由于輸出小到約為0～10dbm，因此作為pon用olt光源來說輸出是不充足的。因此，將調(diào)制光通過以單片的形式集成于芯片內(nèi)的半導(dǎo)體光放大器放大至大約16dbm，輸入至光纖。光調(diào)制器和光放大器是使用對(duì)接(buttjoint)法而接合的，二者的界面成為對(duì)接界面。

專利文獻(xiàn)1：日本特開昭64－77187號(hào)公報(bào)

在光放大器的出射端面和對(duì)接界面之間產(chǎn)生法布里－珀羅(fabry-perot)模式的寄生振蕩光。該寄生振蕩光入射至半導(dǎo)體激光器，干擾大致相同波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器內(nèi)的載流子濃度分布。由此，存在下述問題，即，半導(dǎo)體激光器的振蕩光譜線寬度增大，在光纖傳送時(shí)成為相位噪聲，傳送特性劣化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到一種寄生振蕩光對(duì)半導(dǎo)體激光器的影響小且高輸出的光模塊。

本發(fā)明所涉及的光模塊的特征在于，具有：

半導(dǎo)體激光器，其發(fā)出激光；

光元件，其具有對(duì)接界面；

光放大器，其對(duì)通過了所述光元件的所述激光進(jìn)行放大；

等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部，其插入至所述光放大器和所述光元件之間；

波長(zhǎng)譜測(cè)定器，其對(duì)所述光放大器的輸出光的波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定；以及

折射率調(diào)整電路，其基于所述波長(zhǎng)譜測(cè)定器的測(cè)定結(jié)果來控制向所述等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部施加的電流，對(duì)所述等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部的折射率進(jìn)行調(diào)整，

將所述對(duì)接界面作為一個(gè)反射端而產(chǎn)生多個(gè)法布里－珀羅模式的寄生振蕩光，

所述折射率調(diào)整電路對(duì)所述等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部的折射率進(jìn)行調(diào)整，以使所述寄生振蕩光的多個(gè)峰值波長(zhǎng)均不與所述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)一致。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明中，對(duì)插入至光放大器和電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器之間的等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部的折射率進(jìn)行調(diào)整，以使寄生振蕩光的多個(gè)峰值波長(zhǎng)均不與半導(dǎo)體激光器的振蕩波長(zhǎng)一致。由此，能夠得到寄生振蕩光對(duì)半導(dǎo)體激光器的影響小且高輸出的光模塊。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的光模塊的俯視圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體激光器的剖視圖。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的光模塊的沿波導(dǎo)方向的剖視圖。

圖4是表示調(diào)整前后的寄生振蕩光的波長(zhǎng)譜相對(duì)于半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)譜的關(guān)系的圖。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的光模塊的俯視圖。

圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的光模塊的沿波導(dǎo)方向的剖視圖。

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體激光器的剖視圖。

標(biāo)號(hào)的說明

1半導(dǎo)體激光器，2電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器(光元件)，3光放大器，4等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部，7波長(zhǎng)譜測(cè)定器，8折射率調(diào)整電路，10、19有源層，20光吸收層，21光波導(dǎo)層，22、23、24對(duì)接界面，26光波導(dǎo)(光元件)，27光合波器(光元件)。

具體實(shí)施方式

參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的光模塊進(jìn)行說明。對(duì)相同或者相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，有時(shí)省略重復(fù)的說明。

實(shí)施方式1

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的光模塊的俯視圖。半導(dǎo)體激光器1(distributedfeedbacklaserdiode：dfb-ld)發(fā)出激光。電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2(electro-absorptionmodulator：eam)對(duì)半導(dǎo)體激光器1的激光進(jìn)行調(diào)制。光放大器3(semiconductoropticalamplifier：soa)對(duì)通過了電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2的激光進(jìn)行放大。等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4插入至光放大器3和電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2之間。上述半導(dǎo)體元件形成于同一半導(dǎo)體襯底5之上，相鄰者彼此對(duì)接接合。

光分支部6將光放大器3的出射光分為2個(gè)分支，將其一方輸入至波長(zhǎng)譜測(cè)定器7。波長(zhǎng)譜測(cè)定器7對(duì)光放大器3的輸出光的波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定。折射率調(diào)整電路8基于波長(zhǎng)譜測(cè)定器7的測(cè)定結(jié)果來控制向等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4施加的電流，通過由載流子的蓄積所實(shí)現(xiàn)的等離子效應(yīng)對(duì)等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的折射率進(jìn)行調(diào)整。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體激光器的剖視圖。在n－inp的半導(dǎo)體襯底5之上依次層疊有光封閉層9、有源層10、光封閉層11、p－inp包層12、13、p－ingaaspbdr層14、p－ingaas接觸層15。光封閉層9、11是ingaasp或者ingaalas體層(bulk)等。

在p－inp包層13、p－ingaaspbdr層14、p－ingaas接觸層15形成脊部，由sio2、sin或者si構(gòu)成的鈍化膜16將該脊部的側(cè)面覆蓋。表面電極17與p－ingaas接觸層15連接，背面電極18與半導(dǎo)體襯底5的背面連接。如上所述，半導(dǎo)體激光器1是脊型，電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2、光放大器3以及等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4也同樣是脊型。

圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的光模塊的沿波導(dǎo)方向的剖視圖。半導(dǎo)體激光器1、電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2、等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4以及光放大器3各自的表面電極17、17a、17b、17c彼此分離，分別被施加電壓。半導(dǎo)體激光器1的有源層10以及光放大器3的有源層19是ingaasp或者algainas的量子阱，通過注入電流而產(chǎn)生光增益。電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2的光吸收層20是algainas或者ingaasp的量子阱。等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的光波導(dǎo)層21是algainas或者ingaasp的量子阱或者單層。

半導(dǎo)體激光器1的dfb振蕩波長(zhǎng)λdfb是1250～1350nm、1450～1500nm、1530～1560nm、1560～1620nm中的任意者。有源層10、19的光致發(fā)光波長(zhǎng)λld位于從(λdfb－20nm)至(λdfb+20nm)為止的范圍內(nèi)。光吸收層20的光致發(fā)光波長(zhǎng)λea小于或等于(λdfb－50nm)。光波導(dǎo)層21的光致發(fā)光波長(zhǎng)λwg小于或等于λea。

在半導(dǎo)體激光器1的有源層10和電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2的光吸收層20之間形成有對(duì)接界面22。在電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2的光吸收層20和等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的光波導(dǎo)層21之間形成有對(duì)接界面23。在等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的光波導(dǎo)層21和光放大器3的有源層19之間形成有對(duì)接界面24。

在光放大器3的出射端面和電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2的對(duì)接界面23之間(圖1的a－b間)產(chǎn)生多個(gè)法布里－珀羅模式的寄生振蕩光。折射率調(diào)整電路8對(duì)等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的折射率進(jìn)行調(diào)整，以使寄生振蕩光的多個(gè)峰值波長(zhǎng)均不與半導(dǎo)體激光器1的振蕩波長(zhǎng)一致。

法布里－珀羅模式的峰值波長(zhǎng)λ由以下的算式1給出。

(λ/2)*m＝neff*l+(neff+δneff)*δl(算式1)

在這里，m是自然數(shù)，neff是光放大器3的等價(jià)折射率，δneff是等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的折射率變化量，l是光放大器3的長(zhǎng)度，δl是等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的長(zhǎng)度。

最優(yōu)的δneff的調(diào)整值由以下的算式2給出。

(λdfb/2)*(m+α)＝neff*l+(neff+δneff)*δl(算式2)

在這里，α＝±1/2。

圖4是表示調(diào)整前后的寄生振蕩光的波長(zhǎng)譜相對(duì)于半導(dǎo)體激光器的波長(zhǎng)譜的關(guān)系的圖。如果α不是整數(shù)，則法布里－珀羅模式的峰值波長(zhǎng)與半導(dǎo)體激光器1的振蕩波長(zhǎng)不一致。

如以上說明所示，在本實(shí)施方式中，對(duì)插入至光放大器3和電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2之間的等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的折射率進(jìn)行調(diào)整，以使寄生振蕩光的多個(gè)峰值波長(zhǎng)均不與半導(dǎo)體激光器1的振蕩波長(zhǎng)一致。由此，能夠得到寄生振蕩光對(duì)半導(dǎo)體激光器1的影響小且高輸出的光模塊。

另外，從折射率調(diào)整電路8向等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4施加的電流對(duì)于等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的pn結(jié)來說是正向的。因此，不會(huì)發(fā)生由于電場(chǎng)吸收效應(yīng)而導(dǎo)致的光吸收。

實(shí)施方式2

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的光模塊的俯視圖。取代實(shí)施方式1的半導(dǎo)體激光器1而設(shè)置有l(wèi)d陣列25，取代電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2而設(shè)置有光波導(dǎo)26及光合波器27。從ld陣列25的多個(gè)波長(zhǎng)可變dfb－ld分別輸出的激光由光波導(dǎo)26引導(dǎo)至光合波器27進(jìn)行合波。

與實(shí)施方式1同樣地，在圖5的a－b間產(chǎn)生多個(gè)法布里－珀羅模式的寄生振蕩光。對(duì)此，通過與實(shí)施方式1同樣地對(duì)等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的折射率進(jìn)行調(diào)整，從而能夠得到與實(shí)施方式1相同的效果。

實(shí)施方式3

圖6是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的光模塊的沿波導(dǎo)方向的剖視圖。等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4的光波導(dǎo)層21是通過與電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2的光吸收層20相同的晶體生長(zhǎng)工序而形成的，二者的材質(zhì)及厚度相同。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。

由此，制造工序變得簡(jiǎn)單，還能夠得到與實(shí)施方式1相同的效果。此外，也可以通過相同的晶體生長(zhǎng)工序來形成半導(dǎo)體激光器1的有源層10以及光放大器3的有源層19，在該情況下二者成為相同的材質(zhì)及厚度。

實(shí)施方式4

圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體激光器的剖視圖。在n－inp的半導(dǎo)體襯底5之上依次層疊有n－inp緩沖層28、光封閉層9、有源層10、光封閉層11、衍射光柵層29、p－inp包層30。有源層10的兩側(cè)由摻fe的inp電流阻擋層31、32以及n－inp電流阻擋層33掩埋。在它們之上依次層疊有p－inp包層13、p－ingaaspbdr層14以及p－ingaas接觸層15。由鈍化膜16將該層疊構(gòu)造的側(cè)面覆蓋。表面電極17與p－ingaas接觸層15連接，背面電極18與半導(dǎo)體襯底5的背面連接。在背面電極18之上形成有背面鍍層34。

如上所述，半導(dǎo)體激光器1是掩埋異質(zhì)型，電場(chǎng)吸收型光調(diào)制器2、光放大器3以及等價(jià)諧振器長(zhǎng)度調(diào)整部4也同樣是掩埋異質(zhì)型。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同。在上述的掩埋異質(zhì)型的情況下，也能夠得到與實(shí)施方式1相同的效果。