JP2001290039A - 分岐光検出装置および光信号スペクトル監視装置 - Google Patents
分岐光検出装置および光信号スペクトル監視装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路と光検出器とを一体に形成すること
により、低コスト、低損失、かつコンパクトに実現でき
る分岐光検出装置を提供することにある。 【解決手段】 半導体基板１上に積層された半導体層
に、下部光導波路１０と上部光導波路１１が形成され、
これらの導波路の一部が上下に重なるように積層されて
光結合部１２が構成されている。該光結合部１２には回
折格子１３が設けられており、下部光導波路１０には、
上部光導波路１１を伝送される信号光のうちの特定の波
長の信号光が抽出される。前記半導体層の一部は切欠さ
れ、その切り欠き部２１上に受光素子２２が形成されて
いる。受光素子２２の光吸収層は、下部光導波路１０ま
たはその開放端に、近接または接触させて配置されてい
る。本発明では、受光素子が前記半導体層に集積化され
ているので、コンパクトかつ低損失の装置を提供でき
る。
により、低コスト、低損失、かつコンパクトに実現でき
る分岐光検出装置を提供することにある。 【解決手段】 半導体基板１上に積層された半導体層
に、下部光導波路１０と上部光導波路１１が形成され、
これらの導波路の一部が上下に重なるように積層されて
光結合部１２が構成されている。該光結合部１２には回
折格子１３が設けられており、下部光導波路１０には、
上部光導波路１１を伝送される信号光のうちの特定の波
長の信号光が抽出される。前記半導体層の一部は切欠さ
れ、その切り欠き部２１上に受光素子２２が形成されて
いる。受光素子２２の光吸収層は、下部光導波路１０ま
たはその開放端に、近接または接触させて配置されてい
る。本発明では、受光素子が前記半導体層に集積化され
ているので、コンパクトかつ低損失の装置を提供でき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は分岐光検出装置お
よび光信号スペクトル監視装置に関し、特に伝送ネット
ワークの任意の場所で、低コスト、低損失、かつコンパ
クトに実現できる分岐光検出装置および光信号スペクト
ル監視装置に関する。
よび光信号スペクトル監視装置に関し、特に伝送ネット
ワークの任意の場所で、低コスト、低損失、かつコンパ
クトに実現できる分岐光検出装置および光信号スペクト
ル監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信においては、異なる波長を
有する複数の光信号を一本の光ファイバで伝送すること
により伝送容量を増加する、波長分割多重（ＷＤＭ）方
式による光通信システムの開発に力が注がれている。こ
の光通信システムは、多波長の光信号を多重化して光伝
送路を伝送するものであるので、該多波長の光信号の光
量が不均一になっていないか、あるいは光量不足となっ
て受信不能となっている光信号が存在しないか等を監視
し、もしこのような不具合が発生したなら、緊急にこれ
に対処する必要がある。
有する複数の光信号を一本の光ファイバで伝送すること
により伝送容量を増加する、波長分割多重（ＷＤＭ）方
式による光通信システムの開発に力が注がれている。こ
の光通信システムは、多波長の光信号を多重化して光伝
送路を伝送するものであるので、該多波長の光信号の光
量が不均一になっていないか、あるいは光量不足となっ
て受信不能となっている光信号が存在しないか等を監視
し、もしこのような不具合が発生したなら、緊急にこれ
に対処する必要がある。
【０００３】光ファイバ伝送路中を伝送されている光信
号を分岐し、監視する装置の従来例として、例えば、特
開平９−２１８３１６号公報、あるいは特開平１０−１
３３４５号公報に開示されているものがある。前者の公
報には、上下の層のそれぞれに上部光導波路と下部光導
波路とを形成し、これらが上下に平行かつ近接して積層
された結合部を設け、また該結合部に回折格子からなる
フィルタ手段を設けることにより、一方の光導波路を伝
送する多周波の光信号から特定の周波数の光信号を他方
の光導波路に分岐するようにする技術が開示されてい
る。また、後者の公報には、光伝送路に回折格子を形成
し、該光伝送路を伝送する多周波の光信号から特定の周
波数の光信号を外部に取出し、光検出器で検出するよう
にした光信号監視装置が開示されている。
号を分岐し、監視する装置の従来例として、例えば、特
開平９−２１８３１６号公報、あるいは特開平１０−１
３３４５号公報に開示されているものがある。前者の公
報には、上下の層のそれぞれに上部光導波路と下部光導
波路とを形成し、これらが上下に平行かつ近接して積層
された結合部を設け、また該結合部に回折格子からなる
フィルタ手段を設けることにより、一方の光導波路を伝
送する多周波の光信号から特定の周波数の光信号を他方
の光導波路に分岐するようにする技術が開示されてい
る。また、後者の公報には、光伝送路に回折格子を形成
し、該光伝送路を伝送する多周波の光信号から特定の周
波数の光信号を外部に取出し、光検出器で検出するよう
にした光信号監視装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た前者の公報には、分岐された光信号を監視する手段に
ついては何ら開示されておらず、また後者の公報には、
光伝送路に対して光検出器をどのように配置するかの具
体的な構成について、何ら配慮されていないという問題
があった。
た前者の公報には、分岐された光信号を監視する手段に
ついては何ら開示されておらず、また後者の公報には、
光伝送路に対して光検出器をどのように配置するかの具
体的な構成について、何ら配慮されていないという問題
があった。
【０００５】この発明の目的は、光導波路と光検出器と
を一体に形成することにより、低コスト、低損失、かつ
コンパクトに実現できる分岐光検出装置および光信号ス
ペクトル監視装置を提供することにある。
を一体に形成することにより、低コスト、低損失、かつ
コンパクトに実現できる分岐光検出装置および光信号ス
ペクトル監視装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明は、半導体基板の垂直方向に積層された
半導体層を利用し、各々所定の間隔をあけて形成された
第１の導波路および第２の導波路と、該第１の導波路と
第２の導波路の一部を隣接させて形成された光結合部
と、該光結合部に形成された波長フィルタと、該波長フ
ィルタにより前記第２の導波路に抽出された光信号を受
光する受光素子とを具備し、該受光素子を、前記半導体
基板上の一部に、かつ前記第２の導波路またはその開放
端に、近接または接触させて配置した点に第１の特徴が
ある。
ために、本発明は、半導体基板の垂直方向に積層された
半導体層を利用し、各々所定の間隔をあけて形成された
第１の導波路および第２の導波路と、該第１の導波路と
第２の導波路の一部を隣接させて形成された光結合部
と、該光結合部に形成された波長フィルタと、該波長フ
ィルタにより前記第２の導波路に抽出された光信号を受
光する受光素子とを具備し、該受光素子を、前記半導体
基板上の一部に、かつ前記第２の導波路またはその開放
端に、近接または接触させて配置した点に第１の特徴が
ある。
【０００７】この特徴によれば、受光素子を、半導体基
板上の一部に集積化したので、分岐光検出装置をコンパ
クト、低損失に形成できると共に、装置の信頼性を向上
させることができる。
板上の一部に集積化したので、分岐光検出装置をコンパ
クト、低損失に形成できると共に、装置の信頼性を向上
させることができる。
【０００８】また、本発明は、前記第１の特徴の分岐光
検出装置を複数個並列に設け、該複数個の分岐光検出装
置の出力から光パワーを求め、該分岐光検出装置に入射
される光信号の波長と前記光パワーとから光スペクトル
を求めるようにした点に第２の特徴がある。
検出装置を複数個並列に設け、該複数個の分岐光検出装
置の出力から光パワーを求め、該分岐光検出装置に入射
される光信号の波長と前記光パワーとから光スペクトル
を求めるようにした点に第２の特徴がある。
【０００９】この特徴によれば、光信号スペクトル監視
装置を、コンパクト、低損失に形成できると共に、装置
の信頼性を向上させることができる。また、光信号スペ
クトルを短時間に得ることができるようになる。
装置を、コンパクト、低損失に形成できると共に、装置
の信頼性を向上させることができる。また、光信号スペ
クトルを短時間に得ることができるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を詳細に説明する。図１(a) 、(b) 、および(c) は、そ
れぞれ、本発明の一実施形態の概略平面図、(a) 図のＡ
−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
を詳細に説明する。図１(a) 、(b) 、および(c) は、そ
れぞれ、本発明の一実施形態の概略平面図、(a) 図のＡ
−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
【００１１】(c) 図に示されているように、本実施形態
の分岐光検出装置は、ｎ型のＩｎＰ基板１の上に、順次
形成された、ｎ型ＩｎＰ層２、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層３
（なお、ｕ−は"undoped" を示す。以下でも同様）、ｕ
−ＩｎＰ層４、およびｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層５を有し、
前記ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層３の下面には下方に延出する
隆起部３ａが線路状に形成され、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層
３内の隆起部３ａに沿う線路状部分に下部光導波路１０
が構成され、また前記ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層５の上面に
は上方に突出してｕ−ＩｎＰ層６が線路状に形成され、
該ｕ−ＩｎＰ層６内のｕ−ＩｎＰ層６に沿う線路状部分
に上部光導波路１１が構成されている。該ｕ−ＩｎＰ層
６の上面には、(b) 図に示されているように、ｕ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰからなるキャップ層７が形成され、前記ｕ−
ＩｎＧａＡｓＰ層５の上面、ｕ−ＩｎＰ層６の側面、お
よびキャップ層７の上、側面は、ＳｉＮの絶縁膜８で被
覆されている。
の分岐光検出装置は、ｎ型のＩｎＰ基板１の上に、順次
形成された、ｎ型ＩｎＰ層２、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層３
（なお、ｕ−は"undoped" を示す。以下でも同様）、ｕ
−ＩｎＰ層４、およびｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層５を有し、
前記ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層３の下面には下方に延出する
隆起部３ａが線路状に形成され、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層
３内の隆起部３ａに沿う線路状部分に下部光導波路１０
が構成され、また前記ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層５の上面に
は上方に突出してｕ−ＩｎＰ層６が線路状に形成され、
該ｕ−ＩｎＰ層６内のｕ−ＩｎＰ層６に沿う線路状部分
に上部光導波路１１が構成されている。該ｕ−ＩｎＰ層
６の上面には、(b) 図に示されているように、ｕ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰからなるキャップ層７が形成され、前記ｕ−
ＩｎＧａＡｓＰ層５の上面、ｕ−ＩｎＰ層６の側面、お
よびキャップ層７の上、側面は、ＳｉＮの絶縁膜８で被
覆されている。
【００１２】(a) 図、(c) 図に示されているように、下
部光導波路１０は、第１直線部１０ａと滑らかな湾曲部
１０ｂと第２の直線部１０ｃからなり、また上部光導波
路１１は、第１の直線部１１ａと湾曲部１０ｂとは逆方
向の湾曲部１１ｂと第２の直線部１１ｃからなる。前記
下部光導波路１０および上部光導波路１１の第２の直線
部１０ｃと１１ｃは、上下に平行かつ近接して積層され
た光結合部１２を構成し、該第２の直線部１０ｃと１１
ｃの間のｕ−ＩｎＰ層４に、波長フィルタとして機能す
る回折格子１３が形成されている。該回折格子１３は、
ｕ−ＩｎＰ層４内に、例えばＩｎＧａＡｓＰからなる複
数の棒状部を所定の周期で平行に埋設することにより形
成されることができる。
部光導波路１０は、第１直線部１０ａと滑らかな湾曲部
１０ｂと第２の直線部１０ｃからなり、また上部光導波
路１１は、第１の直線部１１ａと湾曲部１０ｂとは逆方
向の湾曲部１１ｂと第２の直線部１１ｃからなる。前記
下部光導波路１０および上部光導波路１１の第２の直線
部１０ｃと１１ｃは、上下に平行かつ近接して積層され
た光結合部１２を構成し、該第２の直線部１０ｃと１１
ｃの間のｕ−ＩｎＰ層４に、波長フィルタとして機能す
る回折格子１３が形成されている。該回折格子１３は、
ｕ−ＩｎＰ層４内に、例えばＩｎＧａＡｓＰからなる複
数の棒状部を所定の周期で平行に埋設することにより形
成されることができる。
【００１３】また、図示されているように、前記ｕ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層３、ｕ−ＩｎＰ層４、およびｕ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層５は、例えば矩形に切り欠かれた切り欠き部
２１を有し、該切り欠き部１２に受光素子２２が配置さ
れている。該受光素子２２は、導電性のｎ型ＩｎＰ層２
の露出面の一部に順次積層して形成された、ｕ−ＩｎＧ
ａＡｓ層２２ａ、ｐ型ＩｎＰ層２２ｂ、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ層２２ｃ、該ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層２２ｃの上面中
央に電気的に接続され周辺部をＳｉＮ層２２ｄで絶縁さ
れたＡｕ等で形成されたｐ側電極２３、およびｎ型Ｉｎ
Ｐ層２の露出面の他の一部に形成され前記ｎ型ＩｎＰ層
２と電気的に接続されその周辺部をＳｉＮ層２２ｅで絶
縁されたＡｕ等で形成されたｎ側電極２４から構成され
ている。該受光素子２２のｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａの
一方の側面は、前記下部光導波路１０の第１の直線部１
０ａの開放端１０ａ' と空間的にわずかな間隙をおいて
または接触して対向している。
ｎＧａＡｓＰ層３、ｕ−ＩｎＰ層４、およびｕ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層５は、例えば矩形に切り欠かれた切り欠き部
２１を有し、該切り欠き部１２に受光素子２２が配置さ
れている。該受光素子２２は、導電性のｎ型ＩｎＰ層２
の露出面の一部に順次積層して形成された、ｕ−ＩｎＧ
ａＡｓ層２２ａ、ｐ型ＩｎＰ層２２ｂ、ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ層２２ｃ、該ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層２２ｃの上面中
央に電気的に接続され周辺部をＳｉＮ層２２ｄで絶縁さ
れたＡｕ等で形成されたｐ側電極２３、およびｎ型Ｉｎ
Ｐ層２の露出面の他の一部に形成され前記ｎ型ＩｎＰ層
２と電気的に接続されその周辺部をＳｉＮ層２２ｅで絶
縁されたＡｕ等で形成されたｎ側電極２４から構成され
ている。該受光素子２２のｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａの
一方の側面は、前記下部光導波路１０の第１の直線部１
０ａの開放端１０ａ' と空間的にわずかな間隙をおいて
または接触して対向している。
【００１４】本実施形態では、上部光導波路１１が主光
導波路（第１の導波路）であり、下部光導波路１０が副
光導波路つまり分岐光導波路（第２の導波路）として機
能するものであり、多周波の信号光が上部光導波路１１
を伝送されると、前記結合部１２の回折格子１３にてろ
波された特定の波長の光信号が下部光導波路１０に分岐
される。分岐された光信号は、下部光導波路１０の湾曲
部１０ｂを経て第１の直線部１０ａに進み、その開放端
１０ａ' で空間に放射され、受光素子２２の光吸収層で
ある前記ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収される。該ｕ
−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収された光量は、受光素子
２２のｐ側電極２３とｎ側電極２４間で発生する電気量
として検出されることができる。
導波路（第１の導波路）であり、下部光導波路１０が副
光導波路つまり分岐光導波路（第２の導波路）として機
能するものであり、多周波の信号光が上部光導波路１１
を伝送されると、前記結合部１２の回折格子１３にてろ
波された特定の波長の光信号が下部光導波路１０に分岐
される。分岐された光信号は、下部光導波路１０の湾曲
部１０ｂを経て第１の直線部１０ａに進み、その開放端
１０ａ' で空間に放射され、受光素子２２の光吸収層で
ある前記ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収される。該ｕ
−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収された光量は、受光素子
２２のｐ側電極２３とｎ側電極２４間で発生する電気量
として検出されることができる。
【００１５】以上のように、本実施形態によれば、下部
光導波路１０と上部光導波路１１とが形成されている同
一の基板１上に、下部光導波路１０の開放端１０ａ' と
近接または接触して受光素子２２を形成しているので、
コンパクトに分岐光検出装置を実現することができるよ
うになる。また、低コスト、かつ低損失に実現できるよ
うになる。
光導波路１０と上部光導波路１１とが形成されている同
一の基板１上に、下部光導波路１０の開放端１０ａ' と
近接または接触して受光素子２２を形成しているので、
コンパクトに分岐光検出装置を実現することができるよ
うになる。また、低コスト、かつ低損失に実現できるよ
うになる。
【００１６】次に、本発明の第２実施形態を、図２(a)
、(b) 、および(c) を参照して説明する。図２(a) 、
(b) 、および(c) は、それぞれ、本実施形態の概略平面
図、(a) 図のＡ−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
なお、図１と同一の符号は、同一または同等物を示す。
、(b) 、および(c) を参照して説明する。図２(a) 、
(b) 、および(c) は、それぞれ、本実施形態の概略平面
図、(a) 図のＡ−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
なお、図１と同一の符号は、同一または同等物を示す。
【００１７】この実施形態は、前記第１の実施形態に比
べて、下部光導波路１０が主光導波路であり、上部光導
波路１１が副光導波路つまり分岐光導波路として機能す
る点、切り欠き部２１は、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層５を切
り欠くことにより形成され、また導電性のｎ型ＩｎＰ層
４ａ上に受光素子２２が形成されている点で異なる。本
実施形態では、受光素子２２のｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２
ａの一方の側面は、前記上部光導波路１１の開放端１１
ａ' とわずかな間隙をおいてまたは接触して対向してい
る。
べて、下部光導波路１０が主光導波路であり、上部光導
波路１１が副光導波路つまり分岐光導波路として機能す
る点、切り欠き部２１は、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ層５を切
り欠くことにより形成され、また導電性のｎ型ＩｎＰ層
４ａ上に受光素子２２が形成されている点で異なる。本
実施形態では、受光素子２２のｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２
ａの一方の側面は、前記上部光導波路１１の開放端１１
ａ' とわずかな間隙をおいてまたは接触して対向してい
る。
【００１８】そこで、多周波の信号光が下部光導波路１
０を伝送されると、前記結合部１２の回折格子１３にて
ろ波された特定の波長の光信号が上部光導波路１１に分
岐される。分岐された光信号は、上部光導波路１１の湾
曲部１１ｂを経て第１の直線部１１ａに進み、その開放
端１１ａ' で空間に放射され、受光素子２２の光吸収層
である前記ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収される。該
ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収された光量は、受光素
子２２のｐ側電極２３とｎ側電極２４間で発生する電気
量として検出することができる。
０を伝送されると、前記結合部１２の回折格子１３にて
ろ波された特定の波長の光信号が上部光導波路１１に分
岐される。分岐された光信号は、上部光導波路１１の湾
曲部１１ｂを経て第１の直線部１１ａに進み、その開放
端１１ａ' で空間に放射され、受光素子２２の光吸収層
である前記ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収される。該
ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収された光量は、受光素
子２２のｐ側電極２３とｎ側電極２４間で発生する電気
量として検出することができる。
【００１９】この実施形態においても、前記第１の実施
形態と同様に、分岐光検出装置をコンパクトに、また低
コスト、かつ低損失に実現することができる。
形態と同様に、分岐光検出装置をコンパクトに、また低
コスト、かつ低損失に実現することができる。
【００２０】次に、本発明の第３実施形態を、図３(a)
、(b) 、および(c) を参照して説明する。図３(a) 、
(b) 、および(c) は、それぞれ、本実施形態の概略平面
図、(a) 図のＡ−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
なお、図１、図２と同一の符号は、同一または同等物を
示す。
、(b) 、および(c) を参照して説明する。図３(a) 、
(b) 、および(c) は、それぞれ、本実施形態の概略平面
図、(a) 図のＡ−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
なお、図１、図２と同一の符号は、同一または同等物を
示す。
【００２１】この実施形態は、前記第１の実施形態に比
べて、切り欠き部２１は、ｕ−ＩｎＰ層４およびｕ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層５を切り欠くことにより形成され、また
受光素子２２が下部光導波路１０を構成する導電性のｎ
型ＩｎＧａＡｓＰ層３ｂ上に形成されている点、また下
部光導波路１０の第１の直線部１０ａが受光素子２２の
下方に延出されている点で異なる。
べて、切り欠き部２１は、ｕ−ＩｎＰ層４およびｕ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層５を切り欠くことにより形成され、また
受光素子２２が下部光導波路１０を構成する導電性のｎ
型ＩｎＧａＡｓＰ層３ｂ上に形成されている点、また下
部光導波路１０の第１の直線部１０ａが受光素子２２の
下方に延出されている点で異なる。
【００２２】本実施形態によれば、下部光導波路１０に
分岐された信号光は受光素子２２の光吸収層であるｕ−
ＩｎＧａＡｓ層２２ａの下面から面吸収される。該ｕ−
ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収された光量は、受光素子２
２のｐ側電極２３とｎ側電極２４間で発生する電気量と
して検出することができる。
分岐された信号光は受光素子２２の光吸収層であるｕ−
ＩｎＧａＡｓ層２２ａの下面から面吸収される。該ｕ−
ＩｎＧａＡｓ層２２ａに吸収された光量は、受光素子２
２のｐ側電極２３とｎ側電極２４間で発生する電気量と
して検出することができる。
【００２３】この実施形態においては、前記第１の実施
形態の効果に加えて、分岐光が受光素子２２の下面から
面吸収されるので、受光素子２２に吸収される光量の損
失をさらに低減することができるようになる。
形態の効果に加えて、分岐光が受光素子２２の下面から
面吸収されるので、受光素子２２に吸収される光量の損
失をさらに低減することができるようになる。
【００２４】次に、本発明の第４実施形態を、図４(a)
、(b) 、および(c) を参照して説明する。図４(a) 、
(b) 、および(c) は、それぞれ、本実施形態の概略平面
図、(a) 図のＡ−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
なお、図１、図２、図３と同一の符号は、同一または同
等物を示す。
、(b) 、および(c) を参照して説明する。図４(a) 、
(b) 、および(c) は、それぞれ、本実施形態の概略平面
図、(a) 図のＡ−Ａ' 線断面図、および斜視図を示す。
なお、図１、図２、図３と同一の符号は、同一または同
等物を示す。
【００２５】この実施形態は、前記第２の実施形態に比
べて、分岐光検出装置の最上層を導電性のあるｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層５ａで構成し、その一角に受光素子を配置
した点、および上部光導波路６の第１の直線部１１ａの
開放端１１ａ' が受光素子２２のｕ−ＩｎＧａＡｓ層２
２ａの側面に接触して配置されている点で異なる。
べて、分岐光検出装置の最上層を導電性のあるｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層５ａで構成し、その一角に受光素子を配置
した点、および上部光導波路６の第１の直線部１１ａの
開放端１１ａ' が受光素子２２のｕ−ＩｎＧａＡｓ層２
２ａの側面に接触して配置されている点で異なる。
【００２６】本実施形態においては、下部光導波路１０
が主導波路であり、上部光導波路１１が副導波路である
ので、分岐光は上部光導波路１１を開放端１１ａ' に向
かって進み、該開放端１１ａ' から空間に放射されるこ
となく受光素子２２の光吸収層であるｕ−ＩｎＧａＡｓ
層２２ａに吸収される。該ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに
吸収された光量は、受光素子２２のｐ側電極２３とｎ側
電極２４間で発生する電気量として検出することができ
る。
が主導波路であり、上部光導波路１１が副導波路である
ので、分岐光は上部光導波路１１を開放端１１ａ' に向
かって進み、該開放端１１ａ' から空間に放射されるこ
となく受光素子２２の光吸収層であるｕ−ＩｎＧａＡｓ
層２２ａに吸収される。該ｕ−ＩｎＧａＡｓ層２２ａに
吸収された光量は、受光素子２２のｐ側電極２３とｎ側
電極２４間で発生する電気量として検出することができ
る。
【００２７】この実施形態においては、前記第２の実施
形態の効果に加えて、分岐光が受光素子２２に面吸収さ
れるので、受光素子２２に吸収される光量の損失をさら
に低減することができるようになる。
形態の効果に加えて、分岐光が受光素子２２に面吸収さ
れるので、受光素子２２に吸収される光量の損失をさら
に低減することができるようになる。
【００２８】次に、本発明の第５実施形態を、図５を参
照して説明する。この実施形態は、前記第１〜４の実施
形態のいずれかの受光素子２２を用いて、光検出器２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，…を構成し、ＷＤＭ光信
号スペクトル監視装置を形成した点に特徴がある。
照して説明する。この実施形態は、前記第１〜４の実施
形態のいずれかの受光素子２２を用いて、光検出器２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，…を構成し、ＷＤＭ光信
号スペクトル監視装置を形成した点に特徴がある。
【００２９】主導波路４１は複数の副導波路４２ａ，４
２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，…と光結合しており、各光結合
部には異なる周波数の光信号を抽出する回折格子からな
る波長フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，…が
設けられている。また、該副導波路４２ａ，４２ｂ，４
２ｃ，４２ｄ，…の各他端は、前記第１〜４の実施形態
のいずれかの受光素子２２に結合され、該副導波路に分
岐された光信号の光量を検出できるように構成されてい
る。
２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，…と光結合しており、各光結合
部には異なる周波数の光信号を抽出する回折格子からな
る波長フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，…が
設けられている。また、該副導波路４２ａ，４２ｂ，４
２ｃ，４２ｄ，…の各他端は、前記第１〜４の実施形態
のいずれかの受光素子２２に結合され、該副導波路に分
岐された光信号の光量を検出できるように構成されてい
る。
【００３０】いま、主導波路４１の入力ポート４１ａか
ら、異なる波長λ1 ，λ2 ，λ3 ，λ4 ，…のＷＤＭ光
信号が入力し図の矢印方向に伝送されてくるとし、前記
波長フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，…がそ
れぞれ波長λ1'，λ2'，λ3'，λ4'，…の光信号を抽出
するとすると、該抽出された光信号はそれぞれ光検出器
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，…に入力し、電気信
号に変換される。この電気信号は、制御回路５１の光パ
ワー測定回路５１ａに送られ、光パワーのデータに変換
される。スペクトル表示回路５１ｂには、予め前記波長
フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，…で抽出さ
れる光の波長λ1'，λ2'，λ3'，λ4'，…が記憶されて
いるので、前記光パワ測定回路５１ａの出力である光パ
ワーデータをスペクトル表示回路５１ｂに送ることによ
り、スペクトル表示をすることができるようになる。
ら、異なる波長λ1 ，λ2 ，λ3 ，λ4 ，…のＷＤＭ光
信号が入力し図の矢印方向に伝送されてくるとし、前記
波長フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，…がそ
れぞれ波長λ1'，λ2'，λ3'，λ4'，…の光信号を抽出
するとすると、該抽出された光信号はそれぞれ光検出器
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，…に入力し、電気信
号に変換される。この電気信号は、制御回路５１の光パ
ワー測定回路５１ａに送られ、光パワーのデータに変換
される。スペクトル表示回路５１ｂには、予め前記波長
フィルタ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，…で抽出さ
れる光の波長λ1'，λ2'，λ3'，λ4'，…が記憶されて
いるので、前記光パワ測定回路５１ａの出力である光パ
ワーデータをスペクトル表示回路５１ｂに送ることによ
り、スペクトル表示をすることができるようになる。
【００３１】この第５実施形態によれば、光検出器２２
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，…として、前記第１〜４
の実施形態のいずれかの受光素子２２を用いるようにし
たので、ＷＤＭ光信号スペクトル監視装置を小形化する
ことができると共に、精度の良いスペクトル表示を実現
することができるようになる。
ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，…として、前記第１〜４
の実施形態のいずれかの受光素子２２を用いるようにし
たので、ＷＤＭ光信号スペクトル監視装置を小形化する
ことができると共に、精度の良いスペクトル表示を実現
することができるようになる。
【００３２】なお、前記実施形態では、半導体材料とし
て、ＩｎＰ系のものを用いたが、ＧａＡｓ系の材料を用
いてもよい。また、絶縁膜としてＳｉＮを用いたが、Ｓ
ｉＯ2 その他の誘電体膜を用いても実施可能である。
て、ＩｎＰ系のものを用いたが、ＧａＡｓ系の材料を用
いてもよい。また、絶縁膜としてＳｉＮを用いたが、Ｓ
ｉＯ2 その他の誘電体膜を用いても実施可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、半導体基板の垂直方向に積層された半導体層
を利用し、各々所定の間隔をあけて形成された第１の導
波路および第２の導波路と、該第１の導波路と第２の導
波路の一部を隣接させて形成された光結合部と、該光結
合部に形成された波長フィルタと、該波長フィルタによ
り前記第２の導波路に抽出された光信号を受光する受光
素子とを集積化したので、分岐光検出装置をコンパクト
に形成でき、かつ分岐光の検出精度を向上させることが
できるようになる。
によれば、半導体基板の垂直方向に積層された半導体層
を利用し、各々所定の間隔をあけて形成された第１の導
波路および第２の導波路と、該第１の導波路と第２の導
波路の一部を隣接させて形成された光結合部と、該光結
合部に形成された波長フィルタと、該波長フィルタによ
り前記第２の導波路に抽出された光信号を受光する受光
素子とを集積化したので、分岐光検出装置をコンパクト
に形成でき、かつ分岐光の検出精度を向上させることが
できるようになる。
【００３４】また、第２の導波路と受光素子とが別体の
従来装置では、装置への組み合わせ時に光軸合わせをす
る必要があるが、本発明の受光素子は第１、第２の導波
路と一体化されているので、第２の導波路と受光素子の
位置関係を調節する必要がなくなり、従来装置に比べて
光軸合わせの工程を削減することができるようになり、
低コスト化を図ることができる。
従来装置では、装置への組み合わせ時に光軸合わせをす
る必要があるが、本発明の受光素子は第１、第２の導波
路と一体化されているので、第２の導波路と受光素子の
位置関係を調節する必要がなくなり、従来装置に比べて
光軸合わせの工程を削減することができるようになり、
低コスト化を図ることができる。
【００３５】また、本発明によれば、コンパクト、低損
失に形成でき、かつ装置の信頼性を向上させることがで
きる光信号スペクトル監視装置を提供することができ
る。また、光信号スペクトルを短時間に得ることができ
るようになる。
失に形成でき、かつ装置の信頼性を向上させることがで
きる光信号スペクトル監視装置を提供することができ
る。また、光信号スペクトルを短時間に得ることができ
るようになる。
【図１】 本発明の第１実施形態の平面図、断面図、お
よび斜視図である。
よび斜視図である。
【図２】 本発明の第２実施形態の平面図、断面図、お
よび斜視図である。
よび斜視図である。
【図３】 本発明の第３実施形態の平面図、断面図、お
よび斜視図である。
よび斜視図である。
【図４】 本発明の第４実施形態の平面図、断面図、お
よび斜視図である。
よび斜視図である。
【図５】 本発明の第５実施形態の構成を示す平面図で
ある。
ある。
１０…下部光導波路、１１…上部光導波路、１２…光結
合部、１３…回折格子、２１…切り欠き部、２２…受光
素子、２２ａ〜２２ｄ…光検出器、２３…ｐ側電極、２
４…ｎ側電極、４１…主導波路、４２ａ〜４２ｄ…副導
波路、４３ａ〜４３ｄ…波長フィルタ、５１…制御回
路。
合部、１３…回折格子、２１…切り欠き部、２２…受光
素子、２２ａ〜２２ｄ…光検出器、２３…ｐ側電極、２
４…ｎ側電極、４１…主導波路、４２ａ〜４２ｄ…副導
波路、４３ａ〜４３ｄ…波長フィルタ、５１…制御回
路。
フロントページの続き (72)発明者 堀田 昌克 埼玉県上福岡市大原２−１−15 株式会社 ケイディディ研究所内 (72)発明者 矢崎 智基 埼玉県上福岡市大原２−１−15 株式会社 ケイディディ研究所内 (72)発明者 松島 裕一 埼玉県上福岡市大原２−１−15 株式会社 ケイディディ研究所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA11 KB03 KB08 LA01 LA12 MA07 QA02 RA01 TA01 TA31 5F088 AA03 AB07 BA15 BA20 BB01 FA05 GA05 HA12 JA13 JA14
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板の垂直方向に積層された半導
体層を利用し、各々所定の間隔をあけて形成された第１
の導波路および第２の導波路と、 該第１の導波路と第２の導波路の一部を隣接させて形成
された光結合部と、 該光結合部に形成された波長フィルタと、 該波長フィルタにより前記第２の導波路に抽出された光
信号を受光する受光素子とを具備し、 該受光素子を、前記半導体基板上の一部に、かつ前記第
２の導波路またはその開放端に、近接または接触させて
配置したことを特徴とする分岐光検出装置。 - 【請求項２】 前記第１の導波路が上部導波路、前記第
２の導波路が下部導波路であり、 前記受光素子は、第２の導波路の開放端を空間に露出す
るように前記半導体層を切り欠いた切り欠き部に形成さ
れ、該第２の導波路の開放端と受光素子の光吸収層との
間に間隙が設けられていることを特徴とする請求項１に
記載の分岐光検出装置。 - 【請求項３】 前記第１の導波路が上部導波路、前記第
２の導波路が下部導波路であり、 前記受光素子は、第２の導波路の一部を空間に露出する
ように前記半導体層を切り欠いた切り欠き部であって、
該第２の導波路の一部と重なるように接触させて形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の分岐光検出
装置。 - 【請求項４】 前記第１の導波路が下部導波路、前記第
２の導波路が上部導波路であり、 前記受光素子は、第２の導波路の開放端を空間に露出す
るように前記半導体層を切り欠いた切り欠き部に形成さ
れ、該第２の導波路の開放端と受光素子の光吸収層との
間に間隙が設けられていることを特徴とする請求項１に
記載の分岐光検出装置。 - 【請求項５】 前記第１の導波路が下部導波路、前記第
２の導波路が上部導波路であり、 前記受光素子は、第２の導波路が形成される前記半導体
層層と同じ層上であって、該第２の導波路の開放端と接
触して形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の分岐光検出装置。 - 【請求項６】 前記請求項１〜５に記載のいずれかの分
岐光検出装置を複数個並列に設け、該複数個の分岐光検
出装置の出力から光パワーを求め、該分岐光検出装置に
入射される光信号の波長と前記光パワーとから光スペク
トルを求めるようにしたことを特徴とする光信号スペク
トル監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000105429A JP2001290039A (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 分岐光検出装置および光信号スペクトル監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000105429A JP2001290039A (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 分岐光検出装置および光信号スペクトル監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001290039A true JP2001290039A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=18618786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000105429A Pending JP2001290039A (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 分岐光検出装置および光信号スペクトル監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001290039A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1381090A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-14 | Agilent Technologies, Inc. - a Delaware corporation - | Wavelength detector apparatus and method therefor |
| US8411026B2 (en) | 2004-09-27 | 2013-04-02 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods and devices for lighting displays |
| CN105161550A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-12-16 | 中国科学院半导体研究所 | 光电探测器组件 |
| WO2022059061A1 (ja) * | 2020-09-15 | 2022-03-24 | 日本電信電話株式会社 | 光電変換装置 |
-
2000
- 2000-04-06 JP JP2000105429A patent/JP2001290039A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1381090A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-14 | Agilent Technologies, Inc. - a Delaware corporation - | Wavelength detector apparatus and method therefor |
| US8411026B2 (en) | 2004-09-27 | 2013-04-02 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Methods and devices for lighting displays |
| CN105161550A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-12-16 | 中国科学院半导体研究所 | 光电探测器组件 |
| WO2022059061A1 (ja) * | 2020-09-15 | 2022-03-24 | 日本電信電話株式会社 | 光電変換装置 |
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