JP2004158745A

JP2004158745A - 光干渉器

Info

Publication number: JP2004158745A
Application number: JP2002324761A
Authority: JP
Inventors: Taketeru Mukai; 剛輝向井; Haruhiko Kuwazuka; 治彦鍬塚
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】光干渉器に関し、部品の点数を低減し、小型で低コストで且つ調整・制御性に優れたより実用的な光素子を提供する。
【解決手段】マイケルソン干渉計１の２本の光路２，３のうち少なくとも一方に光学的に屈折率変化が誘起される非線形利得媒質４を設けるとともに、前記マイケルソン干渉計１の内部でモード同期レーザ発振を発生させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光干渉器に関するものであり、例えば、大容量光通信等に利用するための光スイッチ或いは光パルス波形修正素子等の光素子の構成を簡素化するとともに、制御が簡単で動作を安定にするための構成に特徴のある光干渉器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量光通信方式としてＷＤＭ（波長分割多重）光通信が開発され、またさらに大容量光通信を目指したＯＴＤＭ（光時分割多重）光通信方式、或いは、ＴＷＤＭ（時間波長分割多重）光通信方式が提唱され、研究が進められている。
【０００３】
信号光を波長多重することで信号密度を上げるものであるＷＤＭ光通信に対して、ＯＴＤＭやＴＷＤＭといった時間分割方式は、同一波長の非常に狭いスペクトル幅を持ったパルス光の信号密度を上げようとする、例えば、１６０Ｇｂｉｔ／秒以上にしようとするものである。
【０００４】
ところが、電気信号の応答速度はキャリアの移動時間で制限され、光の応答速度よりも遅い。
例えば、現在、電気信号の速度限界は４０Ｇｂｉｔ／秒程度と考えられており、この速度以上のＯＴＤＭ信号を処理するためには、最終的には光信号を高速の光信号処理によって分割して、電気処理可能なビットレートに落とす（ＤＥＭＵＸ）必要がある。
【０００５】
こうした背景を踏まえて最近、電気信号へ変換することなく、光によって光信号を処理するデバイスが研究されており、光制御によるＤＥＭＵＸ用スイッチや、光のままで光信号波形を整形する素子等がその代表的なものである（例えば、特許文献１或いは特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００１−５２２４７８号公報
【特許文献２】
特表平１０−５１２６８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光スイッチ・ＤＥＭＵＸ技術においては、大きな光回路サイズ及びそれに伴う動作速度の制限、さらには、偏波依存性等の問題を有する光スイッチをさらにモードロックレーザ（モード同期レーザ）と組み合わせる必要があり、しかもその結果、全体のサイズを小さくするのは極めて難しいという問題がある。
【０００８】
また、光のままで光信号波形を整形するためには、従来の光ＤＥＭＵＸ技術よりさらに部品点数の多い構成となり、且つ、それらの微妙なバランスの制御を必要とするという問題があった。
【０００９】
そこで、最近、本発明者はこの様な問題を解決するための新しい光干渉素子を提案した（必要ならば、特願２００１−３８３７２５号参照）。
その光干渉器は、少なくとも２つの光カプラによってマッハツェンダー干渉計が構成されており、そのマッハツェンダー干渉計の２本のアームそれぞれには光学的に屈折率変化が誘起される非線形利得媒質を非対称に配置されており、この干渉計内部でモード同期レーザ発振を発生させる。
【００１０】
ここで、図１２を参照して、本発明者の提案に関わる光干渉素子を説明する。
図１２参照
図１２は、本発明者の提案による光干渉素子の概略的平面図であり、マッハツェンダ干渉計を構成する一対の３− ｄＢ光カプラを構成するＭＭＩ領域７１，７２の２本のアームを構成する光導波路７３，７４のそれぞれに非線形利得領域７５，７６を位置をずらして配置し、出力側のＭＭＩ領域７１の一方の出力ポートに可飽和吸収領域７７を設けるとともに、その外側に高反射率の反射膜８１が配置されている。
【００１１】
また、他方のＭＭＩ領域７２の入力側には高反射率の反射膜８１と対になってモード同期レーザのキャビティーを構成する高反射率の反射膜８２が設けられた反射導波路７９が設けられるとともに、外部光８３を受け入れる入力ポートとなる入力導波路８０を設ける。
なお、出力導波路７８及び入力導波路８０は、通常９０°屈曲導波を用い、端面に反射防止膜を設ける。
【００１２】
この場合の非線形利得媒質７５，７６は、外部から入力される外部光８３の位相変調器としての役割と、この素子のモードロック（モード同期）レーザ発振時の利得媒質を兼ねる。
【００１３】
図１３（ａ）参照
非線形利得媒質７５，７６はモードロック光によってキャリア密度の変調を受け、周期的に屈折率が変化するが、その状態で、外部光８３を過飽和吸収領域７７に対向する方向から入力すると、モードロック光が外部光８３と同じ方向に進む場合では、外部光８３は必ず２つのアームを構成する光導波路７３，７４でモードロック光によるキャリア密度変調の影響を受けるので、アーム間で位相差が生じず、出力導波路７８へ抜けて出射光９４として出力される。
【００１４】
図１３（ｂ）参照
これとは逆にモードロック光が外部光８３と対向する方向に進む場合では、片側のアームではモードロック光によるキャリア密度変調の影響を受けないことになり、外部光の経路が出力導波路７８から反射膜８１方向へと切り替わる。
【００１５】
この素子は、内部でのレーザ発振光を動作用光源とするため外部からの光制御を必要とせず、従ってコンパクトかつ高速で、かつ偏波無依存動作も可能な、光スイッチあるいは光信号波形整形素子となり、さらには、全て半導体を用いて作製できるため、集積化が容易という特長も有している。
【００１６】
このように、本発明者が提案した新しい光干渉器は非常に有効であるが、部品点数としてはいまだ、２つの光カプラ（ＭＭＩ領域）および２つの非線形利得媒質が必要であった。
即ち、部品点数の多い構成であればある程、作製時には製造コストを上昇させ、使用時には調整・制御のコストを上昇させ、またスペースの問題も発生する。
【００１７】
したがって、本発明は、光デマルチプレクサあるいは光パルス波形整形素子を構成する部品の点数を低減し、小型で低コストで且つ調整・制御性に優れたより実用的な光素子を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
なお、図における符号１０は、ビームスプリッタである。
図１参照
上記目的を達成するため、本発明は、光干渉器において、マイケルソン干渉計１の２本の光路２，３のうち少なくとも一方に光学的に屈折率変化が誘起される非線形利得媒質４を有し、前記マイケルソン干渉計１の内部でモード同期レーザ発振が発生することを特徴とする。
【００１９】
このように、マイケルソン干渉計１の構成を採用することにより、上述の本発明者の提案に係わる光干渉器の部品点数をほぼ半減することができ、それによって、装置の全体構成の小型化及び低コスト化が可能になる。
【００２０】
この場合、マイケルソン干渉計１に外部光８を入出力する光導波路を有することが望ましく、それによって、装置構成を小型化することができる。
【００２１】
また、外部光８を入出力する光導波路に、光サーキュレータを結合することが望ましく、それによって、光の進行方向によって出射光９を分離することができるので、使い勝手を改善することができる。
【００２２】
この場合、マイケルソン干渉計１は、半導体によって構成された固体素子であることが望ましく、それによって、さらなる小型化が可能になる。
【００２３】
この場合、マイケルソン干渉計１を構成する反射鏡５，６，７のうち少なくとも一方を固体素子の端面より内側に形成された反射鏡により構成することが望ましく、劈開の位置精度に依存しないリソグラフィの位置精度で決まる共振器長を有するキャビティを構成することができ、それによって、所望の発振周波数を安定して得ることが可能になる。
【００２４】
また、キャビティを劈開による素子端面によって構成していないので、外部光８を入出力する光導波路の入射端面に、反射防止コーティングを施すことが可能になり、それによって、外部光８の入力損失を大幅に低減することができる。
【００２５】
また、外部光８を入出力する光導波路の外部との接続端面に、反射防止コーティングを施すことによって、反射率を向上することができる。
この場合、反射鏡５，６，７の反射端面に絶縁膜を介して金属膜コーティングを設けることにより、電気的な短絡を防止した状態で反射率を向上することができる。
【００２６】
この場合の絶縁膜の膜厚は、モード同期レーザの発振波長の約１／４の厚さ、例えば、絶縁膜が酸化シリコンからなる場合には２００〜３５０ｎｍ、絶縁膜が窒化シリコンからなる場合には１４０〜３００ｎｍとすることが望ましい。
なお、本発明における「発振波長の約１／４の厚さ」とは厳密な意味でのλ／４膜を意味するものでなく、反射率が１０％以下となる膜厚を意味するものである。
【００２７】
また、反射鏡５，６，７を構成する金属膜コーティングとしては、金、白金、或いは、チタンのいずれかが好適であり、それによって、６０％以上の反射率を実現することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図９を参照して、本発明の第１の実施の形態の受動モード同期レーザを備えたモノリシック光干渉素子を説明する。
図２，図３（ａ）及び（ｂ）参照
図２は、本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の概略的平面図であり、また、図３（ａ）は図２におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図であり、図３（ｂ）は図２におけるＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。
【００２９】
まず、ｎ型ＩｎＰ基板１１上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いて厚さが、例えば、１．０μｍのｎ型ＩｎＰクラッド層１２、厚さが、例えば、０．０５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層１３、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓＰからなるＭＱＷ活性層１４、厚さが、例えば、０．０５μｍのｉ型ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層１５、及び、厚さが、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層１６を順次堆積させる。
【００３０】
次いで、ＳｉＯ_２パターン（図示を省略）をマスクとして、図２における非線形利得領域２０及び過飽和吸収領域２１を形成する領域を残してｎ型ＩｎＰ基板１１が露出するまでエッチング除去する。
【００３１】
次いで、ＳｉＯ_２パターンをそのまま選択成長マスクとして用いて、厚さが、例えば、１．０μｍのｎ型ＩｎＰクラッド層１７、厚さが、例えば、０．２μｍのＩｎＧａＡｓ光導波層１８、及び、厚さが、例えば、０．５μｍのｎ型ＩｎＰクラッド層１９をｎ型ＩｎＰ基板１１の露出部上に選択成長させる。
【００３２】
次いで、ＳｉＯ_２パターンを除去したのち、新たにＳｉＯ_２膜（図示を省略）を堆積させ、次いで、図２に示す非線形利得領域２０、過飽和吸収領域２１、ＭＭＩ（多モード干渉器）領域２２、入出力導波路２３、及び、光導波路２４〜２６の形状が得られるようにパターニングしてＳｉＯ_２パターンを形成し、このＳｉＯ_２パターンをマスクとしてｎ型ＩｎＰクラッド層１２，１７に達するメサエッチングを施す。
【００３３】
ここで、ＭＭＩ領域２２は、横方向に１５μｍ、光の入射方向に３３０μｍとし、非線形利得媒質２０は、横方向に１μｍ、光の入射方向に３０μｍとし、過飽和吸収領域２１の長さは７５μｍとする。
また、ＭＭＩ領域２２のポート接続部の屈曲部の曲率は、３００μｍ及び６００μｍの曲率半径を採用している。
【００３４】
次いで、ＳｉＯ_２パターンをそのまま選択成長マスクとしてｐ型ＩｎＰ埋込層２９及びｎ型ＩｎＰ電流ブロック層３０を順次選択成長させたのち、ＳｉＯ_２パターンを除去し、次いで、全面に厚さが、例えば、３．０μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層３１及び厚さが、例えば、０．５μｍのｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層３２を堆積させる。
【００３５】
次いで、全面に熱ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ_２膜（図示を省略）を堆積させたのち、通常のフォトリソグラフィー工程を用いてパターニングしてＳｉＯ_２パターン（図示を省略）を形成し、次いで、このＳｉＯ_２パターンをマスクとしてＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用いてドライエッチングを施すことによって、図２における反射鏡２７，２８を形成する領域に凹部を形成する。
【００３６】
次いで、ＳｉＯ_２パターンを除去したのち、再び、熱ＣＶＤ法を用いて厚さが後述するモード同期レーザの発振波長λの約１／４になる厚さ、例えば、２００〜３５０ｎｍのＳｉＯ_２膜、或いは、厚さが、例えば、１４０〜３００ｎｍのＳｉＮ膜からなる絶縁膜３３を堆積させ、次いで、蒸着法によりＡｕ，Ｐｔ，Ｔｉのいずれかからなる金属膜を堆積させたのち、凹部近傍にのみ残存するようにエッチングして金属反射膜３４を形成する。
この場合の反射鏡２７，２８間の距離は約１．２ｍｍとするとによって、モード同期発振周波数を４０ＧＨｚとする。
【００３７】
なお、この場合の絶縁膜３３は短絡防止用に設けるものであり、この絶縁膜３３の膜厚を約λ／４とすることによって透過率を向上することができ、それによって、金属反射膜３４の効果を高めることができる。
また、凹部を形成するために用いたＳｉＯ_２パターンを予め除去することによって、エッチングエッジ等に発生し易い膜不良を防ぐことができる。
【００３８】
次いで、埋込層構造に起因する寄生容量を低減するために埋込層構造の一部をｎ型ＩｎＰ基板１１に達するまで選択的にエッチング除去したのち、ＳｉＯ_２膜３５を設け、非線形利得領域２０及び過飽和吸収領域２１に対応する領域に開口部を設け、ＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ側電極３６を設けるとともに、ｎ型ＩｎＰ基板１１の裏面全面にＡｕＧｅ／Ａｕからなるｎ側電極３７を設ける。
なお、この時、非線形利得領域２０及び過飽和吸収領域２１以外の領域におけるｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層は選択的に除去する。
【００３９】
次いで、アレイの状態で素子を劈開し、入出力導波路２３の端面に反射防止膜３８を形成し、最後に、光軸方向に沿って素子分割することによって、本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の基本構造が完成する。
【００４０】
図４参照
図４は、本発明の第１の実施のモノリシック光干渉素子における端面における反射率の端面傾斜角依存性の説明図である。
図において、実線は垂直方向の傾斜角依存性を示すものであり、破線は水平方向の傾斜角依存性を示すものであり、傾斜角が０°の場合を１００％として規格化している。
【００４１】
上述の凹部を形成する際のドライエッチングはその条件によって必ずしも垂直にはエッチングできず、深さ方向に傾くことが考えられるが、傾斜角が数度の範囲であれば、反射率の低下を１０％以下に抑えることができる。
【００４２】
また、マスク転写の精度が悪ければ、傾いたり凹凸のあるエッチングパターンが作製される場合も考えられ、その場合には、水平方向に傾斜角が発生するが、図に示すように垂直方向の傾斜角よりマージンが大きいことが判る。
なお、実線と破線で違いがあるのは、導波路幅がその厚さより広いという非対称性に起因している。
【００４３】
また、この場合の反射鏡２７，２８の反射率の絶縁膜厚依存性を検討すると、屈折率ｎが１．７８７のＳｉＮ膜の場合には、１．５５μｍのモードロック光に対し、１４０〜３００ｎｍの場合に反射率が１０％以下となり、一方、破線で示すように屈折率ｎが１．４５５のＳｉＯ_２膜の場合には、２００〜３５０ｎｍの場合に反射率が１０％以下となる。
【００４４】
また、反射率／波長特性の金属材料依存性を検討すると、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉのいずれの場合にも、実験的も理論的にも１．５μｍの近傍の波長領域において６０％以上の反射率が得られる。
【００４５】
次に、図５を参照して、本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の動作原理を説明する。
図５（ａ）参照
図５（ａ）は、上述の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の平面構造をシンボル的に示した図であり、非線形利得媒質２０は、モード同期発振パルス光３９が通過する周期に従ってキャリア密度の変調を生じ、モード同期発振パルス光３９に対して片道でπ／２の位相変化を起こし、同時に外部光４０は非線形利得媒質２０の屈折率変化に応じた位相変化を受けるため、外部光４０に対してπ／２の振幅を持つ周期的位相変調媒質として働くことになる。
【００４６】
外部光４０は非線形利得媒質２０の屈折率変化に応じた位相変化を受けるため、挿入のタイミングによって位相変化が異なり、その結果、ＭＭＩ領域２２を通過した後の光路も異なることになる。
【００４７】
図５（ｂ）参照
図５（ｂ）は、外部光４０がモード同期発振パルス光３９と同期して入射した場合であり、モード同期発振パルス光３９によって非線形利得媒質２０の内部で生起したキャリア密度の変調により位相変化が生じ、モード同期発振パルス光３９が反射鏡２７から出て反射鏡２７に戻るように、入出力導波路２３から入った外部光４０は反射鏡２８で反射され再び入出力導波路２３へと抜ける。
【００４８】
図５（ｃ）参照
図５（ｃ）は、外部光４０がモード同期発振パルス光３９と同期しない状態で入射した場合であり、外部光４０は十分な位相変化を受けないで、反射鏡２８で反射したのち、逆の反射鏡２７へと向い、素子内部に閉じ込められることになる。
【００４９】
次に、図６を参照して、図５で説明した動作を動的に説明する。
図６（ａ）参照
図６（ａ）は、非線形利得媒質中のキャリア密度時間変化を示したものであり、ここでは、説明を簡単にするために、非線形利得媒質２０の長さを無視している。
【００５０】
図６（ｂ）参照
図６（ｂ）は、図６（ａ）のキャリア密度時間変化が生じた場合、外部光４０の受ける位相変化を示したもので、ここでは、外部光４０を連続光とした場合の片道分の位相変化を示しており、キャリア密度時間変化と相似的な変化を示す。
【００５１】
図６（ｃ）参照
図６（ｃ）は、図６（ａ）のキャリア密度時間変化が生じた場合、外部光４０が往復する間に受ける位相変化を示したもので、外部光４０はモード同期発振パルス光３９と同じ時間をかけて往復し、再び非線形利得媒質を通過するので、往復で受ける位相変化は図６（ｂ）の２倍となる。
【００５２】
図６（ｄ）参照
図６（ｄ）は、図６（ａ）のキャリア密度時間変化が生じた場合、外部光４０の出力特性を示したもので、モード同期発振パルス光３９と同じタイミングで最大の位相変化を受けた外部光４０はそのまま入出力導波路２３から出てくることになり、素子のゲート特性の時間変化となる。
【００５３】
次に、図７乃至図９を参照して、本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の特性を説明する。
なお、ここでは、非線形利得媒質２０のＭＱＷ活性層１４の幅を１μｍ、長さを４００μｍ、厚さを５０ｎｍとし、外部光１の波長を１．５５μｍ、非線形利得媒質２０のバンド端波長を１．６５μｍとしている。
【００５４】
図７参照
図７は、モードロック発振時における外部光の位相変化の時間発展を計算したものであり、位相変化はのこぎり状の形状をしており、振幅π／２で周期的に変動していることが分かる。
【００５５】
図８参照
図８は、モードロック発振時における光透過特性を示した。これが本発明のモノリシック光干渉素子のゲート特性となり、このモノリシック光干渉素子の入出力導波路２３から外部光４０を入射すると、ゲートが閉じている間は光が出て来ず、開いているタイミングのみで光が出力されることになる。
【００５６】
したがって、光ゲートのタイミングおよび周波数と、外部から入射する信号光のタイミングおよび周波数の関係によって、本素子をデマルチプレクサとするか或いは波形整形素子とするかが決まる。
【００５７】
例えば、光ゲートの周波数よりも、信号光の周波数が高い場合、信号光の一部が周期的にカットされることになり、デマルチプレクサとしての動作が実現することとなる。
一方、光ゲートと信号光でタイミングおよび周波数ともに一致していれば、波形整形素子となる。
【００５８】
次に、図９を参照して、波形整形素子とした場合の特性の計算結果を説明する。
図９（ａ）及び（ｂ）参照
図９（ａ）は、４０Ｇｂｉｔ／秒のランダムパターンで構成されていると仮定した入力信号光を示したものであり、図９（ｂ）に示すように、広がって隣の信号と重なってしまったピークが、モノリシック光干渉素子を通過した後にはピークが独立分離していることが分かる。
即ち、光パルス波形が整形されている。
【００５９】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態においては、マイケルソン干渉計を用いて光干渉器を構成しているので、マッハツェンダー干渉計を用いた場合に比べて不品点数を半分程度に減少することができ、それによって、全体構成を小型化することが可能になるとともに、低コスト化が可能になる。
【００６０】
また、エッチドミラーによって共振器を構成しているため、反射鏡の間隔がリソグラフィの精度で決まるために、発振周波数の制御性が劇的に改善され、また、入出力導波路を屈曲導波路とすることなく、光軸方向に垂直な端面からの入出力が可能になる。
【００６１】
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態のモノリシック光干渉素子を説明する。
図１０参照
図１０は、本発明の第２の実施の形態のモノリシック光干渉素子の概略的平面図であり、ここでは、シンボル的に示している。
この本発明の第２の実施の形態のモノリシック光干渉素子においては、入出力導波路２３の入出力端に光サーキュレータ４１を設けたものである。
【００６２】
この様に、光サーキュレータ４１を配置することで光の進行方向によって光を分離することができるので、光干渉素子の使い勝手を改善することができる。
なお、光サーキュレータ４１の構成自体は任意であり、従来公知の構成（必要ならば、特開平８−０５０２６１号公報参照）を採用しても良いものである。
【００６３】
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施の形態の能動モード同期レーザを備えたモノリシック光干渉素子を説明する。
図１１参照
図１１は、本発明の第３の実施の形態のモノリシック光干渉素子の概略的平面図であり、上記の第１のモノリシック光干渉素子における過飽和吸収領域２１を除去したものであり、その他の構成は実質的に同一である。
但し、この場合には、非線形利得媒質２０に、高周波電流を印加することによって能動的にモード同期レーザ発振を起こすものである。
【００６４】
この本発明の第３の実施の形態においては、過飽和吸収領域２１を不要にしているので、全体構成を更に小型化することが可能になる。
【００６５】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態においては、金属反射膜としてＡｕ、Ｐｔ、或いは、Ｔｉを用いているが、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔｉに限られるものではなく、金属の持つ特性から、Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｇ等他の種類の金属を用いても良いものである。
【００６６】
また、上記の各実施の形態においては、反射鏡を構成する際に絶縁膜を単層のλ／４としているが、誘電体多層膜を用いて透過率を高めても良いものである。
【００６７】
また、上記の各実施の形態においては、モードロックレーザの発振波長λを１．５５μｍ、即ち、１．５μｍ帯としているが、１．５μｍ帯に限られるものではなく、例えば、１．３μｍ帯等の他の波長領域を用いても良いものである。
【００６８】
また、上記の各実施の形態においては、モノリシック光干渉素子として説明しているが、図１に原理的構成として示したように、ビームスプリッタ、非線形利得媒質、例えば、半導体光増幅器、反射鏡をハイブリッド的に組み合わせてマイケルソン干渉計を構成しても良いものであり、その場合のポートは空間を利用しても良いし、或いは、光ファイバを用いても良い。
【００６９】
ここで、再び、図１を参照して、改めて本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照
（付記１）マイケルソン干渉計１の２本の光路２，３のうち少なくとも一方に光学的に屈折率変化が誘起される非線形利得媒質４を有し、前記マイケルソン干渉計１の内部でモード同期レーザ発振が発生することを特徴とする光干渉器。
（付記２）上記マイケルソン干渉計１に外部光８を入出力する光導波路を有することを特徴とする付記１に記載の光干渉器。
（付記３）上記外部光８を入出力する光導波路に、光サーキュレータが結合されていることを特徴とする付記２に記載の光干渉器。
（付記４）上記マイケルソン干渉計１が、半導体によって構成された固体素子であることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１に記載の光干渉器。
（付記５）上記マイケルソン干渉計１を構成する反射鏡５，６，７のうち少なくとも一方が、上記固体素子の端面より内側に形成された反射鏡により構成されることを特徴とする付記４に記載の光干渉器。
（付記６）上記外部光８を入出力する光導波路の外部との接続端面に、反射防止コーティングを施すことを特徴とする付記５または６に記載の光干渉器。
（付記７）上記反射鏡５，６，７の反射端面に、絶縁膜を介して金属膜コーティングを設けたことを特徴とする付記５乃至７のいずれか１に記載の光干渉器。
（付記８）上記絶縁膜の厚さが、モード同期レーザ発振を生じている発振波長の約１／４の厚さであることを特徴とする付記７に記載の光干渉器。
（付記９）上記絶縁膜が酸化シリコンからなり、且つ、膜厚が２００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲であることを特徴とする付記８に記載の光干渉器。
（付記１０）上記絶縁膜が窒化シリコンからなり、且つ、膜厚が１４０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲であることを特徴とする付記８に記載の光干渉器。
（付記１１）上記金属膜コーティングが、金、白金、チタンのいずれかからなることを特徴とする付記６乃至１０のいずれか１に記載の光干渉器。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は、マイケルソン干渉計を用いて光デマルチプレクサ或いは光パルス波形整形素子となる光干渉素子を構成しているので、構成する部品の点数を低減することができ、省スペース化・低コスト化が可能になり、また、エッチドミラーを用いることによって、調整・制御性を改善することができ、それらによって、より実用的な光素子を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の概略的平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の概略的断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子における端面の反射率の端面傾斜角依存性の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の動作原理の説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態のモノリシック光干渉素子の動作の動的説明図である。
【図７】モードロック発振時における外部光の位相変化の時間発展の説明図である。
【図８】モードロック発振時における光透過特性の説明図である。
【図９】波形整形素子とした場合の特性の説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態のモノリシック光干渉素子の概略的平面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態のモノリシック光干渉素子の概略的平面図である。
【図１２】本発明者の提案による光干渉素子の概略的平面図である。
【図１３】本発明者の提案による光干渉素子の動作原理の説明図である。
【符号の説明】
１マイケルソン干渉計
２光路
３光路
４非線形利得媒質
５反射鏡
６反射鏡
７反射鏡
８外部光
９出射光
１０ビームスプリッタ
１１ｎ型ＩｎＰ基板
１２ｎ型ＩｎＰクラッド層
１３ｉ型ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層
１４ＭＱＷ活性層
１５ｉ型ＩｎＧａＡｓＰＳＣＨ層
１６ｐ型ＩｎＰクラッド層
１７ｎ型ＩｎＰクラッド層
１８ＩｎＧａＡｓ光導波層
１９ｎ型ＩｎＰクラッド層
２０非線形利得領域
２１過飽和吸収領域
２２ＭＭＩ領域
２３入出力導波路
２４光導波路
２５光導波路
２６光導波路
２７反射鏡
２８反射鏡
２９ｐ型ＩｎＰ埋込層
３０ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層
３１ｐ型ＩｎＰクラッド層
３２ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
３３絶縁膜
３４金属反射膜
３５ＳｉＯ_２膜
３６ｐ側電極
３７ｎ側電極
３８反射防止膜
３９モード同期発振パルス光
４０外部光
４１光サーキュレータ
７１ＭＭＩ領域
７２ＭＭＩ領域
７３光導波路
７４光導波路
７５非線形利得領域
７６非線形利得領域
７７過飽和吸収領域
７８出力導波路
７９反射導波路
８０入力導波路
８１反射膜
８２反射膜
８３外部光
８４出射光

Claims

マイケルソン干渉計の２本の光路のうち少なくとも一方に光学的に屈折率変化が誘起される非線形利得媒質を有し、前記マイケルソン干渉計の内部でモード同期レーザ発振が発生することを特徴とする光干渉器。
上記マイケルソン干渉計に外部光を入力する光導波路を有することを特徴とする請求項１に記載の光干渉器。
上記外部光を入出力する光導波路に、光サーキュレータが結合されていることを特徴とする請求項２に記載の光干渉器。
上記マイケルソン干渉計が、半導体によって構成された固体素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光干渉器。
上記マイケルソン干渉計を構成する反射鏡のうち少なくとも一方が、上記固体素子の端面より内側に形成された反射鏡により構成されることを特徴とする請求項４に記載の光干渉器。