JP2007194301A - Optical integrated circuit and optical module - Google Patents

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正彦 近藤
Masato Morifuji
正人 森藤
Hideki Momose
英毅 百瀬
Shinya Mori
伸也 森
Hitoshi Kubo
等 久保
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical integrated circuit which is suitable for wavelength multiplex transmission and is inexpensive. <P>SOLUTION: The optical integrated circuit is provided with an optical waveguide 103 to transmit an optical signal 108; and one or more optical diodes 101 that are provided with a resonator 201 enclosed by reflection mirrors 202a-202d made of photonic crystal structure, and that is optically connected with the optical waveguide 103 so as to convert the optical signal 108 into an electric signal or vise versa. The optical diode 101 is formed aside the optical waveguide 103, and the optical waveguide 103 and the optical diode 101 are optically connected by a directional element different from the lengthwise direction of the resonator 201. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光集積回路に関し、特に、光導波路とフォトニック結晶構造体に囲まれた共振器を有する光ダイオードとを備える波長多重伝送に好適な光集積回路に関する。   The present invention relates to an optical integrated circuit, and more particularly to an optical integrated circuit suitable for wavelength division multiplexing including an optical waveguide and an optical diode having a resonator surrounded by a photonic crystal structure.

従来、光通信において、幹線になるほど大容量伝送が必要であった。しかし、最近では、ネットワーク形態の変化により、端末直近のアクセス系およびＬＡＮ系光通信（光データリンク）においても高速および大容量伝送が求められている。近年、幹線系光通信においては、大容量伝送を行うため、波長の異なる光を複数使用し情報を伝送する波長多重伝送が主流になっている。今後は、伝送距離の短い光データリンクにおいても、波長多重伝送が主流になる。   Conventionally, in optical communication, large capacity transmission has been required as it becomes a trunk line. However, recently, due to changes in the network form, high-speed and large-capacity transmission is required also in the access system and LAN optical communication (optical data link) closest to the terminal. 2. Description of the Related Art In recent years, in trunk optical communication, wavelength multiplex transmission in which information is transmitted using a plurality of lights having different wavelengths has become the mainstream in order to perform large-capacity transmission. In the future, wavelength multiplexing transmission will become the mainstream even in optical data links with a short transmission distance.

幹線系光通信と光データリンクとの最大の技術的相違はコスト対応である。幹線系では１個数十万円の送受信用光モジュールも許容されるが、光データリンクでは数百円程度に制限される。すなわち、波長多重伝送用の光モジュールおよび光モジュールに使用される半導体レーザを備えた光集積回路の低コスト化が必要である。   The biggest technical difference between trunk optical communication and optical data link is cost support. In the trunk system, an optical module for transmission / reception of one hundred thousand yen is allowed, but in an optical data link, it is limited to about several hundred yen. That is, it is necessary to reduce the cost of an optical integrated circuit including an optical module for wavelength division multiplexing and a semiconductor laser used in the optical module.

半導体レーザを備えた波長多重伝送用の光集積回路として、２次元フォトニック結晶内に光導波路と半導体レーザを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。   As an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission provided with a semiconductor laser, a method of forming an optical waveguide and a semiconductor laser in a two-dimensional photonic crystal is known (for example, see Patent Document 1).

図７は、特許文献１記載の半導体レーザを備えた光集積回路の構成を示す平面図である。図７に示す光集積回路は、フォトニック結晶構造体により形成された反射鏡部７０３と、反射鏡部７０３に囲まれたレーザ共振器７０１と、光導波路７０２とを備える。   FIG. 7 is a plan view showing a configuration of an optical integrated circuit including the semiconductor laser described in Patent Document 1. In FIG. The optical integrated circuit shown in FIG. 7 includes a reflecting mirror portion 703 formed of a photonic crystal structure, a laser resonator 701 surrounded by the reflecting mirror portion 703, and an optical waveguide 702.

レーザ共振器７０１では、図７の横方向に光の共振がおこりレーザ発振する。レーザ共振器７０１と光導波路７０２との間に形成された反射鏡部７０３の反射率に応じ、発振したレーザの一部は光導波路７０２に出力される。   In the laser resonator 701, light resonates in the horizontal direction of FIG. A part of the oscillated laser is output to the optical waveguide 702 according to the reflectance of the reflecting mirror portion 703 formed between the laser resonator 701 and the optical waveguide 702.

図８は、図７におけるＡ−Ｂ平面の断面構造を模式的に示す図である。図８に示すように、特許文献１記載の光集積回路の半導体レーザは、電極８０１および８０２と、活性層８０３と、クラッド層８０４および８０５とを備える。活性層８０３の上下にクラッド層８０４および８０５が形成される。電極８０１と電極８０２との間に電圧を印加し電流を流すことで、活性層８０３に電流注入が行われる。電流注入により活性層８０３で光が発生する。発生した光は、レーザ共振器７０１において共振がおこりレーザ発振する。   FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the AB plane in FIG. As shown in FIG. 8, the semiconductor laser of the optical integrated circuit described in Patent Document 1 includes electrodes 801 and 802, an active layer 803, and cladding layers 804 and 805. Clad layers 804 and 805 are formed above and below the active layer 803. Current is injected into the active layer 803 by applying a voltage between the electrode 801 and the electrode 802 to flow a current. Light is generated in the active layer 803 by current injection. The generated light resonates in the laser resonator 701 and oscillates.

図９は、図７および図８に示す半導体レーザを用いた波長多重伝送用の光集積回路の構成を示す平面図である。   FIG. 9 is a plan view showing the configuration of an optical integrated circuit for wavelength division multiplexing using the semiconductor laser shown in FIGS.

図９に示す光集積回路は、複数の半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄと、光導波路９０２ａ〜９０２ｄおよび９０３とを備える。複数の半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄは、図７および図８に示す半導体レーザであり、出力するレーザの波長がそれぞれ異なる。複数の半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄは、それぞれ光導波路９０２ａ〜９０２ｄを介し、一つの導波路９０３に接続される。このように、特許文献１記載の光集積回路は、複数の異なる波長のレーザを出力する半導体レーザおよび光導波路を１チップのＬＳＩとして形成することで、低コスト化を実現している。
特開２００４−２９６５６０号公報 The optical integrated circuit shown in FIG. 9 includes a plurality of semiconductor lasers 901a to 901d and optical waveguides 902a to 902d and 903. The plurality of semiconductor lasers 901a to 901d are the semiconductor lasers shown in FIGS. 7 and 8, and the wavelengths of the lasers to be output are different. The plurality of semiconductor lasers 901a to 901d are connected to one waveguide 903 via optical waveguides 902a to 902d, respectively. As described above, the optical integrated circuit described in Patent Document 1 realizes cost reduction by forming a semiconductor laser that outputs a plurality of lasers having different wavelengths and an optical waveguide as a one-chip LSI.
JP 2004-296560 A

しかしながら、特許文献１記載の光集積回路は、図９に示すように、各半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄに対し光導波路９０２ａ〜９０２ｄを設けなくてはならない。光導波路９０２ａ〜９０２ｄを伝送される光はそれぞれ波長が異なるので、光導波路９０２ａ〜９０２ｄおよび９０３の設計が複雑となる。また、光導波路９０２ａ〜９０２ｄを形成する領域が必要となり、チップ面積が増加する。すなわち、特許文献１記載の光集積回路では、十分な低コスト化が行えていない。   However, in the optical integrated circuit described in Patent Document 1, optical waveguides 902a to 902d must be provided for the semiconductor lasers 901a to 901d as shown in FIG. Since the light transmitted through the optical waveguides 902a to 902d has different wavelengths, the design of the optical waveguides 902a to 902d and 903 becomes complicated. Further, a region for forming the optical waveguides 902a to 902d is required, and the chip area is increased. That is, the optical integrated circuit described in Patent Document 1 cannot sufficiently reduce the cost.

そこで、本発明は、波長多重伝送に好適であり、安価な光集積回路および光モジュールを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is suitable for wavelength division multiplexing and aims to provide an inexpensive optical integrated circuit and optical module.

上記目的を達成するために、本発明に係る光集積回路は、光信号を伝送する光導波路と、フォトニック結晶構造体に囲まれた共振器を有し、前記光導波路と光学的に接続され、前記光信号を電気信号に変換、または、電気信号を前記光信号に変換する１以上の光ダイオードとを備え、前記光ダイオードは、前記光導波路の側方に形成され、前記光導波路と前記光ダイオードとは、前記共振器の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される。   In order to achieve the above object, an optical integrated circuit according to the present invention has an optical waveguide for transmitting an optical signal and a resonator surrounded by a photonic crystal structure, and is optically connected to the optical waveguide. One or more optical diodes that convert the optical signal into an electrical signal or convert an electrical signal into the optical signal, and the optical diode is formed on a side of the optical waveguide, and the optical waveguide The photodiode is optically connected by a component in a direction different from the longitudinal direction of the resonator.

これにより、本発明における光集積回路は、光導波路の側面に光ダイオードが配置される。よって、光導波路に対し、平行に複数の光ダイオードを配置することができる。これにより、各光ダイオードに対し、光導波路を設ける必要がないので、光集積回路の構造を単純化することができ、チップ面積を削減することができる。また、それぞれ波長の異なる光と電気信号との変換を行う光ダイオードを配置することにより、単純な構成で、波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。よって、波長多重伝送に好適であり、安価な光集積回路を実現することができる。また、光導波路と光ダイオードとは、共振器の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される。これにより、光導波路と共振器と対向する辺の長さが大きくなるので、光導波路と共振器との光結合におけるカップリングが向上する。また、フォトニック結晶で囲まれる共振器は高いＱ値を有する。よって、高出力および高速な光ダイオードを備えた光集積回路を実現することができる。   Thus, in the optical integrated circuit according to the present invention, the photodiode is arranged on the side surface of the optical waveguide. Therefore, a plurality of photodiodes can be arranged in parallel to the optical waveguide. Thereby, since it is not necessary to provide an optical waveguide for each optical diode, the structure of the optical integrated circuit can be simplified, and the chip area can be reduced. In addition, by arranging photodiodes for converting between light having different wavelengths and electrical signals, an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission can be realized with a simple configuration. Therefore, it is suitable for wavelength multiplex transmission, and an inexpensive optical integrated circuit can be realized. The optical waveguide and the optical diode are optically connected by a component in a direction different from the longitudinal direction of the resonator. As a result, the length of the side facing the optical waveguide and the resonator is increased, so that the coupling in the optical coupling between the optical waveguide and the resonator is improved. Further, the resonator surrounded by the photonic crystal has a high Q value. Therefore, an optical integrated circuit including a high-power and high-speed photodiode can be realized.

また、前記光ダイオードは、電気信号を前記光信号に変換し、前記光導波路に出力してもよい。   The photodiode may convert an electrical signal into the optical signal and output the optical signal to the optical waveguide.

これにより、電気信号を光信号に変換する安価な光集積回路を実現することができる。よって、光通信における送信用の安価な光集積回路を実現することができる。   Thereby, an inexpensive optical integrated circuit that converts an electrical signal into an optical signal can be realized. Therefore, an inexpensive optical integrated circuit for transmission in optical communication can be realized.

また、前記光ダイオードは、前記光導波路が伝送した前記光信号を電気信号に変換してもよい。   The optical diode may convert the optical signal transmitted by the optical waveguide into an electrical signal.

これにより、光信号を電気信号に変換する安価な光集積回路を実現することができる。よって、光通信における受信用の安価な光集積回路を実現することができる。   Thereby, an inexpensive optical integrated circuit that converts an optical signal into an electrical signal can be realized. Therefore, an inexpensive optical integrated circuit for reception in optical communication can be realized.

また、前記光導波路は、外部に出力する出力光信号を伝送する出力用光導波路と、外部より入力される入力光信号を伝送する入力用光導波路とを含み、前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、前記複数の光ダイオードは、前記出力用光導波路と光学的に接続され、電気信号を前記出力光信号に変換し、前記出力用光導波路に出力する第１の光ダイオードと、前記入力用光導波路と光学的に接続され、前記入力用光導波路が伝送した前記入力光信号を電気信号に変換する第２の光ダイオードとを含んでもよい。   The optical waveguide includes an output optical waveguide that transmits an output optical signal output to the outside, and an input optical waveguide that transmits an input optical signal input from the outside, and the optical integrated circuit includes a plurality of optical waveguides A first photodiode that is optically connected to the output optical waveguide, converts an electrical signal into the output optical signal, and outputs the output optical signal to the output optical waveguide; A second optical diode optically connected to the input optical waveguide and converting the input optical signal transmitted by the input optical waveguide into an electrical signal.

これにより、安価な送受信機能を有する光集積回路を実現することができる。
また、前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、前記複数の光ダイオードは、列状に配置され、前記光導波路の経路方向と、前記列状に配置された複数の光ダイオードの列方向とは平行であってもよい。 Thereby, an optical integrated circuit having an inexpensive transmission / reception function can be realized.
The optical integrated circuit includes a plurality of the photodiodes, the plurality of photodiodes being arranged in a row, a path direction of the optical waveguide, and a row of the plurality of photodiodes arranged in the row. The direction may be parallel.

これにより、各光ダイオードに対し、光導波路を設ける必要がないので、光集積回路の構造を単純化することができ、チップ面積を削減することができる。   Thereby, since it is not necessary to provide an optical waveguide for each optical diode, the structure of the optical integrated circuit can be simplified, and the chip area can be reduced.

また、前記複数の光ダイオードは、前記共振器において第１の光を共振させる第１の光ダイオードと、前記共振器において前記第１の光の波長と異なる波長の第２の光を共振させる第２の光ダイオードとを含んでもよい。   The plurality of photodiodes include a first photodiode that resonates the first light in the resonator, and a second light that resonates the second light having a wavelength different from the wavelength of the first light in the resonator. 2 photodiodes.

これにより、波長の異なる光信号と電気信号とを変換する複数の光ダイオードを用いることで、波長多重伝送用の光集積回路を単純な構成で形成することができる。よって、安価な波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。また、高出力および高速な波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。   Thus, by using a plurality of photodiodes that convert optical signals and electrical signals having different wavelengths, an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission can be formed with a simple configuration. Therefore, an inexpensive optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission can be realized. Further, it is possible to realize an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission with high output and high speed.

また、前記光導波路は、フォトニック結晶構造体により形成されてもよい。
これにより、フォトニック結晶内に、光ダイオードおよび光導波路が形成される。よって、よって、容易に１チップのＬＳＩに光ダイオードおよび光導波路を形成することができる。 The optical waveguide may be formed of a photonic crystal structure.
Thereby, a photodiode and an optical waveguide are formed in the photonic crystal. Therefore, it is possible to easily form a photodiode and an optical waveguide in a one-chip LSI.

また、前記共振器の長手方向は、前記光導波路の経路方向と平行であってもよい。
これにより、光導波路と共振器と対向する辺の長さが大きくなるので、光導波路と共振器との光結合におけるカップリングが向上する。よって、高出力および高速な光ダイオードを備えた光集積回路を実現することができる。 The longitudinal direction of the resonator may be parallel to the path direction of the optical waveguide.
As a result, the length of the side facing the optical waveguide and the resonator is increased, so that the coupling in the optical coupling between the optical waveguide and the resonator is improved. Therefore, an optical integrated circuit including a high-power and high-speed photodiode can be realized.

また、本発明に係る光モジュールは、前記光集積回路と、前記光ダイオードに前記電気信号を供給、または、前記光ダイオードが出力する前記電気信号を処理する処理手段とを備える。   The optical module according to the present invention includes the optical integrated circuit and processing means for supplying the electrical signal to the photodiode or processing the electrical signal output by the photodiode.

これにより、本発明における光モジュールは、安価な光集積回路を備えることで、安価な光モジュールを実現することができる。   As a result, the optical module according to the present invention includes an inexpensive optical integrated circuit, thereby realizing an inexpensive optical module.

本発明は、安価な光集積回路および光モジュールを提供することができる。特に、波長多重伝送用の安価な光集積回路および光モジュールを提供することができる。   The present invention can provide an inexpensive optical integrated circuit and an optical module. In particular, an inexpensive optical integrated circuit and optical module for wavelength division multiplexing transmission can be provided.

以下、本発明に係る光集積回路の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an optical integrated circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施の形態における光集積回路は、複数の光ダイオードを光導波路の側方に平行に配置することで、単純な構成で複数の異なる波長の光信号と電気信号との変換を行うことができる。よって、安価な波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。   The optical integrated circuit in this embodiment can convert a plurality of optical signals and electrical signals having different wavelengths with a simple configuration by arranging a plurality of photodiodes in parallel to the side of the optical waveguide. . Therefore, an inexpensive optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission can be realized.

図１は、本実施の形態における光集積回路の構成を示す斜視図である。
図１に示す光集積回路１００は、複数の波長の光信号が含まれる光信号と電気信号とを相互に変換する半導体集積回路であり、半導体基板１０５に形成された複数のフォトダイオード（ＰＤ）１０１ａ〜１０１ｃと、複数のレーザダイオード（ＬＤ）１０２ａ〜１０２ｃと、入力用光導波路１０３と、出力用光導波路１０４とを備える。なお、複数のフォトダイオード１０１ａ〜１０１ｃを特に区別しない場合は、フォトダイオード１０１と表し、複数のレーザダイオード１０２ａ〜１０２ｃを特に区別しない場合は、レーザダイオード１０２と表す。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical integrated circuit in the present embodiment.
An optical integrated circuit 100 shown in FIG. 1 is a semiconductor integrated circuit that mutually converts an optical signal including an optical signal having a plurality of wavelengths and an electrical signal, and includes a plurality of photodiodes (PD) formed on a semiconductor substrate 105. 101a to 101c, a plurality of laser diodes (LD) 102a to 102c, an input optical waveguide 103, and an output optical waveguide 104. Note that when the plurality of photodiodes 101a to 101c are not particularly distinguished, they are represented as photodiodes 101, and when the plurality of laser diodes 102a to 102c are not particularly distinguished, they are represented as laser diodes 102.

入力用光導波路１０３は、外部より入力される入力光信号１０８を伝送する光導波路である。   The input optical waveguide 103 is an optical waveguide that transmits an input optical signal 108 input from the outside.

出力用光導波路１０４は、外部に出力する出力光信号１０９を伝送する光導波路である。   The output optical waveguide 104 is an optical waveguide that transmits an output optical signal 109 output to the outside.

複数のフォトダイオード１０１は、入力用光導波路１０３の側方に形成され、入力用光導波路１０３と光学的に接続される。複数のフォトダイオード１０１は、図１に示すように列状に配置される。複数のフォトダイオード１０１は、入力用光導波路１０３の経路方向と列状に配置された複数のフォトダイオード１０１の列方向とが平行になるように形成される。複数のフォトダイオード１０１は、入力用光導波路１０３が伝送した入力光信号１０８を電気信号に変換する光ダイオードである。各フォトダイオード１０１は、入力光信号１０８に含まれる、異なる波長の光をそれぞれ電気信号に変換する。すなわち、フォトダイオード１０１ｂは、フォトダイオード１０１ａが電気信号に変換する光信号と異なる波長の光信号を電気信号に変換する。フォトダイオード１０１ｃは、フォトダイオード１０１ａおよび１０１ｂが電気信号に変換する光信号と異なる波長の光信号を電気信号に変換する。例えば、フォトダイオード１０１ａが電気信号に変換する光信号の波長は、１２９０ｎｍであり、フォトダイオード１０１ｂが電気信号に変換する光信号の波長は、１３００ｎｍであり、フォトダイオード１０１ｃが電気信号に変換する光信号の波長は、１３１０ｎｍである。   The plurality of photodiodes 101 are formed on the side of the input optical waveguide 103 and are optically connected to the input optical waveguide 103. The plurality of photodiodes 101 are arranged in a row as shown in FIG. The plurality of photodiodes 101 are formed such that the path direction of the input optical waveguide 103 is parallel to the column direction of the plurality of photodiodes 101 arranged in a row. The plurality of photodiodes 101 are photodiodes that convert the input optical signal 108 transmitted by the input optical waveguide 103 into an electrical signal. Each photodiode 101 converts light of different wavelengths contained in the input optical signal 108 into an electrical signal. That is, the photodiode 101b converts an optical signal having a wavelength different from that of the optical signal converted by the photodiode 101a into an electrical signal. The photodiode 101c converts an optical signal having a wavelength different from that of the optical signal converted into an electrical signal by the photodiodes 101a and 101b into an electrical signal. For example, the wavelength of the optical signal that the photodiode 101a converts into an electrical signal is 1290 nm, the wavelength of the optical signal that the photodiode 101b converts into an electrical signal is 1300 nm, and the light that the photodiode 101c converts into an electrical signal. The wavelength of the signal is 1310 nm.

複数のレーザダイオード１０２は、出力用光導波路１０４の側方に形成され、出力用導波路１０４と光学的に接続される。複数のレーザダイオード１０２は、図１に示すように列状に配置される。複数のレーザダイオード１０２は、出力用光導波路１０４の経路方向と列状に配置された複数のフォトダイオード１０２の列方向とが平行になるように形成される。複数のレーザダイオード１０２は、電気信号を出力用光信号１０９に変換し、出力用光導波路１０４に出力する光ダイオードである。各レーザダイオード１０２は、電気信号をそれぞれ異なる波長の光信号に変換する。すなわち、レーザダイオード１０２ｂは、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号と異なる波長の光信号に電気信号を変換する。レーザダイオード１０２ｃは、レーザダイオード１０２ａおよび１０２ｂが出力する光信号と異なる波長の光信号に電気信号を変換する。例えば、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号の波長は、１２９０ｎｍであり、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号の波長は、１３００ｎｍであり、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号の波長は、１３１０ｎｍである。   The plurality of laser diodes 102 are formed on the side of the output optical waveguide 104 and are optically connected to the output waveguide 104. The plurality of laser diodes 102 are arranged in a row as shown in FIG. The plurality of laser diodes 102 are formed so that the path direction of the output optical waveguide 104 and the column direction of the plurality of photodiodes 102 arranged in a row are parallel to each other. The plurality of laser diodes 102 are optical diodes that convert an electrical signal into an output optical signal 109 and output it to the output optical waveguide 104. Each laser diode 102 converts an electrical signal into an optical signal having a different wavelength. That is, the laser diode 102b converts the electrical signal into an optical signal having a wavelength different from that of the optical signal output from the laser diode 102a. The laser diode 102c converts an electrical signal into an optical signal having a wavelength different from that of the optical signals output from the laser diodes 102a and 102b. For example, the wavelength of the optical signal output from the laser diode 102a is 1290 nm, the wavelength of the optical signal output from the laser diode 102a is 1300 nm, and the wavelength of the optical signal output from the laser diode 102a is 1310 nm.

図２は、図１における領域１０６の拡大図である。図２に示すように、フォトダイオード１０１は、共振器２０１と、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄとを備える。なお、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄを特に区別しない場合には、反射鏡部２０２と表す。   FIG. 2 is an enlarged view of region 106 in FIG. As shown in FIG. 2, the photodiode 101 includes a resonator 201 and reflecting mirror sections 202a to 202d. Note that the reflecting mirror portions 202a to 202d are expressed as the reflecting mirror portion 202 when they are not particularly distinguished.

共振器２０１は、反射鏡部２０２に囲まれ形成される。共振器２０１において、共振器２０１の長手方向（図２における横方向）に光が共振する。   The resonator 201 is formed so as to be surrounded by the reflecting mirror unit 202. In the resonator 201, light resonates in the longitudinal direction of the resonator 201 (lateral direction in FIG. 2).

反射鏡部２０２は、所定の周期で配列することにより形成された屈折率周期構造を有する２次元フォトニック結晶構造体で形成される。反射鏡部２０２は、共振器２０１において、入力光信号１０８を電気信号に変換するために光を共振させる。反射鏡部２０２ａは、共振器２０１と入力用光導波路１０３との間(共振器２０１に対し図２における下側)に形成される。反射鏡部２０２ｂは、共振器２０１に対し図２における上側に形成される。反射鏡部２０２ｃは、共振器２０１に対し図２における右側に形成される。反射鏡部２０２ｄは、共振器２０１に対し図２における左側に形成される。また、反射鏡部２０２ａを介し、共振器２０１と入力用光導波路１０３は、光学的に接続される。入力用光導波路１０３とフォトダイオード１０１とは、共振器２０１における光の共振方向である共振器２０１の長手方向と直交する方向（図２における縦方向）の成分によって光学的に接続される。すなわち、入力用光導波路１０３とフォトダイオード１０１とは、共振器２０１の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される。また、フォトダイオード１０１の共振器２０１における縦構造は、例えば、図８に示す従来のレーザダイオードの構造を用いることができる。   The reflecting mirror part 202 is formed of a two-dimensional photonic crystal structure having a refractive index periodic structure formed by arranging with a predetermined period. The reflector unit 202 resonates light in the resonator 201 in order to convert the input optical signal 108 into an electrical signal. The reflecting mirror part 202a is formed between the resonator 201 and the input optical waveguide 103 (lower side in FIG. 2 with respect to the resonator 201). The reflecting mirror part 202b is formed on the upper side in FIG. The reflecting mirror part 202c is formed on the right side in FIG. The reflecting mirror part 202d is formed on the left side in FIG. Further, the resonator 201 and the input optical waveguide 103 are optically connected via the reflecting mirror unit 202a. The input optical waveguide 103 and the photodiode 101 are optically connected by a component in a direction (longitudinal direction in FIG. 2) perpendicular to the longitudinal direction of the resonator 201 that is the resonance direction of light in the resonator 201. That is, the input optical waveguide 103 and the photodiode 101 are optically connected by a component in a direction different from the longitudinal direction of the resonator 201. Further, as the vertical structure of the resonator 201 of the photodiode 101, for example, the structure of the conventional laser diode shown in FIG. 8 can be used.

また、図２に示すように、入力用光導波路１０３はフォトニック結晶構造体により形成される。   As shown in FIG. 2, the input optical waveguide 103 is formed of a photonic crystal structure.

共振器２０１における光の共振方向は、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄの反射率で決まる。反射鏡部２０２ｃおよび２０２ｄの反射率を反射鏡部２０２ａおよび２０２ｂの反射率より大きくすることで、図２における横方向に共振する。   The resonance direction of light in the resonator 201 is determined by the reflectance of the reflecting mirror portions 202a to 202d. By making the reflectance of the reflecting mirror portions 202c and 202d larger than the reflectance of the reflecting mirror portions 202a and 202b, resonance occurs in the lateral direction in FIG.

共振器２０１において共振する光の波長は、共振器２０１における光の共振方向に対する長さｄにより決まる。すなわち、共振器２０１の長さｄがそれぞれ異なる複数のフォトダイオード１０１を、図１に示すように入力用光導波路１０３の側方に入力用光導波路１０３に対し平行に形成することで、単純な構成で、入力用光導波路１０３に入力される光信号に含まれる異なる波長の光信号をそれぞれ電気信号に変換することができる。共振器２０１の上方には、共振器２０１と同程度の大きさの電極が形成され、変換された電気信号が出力される。また、各フォトダイオード１０１は、共振器２０１の長さｄにより受信する光を選択することができるので、個別に波長選択フィルタを有する必要がない。また、フォトダイオード１０１は、フォトニック結晶構造体２０１を用いた微小共振器２０１により構成されるので、高いＱ値を得ることができる。   The wavelength of light that resonates in the resonator 201 is determined by the length d of the light in the resonator 201 with respect to the resonance direction. That is, a plurality of photodiodes 101 having different lengths d of the resonator 201 are formed on the side of the input optical waveguide 103 in parallel to the input optical waveguide 103 as shown in FIG. With the configuration, optical signals of different wavelengths included in the optical signal input to the input optical waveguide 103 can be converted into electrical signals, respectively. An electrode having the same size as that of the resonator 201 is formed above the resonator 201, and a converted electric signal is output. In addition, each photodiode 101 can select light to be received by the length d of the resonator 201, and thus does not need to have a wavelength selection filter individually. In addition, since the photodiode 101 includes the microresonator 201 using the photonic crystal structure 201, a high Q value can be obtained.

反射鏡部２０２のフォトニック結晶構造体は、格子間隔ａ、穴の半径ｒで形成される。例えば、格子間隔ａは５００ｎｍであり、半径ｒは２００ｎｍである。また、反射鏡部２０２ａを構成するフォトニック結晶構造体の周期構造の行数により、反射鏡部２０２ａの反射率が決まる。反射鏡部２０２ａの反射率により入力用光導波路１０３に入力された光と共振器２０１との間の光の透過率が決定される。反射鏡部２０２ａを構成するフォトニック結晶構造体の行数を少なくすることで、入力用光導波路１０３に入力された光と共振器２０１との光の透過率が増加し、共振器２０１に透過する光を増加させることができるが、フォトダイオード１０１のＱ値は減少してしまう。逆に、フォトニック結晶構造体２０２の構造パターンの行数を多くすることで、光導波路２０１に入力された光と共振器２０１との光の透過率が減少し、共振器２０１に透過する光が減少するが、フォトダイオード１０１のＱ値を増加させることができる。例えば、図２に示すように、本実施の形態における光集積回路では、５列のフォトニック結晶構造体を形成することで、特性の最適化を行っている。   The photonic crystal structure of the reflecting mirror 202 is formed with a lattice interval a and a hole radius r. For example, the lattice spacing a is 500 nm and the radius r is 200 nm. Further, the reflectance of the reflecting mirror part 202a is determined by the number of rows of the periodic structure of the photonic crystal structure constituting the reflecting mirror part 202a. The light transmittance between the light input to the input optical waveguide 103 and the resonator 201 is determined by the reflectance of the reflecting mirror portion 202a. By reducing the number of rows of the photonic crystal structures constituting the reflecting mirror part 202a, the transmittance of the light input to the input optical waveguide 103 and the light of the resonator 201 is increased, and the light is transmitted to the resonator 201. However, the Q value of the photodiode 101 decreases. Conversely, by increasing the number of rows of the structural pattern of the photonic crystal structure 202, the transmittance of the light input to the optical waveguide 201 and the light of the resonator 201 is reduced, and the light transmitted to the resonator 201 is transmitted. However, the Q value of the photodiode 101 can be increased. For example, as shown in FIG. 2, in the optical integrated circuit according to the present embodiment, the characteristics are optimized by forming five rows of photonic crystal structures.

図２に示すように共振器２０１は、入力用光導波路１０３の側方に、入力用光導波路１０３に対し共振器２０１が配置される方向(図２における縦方向)と、共振器２０１における光の共振方向である共振器２０１の長手方向(図２における横方向)とが異なるように配置される。すなわち、入力用光導波路１０３と共振器２０１とは、共振器２０１の長手方向と直交する方向の成分によって光学的に接続される。また、共振器２０１は、入力用光導波路１０３に対し、共振器２０１の長手方向が平行になるように配置される。これにより、図７に示す従来の光集積回路のように、光導波路７０２に対し共振器７０１が配置される方向(図７における横方向)と、共振器７０１における光の共振方向である共振器７０１の長手方向(図７における横方向)が同一になるように共振器７０１が配置されている場合（光導波路７０２と共振器７０１とが、共振器７０１における光の共振方向の成分によって光学的に接続される場合）に比べ、入力用光導波路１０３と共振器２０１とが対向する辺の長さが増加する。よって、入力用光導波路１０３と共振器２０１との光結合におけるカップリングが向上するので、本実施の形態におけるフォトダイオード１０１は、従来に比べ高出力および高速動作を実現することができる。   As shown in FIG. 2, the resonator 201 has a direction (vertical direction in FIG. 2) in which the resonator 201 is disposed on the side of the input optical waveguide 103 and the light in the resonator 201. The resonance direction of the resonator 201 is different from the longitudinal direction (lateral direction in FIG. 2). That is, the input optical waveguide 103 and the resonator 201 are optically connected by a component in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the resonator 201. The resonator 201 is arranged so that the longitudinal direction of the resonator 201 is parallel to the input optical waveguide 103. Thus, as in the conventional optical integrated circuit shown in FIG. 7, the resonator is the direction in which the resonator 701 is disposed with respect to the optical waveguide 702 (the lateral direction in FIG. 7) and the resonance direction of light in the resonator 701. When the resonator 701 is arranged so that the longitudinal direction of the 701 (the horizontal direction in FIG. 7) is the same (the optical waveguide 702 and the resonator 701 are optically dependent on the component in the resonance direction of light in the resonator 701). The length of the side where the input optical waveguide 103 and the resonator 201 are opposed to each other increases. Therefore, since the coupling in the optical coupling between the input optical waveguide 103 and the resonator 201 is improved, the photodiode 101 in this embodiment can realize higher output and higher speed operation than the conventional one.

図３は、図１における領域１０７の拡大図である。図３に示すように、レーザダイオード１０２は、図２に示すフォトダイオード１０１と同様の構成を用いることができる。なお、図２と同様の要素には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。   FIG. 3 is an enlarged view of the area 107 in FIG. As shown in FIG. 3, the laser diode 102 can have the same structure as the photodiode 101 shown in FIG. Elements similar to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

レーザダイオード１０２は、共振器２０１と、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄとを備える。また、出力用光導波路１０４はフォトニック結晶構造体により形成される。   The laser diode 102 includes a resonator 201 and reflecting mirror portions 202a to 202d. The output optical waveguide 104 is formed of a photonic crystal structure.

図２に示すフォトダイオード１０１と同様に、共振器２０１の長さｄがそれぞれ異なる複数のレーザダイオード１０２を、図１に示すように出力用光導波路１０４の側方に出力用光導波路１０４に対し平行に形成することで、単純な構成で、波長多重伝送用の異なる波長の光信号を含む出力光信号１０９を出力用光導波路１０４に出力することができる。共振器２０１の上方には、共振器２０１と同程度の大きさの電極が形成され、出力光信号１０９に変換される電気信号が入力される。また、レーザダイオード１０２は、フォトニック結晶構造体２０１を用いた微小共振器２０１により構成されるので、高いＱ値を得ることができる。   Similar to the photodiode 101 shown in FIG. 2, a plurality of laser diodes 102 having different lengths d of the resonators 201 are connected to the output optical waveguide 104 to the side of the output optical waveguide 104 as shown in FIG. By forming them in parallel, an output optical signal 109 including optical signals of different wavelengths for wavelength multiplexing transmission can be output to the output optical waveguide 104 with a simple configuration. An electrode having the same size as that of the resonator 201 is formed above the resonator 201, and an electric signal to be converted into the output optical signal 109 is input. In addition, since the laser diode 102 includes the microresonator 201 using the photonic crystal structure 201, a high Q value can be obtained.

図３に示すように共振器２０１は、出力用光導波路１０４に対し共振器２０１が配置される方向(図３における縦方向)と、共振器２０１の長手方向(図３における横方向)とが異なるように配置される。すなわち、出力用光導波路１０４と共振器２０１とは、共振器２０１の長手方向と直交する方向の成分によって光学的に接続される。また、共振器２０１は、出力用光導波路１０４に対し、共振器２０１の長手方向が平行になるように配置される。これにより、図７に示す従来の光集積回路の場合に比べ、出力用光導波路１０４と共振器２０１とが対向する辺の長さが増加する。よって、出力用光導波路１０４と共振器２０１との光結合におけるカップリングが向上するので、本実施の形態におけるレーザダイオード１０２は、従来に比べ高出力および高速動作を実現することができる。   As shown in FIG. 3, the resonator 201 has a direction in which the resonator 201 is arranged with respect to the output optical waveguide 104 (vertical direction in FIG. 3) and a longitudinal direction of the resonator 201 (lateral direction in FIG. 3). Arranged differently. That is, the output optical waveguide 104 and the resonator 201 are optically connected by a component in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the resonator 201. The resonator 201 is disposed so that the longitudinal direction of the resonator 201 is parallel to the output optical waveguide 104. This increases the length of the side where the output optical waveguide 104 and the resonator 201 face each other as compared with the conventional optical integrated circuit shown in FIG. Therefore, since the coupling in the optical coupling between the output optical waveguide 104 and the resonator 201 is improved, the laser diode 102 in this embodiment can realize higher output and higher speed operation than the conventional one.

以上より、本実施の形態における光集積回路は、波長多重伝送用の光入力構造を、受信する光の波長の異なるフォトダイオード１０１を必要数だけ入力用光導波路１０３の側方に平行に配置するだけの簡単な構造で形成することができる。また、波長多重伝送用の光出力構造を、出力する波長の異なるレーザダイオード１０２を必要数だけ出力用光導波路１０４の側方に平行に配置するだけの簡単な構造で形成することができる。すなわち、本実施の形態における光集積回路１００は、図９に示す従来の光集積回路のように、各レーザダイオード９０１ａ〜９０１ｄの出力を合流させるための光導波路９０２ａ〜９０２ｄを必要としない。よって、本実施の形態にける光集積回路１００は、従来に比べ単純な構造で波長多重伝送用の光集積回路を形成することができるので、チップ面積を削減することができる。さらに、波長多重伝送用の送受信機能を有する光集積回路として、容易に１チップ化することができる。これにより、安価な送受信機能を有する波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。   As described above, in the optical integrated circuit according to the present embodiment, the required number of photodiodes 101 having different wavelengths of light to be received are arranged in parallel to the side of the input optical waveguide 103 in the wavelength division multiplexing optical input structure. Only a simple structure can be formed. Further, the optical output structure for wavelength division multiplexing transmission can be formed with a simple structure in which a necessary number of laser diodes 102 having different output wavelengths are arranged in parallel to the side of the output optical waveguide 104. That is, unlike the conventional optical integrated circuit shown in FIG. 9, the optical integrated circuit 100 according to the present embodiment does not require the optical waveguides 902a to 902d for joining the outputs of the laser diodes 901a to 901d. Therefore, since the optical integrated circuit 100 according to the present embodiment can form an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission with a simpler structure than the conventional one, the chip area can be reduced. Furthermore, it can be easily integrated into one chip as an optical integrated circuit having a transmission / reception function for wavelength division multiplexing transmission. Thereby, an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission having an inexpensive transmission / reception function can be realized.

また、本実施の形態における光集積回路は、光導波路に対し共振器２０１が配置される方向と、共振器２０１の長手方向とが異なるように共振器２０１を配置している。また、出力用光導波路１０４に対し、共振器２０１の長手方向が平行になるようにフォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２を配置している。これにより、光導波路と共振器２０１との光結合におけるカップリングが向上するので、本実施の形態におけるフォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２は、従来に比べ高出力および高速動作を実現することができる。すなわち、高出力および高速動作である波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。   Further, in the optical integrated circuit according to the present embodiment, the resonator 201 is disposed so that the direction in which the resonator 201 is disposed with respect to the optical waveguide is different from the longitudinal direction of the resonator 201. The photodiode 101 and the laser diode 102 are arranged so that the longitudinal direction of the resonator 201 is parallel to the output optical waveguide 104. As a result, the coupling in the optical coupling between the optical waveguide and the resonator 201 is improved, so that the photodiode 101 and the laser diode 102 in the present embodiment can realize higher output and higher speed operation than the conventional one. That is, it is possible to realize an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission that has high output and high speed operation.

本実施の形態における光集積回路は、ドライバＩＣを備えた光モジュールに容易に実装することができる。   The optical integrated circuit in this embodiment can be easily mounted on an optical module including a driver IC.

図４は、光集積回路１００を用いた光モジュールの構成を模式的に示す斜視図である。
図４に示す光モジュール４００は、Ｓｉ基板４０１と、ドライバＩＣ４０２、電極４０３と、配線４０４と、光ファイバ４０５とを備える。 FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of an optical module using the optical integrated circuit 100.
The optical module 400 shown in FIG. 4 includes a Si substrate 401, a driver IC 402, electrodes 403, wirings 404, and an optical fiber 405.

ドライバＩＣ４０２は、光集積回路１００のフォトダイオード１０１が出力する電気信号の増幅および処理と、光集積回路１００のレーザダイオード１０２に電気信号の供給とを行うＩＣである。   The driver IC 402 is an IC that performs amplification and processing of the electric signal output from the photodiode 101 of the optical integrated circuit 100 and supplies the electric signal to the laser diode 102 of the optical integrated circuit 100.

図１に示す光集積回路１００の上下を反転させ、電極４０３と、光集積回路１００の各フォトダイオード１０１および各レーザダイオード１０２の電極とをハンダバンプを用いフリップチップ接合する。電極４０３とドライバＩＣ４０２とは、配線４０４を介し接続される。   The optical integrated circuit 100 shown in FIG. 1 is turned upside down, and the electrode 403 and the electrodes of the photodiodes 101 and laser diodes 102 of the optical integrated circuit 100 are flip-chip bonded using solder bumps. The electrode 403 and the driver IC 402 are connected via a wiring 404.

光ファイバ４０５は、Ｓｉ基板４０１に形成されたＶ型の溝４０６に収められる。光ファイバ４０５と、光集積回路１００の光導波路１０３および１０４とが接続される。   The optical fiber 405 is received in a V-shaped groove 406 formed in the Si substrate 401. The optical fiber 405 and the optical waveguides 103 and 104 of the optical integrated circuit 100 are connected.

本実施の形態における光集積回路１００は、単純な平面構造であるので、図４に示すように容易に光モジュール４００に集積することができる。さらに、本実施の形態における光モジュール４００は、光導波路１０３および１０４と光ファイバ４０５との光接合を容易に行うことができる。   Since the optical integrated circuit 100 in this embodiment has a simple planar structure, it can be easily integrated into the optical module 400 as shown in FIG. Furthermore, the optical module 400 in the present embodiment can easily perform optical bonding between the optical waveguides 103 and 104 and the optical fiber 405.

以上より、本実施の形態における光集積回路１００を用いることで、容易に光モジュール４００を形成することができる。また、上述したように、低コスト、高出力および高速動作である送受信機能を有する波長多重伝送用の光集積回路１００を用いることで、低コスト、高出力および高速動作である波長多重伝送用の光モジュールを実現することができる。   As described above, the optical module 400 can be easily formed by using the optical integrated circuit 100 in the present embodiment. In addition, as described above, by using the wavelength-multiplexed transmission optical integrated circuit 100 having a low-cost, high-output and high-speed operation transmission / reception function, the low-cost, high-output and high-speed operation can be achieved. An optical module can be realized.

以上、本発明の実施の形態に係る光集積回路および光モジュールについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。   The optical integrated circuit and the optical module according to the embodiment of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to this embodiment.

例えば、上記説明では、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２として、図８に示す構造を用いるとしたがこの構造に限らない。   For example, in the above description, the structure shown in FIG. 8 is used as the photodiode 101 and the laser diode 102, but the structure is not limited to this.

また、上記説明では、光集積回路１００は、３個のフォトダイオード１０１および３個のレーザダイオード１０２を備えているが、これに限らない。例えば、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２のうちどちらか一方のみを備えてもよい。すなわち、複数のフォトダイオード１０１と入力用光導波路１０３とを備えた、受信用の波長多重伝送用の光集積回路を構成してもよい。逆に、複数のレーザダイオード１０２と出力用光導波路１０４とを備えた、送信用の波長多重伝送用の光集積回路を構成してもよい。また、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２の個数は３個に限定されるものではなく、何個であってもよい。   In the above description, the optical integrated circuit 100 includes the three photodiodes 101 and the three laser diodes 102. However, the present invention is not limited to this. For example, only one of the photodiode 101 and the laser diode 102 may be provided. That is, an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission for reception that includes a plurality of photodiodes 101 and an input optical waveguide 103 may be configured. On the contrary, an optical integrated circuit for wavelength multiplexing transmission for transmission, which includes a plurality of laser diodes 102 and an output optical waveguide 104, may be configured. Further, the number of photodiodes 101 and laser diodes 102 is not limited to three, and may be any number.

また、上記説明では、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２が備える電極は、共振器２０１と同程度の大きさとしたがこれに限らない。図５は、共振器２０１より大きい電極を備えたレーザダイオード１０２の構成を示す平面図である。例えば、図５に示すように、共振器２０１より大きい電極５０１を形成してもよい。電極５０１を大きくすることで、光モジュール等に実装する場合のコンタクト抵抗を低減し、特性を向上させることができる。特に、フォトニック結晶構造体中にフォトダイオードまたはレーザダイオードを形成した場合には、素子抵抗を下げることができ、高速特性など諸特性全般を改善できるので、この電極サイズが好適である。また、電極サイズが大きいことにより、本発明に係る光集積回路を光モジュールに実装する場合に、ハンダバンプを用いたフリップチップ接合およびワイヤーボンディング接続等の光集積回路と基板との接続を容易に行うことができる。   In the above description, the electrodes included in the photodiode 101 and the laser diode 102 have the same size as that of the resonator 201, but are not limited thereto. FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the laser diode 102 having an electrode larger than the resonator 201. For example, as shown in FIG. 5, an electrode 501 larger than the resonator 201 may be formed. By increasing the size of the electrode 501, contact resistance when mounted on an optical module or the like can be reduced and characteristics can be improved. In particular, when a photodiode or a laser diode is formed in the photonic crystal structure, the element resistance can be lowered, and various characteristics such as high-speed characteristics can be improved. Therefore, this electrode size is suitable. Further, since the electrode size is large, when the optical integrated circuit according to the present invention is mounted on an optical module, the connection between the optical integrated circuit such as flip chip bonding and wire bonding using solder bumps and the substrate can be easily performed. be able to.

また、上記説明では、入力用光導波路１０３および出力用光導波路１０４は、フォトニック結晶構造体により形成されているが、これに限らない。例えば、光導波路１０３および１０４にコア層を有する通常の屈折率導波型光導波路等を用いてもよい。フォトニック結晶構造体を用いた光導波路は、複数の波長の光を含む光信号を伝送する場合には、複数の波長の光に対応した構造のフォトニック結晶構造体を形成する必要があり、構造設計が複雑になる。一方、反射鏡部２０２のみをフォトニック結晶構造体で形成し、光導波路には、構造が伝送する光の波長に依存しない通常の屈折率導波型光導波路等を用いることで、容易に光導波路を形成することができる。   In the above description, the input optical waveguide 103 and the output optical waveguide 104 are formed of a photonic crystal structure, but the present invention is not limited to this. For example, a normal refractive index waveguide type optical waveguide having a core layer in the optical waveguides 103 and 104 may be used. An optical waveguide using a photonic crystal structure needs to form a photonic crystal structure having a structure corresponding to light of a plurality of wavelengths when transmitting an optical signal including light of a plurality of wavelengths. Structural design becomes complicated. On the other hand, only the reflecting mirror part 202 is formed of a photonic crystal structure, and a normal refractive index waveguide type optical waveguide or the like that does not depend on the wavelength of light transmitted by the structure is used as the optical waveguide. Waveguides can be formed.

また、上記説明では、光導波路の経路方向と、フォトダイオード１０１またはレーザダイオード１０２の共振器２０１の長手方向とが平行になるように共振器２０１を配置するとしたがこれに限らない。光導波路の経路方向と、フォトダイオード１０１またはレーザダイオード１０２の共振器２０１の長手方向とは、平行からずれていてもよい。図６は、フォトダイオード１０１の共振器２０１の長手方向と入力用光導波路１０３の経路方向とをずらした光集積回路の構成を示す図である。図６に示すように、入力用光導波路１０３の経路方向に対し、共振器６０１の長手方向が６０°程度ずれるように共振器６０１が配置されてもよい。   In the above description, the resonator 201 is arranged so that the path direction of the optical waveguide and the longitudinal direction of the resonator 201 of the photodiode 101 or the laser diode 102 are parallel to each other. However, the present invention is not limited to this. The path direction of the optical waveguide and the longitudinal direction of the resonator 201 of the photodiode 101 or the laser diode 102 may be shifted from parallel. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical integrated circuit in which the longitudinal direction of the resonator 201 of the photodiode 101 and the path direction of the input optical waveguide 103 are shifted. As shown in FIG. 6, the resonator 601 may be arranged so that the longitudinal direction of the resonator 601 is shifted by about 60 ° with respect to the path direction of the input optical waveguide 103.

本発明は、光集積回路および光モジュールに適用でき、特に、光通信における波長多重伝送用の光集積回路および光モジュールに適用できる。   The present invention can be applied to an optical integrated circuit and an optical module, and in particular to an optical integrated circuit and an optical module for wavelength division multiplexing transmission in optical communication.

本実施の形態における光集積回路の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical integrated circuit in this Embodiment. 図１の領域１０６の拡大図である。It is an enlarged view of the area | region 106 of FIG. 図１の領域１０７の拡大図である。It is an enlarged view of the area | region 107 of FIG. 本実施の形態における光モジュールの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the optical module in this Embodiment. 本実施の形態における光集積回路の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the optical integrated circuit in this Embodiment. 本実施の形態における光集積回路の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the optical integrated circuit in this Embodiment. 従来の光集積回路の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional optical integrated circuit. 従来の光集積回路の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional optical integrated circuit. 従来の波長多重伝送用の光集積回路の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional optical integrated circuit for wavelength division multiplexing transmission.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 光集積回路
１０１、１０１ａ〜１０１ｃ フォトダイオード
１０２、１０２ａ〜１０２ｃ レーザダイオード
１０３ 入力用光導波路
１０４ 出力用光導波路
１０５ 半導体基板
１０６、１０７ 領域
１０８ 入力光信号
１０９ 出力光信号
２０１、６０１、７０１ 共振器
２０２、２０２ａ〜２０２ｄ、７０３ 反射鏡部
４００ 光モジュール
４０１ 基板
４０２ ドライバＩＣ
４０３ 電極
４０４ 配線
４０５ 光ファイバ
４０６ Ｖ型の溝
５０１、８０１、８０２ 電極
７０２、９０２ａ〜９０２ｄ、９０３ 光導波路
８０３ 活性層
８０４、８０５ クラッド層
９０１ａ〜９０１ｄ 半導体レーザ
ａ 格子定数
ｄ 長さ
ｒ 半径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Optical integrated circuit 101, 101a-101c Photodiode 102, 102a-102c Laser diode 103 Input optical waveguide 104 Output optical waveguide 105 Semiconductor substrate 106, 107 area | region 108 Input optical signal 109 Output optical signal 201, 601, 701 Resonator 202, 202a to 202d, 703 Reflecting mirror part 400 Optical module 401 Substrate 402 Driver IC
403 Electrode 404 Wiring 405 Optical fiber 406 V-shaped groove 501, 801, 802 Electrode 702, 902a-902d, 903 Optical waveguide 803 Active layer 804, 805 Clad layer 901a-901d Semiconductor laser a Lattice constant d Length r Radius

Claims (9)

光信号を伝送する光導波路と、
フォトニック結晶構造体に囲まれた共振器を有し、前記光導波路と光学的に接続され、前記光信号を電気信号に変換、または、電気信号を前記光信号に変換する１以上の光ダイオードとを備え、
前記光ダイオードは、前記光導波路の側方に形成され、
前記光導波路と前記光ダイオードとは、前記共振器の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される
ことを特徴とする光集積回路。 An optical waveguide for transmitting optical signals;
One or more photodiodes having a resonator surrounded by a photonic crystal structure, optically connected to the optical waveguide, and converting the optical signal into an electrical signal or converting an electrical signal into the optical signal And
The photodiode is formed on a side of the optical waveguide,
The optical integrated circuit, wherein the optical waveguide and the photodiode are optically connected by a component in a direction different from the longitudinal direction of the resonator. 前記光ダイオードは、電気信号を前記光信号に変換し、前記光導波路に出力する
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。 The optical integrated circuit according to claim 1, wherein the optical diode converts an electrical signal into the optical signal and outputs the optical signal to the optical waveguide. 前記光ダイオードは、前記光導波路が伝送した前記光信号を電気信号に変換する
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。 The optical integrated circuit according to claim 1, wherein the optical diode converts the optical signal transmitted by the optical waveguide into an electrical signal. 前記光導波路は、
外部に出力する出力光信号を伝送する出力用光導波路と、
外部より入力される入力光信号を伝送する入力用光導波路とを含み、
前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、
前記複数の光ダイオードは、
前記出力用光導波路と光学的に接続され、電気信号を前記出力光信号に変換し、前記出力用光導波路に出力する第１の光ダイオードと、
前記入力用光導波路と光学的に接続され、前記入力用光導波路が伝送した前記入力光信号を電気信号に変換する第２の光ダイオードとを含む
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。 The optical waveguide is
An output optical waveguide for transmitting an output optical signal to be output to the outside;
Including an input optical waveguide for transmitting an input optical signal input from the outside,
The optical integrated circuit includes a plurality of the photodiodes,
The plurality of photodiodes are:
A first optical diode optically connected to the output optical waveguide, converting an electrical signal into the output optical signal, and outputting the output optical signal to the output optical waveguide;
The optical integrated circuit according to claim 1, further comprising: a second optical diode optically connected to the input optical waveguide and converting the input optical signal transmitted by the input optical waveguide into an electrical signal. circuit. 前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、
前記複数の光ダイオードは、列状に配置され、
前記光導波路の経路方向と、前記列状に配置された複数の光ダイオードの列方向とは平行である
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。 The optical integrated circuit includes a plurality of the photodiodes,
The plurality of photodiodes are arranged in a row,
The optical integrated circuit according to claim 1, wherein a path direction of the optical waveguide and a column direction of the plurality of photodiodes arranged in the row are parallel to each other. 前記複数の光ダイオードは、
前記共振器において第１の光を共振させる第１の光ダイオードと、
前記共振器において前記第１の光の波長と異なる波長の第２の光を共振させる第２の光ダイオードとを含む
ことを特徴とする請求項５記載の光集積回路。 The plurality of photodiodes are:
A first photodiode for resonating first light in the resonator;
The optical integrated circuit according to claim 5, further comprising: a second photodiode that resonates second light having a wavelength different from the wavelength of the first light in the resonator. 前記光導波路は、フォトニック結晶構造体により形成される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光集積回路。 The optical integrated circuit according to claim 1, wherein the optical waveguide is formed of a photonic crystal structure. 前記共振器の長手方向は、前記光導波路の経路方向と平行である
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光集積回路。 The optical integrated circuit according to claim 1, wherein a longitudinal direction of the resonator is parallel to a path direction of the optical waveguide. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の光集積回路と、
前記光ダイオードに前記電気信号を供給、または、前記光ダイオードが出力する前記電気信号を処理する処理手段とを備える
ことを特徴とする光モジュール。 An optical integrated circuit according to any one of claims 1 to 8,
An optical module comprising: processing means for supplying the electrical signal to the photodiode or processing the electrical signal output by the photodiode.
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