JP2009545013A - テーパ導波路を用いた集積化鉛直波長(デ)マルチプレクサ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
□ 直接突合せ結合;選択領域のエッチングおよび再成長を含むエピタキシャル成長の多重工程を実行する能力を利用して、前記光通信集積回路のダイスを横切る共通の垂直面で空間的に水平方向に区別されている希望する前記半導体物質を提供する。
□ 変形突合せ結合;単一のエピタキシャル成長の連続稼動で成長した半導体物質の選択領域の成長後の変形を利用して、前記光通信集積回路のダイスを横切る鉛直方向の導波用の共通の平面で空間的に区別される希望する半導体物質の前記領域を形成する。
□ エバネセント場結合;鉛直方向に分離しているが光学的に結合した導波路であって単一のエピタキシャル成長工程で成長したものが、希望する半導体物質、それはいまや前記光通信集積回路のダイスの前記共通の鉛直方向の積み重ねで区別されているものを提供するために採用されている。
○ 前記共通導波路110は、2つの波長λ1101およびλ2102の各々で唯一の導波された光学モードを支持する。
○ 前記第1の指定導波路120は、前記第1の波長λ1101の上であるが、第2の波長λ2102より下、すなわち、λ1<λCO1<λ2の基本モードのカットオフ波長をもっている。
○ 前記第2の指定導波路130は前記第2の波長λ2102より上、すなわち、λCO2<λ2の基本モードのカットオフ波長をもっている。前記第1および第2の指定導波路120,130は各々、現実に、これらの層が前記深いエッチング隆起の部分として存在しかつその隆起の幅がカットオフの隆起の幅よりも大きい場合のみの導波層内で光学場を導波することができる。
ように設計されている。
層 251 厚さ1μmの非意図的に不純物が添加されたInPバッファ層
層 252 前記共通導波路110についての 厚さ0.6μmの非意図的に不純物が添加されたGaInAsP(λG=1000nm)導波層
層 253 厚さ0.4μmの、大量のN-doped InPの光学的分離/電気的N型接触層
層 254 前記第1の指定導波路120についての、厚さ0.2μmの、N-doped GaInAsP(λG=1000nm)の分離した局限のヘテロ構造導波層
層 255 前記第1の指定導波路120についての、厚さ0.11μmの、非意図的に不純物が添加されたGaInAsP/GaInAsP ひずみが補償された多重量子的井戸(λG=1310nm)の導波層
層 256 前記第1の指定導波路120についての、厚さ0.1μmの、P-doped GaInAsP(λG=1000nm)の分離した局限のヘテロ構造導波層
層 257 厚さ0.4μmの、大量のP-doped InPの光学的分離/電気的P型接触層
層 258 第2の指定導波路130についての、厚さ0.085μmの、非意図的に不純物が添加されたGaInAs(λG=1654nm)の導波路
層 259 厚さ1.5μmの、大量のN-doped InPの光学的クラッド/電気的N型接触層
Claims (26)
- 半導体基体と、前記半導体基体上に成長したエピタキシャル半導体構造とを有し、
前記基体は、エピタキシャル半導体成長を支持し、
前記エピタキシャル半導体構造は1工程で成長し、かつ、共通導波路と光学的に所定の距離をもって並んだ複数の前記指定導波路の内の少なくとも1とを有し、
前記共通導波路は、前記エピタキシャル半導体構造内の所定位置にあって予め定めた第1の波長範囲内で光信号の伝播を支持しかつ少なくとも1のバンドギャップ波長によって特徴付けられており、
前記複数の指定導波路は前記共通導波路上にバンドギャップ波長が増大する順に設けられ、かつその各々は予め定めた第2の波長範囲内で光信号の伝播を支持し、前記予め定めた第2の波長範囲は、前記予め定めた第1の波長範囲内にある第3族−第5族半導体物質系で実施可能な集積化光通信装置。 - 前記共通導波路の前記バンドギャップ波長は、少なくとも1の第1の所定の波長の変位により、任意の前記複数の指定導波路の所定の第2の波長範囲より下である請求項1に記載の集積化光通信装置。
- 前記共通導波路の前記バンドギャップ波長は、少なくとも1の第2の所定の波長の変位により、前記複数の指定導波路の前記所定の全部の第2の波長範囲より下である請求項1および請求項2のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 任意の前記複数の指定導波路の前記バンドギャップ波長は前記複数の指定導波路の先行する指定導波路の前記動作用波長に接近しまたはその上であり、先行する指定導波路は、前記選択した指定導波路の下でかつそれに接近して鉛直方向に設けられており、前記指定導波路の前記バンドギャップ波長は先行する指定導波路の第3の所定波長範囲内にある請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 前記共通導波路と結合しかつ該共通導波路内を伝播しかつ前記所定の第1の波長範囲内に動作用波長をもっている光信号が、断熱的に前記複数の指定導波路の内の1の指定導波路に、任意の他の前記指定導波路との意味のある相互作用せずに移動し、前記複数の指定導波路の内の前記1の指定導波路は、前記光信号の少なくとも前記動作用波長に応じて決定される請求項1乃至請求項4のいずれに記載の集積化光通信装置。
- 前記複数の指定導波路内の1内で生成された放射された光信号は断熱的に前記複数の指定導波路の内の任意の他の前記指定導波路との意味のある相互作用をすることなく前記共通導波路を移動し、前記放射された光信号は前記複数の指定導波路の内の1の前記所定の第2の波長の範囲内にありかつ前記共通導波路の前記所定の第1の波長範囲内にある請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 前記複数の指定導波路の各々は、少なくとも1の導波路回路を有し、前記導波路回路は発光器および光検出器の1を有する請求項1乃至請求項6のいずれか記載の集積化光通信装置。
- 前記複数の指定導波路の各々は、少なくとも1の導波路回路を有し、該導波路回路は、その指定導波路の1の電極に適用される少なくとも1のバイアスポテンシャルに応じてその指定導波路の発光器および光検出器の1として機能する請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 前記複数の指定導波路の各々は発光器を有する請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 前記複数の指定導波路の各々は、光検出器を有する請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 前記複数の指定導波路の内の少なくとも1は、少なくとも1の発光器および第1の光検出器を有し、前記複数の指定導波路の内の少なくとも1の他の指定導波路は、第2の光検出器を有する請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 前記複数の指定導波路の内の少なくとも1は発光器を有し、前記複数の指定導波路の内の少なくとも1の他の指定導波路は、光学的変調機を有する請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の集積化光通信装置。
- 半導体基体を提供する工程と、
半導体基体上にエピタキシャル半導体構造を成長させる工程とを有するとともに、前記基体は、エピタキシャル半導体成長を支持し、
前記エピタキシャル半導体構造は、1の成長工程で成長し、前記成長したエピタキシャル半導体構造は少なくとも
共通導波路と、所定の間隔で前記共通導波路と光学的に配列された複数の指定導波路のうちの少なくとも1つとを有し、
前記共通導波路は前記エピタキシャル半導体構造内の所定の位置にあって、所定の第1の波長範囲内に光信号の伝播を支持しかつ少なくとも1のバンドギャップ波長によって特徴付けられ、
前記複数の指定導波路は前記共通導波路の上に増大するバンドギャップ波長の順に配置されかつ各々は所定の第2の波長領域内の光信号の伝播を支持し、前記所定の第2の波長範囲は、前記所定の第1の波長範囲内である第3族−第5族半導体物質系を用いる光信号処理方法。 - 前記共通導波路を提供する工程は、少なくとも1の第1の所定の波長の変位によって、前記複数の指定導波路の所定の第2の波長範囲のいずれよりも下のバンドギャップ波長を有する光導波路を提供する工程を有する請求項13に記載の方法。
- 前記共通導波路を提供する工程は、少なくとも1の第2の所定の波長の変位によって、前記複数の指定導波路の所定の第2の波長範囲の全てより下の光導波路を提供する工程を有する請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の方法。
- 任意の前記複数の指定導波路を提供する工程は、前記複数の指定導波路の内の先行する指定導波路の前記動作用波長に接近しまたはより上である第3の所定の波長範囲内のバンドギャップ波長をもった前記複数の指定導波路のいくつかを提供する工程を有し、前記先行する指定導波路は前記複数の導波路の内の任意のものより下でかつ接近して鉛直方向に配置された前記複数の指定導波路の内の1つであって、前記指定導波路の前記バンドギャップ波長である請求項1乃至請求項15のいずれかに記載の方法。
- 前記共通導波路と結合しかつ該導波路内を伝播しかつ前記所定の第1の指定導波路内に動作用波長を有する光信号を提供する工程は、該光信号が、前記複数の指定導波路の内の1に、前記複数の指定導波路の内の他の任意のものと意味のある相互作用をすることなく断熱的に移動することに帰着し、前記複数の指定導波路の内の1つは少なくとも前記光信号の前記動作用波長に依存して決定される請求項1乃至請求項16のいずれかに記載の方法。
- 放射した光信号を前記複数の指定導波路の1内に生成させる工程は、前記共通導波路に、前記放射した光信号が前記複数の指定導波路の内の任意の他の指定導波路と意味のある相互作用をすることなく断熱的に移動することに帰着し、前記放射した光信号は、前記複数の指定導波路の内の1の前記所定の第2の波長範囲内であって、かつ前記共通導波路の前記所定の第1の波長範囲内にある請求項1乃至請求項17のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の指定導波路の各々を提供する工程は、発光器および光検出器の内の少なくとも1を提供する工程を有する請求項1乃至請求項18のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の指定導波路の各々を提供する工程は、前記指定導波路に連結した電極に適用される少なくとも1のバイアスポテンシャルに応じて発光器および光検出器の内の1として機能する少なくとも1の導波路回路を提供する工程を有する請求項1乃至請求項19のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の指定導波路の各々を提供する工程は、発光器を提供する工程を有する請求項1乃至請求項20のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の指定導波路の各々を提供する工程は、光検出器を提供する工程を有する請求項1乃至請求項21のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の指定導波路の内の少なくとも1を提供する工程は、発光器および第1の光検出器を提供する工程を有し、
前記複数の指定導波路の内の少なくとも1の指定導波路を提供する工程は、第2の光検出器を提供する工程を有する請求項1乃至請求項22のいずれかに記載の方法。 - 前記複数の指定導波路の内の少なくとも1を提供する工程は、発光器を提供する工程を有するとともに、
前記複数の指定導波路の内の少なくとも1の他の指定導波路を提供する工程は、光学的変調機を提供する工程を有し、該光学的変調機は、前記発光器によって放射した光信号を変調する請求項1乃至請求項23のいずれかに記載の方法。 - 半導体基体と、前記半導体基体上で成長したエピタキシャル半導体構造とを有するとともに、
前記基体はエピタキシャル半導体成長を支持し、前記エピタキシャル半導体構造は1工程で成長し、かつ共通導波路、および所定の間隔で前記共通導波路と光学的に整列した複数の指定導波路の内の少なくとも1を有し、
前記共通導波路は、前記エピタキシャル半導体構造内における所定の位置にあり、所定の第1の波長範囲内での光信号の伝播を支持しかつ少なくとも1のバンドギャップ波長によって特徴付けられ、
前記複数の指定導波路は増大するバンドギャップ波長の順に前記共通導波路上に配置されかつ各々は所定の第2の波長範囲内で光信号の伝播を支持し、前記所定の第2の波長範囲は、前記所定の第1の波長範囲内にあるという回路が設けられ、所定の計算機フォーマットに応じたデータを格納し、かつ適当な計算機によって前記データが実行されるコンピュータによる読取可能な媒体。 - 半導体基体を提供する工程と、前記半導体基体上にエピタキシャル半導体構造を成長させる工程とを有し、
前記基体はエピタキシャル半導体の成長を支持し、前記エピタキシャル半導体構造は1の成長工程で成長し、該成長したエピタキシャル半導体構造は、少なくとも共通導波路と、所定の距離の間前記共通導波路と光学的に整列した複数の指定導波路の内の少なくとも1とを提供し、
前記共通導波路は、前記エピタキシャル半導体構造内の所定の位置にあって所定の第1の波長範囲内の光信号の伝播を支持し、かつ少なくとも1のバンドギャップ波長によって特徴付けられ、
前記複数の指定導波路は、増大するバンドギャップ波長の順に前記共通導波路上に設けられ、かつ各々が所定の第2の波長範囲内での光信号の伝播を支持し、前記所定の第2の波長範囲は前記所定の第1の波長範囲内にあるところの第3族−第5族半導体物質系を用いて光信号を処理する方法が提供された、所定の計算機フォーマットに応じたデータを格納し、かつ、適当な計算機によって前記データが実行されるコンピュータによる読取可能な媒体。
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