JP2010123688A - 一体集積型光アイソレータ及びその製造方法 - Google Patents
一体集積型光アイソレータ及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010123688A JP2010123688A JP2008294822A JP2008294822A JP2010123688A JP 2010123688 A JP2010123688 A JP 2010123688A JP 2008294822 A JP2008294822 A JP 2008294822A JP 2008294822 A JP2008294822 A JP 2008294822A JP 2010123688 A JP2010123688 A JP 2010123688A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- refractive index
- optical isolator
- waveguide
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【解決手段】この半導体光アイソレータでは、新たに導波層を設けて、光が導波層に比較的多く集中する構造を採用している。この導波層の側壁に強磁性体層を形成している。導波層の側壁に強磁性体層を配置し、光の一部が導波層から横方向に漏れ出して強磁性体層に到達することによって、光アイソレーションを得ている。即ち、活性層を加工する必要がないので、露出することが無く、信頼性が悪化することはない。
【選択図】図1
Description
図1は、第1実施形態に係る一体集積型光アイソレータ10の構成を示す断面図である。一体集積型光アイソレータ10に対して、磁場方向及び光の伝搬方向を特定するため、一体集積型光アイソレータ10の断面幅方向をY方向とし、磁場方向をX方向、光の伝搬方向をZ方向とする。
但し、これらの屈折率及び膜厚の数字は、例示であって、これらに限定されるものではない。これにより、導波する光の約20%以上は、発光再結合、光増幅等が生じる半導体光増幅器活性層6ではなく、その上部に位置する上部導波層8を伝搬することになる。
ここで、光アイソレータの動作原理を簡単に説明する。図3Aは、光アイソレータの動作原理の概念図である。第1実施形態に係る半導体光アイソレータ(図1参照)、第2実施形態に係る半導体光アイソレータ(図2参照)、TEモードで動作する従来の半導体光アイソレータ(図3B参照)及びTEモードで動作する従来の半導体光アイソレータ(図3C参照)は、いずれも図1に示す動作原理に従って動作する。
TE偏光に対して動作する従来の半導体光アイソレータ(図3B参照)とTM偏光に対して動作する従来の半導体光アイソレータ(図3C参照)とに関して、本実施形態に係る半導体光アイソレータ(図1参照)と比較しながら簡単に説明する。
図3Bに示す半導体光アイソレータの素子構造は、多くの半導体レーザが動作するTEモードに対応して動作する長所を有する。
図2は、第2実施形態に係る一体集積型光アイソレータ30の構成を示す断面図である。X,Y,Zの各方向は図1と同様である。一体集積型光アイソレータ30は、クラッド層の屈折率と導波層の屈折率との差が比較的大きい高屈折差光導波路素子に適している。
一体集積型光アイソレータ10(第1実施形態)と一体集積型光アイソレータ30(第2実施形態)とは、TEモードで動作する半導体光アイソレータであって、導波層の側壁に強磁性体層を配置した点で技術的特徴を共有する。即ち、従来のTE偏光に対して動作する半導体光アイソレータ(図3B参照)では、半導体光増幅器活性層6の側壁に強磁性体層を配置していた。このため、製造工程で半導体光増幅器活性層6が露出し、その結果、デバイスの信頼性を悪化させていた。
第3実施形態は、第1実施形態に係る一体集積型光アイソレータ10の製造方法に関する。図4A〜4Cは、製造工程順に各工程を示したものでる。
第4実施形態は、第2実施形態に係る一体集積型光アイソレータ30の製造方法に関する。図5A〜5Dは、製造工程順に各工程を示したものでる。
以上、本実施形態に係る一体集積型光アイソレータ及びその製造方法に関して説明したが、これらは例示であって、本発明はこれに限定されない。特に、各要素の材料、膜厚等のサイズは、典型例であって、これに限定されるものではない。本実施形態に関して、当業者が容易になしえる追加・削除・変更・改良等は本発明の範囲内である。
Claims (10)
- 半導体基板上に形成された下部クラッド層と、
前記下部クラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成されたバッファ層と、
前記バッファ層上の一部に形成された導波層と、
前記導波層状に形成された上部クラッド層と、
前記導波層の一方の側壁に沿って、該導波層の面(Y方向)に直交方向(X方向)に延在し、X方向に磁場を印加する光吸収性の強磁性体層とを備え、
前記上部導波層を伝搬する光の一部が、該上部導波層から漏れて前記強磁性体層に達することにより光アイソレーションを得ることを特徴とする、一体集積型光アイソレータ。 - 請求項1に記載の一体集積型光アイソレータにおいて、
前記上部及び下部クラッド層の屈折率n1,n1、前記導波層の屈折率n2及び前記活性層の屈折率n3の大小関係を、n1<n2<n3とし、光を該上部導波層へ光を比較的多く集中させる、一体集積型光アイソレータ。 - 請求項1に記載の一体集積型光アイソレータにおいて、更に、
前記上部クラッド層上に形成された第1の電極と、
前記半導体基板の下面に形成された第2の電極とを備え、
第1及び第2の電極間に直流バイアス源を接続することにより光増幅を行って、伝搬する光の減衰を補償する、一体集積型光アイソレータ。 - 半導体基板上に形成された低屈折率層と、
前記低屈折率層上に形成された高屈折率層と、
前記高屈折率層上の一部に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された上部クラッド層とを備え、
前記高屈折率層は、光伝搬方向(Z方向)に延在する2本の溝に囲まれた高屈折率導波層を形成し、
前記高屈折率導波層の一方の側壁に沿って、該導波層の面(Y方向)に直交方向(X方向)に延在し、X方向に磁場を印加する光吸収性の強磁性体層とを備え、
前記高屈折率導波層を伝搬する光の一部が、該高屈折率導波層から漏れて前記強磁性体層に達することにより光アイソレーションを得ることを特徴とする、一体集積型光アイソレータ。 - 請求項4に記載の一体集積型光アイソレータにおいて、
前記上部クラッド層の代わりに半導体基板を備えている、一体集積型光アイソレータ。 - 請求項4又は5記載の一体集積型光アイソレータにおいて、
前記上部及び下部クラッド層の屈折率n1,n1、前記上部導波層の屈折率n2及び前記活性層の屈折率n3の大小関係を、n1<n2<n3とし、光を該上部導波層に比較的多く集中させる、一体集積型光アイソレータ。 - 請求項4に記載の一体集積型光アイソレータにおいて、更に、
前記上部クラッド層上に形成された第1の電極と、
前記活性層上に形成された第2の電極とを備え、
第1及び第2の電極間に直流バイアス源を接続することにより光増幅を行って、伝搬する光の減衰を補償する、一体集積型光アイソレータ。 - 半導体基板上に、下部クラッド層、活性層、導波層及び上部クラッド層を連続的に成膜するステップと、
成膜工程を終了した基板に対して、前記導波層及び前記上部クラッド層の両側の側壁をドライエッチングして光伝搬方向に沿って部分的に取り去るステップと、
前記導波層の一方の側壁を覆うように、強磁性体層を形成するステップとを含む、一体集積型光アイソレータの製造方法。 - 半導体基板上に、低屈折率層及び高屈折率層を連続的に成膜するステップと、
前記高屈折率層に対して、光伝搬方向(Z方向)に延在する2本の溝を形成して高屈折率導波層を形成して第1のウェハを形成するステップと、
別個に、活性層及び該活性層上に部分的に上部クラッド層を成膜して第2のウェハを形成するステップと、
第1のウェハの高屈折率層の面と第2のウェハの上部クラッド層の面をボンディングするステップと、
前記上部クラッド層上に第1の電極を、前記活性層上に第2の電極を、夫々形成するステップとを含む、一体集積型光アイソレータの製造方法。 - 請求項9に記載の一体集積型光アイソレータの製造方法において、
前記上部クラッド層の代わりに半導体基板を使用する、製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008294822A JP4807404B2 (ja) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | 一体集積型光アイソレータ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008294822A JP4807404B2 (ja) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | 一体集積型光アイソレータ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010123688A true JP2010123688A (ja) | 2010-06-03 |
JP4807404B2 JP4807404B2 (ja) | 2011-11-02 |
Family
ID=42324786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008294822A Expired - Fee Related JP4807404B2 (ja) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | 一体集積型光アイソレータ及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4807404B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014532980A (ja) * | 2011-10-20 | 2014-12-08 | アルカテル−ルーセント | 光アイソレータを備える一体化光学構造 |
US20220382084A1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | Kyocera Corporation | Nonreciprocal waveguide, isolator, optical switch, optical transceiver, data center, and manufacturing method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5598492A (en) * | 1995-10-10 | 1997-01-28 | Hammer; Jacob M. | Metal-ferromagnetic optical waveguide isolator |
JP2000266947A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-09-29 | Univ Tokyo | 光アイソレータ |
US7065265B2 (en) * | 2003-05-12 | 2006-06-20 | Photodigm, Inc. | Ferromagnetic-semiconductor composite isolator and method |
-
2008
- 2008-11-18 JP JP2008294822A patent/JP4807404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5598492A (en) * | 1995-10-10 | 1997-01-28 | Hammer; Jacob M. | Metal-ferromagnetic optical waveguide isolator |
JP2000266947A (ja) * | 1999-03-19 | 2000-09-29 | Univ Tokyo | 光アイソレータ |
US7065265B2 (en) * | 2003-05-12 | 2006-06-20 | Photodigm, Inc. | Ferromagnetic-semiconductor composite isolator and method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014532980A (ja) * | 2011-10-20 | 2014-12-08 | アルカテル−ルーセント | 光アイソレータを備える一体化光学構造 |
US9106046B2 (en) | 2011-10-20 | 2015-08-11 | Alcatel Lucent | Integrated optical structure comprising an optical isolator |
US20220382084A1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | Kyocera Corporation | Nonreciprocal waveguide, isolator, optical switch, optical transceiver, data center, and manufacturing method |
US11982888B2 (en) * | 2021-05-27 | 2024-05-14 | Kyocera Corporation | Nonreciprocal waveguide, isolator, optical switch, optical transceiver, data center, and manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4807404B2 (ja) | 2011-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8380032B2 (en) | Semiconductor optical amplifier module | |
JP5873181B2 (ja) | 光アイソレータを備える一体化光学構造 | |
US8891913B1 (en) | Heterogeneous semiconductor photonic integrated circuit with multiple offset heights | |
WO2010100738A1 (ja) | 半導体レーザ、シリコン導波路基板、集積素子 | |
JP3991615B2 (ja) | 半導体光アンプおよび半導体レーザ | |
JP2010263153A (ja) | 半導体集積光デバイス及びその作製方法 | |
US7371595B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor laser device | |
US20230009186A1 (en) | Optical Device | |
US20060056760A1 (en) | Gain-assisted electroabsorption modulators | |
Amemiya et al. | Nonreciprocal polarization conversion in asymmetric magnetooptic waveguide | |
JP4807404B2 (ja) | 一体集積型光アイソレータ及びその製造方法 | |
Shimizu et al. | Monolithic Integration of a Waveguide Optical Isolator With a Distributed Feedback Laser Diode in the 1.5-$\mu $ m Wavelength Range | |
JP2010224280A (ja) | 光集積回路 | |
JP2009021454A (ja) | 半導体光素子 | |
Okumura et al. | Single-mode operation of GaInAsP/InP-membrane distributed feedback lasers bonded on silicon-on-insulator substrate with rib-waveguide structure | |
US5787105A (en) | Integrated semiconductor laser apparatus | |
JP5239530B2 (ja) | 半導体光素子およびその製造方法 | |
JP2003255164A (ja) | 光結合素子及び光デバイス | |
Nishi et al. | Low-operating energy heterogeneously integrated photonic-crystal laser on Si waveguide | |
Atsumi et al. | Athermal wavelength filters toward optical interconnection to LSIs | |
Takahashi et al. | TM mode waveguide isolator monolithically integrated with InP active devices | |
WO2024100782A1 (ja) | 光集積デバイス及び光集積デバイスの製造方法 | |
Oshikiri et al. | 36.6 dB/mm Extinction Ratio in TE Mode Semiconductor Optical Isolators with Co | |
US20240230997A9 (en) | Optical waveguide | |
Shimizu et al. | InGaAsP/InP evanescent mode waveguide optical isolators and their application to InGaAsP/InP/Si hybrid evanescent optical isolators |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110208 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110408 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110719 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110801 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140826 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140826 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |