JP2011258785A - Optical waveguide and optical semiconductor device using it - Google Patents

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Takeshi Fujisawa
剛 藤澤
Fumiyoshi Kano
文良 狩野
Hiroyuki Ishii
啓之 石井
Nobuhiro Nunotani
伸浩 布谷
Shigeru Kanazawa
慈 金澤
Yasuo Shibata
泰夫 柴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide which ensures efficient optical joint as compared with an optical waveguide of conventional taper structure when optical waveguides of different types having significantly different mode fields are connected.SOLUTION: In the optical waveguide where two waveguides 41 and 42 of different structure join through a discontinuous taper structure joint body 50 having a predetermined length L, and lateral spread of light guided by one waveguide 41 is wider than lateral spread of light guided by the other waveguide 42, width of the discontinuous taper structure joint body 50 becomes narrower gradually from one end 51 touching one waveguide 41 toward the other end 52 touching the other waveguide 42, and the width Wof one end 51 in the discontinuous taper structure joint body 50 is made wider than the width Wof one waveguide 41.

Description

本発明は、光導波路およびそれを用いた光半導体装置に関し、より詳しくは、歪量子井戸層を有する電界吸収型光変調器集積半導体レーザのような光半導体装置に関する。   The present invention relates to an optical waveguide and an optical semiconductor device using the same, and more particularly to an optical semiconductor device such as an electroabsorption optical modulator integrated semiconductor laser having a strained quantum well layer.

現在のインターネットの爆発的な広がりから、ネットワークの光化は大都市間の基幹網からFTTH(Fiber To The Home)に代表されるアクセス網までも広がっており、通信の種類としても従来のテレコミュニケーション用途からデータ通信まで多岐に亘りはじめている。特に最近ではイーサネット(登録商標)の光化が議論されており、その送受信機に関して、各種の形態、性能に関する標準化が進められている。   Due to the explosive spread of the current Internet, the opticalization of networks has expanded from backbone networks between large cities to access networks represented by FTTH (Fiber To The Home). It has begun to cover a wide range from applications to data communications. In particular, the opticalization of Ethernet (registered trademark) has been discussed recently, and standardization of various forms and performances of the transceiver is being promoted.

その中でも次世代ネットワークの一つとして議論されている100ギガビットイーサネット(100GbE)用送受信機は将来の超高速ネットワークとしてさかんに研究されている。100GbEでは伝送距離に応じて各種の規格が議論されているが、シングルモードファイバ(Single Mode Fiber:SMF)を伝送媒体に用いる中距離(10km)、長距離(40km)の伝送に関しては、規格の名前がそれぞれ100GBASE−LR4(以下、LR4と称す)、100GBASE−ER4(以下、ER4と称す)と規定されており、1294.53nm〜1296.59nm(lane1)、1299.02nm〜1301.09nm(lane2)、1303.54nm〜1305.63nm(lane3)、1308.09nm〜1310.19nm(lane4)という、4.5nm間隔、全体で15nmにもわたる、4波分の送信機を用意し、各レーンをそれぞれ25Gbit/sで動作させ、なおかつ、各送信機のサイドモード抑圧比(Side Mode Suppression Ratio:SMSR)が30dB以上、動的消光比がLR4に対して4dB、ER4に対して8dB以上必要であるなど、要求される性能がこまかく設定されている。   Among them, a transceiver for 100 Gigabit Ethernet (100 GbE), which is being discussed as one of the next generation networks, has been studied extensively as a future ultra-high speed network. In 100 GbE, various standards are discussed according to the transmission distance, but for transmission over medium distance (10 km) and long distance (40 km) using a single mode fiber (SMF) as a transmission medium, The names are defined as 100GBASE-LR4 (hereinafter referred to as LR4) and 100GBASE-ER4 (hereinafter referred to as ER4), respectively, 1294.53 nm to 1296.59 nm (lane 1), 1299.02 nm to 1301.09 nm (lane 2) ), 1303.54 nm to 1305.63 nm (lane 3), 130.09 nm to 1310.19 nm (lane 4), 4.5 nm intervals, and a total of 15 nm transmitters for four waves are prepared. Each is operated at 25 Gbit / s, and each transmitter Idomodo suppression ratio (Side Mode Suppression Ratio: SMSR) is more than 30 dB, the dynamic extinction ratio, etc. must be a least 8dB relative to 4dB, ER4 respect LR4, required performance is finely set.

100GbE用送信機中の光源としては、現在、電界吸収型変調器集積レーザ(Electroabsorption Modulator integrated with DFB laser:EADFBレーザ)が有望視されている。EADFBレーザでは、半導体レーザ部と変調器部を独立に最適化できるため、高速の変調には非常に有利なことが知られており、特に100GbEのER4に対しては動的消光比が8dB以上必要であり、高消光比を得ることが容易なEADFBレーザがほぼ必須となっている。   As a light source in a transmitter for 100 GbE, an electroabsorption modulator integrated laser (Electrobsorption Modulator integrated with DFB laser: EADFB laser) is currently promising. The EADFB laser is known to be very advantageous for high-speed modulation because the semiconductor laser and the modulator can be optimized independently, and the dynamic extinction ratio is 8 dB or more particularly for ER4 of 100 GbE. An EADFB laser that is necessary and easy to obtain a high extinction ratio is almost essential.

100GbE用の送受信機として、現在、CFP MSAトランシーバという規格のパッケージが提案されており、その中では、4つの光送信機(Transmitter Optical SubAssembly:TOSA)が並べられていて、それとは別に合波器が設置されている。トランシーバ中にはその他にも4つの受信機、分波器、電気信号処理部があり、そのサイズは75mm×140mmと非常に大きくなっている。それぞれのTOSAには、25Gbit/sで動作する光源の他に、温度制御のためのペルチエ素子、光ファイバに集光するためのレンズ、戻り光を防ぐためのアイソレータ、光ファイバが含まれ、それ自体のサイズも大きい上に、レンズ、アイソレータ、ペルチエ素子、光ファイバが4つの波長ごとに必要となっており、部材コスト、消費電力共に大きくなってしまう。   Currently, a standard package called CFP MSA transceiver has been proposed as a transceiver for 100 GbE, in which four optical transmitters (Transmitter Optical SubAssembly: TOSA) are arranged, separately from this, a multiplexer Is installed. There are four other receivers, duplexers, and electrical signal processing units in the transceiver, and the size thereof is very large at 75 mm × 140 mm. Each TOSA includes, in addition to a light source operating at 25 Gbit / s, a Peltier element for temperature control, a lens for focusing on an optical fiber, an isolator for preventing return light, and an optical fiber. In addition to its large size, a lens, an isolator, a Peltier element, and an optical fiber are required for every four wavelengths, and both the member cost and power consumption increase.

T. Fujisawa, M. Arai, N. Fujiwara, W. Kobayashi, T. Tadokoro, K. Tsuzuki, Y. Akage, R. Iga, T. Yamanaka and F. Kano, "25 Gbit/s 1.3 μm InGaAlAs-based electroabsorption modulator integrated with DFB laser for metro-area (40km) 100 Gbit/s Ethernet system", IEE Electronics Letters, vol.45, no. 17, pp.900-901, 2009年8月13日T. Fujisawa, M. Arai, N. Fujiwara, W. Kobayashi, T. Tadokoro, K. Tsuzuki, Y. Akage, R. Iga, T. Yamanaka and F. Kano, "25 Gbit / s 1.3 μm InGaAlAs-based electroabsorption modulator integrated with DFB laser for metro-area (40km) 100 Gbit / s Ethernet system ", IEE Electronics Letters, vol.45, no.17, pp.900-901, August 13, 2009

これらの課題を解決するためには、4つの送信機と合波器を集積化することが有効である。集積の方法には、異種材料を用いて集積するハイブリッド集積と、一つの基板上に集積するモノリシック集積の2種類がある。ハイブリッド集積では、例えば、ある材料系で作製した合波器に、別の材料系で作製した4つの光源をなんらかの方法で集積する、という方法をとるが、4つの送信機と合波器の間での結合ロスを低減するためにアクティブアラインメントはほぼ必須であり、実装工程の複雑化は避けられない。また、送信機と合波器を別々に作製するために、集積化とは言っても、サイズの小型化には自ずと限界があり、作製、実装工程も複雑である。   In order to solve these problems, it is effective to integrate four transmitters and a multiplexer. There are two types of integration methods: hybrid integration using different materials and monolithic integration on one substrate. In the hybrid integration, for example, a method of integrating a light source made of another material system into a multiplexer made of a certain material system by some method is used, but between the four transmitters and the multiplexer. Active alignment is almost indispensable to reduce the coupling loss in the process, and the mounting process is inevitably complicated. In addition, since the transmitter and the multiplexer are separately manufactured, there is a limit to downsizing the size even if it is integrated, and the manufacturing and mounting processes are complicated.

一方、モノリシック集積では、一つの基板上に送信機と合波器を作りこんでしまうために、アラインメントがそもそも必要なく、実装は容易であり、1回の実装で4つの素子の実装が終了する。また、2つの素子が直接結合されているために、小型化も容易である。さらに、TOSA作製に必要なペルチエ素子、レンズ、アイソレータの数は1個で済むために、大幅な部材コスト、消費電力の低減が可能である。しかし、現在提案されているEADFBレーザは25Gbit/sという高速変調を可能にするために、その光導波路にリッジ構造を採用している。この構造では光の閉じ込めが弱く、光導波路の曲げ損失が大きく、曲げ半径を小さくできないために合波器が大きくなり、小型化には限界がある。この問題は、合波部に、より光閉じ込めの強い、例えばハイメサ型導波路を用いることによってある程度解決することができるが、リッジ型導波路内の光電界分布が、特に横方向に広く広がっているのに対し、ハイメサ型導波路内での光電界分布は、横方向に強く閉じ込められているため、通常のテーパ構造ではモードのマッチングがとれず、結合効率が小さくなってしまう。   On the other hand, in monolithic integration, since a transmitter and a multiplexer are built on one substrate, alignment is not necessary in the first place, and mounting is easy, and mounting of four elements is completed in one mounting. . Further, since the two elements are directly coupled, the size can be easily reduced. Furthermore, since the number of Peltier elements, lenses, and isolators necessary for manufacturing the TOSA is only one, it is possible to significantly reduce the member cost and power consumption. However, the currently proposed EADFB laser employs a ridge structure in its optical waveguide in order to enable high-speed modulation of 25 Gbit / s. In this structure, the optical confinement is weak, the bending loss of the optical waveguide is large, the bending radius cannot be reduced, the multiplexer is large, and there is a limit to downsizing. This problem can be solved to some extent by using, for example, a high-mesa waveguide having a higher optical confinement at the multiplexing part, but the optical electric field distribution in the ridge-type waveguide spreads widely in the lateral direction. On the other hand, since the optical electric field distribution in the high-mesa waveguide is strongly confined in the lateral direction, mode matching cannot be achieved with a normal taper structure, and the coupling efficiency is reduced.

したがって、本発明は上述したような課題を解決するために為されたものであって、モードフィールドが大きく異なる異種光導波路を接続する際に、従来のテーパ構造の光導波路と比べて効率的な光の接合を可能とする光導波路およびそれを用いた光半導体装置を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and is more efficient than a conventional tapered optical waveguide when connecting different types of optical waveguides having greatly different mode fields. An object of the present invention is to provide an optical waveguide capable of joining light and an optical semiconductor device using the same.

上述した課題を解決する第1の発明に係る光導波路は、
構造の異なる2つの導波路が所定の長さを有する接合部を介して接し、一方の導波路を導波する光の横方向の広がりが、他方の導波路を導波する光の横方向の広がりよりも広い光導波路において、
前記接合部の幅が前記一方の導波路と接する一方の端部から前記他方の導波路と接する他方の端部に向けて徐々に狭くなり、
前記接合部における前記一方の端部の幅が前記一方の導波路の幅よりも広い
ことを特徴とする。
The optical waveguide according to the first invention for solving the above-described problem is as follows.
Two waveguides having different structures are in contact with each other through a junction having a predetermined length, and the lateral spread of the light guided in one waveguide is the lateral extension of the light guided in the other waveguide. In an optical waveguide wider than the spread,
The width of the joint gradually decreases from one end in contact with the one waveguide toward the other end in contact with the other waveguide,
The width of the one end of the joint is wider than the width of the one waveguide.

上述した課題を解決する第2の発明に係る光導波路は、
第1の発明に係る光導波路であって、
前記一方の導波路および前記他方の導波路はメサをそれぞれ有し、
前記一方の導波路のメサの高さが、前記他方の導波路のメサの高さよりも低い
ことを特徴とする。
The optical waveguide according to the second invention for solving the above-described problem is
An optical waveguide according to the first invention,
The one waveguide and the other waveguide each have a mesa;
The mesa height of the one waveguide is lower than the mesa height of the other waveguide.

上述した課題を解決する第3の発明に係る光導波路は、
第2の発明に係る光導波路であって、
前記接合部はメサを有し、
前記接合部のメサの高さが、前記他方の導波路のメサの高さと同じである
ことを特徴とする。
An optical waveguide according to a third invention for solving the above-described problem is
An optical waveguide according to a second invention,
The joint has a mesa;
The mesa height of the joint is the same as the mesa height of the other waveguide.

上述した課題を解決する第4の発明に係る光導波路は、
第1の発明乃至第3の発明の何れか1つに係る光導波路であって、
前記一方の導波路と前記接合部の間に、所定の長さを有すると共に、前記接合部の幅よりも広い幅を有し、横方向に光を閉じ込める構造をもたない接続領域が設けられる
ことを特徴とする。
An optical waveguide according to a fourth invention for solving the above-described problem is
An optical waveguide according to any one of the first to third inventions,
A connection region having a predetermined length and a width wider than the width of the junction and having no structure for confining light in the lateral direction is provided between the one waveguide and the junction. It is characterized by that.

上述した課題を解決する第5の発明に係る光半導体装置は、
リッジ型構造を有する光半導体素子とハイメサ型構造を有する光半導体素子が第1の発明乃至第4の発明の何れか1つに係る光導波路を介して接続される
ことを特徴とする。
An optical semiconductor device according to a fifth invention for solving the above-described problem is
An optical semiconductor device having a ridge structure and an optical semiconductor device having a high mesa structure are connected via an optical waveguide according to any one of the first to fourth inventions.

上述した課題を解決する第6の発明に係る光半導体装置は、
複数の光源と、前記複数の光源から入射する光をそれぞれ変調する複数の変調器と、前記複数の変調器から出射される光を合波する合波器とが、光導波路を介して同一半導体基板上で接続され、前記変調器と前記合波器との間の光導波路の一部が第1の発明乃至第4の発明の何れか1つに係る光導波路である
ことを特徴とする。
An optical semiconductor device according to a sixth invention for solving the above-described problem is
A plurality of light sources, a plurality of modulators that respectively modulate light incident from the plurality of light sources, and a multiplexer that multiplexes light emitted from the plurality of modulators via the optical waveguide A part of the optical waveguide connected on the substrate and between the modulator and the multiplexer is the optical waveguide according to any one of the first to fourth inventions.

本発明に係る光導波路およびそれを用いた光半導体装置によれば、モードフィールドが大きく異なる異種光導波路を接続する際に、従来のテーパ構造の光導波路と比べて効率的な光の接合が可能となり、このような光導波路を用いることで、高い結合効率を保ったまま、一つのチップ上で一方および他方の導波路のモノリシック集積が可能になり、集積する各要素を独立に最適化することが可能となる。   According to the optical waveguide and the optical semiconductor device using the same according to the present invention, when connecting different types of optical waveguides having greatly different mode fields, it is possible to join light more efficiently than the conventional optical waveguide having a tapered structure. By using such an optical waveguide, it becomes possible to monolithically integrate one and the other waveguide on one chip while maintaining high coupling efficiency, and to optimize each integrated element independently. Is possible.

本発明に係る光半導体装置の基本的な構造を示した断面図である。1 is a cross-sectional view showing a basic structure of an optical semiconductor device according to the present invention. 本発明の第1,第2の実施例に係る光半導体装置の構造を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the structure of the optical semiconductor device based on the 1st, 2nd Example of this invention. 光導波路の構造を模式的に示した図であって、図3(a)に埋め込み型の場合を示し、図3(b)にリッジ型の場合を示し、図3(c)にハイメサ型の場合を示す。FIGS. 3A and 3B are diagrams schematically showing the structure of an optical waveguide. FIG. 3A shows a buried type, FIG. 3B shows a ridge type, and FIG. 3C shows a high mesa type. Show the case. 本発明の第1の実施例に係る光半導体装置で用いた光導波路の電界分布を示す図であって、図4(a)にリッジ型光導波路の場合を示し、図4(b)にハイメサ型光導波路の場合を示す。FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an electric field distribution of an optical waveguide used in the optical semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a case of a ridge type optical waveguide, and FIG. The case of a type optical waveguide is shown. 従来の、異種の光導波路を接合するテーパ構造接合部の説明図であって、図5(a)にその平面を示し、図5(b)にその一例の斜視を示し、図5(b)にその他例の斜視を示す。It is explanatory drawing of the conventional taper structure junction part which joins a different kind of optical waveguide, Comprising: FIG. 5 (a) shows the plane, FIG.5 (b) shows the perspective view of the example, FIG.5 (b) The perspective of another example is shown in FIG. 本発明の第1の実施例に係る光半導体装置で用いた光導波路における不連続テーパ構造接合部の説明図であって、図6(a)にその平面を示し、図6(b)にその斜視を示す。It is explanatory drawing of the discontinuous taper structure junction part in the optical waveguide used with the optical semiconductor device which concerns on 1st Example of this invention, Comprising: The plane is shown to Fig.6 (a), A perspective view is shown. 不連続テーパ構造接合部による結合効率とハイメサ型光導波路の幅方向の大きさとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the coupling efficiency by a discontinuous taper structure junction part, and the magnitude | size of the width direction of a high mesa type | mold optical waveguide. 不連続テーパ構造接合部による結合効率と不連続テーパ構造接合部のテーパ長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the coupling efficiency by a discontinuous taper structure junction part, and the taper length of a discontinuous taper structure junction part. 不連続テーパ構造接合部の説明図である。It is explanatory drawing of a discontinuous taper structure junction part. 本発明の第2の実施例に係る光半導体装置で用いた光導波路における不連続テーパ構造接合部の平面図である。It is a top view of the discontinuous taper structure junction part in the optical waveguide used with the optical semiconductor device which concerns on the 2nd Example of this invention.

以下、本発明に係る光導波路およびそれを用いた光半導体装置の実施例について具体的に説明する。
はじめに、本発明に係る光半導体装置の基本的な構造について図1を参照して説明する。
Embodiments of an optical waveguide according to the present invention and an optical semiconductor device using the optical waveguide will be specifically described below.
First, the basic structure of the optical semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、本発明に係る光半導体装置は、モノリシック集積光源であって、半導体混晶からなる基板1上に、半導体レーザ活性部(Laser diode:LD部)21と、パッシブ層(光導波部)22と、電界吸収型光変調器部(Electroabsorption modulator部:EAM部)23と、合波部24とが形成された構成となっている。   As shown in FIG. 1, the optical semiconductor device according to the present invention is a monolithic integrated light source, and on a substrate 1 made of a semiconductor mixed crystal, a semiconductor laser active part (Laser diode: LD part) 21 and a passive layer ( An optical waveguide unit 22, an electroabsorption modulator unit (Electroabsorption modulator unit: EAM unit) 23, and a multiplexing unit 24 are formed.

LD部21は、量子井戸層、バリア層及び回折格子形成層を含む多重量子井戸構造の活性部2と、この活性部2の上下に設けられたクラッド部3,4とを有している。   The LD portion 21 has an active portion 2 having a multiple quantum well structure including a quantum well layer, a barrier layer, and a diffraction grating formation layer, and cladding portions 3 and 4 provided above and below the active portion 2.

EAM部23は、量子井戸層、バリア層及び光閉じ込め層を含む多重量子井戸構造の活性部5と、この活性部5の上下に設けられたクラッド部6,7とを有している。   The EAM portion 23 includes an active portion 5 having a multiple quantum well structure including a quantum well layer, a barrier layer, and an optical confinement layer, and clad portions 6 and 7 provided above and below the active portion 5.

パッシブ層22は、コア部8と、このコア部8の上下に設けられたクラッド部9,10とを有している。   The passive layer 22 has a core portion 8 and clad portions 9 and 10 provided above and below the core portion 8.

合波部24は、コア部11と、このコア部11の上下に設けられたクラッド部12,13とを有している。   The multiplexing unit 24 includes a core unit 11 and clad units 12 and 13 provided above and below the core unit 11.

基板1の下面には下部電極14が設けられる。LD部21における上部のクラッド部3の上面と、EAM部23における上部のクラッド部6の上面には、コンタクト層15を介して上部電極16が設けられている。一方、パッシブ層22における上部のクラッド部9の上面にはコンタクト層も上部電極も設けられておらず、パッシブ層22はLD部21とEAM部23とを電気的に絶縁している。合波部24における上部のクラッド部12の上面にはコンタクト層も上部電極も設けられていない。   A lower electrode 14 is provided on the lower surface of the substrate 1. An upper electrode 16 is provided on the upper surface of the upper cladding portion 3 in the LD portion 21 and the upper surface of the upper cladding portion 6 in the EAM portion 23 via a contact layer 15. On the other hand, neither the contact layer nor the upper electrode is provided on the upper surface of the upper cladding portion 9 in the passive layer 22, and the passive layer 22 electrically insulates the LD portion 21 from the EAM portion 23. Neither the contact layer nor the upper electrode is provided on the upper surface of the upper cladding portion 12 in the multiplexing portion 24.

本発明の第1の実施例に係る光導波路およびそれを用いた光半導体装置について図2を参照して説明する。   An optical waveguide and an optical semiconductor device using the same according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図2に示すように、本実施例に係る光半導体装置である100GbE用モノリシック集積光源は、半導体混晶からなる基板1上に4つのレーン31A,31B,31C,31Dが設けられた構成になっている。各レーン31A〜31Dには、フォトダイオード部(PD部)25とLD部21とEAM部23が設けられており、PD部25とLD部21とEAM部23は光導波路を介して同一基板1上で接続されている。そして、4つのレーン31A〜31Dは、合波部24である多モード干渉型カプラ(MultiMode Interference coupler:MMIカプラ)により各レーン31A〜31Dを導波した光は1つに合波される。   As shown in FIG. 2, the 100 GbE monolithic integrated light source, which is an optical semiconductor device according to the present embodiment, has a configuration in which four lanes 31 A, 31 B, 31 C, and 31 D are provided on a substrate 1 made of a semiconductor mixed crystal. ing. Each of the lanes 31A to 31D is provided with a photodiode portion (PD portion) 25, an LD portion 21, and an EAM portion 23. The PD portion 25, the LD portion 21, and the EAM portion 23 are disposed on the same substrate 1 via an optical waveguide. Connected on. In the four lanes 31 </ b> A to 31 </ b> D, the light guided through the lanes 31 </ b> A to 31 </ b> D is combined into one by a multimode interference coupler (MMI coupler) which is the multiplexing unit 24.

LD部21は、n型のInP基板1上に形成され、InP基板1側から順番に、下部のn−InPクラッド部4と、InAlGaAsバリア層、InAlGaAs量子井戸層及びInAlGaAs回折格子形成層を含む多重量子井戸構造の活性部2と、上部のp−InPクラッド部3とを有して成るものである。   The LD portion 21 is formed on the n-type InP substrate 1 and includes, in order from the InP substrate 1, the lower n-InP clad portion 4, an InAlGaAs barrier layer, an InAlGaAs quantum well layer, and an InAlGaAs diffraction grating formation layer. It has an active portion 2 having a multiple quantum well structure and an upper p-InP clad portion 3.

EAM部23は、n型のInP基板1上に形成され、InP基板1側から順番に、下部のn−InPクラッド部7と、InGaAsPガイド層、InAlGaAsバリア層及びInAlGaAs量子井戸層を含む多重量子井戸構造の活性部5と、上部のp−InPクラッド部6とを有して成るものである。   The EAM portion 23 is formed on the n-type InP substrate 1 and is a multiple quantum including the lower n-InP cladding portion 7, an InGaAsP guide layer, an InAlGaAs barrier layer, and an InAlGaAs quantum well layer in order from the InP substrate 1 side. It has an active portion 5 having a well structure and an upper p-InP clad portion 6.

パッシブ層22のコア部8および上下のクラッド部9,10は、EAM部23と同様の構成となっている。すなわち、パッシブ層22は、n型のInP基板1上に形成され、InP基板1側から順番に、下部のn−InPクラッド部10と、InGaAsPガイド層、InAlGaAsバリア層及びInAlGaAs量子井戸層を含む多重量子井戸構造の活性部からなるコア部8と、上部のp−InPクラッド部9とを有して成るものである。ただし、パッシブ層22によってPD部25とLD部21とEAM部23とを電気的に絶縁するため、パッシブ層22には上部電極が設けられていない。   The core portion 8 and the upper and lower cladding portions 9 and 10 of the passive layer 22 have the same configuration as the EAM portion 23. That is, the passive layer 22 is formed on the n-type InP substrate 1, and includes a lower n-InP cladding portion 10, an InGaAsP guide layer, an InAlGaAs barrier layer, and an InAlGaAs quantum well layer in order from the InP substrate 1 side. It has a core portion 8 made of an active portion having a multiple quantum well structure and an upper p-InP clad portion 9. However, since the PD unit 25, the LD unit 21, and the EAM unit 23 are electrically insulated by the passive layer 22, the passive layer 22 is not provided with an upper electrode.

PD部25は、各レーン31A〜31Dの一方の端部側に設けられている。PD部25は、LD部21とほぼ同じ層構造であって、n型のInP基板1上に形成され、InP基板1側から順番に、下部のn−InPクラッド部と、InAlGaAsバリア層及びInAlGaAs量子井戸層を含む多重量子井戸構造の活性部と、上部のp−InPクラッド部とを有して成るものである。   The PD unit 25 is provided on one end side of each of the lanes 31A to 31D. The PD unit 25 has substantially the same layer structure as that of the LD unit 21 and is formed on the n-type InP substrate 1, and in order from the InP substrate 1 side, a lower n-InP clad unit, an InAlGaAs barrier layer, and an InAlGaAs It has an active part of a multiple quantum well structure including a quantum well layer and an upper p-InP cladding part.

本実施例では、上述したような構造の100GbE用モノリシック集積光源において、LD部21の活性部2としてバンドギャップ波長が1.3μmとなるような多重量子井戸構造を用い、EAM部23の活性部5として井戸層のバンドギャップ波長はLD部21との離調が室温で70nmとなるように、与えられた歪に対して第1量子化準位間波長が1.23μmとなるような混晶を用いる。合波部24に関しては、コア部11をバンドギャップ波長1.15μmのInGaAsPとし、下部のクラッド部13をn−InPとする。   In the present embodiment, in the monolithic integrated light source for 100 GbE having the structure as described above, a multiple quantum well structure having a band gap wavelength of 1.3 μm is used as the active part 2 of the LD part 21, and the active part of the EAM part 23 is used. 5, the band gap wavelength of the well layer is a mixed crystal in which the wavelength between the first quantization levels is 1.23 μm with respect to a given strain so that the detuning with the LD portion 21 is 70 nm at room temperature. Is used. For the multiplexing unit 24, the core unit 11 is InGaAsP with a band gap wavelength of 1.15 μm, and the lower cladding unit 13 is n-InP.

バリア材料の組成は基板に格子整合するものとしているが、歪補償の目的でバリア層に歪を導入しても問題は無い。半導体混晶の組成比は、歪量、井戸幅、第一量子化準位間波長によって特定し、必要が無ければ具体的に述べない。   The composition of the barrier material is assumed to lattice match with the substrate, but there is no problem even if strain is introduced into the barrier layer for the purpose of strain compensation. The composition ratio of the semiconductor mixed crystal is specified by the strain amount, the well width, and the wavelength between the first quantization levels, and is not specifically described unless necessary.

次に、本実施例に係る光半導体装置である100GbE用モノリシック集積光源の製造方法について説明する。
まず、n型のInP基板1上に、InP基板1側から順番に、下部のクラッド部と多重量子井戸構造の活性部とを成長させる。これにより、LD部21およびPD部25における下部のクラッド部および活性部が作製される。また、パッシブ層22、EAM部23および合波部24における下部のクラッド部が作製される。
次に、この成長させた多重量子井戸構造の活性部のうち、LD部21およびPD部25として必要な部分以外の部分をウェットエッチングによって削り取り、多重量子井戸構造の活性部と多重量子井戸構造の活性部からなるコア部とをバットジョイント再成長させる。これにより、EAM部23の活性部5およびパッシブ層22のコア部8が作製される。
そして、このバットジョイント再成長させた活性部5およびコア部8のうち、EAM部23およびパッシブ層22として必要な部分以外をウェットエッチングによって削り取り、合波部24のコア部11をバットジョイント再成長させる。
Next, a method for manufacturing a 100 GbE monolithic integrated light source, which is an optical semiconductor device according to this embodiment, will be described.
First, a lower clad portion and an active portion having a multiple quantum well structure are grown on an n-type InP substrate 1 in order from the InP substrate 1 side. Thereby, the lower clad part and active part in LD part 21 and PD part 25 are produced. Further, the lower clad portion in the passive layer 22, the EAM portion 23 and the multiplexing portion 24 is produced.
Next, of the grown active portion of the multiple quantum well structure, portions other than those necessary for the LD portion 21 and the PD portion 25 are scraped off by wet etching, and the active portion of the multiple quantum well structure and the multiple quantum well structure are removed. The butt joint is regrown with the core portion composed of the active portion. Thereby, the active part 5 of the EAM part 23 and the core part 8 of the passive layer 22 are produced.
Of the active portion 5 and the core portion 8 that have been regrown, the portions other than those necessary for the EAM portion 23 and the passive layer 22 are scraped off by wet etching, and the core portion 11 of the combining portion 24 is regrown to the butt joint. Let

続いて、LD部21に回折格子を形成した後、LD部21、パッシブ層22、EAM部23、合波部24、およびPD部25のそれぞれに上部のクラッド部を2μm成長させ、さらに、p−InGaAsのコンタクト層15を成長させることで、PD部25、LD部21、パッシブ層22、EAM部23、および合波部24が作りこまれたウェハーが完成する。ここで、このまま、合波部24のMMIカプラを作りこむと、上部のクラッド部がp−InPであるために、光の損失が大きく、出射光パワーが小さくなってしまう。そこで、ここでは、この状態からさらに、合波部24の上部のクラッド部をエッチングによって削り取り、ノンドープのInPをバットジョイント再成長させる。   Subsequently, after forming a diffraction grating in the LD part 21, an upper cladding part is grown by 2 μm on each of the LD part 21, the passive layer 22, the EAM part 23, the multiplexing part 24, and the PD part 25, and p By growing the InGaAs contact layer 15, a wafer in which the PD portion 25, the LD portion 21, the passive layer 22, the EAM portion 23, and the multiplexing portion 24 are formed is completed. Here, if the MMI coupler of the multiplexing unit 24 is formed as it is, since the upper clad portion is p-InP, the loss of light is large and the output light power is reduced. Therefore, here, from this state, the upper clad portion of the multiplexing portion 24 is further removed by etching, and non-doped InP is regrown to the butt joint.

完成したウェハーに、LD部21、EAM部23、パッシブ層22、PD部25にリッジ型導波路用メサ形成プロセス、合波部24にハイメサ型導波路用メサ形成プロセス、及び電極形成プロセス(ただしパッシブ層22および合波部24には上部電極を形成しない)を実施し、へき開後、チップの前後端面に無反射コーティング(図示せず)を施すことによって完成となる。   On the completed wafer, the LD portion 21, EAM portion 23, passive layer 22, and PD portion 25 have a ridge-type waveguide mesa formation process, the multiplexing portion 24 has a high-mesa waveguide mesa formation process, and an electrode formation process (however, An upper electrode is not formed on the passive layer 22 and the combining part 24), and after cleavage, a non-reflective coating (not shown) is applied to the front and rear end faces of the chip.

上述したメサとは、リッジ型光導波路の場合、図3(b)に示す上部のクラッド部114に相当する部分であって、その高さがH1である。ハイメサ型光導波路の場合、メサとは、図3(c)に示す上部のクラッド部124、多重量子井戸(MQW)構造の活性層123、そして下部のクラッド部122の基板121に達するまでの部分、つまり、半導体の平面から突き出している、半導体で構成された凸の部分であって、その高さがH2である。   In the case of a ridge type optical waveguide, the above-mentioned mesa is a portion corresponding to the upper clad portion 114 shown in FIG. 3B, and its height is H1. In the case of a high mesa type optical waveguide, the mesa means a portion of the upper clad portion 124, the active layer 123 having a multiple quantum well (MQW) structure shown in FIG. 3C, and the lower clad portion 122 up to the substrate 121. That is, it is a convex portion made of a semiconductor protruding from the plane of the semiconductor, and its height is H2.

完成した光半導体装置(デバイス)は、次のような制御方法で使用する。それぞれのLD部21に電流を注入し、連続光を発生させる。EAM部23に入射した光は、あるバイアス電圧を中心に、ある電圧振幅で駆動して、光を変調する。PD部25に入射した光は吸収電流に変換され、この電流の値によってLD部21の発振波長を求め、それをLD部21の注入電流にフィードバックし、発振波長が変化しないように、波長モニタとして用いる。   The completed optical semiconductor device (device) is used in the following control method. A current is injected into each LD section 21 to generate continuous light. The light incident on the EAM unit 23 is driven with a certain voltage amplitude around a certain bias voltage to modulate the light. The light incident on the PD unit 25 is converted into an absorption current, and the oscillation wavelength of the LD unit 21 is obtained from the value of this current, and this is fed back to the injection current of the LD unit 21 so that the oscillation wavelength does not change. Used as

ここで、集積素子中の各要素に用いる光導波路の構造について図3を用いて説明する。
半導体光デバイスで用いられる光導波路には主に、埋め込み型光導波路、リッジ型光導波路、ハイメサ型光導波路の3種類の構造があり、それぞれの模式図を図3(a)、図3(b)、図3(c)に示す。
Here, the structure of the optical waveguide used for each element in the integrated element will be described with reference to FIG.
There are mainly three types of optical waveguides used in semiconductor optical devices: buried optical waveguides, ridge optical waveguides, and high-mesa optical waveguides. The schematic diagrams of these are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). ), As shown in FIG.

埋め込み型光導波路100は、図3(a)に示すように、基板101上に、下部のクラッド部102、MQW構造の活性層103、上部のクラッド部104を順番に形成し、MQW構造の活性層103の両脇を基板101に達するまでエッチングしてMQW構造の活性層103の両脇をけずり、半導体105により埋め込んだ構造であり、放射性が良く、効率的な電流の注入が可能である。また、ビームの形状を円に近づけることができるため、光ファイバとの結合が容易で、これまで半導体レーザに広く用いられてきた。しかし、EAM部への適用を考えた場合、誘電率の大きな半導体の上部に電極を形成するため、寄生容量が増加し、100ギガ規格に必要な高速変調が難しいという問題点がある。また、InAlGaAs系の材料は空気に触れると酸化するために、活性層両脇のエッチングの際に活性層がむき出しになるため、結晶の品質が劣化する可能性がある。   As shown in FIG. 3A, the buried optical waveguide 100 is formed by sequentially forming a lower clad portion 102, an MQW structure active layer 103, and an upper clad portion 104 on a substrate 101 so as to activate the MQW structure. The structure is such that both sides of the layer 103 are etched until reaching the substrate 101, and both sides of the active layer 103 having the MQW structure are embedded and embedded with the semiconductor 105, and the radiation is good and efficient current injection is possible. Further, since the beam shape can be made close to a circle, it can be easily coupled with an optical fiber and has been widely used in semiconductor lasers. However, when considering application to the EAM portion, since the electrode is formed on the top of the semiconductor having a large dielectric constant, there is a problem that parasitic capacitance increases and high-speed modulation necessary for the 100 giga standard is difficult. In addition, since the InAlGaAs-based material is oxidized when exposed to air, the active layer is exposed at the time of etching on both sides of the active layer, so that the quality of the crystal may be deteriorated.

リッジ型光導波路110は、図3(b)に示すように、基板111上に、下部のクラッド部112、MQW構造の活性層113、上部のクラッド部114を順番に形成し、MQW構造の活性層113を削らずに、上部のクラッド部114のみをエッチングすることによってメサを形成し、導波路を形成したものである。メサの両脇を誘電率の小さな有機物115で埋め込むことによって、EAM部での寄生容量を大幅に減らすことが可能なため、高速変調に有利であると考えられる。また、上部のクラッド部114とMQW構造の活性層113の間にエッチングストップ層を挟むことによりMQW構造の活性層113を空気中に晒すことなく作製可能で、InAlGaAs系の材料を用いる場合には、活性層の結晶の品質を守ることが可能である。不利な点としては、ビームの形状が楕円になるためファイバとの結合が埋め込み型に比べると難しいことが挙げられる。   As shown in FIG. 3B, the ridge-type optical waveguide 110 is formed by sequentially forming a lower clad portion 112, an active layer 113 having an MQW structure, and an upper clad portion 114 on a substrate 111. A mesa is formed by etching only the upper clad portion 114 without cutting the layer 113 to form a waveguide. By embedding both sides of the mesa with the organic substance 115 having a small dielectric constant, it is possible to greatly reduce the parasitic capacitance in the EAM portion, which is considered advantageous for high-speed modulation. In addition, when an etching stop layer is sandwiched between the upper clad portion 114 and the active layer 113 having the MQW structure, the MQW structure active layer 113 can be manufactured without being exposed to the air, and an InAlGaAs-based material is used. It is possible to protect the crystal quality of the active layer. As a disadvantage, the beam shape is elliptical, so that the coupling with the fiber is difficult compared to the buried type.

ハイメサ型光導波路120は、図3(c)に示すように、基板121上に、下部のクラッド部122、MQW構造の活性層123、上部のクラッド部124を順番に形成し、MQW構造の活性層123の両脇を基板121に達するまでエッチングし、通常、そこを誘電率の小さな有機材料125で埋め込んだ構造である。この光導波路では、MQW構造の活性層123と横方向の屈折率の差が非常に大きくなることから、光が強く閉じ込められるため、光導波路を曲げても光が放射しにくい、という利点があるが、MQW構造の活性層123の両脇をエッチングするために、結晶品質の劣化は避けられない。そのため、100GbEのような高速変調が必要な光源に関しては、LD部21、EAM部23共に、InAlGaAs系の結晶品質を保護し、大きな変調帯域を確保できる、有機物埋め込みのリッジ構造が有用であると考えられる。   As shown in FIG. 3C, the high-mesa optical waveguide 120 is formed by sequentially forming a lower clad portion 122, an MQW structure active layer 123, and an upper clad portion 124 on a substrate 121, thereby forming an MQW structure active. Etching is performed on both sides of the layer 123 until it reaches the substrate 121, and the structure is usually embedded with an organic material 125 having a low dielectric constant. This optical waveguide has the advantage that the difference between the refractive index in the lateral direction and the active layer 123 of the MQW structure becomes very large, so that the light is confined strongly, so that it is difficult to emit light even if the optical waveguide is bent. However, since both sides of the MQW structure active layer 123 are etched, deterioration of crystal quality is inevitable. Therefore, for light sources that require high-speed modulation such as 100 GbE, the LD portion 21 and the EAM portion 23 both protect the InAlGaAs-based crystal quality and can secure a large modulation band, so that an organic embedded ridge structure is useful. Conceivable.

一方、合波部24においても当然、光導波路構造が必要であるが、求められる性能は光送信部、信号変換部とは異なる。一つのチップ上に多数の素子を集積するためには、一つの素子から出た信号を出力部まで配線するに当たって、通常、光導波路を曲げることを避けることはできない。光導波路を曲げたときには、曲げに対して外側の領域に光が放射していくことが知られており、これを曲げ損失と呼ぶ。この損失はゆるやかに曲げるほど(曲げ半径が大きいほど)小さく、急激に曲げるほど(曲げ損失が小さいほど)大きい。そして、この損失の大きさは光導波路のコア部の屈折率とそれを囲むクラッド部の屈折率の差によって決まる。この屈折率の差が大きいほど光はコア部に良く閉じ込められるが、小さいとクラッド部に大きく漏れ出し曲げ損失が大きくなる。そのため、曲げ損失が小さければ、より急激な角度で導波路を曲げることが可能なため、チップの小型化に有利である。   On the other hand, the multiplexing unit 24 naturally requires an optical waveguide structure, but the required performance is different from that of the optical transmission unit and the signal conversion unit. In order to integrate a large number of elements on one chip, it is usually inevitable to bend the optical waveguide when wiring a signal output from one element to the output section. It is known that when an optical waveguide is bent, light is emitted to a region outside the bending, which is called bending loss. This loss is smaller as it is gently bent (larger bend radius) and larger as it is bent more rapidly (lower bend loss). The magnitude of this loss is determined by the difference between the refractive index of the core portion of the optical waveguide and the refractive index of the cladding portion surrounding it. The greater the difference in the refractive index, the better the light is confined in the core part. Therefore, if the bending loss is small, the waveguide can be bent at a steeper angle, which is advantageous for downsizing of the chip.

また、MMIカプラにおいても、導波路のコア部とクラッド部の屈折率差が大きいほど光の放射損失を抑えることができる。これらの観点から集積部に用いる光導波路の構造を考えた場合、リッジ型、埋め込み型の光導波路では曲げ損失が大きく、集積用の光導波路には適さないと考えられる。ハイメサ型光導波路は光導波路のコア部と横方向のクラッド部の屈折率差が非常に大きく、曲げ損失を少なくすることが可能で、なおかつMMIカプラにおける放射損失も抑えることが可能である。ただし、光導波路のコア部には、酸化の問題のあるInAlGaAsよりもInGaAsPのほうが適していると考えられる。   Also in the MMI coupler, the radiation loss of light can be suppressed as the difference in refractive index between the core portion and the cladding portion of the waveguide increases. Considering the structure of the optical waveguide used in the integrated portion from these viewpoints, it is considered that the ridge type and buried type optical waveguides have a large bending loss and are not suitable for the optical waveguide for integration. The high-mesa optical waveguide has a very large difference in refractive index between the core portion of the optical waveguide and the cladding portion in the lateral direction, can reduce bending loss, and can also suppress radiation loss in the MMI coupler. However, it is considered that InGaAsP is more suitable for the core portion of the optical waveguide than InAlGaAs, which has oxidation problems.

ここで問題になるのは、EAM部を含む光源(リッジ型光導波路)と、合波部(ハイメサ型光導波路)との接続の問題である。ここで、光導波路の電界分布を示す図4を用いて説明する。図4(a)に典型的なリッジ型光導波路の電界分布を示し、図4(b)にハイメサ型光導波路の電界分布を示す。図4(a)および図4(b)において、ドットの濃淡が光の強度の強弱を示している。メサ幅は、横モードに関してシングルモード導波路になるように、リッジ型光導波路では1.8μmとし、ハイメサ型光導波路では1.5μmとしている。ハイメサ型光導波路の方が、より光閉じ込めが強いため、シングルモード条件を満足するメサ幅は小さい。図4からわかるように、リッジ型光導波路では、屈折率の大きなコア層が横方向に広がっているために、電界が、メサ幅よりも広く分布している。それに対し、ハイメサ型光導波路では、電界分布のほとんどがメサ幅内に収まっている。図4から明らかなように、2つのモードフィールドが大きく異なるために、単純にバットジョイント結合しただけでは結合損失が大きくなり、反射点となってしまう。図4の2つの導波路のバットジョイント結合に対する結合効率はわずか85%(図7内の点A参照)であり、より高効率な結合が必要である。   The problem here is the problem of connection between the light source including the EAM portion (ridge-type optical waveguide) and the multiplexing portion (high mesa-type optical waveguide). Here, it demonstrates using FIG. 4 which shows the electric field distribution of an optical waveguide. 4A shows the electric field distribution of a typical ridge type optical waveguide, and FIG. 4B shows the electric field distribution of a high mesa type optical waveguide. In FIG. 4A and FIG. 4B, the density of the dots indicates the intensity of light. The mesa width is 1.8 μm for the ridge type optical waveguide and 1.5 μm for the high mesa type optical waveguide so that it becomes a single mode waveguide with respect to the transverse mode. Since the high-mesa optical waveguide has stronger optical confinement, the mesa width that satisfies the single mode condition is smaller. As can be seen from FIG. 4, in the ridge type optical waveguide, since the core layer having a large refractive index spreads in the lateral direction, the electric field is distributed wider than the mesa width. On the other hand, in the high mesa type optical waveguide, most of the electric field distribution is within the mesa width. As apparent from FIG. 4, since the two mode fields are greatly different from each other, simply connecting the butt joints increases the coupling loss, resulting in a reflection point. The coupling efficiency of the two waveguides of FIG. 4 with respect to the butt joint coupling is only 85% (see point A in FIG. 7), and a more efficient coupling is required.

このような場合、図5(a)に示すようなテーパ構造の光導波路130を用いて電界分布を断熱的に変換する手法が良く行われている。この光導波路130は、リッジ型光導波路141に接続すると共に、ハイメサ型光導波路142に接続している。光導波路130の一方の端部131の幅は、リッジ型光導波路141の幅Wridgeと同じに形成されている。光導波路130の他方の端部132の幅は、ハイメサ型光導波路142の幅Whmと同じに形成されている。光導波路130の幅は、一方の端部131から他方の端部132に向けて徐々に狭くなるように形成されている。この場合考えられる構成としては、図5(b)に示すように、リッジ型光導波路141のメサをテーパ構造とする光導波路130Aの場合と、図5(c)に示すような、ハイメサ型光導波路142をテーパ構造とする光導波路130Bの場合とが考えられる。図5(b)の場合には、リッジ型光導波路141とハイメサ型光導波路142の接合点では、メサ幅1.5μmのリッジ型光導波路がハイメサ型光導波路に接続することになるが、リッジ型光導波路141の場合、メサ幅が小さくなると、コア中の電界分布は、より、横方向へと染み出していくから、結合効率はテーパ構造を使わずにバットジョイントする場合よりもさらに悪くなる。また、図5(c)の場合には、接続点でメサ幅が同じリッジ型光導波路141とハイメサ型光導波路142が接続されるが、この場合の結合効率は93%(図7の点B)でありまだ損失が大きい。なお、図5(b)および図5(c)には、導波路141,142および光導波路130A,130Bにおける、光の導波に関与するメサを図示し、それ以外の部分の図示を省略している。 In such a case, a method of adiabatically converting the electric field distribution using a tapered optical waveguide 130 as shown in FIG. The optical waveguide 130 is connected to the ridge type optical waveguide 141 and to the high mesa type optical waveguide 142. The width of one end 131 of the optical waveguide 130 is formed to be the same as the width W ridge of the ridge type optical waveguide 141. The width of the other end 132 of the optical waveguide 130 is formed to be the same as the width W hm of the high mesa optical waveguide 142. The width of the optical waveguide 130 is formed so as to gradually narrow from one end 131 toward the other end 132. Possible configurations in this case include an optical waveguide 130A in which the mesa of the ridge optical waveguide 141 has a taper structure as shown in FIG. 5B, and a high mesa optical waveguide as shown in FIG. 5C. The case of the optical waveguide 130B in which the waveguide 142 has a tapered structure is conceivable. In the case of FIG. 5B, a ridge type optical waveguide having a mesa width of 1.5 μm is connected to the high mesa type optical waveguide at the junction of the ridge type optical waveguide 141 and the high mesa type optical waveguide 142. In the case of the type optical waveguide 141, when the mesa width is reduced, the electric field distribution in the core is further oozed out in the lateral direction, so that the coupling efficiency becomes even worse than in the case of butt joint without using the taper structure. . In the case of FIG. 5C, the ridge type optical waveguide 141 and the high mesa type optical waveguide 142 having the same mesa width at the connection point are connected, but the coupling efficiency in this case is 93% (point B in FIG. 7). However, the loss is still large. 5 (b) and 5 (c), the mesas involved in the light guiding in the waveguides 141 and 142 and the optical waveguides 130A and 130B are illustrated, and the other portions are not shown. ing.

そこで、本実施例では、図6に示すような、不連続テーパ構造接合部を用いる。不連続テーパ構造接合部は、図6に示すように、リッジ型光導波路41およびハイメサ型光導波路42、すなわち、構造の異なる2つの導波路41,42に接する光導波路であって、所定の長さLtaperを有する不連続テーパ構造接合部本体50からなる。不連続テーパ構造接合部本体50の一方の端部51は一方の導波路41と接し、不連続テーパ構造接合部本体50の他方の端部52は他方の導波路42と接する。一方の導波路41は、当該一方の導波路41を導波する光の横方向の広がりが、他方の導波路42を導波する光の横方向の広がりよりも広くなるように形成された構造を有している。一方の光導波路41のメサの高さが、他方の光導波路のメサの高さよりも低く形成されている。不連続テーパ構造接合部本体50の幅は、一方の端部51から他方の端部52に向けて徐々に狭くなるように形成されている。不連続テーパ構造接合部本体50における一方の端部51の幅Wtaperが一方の導波路41の幅Wridgeよりも広く形成されている。このような不連続テーパ構造接合部本体50により、リッジ型光導波路である一方の導波路41と、ハイメサ型光導波路である他方の導波路42の接合部で、ハイメサ型光導波路の幅を広くすることにより、リッジ構造中のメサの外側に分布している光も、ハイメサ型光導波路に取り込むことが可能である。不連続テーパ構造接合部は、ハイメサ型導波路用メサ形成プロセスにて作製されており、不連続テーパ構造接合部本体50のメサの高さは、他方の導波路42のメサの高さと同じである。なお、図6には、導波路41,42および不連続テーパ構造接合部本体50における、光の導波に関与するメサを図示し、それ以外の部分の図示を省略している。 Therefore, in this embodiment, a discontinuous taper structure junction as shown in FIG. 6 is used. As shown in FIG. 6, the discontinuous tapered structure junction is a ridge-type optical waveguide 41 and a high-mesa optical waveguide 42, that is, an optical waveguide in contact with two waveguides 41 and 42 having different structures, and has a predetermined length. It consists of a discontinuous taper structure joint body 50 having a length L taper . One end 51 of the discontinuous tapered structure joint body 50 is in contact with one waveguide 41, and the other end 52 of the discontinuous taper structure joint body 50 is in contact with the other waveguide 42. One waveguide 41 has a structure in which the lateral spread of light guided through the one waveguide 41 is wider than the lateral spread of light guided through the other waveguide 42. have. The mesa height of one optical waveguide 41 is formed lower than the mesa height of the other optical waveguide. The width of the discontinuous taper structure joint body 50 is formed so as to gradually narrow from one end 51 toward the other end 52. The width W taper of one end 51 in the discontinuous tapered structure joint body 50 is formed wider than the width W ridge of one waveguide 41. With such a discontinuous tapered structure joint body 50, the width of the high mesa optical waveguide is widened at the joint of one waveguide 41, which is a ridge optical waveguide, and the other waveguide 42, which is a high mesa optical waveguide. By doing so, the light distributed outside the mesa in the ridge structure can also be taken into the high mesa optical waveguide. The discontinuous taper structure junction is manufactured by a mesa formation process for a high mesa waveguide, and the mesa height of the discontinuous taper structure main body 50 is the same as the mesa height of the other waveguide 42. is there. In FIG. 6, the mesas involved in the light guiding in the waveguides 41 and 42 and the discontinuous tapered structure joint body 50 are illustrated, and the other portions are not illustrated.

図7に不連続テーパ構造接合部における、リッジ型光導波路とハイメサ型光導波路の結合効率のテーパ幅Wtaper依存性を示す。図7に示すように、テーパ幅Wtaper、すなわち不連続テーパ構造接合部本体50の一方の端部51の幅を大きくしていくと結合効率が大きくなり、ある幅以上では結合効率は減少する。図7から、95%以上の結合効率を得るには、テーパ幅Wtaperは2.0μm以上2.8μm以下とすれば良いことがわかる。図8にテーパ幅Wtaper=2.5μmのときの結合効率のテーパ長さLtaper依存性を示す。テーパ長Ltaperが40μm以上で結合効率が飽和しており、20μmで95%以上の結合効率が得られ、40μm以上で結合効率が98%以上となり、実用上問題無いことが分かる。ただし、光導波路そのものの損失があるので、あまり長すぎると、導波路損失が大きくなってしまうので、せいぜい100μm程度にするのが良い。 FIG. 7 shows the taper width W taper dependence of the coupling efficiency of the ridge type optical waveguide and the high mesa type optical waveguide at the discontinuous tapered structure junction. As shown in FIG. 7, the coupling efficiency increases as the taper width W taper , that is, the width of one end 51 of the discontinuous tapered structure joint body 50 increases, and the coupling efficiency decreases beyond a certain width. . From FIG. 7, it is understood that the taper width W taper may be set to 2.0 μm or more and 2.8 μm or less in order to obtain a coupling efficiency of 95% or more. FIG. 8 shows the dependency of the coupling efficiency on the taper length L taper when the taper width W taper = 2.5 μm. When the taper length L taper is 40 μm or more, the coupling efficiency is saturated. When the taper length L taper is 20 μm, a coupling efficiency of 95% or more is obtained, and when the taper length L taper is 40 μm or more, the coupling efficiency is 98% or more. However, since there is a loss of the optical waveguide itself, if it is too long, the waveguide loss becomes large. Therefore, it is preferable to set the thickness to about 100 μm at most.

最後に、各種の接合と本実施例による接合の損失を比較すると、リッジ型光導波路、ハイメサ型光導波路をそれぞれの導波路幅で直接バットジョイントし(図7の点A参照)、テーパ構造を設けない場合の損失は1.41dB、ハイメサ型光導波路の導波路幅をリッジ型光導波路と同じにしてバットジョイントし(図7の点B参照)、テーパの長さを1μm程度とした場合の結合損失は1.02dB、テーパの長さを40μm以上とすると結合損失は0.4dB、そして、本実施例の不連続テーパ構造接合部を用いて、テーパの長さを40μm以上とした場合の結合損失はわずか0.17dBであり、異種導波路の接続の低損失化に関して大きな効果を得ることができる。   Finally, when comparing the losses of various types of junctions and the junctions according to the present embodiment, the ridge type optical waveguide and the high mesa type optical waveguide are directly butt-joined with the respective waveguide widths (see point A in FIG. 7), and the taper structure is obtained. When not provided, the loss is 1.41 dB, the width of the high mesa optical waveguide is the same as that of the ridge optical waveguide, and a butt joint is made (see point B in FIG. 7), and the taper length is about 1 μm. When the coupling loss is 1.02 dB and the taper length is 40 μm or more, the coupling loss is 0.4 dB, and the taper length is 40 μm or more by using the discontinuous taper structure joint portion of this embodiment. The coupling loss is only 0.17 dB, and a great effect can be obtained with respect to the reduction of the loss of the connection between the different types of waveguides.

本実施例にて示している、光源と合波部を集積化する光デバイス(光半導体装置)の場合、光源から出力された信号の強度は、途中の光導波路や合波部による損失によりかなり弱くなってしまうため少しでも損失を下げ、最終的な光出力を大きくする必要がある。本実施例による異種導波路接続技術である不連続テーパ構造接合部を用いない場合の光出力が0dBだった場合、本実施例に係る光導波路が具備する不連続テーパ構造接合部を用いることで、その出力を1.4dBmにも増大できるため、本実施例は特に、多数の光デバイスを集積する集積光デバイスにおいて大きな効果を得ることができる。   In the case of the optical device (optical semiconductor device) in which the light source and the multiplexing unit are integrated as shown in this embodiment, the intensity of the signal output from the light source is considerably due to the loss caused by the optical waveguide and the multiplexing unit in the middle. Since it becomes weak, it is necessary to reduce the loss as much as possible and increase the final light output. When the optical output is 0 dB when the discontinuous taper junction that is a different waveguide connection technique according to the present embodiment is not used, the discontinuous taper junction included in the optical waveguide according to the present embodiment is used. Since the output can be increased to 1.4 dBm, this embodiment can achieve a great effect particularly in an integrated optical device in which a large number of optical devices are integrated.

本発明の第2の実施例に係る光導波路およびそれを用いた光半導体装置について、図2、図9、および図10を参照して説明する。
本実施例に係る光導波路およびそれを用いた光半導体装置は、上述した第1の実施例に係る光導波路およびそれを用いた光半導体装置が具備する不連続テーパ構造接合部本体に、横方向に光を閉じ込める構造をもたない接続領域を追加した構成であって、それ以外は上述した第1の実施例に係る光導波路およびそれを用いた光半導体装置と同じ構成を有している。
An optical waveguide and an optical semiconductor device using the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 9, and 10. FIG.
The optical waveguide according to the present embodiment and the optical semiconductor device using the same are arranged in the transverse direction in the discontinuous tapered structure joint body included in the optical waveguide according to the first embodiment and the optical semiconductor device using the optical waveguide. In this configuration, a connection region having no structure for confining light is added, and the other configuration is the same as that of the optical waveguide according to the first embodiment and the optical semiconductor device using the same.

本実施例に係る光半導体装置は、上述した第1の実施例の場合と同様の工程を経て製造される。すなわち、まず、LD部21、パッシブ層22、EAM部23、合波部24、およびPD部25における各層を作り込んだウェハーを作製する。続いて、LD部21、パッシブ層22、EAM部23、およびPD部25にリッジ型導波路用メサ形成プロセスを実施し、合波部24にハイメサ型導波路用メサ形成プロセス、及び電極形成プロセス(ただしパッシブ層22および合波部24には上部電極を形成しない)を実施し、へき開後、チップの前後端面に無反射コーティング(図示せず)を施すことによって完成となる。   The optical semiconductor device according to the present embodiment is manufactured through the same steps as in the first embodiment described above. That is, first, a wafer in which each layer in the LD unit 21, the passive layer 22, the EAM unit 23, the multiplexing unit 24, and the PD unit 25 is formed is manufactured. Subsequently, a ridge-type waveguide mesa formation process is performed on the LD portion 21, the passive layer 22, the EAM portion 23, and the PD portion 25, and a high-mesa waveguide mesa formation process and an electrode formation process are performed on the multiplexing portion 24. (However, the upper electrode is not formed on the passive layer 22 and the combining portion 24), and after cleaving, a non-reflective coating (not shown) is applied to the front and rear end faces of the chip.

そして、本実施例に係る光導波路が具備する不連続テーパ構造接合部は、上述した第1の実施例の場合と同様、ハイメサ型導波路用メサ形成プロセスにおいて、EAM部23と合波部24の間の光導波路の一部に作製される。   Then, the discontinuous taper structure joint portion included in the optical waveguide according to the present embodiment is similar to the first embodiment described above in the mesa formation process for the high mesa waveguide, and the EAM portion 23 and the multiplexing portion 24. It is fabricated in a part of the optical waveguide between.

ここで、リッジ型導波路用メサ形成プロセスやハイメサ型導波路用メサ形成プロセスは、導波路マスクを用いて実施される。導波路マスクの作製には、フォトリソグラフィーによるパターニングを用いる。光導波路の寸法は通常1μmよりも大きいため、上述した不連続テーパ構造接合部本体50の構造は通常のフォトリソグラフィーで十分に作製可能であるが、場合によっては図9に示すように不連続テーパ構造接合部がなまってしまう、すなわち、不連続テーパ構造接合部本体150における一方の端部151が一方の光導波路41の延在方向に直交する方向に対して角度θの傾斜する方向に延在する形状になってしまう場合がある。このとき、リッジ型光導波路である一方の導波路41とハイメサ型光導波路である不連続テーパ構造接合部本体150は原理的に同じメサ幅で接合してしまうため、角度θが十分に小さければ問題が無いが、ある程度以上になると結合効率が劣化してしまう。   Here, the mesa formation process for the ridge waveguide and the mesa formation process for the high mesa waveguide are performed using a waveguide mask. For the production of the waveguide mask, patterning by photolithography is used. Since the size of the optical waveguide is usually larger than 1 μm, the structure of the discontinuous tapered structure joint body 50 described above can be satisfactorily manufactured by ordinary photolithography. The structural joint is rounded, that is, one end 151 of the discontinuous tapered structural joint body 150 extends in a direction inclined by an angle θ with respect to a direction orthogonal to the extending direction of the one optical waveguide 41. It may become a shape to do. At this time, one waveguide 41 that is a ridge-type optical waveguide and the discontinuous taper structure joint body 150 that is a high-mesa optical waveguide are bonded with the same mesa width in principle, so if the angle θ is sufficiently small There is no problem, but if it exceeds a certain level, the coupling efficiency deteriorates.

この問題を避けるために本実施例では図10に示すような不連続テーパ構造接合部を用いる。不連続テーパ構造接合部は、図10に示すように、上述した不連続テーパ構造接合部本体50と、不連続テーパ構造接合部本体50の一方の端部51と一方の導波路41との間に設けられる接続領域60とを有する。接続領域60は、合波部24と同じ層構造である。接続領域60は、一方の導波路41の端部に接し、一方の導波路41の延在方向に直交する方向に延在する一方の端部61と、不連続テーパ構造接合部本体50の一方の端部51に接し、一方の端部61に対向する他方の端部62と、一方の端部61と他方の端部62の両端を接続する側端部63とを有している。接続領域60は、不連続テーパ構造接合部本体50の一方の端部51の幅Wtaperよりも広い幅を有すると共に、所定の長さGを有している。また、接続領域60は、横方向に光を閉じ込めるためのメサを持たない構造に形成されている。接続領域60は、不連続テーパ構造本体50と同様、ハイメサ型導波路用メサ形成プロセスにて作製されており、接続領域60のメサの高さは、不連続テーパ構造接合部本体50や他方の導波路42のメサの高さと同じである。 In order to avoid this problem, the present embodiment uses a discontinuous tapered structure joint as shown in FIG. As shown in FIG. 10, the discontinuous taper structure joint portion includes the discontinuous taper structure joint body 50 described above, and one end portion 51 of the discontinuous taper structure joint body 50 and one waveguide 41. And a connection region 60 provided in the area. The connection region 60 has the same layer structure as that of the multiplexing unit 24. The connection region 60 is in contact with the end portion of the one waveguide 41 and extends in a direction orthogonal to the extending direction of the one waveguide 41, and one of the discontinuous tapered structure joint body 50. The other end portion 62 is in contact with the one end portion 61 and faces the one end portion 61, and the side end portion 63 connecting the one end portion 61 and both ends of the other end portion 62. The connection region 60 has a width wider than the width W taper of one end portion 51 of the discontinuous taper structure joint body 50 and a predetermined length G. The connection region 60 is formed in a structure that does not have a mesa for confining light in the lateral direction. Similar to the discontinuous taper structure main body 50, the connection region 60 is manufactured by a mesa formation process for a high mesa waveguide. The height of the mesa in the connection region 60 is the discontinuous taper structure joint main body 50 or the other mesa. The height of the mesa of the waveguide 42 is the same.

このような不連続テーパ構造接合部により、図9のような角度の鈍りによる結合効率の劣化を原理的に避けることが可能である、Gの値としては、リッジ型光導波路である一方の導波路41から出射されるビームが広がらない程度の距離にしておけば良く、0.5μm〜5μm程度であればビームの広がりは問題にならず、第1の実施例の場合と同様の効果を得ることができる。また、この横方向の光閉じ込め構造の無い領域に関して、横方向の幅は、Wtaperより十分に大きければ任意ではあるけれども、通常の光半導体デバイスのチップの幅がせいぜい200μm〜400μmであること、そして、通常の光導波路のメサ幅が数μmであることを考慮すれば、10μm〜200μm程度としておけば良い。 With such a discontinuous taper structure joint, it is possible to avoid in principle the deterioration of the coupling efficiency due to the angle dullness as shown in FIG. 9, and the value of G is one of the ridge type optical waveguides. The distance may be set so that the beam emitted from the waveguide 41 does not spread. If the distance is about 0.5 μm to 5 μm, the spread of the beam is not a problem, and the same effect as in the first embodiment is obtained. be able to. Further, regarding the region without the lateral light confinement structure, the width in the lateral direction is arbitrary as long as it is sufficiently larger than W taper , but the width of the chip of a normal optical semiconductor device is 200 μm to 400 μm at most. Then, considering that the mesa width of a normal optical waveguide is several μm, it may be set to about 10 μm to 200 μm.

なお、上記では、リッジ型光導波路41とハイメサ型光導波路42とを接続する不連続テーパ構造接合部本体のテーパ幅を線形的に変化させたが、一方の光導波路と接する端部から他方の光導波路と接する端部まで徐々に狭くなる形状であればよい。   In the above description, the taper width of the discontinuous taper structure joint body connecting the ridge type optical waveguide 41 and the high mesa type optical waveguide 42 is linearly changed. However, from the end in contact with one optical waveguide to the other Any shape that gradually narrows to the end in contact with the optical waveguide may be used.

また、上記では、光源と変調部と合波部を集積した光半導体装置であったが、半導体光増幅器、導波路型回折格子など、他の素子を集積したものであっても構わない。   In the above description, the optical semiconductor device is integrated with the light source, the modulation unit, and the multiplexing unit. However, another device such as a semiconductor optical amplifier or a waveguide type diffraction grating may be integrated.

また、上記では、リッジ型構造とハイメサ型構造との接続に関する光導波路について説明したが、構造の異なる2つの光導波路の接続において、一方の光導波路を導波する光の横方向の広がりが、他方の光導波路を導波する光の横方向の広がりよりも広い場合であればよい。例えば、閉じ込めの弱い埋め込み型光導波路とハイメサ型光導波路の接続に上述した光導波路を適用しても、上述した第1,第2の実施例と同様な作用効果を得ることができる。   In the above description, the optical waveguide related to the connection between the ridge structure and the high mesa structure is described. However, in the connection of two optical waveguides having different structures, the lateral spread of light guided through one optical waveguide is as follows. It is sufficient if the width is wider than the lateral spread of the light guided through the other optical waveguide. For example, even when the above-described optical waveguide is applied to the connection between the buried optical waveguide and the high-mesa optical waveguide, which are weakly confined, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

上記では、基板としてInPを用い、コア部としてInGaAsPを用い、活性部としてInAlGaAsを用いた光半導体装置について説明したが、他の化合物半導体、例えば、GaAsやSiなどを適用した光半導体装置としてもよい。また、石英系光導波路やポリマー光導波路にも適用可能である。   In the above description, an optical semiconductor device using InP as a substrate, InGaAsP as a core portion, and InAlGaAs as an active portion has been described. However, an optical semiconductor device using another compound semiconductor, for example, GaAs or Si, may be used. Good. Moreover, it is applicable also to a silica type optical waveguide and a polymer optical waveguide.

本発明は光導波路およびそれを用いた光半導体装置に関するものであり、モードフィールドが大きく異なる異種光導波路を接続する際に、従来のテーパ構造の光導波路と比べて効率的に光の接合ができ、各要素デバイスを同一基板に集積した場合に、各要素デバイスの導波路構造を自由に選択することが可能であり、それぞれを独立に最適化できるので、光通信産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。   The present invention relates to an optical waveguide and an optical semiconductor device using the optical waveguide, and when connecting different types of optical waveguides having greatly different mode fields, it is possible to join light more efficiently than a conventional optical waveguide having a tapered structure. When each element device is integrated on the same substrate, it is possible to freely select the waveguide structure of each element device, and each can be optimized independently, so it is very useful in the optical communication industry. can do.

1 基板
2 多重量子井戸構造の活性部
3,4 クラッド部
5 多重量子井戸構造の活性部
6,7 クラッド部
8 コア部
9,10 クラッド部
11 コア部
12,13 クラッド部
14 下部電極
15 コンタクト層
16 上部電極
21 半導体レーザ活性部(LD部)
22 パッシブ層(光導波路部)
23 電界吸収型光変調器部(EAM部)
24 合波部
25 フォトダイオード部(PD部)
31A〜31D レーン
50 不連続テーパ構造接合部本体
51 一方の端部
52 他方の端部
60 接続領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Active part 3 of multiple quantum well structure 3, 4 Clad part 5 Active part 6 of multiple quantum well structure 6, 7 Clad part 8 Core part 9, 10 Clad part 11 Core part 12, 13 Clad part 14 Lower electrode 15 Contact layer 16 Upper electrode 21 Semiconductor laser active part (LD part)
22 Passive layer (optical waveguide)
23 Electroabsorption optical modulator (EAM)
24 Multiplexing section 25 Photodiode section (PD section)
31A to 31D Lane 50 Discontinuous taper structure joint body 51 One end 52 The other end 60 Connection region

Claims (6)

構造の異なる2つの導波路が所定の長さを有する接合部を介して接し、一方の導波路を導波する光の横方向の広がりが、他方の導波路を導波する光の横方向の広がりよりも広い光導波路において、
前記接合部の幅が前記一方の導波路と接する一方の端部から前記他方の導波路と接する他方の端部に向けて徐々に狭くなり、
前記接合部における前記一方の端部の幅が前記一方の導波路の幅よりも広い
ことを特徴とする光導波路。
Two waveguides having different structures are in contact with each other through a junction having a predetermined length, and the lateral spread of the light guided in one waveguide is the lateral extension of the light guided in the other waveguide. In an optical waveguide wider than the spread,
The width of the joint gradually decreases from one end in contact with the one waveguide toward the other end in contact with the other waveguide,
An optical waveguide characterized in that a width of the one end portion in the joint is wider than a width of the one waveguide.
前記一方の導波路および前記他方の導波路はメサをそれぞれ有し、
前記一方の導波路のメサの高さが、前記他方の導波路のメサの高さよりも低い
ことを特徴とする請求項1記載の光導波路。
The one waveguide and the other waveguide each have a mesa;
2. The optical waveguide according to claim 1, wherein the height of the mesa of the one waveguide is lower than the height of the mesa of the other waveguide.
前記接合部はメサを有し、
前記接合部のメサの高さが、前記他方の導波路のメサの高さと同じである
ことを特徴とする請求項2記載の光導波路。
The joint has a mesa;
3. The optical waveguide according to claim 2, wherein the height of the mesa of the joint is the same as the height of the mesa of the other waveguide.
前記一方の導波路と前記接合部の間に、所定の長さを有すると共に、前記接合部の幅よりも広い幅を有し、横方向に光を閉じ込める構造をもたない接続領域が設けられる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項記載の光導波路。
A connection region having a predetermined length and a width wider than the width of the junction and having no structure for confining light in the lateral direction is provided between the one waveguide and the junction. The optical waveguide according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
リッジ型構造を有する光半導体素子とハイメサ型構造を有する光半導体素子が請求項1乃至請求項4の何れか一項記載の光導波路を介して接続される
ことを特徴とする光半導体装置。
5. An optical semiconductor device, wherein an optical semiconductor element having a ridge structure and an optical semiconductor element having a high mesa structure are connected via the optical waveguide according to claim 1.
複数の光源と、前記複数の光源から入射する光をそれぞれ変調する複数の変調器と、前記複数の変調器から出射される光を合波する合波器とが、光導波路を介して同一半導体基板上で接続され、前記変調器と前記合波器との間の光導波路の一部が請求項1乃至請求項4の何れか一項記載の光導波路である
ことを特徴とする光半導体装置。
A plurality of light sources, a plurality of modulators that respectively modulate light incident from the plurality of light sources, and a multiplexer that multiplexes light emitted from the plurality of modulators via the optical waveguide 5. An optical semiconductor device connected on a substrate, wherein a part of the optical waveguide between the modulator and the multiplexer is the optical waveguide according to claim 1. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013149749A (en) * 2012-01-18 2013-08-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for manufacturing semiconductor optical element
WO2014196103A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 日本電気株式会社 Waveguide mode conversion element, orthomode transducer, and optical device
WO2023096772A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 Ciena Corporation Optical waveguide coupling using multimode interference structures

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04268765A (en) * 1991-02-25 1992-09-24 Nec Corp Manufacture of optical integrated circuit
JPH08248248A (en) * 1995-02-22 1996-09-27 Alcatel Nv Segment-type optical waveguide especially suitable for being built in semiconductor element
JP2009510505A (en) * 2005-09-27 2009-03-12 ブッカム・テクノロジー・ピーエルシー Optical element having tapered portion for reducing loss in optical waveguide process

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04268765A (en) * 1991-02-25 1992-09-24 Nec Corp Manufacture of optical integrated circuit
JPH08248248A (en) * 1995-02-22 1996-09-27 Alcatel Nv Segment-type optical waveguide especially suitable for being built in semiconductor element
JP2009510505A (en) * 2005-09-27 2009-03-12 ブッカム・テクノロジー・ピーエルシー Optical element having tapered portion for reducing loss in optical waveguide process

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013149749A (en) * 2012-01-18 2013-08-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Method for manufacturing semiconductor optical element
WO2014196103A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 日本電気株式会社 Waveguide mode conversion element, orthomode transducer, and optical device
CN105264414A (en) * 2013-06-07 2016-01-20 日本电气株式会社 Waveguide mode conversion element, orthomode transducer, and optical device
JPWO2014196103A1 (en) * 2013-06-07 2017-02-23 日本電気株式会社 Waveguide mode conversion element, polarization separator, and optical device
US9690044B2 (en) 2013-06-07 2017-06-27 Nec Corporation Waveguide mode converter, polarization beam splitter, and optical device
CN105264414B (en) * 2013-06-07 2018-11-30 日本电气株式会社 Waveguide mode converter, polarization beam apparatus and Optical devices
WO2023096772A1 (en) * 2021-11-29 2023-06-01 Ciena Corporation Optical waveguide coupling using multimode interference structures
US11988872B2 (en) 2021-11-29 2024-05-21 Ciena Corporation Optical waveguide coupling using fabricated waveguide coupling structures

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