JP2012198374A - 光半導体素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光分波器が、第1及び第2の入力ポートと、第1及び第2の出力ポートとを含む。第1の入力ポートに信号光が入力されると、第1の出力ポートに出力される信号光と、第2の出力ポートに出力される信号光との強度が等しくなり、第2の入力ポートに信号光が入力されると、第1の出力ポートに出力される信号光の強度が、第2の出力ポートに出力される信号光の強度より大きくなる。光合波器が、第3及び第4の入力ポートと、第3及び第4の出力ポートとを含む。第1の光導波路が、第1の出力ポートと第3の入力ポートとを接続し、第2の光導波路が、第2の出力ポートと第4の入力ポートとを接続する。第1の変調電極及び第2の変調電極に印加される電圧により、第1の光導波路及び第2の光導波路の光路長が変化する。
【選択図】 図1
Description
第1及び第2の入力ポートと、第1及び第2の出力ポートとを含み、前記第1の入力ポートに信号光が入力されると、前記第1の出力ポートに出力される信号光と、第2の出力ポートに出力される信号光との強度が等しくなり、前記第2の入力ポートに信号光が入力されると、前記第1の出力ポートに出力される信号光の強度が、前記第2の出力ポートに出力される信号光の強度より大きくなる光分波器と、
第3及び第4の入力ポートと、第3及び第4の出力ポートとを含む光合波器と、
前記第1の出力ポートと前記第3の入力ポートとを接続し、半導体で形成された第1の光導波路と、
前記第2の出力ポートと前記第4の入力ポートとを接続し、半導体で形成された第2の光導波路と、
前記第1の光導波路に電界を印加することにより該第1の光導波路の光路長を変化させる第1の変調電極と、
前記第2の光導波路に電界を印加することにより該第2の光導波路の光路長を変化させる第2の変調電極と
を有する光半導体素子が提供される。
図1に、実施例1による光半導体素子の平面図を示す。基板20の上に、光分波器21及び光合波器22が形成されている。光分波器21及び光合波器22は、2入力2出力の多モード干渉(MMI)導波路で構成される。光分波器21に、第1の入力ポートIPa、第2の入力ポートIPb、第1の出力ポートOP1a、及び第2の出力ポートOP1bが画定されている。光合波器22に、第3の入力ポートIP2a、第4の入力ポートIP2b、第3の出力ポートOP2a、及び第4の出力ポートOP2bが画定されている。
図12に、実施例2による光半導体素子の平面図を示す。以下、図1に示した実施例1による光半導体素子との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
図13に、実施例3による光半導体素子の平面図を示す。以下、図1に示した実施例1による光半導体素子との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
図15に、実施例4による光半導体素子の平面図を示す。以下、図13に示した実施例3との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
21 光分波器
21A 入力辺
21B 出力辺
22 光合波器
23 第1の光導波路
24 第2の光導波路
25 第1の入力導波路
26 第2の入力導波路
27 第1の出力導波路
28 第2の出力導波路
31 第1の変調電極
32 第2の変調電極
35 第1のドライバ回路
36 第2のドライバ回路
40 下部クラッド層
41 コア層
42 上部第1クラッド層
43 上部第2クラッド層
44 コンタクト層
47 マスクパターン
50 メサ構造
52 パッシベーション膜
53 埋込部材
55 レジスト膜
55A 開口
57 導電膜
58 シード層
59 レジスト膜
59A 開口
60 Au膜
65 導電膜
66 Au膜
70 第1の初期位相調整電極
71 第2の初期位相調整電極
72、73 初期位相調整用の電圧印加回路
80 第1の半導体レーザ素子
81 第2の半導体レーザ素子
82、83 ドライバ回路
85 回折格子層
86 スペーサ層
87 活性層
88 上部クラッド層
89 マスクパターン
90 マスクパターン
100 メサ構造
103 マスクパターン
104 埋込部材
110 レジスト膜
110A 開口
200 レーザ領域
201 変調器領域
IPa 第1の入力ポート
IPb 第2の入力ポート
IP2a 第3の入力ポート
IP2b 第4の入力ポート
OP1a 第1の出力ポート
OP1b 第2の出力ポート
OP2a 第3の出力ポート
OP2b 第4の出力ポート
Va、Vb 直流バイアス電圧
Vsiga、Vsigb 変調電圧
Claims (10)
- 第1及び第2の入力ポートと、第1及び第2の出力ポートとを含み、前記第1の入力ポートに信号光が入力されると、前記第1の出力ポートに出力される信号光と、第2の出力ポートに出力される信号光との強度が等しくなり、前記第2の入力ポートに信号光が入力されると、前記第1の出力ポートに出力される信号光の強度が、前記第2の出力ポートに出力される信号光の強度より大きくなる光分波器と、
第3及び第4の入力ポートと、第3及び第4の出力ポートとを含む光合波器と、
前記第1の出力ポートと前記第3の入力ポートとを接続し、半導体で形成された第1の光導波路と、
前記第2の出力ポートと前記第4の入力ポートとを接続し、半導体で形成された第2の光導波路と、
前記第1の光導波路に電界を印加することにより該第1の光導波路の光路長を変化させる第1の変調電極と、
前記第2の光導波路に電界を印加することにより該第2の光導波路の光路長を変化させる第2の変調電極と
を有する光半導体素子。 - 前記光分波器、前記光合波器、前記第1の光導波路、前記第2の光導波路が表面に形成されている基板を、さらに有し、
前記光分波器は、頂角が直角からずれた平行四辺形の平面形状を有する多モード干渉導波路で構成されており、
前記第1の入力ポート及び前記第2の入力ポートは、前記多モード干渉導波路の1つの辺である入力辺に画定されており、前記第1の出力ポート及び前記第2の出力ポートは、前記入力辺に平行な他の辺である出力辺に画定されている請求項1に記載の光半導体素子。 - 前記第1の出力ポート及び前記第2の出力ポートは、前記第1の入力ポートから前記入力辺に垂直な方向に延ばした直線、及び前記第2の入力ポートから前記入力辺に垂直な方向に延ばした直線のいずれからも外れた位置に画定されている請求項2に記載の光半導体素子。
- 前記第1の変調電極及び前記第2の変調電極に変調信号を印加するドライバ回路を、さらに有する請求項2または3に記載の光半導体素子。
- 前記ドライバ回路は、前記第1の入力ポートに信号光が入力されるとき、前記第1の変調電極及び前記第2の変調電極に印加する変調信号の直流成分が等しくなり、前記第2の入力ポートに信号光が入力されるとき、前記第1の変調電極に印加する変調信号の直流電圧成分が、前記第2の変調電極に印加する変調信号の直流電圧成分よりも大きくなるように、前記第1の変調電極及び前記第2の変調電極に変調信号を印加する請求項4に記載の光半導体素子。
- 前記ドライバ回路は、電圧無印加時を基準として、前記第1の入力ポートに信号光が入力されるとき、前記第1の光導波路を伝搬する信号光の位相変化量が、前記第2の光導波路を伝搬する信号光の位相変化量と等しく、前記第2の入力ポートに信号光が入力されるとき、前記第1の光導波路を伝搬する信号光の位相変化量が、前記第2の光導波路を伝搬する信号光の位相変化量よりも大きくなるように、前記第1の変調電極及び前記第2の変調電極に変調信号を印加する請求項4または5に記載の光半導体素子。
- 前記ドライバ回路により前記第1の変調電極及び前記第2の変調電極に印加される変調信号の交流成分は、相互に逆位相で、振幅が等しい請求項4乃至6のいずれか1項に記載の光半導体素子。
- 前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路の少なくとも一方に、初期位相調整用の電圧を印加する初期位相調整電極を、さらに有する請求項2乃至7のいずれか1項に記載の光半導体素子。
- 前記基板の上に形成され、前記第1の入力ポートに信号光を入射させる第1の半導体レーザと、
前記基板の上に形成され、前記第2の入力ポートに信号光を入射させる第2の半導体レーザと
を、さらに有する請求項2乃至8のいずれか1項に記載の光半導体素子。 - 前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路は、前記第1の変調電極及び前記第2の変調電極に電圧を印加すると、電気光学効果によって屈折率が変化し、その光路長が変化することで、前記光合波器における干渉状態が変化する請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光半導体素子。
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