JP2013251401A

JP2013251401A - 光送信器

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Publication number: JP2013251401A
Application number: JP2012125057A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Tanaka; 有田中
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-12
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: JP5998651B2

Abstract

【課題】消費電力を抑制し安定して動作する多波長光送信器を提供する。
【解決手段】光送信器は、複数の外部共振器型レーザと、前記複数の外部共振器型レーザの各々に光学的に接続される複数のリング型変調器と、前記リング型変調器の出力に光学的に接続される波長合波器と、を有し、前記各外部共振器レーザは、半導体増幅器と、前記半導体増幅器に光学的に接続される第１のリング共振器及び反射器とを含み、前記各リング型変調器は、変調器導波路と第２のリング共振器を含み、前記各外部共振器型レーザと、対応する前記リング型変調器とでハイブリッド素子を形成し、各ハイブリッド素子内において、第１のリング共振器と第２のリング共振器は同じ形状及び／又はサイズを有するが、複数のハイブリッド素子間では、第１のリング共振器の形状及び／又はサイズはそれぞれ異なる。
【選択図】図５

Description

本発明は、光送信器に関する。

スーパーコンピュータやハイエンドサーバのＣＰＵ間でやりとりされるデータの伝送量は、数年後にはテラビット／秒（Tbps）を超え、2018年〜2020年のExa-Flops級のスーパーコンピュータでは数十Tbpsに達すると予測される。このような数〜数十Tbpsの大容量インターコネクトに向けて、ＶＣＳＥＬ（Virtual Cavity Surface-Emitting Laser）を用いたパラレル伝送光インターコネクションよりも１桁大きなバンド幅を実現するための将来技術として、シリコンフォトニクス技術が有望視されている。

シリコンフォトニクス技術は半導体ＣＭＯＳ回路製造技術と親和性があり、高密度かつ大容量なデータのやり取りが可能となる。伝送方式として波長を多重化するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplex）技術を活用することで、ファイバとの間のコネクタ部品などを減らすことができ、低コスト化が期待される。特に１０波以上の波長を用いる場合は、ファイバ数やコネクタ数が１／１０以下となり部品点数を大幅に低減することができるため、低コスト化へのインパクトが大きくなる。

上記の理由で、ＷＤＭを用いたシリコンフォトニクス光インターコネクト技術が積極的に検討されている。シリコンフォトニク技術のひとつとして、リング共振器と半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）を組み合わせたシリコン細線ベースのハイブリッドレーザが提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。１０波以上のＷＤＭシリコンフォトニクス技術では、多波長発振するレーザ、高速変調可能な光変調器、光を合波する光合波素子等を一つのシリコンプラットフォーム上に形成したＷＤＭ光送信器の実現が重要となる。

Seok Hwan Jeong, et al. "Hybrid Laser with Si Ring Resonatorand SOA for Temperature Control Free Operation with Ring Resonator-based Modulator", Proceedings of IEEE Group IV Photonics 2011, ThB2

ＷＤＭ方式で光通信を行うには、消費電力が少なく、かつ各波長で安定して動作する多波長光送信器の実現が望まれる。そこで本発明は、消費電力を抑制し、安定した発振動作を行うことのできる多波長光送信器の実現を課題とする。

第１の観点では、光送信器は、
複数の外部共振器型レーザと、
前記複数の外部共振器型レーザの各々に光学的に接続される複数のリング型変調器と、
前記リング型変調器の出力に光学的に接続される波長合波器と、を有し、
前記各外部共振器型レーザは、半導体増幅器と、前記半導体増幅器に光学的に接続される第１のリング共振器及び反射器とを含み、
前記各リング型変調器は、変調器導波路と第２のリング共振器を含み、
前記各外部共振器型レーザと、対応する前記リング型変調器とでハイブリッド素子を形成し、
前記各ハイブリッド素子内において、前記第１のリング共振器と前記第２のリング共振器は同じ形状及び／又はサイズを有するが、複数の前記ハイブリッド素子間では、前記第１のリング共振器の形状及び／又はサイズはそれぞれ異なる。

消費電力を抑制し安定して動作する多波長光送信器が実現される。

実施形態の構成に至る過程で考えられる多波長光送信器の概略構成図である。図１の多波長光送信器で用いられるハイブリッド素子の構成図である。図１の多波長光送信器における多波長化の原理を説明するための図である。図１の多波長光送信器における利得やパッシブ素子の波長依存性の問題を説明するための図である。実施形態に係る多波長光送信器の概略構成図である。図５の多波長光送信器で用いられるハイブリッド素子の構成図である。図５の多波長光送信器における多波長化の原理を説明するための図である。チャネル型シリコン光導波路の概略断面図である。リブ型シリコン光導波路の概略断面図である。実施形態のハイブリッド素子の変形例を示す図である。モニタ光の検出に基づく温度制御を説明するための図である。実施形態のハイブリッド素子の別の変形例を示す図である。

図１は、実施形態の多波長光送信器に至る過程で考案される多波長光送信器１の概略構成図である。多波長光送信器１は、多波長光源であるレーザ発振部１１０と、光変調部１２０と、波長合波器３１を含む。レーザ発振部１１０、光変調部１２０、及び光合波器３１はシリコン光導波路で形成され、ＳＯＩ基板上にモノリシックに集積されている。

レーザ発振部１１０は、それぞれ異なる波長λ₁〜λ₁₆で発振する複数の外部共振器型レーザ１０₁〜１０₁₆を含む。光変調部１２０は、複数のリング型変調器２０₁〜２０₁₆を含む。この例では、リング型変調器２０は縦列に配列されたリング共振器２２を含むマッハツェンダ（ＭＺ）変調器である。

外部共振器型レーザ１０₁〜１０₁₆の各々は、対応するリング型変調器２０₁〜２０₁₆に光学的に接続されている。ひとつの外部共振器型レーザ１０_kと、これに接続されるリング型変調器２０_kを併せて「ハイブリッド素子３０_k」と称する。複数のハイブリッド素子３０₁〜３０₁₆から出力される各波長の光信号は波長合波器３１で多重化され、必要に応じてスポットサイズ変換され、光ファイバ（不図示）などを介して伝送される。

図２は、ハイブリッド素子３０_kの概略構成図である。外部共振器型レーザ１０_kは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）１１と、リング共振器１５及びＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）ミラー１３_kを含む。リング共振器１５とＤＢＲミラー１３で外部共振器を構成する。ＳＯＡ１１の出射側と反対側の端面には、高反射ミラー１２が形成されている。ＳＯＡ１１に電流を注入することによって出力された光は、カプラ１６とリング共振器１５を通過してＤＢＲミラー１３で反射され帰還する。反射光は高反射ミラー１２とＤＢＲミラー１３_kの間を往復し、共振作用によってレーザ発振する。発振波長はリング共振器１５の共振波長によって決定される。

発振光は、３ｄＢカプラ１８を通ってリング型変調器２０_kへ伝搬する。リング型変調器２０_kは、導波路アーム２５，２６に沿って配置される複数のリング共振器２２を有する。発振光は、リング型変調器２０_kに入力される駆動信号（電気信号）によって変調され、変調された光信号が波長合波器３１で合波される。リング型変調器２０は電気信号を光信号に変換する変換回路として機能する。

図１，２に示す多波長光送信器１では、レーザ発振部１１０の外部共振器型レーザ１０で用いられるリング共振器１５と、光変調部１２０のリング型変調器２０で用いられる複数のリング共振器２２は、同一サイズで構成されている。他方、ＤＢＲミラー１３₁−１３₁₆はそれぞれ異なるピッチを持つ回折格子で構成されている。

図３は、図１の多波長光送信器１の多波長化の原理を説明するための図である。外部共振器型レーザ１０の発振波長は、リング共振器１５の共振波長によって決定されるが、リング半径で決まるフリースペクトラルレンジ（ＦＳＲ：Free Spectral Range）により、以下の式で表わされる波長間隔で共振ピークが出現する。

Δλ＝λ²／２πＲｎ
ここで、λは波長、Ｒはリング共振器１５の半径、ｎは実効屈折率である。この式で表わされる共振ピーク波長にＤＢＲミラー１３の反射波長を合わせることで多波長化が可能となる。すなわち、１番目のハイブリッド素子３０_１の外部共振器型レーザ１０₁では、共振ピーク波長λ₁を取り出すことのできるピッチを持つ回折格子でＤＢＲミラー１３_１が形成され、２番目のハイブリッド素子３０₂の外部共振器型レーザ１０₂では、共振ピーク波長λ₂を取り出すことのできるピッチを持つ回折格子でＤＢＲミラー１３₂が形成され、１６番目のハイブリッド素子３０₂の外部共振器型レーザ１０₁₆では、共振ピーク波長λ₁₆を取り出すことのできるピッチを持つ回折格子ＤＢＲミラー１３₁₆が形成される。

各ＤＢＲ１３の反射特性は、対応する共振ピーク波長λと一致するようにヒータ１４により調整される（太線矢印）。加温によりＤＢＲ１３の屈折率を変化させることにより、ＤＢＲ１３_kの反射波長をリング共振器１５のＦＳＲで決まるピーク共振波長λ_kに一致するように長波長側にシフトさせる。

外部共振器型レーザ１０₁−１０₁₆で用いられる共振リング１５と、リング型変調器２０₁−２０₁₆で用いられるリング型共振器２２は、同一サイズで構成されている。リング型変調器２０₁−２０₁₆は、対応する外部共振器型レーザ１０₁−１０₁₆の発振波長λ₁−λ₁₆で動作する。またこの場合の波長合波器３１の透過特性は、図３の上側に示すようになる。

この多波長光送信器１では、発振波長の間隔はリング共振器１５のＦＳＲによって決定される。たとえば７．２μｍの半径を持つリングのＦＳＲは１２ｎｍ（１．５ＴＨｚ)となり、１００ＧＨｚ（０．８ｎｍ）や２００ＧＨｚ（１．６ｎｍ）等の狭い波長間隔グリッドを形成することが難しい。１６波長の光源を形成しようとすると、全体で１００ｎｍを超える波長帯域が必要となる。

波長帯域が広くなると、図４に示すように、ＳＯＡ利得の波長依存性や、カプラなどのパッシブ素子の波長依存性が発振特性に影響を与えてしまう。また共振ピーク波長をＤＢＲミラー（フィルタ）１３で取り出す際に、作製誤差により波長がずれてしまうことがある。その場合、ヒータ１４を用いた波長制御が行われるが、ＤＢＲミラー（フィルタ）１３の長さは数百μｍの長さとなるため、一様な屈折率変化を与えるためにヒータ１４のサイズを大きくする必要がある。これは、消費電力の増大につながるとともに、均一で安定した発振動作が損なわれる原因となる。

図５は、このような問題を解消するために考案された実施形態の多波長光送信器２の概略構成図である。多波長光送信器２は、多波長光源であるレーザ発振部１４０と、光変調部１５０と、波長合波器３１を含む。レーザ発振部１４０、光変調部１５０、及び光合波器３１はシリコン光導波路で形成され、ＳＯＩ基板上にモノリシックに集積されている。図５では、レーザ発信部１４０の各リング共振器４５の構造（サイズ及び形状を含む）を異ならせることによって多波長を実現し、ＤＢＲミラー４３用のヒータを不要とする。

レーザ発振部１４０は、それぞれ異なる波長λ₁〜λ₁₆で発振する複数の外部共振器型レーザ４０₁〜４０₁₆を含む。光変調部１５０は複数のリング型変調器５０₁〜５０₁₆を含む。外部共振器型レーザ４０₁〜４０₁₆の各々は、それぞれ対応するリング型変調器５０₁〜５０₁₆に光学的に接続されている。ひとつの外部共振器レーザ型４０_kと、これに接続されるリング共振器５０_kを併せて、ハイブリッド素子６０_kを構成する。ハイブリッド素子６０₁〜６０₁₆から出力される各波長の光信号は波長合波器３１で多重化され、必要に応じてスポットサイズ変換され、光ファイバ（不図示）などを介して伝送される。

図６は、ハイブリッド素子６０_kの概略構成図である。外部共振器型レーザ４０_kは、半導体光増幅器（ＳＯＡ）１１と、リング共振器４５_k及びＤＢＲミラー４３_kを含む。リング共振器４５_kとＤＢＲミラー４３_kで外部共振器を構成する。電流注入によるＳＯＡ１１の出射光は、カプラ１６とリング共振器４５_kを通過し、ＤＢＲミラー４３_kと高反射ミラー１２との間を往復してレーザ発振する。

発振光は、３ｄＢカプラ１８を通ってリング型変調器５０_kへ伝搬する。リング型変調器５０_kは、たとえばマッハツェンダ（ＭＺ）変調器であり、導波路アーム５５、５６に沿って配置される複数のリング共振器５２_kを有する。リング型変調器５０_kから出力される光は、波長合波器３１で合波される。

図５及び図６の構成の特徴として、各ハイブリッド素子６０_kで、外部共振器型レーザ４０_kのリング共振器４５_kと、リング型変調器５０_kのリング共振器５２_kは同一リングとして構成されが、ハイブリッド素子６０₁−６０₁₆間で、リング共振器４５₁−４５₁₆が異なるサイズ及び／又は形状で構成される。リング共振器４５_kとリング共振器５２_kは同一のリングであるから、ハイブリッド素子６０₁−６０₁₆間で、リング共振器５２₁−５２₁₆も異なるサイズ及び／又は形状で構成される。他方、外部共振器型レーザ４０₁−４０₁₆のＤＢＲミラー４３₁−４３₁₆は、ハイブリッド素子６０_１-６０_１６間で同じであっても、異なっていてもかまわない。ＤＢＲミラー４３₁−４３₁₆を同じ構成とする場合は、ＤＢＲミラーを構成する回折格子のピッチを同じにする。

ハイブリッド素子６０間で異なるリング共振器４５を用いることによって、外部共振器レーザ型４０に配置されるリング共振器４５のＦＳＲに依存しない自由なＷＤＭ用波長グリッドを構成することができる。これについて、図７を参照して説明する。

図７は、図５及び図６に示した多波長光送信器２の多波長化の原理を示す図である。同一のリング構造を持つ外部共振器型レーザ４０とリング型変調器５０を組み合わせたハイブリッド素子６０を複数配列する場合、ハイブリッド素子６０ごとのリング構造を少しずつ変更する。リング構造の変化の例として、半径を異ならせるほか、レーストラック形状のリング共振器とする場合は、曲率半径を異ならせる、直線部分の長さを異ならせる、あるいは両方を異ならせる。楕円形のリング共振器とする場合は、長軸と短軸の少なくとも一方を異ならせる。

図５では、外部共振器型レーザ４０₁−４０₁₆のリング共振器４５₁−４５₁₆のリングの半径サイズがそれぞれ少しずつ異なる。リング型変調器５０₁−５０₁₆のリング共振器５２₁−５２₁₆のサイズは、対応する外部共振器型レーザ４０₁−４０₁₆のリング共振器４５₁−４５₁₆のサイズと同一とする。１６個のサイズの異なるリング共振器４５₁−４５₁₆を準備するため、それぞれの波長間隔を任意に決定することができる。

たとえば、図７に示すように２００ＧＨz（１．６ｎｍ）ごとの波長間隔に設定することができる。波長間隔を４００ＧＨｚ（３．２ｎｍ）に設定したい場合は、同様にリング共振器４５₁−４５₁₆のサイズまたは形状を少しずつ変えればよい。この場合、波長を選択するＤＢＲミラー４３のブラッグ反射帯域を、多波長（この例では１６波長）をカバーする広さに設定しておくことで、ＤＢＲミラー４３ごとに個別ヒータを設けて波長選択制御をする必要がない。したがって、消費電力を低減することができる。

リング共振器４５₁−４５₁₆のサイズを、波長間隔が２００ＧＨｚとなるように設定した場合、１６チャネルの光源では１．６ｎｍ×１６ｃｈとなり、２６ｎｍ程度の帯域内におさまる。各リング共振器４５のＦＳＲ（隣り合う次数の共振スペクトルまでの間隔）を３０ｎｍとすると、ＤＢＲミラー４３の反射帯域幅を２８ｎｍ前後に設定することで、１６波長の各々でレーザ発振させることができる。また、各リング共振器４５の隣接する次数の共振ピークは、ＤＢＲミラー４３の反射帯域の外で発生するので、ＤＢＲフィルタで選択されず、不要な成分を除去することができる。ＤＢＲミラー４３の長さ全体をカバーするヒータが不要になるので、消費電力を低減することができる。

リング型変調器５０₁−５０₁₆の動作波長は、外部共振器型レーザ４０₁−４０₁₆の発振波長λ₁−λ₁₆に一致する。波長合波器３１の波長特性も、図７の上側に示すように２００ＧＨｚの波長間隔で十分に透過する特性となる。

外部共振器型レーザ４０_kのリング共振器４５_kと、対応するリング型変調器５０_kのリング共振器５２_kを同一サイズとすることで、レーザ発振波長と変調器の動作波長の温度依存性を同一にできる。すなわち、環境温度が上がった場合、外部共振器型レーザ４０の共振波長が長波長側にシフトするが、リング型変調器５０の動作波長も同様に長波側にシフトする。そのため、一度発振波長と変調器の動作波長を合わせてしまえば、その後の波長制御は不要になる。

図８は、図１の多波長光送信器１及び図５の多波長光送信器２の各素子を構成するチャネル型シリコン導波路の概略断面図である。シリコン基板９１上に、膜厚２μｍ程度のＢＯＸ（Buried OXide)層９２があり、ＢＯＸ層９２上にシリコン導波路９５が形成されている。シリコン光導波路９５は、たとえば高さ２２０ｎｍ、幅４８０ｎｍである。光はシリコン導波路９５に閉じ込められて導波する。

シリコン導波路として、図９に示されるリブ型導波路９７を用いてもよい。リブ型導波路９７もチャネル型導波路９５と同様にＳＯＩ基板をエッチング加工して形成され、シリコン基板９１上のＢＯＸ層９２上にリブ型シリコン導波路９７が位置する。リブ型シリコン導波路９７の高さは２２０ｎｍ、幅４８０ｎｍ、スラブ領域９７ｓの厚さは、たとえば５０ｎｍである。

シリコン導波路は以下の手順で形成される。ＳＯＩ基板上にレジストを塗布し、たとえば波長２４８ｎｍのＫｒＦＤＵＶステッパとフォトマスクを用いて、レジストを導波路形状にパタニングする。ステッパの替わりに電子ビーム露光装置を用いてもよい。パタニングしたレジストパタンをマスクとして、ドライエッチングでシリコンコア層を加工し、チャネル型導波路９５とする。エッチングの際にシリコンコア層を５０ｎｍ程度残すことで、図９のリブ型光導波路９７とすることができる。その後、レジストパタンを除去し、上部ＳｉＯ₂クラッド層９３を形成する。

図１０は、図５のハイブリッド素子６０_kの変形例であるハイブリッド素子６１_kの概略構成図である。多波長光送信器２Ａの全体図は省略するが、多波長光送信器２Ａでは、互いに異なるサイズのリング共振器４５_k、５２_kを有する複数のハイブリッド素子６１_kがシリコンプラットフォーム上に配列される（図１，５参照）。

ハイブリッド素子６１_kは、外部共振器型レーザ４１_kと、リング型変調器５１_kを含む。外部共振器型レーザ４１_kは、図６の外部共振器型レーザ４０_kの構成に加えて、リング共振器４５_kの近傍に配置されるヒータ４４を有する。ヒータ４４は、たとえばリング共振器４５_kの上層に形成されたＴｉ薄膜ヒータである。

リング型変調器５１_kは、図６のリング型変調器５０_kの構成に加えて、光検出器（ＰＤ）５３とドロップ導波路５７を有する。ドロップ導波路５７は、リング型変調器５０_kのリング共振器５２_kの近傍で、アーム導波路５５（又は５６）の反対側に位置する。複数のリング共振器５２_kで共振された光の一部は、ドロップ導波路５７を介して、シリコンプラットフォーム上にモノリシック集積されたＰＤ５３でモニタされる。ドロップ導波路５７は、光の結合率を下げるためにリング共振器５２_kから少し離れた距離に配置されてもよい。

ＰＤ５３はたとえばＧｅＰＩＮ受光器などで形成される。ＰＤ５３で検出された光信号は、電気信号に変換されて多波長光送信器２Ａの制御回路７１に入力され、ヒータ４４の温度制御に用いられる。制御回路７１は、ＰＤ５３で検出される光強度が最大となるように、外部共振器型レーザ４１_kのリング共振器４５_k上に形成されたヒータ４４の温度を制御する。加温により、リング共振器４５_kの屈折率が変化して、レーザ発振波長がリング型変調器５１_kの動作中心波長と一致する方向にシフトする。

外部共振器型レーザ４０のリング共振器４５と、リング型変調器５０のリング共振器５２は同一サイズで形成されているので、光源の発振波長と変調器の動作波長とは同じ温度依存特性で変化するが、製造誤差によりリングサイズがばらつく可能性もある。図１０の構成は、製造誤差が存在する場合でも、それぞれの波長において光源の発信波長と変調器の動作波長を一致させ、データ信号（電気信号）による光変調を正確に行なうことができる。

図１１は、図１０の構成における温度制御フローである。ステップＳ１０１で、リング型変調器５１のリング共振器５２からドロップ導波路５７に結合した光信号を、ＰＤ５３でモニタし、電気信号に変換する。ステップＳ１０２でモニタした電気信号の強度を評価し、Ｓ１０３で外部共振器４１に設けられたヒータ４４に注入される電流を制御する。ヒータ４４に注入する電流値を増加させ、ＰＤ５３で検出される強度が一度上がってから下がり始める点を目的の電流値として制御する。

図１２は、図５のハイブリッド素子６０_kの別の変形例であるハイブリッド素子６２_kの概略構成図である。多波長光送信器２Ｂでは、異なるリング共振サイズを有するハイブリッド素子６２_kが複数配列されて用いられる。ハイブリッド素子６２_kは、外部共振器型レーザ４１_kと、リング型変調器８１_kを含む。外部共振器型レーザ４１_kは、図１０の構成と同様に、リング共振器４５_kの近傍に配置されたヒータ４４を有する。

リング型変調器８１_kは、マッハツェンダ変調器に替えて、通常のリング共振器を採用している。導波路８６に沿って複数のリング共振器８２_kが縦列に配置され、リング共振器８２_k近傍で導波路８４と反対側に、ドロップ導波路８７が形成されている。ドロップ導波路８７は、シリコンプラットフォーム（図１，５参照）にモノリシックに集積された光検出器（ＰＤ）８３に結合する。光検出器８３で検出された光信号の強度に基づいて、制御回路７１によりヒータ４４に与える電流値が制御される。またリング共振器８２_kの共振作用を利用することで小さい駆動電圧でリング型変調器８１_kを動作することができる。

この構成でも、各ハイブリッド素子６２_k内で、リング共振器４５_kとリング共振器８２_kのサイズは同一であるが、複数のハイブリッド素子６２間で、リング共振器４５のサイズは異なる。リング共振器４５のサイズは所望の波長間隔グリッドが形成されるように設定されている。

以上説明したように、実施形態の構成を採用することで、外部共振器型レーザに用いられるリング共振器のＦＳＲに依存しない、自由なＷＤＭ用波長グリッドを形成することが可能になる。その結果、狭帯域で１０波以上の波長多重が可能となる。他の受動型機能素子の波長依存性の影響を低減し、特性劣化を回避した多波長光送信器が実現できる。また、ヒータによる波長制御を行う場合は、広範囲のＤＢＲミラーを加熱するのではなく、外部共振器型レーザのリング共振器を加熱するので、消費電力を低減することができる。

外部共振器型レーザで用いられる反射ミラーは、ＤＢＲミラーに限定されず、特定の波長を選択的に反射する任意の反射器（例えばリング共振器を用いた反射型フィルタ）を用いることができる。

光通信及びデータセンタ、スーパーコンピュータ、ハイエンドサーバなどで利用される光インターコネクションに利用することができる。

１、２、２Ａ、２Ｂ多波長光送信器
１０、４０、４１外部共振器型レーザ
１１ＳＯＡ
１３４３ＤＢＲミラー（反射器）
１４、２４ヒータ
１５、４５外部共振器型レーザのリング共振器（第１のリング共振器）
２０、５０、５１、８１リング型変調器
２２、５２、８２リング型変調器のリング共振器（第２のリング共振器）
２５、２６、５５、５６導波路アーム（変調器導波路）
３０、６０、６１、６２ハイブリッド素子
３１波長合波器
８６変調器導波路
１１０、１４０レーザ発振部
１２０、１５０光変調部

Claims

複数の外部共振器型レーザと、
前記複数の外部共振器レーザの各々に光学的に接続される複数のリング型変調器と、
前記リング型変調器の出力に光学的に接続される波長合波器と、
を有し、
前記各外部共振器型レーザは、半導体増幅器と、前記半導体増幅器に光学的に接続される第１のリング共振器及び反射器とを含み、
前記各リング型変調器は、変調器導波路と第２のリング共振器を含み、
前記各外部共振器型レーザと、対応する前記リング型変調器とでハイブリッド素子を形成し、
前記各ハイブリッド素子内において、前記第１のリング共振器と前記第２のリング共振器は同じ形状及び／又はサイズを有するが、複数の前記ハイブリッド素子間では、前記第１のリング共振器の形状及び／又はサイズはそれぞれ異なることを特徴とする光送信器。
前記外部共振器型レーザの反射器の反射帯域幅は、前記第１のリング共振器の形状及び／又はサイズで決まる前記複数の外部共振器レーザの共振ピーク波長をすべて含む帯域幅に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記外部共振器型レーザの前記反射器の反射帯域幅は、前記第１のリング共振器のフリースペクトラルレンジよりも狭く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記外部共振器型レーザにおいて、前記反射器は、前記第１のリング共振器の隣接する次数の共振ピークを除去することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記第１のリング共振器の近傍に位置するヒータと、
前記第２のリング共振器を透過する光の一部を検出する光検出器と、
前記光検出器で検出された光強度に基づいて、前記ヒータに印加される電流値を制御する制御回路と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記波長合波器は、前記複数のハイブリッド素子から出力される異なる波長の光信号を多重化して出力することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記反射器は反射型回折格子であることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記リング型変調器は、２つの導波路アームに沿って前記第２のリング共振器が複数並べられたマッハツェンダ型変調器であることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記リング型変調器は、１つの導波路に沿って前記第２のリング共振器が複数並べられたリング共振器型変調器であることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。
前記複数のハイブリッド素子は、シリコン基板上にモノリシックに集積されていることを特徴とする請求項１に記載の光送信器。