JP2017022247A - Wavelength selection device and tunable light source - Google Patents

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松田　　学
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable wavelength selection device and tunable light source that have a wide wavelength tuning range, can stably operate with high output and can stably oscillate efficiently and stably only at a desired wavelength.SOLUTION: A wavelength selection device comprises an optical demultiplexer 11 having output waveguides 12a to 12d. At least one of the output waveguides 12a to 12d is provided with a distributed reflection type mirror structure 14 having a chirped diffraction grating whose diffraction grating period has been changed. At least another one of the output waveguides 12a to 12d is a light output port to the outside.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、波長選択素子及び当該波長選択素子を備えた波長可変光源に関する。   The present invention relates to a wavelength selection element and a wavelength tunable light source including the wavelength selection element.

近年、長距離大容量光伝送システムとして市場規模が拡大しているディジタル・コヒーレント通信向けの、広い波長範囲で波長を変えられる波長可変レーザが注目されている。波長可変レーザの例として、周期的な波長選択特性を持つバーニア型の波長フィルタ（バーニア型フィルタ）を組み合わせて広い波長範囲で任意の波長を選択するものがある。   In recent years, a tunable laser capable of changing the wavelength in a wide wavelength range has been attracting attention for digital coherent communication whose market scale is expanding as a long-distance large-capacity optical transmission system. As an example of the wavelength tunable laser, there is one that selects an arbitrary wavelength in a wide wavelength range by combining vernier type wavelength filters (vernier type filters) having periodic wavelength selection characteristics.

この波長可変レーザでは、２つの波長フィルタの周期を微小に変えることにより、２つの波長フィルタの選択波長が重なる波長においてのみレーザ発振をさせることができる。バーニア型フィルタでは、２つの波長フィルタの周期や鋭さ（フィネス）によってそのフィルタ特性が決まるため、これらのパラメータを適切に調整することによって広い波長範囲での波長可変動作が可能となる。   In this wavelength tunable laser, laser oscillation can be performed only at a wavelength where the selected wavelengths of the two wavelength filters overlap each other by minutely changing the period of the two wavelength filters. In the vernier type filter, the filter characteristics are determined by the period and sharpness (finesse) of the two wavelength filters. Therefore, by appropriately adjusting these parameters, a wavelength variable operation in a wide wavelength range is possible.

バーニア型フィルタを用いた波長可変レーザの具体例としては、バーニア型フィルタとして２つのリング共振器と、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifiers：ＳＯＡ）とをハイブリッド実装しているものがある。ＳＯＡは、出力端側が約３０％の反射率を有し、リング共振器との結合側は無反射構造とされている。リング共振器は、そのサイズを半径数μｍ〜数１０μｍ程度まで小型化することが可能である。   As a specific example of a wavelength tunable laser using a vernier filter, there is one in which two ring resonators and semiconductor optical amplifiers (SOA) are hybrid-mounted as a vernier filter. The SOA has a reflectance of about 30% on the output end side, and has a non-reflective structure on the coupling side with the ring resonator. The ring resonator can be reduced in size to a radius of about several μm to several tens of μm.

一方、近年の長距離大容量光伝送システムの大容量化に対応するために、光伝送装置に搭載できる光モジュールの数をより多くできるように光モジュールのサイズ（フォームファクター）がＣＦＰからＣＦＰ２に更にはＣＦＰ４へと、益々小さくなってきている。現行の１００ギガビットイーサ向け光モジュールでは、４波の多重波長（ＬＡＮ−ＷＤＭ）を用いており、１台の光モジュール内に搭載されるレーザ光源として波長の数だけの個別レーザ素子又はモノリシック集積したレーザアレイ等が用いられている。一方、モジュールの小型化と低消費電力化への要求から、複数の波長を一括して同時に発振する多波長光源の実現が求められている。   On the other hand, the size (form factor) of the optical module is changed from CFP to CFP2 so that the number of optical modules that can be mounted on the optical transmission device can be increased in order to cope with the increase in capacity of the long-distance large-capacity optical transmission system in recent years. Furthermore, it has become increasingly smaller to CFP4. The current optical module for 100 gigabit ether uses 4 multi-wavelengths (LAN-WDM), and as a laser light source mounted in one optical module, individual laser elements corresponding to the number of wavelengths or monolithically integrated. A laser array or the like is used. On the other hand, due to demands for module miniaturization and low power consumption, realization of a multi-wavelength light source that simultaneously oscillates a plurality of wavelengths is required.

特開２００６−２４５３４６号公報JP 2006-245346 A 国際公開第２００９／１１９２８４号International Publication No. 2009/119284 国際公開第２００７／０２９６４７号International Publication No. 2007/029647

従来のリング共振器を用いた波長可変レーザでは、再帰モード（当該選択波長に対して長波側及び短波側で再び２つのリング共振器の選択波長が重なる波長）が出現する間隔を広く設定している。これにより、隣接する再帰モードがＳＯＡの利得を受け難くして発振を抑制している。ところがこの場合、発振モードの隣接モードとの抑圧比を稼ぐことができず、発振モード安定性に問題が生じる場合がある。   In a conventional wavelength tunable laser using a ring resonator, the interval at which the recursive mode (the wavelength where the selected wavelengths of the two ring resonators overlap again on the long wave side and the short wave side with respect to the selected wavelength) appears is set wide. Yes. As a result, adjacent recursive modes are less likely to receive the SOA gain and suppress oscillation. However, in this case, a suppression ratio between the oscillation mode and the adjacent mode cannot be obtained, which may cause a problem in oscillation mode stability.

一方、従来の多波長光源では、完全に所望の４波の多重波長のみを切り出すことはできない。そのため、長短両側に光強度は弱いものの発振する波長の光が存在し、これを完全に除去することはできないという問題がある。   On the other hand, the conventional multi-wavelength light source cannot completely cut out only the desired four multiplexed wavelengths. Therefore, although the light intensity is weak on both the long and short sides, there is a problem that light having an oscillating wavelength exists and cannot be completely removed.

いずれの場合でも、出力端側の反射面としてレーザ素子の劈開面を用いており、その反射率は波長依存性を持たないために波長選択性に制限が生じているという問題がある。また、上記の従来例において必要とする波長範囲内において３０％程度の有限の反射率を有し、光増幅器とモノリシック集積又はハイブリッド集積可能な導波路型のフィルタ構造は実現されていない。   In either case, the cleavage plane of the laser element is used as the reflection surface on the output end side, and there is a problem that the wavelength selectivity is limited because the reflectance does not have wavelength dependency. In addition, a waveguide type filter structure that has a finite reflectance of about 30% within the wavelength range required in the conventional example and can be monolithically integrated or hybrid integrated with an optical amplifier has not been realized.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、広い波長可変範囲を持ち、且つ高出力で安定に動作することができ、また、所望の波長のみで効率良く安定して発振することができる、信頼性の高い波長選択素子及び波長可変光源を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, has a wide wavelength variable range, can operate stably at high output, and can oscillate efficiently and stably only at a desired wavelength. An object of the present invention is to provide a highly reliable wavelength selection element and wavelength tunable light source capable of performing the above.

波長選択素子の一態様は、複数の出力導波路を有する光分波器を備え、前記複数の出力導波路のうちで少なくとも一つは、回折格子周期が変化したチャープ回折格子を有する分布反射型ミラー構造が設けられており、前記複数の出力導波路のうちで他の少なくとも一つは、外部への光出力ポートとされている。   One aspect of the wavelength selection element includes an optical demultiplexer having a plurality of output waveguides, and at least one of the plurality of output waveguides has a distributed reflection type having a chirped diffraction grating having a changed diffraction grating period A mirror structure is provided, and at least one of the plurality of output waveguides is an optical output port to the outside.

波長可変光源の一態様は、上記の波長選択素子と、前記波長選択素子と接続された他の波長選択素子とを含む。   One aspect of the wavelength tunable light source includes the wavelength selection element described above and another wavelength selection element connected to the wavelength selection element.

上記の諸態様によれば、広い波長可変範囲を持ち、且つ高出力で安定に動作することができ、また、所望の波長のみで効率良く安定して発振することができる、信頼性の高い波長選択素子及び波長可変光源が実現する。   According to the above aspects, a highly reliable wavelength that has a wide wavelength tunable range, can operate stably at a high output, and can oscillate efficiently and stably only at a desired wavelength. A selection element and a wavelength tunable light source are realized.

第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the wavelength variable light source provided with the wavelength selection element by 1st Embodiment. 第１の実施形態による波長選択素子の波長とフィルタ特性等との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the wavelength of the wavelength selection element by 1st Embodiment, a filter characteristic, etc. FIG. ＤＢＲミラーのチャープ回折格子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the chirped diffraction grating of a DBR mirror. 波長と反射率等との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a wavelength, a reflectance, etc. 波長と反射率との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a wavelength and a reflectance. 第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the manufacturing method of the wavelength tunable light source provided with the wavelength selection element by 1st Embodiment. 図６に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 6. 図７に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 7. 図８に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 8. 図９に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 9. 図１０に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 10. 図１１に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 12 is a schematic perspective view illustrating a manufacturing method of the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 11. 図１２に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 13 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 12. 図１３に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 14 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 13. 図１４に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 15 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 14. 図１５に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 16 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 15. 図１６に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 17 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 16. 図１７に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 18 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 17. 図１８に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 19 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 18. 図１９に引き続き、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 20 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment, following FIG. 19. 第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the wavelength variable light source provided with the wavelength selection element by 2nd Embodiment. 第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the manufacturing method of the wavelength tunable light source provided with the wavelength selection element by 2nd Embodiment. 図２２に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 23 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 22. 図２３に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 24 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 23. 図２４に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 25 is a schematic perspective view illustrating a manufacturing method of the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 24. 図２５に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 26 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 25. 図２６に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 27 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 26. 図２７に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 28 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 27. 図２８に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 29 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 28. 図２９に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 30 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 29. 図３０に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 31 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 30. 図３１に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 32 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 31. 図３２に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 33 is a schematic perspective view illustrating a method for manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 32. 図３３に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 34 is a schematic perspective view illustrating a method for manufacturing a wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 33. 図３４に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 35 is a schematic perspective view illustrating a method for manufacturing a wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 34. 図３５に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 36 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 35. 第３の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the wavelength variable light source provided with the wavelength selection element by 3rd Embodiment. 第３の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the manufacturing method of the wavelength tunable light source provided with the wavelength selection element by 3rd Embodiment. 図３８に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 39 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 38. 図３９に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 40 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 39. 図４０に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 41 is a schematic perspective view illustrating a method for manufacturing a wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 40. 図４１に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 42 is a schematic perspective view illustrating a manufacturing method of the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 41. 図４２に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 43 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 42. 図４３に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 44 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 43. 図４４に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 45 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 44. 図４５に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 46 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 45. 図４６に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 47 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 46. 図４７に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 48 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selecting element according to the second embodiment, following FIG. 47. 図４８に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 49 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 48. 図４９に引き続き、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を示す概略斜視図である。FIG. 50 is a schematic perspective view illustrating a method of manufacturing the wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment, following FIG. 49. 本実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の他の例の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the other example of the wavelength variable light source provided with the wavelength selection element by this embodiment. 本実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の他の例の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the other example of the wavelength variable light source provided with the wavelength selection element by this embodiment. 第４の実施形態による光モジュールの概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the optical module by 4th Embodiment.

以下、波長選択素子及び波長可変光源の諸実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the wavelength selection element and the wavelength tunable light source will be described in detail with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態について説明する。 (First embodiment)
First, the first embodiment will be described.

［波長可変光源の概略構成］
図１は、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。
この波長可変光源は、波長選択素子１と、波長フィルタ素子２とが接続されて構成されている。 [Schematic configuration of wavelength tunable light source]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a wavelength tunable light source including a wavelength selection element according to the first embodiment.
This wavelength tunable light source is configured by connecting a wavelength selection element 1 and a wavelength filter element 2.

波長選択素子１は、光分波器として、多モード干渉(Multi Mode Interference：ＭＭＩ)分波器１１を備えて構成されている。ＭＭＩ分波器１１には、光導波路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成されている。光導波路１２ｂには、ＳＯＡ１３が形成されている。光導波路１２ｃには、ＤＢＲミラー１４が形成されている。   The wavelength selection element 1 includes a multi-mode interference (MMI) demultiplexer 11 as an optical demultiplexer. In the MMI demultiplexer 11, optical waveguides 12a, 12b, 12c, and 12d are formed. An SOA 13 is formed in the optical waveguide 12b. A DBR mirror 14 is formed in the optical waveguide 12c.

ＤＢＲミラー１４は、図２に示すように、波長可変領域として用いる波長帯域においてフラットで有限な反射率を有し、且つ前記波長帯域の外側では急激に反射率の低下するバンドパスフィルタ形状のフィルタ特性を有する。更に、再帰モード間隔が波長可変領域として用いる波長帯域（使用波長帯）とほぼ等しくされる。ＤＢＲミラー１４は、図３に示すように、回折格子周期が変化したチャープ回折格子を有している。ここでは、回折格子周期がΛ１，Λ２，・・・，Λ６まで変化している場合を例示する。このようなチャープ回折格子により、ＤＢＲミラー１４における反射帯域を拡大することができる。   As shown in FIG. 2, the DBR mirror 14 has a flat and finite reflectance in the wavelength band used as the wavelength variable region, and a filter having a bandpass filter shape in which the reflectance rapidly decreases outside the wavelength band. Has characteristics. Furthermore, the recurrence mode interval is made substantially equal to the wavelength band (used wavelength band) used as the wavelength variable region. As shown in FIG. 3, the DBR mirror 14 has a chirped diffraction grating whose diffraction grating period is changed. Here, the case where the diffraction grating period is changed to Λ1, Λ2,. With such a chirped diffraction grating, the reflection band in the DBR mirror 14 can be expanded.

ＤＢＲミラー１４において、例えば３０％程度の有限の反射率にする場合は必要とする波長域内で反射率がフラットになり難く、図４に示すように、１０％前後のリップルが生じる。この場合、隣接モード間の利得差を確保することができなくなり、モード安定性に問題がある。そのため、図５に示すように、ＤＢＲミラー１４として反射帯域がほぼフラットになる反射率が９０％以上（ほぼ１００％に近い）のものを用いる。但しこの場合、ＤＢＲミラー１４で全ての光を反射してしまっては出力光を取り出せない。本実施形態では、ＳＯＡ１３からの出力光の一部をＭＭＩ分波器１１によってＤＢＲミラー１４へ導波し反射して、再びＳＯＡ１３に戻すことで波長フィルタ効果を実現しつつ、ＤＢＲミラー１４へ誘導しない光を出力光として取り出す。   When the DBR mirror 14 has a finite reflectance of, for example, about 30%, the reflectance is difficult to be flat within a required wavelength range, and a ripple of about 10% is generated as shown in FIG. In this case, a gain difference between adjacent modes cannot be secured, and there is a problem in mode stability. For this reason, as shown in FIG. 5, a DBR mirror 14 having a reflectance that makes the reflection band substantially flat is 90% or more (approximately 100%). However, in this case, if all the light is reflected by the DBR mirror 14, the output light cannot be extracted. In the present embodiment, part of the output light from the SOA 13 is guided to the DBR mirror 14 by the MMI demultiplexer 11 and reflected, and then returned to the SOA 13 to realize the wavelength filter effect, and is guided to the DBR mirror 14. Unused light is taken out as output light.

波長フィルタ素子２は、光導波路に２つのリング変調器１５，１６が設けられ、光導波路の一端にループミラー１７が設けられて構成されている。波長選択素子１と波長フィルタ素子２とは、波長選択素子１のＳＯＡ１３が波長フィルタ素子２の光導波路の他端と接続されて組み合わせられ、波長可変光源が構成される。   The wavelength filter element 2 is configured such that two ring modulators 15 and 16 are provided in an optical waveguide, and a loop mirror 17 is provided at one end of the optical waveguide. The wavelength selection element 1 and the wavelength filter element 2 are combined by connecting the SOA 13 of the wavelength selection element 1 to the other end of the optical waveguide of the wavelength filter element 2 to constitute a wavelength variable light source.

［波長可変光源の製造方法］
図６〜図２０は、第１の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を工程順に示す概略斜視図である。 [Manufacturing method of wavelength tunable light source]
6 to 20 are schematic perspective views illustrating a method of manufacturing a wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the first embodiment in the order of steps.

先ず、図６に示すように、ｎ型ドープＩｎＰ基板１０１上に、量子井戸活性層１０２、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３、及びＳｉＯ2膜１０４を順次形成する。
詳細には、ｎ型ドープＩｎＰ基板１０１上に、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）を用いて、量子井戸活性層１０２及びｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３を順次結晶成長する。量子井戸活性層１０２は、厚さ５．１ｎｍ程度、圧縮歪量１．０％程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰ量子井戸層と、組成波長１．２０μｍ、厚さ１０ｎｍ程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰバリア層とで構成され、量子井戸層の層数は６層であり、その発光波長は１５５０ｎｍである。また、これら量子井戸層／バリア層は、波長１．１５μｍ、厚さ５０ｎｍのアンドープＧａＩｎＡｓＰ・ＳＣＨ層で挟まれている。ｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３は、厚さ１５０ｎｍ程度に形成される。
次に、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３上に、通常の化学気相堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、ＳｉＯ2膜１０４を厚さ４００ｎｍ程度に堆積形成する。 First, as shown in FIG. 6, a quantum well active layer 102, a p-type doped InP cladding layer 103, and a SiO 2 film 104 are sequentially formed on an n-type doped InP substrate 101.
Specifically, the quantum well active layer 102 and the p-type doped InP cladding layer 103 are sequentially grown on the n-type doped InP substrate 101 by using, for example, metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). The quantum well active layer 102 includes an undoped GaInAsP quantum well layer having a thickness of about 5.1 nm and a compressive strain of about 1.0%, and an undoped GaInAsP barrier layer having a composition wavelength of 1.20 μm and a thickness of about 10 nm. The number of quantum well layers is six, and the emission wavelength is 1550 nm. These quantum well layers / barrier layers are sandwiched between undoped GaInAsP · SCH layers having a wavelength of 1.15 μm and a thickness of 50 nm. The p-type doped InP cladding layer 103 is formed with a thickness of about 150 nm.
Next, the SiO 2 film 104 is deposited and formed on the p-type doped InP clad layer 103 to a thickness of about 400 nm by using an ordinary chemical vapor deposition method (CVD method).

続いて、図７に示すように、ＳｉＯ2膜１０４のエッチングマスクを形成する。
詳細には、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜１０４を加工し、ＳＯＡの活性領域となるべき部分のみを覆うようにＳｉＯ2膜１０４を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 7, an etching mask for the SiO 2 film 104 is formed.
More specifically, the SiO 2 film 104 is processed by photolithography and dry etching, and the SiO 2 film 104 is left so as to cover only a portion to be an active region of the SOA, thereby forming an etching mask.

続いて、図８に示すように、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３及び量子井戸活性層１０２を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜１０４のエッチングマスクを用いて、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３及び量子井戸活性層１０２をドライエッチングし、エッチングマスクに倣った形状に量子井戸活性層１０２及びｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３を残す。 Subsequently, as shown in FIG. 8, the p-type doped InP cladding layer 103 and the quantum well active layer 102 are processed.
Specifically, the p-type doped InP cladding layer 103 and the quantum well active layer 102 are dry-etched using the etching mask of the SiO 2 film 104, and the quantum well active layer 102 and the p-type doped InP are formed into a shape following the etching mask. The cladding layer 103 is left.

続いて、図９に示すように、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０５及びアンドープＩｎＰ層１０６を順次形成する。
詳細には、ｎ型ドープＩｎＰ基板１０１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、組成波長１．２５μｍで厚さ２００ｎｍ程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０５及び厚さ１５０ｎｍ程度のアンドープＩｎＰ層１０６を順次成長する。このとき、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０５及びアンドープＩｎＰ層１０６は、選択成長効果により、ＳｉＯ2膜１０４のエッチングマスク上には成長せず、量子井戸活性層１０２及びｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３のエッチングによって除去された部分にのみ成長する。ＳｉＯ2膜１０４のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 9, an undoped GaInAsP layer 105 and an undoped InP layer 106 are sequentially formed.
Specifically, an undoped GaInAsP layer 105 having a composition wavelength of 1.25 μm and a thickness of approximately 200 nm and an undoped InP layer 106 having a thickness of approximately 150 nm are sequentially grown on the n-type doped InP substrate 101 by using the MOVPE method. At this time, the undoped GaInAsP layer 105 and the undoped InP layer 106 do not grow on the etching mask of the SiO 2 film 104 due to the selective growth effect, but are removed by etching the quantum well active layer 102 and the p-type doped InP cladding layer 103. It grows only on the part that was made. The etching mask of the SiO 2 film 104 is peeled and removed by wet processing using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図１０に示すように、ＳｉＯ2膜１０７のエッチングマスクを形成する。
詳細には、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層１０３及びアンドープＩｎＰ層１０６上に、通常のＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯ2膜１０７を厚さ４００ｎｍ程度に堆積形成する。
次に、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜１０４を加工し、ＤＢＲのチャープ回折格子を形成する領域となるべき部分のみを開口するようにＳｉＯ2膜１０７を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 10, an etching mask for the SiO 2 film 107 is formed.
Specifically, the SiO 2 film 107 is deposited to a thickness of about 400 nm on the p-type doped InP clad layer 103 and the undoped InP layer 106 by using a normal CVD method.
Next, the SiO 2 film 104 is processed by photolithography and dry etching, and the SiO 2 film 107 is left so as to open only a portion to be a region for forming a DBR chirped diffraction grating, thereby forming an etching mask.

続いて、図１１に示すように、アンドープＩｎＰ層１０６を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜１０７のエッチングマスクを用いて、アンドープＩｎＰ層１０６をドライエッチングし、エッチングマスクに倣った形状にアンドープＩｎＰ層１０６を残す。 Subsequently, as shown in FIG. 11, the undoped InP layer 106 is processed.
Specifically, the undoped InP layer 106 is dry-etched using the etching mask for the SiO 2 film 107, leaving the undoped InP layer 106 in a shape that follows the etching mask.

続いて、図１２に示すように、アンドープＩｎＰ層１０８及びアンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９を順次形成する。
詳細には、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０５上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、厚さ３０ｎｍ程度のアンドープＩｎＰ層１０８と、組成波長１．２５μｍで厚さ１００ｎｍ程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９とを順次成長する。このとき、選択成長効果により、アンドープＩｎＰ層１０８及びアンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９は、ＳｉＯ2膜１０７のエッチングマスク上には成長せず、アンドープＩｎＰ層１０６のエッチングによって除去された部分にのみ成長する。ＳｉＯ2膜１０７のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 12, an undoped InP layer 108 and an undoped GaInAsP layer 109 are sequentially formed.
Specifically, an undoped InP layer 108 having a thickness of about 30 nm and an undoped GaInAsP layer 109 having a composition wavelength of 1.25 μm and a thickness of about 100 nm are sequentially grown on the undoped GaInAsP layer 105 by using the MOVPE method. At this time, due to the selective growth effect, the undoped InP layer 108 and the undoped GaInAsP layer 109 do not grow on the etching mask of the SiO 2 film 107 but grow only on the portion removed by the etching of the undoped InP layer 106. The etching mask of the SiO 2 film 107 is peeled and removed by wet processing using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図１３に示すように、回折格子マスク１１０を形成する。
詳細には、アンドープＩｎＰ層１０６及びアンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９上に電子ビームレジスト（日本ゼオン社製 商品名ZEP520）を塗布する。電子ビーム露光法により当該レジストを加工し、回折格子マスク１１０を形成する。この回折格子マスク１１０においては、分布反射鏡（ＤＢＲミラー）の領域長は１００μｍ程度とされている。回折格子周期は、２３７．５ｎｍ程度から２４９．３７５ｎｍ程度まで緩やかに変化している。 Subsequently, as shown in FIG. 13, a diffraction grating mask 110 is formed.
Specifically, an electron beam resist (trade name: ZEP520 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied on the undoped InP layer 106 and the undoped GaInAsP layer 109. The resist is processed by an electron beam exposure method to form a diffraction grating mask 110. In this diffraction grating mask 110, the region length of the distributed reflector (DBR mirror) is about 100 μm. The diffraction grating period gradually changes from about 237.5 nm to about 249.375 nm.

続いて、図１４に示すように、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９にチャープ回折格子を形成する。
詳細には、回折格子マスク１１０を用いて、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９をアンドープＩｎＰ層１０８の表面が露出するまでエッチングする。エッチングとしては、エタン／水素混合ガスを用いたリアクティブ・イオン・エッチングを適用する。アンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９には、回折格子マスク１１０に倣ったチャープ回折格子が転写形成される。このときのチャープ回折格子の深さは１００ｎｍ程度である。 Subsequently, as shown in FIG. 14, a chirped diffraction grating is formed in the undoped GaInAsP layer 109.
Specifically, the undoped GaInAsP layer 109 is etched using the diffraction grating mask 110 until the surface of the undoped InP layer 108 is exposed. As the etching, reactive ion etching using an ethane / hydrogen mixed gas is applied. A chirped diffraction grating following the diffraction grating mask 110 is transferred and formed on the undoped GaInAsP layer 109. At this time, the depth of the chirped diffraction grating is about 100 nm.

続いて、図１５に示すように、回折格子マスク１１０を所定の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 15, the diffraction grating mask 110 is peeled and removed by a wet process using a predetermined chemical solution.

続いて、図１６に示すように、ｐ型ＩｎＰクラッド層１１１、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層１１２、及びＳｉＯ2膜１１３を順次形成する。
詳細には、アンドープＩｎＰ層１０６及びアンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０９上に、再びＭＯＶＰＥ法を用いて、Ｚｎをドープしたｐ型ＩｎＰクラッド層１１１を厚さ２．０μｍ程度に、Ｚｎをドープしたｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層１１２を厚さ３００ｎｍ程度に順次成長する。次に、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層１１２上に、通常のＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2膜１１３を厚さ４００ｎｍ程度に堆積する。 Subsequently, as shown in FIG. 16, a p-type InP clad layer 111, a p-type GaInAs contact layer 112, and an SiO 2 film 113 are sequentially formed.
Specifically, a p-type GaInAs contact doped with Zn and having a p-type InP cladding layer 111 doped with Zn to a thickness of about 2.0 μm on the undoped InP layer 106 and the undoped GaInAsP layer 109 again using the MOVPE method. The layer 112 is sequentially grown to a thickness of about 300 nm. Next, a SiO 2 film 113 is deposited on the p-type GaInAs contact layer 112 to a thickness of about 400 nm using a normal CVD method.

続いて、図１７に示すように、ＳｉＯ2膜１１３のエッチングマスクを形成する。
詳細には、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜１１３を加工し、４本の光導波路がＭＭＩ分波器に合流するような形状にＳｉＯ2膜１１３を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 17, an etching mask for the SiO 2 film 113 is formed.
Specifically, the SiO 2 film 113 is processed by photolithography and dry etching to leave the SiO 2 film 113 in a shape such that the four optical waveguides merge with the MMI duplexer, and an etching mask is formed.

続いて、図１８に示すように、ｎ型ドープＩｎＰ基板１０１上の量子井戸活性層１０２〜ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層１１２からなる半導体積層構造を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜１１３のエッチングマスクを用いて、半導体積層構造を、ｎ型ドープＩｎＰ基板１０１の表面を０．７μｍ程度掘り込んだ深さまでドライエッチングし、メサストライプ状に加工する。 Subsequently, as illustrated in FIG. 18, a semiconductor multilayer structure including the quantum well active layer 102 to the p-type GaInAs contact layer 112 on the n-type doped InP substrate 101 is processed.
More specifically, using the etching mask for the SiO 2 film 113, the semiconductor multilayer structure is dry etched to a depth in which the surface of the n-type doped InP substrate 101 is dug to about 0.7 μm and processed into a mesa stripe shape.

続いて、図１９に示すように、電流狭窄層１１４を形成する。
詳細には、メサストライプ状の半導体積層構造の両脇に、Ｆｅドープ型半絶縁性ＩｎＰ からなる電流狭窄層１１４を、ＭＯＶＰＥ法を用いて成長する。ＳｉＯ2膜１１３のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 19, a current confinement layer 114 is formed.
Specifically, the current confinement layer 114 made of Fe-doped semi-insulating InP 3 is grown on both sides of the mesa stripe-shaped semiconductor multilayer structure by using the MOVPE method. The etching mask of the SiO 2 film 113 is peeled and removed by wet processing using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図２０に示すように、波長選択素子を形成する。
詳細には、先ず、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層１１２及び電流狭窄層１１４上に、ＳｉＮからなるパッシベーション膜１１５を形成する。次に、パッシベーション膜１１５のＳＯＡとなる部分のみを、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて除去し、開口を形成する。次に、パッシベーション膜１１５の開口部分にＳＯＡのｐ電極１１６を、ｎ型ドープＩｎＰ基板１０１の裏面にＳＯＡのｎ電極１１７をそれぞれ形成する。そして、両端面部位に無反射コート１１８，１１９を形成する。以上により、本実施形態による波長選択素子が形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 20, a wavelength selection element is formed.
Specifically, first, a passivation film 115 made of SiN is formed on the p-type GaInAs contact layer 112 and the current confinement layer 114. Next, only the portion of the passivation film 115 that becomes the SOA is removed using photolithography and dry etching to form an opening. Next, an SOA p-electrode 116 is formed in the opening of the passivation film 115, and an SOA n-electrode 117 is formed on the back surface of the n-type doped InP substrate 101. Then, non-reflective coatings 118 and 119 are formed on both end portions. Thus, the wavelength selection element according to the present embodiment is formed.

しかる後、波長選択素子と、シリコン基板上に形成した２個のリング共振器及びループミラーを有する波長フィルタ素子とを組み合わせる。以上により、本実施形態による波長可変光源が得られる。この波長可変光源により、光出力１３ｄＢｍ程度、スペクトル線幅１００ｋＨｚ程度の特性を有したレーザ発振光が、Ｃバンド１５２０ｎｍから１５７０ｎｍまでの波長可変域で取得される。   Thereafter, the wavelength selection element is combined with a wavelength filter element having two ring resonators and a loop mirror formed on the silicon substrate. As described above, the variable wavelength light source according to the present embodiment is obtained. With this wavelength tunable light source, laser oscillation light having characteristics of an optical output of about 13 dBm and a spectral line width of about 100 kHz is acquired in a wavelength tunable range from C band 1520 nm to 1570 nm.

以上説明したように、本実施形態によれば、広い波長可変範囲を持ち、且つ高出力で安定に動作することができ、また、所望の波長のみで効率良く安定して発振することができる、信頼性の高い波長選択素子及び波長可変光源が実現する。   As described above, according to the present embodiment, it has a wide wavelength variable range, can operate stably at high output, and can oscillate efficiently and stably only at a desired wavelength. A highly reliable wavelength selection element and wavelength tunable light source are realized.

（第２の実施形態）
次いで、第２の実施形態について説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.

［波長可変光源の概略構成］
図２１は、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。
この波長可変光源は、波長選択素子３と、第１の実施形態と同様の波長フィルタ素子２とが接続されて構成されている。 [Schematic configuration of wavelength tunable light source]
FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a wavelength tunable light source including a wavelength selection element according to the second embodiment.
This wavelength tunable light source is configured by connecting a wavelength selection element 3 and a wavelength filter element 2 similar to that of the first embodiment.

波長選択素子１は、光分波器として、ＭＭＩ分波器１１を備えて構成されている。ＭＭＩ分波器１１には、光導波路１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成されている。光導波路１２ｂには、ＳＯＡ１３が形成されている。光導波路１２ｃには、ＤＢＲミラー１４が形成されている。光導波路１２ｄには、ＳＯＡ１８が形成されている。   The wavelength selection element 1 includes an MMI demultiplexer 11 as an optical demultiplexer. In the MMI demultiplexer 11, optical waveguides 12a, 12b, 12c, and 12d are formed. An SOA 13 is formed in the optical waveguide 12b. A DBR mirror 14 is formed in the optical waveguide 12c. An SOA 18 is formed in the optical waveguide 12d.

ＤＢＲミラー１４は、波長可変領域として用いる波長帯域においてフラットで有限な反射率を有し、且つ前記波長帯域の外側では急激に反射率の低下するバンドパスフィルタ形状のフィルタ特性を有する。更に、再帰モード間隔が波長可変領域として用いる波長帯域（使用波長帯）とほぼ等しくされる。ＤＢＲミラー１４は、回折格子周期が変化したチャープ回折格子を有している。このようなチャープ回折格子により、ＤＢＲミラー１４における反射帯域を拡大することができる。   The DBR mirror 14 has a flat and finite reflectance in the wavelength band used as the wavelength variable region, and has a band-pass filter-shaped filter characteristic in which the reflectance rapidly decreases outside the wavelength band. Furthermore, the recurrence mode interval is made substantially equal to the wavelength band (used wavelength band) used as the wavelength variable region. The DBR mirror 14 has a chirped diffraction grating whose diffraction grating period is changed. With such a chirped diffraction grating, the reflection band in the DBR mirror 14 can be expanded.

本実施形態では、ＭＭＩ分波器１１の光出力を行う出力導波路である光導波路１２ｄにＳＯＡ１８が集積されている。この構成によれば、光導波路内における光強度が強い場合に問題となる二光子吸収の発生を抑制しつつ、光出力を高めることができる   In the present embodiment, the SOA 18 is integrated in the optical waveguide 12d that is an output waveguide that performs optical output of the MMI demultiplexer 11. According to this configuration, it is possible to increase the light output while suppressing the occurrence of two-photon absorption that becomes a problem when the light intensity in the optical waveguide is strong.

［波長可変光源の製造方法］
図２２〜図３６は、第２の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を工程順に示す概略斜視図である。 [Manufacturing method of wavelength tunable light source]
22 to 36 are schematic perspective views showing a method of manufacturing a wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the second embodiment in the order of steps.

先ず、図２２に示すように、ｎ型ドープＩｎＰ基板２０１上に、量子井戸活性層３０２、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３、及びＳｉＯ2膜２０４を順次形成する。
詳細には、ｎ型ドープＩｎＰ基板２０１上に、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）を用いて、量子井戸活性層２０２及びｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３を順次結晶成長する。量子井戸活性層２０２は、厚さ５．１ｎｍ程度、圧縮歪量１．０％程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰ量子井戸層と、組成波長１．２０μｍ、厚さ１０ｎｍ程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰバリア層とで構成され、量子井戸層の層数は６層であり、その発光波長は１５５０ｎｍである。また、これら量子井戸層／バリア層は、波長１．１５μｍ、厚さ５０ｎｍのアンドープＧａＩｎＡｓＰ・ＳＣＨ層で挟まれている。ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３は、厚さ１５０ｎｍ程度に形成される。
次に、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３上に、通常の化学気相堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、ＳｉＯ2膜２０４を厚さ４００ｎｍ程度に堆積形成する。 First, as shown in FIG. 22, a quantum well active layer 302, a p-type doped InP cladding layer 203, and a SiO 2 film 204 are sequentially formed on an n-type doped InP substrate 201.
Specifically, the quantum well active layer 202 and the p-type doped InP cladding layer 203 are sequentially grown on the n-type doped InP substrate 201 by using, for example, metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). The quantum well active layer 202 includes an undoped GaInAsP quantum well layer having a thickness of approximately 5.1 nm and a compressive strain of approximately 1.0%, and an undoped GaInAsP barrier layer having a composition wavelength of 1.20 μm and a thickness of approximately 10 nm. The number of quantum well layers is six, and the emission wavelength is 1550 nm. These quantum well layers / barrier layers are sandwiched between undoped GaInAsP · SCH layers having a wavelength of 1.15 μm and a thickness of 50 nm. The p-type doped InP cladding layer 203 is formed with a thickness of about 150 nm.
Next, the SiO 2 film 204 is deposited on the p-type doped InP clad layer 203 to a thickness of about 400 nm by using an ordinary chemical vapor deposition method (CVD method).

続いて、図２３に示すように、ＳｉＯ2膜２０４のエッチングマスクを形成する。
詳細には、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜２０４を加工し、ＳＯＡの活性領域となるべき部分（本実施形態では２箇所）のみを覆うようにＳｉＯ2膜２０４を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 23, an etching mask for the SiO 2 film 204 is formed.
More specifically, the SiO 2 film 204 is processed by photolithography and dry etching, and the etching mask is formed by leaving the SiO 2 film 204 so as to cover only the portions that are to be active regions of the SOA (in this embodiment, two locations). To do.

続いて、図２４に示すように、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３及び量子井戸活性層２０２を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜２０４のエッチングマスクを用いて、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３及び量子井戸活性層２０２をドライエッチングし、エッチングマスクに倣った形状に量子井戸活性層２０２及びｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３を残す。 Subsequently, as shown in FIG. 24, the p-type doped InP cladding layer 203 and the quantum well active layer 202 are processed.
Specifically, the p-type doped InP cladding layer 203 and the quantum well active layer 202 are dry-etched using the etching mask of the SiO 2 film 204, and the quantum well active layer 202 and the p-type doped InP are formed in a shape following the etching mask. The cladding layer 203 is left.

続いて、図２５に示すように、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０５及びアンドープＩｎＰ層２０６を順次形成する。
詳細には、ｎ型ドープＩｎＰ基板２０１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、組成波長１．２５μｍで厚さ２００ｎｍ程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０５及び厚さ１５０ｎｍ程度のアンドープＩｎＰ層２０６を順次成長する。このとき、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層１０５及びアンドープＩｎＰ層１０６は、選択成長効果により、ＳｉＯ2膜２０４のエッチングマスク上には成長せず、量子井戸活性層２０２及びｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３のエッチングによって除去された部分にのみ成長する。ＳｉＯ2膜２０４のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 25, an undoped GaInAsP layer 205 and an undoped InP layer 206 are sequentially formed.
More specifically, an undoped GaInAsP layer 205 having a composition wavelength of 1.25 μm and a thickness of approximately 200 nm and an undoped InP layer 206 having a thickness of approximately 150 nm are sequentially grown on the n-type doped InP substrate 201 using the MOVPE method. At this time, the undoped GaInAsP layer 105 and the undoped InP layer 106 do not grow on the etching mask of the SiO 2 film 204 due to the selective growth effect, but are removed by etching the quantum well active layer 202 and the p-type doped InP cladding layer 203. It grows only on the part that was made. The etching mask of the SiO 2 film 204 is peeled and removed by wet processing using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図２６に示すように、ＳｉＯ2膜２０７のエッチングマスクを形成する。
詳細には、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層２０３及びアンドープＩｎＰ層２０６上に、通常のＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯ2膜２０７を厚さ４００ｎｍ程度に堆積形成する。
次に、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜２０４を加工し、ＤＢＲのチャープ回折格子を形成する領域となるべき部分のみを開口するようにＳｉＯ2膜２０７を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 26, an etching mask for the SiO 2 film 207 is formed.
Specifically, an SiO 2 film 207 is deposited and formed on the p-type doped InP clad layer 203 and the undoped InP layer 206 by a normal CVD method to a thickness of about 400 nm.
Next, the SiO 2 film 204 is processed by photolithography and dry etching to leave the SiO 2 film 207 so as to open only a portion to be a region for forming a DBR chirped diffraction grating, thereby forming an etching mask.

続いて、図２７に示すように、アンドープＩｎＰ層２０６を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜２０７のエッチングマスクを用いて、アンドープＩｎＰ層２０６をドライエッチングし、エッチングマスクに倣った形状にアンドープＩｎＰ層２０６を残す。 Subsequently, as shown in FIG. 27, the undoped InP layer 206 is processed.
Specifically, the undoped InP layer 206 is dry-etched using the etching mask for the SiO 2 film 207 to leave the undoped InP layer 206 in a shape following the etching mask.

続いて、図２８に示すように、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８を順次形成する。
詳細には、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０５上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、組成波長１．２５μｍで厚さ１５０ｎｍ程度のアンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８を順次成長する。このとき、選択成長効果により、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８は、ＳｉＯ2膜２０７のエッチングマスク上には成長せず、アンドープＩｎＰ層２０６のエッチングによって除去された部分にのみ成長する。ＳｉＯ2膜２０７のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 28, an undoped GaInAsP layer 208 is sequentially formed.
Specifically, an undoped GaInAsP layer 208 having a composition wavelength of 1.25 μm and a thickness of about 150 nm is sequentially grown on the undoped GaInAsP layer 205 by using the MOVPE method. At this time, due to the selective growth effect, the undoped GaInAsP layer 208 does not grow on the etching mask of the SiO 2 film 207 but grows only on the portion removed by the etching of the undoped InP layer 206. The etching mask for the SiO 2 film 207 is peeled and removed by wet treatment using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図２９に示すように、回折格子マスク２０９を形成する。
詳細には、アンドープＩｎＰ層２０６及びアンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８上に電子ビームレジスト（日本ゼオン社製 商品名ZEP520）を塗布する。電子ビーム露光法により当該レジストを加工し、回折格子マスク２０９を形成する。この回折格子マスク２０９においては、分布反射鏡（ＤＢＲミラー）の領域長は１００μｍ程度とされている。回折格子周期は、２３７．５ｎｍ程度から２４９．３７５ｎｍ程度まで緩やかに変化している。 Subsequently, as shown in FIG. 29, a diffraction grating mask 209 is formed.
Specifically, an electron beam resist (trade name: ZEP520 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied on the undoped InP layer 206 and the undoped GaInAsP layer 208. The resist is processed by an electron beam exposure method to form a diffraction grating mask 209. In the diffraction grating mask 209, the region length of the distributed reflector (DBR mirror) is about 100 μm. The diffraction grating period gradually changes from about 237.5 nm to about 249.375 nm.

続いて、図３０に示すように、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８にチャープ回折格子を形成する。
詳細には、回折格子マスク２０９を用いて、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８をエッチングする。エッチングとしては、エタン／水素混合ガスを用いたリアクティブ・イオン・エッチングを適用する。アンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８には、回折格子マスク２０９に倣ったチャープ回折格子が転写形成される。このときのチャープ回折格子の深さは１００ｎｍ程度である。 Subsequently, as shown in FIG. 30, a chirped diffraction grating is formed in the undoped GaInAsP layer 208.
Specifically, the undoped GaInAsP layer 208 is etched using the diffraction grating mask 209. As the etching, reactive ion etching using an ethane / hydrogen mixed gas is applied. A chirped diffraction grating following the diffraction grating mask 209 is transferred and formed on the undoped GaInAsP layer 208. At this time, the depth of the chirped diffraction grating is about 100 nm.

続いて、図３１に示すように、回折格子マスク２０９を所定の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 31, the diffraction grating mask 209 is peeled and removed by wet processing using a predetermined chemical solution.

続いて、図３２に示すように、ｐ型ＩｎＰクラッド層２１０、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層２１１、及びＳｉＯ2膜２１２を順次形成する。
詳細には、アンドープＩｎＰ層２０６及びアンドープＧａＩｎＡｓＰ層２０８上に、再びＭＯＶＰＥ法を用いて、Ｚｎをドープしたｐ型ＩｎＰクラッド層２１０を厚さ２．０μｍ程度に、Ｚｎをドープしたｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層２１１を厚さ３００ｎｍ程度に順次成長する。次に、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層２１１上に、通常のＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2膜２１２を厚さ４００ｎｍ程度に堆積する。 Subsequently, as shown in FIG. 32, a p-type InP clad layer 210, a p-type GaInAs contact layer 211, and an SiO 2 film 212 are sequentially formed.
Specifically, a Zn-doped p-type InP cladding layer 210 having a thickness of about 2.0 μm and a Zn-doped p-type GaInAs contact are again formed on the undoped InP layer 206 and the undoped GaInAsP layer 208 by using the MOVPE method. The layer 211 is sequentially grown to a thickness of about 300 nm. Next, a SiO 2 film 212 is deposited on the p-type GaInAs contact layer 211 to a thickness of about 400 nm using a normal CVD method.

続いて、図３３に示すように、ＳｉＯ2膜２１２のエッチングマスクを形成する。
詳細には、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜２１２を加工し、４本の光導波路がＭＭＩ分波器に合流する形状にＳｉＯ2膜２１２を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 33, an etching mask for the SiO 2 film 212 is formed.
Specifically, the SiO 2 film 212 is processed by photolithography and dry etching, and the etching mask is formed by leaving the SiO 2 film 212 in a shape in which four optical waveguides merge with the MMI duplexer.

続いて、図３４に示すように、ｎ型ドープＩｎＰ基板２０１上の量子井戸活性層２０２〜ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層２１１からなる半導体積層構造を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜２１２のエッチングマスクを用いて、半導体積層構造を、ｎ型ドープＩｎＰ基板２０１の表面を０．７μｍ程度掘り込んだ深さまでドライエッチングし、メサストライプ状に加工する。 Subsequently, as shown in FIG. 34, a semiconductor multilayer structure including the quantum well active layer 202 to the p-type GaInAs contact layer 211 on the n-type doped InP substrate 201 is processed.
Specifically, using the etching mask for the SiO 2 film 212, the semiconductor multilayer structure is dry etched to a depth of about 0.7 μm in the surface of the n-type doped InP substrate 201 and processed into a mesa stripe shape.

続いて、図３５に示すように、電流狭窄層２１３を形成する。
詳細には、メサストライプ状の半導体積層構造の両脇に、Ｆｅドープ型半絶縁性ＩｎＰ からなる電流狭窄層２１３を、ＭＯＶＰＥ法を用いて成長する。ＳｉＯ2膜２１２のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 35, a current confinement layer 213 is formed.
More specifically, a current confinement layer 213 made of Fe-doped semi-insulating InP 2 is grown on both sides of the mesa stripe-shaped semiconductor multilayer structure by using the MOVPE method. The etching mask of the SiO 2 film 212 is peeled and removed by wet processing using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図３６に示すように、波長選択素子を形成する。
詳細には、先ず、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層２１１及び電流狭窄層２１３上に、ＳｉＮからなるパッシベーション膜２１４を形成する。次に、パッシベーション膜２１４のＳＯＡとなる部分（本実施形態では２箇所）のみを、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて除去し、開口を形成する。次に、パッシベーション膜２１４の２箇所の開口部分にＳＯＡのｐ電極２１５，２１６を、ｎ型ドープＩｎＰ基板２０１の裏面にＳＯＡのｎ電極２１７をそれぞれ形成する。そして、両端面部位に無反射コート２１８，２１９を形成する。以上により、本実施形態による波長選択素子が形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 36, a wavelength selection element is formed.
Specifically, first, a passivation film 214 made of SiN is formed on the p-type GaInAs contact layer 211 and the current confinement layer 213. Next, only the portions (two locations in the present embodiment) to be the SOA of the passivation film 214 are removed using photolithography and dry etching to form openings. Next, SOA p-electrodes 215 and 216 are formed in two openings of the passivation film 214, and an SOA n-electrode 217 is formed on the back surface of the n-type doped InP substrate 201. Then, anti-reflective coatings 218 and 219 are formed on both end portions. Thus, the wavelength selection element according to the present embodiment is formed.

しかる後、波長選択素子と、シリコン基板上に形成した２個のリング共振器及びループミラーを有する波長フィルタ素子とを組み合わせる。以上により、本実施形態による波長可変光源が得られる。この波長可変光源により、光出力１３ｄＢｍ程度、スペクトル線幅１００ｋＨｚ程度の特性を有したレーザ発振光が、Ｃバンド１５２０ｎｍから１５７０ｎｍまでの波長可変域で取得される。   Thereafter, the wavelength selection element is combined with a wavelength filter element having two ring resonators and a loop mirror formed on the silicon substrate. As described above, the variable wavelength light source according to the present embodiment is obtained. With this wavelength tunable light source, laser oscillation light having characteristics of an optical output of about 13 dBm and a spectral line width of about 100 kHz is acquired in a wavelength tunable range from C band 1520 nm to 1570 nm.

以上説明したように、本実施形態によれば、広い波長可変範囲を持ち、且つ高出力で安定に動作することができ、また、所望の波長のみで効率良く安定して発振することができる、信頼性の高い波長選択素子及び波長可変光源が実現する。   As described above, according to the present embodiment, it has a wide wavelength variable range, can operate stably at high output, and can oscillate efficiently and stably only at a desired wavelength. A highly reliable wavelength selection element and wavelength tunable light source are realized.

（第３の実施形態）
次いで、第３の実施形態について説明する。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.

［波長可変光源の概略構成］
図３７は、第３の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。
この波長可変光源は、波長選択素子４と、量子ドットＳＯＡ５とが接続されて構成されている。なお、量子ドットＳＯＡ５の代わりに、量子井戸ＳＯＡを用いても良い。 [Schematic configuration of wavelength tunable light source]
FIG. 37 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a wavelength tunable light source including a wavelength selection element according to the third embodiment.
This wavelength tunable light source is configured by connecting a wavelength selection element 4 and a quantum dot SOA5. A quantum well SOA may be used instead of the quantum dot SOA5.

波長選択素子４は、２本の光導波路２１ａ，２１ｂを有しており、光導波路２１ａ，２１ｂが所定部位で近接して方向性結合器が構成されている。光導波路２１ａには、ＤＢＲミラー１４が形成されている。光導波路２１ｂには、ＳＯＡ１８が形成されている。   The wavelength selection element 4 has two optical waveguides 21a and 21b, and the optical waveguides 21a and 21b are close to each other at a predetermined portion to form a directional coupler. A DBR mirror 14 is formed in the optical waveguide 21a. An SOA 18 is formed in the optical waveguide 21b.

ＤＢＲミラー１４は、多波長発振領域として用いる波長帯域においてフラットで有限な反射率を有し、且つ前記波長帯域の外側では急激に反射率の低下するバンドパスフィルタ形状のフィルタ特性を有する。ＤＢＲミラー１４は、回折格子周期が変化したチャープ回折格子を有している。このようなチャープ回折格子により、ＤＢＲミラー１４における反射帯域を拡大することができる。   The DBR mirror 14 has a flat and finite reflectance in a wavelength band used as a multi-wavelength oscillation region, and has a band-pass filter-shaped filter characteristic in which the reflectance rapidly decreases outside the wavelength band. The DBR mirror 14 has a chirped diffraction grating whose diffraction grating period is changed. With such a chirped diffraction grating, the reflection band in the DBR mirror 14 can be expanded.

本実施形態では、光導波路２１ｂの光出力部位にＳＯＡ１８が集積されている。この構成によれば、光導波路内における光強度が強い場合に問題となる二光子吸収の発生を抑制しつつ、光出力を高めることができる。   In the present embodiment, the SOA 18 is integrated at the light output portion of the optical waveguide 21b. According to this configuration, it is possible to increase the light output while suppressing the occurrence of two-photon absorption which becomes a problem when the light intensity in the optical waveguide is strong.

ＤＢＲミラー１４において、例えば３０％程度の有限の反射率にする場合は必要とする波長域内で反射率がフラットになり難く、１０％前後のリップルが生じる。この場合、隣接モード間の利得差を確保することができなくなり、モード安定性に問題がある。そのため、ＤＢＲミラー１４として反射帯域がほぼフラットになる反射率が９０％以上（ほぼ１００％に近い）のものを用いる。但しこの場合、ＤＢＲミラー１４で全ての光を反射してしまっては出力光を取り出せない。本実施形態では、量子ドットＳＯＡ５からの出力光の一部を方向性結合器によってＤＢＲミラー１４へ導波し反射して、再び戻すことで波長フィルタ効果を実現しつつ、ＤＢＲミラー１４へ誘導しない光を出力光として取り出す。また、多波長光源の場合でも不必要な発振モードをカットすることで量子ドットＳＯＡ５内での不要なキャリア消費を抑制することができ、方向性結合器による損失を補償することができる。   When the DBR mirror 14 has a finite reflectance of, for example, about 30%, the reflectance hardly becomes flat within a required wavelength range, and a ripple of about 10% is generated. In this case, a gain difference between adjacent modes cannot be secured, and there is a problem in mode stability. For this reason, a DBR mirror 14 having a reflectivity of 90% or more (nearly 100%) with a substantially flat reflection band is used. However, in this case, if all the light is reflected by the DBR mirror 14, the output light cannot be extracted. In the present embodiment, a part of the output light from the quantum dot SOA5 is guided to the DBR mirror 14 by the directional coupler, reflected, and returned again to realize the wavelength filter effect, but not guided to the DBR mirror 14. Light is extracted as output light. Further, even in the case of a multi-wavelength light source, unnecessary carrier consumption in the quantum dot SOA5 can be suppressed by cutting unnecessary oscillation modes, and loss due to the directional coupler can be compensated.

量子ドットＳＯＡ５は、Ｓｉプラットフォーム２２上にハイブリッド実装されており、更にレンズ２３、例えば８００ＧＨｚ間隔のピークを有するエタロン２４、及び全反射ミラー２５が設けられている。波長選択素子４と量子井戸レーザ５とは、波長選択素子１の光導波路２１ｂが量子ドットＳＯＡ５の出力部と接続されて組み合わせられ、波長可変光源が構成される。   The quantum dot SOA5 is hybrid-mounted on the Si platform 22, and further provided with a lens 23, for example, an etalon 24 having peaks at intervals of 800 GHz, and a total reflection mirror 25. The wavelength selection element 4 and the quantum well laser 5 are combined with the optical waveguide 21b of the wavelength selection element 1 connected to the output part of the quantum dot SOA5 to constitute a wavelength variable light source.

［波長可変光源の製造方法］
図３８〜図５０は、第３の実施形態による波長選択素子を備えた波長可変光源の製造方法を工程順に示す概略斜視図である。 [Manufacturing method of wavelength tunable light source]
38 to 50 are schematic perspective views showing a method of manufacturing a wavelength tunable light source including the wavelength selection element according to the third embodiment in the order of steps.

先ず、図３８に示すように、ｎ型ドープＩｎＰ基板３０１上に、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２及びレジスト層３０３を順次形成する。
詳細には、ｎ型ドープＩｎＰ基板３０１上に、例えばＭＯＶＰＥ法を用いて、組成波長 １．１５μｍ、厚さ１００ｎｍのアンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２を成長する。次に、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２上に電子ビームレジスト（日本ゼオン社製 商品名ZEP520）を塗布し、レジスト層３０３を形成する。 First, as shown in FIG. 38, an undoped GaInAsP layer 302 and a resist layer 303 are sequentially formed on an n-type doped InP substrate 301.
Specifically, an undoped GaInAsP layer 302 having a composition wavelength of 1.15 μm and a thickness of 100 nm is grown on the n-type doped InP substrate 301 by using, for example, the MOVPE method. Next, an electron beam resist (trade name: ZEP520 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied on the undoped GaInAsP layer 302 to form a resist layer 303.

続いて、図３９に示すように、レジスト層３０３の回折格子マスクを形成する。
詳細には、電子ビーム露光法によりレジスト層３０３を加工し、回折格子マスクを形成する。この回折格子マスクにおいては、分布反射鏡（ＤＢＲミラー）の領域長は１００μｍである。回折格子周期は１９８ｎｍから２０２ｎｍまで緩やかに変化している。 Subsequently, as shown in FIG. 39, a diffraction grating mask of the resist layer 303 is formed.
Specifically, the resist layer 303 is processed by an electron beam exposure method to form a diffraction grating mask. In this diffraction grating mask, the region length of the distributed reflector (DBR mirror) is 100 μm. The diffraction grating period gradually changes from 198 nm to 202 nm.

続いて、図４０に示すように、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２にチャープ回折格子を形成する。
詳細には、レジスト層３０３の回折格子マスクを用いて、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２をエッチングする。ここでは、エタン／水素混合ガスを用いたリアクティブ・イオン・エッチングを適用し、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２を突き抜けてｎ型ドープＩｎＰ基板３０１の表面から１５ｎｍ程度までエッチングする。アンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２には、レジスト層３０３の回折格子マスクに倣ったチャープ回折格子が転写形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 40, a chirped diffraction grating is formed in the undoped GaInAsP layer 302.
Specifically, the undoped GaInAsP layer 302 is etched using the diffraction grating mask of the resist layer 303. Here, reactive ion etching using an ethane / hydrogen mixed gas is applied to penetrate the undoped GaInAsP layer 302 and etch from the surface of the n-type doped InP substrate 301 to about 15 nm. A chirped diffraction grating following the diffraction grating mask of the resist layer 303 is transferred and formed on the undoped GaInAsP layer 302.

続いて、図４１に示すように、レジスト層３０３の回折格子マスクを所定の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去する。   Subsequently, as shown in FIG. 41, the diffraction grating mask of the resist layer 303 is peeled and removed by wet processing using a predetermined chemical solution.

続いて、図４２に示すように、ｎ型ドープＩｎＰ層３０４、量子井戸活性層３０５、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層３０６、及びＳｉＯ2膜３０７を順次形成する。
詳細には、ＭＯＶＰＥ法を用いてｎ型ドープＩｎＰ層３０４を成長し、アンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２のチャープ回折格子を埋め込んだ後、チャープ回折格子の無い部分上の厚さが５０ｎｍ程度となるまでｎ型ドープＩｎＰ層３０４を成長する。引き続き、ＭＯＶＰＥ法により量子井戸活性層３０５、厚さ１５０ｎｍ程度のｐ型ドープＩｎＰクラッド層３０６を成長する。次に、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層３０６上に、通常のＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2膜３０７を厚さ４００ｎｍ程度に堆積する。 Subsequently, as shown in FIG. 42, an n-type doped InP layer 304, a quantum well active layer 305, a p-type doped InP clad layer 306, and a SiO 2 film 307 are sequentially formed.
Specifically, after growing the n-type doped InP layer 304 using the MOVPE method and filling the chirped diffraction grating of the undoped GaInAsP layer 302, the n-type is doped until the thickness on the part without the chirped diffraction grating reaches about 50 nm. A doped InP layer 304 is grown. Subsequently, a quantum well active layer 305 and a p-type doped InP cladding layer 306 having a thickness of about 150 nm are grown by MOVPE. Next, an SiO 2 film 307 is deposited on the p-type doped InP clad layer 306 to a thickness of about 400 nm using a normal CVD method.

ここで、量子井戸活性層３０５は、厚さ４．８ｎｍ程度、圧縮歪量１．０％程度のアンドープＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、及び組成波長１．０５μｍ、厚さ１０ｎｍ程度のアンドープＡｌＧａＩｎＡｓバリア層で構成される。アンドープＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層の層数は８層であり、その発光波長は１３１０ｎｍである。また、これら量子井戸層／バリア層は波長１．０μｍ、厚さ２０ｎｍ程度のアンドープＡｌＧａＩｎＡｓ・ＳＣＨ層で挟まれている。   Here, the quantum well active layer 305 includes an undoped AlGaInAs quantum well layer having a thickness of about 4.8 nm and a compressive strain of about 1.0%, and an undoped AlGaInAs barrier layer having a composition wavelength of 1.05 μm and a thickness of about 10 nm. Is done. The number of undoped AlGaInAs quantum well layers is eight, and the emission wavelength is 1310 nm. These quantum well layers / barrier layers are sandwiched between undoped AlGaInAs · SCH layers having a wavelength of about 1.0 μm and a thickness of about 20 nm.

続いて、図４３に示すように、ＳｉＯ2膜３０７のエッチングマスクを形成する。
詳細には、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜３０７を加工し、ＳＯＡの活性領域となるべき部分のみを覆うようにＳｉＯ2膜３０７を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 43, an etching mask for the SiO 2 film 307 is formed.
Specifically, the SiO 2 film 307 is processed by photolithography and dry etching, and the etching mask is formed by leaving the SiO 2 film 307 so as to cover only the portion that should be the active region of the SOA.

続いて、図４４に示すように、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層３０６及び量子井戸活性層３０５を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜３０７のエッチングマスクを用いて、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層及び３０６量子井戸活性層３０５を、ｎ型ドープＩｎＰ層３０４の表面が露出するまでドライエッチングし、ＳｉＯ2膜３０７のエッチングマスクに倣った形状に残す。 Subsequently, as shown in FIG. 44, the p-type doped InP cladding layer 306 and the quantum well active layer 305 are processed.
Specifically, using the etching mask for the SiO 2 film 307, the p-type doped InP cladding layer and the 306 quantum well active layer 305 are dry-etched until the surface of the n-type doped InP layer 304 is exposed, and the SiO 2 film 307 is etched. It remains in a shape following the etching mask.

続いて、図４５に示すように、アンドープＡｌＧａＩｎＡｓＰ層３０８及びアンドープＩｎＰ層３０９を順次形成する。
詳細には、ｎ型ドープＩｎＰ層３０４上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、組成波長１．１５μm、厚さ１７０ｎｍ程度のアンドープＡｌＧａＩｎＡｓＰ層３０８、及び厚さ１５０ｎｍ程度のアンドープＩｎＰ層３０９を順次成長する。このとき、アンドープＡｌＧａＩｎＡｓＰ層３０８及びアンドープＩｎＰ層３０９は、選択成長効果により、ＳｉＯ2膜３０７のエッチングマスク上には成長せず、量子井戸活性層３０５及びｐ型ドープＩｎＰクラッド層３０６のエッチングによって除去された部分にのみ成長する。ＳｉＯ2膜３０７のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 45, an undoped AlGaInAsP layer 308 and an undoped InP layer 309 are sequentially formed.
Specifically, an undoped AlGaInAsP layer 308 having a composition wavelength of 1.15 μm and a thickness of about 170 nm and an undoped InP layer 309 having a thickness of about 150 nm are sequentially grown on the n-type doped InP layer 304 by using the MOVPE method. At this time, the undoped AlGaInAsP layer 308 and the undoped InP layer 309 do not grow on the etching mask of the SiO 2 film 307 due to the selective growth effect, but are removed by etching of the quantum well active layer 305 and the p-type doped InP cladding layer 306. It grows only on the part that was made. The etching mask of the SiO 2 film 307 is peeled and removed by wet processing using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図４６に示すように、ｐ型ＩｎＰクラッド層３１０、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層３１１、及びＳｉＯ2膜３１２を順次形成する。
詳細には、ｐ型ドープＩｎＰクラッド層３０６及びアンドープＡｌＧａＩｎＡｓＰ層３０８上に、再びＭＯＶＰＥ法を用いて、Ｚｎをドープしたｐ型ＩｎＰクラッド層３１０を厚さ２．０μｍ程度に、Ｚｎをドープしたｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層３１１を厚さ３００ｎｍ程度に順次成長する。次に、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層３１１上に、通常のＣＶＤ法を用いてＳｉＯ2膜３１２を厚さ４００ｎｍ程度に堆積する。 Subsequently, as shown in FIG. 46, a p-type InP clad layer 310, a p-type GaInAs contact layer 311 and an SiO 2 film 312 are sequentially formed.
Specifically, a p-type InP clad layer 310 doped with Zn is formed on the p-type doped InP clad layer 306 and the undoped AlGaInAsP layer 308 again by using the MOVPE method. A type GaInAs contact layer 311 is sequentially grown to a thickness of about 300 nm. Next, a SiO 2 film 312 is deposited on the p-type GaInAs contact layer 311 to a thickness of about 400 nm using a normal CVD method.

続いて、図４７に示すように、ＳｉＯ2膜３１２のエッチングマスクを形成する。
詳細には、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりＳｉＯ2膜３１２を加工し、２本の導波路が途中で近接して方向性結合器を構成する形状にＳｉＯ2膜３１２を残し、エッチングマスクを形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 47, an etching mask for the SiO 2 film 312 is formed.
Specifically, the SiO 2 film 312 is processed by photolithography and dry etching, and the two waveguides are close to each other to leave the SiO 2 film 312 in a shape constituting the directional coupler, thereby forming an etching mask. .

続いて、図４８に示すように、ｎ型ドープＩｎＰ基板３０１のアンドープＧａＩｎＡｓＰ層３０２〜ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層３１１からなる半導体積層構造を加工する。
詳細には、ＳｉＯ2膜３１２のエッチングマスクを用いて、半導体積層構造を、ｎ型ドープＩｎＰ基板３０１の表面を０．７μｍ程度掘り込んだ深さまでドライエッチングし、メサストライプ状に加工する。 Subsequently, as shown in FIG. 48, a semiconductor multilayer structure including the undoped GaInAsP layer 302 to the p-type GaInAs contact layer 311 of the n-type doped InP substrate 301 is processed.
More specifically, using the etching mask for the SiO 2 film 312, the semiconductor multilayer structure is dry-etched to a depth in which the surface of the n-type doped InP substrate 301 is dug by about 0.7 μm and processed into a mesa stripe shape.

続いて、図４９に示すように、電流狭窄層３１３を形成する。
詳細には、メサストライプ状の半導体積層構造の両脇に、Ｆｅドープ型半絶縁性ＩｎＰ からなる電流狭窄層３１３を、ＭＯＶＰＥ法を用いて成長する。ＳｉＯ2膜３１２のエッチングマスクは、フッ酸等の薬液を用いたウェット処理等により剥離除去される。 Subsequently, as shown in FIG. 49, a current confinement layer 313 is formed.
More specifically, a current confinement layer 313 made of Fe-doped semi-insulating InP 3 is grown on both sides of the mesa stripe-shaped semiconductor multilayer structure by using the MOVPE method. The etching mask of the SiO 2 film 312 is peeled and removed by wet processing using a chemical solution such as hydrofluoric acid.

続いて、図５０に示すように、波長選択素子を形成する。
詳細には、先ず、ｐ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層３１１及び電流狭窄層３１３上に、ＳｉＮからなるパッシベーション膜３１４を形成する。次に、パッシベーション膜３１４のＳＯＡとなる部分のみを、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて除去し、開口を形成する。次に、パッシベーション膜３１４の開口部分にＳＯＡのｐ電極３１５を、ｎ型ドープＩｎＰ基板３０１の裏面にＳＯＡのｎ電極３１６をそれぞれ形成する。そして、両端面部位に無反射コート３１７，３１８を形成する。以上により、本実施形態による波長選択素子が形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 50, a wavelength selection element is formed.
Specifically, first, a passivation film 314 made of SiN is formed on the p-type GaInAs contact layer 311 and the current confinement layer 313. Next, only the portion of the passivation film 314 that becomes the SOA is removed using photolithography and dry etching to form an opening. Next, an SOA p-electrode 315 is formed in the opening of the passivation film 314, and an SOA n-electrode 316 is formed on the back surface of the n-type doped InP substrate 301. Then, non-reflective coatings 317 and 318 are formed on both end surface portions. Thus, the wavelength selection element according to the present embodiment is formed.

しかる後、波長選択素子と両端面に無反射コーティングを施した量子ドットＳＯＡ（又は量子井戸ＳＯＡ）をＳｉプラットフォーム上にハイブリッド実装する。更に、レンズ、８００ＧＨｚ間隔のピークを有するエタロン、及び全反射ミラーを組み合わせることにより、多波長同時発振レーザ光源が得られる。この多波長同時発振レーザ光源により、ＬＡＮ−ＷＤＭで用いられる４波長のレーザ発振光を得ることができる。   Thereafter, a quantum dot SOA (or quantum well SOA) having a non-reflective coating on the wavelength selection element and both end faces is hybrid-mounted on the Si platform. Furthermore, a multi-wavelength simultaneous oscillation laser light source can be obtained by combining a lens, an etalon having peaks at intervals of 800 GHz, and a total reflection mirror. With this multi-wavelength simultaneous oscillation laser light source, laser oscillation light having four wavelengths used in LAN-WDM can be obtained.

以上説明したように、本実施形態によれば、広い波長可変範囲を持ち、且つ高出力で安定に動作することができ、また、所望の波長のみで効率良く安定して発振することができる、信頼性の高い波長選択素子及び波長可変光源が実現する。   As described above, according to the present embodiment, it has a wide wavelength variable range, can operate stably at high output, and can oscillate efficiently and stably only at a desired wavelength. A highly reliable wavelength selection element and wavelength tunable light source are realized.

なお、第１の実施形態ではＭＭＩ分波器１１の光導波路１２ｄ、第２の実施形態では光導波路１２ｄのＳＯＡ１８、第３の実施形態では方向性結合器の光導波路２１ｂのＳＯＡ１８の各出力端は、端面に対して垂直方向に延在したものを例示した。端面における光反射を抑制するため、各出力端を途中で曲げて端面に対して斜め方向に延在するようにしても良い。   In the first embodiment, each output end of the optical waveguide 12d of the MMI demultiplexer 11, the SOA 18 of the optical waveguide 12d in the second embodiment, and the SOA 18 of the optical waveguide 21b of the directional coupler in the third embodiment. Exemplifies those extending in a direction perpendicular to the end face. In order to suppress light reflection at the end face, each output end may be bent halfway to extend obliquely with respect to the end face.

また、他の光素子との光結合を向上させるために、例えば光導波路幅や厚さが緩やかに変化したようなスポットサイズ変換器を光導波路の端面部分に集積しても良い。また、光合分波器として、第１及び第２の実施形態ではＭＭＩ分波器を、第３の実施形態では方向性結合器を用いているが、他の光合分波器を用いても良い。例えば、それぞれの光合分波器は異なる光合分波器を用いても良い。図５１に示すように、波長選択素子が、ＳＯＡ１３を集積した光導波路から光導波路３１ａ，３１ｂに奮起するＹ分岐導波路３１を備えた構成としても良い。   Further, in order to improve optical coupling with other optical elements, for example, a spot size converter in which the width and thickness of the optical waveguide are gently changed may be integrated on the end face portion of the optical waveguide. Further, as the optical multiplexer / demultiplexer, the MMI demultiplexer is used in the first and second embodiments, and the directional coupler is used in the third embodiment, but other optical multiplexer / demultiplexers may be used. . For example, each optical multiplexer / demultiplexer may use a different optical multiplexer / demultiplexer. As shown in FIG. 51, the wavelength selection element may include a Y-branch waveguide 31 that stimulates the optical waveguides 31a and 31b from the optical waveguide in which the SOA 13 is integrated.

また、第１及び第２の実施形態では、ＭＭＩ分波器としてポートが２×２のものを用いたが、ポートが１×２のＭＭＩ分波器でも同様の効果が得られる。図５２に示すように、ＭＭＩ分波器１１の光導波路のうちで空いているもの（例えば光導波路１２ｂ）のポートに光検出器（導波路型ＰＤ３２）を集積化して光モニタとすることもできる。   In the first and second embodiments, the MMI duplexer having a 2 × 2 port is used. However, the same effect can be obtained with an MMI duplexer having a 1 × 2 port. As shown in FIG. 52, a photodetector (waveguide type PD32) may be integrated into a port of an empty optical waveguide of the MMI demultiplexer 11 (for example, the optical waveguide 12b) to form an optical monitor. it can.

また半導体光増幅器の活性領域として、第１及び第２の実施形態ではＧａＩｎＡｓＰ系の材料を、第３の実施形態ではＡｌＧａＩｎＡｓ系の材料を用いているが、両者を逆にして適用しても問題ない。また、活性層が量子井戸ではなくバルク型の半導体で構成されていても同様の効果が得られることは明白である。また、第１〜第３の実施形態では、波長選択素子が全てＩｎＰ基板上に作製されているが、ＧａＡｓ基板等の上に作製されていても良い。また、光増幅機能が必要ない場合には、波長選択素子を構成する材料については、化合物半導体のみならず有機物や無機物で構成されていても、光導波路の近傍にチャープ回折格子が装荷されているデバイス全般に適用可能であることは明白である。   Further, as the active region of the semiconductor optical amplifier, a GaInAsP-based material is used in the first and second embodiments, and an AlGaInAs-based material is used in the third embodiment. Absent. It is clear that the same effect can be obtained even if the active layer is formed of a bulk type semiconductor instead of a quantum well. In the first to third embodiments, all the wavelength selection elements are fabricated on the InP substrate, but may be fabricated on a GaAs substrate or the like. In addition, when the optical amplification function is not necessary, the material constituting the wavelength selection element is loaded with a chirped diffraction grating in the vicinity of the optical waveguide even if it is composed of not only a compound semiconductor but also an organic or inorganic material Obviously, it is applicable to all devices.

また、第１〜第３の実施形態では、ｎ型の導電性を有する基板上に波長選択素子を形成しているが、ｐ型の導電性を有する基板を用いて、第１〜第３の実施形態とは逆の導電性で構成される構造を用いても同様の効果が得られることは明白である。また、波長選択素子を半絶縁性の基板上に作製しても、例えばシリコン基板上に貼り合わせの方法で作製しても同様の効果が得られることは明白である。   In the first to third embodiments, the wavelength selection element is formed on the substrate having n-type conductivity, but the first to third layers are formed using a substrate having p-type conductivity. It is obvious that the same effect can be obtained even if a structure having a conductivity opposite to that of the embodiment is used. It is obvious that the same effect can be obtained even if the wavelength selection element is manufactured on a semi-insulating substrate, for example, by a bonding method on a silicon substrate.

また、第１〜第３の実施形態では、埋め込み構造として半絶縁性材料を用いた電流狭窄埋め込み構造を用いた電流狭窄構造を例示したが、それぞれｐｎｐｎサイリスタ構造の電流狭窄構造を適用しても構わない。更に第１〜第３の実施形態では、埋め込み型の光導波路を例示したが、リッジ型導波路等の他の光導波路構造のレーザにも適用可能であることは明白である。   In the first to third embodiments, the current confinement structure using the current confinement buried structure using a semi-insulating material is exemplified as the buried structure, but the current confinement structure having the pnpn thyristor structure is applied. I do not care. Furthermore, in the first to third embodiments, the embedded type optical waveguide is exemplified, but it is apparent that the present invention can be applied to lasers having other optical waveguide structures such as a ridge type waveguide.

また、第２の実施形態では、チャープ回折格子の構造として表面回折格子構造を例示したが、第１及び第３の実施形態のように埋め込み型の回折格子構造を適用しても構わないし、第２の実施形態と第１及び第３の実施形態とを逆にしても構わない。また、第３の実施形態では光導波路に対して基板側にチャープ回折格子を装荷しているが、第１及び第２の実施形態のように基板と反対側にチャープ回折格子を装荷しても同様の効果が得られることは明白である。第３の実施形態と第１及び第２の実施形態とを逆にしても構わない。また、第１〜第３の実施形態では、ＤＢＲミラーのチャープ回折格子の深さ（＝結合係数）の値は変化していないが、素子設計によっては共振器方向で異なっていても何ら構わない。   In the second embodiment, the surface diffraction grating structure is exemplified as the chirped diffraction grating structure, but an embedded diffraction grating structure may be applied as in the first and third embodiments. The second embodiment and the first and third embodiments may be reversed. In the third embodiment, the chirped diffraction grating is loaded on the substrate side with respect to the optical waveguide. However, as in the first and second embodiments, the chirped diffraction grating is loaded on the opposite side of the substrate. It is clear that a similar effect can be obtained. The third embodiment may be reversed from the first and second embodiments. In the first to third embodiments, the value of the chirped diffraction grating depth (= coupling coefficient) of the DBR mirror is not changed, but it may be different in the resonator direction depending on the element design. .

（第４の実施形態）
次いで、第４の実施形態について説明する。本実施形態では、第１〜第３の実施形態のうちの１種の波長可変光源を備えた光モジュールを開示する。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. In the present embodiment, an optical module including one type of wavelength tunable light source in the first to third embodiments is disclosed.

図５３は、第４の実施形態による光モジュールの概略構成を示す模式図である。
この光モジュールは、送信モジュール部４１と受信モジュール部４２とを備えており、送信モジュール部４１と受信モジュール部４２とは、光ファイバ４３により接続されている。 FIG. 53 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the optical module according to the fourth embodiment.
The optical module includes a transmission module unit 41 and a reception module unit 42, and the transmission module unit 41 and the reception module unit 42 are connected by an optical fiber 43.

送信モジュール部４１は、変調光回路４４、変調光回路４４を駆動するためのドライバＩＣ４５、変調光回路４４における発光をモニタするためのモニタ用ＰＤ４８、アイソレータ４７、及びレンズ４９等を有している。本実施形態においては、変調光回路４４には、第１〜第３の実施形態のうちの１種の波長可変光源が用いられている。送信モジュール部４１において、ドライバＩＣ４５により駆動された変調光回路４４より出射されたレーザ光は、アイソレータ４７及びレンズ４９を介し、光ファイバ４３の一方の端部４３ａより入射する。   The transmission module unit 41 includes a modulation light circuit 44, a driver IC 45 for driving the modulation light circuit 44, a monitor PD 48 for monitoring light emission in the modulation light circuit 44, an isolator 47, a lens 49, and the like. . In the present embodiment, the modulation light circuit 44 uses one of the variable wavelength light sources of the first to third embodiments. In the transmission module unit 41, the laser light emitted from the modulation light circuit 44 driven by the driver IC 45 is incident from one end 43 a of the optical fiber 43 through the isolator 47 and the lens 49.

受信モジュール部４２は、信号復調回路５１、信号復調回路５１を駆動等するドライバＩＣ５２、及びレンズ５３等を有している。送信モジュール部４２より光ファイバ４３０の一方の端部４３ａに入射したレーザ光は、光ファイバ４３の内部を伝搬し、光ファイバ４３の他方の端部４３ｂより出射する。光ファイバ４３の他方の端部４３ｂより出射したレーザ光は、受信モジュール部４２に入射し、受信モジュール部４２におけるレンズ５３を介し、信号復調回路５１に入射する。   The reception module unit 42 includes a signal demodulation circuit 51, a driver IC 52 that drives the signal demodulation circuit 51, a lens 53, and the like. Laser light that has entered the one end portion 43 a of the optical fiber 430 from the transmission module portion 42 propagates through the optical fiber 43 and is emitted from the other end portion 43 b of the optical fiber 43. The laser light emitted from the other end 43 b of the optical fiber 43 is incident on the reception module unit 42 and is incident on the signal demodulation circuit 51 through the lens 53 in the reception module unit 42.

本実施形態によれば、広い波長可変範囲を持ち、且つ高出力で安定に動作することができ、また、所望の波長のみで効率良く安定して発振することができる波長可変光源を有する変調光回路４４を備えた、信頼性の高い光モジュールが実現する。   According to the present embodiment, modulated light having a wavelength tunable light source that has a wide wavelength tunable range, can operate stably with high output, and can oscillate efficiently and stably only at a desired wavelength. A highly reliable optical module including the circuit 44 is realized.

以下、波長選択素子及び波長可変光源の諸態様を付記としてまとめて記載する。   Hereinafter, various aspects of the wavelength selection element and the wavelength tunable light source will be collectively described as additional notes.

（付記１）複数の出力導波路を有する光分波器を備え、
前記複数の出力導波路のうちで少なくとも一つは、回折格子を有する分布反射型ミラー構造が設けられており、
前記複数の出力導波路のうちで他の少なくとも一つは、外部への光出力ポートとされていることを特徴とする波長選択素子。 (Supplementary Note 1) An optical demultiplexer having a plurality of output waveguides is provided,
At least one of the plurality of output waveguides is provided with a distributed reflection type mirror structure having a diffraction grating,
The wavelength selection element according to claim 1, wherein at least one of the plurality of output waveguides is an optical output port to the outside.

（付記２）前記光分波器に入力する一つの導波路は、第１の光増幅器を有することを特徴とする付記１に記載の波長選択素子。   (Supplementary note 2) The wavelength selection element according to supplementary note 1, wherein one waveguide input to the optical demultiplexer includes a first optical amplifier.

（付記３）前記光出力ポートとされた前記出力導波路は、第２の光増幅器を有することを特徴とする付記１又は２に記載の波長選択素子。   (Supplementary note 3) The wavelength selection element according to supplementary note 1 or 2, wherein the output waveguide which is the optical output port includes a second optical amplifier.

（付記４）前記光分波器に入力する他の導波路は、光検出器を有することを特徴とする付記３に記載の波長選択素子。   (Supplementary note 4) The wavelength selection element according to supplementary note 3, wherein the other waveguide input to the optical demultiplexer includes a photodetector.

（付記５）分布反射型ミラー構造は、波長可変領域又は多波長発振領域として用いる波長帯域においてフラットで有限な反射率を有し、且つ前記波長帯域の外側では急激に反射率の低下するバンドパスフィルタ形状のフィルタ特性を有することを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の波長選択素子。   (Supplementary Note 5) The distributed reflection type mirror structure has a flat and finite reflectivity in the wavelength band used as the wavelength variable region or the multi-wavelength oscillation region, and the reflectivity rapidly decreases outside the wavelength band. 5. The wavelength selection element according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein the wavelength selection element has a filter characteristic of a filter shape.

（付記６）前記第１の出力導波路は、前記分布反射型ミラー構造の光反射率が９０％以上であることを特徴とする付記１〜５のいずれか１項に記載の波長選択素子。   (Supplementary note 6) The wavelength selection element according to any one of Supplementary notes 1 to 5, wherein the first output waveguide has a light reflectance of the distributed reflection mirror structure of 90% or more.

（付記７）付記１〜６のいずれか１項に記載の波長選択素子と、
前記光分波器とは反対の端において前記第１の光増幅器と接続された第２の波長選択素子と、
前記第１の光増幅器とは反対の端において前記第２の波長選択素子と接続された反射ミラーを含むことを特徴とする波長可変光源。 (Supplementary note 7) The wavelength selection element according to any one of supplementary notes 1 to 6,
A second wavelength selection element connected to the first optical amplifier at an end opposite to the optical demultiplexer;
A wavelength tunable light source comprising a reflection mirror connected to the second wavelength selection element at an end opposite to the first optical amplifier.

（付記８）前記第２の波長選択素子は、複数の波長フィルタからなるバーニア型波長フィルタを有することを特徴とする付記７に記載の波長可変光源。   (Additional remark 8) The said 2nd wavelength selection element has a vernier type | mold wavelength filter which consists of a some wavelength filter, The variable wavelength light source of Additional remark 7 characterized by the above-mentioned.

（付記９）前記第１の光増幅器は、量子ドットＳＯＡを有することを特徴とする付記７に記載の波長可変光源。   (Supplementary note 9) The wavelength variable light source according to supplementary note 7, wherein the first optical amplifier includes a quantum dot SOA.

１，３，４，６，７ 波長選択素子
２ 波長フィルタ素子
５ 量子ドットＳＯＡ
１１ ＭＭＩ分波器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，２１ａ，２１ｂ，３１ａ，３１ｂ 光導波路
１３，１８ ＳＯＡ
１４ ＤＢＲミラー
１５，１６ リング共振器
１７ ループミラー
２２ Ｓｉプラットフォーム
２３ レンズ
２４ エタロン
２５ 全反射ミラー
３１ Ｙ分岐導波路
３２ 導波路型ＰＤ
４１ 送信モジュール部
４２ 受信モジュール部
４３ 光ファイバ
４３ａ 一方の端部
４３ｂ 他方の端部
４４ 変調光回路
４５，５２ ドライバＩＣ
４６ ビームスプリッタ
４７ アイソレータ
４８ モニタＰＤ
４９，５３ レンズ
５１ 信号復調回路 1, 3, 4, 6, 7 Wavelength selection element 2 Wavelength filter element 5 Quantum dot SOA
11 MMI demultiplexers 12a, 12b, 12c, 12d, 21a, 21b, 31a, 31b Optical waveguides 13, 18 SOA
14 DBR mirrors 15 and 16 Ring resonator 17 Loop mirror 22 Si platform 23 Lens 24 Etalon 25 Total reflection mirror 31 Y-branch waveguide 32 Waveguide type PD
41 transmitting module section 42 receiving module section 43 optical fiber 43a one end 43b other end 44 modulating optical circuit 45, 52 driver IC
46 Beam splitter 47 Isolator 48 Monitor PD
49, 53 Lens 51 Signal demodulation circuit

Claims (7)

複数の出力導波路を有する光分波器を備え、
前記複数の出力導波路のうちで少なくとも一つは、回折格子を有する分布反射型ミラー構造が設けられており、
前記複数の出力導波路のうちで他の少なくとも一つは、外部への光出力ポートとされていることを特徴とする波長選択素子。 Comprising an optical demultiplexer having a plurality of output waveguides;
At least one of the plurality of output waveguides is provided with a distributed reflection type mirror structure having a diffraction grating,
The wavelength selection element according to claim 1, wherein at least one of the plurality of output waveguides is an optical output port to the outside. 前記光分波器に入力する一つの導波路は、第１の光増幅器を有することを特徴とする請求項１に記載の波長選択素子。   The wavelength selection element according to claim 1, wherein one waveguide input to the optical demultiplexer includes a first optical amplifier. 前記光出力ポートとされた前記出力導波路は、第２の光増幅器を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の波長選択素子。   3. The wavelength selection element according to claim 1, wherein the output waveguide configured as the optical output port includes a second optical amplifier. 4. 前記光分波器に入力する他の導波路は、光検出器を有することを特徴とする請求項３に記載の波長選択素子。   The wavelength selection element according to claim 3, wherein another waveguide input to the optical demultiplexer includes a photodetector. 分布反射型ミラー構造は、波長可変領域又は多波長発振領域として用いる波長帯域においてフラットで有限な反射率を有し、且つ前記波長帯域の外側では急激に反射率の低下するバンドパスフィルタ形状のフィルタ特性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の波長選択素子。   The distributed reflection type mirror structure has a flat and finite reflectance in a wavelength band used as a wavelength variable region or a multi-wavelength oscillation region, and a filter having a bandpass filter shape in which the reflectance rapidly decreases outside the wavelength band. The wavelength selection element according to claim 1, wherein the wavelength selection element has characteristics. 前記第１の出力導波路は、前記分布反射型ミラー構造の光反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長選択素子。   6. The wavelength selection element according to claim 1, wherein the first output waveguide has a light reflectance of 90% or more of the distributed reflection type mirror structure. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の波長選択素子と、
前記光分波器とは反対の端において前記第１の光増幅器と接続された第２の波長選択素子と、
前記第１の光増幅器とは反対の端において前記第２の波長選択素子と接続された反射ミラーを含むことを特徴とする波長可変光源。 The wavelength selection element according to any one of claims 1 to 6,
A second wavelength selection element connected to the first optical amplifier at an end opposite to the optical demultiplexer;
A wavelength tunable light source comprising a reflection mirror connected to the second wavelength selection element at an end opposite to the first optical amplifier.
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