JP2020003559A - スポットサイズ変換器、スポットサイズ変換器を作製する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
できる。
支持体13:InP。
第1メサ構造15。
下部クラッド領域23a:InP。
コア領域23b:AlGaInAs/AlGaInAs量子井戸構造。
上部クラッド領域23c:InP。
埋込構造17:InP/InGaAsP多層膜。
下側領域27:InP。
半導体光デバイス31は、InP系マッハツェンダ変調器に適用されることができる。マッハツェンダ変調器33、及びスポットサイズ変換器11は、半導体光デバイス31の主面に設けられる。スポットサイズ変換器11における変換端は、半導体光デバイス31の側面に現れる。スポットサイズ変換器11は、マッハツェンダ変調器33における光入力及び光出力に係る光結合損失を低減できる。
例証的なスポットサイズ変換器。
支持体13:半絶縁性InP。
第1メサ構造15。
下部クラッド領域23a:n型InP。
コア領域23b:AlGaInAs/AlGaInAs量子井戸構造。
上部クラッド領域23c:アンドープInP、p型InP。
埋込構造17:InP/InGaAsP多層膜。
導波路領域R0の高さ:3マイクロメートル。
導波路領域R1の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R1の高さ:3マイクロメートル。
導波路領域R2の長さ:20マイクロメートル。
導波路領域R3の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R4の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R4の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
第1横幅WS1は、導波路領域R4の一端から他端への方向への導波路軸上の点において、第2横幅WS2と異なり、埋込構造17は、第1メサ構造15の左右で非対称である。第2メサ構造21では、第1側面15c上の第1領域17aの第1横幅WS1は、導波路領域R4における第1横幅WS1から徐々に縮小されて、導波路領域R5は、第1領域17aを終端させる。第1の変化は、導波路領域R5において、一定幅の第1メサ構造15に埋込構造17の配置の非対称を提供する。
第1メサ構造15は、導波路軸の方向に沿って徐々に変化する導波路幅(例えば、導波路幅における1.6マイクロメートル及び0.8マイクロメートルの一方から他方への変化)を有する。第1メサ構造15の幅の縮小は、大きな屈折率のコア領域の幅を小さくさせる。第2の変化は、導波路領域R5において、徐々に変化する導波路幅の第1メサ構造15及び埋込構造17の第2領域17bの一方から他方に光を移動させる。
導波路領域R5の長さ:100マイクロメートル。
導波路領域R5の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R5の第2メサ構造21の幅:3.0マイクロメートル。
導波路領域R6の長さ:200マイクロメートル。
導波路領域R6の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R6の第2メサ構造21の幅:3.0マイクロメートル。
導波路領域R7の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R7の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R7の第2メサ構造21の幅:3.0マイクロメートル。
導波路領域R8の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R8の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R9の長さ:20マイクロメートル。
導波路領域R9の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R9の第2メサ構造21の幅:3.5マイクロメートル。
導波路領域R9のモードフィールド径(横/縦):3マイクロメートル/3マイクロメートル。
図6の(a)部は、実施例に係るスポットサイズ変換器を模式的に示す平面図である。図6の(b)部は、実施例に係るスポットサイズ変換器における第2メサ構造を模式的に示す断面図である。
支持体13:半絶縁性InP。
第1メサ構造15。
下部クラッド領域23a:n型InP。
コア領域23b:AlGaInAs/AlGaInAs量子井戸構造。
上部クラッド領域23c:アンドープInP、p型InP。
埋込構造17:InP/InGaAsP多層膜。
下側領域27:InP/InGaAsP多層膜。
導波路領域R0は、マッハツェンダ変調器33のためのハイメサを含む。導波路領域R0を動作する光は、小さいモードフィールド径を有する。
導波路領域R0の高さ:3マイクロメートル。
導波路領域R1の高さ:3マイクロメートル。
導波路領域R2の長さ:20マイクロメートル。
導波路領域R3の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R4の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R4の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R5の長さ:100マイクロメートル。
導波路領域R5の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R5の第2メサ構造21の幅:3.0マイクロメートル。
導波路領域R6の長さ:200マイクロメートル。
導波路領域R6の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R6の第2メサ構造21の幅:3.0マイクロメートル。
導波路領域R7の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R7の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R7の第2メサ構造21の幅:3.0マイクロメートル。
導波路領域R8の長さ:50マイクロメートル。
導波路領域R8の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R9の長さ:20マイクロメートル。
導波路領域R9の第2メサ構造21の高さ:4マイクロメートル。
導波路領域R9の第2メサ構造21の幅:3.5マイクロメートル。
導波路領域R9のモードフィールド径(横/縦):3マイクロメートル/4マイクロメートル。
(実施例3)
例証的なスポットサイズ変換器。
支持体13:半絶縁性GaAs。
第1メサ構造15。
下部クラッド領域23a:n型GaAs。
コア領域23b:GaAs/AlGaAs量子井戸構造。
上部クラッド領域23c:アンドープGaAs、p型GaAs。
埋込構造17:GaAs/AlGaAs多層膜。
Claims (6)
- スポットサイズ変換器であって、
導波軸の方向に配列された第1エリア、第2エリア、第3エリア、第4エリア、及び第5エリアを含む主面を有する支持体と、
前記支持体の前記第1エリアに第1部を有し、前記支持体の前記第2エリア、前記第3エリア及び前記第4エリアに第2部を有するメサ構造と、
前記メサ構造の前記第2部の第1側面及び第2側面をそれぞれ埋め込む第1領域及び第2領域を有し、前記支持体の前記第2エリア、前記第3エリア、前記第4エリア及び前記第5エリアに設けられた埋込構造と、
を備え、
前記メサ構造の前記第1部及び前記第2部は、下部クラッド領域、コア領域及び上部クラッド領域を含み、
前記メサ構造の前記第2部は、前記第3エリアから前記第5エリアへの方向に徐々に減少する幅を有する部分を前記支持体の前記第4エリアに有し、
前記埋込構造の前記第1領域は、前記メサ構造の前記第2部の前記第1側面に沿って延在して、前記第3エリア及び前記第4エリアのいずれか一方において終端し、
前記埋込構造の前記第2領域は、前記メサ構造の前記第2部の前記第2側面に沿って延在すると共に、前記第5エリアに設けられる、スポットサイズ変換器。 - 前記メサ構造の前記第1部は、前記支持体の前記第1エリアにおいて、シングルモード導波を可能にする第1幅を有し、
前記埋込構造の前記第2領域は、前記支持体の前記第3エリア、前記第4エリア及び前記第5エリアにおいて、前記第1幅より大きな幅を有する、請求項1に記載されたスポットサイズ変換器。 - 前記埋込構造の前記第1領域は、前記導波軸の方向に徐々に減少する幅を有する部分を前記第3エリア及び前記第4エリアの少なくともいずれか一方において有する、請求項1又は請求項2に記載されたスポットサイズ変換器。
- 前記埋込構造は、前記上部クラッド領域の屈折率より大きいと共に前記コア領域の屈折率より小さい屈折率を有するように積層された複数の半導体層の積層を有する、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載されたスポットサイズ変換器。
- 前記支持体の前記第1エリア、前記第2エリア、前記第3エリア、前記第4エリア及び前記第5エリア上に設けられた閉込領域を更に備え、
前記閉込領域は、前記メサ構造及び前記埋込構造を搭載し、
前記閉込領域は、前記上部クラッド領域の屈折率より大きいと共に前記コア領域の屈折率より小さい屈折率を有する、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載されたスポットサイズ変換器。 - スポットサイズ変換器を作製する方法であって、
一素子区画において導波軸の方向に配列された第1エリア、第2エリア、第3エリア、第4エリア、及び第5エリアを含む主面を有する基板を有すると共に導波路構造のための積層構造を前記基板上に有する第1生産物を準備する工程と、
前記第1生産物上に、ストライプ状のパターンを有する第1マスクを形成する工程と、
前記第1マスクを用いて前記第1生産物をエッチングして、前記第1エリア、前記第2エリア、前記第3エリア、及び前記第4エリア上にストライプメサを有する第2生産物を形成する工程と、
前記第2生産物上において、前記第1エリアを覆う第2マスクを形成する工程と、
前記第1マスク及び前記第2マスクを用いて、前記第2生産物の前記ストライプメサの第1側面及び第2側面上に対してそれぞれ第1界面及び第2界面を成す第1領域及び第2領域を有する堆積物を形成して、第3生産物を形成する工程と、
前記堆積物を形成した後に、前記第1マスク及び前記第2マスクを除去する工程と、
前記第1界面及び前記第2界面に交差する第1開口と該第1開口から離れた第2開口とを有する第3マスクを前記第3生産物上に形成する工程と、
前記第3マスクを用いて前記第3生産物をエッチングして。メサ構造及び埋込構造を形成する工程と、
を備え、
前記メサ構造は、前記第1エリアに第1部を有すると共に前記基板の前記第2エリア、前記第3エリア及び前記第4エリアに第2部を有し、
前記埋込構造は、前記メサ構造の前記第2部の第1側面及び第2側面をそれぞれ埋め込む第1領域及び第2領域を有し、前記基板の前記第2エリア、前記第3エリア、前記第4エリア及び前記第5エリアに設けられる、スポットサイズ変換器を作製する方法。
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