JP3490258B2 - 半導体光素子及びこの偏波制御方法ならびに光集積回路 - Google Patents
半導体光素子及びこの偏波制御方法ならびに光集積回路Info
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- JP3490258B2 JP3490258B2 JP19364897A JP19364897A JP3490258B2 JP 3490258 B2 JP3490258 B2 JP 3490258B2 JP 19364897 A JP19364897 A JP 19364897A JP 19364897 A JP19364897 A JP 19364897A JP 3490258 B2 JP3490258 B2 JP 3490258B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信・光情報
処理用に用いられる半導体光素子に関するものである。
処理用に用いられる半導体光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光の誘導放出現象による光増幅作用を利
用した半導体光増幅素子は、光信号のレベル再生の他
に、光スイッチや波長変換素子などの光機能素子として
の応用も検討されている。また、半導体光増幅素子は、
その他の半導体光機能素子とも集積化が可能であるとい
ったメリットがある。ところで、半導体光増幅素子の大
きな問題点は、その増幅特性の偏波依存性である。ＴＥ
偏光とＴＭ偏光のうち、通常ではＴＥ偏光の方がより増
幅される傾向があり、２つの偏光のバランスが大きくず
れていると、受光素子においてそれらの光を受信するこ
とができなくなる。このため、これまでこの偏波依存性
を解消する様々な方法が試みられてきた。その代表的な
例が、複数の光増幅器あるいは光増幅器とバルク光学部
品とのハイブリッド構成による方法である。
用した半導体光増幅素子は、光信号のレベル再生の他
に、光スイッチや波長変換素子などの光機能素子として
の応用も検討されている。また、半導体光増幅素子は、
その他の半導体光機能素子とも集積化が可能であるとい
ったメリットがある。ところで、半導体光増幅素子の大
きな問題点は、その増幅特性の偏波依存性である。ＴＥ
偏光とＴＭ偏光のうち、通常ではＴＥ偏光の方がより増
幅される傾向があり、２つの偏光のバランスが大きくず
れていると、受光素子においてそれらの光を受信するこ
とができなくなる。このため、これまでこの偏波依存性
を解消する様々な方法が試みられてきた。その代表的な
例が、複数の光増幅器あるいは光増幅器とバルク光学部
品とのハイブリッド構成による方法である。
【０００３】この従来より用いられてきたハイブリッド
構成では、図８（ａ）に示すように、光増幅器８０１と
それに対して９０°回転した光増幅器８０２を直列に配
置するようにしている。このことにより、光増幅器８０
１におけるＴＭ偏光の増幅利得の小さい分を光増幅器８
０２で補い、全体として偏波依存性の低い増幅特性を実
現している。また、他のハイブリッド構成としては、図
８（ｂ）に示すように、信号光を偏波別に２つの行路に
分波し、ＴＥ偏光は光増幅器８０１で増幅し、ＴＭ偏光
は光増幅器８０２で増幅する構成もある。このようにす
ることで、２つの偏光をそれぞれ増幅し、上述と同様に
低い偏波依存性を実現している。
構成では、図８（ａ）に示すように、光増幅器８０１と
それに対して９０°回転した光増幅器８０２を直列に配
置するようにしている。このことにより、光増幅器８０
１におけるＴＭ偏光の増幅利得の小さい分を光増幅器８
０２で補い、全体として偏波依存性の低い増幅特性を実
現している。また、他のハイブリッド構成としては、図
８（ｂ）に示すように、信号光を偏波別に２つの行路に
分波し、ＴＥ偏光は光増幅器８０１で増幅し、ＴＭ偏光
は光増幅器８０２で増幅する構成もある。このようにす
ることで、２つの偏光をそれぞれ増幅し、上述と同様に
低い偏波依存性を実現している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来では、上
述したように複数の光増幅素子を個別に配置する構成と
しているので、それら光素子を実装するときの工程が増
大し、ハイブリッド構成とした光増幅器の作製歩留りが
大幅に低下するといった問題があった。また、上述した
構成では、光増幅素子が複数必要なことから、それぞれ
に光アイソレータが必要になるため、１つのモジュール
部品としてみた場合、非常にコストが高くなってしま
う。この発明は、以上のような問題点を解消するために
なされたものであり、作製歩留りを低下させることな
く、また、低コストで偏波依存性の低い状態が得られる
ようにすることを目的とする。
述したように複数の光増幅素子を個別に配置する構成と
しているので、それら光素子を実装するときの工程が増
大し、ハイブリッド構成とした光増幅器の作製歩留りが
大幅に低下するといった問題があった。また、上述した
構成では、光増幅素子が複数必要なことから、それぞれ
に光アイソレータが必要になるため、１つのモジュール
部品としてみた場合、非常にコストが高くなってしま
う。この発明は、以上のような問題点を解消するために
なされたものであり、作製歩留りを低下させることな
く、また、低コストで偏波依存性の低い状態が得られる
ようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体光素子
は、下部クラッド層，この表面の所定領域に形成された
第１のコア層，この第１のコア層上に形成された第１の
上部クラッド層，この上に形成された第１の電極からな
り、第１のコア層を含む導波路の一端に下部クラッド層
表面に対して垂直に形成された光入力端を備えた第１の
領域と、第１のコア層より大きなバンドギャップを有
し、かつ、第１のコア層より幅が広い状態で、第１のコ
ア層の他端に連続して下部クラッド層表面に形成された
第２のコア層，この上に少なくとも一部が第１の上部ク
ラッド層の一端に連続して形成された第２の上部クラッ
ド層，この上に形成された第２の電極からなり、下部ク
ラッド層表面に対して垂直に形成され、第１のコア層か
ら入力した光信号を出力する光出力端を備えた第２の領
域とから構成するようにした。以上示したことにより、
まず、第１の電極に電流を印加することで、第１の領域
では、光入力端より入力した信号光を増幅する。また、
第２のコア層の幅が、第１のコア層の幅に比べて広くな
っていることにより、第２の領域において、２つ以上の
導波路を備えることが可能となる。また、この発明の半
導体光素子は、上述のことに加えて、第２の上部クラッ
ド層は、第１の上部クラッド層に連続して形成された主
クラッド層と、この主クラッド層の一部にその一部が近
設して配置して結合部を構成して主クラッド層と同一の
幅で形成された分岐クラッド層とから構成され、光出力
端は、主クラッド層により規定された主導波路より光が
出力される主光出力端と、分岐クラッド層により規定さ
れた分岐導波路より光が出力される副光出力端とから構
成されているようにした。以上示したように、第２の領
域において、第１のコア層に連続する主クラッド層から
なる主導波路と、この主導波路に結合部で近設する分岐
クラッド層からなる分岐導波路とを備えるようにしたの
で、第１の領域で増幅された信号光を構成する偏光の一
方が、主導波路を進行し、それに垂直な偏光が結合部で
分岐導波路に移行する。また、この発明の光集積回路
は、光スプリッタと、この光スプリッタの一つの出力端
から入力された光を増幅する光増幅部と、２つの導波路
で構成された方向性結合器を有して光増幅部と接続され
た利得制御部と、光スプリッタの他の一つの出力端から
入力された光をＴＥ偏光とＴＭ偏光とに分離する偏波ス
プリッタと、ＴＥ偏光とＴＭ偏光を各々光電変換する各
受光器と、この各受光器から光電変換された信号を入力
してＴＥ偏光とＴＭ偏光との比を電圧差に変換する作動
増幅器と、電圧差をもって方向性結合器に設けられた２
つの電極への印加電圧を制御し、光増幅部で生じる利得
の偏波依存性を解消して偏波無依存な増幅出力を利得制
御部から出力させる駆動回路とを有するものである。
は、下部クラッド層，この表面の所定領域に形成された
第１のコア層，この第１のコア層上に形成された第１の
上部クラッド層，この上に形成された第１の電極からな
り、第１のコア層を含む導波路の一端に下部クラッド層
表面に対して垂直に形成された光入力端を備えた第１の
領域と、第１のコア層より大きなバンドギャップを有
し、かつ、第１のコア層より幅が広い状態で、第１のコ
ア層の他端に連続して下部クラッド層表面に形成された
第２のコア層，この上に少なくとも一部が第１の上部ク
ラッド層の一端に連続して形成された第２の上部クラッ
ド層，この上に形成された第２の電極からなり、下部ク
ラッド層表面に対して垂直に形成され、第１のコア層か
ら入力した光信号を出力する光出力端を備えた第２の領
域とから構成するようにした。以上示したことにより、
まず、第１の電極に電流を印加することで、第１の領域
では、光入力端より入力した信号光を増幅する。また、
第２のコア層の幅が、第１のコア層の幅に比べて広くな
っていることにより、第２の領域において、２つ以上の
導波路を備えることが可能となる。また、この発明の半
導体光素子は、上述のことに加えて、第２の上部クラッ
ド層は、第１の上部クラッド層に連続して形成された主
クラッド層と、この主クラッド層の一部にその一部が近
設して配置して結合部を構成して主クラッド層と同一の
幅で形成された分岐クラッド層とから構成され、光出力
端は、主クラッド層により規定された主導波路より光が
出力される主光出力端と、分岐クラッド層により規定さ
れた分岐導波路より光が出力される副光出力端とから構
成されているようにした。以上示したように、第２の領
域において、第１のコア層に連続する主クラッド層から
なる主導波路と、この主導波路に結合部で近設する分岐
クラッド層からなる分岐導波路とを備えるようにしたの
で、第１の領域で増幅された信号光を構成する偏光の一
方が、主導波路を進行し、それに垂直な偏光が結合部で
分岐導波路に移行する。また、この発明の光集積回路
は、光スプリッタと、この光スプリッタの一つの出力端
から入力された光を増幅する光増幅部と、２つの導波路
で構成された方向性結合器を有して光増幅部と接続され
た利得制御部と、光スプリッタの他の一つの出力端から
入力された光をＴＥ偏光とＴＭ偏光とに分離する偏波ス
プリッタと、ＴＥ偏光とＴＭ偏光を各々光電変換する各
受光器と、この各受光器から光電変換された信号を入力
してＴＥ偏光とＴＭ偏光との比を電圧差に変換する作動
増幅器と、電圧差をもって方向性結合器に設けられた２
つの電極への印加電圧を制御し、光増幅部で生じる利得
の偏波依存性を解消して偏波無依存な増幅出力を利得制
御部から出力させる駆動回路とを有するものである。
【０００６】 また、この発明の半導体光素子の偏波制
御方法は、光入力端から入力された光を増幅する領域１
と、２つの導波路で構成された方向性結合器を有して領
域１と接続された領域２とを備え、方向性結合器に設け
られた２つの電極への印加電圧を制御し、領域１で生じ
る利得の偏波依存性を解消して偏波無依存な増幅出力を
領域２から出力させるようにしたものである。また、下
部クラッド層，この表面の所定領域に形成された第１の
コア層，この第１のコア層上に形成された第１の上部ク
ラッド層，この上に形成された第１の電極からなり、第
１のコア層を含む導波路の一端に下部クラッド層表面に
対して垂直に形成された光入力端を備えた第１の領域
と、第１のコア層より大きなバンドギャップを有し、か
つ、第１のコア層より幅が広い状態で第１のコア層の他
端に連続して下部クラッド層表面に形成された第２のコ
ア層，この上に少なくとも一部は第１の上部クラッド層
の一端に連続して形成された第２の上部クラッド層，こ
の上に形成された第２の電極からなり、下部クラッド層
表面に対して垂直に形成され、第１のコア層から入力し
た光信号を出力する光出力端を備えた第２の領域と、２
の電極への印加電圧を制御する制御部とを備え、第２の
上部クラッド層は、第１の上部クラッド層に連続して形
成された主クラッド層と、この主クラッド層の一部にそ
の一部が近設して配置して結合部を構成し、主クラッド
層と同一の幅で形成された分岐クラッド層とから構成さ
れ、光出力端は、主クラッド層により規定された主導波
路より光が出力される主光出力端と、分岐クラッド層に
より規定された分岐導波路より光が出力される副光出力
端とから構成された半導体光素子の偏波制御方法であっ
て、制御部は、主光出力端又は複光出力端におけるＴＭ
偏光の光出力とＴＥ偏光の光出力とを一致させるように
第２の電極への印加電圧を制御するようにしたものであ
る。
御方法は、光入力端から入力された光を増幅する領域１
と、２つの導波路で構成された方向性結合器を有して領
域１と接続された領域２とを備え、方向性結合器に設け
られた２つの電極への印加電圧を制御し、領域１で生じ
る利得の偏波依存性を解消して偏波無依存な増幅出力を
領域２から出力させるようにしたものである。また、下
部クラッド層，この表面の所定領域に形成された第１の
コア層，この第１のコア層上に形成された第１の上部ク
ラッド層，この上に形成された第１の電極からなり、第
１のコア層を含む導波路の一端に下部クラッド層表面に
対して垂直に形成された光入力端を備えた第１の領域
と、第１のコア層より大きなバンドギャップを有し、か
つ、第１のコア層より幅が広い状態で第１のコア層の他
端に連続して下部クラッド層表面に形成された第２のコ
ア層，この上に少なくとも一部は第１の上部クラッド層
の一端に連続して形成された第２の上部クラッド層，こ
の上に形成された第２の電極からなり、下部クラッド層
表面に対して垂直に形成され、第１のコア層から入力し
た光信号を出力する光出力端を備えた第２の領域と、２
の電極への印加電圧を制御する制御部とを備え、第２の
上部クラッド層は、第１の上部クラッド層に連続して形
成された主クラッド層と、この主クラッド層の一部にそ
の一部が近設して配置して結合部を構成し、主クラッド
層と同一の幅で形成された分岐クラッド層とから構成さ
れ、光出力端は、主クラッド層により規定された主導波
路より光が出力される主光出力端と、分岐クラッド層に
より規定された分岐導波路より光が出力される副光出力
端とから構成された半導体光素子の偏波制御方法であっ
て、制御部は、主光出力端又は複光出力端におけるＴＭ
偏光の光出力とＴＥ偏光の光出力とを一致させるように
第２の電極への印加電圧を制御するようにしたものであ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける半導体光素子を示す平面図である。この半導体光素
子は、大きく分けて２つの領域に分けられる。１つは、
入射した光を増幅する例えば長さ６００μｍの光増幅部
１である。もう一つは、光増幅部１における利得の偏波
依存性を補償する利得制御部２である。この実施の形態
では、利得制御として方向性結合器を用いている。この
半導体光素子では、まず、図１に示すように、光入力端
１０１より入力した信号光が、光増幅部１の光増幅器１
０２で増幅される。次いで、その増幅された信号光は、
利得制御部２の方向性結合器１０３を構成する主導波路
１０４に入射する。ここで、方向性結合器１０３の結合
長３０００μｍの結合部１０３ａで、信号光のうちＴＥ
偏光が分岐導波路１０５に移行し、光出力端１０７より
出射される。また、信号光のうちＴＭ偏光は、主導波路
１０４をそのまま進み、光出力端１０６より出射され
る。
参照して説明する。図１は、この発明の実施の形態にお
ける半導体光素子を示す平面図である。この半導体光素
子は、大きく分けて２つの領域に分けられる。１つは、
入射した光を増幅する例えば長さ６００μｍの光増幅部
１である。もう一つは、光増幅部１における利得の偏波
依存性を補償する利得制御部２である。この実施の形態
では、利得制御として方向性結合器を用いている。この
半導体光素子では、まず、図１に示すように、光入力端
１０１より入力した信号光が、光増幅部１の光増幅器１
０２で増幅される。次いで、その増幅された信号光は、
利得制御部２の方向性結合器１０３を構成する主導波路
１０４に入射する。ここで、方向性結合器１０３の結合
長３０００μｍの結合部１０３ａで、信号光のうちＴＥ
偏光が分岐導波路１０５に移行し、光出力端１０７より
出射される。また、信号光のうちＴＭ偏光は、主導波路
１０４をそのまま進み、光出力端１０６より出射され
る。
【０００８】そして、主導波路電極１０４ａおよび分岐
導波路電極１０５ａに印加する電界を制御することで、
その光結合部１０３ａにおけるＴＥ偏光の移行する割合
を制御し、移行せずに主導波路を進行するＴＥ偏光の出
力を制御する。なお、主導波路電極１０４ａは、配線１
０４ｂを介して電極パッド１０４ｃに接続している。同
様に、分岐導波路電極１０５ａは、配線１０５ｂを介し
て電極パッド１０５ｃに接続している。以上のことによ
り、光出力端１０５におけるＴＭ偏光とＴＥ偏光との出
力を同一にすることで、この実施の形態の半導体光素子
では、偏波依存性を解消している。すなわち、この実施
の形態における半導体光素子では、光増幅部１で信号光
を増幅し、その偏波依存性を利得制御部２で解消するよ
うにしている。
導波路電極１０５ａに印加する電界を制御することで、
その光結合部１０３ａにおけるＴＥ偏光の移行する割合
を制御し、移行せずに主導波路を進行するＴＥ偏光の出
力を制御する。なお、主導波路電極１０４ａは、配線１
０４ｂを介して電極パッド１０４ｃに接続している。同
様に、分岐導波路電極１０５ａは、配線１０５ｂを介し
て電極パッド１０５ｃに接続している。以上のことによ
り、光出力端１０５におけるＴＭ偏光とＴＥ偏光との出
力を同一にすることで、この実施の形態の半導体光素子
では、偏波依存性を解消している。すなわち、この実施
の形態における半導体光素子では、光増幅部１で信号光
を増幅し、その偏波依存性を利得制御部２で解消するよ
うにしている。
【０００９】次に、上述した半導体光素子を構成する光
増幅器１０２および方向性結合器１０３の構造に関し
て、より詳細に説明する。図２（ａ）は、図１の方向性
結合器１０３のＡ−Ａ’断面を示している。また、図２
（ｂ）は、図１の光増幅器１０２のＢ−Ｂ’断面を示し
ている。図２（ａ）に示すように、利得制御部２を構成
する方向性結合器１０３は、まず、ｎ形のＩｎＰからな
る基板２０１上に、１．４５μｍ組成のＩｎＧａＡｌＡ
ｓ／ＩｎＡｌＡｓＭＱＷからなる厚さ０．４μｍで幅１
００μｍのコア層２０２が形成されている。また、その
上に、１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ５
０ｎｍの緩衝層２０３が形成されている。
増幅器１０２および方向性結合器１０３の構造に関し
て、より詳細に説明する。図２（ａ）は、図１の方向性
結合器１０３のＡ−Ａ’断面を示している。また、図２
（ｂ）は、図１の光増幅器１０２のＢ−Ｂ’断面を示し
ている。図２（ａ）に示すように、利得制御部２を構成
する方向性結合器１０３は、まず、ｎ形のＩｎＰからな
る基板２０１上に、１．４５μｍ組成のＩｎＧａＡｌＡ
ｓ／ＩｎＡｌＡｓＭＱＷからなる厚さ０．４μｍで幅１
００μｍのコア層２０２が形成されている。また、その
上に、１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰからなる厚さ５
０ｎｍの緩衝層２０３が形成されている。
【００１０】そして、その緩衝層２０３上に、ｐ形のＩ
ｎＰからなる厚さ１．５μｍで幅２μｍのクラッド層２
０４が２列配置されている。このクラッド層２０４によ
り図１に示した第１および分岐導波路１０４，１０５が
形成される。そして、これらの結合部１０３ａ（図
１）、すなわち、図２（ａ）において２つのクラッド層
２０４の間隔は、２．５μｍとしている。この間隔は、
増幅する信号光の波長程度とすればよい。また、それぞ
れのクラッド層２０４上に、ｐ形のＩｎＧａＡｓからな
る厚さ０．３μｍのコンタクト層２０５が形成されてい
る。また、コンタクト層２０５上には、ｐ側電極２０７
が形成され、基板２０１裏面にはｎ側電極２０８が形成
されている。
ｎＰからなる厚さ１．５μｍで幅２μｍのクラッド層２
０４が２列配置されている。このクラッド層２０４によ
り図１に示した第１および分岐導波路１０４，１０５が
形成される。そして、これらの結合部１０３ａ（図
１）、すなわち、図２（ａ）において２つのクラッド層
２０４の間隔は、２．５μｍとしている。この間隔は、
増幅する信号光の波長程度とすればよい。また、それぞ
れのクラッド層２０４上に、ｐ形のＩｎＧａＡｓからな
る厚さ０．３μｍのコンタクト層２０５が形成されてい
る。また、コンタクト層２０５上には、ｐ側電極２０７
が形成され、基板２０１裏面にはｎ側電極２０８が形成
されている。
【００１１】一方、光増幅器１０２は、図２（ｂ）に示
すように、基板２０１上に、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＰＭＱＷからなる厚さ０．１５μｍで幅１．５μｍの
コア層２０９が形成され、その上に、緩衝層２０３を介
してクラッド層２０４が形成され、コンタクト層２０５
が形成され、その上にｐ側電極２０７が形成されてい
る。すなわち、光増幅器１０２と方向性結合器１０３
は、基板２０１を共通とし、クラッド層２０４を同一の
層で構成するようにしている。但し、コア層２０２はコ
ア層２０９より大きなバンドギャップを有し、また、コ
ア層２０２はコア層２０９より十分に幅が広い状態で形
成されている。例えば、コア層２０２においては、対象
とする信号光の波長より、３倍以上の幅としている。
すように、基板２０１上に、ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＧａＡ
ｓＰＭＱＷからなる厚さ０．１５μｍで幅１．５μｍの
コア層２０９が形成され、その上に、緩衝層２０３を介
してクラッド層２０４が形成され、コンタクト層２０５
が形成され、その上にｐ側電極２０７が形成されてい
る。すなわち、光増幅器１０２と方向性結合器１０３
は、基板２０１を共通とし、クラッド層２０４を同一の
層で構成するようにしている。但し、コア層２０２はコ
ア層２０９より大きなバンドギャップを有し、また、コ
ア層２０２はコア層２０９より十分に幅が広い状態で形
成されている。例えば、コア層２０２においては、対象
とする信号光の波長より、３倍以上の幅としている。
【００１２】また、光増幅器１０２においては、リッジ
構造となっている基板２０１の一部、コア層２０９，コ
ア層２０９上のクラッド層２０４，および，コア層２０
９上のコンタクト層２０５が、埋め込み層２０６で埋め
込まれている。そして、コンタクト層２０５にはｐ側電
極２０７が接触している。なお、ｐ側電極２０７は、光
増幅部１において、ＳｉＯ2 からなる絶縁膜２１０を介
して、埋め込み層２０６上に延在している。また、基板
２０１裏面にはｎ側電極２０８が形成されている。
構造となっている基板２０１の一部、コア層２０９，コ
ア層２０９上のクラッド層２０４，および，コア層２０
９上のコンタクト層２０５が、埋め込み層２０６で埋め
込まれている。そして、コンタクト層２０５にはｐ側電
極２０７が接触している。なお、ｐ側電極２０７は、光
増幅部１において、ＳｉＯ2 からなる絶縁膜２１０を介
して、埋め込み層２０６上に延在している。また、基板
２０１裏面にはｎ側電極２０８が形成されている。
【００１３】次に、上述した半導体光集積装置の製造方
法について説明する。まず、基板２０１上に、ＭＯＶＰ
Ｅ法により、ＩｎＧａＡｓとＩｎＧａＡｓＰを交互に成
長してＭＱＷ層を形成する。次に、そのＭＱＷ層上全域
にＳｉＯ2 膜を形成した後、公知のフォトリソグラフィ
およびドライエッチング（ＲＩＥ）によって、そのＳｉ
Ｏ2 膜をパターニングする。すなわち、ＳｉＯ2 膜を所
望のストライプ形状に残したＳｉＯ2 パターンを形成す
る。そして、そのＳｉＯ2 パターンをマスクとしてＭＱ
Ｗ層を選択的にエッチングすることで、コア層２０９を
形成する。この選択エッチングでは、硫酸系のエッチン
グ液を用いたウエットエッチングにより行う。次に、Ｍ
ＯＶＰＥ法により、今度は、基板２０１上にＩｎＧａＡ
ｌＡｓとＩｎＡｌＡｓを交互に成長してコア層２０２と
なるＭＱＷ層を形成する。そして、このＭＱＷ層をすで
に形成されているコア層２０９とバットジョイント結合
させる。ここで、コア層２０９上にはＳｉＯ2 パターン
が残っているので、この上には、ＭＱＷ層が成長しな
い。
法について説明する。まず、基板２０１上に、ＭＯＶＰ
Ｅ法により、ＩｎＧａＡｓとＩｎＧａＡｓＰを交互に成
長してＭＱＷ層を形成する。次に、そのＭＱＷ層上全域
にＳｉＯ2 膜を形成した後、公知のフォトリソグラフィ
およびドライエッチング（ＲＩＥ）によって、そのＳｉ
Ｏ2 膜をパターニングする。すなわち、ＳｉＯ2 膜を所
望のストライプ形状に残したＳｉＯ2 パターンを形成す
る。そして、そのＳｉＯ2 パターンをマスクとしてＭＱ
Ｗ層を選択的にエッチングすることで、コア層２０９を
形成する。この選択エッチングでは、硫酸系のエッチン
グ液を用いたウエットエッチングにより行う。次に、Ｍ
ＯＶＰＥ法により、今度は、基板２０１上にＩｎＧａＡ
ｌＡｓとＩｎＡｌＡｓを交互に成長してコア層２０２と
なるＭＱＷ層を形成する。そして、このＭＱＷ層をすで
に形成されているコア層２０９とバットジョイント結合
させる。ここで、コア層２０９上にはＳｉＯ2 パターン
が残っているので、この上には、ＭＱＷ層が成長しな
い。
【００１４】次に、コア層２０９上に残っているＳｉＯ
2 パターンを除去した後、ＭＯＶＰＥ法により、クラッ
ド層２０４となるｐ形ＩｎＰを成長し、引き続いてコン
タクト層２０５となるｐ形ＩｎＧａＡｓを成長させる。
その後、ｐ形ＩｎＧａＡｓの層上に、ＳｉＯ2 によるマ
スクパターンを形成する。このマスクパターンは、光増
幅部においては幅１．５μｍ、利得制御部においては幅
１００μｍのストライプ形状である。そして、このマス
クパターンをマスクとし、ハロゲン系のガスを用いたド
ライエッチングにより、クラッド層２０４およびコンタ
クト層２０５を形成する。
2 パターンを除去した後、ＭＯＶＰＥ法により、クラッ
ド層２０４となるｐ形ＩｎＰを成長し、引き続いてコン
タクト層２０５となるｐ形ＩｎＧａＡｓを成長させる。
その後、ｐ形ＩｎＧａＡｓの層上に、ＳｉＯ2 によるマ
スクパターンを形成する。このマスクパターンは、光増
幅部においては幅１．５μｍ、利得制御部においては幅
１００μｍのストライプ形状である。そして、このマス
クパターンをマスクとし、ハロゲン系のガスを用いたド
ライエッチングにより、クラッド層２０４およびコンタ
クト層２０５を形成する。
【００１５】次いで、ウエットエッチングでドライエッ
チングによる加工ダメージを除去した後、ＦｅドープＩ
ｎＰをＭＯＶＰＥ法により成長させ、埋め込み層２０６
を形成する。ここで、やはりＦｅドープＩｎＰはＳｉＯ
2 からなるマスクパターン上には成長しないので、埋め
込み層２０６はクラッド層２０４やコンタクト層２０５
を埋め込むように成長形成する。その後、マスクパター
ンを除去した後、絶縁膜２１０を形成し、この絶縁膜２
１０の所定位置を窓開けして、ＰＩｅ側電極２０７を形
成する。
チングによる加工ダメージを除去した後、ＦｅドープＩ
ｎＰをＭＯＶＰＥ法により成長させ、埋め込み層２０６
を形成する。ここで、やはりＦｅドープＩｎＰはＳｉＯ
2 からなるマスクパターン上には成長しないので、埋め
込み層２０６はクラッド層２０４やコンタクト層２０５
を埋め込むように成長形成する。その後、マスクパター
ンを除去した後、絶縁膜２１０を形成し、この絶縁膜２
１０の所定位置を窓開けして、ＰＩｅ側電極２０７を形
成する。
【００１６】そして、その後、ハロゲン系のドライエッ
チングと塩素系のウエットエッチングにより、所望の領
域を残すように選択的にエッチングすることで、利得制
御部２（図１）のクラッド層２０４（図２）の形状を形
成する。このことにより、利得制御部２においては、図
２（ａ）に示すように、それぞれ幅２μｍで、間隔２．
５μｍとなった、２本の導波路を構成する２つのクラッ
ド層２０４が形成される。最後に、基板２０１裏面にｎ
側電極２０８を形成することで、この実施の形態におけ
る半導体光集積装置の基本的な構成が完成する。
チングと塩素系のウエットエッチングにより、所望の領
域を残すように選択的にエッチングすることで、利得制
御部２（図１）のクラッド層２０４（図２）の形状を形
成する。このことにより、利得制御部２においては、図
２（ａ）に示すように、それぞれ幅２μｍで、間隔２．
５μｍとなった、２本の導波路を構成する２つのクラッ
ド層２０４が形成される。最後に、基板２０１裏面にｎ
側電極２０８を形成することで、この実施の形態におけ
る半導体光集積装置の基本的な構成が完成する。
【００１７】以下、この実施の形態における半導体光集
積装置の動作特性について、より詳細に説明する。図３
（ａ）に、利得制御部２（図１，図２（ａ））を構成す
る方向性結合器１０３の結合長と光パワーの移行割合と
の関係を示す。図３（ａ）に示すように、結合長を３０
００μｍとすると、この方向性結合器１０３に電界を印
加していないときは、ＴＥ偏光の場合は、パワー移行割
合が１００％（クロス状態）になる。これに対して、Ｔ
Ｍ偏光ではパワー移行割合が０％（バー状態）となる。
図３（ａ）から明らかなように、一般に、ＴＭ偏光の方
がＴＥ偏光に比べて、結合長が長い。すなわち、図１に
おいて、光増幅器１０２で増幅された信号光のうち、Ｔ
Ｍ偏光は、主導波路１０４を進行して光出力端１０６よ
り出射する。一方、ＴＥ偏光は、分岐導波路１０５に移
行し、光出力端１０７より出射する。したがって、この
状態では、この利得制御部２が偏波スプリッタとなって
いる。
積装置の動作特性について、より詳細に説明する。図３
（ａ）に、利得制御部２（図１，図２（ａ））を構成す
る方向性結合器１０３の結合長と光パワーの移行割合と
の関係を示す。図３（ａ）に示すように、結合長を３０
００μｍとすると、この方向性結合器１０３に電界を印
加していないときは、ＴＥ偏光の場合は、パワー移行割
合が１００％（クロス状態）になる。これに対して、Ｔ
Ｍ偏光ではパワー移行割合が０％（バー状態）となる。
図３（ａ）から明らかなように、一般に、ＴＭ偏光の方
がＴＥ偏光に比べて、結合長が長い。すなわち、図１に
おいて、光増幅器１０２で増幅された信号光のうち、Ｔ
Ｍ偏光は、主導波路１０４を進行して光出力端１０６よ
り出射する。一方、ＴＥ偏光は、分岐導波路１０５に移
行し、光出力端１０７より出射する。したがって、この
状態では、この利得制御部２が偏波スプリッタとなって
いる。
【００１８】そこで、分岐導波路電極１０５ａに電界を
印加することで、ＴＥ偏光のパワー移行割合を低下さ
せ、ＴＥ偏光も主導波路１０４を進行するようにさせれ
ば、光出力端１０６から出射される信号光の偏波依存性
を低減させることができる。このパワー移行割合は、結
合部１０３ａに対する電界印加によって変化する。すな
わち、電界によって導波路の屈折率は変化するが、その
屈折率変化に対してＴＥ偏光は伝搬定数の変化が大きい
からである。図３（ｂ）は、電界印加によって生じる導
波路間の位相差と結合長との関係を示している。図３
（ｂ）においてクロス状態は黒丸で示し、バー状態は白
丸で示している。
印加することで、ＴＥ偏光のパワー移行割合を低下さ
せ、ＴＥ偏光も主導波路１０４を進行するようにさせれ
ば、光出力端１０６から出射される信号光の偏波依存性
を低減させることができる。このパワー移行割合は、結
合部１０３ａに対する電界印加によって変化する。すな
わち、電界によって導波路の屈折率は変化するが、その
屈折率変化に対してＴＥ偏光は伝搬定数の変化が大きい
からである。図３（ｂ）は、電界印加によって生じる導
波路間の位相差と結合長との関係を示している。図３
（ｂ）においてクロス状態は黒丸で示し、バー状態は白
丸で示している。
【００１９】図３（ｂ）に示すように、ΔβＬ／π＝０
のときクロス状態Ａであったものが、ΔβＬ／π＝３の
ときバー状態Ｂとなる。ことのき、ＴＭ偏光の場合、Δ
βＬ／π＝０ではバー状態Ｃであるが、ΔβＬ／π＝３
のときにはクロス状態には至らない。なお、βは伝搬定
数であり、Ｌは結合長である。このように、ＴＥ偏光の
結合部１０３ａにおける移行の比率を、その結合部１０
３ａにかける電界によって制御することによって、光増
幅部１（図１，図２（ｂ））での利得の偏波依存性を補
償することができる。
のときクロス状態Ａであったものが、ΔβＬ／π＝３の
ときバー状態Ｂとなる。ことのき、ＴＭ偏光の場合、Δ
βＬ／π＝０ではバー状態Ｃであるが、ΔβＬ／π＝３
のときにはクロス状態には至らない。なお、βは伝搬定
数であり、Ｌは結合長である。このように、ＴＥ偏光の
結合部１０３ａにおける移行の比率を、その結合部１０
３ａにかける電界によって制御することによって、光増
幅部１（図１，図２（ｂ））での利得の偏波依存性を補
償することができる。
【００２０】例えば、図４に示すように、図１，２に示
した構成の光増幅部１における注入電流と利得との関係
では、注入電流が１００ｍＡのときに、ＴＥ偏光とＴＭ
偏光の間で、約７ｄＢほど利得に差がある。そして、こ
の利得の差は常に一定ではない。光増幅部１に入射する
信号光は、時間とともに様々な偏光状態を取っているか
らである。また、この光増幅部１から得られた信号光の
うち、ＴＥ偏光は利得制御部２の結合部１０３ａにおい
て、分岐導波路１０５に移行し、出力端１０７より出射
する。一方、光増幅部１から得られた信号光のうち、Ｔ
Ｍ偏光は利得制御部２の結合部１０３ａにおいて分岐導
波路１０５に移行することなく、主導波路１０４をその
まま伝搬し、出力端１０６より出射する。
した構成の光増幅部１における注入電流と利得との関係
では、注入電流が１００ｍＡのときに、ＴＥ偏光とＴＭ
偏光の間で、約７ｄＢほど利得に差がある。そして、こ
の利得の差は常に一定ではない。光増幅部１に入射する
信号光は、時間とともに様々な偏光状態を取っているか
らである。また、この光増幅部１から得られた信号光の
うち、ＴＥ偏光は利得制御部２の結合部１０３ａにおい
て、分岐導波路１０５に移行し、出力端１０７より出射
する。一方、光増幅部１から得られた信号光のうち、Ｔ
Ｍ偏光は利得制御部２の結合部１０３ａにおいて分岐導
波路１０５に移行することなく、主導波路１０４をその
まま伝搬し、出力端１０６より出射する。
【００２１】ここで、図５に示すように、分岐導波路電
極１０５ａ（図１）に印加する電圧と、出力端１０６か
らのＴＥ偏光とＴＭ偏光それぞれの規格化した光出力の
関係をみると、印加電圧が２Ｖ付近で両光出力が一致す
る。すなわち、分岐導波路電極１０５ａに電圧を印加す
ることで、ＴＥ偏光の結合部１０３ａにおける移行が減
少し、出力端１０６からのＴＥ偏光の出力が増加する。
したがって、分岐導波路電極１０５ａに所定の電圧を印
加することで、出力端１０６からのＴＥ偏光とＴＭ偏光
の光出力を一致させることができる。なお、印加する電
界を変化させることで、この利得制御部は、可変偏波ス
プリッタとなる。
極１０５ａ（図１）に印加する電圧と、出力端１０６か
らのＴＥ偏光とＴＭ偏光それぞれの規格化した光出力の
関係をみると、印加電圧が２Ｖ付近で両光出力が一致す
る。すなわち、分岐導波路電極１０５ａに電圧を印加す
ることで、ＴＥ偏光の結合部１０３ａにおける移行が減
少し、出力端１０６からのＴＥ偏光の出力が増加する。
したがって、分岐導波路電極１０５ａに所定の電圧を印
加することで、出力端１０６からのＴＥ偏光とＴＭ偏光
の光出力を一致させることができる。なお、印加する電
界を変化させることで、この利得制御部は、可変偏波ス
プリッタとなる。
【００２２】また、図１に示す主導波路電極１０４ａを
用いても、上述の分岐導波路電極１０５ａを用いた場合
と同様である。すなわち、主導波路電極１０４ａに電圧
を印加していくことで、ＴＥ偏光の結合部１０３ａにお
ける移行が減少し、出力端１０６からのＴＥ偏光の出力
が増加する。ここで、主導波路電極１０４ａに電圧を印
加する場合、光の吸収も起こる。一般に、ＭＱＷを用い
て吸収端近傍に動作波長を設定した光素子の場合、図６
に示すように、ＴＥ偏向の方がＴＭ偏光に比べて電圧を
加えていくと吸収が大きくなる。
用いても、上述の分岐導波路電極１０５ａを用いた場合
と同様である。すなわち、主導波路電極１０４ａに電圧
を印加していくことで、ＴＥ偏光の結合部１０３ａにお
ける移行が減少し、出力端１０６からのＴＥ偏光の出力
が増加する。ここで、主導波路電極１０４ａに電圧を印
加する場合、光の吸収も起こる。一般に、ＭＱＷを用い
て吸収端近傍に動作波長を設定した光素子の場合、図６
に示すように、ＴＥ偏向の方がＴＭ偏光に比べて電圧を
加えていくと吸収が大きくなる。
【００２３】より詳細に説明すると、図６に示すよう
に、主導波路電極１０４ａに電圧を印加していくと、そ
の印加電圧が４Ｖ程度までは、図５に示した場合と同様
に、ＴＥ偏光の結合部１０３ａにおける移行が減少し、
出力端１０６からのＴＥ偏光の出力が増加する。しか
し、それ以上に電圧を印加していくと、ＴＭ偏光は変化
がないが、ＴＥ偏光の出力端１０６からの光出力は減少
しする。そして、主導波路電極１０４ａに対する印加電
圧が６．５Ｖ程度のところで、再び出力端１０６からの
ＴＥ偏光とＴＭ偏光の光出力が同一となる。最後に、主
導波路電極１０４ａに対する印加電圧が８Ｖに近いとこ
ろで、ＴＥ偏光の出力端１０６からの光出力は０とな
る。
に、主導波路電極１０４ａに電圧を印加していくと、そ
の印加電圧が４Ｖ程度までは、図５に示した場合と同様
に、ＴＥ偏光の結合部１０３ａにおける移行が減少し、
出力端１０６からのＴＥ偏光の出力が増加する。しか
し、それ以上に電圧を印加していくと、ＴＭ偏光は変化
がないが、ＴＥ偏光の出力端１０６からの光出力は減少
しする。そして、主導波路電極１０４ａに対する印加電
圧が６．５Ｖ程度のところで、再び出力端１０６からの
ＴＥ偏光とＴＭ偏光の光出力が同一となる。最後に、主
導波路電極１０４ａに対する印加電圧が８Ｖに近いとこ
ろで、ＴＥ偏光の出力端１０６からの光出力は０とな
る。
【００２４】ここで、上述したこの実施の形態における
半導体光素子を用いた光集積回路の１例を図７に示す。
図７に示すように、半導体光素子は、光増幅部８１と利
得制御部８２とから構成され、光増幅部８１に入射する
信号光は、光スプリッタ８３で分割され、その一部が偏
波スプリッタ８４に導かれる。偏波スプリッタ８４に導
かれた信号光は、ここで、ＴＥ偏光とＴＭ偏光に分離さ
れ、それぞれが受光器８５で光電変換され、この光電変
換された信号が差動増幅器８６に入力する。そして、偏
波スプリッタ８４で分離されたＴＥ偏光とＴＭ偏光の比
が、その差動増幅器８６によって電圧差に変換される。
この電圧差を持って駆動回路８７を動作させ、方向性結
合器を用いた利得制御部８２の結合部への印加電圧を制
御すれば、利得制御部８２から出力される信号光の偏波
依存性を解消できる。
半導体光素子を用いた光集積回路の１例を図７に示す。
図７に示すように、半導体光素子は、光増幅部８１と利
得制御部８２とから構成され、光増幅部８１に入射する
信号光は、光スプリッタ８３で分割され、その一部が偏
波スプリッタ８４に導かれる。偏波スプリッタ８４に導
かれた信号光は、ここで、ＴＥ偏光とＴＭ偏光に分離さ
れ、それぞれが受光器８５で光電変換され、この光電変
換された信号が差動増幅器８６に入力する。そして、偏
波スプリッタ８４で分離されたＴＥ偏光とＴＭ偏光の比
が、その差動増幅器８６によって電圧差に変換される。
この電圧差を持って駆動回路８７を動作させ、方向性結
合器を用いた利得制御部８２の結合部への印加電圧を制
御すれば、利得制御部８２から出力される信号光の偏波
依存性を解消できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、下
部クラッド層，この表面の所定領域に形成された第１の
コア層，この第１のコア層上に形成された第１の上部ク
ラッド層，この上に形成された第１の電極からなり、第
１のコア層を含む導波路の一端に下部クラッド層表面に
対して垂直に形成された光入力端を備えた第１の領域
と、第１のコア層より大きなバンドギャップを有し、か
つ、第１のコア層より幅が広い状態で、第１のコア層の
他端に連続して下部クラッド層表面に形成された第２の
コア層，この上に少なくとも一部は第１の上部クラッド
層の一端に連続して形成された第２の上部クラッド層，
この上に形成された第２の電極からなり、下部クラッド
層表面に対して垂直に形成され、第１のコア層から入力
した光信号を出力する光出力端を備えた第２の領域とか
ら構成するようにした。
部クラッド層，この表面の所定領域に形成された第１の
コア層，この第１のコア層上に形成された第１の上部ク
ラッド層，この上に形成された第１の電極からなり、第
１のコア層を含む導波路の一端に下部クラッド層表面に
対して垂直に形成された光入力端を備えた第１の領域
と、第１のコア層より大きなバンドギャップを有し、か
つ、第１のコア層より幅が広い状態で、第１のコア層の
他端に連続して下部クラッド層表面に形成された第２の
コア層，この上に少なくとも一部は第１の上部クラッド
層の一端に連続して形成された第２の上部クラッド層，
この上に形成された第２の電極からなり、下部クラッド
層表面に対して垂直に形成され、第１のコア層から入力
した光信号を出力する光出力端を備えた第２の領域とか
ら構成するようにした。
【００２６】以上示したことにより、まず、第１の電極
に電流を印加することで、第１の領域では、光入力端よ
り入力した信号光を増幅する。また第２のコア層の幅
が、第１のコア層の幅に比べて広くなっていることによ
り、第２の領域において、２つ以上の導波路を備えるこ
とが可能となる。したがって、この発明によれば、第２
のクラッド層を第１のクラッド層に連続した部分と、こ
の連続した部分に近設配置した部分とから構成すること
が可能となる。そして、これら第２のクラッド層の２つ
の部分により、第１の領域で増幅した信号光を、偏波依
存性のない状態とすることが可能となる。
に電流を印加することで、第１の領域では、光入力端よ
り入力した信号光を増幅する。また第２のコア層の幅
が、第１のコア層の幅に比べて広くなっていることによ
り、第２の領域において、２つ以上の導波路を備えるこ
とが可能となる。したがって、この発明によれば、第２
のクラッド層を第１のクラッド層に連続した部分と、こ
の連続した部分に近設配置した部分とから構成すること
が可能となる。そして、これら第２のクラッド層の２つ
の部分により、第１の領域で増幅した信号光を、偏波依
存性のない状態とすることが可能となる。
【００２７】また、この発明の半導体光素子は、上述の
ことに加えて、第２の上部クラッド層は、第１の上部ク
ラッド層に連続して形成された主クラッド層と、この主
クラッド層の一部にその一部が近設して配置して結合部
を構成して主クラッド層と同一の幅で形成された分岐ク
ラッド層とから構成され、光出力端は、主クラッド層に
より規定された主導波路より光が出力される主光出力端
と、分岐クラッド層により規定された分岐導波路より光
が出力される副光出力端とから構成されているようにし
た。
ことに加えて、第２の上部クラッド層は、第１の上部ク
ラッド層に連続して形成された主クラッド層と、この主
クラッド層の一部にその一部が近設して配置して結合部
を構成して主クラッド層と同一の幅で形成された分岐ク
ラッド層とから構成され、光出力端は、主クラッド層に
より規定された主導波路より光が出力される主光出力端
と、分岐クラッド層により規定された分岐導波路より光
が出力される副光出力端とから構成されているようにし
た。
【００２８】以上示したように、第２の領域において、
第１のコア層に連続する主クラッド層からなる主導波路
と、この主導波路に結合部で近設する分岐クラッド層か
らなる分岐導波路とを備えるようにしたので、第１の領
域で増幅された信号光を構成する偏光の一方が、主導波
路を進行し、それに垂直な偏光が結合部で分岐導波路に
移行する。ここで、結合部に電圧を印加することで、分
岐導波路に移行する量を減少させることで、主導波路に
おける異なる偏光の量を同一とすることが可能となり、
結果として、主光出力端より出力される光信号の偏波依
存性をなくすことが可能となる。
第１のコア層に連続する主クラッド層からなる主導波路
と、この主導波路に結合部で近設する分岐クラッド層か
らなる分岐導波路とを備えるようにしたので、第１の領
域で増幅された信号光を構成する偏光の一方が、主導波
路を進行し、それに垂直な偏光が結合部で分岐導波路に
移行する。ここで、結合部に電圧を印加することで、分
岐導波路に移行する量を減少させることで、主導波路に
おける異なる偏光の量を同一とすることが可能となり、
結果として、主光出力端より出力される光信号の偏波依
存性をなくすことが可能となる。
【００２９】また、第２の領域における主導波路および
分岐導波路は、主クラッド層および分岐クラッド層によ
り規定しているので、第２の領域においては、第２のコ
ア層を加工することなく主導波路と分岐導波路とを形成
できる。したがって、第２のコア層を加工することによ
る工程の増加を抑制し、また、加工ダメージによる光伝
搬損失の増加を防ぐことができる。
分岐導波路は、主クラッド層および分岐クラッド層によ
り規定しているので、第２の領域においては、第２のコ
ア層を加工することなく主導波路と分岐導波路とを形成
できる。したがって、第２のコア層を加工することによ
る工程の増加を抑制し、また、加工ダメージによる光伝
搬損失の増加を防ぐことができる。
【図１】 この発明の実施の形態における半導体光素子
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図２】 （ａ）は図１の方向性結合器１０３のＡ−
Ａ’断面を示し、（ｂ）は図１の光増幅器１０２のＢ−
Ｂ’断面を示す構成図である。
Ａ’断面を示し、（ｂ）は図１の光増幅器１０２のＢ−
Ｂ’断面を示す構成図である。
【図３】 利得制御部２（図１，図２（ａ））を構成す
る方向性結合器１０３の結合長と光パワーの移行割合と
の関係を示す特性図である。
る方向性結合器１０３の結合長と光パワーの移行割合と
の関係を示す特性図である。
【図４】 図１，２に示した光増幅部１における注入電
流と利得との関係をしめす特性図である。
流と利得との関係をしめす特性図である。
【図５】 分岐導波路電極１０５ａ（図１）に印加する
電圧と、出力端１０６からのＴＥ偏光とＴＭ偏光それぞ
れの規格化した光出力の関係を示す特性図である。
電圧と、出力端１０６からのＴＥ偏光とＴＭ偏光それぞ
れの規格化した光出力の関係を示す特性図である。
【図６】 ＭＱＷを用いて吸収端近傍に動作波長を設定
した光素子における、ＴＥ偏向とＴＭ偏光の吸収の印加
電圧依存性を示す相関図である。
した光素子における、ＴＥ偏向とＴＭ偏光の吸収の印加
電圧依存性を示す相関図である。
【図７】 この発明の実施の形態における半導体光素子
を用いた光集積回路の１例を示す構成図である。
を用いた光集積回路の１例を示す構成図である。
【図８】 偏波依存性を解消する従来例の構成を示す斜
視図である。
視図である。
１…光増幅部、２…利得制御部、１０１…光入力端、１
０２…光増幅器、１０３…方向性結合器、１０４…主導
波路、１０５…分岐導波路、１０６，１０７…光出力
端、２０１…基板、２０２…コア層、２０３…緩衝層、
２０４…クラッド層、２０５…コンタクト層、２０６…
埋め込み層、２０７…ｐ側電極、２０８…ｎ側電極、２
０９…コア層、２１０…絶縁膜。
０２…光増幅器、１０３…方向性結合器、１０４…主導
波路、１０５…分岐導波路、１０６，１０７…光出力
端、２０１…基板、２０２…コア層、２０３…緩衝層、
２０４…クラッド層、２０５…コンタクト層、２０６…
埋め込み層、２０７…ｐ側電極、２０８…ｎ側電極、２
０９…コア層、２１０…絶縁膜。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−142590（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−186409（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−176826（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−96024（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−333383（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−324363（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−323243（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/00 - 1/125
G02F 1/313
G02B 6/12
G02B 6/122
H01S 5/00 - 5/50
Claims (9)
- 【請求項１】 光入力端から入力された光を増幅する領
域１と、 ２つの導波路で構成された方向性結合器を有して前記領
域１と接続された領域２と、 前記方向性結合器に設けられた２つの電極への印加電圧
を制御し、前記領域１で生じる利得の偏波依存性を解消
して偏波無依存な増幅出力を前記領域２から出力させる
制御機構とを有する ことを特徴とする半導体光素子。 - 【請求項２】 光スプリッタと、 この光スプリッタの一つの出力端から入力された光を増
幅する光増幅部と、 ２つの導波路で構成された方向性結合器を有して前記光
増幅部と接続された利得制御部と、 前記光スプリッタの他の一つの出力端から入力された光
をＴＥ偏光とＴＭ偏光とに分離する偏波スプリッタと、 前記ＴＥ偏光とＴＭ偏光を各々光電変換する各受光器
と、 この各受光器から光電変換された信号を入力して前記Ｔ
Ｅ偏光とＴＭ偏光との比を電圧差に変換する作動増幅器
と、 前記電圧差をもって前記方向性結合器に設けられた２つ
の電極への印加電圧を制御し、前記光増幅部で生じる利
得の偏波依存性を解消して偏波無依存な増幅出力を前記
利得制御部から出力させる駆動回路とを有する ことを特
徴とする光集積回路。 - 【請求項３】 下部クラッド層，この表面の所定領域に
形成された第１のコア層，この第１のコア層上に形成さ
れた第１の上部クラッド層，この上に形成された第１の
電極からなり、前記第１のコア層を含む導波路の一端に
前記下部クラッド層表面に対して垂直に形成された光入
力端を備えた第１の領域と、 前記第１のコア層より大きなバンドギャップを有し、か
つ、前記第１のコア層より幅が広い状態で前記第１のコ
ア層の他端に連続して前記下部クラッド層表面に形成さ
れた第２のコア層，この上に少なくとも一部は前記第１
の上部クラッド層の一端に連続して形成された第２の上
部クラッド層，この上に形成された第２の電極からな
り、前記下部クラッド層表面に対して垂直に形成され、
前記第１のコア層から入力した光信号を出力する光出力
端を備えた第２の領域と、前記第２の電極への印加電圧
を制御する制御部と を備え、 前記第２の上部クラッド層は、 前記第１の上部クラッド層に連続して形成された主クラ
ッド層と、 この主クラッド層の一部にその一部が近設して配置して
結合部を構成し、前記主クラッド層と同一の幅で形成さ
れた分岐クラッド層とから構成され、 前記光出力端は、 前記主クラッド層により規定された主導波路より光が出
力される主光出力端と、 前記分岐クラッド層により規定された分岐導波路より光
が出力される副光出力端とから構成され、 前記制御部は、前記主光出力端又は前記複光出力端にお
けるＴＭ偏光の光出力とＴＥ偏光の光出力とを一致させ
るように前記第２の電極への印加電圧を制御しているこ
とを 特徴とする半導体光素子。 - 【請求項４】 請求項３記載の半導体光素子において、前記第１の電極は、前記第１の上部クラッド層上に第１
のコンタクト層を介して形成され、 前記第２の電極は、前記第２の上部クラッド層上に第２
のコンタクト層を介して形成され たことを特徴とする半
導体光素子。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の半導体光素子にお
いて、 前記第２の電極は、 前記結合部の前記主クラッド層上に形成された主導波路
電極と、 前記結合部の前記分岐クラッド層上に形成された分岐導
波路電極とから構成された ことを特徴とする半導体光素
子。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の半
導体光素子において、 前記第１の上部クラッド層と前記第２の上部クラッド層
は、同一の層から構成されていることを特徴とする半導
体光素子。 - 【請求項７】 請求項１〜６いずれか１項記載の半導体
光素子において、 前記第１の領域において、導波路を構成する前記第１の
コア層，第１の上部クラッド層，および、前記第１のコ
ア層下の前記下部クラッド層の一部の側面が、絶縁層で
埋め込まれていることを特徴とする半導体光素子。 - 【請求項８】 光入力端から入力された光を増幅する領
域１と、２つの導波路で構成された方向性結合器を有し
て前記領域１と接続された領域２とを備え、前記方向性
結合器に設けられた２つの電極への印加電圧を制御し、
前記領域１で生じる利得の偏波依存性を解消して偏波無
依存な増幅出力を前記領域２から出力させることを特徴
とする半導体光素子の偏波制御方法。 - 【請求項９】 下部クラッド層，この表面の所定領域に
形成された第１のコア層，この第１のコア層上に形成さ
れた第１の上部クラッド層，この上に形成された第１の
電極からなり、前記第１のコア層を含む導波路の一端に
前記下部クラッド層表面に対して垂直に形成された光入
力端を備えた第１の領域と、 前記第１のコア層より大きなバンドギャップを有し、か
つ、前記第１のコア層より幅が広い状態で前記第１のコ
ア層の他端に連続して前記下部クラッド層表面に形成さ
れた第２のコア層，この上に少なくとも一部は前記第１
の上部クラッド層の一端に連続して形成された第２の上
部クラッド層，この上に形成された第２の電極からな
り、前記下部クラッド層表面に対して垂直に形成され、
前記第１のコア層から入力した光信号を出力する光出力
端を備えた第２の領域と、前記第２の電極への印加電圧
を制御する制御部とを備え、 前記第２の上部クラッド層は、 前記第１の上部クラッド層に連続して形成された主クラ
ッド層と、 この主クラッド層の一部にその一部が近設して配置して
結合部を構成し、前記主クラッド層と同一の幅で形成さ
れた分岐クラッド層とから構成され、 前記光出力端は、 前記主クラッド層により規定された主導波路より光が出
力される主光出力端と、 前記分岐クラッド層により規定された分岐導波路より光
が出力される副光出力端とから構成され た半導体光素子の偏波制御方法であって、 前記制御部は、前記主光出力端又は前記複光出力端にお
けるＴＭ偏光の光出力とＴＥ偏光の光出力とを一致させ
るように前記第２の電極への印加電圧を制御することを
特徴とする半導体光素子の偏波制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19364897A JP3490258B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 半導体光素子及びこの偏波制御方法ならびに光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19364897A JP3490258B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 半導体光素子及びこの偏波制御方法ならびに光集積回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140894A JPH1140894A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3490258B2 true JP3490258B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=16311448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19364897A Expired - Fee Related JP3490258B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 半導体光素子及びこの偏波制御方法ならびに光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3490258B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018190947A (ja) * | 2017-05-11 | 2018-11-29 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法及び光方向性結合器の製造方法 |
| CN112886392B (zh) * | 2021-01-12 | 2023-03-07 | 中国科学院半导体研究所 | 具有光开关作用的多段光放大耦合器 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP19364897A patent/JP3490258B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1140894A (ja) | 1999-02-12 |
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