JP3995309B2

JP3995309B2 - 光集積回路素子

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Inventors: 達也森岡
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一半導体基板上に光素子および光導波路を集積した光集積回路素子に関し、特にその迷光防止の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
個別の受発光素子等の光素子、および、それらを結合する光導波路を、同一半導体基板上に集積した光集積回路素子の実現により、単体の光素子の組み合わせでは必要とされていた、位置合わせ、組み立て、実装工程の低減が図れ、これにより高機能、高性能な光システムが安価に提供できる。
【０００３】
しかしながら、従来の光集積回路素子における大きな問題の１つは、光集積回路素子の入出力部、Ｙ分岐等の分岐部、曲がり導波路部等の微小光学素子部で、光導波路に結合されない光の成分が生じ、この光の成分が光集積回路素子内をスラブ光または放射光として伝搬し、素子端面で多重反射後、一部は光検出器に入力され、いわゆる、迷光という問題を引き起こしていることである。
【０００４】
以下に、係る迷光の問題について、ストリップ装荷型構造の光導波路を有する光集積回路素子を例に説明する。
【０００５】
図１６に、従来のコヒーレント光通信用の検波用光集積回路素子の概略図を示す。この光導波路構造は、基板１００上にクラッド層１０１で挟まれた光導波路層１０２を有し、上部クラッド層がストリップ装荷型の３次元光導波路である。
【０００６】
光ファイバー１０４から送信されて来た送信信号光は、レンズ１０３により光導波路層１０２の入力部に結合される。この送信信号光は、入力側に別途設けられた局部発振光用半導体レーザ１０６から出た局部発振光といったん合波後、Ｙ分岐により再び２分割され、２つの光検出器１０７に各々入力され復調される。図１７に、送信信号光、局部発振光、および、送信信号光と局部発振光により復調された復調信号の例を示す。
【０００７】
しかし、光導波路層に結合する送信信号光のうち、図１６の破線で示すように、ストリップ装荷型構造で形成される３次元光導波路に結合されなかった光の一部は、その周辺のスラブ光導波路に結合され、基板面に垂直方向には導波されるが平行方向には広がりながら、いわゆる、スラブ光として伝搬する。そして、このスラブ光は光集積回路素子端面で一部分は素子外に放射されるが、残りは反射し、再び素子内を伝搬する迷光となる。
【０００８】
ここまで、３次元光導波路とスラブ光導波路という表現を用いたが、以下単に光導波路という場合は、３次元光導波路のことをいう。
【０００９】
この迷光の一部は光検出器に入射し、本来の復調信号に対してバックグラウンドの強度雑音成分となるか、あるいは、局部発振光用半導体レーザと合波され復調信号さらにこの復調信号からデータ信号が得られる。そして、データ信号として復調されると、多重反射した迷光は時間（位相）に遅れが生じているため、図１８下図に示すように本来のデータ信号（図中実線に対応）に対してジッタの成分（図中破線に対応）が加わり、その結果、検出されるデータ信号としては図１８上図に示すようなジッタ成分を含んだものが得られる。
【００１０】
以上のように、迷光は、バックグラウンドの強度雑音成分やジッタの成分を発生し、信号／雑音比、すなわち、Ｓ／Ｎ比を劣化させる原因となっていた。
【００１１】
この迷光の影響を除去するために、図１９に示す構造の光集積回路素子が、特開平３−１３９０６号公報に開示されている。ここでは、光集積回路素子上に迷光防止用の溝１０５が設けられ、迷光が光検出器１０７に入射しにくい構造になっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記迷光防止用の溝を設けた従来例によっても、未だジッタの成分が発生することが判明した。
【００１３】
この原因は、ストリップ装荷型構造の光導波路部に結合されなかったスラブ光が、素子端面、または、迷光防止用の溝部の側面で反射された後、光導波路内に再結合されるためである。
【００１４】
さらに、より詳細に調べると、溝部で側面を透過して溝部内の空気中を伝搬し、再度反対側の側面から入射し、光導波路部に結合する成分があることが判った。
【００１５】
これら溝部の側面を反射、あるいは、溝部の側面を一部透過した迷光が光導波路に再結合すると、前述したように、ジッタの成分を発生し、Ｓ／Ｎ比を劣化させる。
【００１６】
以上、ストリップ装荷型構造の場合について説明したが、光導波路埋込型構造の場合には、スラブ光の代わりに放射光となって、やはり同様にこのような迷光の問題が起こる。
【００１７】
本発明の目的は、簡単な構成によりこの様な迷光の影響を防止した光集積回路素子を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光集積回路素子は、基板上に、それぞれ平行に積層された一対のクラッド層にて挟まれて光導波路層が積層された積層体が設けられて、該光導波路層内に光導波路が形成されており、光が導波される前記光導波路以外の位置に、前記積層体の表面から少なくとも前記光導波路層を貫く以上の深さの溝部が設けられた光集積回路素子において、前記溝部の側面が、前記光導波路層を伝搬してきた光が前記基板側に全反射するように、前記積層体表面に垂直な面に対して傾斜しており、前記基板側には、前記溝部の側面にて全反射した光を吸収する手段が設けられていることを特徴とする光集積回路素子。
【００１９】
前記溝部の側面と前記積層体表面との成す角度が、１０５°以上であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の光集積回路素子は、前記溝部の側面に、金属または誘電体からなる、単層膜または多層膜が形成されたことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の光集積回路素子は、前記溝部の側面を少なくとも覆うように、光導波路層を伝搬する光波長に対して吸収体となる物質が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明の光集積回路素子は、光導波路層と等しい高さの面内において、光導波路中心と前記溝部の側面との間隔が、下記式１で表される値をωとして、１．０ω以上、２．０ω以下離れていることを特徴とする。
【００２３】
【数１】

【００２４】
本発明の光集積回路素子は、基板上に、それぞれ平行に積層された一対のクラッド層にて挟まれて光導波路層が積層された積層体が設けられて、該光導波路層内に光導波路が形成された光集積回路素子において、前記光導波路の両側に位置する前記積層体端面が、前記光導波路層を伝搬してきた光が前記基板側に全反射するように、前記積層体表面に垂直な面に対して傾斜しており、前記基板側には、前記積層体端面にて全反射した光を吸収する手段が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
前記積層体端面と前記積層体表面との成す角度が１０５°以上であることが好ましい。
【００２６】
前記積層体端面に、金属または誘電体からなる、単層膜または多層膜が形成されたことを特徴とすることが好ましい。
【００２７】
前記積層体端面に、光導波路層を伝搬する光波長に対して吸収体となる物質が形成されていることを特徴とすることが好ましい。
前記光導波路は、前記基板と前記光導波路層との積層面に平行で光導波方向に垂直な方向の光導波構造がストリップ装荷型構造または光導波路埋込型構造であることが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態である光集積回路素子の１例を示す。
【００３０】
図１の素子構造は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板１００上に、化合物半導体材料によりＡｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓクラッド層１０１、Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ光導波路層１０２、Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓクラッド層１０１が順次積層されており、基板面に平行方向の閉じ込め構造としてストリップ装荷型構造をなしている。
【００３１】
光ファイバー１０４により伝送されてきた強度変調されている送信信号光が、レンズ１０３を介して光集積回路素子の光導波路層１０２に結合される構成となっている。
【００３２】
結合された光はＹ字型分岐器で２分割される。そして２分された片方の光導波路部には光検出器１０７が形成されており、送信信号が復調される構成となっている。もう一方の光導波路部には光学素子である半導体レーザ１０６が形成されており、信号光が送出される構成となっていて双方向の伝送が可能となっている。
【００３３】
本素子の入力部および検出部の光導波路近辺には、迷光を防止するための溝部１０５が設けられている。
【００３４】
図２（ａ）は、図１のａ−ａ’断面図を示し、図２（ｂ）には、その溝部側面部分の拡大図を示す。θは素子表面と溝部側面との成す角度を表す。溝部側面は素子表面に垂直な面から傾斜しており、図２ではθが９０゜未満の場合を示している。
【００３５】
この様な傾斜した溝側面の形成方法としては、例えば、（００１）ＧａＡｓ基板に対して（１１１）面が側面となる方向にマスク形成を行い、Ｂｒ₂−ＣＨ₃ＯＨ系のエッチャントでエッチングを行う方法がある。このように、通常のフォトリソの工程によるマスク形成工程、及び、適当な結晶面に対してウエット系のエッチングを行うことにより容易に形成できる。
【００３６】
光ファイバー中を伝送されてきた光の内、レンズにより光導波路に結合しなかった迷光成分はスラブ導波路を伝搬後、この溝部に到達する。そして、図２（ａ）の矢印で示すように、角度θが９０゜未満の場合、側面で素子上面に全反射され素子外に放出される。そして、光集積回路素子を実装しているパッケージ等（図示せず）で乱反射されるため送信信号光に対する雑音成分とならない。
【００３７】
図３に示すように、角度θが９０゜より大きい場合には、迷光は下向き、すなわち、基板側に放射される。この時、迷光に対して不透明な基板を使用している場合、例えば、導波光波長０．８μｍ帯に対してＧａＡｓ基板を使って光導波路を形成している場合には、基板によりこの迷光が吸収されるので、素子表面の光放射面での反射により光が戻ってくるようなことがなく、完全に迷光を除去することができる。
【００３８】
逆に、迷光に対して透明な基板を使用している場合、例えば導波光波長１．３μｍ帯に対してＩｎＰ基板の様な場合には、基板では吸収されない。この場合には、図４で示すように、この基板の裏側の光放射部に、吸収体となる例えばＩｎＧａＡｓＰ等の半導体１０８等を、形成したり或いは接着材等で張り付けることにより、同様の効果が得られる。
【００３９】
図４では裏面に吸収体を形成しているが、図２（ａ）のように素子上面に光が出射される場合、同様に素子上面のこの光出射部分に吸収体を形成しても良い。
【００４０】
以上のような構成を取ることにより、光導波路に結合されなかった迷光が溝部での反射により光検出器に入射することを防止でき、従来の垂直溝に比較して信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の改善が図れ、安定した伝送が行える光集積回路素子を得ることができた。
【００４１】
溝部側面と素子表面との成す角度θにより、反射率が変わる様子について、以下にさらに詳細に述べる。
【００４２】
図５に、角度θが変化した場合の、溝部側面での反射率の計算結果を示す。
【００４３】
光が半導体側から空気側に向かって入射する場合を考えると、空気の屈折率は１、半導体の屈折率は約３．５であるので、この屈折率差により、半導体−空気界面での光の入射角が１５°程度以上の時には、界面で全反射が起こる。溝部側面への迷光の入射角が１５°以上になるのは、角度θが７５°以下または１０５°以上の場合であり、この時、反射率は１００％となり、迷光は完全に素子上面あるいは基板側に放射され除去される。
【００４４】
このように、溝部側面と素子表面との成す角度θを７５°以下または１０５°以上にすることによって、従来の垂直溝に比較して信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）で約２ｄＢの改善が図れ、安定した伝送が行える光集積回路素子を得ることができた。
【００４５】
しかし、角度θが７５°以下または１０５°以上の場合であっても、溝部側面で素子上面あるいは素子下面方向に全反射された迷光は、素子上面あるいは素子下面で再度反射されることがある。図２（ａ）の部分拡大図である図２（ｂ）を用いて以下説明する。
【００４６】
角度θが７５°以下の場合、素子上面方向に反射された迷光は、角度（２θ−９０°）で素子上面（半導体と空気の界面）に入射する。この際に、角度（２θ−９０°）が約１５°以上の時、すなわちθが５２．５°以上の時、この素子上面で全反射を起こし、迷光は図２（ｂ）に示す矢印Ｂのように素子下面方向に進み、素子上面と素子下面で多重反射を繰り返すことにより、例えば光検出器まで到達することがあった。
【００４７】
よって、角度θを５２．５°以下にすることで、素子上面での全反射を防ぎ、図２（ｂ）に示すＢのように透過させることができ、素子上面と素子下面での多重反射を防ぐことができた。
【００４８】
同様に、角度θが３７．５°以下では全反射条件により素子上面と素子下面間での多重反射が生じた。よって、角度θが７５°以下の範囲では、特に３７．５°以上５２．５°以下とするのが好ましい。
【００４９】
また、溝部側面で迷光が素子下面方向に反射する場合も同様に、角度θが１０５°以上の範囲では、特に１２７．５°以上１４２．５°以下とするのが好ましい。
【００５０】
さらに、素子外に光を放出する際、図２（ａ）溝部右側のように、素子表面の光放射部を凹凸形状にするあるいは表面を荒らすことにより、素子表面での光の反射率を下げることができ、多重反射をふせぐことができる。
【００５１】
あるいは、素子表面の光放射部に、例えばＳｉＯ₂膜、Ｓｉ₃Ｎ₄膜、半導体膜などを用いて、無反射膜（ＡＲコーティング）を施してもよい。その際、膜厚は、光の波長をλ、膜材料の屈折率をｎとして、λ／（４ｎ）に設定すれば反射がなくなる。
【００５２】
また、入射角１５°以下で入射した場合、すなわち、角度θが７５°以上１０５°以下の場合、溝部側面で全反射は起こらないが、図５に示すように、角度θが９０°から離れるにしたがって反射率が増加するので、溝部側面が素子表面に垂直な面から多少でも（５°程度以上）傾斜すれば、迷光を除去する上で効果がある。
【００５３】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の溝部の別の構造であり、溝部の側面を覆うように高反射膜を形成した例を示す。
【００５４】
図６は、溝部の側面を覆うように、例えばＡｕ、Ｔｉ、Ｉｎ等の金属膜３００を、通常の蒸着のプロセスにより５００ｎｍ程度形成したものである。この金属膜の形成は、例えば、発光素子の電極形成プロセス時に同時に行うことも可能であり、そうすれば付加的な工程を必要としない。
【００５５】
迷光はこの金属面で反射され、素子上面或いは基板面に放射される。この構成によれば、確実に側面で反射させることができるため、より効果的に迷光を除去する事が出来た。
【００５６】
その結果、（実施の形態１）における全反射の場合と同様、従来の垂直溝の場合より信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）で約２ｄＢの改善が図れた。さらに、金属による全反射を利用しているため、溝部の側面のラフネス等の影響も受けないので、素子の良品歩留まりが約１０％向上した。
【００５７】
図７には、図６の金属膜の代わりに、誘電体多層膜を形成した例を示す。
本構成では、屈折率の異なる第１の誘電体膜３０１と第２の誘電体膜３０２の２種を用いて多層構造にすることで高反射率になるように設定している。その際、波長をλ、屈折率をｎとすると、光の入射角ｘに応じて下記式で表される層厚ｈで、多層構造にすると最も高い反射率が少ない層数で得られる。
【００５８】
ｈ＝λ／（４ｎ・ｃｏｓｘ）
例えば、ＳｉＯ（ｎ＝１．４８）とＳｉＮ（ｎ＝２．０２）の構成では、波長λ＝１．３μｍ、角度θが８０°の時、すなわち入射角ｘが１０°の時、ＳｉＯの膜厚０．２２３０μｍ、ＳｉＮの膜厚０．１６３４μｍが最適値の１つであり、これらを交互に８層ずつ形成した誘電体多層膜の反射率は９４％である。ちなみに多層膜をつけない場合は、３０．４％である。
【００５９】
このように、プロセス後の溝部の角度に応じて、反射率が約１００％となるように誘電体の層構成を設計することにより、θが９０°に近くても、確実に素子上面或いは基板側に迷光を除去する事が出来る。これにより、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が改善されるとともに、溝部の側面の角度に依存することがなくなり、素子の良品歩留まりが約１０％向上した。
【００６０】
上記実施例では金属材としてＡｕ、Ｔｉ、Ｉｎ、又、誘電体材としてＳｉＯ／ＳｉＮ膜を使用しているがこれに限定することなく、本発明の主旨を逸脱しない限り他の材料系及び組み合わせでも良い。
【００６１】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の別の溝部の構成例であり、溝の側面あるいは溝全体に、導波光波長に対して吸収体となる物質を形成した例を示す。
【００６２】
図８は、溝全体に吸収体４００を形成した例であり、図９は、溝の側面に吸収体膜４０１を形成した例である。
【００６３】
上記吸収体４００及び４０１としては、例えば、０．８μｍ帯の光源を使用する場合、ＧａＡｓ層を、また、波長が１．３μｍの場合には、ＩｎＰ基板に格子整合したＧａ_0.47Ｉｎ_0.53Ａｓ膜を形成するとよい。
【００６４】
この構成により、溝側面のラフネスに起因し全反射されずに散乱光となった光が、溝部内を伝搬して再度反対側の光導波路に結合するような迷光を確実に抑制でき、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）で約１ｄＢの改善が図れ、安定した伝送が行える光集積回路素子を得ることができる。
【００６５】
また、本効果を得るための埋込み用あるいは層形成用材料として、上記以外の他の半導体、又は、樹脂等で構成しても、光を吸収するものであれば同様の効果が得られる。
【００６６】
（実施の形態４）
図１０に、本発明の別の光集積回路素子の例を示す。
【００６７】
図１０に示すように、本発明の光集積回路素子は、基板１００上にクラッド層１０１が形成され、光導波路層である光導波路層１０２がこのクラッド層に埋め込まれた構造、いわゆる光導波路埋め込み型構造をなしている。
【００６８】
空間より伝送された送信信号光がレンズ１０３により集光され、光導波路層１０２に結合される。この導波光は、波面分割型ビームスプリッター５００により２分される。
【００６９】
波面分割型ビームスプリッター５００部分の断面図、すなわち図１０のｃ−ｃ’断面図を、図１１に示す。この構造は光導波路層の一部を貫く溝部が設けられており、この溝部側面で光界分布５０１の一部は界面での屈折率差により全反射し光の伝搬方向が９０゜変わる。残り部分の光界分布は透過することにより分岐器として働く。
【００７０】
分割された光は、別に素子上に設けられた局部発振光用半導体レーザ１０６から出て、同様に波面分割型ビームスプリッター５００により分割された光と合波され、各々、光検出器１０７にて信号が検出される。
【００７１】
迷光防止用の溝部を形成する場合、光検出器の受光部に入射する迷光を効率よく除去する必要があり、このためには、図１０で示すように光検出器の近くの光導波路近傍に溝部を形成するのがよい。
【００７２】
図１２は、図１０において迷光防止用に設けられた溝部１０５部分の断面図、すなわち図１０のｂ−ｂ’断面図である。溝部１０５の位置は、光導波路層の近くに設けるのがよいが、近すぎると、本来の光導波路層を導波する光の光界分布が溝部の影響を受け、回折あるいは散乱されることにより、過剰な迷光が生じ、Ｓ／Ｎ比が悪くなる。反対に、溝部が光導波路層から離れ過ぎると、迷光防止の効果が小さくなる。
【００７３】
この様子を図１３に示した。横軸は、光導波路層と等しい高さの面内における、光導波路中心と溝部の側面との間隔であり、縦軸は光検出器に入射する迷光量であり、溝部の位置を変化させた場合の計算結果を示している。ただし、横軸の単位であるωは、下記式１で表される値であり、光界分布の水平方向半値幅を表す。
【００７４】
【数１】

【００７５】
図１３より、光導波路層の中心から溝部までの距離が、１．１ωないし１．２ω付近で、光検出器に入射する迷光量は最小となる。１．０ω以下では急に迷光量が増加し、２．０ω以上では迷光除去の効果が少ない。結局１．０ω以上、２．０ω以下の範囲が好ましい。
【００７６】
実施の形態４では、光検出器のすぐ近くに溝を形成した場合の効果について述べたが、入力部や分岐器部等で生じた迷光が光導波路に再結合する様な箇所に溝部の形成を行っても、同様に迷光を防止する効果が得られる。この場合にも、溝を設ける位置は、光導波路層の中心から１．０ω以上、２．０ω以下の位置が好ましい。
【００７７】
（実施の形態５）
以上述べた実施の形態１ないし４においては、溝側面での反射について述べたが、素子端面での迷光の反射についても同様であり、素子端面を素子表面に対して垂直な面から傾斜させることによっても、同様の効果が得られる。
【００７８】
図１４は、本発明による、素子端面を傾斜させた光集積回路素子の全体構成図であり、図１５は、図１４のｄ−ｄ’での断面図を示す。
【００７９】
図１４のＹ分岐部分で光導波路に結合されないスラブ光は、従来の構成では素子端面で反射され、再び素子内部を伝搬するが、本発明では素子端面部が傾斜しているので、素子上面部あるいは下面部に反射され迷光成分となるのを防ぐことができる。このような素子端面の傾斜部は、研磨あるいはエッチングにより作製することができる。
【００８０】
また、素子端面の傾斜角度を、素子表面に対して７５°以下あるいは１０５°以上で形成することにより、素子端面で迷光の全反射が起こり、端面での迷光の除去をより確実に行うことができる。
【００８１】
また、端面部に、金属あるいは誘電体膜からなる単層あるいは多層膜を形成することにより、迷光の除去をより確実に行うことができる。
【００８２】
また、端面部に吸収体をつけることにより、迷光の除去をより確実に行うことが可能となる。
【００８３】
さらに、溝部を素子内に設けることにより、より一層、迷光除去の効果が得られる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、素子端面、または、迷光防止用の溝部の側面、を素子表面と垂直な面から傾けたことにより、迷光は素子表面側ないし基板側に放射され、素子内部での多重反射を防止し、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
【００８５】
溝部の側面、または素子端面に、単層或いは多層で構成された、金属膜或いは誘電体膜を形成することにより、より確実に迷光となる成分を素子表面あるいは基板側に放射することができ、Ｓ／Ｎ比とともに、素子の歩留まりを向上することができる。
【００８６】
また、溝部の側面、または素子端面に、吸収体を形成することにより、溝部を透過し再度光導波路に結合するような迷光を除去することができ、Ｓ／Ｎ比の改善が図れ、安定した伝送が行える光集積回路素子を得ることができる。
【００８７】
また、溝部の形成場所を光導波路中心部から１．０ω以上２．０ω以下にすることにより、光導波路を伝搬している光界分布に影響を与えることなく、迷光となる成分を効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１の光集積回路素子を示す構成図である。
【図２】図１のａ−ａ’断面図である。
【図３】本発明による実施の形態１の溝部の別の形状を示す断面図である。
【図４】本発明による実施の形態１の溝部の更に別の構成を示す断面図である。
【図５】溝部の形成角度による、側面での反射率の計算結果を示す図である。
【図６】本発明による実施の形態２の溝部の構造を示す断面図である。
【図７】本発明による実施の形態２の溝部の別の構造を示す断面図である。
【図８】本発明による実施の形態３の溝部の構造を示す断面図である。
【図９】本発明による実施の形態３の溝部の別の構造を示す断面図である。
【図１０】本発明による実施の形態４の光集積回路素子を示す構成図である。
【図１１】図１０のｃ−ｃ’断面図である。
【図１２】図１０のｂ−ｂ’断面図である。
【図１３】溝部の形成位置による、光検出器に入射される迷光量の変化の計算結果を示す図である。
【図１４】本発明による実施の形態５の光集積回路素子を示す構成図である。
【図１５】図１４のｄ−ｄ’断面図である。
【図１６】従来の光集積回路素子の一例を示す構成図である。
【図１７】送受信の方法を示す原理図である。
【図１８】従来の光集積回路素子を使用した時の復調データ信号の波形である。
【図１９】従来の光集積回路素子の別の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１００基板
１０１クラッド層
１０２光導波路層
１０３集光用レンズ
１０４光ファイバー
１０５溝部
１０６半導体レーザ
１０７光検出器
１０８吸収層（吸収材）
３００金属膜
３０１第１の誘電体膜
３０２第２の誘電体膜
４００吸収体
４０１吸収体膜
５００ビームスプリッター
５０１光界分布

Claims

基板上に、それぞれ平行に積層された一対のクラッド層にて挟まれて光導波路層が積層された積層体が設けられて、該光導波路層内に光導波路が形成されており、光が導波される前記光導波路以外の位置に、前記積層体の表面から少なくとも前記光導波路層を貫く以上の深さの溝部が設けられた光集積回路素子において、
前記溝部の側面が、前記光導波路層を伝搬してきた光が前記基板側に全反射するように、前記積層体表面に垂直な面に対して傾斜しており、
前記基板側には、前記溝部の側面にて全反射した光を吸収する手段が設けられていることを特徴とする光集積回路素子。
前記溝部の側面と前記積層体表面との成す角度が、１０５°以上であることを特徴とする請求項１記載の光集積回路素子。
前記溝部の側面に、金属または誘電体からなる、単層膜または多層膜が形成されたことを特徴とする請求項１記載の光集積回路素子。
前記溝部の側面を少なくとも覆うように、前記光導波路層を伝搬する光波長に対して吸収体となる物質が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光集積回路素子。
前記光導波路層と等しい高さの面内において、前記光導波路中心と前記溝部の側面との間隔が、下記式１で表される値をωとして、１．０ω以上、２．０ω以下離れていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の光集積回路素子。
基板上に、それぞれ平行に積層された一対のクラッド層にて挟まれて光導波路層が積層された積層体が設けられて、該光導波路層内に光導波路が形成された光集積回路素子において、
前記光導波路の両側に位置する前記積層体端面が、前記光導波路層を伝搬してきた光が前記基板側に全反射するように、前記積層体表面に垂直な面に対して傾斜しており、
前記基板側には、前記積層体端面にて全反射した光を吸収する手段が設けられていることを特徴とする光集積回路素子。
前記積層体端面と前記積層体表面との成す角度が１０５°以上であることを特徴とする請求項６記載の光集積回路素子。
前記積層体端面に、金属または誘電体からなる、単層膜または多層膜が形成されたことを特徴とする請求項６記載の光集積回路素子。
前記積層体端面に、光導波路層を伝搬する光波長に対して吸収体となる物質が形成されていることを特徴とする請求項６記載の光集積回路素子。
前記光導波路は、前記基板と前記光導波路層との積層面に平行で光導波方向に垂直な方向の光導波構造がストリップ装荷型構造または光導波路埋込型構造である請求項１に記載の光集積回路素子。
前記光導波路は、前記基板と前記光導波路層との積層面に平行で光導波方向に垂直な方向の光導波構造がストリップ装荷型構造または光導波路埋込型構造である請求項６に記載の光集積回路素子。