JP4427589B2 - 光集積回路装置 - Google Patents
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Description
また、この発明によれば、光集積回路装置は、光伝送部材と、半導体基板とを備える。光伝送部材は、光を伝送する。半導体基板は、光伝送部材に近接して配置される。半導体基板は、i(iは正の整数)個の光導波路と、i個の第1の光共振部材群と、i個の光検出部群と、i個の第2の光共振部材群と、i個の信号処理回路群とを含む。i個の光導波路は、光伝送部材側の一主面に形成され、光源からの光を伝搬させる。i個の第1の光共振部材群は、i個の光導波路に対応して設けられ、各々が1つの光導波路に接して1つの光導波路上に形成される。i個の光検出部群は、i個の光導波路に対応して設けられる。i個の第2の光共振部材群は、i個の光導波路に対応して設けられ、各々が1つの光検出部群に接して1つの光検出部群上に形成される。i個の信号処理回路群は、i個の光導波路に対応して設けられる。i個の第1の光共振部材群の各々は、j(jは2以上の整数)個の第1の光共振部材を含む。i個の光検出部群の各々は、j個の光検出部を含む。i個の第2の光共振部材群の各々は、j個の第2の光共振部材を含む。i個の信号処理回路群の各々は、j個の信号処理回路を含む。j個の第1の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、光導波路中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を光伝送部材へ導く。j個の第2の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、光伝送部材中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を光検出部へ導く。j個の光検出部の各々は、第2の光共振部材によって導かれた光を検出する。j個の信号処理回路の各々は、第1の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって信号を送信し、第2の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって光検出部が検出した検出信号を処理する。
が成立する。
Claims (11)
- 平板形状からなり、光を伝送する光伝送部材と、
半導体基板上に配置されるとともに、前記光伝送部材を共用の光伝送路として用い、相互に信号を送受信する複数の光送受信部と、
光源から出射された光を伝搬させる光導波路とを備え、
前記複数の光送受信部の各々は、
前記光伝送部材中の光を検出する光検出部と、
前記光導波路中の光を前記光伝送部材へ導くとともに、前記光伝送部材中の光を前記光検出部へ導く光スイッチ部材とを含み、
前記光スイッチ部材は、
リング形状からなるとともに前記光伝送部材に近接して前記光伝送部材に略平行に前記光伝送部材と前記光導波路との間に配置され、電圧が印加されると、前記光導波路中を伝搬する光と共振する第1の光共振部材と、
前記第1の光共振部材と同じ形状からなるとともに、前記光伝送部材と前記第1の光共振部材との間に前記第1の光共振部材に接して配置され、前記第1の光共振部材中を伝搬する共振光を前記光伝送部材へ導く光出射部材と、
リング形状からなるとともに前記第1の光共振部材から離れた位置において前記光伝送部材に近接して前記光伝送部材に略平行に配置され、前記電圧が印加されると、前記光伝送部材中を伝搬する光と共振し、その共振した共振光を前記光検出部に導く第2の光共振部材と、
前記光伝送部材と前記第2の光共振部材との間に前記第2の光共振部材に接して配置され、前記光伝送部材中を伝搬する光を前記第2の光共振部材へ導く光入射部材とを含み、
前記第1および第2の光共振部材の各々は、
シリコン層と、
前記シリコン層の一方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において第1の方向の応力を前記シリコン層に印加する第1の応力印加層と、
前記シリコン層の他方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において前記第1の方向と反対方向である第2の方向の応力を前記シリコン層に印加する第2の応力印加層とを含む、光集積回路装置。 - 前記第2の光共振部材は、前記半導体基板の平面方向に相互に離れて配置された第1および第2の光共振器を含み、
前記光入射部材は、
前記第1の光共振器に接して配置された第1の光入射部材と、
前記第2の光共振器に接するとともに、前記半導体基板の平面方向において前記第1の光入射部材の位置から略90度回転した位置に配置された第2の光入射部材とを含み、
前記光検出部は、
前記第1の光共振器中を伝搬する共振光を検出する第1の光検出器と、
前記第2の光共振器中を伝搬する共振光を検出する第2の光検出器とを含む、請求項1に記載の光集積回路装置。 - 前記複数の光送受信部の各々は、前記第1の光検出器から出力された第1の出力信号と前記第2の光検出器から出力された第2の出力信号との和を演算して信号を受信する信号処理回路をさらに含む、請求項2に記載の光集積回路装置。
- 前記信号処理回路は、さらに、前記第1の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって前記光伝送部材を介して信号を送信する、請求項3に記載の光集積回路装置。
- 前記光導波路中を伝搬する光は、離散的な複数の波長または一定範囲の連続的な波長を有する複数の光からなり、
前記第1の光共振部材は、前記電圧および前記磁場のいずれかが印加されると、前記光導波路中を伝搬する光を構成する複数の光のうち、任意の1つの波長を有する1つの光と共振する、請求項1に記載の光集積回路装置。 - 前記第1の応力印加層は、シリコン窒化層からなり、
前記第2の応力印加層は、シリコン酸化膜からなる、請求項1に記載の光集積回路装置。 - 前記光伝送部材は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する透明部材からなる、請求項1に記載の光集積回路装置。
- 平板形状からなり、光を伝送する光伝送部材と、
前記光伝送部材に近接して前記光伝送部材に略平行に配置された半導体基板とを備え、
前記半導体基板は、
前記光伝送部材側の一主面に形成され、光源からの光を伝搬させるi(iは正の整数)個の光導波路と、
前記i個の光導波路に対応して設けられ、各々が1つの光導波路に接して前記1つの光導波路上に形成されたi個の第1の光共振部材群と、
前記i個の光導波路に対応して設けられたi個の光検出部群と、
前記i個の光導波路に対応して設けられ、各々が1つの光検出部群に接して前記1つの光検出部群上に形成されたi個の第2の光共振部材群と、
前記i個の光導波路に対応して設けられたi個の信号処理回路群とを含み、
前記i個の第1の光共振部材群の各々は、
各々がリング形状からなるj(jは2以上の整数)個の第1の光共振部材と、
前記j個の第1の光共振部材に対応して設けられ、各々が前記第1の光共振部材と同じ形状からなるとともに前記光伝送部材と前記第1の光共振部材との間に前記第1の光共振部材に接して配置されたj個の光出射部材とを含み、
前記i個の光検出部群の各々は、j個の光検出部を含み、
前記i個の第2の光共振部材群の各々は、
各々がリング形状からなるj個の第2の光共振部材と、
前記j個の第2の光共振部材に対応して設けられ、各々が前記光伝送部材と前記第2の光共振部材との間に前記第2の光共振部材に接して配置されたj個の光入射部材とを含み、
前記i個の信号処理回路群の各々は、j個の信号処理回路を含み、
前記j個の第1の光共振部材の各々は、電圧が印加されると、前記光導波路中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を前記光出射部材を介して前記光伝送部材へ導き、
前記j個の第2の光共振部材の各々は、電圧が印加されると、前記光入射部材を介して前記光伝送部材から受けた光のうち、光共振する波長の光を前記光検出部へ導き、
前記j個の光検出部の各々は、前記第2の光共振部材によって導かれた光を検出し、
前記j個の信号処理回路の各々は、前記第1の光共振部材への電圧および磁場のいずれかの印加と不印加とによって信号を送信し、前記第2の光共振部材への電圧および磁場のいずれかの印加と不印加とによって前記光検出部が検出した検出信号を処理し、
前記j個の第1および第2の光共振部材の各々は、
シリコン層と、
前記シリコン層の一方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において第1の方向の応力を前記シリコン層に印加する第1の応力印加層と、
前記シリコン層の他方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において前記第1の方向と反対方向である第2の方向の応力を前記シリコン層に印加する第2の応力印加層とを含む、光集積回路装置。 - 前記j個の第2の光共振部材の各々は、前記半導体基板の平面方向に相互に離れて配置された第1および第2の光共振器を含み、
前記j個の光入射部材の各々は、
前記第1の光共振器に接して配置された第1の光入射部材と、
前記第2の光共振器に接するとともに、前記半導体基板の平面方向において前記第1の光入射部材の位置から略90度回転した位置に配置された第2の光入射部材とを含み、
前記j個の光検出部の各々は、
前記第1の光共振器中を伝搬する共振光を検出する第1の光検出器と、
前記第2の光共振器中を伝搬する共振光を検出する第2の光検出器とを含む、請求項8に記載の光集積回路装置。 - 前記j個の信号処理回路の各々は、前記第1の光検出器から出力された第1の出力信号と前記第2の光検出器から出力された第2の出力信号との和を演算して信号を受信する、請求項9に記載の光集積回路装置。
- 前記第1の応力印加層は、シリコン窒化層からなり、
前記第2の応力印加層は、シリコン酸化膜からなる、請求項8に記載の光集積回路装置。
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