JP5290534B2 - 光集積回路および光集積回路モジュール - Google Patents
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Description
本発明の第1実施形態に係る光集積回路を、図1〜図4に基づいて説明する。図1は第1実施形態に係る光集積回路の基本構成を示した概念図であり、図2は同光集積回路を示す平面図である。図3は図2のA−A’線に沿った断面図で、光集積回路の断面構造を示している。また、図4は図2のB−B’線に沿った断面図で、半導体素子の半導体導波路部分の断面構造を示している。
・平面光波回路2と半導体素子3が一つの接触面12で固定されている。つまり、平面光波回路2の他方の端面2bと半導体素子3の端面3aとが固定されている。
上記構成を有する光集積回路1は、次のようにして作製される。
○平面光波回路2と半導体素子3との接触面12、つまり平面光波回路2のPLC基板(第1の基板)4と半導体素子3の半導体基板8(第2の基板)との接触面は1つのみとなるため、両者を結合するための調芯作業は一度に行うことができる。このため、調芯工数が減り、調芯作業が簡単になると共に、調芯ミスが発生する可能性も低くなり、良好な結合効率を得ることができる。従って、調芯作業が簡単で良好な結合効率が得られやすく、しかも平面光波回路2と半導体素子3を一体化したコンパクトな光集積回路1を実現することができる。
次に、第2実施形態に係る光集積回路を図5および図6に基づいて説明する。図5は第2実施形態に係る光集積回路1Aの概略構成を示す概念図であり、図6は光集積回路1Aを示す平面図である。
次に、第3実施形態に係る光集積回路を図7に基づいて説明する。図7は第3実施形態に係る光集積回路1Bの概略構成を示す概念図である。
・半導体基板8上に複数の半導体導波路型受光素子(要素)301〜306がアレイ状に形成された半導体素子3Bと、複数の光導波路が形成された平面光波回路2Bとが一つの接触面12で固定されて一体化されている。本実施形態では、一例として、半導体基板8上に6つの半導体導波路型受光素子301〜306が形成されている。
○半導体基板8内およびPLC基板4内のそれぞれの導波路同士の間隔は非常に高精度に形成されているため、上記アクティブ調芯により調芯用の折り返し導波路32と対応するPLC基板4上の調芯用光導波路33,34との結合効率を最適化することで、半導体導波路型受光素子301〜306と対応する光導波路311〜316との間の結合も同時に最適化することができる。
次に、第4実施形態に係る光集積回路モジュール1Cを図8に基づいて説明する。図8は第4実施形態に係る光集積回路モジュール1Cの概略構成を示す概念図である。
○半導体基板8上に形成された各出力側の半導体導波路111〜114の折り返し部11aで光の進行方向を折り返すことにより、平面光波回路2Aと光ファイバ351〜358との接続も、一つの端面(平面光波回路2Aの一方の端面2a)のみで行うことができるので、平面光波回路2Cと光ファイバ351〜358の調芯や接合作業も一回で行うことができる。
次に、第5実施形態に係る光集積回路モジュール1Dを図9に基づいて説明する。図9は第5実施形態に係る光集積回路モジュール1Dの概略構成を示す概念図である。
○半導体基板8内およびPLC基板4内のそれぞれの導波路同士の間隔は非常に高精度に形成されている。このため、上記アクティブ調芯により調芯用の折り返し導波路51と対応するPLC基板4上の調芯用光導波路46,47との結合効率を最適化することで、半導体導波路型受光素子501〜50nと対応するアレイ導波路回折格子40の出力導波路群421〜42nとの間の結合も同時に最適化することができる。
・図1に示す上記第1実施形態では、出力側の半導体導波路11に折り返し部11aを形成してあるが、入力側の半導体導波路10に折り返し部を形成した構成にも本発明は適用可能である。この構成によっても、同様の効果を奏することができる。
1C,1D…光集積回路モジュール
2,2A,2B,2C,2D…平面光波回路
3,3A,3B,3C,3D…半導体素子
4…PLC基板
5,6,51〜54,61〜64,311〜314,41,421〜42n…光導波路
7…シリコン基板
8…半導体基板
9,91〜94…半導体光増幅器
10,11,111〜114…半導体導波路
12…接触面
301〜306,501〜50n…半導体導波路型受光素子
Claims (5)
- 光導波路が第1の基板上に形成された平面光波回路と、半導体導波路および電流注入型の能動素子である半導体光増幅器が第2の基板上に形成された半導体素子とを一体化した光集積回路であって、
前記平面光波回路と前記半導体素子が一つの接触面で固定されており、
前記半導体光増幅器の入力側および出力側に、入力側の半導体導波路および出力側の半導体導波路がそれぞれ形成されており、前記入力側および出力側の半導体導波路の一方は、前記第2の基板上で折り返された折り返し部を有し、前記入力側の半導体導波路の端部および前記出力側の半導体導波路の端部は、前記第1の基板上に形成された入力側光導波路の端部および出力側光導波路の端部と前記接触面でそれぞれ結合されており、
前記半導体光増幅器は下クラッド層と、該下クラッド層の上に形成される活性層と、該活性層の上に形成される上クラッド層とを備え、前記下クラッド層と前記活性層との界面において、前記下クラッド層の幅と前記活性層の幅とが等しいものであり、
前記折り返し部を有する半導体導波路はハイメサ構造に形成されていることを特徴とする光集積回路。 - 複数の前記半導体光増幅器がアレイ状に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の光集積回路。
- 前記第2の基板上に形成されたすべての前記半導体導波路の端部と、前記第1の基板上に形成されたすべての前記光導波路の端部とが、前記接触面で結合されていることを特徴とする請求項2に記載の光集積回路。
- 前記第2の基板上に、前記要素に高周波信号を給電するための高周波電極が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の光集積回路。
- 請求項1乃至4のいずれか一つに記載された光集積回路を有する光集積回路モジュールであって、前記第1の基板の前記接触面とは反対側の端面に、前記第1の基板上の前記光導波路と結合した入出力用光ファイバの端部が結合されていることを特徴とする光集積回路モジュール。
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