JP5542071B2 - 光集積回路 - Google Patents
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Description
図2は、本発明の第1の実施形態による光集積回路の概略図である。本実施形態では、半導体レーザとして、波長可変DFBレーザアレイを例に説明する。波長可変DFBレーザアレイの一端に第1の光導波路、他端に第2の光導波路が接続され、第1の光導波路に第1の半導体マッハツェンダ変調器、第2の光導波路に第2の半導体マッハツェンダ変調器が接続されている。ここで、第1及び第2の半導体マッハツェンダ型変調器が有する前記2本のアーム導波路の活性層は、多重量子井戸構造となっている。図2の例では、各半導体マッハツェンダ変調器は、2段のマッハツェンダ型光変調器からなるDQPSK光変調器である。この構成は、DP-QPSK変調器と波長可変DFBレーザアレイ(TLA)を集積したものである。
図3は、本発明の第1の実施形態による光集積回路の作製方法を説明するための図である。簡単のため、片方の半導体マッハツェンダ変調器のみを示している。InP基板の(100)面上に、DFBレーザが[011]方向に配置され、半導体マッハツェンダ変調器が[01−1]方向に配置され、両者が光導波路で接続されている。図4(a)は、図3のa−a線に沿ったDFBレーザの断面図であり、図4(b)は、図3のb−b線に沿った半導体マッハツェンダ変調器の断面図である。図5を参照して、作製方法の説明を行うが、当業者であれば前後の記載から容易に類推できるプロセスについては一部省略してある。
第1の実施形態の双方向光出力の波長可変DFBレーザアレイを集積した半導体マッハツェンダ変調器では、2つの12×1のMMI型合波器を介して、双方向出力されていた。第2の実施形態は、この部分から、後段に続くDQPSKのカップラーの一部を、N×Mのファネル導波路に置き換える。
第1の実施形態では、半導体マッハツェンダ変調器を通過した後、片方の偏波をTEモードからTMモードに変換した後、PBCを通過することにより他方のDQPSK光変調器の出力(TE)と合波される。集積デバイスでは、集積される要素デバイスの完成度、歩留りが高くなければ、デバイス全体で、性能を引き出せない、歩留りが著しく低くなるという問題がある。特に、第1の実施形態の中で半導体からなる偏波ローテーターは、製造が難しい。
Claims (7)
- DFBレーザと半導体マッハツェンダ型変調器とをInP基板上の(100)面に集積した光集積回路において、
メサ構造を有するDFBレーザと、
前記DFBレーザの一端と第1の光導波路で接続された第1の半導体マッハツェンダ変調器であって、入力側の分波器と、前記分波器により分波された光信号に対して位相変調を行うための2本のアーム導波路と、前記2本のアーム導波路に接続された合波器とを有する第1の半導体マッハツェンダ変調器と、
前記DFBレーザの他端と第2の光導波路で接続された第2の半導体マッハツェンダ変調器であって、入力側の分波器と、前記分波器により分波された光信号に対して位相変調を行うための2本のアーム導波路と、前記2本のアーム導波路に接続された合波器とを有する第2の半導体マッハツェンダ変調器と、
前記DFBレーザの中央に配置されたλ/4シフトと、
を備え、
前記DFBレーザの前記メサ構造の配置方向が、前記InP基板の[011]方向であり、
前記第1及び第2の半導体マッハツェンダ型変調器が有する前記2本のアーム導波路の活性層が多重量子井戸構造であり、
前記第1及び第2の半導体マッハツェンダ型変調器が有する前記2本のアーム導波路の配置方向が、前記InP基板の[01−1]方向であり、
前記DFBレーザの両端からの光出力が等しいことを特徴とする光集積回路。 - 波長可変DFBレーザアレイと半導体マッハツェンダ型変調器とをInP基板上の(100)面に集積した光集積回路において、
メサ構造を有する波長可変DFBレーザアレイと、
前記波長可変DFBレーザアレイの一端と第1の光導波路で接続された第1の半導体マッハツェンダ変調器であって、入力側の分波器と、前記分波器により分波された光信号に対して位相変調を行うための2本のアーム導波路と、前記2本のアーム導波路に接続された合波器とを有する第1の半導体マッハツェンダ変調器と、
前記波長可変DFBレーザアレイの他端と第2の光導波路で接続された第2の半導体マッハツェンダ変調器であって、入力側の分波器と、前記分波器により分波された光信号に対して位相変調を行うための2本のアーム導波路と、前記2本のアーム導波路に接続された合波器とを有する第2の半導体マッハツェンダ変調器と、
前記波長可変DFBレーザアレイの中央に配置されたλ/4シフトと、
を備え、
前記波長可変DFBレーザアレイの前記メサ構造の配置方向が、前記InP基板の[011]方向であり、
前記第1及び第2の半導体マッハツェンダ型変調器が有する前記2本のアーム導波路の活性層が多重量子井戸構造であり、
前記第1及び第2の半導体マッハツェンダ型変調器が有する前記2本のアーム導波路の配置方向が、前記InP基板の[01−1]方向であり、
前記波長可変DFBレーザアレイの両端からの光出力が等しいことを特徴とする光集積回路。 - 前記波長可変DFBレーザアレイ内の合波器が、N×Mのファネル合波器またはモード干渉計合波器(Nは出力側のチャンネル数で2以上、MはDFBレーザの個数であり2以上)であ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1の半導体マッハツェンダ変調器の出力に接続された、半導体導波路で構成された偏波ローテーターをさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光集積回路。
- 前記偏波ローテーターの出力と、前記第2の半導体マッハツェンダ変調器の出力とに接続された、半導体導波路で構成された偏波合波器をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の光集積回路。
- 前記第1の半導体マッハツェンダ変調器の出力に、レンズを介して光学的に結合されたキューブミラーと、
前記キューブミラーの一面に張り合わされた半波長板と、
前記半波長板と、前記キューブミラーと対向する面で張り合わされた偏波合波器と
をさらに備え、
前記第1の半導体マッハツェンダ変調器から出力される光信号は、前記キューブミラーで前記半波長板の方向に光路が90度変換されて、前記半波長板を通過して前記偏波合波器に導入され、前記第2の半導体マッハツェンダ変調器から出力される光信号と、前記偏波合波器内で合波されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光集積回路。 - 前記第2の半導体マッハツェンダ変調器の出力に遅延線が接続されていることを特徴とする請求項6に記載の光集積回路。
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