JP5817315B2 - 光半導体素子 - Google Patents
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Description
第1実施形態による光半導体素子について図1乃至図14を用いて説明する。
第2実施形態による光半導体素子について図15を用いて説明する。図1乃至図14に示す第1実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
第3実施形態による光半導体素子について図16を用いて説明する。図1乃至図15に示す第1実施形態又は第2実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
第4実施形態による光半導体素子について図17を用いて説明する。図1乃至図16に示す第1乃至第3実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
第5実施形態による光半導体素子について図18を用いて説明する。図1乃至図17に示す第1乃至第4実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
第6実施形態による光半導体素子について図19及び図20を用いて説明する。図1乃至図18に示す第1実施形態乃至第5実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
第7実施形態による光半導体素子について図21乃至図23を用いて説明する。図1乃至図20に示す第1乃至第6実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
第8施形態による光半導体素子について図24及び図25用いて説明する。図1乃至図23に示す第1乃至第7実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
断熱溝124a〜124jは、例えば図25に示すように、リング型導波路18,24,28の周囲のSOI基板50及びシリコン酸化膜層54をエッチングすることにより形成される。
第8実施形態による光半導体素子について図26を用いて説明する。図1乃至図25に示す第1乃至第8実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
第10実施形態による光半導体素子について図27を用いて説明する。図27は、本実施形態による光半導体素子を示す概略図である。図1乃至図26に示す第1乃至第9実施形態による光半導体素子と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
前記第1の導波路と光学的に結合するように配されたリング変調器と、
前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記リング変調器の周回光路長より小さな周回光路長を有する第1のリング共振器と、
前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記リング変調器の前記周回光路長より大きな周回光路長を有する第2のリング共振器と、
前記リング変調器と前記第1のリング共振器と前記第2のリング共振器とに近接して配されたヒータと、
前記第1のリング共振器中の光パワーをモニタする第1の光検出器と、
前記第2のリング共振器中の光パワーをモニタする第2の光検出器と、
前記第1の光検出器及び前記第2の光検出器により検出された信号に基づいて、前記リング変調器の共振波長が前記入力光の波長と一致するように前記ヒータを制御する制御部と
を有することを特徴とする光半導体素子。
前記リング変調器の前記周回光路長と前記第1のリング共振器の前記周回光路長との差と、前記リング変調器の前記周回光路長と前記第2のリング共振器の前記周回光路長の差とが同一である
ことを特徴とする光半導体素子。
前記第1の導波路と前記第1のリング共振器との間隔及び前記第1の導波路と前記第2のリング共振器との間隔は、前記第1の導波路と前記リング変調器との間隔より狭い
ことを特徴とする光半導体素子。
前記第1のリング共振器及び前記第2のリング共振器は、前記第1の導波路の入力端側に配されている
ことを特徴とする光半導体素子。
前記第1の導波路は、第1の分岐導波路と第2の分岐導波路とを有し、
前記第1のリング共振器は、前記第1の分岐導波路と光学的に結合するように配され、
前記第2のリング共振器は、前記第2の分岐導波路と光学的に結合するように配されている
ことを特徴とする光半導体素子。
前記第1のリング共振器と前記第2のリング共振器とは、前記第1の導波路の同じ場所において光学的に結合するように配されている
ことを特徴とする光半導体素子。
前記リング変調器と光学的に結合するように配された第2の導波路を更に有し、
出力光は、前記第2の導波路から出力される
ことを特徴とする光半導体素子。
前記第1の光検出器は、前記第1のリング共振器の一部に形成され、
前記第2の光検出器は、前記第2のリング共振器の一部に形成されている
ことを特徴とする光半導体素子。
前記リング変調器と前記第1のリング共振器と前記第2のリング共振器の周囲に形成された断熱溝を更に有する
ことを特徴とする光半導体素子。
前記制御部は、前記第1の光検出器の出力信号と前記第2の光検出器の出力信号とが入力される電流減算回路と、前記電流減算回路から出力される出力信号に基づいて前記ヒータを制御するPID制御回路とを有する
ことを特徴とする光半導体素子。
前記PID制御回路は、前記電流減算回路から出力される前記出力信号がゼロになるように前記ヒータを制御する
ことを特徴とする光半導体素子。
前記ヒータに近接して、前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記第1のリング共振器の前記周回光路長より大きく、前記リング変調器の前記周回光路長より小さな周回光路長を有する第3のリング共振器と、
前記ヒータに近接して、前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記リング変調器の前記周回光路長より大きく、前記第2のリング共振器の前記周回光路長より小さな周回光路長を有する第4のリング共振器と、
前記第3のリング共振器中の光パワーをモニタする第3の光検出器と、
前記第4のリング共振器中の光パワーをモニタする第4の光検出器とを更に有する
ことを特徴とする光半導体素子。
前記リング変調器の前記周回光路長と前記第3のリング共振器の前記周回光路長との差と、前記リング変調器の前記周回光路長と前記第4のリング共振器の前記周回光路長の差とが同一である
ことを特徴とする光半導体素子。
前記第1の導波路と前記第3のリング共振器との間隔及び前記第1の導波路と前記第4のリング共振器との間隔は、前記第1の導波路と前記リング変調器との間前記隔より狭く、前記第1の導波路と前記第1のリング共振器との前記間隔及び前記第1の導波路と前記第2のリング共振器との前記間隔より広い
ことを特徴とする光半導体素子。
前記第3のリング共振器及び前記第4のリング共振器は、前記第1の導波路の前記入力端側に配されている
ことを特徴とする光半導体素子。
12,12a…第1の光共振器
14,14a,14b…第2の光共振器
16,16a,16b…第3の光共振器
18,18a…リング型導波路
20a,20b…電極
22…ヒータ
24,24a…リング型導波路
26…導波路
28,28a…リング型導波路
30…導波路
32…入力端
34…出力端
36a〜36f…光検出器
38…制御部
40…ドライバ回路
50…SOI基板
52…SOI層
54…シリコン酸化膜層
56a…P型領域
56b…N型領域
58a,58b…VIA配線
60,60a,60b…電流減算回路
62,62a,62b…PID制御回路
68…光半導体素子
70…直線導波路
72…直線導波路
74…リング型導波路
76a〜76c…電極
78…光共振器
80…光半導体素子
82…リング型導波路
84a〜84c…電極
86…ヒータ
88…光共振器
90…直線導波路
92…直線導波路
94…光検出器
96…制御部
98…ドライバ回路
99a,99b…導波路
100…第4の光共振器
102…第5の光共振器
104…導波路
106…導波路
108…電圧加算回路
110…リング型導波路
112…リング型導波路
113…DC電源
114…光吸収部
116a,116b…電極
118…光吸収部
120a,120b…電極
122a,122b…VIA配線
123a,123b…VIA配線
124a〜124j…断熱溝
126…導波路
128…出力端
130a,132b…抵抗
132a,132b…抵抗
134…オペアンプ
136…比例制御回路
138…積分制御回路
140…微分制御回路
142…抵抗
144…抵抗
146…オペアンプ
148…抵抗
150…キャパシタ
152…オペアンプ
154a〜154c…抵抗
156…抵抗
158…キャパシタ
160…オペアンプ
T1〜T10…接続点
Claims (9)
- 入力光が入力される第1の導波路と、
前記第1の導波路と光学的に結合するように配されたリング変調器と、
前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記リング変調器の周回光路長より小さな周回光路長を有する第1のリング共振器と、
前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記リング変調器の前記周回光路長より大きな周回光路長を有する第2のリング共振器と、
前記リング変調器と前記第1のリング共振器と前記第2のリング共振器とに近接して配されたヒータと、
前記第1のリング共振器中の光パワーをモニタする第1の光検出器と、
前記第2のリング共振器中の光パワーをモニタする第2の光検出器と、
前記第1の光検出器及び前記第2の光検出器により検出された信号に基づいて、前記リング変調器の共振波長が前記入力光の波長と一致するように前記ヒータを制御する制御部とを有し、
前記リング変調器の前記周回光路長と前記第1のリング共振器の前記周回光路長との差と、前記リング変調器の前記周回光路長と前記第2のリング共振器の前記周回光路長の差とが同一である
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項1記載の光半導体素子において、
前記第1の導波路と前記第1のリング共振器との間隔及び前記第1の導波路と前記第2のリング共振器との間隔は、前記第1の導波路と前記リング変調器との間隔より狭い
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項2記載の光半導体素子において、
前記第1の導波路は、第1の分岐導波路と第2の分岐導波路とを有し、
前記第1のリング共振器は、前記第1の分岐導波路と光学的に結合するように配され、
前記第2のリング共振器は、前記第2の分岐導波路と光学的に結合するように配されている
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項2記載の光半導体素子において、
前記第1のリング共振器と前記第2のリング共振器とは、前記第1の導波路の同じ場所において光学的に結合するように配されている
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光半導体素子において、
前記リング変調器と光学的に結合するように配された第2の導波路を更に有し、
出力光は、前記第2の導波路から出力される
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光半導体素子において、
前記第1の光検出器は、前記第1のリング共振器の一部に形成され、
前記第2の光検出器は、前記第2のリング共振器の一部に形成されている
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光半導体素子において、
前記制御部は、前記第1の光検出器の出力信号と前記第2の光検出器の出力信号とが入力される電流減算回路と、前記電流減算回路から出力される出力信号に基づいて前記ヒータを制御するPID制御回路とを有する
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の光半導体素子において、
前記ヒータに近接して、前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記第1のリング共振器の前記周回光路長より大きく、前記リング変調器の前記周回光路長より小さな周回光路長を有する第3のリング共振器と、
前記ヒータに近接して、前記第1の導波路と光学的に結合するように配され、前記リング変調器の前記周回光路長より大きく、前記第2のリング共振器の前記周回光路長より小さな周回光路長を有する第4のリング共振器と、
前記第3のリング共振器中の光パワーをモニタする第3の光検出器と、
前記第4のリング共振器中の光パワーをモニタする第4の光検出器とを更に有する
ことを特徴とする光半導体素子。 - 請求項8記載の光半導体素子において、
前記第1の導波路と前記第3のリング共振器との間隔及び前記第1の導波路と前記第4のリング共振器との間隔は、前記第1の導波路と前記リング変調器との間前記隔より狭く、前記第1の導波路と前記第1のリング共振器との前記間隔及び前記第1の導波路と前記第2のリング共振器との前記間隔より広い
ことを特徴とする光半導体素子。
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