JP6295762B2 - 光集積回路とその製造方法 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の光集積回路1の構造を示す断面図である。光集積回路1は、基板上に設けられた光集積回路1において、光源11と、前記光源11から出力する光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換器部12と、前記スポットサイズ変換器部12に接続する導波路部13と、前記導波路部13に接続する能動部14とを有する。さらに、前記基板2上に、下部クラッド層3、コア層4、共用層5、上クラッド層6を順次積層する。さらに、前記共用層5の屈折率は、前記下部クラッド層3および前記上部クラッド層6の屈折率よりも大きく、前記コア層4の屈折率よりも小さい。さらに、前記スポットサイズ変換器部12と前記導波路部13と前記能動部14とは、前記共用層5を有する。
(第2の実施の形態)
図2Aは、本発明の第2の実施形態の光集積回路1aの構造を示す断面図である。図2Bは、光集積回路1aのX−X’(コア層4の半分の厚さの位置)を含む面の構造を示す平面図である。図2Cは、光集積回路1aの構造を示す上面図である。
nclad<n<ncore (式1)
の関係を有する。一例として、SOI層をコア層4とし、BOX層を下クラッド層3とし、上クラッド層6と電極保護層7とをSiO2とした時、共用層5をSiOX(n=1.535、SiO2との屈折率差5%)とし膜厚を1μmとすることができる。このような構成により、スポットサイズ変換器部82では、導波路テーパコア42の左右の共用層5を加工して導波路コア51(例えば、幅3μmなど)とすることで、導波路コア51から導波路テーパコア42にスポットサイズ変換されるダブルコア構造とすることができる。
(第3の実施の形態)
図3Aは、本発明の第3の実施形態の光集積回路1bの構造を示す断面図である。図3Bは、光集積回路1aのY−Y’(コア層4の半分の厚さの位置)を含む面の構造を示す平面図である。図3Cは、光集積回路1bの構造を示す上面図である。
(付記1)
基板上に設けられた光集積回路において、
光源と、前記光源から出力する光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換器部と、前記スポットサイズ変換器部に接続する導波路部と、前記導波路部に接続する能動部とを有し、
前記基板上に、下部クラッド層、コア層、共用層、上クラッド層を順次積層し、
前記共用層の屈折率は、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の屈折率よりも大きく、前記コア層の屈折率よりも小さく、
前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とは、前記共用層を有する、光集積回路。
(付記2)
前記共用層は、それぞれ、前記スポットサイズ変換器部のコア、前記導波路部の上クラッド、前記能動部の層間絶縁層である、付記1記載の光集積回路。
(付記3)
基板上に設けられた光集積回路において、
光源と、前記光源から出力する光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換器部と、前記スポットサイズ変換器部に接続する導波路部と、前記導波路部に接続する能動部とを有し、
前記基板上に共用層を有し、前記共有層は、前記スポットサイズ変換器部のコアとして、前記導波路部の上クラッドとして、前記能動部の層間絶縁層として、それぞれ機能する、光集積回路。
(付記4)
前記共用層は、前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とにわたり連続して存在する、付記1から3の内の1項記載の光集積回路。
(付記5)
前記光源は、半導体レーザである、付記1から4の内の1項記載の光集積回路。
(付記6)
前記半導体レーザの有する活性層の光軸と、前記スポットサイズ変換器部の有する前記共用層のコアの光軸とは、一致している、付記5記載の光集積回路。
(付記7)
前記スポットサイズ変換器部は、光の伝搬方向に対して幅もしくは厚さが単調に増減する前記コア層によるテーパ状のコアを有する、付記1または2項記載の光集積回路。
(付記8)
前記スポットサイズ変換器部は、前記テーパ状のコアの上に前記共用層によるコアを有する、付記7記載の光集積回路。
(付記9)
前記スポットサイズ変換器部は、前記テーパ状のコアの上に前記共用層によるスラブ導波路を有する、付記7記載の光集積回路。
(付記10)
前記能動部は、変調器もしくは受光器である、付記1から9の内の1項記載の光集積回路。
(付記11)
前記基板はSiを有する、付記1から10の内の1項記載の光集積回路。
(付記12)
前記共用層はSiO2よりも屈折率の高いSiOX、SiON、HfO2から選択される少なくとも一つを、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層はSiO2を、前記コア層はSiを、それぞれ有する、付記1または2の内の1項記載の光集積回路。
(付記13)
基板上に、光源と、前記光源から出力する光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換器部と、前記スポットサイズ変換器部に接続する導波路部と、前記導波路部に接続する能動部と、を有する光集積回路の製造方法において、
前記基板上に、下部クラッド層、コア層、共用層、上クラッド層を順次積層し、
前記共用層の屈折率を、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の屈折率よりも大きくし、前記コア層の屈折率よりも小さくし、
前記共有層を前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とに設ける、光集積回路の製造方法。
(付記14)
前記共用層を、前記スポットサイズ変換器部のコアとし、前記導波路部の上クラッドとし、前記能動部の層間絶縁層とする、付記13記載の光集積回路の製造方法。
(付記15)
前記共用層を、前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とにわたり連続的に設ける、付記13または14記載の光集積回路の製造方法。
(付記16)
前記光源を、半導体レーザとする、付記13から15の内の1項記載の光集積回路の製造方法。
(付記17)
前記半導体レーザの有する活性層の光軸と、前記スポットサイズ変換器部の有する前記共用層のコアの光軸とを、一致させる、付記16記載の光集積回路の製造方法。
(付記18)
前記スポットサイズ変換器部に、光の伝搬方向に対して幅もしくは厚さが単調に増減する前記コア層によるテーパ状のコアを設ける、付記13から17の内の1項記載の光集積回路の製造方法。
(付記19)
前記スポットサイズ変換器部に、前記テーパ状のコアの上に前記共用層によるコアを設ける、付記18記載の光集積回路の製造方法。
(付記20)
前記スポットサイズ変換器部に、前記テーパ状のコアの上に前記共用層によるスラブ導波路を設ける、付記18記載の光集積回路の製造方法。
(付記21)
前記能動部を、変調器もしくは受光器とする、付記13から20の内の1項記載の光集積回路の製造方法。
(付記22)
前記基板をSiとする、付記13から21の内の1項記載の光集積回路の製造方法。
(付記23)
前記共用層をSiO2よりも屈折率の高いSiOX、SiON、HfO2から選択される少なくとも一つとし、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層をSiO2とし、前記コア層をSiとする、付記13から22の内の1項記載の光集積回路の製造方法。
11 光源
12 スポットサイズ変換器部
13 導波路部
14 能動部
2 基板
3 下クラッド層
4 コア層
41 導波路コア
42 導波路テーパコア
5 共用層
51 導波路コア
6 上クラッド層
7 電極保護層
81 発光素子搭載部
811 台座
812 はんだ
813 下部電極
82 スポットサイズ変換器部
83、85 導波路部
84 変調器部
841、842 上部電極
86 受光器部
861 吸収層
862、863 上部電極
9 発光素子
91 活性層
92 発光素子電極
Claims (10)
- 基板上に設けられた光集積回路において、
光源と、前記光源から出力する光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換器部と、前記スポットサイズ変換器部に接続する導波路部と、前記導波路部に接続する能動部とを有し、
前記基板上に、下部クラッド層、コア層、共用層、上クラッド層を順次積層し、
前記共用層の屈折率は、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の屈折率よりも大きく、前記コア層の屈折率よりも小さく、
前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とは、前記共用層を有する、光集積回路。 - 前記共用層は、それぞれ、前記スポットサイズ変換器部のコア、前記導波路部の上クラッド、前記能動部の層間絶縁層である、請求項1記載の光集積回路。
- 基板上に設けられた光集積回路において、
光源と、前記光源から出力する光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換器部と、前記スポットサイズ変換器部に接続する導波路部と、前記導波路部に接続する能動部とを有し、
前記基板上に共用層を有し、前記共有層は、前記スポットサイズ変換器部のコアとして、前記導波路部の上クラッドとして、前記能動部の層間絶縁層として、それぞれ機能する、光集積回路。 - 前記共用層は、前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とにわたり連続して存在する、請求項1から3の内の1項記載の光集積回路。
- 前記スポットサイズ変換器部は、光の伝搬方向に対して幅もしくは厚さが単調に増減する前記コア層によるテーパ状のコアを有する、請求項1または2項記載の光集積回路。
- 前記スポットサイズ変換器部は、前記テーパ状のコアの上に、前記共用層によるコア、もしくは、前記共用層によるスラブ導波路を有する、請求項5記載の光集積回路。
- 前記共用層はSiO2よりも屈折率の高いSiOX、SiON、HfO2から選択される少なくとも一つを、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層はSiO2を、前記コア層はSiを、それぞれ有する、請求項1または2の内の1項記載の光集積回路。
- 基板上に、光源と、前記光源から出力する光のスポットサイズを変換するスポットサイズ変換器部と、前記スポットサイズ変換器部に接続する導波路部と、前記導波路部に接続する能動部と、を有する光集積回路の製造方法において、
前記基板上に、下部クラッド層、コア層、共用層、上クラッド層を順次積層し、
前記共用層の屈折率を、前記下部クラッド層および前記上部クラッド層の屈折率よりも大きくし、前記コア層の屈折率よりも小さくし、
前記共有層を前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とに設ける、光集積回路の製造方法。 - 前記共用層を、前記スポットサイズ変換器部のコアとし、前記導波路部の上クラッドとし、前記能動部の層間絶縁層とする、請求項8記載の光集積回路の製造方法。
- 前記共用層を、前記スポットサイズ変換器部と前記導波路部と前記能動部とにわたり連続的に設ける、請求項8または9記載の光集積回路の製造方法。
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