JP6478907B2 - 端面光結合型シリコン光集積回路 - Google Patents
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Description
図6は、本発明の第1の実施形態による光集積回路において、結合端面部15またはスポットサイズ変換器10に対しマルチモード光導波路素子を適切に配置するための配置領域Z1を示した概略図である。ここでは、光集積回路平面(x−y座標系)上におけるスポットサイズ変換器10の位置を(xs,ys)およびマルチモード光導波路素子40の位置を(xm,ym)の座標で表わす。
図8は、本発明の第2の実施形態による多チャネル型の光集積回路1’’において、スポットサイズ変換器の位置に対しマルチモード光導波路素子を配置するための配置領域Z2を示した概略図である。
図9〜図12は、本発明の第2実施形態による多チャネル型の光集積回路1’’における回路平面上の光学素子のいくつかの配置例を示した概略図である。なお、図9(a)および図10(a)では、マルチモード光導波路素子401〜40nとしてMMIカプラを採用し、他方、図9(b),図10(b),図11および図12では、マルチモード光導波路素子401〜40nとして幅広導波路を採用している。さらに、図9〜図12では、外部光回路200として多チャネル型の半導体レーザを採用している。加えて、図9〜図12における多チャネル型の光集積回路は、光学素子として変調器600を備えている。しかしながら、これら半導体レーザおよび変調器の構成によって、本発明の端面光結合型シリコン光集積回路が限定されないことが当業者にとって理解されるべきである。また、第1実施形態の構成においてもこれらの配置例を当然に適用可能であることは言うまでもない。
2 回路基板
3 SiO2埋め込み酸化膜(BOX層)
4 Siコア層
5 上クラッド層
10,10’101〜10n スポットサイズ変換器
15,15’ 端面結合部
20,200 外部光回路
30,45 光導波路
301〜301n 光導波路
35 曲がり部
40,40’,401〜40n マルチモード光導波路素子
50,501〜50n 幅広光導波路
60,600 光変調器
80 迷光
Z1,Z2 マルチモード光導波路素子の配置領域
Claims (11)
- 光集積回路であって、基板上に積層されたSiO2埋め込み酸化膜層、該SiO2埋め込み酸化膜層の上に積層されたSiコア層、および前記Siコア層の上に積層されたSiよりも低い屈折率を有する上クラッド層に基づいて形成され、
当該光集積回路が、外部光回路に接続する1つ以上の端面結合部を含み、曲がり部を含む1つ以上の光導波路のそれぞれに信号光を入射するように構成されており、
光集積回路平面上において、任意の内から選択される1つの前記端面結合部の位置(xs,ys)と、各前記曲がり部を介して各前記光導波路が接続される任意のマルチモード光導波路素子の位置(xm,ym)とが、
の関係を満たし、
前記光集積回路平面上における少なくとも1つの前記曲がり部の曲がり開始位置が、対応する前記端面結合部での前記信号光の導波方向の線上にあるポイントであり、
該ポイントは、迷光が前記SiO2埋め込み酸化膜層の下面と前記上クラッド層の上面によって繰り返して反射され、反射経路上でそれらの間を伝播する結果として形成される迷光強度の分布の内、該迷光強度が小さいポイントを選択することで決定され、
少なくとも1つの前記マルチモード光導波路素子が、さらに、対応する前記端面結合部から所定の許容距離の範囲内に配置され、前記所定の許容距離が、前記少なくとも1つのマルチモード光導波路素子における前記信号光に対する前記迷光の相対強度がほぼ−30dBの値となるように規定される、ことを特徴とする、光集積回路。 - 請求項1に記載の光集積回路において、各前記端面結合部がスポットサイズ変換器を用いて形成され、前記外部光回路および前記光導波路にそれぞれ接続される、光集積回路。
- 請求項1または2に記載の光集積回路において、少なくとも1つ前記端面結合部の位置における前記信号光の導波方向と、対応する前記マルチモード光導波路素子の位置における前記信号光の導波方向とが略直交することを特徴とする、光集積回路。
- 請求項1から3のいずれか一項に記載の光集積回路において、前記上クラッド層がSiO2上クラッド層である、光集積回路。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の光集積回路において、前記マルチモード光導波路素子がMMIカプラ素子である、光集積回路。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の光集積回路において、前記マルチモード光導波路素子がマルチモード光導波路である、光集積回路。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の光集積回路において、前記外部光回路が半導体レーザである、光集積回路。
- 多チャネル型の光集積回路であって、基板上に積層されたSiO2埋め込み酸化膜層、該SiO2埋め込み酸化膜層の上に積層されたSiコア層、および前記Siコア層の上に積層されたSiよりも低い屈折率を有する上クラッド層に基づいて形成され、当該光集積回路が、
各々が曲がり部を含むn本(n≧2)の光導波路と、
前記光導波路の一方の端部に接続されるn個のスポットサイズ変換器であって、各々が外部光回路と端面結合して前記外部光回路からの信号光を光結合させ、前記光導波路に入射させるスポットサイズ変換器と、
前記光導波路の他方の端部に各々接続されるn個のマルチモード光導波路素子と、を備えており、
光集積回路平面上における少なくとも1つの前記曲がり部の曲がり開始位置が、対応する端面結合部での前記信号光の導波方向の線上にあるポイントであり、
該ポイントは、迷光が前記SiO 2 埋め込み酸化膜層の下面と前記上クラッド層の上面によって繰り返して反射され、反射経路上でそれらの間を伝播する結果として形成される迷光強度の分布の内、該迷光強度が小さいポイントを選択することで決定され、
前記光集積回路平面上において、前記n個のマルチモード光導波路素子の各々が、前記n個のスポットサイズ変換器のうち選択された任意のm個(1≦m≦n)のスポットサイズ変換器の各位置(xsi,ysi)(1≦i≦m)、およびそれに対応するマルチモード光導波路素子の各位置(xmi,ymi)に基づいて、
の数式で決定されるm個の領域の重複領域として決定される配置領域内に配置されることを特徴とする、光集積回路。 - 請求項8に記載の光集積回路において、m=2であり、2個の領域に基づいて決定される前記配置領域が、前記2個の領域における重複領域である、光集積回路。
- 請求項8または9に記載の光集積回路において、前記n個のマルチモード光導波路素子が、前記スポットサイズ変換器における信号光の導波方向の1つ以上の列上に整列して配置されることを特徴とする、光集積回路。
- 請求項8から10のいずれか一項に記載の光集積回路において、前記スポットサイズ変換器を当該光集積回路のチップコーナー部近傍に配置し、且つ、前記スポットサイズ変換器の位置における前記信号光の導波方向が、前記チップコーナー部を形成するチップ辺のいずれかに向けられるように配置される、光集積回路。
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