JP6530631B2 - 光導波路素子 - Google Patents
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Description
上述したように、2×2MMIは、2つの位相状態を合成するために、熱膨張係数差によって発生する応力による結合率ずれは、信号品質の劣化に大きな影響を及ぼす。一方、1×2MMIは、光パワーの分岐、合成を行うだけなので、熱膨張係数差によって発生する応力が、信号品質の劣化に与える影響は少ない。しかしながら、1×2MMIにおいても、応力の影響を抑制することができれば、信号品質を維持することができるので、2×2MMIと同様の構成にすることが望ましい。
本実施形態において、光導波層であるハイメサ構造およびその他の光集積回路に密着する保護膜としてSiO2膜を用いた。しかしながら、SiN膜やSiON膜といった他の絶縁膜であっても、水分の浸入を防ぐことのできるバリア性の効果が期待できれば、保護膜として適用することができる。これら保護膜は、上述したように、その膜厚を1μm以下にすることができ、ハイメサ構造の寸法と比較すると小さく、光導波層へ与える応力はわずかである。従って、2×2MMIにおいては、SiO2膜411のみで覆い、BCB層を除去することにより、応力緩和の効果が得られ、2つの位相状態を等しいパワー比で合成することができる。
本実施形態の非電界印加領域のMQWコア層404の上部には、p型InAlAs層406と、n型InPクラッド層407とが積層されている。これらの層に導波光のモードフィールドが分布すると、光吸収となり損失増加要因となる。そこで、これらn型またはp型にドープされたクラッド層を除去し、SI−InP層をノンドープInPクラッド層405の上部に再成長させることにより、低損失な光導波路を構成することができる。従って、本実施形態の光変調器における電界印加領域以外の部分には、SI−InP層をクラッド層に置き換えることができる。SI−InP層をクラッド層に置き換えた2×2MMIであっても、本実施形態においては、BCB層で覆われることはないので、応力緩和の効果が得られ、変調時の信号品質の劣化を抑制することができる。
本実施形態では、n−p−i―n構造を有する光変調器を例に説明した。しかしながら、このような半導体断面構造に限られず、例えば、「C.Rolland et al.,“10 Gbit/s, 1.56μm multiquantum well InP/InGaAsP Mach-Zehnder optical modulator,” Electron, Lett.,vol.29, no.5, pp.471-472,1993」に記載されるようなp−i−n構造を有する光変調器であっても適用することができる。ハイメサ構造を覆う有機系材料とハイメサ構造を構成する半導体との間の熱膨張係数差が大きい場合には、本実施形態と同様の構成とすることにより、光変調器における信号品質の劣化を抑制することができる。
102,103,302,303 子MZI
111,121,122,131,132,311,321,322,331,332 1×2MMI
113,114,123,124,133,134,313,314,323,324,333,334 アーム導波路
112,312 2×2MMI
201,401 SI―InP基板
202,402 n型InP下部クラッド層
203,404 MQWコア層
204,403,405 ノンドープInPクラッド層
205 p型クラッド層
206,407 n型InPクラッド層
207,408 電極
208,409 接地電極
209,410 BCB層
406 p型InAlAs層
411 SiO2膜
Claims (4)
- 半導体基板上に、下部クラッド層、コア層および上部クラッド層の順に積層された光導波層を有する1×2多モード干渉計と2×2多モード干渉計を備える光導波路素子であって、
前記1×2多モード干渉計は入力光を分岐する干渉計であり、
前記1×2多モード干渉計および前記2×2多モード干渉計を光学的に接続する第1アーム導波路および第2アーム導波路を前記半導体基板上にさらに備え、
前記1×2多モード干渉計、前記第1アーム導波路および前記第2アーム導波路は、第1の保護膜で覆われており、
前記第1アーム導波路および前記第2アーム導波路は、前記第1の保護膜を覆う第2の保護膜でさらに覆われており、かつ、
前記2×2多モード干渉計は、前記第1の保護膜のみで覆われている
ことを特徴とする光導波路素子。 - 前記1×2多モード干渉計は、前記第1の保護膜のみで覆われている
ことを特徴とする、請求項1に記載の光導波路素子。 - 前記第1の保護膜は、シリコン酸化膜あるいは半絶縁性の化合物半導体膜であることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の光導波路素子。
- 前記第2の保護膜は、有機系材料を素材とすることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の光導波路素子。
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