JP6650699B2 - レーザ装置及びレーザ装置の製造方法 - Google Patents
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Description
シリコン内および/またはシリコン上に配置されたIII-Vヘテロ構造のレーザ装置であって、
III-Vヘテロ構造の利得媒体と、
前記利得媒体と対向配置され、縦リブが設けられたスラブ導波路を有し、シリコン内に配置された光リブ導波路と、を備え、
前記光リブ導波路は、前記スラブ導波路における前記利得媒体に対し近い側面上に少なくとも一つのブラッグ格子が配置され、前記スラブ導波路における前記利得媒体に対しに対し遠い側面上に前記リブが配置されるように配向されることを特徴とするものを提供する。
ブラッグ格子の幅は、リブよりも大きい。
ブラッグ格子の幅は、スラブ導波路の幅にほぼ等しい。
モード変換器を形成するために、リブ導波路のリブの幅は出力導波路の方に向かうにつれて増加する。
リブの最小幅は0.4μmから0.7μmの間にある。
リブの最大幅は1μm以上で、特に1.1μmである。
リブの高さは、100nmから250nmの間で、特に200nmである。
スラブガイドの高さは、250nmから350nmの間で、特に300nmである。
スラブ導波路と縦リブは、それぞれ、結晶シリコンで形成されているか、または、一方がアモルファスシリコン、他方が結晶シリコンで形成されている。
縦リブは、結晶シリコンからなり、スラブ導波路を2層で構成され、縦リブと接触する一方の層は結晶シリコンで形成され、利得媒体の近くの位置にある他方の層は、アモルファスシリコンで形成されている。
キャリア基板の上方に配置された埋め込み絶縁層の上方に配置されたシリコン層に縦リブを有するスラブ導波路を備えたリブ導波路を形成する工程と、
前記リブ導波路を絶縁層で封入する工程と、
アセンブリしたものを反転する工程と、
前記キャリア基板を除去し前記埋め込み絶縁層における前記スラブ導波路の一方の側面が露出される工程と、
前記スラブ導波路の前記側面における少なくとも1つのブラッグ格子をエッチングによって製作する工程と、
絶縁層を堆積し、この層に対し化学的機械研磨を行う工程と、
III-V族半導体で形成されたヘテロ構造を堆積させる工程と、
利得媒体を得るために前記ヘテロ構造に対し選択的化学エッチングを行う工程と、
を備えているものである。
キャリア基板の上方に配置された埋め込み絶縁層の上方に配置されたシリコン層に縦リブを有するスラブ導波路を備えたリブ導波路を形成する工程と、
前記リブ導波路を絶縁層で封入する工程と、
アセンブリしたものを反転する工程と、
前記キャリア基板を除去し前記埋め込み絶縁層における前記スラブ導波路の一方の側面が露出される工程と、
前記スラブ導波路の側面にアモルファスシリコン層を堆積させる工程と、
前記アモルファスシリコン層内に少なくとも1つのブラッグ格子をエッチングによって製作する工程と、
絶縁層を堆積し、この層に対し化学的機械研磨を行う工程と、
III-V族半導体で形成されたヘテロ構造を堆積させる工程と、
利得媒体を得るために前記ヘテロ構造に対し選択的化学エッチングを行う工程と、
を備えているものである。
Claims (17)
- SOI基板上にIII−Vヘテロ構造の利得媒体(3)が配置されたIII-Vヘテロ構造のレーザ装置(1)であって、
III-Vヘテロ構造の利得媒体(3)と、
前記利得媒体(3)と対向配置され、縦リブ(17)が設けられたスラブ導波路(15)を有し、SOI基板内に配置された光リブ導波路(11)と、を備え、
前記光リブ導波路(11)は、前記スラブ導波路(15)における前記利得媒体(3)に対し近い側面(21)上に少なくとも一つのブラッグ格子(19、19a、19b)が配置され、前記スラブ導波路(15)における前記利得媒体(3)に対しに対し遠い側面(23)上に前記縦リブ(17)が配置されるように配向されることを特徴とするレーザ装置。 - スラブ導波路のIII−Vヘテロ構造の利得媒体と対向しない両側の側面(21)に2つのブラッグ格子(19a、19b)が配置されたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。
- 出力格子(27)と同じ側に配置された前記ブラッグ格子(19a)は、反射率が約50%で、利得媒体(3)と反対側に配置された前記ブラッグ格子(19b)は、90%よりも高い反射率を有していることを特徴とする請求項2に記載のレーザ装置。
- ブラッグ格子(19)は、III-Vヘテロ構造の前記利得媒体(3)に対向することを特徴とする請求項1に記載のレーザ装置。
- ブラッグ格子(19)は、シングルモード操作を保証するために、四分の一波長板(24)を備えることを特徴とする請求項4に記載のレーザ装置。
- 前記ブラッグ格子(19)の反射率は65%と80%の間にあることを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載のレーザ装置。
- 前記ブラッグ格子(19)の幅が前記縦リブ(17)の最大幅よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記ブラッグ格子(19)の幅は、前記スラブ導波路(15)の幅に実質的に等しいことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記光リブ導波路(11)の前記縦リブ(17)の幅は、モード変換器を形成するために、出力導波路(25)の方向に増加させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記縦リブ(17)の最小幅は0.4μmと0.7μmとの間にあることを特徴とする請求項9に記載のレーザ装置。
- 前記縦リブ(17)の最大幅は、1μmより大きく、特に1.1μmであることを特徴とする請求項9または10のいずれかに記載のレーザ装置。
- 前記縦リブ(17)の高さは、100nmから250nmの間であり、特に200nmであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記スラブ導波路(15)の高さは、250nmから350nmの間で、特には300nmであることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記スラブ導波路(15)と前記縦リブ(17)は、いずれも結晶シリコンにより、または一方が結晶シリコンで他方がアモルファスシリコンにより形成されたことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記縦リブ(17)は結晶シリコンで形成され、スラブ導波路(15)は2つの層により形成され前記縦リブ(17)と接する層は結晶シリコンで形成され、前記利得媒体(3)に近い位置の他方の層はアモルファスシリコンで形成されたことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載のレーザ装置。
- キャリア基板(104)の上方に配置された埋め込み絶縁層(102)の上方に配置されたシリコン層(100)に縦リブを有するスラブ導波路を備えた光リブ導波路(11)を形成する工程と、
前記光リブ導波路(11)を絶縁層(108)で封入する工程と、
アセンブリしたものを反転する工程と、
前記キャリア基板(104)を除去し前記埋め込み絶縁層(102)における前記スラブ導波路(15)の一方の側面が露出される工程と、
前記スラブ導波路(15)の前記側面(21)における少なくとも1つのブラッグ格子(19)をエッチングによって製作する工程と、
絶縁層(116)を堆積し、この層に対し化学的機械研磨を行う工程と、
III-V族半導体で形成されたヘテロ構造(118)を堆積させる工程と、
利得媒体(3)を得るために前記ヘテロ構造(118)に対し選択的化学エッチングを行う工程と、
を備えたことを特徴とするレーザ装置の製造方法。 - キャリア基板(104)の上方に配置された埋め込み絶縁層(102)の上方に配置されたシリコン層(100)に縦リブを有するスラブ導波路を備えた光リブ導波路(11)を形成する工程と、
前記光リブ導波路(11)を絶縁層(108)で封入する工程と、
アセンブリしたものを反転する工程と、
前記キャリア基板(104)を除去し前記埋め込み絶縁層(102)における前記スラブ導波路(15)の一方の側面が露出される工程と、
前記スラブ導波路(15)の側面にアモルファスシリコン層を堆積させる工程と、
前記アモルファスシリコン層内に少なくとも1つのブラッグ格子(19)をエッチングによって製作する工程と、
絶縁層(116)を堆積し、この層に対し化学的機械研磨を行う工程と、
III-V族半導体で形成されたヘテロ構造(118)を堆積させる工程と、
利得媒体(3)を得るために前記ヘテロ構造(118)に対し選択的化学エッチングを行う工程と、
を備えたことを特徴とするレーザ装置の製造方法。
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