JP7072736B1 - 半導体光位相変調器及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

半導体光位相変調器（１）は、光位相変調素子（３）と、光位相変調素子（３）に入力される光を増幅する第一半導体光増幅器（４０）と、光位相変調素子（３）から出力される変調信号光を増幅する第二半導体光増幅器（５０）とを備える。半導体光位相変調器（１）の光入力端は、第一半導体光増幅器（４０）の光入力端面（４０ａ）である。半導体光位相変調器（１）の光出力端は、第二半導体光増幅器（５０）の光出力端面（５０ａ）である。

Description

本開示は、半導体光位相変調器及びその検査方法に関する。

特許第６５４１８９８号公報（特許文献１）は、光位相変調器を開示している。この光位相変調器は、ＱＰＳＫ位相変調器と、ＱＰＳＫ位相変調器の入力に配置されている第一半導体光増幅器と、ＱＰＳＫ位相変調器の出力に配置されている第二半導体光増幅器とを備えている。

特許第６５４１８９８号公報

光位相変調器に光を入力するために、光位相変調器の光入力端は、入力光ファイバに光学的に結合される。光位相変調器で生成された変調信号光を伝送するために、光位相変調器の光出力端は、出力光ファイバに光学的に結合される。しかし、特許文献１に開示されている光位相変調器では、光位相変調器の光入力端と第一半導体光増幅器との間に入力受動導波路が形成されているとともに、光位相変調器の光出力端と第二半導体光増幅器との間に出力受動導波路が形成されている。入力受動導波路及び出力受動導波路の各々の光閉じ込め係数は、第一半導体光増幅器の光閉じ込め係数より大きく、かつ、第二半導体光増幅器の光閉じ込め係数より大きい。入力受動導波路及び出力受動導波路の各々における光のモードフィールド径は小さいため、光位相変調器と入力光ファイバとの間の光結合損失、及び、光位相変調器と出力光ファイバとの間の光結合損失は大きい。

また、特許文献１に開示されている光位相変調器の検査は、以下の方法で行われる。光位相変調器の光入力端に、検査光源と入力光ファイバを配置する。光位相変調器の光出力端に、出力光ファイバとパワーメータとを配置する。光源から放射された光を、入力光ファイバを通して、光位相変調器に入射させる。光位相変調器から出力された光を、出力光ファイバを通して、パワーメータに入射させる。パワーメータの出力が基準出力以上である場合には、光位相変調器は良品であると判断する。これに対し、パワーメータの出力が基準出力未満である場合には、光位相変調器は不良品であると判断する。このような光位相変調器の検査方法では、光位相変調器に対して、入力光ファイバ及び出力光ファイバを正確に位置合わせする必要がある。しかし、光位相変調器に対する入力光ファイバ及び出力光ファイバの位置合わせには多くの時間がかかる。

本開示の第一の局面の目的は、光ファイバとの光結合損失を減少させることができる半導体光位相変調器を提供することである。本開示の第二の局面の目的は、半導体光位相変調器の検査時間を短縮することができる半導体光位相変調器の検査方法を提供することである。

本開示の半導体光位相変調器は、光位相変調素子と、光位相変調素子に入力される光を増幅する第一半導体光増幅器と、光位相変調素子から出力される変調信号光を増幅する第二半導体光増幅器とを備える。第一半導体光増幅器は、第一多重量子井戸構造を有する第一コア層を含む。光位相変調素子は、第二多重量子井戸構造を有する第二コア層を含む。第二半導体光増幅器は、第三多重量子井戸構造を有する第三コア層を含む。第一コア層の第一厚さは、第二コア層の第二厚さより小さい。第一多重量子井戸構造の第一の井戸層数は、第二多重量子井戸構造の第二の井戸層数より少ない。第三コア層の第三厚さは、第二コア層の第二厚さより小さい。第三多重量子井戸構造の第三の井戸層数は、第二多重量子井戸構造の第二の井戸層数より少ない。半導体光位相変調器の光入力端は、第一半導体光増幅器の光入力端面である。半導体光位相変調器の光出力端は、第二半導体光増幅器の光出力端面である。

本開示の半導体光位相変調器の検査方法は、第一半導体光増幅器及び第二半導体光増幅器の一方に順バイアス電圧を印加して、第一半導体光増幅器及び第二半導体光増幅器の一方から検査光を放射させることと、第一半導体光増幅器及び第二半導体光増幅器の他方に逆バイアス電圧を印加することと、第一半導体光増幅器及び第二半導体光増幅器の他方において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較することとを備える。

そのため、第一半導体光増幅器の光閉じ込め係数は、光位相変調素子の光閉じ込め係数より小さく、かつ、第二半導体光増幅器の光閉じ込め係数は、光位相変調素子の光閉じ込め係数より小さい。第一半導体光増幅器及び第二半導体光増幅器の各々における光のモードフィールド径が増加する。半導体光位相変調器と入力光ファイバとの間の光結合損失と半導体光位相変調器と出力光ファイバとの間の光結合損失は、減少し得る。

本開示の半導体光位相変調器の検査方法では、半導体光位相変調器とは別に、検査光源と、入力光ファイバと、出力光ファイバと、パワーメータとを準備する必要がなく、半導体光位相変調器に対して、検査光源と入力光ファイバと出力光ファイバとパワーメータとを位置合わせする必要がない。そのため、本開示の半導体光位相変調器の検査方法によれば、半導体光位相変調器の検査時間を短縮することができる。

実施の形態１の半導体光位相変調器の概略平面図である。 実施の形態１の半導体光位相変調器の受動導波路の概略断面図である。 実施の形態１の半導体光位相変調器の光スプリッタ及び光カプラの概略断面図である。 実施の形態１の半導体光位相変調器の位相変調部及び位相調整部の概略断面図である。 実施の形態１の半導体光位相変調器の第一半導体光増幅器の概略断面図である。 実施の形態１の半導体光位相変調器の第二半導体光増幅器の概略断面図である。 実施の形態１の半導体光位相変調装置の制御ブロック図である。 実施の形態１の半導体光位相変調器の検査方法のフローチャートを示す図である。 実施の形態２の半導体光位相変調器の概略平面図である。 実施の形態２の半導体光位相変調器のモニタ用フォトダイオードの概略断面図である。 実施の形態２の半導体光位相変調器のモニタ用フォトダイオードの概略断面図である。 実施の形態２の半導体光位相変調器の検査方法のフローチャートを示す図である。 実施の形態３の半導体光位相変調器の概略平面図である。 実施の形態３の半導体光位相変調器の第三半導体光増幅器の概略断面図である。 実施の形態３の半導体光位相変調器の検査方法のフローチャートを示す図である。

以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１から図６を参照して、実施の形態１の半導体光位相変調器１を説明する。半導体光位相変調器１は、光位相変調素子３と、第一半導体光増幅器４０と、第二半導体光増幅器５０と、基板９とを主に備える。

基板９は、例えば、ＩｎＰ基板のような半導体基板である。基板９は、第一端面９ａと、第二端面９ｂとを含む。第二端面９ｂは、第一端面９ａとは反対側にあってもよい。光位相変調素子３と第一半導体光増幅器４０と第二半導体光増幅器５０とは、基板９上に形成されている。

光位相変調素子３は、例えば、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）が可能なＩＱ（In-phase Quadrature）光変調部である。光位相変調素子３は、親マッハツェンダ干渉計１０と、二つの子マッハツェンダ干渉計２０と、位相変調部２５，２６と、親位相調整部１７，１８と、子位相調整部２７，２８とを含む。親マッハツェンダ干渉計１０と、二つの子マッハツェンダ干渉計２０と、位相変調部２５，２６と、親位相調整部１７，１８と、子位相調整部２７，２８とは、材料及び層構造において共通するコア層（コア層３２，４２，５２）を含んでもよい。

親マッハツェンダ干渉計１０は、二本の第一アーム導波路１１，１２と、光スプリッタ１３と、光カプラ１４とを含む。

図２に示されるように、第一アーム導波路１１，１２は、各々、下部クラッド層３１と、コア層３２と、上部クラッド層３３とを含む。第一アーム導波路１１，１２は、絶縁保護層３７をさらに含んでもよい。

下部クラッド層３１は、基板９上に形成されている。下部クラッド層３１は、例えば、ｎ型ＩｎＰ層である。コア層３２は、下部クラッド層３１上に形成されている。コア層３２の屈折率は、下部クラッド層３１の屈折率より大きく、かつ、上部クラッド層３３の屈折率より大きい。コア層３２は、例えば、ＡｌＧａＩｎＡｓのような半導体材料で形成されている。コア層３２は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。上部クラッド層３３は、コア層３２上に形成されている。上部クラッド層３３は、例えば、ｉ型ＩｎＰ層である。第一アーム導波路１１，１２は、各々、ハイメサ構造を有している。

絶縁保護層３７が、ハイメサ構造上に形成されている。具体的には、絶縁保護層３７は、上部クラッド層３３の上面及び側面上と、コア層３２の側面上と、下部クラッド層３１上とに形成されている。絶縁保護層３７は、酸化シリコンもしくは窒化シリコンのような無機絶縁材料、または、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のような有機絶縁材料で形成されている。絶縁保護層３７は、半導体光位相変調器１が半導体光位相変調器１の周囲雰囲気に含まれている酸素または水などに接触して、酸化または変質することを防ぐ。

光スプリッタ１３は、二本の第一アーム導波路１１，１２と第一半導体光増幅器４０との間に形成されている。光スプリッタ１３は、第一半導体光増幅器４０によって増幅された光を分波して、二本の第一アーム導波路１１，１２に出力する。図３に示されるように、光スプリッタ１３は、第一アーム導波路１１，１２と同様に、下部クラッド層３１と、コア層３２と、上部クラッド層３３とを含む。光スプリッタ１３は、第一アーム導波路１１，１２と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有している。光スプリッタ１３は、例えば、多モード干渉（ＭＭＩ）スプリッタである。光スプリッタ１３は、例えば、２×２ＭＭＩスプリッタである。光スプリッタ１３のコア層３２の幅は、二本の第一アーム導波路１１，１２の各々のコア層３２の幅より大きい。

光スプリッタ１３の二つの出力ポートは、二本の第一アーム導波路１１，１２に接続されている。光スプリッタ１３の二つの入力ポートのうちの一方は、第一半導体光増幅器４０に光学的に結合されている。具体的には、光導波路３９は、光スプリッタ１３の二つの入力ポートのうちの一方と第一半導体光増幅器４０とに接続されている。光導波路３９は、第一アーム導波路１１，１２の各々と同じ構成を有している。

光カプラ１４は、二本の第一アーム導波路１１，１２と第二半導体光増幅器５０との間に形成されている。光カプラ１４は、二本の第一アーム導波路１１，１２を伝搬する光を合波して、第二半導体光増幅器５０に向けて出力する。図３に示されるように、光カプラ１４は、光スプリッタ１３と同様に構成されている。光カプラ１４は、光スプリッタ１３及び第二アーム導波路と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有している。光カプラ１４は、例えば、ＭＭＩカプラである。光カプラ１４は、例えばえ、２×２ＭＭＩカプラである。光カプラ１４のコア層３２の幅は、二本の第一アーム導波路１１，１２の各々のコア層３２の幅より大きい。

光カプラ１４の二つの入力ポートは、二本の第一アーム導波路１１，１２に接続されている。光カプラ１４の二つの出力ポートのうちの一方は、第二半導体光増幅器５０に光学的に結合されている。具体的には、光導波路４９は、光カプラ１４の二つの出力ポートのうちの一方と第二半導体光増幅器５０とに接続されている。光導波路４９は、第一アーム導波路１１，１２の各々と同じ構成を有している。

二つの子マッハツェンダ干渉計２０は、それぞれ、二本の第一アーム導波路１１，１２に接続されている。第一アーム導波路１１に接続されている子マッハツェンダ干渉計２０と位相変調部２５，２６は、例えば、Ｉチャネル用のマッハツェンダ型光位相変調器を構成する。第一アーム導波路１２に接続されている子マッハツェンダ干渉計２０と位相変調部２５，２６は、例えば、Ｑチャネル用のマッハツェンダ型光位相変調器を構成する。子マッハツェンダ干渉計２０は、各々、二本の第二アーム導波路２１，２２と、光スプリッタ２３と、光カプラ２４とを含む。

図２に示されるように、第二アーム導波路２１，２２は、各々、第一アーム導波路１１，１２の各々と同じ構成を有している。第二アーム導波路２１，２２は、第一アーム導波路１１，１２と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有している。

光スプリッタ２３は、二本の第二アーム導波路２１，２２と光スプリッタ１３との間に形成されている。光スプリッタ２３は、光スプリッタ１３によって分波された光をさらに分波して、二本の第二アーム導波路２１，２２に出力する。図３に示されるように、光スプリッタ２３は、光スプリッタ１３と同様に構成されている。光スプリッタ２３は、例えば、ＭＭＩスプリッタである。光スプリッタ２３は、例えば、２×２ＭＭＩスプリッタである。光スプリッタ２３の二つの出力ポートは、二本の第二アーム導波路２１，２２に接続されている。光スプリッタ２３の二つの入力ポートのうちの一方は、二本の第一アーム導波路１１，１２のうちの一つに接続されている。

光カプラ２４は、二本の第二アーム導波路２１，２２と光カプラ１４との間に形成されている。光カプラ２４は、二本の第二アーム導波路２１，２２を伝搬する光を合波して、光カプラ１４に向けて出力する。図３に示されるように、光カプラ２４は、光カプラ１４と同様に構成されている。光カプラ２４は、例えば、ＭＭＩカプラである。光カプラ２４は、例えば、２×２ＭＭＩカプラである。光カプラ２４の二つの入力ポートは、二本の第二アーム導波路２１，２２に接続されている。光カプラ２４の二つの出力ポートのうちの一方は、二本の第一アーム導波路１１，１２のうちの一つに接続されている。

位相変調部２５，２６は、二本の第二アーム導波路２１，２２に設けられている。具体的には、位相変調部２５は、第二アーム導波路２１に設けられている。位相変調部２６は、第二アーム導波路２２に設けられている。図４に示されるように、位相変調部２５，２６は、各々、下部クラッド層３１、コア層３２及び上部クラッド層３３ｂに加えて、コンタクト層３４と、電極３６とを含む。位相変調部２５，２６は、絶縁保護層３７をさらに含んでもよい。位相変調部２５，２６の上部クラッド層３３ｂは、例えば、ｐ型ＩｎＰ層である。コンタクト層３４は、例えば、ｐ型ＩｎＧａＡｓ層、ＡｕＺｎ層またはＡｕＢｅ層である。電極３６は、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ、ＮｂまたはＮｉのような金属で形成されている。位相変調部２５，２６は、例えば、ハイメサ構造を有している。

絶縁保護層３７が、ハイメサ構造上に形成されている。具体的には、絶縁保護層３７は、コンタクト層３４の側面上と、上部クラッド層３３ｂの側面上と、コア層３２の側面上と、下部クラッド層３１上とに形成されている。

親位相調整部１７，１８は、二本の第一アーム導波路１１，１２に設けられている。具体的には、親位相調整部１７は、第一アーム導波路１１に設けられている。親位相調整部１８は、第一アーム導波路１２に設けられている。図４に示されるように、親位相調整部１７，１８は、位相変調部２５，２６と同じ構成を有している。親位相調整部１７，１８は、位相変調部２５，２６と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有している。例えば、光カプラ１４の入力ポートにおいて第一アーム導波路１１から出力されるＩチャネル光信号と第一アーム導波路１２から出力されるＱチャネル光信号との間の位相差がπ／２となるように、親位相調整部１７，１８においてＩチャネル光信号及びＱチャネル光信号に与えられる位相が調整される。

子位相調整部２７，２８は、二本の第二アーム導波路２１，２２に設けられている。具体的には、子位相調整部２７は、第二アーム導波路２１に設けられている。子位相調整部２８は、第二アーム導波路２２に設けられている。図４に示されるように、子位相調整部２７，２８は、位相変調部２５，２６と同じ構成を有している。子位相調整部２７，２８は、位相変調部２５，２６と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有している。

第一半導体光増幅器４０は、光位相変調素子３と基板９の第一端面９ａとの間に形成されている。半導体光位相変調器１の光入力端は、第一半導体光増幅器４０の光入力端面４０ａである。第一半導体光増幅器４０は、入力光ファイバ５ａに光学的に結合される。第一半導体光増幅器４０の光入力端面４０ａは、基板９の第一端面９ａに面一であってもよい。第一半導体光増幅器４０は、光位相変調素子３に入力される光を増幅する。

図５に示されるように、第一半導体光増幅器４０は、下部クラッド層４１と、コア層４２と、上部クラッド層４３と、電流ブロック層４５と、コンタクト層４４ａ，４４ｂと、電極４６ａ，４６ｂとを含む。第一半導体光増幅器４０は、絶縁保護層３７をさらに含んでもよい。

下部クラッド層４１は、基板９上に形成されている。下部クラッド層４１は、例えば、ｎ型ＩｎＰ層である。コア層４２は、下部クラッド層４１上に形成されている。コア層４２の屈折率は、下部クラッド層４１の屈折率より大きく、かつ、上部クラッド層４３の屈折率より大きい。コア層４２は、例えば、ＡｌＧａＩｎＡｓのような半導体材料で形成されている。コア層４２は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。第一半導体光増幅器４０のコア層４２の厚さは、光位相変調素子３のコア層３２の厚さより小さい。第一半導体光増幅器４０のコア層４２の井戸層数は、光位相変調素子３のコア層３２の井戸層数より少ない。そのため、第一半導体光増幅器４０の光閉じ込め係数は、光位相変調素子３の光閉じ込め係数より小さい。上部クラッド層４３は、例えば、ｐ型ＩｎＰ層である。第一半導体光増幅器４０は、例えば、ハイメサ構造を有している。

電流ブロック層４５は、コア層４２の両側面に形成されている。電流ブロック層４５は、電極４６ａ，４６ｂ間を流れる電流を、コア層４２に集中させる。電流ブロック層４５は、例えば、ｐ型ＩｎＰのようなｐ型半導体層４５ａと、ｎ型ＩｎＰのようなｎ型半導体層４５ｂとを含む。電流ブロック層４５は、Ｆｅ添加ＩｎＰ層のような半絶縁層であってもよい。コンタクト層４４ａ，４４ｂは、例えば、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層、ＡｕＺｎ層またはＡｕＢｅ層である。電極４６ａ，４６ｂは、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ、ＮｂまたはＮｉのような金属で形成されている。

絶縁保護層３７が、ハイメサ構造上に形成されている。具体的には、絶縁保護層３７は、コンタクト層４４ａ，４４ｂ上と、上部クラッド層４３の側面上と、電流ブロック層４５の側面上と、下部クラッド層４１上とに形成されている。

第二半導体光増幅器５０は、光位相変調素子３と基板９の第二端面９ｂとの間に形成されている。半導体光位相変調器１の光出力端は、第二半導体光増幅器５０の光出力端面５０ａである。第二半導体光増幅器５０は、出力光ファイバ５ｂに光学的に結合される。第二半導体光増幅器５０の光出力端面５０ａは、基板９の第二端面９ｂに面一であってもよい。第二半導体光増幅器５０は、光位相変調素子３から出力される変調信号光を増幅する。

第二半導体光増幅器５０は、第一半導体光増幅器４０と同様に構成されている。具体的には、図６に示されるように、第二半導体光増幅器５０は、下部クラッド層５１と、コア層５２と、上部クラッド層５３と、電流ブロック層５５と、コンタクト層５４ａ，５４ｂと、電極５６ａ，５６ｂとを含む。電流ブロック層５５は、例えば、ｐ型ＩｎＰのようなｐ型半導体層５５ａと、ｎ型ＩｎＰのようなｎ型半導体層５５ｂとを含む。電流ブロック層５５は、Ｆｅ添加ＩｎＰ層のような半絶縁層であってもよい。第二半導体光増幅器５０は、絶縁保護層３７をさらに含んでもよい。第一半導体光増幅器４０のコア層４２と第二半導体光増幅器５０のコア層５２とは、互いに同じ材料で形成されており、かつ、互いに同じ層構造を有してもよい。

第二半導体光増幅器５０のコア層５２の厚さは、光位相変調素子３のコア層３２の厚さより小さい。第二半導体光増幅器５０のコア層５２の井戸層数は、光位相変調素子３のコア層３２の井戸層数より少ない。そのため、第二半導体光増幅器５０のコア層５２の光閉じ込め係数は、光位相変調素子３のコア層３２の光閉じ込め係数より小さい。

第二半導体光増幅器５０の第二長さは、第一半導体光増幅器４０の第一長さより短くてもよい。本明細書において、第一半導体光増幅器４０の第一長さは、第一半導体光増幅器４０の光入力端面４０ａと第一半導体光増幅器４０の光出力端面との間の長さを意味し、第二半導体光増幅器５０の第二長さは、第二半導体光増幅器５０の光入力端面と第二半導体光増幅器５０の光出力端面５０ａとの間の長さを意味する。

一般に、半導体光増幅器に入射する光の強度分布に依存して、半導体光増幅器内のキャリア密度が変動する。半導体光増幅器に入射する光の強度分布は、当該光の進行方向に垂直な断面における当該光の強度分布を意味する。半導体光増幅器内のキャリア密度の変動は、半導体光増幅器内の屈折率を変動させて、半導体光増幅器によって増幅される光に位相歪みを生じさせる。より強度が大きな光が入射する第二半導体光増幅器５０の第二長さを第一半導体光増幅器４０の第一長さより短くすることによって、第二半導体光増幅器５０が光位相変調素子３から出力される変調信号光に与える位相歪みを減少させることができる。

図７を参照して、光位相変調装置２は、半導体光位相変調器１と、コントローラ７とを備える。半導体光位相変調器１は、コントローラ７に接続されている。コントローラ７は、位相変調部２５，２６に印加する電圧と、親位相調整部１７，１８に印加する電圧と、子位相調整部２７，２８に印加する電圧と、第一半導体光増幅器４０に注入する電流と、第二半導体光増幅器５０に注入する電流と、第一半導体光増幅器４０に印加する電圧と、第二半導体光増幅器５０に印加する電圧とを制御し得る。コントローラ７は、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較して、半導体光位相変調器１が良品であるか否かを判断し得る。コントローラ７は、例えば、プロセッサを含むマイクロコンピュータまたは電子回路である。

本実施の形態の半導体光位相変調器１の動作を説明する。
第一半導体光増幅器４０は、半導体光位相変調器１に入力される光を増幅する。位相変調部２５，２６に高周波電気信号を印加して、位相変調部２５，２６のコア層３２の屈折率を変化させる。第一アーム導波路１１に接続されている子マッハツェンダ干渉計２０は、Ｉチャネル光信号を出力する。第一アーム導波路１２に接続されている子マッハツェンダ干渉計２０は、Ｑチャネル光信号を出力する。光カプラ１４は、Ｉチャネル光信号とＱチャネル光信号とを合波する。光位相変調素子３は、変調信号光を第二半導体光増幅器５０に向けて出力する。第二半導体光増幅器５０は、変調信号光を増幅する。こうして、半導体光位相変調器１は、変調信号光を出力する。

図８を参照して、実施の形態１の半導体光位相変調器１の検査方法を説明する。
本実施の形態の半導体光位相変調器１の検査方法は、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方から検査光を放射させること（Ｓ１）と、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方に逆バイアス電圧を印加すること（Ｓ２）と、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較することと（Ｓ５）を備える。半導体光位相変調器１が親位相調整部１７，１８と子位相調整部２７，２８とを備えている場合には、本実施の形態の半導体光位相変調器１の検査方法は、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整すること（Ｓ３）と、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整すること（Ｓ４）とをさらに備える。

ステップＳ１では、例えば、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方に順バイアス電圧を印加する。第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方は、増幅された自然放射光（ＡＳＥ光）を放射する。このＡＳＥ光は検査光として利用され、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方は検査光の光源として機能する。

ステップＳ２では、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方に逆バイアス電圧を印加する。第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方は、検査光の強度を検出するフォトダイオードとして機能する。ステップＳ２とステップＳ１とは、いずれか先に行われてもよい。

ステップＳ３では、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整する。例えば、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方で検出される検査光の強度が最大となるように、コントローラ７は、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整する。

ステップＳ４では、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整する。例えば、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方で検出される検査光の強度が最大となるように、コントローラ７は、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整する。ステップＳ３とステップＳ４とは、繰り返し行われてもよい。

ステップＳ５では、コントローラ７は、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較する。例えば、検査光の強度が基準光強度以上であるとき、コントローラ７は、半導体光位相変調器１が良品であると判断する。これに対し、検査光の強度が基準光強度未満であるとき、コントローラ７は、半導体光位相変調器１が不良品であると判断する。

本実施の形態の半導体光位相変調器１及びその検査方法の効果を説明する。
本実施の形態の半導体光位相変調器１は、光位相変調素子３と、光位相変調素子３に入力される光を増幅する第一半導体光増幅器４０と、光位相変調素子３から出力される変調信号光を増幅する第二半導体光増幅器５０とを備える。第一半導体光増幅器４０は、第一多重量子井戸構造を有する第一コア層（コア層４２）を含む。光位相変調素子３は、第二多重量子井戸構造を有する第二コア層（コア層３２）を含む。第二半導体光増幅器５０は、第三多重量子井戸構造を有する第三コア層（コア層５２）を含む。第一コア層の第一厚さは、第二コア層の第二厚さより小さい。第一多重量子井戸構造の第一の井戸層数は、第二多重量子井戸構造の第二の井戸層数より少ない。第三コア層の第三厚さは、第二コア層の第二厚さより小さい。第三多重量子井戸構造の第三の井戸層数は、第二多重量子井戸構造の第二の井戸層数より少ない。半導体光位相変調器１の光入力端は、第一半導体光増幅器４０の光入力端面４０ａである。半導体光位相変調器１の光出力端は、第二半導体光増幅器５０の光出力端面５０ａである。

そのため、第一半導体光増幅器４０の光閉じ込め係数は、光位相変調素子３の光閉じ込め係数より小さく、かつ、第二半導体光増幅器５０の光閉じ込め係数は、光位相変調素子３の光閉じ込め係数より小さい。第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の各々における光のモードフィールド径が増加する。半導体光位相変調器１と入力光ファイバ５ａとの間の光結合損失と半導体光位相変調器１と出力光ファイバ５ｂとの間の光結合損失は、減少し得る。

本実施の形態の半導体光位相変調器１は、光位相変調素子３と第一半導体光増幅器４０と第二半導体光増幅器５０とが搭載されている基板９をさらに備える。第一半導体光増幅器４０の光入力端面４０ａは、基板９の第一端面９ａに面一である。第二半導体光増幅器５０の光出力端面５０ａは、第一端面９ａとは異なる基板９の第二端面９ｂに面一である。そのため、半導体光位相変調器１と入力光ファイバ５ａとの間の光結合損失と半導体光位相変調器１と出力光ファイバ５ｂとの間の光結合損失は、減少し得る。

本実施の形態の半導体光位相変調器１では、第二半導体光増幅器５０の第二長さは、第一半導体光増幅器４０の第一長さより短い。そのため、第二半導体光増幅器５０が光位相変調素子３から出力される変調信号光に与える位相歪みを減少させることができる。半導体光位相変調器１は、より高品質な位相変調信号光を出力することができる。

本実施の形態の半導体光位相変調器１では、第一コア層（コア層４２）及び第三コア層（コア層５２）は、互いに同じ材料で形成されており、かつ、互いに同じ層構造を有している。そのため、半導体光位相変調器１のコア層は、二種類のコア材料で形成される。半導体光位相変調器１のコア層の種類が減少するため、半導体光位相変調器１のコストが低減し得る。

本実施の形態の半導体光位相変調器１では、光位相変調素子３は、親マッハツェンダ干渉計１０と、二つの子マッハツェンダ干渉計２０と、位相変調部２５，２６とを含む。親マッハツェンダ干渉計１０は、二本の第一アーム導波路１１，１２を含む。二つの子マッハツェンダ干渉計２０は、それぞれ、二本の第一アーム導波路１１，１２に接続されており、かつ、二つの子マッハツェンダ干渉計２０は、各々、二本の第二アーム導波路２１，２２を含む。位相変調部２５，２６は、二本の第二アーム導波路２１，２２に設けられている。そのため、半導体光位相変調器１は、ＱＰＳＫのような多値位相変調信号を出力することができる。

本実施の形態の半導体光位相変調器１では、光位相変調素子３は、親位相調整部１７，１８と、子位相調整部２７，２８とをさらに含む。親位相調整部１７，１８は、二本の第一アーム導波路１１，１２に設けられている。子位相調整部２７，２８は、二本の第二アーム導波路２１，２２に設けられている。そのため、半導体光位相変調器１は、より高品質な多値位相変調信号を出力することができる。

本実施の形態の半導体光位相変調器１の検査方法は、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方に順バイアス電圧を印加して、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方から検査光を放射させること（Ｓ１）と、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方に逆バイアス電圧を印加すること（Ｓ２）と、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較することと（Ｓ５）を備える。

本実施の形態の半導体光位相変調器１の検査方法では、半導体光位相変調器１とは別に、検査光源と、入力光ファイバと、出力光ファイバと、パワーメータとを準備する必要がなく、半導体光位相変調器１に対して、検査光源と入力光ファイバと出力光ファイバとパワーメータとを位置合わせする必要がない。そのため、半導体光位相変調器１の検査時間が短縮され得る。

実施の形態２．
図９から図１２を参照して、実施の形態２の半導体光位相変調器１ｂを説明する。本実施の形態の半導体光位相変調器１ｂは、実施の形態１の半導体光位相変調器１と同様の構成を備えるが、主に、以下の点で異なる。

図９を参照して、半導体光位相変調器１ｂは、モニタ用フォトダイオード６０と、モニタ用フォトダイオード７０とをさらに備える。モニタ用フォトダイオード６０は、光カプラ１４の二つの出力ポートのうちの他方に光学的に結合されている。モニタ用フォトダイオード７０は、光カプラ２４の二つの出力ポートのうちの他方に光学的に結合されている。

図１０を参照して、モニタ用フォトダイオード６０は、下部クラッド層６１と、光吸収層６２と、上部クラッド層６３と、コンタクト層６４ａ，６４ｂと、電極６６ａ，６６ｂとを含む。モニタ用フォトダイオード６０は、絶縁保護層３７をさらに含んでもよい。

下部クラッド層６１は、基板９上に形成されている。下部クラッド層６１は、例えば、ｎ型ＩｎＰ層である。光吸収層６２の屈折率は、下部クラッド層６１の屈折率より大きく、かつ、上部クラッド層６３の屈折率より大きい。光吸収層６２は、例えば、ＡｌＧａＩｎＡｓのような半導体材料で形成されている。光吸収層６２は、例えば、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有している。モニタ用フォトダイオード６０の光吸収層６２は、第一半導体光増幅器４０のコア層４２及び第二半導体光増幅器５０のコア層５２と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有してもよい。上部クラッド層６３は、例えば、ｐ型ＩｎＰ層である。モニタ用フォトダイオード６０は、例えば、ハイメサ構造を有している。

コンタクト層６４ａ，６４ｂは、例えば、ｎ型ＩｎＧａＡｓ層、ＡｕＺｎ層またはＡｕＢｅ層である。電極６６ａ，６６ｂは、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｐｔ、ＮｂまたはＮｉのような金属で形成されている。絶縁保護層３７が、ハイメサ構造上に形成されている。具体的には、絶縁保護層３７は、コンタクト層６４ａ，６４ｂ上と、上部クラッド層６３の側面上と、下部クラッド層６１上とに形成されている。

図１１を参照して、モニタ用フォトダイオード７０は、モニタ用フォトダイオード６０と同じ構成を有している。具体的には、モニタ用フォトダイオード７０は、各々、下部クラッド層７１と、光吸収層７２と、上部クラッド層７３と、コンタクト層７４ａ，７４ｂと、電極７６ａ，７６ｂとを含む。モニタ用フォトダイオード７０は、絶縁保護層３７をさらに含んでもよい。モニタ用フォトダイオード７０の光吸収層７２は、モニタ用フォトダイオード６０の光吸収層６２と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有している。モニタ用フォトダイオード７０の光吸収層７２は、第一半導体光増幅器４０のコア層４２及び第二半導体光増幅器５０のコア層５２と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有してもよい。

図７を参照して、本実施の形態の光位相変調装置２は、実施の形態１の光位相変調装置２と同様であるが、半導体光位相変調器１に代えて、半導体光位相変調器１ｂを備えている。コントローラ７は、モニタ用フォトダイオード６０，７０から検査光の強度に関する信号を受信し得る。

図１２を参照して、実施の形態２の半導体光位相変調器１ｂの検査方法を説明する。本実施の形態の半導体光位相変調器１ｂの検査方法は、実施の形態１の半導体光位相変調器１の検査方法と同様のステップを備えるが、主に、以下の点で異なる。本実施の形態の半導体光位相変調器１ｂの検査方法は、モニタ用フォトダイオード６０，７０に逆バイアス電圧を印加すること（Ｓ１２）をさらに備える。本実施の形態の半導体光位相変調器１ｂの検査方法では、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整すること（Ｓ４）の後に、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方に逆バイアス電圧を印加すること（Ｓ２）を行っている。

具体的には、本実施の形態のステップＳ１は、実施の形態のステップＳ１と同じである。第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方は、検査光の光源として機能する。

ステップＳ１２では、モニタ用フォトダイオード６０，７０に逆バイアス電圧を印加する。モニタ用フォトダイオード６０，７０は、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の一方から放射される検査光を検出し得る。

ステップＳ３では、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整する。例えば、モニタ用フォトダイオード７０で検出される検査光の強度が最大となるように、コントローラ７は、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整する。

ステップＳ４では、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整する。例えば、モニタ用フォトダイオード６０で検出される検査光の強度が最大となるように、コントローラ７は、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整する。

ステップＳ２は、ステップＳ４の後に行われる。ステップＳ２では、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方に逆バイアス電圧を印加する。そのため、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０の他方は、検査光を検出するフォトダイオードとして機能する。

ステップＳ５は、ステップＳ２に続いて行われる。本実施の形態のステップＳ５は、実施の形態のステップＳ５と同じである。

本実施の形態の半導体光位相変調器１ｂの効果を説明する。
本実施の形態の半導体光位相変調器１ｂは、第一のモニタ用フォトダイオード（モニタ用フォトダイオード６０）と、第二のモニタ用フォトダイオード（モニタ用フォトダイオード７０）とをさらに備える。親マッハツェンダ干渉計１０は、第一光出力ポートと第二光出力ポートとを含む第一の２×２光カプラ（光カプラ１４）を含む。第一光出力ポートは、第二半導体光増幅器５０に光学的に結合されている。第二光出力ポートは、第一のモニタ用フォトダイオードに光学的に結合されている。二つの子マッハツェンダ干渉計２０は、各々、第三光出力ポートと第四光出力ポートとを含む第二の２×２光カプラ（光カプラ２４）を含む。第三光出力ポートは、親マッハツェンダ干渉計１０の二本の第一アーム導波路１１，１２のうちの一つに接続されている。第四光出力ポートは、第二のモニタ用フォトダイオードに光学的に結合されている。

そのため、親位相調整部１７，１８は、第一のモニタ用フォトダイオード（モニタ用フォトダイオード６０）で検出される検出光の強度に基づいて調整され得る。子位相調整部２７，２８は、第二のモニタ用フォトダイオード（モニタ用フォトダイオード７０）で検出される検出光の強度に基づいて調整され得る。親位相調整部１７，１８と子位相調整部２７，２８とは互いに独立して調整され得る。親位相調整部１７，１８は、二本の第一アーム導波路１１，１２の光路長をより正確に調整し得るとともに、子位相調整部２７，２８は、二本の第二アーム導波路２１，２２の光路長をより正確に調整し得る。半導体光位相変調器１ｂは、より高品質な位相変調信号光を出力することができる。

本実施の形態の半導体光位相変調器１ｂでは、第一のモニタ用フォトダイオード（モニタ用フォトダイオード６０）は、第四多重量子井戸構造を有する第一光吸収層（光吸収層６２）を含む。第二のモニタ用フォトダイオード（モニタ用フォトダイオード７０）は、第五多重量子井戸構造を有する第二光吸収層（光吸収層７２）を含む。第一コア層（コア層４２）、第三コア層（コア層５２）、第一光吸収層及び第二光吸収層は、互いに、同じ材料で形成されており、かつ、互いに同じ層構造を有している。そのため、半導体光位相変調器１ｂのコア層及び光吸収層の種類が減少する。半導体光位相変調器１ｂのコストが低減し得る。

実施の形態３．
図１３及び図１４を参照して、実施の形態３の半導体光位相変調器１ｃを説明する。本実施の形態の半導体光位相変調器１ｃは、実施の形態１の半導体光位相変調器１と同様の構成を備えるが、主に、以下の点で異なる。

半導体光位相変調器１ｃは、第三半導体光増幅器８０をさらに備える。光スプリッタ２３の二つの入力ポートのうちの他方は、第三半導体光増幅器８０に光学的に結合されている。

第三半導体光増幅器８０は、第一半導体光増幅器４０及び第二半導体光増幅器５０と同様に構成されている。具体的には、図１４に示されるように、第三半導体光増幅器８０は、下部クラッド層８１と、コア層８２と、上部クラッド層８３と、電流ブロック層８５と、コンタクト層８４ａ，８４ｂと、電極８６ａ，８６ｂとを含む。電流ブロック層８５は、例えば、ｐ型ＩｎＰのようなｐ型半導体層８５ａと、ｎ型ＩｎＰのようなｎ型半導体層８５ｂとを含む。電流ブロック層８５は、Ｆｅ添加ＩｎＰ層のような半絶縁層であってもよい。第三半導体光増幅器８０は、絶縁保護層３７をさらに含んでもよい。第三半導体光増幅器８０のコア層８２は、第一半導体光増幅器４０のコア層４２及び第二半導体光増幅器５０のコア層５２と、同じ材料で形成されており、かつ、同じ層構造を有してもよい。

図１５を参照して、実施の形態３の半導体光位相変調器１ｃの検査方法を説明する。本実施の形態の半導体光位相変調器１ｃの検査方法は、実施の形態１の半導体光位相変調器１の検査方法と同様のステップを備えるが、主に、以下の点で異なる。

図７を参照して、本実施の形態の光位相変調装置２は、実施の形態１の光位相変調装置２と同様であるが、半導体光位相変調器１に代えて、半導体光位相変調器１ｃを備えている。コントローラ７は、さらに、第三半導体光増幅器８０に注入する電流を制御し得る。

本実施の形態の半導体光位相変調器１ｃの検査方法は、第一半導体光増幅器４０から第一検査光を放射させるとともに、第三半導体光増幅器８０から第二検査光を放射させること（Ｓ２１）と、第二半導体光増幅器５０に逆バイアス電圧を印加すること（Ｓ２２）と、第二半導体光増幅器５０において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較すること（Ｓ２５）とを備える。検査光の強度は、第一検査光の第一強度と第二検査光の第二強度との和である。半導体光位相変調器１ｃが親位相調整部１７，１８と子位相調整部２７，２８とを備えている場合には、本実施の形態の半導体光位相変調器１ｃの検査方法は、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整すること（Ｓ３）と、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整すること（Ｓ４）とをさらに備える。

具体的には、ステップＳ２１では、第一半導体光増幅器４０及び第三半導体光増幅器８０に順バイアス電圧を印加する。第一半導体光増幅器４０及び第三半導体光増幅器８０は、ＡＳＥ光を出力する。第一半導体光増幅器４０から放射されるＡＳＥ光は第一検査光として利用され、第一半導体光増幅器４０は第一検査光の第一光源として機能する。第三半導体光増幅器８０から放射されるＡＳＥ光は第二検査光として利用され、第三半導体光増幅器８０は第二検査光の第二光源として機能する。

ステップＳ２２では、第二半導体光増幅器５０に逆バイアス電圧を印加する。第二半導体光増幅器５０は、検査光の強度を検出するフォトダイオードとして機能する。検査光の強度は、第一検査光の第一強度と第二検査光の第二強度との和である。

ステップＳ３では、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整する。具体的には、第二半導体光増幅器５０で検出される検査光の強度が最大となるように、コントローラ７は、子位相調整部２７，２８に印加する電圧を調整する。

ステップＳ４では、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整する。具体的には、第二半導体光増幅器５０で検出される検査光の強度が最大となるように、コントローラ７は、親位相調整部１７，１８に印加する電圧を調整する。ステップＳ３とステップＳ４とは、繰り返し行われてもよい。

ステップＳ２５では、コントローラ７は、第二半導体光増幅器５０において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較する。例えば、検査光の強度が基準光強度以上であるとき、コントローラ７は、半導体光位相変調器１ｃが良品であると判断する。これに対し、検査光の強度が基準光強度未満であるとき、コントローラ７は、半導体光位相変調器１ｃが不良品であると判断する。

本実施の形態の半導体光位相変調器１ｃ及びその検査方法の効果を説明する。
本実施の形態の半導体光位相変調器１ｃは、第三半導体光増幅器８０をさらに備える。二つの子マッハツェンダ干渉計２０は、各々、第三光入力ポートと第四光入力ポートとを含む第二の２×２光スプリッタ（光スプリッタ２３）を含む。第三光入力ポートは、親マッハツェンダ干渉計１０の二本の第一アーム導波路１１，１２のうちの一つに接続されている。第四光入力ポートは、第三半導体光増幅器８０に光学的に結合されている。

検査光は、第一半導体光増幅器４０だけでなく第三半導体光増幅器８０からも供給される。フォトダイオードとして機能し得る第二半導体光増幅器５０において検出される検査光の光強度が増加する。半導体光位相変調器１ｃは、より高い精度で検査され得る。

本実施の形態の半導体光位相変調器１ｃの検査方法は、第一半導体光増幅器４０及び第三半導体光増幅器８０に順バイアス電圧を印加して、第一半導体光増幅器４０から第一検査光を放射させるとともに、第三半導体光増幅器８０から第二検査光を放射させること（Ｓ２１）と、第二半導体光増幅器５０に逆バイアス電圧を印加すること（Ｓ２２）と、第二半導体光増幅器５０において検出される検査光の強度と、基準光強度とを比較すること（Ｓ２５）とを備える。検査光の強度は、第一検査光の第一強度と第二検査光の第二強度との和である。

検査光は、第一半導体光増幅器４０だけでなく第三半導体光増幅器８０からも供給される。フォトダイオードとして機能し得る第二半導体光増幅器５０において検出される検査光の光強度が増加する。半導体光位相変調器１ｃは、より高い精度で検査され得る。

今回開示された実施の形態１から実施の形態３はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１から実施の形態３の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本開示の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１，１ｂ，１ｃ 半導体光位相変調器、２ 光位相変調装置、３ 光位相変調素子、５ａ 入力光ファイバ、５ｂ 出力光ファイバ、７ コントローラ、９ 基板、９ａ 第一端面、９ｂ 第二端面、１０ 親マッハツェンダ干渉計、１１，１２ 第一アーム導波路、１３，２３ 光スプリッタ、１４，２４ 光カプラ、１７，１８ 親位相調整部、２０ 子マッハツェンダ干渉計、２１，２２ 第二アーム導波路、２５，２６ 位相変調部、２７，２８ 子位相調整部、３１，４１，５１，６１，７１，８１ 下部クラッド層
３２，４２，５２，８２ コア層、３３，３３ｂ，４３，５３，６３，７３，８３ 上部クラッド層、３４，４４ａ，４４ｂ，５４ａ，５４ｂ，６４ａ，６４ｂ，７４ａ，７４ｂ，８４ａ，８４ｂ コンタクト層、３６，４６ａ，４６ｂ，５６ａ，５６ｂ，６６ａ，６６ｂ，７６ａ，７６ｂ，８６ａ，８６ｂ 電極、３７ 絶縁保護層、３９，４９ 光導波路、４０ 第一半導体光増幅器、４０ａ 光入力端面、４５，５５，６５，７５，８５ 電流ブロック層、４５ａ，５５ａ，８５ａ ｐ型半導体層、４５ｂ，５５ｂ，８５ｂ ｎ型半導体層、５０ 第二半導体光増幅器、５０ａ 光出力端面、６０，７０ モニタ用フォトダイオード、６２，７２ 光吸収層、８０ 第三半導体光増幅器。

Claims (10)

1. 光位相変調素子と、
   前記光位相変調素子に入力される光を増幅する第一半導体光増幅器と、
   前記光位相変調素子から出力される変調信号光を増幅する第二半導体光増幅器と、
   第一のモニタ用フォトダイオードと、
   第二のモニタ用フォトダイオードとを備える半導体光位相変調器において、
   前記第一半導体光増幅器は、第一多重量子井戸構造を有する第一コア層を含み、
   前記光位相変調素子は、第二多重量子井戸構造を有する第二コア層を含み、
   前記第二半導体光増幅器は、第三多重量子井戸構造を有する第三コア層を含み、
   前記第一コア層の第一厚さは、前記第二コア層の第二厚さより小さく、
   前記第一多重量子井戸構造の第一の井戸層数は、前記第二多重量子井戸構造の第二の井戸層数より少なく、
   前記第三コア層の第三厚さは、前記第二コア層の前記第二厚さより小さく、
   前記第三多重量子井戸構造の第三の井戸層数は、前記第二多重量子井戸構造の前記第二の井戸層数より少なく、
   前記半導体光位相変調器の光入力端は、前記第一半導体光増幅器の光入力端面であり、
   前記半導体光位相変調器の光出力端は、前記第二半導体光増幅器の光出力端面であり、
   前記光位相変調素子は、親マッハツェンダ干渉計と、二つの子マッハツェンダ干渉計と、位相変調部と、親位相調整部と、子位相調整部とを含み、
   前記親マッハツェンダ干渉計は、二本の第一アーム導波路と、第一光出力ポートと第二光出力ポートとを含む第一の２×２光カプラとを含み、
   前記二つの子マッハツェンダ干渉計は、それぞれ、前記二本の第一アーム導波路に挿入して接続されており、かつ、前記二つの子マッハツェンダ干渉計は、各々、二本の第二アーム導波路と、第三光出力ポートと第四光出力ポートとを含む第二の２×２光カプラとを含み、
   前記第一半導体光増幅器は、前記親マッハツェンダ干渉計に接続されており、
   前記位相変調部は、前記二本の第二アーム導波路に設けられており、
   前記親位相調整部は、前記二本の第一アーム導波路に設けられており、
   前記子位相調整部は、前記二本の第二アーム導波路に設けられており、
   前記第一光出力ポートは、前記第二半導体光増幅器に光学的に結合されており、
   前記第二光出力ポートは、前記第一のモニタ用フォトダイオードに光学的に結合されており、
   前記２つの第三光出力ポートは、前記親マッハツェンダ干渉計の前記二本の第一アーム導波路のそれぞれに接続されており、
   前記２つの第四光出力ポートは、それぞれ別の前記第二のモニタ用フォトダイオードに光学的に結合されている、半導体光位相変調器。
2. 前記光位相変調素子と前記第一半導体光増幅器と前記第二半導体光増幅器とが搭載されている基板をさらに備え、
   前記第一半導体光増幅器の前記光入力端面は、前記基板の第一端面に面一であり、
   前記第二半導体光増幅器の前記光出力端面は、前記第一端面とは異なる前記基板の第二端面に面一である、請求項１に記載の半導体光位相変調器。
3. 前記第二半導体光増幅器の長さは、前記第一半導体光増幅器の長さより短い、請求項１または請求項２に記載の半導体光位相変調器。
4. 前記第一コア層及び前記第三コア層は、互いに同じ材料で形成されており、かつ、互いに同じ層構造を有している、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体光位相変調器。
5. 前記第一のモニタ用フォトダイオードは、第四多重量子井戸構造を有する第一光吸収層を含み、
   前記第二のモニタ用フォトダイオードは、第五多重量子井戸構造を有する第二光吸収層を含み、
   前記第一コア層、前記第三コア層、前記第一光吸収層及び前記第二光吸収層は、互いに、同じ材料で形成されており、かつ、互いに同じ層構造を有している、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の半導体光位相変調器。
6. 第三半導体光増幅器をさらに備え、
   前記二つの子マッハツェンダ干渉計は、各々、第三光入力ポートと第四光入力ポートとを含む第二の２×２光スプリッタを含み、
   前記第三光入力ポートは、前記親マッハツェンダ干渉計の前記二本の第一アーム導波路のうちの一つに光学的に結合されており、
   前記第四光入力ポートは、前記第三半導体光増幅器に光学的に結合されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の半導体光位相変調器。
7. 前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の一方に順バイアス電圧を印加して、前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の前記一方から検査光を放射させることと、
   前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の他方に逆バイアス電圧を印加することと、
   前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の前記他方において検出される前記検査光の強度と、任意に設定する基準光強度とを比較することとを備える、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の半導体光位相変調器の検査方法。
8. 前記第一半導体光増幅器及び前記第三半導体光増幅器に順バイアス電圧を印加して、前記第一半導体光増幅器から第一検査光を放射させるとともに、前記第三半導体光増幅器から第二検査光を放射させることと、
   前記第二半導体光増幅器に逆バイアス電圧を印加することと、
   前記第二半導体光増幅器において検出される検査光の強度と、任意に設定する基準光強度とを比較することとを備え、前記検査光の前記強度は、前記第一検査光の第一強度と前記第二検査光の第二強度との和である、請求項６に記載の半導体光位相変調器の検査方法。
9. 光位相変調素子と、
   前記光位相変調素子に入力される光を増幅する第一半導体光増幅器と、
   前記光位相変調素子から出力される変調信号光を増幅する第二半導体光増幅器と、
   第三半導体光増幅器とを備える半導体光位相変調器において、
   前記第一半導体光増幅器は、第一多重量子井戸構造を有する第一コア層を含み、
   前記光位相変調素子は、第二多重量子井戸構造を有する第二コア層を含み、
   前記第二半導体光増幅器は、第三多重量子井戸構造を有する第三コア層を含み、
   前記第一コア層の第一厚さは、前記第二コア層の第二厚さより小さく、
   前記第一多重量子井戸構造の第一の井戸層数は、前記第二多重量子井戸構造の第二の井戸層数より少なく、
   前記第三コア層の第三厚さは、前記第二コア層の前記第二厚さより小さく、
   前記第三多重量子井戸構造の第三の井戸層数は、前記第二多重量子井戸構造の前記第二の井戸層数より少なく、
   前記半導体光位相変調器の光入力端は、前記第一半導体光増幅器の光入力端面であり、
   前記半導体光位相変調器の光出力端は、前記第二半導体光増幅器の光出力端面であり、
   前記光位相変調素子は、親マッハツェンダ干渉計と、二つの子マッハツェンダ干渉計と、位相変調部とを含み、
   前記親マッハツェンダ干渉計は、二本の第一アーム導波路と、第一光出力ポートと第二光出力ポートとを含む第一の２×２光カプラとを含み、
   前記二つの子マッハツェンダ干渉計は、それぞれ、前記二本の第一アーム導波路に挿入して接続されており、かつ、前記二つの子マッハツェンダ干渉計は、各々、二本の第二アーム導波路と、第三光入力ポートと第四光入力ポートとを含む第二の２×２光スプリッタとを含み、
   前記第一半導体光増幅器は、前記親マッハツェンダ干渉計に接続されており、
   前記位相変調部は、前記二本の第二アーム導波路に設けられており、
   前記第一光出力ポートは、前記第二半導体光増幅器に光学的に結合されており、
   前記２つの第三光入力ポートは、前記親マッハツェンダ干渉計の前記二本の第一アーム導波路のそれぞれに光学的に結合されており、
   前記２つの第四光入力ポートは、それぞれ別の前記第三半導体光増幅器に光学的に結合されている、半導体光位相変調器。
10. 半導体光位相変調器の検査方法であって、
    前記半導体光位相変調器は、
    光位相変調素子と、
    前記光位相変調素子に入力される光を増幅する第一半導体光増幅器と、
    前記光位相変調素子から出力される変調信号光を増幅する第二半導体光増幅器とを備え、
    前記第一半導体光増幅器は、第一多重量子井戸構造を有する第一コア層を含み、
    前記光位相変調素子は、第二多重量子井戸構造を有する第二コア層を含み、
    前記第二半導体光増幅器は、第三多重量子井戸構造を有する第三コア層を含み、
    前記第一コア層の第一厚さは、前記第二コア層の第二厚さより小さく、
    前記第一多重量子井戸構造の第一の井戸層数は、前記第二多重量子井戸構造の第二の井戸層数より少なく、
    前記第三コア層の第三厚さは、前記第二コア層の前記第二厚さより小さく、
    前記第三多重量子井戸構造の第三の井戸層数は、前記第二多重量子井戸構造の前記第二の井戸層数より少なく、
    前記半導体光位相変調器の光入力端は、前記第一半導体光増幅器の光入力端面であり、
    前記半導体光位相変調器の光出力端は、前記第二半導体光増幅器の光出力端面であり、
    前記検査方法は、
    前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の一方に順バイアス電圧を印加して、前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の前記一方から検査光を放射させることと、
    前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の他方に逆バイアス電圧を印加することと、
    前記第一半導体光増幅器及び前記第二半導体光増幅器の前記他方において検出される前記検査光の強度と、基準光強度とを比較することとを備える、半導体光位相変調器の検査方法。

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