JPH024209A - 導波路と受光素子 - Google Patents
導波路と受光素子Info
- Publication number
- JPH024209A JPH024209A JP63153236A JP15323688A JPH024209A JP H024209 A JPH024209 A JP H024209A JP 63153236 A JP63153236 A JP 63153236A JP 15323688 A JP15323688 A JP 15323688A JP H024209 A JPH024209 A JP H024209A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- layer
- refractive index
- light
- reflective layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 102
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 18
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、波長選択機能を有しかつ選択波長を連続的に
変化し得る導波路および受光素子の構造に関するもので
あり、印加電圧を変化することで分波波長を連続的に変
化でき、目的とする波長の光信号を取り出すことが可能
な導波路および受光素子に関する。
変化し得る導波路および受光素子の構造に関するもので
あり、印加電圧を変化することで分波波長を連続的に変
化でき、目的とする波長の光信号を取り出すことが可能
な導波路および受光素子に関する。
従来の技術
本発明の導波路および受光素子は、導波路に積層した超
格子層に電圧を印加することで超格子層の禁制帯幅を変
化させ、その結果屈折率が変化して回折格子より取シ出
せる光の波長を変化し得るものであるが、従来より超格
子層の禁制帯幅を変化させることで分波を行う受光素子
としては第６図に示すものがある。（例えば、 Ａ、Ｌ
ａｒｓｓｏｎ他：＠（ハイ−スピード デュアルーウエ
イプレングスデマルチプレクシング アンド ディテク
ターアレイ Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ｄｕａｌ−ｗａ
ｖｅｌｅｎｇｔｈｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎ
ｄ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ａｒｒａｙ） ’ ７プライド
・フィジックスーレターズ（Ａｐｐｌ。
格子層に電圧を印加することで超格子層の禁制帯幅を変
化させ、その結果屈折率が変化して回折格子より取シ出
せる光の波長を変化し得るものであるが、従来より超格
子層の禁制帯幅を変化させることで分波を行う受光素子
としては第６図に示すものがある。（例えば、 Ａ、Ｌ
ａｒｓｓｏｎ他：＠（ハイ−スピード デュアルーウエ
イプレングスデマルチプレクシング アンド ディテク
ターアレイ Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ｄｕａｌ−ｗａ
ｖｅｌｅｎｇｔｈｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ａｎ
ｄ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ａｒｒａｙ） ’ ７プライド
・フィジックスーレターズ（Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 ） 、 ｖｏｌ、 ４９
、 Ｐ、２２３（１９８６） ）。
、 Ｐ、２２３（１９８６） ）。
構造は、ｎ”−ＧａＡＳ基板５２上にｎ−ＡｅｅａＡｓ
バフ７７層５３ 、 ＧａＡｓ−ムｅＧａＡｓ ７７ド
一プ超格子層５４． Ｐ−ＡｅＧａＡＳバッファ層５５
．Ｐ”−ＧａＡ１９コンタクト層６６を順次積層し、イ
オンプランテーシ目ンにより絶縁層６７を形成した後、
それぞれ第１のＰ側電極６８と第２のＰ側電極５９．ｎ
側電極５１が蒸着されている。
バフ７７層５３ 、 ＧａＡｓ−ムｅＧａＡｓ ７７ド
一プ超格子層５４． Ｐ−ＡｅＧａＡＳバッファ層５５
．Ｐ”−ＧａＡ１９コンタクト層６６を順次積層し、イ
オンプランテーシ目ンにより絶縁層６７を形成した後、
それぞれ第１のＰ側電極６８と第２のＰ側電極５９．ｎ
側電極５１が蒸着されている。
第１のＰ側電極５８に低電圧（−３Ｖ）、第２のＰ側電
極６９に高電圧（−１ａＶ）を印加することで、量子ス
トークス効果により第１のＰ側電極５８より波長Ｂ４０
ＪＩＷ１の光信号に対応する電気信号を、第２のＰ側電
極５９より波長８７０μｍの光信号に対応する電気信号
を取り出すことができる。
極６９に高電圧（−１ａＶ）を印加することで、量子ス
トークス効果により第１のＰ側電極５８より波長Ｂ４０
ＪＩＷ１の光信号に対応する電気信号を、第２のＰ側電
極５９より波長８７０μｍの光信号に対応する電気信号
を取り出すことができる。
また１本発明の導波路および受光素子は、超格子層に電
圧を印加することで回折格子を形成している超格子層の
屈折率を変化させて、受光波長を連続的に選択可能なも
のであるが、従来より導波路に分布帰還型回折格子を作
製して１回折格子の周期によって決定される特定の波長
の光のみ選択的に分波可能な受光素子としては第６図に
示すものがある。（例えば、Ｔ、 Ｌ、 ｋｏｃｈ他：
”ウニイブ レングス セレクティプ インターレーヤ
ーディレクショナリイ グレーティング力プルドインジ
ウムリン／インガリヒソリン ウニイブガイドフォトデ
イテクション（Ｗａｖｅ ｌｅｎｇｔｈ ５ｅｌｅｃｔ
ｉｖｅｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ
ｌｙ ｇｒａｔｉｎｇ −ｃｏｕｐｌｅｄ ＩｎＰ
／ ＩｎＧａＡｓ Ｐ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｐｈｏ
ｔｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ）” アプライド・フィジッ
クス・し６’−Ｘ’ （ＡＩ）ＰＬ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌ
ｅｔｔ、 ） 、 ｖｏｌ。
圧を印加することで回折格子を形成している超格子層の
屈折率を変化させて、受光波長を連続的に選択可能なも
のであるが、従来より導波路に分布帰還型回折格子を作
製して１回折格子の周期によって決定される特定の波長
の光のみ選択的に分波可能な受光素子としては第６図に
示すものがある。（例えば、Ｔ、 Ｌ、 ｋｏｃｈ他：
”ウニイブ レングス セレクティプ インターレーヤ
ーディレクショナリイ グレーティング力プルドインジ
ウムリン／インガリヒソリン ウニイブガイドフォトデ
イテクション（Ｗａｖｅ ｌｅｎｇｔｈ ５ｅｌｅｃｔ
ｉｖｅｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ
ｌｙ ｇｒａｔｉｎｇ −ｃｏｕｐｌｅｄ ＩｎＰ
／ ＩｎＧａＡｓ Ｐ ｗａｖｅｇｕｉｄｅｐｈｏ
ｔｏｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ）” アプライド・フィジッ
クス・し６’−Ｘ’ （ＡＩ）ＰＬ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌ
ｅｔｔ、 ） 、 ｖｏｌ。
５１ 、Ｐ、１０６０（１９８７））。
構造は、ｎ”−ＩｎＰ基板６２上に、ｎ−ＩｎＰバッフ
７層６３ 、 ｎ−ＩｎＧａＡｓ Ｐ （ｎ−Ｑ、）
（λｐＬ＝１．３μｍ）反射層６４．ｎ−１ｎＰ低屈折
率層６５゜ｎ−９１反射層６６、ｎ−４ｎＰ導波路層６
７．１−Ｑ。
７層６３ 、 ｎ−ＩｎＧａＡｓ Ｐ （ｎ−Ｑ、）
（λｐＬ＝１．３μｍ）反射層６４．ｎ−１ｎＰ低屈折
率層６５゜ｎ−９１反射層６６、ｎ−４ｎＰ導波路層６
７．１−Ｑ。
エッチストップ層ｅｓ、ｎ−ＩｎＰ導波路層６９゜アン
ドープＱ２（λＰＬ＝ １．ｓ ２ ｐｍ ）光吸収層
７０゜Ｐ−Ｑ、クラッド層７１を積層し、Ｐ−Ｑ、クラ
ッド層表面に分布帰還型回折格子７２を作製した後Ｐ−
ＩｎＰ低屈折率層７３ 、 Ｐ−１ｎＧａＡｓ ニア
クラッド層γ４を積層した後それぞれｎ側電極６１．Ｐ
側電極アロが蒸着されている。今１回折格子より回折さ
れる波長の光に対して各層の層厚はムＦＩＲＯＷ構造を
満足するように設定することで、光を伝達損失の小さい
低屈折率層であるｎ−ＩｎＰ導波路６９内に９９．９８
％以上閉じ込めることができ、かつクラッド層７１の一
部に回折格子７２を作製することで回折格子の周期に対
応した波長の光をアンドープＱ２光吸収層７０内に導入
して目的波長の光信号を電気信号に変換できるものであ
る。
ドープＱ２（λＰＬ＝ １．ｓ ２ ｐｍ ）光吸収層
７０゜Ｐ−Ｑ、クラッド層７１を積層し、Ｐ−Ｑ、クラ
ッド層表面に分布帰還型回折格子７２を作製した後Ｐ−
ＩｎＰ低屈折率層７３ 、 Ｐ−１ｎＧａＡｓ ニア
クラッド層γ４を積層した後それぞれｎ側電極６１．Ｐ
側電極アロが蒸着されている。今１回折格子より回折さ
れる波長の光に対して各層の層厚はムＦＩＲＯＷ構造を
満足するように設定することで、光を伝達損失の小さい
低屈折率層であるｎ−ＩｎＰ導波路６９内に９９．９８
％以上閉じ込めることができ、かつクラッド層７１の一
部に回折格子７２を作製することで回折格子の周期に対
応した波長の光をアンドープＱ２光吸収層７０内に導入
して目的波長の光信号を電気信号に変換できるものであ
る。
発明が解決しようとする課題
第６図に示す受光素子は、印加電圧を変化させることで
受光波長を変化させることができるが。
受光波長を変化させることができるが。
クロストークが一２８ｄＢとなる分波波長間隔が３Ｑｎ
ｍと大きく、分波に光の吸収端を用いているために分波
波長の温度依存性が大きいことも考慮すれば分波波長間
隔はｓｏｎｍとさらに大きくなり、分波可能なチャネル
数は分波波長間隔に反比例して減少する。
ｍと大きく、分波に光の吸収端を用いているために分波
波長の温度依存性が大きいことも考慮すれば分波波長間
隔はｓｏｎｍとさらに大きくなり、分波可能なチャネル
数は分波波長間隔に反比例して減少する。
第６図に示す受光素子は、回折格子を用いることで分波
波長間隔を０．９ｎｍ と小さくでき、また低屈折率層
を導波路としているなめ、伝搬損失はきわめて小さい。
波長間隔を０．９ｎｍ と小さくでき、また低屈折率層
を導波路としているなめ、伝搬損失はきわめて小さい。
しかしながら分波波長は回折格子の周期により決定され
るため任意の波長の光を分波することは不可能である。
るため任意の波長の光を分波することは不可能である。
課題を解決するための手段
本発明は、上記の問題点を解決するために、第１の導波
路上に前記第１の導波路より小さい屈折率をもつ第１の
反射層と前記第１の反射層より大きい屈折率をもつ第２
の導波路である超格子層と前記第２の導波路より小さい
屈折率をもつ第２の反射層と前記第２の導波路の一部に
作製された回折格子と前記回折格子をはさんで形成され
た電極とで構成され、前記電極間に電圧を印加すること
で前記第２の導波路より得られる光の波長を連続的に変
化可能とすることを特徴とする導波路および前記導波路
の一部に受光領域を形成した受光素子、導波路を低屈折
層とした導波路および受光素子を提供するものである。
路上に前記第１の導波路より小さい屈折率をもつ第１の
反射層と前記第１の反射層より大きい屈折率をもつ第２
の導波路である超格子層と前記第２の導波路より小さい
屈折率をもつ第２の反射層と前記第２の導波路の一部に
作製された回折格子と前記回折格子をはさんで形成され
た電極とで構成され、前記電極間に電圧を印加すること
で前記第２の導波路より得られる光の波長を連続的に変
化可能とすることを特徴とする導波路および前記導波路
の一部に受光領域を形成した受光素子、導波路を低屈折
層とした導波路および受光素子を提供するものである。
作用
大きい屈折率ｎＱをもつ第１の導波路上に小さい屈折率
ｎ２の反射層と大きい屈折率ｎ、をもつ第２の導波路層
を順次積層し、第２の導波路と反射層の界面に周期／Ｉ
ｇの回折格子を形成した場合（１）式を満足する波長λ
１の光のみ回折される。
ｎ２の反射層と大きい屈折率ｎ、をもつ第２の導波路層
を順次積層し、第２の導波路と反射層の界面に周期／Ｉ
ｇの回折格子を形成した場合（１）式を満足する波長λ
１の光のみ回折される。
λ＋ ＝ Ａｇ （ｎｌ−１＝ ｎ２） （１
）今、符号が十の場合は結合型であり、符号が−の場合
は分布帰還型となる。
）今、符号が十の場合は結合型であり、符号が−の場合
は分布帰還型となる。
ところで、第２の導波路を超格子層にて形成した場合、
この超格子層に電圧を印加することで第２の導波路の禁
制帯幅Ｋｇｔ′ｉ量子ストークス効果により減少し、そ
の結果第２の導波路の屈折率ｎ２は増加してｎ３となり λｓ”Ａｇ＜”１±Ｊ） （２） （ｎ３＞ｎ２
）と回折光の波長はλ３と変化するっ 例えば、ｎ−ＡＩＧ２ＬＡｓ層上に、より屈折率の大き
いＧ２ＬＡＳ−ＡＩｌＧａＡｓアンドープ超格子層、
Ｐ−ＡＪＧａＡｓ層を順次積層することで、光を屈折率
の大きい超格子層に閉じ込めることのできる導波路構造
であシ、かつこれらがＰ −１−ｎ受光素子構造となる
。ｎ−ＡｌＧａＡｓ層およびＰ−ＡＩＧａＡｓ層表面に
電極を形成し、低い電圧（＞−３Ｖ）を印加した場合超
格子層の禁制帯幅が例えば１．４６ｅＶとなり、高い電
圧（＜−１５Ｖ・）を印加した場合、゛超格子層内に電
場が発生し、帯構造が非対称となるため量子ストークス
効果が誘起され、超格子層の禁制帯幅が狭くなシ例えば
１，４２ｅＶとなるとする。
この超格子層に電圧を印加することで第２の導波路の禁
制帯幅Ｋｇｔ′ｉ量子ストークス効果により減少し、そ
の結果第２の導波路の屈折率ｎ２は増加してｎ３となり λｓ”Ａｇ＜”１±Ｊ） （２） （ｎ３＞ｎ２
）と回折光の波長はλ３と変化するっ 例えば、ｎ−ＡＩＧ２ＬＡｓ層上に、より屈折率の大き
いＧ２ＬＡＳ−ＡＩｌＧａＡｓアンドープ超格子層、
Ｐ−ＡＪＧａＡｓ層を順次積層することで、光を屈折率
の大きい超格子層に閉じ込めることのできる導波路構造
であシ、かつこれらがＰ −１−ｎ受光素子構造となる
。ｎ−ＡｌＧａＡｓ層およびＰ−ＡＩＧａＡｓ層表面に
電極を形成し、低い電圧（＞−３Ｖ）を印加した場合超
格子層の禁制帯幅が例えば１．４６ｅＶとなり、高い電
圧（＜−１５Ｖ・）を印加した場合、゛超格子層内に電
場が発生し、帯構造が非対称となるため量子ストークス
効果が誘起され、超格子層の禁制帯幅が狭くなシ例えば
１，４２ｅＶとなるとする。
今、ＧａＡＪＡｓ系の禁制帯幅と屈折率の関係を参照す
れば０．８７μｍの光に対して、禁制帯幅が１．４６６
’ｌの場合の屈折率は３，８０ 、１．４２ ｅＶの場
合３．５７となシ、第１の導波路をムｅＯ，２５Ｇａｏ
、７５Ａｓとした場合の回折波長λを計算すると、λ（
ｖ＝−３Ｖ）＝０．８７μｍ、λ（Ｖ＝−１ｓＶ）＝ｏ
、７３μｍとなる。
れば０．８７μｍの光に対して、禁制帯幅が１．４６６
’ｌの場合の屈折率は３，８０ 、１．４２ ｅＶの場
合３．５７となシ、第１の導波路をムｅＯ，２５Ｇａｏ
、７５Ａｓとした場合の回折波長λを計算すると、λ（
ｖ＝−３Ｖ）＝０．８７μｍ、λ（Ｖ＝−１ｓＶ）＝ｏ
、７３μｍとなる。
ところで、回折格子により分波した場合５分波波長間隔
は１ ｎｍ程度と小さく、印加電圧を一３ｖから一１８
Ｖへ変化させることにより分波波長を例えば８７０ｎｍ
から７３０ ｎｍへ約１ｎｍの分波波長間隔で光信号を
選択的に分波することが可能となり、波長の異なる１０
０程度の光を分波できるために、特に波長多重通信の受
光部として有効となる。
は１ ｎｍ程度と小さく、印加電圧を一３ｖから一１８
Ｖへ変化させることにより分波波長を例えば８７０ｎｍ
から７３０ ｎｍへ約１ｎｍの分波波長間隔で光信号を
選択的に分波することが可能となり、波長の異なる１０
０程度の光を分波できるために、特に波長多重通信の受
光部として有効となる。
実施例
第１図は、本発明の第１の実施例である導波路の断面図
である。ｎ” −Ｇａ Ａｓ基板２上にｎ−ＡｅｘＧａ
、−ｘ Ａｓ第１反射層３゜ｎ−ＡｅｙＧａ、−、Ａｓ
（ｙ（ｘ ）第１導波路層４゜ｎ −ｋｇｘＧａ、−
ｘＡｓ第２反射層５．アンドープＧａ Ａ１９−ム（ｌ
ｘＧａ、−ｘＡｓ超格子第２導波路長６を順次積層した
後、第２導波路層６の表面の一部に分布帰還型回折格子
７を形成し、ｎ−ム（ｌｘＧａ、−ｘＡｓ第３反射層８
を第２導波路層ｅ上に積層する。
である。ｎ” −Ｇａ Ａｓ基板２上にｎ−ＡｅｘＧａ
、−ｘ Ａｓ第１反射層３゜ｎ−ＡｅｙＧａ、−、Ａｓ
（ｙ（ｘ ）第１導波路層４゜ｎ −ｋｇｘＧａ、−
ｘＡｓ第２反射層５．アンドープＧａ Ａ１９−ム（ｌ
ｘＧａ、−ｘＡｓ超格子第２導波路長６を順次積層した
後、第２導波路層６の表面の一部に分布帰還型回折格子
７を形成し、ｎ−ム（ｌｘＧａ、−ｘＡｓ第３反射層８
を第２導波路層ｅ上に積層する。
第１導波路層４により吸収されず、異なる波長（λ１．
λ２．λ３）の複数の光信号を含む光を第１導波路層４
に導入した場合、式（１）の関係を満足する波長λ２の
光のみ回折され、第２の導波路層６より波長λ２の光が
得られ、第１の導波路層４より透過光として波長λ７．
λ３の光が得られる。
λ２．λ３）の複数の光信号を含む光を第１導波路層４
に導入した場合、式（１）の関係を満足する波長λ２の
光のみ回折され、第２の導波路層６より波長λ２の光が
得られ、第１の導波路層４より透過光として波長λ７．
λ３の光が得られる。
今、この回折格子７に面する導波路に電極１゜９を蒸着
し、第２導波路層６に電圧Ｖを印加することで、第２の
導波路層６の屈折率を低下させると、回折される光の波
長が式（２）よりＡ５へ変化するため複数の波長（Ａ１
、λ２．λ３ ）の光信号を含む入射光から希望する
波長λ、の光のみ第２導波路層３より取シ出すことが可
能となる。
し、第２導波路層６に電圧Ｖを印加することで、第２の
導波路層６の屈折率を低下させると、回折される光の波
長が式（２）よりＡ５へ変化するため複数の波長（Ａ１
、λ２．λ３ ）の光信号を含む入射光から希望する
波長λ、の光のみ第２導波路層３より取シ出すことが可
能となる。
また、第２の導波路層より得られる光を、例えばＧｅ−
人ＰＤにより受光することで複数の光信号を含む入射光
から希望する波長の光信号に対応する電気信号を選択的
に得ることができる。
人ＰＤにより受光することで複数の光信号を含む入射光
から希望する波長の光信号に対応する電気信号を選択的
に得ることができる。
第２図は、本発明の第２の実施例である受光素。
子の断面図である。 ｎ”−ＧａＡＳ基板１２上にｎ
Ａ ｌ ｘ Ｇ ａ 、−ｘムＳ 第１反射層１３゜
ｎ−Ａ４ｙＧ＆、、Ａｓ （ｙ＜ｘ ”）導波路層１
４゜ｎ−ＡｄｘＧａ、−、ムＳ第２反射層１５．アンド
ープＧａＡｓ−ムロ、−ｘＧａｘＡｓ超格子光吸超格子
光吸収層積６した後、光吸収層１６の表面の一部に分布
帰還型回折格子１７を形成し、Ｐ−ムｌ ｘ Ｇ ａ
＋−ｘムＳ第３反射層１８を光吸収層１６上に積層した
後、回折格子１７をはさんで電極１，９を蒸着する。
Ａ ｌ ｘ Ｇ ａ 、−ｘムＳ 第１反射層１３゜
ｎ−Ａ４ｙＧ＆、、Ａｓ （ｙ＜ｘ ”）導波路層１
４゜ｎ−ＡｄｘＧａ、−、ムＳ第２反射層１５．アンド
ープＧａＡｓ−ムロ、−ｘＧａｘＡｓ超格子光吸超格子
光吸収層積６した後、光吸収層１６の表面の一部に分布
帰還型回折格子１７を形成し、Ｐ−ムｌ ｘ Ｇ ａ
＋−ｘムＳ第３反射層１８を光吸収層１６上に積層した
後、回折格子１７をはさんで電極１，９を蒸着する。
導波路層１４に吸収されず、異なる波長（λ、。
λ２．λ３）の複数の光信号を含む光を導波路層１４に
導入すると、電極に近い逆電圧（Ｖ；−０）を印加した
場合式（１）の関係を満足する波長λ２の光のみ回折さ
れ、光吸収層１６により吸収されて、電極よりλ２の光
信号に対応した電気信号が得られる。
導入すると、電極に近い逆電圧（Ｖ；−０）を印加した
場合式（１）の関係を満足する波長λ２の光のみ回折さ
れ、光吸収層１６により吸収されて、電極よりλ２の光
信号に対応した電気信号が得られる。
一方電極に高い電圧（Ｖ＜Ｏ）を印加し念場合、式＠）
の関係を満足する波長λ３の光のみ回折され、光吸収層
１６により吸収されて、電極よりλ３の光信号に対応し
た電気信号が得られる。
の関係を満足する波長λ３の光のみ回折され、光吸収層
１６により吸収されて、電極よりλ３の光信号に対応し
た電気信号が得られる。
第３図は、本発明の第３の実施例である受光素子の断面
図である。 ｎ”−ＧａＡｓ基板２２上にｎ−人６ｘＧ
＆ 、−ｘムＳ第１反射層２３゜ｎ−ム／ｘＧａ、−エ
ムＳ第２反射層２５．アンドープＧａＡｓ−Ａｌ１−ｘ
ＧａｘＡｓ超格子光吸超格子光吸収層積６した後、光吸
収層２６の表面の一部に複数の分布帰還型回折格子２７
を形成し、 ｎ−Ａ、ｄｘＧａ 、−ｘ人Ｓ第３反射層２８を、光吸
収層２６上に積層した後、第３反射層２８の各回折格子
２７に一対一に対応する位置に拡散により複数のＰ型頭
域３０を形成し、それぞれのＰ型領域にＰ側電極２９を
蒸着する。基板裏面にはｎ側電極２１を蒸着する。
図である。 ｎ”−ＧａＡｓ基板２２上にｎ−人６ｘＧ
＆ 、−ｘムＳ第１反射層２３゜ｎ−ム／ｘＧａ、−エ
ムＳ第２反射層２５．アンドープＧａＡｓ−Ａｌ１−ｘ
ＧａｘＡｓ超格子光吸超格子光吸収層積６した後、光吸
収層２６の表面の一部に複数の分布帰還型回折格子２７
を形成し、 ｎ−Ａ、ｄｘＧａ 、−ｘ人Ｓ第３反射層２８を、光吸
収層２６上に積層した後、第３反射層２８の各回折格子
２７に一対一に対応する位置に拡散により複数のＰ型頭
域３０を形成し、それぞれのＰ型領域にＰ側電極２９を
蒸着する。基板裏面にはｎ側電極２１を蒸着する。
導波路層２４に吸収されず、異なる波長λ、。
λ２．λ３．λ４の複数の光信号を含む光を導波路２４
に導入する。複数のＰ側電極２９ａ、２９ｂ。
に導入する。複数のＰ側電極２９ａ、２９ｂ。
２９０にそれぞれ異なる逆電圧Ｖ ｓ （２９ｃ ）
＜ Ｖ ２（２ｓｂ）＜Ｖ、（２９ａ）＜ Ｏを印加し
ておくことで、印加電圧に対応した波長λ２（ｖｌ）＋
λ３（Ｖ２）。
＜ Ｖ ２（２ｓｂ）＜Ｖ、（２９ａ）＜ Ｏを印加し
ておくことで、印加電圧に対応した波長λ２（ｖｌ）＋
λ３（Ｖ２）。
Ａ４（Ｖ、）の光が回折され、複数の光信号に対応した
複数の電気信号工（λ、、）、Ｉ（Ａ３）、Ｉ（Ａ４）
がそれぞれＰ側電極２９ａ 、２９ｂ 、２９ｃより得
られる。
複数の電気信号工（λ、、）、Ｉ（Ａ３）、Ｉ（Ａ４）
がそれぞれＰ側電極２９ａ 、２９ｂ 、２９ｃより得
られる。
第１．第２．第３の実施例においては１分布帰還型回折
格子を形成したが、結合型回折格子を形成してもよい。
格子を形成したが、結合型回折格子を形成してもよい。
また半導体材料としてＧａ Ａｓ系としたが、ＩｎＰ系
など他の半導体材料を用いてもよい。
など他の半導体材料を用いてもよい。
第３の実施例においてＰ型頭域を拡散にて形成したが、
第３反射層２８をＰ型として回折格子に対応していない
領域をイオンインプランテーションにより半絶縁化して
もよい。
第３反射層２８をＰ型として回折格子に対応していない
領域をイオンインプランテーションにより半絶縁化して
もよい。
第４図は、本発明の第４の実施例である低伝搬損失導波
路を有する受光素子の断面図である。
路を有する受光素子の断面図である。
ｎ＋−ＩｎＰ基板３２上にｎ−ＩｎＰバッフ７層３３゜
ｎ−Ｉｎ Ｇａ Ａｓ （ｎ−Ｑ＋ ） （λｐｔ、＝
１．３ 、ａｍ ）第１反射層３４．ｎ−４ｎＰ低屈
折率層３５．ｎ−Ｑ１第２反射層３６．ｎ−ＩｎＰ導波
路層３７．７：／ドープＩｎＰ−Ｑ１超格子層３８を順
次積層し、超格子層３８の表面の一部に複数の分布帰還
型回折格子３９を形成した後、アンドープＩｎＰ第３反
射層４０゜アンドープＩｎ Ｇａ Ａｓ光吸収層４１を
積層し、光吸収層４１の各回折格子３９に一対一に対応
する位置に拡散により複数のＰ型領域４３を形成し、そ
れぞれのＰ型頭域にＰ側電極４２を蒸着する。基板裏面
にはｎ側型ＦＭ４２を蒸着する。
ｎ−Ｉｎ Ｇａ Ａｓ （ｎ−Ｑ＋ ） （λｐｔ、＝
１．３ 、ａｍ ）第１反射層３４．ｎ−４ｎＰ低屈
折率層３５．ｎ−Ｑ１第２反射層３６．ｎ−ＩｎＰ導波
路層３７．７：／ドープＩｎＰ−Ｑ１超格子層３８を順
次積層し、超格子層３８の表面の一部に複数の分布帰還
型回折格子３９を形成した後、アンドープＩｎＰ第３反
射層４０゜アンドープＩｎ Ｇａ Ａｓ光吸収層４１を
積層し、光吸収層４１の各回折格子３９に一対一に対応
する位置に拡散により複数のＰ型領域４３を形成し、そ
れぞれのＰ型頭域にＰ側電極４２を蒸着する。基板裏面
にはｎ側型ＦＭ４２を蒸着する。
各層の層厚は低伝搬損失型導波路であるＡＲＲＯＷ構造
を満足するものとする。
を満足するものとする。
低伝搬損失型導波路層３７に吸収されず、異なる波長λ
１．λ２．λ５．λ４の複数の光信号を含む光を導波路
３７に導入する。複数のＰ側電極４２２Ｌ 、４２ｂ
、４２０にそれぞれ異なる逆電圧Ｖｓ （４２＆ ）
＜Ｖ２ （４２ｋｌ ） ＜ Ｖｌ（４２ｃ ）＜０を
印加しておくことで、印加電圧と対応した波長λ２（Ｖ
＋）、λ５（Ｖ２）、λ４（Ｖ３）の光が回折され、複
数の光信号に対応した複数の電気信号工（λ２）。
１．λ２．λ５．λ４の複数の光信号を含む光を導波路
３７に導入する。複数のＰ側電極４２２Ｌ 、４２ｂ
、４２０にそれぞれ異なる逆電圧Ｖｓ （４２＆ ）
＜Ｖ２ （４２ｋｌ ） ＜ Ｖｌ（４２ｃ ）＜０を
印加しておくことで、印加電圧と対応した波長λ２（Ｖ
＋）、λ５（Ｖ２）、λ４（Ｖ３）の光が回折され、複
数の光信号に対応した複数の電気信号工（λ２）。
！（λ３）、Ｉ（λ４）がそれぞれのＰ側電極４２ａ。
４２ｂ 、４２０より得られる。
第４の実施例においては１分布帰還型回折格子を形成し
たが、結合型回折格子を形成してもよい。
たが、結合型回折格子を形成してもよい。
また半導体材料としてＩｎＰ系としたが、ＧａＡＪ系な
ど他の半導体材料を用いてもよい。また分布帰還型回折
格子３９を超格子層３８と第３反射層４゜の界面に形成
したが、導波路層３７と超格子層３８の界面に形成して
もよい。また格子の周期を３９＆。
ど他の半導体材料を用いてもよい。また分布帰還型回折
格子３９を超格子層３８と第３反射層４゜の界面に形成
したが、導波路層３７と超格子層３８の界面に形成して
もよい。また格子の周期を３９＆。
３９ｂ 、３９Ｃと種々に変化させることで、希望する
光の波長を大きく変えることが可能となる。
光の波長を大きく変えることが可能となる。
発明の効果
以上述べてきたように、本発明によれば１回折格子を構
成している超格子層に電圧を印加して屈折率を変化させ
ることで１回折される光の波長を連続的に変化して、複
数の光信号を含む入射光から希望する波長λ５の光信号
またはこの光信号に対応する電気信号を単数または同時
に複数得ることのできる導波路または受光素子を作製す
ることができる。また、導波路をＡＲＲＯＷ構造とする
ことで低伝搬損失の受光素子を作製することができる。
成している超格子層に電圧を印加して屈折率を変化させ
ることで１回折される光の波長を連続的に変化して、複
数の光信号を含む入射光から希望する波長λ５の光信号
またはこの光信号に対応する電気信号を単数または同時
に複数得ることのできる導波路または受光素子を作製す
ることができる。また、導波路をＡＲＲＯＷ構造とする
ことで低伝搬損失の受光素子を作製することができる。
第１図は本発明の第１の実施例である導波路の断面図、
第２図は本発明の第２の実施例である受光素子の断面図
、第３図は本発明の第３の実施例である受光素子の断面
図、第４図は本発明の第４の実施例である低伝搬損失導
波路を有する受光素子の断面図、第５図は従来の分波型
受光素子の外形図、第６図は従来の導波路付き受光素子
の断面図である。 １．２１．３１・・・・・・ｎ側電極、２．２２．３２
・・・・・・基板、３．２３．３４・・・・・・第１反
射層、４゜２４．３４・・・・・・導波路層、５．２５
．３６・・・・・・第２反射層、６．２６．３８・・・
・・・超格子層、７，２７゜３９・・・・・・回折格子
、８．２８・・・・・・第３反射層、９゜２９．４２・
・・・・・Ｐ側室ｉ、３０．４３・・・・・・拡散領域
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第 図 錫 図 第 図
第２図は本発明の第２の実施例である受光素子の断面図
、第３図は本発明の第３の実施例である受光素子の断面
図、第４図は本発明の第４の実施例である低伝搬損失導
波路を有する受光素子の断面図、第５図は従来の分波型
受光素子の外形図、第６図は従来の導波路付き受光素子
の断面図である。 １．２１．３１・・・・・・ｎ側電極、２．２２．３２
・・・・・・基板、３．２３．３４・・・・・・第１反
射層、４゜２４．３４・・・・・・導波路層、５．２５
．３６・・・・・・第２反射層、６．２６．３８・・・
・・・超格子層、７，２７゜３９・・・・・・回折格子
、８．２８・・・・・・第３反射層、９゜２９．４２・
・・・・・Ｐ側室ｉ、３０．４３・・・・・・拡散領域
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第 図 錫 図 第 図
Claims (5)
- （１）第１の導波路と、前記第１の導波路上に順次積層
した前記第１の導波路より小さい屈折率をもつ第１の反
射層と、前記第１の反射層より大きい屈折率をもつ超格
子層である第２の導波路と、前記第２の導波路より小さ
い屈折率をもつ第２の反射層と、前記第２の導波路の一
部に作製された回折格子と、前記回折格子をはさんで形
成された電極とで構成され、前記電極間に電圧を印加す
ることで前記第２の導波路より得られる光の波長を連続
的に変化可能とすることを特徴とする導波路。 - （２）第２の導波路の一部に作製された複数の回折格子
と、前記複数の回折格子をはさんで一対一に対応した位
置に形成された複数の電極で構成され、前記複数の電極
それぞれに異なる電圧を印加することで、２波以上の分
波が可能となりかつ印加電圧を変化することで分波波長
を連続的に変化可能とすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の導波路。 - （３）第１の導波路と、前記第１の導波路上に順次積層
した前記第１の導波路より小さい屈折率をもつ第１の反
射層と、前記第１の反射層より大きい屈折率をもつ超格
子層である第２の導波路と、前記第２の導波路より小さ
い屈折率をもつ第２の反射層と、前記第２の導波路の一
部に作製された回折格子と、前記第２の反射層の前記回
折格子に対応した位置に作製した受光領域と、前記受光
領域および前記第２の導波路層に電圧を印加する電極と
で構成され、前記受光領域に逆電圧を印加することで印
加電圧に対応して受光波長を連続的に変化可能とするこ
とを特徴とした受光素子。 - （４）第２の導波路の一部に作製された複数の回折格子
と、前記第２の反射層の前記複数の回折格子に一対一に
対応した位置に作製した複数の受光領域と、前記複数の
受光領域および前記第２の導波路層に電圧を印加する複
数の電極で構成され、前記複数の電極それぞれに異なる
電圧を印加することで２波以上の分波が可能となり、か
つ印加電圧を変化することで分波波長を連続的に変化可
能とすることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
受光素子。 - （５）第１の低屈折率層と、第１の低屈折率層上に順次
積層した前記第１の低屈折率層より屈折率の大きな第１
の反射層と、前記第１の反射層より屈折率の小さい第２
の低屈折率層と、前記第２の低屈折率層より屈折率の大
きい第２の反射層と、前記第２の反射層より屈折率の小
さい第１の導波路層と、前記第１の導波路層より屈折率
の大きい超格子層である第３の反射層と、前記第３の反
射層より屈折率の小さい第２の導波路層と、前記第２の
導波路層より屈折率の大きい第４の反射層と、前記第２
の導波路層の一部に作製された１個以上の回折格子と、
前記第４の反射層の前記回折格子に一対一に対応した位
置に作製した１個以上の受光領域と、前記受光素子およ
び前記第３の反射層に電圧を印加する１個以上の電極と
で構成され、前記第１、第２の導波路層の光の伝搬損失
が小さく、かつ前記１個以上の電極それぞれに異なる電
圧を印加することで２波以上の分波が可能となり、かつ
印加加電圧を変化することで分波波長を連続的に変化可
能とすることを特徴とする受光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63153236A JP2733248B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 光デバイスおよび受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63153236A JP2733248B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 光デバイスおよび受光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024209A true JPH024209A (ja) | 1990-01-09 |
| JP2733248B2 JP2733248B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=15558029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63153236A Expired - Fee Related JP2733248B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 光デバイスおよび受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2733248B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237176A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Canon Inc | 光検出器 |
| EP0496348A2 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-wavelength light detecting apparatuses having serially arranged grating directional couplers |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60175025A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分波器 |
| JPS62164019A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Nec Corp | 光方向性結合素子 |
| JPS6310125A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Nec Corp | 平面型光制御素子 |
| JPS6353504A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-07 | Canon Inc | 導波型光素子及びその作製方法 |
| JPS63147139A (ja) * | 1986-12-11 | 1988-06-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光方向性結合器およびその製造方法 |
| JPH0263012A (ja) * | 1988-03-25 | 1990-03-02 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光デバイス |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63153236A patent/JP2733248B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60175025A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分波器 |
| JPS62164019A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Nec Corp | 光方向性結合素子 |
| JPS6310125A (ja) * | 1986-07-02 | 1988-01-16 | Nec Corp | 平面型光制御素子 |
| JPS6353504A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-07 | Canon Inc | 導波型光素子及びその作製方法 |
| JPS63147139A (ja) * | 1986-12-11 | 1988-06-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光方向性結合器およびその製造方法 |
| JPH0263012A (ja) * | 1988-03-25 | 1990-03-02 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 光デバイス |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02237176A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-19 | Canon Inc | 光検出器 |
| EP0496348A2 (en) * | 1991-01-22 | 1992-07-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi-wavelength light detecting apparatuses having serially arranged grating directional couplers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2733248B2 (ja) | 1998-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6282219B1 (en) | Substrate stack construction for enhanced coupling efficiency of optical couplers | |
| EP0431527B1 (en) | Optical coupling device using wavelength selective optical coupler | |
| JP3654383B2 (ja) | 光アド／ドロップ多重素子 | |
| JPH0636457B2 (ja) | 半導体レ−ザを組み込むモノリシツク集積光学デバイスの製造方法およびこの方法によつて得られたデバイス | |
| JP2765545B2 (ja) | 光波長弁別回路およびその製造方法 | |
| US6731840B2 (en) | Optical switch with optically-induced grating | |
| JPH06194613A (ja) | 同調光フィルタデバイス | |
| US5155736A (en) | Semiconductor laser element capable of changing emission wavelength, and method of driving the same | |
| KR100464358B1 (ko) | 분배 브락 반사경을 갖는 반도체 레이저의 제조 방법 | |
| JPH04233783A (ja) | 光増幅器 | |
| KR100289042B1 (ko) | 쌍격자구조를갖는수직결합형파장가변광필터 | |
| KR20020091635A (ko) | 다파장 단일모드 레이저 어레이 및 그 제조 방법 | |
| EP0533485A1 (en) | Semiconductor device and method of making it | |
| JPH1172634A (ja) | 半導体ブラッグ反射器および前記反射器の製作方法 | |
| JPH0348476A (ja) | 半導体光素子 | |
| JPH04291329A (ja) | 光信号波長選択方法および光波長フィルタ | |
| JPH024209A (ja) | 導波路と受光素子 | |
| Kawakita et al. | A novel straight arrayed waveguide grating with linearly varying refractive-index distribution | |
| JP3149979B2 (ja) | 光検出装置及び発光装置 | |
| US6643315B2 (en) | Distributed feedback semiconductor laser device and multi-wavelength laser array | |
| JPH03151684A (ja) | 多波長集積化半導体レーザの製造方法 | |
| JPH08271842A (ja) | 導波型波長フィルタ | |
| JPH0555689A (ja) | 波長制御機能付分布反射型半導体レーザ | |
| JP2836050B2 (ja) | 光波長フィルター及びそれを用いた装置 | |
| JPH06204549A (ja) | 導波路型受光素子並びにその製造方法及びその駆動方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |