JPH0285804A - 波長分波検出器 - Google Patents
波長分波検出器Info
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- JPH0285804A JPH0285804A JP63236215A JP23621588A JPH0285804A JP H0285804 A JPH0285804 A JP H0285804A JP 63236215 A JP63236215 A JP 63236215A JP 23621588 A JP23621588 A JP 23621588A JP H0285804 A JPH0285804 A JP H0285804A
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (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〕
本発明は波長か多重化されている導波光を各波長域毎に
分渡し、各波長域毎の出力を検出する波長分波検出器に
関する。
分渡し、各波長域毎の出力を検出する波長分波検出器に
関する。
(従来の技術〕
第7図は従来の波長分波検出器の構造を示す図である。
基板101上にはバッファ層102、スラブ梨導波路1
03か設けうわている。スラブ型先導波路103には光
ファイバ106が端面カップリングされており、その上
面には光検出器104.〜1O43およびグレーティン
グ105.〜1053が形成されている。光ファイバ+
06は波長が多重化された信号光を導波するもので、該
信号光は前述の端面カップリングによりスラブ型光導波
路+03に導波される。カスケードにアレイ化されて設
けられた反射型フィルりであるグレーティング105.
〜1053は、各々に入射される光のうち、入射角と周
期とがそれぞれのブラッグ条件を満たす波長の光のみを
回折し、各自に対して設けられている光検出器104.
〜1043に入射させることにより光信号の分波検出が
行なわれていた。
03か設けうわている。スラブ型先導波路103には光
ファイバ106が端面カップリングされており、その上
面には光検出器104.〜1O43およびグレーティン
グ105.〜1053が形成されている。光ファイバ+
06は波長が多重化された信号光を導波するもので、該
信号光は前述の端面カップリングによりスラブ型光導波
路+03に導波される。カスケードにアレイ化されて設
けられた反射型フィルりであるグレーティング105.
〜1053は、各々に入射される光のうち、入射角と周
期とがそれぞれのブラッグ条件を満たす波長の光のみを
回折し、各自に対して設けられている光検出器104.
〜1043に入射させることにより光信号の分波検出が
行なわれていた。
従来の波長分波検出器においては、グレーティングを用
いて分波を行ない、各波長毎に光検出器を設けているた
め、以下に記載するような欠点がある。
いて分波を行ない、各波長毎に光検出器を設けているた
め、以下に記載するような欠点がある。
(+) 分波する光の波長によってはグレーティング
の周期が非常に小さくなるので作製が困難となる。
の周期が非常に小さくなるので作製が困難となる。
(2)各光検出器は、クロストークが生じないようにあ
る一定以上の問題を持たせて設置する必要があるため、
多くの波長が多重化されている光信号の場合には、それ
に応じて光検出器も増加し、したがってデバイスも大型
化してしまうという欠点かある。
る一定以上の問題を持たせて設置する必要があるため、
多くの波長が多重化されている光信号の場合には、それ
に応じて光検出器も増加し、したがってデバイスも大型
化してしまうという欠点かある。
(3) グレーティングか2次元的広がりを持つため
、導波路を微細な3次元導波路にする事が出来ない。
、導波路を微細な3次元導波路にする事が出来ない。
(4) グレーティングの長さが100−〜数10〇
−と長くなるため、こわ以上、小型化できない。
−と長くなるため、こわ以上、小型化できない。
本発明は、容易に作製することができる波長分波検出器
を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。
本発明の波長分波検出器は、
導波光が伝搬される導波層と、該導波層の上下に設けら
れ、少なくとも一方は、導波光の進光方向に対してその
厚みが階段状に減少する第1のクラッド層および第2の
クラッド層と、 クラッド層の各段毎に設けられ、各段での検出される光
とカップリングを行ない、上下方向の光閉じ込めを段階
的に制御する吸収層および該吸収層とカップリングした
検出光を吸収電流として取り出すための電極とを有する
。
れ、少なくとも一方は、導波光の進光方向に対してその
厚みが階段状に減少する第1のクラッド層および第2の
クラッド層と、 クラッド層の各段毎に設けられ、各段での検出される光
とカップリングを行ない、上下方向の光閉じ込めを段階
的に制御する吸収層および該吸収層とカップリングした
検出光を吸収電流として取り出すための電極とを有する
。
(作 用)
導波層に入射した波長多重光は、クラッド層の厚みを変
えた領域において、伝播波長の電界分布の差から、各ク
ラッド層上部に設けられた各吸収層に特定波長の信号光
のみか吸収されて電気信号として取り出される。
えた領域において、伝播波長の電界分布の差から、各ク
ラッド層上部に設けられた各吸収層に特定波長の信号光
のみか吸収されて電気信号として取り出される。
第1図は本発明の第1の実施例の外観を示す図、第2図
はその構造を示す断面図である。
はその構造を示す断面図である。
まず、本実施例の作成手順について説明する。
n形GaAsである基板1上に、バッファ層2としてn
形GaAsを0.5μ量結晶成長させ、次に、クラッド
層3としてn形A1o 6Gao5Asを2μm成長さ
せた。続いて、ノンドープGaAs :10人とノン
ドープAn 。、 5Gao、 sAs 60人を交
互に30対積層し、厚さ0.27μの導波層4とした。
形GaAsを0.5μ量結晶成長させ、次に、クラッド
層3としてn形A1o 6Gao5Asを2μm成長さ
せた。続いて、ノンドープGaAs :10人とノン
ドープAn 。、 5Gao、 sAs 60人を交
互に30対積層し、厚さ0.27μの導波層4とした。
さらに、上部クラッド層5としてP形ΔA o5Ga、
、 sAsを1u+結晶成長させた。なお、結晶成長法
としては、分子線エピタキシー法や存機金属CVD法等
を使用した。
、 sAsを1u+結晶成長させた。なお、結晶成長法
としては、分子線エピタキシー法や存機金属CVD法等
を使用した。
面述のように成膜したウェハーを通常のフォトリソグラ
フィーとエツチング、例えばH2O2:NH411=
200: 1のエッチャントを用いて、上部クラッド層
5のA 7 o、 5Gao、 sAsをエツチングし
、図に示すように階段上の段差を設けた。その後、面述
の各段上に吸収層であるど−GaAs 6.7.8を再
成長させ、ざらに導波光の各層の垂直方向に対する光閉
し込めを効率良くするために、ウェハーL面をリッジ形
構造とし、三次元導波路を形成した。その後、各段上に
上部型8ilo、11. +2を設け、ウェハー底面に
下部電極13を形成した。各部の寸法を略記すると、上
記クラッド層5の各段の厚さは、検出する導波光を75
0mm、 800Dl[Q、 850n+mの3波長多
重として考え、それぞれ0.3μ。
フィーとエツチング、例えばH2O2:NH411=
200: 1のエッチャントを用いて、上部クラッド層
5のA 7 o、 5Gao、 sAsをエツチングし
、図に示すように階段上の段差を設けた。その後、面述
の各段上に吸収層であるど−GaAs 6.7.8を再
成長させ、ざらに導波光の各層の垂直方向に対する光閉
し込めを効率良くするために、ウェハーL面をリッジ形
構造とし、三次元導波路を形成した。その後、各段上に
上部型8ilo、11. +2を設け、ウェハー底面に
下部電極13を形成した。各部の寸法を略記すると、上
記クラッド層5の各段の厚さは、検出する導波光を75
0mm、 800Dl[Q、 850n+mの3波長多
重として考え、それぞれ0.3μ。
0.27μm、 0.25μ思とした。またリッジ部の
幅は約3μで、各検出部の電極の大きさは、3−X
100μである。本実施例においては絶縁膜等を介して
電極を形成する際にワイヤーボンディング等を用いて形
成することか十分可能な大きさとしている。
幅は約3μで、各検出部の電極の大きさは、3−X
100μである。本実施例においては絶縁膜等を介して
電極を形成する際にワイヤーボンディング等を用いて形
成することか十分可能な大きさとしている。
次に、動作について、第2図中の右端面から左端面に向
って波長多重化された光が進行するものとして説明する
。
って波長多重化された光が進行するものとして説明する
。
クラッド層3.5の各屈折率n、、ncと導波路3の屈
折率n、との関係を次式に示す。
折率n、との関係を次式に示す。
n、>n、 ≧nc
屈折率が上記の関係になっていれば、端面人射時におけ
る0、75p 、 0.8= 、 0.f15u (
以下、順にλ1.λ2.λ3と称する)の各波長が多重
化された導波光は、導波路内に閉じこもっており、減衰
量は導波路損失だけによる。導波光か電極6のト部の吸
収帯に届くと、入、の電界分布Dλ、のすそが吸収層6
にかかり、急、速にえ、のエネルギーは吸収されて減衰
する。そして吸収層6により′π子とホールになったλ
、の信号は電極10と13より吸収電流として取り出さ
れ、信号が検出される。このとき、光のエネルギーは長
波長側の方が低いため、え、およびλ、の電界分布Dλ
2゜Dλ3のすそは、吸収層6に届かず、λ2およびλ
3のエネルギーは朱なわ第1ない。同様な事かλ2、λ
3の導波光においても吸収帯18.19に:おいて起こ
り、そわぞわλ2の吸収電流が電極IIと13間で、λ
3の吸収電流か電極i2と13間で取り出され、λ2.
^3の信号か検出さ才する事となる。
る0、75p 、 0.8= 、 0.f15u (
以下、順にλ1.λ2.λ3と称する)の各波長が多重
化された導波光は、導波路内に閉じこもっており、減衰
量は導波路損失だけによる。導波光か電極6のト部の吸
収帯に届くと、入、の電界分布Dλ、のすそが吸収層6
にかかり、急、速にえ、のエネルギーは吸収されて減衰
する。そして吸収層6により′π子とホールになったλ
、の信号は電極10と13より吸収電流として取り出さ
れ、信号が検出される。このとき、光のエネルギーは長
波長側の方が低いため、え、およびλ、の電界分布Dλ
2゜Dλ3のすそは、吸収層6に届かず、λ2およびλ
3のエネルギーは朱なわ第1ない。同様な事かλ2、λ
3の導波光においても吸収帯18.19に:おいて起こ
り、そわぞわλ2の吸収電流が電極IIと13間で、λ
3の吸収電流か電極i2と13間で取り出され、λ2.
^3の信号か検出さ才する事となる。
第3図は本発明の第2の実施例の構造を示す断面図であ
るゆここで、第2図と同一の部材には同一の符号を付し
、計細な説明は省略する。本実施例は、第1の実施例で
用いた吸収層67.8の構成を変える事により、導波光
の波長を長波長個迄検出できる様にし・たものである。
るゆここで、第2図と同一の部材には同一の符号を付し
、計細な説明は省略する。本実施例は、第1の実施例で
用いた吸収層67.8の構成を変える事により、導波光
の波長を長波長個迄検出できる様にし・たものである。
第3図中の吸収層30.31.32は第4図に示す様に
Pドーパンt−GaAs層41とnl・−バントGaA
s層42よ5よびノンドープGaAs層43とを交互に
積層しj=nipi構造を採用する事により、各吸収層
のエネルギーギャップを等価的に小さくし、GaAsの
吸収端どして知ら打ている0、87μmよりもエネルギ
ーの低い長波長側の光を検出する事が可能となった。
Pドーパンt−GaAs層41とnl・−バントGaA
s層42よ5よびノンドープGaAs層43とを交互に
積層しj=nipi構造を採用する事により、各吸収層
のエネルギーギャップを等価的に小さくし、GaAsの
吸収端どして知ら打ている0、87μmよりもエネルギ
ーの低い長波長側の光を検出する事が可能となった。
第5図は本発明の第3の実施例の構造を示1゛断面図で
ある。本実施例は吸収層50.51.52に、第6図に
示すよつな1nGaAs層61とGaAs層62からな
る超格子構造を採用し、10の混晶比を変える事とIn
GaAS井戸層とGaAs障壁層の組合わせにより受光
波長を変化させる!ドを可能としたものである。
ある。本実施例は吸収層50.51.52に、第6図に
示すよつな1nGaAs層61とGaAs層62からな
る超格子構造を採用し、10の混晶比を変える事とIn
GaAS井戸層とGaAs障壁層の組合わせにより受光
波長を変化させる!ドを可能としたものである。
本発明は、以トの実施例に限らず種りの応用かiiJ能
となる。例えば、導波路層にInGaAs1nP系を採
用する場合には、吸収層として、混晶比の異なる!nG
aASPを用いわば、本発明と同様な汁涯検出が長波長
帯においても出来る。また、吸収層として、Si、 G
eの結晶成長を行う事も=ir能である。また、三次元
導波路としては、埋込み形、拡散形等でも同様である。
となる。例えば、導波路層にInGaAs1nP系を採
用する場合には、吸収層として、混晶比の異なる!nG
aASPを用いわば、本発明と同様な汁涯検出が長波長
帯においても出来る。また、吸収層として、Si、 G
eの結晶成長を行う事も=ir能である。また、三次元
導波路としては、埋込み形、拡散形等でも同様である。
〔発明の効果〕
以−1−説明したように本発明は、クラット層の厚みを
4波光の進行方向に応じて階段状に減少させ、各段毎に
吸収層および電極を設けることにより、導波光を各波長
域毎に分波することができ、従来用いられていたグレー
ティングを用いたものに比へて作製を大幅に簡略化する
ことができる効果かある。
4波光の進行方向に応じて階段状に減少させ、各段毎に
吸収層および電極を設けることにより、導波光を各波長
域毎に分波することができ、従来用いられていたグレー
ティングを用いたものに比へて作製を大幅に簡略化する
ことができる効果かある。
第1図は本発明の第1の実施例の外観を示す図、第2図
は第1図の光検出部の構造を示す図、第3図は本発明の
第2の実施例の構造を示す図、第4図は第3図中の吸収
層30.31.32の構造を示す図、第5図は本発明の
第3の実施例の構造を示す図、第6図は第5図中の吸収
層50.51.52の構造を示す図、第7図は従来例で
ある。 1・・・基板、 2・・・バッファ層、 3.5・・・クラット層、 4・・・導波層、 6、7.8.30,31,32,50,51,52・・
・吸収層、10、11.12−・・電極、 41・・・PドーパントG8AS層、 42−nドーバンGa/is層。 43・・・ノンドープGaAs層、 51・1nGaAs層、 62−GaAs層。 特許出願人 キャノン株式会社 代 理 人 若 林 忍第1図 第3図 第5図 第6図
は第1図の光検出部の構造を示す図、第3図は本発明の
第2の実施例の構造を示す図、第4図は第3図中の吸収
層30.31.32の構造を示す図、第5図は本発明の
第3の実施例の構造を示す図、第6図は第5図中の吸収
層50.51.52の構造を示す図、第7図は従来例で
ある。 1・・・基板、 2・・・バッファ層、 3.5・・・クラット層、 4・・・導波層、 6、7.8.30,31,32,50,51,52・・
・吸収層、10、11.12−・・電極、 41・・・PドーパントG8AS層、 42−nドーバンGa/is層。 43・・・ノンドープGaAs層、 51・1nGaAs層、 62−GaAs層。 特許出願人 キャノン株式会社 代 理 人 若 林 忍第1図 第3図 第5図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、波長が多重化された導波光を波長域毎に分波し、各
波長域毎の光出力信号を検出する波長分波検出器であっ
て、 導波光が伝搬される導波層(4)と、該導波層の上下に
設けられ、少なくとも一方は、導波光の進光方向に対し
てその厚みが階段状に減少する第1のクラッド層(3)
および第2のクラッド層(5)と、 厚みが階段状に減少するクラッド層の各段毎に設けられ
、各段で検出される光とカップリングを行ない、上下方
向の光閉じ込めを段階的に制御する吸収層(6、7、8
)および該吸収層とカップリングした検出光を吸収電流
として取り出すための電極(10、11、12)とを有
する波長分波検出器。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63236215A JP2620329B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 波長分波検出器 |
US07/410,513 US5032710A (en) | 1988-09-22 | 1989-09-21 | Photodetector to detect a light in different wavelength regions through clad layer having different thickness portions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63236215A JP2620329B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 波長分波検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0285804A true JPH0285804A (ja) | 1990-03-27 |
JP2620329B2 JP2620329B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=16997485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63236215A Expired - Fee Related JP2620329B2 (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | 波長分波検出器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2620329B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5375323A (en) * | 1991-10-30 | 1994-12-27 | Nsk Ltd. | Method for securing shaft of cam follower device for valve action mechanism |
US6167070A (en) * | 1996-12-05 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Optical semiconductor device and method of fabricating the same |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP63236215A patent/JP2620329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5375323A (en) * | 1991-10-30 | 1994-12-27 | Nsk Ltd. | Method for securing shaft of cam follower device for valve action mechanism |
US6167070A (en) * | 1996-12-05 | 2000-12-26 | Nec Corporation | Optical semiconductor device and method of fabricating the same |
US6383829B1 (en) | 1996-12-05 | 2002-05-07 | Nec Corporation | Optical semiconductor device and method of fabricating the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2620329B2 (ja) | 1997-06-11 |
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