JPH0667046A - 光集積回路 - Google Patents

光集積回路

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JPH0667046A
JPH0667046A JP4222487A JP22248792A JPH0667046A JP H0667046 A JPH0667046 A JP H0667046A JP 4222487 A JP4222487 A JP 4222487A JP 22248792 A JP22248792 A JP 22248792A JP H0667046 A JPH0667046 A JP H0667046A
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waveguide
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optical
optical integrated
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JP4222487A
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Inventor
Noriaki Okada
訓明 岡田
Koji Minami
功治 南
Renzaburou Miki
錬三郎 三木
Hiroyuki Yamamoto
裕之 山本
Yoshio Yoshida
圭男 吉田
Yukio Kurata
幸夫 倉田
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 グレーティングカップラを用いて、導波光を
光検出器へ結合させ、かつ導波路端面に反射膜を設ける
ことで導波光の利用率を高め、効率の良い光検出を可能
とする。 【構成】 導波光８を光検出器２へ結合させるために、
光検出器２上の光導波路層４の一部に垂直出射となるよ
うピッチの定められたグレーティングカップラ６が形成
されている。そのグレーティングカップラ構造上に、上
部クラッド側５への放射光を反射する反射膜７が形成さ
れ、導波路端面には導波光を逆方向に伝搬させるための
反射膜１４が形成されており、基板１側への放射光を効
率良く検出することを可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光コンピュータなどの光
情報処理装置に用いられる光集積回路に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、高度情報化が急激に行われ、情報
の伝送・処理の重要性が増している。中でも光による情
報伝送・処理が、その高速性より重要視されてきた。光
集積回路は光による情報処理を行う一手段であるが、導
波路により光学系を小型軽量化可能であり、またコスト
面でも有利である。光集積回路によって処理された信号
は最終的には電気信号として検出する必要がある。以下
に従来の光検出器について説明する。
【０００３】第３図は従来、光集積回路に用いられきた
光検出器の一例を示す断面図である。３１はｎ形のシリ
コン基板、３２はシリコン基板３１の表面にｐ形不純物
をドープしたｐ形領域であり、基板との間にｐｎ接合を
形成している。３３はｐ形領域の電極、３４はｎ形シリ
コン基板３１の電極である。３５はＳｉＯ2 バッファ
層、３６は＃７０５９導波層である。
【０００４】導波路３６を伝搬する光３７は、ｐ形領域
３２を通過する際ｐ形領域３２により吸収を受ける。吸
収された光は電気信号に変換され、電極３３，３４によ
り検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構成で
は、その検出感度はｐ形領域３２の長さ■に比例する。
したがって実用上十分な感度を得るためには、■を長く
する必要があるが、■を長くした場合、光集積回路中部
の迷光の影響を受けやすくなりＳ／Ｎの劣化が生じる。
【０００６】以上の様に従来の構成では高感度かつＳ／
Ｎの良い光検出が不可能という欠点を有していた。
【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、高感度かつＳ／Ｎの良い光検出器を有する光集積回
路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光集積回路は光
導波路と光検出器を有する光集積回路で光導波路の下部
クラッド層上にグレーティングカップラが形成され、導
波路端面に反射膜が形成されており、グレーティングの
周期を短かくする、あるいは導波路上に反射層を設ける
ことにより伝搬する光を効率的に光検出器へ結合させる
ものである。
【０００９】
【作用】本発明の光集積回路は、光導波路と光検出器の
結合をグレーティングカップラおよび導波路端面反射膜
により効率良く行うことにより、高感度かつＳ／Ｎの良
い光検出器を有する光集積回路が実現可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例をもとに説明する。
【００１１】第１図は本発明の第１の実施例の断面図で
ある。１はｎ形シリコン基板、２はシリコン基板１の表
面にｐ形不純物をドープしたｐ形領域である。３はＳｉ
Ｏ２下部クラッド層、４は＃７０５９光導波層、５はＳ
ｉＯ２ 上部クラッド層であり、この構造で光導波路を
構成している。ＳｉＯ2 下部クラッド層３の上にグレー
ティングカップラ６が形成されており、ＳｉＯ2 上部ク
ラッド層５の上面には反射膜７が形成されている。
【００１２】また導波光１３を逆方向に伝搬せしめるよ
う導波路端面に反射膜１４を設けている。放射光９，１
１が導波光８に対しほぼ垂直に出射されるようグレーテ
ィング６の周期が設定されている。
【００１３】導波層４内を伝搬する導波光８がグレーテ
ィングカップラ６に到達すると、上部クラッド層側への
放射光９と基板側への放射光１０とに分岐されて出射さ
れる。放射光９は上部へ反射層７により反射されて導波
層４に入射し、その一部は該導波層４内の導波光に結合
され、他の一部は該導波層４を通過して光検出器２へ入
射する。グレーティング領域を通過した導波光１３は、
反射膜１４によって反射されて、グレーティングカップ
ラ６に到達する。ここで再び上部クラッド層５側への放
射光１２と基板１側への放射光１５とに分岐されて出射
される。かくして導波光８の基板側放射光１０と上部ク
ラッド層側放射光の反射光１１と導波光１３の基板側放
射光１５と上部クラッド層側放射光の反射光１６が重ね
あわされ光検出器へ入射されるので、効率の良い検出が
可能となる。
【００１４】放射光を導波光に対しほぼ垂直に出射する
ためには、グレーティング周期Λを
【００１５】
【数１】
【００１６】の条件を満たすよう決定する。ここでλは
真空中での光波長、Ｎは導波路の実効屈折率である。ま
たグレーティングを対称な矩形断面（歯と溝の幅が等し
い）をもつものとすれば、２次の回析光が生じないため
より高効率化が困る。また上部クラッド層５の層厚ｄを
適切に選び、放射光１０と１１が同位相になるようにす
れば、より効率の良い検出ができる。
【００１７】第２図は本発明の第２の実施例の断面図で
ある。１はｎ形シリコン基板、２はシリコン基板１の表
面にｐ形不純物をドープしたｐ形領域である。３はＳｉ
Ｏ2クラッド層、４は＃７０５９光導波層、２６はグレ
ーティングカップラであり、この構造で光導波路を構成
している。導波光を逆方向に伝搬せしめるよう導波路端
面に反射膜１４を設けている。
【００１８】グレーティングの周期Λを
【００１９】
【数２】
【００２０】の条件を満たすように決定する。ここでλ
は真空中での光波長、Ｎは導波路の実効屈折率、ｎS は
基板の屈折率である。
【００２１】導波層４内を伝搬する導波光８がグレーテ
ィングカップラ６に到達すると、基板１側への放射光１
０が生じる。この場合、グレーティングの周期Λが上記
の条件を満たすならば、空気側への放射光は生じない。
グレーティング領域を通過した導波光１３は反射膜１４
によって反射されて、再びグレーティングカップラに到
達し、基板側への放射光１５が生じる。このように空気
側への放射光が生じず、導波光がグレーティング領域を
２度通り放射されるので、効率の良い検出が可能とな
る。
【００２２】第１および第２の実施例においては、Ｓｉ
Ｏ2 および＃７０５９ガラスにより導波路を形成してい
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高感度かつＳ／Ｎの良い光検出器を有する光集積回路を
提供することができ、その実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の光集積回路の構成を示す図
である。
【図２】本発明の他の実施例の光集積回路の構成を示す
図である。
【図３】従来の光集積回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ｎ形シリコン基板 ２ ｐ形領域 ３ 下部クラッド層 ４ 導波層 ５ 上部クラッド層 ６，２６ グレーティング構造 ７，１４ 金属反射膜 ８，１３ 導波光 ９，１０，１２，１５ 放射光
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年８月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構成で
は、その検出感度はｐ形領域３２の長さｌに比例する。
したがって実用上十分な感度を得るためには、ｌを長く
する必要があるが、ｌを長くした場合、光集積回路中部
の迷光の影響を受けやすくなりＳ／Ｎの劣化が生じる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 裕之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 吉田 圭男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 倉田 幸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光導波路と、光検出器と、前記光導波路
    を伝搬する光を前記光検出器へ結合させるグレーティン
    グカップラと、前記光導波路端面に設けられた反射膜と
    を備えることを特徴とする光集積回路。
JP4222487A 1992-08-21 1992-08-21 光集積回路 Pending JPH0667046A (ja)

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CA002104278A CA2104278C (en) 1992-08-21 1993-08-17 Optical integrated circuit having light detector
US08/109,275 US5410622A (en) 1992-08-21 1993-08-19 Optical integrated circuit having light detector
DE69323253T DE69323253T2 (de) 1992-08-21 1993-08-23 Optische integrierte Schaltung mit Lichtdetektor
EP93306653A EP0585094B1 (en) 1992-08-21 1993-08-23 An optical integrated circuit having light detector

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0713748A1 (en) * 1994-11-24 1996-05-29 SMC Kabushiki Kaisha Linear Actuator

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5568574A (en) * 1995-06-12 1996-10-22 University Of Southern California Modulator-based photonic chip-to-chip interconnections for dense three-dimensional multichip module integration
US6078707A (en) * 1995-09-22 2000-06-20 Sharp Kabushiki Kaisha Waveguide-photodetector, method for producing the same, waveguide usable in the waveguide-photodetector, and method for producing the same
FR2748604B1 (fr) * 1996-05-13 1998-08-07 Commissariat Energie Atomique Photodetecteur a structure optique resonnante avec un reseau
US6236773B1 (en) 1998-12-15 2001-05-22 Texas Instruments Incorporated Single wavelength semiconductor laser with grating-assisted dielectric waveguide coupler
GB2321130B (en) * 1997-12-23 1998-12-23 Bookham Technology Ltd An integrated optical transceiver
GB2339301B (en) * 1998-07-07 2000-06-14 Bookham Technology Ltd Integrated optical device providing attenuation
US6363096B1 (en) * 1999-08-30 2002-03-26 Lucent Technologies Inc. Article comprising a plastic laser
JP2001083349A (ja) * 1999-09-14 2001-03-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 光平面導波路型回路モジュール
US6603902B1 (en) 1999-10-26 2003-08-05 Bti Photonics Inc. Wavelength selective variable reflector
US6693033B2 (en) * 2000-02-10 2004-02-17 Motorola, Inc. Method of removing an amorphous oxide from a monocrystalline surface
US20020096683A1 (en) * 2001-01-19 2002-07-25 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating GaN devices utilizing the formation of a compliant substrate
US7039288B2 (en) * 2001-03-21 2006-05-02 Intel Corporation Fabrication of optical waveguides for reduction of minimum waveguide spacing
US6709989B2 (en) 2001-06-21 2004-03-23 Motorola, Inc. Method for fabricating a semiconductor structure including a metal oxide interface with silicon
US7019332B2 (en) * 2001-07-20 2006-03-28 Freescale Semiconductor, Inc. Fabrication of a wavelength locker within a semiconductor structure
US6693298B2 (en) 2001-07-20 2004-02-17 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating epitaxial semiconductor on insulator (SOI) structures and devices utilizing the formation of a compliant substrate for materials used to form same
US6639249B2 (en) * 2001-08-06 2003-10-28 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a solid-state lighting device
US20030026310A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-06 Motorola, Inc. Structure and method for fabrication for a lighting device
US6673667B2 (en) * 2001-08-15 2004-01-06 Motorola, Inc. Method for manufacturing a substantially integral monolithic apparatus including a plurality of semiconductor materials
US6987908B2 (en) * 2001-08-24 2006-01-17 T-Networks, Inc. Grating dispersion compensator and method of manufacture
US20030053753A1 (en) * 2001-09-19 2003-03-20 Agere Systems Inc. Optical device having a grated coupler and a method of manufacture therefor
US6916717B2 (en) * 2002-05-03 2005-07-12 Motorola, Inc. Method for growing a monocrystalline oxide layer and for fabricating a semiconductor device on a monocrystalline substrate
US7065271B2 (en) * 2002-10-25 2006-06-20 Intel Corporation Optical grating coupler
US7169619B2 (en) * 2002-11-19 2007-01-30 Freescale Semiconductor, Inc. Method for fabricating semiconductor structures on vicinal substrates using a low temperature, low pressure, alkaline earth metal-rich process
US6806202B2 (en) 2002-12-03 2004-10-19 Motorola, Inc. Method of removing silicon oxide from a surface of a substrate
US6963090B2 (en) 2003-01-09 2005-11-08 Freescale Semiconductor, Inc. Enhancement mode metal-oxide-semiconductor field effect transistor
DE10352741B4 (de) 2003-11-12 2012-08-16 Austriamicrosystems Ag Strahlungsdetektierendes optoelektronisches Bauelement, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
JP2005283435A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 赤外線センサ
US20070041679A1 (en) * 2005-07-01 2007-02-22 Zhaoran Huang Integrated thin film MSM photodetector/grating for WDM
KR20100016187A (ko) * 2007-04-06 2010-02-12 카리디안비씨티, 인크. 개선된 생물반응기 표면
US20130313668A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Gregory S. Spencer Photronic device with reflector and method for forming
US9165591B2 (en) 2013-08-07 2015-10-20 Seagate Technology Llc Grating based laser and power monitor for a heat-assisted magnetic recording device
US11543774B2 (en) * 2018-07-02 2023-01-03 Duke University Out-of-plane computer-generated multicolor waveguide holography
CN117452743A (zh) * 2019-04-26 2024-01-26 松下知识产权经营株式会社 光设备
US11906351B1 (en) * 2019-09-25 2024-02-20 National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc Monolithic integration of optical waveguides with metal routing layers

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6079788A (ja) * 1983-10-06 1985-05-07 Nec Corp 光双安定素子
JPS60189712A (ja) * 1984-03-10 1985-09-27 Canon Inc 光結合器の製作方法
JPS6286307A (ja) * 1985-10-11 1987-04-20 Canon Inc グレ−テイングカツプラ
JPS63114288A (ja) * 1986-10-31 1988-05-19 Fujitsu Ltd 半導体発光素子
GB2197122B (en) * 1986-11-03 1990-01-24 Stc Plc Injection laser and monitor photosensor combination
US5070488A (en) * 1988-06-29 1991-12-03 Atsuko Fukushima Optical integrated circuit and optical apparatus
DE68919208T2 (de) * 1988-08-05 1995-06-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lichtablenkendes element.
JPH0287581A (ja) * 1988-09-26 1990-03-28 Canon Inc 波長分波光検出器
EP0386797B1 (en) * 1989-03-10 1997-06-04 Canon Kabushiki Kaisha Photodetector using wavelength selective optical coupler
US4942366A (en) * 1989-03-21 1990-07-17 General Electric Company Amplifier device with coupled surface emitting grating
JP3167391B2 (ja) * 1992-01-16 2001-05-21 株式会社リコー 光集積デバイス実装パッケージ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0713748A1 (en) * 1994-11-24 1996-05-29 SMC Kabushiki Kaisha Linear Actuator

Also Published As

Publication number Publication date
EP0585094A1 (en) 1994-03-02
CA2104278A1 (en) 1994-02-22
DE69323253D1 (de) 1999-03-11
DE69323253T2 (de) 1999-07-08
US5410622A (en) 1995-04-25
CA2104278C (en) 1996-12-17
EP0585094B1 (en) 1999-01-27

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