JPH07183560A - 光検出素子 - Google Patents
光検出素子Info
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- JPH07183560A JPH07183560A JP5324784A JP32478493A JPH07183560A JP H07183560 A JPH07183560 A JP H07183560A JP 5324784 A JP5324784 A JP 5324784A JP 32478493 A JP32478493 A JP 32478493A JP H07183560 A JPH07183560 A JP H07183560A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２つの異なった波長の入力光を各々独立に検
出する光検出素子に関し、両波長間のクロストークを大
幅に低減することを目的とする。 【構成】 ２つの異なった波長λ1 ，λ2（λ1＜λ2 ）
の光を入力し、波長λ1の入力光を吸収して第１の電極
から光電流を取り出す第１の吸収領域10と、第１の吸収
領域の光軸と異なる光軸上に配置され、波長λ2 の入力
光を吸収して第２の電極から光電流を取り出す第２の吸
収領域30と、第１の吸収領域と第２の吸収領域との間に
配置され、第１の吸収領域を透過した入力光を伝搬する
第１の光導波層21と、この第１の光導波層に対して結合
による電磁界分布の変化が無視できる距離だけ離れ、第
１の光導波層を伝搬する入力光のうち波長λ2 の入力光
を結合して第２の吸収領域30に導く第２の光導波層22と
を含む結合導波路領域20とを備える。
出する光検出素子に関し、両波長間のクロストークを大
幅に低減することを目的とする。 【構成】 ２つの異なった波長λ1 ，λ2（λ1＜λ2 ）
の光を入力し、波長λ1の入力光を吸収して第１の電極
から光電流を取り出す第１の吸収領域10と、第１の吸収
領域の光軸と異なる光軸上に配置され、波長λ2 の入力
光を吸収して第２の電極から光電流を取り出す第２の吸
収領域30と、第１の吸収領域と第２の吸収領域との間に
配置され、第１の吸収領域を透過した入力光を伝搬する
第１の光導波層21と、この第１の光導波層に対して結合
による電磁界分布の変化が無視できる距離だけ離れ、第
１の光導波層を伝搬する入力光のうち波長λ2 の入力光
を結合して第２の吸収領域30に導く第２の光導波層22と
を含む結合導波路領域20とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つの異なった波長の
入力光を各々独立に検出する光検出素子に関する。
入力光を各々独立に検出する光検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】２つの異なった波長の入力光を検出する
従来の光検出素子は、各波長に対する光吸収層をその光
軸が一致するように縦続に結合させた構造になってい
る。たとえば、特開平５−７５０７３号公報には光波長
多重伝送用の送受信素子として、図５に示すように 1.3
μｍ用の分布反射型半導体レーザ兼光検出器（ＤＢＲ−
ＬＤ／ＰＤ）の領域７１と、1.55μｍ用の光増幅器の領
域７２と、1.55μｍ用の分布帰還型半導体レーザ兼光検
出器（ＤＦＢ−ＬＤ／ＰＤ）の領域７３が一体形成さ
れ、１素子で 1.3μｍの送受信と1.55μｍの送受信を各
々独立に行う構造のものが示されている。なお、光検出
素子としては、 1.3μｍ帯の入力光を領域７１で検出
し、1.55μｍ帯の入力光は領域７１を透過し、領域７２
で増幅して領域７３で検出される構成になっている。
従来の光検出素子は、各波長に対する光吸収層をその光
軸が一致するように縦続に結合させた構造になってい
る。たとえば、特開平５−７５０７３号公報には光波長
多重伝送用の送受信素子として、図５に示すように 1.3
μｍ用の分布反射型半導体レーザ兼光検出器（ＤＢＲ−
ＬＤ／ＰＤ）の領域７１と、1.55μｍ用の光増幅器の領
域７２と、1.55μｍ用の分布帰還型半導体レーザ兼光検
出器（ＤＦＢ−ＬＤ／ＰＤ）の領域７３が一体形成さ
れ、１素子で 1.3μｍの送受信と1.55μｍの送受信を各
々独立に行う構造のものが示されている。なお、光検出
素子としては、 1.3μｍ帯の入力光を領域７１で検出
し、1.55μｍ帯の入力光は領域７１を透過し、領域７２
で増幅して領域７３で検出される構成になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
光検出素子において領域７１で吸収しきれなかった 1.3
μｍ帯の入力光が領域７２で増幅され、領域７３で1.55
μｍ帯の入力光と同時に検出されることがある。すなわ
ち、各波長に対する光吸収層の光軸が一致しているの
で、各波長間のクロストークが避けられない構造になっ
ていた。
光検出素子において領域７１で吸収しきれなかった 1.3
μｍ帯の入力光が領域７２で増幅され、領域７３で1.55
μｍ帯の入力光と同時に検出されることがある。すなわ
ち、各波長に対する光吸収層の光軸が一致しているの
で、各波長間のクロストークが避けられない構造になっ
ていた。
【０００４】本発明は、２つの異なった波長の入力光を
各々独立に検出する際に、両波長間のクロストークを大
幅に低減することができる光検出素子を提供することを
目的とする。
各々独立に検出する際に、両波長間のクロストークを大
幅に低減することができる光検出素子を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の光検出
素子の基本構成を示す断面図である。図において、本発
明の光検出素子は、第１の吸収領域１０、結合導波路領
域２０、第２の吸収領域３０を縦続に接続した構成であ
り、第１の吸収領域１０の所定領域に波長λ1 ，λ
2 （λ1 ＜λ2 ）の光を入力する。
素子の基本構成を示す断面図である。図において、本発
明の光検出素子は、第１の吸収領域１０、結合導波路領
域２０、第２の吸収領域３０を縦続に接続した構成であ
り、第１の吸収領域１０の所定領域に波長λ1 ，λ
2 （λ1 ＜λ2 ）の光を入力する。
【０００６】第１の吸収領域１０は波長λ1 の光吸収層
１１を含み、波長λ1 の入力光を吸収して第１の電極１
２から光電流として取り出す。結合導波路領域２０は、
第１の吸収領域１０を透過した入力光を伝搬する第１の
光導波層２１と、この第１の光導波層２１を伝搬する入
力光のうち、波長λ2の入力光を結合して第２の吸収領
域３０に導く第２の光導波層２２とを含む。なお、第１
の光導波層２１と第２の光導波層２２は、結合による電
磁界分布の変化が無視できる距離だけ離れて配置され
る。
１１を含み、波長λ1 の入力光を吸収して第１の電極１
２から光電流として取り出す。結合導波路領域２０は、
第１の吸収領域１０を透過した入力光を伝搬する第１の
光導波層２１と、この第１の光導波層２１を伝搬する入
力光のうち、波長λ2の入力光を結合して第２の吸収領
域３０に導く第２の光導波層２２とを含む。なお、第１
の光導波層２１と第２の光導波層２２は、結合による電
磁界分布の変化が無視できる距離だけ離れて配置され
る。
【０００７】第２の吸収領域３０は、第２の光導波層２
２の光軸に一致する波長λ2 の光吸収層３１を含み、波
長λ2 の入力光を吸収して第２の電極３２から光電流と
して取り出す。なお、第１の吸収領域１０の波長λ1 の
光吸収層１１は波長λ1 より短波長の光を所定の吸収率
で吸収し、第２の吸収領域３０の波長λ2 の光吸収層３
１は波長λ1 より長波長かつ波長λ2 より短波長の光を
所定の吸収率で吸収する。
２の光軸に一致する波長λ2 の光吸収層３１を含み、波
長λ2 の入力光を吸収して第２の電極３２から光電流と
して取り出す。なお、第１の吸収領域１０の波長λ1 の
光吸収層１１は波長λ1 より短波長の光を所定の吸収率
で吸収し、第２の吸収領域３０の波長λ2 の光吸収層３
１は波長λ1 より長波長かつ波長λ2 より短波長の光を
所定の吸収率で吸収する。
【０００８】
【作用】第１の吸収領域１０の波長λ1 の光吸収層１１
に沿って入力された波長λ1 ，λ2 （λ1 ＜λ2 ）の光
のうち、波長λ1 の入力光は波長λ1 の光吸収層１１で
吸収され、光電流として第１の電極１２から取り出され
る。波長λ2 の入力光は、波長λ1 の光吸収層１１を透
過して結合導波路領域２０の第１の光導波層２１に伝搬
する。なお、第１の光導波層２１には光吸収層１１で吸
収されなかった波長λ1 の光の一部と、波長λ2 の光の
ほぼ全部が伝搬する。
に沿って入力された波長λ1 ，λ2 （λ1 ＜λ2 ）の光
のうち、波長λ1 の入力光は波長λ1 の光吸収層１１で
吸収され、光電流として第１の電極１２から取り出され
る。波長λ2 の入力光は、波長λ1 の光吸収層１１を透
過して結合導波路領域２０の第１の光導波層２１に伝搬
する。なお、第１の光導波層２１には光吸収層１１で吸
収されなかった波長λ1 の光の一部と、波長λ2 の光の
ほぼ全部が伝搬する。
【０００９】第１の光導波層２１を伝搬する波長λ2 の
光は、第１の光導波層２１と第２の光導波層２２との間
の結合によって第２の光導波層２２へ伝搬し、第２の吸
収領域３０の波長λ2 の光吸収層３１に導かれ、そこで
吸収されて光電流として第２の電極３２から取り出され
る。ここで、第１の光導波層２１と第２の光導波層２２
との間の結合は、両者の伝搬定数と結合長を制御するこ
とにより、波長λ1 については弱く、波長λ2 について
は強くすることができる。
光は、第１の光導波層２１と第２の光導波層２２との間
の結合によって第２の光導波層２２へ伝搬し、第２の吸
収領域３０の波長λ2 の光吸収層３１に導かれ、そこで
吸収されて光電流として第２の電極３２から取り出され
る。ここで、第１の光導波層２１と第２の光導波層２２
との間の結合は、両者の伝搬定数と結合長を制御するこ
とにより、波長λ1 については弱く、波長λ2 について
は強くすることができる。
【００１０】２つの光導波路の伝搬定数が一致している
ときに、第１の光導波層２１の光強度が第２の光導波層
２２に伝搬する割合を示す結合係数Ｃは、２つの光導波
路が結合しているときの光電界の偶モード、奇モードの
軸方向の伝搬定数をそれぞれβe 、βo とし、光導波路
長をＬとすると、 Ｃ＝sin2｛（βe−βo) Ｌ／２｝ と表すことができる。ここで、第１の吸収領域１０を透
過した波長λ2 の入力光については、第１の光導波層２
１の光強度のすべてが第２の光導波層２２に伝搬するＣ
＝１となるようにする。このとき、完全結合長となる光
導波路長ＬC1は、 ＬC1＝π／（βeL−βoL) と表すことができる。第１の吸収領域１０を透過した波
長λ2 の入力光を完全結合長ＬC1の奇数倍だけ結合導波
路領域２０を伝搬させ、完全に第２の光導波層２２へ結
合されたところで、第２の吸収領域３０の波長λ2 の光
吸収層３１で吸収させる。これにより、２つの波長の入
力光を分離して検出することができる。
ときに、第１の光導波層２１の光強度が第２の光導波層
２２に伝搬する割合を示す結合係数Ｃは、２つの光導波
路が結合しているときの光電界の偶モード、奇モードの
軸方向の伝搬定数をそれぞれβe 、βo とし、光導波路
長をＬとすると、 Ｃ＝sin2｛（βe−βo) Ｌ／２｝ と表すことができる。ここで、第１の吸収領域１０を透
過した波長λ2 の入力光については、第１の光導波層２
１の光強度のすべてが第２の光導波層２２に伝搬するＣ
＝１となるようにする。このとき、完全結合長となる光
導波路長ＬC1は、 ＬC1＝π／（βeL−βoL) と表すことができる。第１の吸収領域１０を透過した波
長λ2 の入力光を完全結合長ＬC1の奇数倍だけ結合導波
路領域２０を伝搬させ、完全に第２の光導波層２２へ結
合されたところで、第２の吸収領域３０の波長λ2 の光
吸収層３１で吸収させる。これにより、２つの波長の入
力光を分離して検出することができる。
【００１１】一方、第１の吸収領域１０で吸収しきれな
かった波長λ1 の入力光については、第１の光導波層２
１から第２の光導波層２２にまったく伝搬しないＣ＝０
となるようにする。このときの光導波路長ＬC0は、完全
結合長をＬCSとすると、 ＬC0＝ＬCS＋ＬCS／２ ＬCS＝π／（βeS−βoS) と表すことができる。ここで、ｍ，ｎを正の整数とし、 ｍ×ＬC1＝ｎ×ＬCS＋ＬCS／２ とすれば、波長λ1 ，λ2 の入力光を第１の光導波層２
１および第２の光導波層２２に完全に分離することがで
きる。
かった波長λ1 の入力光については、第１の光導波層２
１から第２の光導波層２２にまったく伝搬しないＣ＝０
となるようにする。このときの光導波路長ＬC0は、完全
結合長をＬCSとすると、 ＬC0＝ＬCS＋ＬCS／２ ＬCS＝π／（βeS−βoS) と表すことができる。ここで、ｍ，ｎを正の整数とし、 ｍ×ＬC1＝ｎ×ＬCS＋ＬCS／２ とすれば、波長λ1 ，λ2 の入力光を第１の光導波層２
１および第２の光導波層２２に完全に分離することがで
きる。
【００１２】また、第１の光導波層２１および第２の光
導波層２２をバンドギャップ波長がλ1 近傍でλ1 より
長波長の材料で形成すると、波長λ1 の入力光に対して
は光閉じ込めが強くなるので結合が弱まる。したがっ
て、その完全結合長が波長λ2の入力光に比べて長くな
り、上式を満たさなくても波長λ1 ，λ2 の入力光を第
１の光導波層２１および第２の光導波層２２に完全に分
離することができる。さらに、第１の吸収領域１０で吸
収しきれなかった波長λ1 の入力光を各光導波層の吸収
によって減衰させることができる。
導波層２２をバンドギャップ波長がλ1 近傍でλ1 より
長波長の材料で形成すると、波長λ1 の入力光に対して
は光閉じ込めが強くなるので結合が弱まる。したがっ
て、その完全結合長が波長λ2の入力光に比べて長くな
り、上式を満たさなくても波長λ1 ，λ2 の入力光を第
１の光導波層２１および第２の光導波層２２に完全に分
離することができる。さらに、第１の吸収領域１０で吸
収しきれなかった波長λ1 の入力光を各光導波層の吸収
によって減衰させることができる。
【００１３】たとえば、λ1 を 1.3μｍ、λ2 を 1.5μ
ｍとし、第１の光導波層２１および第２の光導波層２２
をバンドギャップ波長が1.32μｍ組成のＩnＧaＡsＰ で
形成し、その厚さを 0.3μｍ、幅を 1.2μｍ、間隔（中
間層の厚さ）を１μｍとすると、入力光の波長が 1.3μ
ｍの場合は完全結合長が 464.2μｍとなり、1.55μｍの
場合は完全結合長が76.0μｍとなる。したがって、各光
導波層の長さを76μｍとすると、入力光の波長が1.55μ
ｍの場合は完全に結合するが、 1.3μｍのときの結合係
数Ｃは0.065 となり、約７％しか第２の光導波層２２に
結合されないので、上式を満たさなくても２つの波長の
入力光を分離することができる。
ｍとし、第１の光導波層２１および第２の光導波層２２
をバンドギャップ波長が1.32μｍ組成のＩnＧaＡsＰ で
形成し、その厚さを 0.3μｍ、幅を 1.2μｍ、間隔（中
間層の厚さ）を１μｍとすると、入力光の波長が 1.3μ
ｍの場合は完全結合長が 464.2μｍとなり、1.55μｍの
場合は完全結合長が76.0μｍとなる。したがって、各光
導波層の長さを76μｍとすると、入力光の波長が1.55μ
ｍの場合は完全に結合するが、 1.3μｍのときの結合係
数Ｃは0.065 となり、約７％しか第２の光導波層２２に
結合されないので、上式を満たさなくても２つの波長の
入力光を分離することができる。
【００１４】図２は、完全結合長の波長依存性の計算結
果を示す。横軸は波長（μｍ）、縦軸は完全結合長（μ
ｍ）であり、２つの光導波層の間隔を 0.5μｍ、 1.0μ
ｍ、1.5μｍとしたときのものである。
果を示す。横軸は波長（μｍ）、縦軸は完全結合長（μ
ｍ）であり、２つの光導波層の間隔を 0.5μｍ、 1.0μ
ｍ、1.5μｍとしたときのものである。
【００１５】
【実施例】図３は、本発明の実施例構成を示す斜視図で
ある。図４は、本発明の実施例構成（光軸方向の断面構
成）を示す断面図である。
ある。図４は、本発明の実施例構成（光軸方向の断面構
成）を示す断面図である。
【００１６】図において、ＩnＰ 基板５１の上にＩnＰ
バッファ層５２、バンドギャップ波長1.32μｍ組成のＩ
nＧaＡsＰ 光吸収層（波長λ1 の光吸収層１１）５３お
よびＩnＧaＡsＰ 光導波層（第１の光導波層２１）５
４、ＩnＰ 中間層５５、バンドギャップ波長1.32μｍ組
成のＩnＧaＡsＰ 光導波層（第２の光導波層２２）５６
およびバンドギャップ波長1.55μｍ組成のＩnＧaＡsＰ
光吸収層（波長λ2 の光吸収層３１）５７、ＩnＰ クラ
ッド層５８が積層される。さらに、ＩnＰ 中間層５５を
介してＩnＧaＡsＰ 光吸収層５３の上にＩnＧaＡsＰ キ
ャップ層５９がある。また、ＩnＰ クラッド層５８を介
してＩnＧaＡsＰ 光吸収層５７の上に、ＩnＧaＡsＰ キ
ャップ層６０がある。また、各キャップ層を除くＩnＰ
クラッド層５８上にはＳiＯ2膜６１があり、光吸収層５
３側の側面には無反射膜６２がある。さらに、ＩnＧaＡ
sＰ キャップ層５９，６０の上に、それぞれＡuＺnＮi
電極６３，６４およびＡu 電極６５，６６がある。ま
た、ＩnＰ 基板５１の下に、ＡuＧeＮi 電極６７があ
る。また、図３において符号６８は高抵抗埋め込み層を
示す。
バッファ層５２、バンドギャップ波長1.32μｍ組成のＩ
nＧaＡsＰ 光吸収層（波長λ1 の光吸収層１１）５３お
よびＩnＧaＡsＰ 光導波層（第１の光導波層２１）５
４、ＩnＰ 中間層５５、バンドギャップ波長1.32μｍ組
成のＩnＧaＡsＰ 光導波層（第２の光導波層２２）５６
およびバンドギャップ波長1.55μｍ組成のＩnＧaＡsＰ
光吸収層（波長λ2 の光吸収層３１）５７、ＩnＰ クラ
ッド層５８が積層される。さらに、ＩnＰ 中間層５５を
介してＩnＧaＡsＰ 光吸収層５３の上にＩnＧaＡsＰ キ
ャップ層５９がある。また、ＩnＰ クラッド層５８を介
してＩnＧaＡsＰ 光吸収層５７の上に、ＩnＧaＡsＰ キ
ャップ層６０がある。また、各キャップ層を除くＩnＰ
クラッド層５８上にはＳiＯ2膜６１があり、光吸収層５
３側の側面には無反射膜６２がある。さらに、ＩnＧaＡ
sＰ キャップ層５９，６０の上に、それぞれＡuＺnＮi
電極６３，６４およびＡu 電極６５，６６がある。ま
た、ＩnＰ 基板５１の下に、ＡuＧeＮi 電極６７があ
る。また、図３において符号６８は高抵抗埋め込み層を
示す。
【００１７】以下、本実施例素子の製作工程の一例につ
いて説明する。ＩnＰ 基板５１の上に、ＩnＰ バッファ
層(1.0μｍ厚）５２、バンドギャップ波長1.32μｍ組成
のＩnＧaＡsＰ 光吸収層(0.3μｍ厚）５３および光導波
層(0.3μｍ厚）５４、ＩnＰ 中間層(1.0μｍ厚）５５、
バンドギャップ波長1.32μｍ組成のＩnＧaＡsＰ 光導波
層(0.3μｍ厚）５６を順次成長させる。次に、結合導波
路領域２０となる部分にＳiＯ2マスクを形成し、第１の
吸収領域１０および第２の吸収領域３０となる部分のＩ
nＧaＡsＰ 光吸収層５６を除去し、ＳiＯ2マスクを除去
する。次に、第１の吸収領域１０および結合導波路領域
２０となる部分にＳiＯ2マスクを形成し、第２の吸収領
域３０の光吸収層となるバンドギャップ波長1.55μｍ組
成のＩnＧaＡsＰ 光吸収層(0.3μｍ厚）５７を成長させ
る。次に、結合導波路領域２０となる部分のＳiＯ2マス
クを除去し、ＩnＧaＡsＰ 光吸収層５６およびＩnＧaＡ
sＰ 光吸収層５７の上にＩnＰ クラッド層(1.5μｍ厚）
５８を成長させ、ＳiＯ2マスクを除去する。次に、結合
導波路領域２０となる部分にＳiＯ2マスクを形成し、Ｉ
nＧaＡsＰ キャップ層 (0.35μｍ厚）５９，６０を成長
させる。
いて説明する。ＩnＰ 基板５１の上に、ＩnＰ バッファ
層(1.0μｍ厚）５２、バンドギャップ波長1.32μｍ組成
のＩnＧaＡsＰ 光吸収層(0.3μｍ厚）５３および光導波
層(0.3μｍ厚）５４、ＩnＰ 中間層(1.0μｍ厚）５５、
バンドギャップ波長1.32μｍ組成のＩnＧaＡsＰ 光導波
層(0.3μｍ厚）５６を順次成長させる。次に、結合導波
路領域２０となる部分にＳiＯ2マスクを形成し、第１の
吸収領域１０および第２の吸収領域３０となる部分のＩ
nＧaＡsＰ 光吸収層５６を除去し、ＳiＯ2マスクを除去
する。次に、第１の吸収領域１０および結合導波路領域
２０となる部分にＳiＯ2マスクを形成し、第２の吸収領
域３０の光吸収層となるバンドギャップ波長1.55μｍ組
成のＩnＧaＡsＰ 光吸収層(0.3μｍ厚）５７を成長させ
る。次に、結合導波路領域２０となる部分のＳiＯ2マス
クを除去し、ＩnＧaＡsＰ 光吸収層５６およびＩnＧaＡ
sＰ 光吸収層５７の上にＩnＰ クラッド層(1.5μｍ厚）
５８を成長させ、ＳiＯ2マスクを除去する。次に、結合
導波路領域２０となる部分にＳiＯ2マスクを形成し、Ｉ
nＧaＡsＰ キャップ層 (0.35μｍ厚）５９，６０を成長
させる。
【００１８】次に、スパッタとリソグラフィを用いて
1.2μｍ幅のＳiＯ2ストライプを形成し、マスク以外の
部分をＩnＰ バッファ層５２の中間までのエッチングし
て 1.2μｍ幅のメサ構造を形成する。次に、このＳiＯ2
をマスクとして高抵抗埋め込み層６８を選択ＭＯＶＰＥ
法で成長させる。最後に、全面に 100ｎｍ厚のＳiＯ2膜
６１を形成し、第１の吸収領域１０および第２の吸収領
域３０に電極取り出し用の窓を開け、ｐ側にＡuＺnＮi
電極６３，６４およびＡu 電極６５，６６を形成し、ｎ
側にＡuＧeＮi 電極６７を形成する。また、第１の吸収
領域１０の側面に無反射膜６２を形成する。
1.2μｍ幅のＳiＯ2ストライプを形成し、マスク以外の
部分をＩnＰ バッファ層５２の中間までのエッチングし
て 1.2μｍ幅のメサ構造を形成する。次に、このＳiＯ2
をマスクとして高抵抗埋め込み層６８を選択ＭＯＶＰＥ
法で成長させる。最後に、全面に 100ｎｍ厚のＳiＯ2膜
６１を形成し、第１の吸収領域１０および第２の吸収領
域３０に電極取り出し用の窓を開け、ｐ側にＡuＺnＮi
電極６３，６４およびＡu 電極６５，６６を形成し、ｎ
側にＡuＧeＮi 電極６７を形成する。また、第１の吸収
領域１０の側面に無反射膜６２を形成する。
【００１９】これにより、 1.3μｍの入力光は第１の吸
収領域１０のＩnＧaＡsＰ 光吸収層５３で完全に吸収さ
れるか、または結合導波路領域２０のＩnＧaＡsＰ 光導
波層５４で完全に吸収される。また、1.55μｍの入力光
は結合導波路領域２０のＩnＧaＡsＰ光導波層５６に 10
0％結合され、第２の吸収領域３０のＩnＧaＡsＰ 光吸
収層５７で完全に吸収される。
収領域１０のＩnＧaＡsＰ 光吸収層５３で完全に吸収さ
れるか、または結合導波路領域２０のＩnＧaＡsＰ 光導
波層５４で完全に吸収される。また、1.55μｍの入力光
は結合導波路領域２０のＩnＧaＡsＰ光導波層５６に 10
0％結合され、第２の吸収領域３０のＩnＧaＡsＰ 光吸
収層５７で完全に吸収される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、２つの異
なった波長の入力光を分離し、クロストークの影響を抑
えてそれぞれ光検出することができる。
なった波長の入力光を分離し、クロストークの影響を抑
えてそれぞれ光検出することができる。
【図１】本発明の光検出素子の基本構成を示す断面図。
【図２】完全結合長の波長依存性の計算結果を示す図。
【図３】本発明の実施例構成を示す斜視図。
【図４】本発明の実施例構成（光軸方向の断面構成）を
示す断面図。
示す断面図。
【図５】従来の送受信素子の構成を示す図。
１０ 第１の吸収領域 １１ 波長λ1 の光吸収層 １２ 第１の電極 ２０ 結合導波路領域 ２１ 第１の光導波層 ２２ 第２の光導波層 ３０ 第２の吸収領域 ３１ 波長λ2 の光吸収層 ３２ 第２の電極 ５１ ＩnＰ 基板 ５２ ＩnＰ バッファ層 ５３ ＩnＧaＡsＰ 光吸収層（波長λ1 の光吸収層１
１） ５４ ＩnＧaＡsＰ 光導波層（第１の光導波層２１） ５５ ＩnＰ 中間層 ５６ ＩnＧaＡsＰ 光導波層（第２の光導波層２２） ５７ ＩnＧaＡsＰ 光吸収層（波長λ2 の光吸収層３
１） ５８ ＩnＰ クラッド層 ５９，６０ ＩnＧaＡsＰ キャップ層 ６１ ＳiＯ2膜 ６２ 無反射膜 ６３，６４ ＡuＺnＮi 電極 ６５，６６ Ａu 電極 ６７ ＡuＧeＮi 電極 ６８ 高抵抗埋め込み層
１） ５４ ＩnＧaＡsＰ 光導波層（第１の光導波層２１） ５５ ＩnＰ 中間層 ５６ ＩnＧaＡsＰ 光導波層（第２の光導波層２２） ５７ ＩnＧaＡsＰ 光吸収層（波長λ2 の光吸収層３
１） ５８ ＩnＰ クラッド層 ５９，６０ ＩnＧaＡsＰ キャップ層 ６１ ＳiＯ2膜 ６２ 無反射膜 ６３，６４ ＡuＺnＮi 電極 ６５，６６ Ａu 電極 ６７ ＡuＧeＮi 電極 ６８ 高抵抗埋め込み層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】一方、第１の吸収領域１０で吸収しきれな
かった波長λ1 の入力光については、第１の光導波層２
１から第２の光導波層２２にまったく伝搬しないＣ＝０
となるようにする。このときの光導波路長ＬC0は、完全
結合長をＬCSとすると、 ＬC0＝ＬCS＋ＬCS／２ ＬCS＝π／（βeS−βoS) と表すことができる。ここで、ｍを奇数、ｎを偶数と
し、 ｍ×ＬC1＝ｎ×ＬCS とすれば、波長λ1 ，λ2 の入力光を第１の光導波層２
１および第２の光導波層２２に完全に分離することがで
きる。
かった波長λ1 の入力光については、第１の光導波層２
１から第２の光導波層２２にまったく伝搬しないＣ＝０
となるようにする。このときの光導波路長ＬC0は、完全
結合長をＬCSとすると、 ＬC0＝ＬCS＋ＬCS／２ ＬCS＝π／（βeS−βoS) と表すことができる。ここで、ｍを奇数、ｎを偶数と
し、 ｍ×ＬC1＝ｎ×ＬCS とすれば、波長λ1 ，λ2 の入力光を第１の光導波層２
１および第２の光導波層２２に完全に分離することがで
きる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】また、第１の光導波層２１および第２の光
導波層２２をバンドギャップ波長がλ1 近傍でλ1 より
長波長の材料で形成すると、波長λ1 の入力光に対して
は光閉じ込めが強くなるので結合が弱まる。したがっ
て、その完全結合長が波長λ2の入力光に比べて長くな
り、上式を満たさなくても波長λ1 ，λ2 の入力光を第
１の光導波層２１および第２の光導波層２２に分離する
ことができる。さらに、第１の吸収領域１０で吸収しき
れなかった波長λ1 の入力光を各光導波層の吸収によっ
て減衰させることができる。
導波層２２をバンドギャップ波長がλ1 近傍でλ1 より
長波長の材料で形成すると、波長λ1 の入力光に対して
は光閉じ込めが強くなるので結合が弱まる。したがっ
て、その完全結合長が波長λ2の入力光に比べて長くな
り、上式を満たさなくても波長λ1 ，λ2 の入力光を第
１の光導波層２１および第２の光導波層２２に分離する
ことができる。さらに、第１の吸収領域１０で吸収しき
れなかった波長λ1 の入力光を各光導波層の吸収によっ
て減衰させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の領域に入力される２つの異なった
波長λ1 ，λ2（λ1＜λ2 ）の光を吸収し、それぞれ対
応する電極から光電流を取り出す光検出素子において、 波長λ1 の入力光を吸収して第１の電極から光電流を取
り出す第１の吸収領域と、 前記第１の吸収領域の光軸と異なる光軸上に配置され、
波長λ2 の入力光を吸収して第２の電極から光電流を取
り出す第２の吸収領域と、 前記第１の吸収領域と前記第２の吸収領域との間に配置
され、前記第１の吸収領域を透過した入力光を伝搬する
第１の光導波層と、この第１の光導波層に対して結合に
よる電磁界分布の変化が無視できる距離だけ離れ、第１
の光導波層を伝搬する入力光のうち波長λ2 の入力光を
結合して前記第２の吸収領域に導く第２の光導波層とを
含む結合導波路領域とを備えたことを特徴とする光検出
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5324784A JPH07183560A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 光検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5324784A JPH07183560A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 光検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183560A true JPH07183560A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=18169641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5324784A Pending JPH07183560A (ja) | 1993-12-22 | 1993-12-22 | 光検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07183560A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009140271A3 (en) * | 2008-05-12 | 2010-02-18 | The Regents Of The University Of California | Coupled waveguide photo detector |
| KR101050735B1 (ko) * | 2010-12-23 | 2011-07-20 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 냉각형 적외선 검출기 및 그 제조방법 |
| GB2498067A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-03 | Gen Electric | Remote monitoring of tightness of stator windings |
-
1993
- 1993-12-22 JP JP5324784A patent/JPH07183560A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009140271A3 (en) * | 2008-05-12 | 2010-02-18 | The Regents Of The University Of California | Coupled waveguide photo detector |
| US8611709B2 (en) | 2008-05-12 | 2013-12-17 | The Regents Of The University Of California | Coupled waveguide photo detector with non-uniform coupling coefficient |
| KR101050735B1 (ko) * | 2010-12-23 | 2011-07-20 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 냉각형 적외선 검출기 및 그 제조방법 |
| GB2498067A (en) * | 2011-12-22 | 2013-07-03 | Gen Electric | Remote monitoring of tightness of stator windings |
| US8830448B2 (en) | 2011-12-22 | 2014-09-09 | General Electric Company | Remote monitoring of tightness of stator windings |
| GB2498067B (en) * | 2011-12-22 | 2014-11-26 | Gen Electric | Remote monitoring of tightness of stator windings |
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