JPH07294969A - 光集積素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光集積素子における光機能素子の良好な特性
を維持した上で、キャリア寿命に律速されない高速な損
失変動の抑制を可能にし、さらに戻り光の抑制が容易な
光集積素子を提供する。 【構成】 少なくとも光信号が伝搬する第１の導波層１
０４を有する光機能素子部１５０と、少なくとも光信号
を増幅するための活性層１０５と該活性層に電流を注入
するための電極１０８とを有する光増幅器部１６０と、
少なくとも光信号を減衰する第２の導波層１２４を有す
る光減衰器部１７０とを具備し、これら光機能素子部１
５０と光増幅部１６０と光減衰器部１７０とが同一半導
体基板１０２上に形成され、前記第１の導波路１０４、
前記活性層１０５および第２の導波路１２４が光学的に
接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光集積素子に関する。よ
り詳細には光スイッチや光変調器などのパッシブ光導波
路から構成される光機能素子部分を伝搬する際に減衰す
る光信号を、光増幅器部分で補償すると共に、出力光の
パワー変動を光減衰器で抑制し、かつ光増幅部分光の反
射を抑制する機能に優れた光集積素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】２１世紀の高度な情報通信サービスに向
けた高速・広帯域通信網の実現のため、光通信技術が不
可欠になっている。このため、量子井戸構造を持つ光導
波路を伝搬する光信号に対して、電圧や電流を加えるこ
とで導波路の屈折率等を変化させ、これを利用して光変
調や光スイッチングを行う光機能素子が研究されてい
る。ここで問題となるのは、光機能素子の導波路で減衰
する光信号をいかに補償するかであり、通常は光増幅器
を用いて光信号を増幅する。このため、光機能素子と光
増幅器との集積化が試みられている。

【０００３】図１８（Ａ）および（Ｂ）は従来の光集積
素子の一例を示したものである。この例は光機能素子部
１０５０の導波路に突き合せ結合する形で光増幅器部１
０６０の活性層を設けたもので、光機能素子部１０５０
としてベネス形の４×４スイッチを例に取ったものであ
る。すなわち、図１８（Ｂ）に示すように、方向性結合
型またはマッハツェンダ型のスイッチからなる２×２ス
イッチ１０５１が２列ずつ３段に配置され、各列の外側
の入出力端は直線状に接続され、また内側の入出力端は
交差するように接続されて４×４スイッチが構成され、
各スイッチ１０５１への電圧印加によって光信号のバス
を切り替えることができる。また、４つの出力端には光
増幅器１０６１が接続されている。

【０００４】かかる光集積素子は、図１８（Ａ）に示す
ように、ｎ−ＩｎＰ基板１００２上に、はｎ−ＩｎＰ層
１００３、多重量子井戸構造を取る（例えばＩｎＧａＡ
ｓ／ＩｎＡｌＡｓ，ＩｎＧａＡｌＡｓ／ＩｎＡｌＡｓや
ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ等）光機能素子部の導
波路１００４、導波路１００４を伝搬する際の光信号損
失を補償するための光増幅器部の活性層１００５（例え
ば厚さ８ｎｍのＩｎ_0.533 Ｇａ_0.467 Ａｓウェル、厚さ
１０ｎｍのＩｎ_0.719 Ｇａ_0.28Ａｓ_0.610 Ｐ_0.390 バリ
アの歪多重量子井戸構造）、およびｐ−ＩｎＰ層１００
６が順次積層され、ｎ−ＩｎＰ基板１００２の下側には
ｎ側電極１００１、ｐ−ＩｎＰ層１００６上には、導波
路１００４に電圧または電流を加えるための光機能素子
部１０５０のｐ型電極１００７および活性層１００５に
電流を注入するための光増幅器部１０６０のｐ側電極１
００８が形成されて構成されている。また、このような
光集積素子への入力信号光１００９は例えば１０Ｇｂｉ
ｔ／ｓｅｃを越えるような高速光信号であり、また通
常、出力信号光１０１０は光ファイバあるいは空間を伝
搬した後に受光器１０１１を通して電気信号１０１２に
変換される。なお、光集積素子の入出力端には無反射コ
ーティング１０１４および１０１５が設けられている。

【０００５】動作波長を１５５０ｎｍとした場合、導波
炉１００４の多重量子井戸構造を例えば厚さ９ｎｍのＩ
ｎＧａＡｓウェル、厚さ５ｎｍのＩｎＡｌＡｓバリアと
すれば、バンドギャップ波長を１４４０ｎｍに設定で
き、導波路１００４を伝搬する光信号に対して、電極１
００７から電圧を印加することで多重量子井戸の屈折率
を変える量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）を利
用した高速かつ低電圧駆動の光スイッチング動作や光変
調動作が可能になる。この際の印加電圧は制御回路（Ｃ
ＰＵ）１０１３からの制御に従う。さらに、導波路１０
０４で減衰する光信号を光増幅器１０６１の活性層１０
０５によって誘導放出を利用した増幅をすることで、光
信号の損失を補償することができる。

【０００６】ところで、入力信号光１００９のパワーは
大きく変動する場合がある。入力信号光１００９のパワ
ーが変動した場合の信号の変動状態を図１９に示す。

【０００７】図１９に示すように、例えば、ＣＣＩＴＴ
国際標準における局間インターフェースでは光信号の送
信電力に６ｄＢの幅を許している。また、光機能素子１
０５０が例えば４×４とか８×８とかの光スイッチであ
る場合、光スイッチ内の通過パスによって、入力信号光
１００９が導波路１００４から受ける損失が、例えば、
３〜５ｄＢ変動する。これは導波路の損失のバラつき
や、ＱＣＳＥ効果による損失の増大のためである。この
結果、出力信号光強度は、例えば１０ｄＢを越えるよう
な大きな幅で変動することになる。一方、１０Ｇｂｉｔ
／ｓｅｃを越えるような高速光信号に対して受光器１０
１１のダイナミックレンジはせいぜい１０ｄＢあまりで
あり、このままでは１０ｄＢを越えるような大きな幅で
変動する出力信号光１０１０を受光することができな
い。また、光集積素子を多段に接続した場合などには、
１段目で１０ｄＢのパワー変動があると、２段目の光ス
イッチのクロストークが１０ｄＢ劣化する（光信号の強
いパスから弱いパスへのクロストークが劣化する）。か
かる２つの理由によって、光信号が光スイッチを通るパ
スによってＣＰＵ１０１３が電極１００８に注入する電
流を調整し、誘導放出を利用した光増幅器１０６０のゲ
インを３〜５ｄＢ調整することで光信号のパスによる損
失の変動を抑制することが必要である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが光増幅器のゲ
インの調整はキャリアの変動を伴うため、キャリアの寿
命に律速され、数ＧＨｚを越える速さでの損失変動を抑
制できないという欠点があった。

【０００９】また一方、光増幅器１０６０において大き
なゲイン（例えば２０ｄＢ以上）、広帯域（例えば５０
ｎｍ以上）、高飽和出力（例えば＋１０ｄＢｍ以上）を
得るためには端面における光の反射を抑え、光増幅器１
０６０への前後からの戻り光を、例えば０．１％以下に
減らす必要がある。戻り光を十分に減衰できないと、光
増幅器１０６０のリップルが増えて素子の特性が不安定
になるとともに、帯域が狭くなり（例えば０．１ｎ
ｍ）、飽和出力も、例えば−１０ｄＢｍ低下する。とこ
ろが、実際には無反射コーティング装置の限界から、光
増幅器１０６０への戻り光を安定して歩留まりよく、十
分に減らすことができないという問題があった。

【００１０】以上説明したように、従来の光集積素子で
は光増幅器によるゲイン調整はキャリアの変動を伴い、
ためにキャリアの寿命に律速され、数ＧＨｚを越える速
さでの超高速な損失変動を抑制できないという欠点があ
った。

【００１１】また、従来の光集積素子では光増幅器の特
性向上に不可欠な戻り光の抑制を安定して歩留まりよく
できないという問題があった。

【００１２】そこで本発明の目的は上述した事情に鑑
み、光集積素子における光機能素子の良好な特性を維持
した上で、キャリア寿命に律速されない高速な損失変動
の抑制を可能にし、さらに戻り光の抑制が容易な光集積
素子を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の第１の態様は、光機能素子と、光増幅器と、電界吸
収効果または量子閉じ込めシュタルク効果を動作原理と
する光減衰器部とを集積したことを特徴とする光集積素
子にある。

【００１４】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記光増幅器を、前記光機能素子と前記光減衰器と
で挟んで集積したことを特徴とする光集積素子にある。

【００１５】本発明の第１または２の態様において、信
号光のパスにより前記光減衰器部に印加するバイアスを
変化する機能を有する制御回路を有することを特徴とす
る光集積素子にある。

【００１６】本発明の第４の態様は、少なくとも光信号
が伝搬する第１の導波層を有する光機能素子部と、少な
くとも光信号を増幅するための活性層と該活性層に電流
を注入するための電極とを有する光増幅器部と、少なく
とも光信号を減衰する第２の導波層を有する光減衰器部
とを具備し、これら光機能素子部と光増幅部と光減衰器
部とが同一半導体基板上に形成され、前記第１の導波
路、前記活性層および第２の導波路が光学的に接続され
ていることを特徴とする光集積素子にある。

【００１７】本発明の第５の態様は、第４の態様におい
て、前記第１の導波層と前記第２の導波層とが同一の組
成からなることを特徴とする光集積素子にある。

【００１８】本発明の第６の態様は、第４または５の態
様において、前記第１の導波層、前記第２の導波層、お
よび前記活性層のうち、少なくとも１つが多重量子井戸
構造をとることを特徴とする光集積素子にある。

【００１９】本発明の第７の態様は、第４、５または６
の態様において、前記活性層が６ウェル以下の多重量子
井戸構造をとることを特徴とする光集積素子にある。

【００２０】本発明の第８の態様は、第１〜７の何れか
の態様において、前記活性層が、前記第１導波層あるい
は前記第２の導波層の少なくとも一方と組成が同じであ
る第３の導波層の上に装荷されていることを特徴とする
光集積素子にある。

【００２１】本発明の第９の態様は第４〜７の何れかの
態様において、前記活性層が、前記第１の導波層あるい
は前記第２の導波層の少なくとも一方と組成が同じであ
る第３の導波層の下に形成されていることを特徴とする
光集積素子にある。

【００２２】本発明の第１０の態様は、第４〜７の何れ
かの態様において、前記活性層が、前記第１の導波層あ
るいは前記第２の導波層の少なくとも一方と突き合わさ
れるバットジョイント構造をとることを特徴とする光集
積素子にある。

【００２３】本発明の第１１の態様は、第４〜７の何れ
かの態様において、前記活性層が、前記第１の導波層あ
るいは前記第２の導波層の少なくとも一方に乗り上げる
ように構成されていることを特徴とする光集積素子にあ
る。

【００２４】本発明の第１２の態様は、第４〜７の何れ
かの態様において、前記第１の導波層あるいは前記第２
の導波層の少なくとも一方が、前記活性層に乗り上げる
ように構成されていることを特徴とする光集積素子にあ
る。

【００２５】本発明の第１３の態様は、第１〜１２の何
れかにおいて、前記光機能素子部が、光スイッチ、位相
変調器、強度変調器、カプラ、偏波スプリッタ、波長フ
ィルタ、または遅延回路であることを特徴とする光集積
素子にある。

【００２６】

【作用】キャリア寿命に律速されることなく高速な損失
変動の抑制を行うため、本発明では、動作速度がキャリ
ア寿命に律速されない電界吸収効果あるいは量子閉じ込
めシュタルク効果を用いた光減衰器を集積する。また望
ましくは光増幅器への戻り光を抑制するため、光増幅器
の前後には光減衰器または光機能素子を配置する。

【００２７】本発明によれば、光信号が強い場合に、電
界吸収効果あるいは量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣ
ＳＥ）を用いた光減衰器に電圧を印加することで光透過
・吸収特性の吸収端を動かし、入力信号光に対する損失
を増やすことで損失変動の抑制を計る。吸収端の移動は
キャリアの寿命に律速されないため、超高速な損失変動
の抑制を行うことができる。

【００２８】また、光増幅器部分を中央に配置し、それ
を光機能素子部分と光減衰器部分で挟むことによって両
端面付近での損失が増大するため無反射コーティングの
条件を大幅に緩和することができる。これによって光増
幅器部分の特性向上に不可欠な戻り光の抑制を安定して
行うことができ、素子を歩留まりよく作製することがで
きる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３０】図１（Ａ）は本発明の第１の実施例に係る
光集積素子の模式的な断面図、図１（Ｂ）はその平面図
であり、光機能素子としてベネス形の４×４スイッチを
例に取ったものである。

【００３１】図に示す光機能素子部１５０の２×２スイ
ッチ１５１の各部分は方向性結合型またはマッハツェン
ダ型のスイッチであり、信号光に対して透明な導波路を
用い、電圧印加による屈折率変化をスイッチの動作原理
に用いている。すなわち、２×２スイッチ１５１が２列
ずつ３段に配置され、かつ各列の外側の入出力端は直線
状に接続され、また内側の入出力端は交差するように接
続されて４×４スイッチが構成され、各スイッチ１５１
への電圧印加によって光信号のバスを切り替えることが
できるようになっている。また、４つの出力端には、そ
れぞれ光増幅器部１６０光増幅器１６１および光減衰器
部１７０の光減衰器１７１が接続されている。

【００３２】かかる光集積素子は、図１（Ａ）に示すよ
うに、ｎ−ＩｎＰ基板１０２上に、ｎ−ＩｎＰ層１０
３、光機能素子部１５０のＩｎ_0.638 Ｇａ_0.362 Ａｓ
_0.781 Ｐ_0.219 からなる導波路１０４、導波路１０４を
伝搬する際の光信号損失を補償するための光増幅器部１
６０のＩｎ_0.535 Ｇａ_0.465 Ａｓ_0.995 Ｐ_0.005 からな
る活性層１０５、光減衰器１７１のＩｎ_0.606 Ｇａ
_0.394 Ａｓ_0.847 Ｐ_0.153 からなる導波層１２４、およ
びｐ−ＩｎＰ層１０６が順次積層され、ｎ−ＩｎＰ基板
１０２の下側にはｎ側電極１０１、ｐ−ＩｎＰ層１０６
上には、導波路１０４に電圧または電流を加えるための
光機能素子部１５０のｐ型電極１０７、活性層１０５に
電流を注入するための光増幅器部１６０のｐ側電極１０
８、および導波路１２４に電圧を印加するための光減衰
器部１７０のｐ側電極１２７が形成されて構成されてい
る。なお、２×２スイッチ１５１の導波部は、エッチン
グ等で形成された導波路１０４であり、かつ導波路１０
６で覆われている。また、光減衰器１７１はＱＣＳＥ効
果を用いたもので、印加電圧により減衰量を制御でき
る。このような光集積素子への入力信号光１０９は例え
ば１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃを越えるような高速光信号であ
り、また通常、出力信号光１１０は光ファイバあるいは
空間を伝搬した後に受光器１１１を通して電気信号１１
２に変換される。なお、光集積素子の入出力端には無反
射コーティング１１４および１１５が設けられている。

【００３３】光機能素子部１５０としては、例えば光ス
イッチ、位相変調器、強度変調器、カプラ、偏波スプリ
ッタ、波長フィルタ、遅延回路等を用いることができ
る。

【００３４】かかる光集積素子に入力信号光が入射され
た場合の光信号の強度レベルの変化を図３に示す。光機
能素子部１５０を動作させる際の印加電圧または注入電
流は制御回路（ＣＰＵ）１１３からの制御に従う。この
とき入力信号光に６ｄＢあると、１０ｄＢ程度までばら
つきが増大する。また、光機能素子部１５０の導波路１
０４で減衰した光信号は光増幅器１６１の活性層１０５
によって増幅され、これによって光信号の損失を補償す
ることができる。 このときのパワーのばらつきは１０
ｄＢ程度のままである。しかし、本実施例では、光信号
が光スイッチ１５１を通るパスによってＣＰＵ１１３が
電極１２７に印加する電圧を調整し、光減衰器１７１の
減衰量を３〜５ｄＢ調整することで、光信号のパスによ
る損失の変動を抑制することができ、出力信号光のばら
つきは６ｄＢ程度となる。この光減衰器１７１の減衰量
の調整はキャリアの変動を伴わないため、キャリアの寿
命に律速されず、数１０ＧＨｚを越える超高速の損失変
動が可能になる。

【００３５】また一方、導波路１０４および１２４は電
圧を印加することで光信号に対する損失を増やすことも
できる。これによって両端面からの戻り光を安定して歩
留まりよく、十分に減らすことができる。

【００３６】図２（Ａ）および（Ｂ）は、図１の光減衰
器部１７０と光増幅器部１６０の順序を入れ替えたもの
であり、同一作用を示す部分に同一符号を付して重複す
る説明は省略する。かかる光集積素子においても同様な
高速な損失変動の抑制を行うことができる。また、本実
施例では、信号光を光増幅部１６０側から入射している
が、このように信号光の入出力方向を入れ替えても高速
な損失変動の抑制を行うことができることはいうまでも
ない。

【００３７】図４（Ａ）および（Ｂ）は本発明の第２の
実施例に係る光集積素子の模式的な断面図および平面図
で、光機能素子としてベネス形の４×４スイッチを例に
取ったものである。

【００３８】図に示す光機能素子部２５０の２×２スイ
ッチ２５１の各部分は方向性結合型またはマッハツェン
ダ型のスイッチであり、信号光に対して透明な導波路を
用い、電圧印加による屈折率変化をスイッチの動作原理
に用いている。すなわち、２×２スイッチ２５１が２列
ずつ３段に配置され、かつ各列の外側の入出力端は直線
状に接続され、また内側の入出力端は交差するように接
続されて４×４スイッチが構成され、各スイッチ２５１
への電圧印加によって光信号のバスを切り替えることが
できるようになっている。また、４つの出力端には、そ
れぞれ光増幅器部２６０光増幅器２６１および光減衰器
部２７０の光減衰器２７１が接続されている。

【００３９】かかる光集積素子は、図４（Ａ）に示すよ
うに、ｎ−ＩｎＰ基板２０２上に、ｎ−ＩｎＰ層２０
３、光機能素子部２５０および光減衰器部２７０のＩｎ
_0.638ａ_0.362 Ａｓ_0.781 Ｐ_0.219 からなる導波路２０
４、導波路２０４を伝搬する際の光信号損失を補償する
ための光増幅器部２６０のＩｎ_0.535 Ｇａ_0.465 Ａｓ
_0.995 Ｐ_0.005 からなる活性層２０５、およびｐ−Ｉｎ
Ｐ層２０６が順次積層され、ｎ−ＩｎＰ基板２０２の下
側にはｎ側電極２０１、ｐ−ＩｎＰ層２０６上には、導
波路２０４に電圧または電流を加えるための光機能素子
部２５０のｐ型電極２０７、活性層２０５に電流を注入
するための光増幅器部２６０のｐ側電極２０８、および
光減衰器部２７０の導波路２０４に電圧を印加するため
のｐ側電極２２７が形成されて構成されている。なお、
２×２スイッチ２５１の導波部は、エッチング等で形成
された導波路２０４であり、かつ導波路２０６で覆われ
ている。また、光減衰器２７１はＱＣＳＥ効果を用いた
もので、印加電圧により減衰量を制御できる。このよう
な光集積素子への入力信号光２０９は例えば１０Ｇｂｉ
ｔ／ｓｅｃを越えるような高速光信号であり、また通
常、出力信号光２１０は光ファイバあるいは空間を伝搬
した後に受光器２１１を通して電気信号２１２に変換さ
れる。なお、光集積素子の入出力端には無反射コーティ
ング２１４および２１５が設けられている。

【００４０】光機能素子部２５０としては例えば光スイ
ッチ、位相変調器、強度変調器、カプラ、偏波スプリッ
タ、波長フィルタ、遅延回路等がある。

【００４１】光機能素子部２５０を動作させる際の印加
電圧または注入電流は制御回路（ＣＰＵ）２１３からの
制御に従う。さらに光機能素子部２５０の導波路２０４
で減衰する光信号を光増幅器の活性層２０５によって増
幅することで、光信号の損失を補償することができる。
さらに光信号が光スイッチ２５１を通るパスによってＣ
ＰＵ２１３が電極２２７に印加する電圧を調整し、光減
衰器２７０の減衰量を３〜５ｄＢ調整することで光信号
のパスによる損失の変動を抑制できる。この光減衰器の
減衰量の調整はキャリアの変動を伴わないため、キャリ
アの寿命に律速されず、数１０ＧＨｚを越える超高速の
損失変動が可能になる（図３参照）。

【００４２】また一方、導波路２０４は電圧を印加する
ことで光信号に対する損失を増やすこともできる。これ
によって両端面からの戻り光を安定して歩留まりよく、
十分に減らすことができる。

【００４３】また、図５（Ａ）および（Ｂ）は、図４の
光減衰器部２７０と光増幅器部２６０との順序を入れ替
えた例で、同一作用を示す部材には同一符号を付してあ
る。同図に示すように、このように光減衰器と光アンプ
の順序を入れ替えても、または信号光の入出力方向を入
れ替えても高速な損失変動の抑制を行うことができる。

【００４４】図６は本発明の第３の実施例を説明する特
性図である。すなわち、図１（図２）および図４（図
５）の導波路１０４，１２４および２０４として、多重
量子井戸構造を用いた場合のバンド構造を示し、良好な
特性を得ることができる。

【００４５】動作波長を１５５０ｎｍとした場合、多重
量子井戸構造を例えば厚さ９ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸３
０１、厚さ５ｎｍのＩｎＡｌＡｓバリア３０２とすると
バンドギャップ波長を１４４０ｎｍに設定でき、導波路
を伝搬する光信号に対して、電圧を、例えば６Ｖ印加す
ることで導波路の屈折率を変化させる、いわゆる量子閉
じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）を利用した高速かつ
低電圧駆動の光スイッチング動作や光変調器動作が可能
になる。

【００４６】さらにより高い電圧（例えば１０Ｖ）を印
加することでバンドギャップ波長を信号光の波長である
１５５０ｎｍ付近まで動かすことができるので、信号光
を大きく吸収する光減衰器として用いることができる。

【００４７】また、図１（図２），図４（図５）の活性
層１０５，０２０５として多重量子井戸構造を用いるこ
とで良好な特性を得ることができる。動作波長を１５５
０ｎｍとした場合、多重量子井戸構造を例えば厚さ８ｎ
ｍのＩｎ_0.533 Ｇａ_0.467 Ａｓ井戸３０１、厚さ１０ｎ
ｍのＩｎ_0.719 Ｇａ_0.281 Ａｓ_0.610 Ｐ_0.390 バリア３
０２の歪多重量子井戸構造を取ることで、ゲインが２０
ｄＢを越えるような光アンプを得ることができる。ま
た、歪多重量子井戸構造を取ることで、偏波方向による
ばらつきを減少させることも可能である。

【００４８】これらを利用することで、例えば図４を用
いて説明すると、光機能素子を動作させる際の印加電圧
または注入電流は制御回路（ＣＰＵ）２１３からの制御
に従う。さらに導波路２０４の光機能素子部２５０で減
衰する光信号を光増幅器部２６０の活性層２０５によっ
て増幅することで、光信号の損失を補償することができ
る。

【００４９】さらに光信号が光スイッチを通るパスによ
ってＣＰＵ２１３が電極２２７に印加する電圧を調整
し、光減衰器部２７０の減衰量を３〜５ｄＢ調整するこ
とで光信号のパスによる損失の変動を抑制できる。この
光減衰器部２７０の減衰量の調整はキャリアの変動を伴
わないため、キャリアの寿命に律速されず、数１０ＧＨ
ｚを越える超高速の損失変動が可能になる（図３参
照）。

【００５０】また一方、導波路２０４は電圧を印加する
ことで光信号に対する損失を増やすこともできる。これ
によって両端面からの戻り光を安定して歩留まりよく、
十分に減らすことができる。

【００５１】図７は本発明の第４の実施例を説明する図
である。第３の実施例で説明したように、図１（図
２），図４（図５）の活性層１０５，２０５として多重
量子井戸構造を用いることで良好な特性を得ることがで
きる。

【００５２】ここで特に、活性層２０５の井戸数を６以
下とすると、図７に示すように出力信号レベルと雑音レ
ベルの差を大きく取ることができ、良好な特性を得るこ
とができる。

【００５３】これらを利用することで、例えば図４（図
５）を用いて説明すると光機能素子部２５０の導波路２
０４で減衰する光信号を光増幅器部２５０の活性層２０
５によって増幅することで、光信号の損失を補償するこ
とができる。

【００５４】図８は本発明の第５の実施例に係る光集積
素子の模式的な断面図である。同図において、ｎ−Ｉｎ
Ｐ基板５０２上には、ｎ−ＩｎＰ層５０３、光機能素子
部５５０および光減衰器部５７０の導波路５０４、光機
能素子部５５０の導波路５０４をを伝搬する際の光信号
損失を補償するための光増幅器部５５０の活性層５０
５、およびｐ−ＩｎＰ層５０６が順次積層され、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板５０２の裏面にはｎ型電極５０１、また、ｐ−
ＩｎＰ層５０６上には光機能素子部５５０の導波路５０
４に電圧または電流を加えるためのｐ型電極５０７、光
増幅器部５６０の活性層５０５に電流を注入するための
ｐ型電極５０８、光減衰器部５７０の導波路５０４に電
圧を印加するためのｐ側電極５２７が形成されている。
ここで、導波路５０４は厚さ９ｎｍのＩｎＧａＡｓ井
戸、厚さ５ｎｍのＩｎＡｌＡｓバリアからなる量子井戸
構造、活性層５０５は厚さ８ｎｍのＩｎ_0.533 Ｇａ
_0.467 Ａｓ井戸、厚さ１０ｎｍのＩｎ_0.719 Ｇａ_0.281
Ａｓ_0.610 Ｐ_0.390 バリアの歪多重量子井戸構造であ
る。また、入力信号光５０９としては、例えば１０Ｇｂ
ｉｔ／ｓｅｃを越えるような高速光信号を用い、また通
常、出力信号光５１０は光ファイバあるいは空間を伝搬
した後に受光器５１１を通して電気信号５１２に変換さ
れる。なお、光集積素子の入出力端面には無反射コーテ
ィング５１４および５１５が設けられている。

【００５５】光機能素子としては例えば光スイッチ、位
相変調器、強度変調器、カプラ、偏波スプリッタ、波長
フィルタ、遅延回路等がある。

【００５６】光機能素子を動作させる際の印加電圧また
は注入電流はＣＰＵ５１３からの制御に従う。さらに、
光機能素子部５５０の導波路５０４で減衰する光信号を
光増幅器部５６０の活性層５０５によって増幅すること
で、光信号の損失を補償することができる。

【００５７】第５の実施例の特徴は活性層５０５が、光
機能素子部５５０および光減衰器部５７０の導波路とと
もに形成された光増幅器部５６０の導波路５０４上に装
荷された形を取り、導波路５０４を伝搬する光のフィー
ルドの一部が活性層５０５にかかり、そこで増幅される
ことにある。

【００５８】さらに光信号が光スイッチを通るパスによ
ってＣＰＵ５１３が電極５２７に印加する電圧を調整
し、光減衰器部５７０の減衰量を３〜５ｄＢ調整するこ
とで光信号のパスによる損失の変動を抑制できる。この
光減衰器部５７０の減衰量の調整はキャリアの変動を伴
わないため、キャリアの寿命に律速されず、数１０ＧＨ
ｚを越える超高速の損失変動が可能になる（図３参
照）。

【００５９】また一方、光機能素子部５５０の導波路５
０４は電圧を印加することで光信号に対する損失を増や
すこともできる。これによって両端面からの戻り光を安
定して歩留まりよく、十分に減らすことができる。

【００６０】また、図９に示すように、光減衰器部５７
０と光増幅器部５６０との順序を入れ替えても、または
信号光の入出力方向を入れ替えても高速な損失変動の抑
制を行うことができる。

【００６１】図８あるいは図９の実施例において、光機
能素子部の導波路と光減衰器部の導波路とは組成が異な
るようにしてもよい。またこの場合、光増幅部の活性層
が装荷される導波路は、光機能素子部の導波路または光
減衰器部の導波路の組成と同一でもよく、異なる組成で
もよい。

【００６２】図１０は本発明の第６の実施例に係る光集
積素子の模式的な断面図である。同図において、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板６０２上には、ｎ−ＩｎＰ層６０３、光機能素
子部６５０を伝搬する際の光信号損失を補償するための
光増幅器部６６０の活性層６０５、光機能素子部６５０
および光減衰器部６７０の導波路６０４、およびｐ−Ｉ
ｎｐ層６０６が順次形成され、ｎ−ＩｎＰ基板６０２の
裏面側にはｎ側電極が、また、ｐ−ＩｎＰ層６０６上に
は光機能素子部６５０の導波路６０４に電圧または電流
を加えるためのｐ側電極、および光増幅器５６０の活性
層６０５に電流を注入するためのｐ側電極６０８、光減
衰器部６７０の導波路６０４に電圧を印加するためのｐ
側電極６２７が設けられている。ここで、導波路６０４
は厚さ９ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸、厚さ５ｎｍのＩｎＡ
ｌＡｓバリアからなる量子井戸構造、活性層５０５は厚
さ８ｎｍのＩｎ_0.533 Ｇａ_0.467 Ａｓ井戸、厚さ１０ｎ
ｍのＩｎ_0.719 Ｇａ_0.281 Ａｓ_0.610 Ｐ_0.390 バリアの
歪多重量子井戸構造である。入力信号６０９としては、
例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃを越えるような高速光信号
を用い、また通常、出力信号光６１０は光ファイバある
いは空間を伝搬した後に受光器６１１を通して電気信号
６１２に変換される。また、光集積素子の入出力端端面
には無反射コーティング６１４および６１５が設けられ
ている。

【００６３】光機能素子としては例えば光スイッチ、位
相変調器、強度変調器、カプラ、偏波スプリッタ、波長
フィルタ、遅延回路等がある。

【００６４】光機能素子を動作させる際の印加電圧また
は注入電流はＣＰＵ６１３からの制御に従う。さらに、
光機能素子部６５０の導波路６０４で減衰する光信号を
光増幅器部６６０の活性層６０５によって増幅すること
で、光信号の損失を補償することができる。

【００６５】第６の実施例の特徴は活性層６０５が、光
機能素子部６５０および光減衰器部６７０の導波路６０
４と組成が同じ導波路６０４の下に形成されており、導
波路６０４を伝搬する光の一部が活性層６０５に乗り移
り、そこで増幅されることにある。

【００６６】さらに光信号が光スイッチを通るパスによ
ってＣＰＵ６１３が電極６２７に印加する電圧を調整
し、光減衰器部６７０の減衰量を３〜５ｄＢ調整するこ
とで光信号のパスによる損失の変動を抑制できる。この
光減衰器の減衰量の調整はキャリアの変動を伴わないた
め、キャリアの寿命に律速されず、数１０ＧＨｚを越え
る超高速の損失変動が可能になる（図３参照）。

【００６７】また一方、光機能素子部６５０の導波路６
０４は電圧を印加することで光信号に対する損失を増や
すこともできる。これによって両端面からの戻り光を安
定して歩留まりよく、十分に減らすことができる。

【００６８】また、図１１に示すように、光減衰器部６
７０と光増幅器部６５０の順序を入れ替えても、または
信号光の入出力方向を入れ替えても高速な損失変動の抑
制を行うことができる。

【００６９】図１０あるいは図１１の実施例において、
光機能素子部の導波路と光減衰器部の導波路とは組成が
異なるようにしてもよい。またこの場合、光増幅部の活
性層の上に設けられる導波路は、光機能素子部の導波路
または光減衰器部の導波路の組成と同一でもよく、異な
る組成でもよい。

【００７０】図１２は本発明の第７の実施例に係る光集
積素子の模式的な断面図である。同図に示すように、ｎ
−ＩｎＰ基板７０２上に、ｎ−ＩｎＰ層７０３、光機能
素子部７５０および光減衰器部７７０の導波路７０４、
導波路７０４を伝搬する際の光信号損失を補償するため
の光増幅器部７６０の活性層７０５、およびｐ−ＩｎＰ
層７０６が順次積層され、ｎ−ＩｎＰ基板７０２の下側
にはｎ側電極７０１、ｐ−ＩｎＰ層７０６上には、光機
能素子部７５０の導波路７０４に電圧または電流を加え
るためのｐ型電極７０７、活性層７０５に電流を注入す
るための光増幅器部７６０のｐ側電極７０８、および光
減衰器部７７０の導波路７０４に電圧を印加するための
ｐ側電極７２７が形成されて構成されている。このよう
な光集積素子への入力信号光７０９は例えば１０Ｇｂｉ
ｔ／ｓｅｃを越えるような高速光信号であり、また通
常、出力信号光７１０は光ファイバあるいは空間を伝搬
した後に受光器７１１を通して電気信号７１２に変換さ
れる。なお、光集積素子の入出力端には無反射コーティ
ング７１４および７１５が設けられている。ここで、導
波路７０４は厚さ９ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸、厚さ５ｎ
ｍのＩｎＡｌＡｓバリアからなる量子井戸構造、活性層
７０５は厚さ８ｎｍのＩｎ_0.533 Ｇａ_0.467 Ａｓ井戸、
厚さ１０ｎｍのＩｎ_0.719 Ｇａ_0.281 Ａｓ_0.610 Ｐ
_0.390 バリアの歪多重量子井戸構造である。

【００７１】光機能素子としては例えば光スイッチ、位
相変調器、強度変調器、カプラ、偏波スプリッタ、波長
フィルタ、遅延回路等がある。

【００７２】光機能素子を動作させる際の印加電圧また
は注入電流はＣＰＵ７１３からの制御に従う。さらに、
光機能素子部７５０の導波路７０４で減衰する光信号を
光増幅器部７５０の活性層７０５によって増幅すること
で、光信号の損失を補償することができる。

【００７３】第７の実施例の特徴は活性層７０５が、光
機能素子部７５０および光減衰器部７７０のそれぞれの
導波路７０４のに突き合わされたいわゆるバットジョイ
ントの形を取り、導波路７０４を伝搬する光が７０５に
乗り移り、そこで増幅されることにある。

【００７４】さらに光信号が光スイッチを通るパスによ
ってＣＰＵ７１３が電極７２７に印加する電圧を調整
し、光減衰器部７７０の減衰量を３〜５ｄＢ調整するこ
とで光信号のパスによる損失の変動を抑制できる。この
光減衰器の減衰量の調整はキャリアの変動を伴わないた
め、キャリアの寿命に律速されず、数１０ＧＨｚを越え
る超高速の損失変動が可能になる（図３参照）。

【００７５】また一方、光機能素子部７５０の導波路７
０４は電圧を印加することで光信号に対する損失を増や
すこともできる。これによって両端面からの戻り光を安
定して歩留まりよく、十分に減らすことができる。

【００７６】また、図１３に示すように、光減衰器部７
７０と光増幅器部７６０との順序を入れ替えても、また
は信号光の入出力方向を入れ替えても高速な損失変動の
抑制を行うことができる。

【００７７】図１４は本発明の第８の実施例に係る光集
積素子の模式的な断面図である。同図に示すように、ｎ
−ＩｎＰ基板８０２上に、ｎ−ＩｎＰ層８０３、光機能
素子部８５０および光減衰器部８７０の導波路８０４、
導波路８０４を伝搬する際の光信号損失を補償するため
の光増幅器部８６０の活性層８０５、およびｐ−ＩｎＰ
層８０６が順次積層され、ｎ−ＩｎＰ基板８０２の下側
にはｎ側電極８０１、ｐ−ＩｎＰ層８０６上には、光機
能素子部８５０の導波路８０４に電圧または電流を加え
るためのｐ型電極８０７、活性層８０５に電流を注入す
るための光増幅器部８６０のｐ側電極８０８、および光
減衰器部８７０の導波路８０４に電圧を印加するための
ｐ側電極８２７が形成されている。このような光集積素
子への入力信号光８０９は例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ
を越えるような高速光信号であり、また通常、出力信号
光８１０は光ファイバあるいは空間を伝搬した後に受光
器８１１を通して電気信号８１２に変換される。なお、
光集積素子の入出力端には無反射コーティング８１４お
よび８１５が設けられている。ここで、導波路８０４は
厚さ９ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸、厚さ５ｎｍのＩｎＡｌ
Ａｓバリアからなる量子井戸構造、活性層８０５は厚さ
８ｎｍのＩｎ_0.533 Ｇａ_0.467 Ａｓ井戸、厚さ１０ｎｍ
のＩｎ_0.719 Ｇａ_0.281 Ａｓ_0.610 Ｐ_0.390 バリアの歪
多重量子井戸構造である。

【００７８】光機能素子としては例えば光スイッチ、位
相変調器、強度変調器、カプラ、偏波スプリッタ、波長
フィルタ、遅延回路等がある。

【００７９】光機能素子を動作させるさいの印加電圧ま
たは注入電流はＣＰＵ８１３からの制御に従う。さら
に、光機能素子部８５０の導波路８０４で減衰する光信
号を光増幅器部８５０の活性層８０５によって増幅する
ことで、光信号の損失を補償することができる。

【００８０】第８の実施例の特徴は、光機能素子部８５
０および光減衰器部８７０の導波路８０４がそれぞれ活
性層８０５に乗り上げた形を取り、導波路８０４を伝搬
する光が活性層８０５に乗り移り、そこで増幅されるこ
とにある。

【００８１】さらに光信号が光スイッチを通るパスによ
ってＣＰＵ８１３が電極８２７に印加する電圧を調整
し、光減衰器部８７０の減衰量を３〜５ｄＢ調整するこ
とで光信号のパスによる損失の変動を抑制できる。この
光減衰器部８７０の減衰量の調整はキャリアの変動を伴
わないため、キャリアの寿命に律速されず、数１０ＧＨ
ｚを越える超高速の損失変動が可能になる（図３参
照）。

【００８２】また一方、光機能素子部８５０の導波路８
０４は電圧を印加することで光信号に対する損失を増や
すこともできる。これによって両端面からの戻り光を安
定して歩留まりよく、十分に減らすことができる。

【００８３】また、図１５に示すように、光減衰器部８
７０と光増幅器部８６０との順序を入れ替えても、また
は信号光の入出力方向を入れ替えても高速な損失変動の
抑制を行うことができる。

【００８４】図１６は本発明の第９の実施例に係る光集
積素子の模式的な断面図である。同図に示すように、ｎ
−ＩｎＰ基板９０２上に、ｎ−ＩｎＰ層９０３、光機能
素子部９５０および光減衰器部９７０の導波路９０４、
導波路９０４を伝搬する際の光信号損失を補償するため
の光増幅器部９６０の活性層９０５、およびｐ−ＩｎＰ
層９０６が順次積層され、ｎ−ＩｎＰ基板９０２の下側
にはｎ側電極９０１、ｐ−ＩｎＰ層９０６上には、光機
能素子部９５０の導波路９０４に電圧または電流を加え
るためのｐ型電極９０７、活性層９０５に電流を注入す
るための光増幅器部９６０のｐ側電極９０８、および光
減衰器部９７０の導波路９０４に電圧を印加するための
ｐ側電極９２７が形成されている。このような光集積素
子への入力信号光９０９は例えば１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃ
を越えるような高速光信号であり、また通常、出力信号
光９１０は光ファイバあるいは空間を伝搬した後に受光
器９１１を通して電気信号８１２に変換される。なお、
光集積素子の入出力端には無反射コーティング９１４お
よび９１５が設けられている。ここで、導波路８０４は
厚さ９ｎｍのＩｎＧａＡｓ井戸、厚さ５ｎｍのＩｎＡｌ
Ａｓバリアからなる量子井戸構造、活性層８０５は厚さ
８ｎｍのＩｎ_0.533 Ｇａ_0.467 Ａｓ井戸、厚さ１０ｎｍ
のＩｎ_0.719 Ｇａ_0.281 Ａｓ_0.610 Ｐ_0.390 バリアの歪
多重量子井戸構造である。

【００８５】光機能素子を動作させるさいの印加電圧ま
たは注入電流はＣＰＵ９１３からの制御に従う。さらに
光機能素子部９５０の導波路９０４で減衰する光信号を
光増幅器の活性層９０５によって増幅することで、光信
号の損失を補償することができる。

【００８６】第９の実施例の特徴は活性層９０５が、光
機能素子部９５０および光減衰器部９７０のそれぞれの
導波路９０４に乗り上げた形を取り、導波路９０４を伝
搬する光が活性層９０５に乗り移り、そこで増幅される
ことにある。

【００８７】さらに光信号が光スイッチを通るパスによ
ってＣＰＵ９１３が電極９２７に印加する電圧を調整
し、光減衰器の減衰量を３〜５ｄＢ調整することで光信
号のパスによる損失の変動を抑制できる。この光減衰器
部３７０の減衰量の調整はキャリアの変動を伴わないた
め、キャリアの寿命に律速されず、数１０ＧＨｚを越え
る超高速の損失変動が可能になる（図３参照）。

【００８８】また一方、光機能素子部９５０の導波路９
０４は電圧を印加することで光信号に対する損失を増や
すこともできる。これによって両端面からの戻り光を安
定して歩留まりよく、十分に減らすことができる。

【００８９】また、図１７に示すように、光減衰器部９
７０と光増幅器部９６０との順序を入れ替えても、また
は信号光の入出力方向を入れ替えても高速な損失変動の
抑制を行うことができる。

【００９０】以上、本発明についてはｎ型のＩｎＰ基板
を例に説明を行ったが、ｐ型の基板や他の半導体基板に
おいても同様な効果を得ることができる。

【００９１】また、本発明の実施例で説明した光増幅器
の活性層の代わりに、活性層をパッシブな導波路で挟ん
だいわゆるＬＯＣ構造（文献：Ｓ．Ｃｏｒｅ，Ｄ．Ｍ．
Ｃｏｏｐｅｒ，Ｗ．Ｊ．Ｄｅｖｌｉｎ，Ａ．Ｄ．Ｅｌｌ
ｉｓ，Ｄ．Ｆ．Ｅｌｔｏｎ，Ｊ．Ｊ．Ｉｓａａｃ，Ｇ．
Ｓｈｅｒｌｏｃｋ，Ｐ．Ｃ．Ｓｐｕｒｄｅｎｓ ａｎｄ
Ｗ．Ａ． Ｓｔａｌｌａｒｄ：“Ｐｏｌａｒｉｓａｔ
ｉｏｎ−Ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，Ｎｅａｒ−Ｔｒａｖ
ｅｌｌｉｎｇ−ｗａｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｌａｓｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｅｒ ａｔ １．５５
ｍｍ”，Ｅｌｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２ｎ
ｄ Ｍａｒｃｈ １９８９，ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．５，
ｐｐ．３１４〜３１５）を用いても同様な効果を得るこ
とができる。

【００９２】さらに光機能素子部、光減衰器部および光
増幅器部の各間に、分離溝あるいは絶縁領域を設け、光
機能素子部、光減衰器部および光増幅器部の間で電気的
絶縁を行ってもよいことは言うまでもない。

【００９３】また、これまで光機能素子として信号光に
対して透明なパッシブ導波路から構成されるものを例に
とり説明してきたが、光機能素子として半導体レーザス
イッチ等のアクティブ光導波路を用いた場合にも同様で
あることは言うまでもない。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
集積素子の光機能素子の良好な特性を維持した上で、キ
ャリア寿命に律速されない高速な損失変動の抑制を可能
にし、さらに戻り光の抑制が容易な光集積素子を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の光集積素子に係り、
（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。

【図２】本発明の第１実施例の光集積素子の変形例に係
り、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。

【図３】本発明の光集積素子における光の損失の変動を
示す図である。

【図４】本発明の第２実施例の光集積素子に係り、
（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。

【図５】本発明の第２実施例の光集積素子の変形例に係
り、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る光集積素子の特性図
である。

【図７】本発明の第４実施例に係る光集積素子の特性を
示す図である。

【図８】本発明の第５実施例に係る光集積素子の断面図
である。

【図９】本発明の第５実施例に係る光集積素子の変形例
の断面図である。

【図１０】本発明の第６実施例に係る光集積素子の断面
図である。

【図１１】本発明の第６実施例に係る光集積素子の変形
例の断面図である。

【図１２】本発明の第７実施例に係る光集積素子の断面
図である。

【図１３】本発明の第７実施例に係る光集積素子の変形
例の断面図である。

【図１４】本発明の第８実施例に係る光集積素子の断面
図である。

【図１５】本発明の第８実施例に係る光集積素子の変形
例の断面図である。

【図１６】本発明の第９実施例に係る光集積素子の断面
図である。

【図１７】本発明の第９実施例に係る光集積素子の変形
例の断面図である。

【図１８】従来の光集積素子に係り、（Ａ）は断面図、
（Ｂ）は平面図である。

【図１９】従来の光集積素子の損失の変動を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０１，２０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９
０１ ｎ側電極 １０２，２０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９
０２ ｎ−ＩｎＰ基板 １０３，２０３，５０３，６０３，７０３，８０３，９
０３ ｎ−ＩｎＰ層 １０４，２０４，５０４，６０４，７０４，８０４，９
０４ 導波路 １０５，２０５，５０５，６０５，７０５，８０５，９
０５ 活性層 １０６，２０６，５０６，６０６，７０６，８０６，９
０６ ｐ−ＩｎＰ層 １０７，２０７，５０７，６０７，７０７，８０７，９
０７ 光機能素子部のｐ側電極 １０８，２０８，５０８，６０８，７０８，８０８，９
０８ 光増幅器部のｐ側電極 １０９，２０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９
０９ 入力信号光 １１０，２１０，５１０，６１０，７１０，８１０，９
１０ 出力信号光 １１１，２１１，５１１，６１１，７１１，８１１，９
１１ 受光器 １１２，２１２，５１２，６１２，７１２，８１２，９
１２ 電気信号 １１３，２１３，５１３，６１３，７１３，８１３，９
１３ ＣＰＵ １２４ 導波路 １２７，２２７，５２７，６２７，７２７，８２７，９
２７ 光減衰器部のｐ側電極 １５０，２５０，５５０，６５０，７５０，８５０，９
５０ 光機能素子部 １６０，２６０，５６０，６６０，７６０，８６０，９
６０ 光増幅器部 １７０，２７０，５７０，６７０，７７０，８７０，９
７０ 光減衰器部 ３０１井戸 ３０２バリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/122 6/30 (72)発明者 河野 健治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光機能素子と、光増幅器と、電界吸収効
   果または量子閉じ込めシュタルク効果を動作原理とする
   光減衰器部とを集積したことを特徴とする光集積素子。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記光増幅器を、前
   記光機能素子と前記光減衰器とで挟んで集積したことを
   特徴とする光集積素子。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、信号光のパ
   スにより前記光減衰器部に印加するバイアスを変化する
   機能を有する制御回路を有することを特徴とする光集積
   素子。
4. 【請求項４】 少なくとも光信号が伝搬する第１の導波
   層を有する光機能素子部と、少なくとも光信号を増幅す
   るための活性層と該活性層に電流を注入するための電極
   とを有する光増幅器部と、少なくとも光信号を減衰する
   第２の導波層を有する光減衰器部とを具備し、これら光
   機能素子部と光増幅部と光減衰器部とが同一半導体基板
   上に形成され、前記第１の導波路、前記活性層および第
   ２の導波路が光学的に接続されていることを特徴とする
   光集積素子。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記第１の導波層と
   前記第２の導波層とが同一の組成からなることを特徴と
   する光集積素子。
6. 【請求項６】 請求項４または５において、前記第１の
   導波層、前記第２の導波層、および前記活性層のうち、
   少なくとも１つが多重量子井戸構造をとることを特徴と
   する光集積素子。
7. 【請求項７】 請求項４、５または６において、前記活
   性層が６ウェル以下の多重量子井戸構造をとることを特
   徴とする光集積素子。
8. 【請求項８】 請求項４〜７の何れかにおいて、前記活
   性層が、前記第１導波層あるいは前記第２の導波層の少
   なくとも一方と組成が同じである第３の導波層の上に装
   荷されていることを特徴とする光集積素子。
9. 【請求項９】 請求項４〜７の何れかにおいて、前記活
   性層が、前記第１の導波層あるいは前記第２の導波層の
   少なくとも一方と組成が同じである第３の導波層の下に
   形成されていることを特徴とする光集積素子。
10. 【請求項１０】 請求項４〜７の何れかにおいて、前記
    活性層が、前記第１の導波層あるいは前記第２の導波層
    の少なくとも一方と突き合わされるバットジョイント構
    造をとることを特徴とする光集積素子。
11. 【請求項１１】 請求項４〜７の何れかにおいて、前記
    活性層が、前記第１の導波層あるいは前記第２の導波層
    の少なくとも一方に乗り上げるように構成されているこ
    とを特徴とする光集積素子。
12. 【請求項１２】 請求項４〜７の何れかにおいて、前記
    第１の導波層あるいは前記第２の導波層の少なくとも一
    方が、前記活性層に乗り上げるように構成されているこ
    とを特徴とする光集積素子。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２の何れかにおいて、前
    記光機能素子部が、光スイッチ、位相変調器、強度変調
    器、カプラ、偏波スプリッタ、波長フィルタ、または遅
    延回路であることを特徴とする光集積素子。