JPH08184719A - Wavelength selective detector and optical communication system using same - Google Patents

Wavelength selective detector and optical communication system using same

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JPH08184719A
JPH08184719A JP7015538A JP1553895A JPH08184719A JP H08184719 A JPH08184719 A JP H08184719A JP 7015538 A JP7015538 A JP 7015538A JP 1553895 A JP1553895 A JP 1553895A JP H08184719 A JPH08184719 A JP H08184719A
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JP
Japan
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wavelength
wavelength selective
layer
grating
waveguide
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JP7015538A
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Japanese (ja)
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Hajime Sakata
肇 坂田
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide the wavelength selective detector which has high quantum efficiency and a high wavelength selection rate and the optical communication system which uses it. CONSTITUTION: The wavelength selective detector has a wavelength selection area consisting of two waveguides 11 and 12 which perform mode coupling through a grating 13 and an optical detection area consisting of two waveguides 11 and 12 except the grating and an optical detection layer 14. In the optical detection area, a gap layer 15 which has a lower refractive index than any of the layer of the waveguide 12 and the optical detection layer 14 is inserted between the waveguide 12 which is adjacent to the optical detection layer 14 between the two waveguides 11 and 12 and the optical detection layer 14. Consequently, light having wavelength selected by the wavelength selection area is efficiently absorbed by the optical detection layer 14 and light having unselected wavelength is hardly absorbed. Therefore, the wavelength selective detector which has the high quantum efficiency and high wavelength selection rate can be obtained as a single compact element.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、分波検出を行なうため
の波長選択光検出器および波長分割多重などを基本とす
る光通信システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication system based on a wavelength selective photodetector and wavelength division multiplexing for demultiplexing detection.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ通信において、広い波長の帯
域を有効に利用し、伝送容量の飛躍的拡大が期待できる
方式として、波長分割多重システム(以下、WDMシス
テム)の開発が盛んに行なわれている。このようなWD
Mシステムにおいて、任意の波長信号光を空間的に分離
後、電気信号として検出し、且つ広い範囲に亙って、そ
の波長を同調可能な波長選択光検出器は重要な役割を担
っている。そして、その高性能化が期待されている。現
在、波長選択光検出器として有望視されているのもとし
て、特開平2−239209号明細書に提案されている
様に、グレーティング補償型分波カップラに光検出機能
部を集積化した素子がある。
2. Description of the Related Art In optical fiber communication, a wavelength division multiplexing system (hereinafter referred to as WDM system) has been actively developed as a method capable of effectively utilizing a wide wavelength band and dramatically increasing the transmission capacity. There is. WD like this
In the M system, a wavelength selective photodetector that spatially separates an arbitrary wavelength signal light and then detects it as an electric signal and can tune its wavelength over a wide range plays an important role. And it is expected that the performance will be improved. At present, as a wavelength selective photodetector, a device having a photodetection function unit integrated with a grating compensation type demultiplexing coupler is proposed, as proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-239209. is there.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしてる課題】上記公知例では、分
波カップラ上に直接光検出層を形成する為、量子効率が
高く小型になる反面、システムによっては、選択しない
波長の信号光からのクロストークが無視できない状況に
陥り、伝送特性を劣化させることもあった。
In the above-mentioned known example, since the photo-detecting layer is formed directly on the demultiplexing coupler, the quantum efficiency is high and the size is small. On the other hand, depending on the system, the cross from the signal light of the wavelength which is not selected is selected. Sometimes the talk fell into a situation where it could not be ignored, and the transmission characteristics deteriorated.

【0004】よって、本発明の目的は、高量子効率で、
波長選択比の高い波長選択光検出器およびこれを用いた
光通信システムを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to achieve high quantum efficiency,
An object of the present invention is to provide a wavelength selective photodetector having a high wavelength selective ratio and an optical communication system using the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、結合補
償手段(典型的にはグレーティング)を介してモード間
結合を行なう2つの導波路からなる波長選択領域と、結
合補償手段を含まない2つの導波路と光検出層からなる
光検出領域とを有する波長選択光検出器において、該光
検出領域の中で、該2つの導波路のうち該光検出層と隣
接した方の導波路と該光検出層との間に、該導波路の層
と該光検出層のいずれよりも屈折率の低い間隙層が挿入
されている。この構成により、波長選択領域で選択され
た波長の光は光検出層で効率よく吸収され、且つ非選択
波長の光は殆ど吸収されないことになり、高量子効率
で、波長選択比の高い波長選択光検出器を単一の素子で
コンパクトに実現することができる。
According to the present invention, a wavelength selection region consisting of two waveguides for performing intermode coupling through coupling compensation means (typically a grating) and a coupling compensation means are not included. In a wavelength-selective photodetector having two waveguides and a photodetection region formed of a photodetection layer, in the photodetection region, a waveguide adjacent to the photodetection layer of the two waveguides. A gap layer having a lower refractive index than both the waveguide layer and the photodetection layer is inserted between the photodetection layer and the photodetection layer. With this configuration, the light of the wavelength selected in the wavelength selection region is efficiently absorbed in the photodetection layer, and the light of the non-selection wavelength is hardly absorbed. Therefore, wavelength selection with high quantum efficiency and high wavelength selection ratio is achieved. The photodetector can be realized compactly with a single element.

【0006】[0006]

【第1実施例】図1〜図5は本発明の第1の実施例を説
明する図である。図1は本発明による波長選択光検出器
の基本構造の一例を示すものである。第1実施例を詳し
く説明する前に、図1〜図5を用いて本発明の原理を説
明する。図1中、11は光が入力され伝送される第1導
波路であり、12は選択された波長の光を分岐する為の
第2導波路である。結合補償手段であるグレーティング
13は、上記2層導波路11、12に存在する2つの導
波モードが相互に順方向性結合する様に形成されてい
る。グレーティング13の存在により、第1導波路11
と第2導波路12が方向性結合器を形作っている。本例
では、図1に示す様に、第1導波路11を伝搬する導波
モード1がグレーティング13により波長選択領域で順
方向性結合を受け、第2導波路12を伝搬する導波モー
ド2へ変換される。変換されたモード2の光は、逆電圧
が印加された光検出領域の第2導波路12上に形成され
た光検出層14で吸収される。光検出層14で吸収され
た光は、光電流として検出される。
[First Embodiment] FIGS. 1 to 5 are views for explaining a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of the basic structure of a wavelength selective photodetector according to the present invention. Before describing the first embodiment in detail, the principle of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, 11 is a first waveguide through which light is input and transmitted, and 12 is a second waveguide for branching light of a selected wavelength. The grating 13, which is a coupling compensating means, is formed so that the two waveguide modes existing in the two-layer waveguides 11 and 12 are forward-directionally coupled to each other. Due to the existence of the grating 13, the first waveguide 11
And the second waveguide 12 forms a directional coupler. In this example, as shown in FIG. 1, the waveguide mode 1 propagating in the first waveguide 11 is subjected to forward directional coupling in the wavelength selection region by the grating 13, and the waveguide mode 2 propagating in the second waveguide 12. Is converted to. The converted light of mode 2 is absorbed by the photodetection layer 14 formed on the second waveguide 12 in the photodetection region to which the reverse voltage is applied. The light absorbed by the light detection layer 14 is detected as a photocurrent.

【0007】また、同調波長は波長選択領域に注入する
電流により制御する。グレーティング13の周期は10
−20μm程度である。検出される波長の半値幅は、1
nmから10nm以上と幅広く設計可能である。一方、
非選択の光はグレーティング13によるモード変換を受
けず、第1導波路13を通過、伝搬する。このとき、導
波モード1と導波モード2との間で、光検出領域を伝搬
するときの光検出層14での量子効率に大きな差がない
と、波長チャネル間のクロストークが生じる。
The tuning wavelength is controlled by the current injected into the wavelength selection area. The period of the grating 13 is 10
It is about −20 μm. The full width at half maximum of the detected wavelength is 1
Wide design is possible from nm to 10 nm or more. on the other hand,
Non-selected light does not undergo mode conversion by the grating 13 and passes through and propagates through the first waveguide 13. At this time, unless there is a large difference in quantum efficiency in the photodetection layer 14 when propagating in the photodetection region between the waveguide mode 1 and the waveguide mode 2, crosstalk between wavelength channels occurs.

【0008】そこで、本発明では、図1中15で示す間
隙層を挿入することにより、2つの導波モード間の量子
効率比を向上させている。これについて詳しく説明す
る。
Therefore, in the present invention, the quantum efficiency ratio between the two guided modes is improved by inserting a gap layer 15 shown in FIG. This will be described in detail.

【0009】図2(a)は、波長選択領域における2つ
のモード(ここでは、偶(或は0次)モードと奇(或は
1次)モードと呼ぶ)の分布を表わしている。図2
(a)において、実際にはグレーティングは偶モードと
奇モードが重なる部分を持つ箇所に形成されているが、
ここでは象徴的に2つの導波路の間に形成されている様
に描かれている。図2(b)は、光検出領域における導
波モードを表わしている。この例では、光検出領域にお
いて、0次、1次、2次の3つのモードが成立してい
る。第1導波路11(図2(a)、(b)の左側の導波
路)から入力された光は偶モードとなり、グレーティン
グによる変換後は奇モードとなる。奇モードの光は、光
検出領域において、主に0次および2次モードと強く結
合し、2つのモードが光検出層に分布を有する為、強く
吸収される。すなわち、量子効率ないし吸収効率(mA
/mW)が高くなる。これに対して、偶モードの光は、
光検出領域において1次モード光となる。本発明によれ
ば、光検出層と第2導波路(図2(a)、(b)の右側
の導波路)との間にその両方よりも低屈折率の間隙層を
設けることにより全反射を起こし、偶モード(もしく
は、光検出領域の1次モード)の光は光検出層に及ばな
くなり、この偶モード光の量子効率を抑圧できる。図3
は、間隙層の屈折率をクラッド層と同様としたときの、
偶モード光が間隙層を透過して光検出層に達する割合を
示している。間隙層が厚くなるにしたがってエバネッセ
ント波による透過光量が減衰している。間隙層厚0.7
μmで透過率はほぼ0となっている。
FIG. 2A shows the distribution of two modes (here, referred to as an even (or 0th) mode and an odd (or 1st) mode) in the wavelength selection region. Figure 2
In (a), the grating is actually formed in a portion having a portion where the even mode and the odd mode overlap,
Here, it is symbolically depicted as being formed between two waveguides. FIG. 2B shows the guided mode in the light detection region. In this example, three modes of 0th order, 1st order, and 2nd order are established in the light detection region. The light input from the first waveguide 11 (the waveguide on the left side of FIGS. 2A and 2B) becomes an even mode, and becomes an odd mode after conversion by the grating. The odd-mode light is strongly coupled mainly with the 0th-order and second-order modes in the photodetection region, and two modes have a distribution in the photodetection layer, and thus are strongly absorbed. That is, quantum efficiency or absorption efficiency (mA
/ MW) becomes higher. On the other hand, even mode light is
It becomes the first-order mode light in the light detection region. According to the present invention, by providing a gap layer having a lower refractive index than both of the photodetection layer and the second waveguide (the waveguide on the right side of FIGS. 2A and 2B), total reflection is achieved. The light of the even mode (or the primary mode of the photo detection region) does not reach the photo detection layer, and the quantum efficiency of the even mode light can be suppressed. FIG.
Is when the refractive index of the gap layer is the same as that of the cladding layer,
The ratio of even-mode light transmitted through the gap layer and reaching the photodetection layer is shown. The amount of transmitted light due to the evanescent wave is attenuated as the gap layer becomes thicker. Gap layer thickness 0.7
The transmittance is almost 0 at μm.

【0010】図4、図5は、本発明による間隙層の効果
を示している。図4では、間隙層の厚さを変化させた時
の奇モード(選択波長に相当)と偶モード(非選択波長
に相当)に対する量子効率を表わしている。偶モード
は、間隙層を厚くするに従って、量子効率が低下する。
厚さ0.7μmにおいて、量子効率は、20dB以上、
下がる。この傾向は、図3の結果から予想される通りで
ある。奇モードに関しては量子効率が1dB向上する。
図5は、奇モードと偶モードの量子効率の比である。こ
の例では、0.7−0.8μm厚さの間隙層の挿入の効
果で、何もないときと比較して、モード選択比において
は25dBの向上が図れる様子が分かる。
4 and 5 show the effect of the interstitial layer according to the invention. FIG. 4 shows the quantum efficiencies for the odd mode (corresponding to the selected wavelength) and the even mode (corresponding to the non-selected wavelength) when the thickness of the gap layer is changed. In the even mode, the quantum efficiency decreases as the gap layer becomes thicker.
At a thickness of 0.7 μm, the quantum efficiency is 20 dB or more,
Go down. This tendency is as expected from the result of FIG. For the odd mode, the quantum efficiency is improved by 1 dB.
FIG. 5 shows the quantum efficiency ratio between the odd mode and the even mode. In this example, it can be seen that the mode selection ratio can be improved by 25 dB as compared with the case where there is nothing by the effect of inserting the gap layer having a thickness of 0.7 to 0.8 μm.

【0011】以下、第1実施例を詳しく説明する。本実
施例の製作工程の説明を行なう。素子は、InPクラッ
ド基板16上にグレーティング13をエッチングする。
グレーティング13は、まず、レジストを用いたフォト
マスクでパターンを書き込んだあと、反応性イオンビー
ムエッチングによりエッチングする。グレーティング波
長選択領域の長さは1900μm、光検出領域の長さは
100μmである。続いて、InGaAsP(バンドギ
ャップに相当する波長λg=1.33μm)からなる第
1導波路11を0.5μmの厚さに、InP中間クラッ
ド層17を1.5μmの厚さに、InGaAsP(λg
=1.11μm)からなる第2導波路12を0.2μm
の厚さに、InP間隙層15を0.7μmの厚さに、I
nGaAs光検出層14を0.5μmの厚さに成長す
る。光検出層14と間隙層15は、光検出領域を除いて
エッチングされた後、InPクラッド層18、InGa
AsPキャップ層19を再成長する。この際、第2導波
路12は、入力端を除去して、入力光が第1導波路11
に選択的に結合する様になっている。キャップ層19上
部にはAuZn/Au電極20を、基板16裏面にはA
uGeNi/Au電極21を製膜し、光検出領域と波長
選択領域を分離するエッチングを施す。また、端面には
反射防止膜23が形成される。
The first embodiment will be described in detail below. The manufacturing process of this embodiment will be described. For the device, the grating 13 is etched on the InP clad substrate 16.
First, the grating 13 is etched by reactive ion beam etching after writing a pattern with a photomask using a resist. The length of the grating wavelength selection region is 1900 μm, and the length of the light detection region is 100 μm. Subsequently, the first waveguide 11 made of InGaAsP (wavelength λg = 1.33 μm corresponding to the band gap) has a thickness of 0.5 μm, the InP intermediate cladding layer 17 has a thickness of 1.5 μm, and InGaAsP (λg
= 1.11 μm) and the second waveguide 12 is 0.2 μm
To a thickness of 0.7 μm, and the InP interstitial layer 15 has a thickness of I
The nGaAs photodetection layer 14 is grown to a thickness of 0.5 μm. The photodetection layer 14 and the gap layer 15 are etched except for the photodetection region, and then the InP clad layer 18 and InGa
The AsP cap layer 19 is regrown. At this time, the input end of the second waveguide 12 is removed so that the input light is transmitted through the first waveguide 11.
It is designed to selectively bind to. An AuZn / Au electrode 20 is provided on the upper portion of the cap layer 19, and an AZn / Au electrode 20 is provided on the rear surface of the substrate 16.
The uGeNi / Au electrode 21 is formed into a film, and etching for separating the light detection region and the wavelength selection region is performed. Further, an antireflection film 23 is formed on the end face.

【0012】波長可変レーザからの光を第1導波路11
に入力し、光検出領域での光電流の波長特性および第1
導波路11からの出射光強度の波長特性を測定した。検
出された波長の半値幅は約2nmであった。選択しない
波長からの検出電流は充分小さく、波長間のクロストー
クは無視できるレベルである。波長選択領域への注入電
流Iを制御することにより、グレーティング順方向性結
合により2導波路11、12間で移行される光の波長が
変化し、その結果、検出電流のピーク波長の同調が行な
われる。第1導波路11の出射光の応答スペクトルない
し波長特性は、検出される波長のみが欠落したノッチフ
ィルタ特性となる。すべての波長を選択しない場合は、
グレーティング結合される波長を、伝送波長範囲から外
すことにより、すべての波長光を第1導波路11を透過
して出力させる。なお、本発明においては、グレーティ
ング13の層位置は2つのモードが相互作用を起こす範
囲であればどこでもよく、例えば、第1導波路の上部、
第2導波路の下部などでも良い。しかし、第1導波路1
1を入力導波路として用いる本実施例では、図2(a)
から分かる様に、2つのモードが相互作用を起こす箇所
としては図1の位置が最も良い。
The light from the tunable laser is fed to the first waveguide 11
The wavelength characteristics of the photocurrent in the photodetection region and the first
The wavelength characteristic of the intensity of light emitted from the waveguide 11 was measured. The full width at half maximum of the detected wavelength was about 2 nm. The detection current from the unselected wavelengths is sufficiently small, and the crosstalk between the wavelengths is at a negligible level. By controlling the injection current I to the wavelength selection region, the wavelength of the light transferred between the two waveguides 11 and 12 is changed by the grating forward coupling, and as a result, the peak wavelength of the detection current is tuned. Be done. The response spectrum or wavelength characteristic of the light emitted from the first waveguide 11 has a notch filter characteristic in which only the detected wavelength is missing. If you don't select all wavelengths,
By removing the wavelength to be grating-coupled from the transmission wavelength range, all wavelength light is transmitted through the first waveguide 11 and output. In addition, in the present invention, the layer position of the grating 13 may be anywhere as long as the two modes interact with each other, for example, the upper part of the first waveguide,
It may be the lower part of the second waveguide or the like. However, the first waveguide 1
In the present embodiment in which 1 is used as the input waveguide, FIG.
As can be seen from FIG. 1, the position shown in FIG. 1 is the best place where the two modes interact.

【0013】[0013]

【第2実施例】図6を用いて第2実施例の説明をする。
図1と同機能部には同符号が付してある。第1実施例と
異なる点は、波長選択を逆方向性結合(反射結合)にし
た点である。グレーティング13は、2層導波路11、
12に存在する2つの導波モードが相互に逆方向性結合
する様に形成されている。グレーティング波長選択領域
の長さは500μm、光検出領域長は100μmであ
る。波長多重化された光信号は、第1導波路11から入
力され、光検出領域においては光検出層14で吸収され
ずに波長選択領域へ進む。選択される波長の光信号のみ
が、波長選択領域のグレーティング13で逆方向モード
変換され、第2導波路12を入射端方向に進み、光検出
層14で吸収される。第2導波路12、間隙層15、光
検出層14の入射端は、入射光が直接進入しないようエ
ッチングされ、さらに遮光膜51が塗布加工されてい
る。そして、第1導波路11の入射端、出射端は反射防
止コーティングがなされている。検出される波長の半値
幅は、第1実施例の順方向性結合構造と比べて狭く、1
nmを少し切る程度である。その他の点は第1実施例と
同じである。
[Second Embodiment] A second embodiment will be described with reference to FIG.
The same functional parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the wavelength selection is performed by the backward coupling (reflection coupling). The grating 13 is a two-layer waveguide 11,
The two guided modes existing in 12 are formed so as to be inversely coupled to each other. The length of the grating wavelength selection region is 500 μm, and the length of the light detection region is 100 μm. The wavelength-multiplexed optical signal is input from the first waveguide 11 and proceeds to the wavelength selection region without being absorbed by the photodetection layer 14 in the photodetection region. Only the optical signal of the selected wavelength is reverse-mode converted by the grating 13 in the wavelength selection region, travels through the second waveguide 12 toward the incident end, and is absorbed by the photodetection layer 14. The incident ends of the second waveguide 12, the gap layer 15, and the photodetection layer 14 are etched so that the incident light does not directly enter, and the light shielding film 51 is coated. Then, the entrance end and the exit end of the first waveguide 11 are coated with antireflection coating. The full width at half maximum of the detected wavelength is narrower than that of the forward coupling structure of the first embodiment, and 1
It is just a little less than nm. The other points are the same as in the first embodiment.

【0014】[0014]

【第3実施例】図7を用いて本発明による第3の実施例
の説明をする。図1と同機能部には同符号が付してあ
る。前記実施例と異なる点は、波長選択を逆方向性結合
で且つ共振器構造にして行う点である。したがって、グ
レーティング周期は第2実施例と同様である。第2導波
路12は、両端を除去して、入力光が第1導波路11に
選択的に結合するようになっている。本実施例では、図
7に示すように第1導波路11を伝搬する導波モード1
がグレーティング13により波長選択領域2で逆方向性
結合を受け、第2導波路12を伝搬する導波モード2へ
変換される。変換されたモード2の光は、光検出領域の
第2導波路12上に間隙層15を介して形成された光検
出層14で吸収される。そして、再び、波長選択領域1
においてグレーティング13による逆方向性結合を受け
て、導波モード1へ変換され、入力光と同方向の光とな
る。以上の様に、選択波長の光は、グレーティング13
を介して2つの導波路11、12間を共振しつつ、光検
出層14で吸収を受ける。光検出層14で吸収された光
は、光電流として検出される。また、同調波長は波長選
択領域1、2に注入する電流I1、I2により制御する。
[Third Embodiment] A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same functional parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The difference from the above-described embodiment is that wavelength selection is performed by a backward coupling and a resonator structure. Therefore, the grating period is the same as in the second embodiment. Both ends of the second waveguide 12 are removed so that the input light is selectively coupled to the first waveguide 11. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the waveguide mode 1 propagating in the first waveguide 11
Is subjected to reverse directional coupling in the wavelength selection region 2 by the grating 13 and is converted into a waveguide mode 2 propagating in the second waveguide 12. The converted light of mode 2 is absorbed by the photodetection layer 14 formed on the second waveguide 12 in the photodetection region via the gap layer 15. And again, the wavelength selection region 1
In, the light is received in the backward direction coupling by the grating 13 and converted into the guided mode 1, and becomes light in the same direction as the input light. As described above, the light of the selected wavelength is transmitted through the grating 13
While being resonated between the two waveguides 11 and 12 via, the light is absorbed by the photodetection layer 14. The light absorbed by the light detection layer 14 is detected as a photocurrent. The tuning wavelength is controlled by the currents I 1 and I 2 injected into the wavelength selection regions 1 and 2 .

【0015】共振器構造のため、検出される波長の半値
幅は、1回の逆方向性結合からなる第2実施例より狭
く、0.03nm程度となる。波長選択領域1、2への
注入電流I1、I2を制御することにより、グレーティン
グ逆方向性結合により2導波路11、12間で共振され
る波長が変化し、その結果、検出電流のピーク波長の同
調が行なわれる。
Due to the resonator structure, the full width at half maximum of the detected wavelength is narrower than that of the second embodiment which is formed by one backward coupling and is about 0.03 nm. By controlling the injection currents I 1 and I 2 to the wavelength selection regions 1 and 2, the wavelength resonated between the two waveguides 11 and 12 is changed by the grating backward coupling, and as a result, the peak of the detection current is obtained. Wavelength tuning is performed.

【0016】[0016]

【第4実施例】図8は、本発明の波長選択光検出器をバ
ス型の通信網に使用する例である。図中、71は光ファ
イバからなるバス、72、73は光リピータ、74〜7
7は光ノード、78、79、701、702は端末であ
る。光ノード74〜77には、本発明による波長選択光
検出器が含まれている。また、光ノード74〜77にレ
ーザ等のE/O変換部を含めてもよい。光リピータ7
2、73は伝送損失、分岐損失を補償するために設けら
れている。伝送線路を通ってくる信号/データのうち、
所望の波長チャネルに光ノード74〜77内の波長選択
光検出器を同調することにより、該所望の光のみを分岐
させて端末78、79、701、702への電気信号と
する。本実施例では、波長チャンネル間のクロストーク
による伝送特性劣化は認められなかった。
[Fourth Embodiment] FIG. 8 shows an example of using the wavelength selective photodetector of the present invention in a bus type communication network. In the figure, 71 is an optical fiber bus, 72 and 73 are optical repeaters, and 74-7.
Reference numeral 7 is an optical node, and 78, 79, 701 and 702 are terminals. Optical nodes 74-77 include wavelength selective photodetectors according to the present invention. Further, the optical nodes 74 to 77 may include an E / O converter such as a laser. Optical repeater 7
Reference numerals 2 and 73 are provided to compensate for transmission loss and branch loss. Of the signals / data that come through the transmission line,
By tuning the wavelength selective photodetector in the optical nodes 74 to 77 to the desired wavelength channel, only the desired light is split into electrical signals for the terminals 78, 79, 701, 702. In this example, no deterioration in transmission characteristics due to crosstalk between wavelength channels was observed.

【0017】[0017]

【第5実施例】図9は、本発明の波長選択光検出器をル
ープ状ネットワークに使用する例である。図中、81は
光伝送路、82〜87は光ノード、88、89はループ
との伝送を行なうための光ノードである。801〜80
6は端末である。光ノード82〜87には、本発明によ
る波長選択光検出器が含まれている。光ノード82〜8
7または端末801〜806にはE/O変換部が含まれ
ている。端末801〜806からの波長信号の受信にお
ける波長選択光検出器の役割は、第4実施例と同様であ
る。
Fifth Embodiment FIG. 9 shows an example in which the wavelength selective photodetector of the present invention is used in a loop network. In the figure, 81 is an optical transmission line, 82 to 87 are optical nodes, and 88 and 89 are optical nodes for transmission with a loop. 801-80
6 is a terminal. Optical nodes 82-87 include wavelength selective photodetectors according to the present invention. Optical nodes 82-8
7 or the terminals 801 to 806 include an E / O converter. The role of the wavelength selective photodetector in receiving the wavelength signals from the terminals 801 to 806 is the same as in the fourth embodiment.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、グ
レーティングなどの結合補償手段を介してモード間結合
を行なう2つの導波路からなる波長選択領域と、グレー
ティングなどの結合補償手段を含まない2つの導波路と
光検出層からなる光検出領域とからなる波長選択光検出
器において、光検出領域の中で、2つの導波路のうち該
光検出層と隣接した方の導波路と光検出層との間に、該
導波路層と該光検出層のいずれよりも屈折率の低い間隙
層が挿入されていることにより、波長チャネル間クロス
トークを充分抑圧できる。よって、伝送特性に優れた光
通信システムに対応可能な波長選択光検出器を提供でき
る。
As described above, according to the present invention, a wavelength selection region composed of two waveguides for coupling between modes via a coupling compensating means such as a grating and a coupling compensating means such as a grating are included. In a wavelength-selective photodetector including two waveguides and a photodetection region including a photodetection layer, the waveguide and the light in the photodetection region that is adjacent to the photodetection layer Since a gap layer having a refractive index lower than that of either the waveguide layer or the photodetection layer is inserted between the detection layer and the detection layer, crosstalk between wavelength channels can be sufficiently suppressed. Therefore, it is possible to provide a wavelength selective photodetector that can be applied to an optical communication system having excellent transmission characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による波長選択光検出器を説明する断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a wavelength selective photodetector according to the present invention.

【図2】本発明の原理を図1の波長選択光検出器を用い
て説明する図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the present invention using the wavelength selective photodetector of FIG.

【図3】本発明の原理を図1の波長選択光検出器を用い
て説明するグラフ図である。
FIG. 3 is a graph illustrating the principle of the present invention using the wavelength selective photodetector of FIG.

【図4】本発明の原理を図1の波長選択光検出器を用い
て説明するグラフ図である。
FIG. 4 is a graph illustrating the principle of the present invention using the wavelength selective photodetector of FIG.

【図5】本発明の原理を図1の波長選択光検出器を用い
て説明するグラフ図である。
5 is a graph illustrating the principle of the present invention using the wavelength selective photodetector of FIG.

【図6】本発明による波長選択光検出器の第2実施例を
説明する断面図である。
FIG. 6 is a sectional view illustrating a second embodiment of the wavelength selective photodetector according to the present invention.

【図7】本発明による波長選択光検出器の第3実施例を
説明する断面図である。
FIG. 7 is a sectional view illustrating a third embodiment of the wavelength selective photodetector according to the present invention.

【図8】本発明による波長選択光検出器を使用したバス
型の光通信システムの例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a bus type optical communication system using the wavelength selective photodetector according to the present invention.

【図9】本発明による波長選択光検出器を使用したルー
プ型の光通信システムの例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a loop type optical communication system using a wavelength selective photodetector according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 第1導波路 12 第2導波路 13 グレーティング 14 光検出層 15 間隙層 16 クラッド基板 17、18 クラッド層、 19 キャップ層 20、21 電極 23 反射防止膜 51 遮光膜 71、81 光伝送路 74〜77、82〜89 光ノード 78、79、701、702、801〜806 端末 72、73 光リピータ 11 1st waveguide 12 2nd waveguide 13 Grating 14 Photodetection layer 15 Gap layer 16 Cladding substrate 17, 18 Cladding layer, 19 Cap layer 20, 21 Electrode 23 Antireflection film 51 Light-shielding film 71, 81 Optical transmission line 74- 77, 82-89 Optical node 78, 79, 701, 702, 801-806 Terminal 72, 73 Optical repeater

───────────────────────────────────────────────────── 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 H04J 14/00 14/02 // H01L 31/10 H04B 9/00 E H01L 31/10 A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H04J 14/00 14/02 // H01L 31/10 H04B 9/00 E H01L 31/10 A

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】結合補償手段を介してモード間結合を行な
う2つの導波路からなる波長選択領域と、結合補償手段
を含まない2つの導波路と光検出層からなる光検出領域
とを有する波長選択検出器において、該光検出領域の中
で、該2つの導波路のうち該光検出層と隣接した方の導
波路と該光検出層との間に、該導波路層と該光検出層の
いずれよりも屈折率の低い間隙層が挿入されていること
を特徴とする波長選択光検出器。
1. A wavelength having a wavelength selection region formed of two waveguides for performing intermode coupling through a coupling compensation unit, and a light detection region formed of two waveguides not including the coupling compensation unit and a photodetection layer. In the selective detector, the waveguide layer and the photodetection layer are provided between the photodetection layer and the waveguide of the two waveguides that is adjacent to the photodetection layer in the photodetection region. A wavelength selective photodetector, wherein a gap layer having a refractive index lower than any of the above is inserted.
【請求項2】前記結合補償手段はグレーテイングである
ことを特徴とする請求項1記載の波長選択光検出器。
2. The wavelength selective photodetector according to claim 1, wherein the coupling compensation means is a grating.
【請求項3】前記波長選択領域におけるグレ−テイング
によるモード間結合は順方向性結合であることを特徴と
する請求項2記載の波長選択光検出器。
3. The wavelength selective photodetector according to claim 2, wherein intermode coupling due to grating in the wavelength selective region is forward directional coupling.
【請求項4】前記波長選択領域におけるグレーテングに
よるモード間結合は逆方向性結合であることを特徴とす
る請求項2記載の波長選択光検出器。
4. The wavelength selective photodetector according to claim 2, wherein the intermode coupling due to the grating in the wavelength selective region is reverse directional coupling.
【請求項5】前記波長選択領域におけるグレーテイング
によるモード間結合は逆方向性結合であり、且つモード
間結合は共振器構造となっていることを特徴とする請求
項2記載の波長選択光検出器。
5. The wavelength-selective photodetection according to claim 2, wherein the intermode coupling due to grating in the wavelength selective region is a reverse directional coupling, and the intermode coupling has a resonator structure. vessel.
【請求項6】前記波長選択領域におけるグレーテイング
は2つのモードが相互作用を起こす位置に形成されてい
ることを特徴とする請求項2記載の波長選択光検出器。
6. The wavelength selective photodetector according to claim 2, wherein the grating in the wavelength selective region is formed at a position where two modes interact with each other.
【請求項7】前記波長選択領域におけるグレーテイング
は入力用の導波路の基板側に形成されていることを特徴
とする請求項6記載の波長選択光検出器。
7. The wavelength selective photodetector according to claim 6, wherein the grating in the wavelength selective region is formed on the substrate side of the input waveguide.
【請求項8】同調波長が制御される様に前記波長選択領
域に電流が注入されるように構成されていることを特徴
とする請求項1記載の波長選択光検出器。
8. The wavelength selective photodetector according to claim 1, wherein a current is injected into the wavelength selective region so that a tuning wavelength is controlled.
【請求項9】請求項1乃至8のいずれかに記載の波長選
択光検出器を複数個備え、該波長選択光検出器を含む光
送受信装置間を光ファイバ伝送路で接続したことを特徴
とする光通信システム。
9. A plurality of wavelength selective photodetectors according to any one of claims 1 to 8 are provided, and an optical transmission / reception device including the wavelength selective photodetectors is connected by an optical fiber transmission line. Optical communication system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6023359A (en) * 1996-10-04 2000-02-08 Nec Corporation Optical wavelength-division multiplex transmission equipment with a ring structure
JP2000138362A (en) * 1998-11-04 2000-05-16 Fujitsu Ltd Semiconductor optical integrated circuit device and its manufacture

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