JPH09178963A - 光波長弁別回路およびその製造方法 - Google Patents
光波長弁別回路およびその製造方法Info
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- JPH09178963A JPH09178963A JP7339154A JP33915495A JPH09178963A JP H09178963 A JPH09178963 A JP H09178963A JP 7339154 A JP7339154 A JP 7339154A JP 33915495 A JP33915495 A JP 33915495A JP H09178963 A JPH09178963 A JP H09178963A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長多重光通信システムにおいて波長弁別後
の導波路伝搬損失が伝搬光波長に依らず小さい光波長弁
別回路を提供する。 【解決手段】 光波長弁別素子の後段、特に長波長側の
信号が出力される側の出力端の後段に直線形状の出力導
波路を付加し、一方短波長側の信号が出力される側の出
力端の後段には曲線形状の出力導波路を付加する。これ
により、出力光導波路の間隔を広げつつ、かつ長波長側
の信号が出力される側の出力光導波路での放射損失を防
止する。さらに、長波長信号側の出力導波路のコア層バ
ンドギャップ波長を他の領域のコア層バンドギャップ波
長よりも長くする。これにより、長波長信号側の出力導
波路においても水平方向の光閉じ込めを大きくでき、た
とえ長波長信号側の出力導波路を曲線導波路形状として
も放射損失を低減できる。
の導波路伝搬損失が伝搬光波長に依らず小さい光波長弁
別回路を提供する。 【解決手段】 光波長弁別素子の後段、特に長波長側の
信号が出力される側の出力端の後段に直線形状の出力導
波路を付加し、一方短波長側の信号が出力される側の出
力端の後段には曲線形状の出力導波路を付加する。これ
により、出力光導波路の間隔を広げつつ、かつ長波長側
の信号が出力される側の出力光導波路での放射損失を防
止する。さらに、長波長信号側の出力導波路のコア層バ
ンドギャップ波長を他の領域のコア層バンドギャップ波
長よりも長くする。これにより、長波長信号側の出力導
波路においても水平方向の光閉じ込めを大きくでき、た
とえ長波長信号側の出力導波路を曲線導波路形状として
も放射損失を低減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光通信シ
ステムにおいて重要なエレメントとなる光波長弁別回路
に関し、特に波長弁別後の導波路伝搬損失が伝搬光波長
に依らず小さい光波長弁別回路およびその製造方法に関
する。
ステムにおいて重要なエレメントとなる光波長弁別回路
に関し、特に波長弁別後の導波路伝搬損失が伝搬光波長
に依らず小さい光波長弁別回路およびその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信システムの伝送容量拡大の
方法として、波長多重伝送方式が注目されている。この
ような波長多重光通信システムにおいては、伝送されて
きた波長多重化信号を空間的に分波する光波長弁別回路
が必要不可欠である。
方法として、波長多重伝送方式が注目されている。この
ような波長多重光通信システムにおいては、伝送されて
きた波長多重化信号を空間的に分波する光波長弁別回路
が必要不可欠である。
【０００３】光波長弁別回路の基本要素である光波長弁
別素子としては、完全結合長が波長により異なることを
利用した方向性結合器型のものや、アーム長の差は一定
でもこれによる光学的光路差は波長により異なることを
利用したマッハツェンダ型のもの、グレーティング導波
路を利用したものなどがある。
別素子としては、完全結合長が波長により異なることを
利用した方向性結合器型のものや、アーム長の差は一定
でもこれによる光学的光路差は波長により異なることを
利用したマッハツェンダ型のもの、グレーティング導波
路を利用したものなどがある。
【０００４】また、Ｃ．ＤｒａｇｏｎｅがＩＥＥＥ Ｐ
ＨＯＴＯＮＩＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲ
Ｓ １９９１年９月号（ＶＯＬ．３，Ｎｏ．９，ｐｐ．
８１２−８１５）で示しているように、スターカップラ
と導波路グレーティングを組み合わせたタイプの光波長
弁別素子も提案されている。
ＨＯＴＯＮＩＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲ
Ｓ １９９１年９月号（ＶＯＬ．３，Ｎｏ．９，ｐｐ．
８１２−８１５）で示しているように、スターカップラ
と導波路グレーティングを組み合わせたタイプの光波長
弁別素子も提案されている。
【０００５】しかしながら、いずれのタイプの光波長弁
別回路においても、波長分離した後にその出力光を空間
的に分離する際の導波路構成について十分には検討され
ておらず、長波長側の信号が出力側の曲線導波路で放射
して損失が大きくなるという問題があった。この様子
を、方向性結合器型光波長弁別回路の場合を例にとり、
図１１を用いて説明する。
別回路においても、波長分離した後にその出力光を空間
的に分離する際の導波路構成について十分には検討され
ておらず、長波長側の信号が出力側の曲線導波路で放射
して損失が大きくなるという問題があった。この様子
を、方向性結合器型光波長弁別回路の場合を例にとり、
図１１を用いて説明する。
【０００６】図１１の方向性結合器型光波長弁別回路に
おいては、２本の直線光導波路が長さＬに渡って近接し
て配置されており、この部分で光のカップリングが生じ
る。入射ポート１０１から波長λ1 の光が入力されたと
き、その波長での完全結合長ｌ01が方向性結合器長Ｌに
等しければ、伝搬光は他方の導波路へとカップリング
し、出射ポート１０２ｂより出射する。
おいては、２本の直線光導波路が長さＬに渡って近接し
て配置されており、この部分で光のカップリングが生じ
る。入射ポート１０１から波長λ1 の光が入力されたと
き、その波長での完全結合長ｌ01が方向性結合器長Ｌに
等しければ、伝搬光は他方の導波路へとカップリング
し、出射ポート１０２ｂより出射する。
【０００７】これに対して入射ポート１01から波長λ2
の光が入力され、その波長での完全結合長ｌ02が方向性
結合器長Ｌの１／２であれば、伝搬光は他方の導波路へ
とカップリングした後さらに入射側の導波路へと再度カ
ップリングし、出射ポート１０２ａより出射する。ここ
で、一般にλ1 ＜λ2 である。この様子を図１２（ａ）
に示す。
の光が入力され、その波長での完全結合長ｌ02が方向性
結合器長Ｌの１／２であれば、伝搬光は他方の導波路へ
とカップリングした後さらに入射側の導波路へと再度カ
ップリングし、出射ポート１０２ａより出射する。ここ
で、一般にλ1 ＜λ2 である。この様子を図１２（ａ）
に示す。
【０００８】図１２（ａ）には、一例として、λ1 ＝
１．３μm 、λ2 ＝１．５５μm で、両者ともＴＥ偏光
の場合を示している。図１２（ａ）より判るように、ｌ
01＝Ｌ、ｌ02＝Ｌ／２に完全結合長を正確に制御出来れ
ば、低クロストークでの波長分離動作が可能である。
１．３μm 、λ2 ＝１．５５μm で、両者ともＴＥ偏光
の場合を示している。図１２（ａ）より判るように、ｌ
01＝Ｌ、ｌ02＝Ｌ／２に完全結合長を正確に制御出来れ
ば、低クロストークでの波長分離動作が可能である。
【０００９】ところで、近接した２本の直線導波路より
なる方向性結合器部１０３の後段には、波長分離した信
号を空間的に分離するための曲線導波路１２０ａ、ｂ
が、従来接続されている。このとき、λ1 ＝１．３μm
信号光については問題ないが、λ2 ＝１．５５μm 信号
光に対してはこの曲線導波路部１２０ａで大きな放射損
失が生じる。この様子を図１２（ｂ）に示す。
なる方向性結合器部１０３の後段には、波長分離した信
号を空間的に分離するための曲線導波路１２０ａ、ｂ
が、従来接続されている。このとき、λ1 ＝１．３μm
信号光については問題ないが、λ2 ＝１．５５μm 信号
光に対してはこの曲線導波路部１２０ａで大きな放射損
失が生じる。この様子を図１２（ｂ）に示す。
【００１０】図１２（ｂ）においては、コア層の波長組
成が１．１５μm の曲線導波路における、放射損失の曲
線導波路曲率半径依存性を、伝搬光波長１．３μm と
１．５μm の両者に対して示している。
成が１．１５μm の曲線導波路における、放射損失の曲
線導波路曲率半径依存性を、伝搬光波長１．３μm と
１．５μm の両者に対して示している。
【００１１】ここで、コア層の組成波長を１．１５μm
程度としたのは、λ1 ＝１．３μmおよびλ2 ＝１．５
５μm 信号光の両者に対して低吸収損失の導波路を形成
するためである。伝搬光波長１．３μm では、曲率半径
を２mm以上とすると放射損失が生じないのに対して、伝
搬光波長１．５５μm では曲率半径を１０mmとしてもま
だ放射損失が生じている。これは、１．１５μm のコア
層組成波長では、１．３μm の伝搬光に対しては十分な
光閉じ込めが得られるのに対して、１．５５μm 伝搬光
に対しては十分な光の閉じ込めが得られず、１．５５μ
m 光に対する曲線導波路での放射損失が大きくなるため
である。
程度としたのは、λ1 ＝１．３μmおよびλ2 ＝１．５
５μm 信号光の両者に対して低吸収損失の導波路を形成
するためである。伝搬光波長１．３μm では、曲率半径
を２mm以上とすると放射損失が生じないのに対して、伝
搬光波長１．５５μm では曲率半径を１０mmとしてもま
だ放射損失が生じている。これは、１．１５μm のコア
層組成波長では、１．３μm の伝搬光に対しては十分な
光閉じ込めが得られるのに対して、１．５５μm 伝搬光
に対しては十分な光の閉じ込めが得られず、１．５５μ
m 光に対する曲線導波路での放射損失が大きくなるため
である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
光波長弁別回路の構成では、光波長弁別素子で波長分離
した後に出力信号光を空間的に分離する際、長波長側の
信号光が曲線導波路で放射して損失が大きくなるという
問題点があった。
光波長弁別回路の構成では、光波長弁別素子で波長分離
した後に出力信号光を空間的に分離する際、長波長側の
信号光が曲線導波路で放射して損失が大きくなるという
問題点があった。
【００１３】本発明の目的は、光波長弁別素子で波長分
離した後に出力信号光を空間的に分離する際、長波長側
信号の放射による損失のない光波長弁別回路の構成を提
供すること、および組成の異なる導波路をモノリシック
集積化して長波長側信号の放射による損失を低減する方
法に対して、簡便で製作歩留りの良い光波長弁別素子の
製造方法を提供することにある。
離した後に出力信号光を空間的に分離する際、長波長側
信号の放射による損失のない光波長弁別回路の構成を提
供すること、および組成の異なる導波路をモノリシック
集積化して長波長側信号の放射による損失を低減する方
法に対して、簡便で製作歩留りの良い光波長弁別素子の
製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述のような問題点を解
決するために、本発明においては、波長多重信号光が入
射される入力光導波路と、入力光導波路に接続され該波
長多重信号光を波長毎に分離する光波長弁別素子と、光
波長弁別素子に接続され光波長弁別素子によって分離さ
れた各波長信号光をさらに空間的に分離するための複数
の出力光導波路とよりなる光波長弁別回路であって、前
記出力光導波路のうちで長波長側信号光を出力するため
の出力光導波路は直線光導波路形状であり、短波長側信
号光を出力するための出力導波路は曲線光導波路形状で
あることを特徴とする光波長弁別回路の構成を採用し
た。
決するために、本発明においては、波長多重信号光が入
射される入力光導波路と、入力光導波路に接続され該波
長多重信号光を波長毎に分離する光波長弁別素子と、光
波長弁別素子に接続され光波長弁別素子によって分離さ
れた各波長信号光をさらに空間的に分離するための複数
の出力光導波路とよりなる光波長弁別回路であって、前
記出力光導波路のうちで長波長側信号光を出力するため
の出力光導波路は直線光導波路形状であり、短波長側信
号光を出力するための出力導波路は曲線光導波路形状で
あることを特徴とする光波長弁別回路の構成を採用し
た。
【００１５】また、上述のような問題点を解決するため
に、本発明においては、波長多重信号光が入射される入
力光導波路と、入力光導波路に接続され該波長多重信号
光を波長毎に分離する光波長弁別素子と、光波長弁別素
子に接続され光波長弁別素子によって分離された各波長
信号光をさらに空間的に分離するための複数の出力光導
波路とよりなる光波長弁別回路であって、前記出力光導
波路のうちで長波長側信号光を出力するための出力光導
波路のコア層のバンドギャップ波長が、他の出力光導波
路や入力光導波路や光波長弁別素子部光導波路のコア層
バンドギャップ波長よりも長波長であることを特徴とす
る光波長弁別回路の構成を採用した。
に、本発明においては、波長多重信号光が入射される入
力光導波路と、入力光導波路に接続され該波長多重信号
光を波長毎に分離する光波長弁別素子と、光波長弁別素
子に接続され光波長弁別素子によって分離された各波長
信号光をさらに空間的に分離するための複数の出力光導
波路とよりなる光波長弁別回路であって、前記出力光導
波路のうちで長波長側信号光を出力するための出力光導
波路のコア層のバンドギャップ波長が、他の出力光導波
路や入力光導波路や光波長弁別素子部光導波路のコア層
バンドギャップ波長よりも長波長であることを特徴とす
る光波長弁別回路の構成を採用した。
【００１６】さらに本発明の製造方法においては、上述
のような問題点を解決するために、半導体基板上に、空
隙部のパターンが入力光導波路、導波路型光波長弁別素
子および出力光導波路のコア層パターンに対応する選択
成長用誘電体マスクを形成する工程と、半導体バッファ
層、半導体コア層、半導体クラッド層を順次前記マスク
の空隙部に積層して、半導体コア層を含むメサ・ストラ
イプを、入力光導波路部、導波路型光波長弁別素子部お
よび出力光導波路部とで一括して形成する工程と、前記
選択成長用の誘電体マスクの空隙部の幅を広げる工程
と、該広げられた空隙部の上および前記半導体コア層を
含むメサ・ストライプの上に半導体埋め込み層を積層す
る工程と、前記誘電体マスクを除去する工程とを少なく
とも有し、前記出力光導波路で長波長側信号光を出力す
るための出力光導波路の誘電体マスク幅が他の領域の誘
電体マスク幅よりも広いことを特徴とする光波長弁別回
路の製造方法を採用した。
のような問題点を解決するために、半導体基板上に、空
隙部のパターンが入力光導波路、導波路型光波長弁別素
子および出力光導波路のコア層パターンに対応する選択
成長用誘電体マスクを形成する工程と、半導体バッファ
層、半導体コア層、半導体クラッド層を順次前記マスク
の空隙部に積層して、半導体コア層を含むメサ・ストラ
イプを、入力光導波路部、導波路型光波長弁別素子部お
よび出力光導波路部とで一括して形成する工程と、前記
選択成長用の誘電体マスクの空隙部の幅を広げる工程
と、該広げられた空隙部の上および前記半導体コア層を
含むメサ・ストライプの上に半導体埋め込み層を積層す
る工程と、前記誘電体マスクを除去する工程とを少なく
とも有し、前記出力光導波路で長波長側信号光を出力す
るための出力光導波路の誘電体マスク幅が他の領域の誘
電体マスク幅よりも広いことを特徴とする光波長弁別回
路の製造方法を採用した。
【００１７】以下に本発明の作用を説明する。本発明に
おいては、図１に示すように、光波長弁別素子の後段に
おいて、長波長側の信号が出力される側の出力導波路を
直線形状とし、短波長側の信号が出力される側の出力導
波路のみを曲線形状として、波長分離された信号光を空
間的に分離する。これにより、長波長側の信号が曲線導
波路で放射して損失が大きくなるという問題が解消され
る。
おいては、図１に示すように、光波長弁別素子の後段に
おいて、長波長側の信号が出力される側の出力導波路を
直線形状とし、短波長側の信号が出力される側の出力導
波路のみを曲線形状として、波長分離された信号光を空
間的に分離する。これにより、長波長側の信号が曲線導
波路で放射して損失が大きくなるという問題が解消され
る。
【００１８】また、本発明においては、図２に示すよう
に、光波長弁別素子の後段において、出力光導波路の組
成波長を伝搬光波長に従って変えている。すなわち長波
長側の信号が出力される側の出力導波路の組成波長を長
くして、長波長側の信号光に対する光閉じ込めを十分に
大きくする構造をも採用する。これにより、長波長側の
信号に対しても、曲線導波路での放射が抑制され、出力
導波路を空間的に分離する方法として曲線導波路を利用
できる。
に、光波長弁別素子の後段において、出力光導波路の組
成波長を伝搬光波長に従って変えている。すなわち長波
長側の信号が出力される側の出力導波路の組成波長を長
くして、長波長側の信号光に対する光閉じ込めを十分に
大きくする構造をも採用する。これにより、長波長側の
信号に対しても、曲線導波路での放射が抑制され、出力
導波路を空間的に分離する方法として曲線導波路を利用
できる。
【００１９】なお、図２に示すように、組成波長の異な
る導波路を同一ウェハ上に実現することは、従来の製造
方法では非常に困難であった。そこで、本発明において
は、部分的に組成波長の異なる導波路構造を簡易に実現
する製造方法を提供する。
る導波路を同一ウェハ上に実現することは、従来の製造
方法では非常に困難であった。そこで、本発明において
は、部分的に組成波長の異なる導波路構造を簡易に実現
する製造方法を提供する。
【００２０】具体的に述べれば、本発明においては、１
対のストライプ状誘電体マスクの空隙部に選択的に結晶
成長を行うことにより、成長層の波長組成をマスク幅に
より制御できることを利用して、部分的に組成波長の異
なる導波路構造を１回の結晶成長で一括形成する。この
原理については、本発明者らによって、ＥＬＥＣＴＲＯ
ＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ誌ＶＯＬ．２８，Ｎｏ．２
（１９９２年１月１６日号）第１５３ページから第１５
４ページに記述されている。
対のストライプ状誘電体マスクの空隙部に選択的に結晶
成長を行うことにより、成長層の波長組成をマスク幅に
より制御できることを利用して、部分的に組成波長の異
なる導波路構造を１回の結晶成長で一括形成する。この
原理については、本発明者らによって、ＥＬＥＣＴＲＯ
ＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ誌ＶＯＬ．２８，Ｎｏ．２
（１９９２年１月１６日号）第１５３ページから第１５
４ページに記述されている。
【００２１】図９に示すように、一対のストライプ状誘
電体マスク８１０にはさまれた幅数μm の空隙部に、有
機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ法と略す）を用い
てＩｎＧａＡｓＰもしくはＩｎＧａＡｓを選択的に結晶
成長すると、成長層の波長組成がマスク幅により異な
る。選択的に結晶成長された層がＩｎＧａＡｓＰバルク
層の場合の、マスク幅Ｗｍと成長層の波長組成λｇの関
係を図１０（ａ）に示す。ＳｉＯ2 マスクの幅Ｗｍを広
くするにしたがって、Ｉｎの組成比が増加し、バルクＩ
ｎＧａＡｓＰ層の組成成長は長くなる。
電体マスク８１０にはさまれた幅数μm の空隙部に、有
機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥ法と略す）を用い
てＩｎＧａＡｓＰもしくはＩｎＧａＡｓを選択的に結晶
成長すると、成長層の波長組成がマスク幅により異な
る。選択的に結晶成長された層がＩｎＧａＡｓＰバルク
層の場合の、マスク幅Ｗｍと成長層の波長組成λｇの関
係を図１０（ａ）に示す。ＳｉＯ2 マスクの幅Ｗｍを広
くするにしたがって、Ｉｎの組成比が増加し、バルクＩ
ｎＧａＡｓＰ層の組成成長は長くなる。
【００２２】図１０（ａ）より判るように、ＳｉＯ2 マ
スクの幅Ｗｍを５μm から３０μmへと変化させると、
組成波長を１．１５μm から１．３μm へと変化させる
ことができる。このことは、同一ウェハ内でも、ＳｉＯ
2 マスクの幅Ｗｍの異なる領域を作っておきさえすれ
ば、組成波長の異なる領域を一回の選択成長で形成でき
ることを意味する。したがって、入射光波長１．３μm
および１．５５μm の両者に対して透明な（低損失な）
組成波長１．１５μm のコア層を有する領域と、入射光
波長１．５５μm に対してのみ透明である組成波長１．
３μm のコア層を有する領域とを、一回の結晶成長で形
成することができる。
スクの幅Ｗｍを５μm から３０μmへと変化させると、
組成波長を１．１５μm から１．３μm へと変化させる
ことができる。このことは、同一ウェハ内でも、ＳｉＯ
2 マスクの幅Ｗｍの異なる領域を作っておきさえすれ
ば、組成波長の異なる領域を一回の選択成長で形成でき
ることを意味する。したがって、入射光波長１．３μm
および１．５５μm の両者に対して透明な（低損失な）
組成波長１．１５μm のコア層を有する領域と、入射光
波長１．５５μm に対してのみ透明である組成波長１．
３μm のコア層を有する領域とを、一回の結晶成長で形
成することができる。
【００２３】さらに、コア層を多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造とすると、マスクの幅Ｗｍを広くするにしたがって
Ｉｎの組成比が増加する効果と、マスクの幅Ｗｍを広く
するにしたがって成長速度が速くなる効果とが相乗的に
働き、図１０（ｂ）に示すように、成長層の組成波長の
マスク幅依存性はさらに増大する。ＭＱＷ構造を用いれ
ば、同一ウェハ内で、その組成波長を１．１５μm から
１．５５μm に変化させることもできる。
構造とすると、マスクの幅Ｗｍを広くするにしたがって
Ｉｎの組成比が増加する効果と、マスクの幅Ｗｍを広く
するにしたがって成長速度が速くなる効果とが相乗的に
働き、図１０（ｂ）に示すように、成長層の組成波長の
マスク幅依存性はさらに増大する。ＭＱＷ構造を用いれ
ば、同一ウェハ内で、その組成波長を１．１５μm から
１．５５μm に変化させることもできる。
【００２４】このように本発明においては、入射する全
ての波長に対して透明な受動導波路と、長波長側信号に
対してのみ透明でかつ長波長側伝搬光に対して十分大き
な屈折率を有する導波路とを１回の結晶成長で一括形成
することができる。したがって、エッチングと結晶成長
を繰り返す製造方法に比べて工程数が少なく、遥かに簡
便で、製作歩留りがよい製造方法を本発明により提供す
ることができる。本発明の製造方法を用いれば、コア層
が連続であるため、組成波長の異なる導波路間の光結合
効率もほぼ１００％とできるので、素子全体の損失が少
なく、また組成波長の異なる導波路間で発生する反射戻
り光が素子特性に影響を与える悪影響も小さくなる。
ての波長に対して透明な受動導波路と、長波長側信号に
対してのみ透明でかつ長波長側伝搬光に対して十分大き
な屈折率を有する導波路とを１回の結晶成長で一括形成
することができる。したがって、エッチングと結晶成長
を繰り返す製造方法に比べて工程数が少なく、遥かに簡
便で、製作歩留りがよい製造方法を本発明により提供す
ることができる。本発明の製造方法を用いれば、コア層
が連続であるため、組成波長の異なる導波路間の光結合
効率もほぼ１００％とできるので、素子全体の損失が少
なく、また組成波長の異なる導波路間で発生する反射戻
り光が素子特性に影響を与える悪影響も小さくなる。
【００２５】以上のように、本発明の製造方法を用いれ
ば、光波長弁別素子で波長分離した後に出力信号光を空
間的に分離する際、長波長側信号の放射による損失のな
い波長弁別回路の構成を提供することができる。さら
に、組成波長の異なる導波路をモノリシック集積化して
長波長側信号の放射による損失を低減する方法に対し
て、簡便で製作歩留りの良い製造方法を提供することが
できる。
ば、光波長弁別素子で波長分離した後に出力信号光を空
間的に分離する際、長波長側信号の放射による損失のな
い波長弁別回路の構成を提供することができる。さら
に、組成波長の異なる導波路をモノリシック集積化して
長波長側信号の放射による損失を低減する方法に対し
て、簡便で製作歩留りの良い製造方法を提供することが
できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。
の形態を詳細に説明する。
【００２７】（第１の実施の形態）図１は本発明による
光波長弁別回路の一例として、ＩｎＰ系方向性結合器型
光波長弁別素子を基本要素とした半導体光波長弁別回路
の実施の形態を示す概略図である。
光波長弁別回路の一例として、ＩｎＰ系方向性結合器型
光波長弁別素子を基本要素とした半導体光波長弁別回路
の実施の形態を示す概略図である。
【００２８】図１にその概略を示した第１の実施の形態
の半導体光波長弁別回路においては、方向性結合器型光
波長弁別素子部１０３の後段において長波長側（λ＝
１．５５μm 側）の信号が出力される側の出力導波路を
直線形状としている。一方、短波長側（λ＝１．３μm
側）端の後段には、従来どおり曲線導波路部を含む出力
導波路１２０が形成され、光出力端においては長波長信
号側出力端１０２ａと短波長側出力端１０２ｂが十分な
距離をおいて配置されている。
の半導体光波長弁別回路においては、方向性結合器型光
波長弁別素子部１０３の後段において長波長側（λ＝
１．５５μm 側）の信号が出力される側の出力導波路を
直線形状としている。一方、短波長側（λ＝１．３μm
側）端の後段には、従来どおり曲線導波路部を含む出力
導波路１２０が形成され、光出力端においては長波長信
号側出力端１０２ａと短波長側出力端１０２ｂが十分な
距離をおいて配置されている。
【００２９】図１の構成の半導体光波長弁別回路の動作
について簡単に説明する。いま、入力光導波路１０１に
λ1 （＝１．３μm ）とλ2 （＝１．５５μm ）の波長
の信号が多重化されて入射したとする。このとき、方向
性結合器部の長さＬに対して、波長１．３μm に対する
完全結合長ｌ１がＬに等しく（ｌ1 ＝Ｌ）、波長１．５
５μm に対する完全結合長ｌ２がＬの１／２（２×ｌ2
＝Ｌ）であれば、方向性結合器型光波長弁別素子部１０
３により１．３μm 信号光は曲線出力光導波路１２０側
に、１．５５μm 信号光は直線出力光導波路１６０側に
出力される。なお、コア層の組成波長はいずれの領域に
おいても１．１５μm であり、１．３μm 信号光および
１．５５μm 信号光のいずれに対しても吸収損失の小さ
い構成となっている。
について簡単に説明する。いま、入力光導波路１０１に
λ1 （＝１．３μm ）とλ2 （＝１．５５μm ）の波長
の信号が多重化されて入射したとする。このとき、方向
性結合器部の長さＬに対して、波長１．３μm に対する
完全結合長ｌ１がＬに等しく（ｌ1 ＝Ｌ）、波長１．５
５μm に対する完全結合長ｌ２がＬの１／２（２×ｌ2
＝Ｌ）であれば、方向性結合器型光波長弁別素子部１０
３により１．３μm 信号光は曲線出力光導波路１２０側
に、１．５５μm 信号光は直線出力光導波路１６０側に
出力される。なお、コア層の組成波長はいずれの領域に
おいても１．１５μm であり、１．３μm 信号光および
１．５５μm 信号光のいずれに対しても吸収損失の小さ
い構成となっている。
【００３０】図１に示した第１の実施の形態の半導体光
波長弁別回路においては、長波長側の信号が出力される
側の導波路１６０を直線形状としている。これにより、
たとえコア層の組成波長が１．１５μm で波長１．５５
μm の伝搬光に対する光閉じ込めが弱くても、出力導波
路部で放射損失が生じることはない。また、短波長側の
信号が出力される側の曲線出力光導波路の曲率半径は、
長波長信号光（１．５５μm 信号光）に対しては放射損
失が生じるが短波長信号光（１．３μm 信号光）に対し
ては放射損失が生じない程度に小さくしておく。例えば
図１２（ｂ）の放射損失特性を有する場合には曲率半径
を３mmとする。このようにすることによって、短波長側
の信号が出力される側（出力端１０２ｂ側）へのクロス
トーク成分（長波長信号成分）が放射により除去され、
クロストークが低減される。
波長弁別回路においては、長波長側の信号が出力される
側の導波路１６０を直線形状としている。これにより、
たとえコア層の組成波長が１．１５μm で波長１．５５
μm の伝搬光に対する光閉じ込めが弱くても、出力導波
路部で放射損失が生じることはない。また、短波長側の
信号が出力される側の曲線出力光導波路の曲率半径は、
長波長信号光（１．５５μm 信号光）に対しては放射損
失が生じるが短波長信号光（１．３μm 信号光）に対し
ては放射損失が生じない程度に小さくしておく。例えば
図１２（ｂ）の放射損失特性を有する場合には曲率半径
を３mmとする。このようにすることによって、短波長側
の信号が出力される側（出力端１０２ｂ側）へのクロス
トーク成分（長波長信号成分）が放射により除去され、
クロストークが低減される。
【００３１】なお、本実施の形態においては、入射光導
波路１０１も直線形状としている。入射光導波路には必
然的に長波長側の信号光も入射するが、このように入射
光導波路も直線形状とすることで入射側での放射損失を
防止できる。
波路１０１も直線形状としている。入射光導波路には必
然的に長波長側の信号光も入射するが、このように入射
光導波路も直線形状とすることで入射側での放射損失を
防止できる。
【００３２】以上のように第１の実施の形態において
は、長波長側の信号が出力される側の出力光導波路１６
０を直線形状とすることにより、方向性結合器型光波長
弁別素子部の出力光のうち、長波長側の信号が曲線導波
路で放射される問題を簡単な回路構成の変更によって抑
制するものである。しかも、短波長側出力光導波路への
長波長信号の混入（クロストーク）も抑制される。した
がって、本発明によれば、導波路伝搬損失が伝搬光波長
に依らず小さく、クロストーク特性にも優れた半導体光
波長弁別回路を、簡便な製造方法で、かつ良好な製作歩
留りで実現できる。
は、長波長側の信号が出力される側の出力光導波路１６
０を直線形状とすることにより、方向性結合器型光波長
弁別素子部の出力光のうち、長波長側の信号が曲線導波
路で放射される問題を簡単な回路構成の変更によって抑
制するものである。しかも、短波長側出力光導波路への
長波長信号の混入（クロストーク）も抑制される。した
がって、本発明によれば、導波路伝搬損失が伝搬光波長
に依らず小さく、クロストーク特性にも優れた半導体光
波長弁別回路を、簡便な製造方法で、かつ良好な製作歩
留りで実現できる。
【００３３】（第２の実施の形態）図２、図３、図４、
図５および図６には、本発明による半導体光波長弁別回
路の第２の実施の形態を示す。図２はＩｎＰ系方向性結
合器型光波長弁別素子を基本要素とした半導体光波長弁
別回路の第２の実施の形態の構成の概略を示す図、図３
は本実施の形態の具体的構成を示す斜視図、図４は図３
に示した半導体光波長弁別回路のコア層を選択成長によ
り一括形成する際の誘電体マスクパターンの上面図、図
５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３におけるＡ−Ａ′、Ｂ
−Ｂ′、Ｃ−Ｃ′断面がそれぞれ示されている。また、
図６は本実施の形態の製造方法を示す図である。
図５および図６には、本発明による半導体光波長弁別回
路の第２の実施の形態を示す。図２はＩｎＰ系方向性結
合器型光波長弁別素子を基本要素とした半導体光波長弁
別回路の第２の実施の形態の構成の概略を示す図、図３
は本実施の形態の具体的構成を示す斜視図、図４は図３
に示した半導体光波長弁別回路のコア層を選択成長によ
り一括形成する際の誘電体マスクパターンの上面図、図
５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３におけるＡ−Ａ′、Ｂ
−Ｂ′、Ｃ−Ｃ′断面がそれぞれ示されている。また、
図６は本実施の形態の製造方法を示す図である。
【００３４】図２より判るように、本実施の形態におい
ては第１の実施の形態の場合とは異なり、方向性結合器
型光波長弁別素子の後段の出力光導波路は、いずれも曲
線導波路である。しかしながら、図２にその概略を示し
た本実施の形態においては、方向性結合器部１０３の後
段、特に長波長側（１．５５μm 側）の信号が出力され
る側には、コア層の組成波長が１．３μm と他の領域よ
りもバンドギャップ波長の長い導波路が接続されてい
る。
ては第１の実施の形態の場合とは異なり、方向性結合器
型光波長弁別素子の後段の出力光導波路は、いずれも曲
線導波路である。しかしながら、図２にその概略を示し
た本実施の形態においては、方向性結合器部１０３の後
段、特に長波長側（１．５５μm 側）の信号が出力され
る側には、コア層の組成波長が１．３μm と他の領域よ
りもバンドギャップ波長の長い導波路が接続されてい
る。
【００３５】すなわち、入力光導波路１０１、方向性結
合器部１０３の光導波路および方向性結合器部１０３の
後段で短波長側（１．３μm 側）の信号が出力される側
の出力光導波路１０２のいずれにおいてもコア層の組成
波長は１．１５μm であるのに対して、長波長側（１．
５５μm 側）の信号が出力される側の出力導波路２１０
のみ、そのコア層の組成波長を１．３μm と他の領域よ
りも長くしている。
合器部１０３の光導波路および方向性結合器部１０３の
後段で短波長側（１．３μm 側）の信号が出力される側
の出力光導波路１０２のいずれにおいてもコア層の組成
波長は１．１５μm であるのに対して、長波長側（１．
５５μm 側）の信号が出力される側の出力導波路２１０
のみ、そのコア層の組成波長を１．３μm と他の領域よ
りも長くしている。
【００３６】図２の構成の半導体光波長弁別回路の動作
について簡単に説明する。いま、入力光導波路１０１に
λ１（＝１．３μm ）とλ２（＝１．５５μm ）の波長
の信号が多重化されて入射したとする。このとき、方向
性結合器部の長さＬに対して、波長１．３μm に対する
完全結合長ｌ1 がＬに等しく（ｌ1 ＝Ｌ）、波長１．５
５μm に対する完全結合長ｌ2 がＬの１／２（２×ｌ2
＝Ｌ）であれば、方向性結合器型光波長弁別素子部１０
３により１．３μm 信号光は曲線出力光導波路１２０側
に、１．５５μm 信号光はλｇ＝１．３μm 光導波路２
１０側に出力される。
について簡単に説明する。いま、入力光導波路１０１に
λ１（＝１．３μm ）とλ２（＝１．５５μm ）の波長
の信号が多重化されて入射したとする。このとき、方向
性結合器部の長さＬに対して、波長１．３μm に対する
完全結合長ｌ1 がＬに等しく（ｌ1 ＝Ｌ）、波長１．５
５μm に対する完全結合長ｌ2 がＬの１／２（２×ｌ2
＝Ｌ）であれば、方向性結合器型光波長弁別素子部１０
３により１．３μm 信号光は曲線出力光導波路１２０側
に、１．５５μm 信号光はλｇ＝１．３μm 光導波路２
１０側に出力される。
【００３７】なお、コア層の組成波長は、λｇ＝１．３
μm 光導波路２１０を除いて、いずれの領域においても
１．１５μm であり、１．３μm 信号光および１．５５
μm信号光のいずれに対しても吸収損失の小さい構成と
なっている。
μm 光導波路２１０を除いて、いずれの領域においても
１．１５μm であり、１．３μm 信号光および１．５５
μm信号光のいずれに対しても吸収損失の小さい構成と
なっている。
【００３８】図２に示した第２の実施の形態の半導体光
波長弁別回路においては、長波長側の信号が出力される
側の導波路２１０のコア層組成波長を１．３μm と長く
している。これにより、波長１．５５μm の伝搬光に対
しても光の閉じ込めが強くなり、出力導波路部で放射損
失が生じることはない。したがって、図１に示した第１
の実施の形態とは異なり長波長側の信号が出力される側
の導波路を曲線形状としても、放射損失の問題は抑制さ
れる。
波長弁別回路においては、長波長側の信号が出力される
側の導波路２１０のコア層組成波長を１．３μm と長く
している。これにより、波長１．５５μm の伝搬光に対
しても光の閉じ込めが強くなり、出力導波路部で放射損
失が生じることはない。したがって、図１に示した第１
の実施の形態とは異なり長波長側の信号が出力される側
の導波路を曲線形状としても、放射損失の問題は抑制さ
れる。
【００３９】ここで、入力光導波路１０１および方向性
結合器部１０３においては、長波長光信号と短波長光信
号の両者が伝搬するので、そのコア層組成波長は短波長
光信号に対して吸収損失を生じないように短波長である
必要がある。例えばこの例では、入射光導波路１０１お
よび方向性結合器部１０３のコア層組成波長は短波側の
１．３μm 光信号に対しても吸収損失を生じないように
１．１５μm に設定されている。
結合器部１０３においては、長波長光信号と短波長光信
号の両者が伝搬するので、そのコア層組成波長は短波長
光信号に対して吸収損失を生じないように短波長である
必要がある。例えばこの例では、入射光導波路１０１お
よび方向性結合器部１０３のコア層組成波長は短波側の
１．３μm 光信号に対しても吸収損失を生じないように
１．１５μm に設定されている。
【００４０】一方、方向性結合器部の後段の出力光導波
路においては、各々の出力導波路には波長弁別された後
の光信号が伝搬する。したがって、長波長光信号が伝搬
する側の出力光導波路（この例ではλｇ＝１．３μm 光
導波路２１０）においては、短波長光信号はクロストー
クでしかなく、この短波長光信号を低吸収損失で伝搬さ
せる必要はもはやない。よって、長波長光信号が伝搬す
る側の出力光導波路の組成波長を長波長化して光の閉じ
込めを強化し、放射損失を抑制しても、長波長信号光に
対して吸収損失の増加が生じない組成波長である限り何
ら問題はない。
路においては、各々の出力導波路には波長弁別された後
の光信号が伝搬する。したがって、長波長光信号が伝搬
する側の出力光導波路（この例ではλｇ＝１．３μm 光
導波路２１０）においては、短波長光信号はクロストー
クでしかなく、この短波長光信号を低吸収損失で伝搬さ
せる必要はもはやない。よって、長波長光信号が伝搬す
る側の出力光導波路の組成波長を長波長化して光の閉じ
込めを強化し、放射損失を抑制しても、長波長信号光に
対して吸収損失の増加が生じない組成波長である限り何
ら問題はない。
【００４１】なお、短波長側の信号が出力される側の曲
線出力光導波路１２０の曲率半径を、長波長信号光
（１．５５μm 信号光）に対しては放射損失が生じるが
短波長信号光（１．３μm 信号光）に対しては放射損失
が生じない程度に小さくしておくと、短波長側の信号が
出力される側（出力端１０２ｂ側）へのクロストーク成
分（長波長信号成分）が放射により除去され、クロスト
ークが低減されるのは第１の実施の形態と同様である。
線出力光導波路１２０の曲率半径を、長波長信号光
（１．５５μm 信号光）に対しては放射損失が生じるが
短波長信号光（１．３μm 信号光）に対しては放射損失
が生じない程度に小さくしておくと、短波長側の信号が
出力される側（出力端１０２ｂ側）へのクロストーク成
分（長波長信号成分）が放射により除去され、クロスト
ークが低減されるのは第１の実施の形態と同様である。
【００４２】さらに、第２の実施の形態においては、長
波長側の信号が出力される側（出力端１０２ａ側）への
クロストーク成分（短波長信号成分）も吸収により除去
されクロストークが低減されるという、第１の実施の形
態には無い効果も有する。
波長側の信号が出力される側（出力端１０２ａ側）への
クロストーク成分（短波長信号成分）も吸収により除去
されクロストークが低減されるという、第１の実施の形
態には無い効果も有する。
【００４３】すなわち、第２の実施の形態においては長
波長側の信号が出力される側の導波路のコア層組成波長
を１．３μm と、１．５５μm 伝搬光に対しては吸収を
生じず伝搬損失が小さいが１．３μm 伝搬光に対しては
大きな吸収損失を生じる組成波長としている。したがっ
て、長波長側の信号が出力される側（出力端１０２ａ
側）への短波長クロストーク成分は吸収により除去され
クロストークが低減される。
波長側の信号が出力される側の導波路のコア層組成波長
を１．３μm と、１．５５μm 伝搬光に対しては吸収を
生じず伝搬損失が小さいが１．３μm 伝搬光に対しては
大きな吸収損失を生じる組成波長としている。したがっ
て、長波長側の信号が出力される側（出力端１０２ａ
側）への短波長クロストーク成分は吸収により除去され
クロストークが低減される。
【００４４】なお、第２の実施の形態においては、第１
の実施の形態同様、入射光導波路１０１も直線形状とし
ている。入射光導波路には必然的に長波長側の信号光も
入射するが、このように入射光導波路も直線形状とする
ことで入射側での放射損失を防止できる。
の実施の形態同様、入射光導波路１０１も直線形状とし
ている。入射光導波路には必然的に長波長側の信号光も
入射するが、このように入射光導波路も直線形状とする
ことで入射側での放射損失を防止できる。
【００４５】図３に、図２に概略を示した半導体光波長
弁別回路の具体的な構成の斜視図を示す。バルクＩｎＧ
ａＡｓＰ３０５をコア層とし、このコア層をＩｎＰクラ
ッド層ではさんだダブルヘテロ・メサ３０２がＩｎＰ基
板１００上に形成され、このダブルヘテロ・メサをＩｎ
Ｐ埋め込み層３０１で埋め込むことにより光導波路が形
成されている。
弁別回路の具体的な構成の斜視図を示す。バルクＩｎＧ
ａＡｓＰ３０５をコア層とし、このコア層をＩｎＰクラ
ッド層ではさんだダブルヘテロ・メサ３０２がＩｎＰ基
板１００上に形成され、このダブルヘテロ・メサをＩｎ
Ｐ埋め込み層３０１で埋め込むことにより光導波路が形
成されている。
【００４６】入力光導波路１０１部は１本の導波路で形
成されているが（図５（ａ）のＡ−Ａ′断面図を参
照）、方向性結合器部１０３においては２本の導波路が
光学的なカップリングが生じるまでに近接して配置され
ている（図５（ｂ）のＢ−Ｂ′断面図を参照）。方向性
結合器１０３の出力は再び２本の独立した導波路とな
る。
成されているが（図５（ａ）のＡ−Ａ′断面図を参
照）、方向性結合器部１０３においては２本の導波路が
光学的なカップリングが生じるまでに近接して配置され
ている（図５（ｂ）のＢ−Ｂ′断面図を参照）。方向性
結合器１０３の出力は再び２本の独立した導波路とな
る。
【００４７】なお、ここで入力光導波路１０１、方向性
結合器部１０３の光導波路とも、入射光波長λ1 （＝
１．３μm ）、λ2 （＝１．５５μm ）の両者に対して
透明になるように、コア層の波長組成は１．１５μm に
設定されている。
結合器部１０３の光導波路とも、入射光波長λ1 （＝
１．３μm ）、λ2 （＝１．５５μm ）の両者に対して
透明になるように、コア層の波長組成は１．１５μm に
設定されている。
【００４８】一方、方向性結合器部１０３の後段は、短
波長側の信号が出力される出力光導波路１２０のコア層
組成波長は同様に１．１５μm であるのに対して、長波
長側の信号が出力される側、即ちλｇ＝１．３μm 光導
波路２１０側は組成波長１．３μm のバルクＩｎＧａＡ
ｓＰでコア層が形成されている。
波長側の信号が出力される出力光導波路１２０のコア層
組成波長は同様に１．１５μm であるのに対して、長波
長側の信号が出力される側、即ちλｇ＝１．３μm 光導
波路２１０側は組成波長１．３μm のバルクＩｎＧａＡ
ｓＰでコア層が形成されている。
【００４９】このように、長波長側の信号が出力される
側の出力光導波路の組成波長を１．３μm とすることに
より、前述のように、長波長信号光に対する放射損失を
低減できる。
側の出力光導波路の組成波長を１．３μm とすることに
より、前述のように、長波長信号光に対する放射損失を
低減できる。
【００５０】以下に、図３に示された第２の実施の形態
の光波長弁別回路の製造方法について、図４、図６およ
び図７を用いて説明する。なお、図６（ｂ−１）、（ｂ
−２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）には図３に示したＢ−
Ｂ′断面を、図７（ｃ−１）、（ｃ−２）、（ｃ−
３）、（ｃ−４）には図３に示したＣ−Ｃ′断面を示し
ている。すなわち図６においては、（ｂ−１）、（ｂ−
２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）では方向性結合器部１０
３の断面構造が、図７（ｃ−１）、（ｃ−２）、（ｃ−
３）、（ｃ−４）ではλｇ＝１．３μm 光導波路２１０
および出力光導波路１２０の断面構造が示されている。
の光波長弁別回路の製造方法について、図４、図６およ
び図７を用いて説明する。なお、図６（ｂ−１）、（ｂ
−２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）には図３に示したＢ−
Ｂ′断面を、図７（ｃ−１）、（ｃ−２）、（ｃ−
３）、（ｃ−４）には図３に示したＣ−Ｃ′断面を示し
ている。すなわち図６においては、（ｂ−１）、（ｂ−
２）、（ｂ−３）、（ｂ−４）では方向性結合器部１０
３の断面構造が、図７（ｃ−１）、（ｃ−２）、（ｃ−
３）、（ｃ−４）ではλｇ＝１．３μm 光導波路２１０
および出力光導波路１２０の断面構造が示されている。
【００５１】まず、（１００）面方位のｎ−ＩｎＰ基板
１００上に、選択成長を行うためのＳｉＯ2 マスクを図
４のように形成する。ここで図４のＳｉＯ2 マスクのパ
ターン図は、ウェハを上から見た形状を示している。図
４において、斜線で示した部分がストライプ状のＳｉＯ
2 がパターニング後に残った部分であり、一対のＳｉＯ
2 ストライプマスクにはさまれた空隙部４００にコア層
を含む半導体メサが結晶成長される。なお、ＳｉＯ2 マ
スク・パターンの方向は、ストライプの長手方向が［０
１１］方向となるように選ぶ。
１００上に、選択成長を行うためのＳｉＯ2 マスクを図
４のように形成する。ここで図４のＳｉＯ2 マスクのパ
ターン図は、ウェハを上から見た形状を示している。図
４において、斜線で示した部分がストライプ状のＳｉＯ
2 がパターニング後に残った部分であり、一対のＳｉＯ
2 ストライプマスクにはさまれた空隙部４００にコア層
を含む半導体メサが結晶成長される。なお、ＳｉＯ2 マ
スク・パターンの方向は、ストライプの長手方向が［０
１１］方向となるように選ぶ。
【００５２】図４に示したＳｉＯ2 マスク・パターンを
形成した後のウェハの断面形状を図６（ｂ−１）、図７
（ｃ−１）に示す。図４および図６（ｂ−１）、図７
（ｃ−１）から判るように、長波長側出力光導波路部Ｓ
ｉＯ2 マスク４１０の幅は、方向性結合器部ＳｉＯ2 マ
スク４０３や短波長側出力光導波路部ＳｉＯ2 マスク４
２０の幅に比べて広い。λｇ＝１．３μm 光導波路部２
１０以外の部分ではマスク幅が５μm であるのに対し
て、λｇ＝１．３μm 光導波路部２１０のマスク幅は３
０μm とした。
形成した後のウェハの断面形状を図６（ｂ−１）、図７
（ｃ−１）に示す。図４および図６（ｂ−１）、図７
（ｃ−１）から判るように、長波長側出力光導波路部Ｓ
ｉＯ2 マスク４１０の幅は、方向性結合器部ＳｉＯ2 マ
スク４０３や短波長側出力光導波路部ＳｉＯ2 マスク４
２０の幅に比べて広い。λｇ＝１．３μm 光導波路部２
１０以外の部分ではマスク幅が５μm であるのに対し
て、λｇ＝１．３μm 光導波路部２１０のマスク幅は３
０μm とした。
【００５３】なお、一対のストライプ状ＳｉＯ2 マスク
にはさまれた空隙部の幅は、いずれの領域においても
１．５μm である。また、図３における入力光導波路部
１０１の長さは５００μm 、出力光導波路部１０２ａ、
ｂの長さは７００μm 、出力光導波路部１０２ａ、１０
２ｂにおける２本の導波路の間隔は２５０μm 、方向性
結合器部１０３の導波路が近接して設置された部分の長
さは１０００μm とし、方向性結合器部１０３の出力光
導波路１０２ａ、１０２ｂを接続する曲線導波路の曲率
半径は３mmとした。
にはさまれた空隙部の幅は、いずれの領域においても
１．５μm である。また、図３における入力光導波路部
１０１の長さは５００μm 、出力光導波路部１０２ａ、
ｂの長さは７００μm 、出力光導波路部１０２ａ、１０
２ｂにおける２本の導波路の間隔は２５０μm 、方向性
結合器部１０３の導波路が近接して設置された部分の長
さは１０００μm とし、方向性結合器部１０３の出力光
導波路１０２ａ、１０２ｂを接続する曲線導波路の曲率
半径は３mmとした。
【００５４】次に、図４に示したＳｉＯ2 パターンを選
択成長用のマスクとして、図６（ｂ−２）および図７
（ｃ−２）に示すように、ＩｎＧａＡｓＰコア層を含む
ダブルヘテロ・メサ６０１、６０２、６０３を、ＭＯＶ
ＰＥによる選択成長によってＳｉＯ2 マスクの空隙部に
一括形成する。具体的には、ＩｎＰバッファ層を２００
０オングストローム、ＩｎＧａＡｓＰコア層を４０００
オングストローム、ＩｎＰクラッド層を２０００オング
ストローム順次積層する。
択成長用のマスクとして、図６（ｂ−２）および図７
（ｃ−２）に示すように、ＩｎＧａＡｓＰコア層を含む
ダブルヘテロ・メサ６０１、６０２、６０３を、ＭＯＶ
ＰＥによる選択成長によってＳｉＯ2 マスクの空隙部に
一括形成する。具体的には、ＩｎＰバッファ層を２００
０オングストローム、ＩｎＧａＡｓＰコア層を４０００
オングストローム、ＩｎＰクラッド層を２０００オング
ストローム順次積層する。
【００５５】なお、上記の各層の厚さは、マスク幅の広
いλｇ＝１．３μm 光導波路部２１０での設定値であ
り、それよりもマスク幅の狭い他の領域においてはコア
層の厚さは減少し約２０００オングストロームとなる。
このとき、選択成長用マスクの幅が３０μm と広いλｇ
＝１．３μm 光導波路部２１０でコア層の組成波長が
１．３０μm となるように結晶成長条件を設定しておく
と、マスク幅が５μm と狭い他の領域においてはコア層
の組成波長は１．１５μm 近傍となる。このように、選
択ＭＯＶＰＥ成長により、バンドギャップ波長の異なる
領域を一回の結晶成長で形成する。
いλｇ＝１．３μm 光導波路部２１０での設定値であ
り、それよりもマスク幅の狭い他の領域においてはコア
層の厚さは減少し約２０００オングストロームとなる。
このとき、選択成長用マスクの幅が３０μm と広いλｇ
＝１．３μm 光導波路部２１０でコア層の組成波長が
１．３０μm となるように結晶成長条件を設定しておく
と、マスク幅が５μm と狭い他の領域においてはコア層
の組成波長は１．１５μm 近傍となる。このように、選
択ＭＯＶＰＥ成長により、バンドギャップ波長の異なる
領域を一回の結晶成長で形成する。
【００５６】選択ＭＯＶＰＥ成長により各領域にダブル
ヘテロ・メサを一括形成した後、図６（ｂ−３）、図７
（ｃ−３）に示すように、ダブルヘテロ・メサ脇のＳｉ
Ｏ2マスクを２μm 幅ずつエッチングにより除去し、Ｓ
ｉＯ2 マスクのない空隙部を再度形成する。なお、方向
性結合器部１０３においては、図６（ｂ−３）に示すよ
うに、２つのダブルヘテロ・メサ６０１の間の部分のＳ
ｉＯ2 マスクは全て除去する。
ヘテロ・メサを一括形成した後、図６（ｂ−３）、図７
（ｃ−３）に示すように、ダブルヘテロ・メサ脇のＳｉ
Ｏ2マスクを２μm 幅ずつエッチングにより除去し、Ｓ
ｉＯ2 マスクのない空隙部を再度形成する。なお、方向
性結合器部１０３においては、図６（ｂ−３）に示すよ
うに、２つのダブルヘテロ・メサ６０１の間の部分のＳ
ｉＯ2 マスクは全て除去する。
【００５７】その後、図６（ｂ−４）、図７（ｃ−４）
に示すように、この空隙部にＩｎＰ埋め込み層６０４、
６０５、６０６をやはり選択ＭＯＶＰＥ成長により形成
する。ＩｎＰ埋め込み層６０４、６０５、６０６のメサ
高さは約２μm である。最後に、ＳｉＯ2 マスクをエッ
チングにより除去した後、ＩｎＰ基板１００側の研磨、
劈開による素子端面の形成、端面への無反射コーティン
グ膜の形成を行い、図３に示した素子の製作を完了す
る。
に示すように、この空隙部にＩｎＰ埋め込み層６０４、
６０５、６０６をやはり選択ＭＯＶＰＥ成長により形成
する。ＩｎＰ埋め込み層６０４、６０５、６０６のメサ
高さは約２μm である。最後に、ＳｉＯ2 マスクをエッ
チングにより除去した後、ＩｎＰ基板１００側の研磨、
劈開による素子端面の形成、端面への無反射コーティン
グ膜の形成を行い、図３に示した素子の製作を完了す
る。
【００５８】本発明においては、方向性結合器部１０３
の後段の長波長側の信号が出力される側に、コア層の組
成波長が１．３μm と他の領域のコア層よりも組成波長
が長い光導波路２１０が接続されている。すなわち他の
領域のコア層組成波長が１．１５μm であるのに対し
て、λｇ＝１．３μm 光導波路２１０部においてはコア
層組成波長を１．３μm としているが、このλｇ＝１．
３μm のコア層をも選択ＭＯＶＰＥ成長により、他の
１．１５μm 組成のコア層と一括形成する。
の後段の長波長側の信号が出力される側に、コア層の組
成波長が１．３μm と他の領域のコア層よりも組成波長
が長い光導波路２１０が接続されている。すなわち他の
領域のコア層組成波長が１．１５μm であるのに対し
て、λｇ＝１．３μm 光導波路２１０部においてはコア
層組成波長を１．３μm としているが、このλｇ＝１．
３μm のコア層をも選択ＭＯＶＰＥ成長により、他の
１．１５μm 組成のコア層と一括形成する。
【００５９】このため、バンドギャップ波長の異なる領
域をエッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要が
なく、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、素
子の製造歩留りも大幅に向上する。しかも、本製造方法
により半導体光波長弁別回路を製作すると、方向性結合
器部１０３とλｇ＝１．３μm 光導波路２１０部との接
続部でコアは連続となり、両者の間でほぼ１００％の結
合効率が得られる。したがって、接続部の損失が生じず
素子全体の伝搬損失が小さいばかりでなく、接続部で不
要な反射戻り光が発生することによる悪影響も低減でき
る。
域をエッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要が
なく、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、素
子の製造歩留りも大幅に向上する。しかも、本製造方法
により半導体光波長弁別回路を製作すると、方向性結合
器部１０３とλｇ＝１．３μm 光導波路２１０部との接
続部でコアは連続となり、両者の間でほぼ１００％の結
合効率が得られる。したがって、接続部の損失が生じず
素子全体の伝搬損失が小さいばかりでなく、接続部で不
要な反射戻り光が発生することによる悪影響も低減でき
る。
【００６０】以上の第２の実施の形態によれば、長波長
側の信号が出力される側の出力導波路のコア層組成波長
を長くすることによって曲線導波路での放射損失が低減
された半導体光波長弁別回路を、簡便な製造方法で、か
つ良好な製作歩留り、で実現できる。さらに、前述のよ
うに、長波長信号が出力される側においても、短波長信
号が出力される側においてもクロストーク特性が改善さ
れるという特徴をも有する。
側の信号が出力される側の出力導波路のコア層組成波長
を長くすることによって曲線導波路での放射損失が低減
された半導体光波長弁別回路を、簡便な製造方法で、か
つ良好な製作歩留り、で実現できる。さらに、前述のよ
うに、長波長信号が出力される側においても、短波長信
号が出力される側においてもクロストーク特性が改善さ
れるという特徴をも有する。
【００６１】次に本発明による半導体光波長弁別回路の
第３の実施の形態を示す。図８に示した第３の実施の形
態においては、前述の図１に示した第１の実施の形態と
同様に、長波長側の信号が出力される側の出力導波路を
直線形状とすることによって放射損失が防止され、かつ
長波長側の信号が出力される側の出力導波路の組成波長
を長くしてクロストーク特性が改善された半導体光波長
弁別回路を提供する。
第３の実施の形態を示す。図８に示した第３の実施の形
態においては、前述の図１に示した第１の実施の形態と
同様に、長波長側の信号が出力される側の出力導波路を
直線形状とすることによって放射損失が防止され、かつ
長波長側の信号が出力される側の出力導波路の組成波長
を長くしてクロストーク特性が改善された半導体光波長
弁別回路を提供する。
【００６２】第３の実施の形態においては、長波長側の
信号が出力される側の出力導波路のコア層組成波長を長
くすることに加えて、この出力導波路の形状を、第２の
実施の形態の場合とは異なり直線形状とする。図８にそ
の概略を示した実施の形態においては、方向性結合器部
１０３の後段、特に長波長側（１．５５μm 側）の信号
が出力される側には、コア層の組成波長が１．３μm と
他の領域よりもバンドギャップ波長の長い直線光導波路
７１０が接続されている。
信号が出力される側の出力導波路のコア層組成波長を長
くすることに加えて、この出力導波路の形状を、第２の
実施の形態の場合とは異なり直線形状とする。図８にそ
の概略を示した実施の形態においては、方向性結合器部
１０３の後段、特に長波長側（１．５５μm 側）の信号
が出力される側には、コア層の組成波長が１．３μm と
他の領域よりもバンドギャップ波長の長い直線光導波路
７１０が接続されている。
【００６３】すなわち、入力光導波路１０１、方向性結
合器部１０３の光導波路および方向性結合器部１０３の
後段で短波長側（１．３μm 側）の信号が出力される側
の曲線出力光導波路１２０のいずれにおいてもコア層の
組成波長は１．１５μm であるのに対して、長波長側
（１．５５μm 側）の信号が出力される側の出力導波路
７１０のみ、そのコア層の組成波長を１．３μm と他の
領域よりも長くしている。しかも、実施の形態において
は、長波長側（１．５５μm 側）の信号が出力される側
の出力導波路７１０を直線形状としている。
合器部１０３の光導波路および方向性結合器部１０３の
後段で短波長側（１．３μm 側）の信号が出力される側
の曲線出力光導波路１２０のいずれにおいてもコア層の
組成波長は１．１５μm であるのに対して、長波長側
（１．５５μm 側）の信号が出力される側の出力導波路
７１０のみ、そのコア層の組成波長を１．３μm と他の
領域よりも長くしている。しかも、実施の形態において
は、長波長側（１．５５μm 側）の信号が出力される側
の出力導波路７１０を直線形状としている。
【００６４】したがって、長波長側（１．５５μm 側）
の信号が出力される側の出力導波路で放射損失は生じな
い。さらに、長波長側（１．５５μm 側）の信号が出力
される側の出力導波路７１０のコア層の組成波長が１．
３μm であるので、波長１．３μm の短波長クロストー
ク信号は吸収され、前述の第２の実施の形態と同様に、
クロストーク特性が改善される。
の信号が出力される側の出力導波路で放射損失は生じな
い。さらに、長波長側（１．５５μm 側）の信号が出力
される側の出力導波路７１０のコア層の組成波長が１．
３μm であるので、波長１．３μm の短波長クロストー
ク信号は吸収され、前述の第２の実施の形態と同様に、
クロストーク特性が改善される。
【００６５】なお、短波長側の信号が出力される側の曲
線出力光導波路１２０の曲率半径を、長波長信号光
（１．５５μm 信号光）に対しては放射損失が生じるが
短波長信号光（１．３μm 信号光）に対しては放射損失
が生じない程度に小さくしておくと、短波長側の信号が
出力される側（出力端１０２ｂ側）へのクロストーク成
分（長波長信号成分）が放射により除去される。したが
って、実施の形態の構成においても第２の実施の形態同
様、長波長側出力導波路と短波長側出力導波路のいずれ
においてもクロストークが低減される。
線出力光導波路１２０の曲率半径を、長波長信号光
（１．５５μm 信号光）に対しては放射損失が生じるが
短波長信号光（１．３μm 信号光）に対しては放射損失
が生じない程度に小さくしておくと、短波長側の信号が
出力される側（出力端１０２ｂ側）へのクロストーク成
分（長波長信号成分）が放射により除去される。したが
って、実施の形態の構成においても第２の実施の形態同
様、長波長側出力導波路と短波長側出力導波路のいずれ
においてもクロストークが低減される。
【００６６】また、第３の実施の形態においても、第
１、第２の実施の形態同様、入射光導波路１０１も直線
形状としている。入射光導波路には必然的に長波長側の
信号光も入射するが、このように入射光導波路も直線形
状とすることで入射側での放射損失を防止している。
１、第２の実施の形態同様、入射光導波路１０１も直線
形状としている。入射光導波路には必然的に長波長側の
信号光も入射するが、このように入射光導波路も直線形
状とすることで入射側での放射損失を防止している。
【００６７】図８に示した第３の実施の形態の具体的な
構造は、前述の第２の実施の形態の具体的構造を示す図
である図３において、λｇ＝１．３μm 光導波路の形状
が曲線導波路形状から直線導波路形状に変わるだけであ
るので、省略する。また、第３の実施の形態の製造方法
も、ダブルヘテロ構造を選択成長する際のＳｉＯ2 マス
クの形状が長波長側（１．５５μm 側）の信号を出力す
る側の出力導波路で異なることを除いて、第２の実施の
形態の場合とほとんど同じであるので省略する。
構造は、前述の第２の実施の形態の具体的構造を示す図
である図３において、λｇ＝１．３μm 光導波路の形状
が曲線導波路形状から直線導波路形状に変わるだけであ
るので、省略する。また、第３の実施の形態の製造方法
も、ダブルヘテロ構造を選択成長する際のＳｉＯ2 マス
クの形状が長波長側（１．５５μm 側）の信号を出力す
る側の出力導波路で異なることを除いて、第２の実施の
形態の場合とほとんど同じであるので省略する。
【００６８】第３の実施の形態においては、方向性結合
器部１０３の後段の長波長側の信号が出力される側に、
コア層の組成波長が１．３μm と他の領域のコア層より
も組成波長が長い直線形状の光導波路７１０が接続され
ている。
器部１０３の後段の長波長側の信号が出力される側に、
コア層の組成波長が１．３μm と他の領域のコア層より
も組成波長が長い直線形状の光導波路７１０が接続され
ている。
【００６９】すなわち他の領域のコア層組成波長が１．
１５μm であるのに対して、λｇ＝１．３μm 光導波路
７１０部においてはコア層組成波長を１．３μm として
いるが、このλｇ＝１．３μm のコア層をも選択ＭＯＶ
ＰＥ成長により、他の１．１５μm 組成のコア層と一括
形成する。このため、バンドギャップ波長の異なる領域
をエッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要がな
く、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、素子
の製造歩留りも大幅に向上する。しかも、本製造方法に
より半導体光波長弁別回路を製作すると、方向性結合器
部１０３とλｇ＝１．３μm 光導波路２１０部との接続
部でコアは連続となり、両者の間でほぼ１００％の結合
効率が得られる。したがって、接続部の損失が生じず素
子全体の伝搬損失が小さいばかりでなく、接続部で不要
な反射戻り光が発生することによる悪影響も低減でき
る。以上のように本発明の第３の実施の形態によれば、
長波長側の信号が出力される側の出力導波路の組成波長
を長くしかつ直線形状とすることにより、放射損失がな
くクロストーク特性の良好な半導体光波長弁別回路を、
簡便な製造方法で、かつ良好な製作歩留りで実現でき
る。
１５μm であるのに対して、λｇ＝１．３μm 光導波路
７１０部においてはコア層組成波長を１．３μm として
いるが、このλｇ＝１．３μm のコア層をも選択ＭＯＶ
ＰＥ成長により、他の１．１５μm 組成のコア層と一括
形成する。このため、バンドギャップ波長の異なる領域
をエッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要がな
く、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、素子
の製造歩留りも大幅に向上する。しかも、本製造方法に
より半導体光波長弁別回路を製作すると、方向性結合器
部１０３とλｇ＝１．３μm 光導波路２１０部との接続
部でコアは連続となり、両者の間でほぼ１００％の結合
効率が得られる。したがって、接続部の損失が生じず素
子全体の伝搬損失が小さいばかりでなく、接続部で不要
な反射戻り光が発生することによる悪影響も低減でき
る。以上のように本発明の第３の実施の形態によれば、
長波長側の信号が出力される側の出力導波路の組成波長
を長くしかつ直線形状とすることにより、放射損失がな
くクロストーク特性の良好な半導体光波長弁別回路を、
簡便な製造方法で、かつ良好な製作歩留りで実現でき
る。
【００７０】以上、説明してきた本発明の各実施の形態
はこれに限定されるものではなく、他の種々の実施の形
態にも用いることができる。またＩｎＰ系の方向性結合
器型光波長弁別素子を基本構成要素とした半導体光波長
弁別回路の場合のみを示したが、ＩｎＡｌＡｓ系などの
他の材料系に対しても本発明は有効である。なお、第１
の実施の形態に示した構成は、他の半導体材料ばかりで
なく、ＬｉＮｂＯ3 やＳｉＯ2 系の光導波路にも適用で
きる。
はこれに限定されるものではなく、他の種々の実施の形
態にも用いることができる。またＩｎＰ系の方向性結合
器型光波長弁別素子を基本構成要素とした半導体光波長
弁別回路の場合のみを示したが、ＩｎＡｌＡｓ系などの
他の材料系に対しても本発明は有効である。なお、第１
の実施の形態に示した構成は、他の半導体材料ばかりで
なく、ＬｉＮｂＯ3 やＳｉＯ2 系の光導波路にも適用で
きる。
【００７１】また、基本となる光波長弁別素子の回路方
式としても、方向性結合器型に限る必要はなく、マッハ
・ツェンダ型やグレーティング導波路型、スターカップ
ラと導波路グレーティングを組み合わせたタイプ等、あ
らゆる種類の導波型光波長弁別素子に対して、本発明は
適用可能である。
式としても、方向性結合器型に限る必要はなく、マッハ
・ツェンダ型やグレーティング導波路型、スターカップ
ラと導波路グレーティングを組み合わせたタイプ等、あ
らゆる種類の導波型光波長弁別素子に対して、本発明は
適用可能である。
【００７２】実施の形態においては、簡単のために、出
力導波路が２本の場合、すなわち波長多重数が２の場合
のみについて述べたが、出力導波路の数はこれに限るも
のではなく、さらに多数でもよい。その場合は、各々の
出力光導波路のコア層組成波長を、それぞれの光導波路
において放射損失が生じないように調整すればよい。そ
のようにバンドギャップ波長の異なる多数の領域も、本
発明の製造方法を用いれば、選択成長用のＳｉＯ2 マス
クの幅を変えるだけで容易に形成できる。
力導波路が２本の場合、すなわち波長多重数が２の場合
のみについて述べたが、出力導波路の数はこれに限るも
のではなく、さらに多数でもよい。その場合は、各々の
出力光導波路のコア層組成波長を、それぞれの光導波路
において放射損失が生じないように調整すればよい。そ
のようにバンドギャップ波長の異なる多数の領域も、本
発明の製造方法を用いれば、選択成長用のＳｉＯ2 マス
クの幅を変えるだけで容易に形成できる。
【００７３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、長
波長側の信号に対しても放射損失を生じさせない出力導
波路が集積化された半導体光波長弁別回路の構成を提供
できる。
波長側の信号に対しても放射損失を生じさせない出力導
波路が集積化された半導体光波長弁別回路の構成を提供
できる。
【００７４】さらに、長波長側出力導波路のコア層の組
成波長を他の領域のコア層よりも長くして放射損失とク
ロストークを低減する構成の半導体光波長弁別回路にお
いては、組成波長の長い出力導波路領域と組成波長の短
い他の領域とを、選択ＭＯＶＰＥ成長により一括形成す
る。
成波長を他の領域のコア層よりも長くして放射損失とク
ロストークを低減する構成の半導体光波長弁別回路にお
いては、組成波長の長い出力導波路領域と組成波長の短
い他の領域とを、選択ＭＯＶＰＥ成長により一括形成す
る。
【００７５】このため、バンドギャップ波長の異なる領
域をエッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要が
なく、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、放
射損失が低減されかつクロストーク特性が改善された光
波長弁別回路を、簡便な製造方法で、かつ良好な製作歩
留りで実現できる。
域をエッチングと結晶成長の繰り返しで形成する必要が
なく、製造工程が大幅に簡略化される。したがって、放
射損失が低減されかつクロストーク特性が改善された光
波長弁別回路を、簡便な製造方法で、かつ良好な製作歩
留りで実現できる。
【００７６】しかも、本製造方法により半導体光波長弁
別回路を製作すると、方向性結合器部と長波長信号側出
力光導波路との接続部でコア層は連続となり、接続部で
ほぼ１００％の結合効率が得られる。したがって、接続
部の損失が生じず素子全体の伝搬損失が小さいばかりで
なく、接続部で不要な反射戻り光が発生することによる
悪影響も低減できる。
別回路を製作すると、方向性結合器部と長波長信号側出
力光導波路との接続部でコア層は連続となり、接続部で
ほぼ１００％の結合効率が得られる。したがって、接続
部の損失が生じず素子全体の伝搬損失が小さいばかりで
なく、接続部で不要な反射戻り光が発生することによる
悪影響も低減できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態である方向性結合器
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の概略を示す図である。
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の概略を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である方向性結合器
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の概略を示す図である。
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の概略を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態である半導体光波長
弁別回路の構造を示す斜視図である。
弁別回路の構造を示す斜視図である。
【図４】図３にその構造を示した第２の実施の形態であ
る方向性結合器型光波長弁別素子を基本構成要素とする
半導体光波長弁別回路を製作する際の、選択成長マスク
の形状を示す上面図である。
る方向性結合器型光波長弁別素子を基本構成要素とする
半導体光波長弁別回路を製作する際の、選択成長マスク
の形状を示す上面図である。
【図５】図３に示した第１の実施の形態である方向性結
合器型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波
長弁別回路の構造を示すための断面図である。
合器型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波
長弁別回路の構造を示すための断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態である方向性結合器
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の製造工程を示す図である。
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の製造工程を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態である方向性結合器
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の製造工程を示す図である。
型光波長弁別素子を基本構成要素とする半導体光波長弁
別回路の製造工程を示す図である。
【図８】本発明による半導体光波長弁別回路の第３の実
施の形態である、方向性結合器型光波長弁別回路の構造
を示す概略図である。
施の形態である、方向性結合器型光波長弁別回路の構造
を示す概略図である。
【図９】選択ＭＯＶＰＥ成長によるバンドギャップ・エ
ネルギ制御の原理を説明するための図である。
ネルギ制御の原理を説明するための図である。
【図１０】選択的に結晶成長された層がＩｎＧａＡｓＰ
バルク層の場合のマスク幅Ｗｍと成長層の波長組成λｇ
の関係を示す図である。
バルク層の場合のマスク幅Ｗｍと成長層の波長組成λｇ
の関係を示す図である。
【図１１】方向性結合器型光波長弁別素子の動作原理を
説明するための従来構造の方向性結合器の構成を示す図
である。
説明するための従来構造の方向性結合器の構成を示す図
である。
【図１２】方向性結合器における導波路の距離と出力導
波路の光出力の関係および曲線導波路部曲率半径と放射
損失の関係を示す図である。
波路の光出力の関係および曲線導波路部曲率半径と放射
損失の関係を示す図である。
１００ ＩｎＰ基板 １０１ 入力光導波路 １０２ａ、ｂ 出力光導波路 １０３ 方向性結合器部 １２０、１２０ａ、ｂ、ｃ、ｄ 曲線出力光導波路部 １３０ 入力光導波路部 １４０ 方向性結合器型光波長弁別素子部 １５０ 出力光導波路部 １６０ 直線出力光導波路部 ２１０ λｇ＝１．３μm 光導波路 ３０１ ＩｎＰ埋め込み層 ３０２ ダブルヘテロ・メサ ３０５ ＩｎＧａＡｓＰコア層 ４００ 空隙部 ４０１ 入力光導波路部ＳｉＯ2 マスク ４０３ 方向性結合器部ＳｉＯ2 マスク ４１０ 長波長側出力光導波路部ＳｉＯ2 マスク ４２０ 短波長側出力光導波路部ＳｉＯ2 マスク ６０１ 方向性結合器部ダブルヘテロ・メサ ６０２ 長波長側出力光導波路部ダブルヘテロ・メサ ６０３ 短波長側出力光導波路部ダブルヘテロ・メサ ６０４ 方向性結合器部埋め込み層 ６０５ 長波長側出力光導波路部埋め込み層 ６０６ 短波長側出力光導波路部埋め込み層 ７１０ λｇ＝１．３μm 光導波路 ８１０ ＳｉＯ2 マスク ８１１ 選択成長メサ ８１２ コア層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 達也 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 竹内 剛 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】波長多重光信号が入射される入力光導波路
と、入力光導波路に接続され該波長多重信号光を波長毎
に分離する光波長弁別素子と、光波長弁別素子に接続さ
れ光波長弁別素子によって分離された各波長信号光をさ
らに空間的に分離するための複数の出力光導波路とより
なる光波長弁別回路であって、前記出力光導波路のうち
で長波長側信号光を出力するための出力光導波路は直線
光導波路形状であり、短波長側信号光を出力するための
出力導波路は曲線光導波路形状であることを特徴とする
光波長弁別回路。 - 【請求項２】波長多重信号光が入射される入力光導波路
と、入力光導波路に接続され該波長多重信号光を波長毎
に分離する光波長弁別素子と、光波長弁別素子に接続さ
れ光波長弁別素子によって分離された各波長信号光をさ
らに空間的に分離するための複数の出力光導波路とより
なる光波長弁別回路であって、前記出力光導波路のうち
で長波長側信号光を出力するための出力光導波路のコア
層のバンドギャップ波長が、他の出力光導波路や入力光
導波路や光波長弁別素子部光導波路のコア層バンドギャ
ップ波長よりも長波長であることを特徴とする光波長弁
別回路。 - 【請求項３】他の出力光導波路や入力光導波路や光波長
弁別素子部光導波路に比べて長波長のコア層バンドギャ
ップ波長を有する長波長側信号出力光導波路の形状が曲
線導波路形状であることを特徴とする請求項２記載の光
波長弁別回路。 - 【請求項４】他の出力光導波路や入力光導波路や光波長
弁別素子部光導波路に比べて長波長のコア層バンドギャ
ップ波長を有する長波長側信号出力光導波路の形状が直
線導波路形状であることを特徴とする請求項２記載の光
波長弁別回路。 - 【請求項５】半導体基板上に、空隙部のパターンが入力
光導波路、導波路型光波長弁別素子および出力光導波路
のコア層パターンに対応する選択成長用誘電体マスクを
形成する工程と、半導体バッファ層、半導体コア層、半
導体クラッド層を順次前記マスクの空隙部に積層して、
半導体コア層を含むメサ・ストライプを、入力光導波路
部、導波路型光波長弁別素子部および出力光導波路部と
で一括して形成する工程と、前記選択成長用の誘電体マ
スクの空隙部の幅を広げる工程と、該広げられた空隙部
の上および前記半導体コア層を含むメサ・ストライプの
上に半導体埋め込み層を積層する工程と、前記誘電体マ
スクを除去する工程とを少なくとも有し、前記出力光導
波路で長波長側信号光を出力するための出力光導波路の
誘電体マスク幅が他の領域の誘電体マスク幅よりも広い
ことを特徴とする光波長弁別回路の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP7339154A JP2765545B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 光波長弁別回路およびその製造方法 |
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| EP96120905A EP0782020A3 (en) | 1995-12-26 | 1996-12-27 | Light wavelength filtering circuit and manufacturing method thereof |
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|---|---|---|---|
| JP7339154A JP2765545B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 光波長弁別回路およびその製造方法 |
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|---|---|
| JPH09178963A true JPH09178963A (ja) | 1997-07-11 |
| JP2765545B2 JP2765545B2 (ja) | 1998-06-18 |
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|---|---|---|---|
| JP7339154A Expired - Fee Related JP2765545B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 光波長弁別回路およびその製造方法 |
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1996
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