JPH1078521A - 半導体偏波回転素子 - Google Patents
半導体偏波回転素子Info
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- JPH1078521A JPH1078521A JP23448396A JP23448396A JPH1078521A JP H1078521 A JPH1078521 A JP H1078521A JP 23448396 A JP23448396 A JP 23448396A JP 23448396 A JP23448396 A JP 23448396A JP H1078521 A JPH1078521 A JP H1078521A
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- polarization
- semiconductor
- layer
- rotating element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 作製歩留まりの高い半導体偏波回転素子を提
供する。 【解決手段】 （１００）面を主面とするＩｎＰ基板２
１上に［００１］方向に光導波層２２を形成し、この上
にＩｎＰサイドクラッド層２３を形成する。さらに、こ
の上に、片側が傾斜面が形成され、内部に［００１］方
向に導波層を有するリッジ構造体４０を一定周期で左右
反転させて［００１］方向に連続して並べて形成した半
導体偏波回転素子を構成する。これにより、高効率で作
製歩留まりの高い偏波回転素子や利得の偏波依存性の非
常に小さな半導体偏波回転素子を実現することができ
る。
供する。 【解決手段】 （１００）面を主面とするＩｎＰ基板２
１上に［００１］方向に光導波層２２を形成し、この上
にＩｎＰサイドクラッド層２３を形成する。さらに、こ
の上に、片側が傾斜面が形成され、内部に［００１］方
向に導波層を有するリッジ構造体４０を一定周期で左右
反転させて［００１］方向に連続して並べて形成した半
導体偏波回転素子を構成する。これにより、高効率で作
製歩留まりの高い偏波回転素子や利得の偏波依存性の非
常に小さな半導体偏波回転素子を実現することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光交換、
光情報処理等に用いる半導体偏波回転素子に関するもの
である。
光情報処理等に用いる半導体偏波回転素子に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光通信、光交換、光情報処理といった光
を利用したシステムの構築には、光ファイバや光導波
路、光スイッチ、光受光器、光増幅器等の光素子が必要
不可欠である。
を利用したシステムの構築には、光ファイバや光導波
路、光スイッチ、光受光器、光増幅器等の光素子が必要
不可欠である。
【０００３】また、これらの素子は、光ファイバと結合
したり、集積化を行うことで実用的部品にする必要があ
る。特に集積化することは、μｍ精度で必要とされる光
ファイバと半導体素子との光軸合わせを省くことが出来
るので、堅牢となり信頼性の増加が予想できる。
したり、集積化を行うことで実用的部品にする必要があ
る。特に集積化することは、μｍ精度で必要とされる光
ファイバと半導体素子との光軸合わせを省くことが出来
るので、堅牢となり信頼性の増加が予想できる。
【０００４】ところで、通常の光ファイバにおいては光
源からの偏波面を維持する機能は有しておらず、半導体
光スイッチや半導体レーザ型光増幅器といった光機能素
子に入力されるときには、環境の変化に応じて信号光の
偏波状態が変動する可能性がある。
源からの偏波面を維持する機能は有しておらず、半導体
光スイッチや半導体レーザ型光増幅器といった光機能素
子に入力されるときには、環境の変化に応じて信号光の
偏波状態が変動する可能性がある。
【０００５】しかしながら上記のような半導体デバイス
の導波構造は一般に導波層または活性層が等方的でな
く、幅が数ミクロンあるのに対して厚みがサブミクロン
オーダであることや、導波層のスイッチング特性または
活性層の増幅特性が偏波状態によって異なるため、入力
信号光の偏波状態によって出力特性が大きく変動する。
の導波構造は一般に導波層または活性層が等方的でな
く、幅が数ミクロンあるのに対して厚みがサブミクロン
オーダであることや、導波層のスイッチング特性または
活性層の増幅特性が偏波状態によって異なるため、入力
信号光の偏波状態によって出力特性が大きく変動する。
【０００６】そこで偏波依存性を解消する方法として、
偏波ダイバーシティの例（文献:，H.Heidrich ,F.Fidor
ra, M.Hamacher, K.Kaiser, K.Li, D.Trommer, and G.U
nterborsch: "Monolithically Integrated Heterodyne
Receivers based on InP",20th European Conference
on Optical Commuinication(ECOC'94),pp77-80,1994)
が報告されている。ここではＴＥ成分で発振する局発光
源の出力にＴＭ成分をもたせるため偏波回転素子を集積
化している。
偏波ダイバーシティの例（文献:，H.Heidrich ,F.Fidor
ra, M.Hamacher, K.Kaiser, K.Li, D.Trommer, and G.U
nterborsch: "Monolithically Integrated Heterodyne
Receivers based on InP",20th European Conference
on Optical Commuinication(ECOC'94),pp77-80,1994)
が報告されている。ここではＴＥ成分で発振する局発光
源の出力にＴＭ成分をもたせるため偏波回転素子を集積
化している。
【０００７】この偏波回転素子は、図２に示すように、
ｘｙ平面内でｚ軸に対して左右非対称な導波路を備えて
いる。即ち、ＩｎＰ基板１１とＩｎＰサイドクラッド層
１３によってＩｎＧａＡｓＰ導波層１２を挟んでなる平
板上にｘ軸方向に段差をなすＩｎＰリッジ層１４が形成
されている。さらに、このＩｎＰリッジ層１４は、特定
の周期を持って、左右を反転させ、ｚ軸方向に交互に並
べられた形をなしている。
ｘｙ平面内でｚ軸に対して左右非対称な導波路を備えて
いる。即ち、ＩｎＰ基板１１とＩｎＰサイドクラッド層
１３によってＩｎＧａＡｓＰ導波層１２を挟んでなる平
板上にｘ軸方向に段差をなすＩｎＰリッジ層１４が形成
されている。さらに、このＩｎＰリッジ層１４は、特定
の周期を持って、左右を反転させ、ｚ軸方向に交互に並
べられた形をなしている。
【０００８】図３は、図２におけるＡＡ線矢視方向断面
図である。尚、ＢＢ線矢視方向の断面は、図３に対して
左右（ｙ軸に対して）反転した構造となる。
図である。尚、ＢＢ線矢視方向の断面は、図３に対して
左右（ｙ軸に対して）反転した構造となる。
【０００９】一般的にＴＥ偏波成分はｘ軸方向に、ＴＭ
偏波成分はｙ方向（ｘ方向から見て９０°の方向）に電
界を有しているので、これらは通常は直交しており、結
合成分を有していない。
偏波成分はｙ方向（ｘ方向から見て９０°の方向）に電
界を有しているので、これらは通常は直交しており、結
合成分を有していない。
【００１０】そこで、図３に示された左右非対称性を持
たせた構造を採ることで、界分布にも非対称性が生じＴ
Ｅ偏波成分とＴＭ偏波成分の結合が生じる（境界部（階
段状の段差部分近傍）の接続条件でｘ方向とｙ方向の電
解成分が結合を起こす）。
たせた構造を採ることで、界分布にも非対称性が生じＴ
Ｅ偏波成分とＴＭ偏波成分の結合が生じる（境界部（階
段状の段差部分近傍）の接続条件でｘ方向とｙ方向の電
解成分が結合を起こす）。
【００１１】この結合成分が、ＴＥ偏波成分とＴＭ偏波
成分との間での界分布の移行をもたらし、偏波面に対す
る回転成分を生じさせる。
成分との間での界分布の移行をもたらし、偏波面に対す
る回転成分を生じさせる。
【００１２】図３に示す構造とその反転した構造を並べ
て１ブロックとし、直線偏波光を入射した場合、この１
ブロックを通過した後は入射状態から角度θだけ回転さ
れた直線偏波光に変換される。
て１ブロックとし、直線偏波光を入射した場合、この１
ブロックを通過した後は入射状態から角度θだけ回転さ
れた直線偏波光に変換される。
【００１３】そこで、図２の様に多段にブロック（例え
ばn個）を並べることでnθという大きな回転角を得るこ
とができる。
ばn個）を並べることでnθという大きな回転角を得るこ
とができる。
【００１４】尚、図３に示す構造とその反転した構造を
１ブロックとして考える必要があるのは、回折格子の凹
凸と同様に、周期的にＴＥ偏波成分とＴＭ偏波成分の結
合に逆位相（符号の反転）を与えるためである。
１ブロックとして考える必要があるのは、回折格子の凹
凸と同様に、周期的にＴＥ偏波成分とＴＭ偏波成分の結
合に逆位相（符号の反転）を与えるためである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】この偏波回転素子では
ＴＥ偏波成分とＴＭ偏波成分との間の結合をもたらすた
めに、導波路の一部分をエッチングすることによって段
差を設け、導波路に斜めになった部分を持たせている
（図３）。
ＴＥ偏波成分とＴＭ偏波成分との間の結合をもたらすた
めに、導波路の一部分をエッチングすることによって段
差を設け、導波路に斜めになった部分を持たせている
（図３）。
【００１６】このような方法では導波路の傾斜部の角度
を精度良く作製できないため、作製の歩留まりを高くす
ることができないという問題点が生じていた。
を精度良く作製できないため、作製の歩留まりを高くす
ることができないという問題点が生じていた。
【００１７】そこで、傾斜部をリッジ構造に取り入れた
例（図４、文献J.J.G.M.van der Tol et.al: "A new sh
ort and low-loss passive polarization con-verter o
n InP,IEEE.Photon.technol.Lett.,vol.7,no.1,pp.32-3
4(1995)またはibid,"Realization of a short integrat
ed optic passive polarization converter on InP,IEE
E.Photon,technol.Lett.,vol.7,no.8,pp.32-34(1995)）
も報告されている。図中、１１はＩｎＰ基板、１２はＩ
ｎＧａＡｓＰ導波層、１３はＩｎＰサイドクラッド層、
１４はＩｎＰリッジ層である。この構成では、作製時に
ウエットエッチングを使用しているため、制御性が非常
に悪く理論通りの作製歩留まりに至っていない。
例（図４、文献J.J.G.M.van der Tol et.al: "A new sh
ort and low-loss passive polarization con-verter o
n InP,IEEE.Photon.technol.Lett.,vol.7,no.1,pp.32-3
4(1995)またはibid,"Realization of a short integrat
ed optic passive polarization converter on InP,IEE
E.Photon,technol.Lett.,vol.7,no.8,pp.32-34(1995)）
も報告されている。図中、１１はＩｎＰ基板、１２はＩ
ｎＧａＡｓＰ導波層、１３はＩｎＰサイドクラッド層、
１４はＩｎＰリッジ層である。この構成では、作製時に
ウエットエッチングを使用しているため、制御性が非常
に悪く理論通りの作製歩留まりに至っていない。
【００１８】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、作製
歩留まりの高い半導体偏波回転素子を提供することにあ
る。
歩留まりの高い半導体偏波回転素子を提供することにあ
る。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、（１００）面を主面とする半導体基板上
に形成され、［０１１］方向に延びる平板状の光導波層
と該光導波層を挟むクラッド層とからなる光導波路の上
に、[０１１]方向に伸びる中心線を挟んで、（１−１
１）Ｂ面を前記中心線に沿った斜面となすと共に内部に
光導波層を有する第１のリッジ構造体と、（１１−１）
Ｂ面を前記中心線に沿った斜面となすと共に内部に光導
波層を有する第２のリッジ構造体とを、一定の周期毎に
交互に繰り返して前記中心線方向に連続して形成してな
る半導体偏波回転素子を提案する。
成するために、（１００）面を主面とする半導体基板上
に形成され、［０１１］方向に延びる平板状の光導波層
と該光導波層を挟むクラッド層とからなる光導波路の上
に、[０１１]方向に伸びる中心線を挟んで、（１−１
１）Ｂ面を前記中心線に沿った斜面となすと共に内部に
光導波層を有する第１のリッジ構造体と、（１１−１）
Ｂ面を前記中心線に沿った斜面となすと共に内部に光導
波層を有する第２のリッジ構造体とを、一定の周期毎に
交互に繰り返して前記中心線方向に連続して形成してな
る半導体偏波回転素子を提案する。
【００２０】該半導体偏波回転素子によれば、（１０
０）面を主面とする通常の光導波路の上に導波層及び傾
斜面を有する第１及び第２のリッジ構造体を形成するこ
とにより、屈折率の高い部分が前記リッジ構造体中に存
在するため、導波路界分布を斜めに引き上げることがで
きると共に、前記の第１及び第２のリッジ構造体を一定
の周期を持ってその高低を反転させることによって得ら
れる非対称性に基づいて、ＴＥ偏波とＴＭ偏波との結合
効果が増加し、短い素子長で効率よく偏波を回転するこ
とができる。
０）面を主面とする通常の光導波路の上に導波層及び傾
斜面を有する第１及び第２のリッジ構造体を形成するこ
とにより、屈折率の高い部分が前記リッジ構造体中に存
在するため、導波路界分布を斜めに引き上げることがで
きると共に、前記の第１及び第２のリッジ構造体を一定
の周期を持ってその高低を反転させることによって得ら
れる非対称性に基づいて、ＴＥ偏波とＴＭ偏波との結合
効果が増加し、短い素子長で効率よく偏波を回転するこ
とができる。
【００２１】さらに、前記第１及び第２のリッジ構造体
を選択領域成長を使用して形成することにより、半導体
のエッチング技術が不要となり再現性の高い傾斜角を有
したリッジ構造体の作製が可能となる。このため、短い
素子長で効率よく偏波を回転することが出来るととも
に、歩留まりの高い半導体偏波回転素子を実現すること
ができる。
を選択領域成長を使用して形成することにより、半導体
のエッチング技術が不要となり再現性の高い傾斜角を有
したリッジ構造体の作製が可能となる。このため、短い
素子長で効率よく偏波を回転することが出来るととも
に、歩留まりの高い半導体偏波回転素子を実現すること
ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
の半導体偏波回転素子を示す外観斜視図、図５は図１に
おけるＡＡ線矢視方向断面図である。図において、２１
はＩｎＰ基板、２２はバンドギャップ波長１．１μｍ帯
のＩｎＧａＡｓＰ導波層（０．３μｍ厚）、２３はＩｎ
Ｐサイドクラッド層（０．１μｍ厚）である。
実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
の半導体偏波回転素子を示す外観斜視図、図５は図１に
おけるＡＡ線矢視方向断面図である。図において、２１
はＩｎＰ基板、２２はバンドギャップ波長１．１μｍ帯
のＩｎＧａＡｓＰ導波層（０．３μｍ厚）、２３はＩｎ
Ｐサイドクラッド層（０．１μｍ厚）である。
【００２３】また、２４、２６、２８、３０はＩｎＰク
ラッド層（それぞれ０．１μｍ、０．２μｍ、０．２μ
ｍ、０．６μｍ厚）であり、２５、２７、２９はバンド
ギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層(そ
れぞれ０．３μｍ、０．３μｍ、０．３μｍ厚）であ
り、これらによってリッジ構造体４０が構成される。
ラッド層（それぞれ０．１μｍ、０．２μｍ、０．２μ
ｍ、０．６μｍ厚）であり、２５、２７、２９はバンド
ギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層(そ
れぞれ０．３μｍ、０．３μｍ、０．３μｍ厚）であ
り、これらによってリッジ構造体４０が構成される。
【００２４】また、第１の実施形態における素子構造
は、図４に示したリッジ層１４に導波構造を持たせたも
のてあり、図１及び図５におけるリッジ構造体４０（４
０Ａ，４０Ｂ）の片側は５５°の傾斜面になっている。
は、図４に示したリッジ層１４に導波構造を持たせたも
のてあり、図１及び図５におけるリッジ構造体４０（４
０Ａ，４０Ｂ）の片側は５５°の傾斜面になっている。
【００２５】このような構造のリッジ構造体４０（４０
Ａ，４０Ｂ）を図１に示したように、交互に左右（ｘ軸
方向に）反転させてｚ軸方向に２つ並べたものを１ブロ
ックとし、このブロックを連続して並べることにより、
素子長６００μｍで８０度の偏波回転を実現した。
Ａ，４０Ｂ）を図１に示したように、交互に左右（ｘ軸
方向に）反転させてｚ軸方向に２つ並べたものを１ブロ
ックとし、このブロックを連続して並べることにより、
素子長６００μｍで８０度の偏波回転を実現した。
【００２６】前述した構成よりなる半導体偏波回転素子
の作製過程は次のとおりである。即ち、図６に示すよう
に、ＩｎＰ基板２１上にＩｎＧａＡｓＰ導波層２２、Ｉ
ｎＰサイドクラッド層２３を連続的にMOCVDにより成長
する。この後、全面にＳｉＯ2 をプラズマＣＶＤ装置に
より蒸着し、フォトワークにて窓を開け、選択成長マス
ク２０を形成する。
の作製過程は次のとおりである。即ち、図６に示すよう
に、ＩｎＰ基板２１上にＩｎＧａＡｓＰ導波層２２、Ｉ
ｎＰサイドクラッド層２３を連続的にMOCVDにより成長
する。この後、全面にＳｉＯ2 をプラズマＣＶＤ装置に
より蒸着し、フォトワークにて窓を開け、選択成長マス
ク２０を形成する。
【００２７】この後、MOCVDによって２４乃至３０のＩ
ｎＰクラッド層及びＩｎＧａＡｓＰ導波層を順次連続的
に成長することで、図７のような（１１−１）Ｂ面或い
は（１−１１）Ｂ面（図示せず）からなる斜め側面を有
したリッジ構造体４０を作製する。その後、フォトワー
クを用いてＲＩＥ装置によってエッチングを行うことに
より図５に示すような構造を作製した。
ｎＰクラッド層及びＩｎＧａＡｓＰ導波層を順次連続的
に成長することで、図７のような（１１−１）Ｂ面或い
は（１−１１）Ｂ面（図示せず）からなる斜め側面を有
したリッジ構造体４０を作製する。その後、フォトワー
クを用いてＲＩＥ装置によってエッチングを行うことに
より図５に示すような構造を作製した。
【００２８】本実施形態においては、選択成長マスク２
０を片側だけとしたが、図８に示す第２の実施形態のよ
うに、両側に選択成長マスクを用いて素子作製を行って
もよい。
０を片側だけとしたが、図８に示す第２の実施形態のよ
うに、両側に選択成長マスクを用いて素子作製を行って
もよい。
【００２９】前述したように第１及び第２の実施形態に
よる半導体偏波回転素子は、ＩｎＰ基板２１、ＩｎＧａ
ＡｓＰ導波層２２及びＩｎＰサイドクラッド層２３から
なる（１００）面を主面とする半導体基板上に、［００
１］方向に光導波層２５，２７，２９を有した第１及び
第２のリッジ構造体４０が、基板面内の導波路進行方向
に対して垂直な方向に特定周期ごとにその位置を交互に
変化する構造を有すると共に、少なくとも光が伝搬する
部分に近い方の側壁が（１１−１）Ｂ面或いは（１−１
１）Ｂ面で構成された傾斜面をなしているため、高効率
で作製歩留まりの高い偏波回転素子や利得の偏波依存性
の非常に小さな半導体偏波回転素子を実現することがで
きる。
よる半導体偏波回転素子は、ＩｎＰ基板２１、ＩｎＧａ
ＡｓＰ導波層２２及びＩｎＰサイドクラッド層２３から
なる（１００）面を主面とする半導体基板上に、［００
１］方向に光導波層２５，２７，２９を有した第１及び
第２のリッジ構造体４０が、基板面内の導波路進行方向
に対して垂直な方向に特定周期ごとにその位置を交互に
変化する構造を有すると共に、少なくとも光が伝搬する
部分に近い方の側壁が（１１−１）Ｂ面或いは（１−１
１）Ｂ面で構成された傾斜面をなしているため、高効率
で作製歩留まりの高い偏波回転素子や利得の偏波依存性
の非常に小さな半導体偏波回転素子を実現することがで
きる。
【００３０】図９は本発明の第３の実施実施形態の半導
体偏波回転素子を示す断面図である。この断面図は図５
と同様に、ｘｙ平面内のものである。図において、前述
した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号をもって
表す。
体偏波回転素子を示す断面図である。この断面図は図５
と同様に、ｘｙ平面内のものである。図において、前述
した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号をもって
表す。
【００３１】即ち、２１はＩｎＰ基板、２２はバンドギ
ャップ波長１．１μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層（０．
３μｍ厚）、２３はＩｎＰサイドクラッド層（０．１μ
ｍ厚）である。
ャップ波長１．１μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層（０．
３μｍ厚）、２３はＩｎＰサイドクラッド層（０．１μ
ｍ厚）である。
【００３２】第３の実施形態におけるリッジ構造体４０
は、図４に示すリッジ部に導波構造を持たせたものであ
り、２４はＩｎＰクラッド層（０．２μｍ厚）、３５、
３９はバンドギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波層（それぞれ０．２μｍ、０．２μｍ厚）であ
る。また、３７はバンドギャップ波長１．５５μｍ帯の
ＩｎＧａＡｓＰ活性層（０．１μｍ厚）である。
は、図４に示すリッジ部に導波構造を持たせたものであ
り、２４はＩｎＰクラッド層（０．２μｍ厚）、３５、
３９はバンドギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波層（それぞれ０．２μｍ、０．２μｍ厚）であ
る。また、３７はバンドギャップ波長１．５５μｍ帯の
ＩｎＧａＡｓＰ活性層（０．１μｍ厚）である。
【００３３】リッジ構造体４０の片側面は５５°の傾斜
構造になっている。３６はｐ−ＩｎＰクラッド層（それ
ぞれ１．０μｍ厚）であり、基板の下面にＡｕＧｅＮｉ
で構成されたｎ電極５０が、上部にはＡｕＺｎＮｉで構
成されたｐ電極５１が設けられている。
構造になっている。３６はｐ−ＩｎＰクラッド層（それ
ぞれ１．０μｍ厚）であり、基板の下面にＡｕＧｅＮｉ
で構成されたｎ電極５０が、上部にはＡｕＺｎＮｉで構
成されたｐ電極５１が設けられている。
【００３４】このような構造を図１に示すように、交互
に左右（ｘ軸方向に）反転させてｚ軸方向に並べ、素子
端面に反射防止膜を施すことにより、素子長９００μｍ
で利得の偏波依存度が０．１ｄＢ以下の非常に小さな光
増幅器を実現した。
に左右（ｘ軸方向に）反転させてｚ軸方向に並べ、素子
端面に反射防止膜を施すことにより、素子長９００μｍ
で利得の偏波依存度が０．１ｄＢ以下の非常に小さな光
増幅器を実現した。
【００３５】尚、第３の実施形態における素子作製方法
は、第１の実施形態とほぼ同様である。
は、第１の実施形態とほぼ同様である。
【００３６】また、第１乃至第３の実施形態において
は、ＩｎＰ基板２１上の導波層形成材料としてＩｎＧａ
ＡｓＰ材料系について記述したが、これに限定されるこ
とはなく、基板を含めて、他の材料系を用いることによ
っても、同様な効果を得ることができる。
は、ＩｎＰ基板２１上の導波層形成材料としてＩｎＧａ
ＡｓＰ材料系について記述したが、これに限定されるこ
とはなく、基板を含めて、他の材料系を用いることによ
っても、同様な効果を得ることができる。
【００３７】さらに、第１及び第２の実施形態では、リ
ッジ構造体４０中の導波層２５，２７，２９が厚み方向
に３箇所に分布した構成を例にしたが、この導波層の数
は１つ以上あれば同様な効果を得ることが出来る。ま
た、スラブ導波層２２がない場合についても同様な効果
を得ることが出来る。
ッジ構造体４０中の導波層２５，２７，２９が厚み方向
に３箇所に分布した構成を例にしたが、この導波層の数
は１つ以上あれば同様な効果を得ることが出来る。ま
た、スラブ導波層２２がない場合についても同様な効果
を得ることが出来る。
【００３８】さらにまた、図５や図８に示したように、
リッジ構造体４０中に複数の導波層を有する場合におい
て、各導波層の組成が異なっていても、また全てが同一
組成であっても良く、いずれの場合にも前述の作製方法
が可能であることは言うまでもない。
リッジ構造体４０中に複数の導波層を有する場合におい
て、各導波層の組成が異なっていても、また全てが同一
組成であっても良く、いずれの場合にも前述の作製方法
が可能であることは言うまでもない。
【００３９】また、選択領域成長に関連したマスクとし
てＳｉＯ2を用いた例を説明したが、ＴｉＯ2といった絶
縁膜やＩｎＡｌＡｓ等の半導体層をマスクとして用いる
ことも可能である。
てＳｉＯ2を用いた例を説明したが、ＴｉＯ2といった絶
縁膜やＩｎＡｌＡｓ等の半導体層をマスクとして用いる
ことも可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
（１００）面を主面とする半導体基板上に、［００１］
方向に光導波層を有した第１及び第２のリッジ構造体
が、基板面内の導波路進行方向に対して垂直な方向に特
定周期ごとにその位置を交互に変化する構造を有すると
共に、少なくとも光が伝搬する部分に近い方の側壁が
（１１−１）Ｂ面或いは（１−１１）Ｂ面で構成された
傾斜面をなしているため、高効率で作製歩留まりの高い
偏波回転素子や利得の偏波依存性の非常に小さな半導体
偏波回転素子を実現することができる。
（１００）面を主面とする半導体基板上に、［００１］
方向に光導波層を有した第１及び第２のリッジ構造体
が、基板面内の導波路進行方向に対して垂直な方向に特
定周期ごとにその位置を交互に変化する構造を有すると
共に、少なくとも光が伝搬する部分に近い方の側壁が
（１１−１）Ｂ面或いは（１−１１）Ｂ面で構成された
傾斜面をなしているため、高効率で作製歩留まりの高い
偏波回転素子や利得の偏波依存性の非常に小さな半導体
偏波回転素子を実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体偏波回転素子
を示す外観斜視図
を示す外観斜視図
【図２】従来例の半導体偏波回転素子を示す外観斜視図
【図３】図２におけるＡＡ線矢視方向断面図
【図４】他の従来例の半導体偏波回転素子を示す断面図
【図５】本発明の第１の実施形態の半導体偏波回転素子
を示す断面図
を示す断面図
【図６】本発明の第１の実施形態の半導体偏波回転素子
の作成過程を説明する図
の作成過程を説明する図
【図７】本発明の第１の実施形態の半導体偏波回転素子
の作成過程を説明する図
の作成過程を説明する図
【図８】本発明の第２の実施形態の半導体偏波回転素子
を示す断面図
を示す断面図
【図９】本発明の第３の実施形態の半導体偏波回転素子
を示す断面図
を示す断面図
１１，２１…ＩｎＰ基板、１２，２２…バンドギャップ
波長１．１μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層、１３，２３
…ＩｎＰサイドクラッド層、１４…ＩｎＰリッジ層、２
４，２６，２８，３０…ＩｎＰ層、２５，２７，２９…
バンドギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波
層、２０…ＳｉＯ2選択成長マスク、３５，３９…バン
ドギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層、
３７…バンドギャップ波長１．５５μｍ帯のＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層、３６…ｐ−ＩｎＰクラッド層、４０（４０
Ａ，４０Ｂ）…リッジ構造体、５０…ｎ電極（AuGeN
i)、５１…ｐ電極(AuZnNi)。
波長１．１μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層、１３，２３
…ＩｎＰサイドクラッド層、１４…ＩｎＰリッジ層、２
４，２６，２８，３０…ＩｎＰ層、２５，２７，２９…
バンドギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波
層、２０…ＳｉＯ2選択成長マスク、３５，３９…バン
ドギャップ波長１．３μｍ帯のＩｎＧａＡｓＰ導波層、
３７…バンドギャップ波長１．５５μｍ帯のＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層、３６…ｐ−ＩｎＰクラッド層、４０（４０
Ａ，４０Ｂ）…リッジ構造体、５０…ｎ電極（AuGeN
i)、５１…ｐ電極(AuZnNi)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永沼 充 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 （１００）面を主面とする半導体基板上
に形成され、［０１１］方向に延びる平板状の光導波層
と該光導波層を挟むクラッド層とからなる光導波路の上
に、 [０１１]方向に伸びる中心線を挟んで、（１−１１）Ｂ
面を前記中心線に沿った斜面となすと共に内部に光導波
層を有する第１のリッジ構造体と、 （１１−１）Ｂ面を前記中心線に沿った斜面となすと共
に内部に光導波層を有する第２のリッジ構造体とを、一
定の周期毎に交互に繰り返して前記中心線方向に連続し
て形成してなることを特徴とする半導体偏波回転素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23448396A JPH1078521A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 半導体偏波回転素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23448396A JPH1078521A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 半導体偏波回転素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078521A true JPH1078521A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16971736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23448396A Pending JPH1078521A (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 半導体偏波回転素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1078521A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2407648A (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-04 | Bookham Technology Plc | Etching polarisation rotator in rib waveguide |
| CN104181706A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-03 | 华中科技大学 | 一种偏振角度可调节光学偏振旋转器 |
| JP2015501005A (ja) * | 2011-12-05 | 2015-01-08 | テクニッシュ ウニバルシテイト アイントホーフェン | 誤差に対する許容度を高めた偏光変換器 |
| DE102016202634A1 (de) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Herstellen eines Polarisationskonverters, Polarisationskonverter und Polarisationskonverterelement |
| WO2023285403A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | SMART Photonics Holding B.V. | Light polarisation converter and method of manufacture |
| WO2024056818A1 (en) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | SMART Photonics Holding B.V. | Polarisation control |
-
1996
- 1996-09-04 JP JP23448396A patent/JPH1078521A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2407648A (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-04 | Bookham Technology Plc | Etching polarisation rotator in rib waveguide |
| GB2407648B (en) * | 2003-10-31 | 2006-10-25 | Bookham Technology Plc | Polarisation rotators |
| US7204932B2 (en) | 2003-10-31 | 2007-04-17 | Bookham Technology Plc | Polarization rotators |
| JP2015501005A (ja) * | 2011-12-05 | 2015-01-08 | テクニッシュ ウニバルシテイト アイントホーフェン | 誤差に対する許容度を高めた偏光変換器 |
| CN104181706A (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-03 | 华中科技大学 | 一种偏振角度可调节光学偏振旋转器 |
| DE102016202634A1 (de) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Herstellen eines Polarisationskonverters, Polarisationskonverter und Polarisationskonverterelement |
| US11156777B2 (en) | 2016-02-19 | 2021-10-26 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method for producing a polarization converter, polarization converter and polarization converter element |
| WO2023285403A1 (en) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 | SMART Photonics Holding B.V. | Light polarisation converter and method of manufacture |
| WO2024056818A1 (en) * | 2022-09-15 | 2024-03-21 | SMART Photonics Holding B.V. | Polarisation control |
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