JPS60241019A - 光集積回路 - Google Patents
光集積回路Info
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- JPS60241019A JPS60241019A JP59096472A JP9647284A JPS60241019A JP S60241019 A JPS60241019 A JP S60241019A JP 59096472 A JP59096472 A JP 59096472A JP 9647284 A JP9647284 A JP 9647284A JP S60241019 A JPS60241019 A JP S60241019A
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は電気光学効果によって生ずる屈折率変化を利用
するもので、ブラッグ条件を任意に制御することによっ
て、波長分波、多重、フィルタ。
するもので、ブラッグ条件を任意に制御することによっ
て、波長分波、多重、フィルタ。
（１）
レンズ光スィッチ等を形成する上で好適な光集積回路に
関するものである。
関するものである。
今まで光導波層に直接グレーティングを形成しブラッグ
条件を利用する光素子が数多く提案されている。グレー
ティング付光導波路の一例として第１図に示すような基
板１上にレリーフ形グレーティング付光導波路２を形成
したものがあげられる。このように、光導波層の形状を
変形させて直接形成したグレーティングでは、グレーテ
ィングの間隔が固定されるので、ブラッグ条件を満足す
る特定波長のあるいは特定の入射角で入射する光のみが
一定の角度で回折される。従って任意の方向に所望の波
長の光を選択的に回折させることは困難である。
条件を利用する光素子が数多く提案されている。グレー
ティング付光導波路の一例として第１図に示すような基
板１上にレリーフ形グレーティング付光導波路２を形成
したものがあげられる。このように、光導波層の形状を
変形させて直接形成したグレーティングでは、グレーテ
ィングの間隔が固定されるので、ブラッグ条件を満足す
る特定波長のあるいは特定の入射角で入射する光のみが
一定の角度で回折される。従って任意の方向に所望の波
長の光を選択的に回折させることは困難である。
またＬｉＮｂ０３ の電気光学効果を利用し、グレーテ
ィングを構成する例も報告されているが、このような強
誘電体基板を用い、極性の異なる電極を光導波層上に設
けた構造では、電気光学効果によって変化する屈折率分
布の領域が光の伝搬領域に（２） 効率よく一致させることがむずかしい。またＹ板１ｊＮ
ｂＯ，では電気光学効果は印加電界の横方向成分のみを
利用するものであり、電極間隔を極めて小さくとること
は困難である。
ィングを構成する例も報告されているが、このような強
誘電体基板を用い、極性の異なる電極を光導波層上に設
けた構造では、電気光学効果によって変化する屈折率分
布の領域が光の伝搬領域に（２） 効率よく一致させることがむずかしい。またＹ板１ｊＮ
ｂＯ，では電気光学効果は印加電界の横方向成分のみを
利用するものであり、電極間隔を極めて小さくとること
は困難である。
本発明の目的は、モノリシック構造の高密度光集積回路
が可能でしかも電界を厚さ方向に印加することができる
ため効率のよい電気光学効果を利用できる化合物半導体
を用い、光導波層内に任意の周期のグレーティングを形
成することによって波長選択性を有する光素子や、光の
伝搬方向を変化させる光素子を提供することにある。
が可能でしかも電界を厚さ方向に印加することができる
ため効率のよい電気光学効果を利用できる化合物半導体
を用い、光導波層内に任意の周期のグレーティングを形
成することによって波長選択性を有する光素子や、光の
伝搬方向を変化させる光素子を提供することにある。
化合物半導体基板上にそれよりもキャリア濃度の小さな
エピタキシアル膜を形成すれば、このエピタキシャル膜
は基板よりも屈折率が高くなり光導波層となりうる。し
かも光導波層の材料吸収損失はキャリアによる吸収損失
が主であり、キャリア濃度を下げることは、損失の低減
を意味する。
エピタキシアル膜を形成すれば、このエピタキシャル膜
は基板よりも屈折率が高くなり光導波層となりうる。し
かも光導波層の材料吸収損失はキャリアによる吸収損失
が主であり、キャリア濃度を下げることは、損失の低減
を意味する。
このような先導波層」二にバッファ一層を介してグ（３
） レーティング構造の電極を形成し、基板の裏面との間に
電圧を印加すれば、電気光学効果によって印加された電
極下のみ先導波層内の屈折率が変化する。このような電
極にそれぞれ独立に電圧を印加しグレーティング周期を
変化させ、ブラック条件を任意に制御すれば特定波長の
、あるいは特定入射角での入射光の進行方向を変化させ
ることができる。なお、電極は先導波層上にバッファ層
髪介して装荷されているので、すべての電極に電圧を印
加しないとき光は電極の影響を受けず、光は直進する。
） レーティング構造の電極を形成し、基板の裏面との間に
電圧を印加すれば、電気光学効果によって印加された電
極下のみ先導波層内の屈折率が変化する。このような電
極にそれぞれ独立に電圧を印加しグレーティング周期を
変化させ、ブラック条件を任意に制御すれば特定波長の
、あるいは特定入射角での入射光の進行方向を変化させ
ることができる。なお、電極は先導波層上にバッファ層
髪介して装荷されているので、すべての電極に電圧を印
加しないとき光は電極の影響を受けず、光は直進する。
実施例１
第２図に示すようにｎ”ＧａＡｓ基板３」二にｎＧａ
ＡＱ Ａｓ層４及びｎ ＧａＡｓ１．ピタキシャル層５
０９ ０ ｌ がＭＯＣＶＤ法によって形成されている。ｎ−ＧａＡｓ
層５はキャリア濃度がＩ Ｏ”ｃｍ−″′以下で低損失
な先導波層となっている。さらにその−ヒにＰ ” Ａ
Ｑｏ、 ＋ Ｇ ａ ｏ、Ｑ Ａ ９層６及びｐ”
ＧａＡｓ層７が同様にＭＯＣＶＤ法によって形成されて
いる。ｐ４ＧａＡＪｌ ７の上に、幅１μｍ、間（４） 隔１μｍの周期構造をもつグレーティング構造の電極８
をＡ Ｑ、蒸着とリフトオフによって形成した。
ＡＱ Ａｓ層４及びｎ ＧａＡｓ１．ピタキシャル層５
０９ ０ ｌ がＭＯＣＶＤ法によって形成されている。ｎ−ＧａＡｓ
層５はキャリア濃度がＩ Ｏ”ｃｍ−″′以下で低損失
な先導波層となっている。さらにその−ヒにＰ ” Ａ
Ｑｏ、 ＋ Ｇ ａ ｏ、Ｑ Ａ ９層６及びｐ”
ＧａＡｓ層７が同様にＭＯＣＶＤ法によって形成されて
いる。ｐ４ＧａＡＪｌ ７の上に、幅１μｍ、間（４） 隔１μｍの周期構造をもつグレーティング構造の電極８
をＡ Ｑ、蒸着とリフトオフによって形成した。
基板３の裏面を研磨したのち、ＡＱを一面に蒸着して裏
面電極９を形成し、グレーティング構造の型棒８に電圧
を印加する。基板の厚さは２００μｍ程度であるが、印
加された電界はほとんどｐｎ接合の先導波層に集中し、
光導波層にグレーティング構造の屈折率分布が形成され
る。全ての電極に電圧を印加しなければ光は直進するが
、複数の電極からいくつかの電極を選択し、グレーティ
ングの周期を変化させれば、特定の波長の光を選択的に
回折させることができる。
面電極９を形成し、グレーティング構造の型棒８に電圧
を印加する。基板の厚さは２００μｍ程度であるが、印
加された電界はほとんどｐｎ接合の先導波層に集中し、
光導波層にグレーティング構造の屈折率分布が形成され
る。全ての電極に電圧を印加しなければ光は直進するが
、複数の電極からいくつかの電極を選択し、グレーティ
ングの周期を変化させれば、特定の波長の光を選択的に
回折させることができる。
第３図は一定周期のグレーティングが得られるように電
圧を印加し、特定の波長の光のみを回折させ波長フィル
タを構成した模式図である。
圧を印加し、特定の波長の光のみを回折させ波長フィル
タを構成した模式図である。
第４図はグレーティングの周期が疎になる部分と密にな
る部分を形成し、波長分波を構成した模式図である。電
極は各々独立に電圧が印加できるようにしであるので、
第３図と第４図で示した光素子は同一の基板で実現でき
る。
る部分を形成し、波長分波を構成した模式図である。電
極は各々独立に電圧が印加できるようにしであるので、
第３図と第４図で示した光素子は同一の基板で実現でき
る。
（５）
実施例２
実施例１において説明した第５図（ｂ）の如き断面構造
を有する５重構造のダブルへテロエピタキシャル膜上に
第５図ａに示すような構造の電極８を構成した。この電
極に電圧を印加したときｎ ＧａＡｓの光導波層にグレ
ーティングレンズが形成される。個々の電極は独立に電
圧が印加できるので、電圧を印加する電極を適当に選ら
べば、焦点の位置を任意に変化させることができる。
を有する５重構造のダブルへテロエピタキシャル膜上に
第５図ａに示すような構造の電極８を構成した。この電
極に電圧を印加したときｎ ＧａＡｓの光導波層にグレ
ーティングレンズが形成される。個々の電極は独立に電
圧が印加できるので、電圧を印加する電極を適当に選ら
べば、焦点の位置を任意に変化させることができる。
以上、ＧａＡｓ及びＧａＡ Ｑ Ａｓを用いた場合につ
いてのみ説明したが、本発明はＩｎＰ、 ＩｎＧａＡｓ
Ｐ、 ＧａＳｂ。
いてのみ説明したが、本発明はＩｎＰ、 ＩｎＧａＡｓ
Ｐ、 ＧａＳｂ。
ＧａＡ Ｑ ＡｓＳｂなどの化合物半導体材料を用いた
場合でも同様に実施可能であることは勿論である。
場合でも同様に実施可能であることは勿論である。
本発明によれば、グレーティング構造の電極の間隔を１
μｍ程度にすることができ、電界を先導波層に垂直に印
加できるため、電極下の光導波層に屈折率の微細な周期
構造を作ることができる。
μｍ程度にすることができ、電界を先導波層に垂直に印
加できるため、電極下の光導波層に屈折率の微細な周期
構造を作ることができる。
その結果、わずかな印加電圧によっても任意の周期をも
つグレーティングが形成でき、ブラック条（６） 件を制御することによって、フィルタ、分波器。
つグレーティングが形成でき、ブラック条（６） 件を制御することによって、フィルタ、分波器。
レンズなどを一体化したより高密度の光集積回路を構成
する上で極めて有効である。
する上で極めて有効である。
第１図は従来のレリーフ形のグレーティング付光導波路
の断面図、第２図は本発明の一実施例による光集積回路
の斜視図、第３図、第４図は本発明の一実施例になる波
長フィルタと波長分波器の電極構成例を示す平面図、第
５図ａ、ｂは本発明の他の実施例になる光集積回路の平
面図および断面図である。 １・・基板、２・・レリーフ形グレーティング付光導波
路、３−ｎ” ＧａＡｓ基板、４−ｎ、 Ｇａｏ９Ａ
Ｑｏ、Ａｓ層、５−ｎ−ＧａＡｓ層（光導波層）、６−
ｐＧａｏ、Ａ Ｑｏ、 Ａｓ層、７・・・ｐ＋ＧａＡｓ
層、８・・・グレーティング構造の電極、９ ・裏面電
極。 代理人 弁理士 高橋明夫 （７） 第 １ 図 γＺ図 石３図 第４図
の断面図、第２図は本発明の一実施例による光集積回路
の斜視図、第３図、第４図は本発明の一実施例になる波
長フィルタと波長分波器の電極構成例を示す平面図、第
５図ａ、ｂは本発明の他の実施例になる光集積回路の平
面図および断面図である。 １・・基板、２・・レリーフ形グレーティング付光導波
路、３−ｎ” ＧａＡｓ基板、４−ｎ、 Ｇａｏ９Ａ
Ｑｏ、Ａｓ層、５−ｎ−ＧａＡｓ層（光導波層）、６−
ｐＧａｏ、Ａ Ｑｏ、 Ａｓ層、７・・・ｐ＋ＧａＡｓ
層、８・・・グレーティング構造の電極、９ ・裏面電
極。 代理人 弁理士 高橋明夫 （７） 第 １ 図 γＺ図 石３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光導波層を有する化合物半導体基板上に光の伝搬方
向に対して斜めに交差するように装荷したグレーティン
グ構造の電極に、各々独立に電圧を印加することによっ
て電極下の光導波層の屈折率を変化させ、屈折率分布の
周期を任意に制御することによって特定波長の光の伝搬
方向を変化させることを特徴とする光集積回路。 ２、広いビーム幅をもつ光を集光するために、上記グレ
ーティング構造の電極に各々独立に電圧を印加すること
によって光導波層内に形成されたグレーティングレンズ
の焦点位置を変化させることを特徴とする光集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096472A JPS60241019A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59096472A JPS60241019A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 光集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60241019A true JPS60241019A (ja) | 1985-11-29 |
Family
ID=14165980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59096472A Pending JPS60241019A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 光集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60241019A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238019A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-23 | Omron Tateisi Electronics Co | 電界制御型光導波路レンズ |
| JPS62194236A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Fujitsu Ltd | マトリクス型光スイツチ |
| JPS62194219A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Fujitsu Ltd | プログラマブル光ｉｃ |
| JPH03256236A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-14 | Hitachi Ltd | 光ピックアップ |
| JPH03283024A (ja) * | 1990-03-30 | 1991-12-13 | Hitachi Ltd | 光ピックアップ |
| JPH0421825A (ja) * | 1990-05-16 | 1992-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光走査装置 |
| EP1402298A2 (en) * | 2001-05-17 | 2004-03-31 | Optronix, Inc. | Electronic semiconductor control of light in optical waveguide |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP59096472A patent/JPS60241019A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61238019A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-23 | Omron Tateisi Electronics Co | 電界制御型光導波路レンズ |
| JPS62194236A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Fujitsu Ltd | マトリクス型光スイツチ |
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| JPH03256236A (ja) * | 1990-03-07 | 1991-11-14 | Hitachi Ltd | 光ピックアップ |
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| EP1402298A2 (en) * | 2001-05-17 | 2004-03-31 | Optronix, Inc. | Electronic semiconductor control of light in optical waveguide |
| EP1402298A4 (en) * | 2001-05-17 | 2006-05-17 | Optronix Inc | ELECTRONIC SEMICONDUCTOR CONTROL OF LIGHT IN AN OPTICAL WAVEGUIDE |
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