JPS6353505A - 光導波路 - Google Patents
光導波路Info
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- JPS6353505A JPS6353505A JP19845786A JP19845786A JPS6353505A JP S6353505 A JPS6353505 A JP S6353505A JP 19845786 A JP19845786 A JP 19845786A JP 19845786 A JP19845786 A JP 19845786A JP S6353505 A JPS6353505 A JP S6353505A
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- Japan
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- refractive index
- layer
- quantum well
- waveguide layer
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- Prior art date
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- Pending
Links
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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】
〔概要〕
この発明は、３次元光導波路にかかり、導波層の水平方
向の２側面に多重量子井戸構造を備え、その屈折率を基
体に垂直方向に対向する電極によって制御することによ
り、 水平方向のスポットサイズの制？Ｉ１１を可能とするも
のである。
向の２側面に多重量子井戸構造を備え、その屈折率を基
体に垂直方向に対向する電極によって制御することによ
り、 水平方向のスポットサイズの制？Ｉ１１を可能とするも
のである。
本発明は光導波路、特にスポットサイズの制御が可能な
３次元光導波路の構造に関する。
３次元光導波路の構造に関する。
光通信システム等に用いる光デバイスの集積化が進めら
れているが、近い将来に期待される集積化された多機能
光デバイスにおいて、光導波路は単なる伝播経路に止ま
らず、その構成要素として最も基本的で重要な役割を分
担するものとなる。
れているが、近い将来に期待される集積化された多機能
光デバイスにおいて、光導波路は単なる伝播経路に止ま
らず、その構成要素として最も基本的で重要な役割を分
担するものとなる。
光集積回路装置に適用し得る先導波路として、垂直方向
のみに屈折率分布を持つ２次元導波路と、水平方向及び
垂直方向に屈折率分布を持つ３次元導波路とがあるが、
３次元導波路は伝播する光の回折損失が小さく、光ビー
ムのスポットサイズが安定に保たれるために光集積回路
装置に最も適している。
のみに屈折率分布を持つ２次元導波路と、水平方向及び
垂直方向に屈折率分布を持つ３次元導波路とがあるが、
３次元導波路は伝播する光の回折損失が小さく、光ビー
ムのスポットサイズが安定に保たれるために光集積回路
装置に最も適している。
第２図はこの３次元導波路の１従来例を示す断面図であ
り、屈折率ｎ２の誘電体層１２上に、屈折率がｎ Ｈ＞
ｎ Ｚ ＆ ｎ ３ ＞ １の関係となる屈折率ｎ。
り、屈折率ｎ２の誘電体層１２上に、屈折率がｎ Ｈ＞
ｎ Ｚ ＆ ｎ ３ ＞ １の関係となる屈折率ｎ。
の誘電体層１１と、屈折率ｎ３の誘電体層１３とを積層
し、誘電体層１３に軟状の凸起を設けている９この凸起
の直下では等価的な屈折率がその左右より大きくなって
水平方向の屈折率分布が形成され、垂直方向について屈
折率が大きい誘電体層１２の斜線で示した領域が光導波
路となる。
し、誘電体層１３に軟状の凸起を設けている９この凸起
の直下では等価的な屈折率がその左右より大きくなって
水平方向の屈折率分布が形成され、垂直方向について屈
折率が大きい誘電体層１２の斜線で示した領域が光導波
路となる。
この具体的な例として波長０．６３３ｚｍの帯域でスポ
ットサイズ１２−の光ビームの先導波路を、例えば誘電
体層１１ニｎ ｒ−２，２０（７）ＬｉＮｂＯａ、誘電
体層１２にｎｇ＝２．１８のＬｉＴａＯ３、誘電体層１
３にｎ：＋＝２．１９のＴａｇ’ｓを用い、誘電体層１
１の厚さｔ Ｉ”１頗、誘電体Ｎ１３の薄い部分の厚さ
ｔ３＝Ｑ、２−１凸起部分の幅ｗ＝３μｍ、凸起部分の
高さΔｔ ＝０．８ ｔｒｔａとして構成している。
ットサイズ１２−の光ビームの先導波路を、例えば誘電
体層１１ニｎ ｒ−２，２０（７）ＬｉＮｂＯａ、誘電
体層１２にｎｇ＝２．１８のＬｉＴａＯ３、誘電体層１
３にｎ：＋＝２．１９のＴａｇ’ｓを用い、誘電体層１
１の厚さｔ Ｉ”１頗、誘電体Ｎ１３の薄い部分の厚さ
ｔ３＝Ｑ、２−１凸起部分の幅ｗ＝３μｍ、凸起部分の
高さΔｔ ＝０．８ ｔｒｔａとして構成している。
上述の従来例の構造では、光ビームを閉じ込める水平方
向の屈折率分布が軟状の凸起によって定まるために、−
旦パターンを形成した後にスポットサイズを選択的に制
御することは不可能であり、またスポットサイズにばら
つきを生じても調整不可能であるために高い加工精度が
必要である。
向の屈折率分布が軟状の凸起によって定まるために、−
旦パターンを形成した後にスポットサイズを選択的に制
御することは不可能であり、またスポットサイズにばら
つきを生じても調整不可能であるために高い加工精度が
必要である。
多機能光デバイスを実現し実用化するために、その基本
的な構成要素である光導波路のこの問題点を解決するこ
とが要望されている。
的な構成要素である光導波路のこの問題点を解決するこ
とが要望されている。
（問題点を解決するための手段）
前記問題点は、導波層の水平方向の２側面にそれぞれ多
重量子井戸構造が接する基体を備え、該基体に垂直方向
に相互に対向する電極間に電圧を印加して、該多重量子
井戸構造の屈折率を制御する本発明による光導波路によ
り解決される。
重量子井戸構造が接する基体を備え、該基体に垂直方向
に相互に対向する電極間に電圧を印加して、該多重量子
井戸構造の屈折率を制御する本発明による光導波路によ
り解決される。
本発明による光導波路は、第１図に示す実施例の如（、
均質の導波層４の水平方向を多重量子井戸構造２で挟み
、垂直方向にこれを挟む電極７．８を設けている。
均質の導波層４の水平方向を多重量子井戸構造２で挟み
、垂直方向にこれを挟む電極７．８を設けている。
多重量子井戸構造に垂直方向に電界を印加すれば電界強
度に応じて屈折率が減少するが、その変化量は例えば組
成がその平均値に相当する均質の半導体層に比較して迄
かに大きく、水平方向のスポットサイズを支配する導波
Ｎ４と多重量子井戸構造２とに跨る水平方向の屈折率分
布を、電極７．８に印加する電圧によって効果的に制御
することができる。
度に応じて屈折率が減少するが、その変化量は例えば組
成がその平均値に相当する均質の半導体層に比較して迄
かに大きく、水平方向のスポットサイズを支配する導波
Ｎ４と多重量子井戸構造２とに跨る水平方向の屈折率分
布を、電極７．８に印加する電圧によって効果的に制御
することができる。
以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図は本発明の実施例を示す模式側断面図であり、例
えば下記の様に製造される。
えば下記の様に製造される。
先ず不純物４度Ｉ ＸＩＯ”ｃｎ＋−’程度のｎ型イン
ジウム燐（ＩｎＰ）基板１上に例えば有機金属熱分解気
相成長方法（ＭＯ−Ｃ￥Ｉ）法）によって、ノンドープ
の多重量子井戸構造２と厚さ例えば１４ｍ、不純物濃度
５ ＸＩＯ”ｃｍ−’程度のｐ型Ｉ口Ｐ層３とをエピタ
キシャル成長する。ただし多重量子井戸構造２は、ウェ
ルＮ２ａをルミネセンスビーク波長λ、＝１．４５μｍ
のインジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ）で厚さ
１０１’１ｆｆ１％バリア層２ｂをＩｎＰで厚さ２０ｍ
ｍとして１０対積層し、合計厚さを３００ｎｍとしてい
る。
ジウム燐（ＩｎＰ）基板１上に例えば有機金属熱分解気
相成長方法（ＭＯ−Ｃ￥Ｉ）法）によって、ノンドープ
の多重量子井戸構造２と厚さ例えば１４ｍ、不純物濃度
５ ＸＩＯ”ｃｍ−’程度のｐ型Ｉ口Ｐ層３とをエピタ
キシャル成長する。ただし多重量子井戸構造２は、ウェ
ルＮ２ａをルミネセンスビーク波長λ、＝１．４５μｍ
のインジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ）で厚さ
１０１’１ｆｆ１％バリア層２ｂをＩｎＰで厚さ２０ｍ
ｍとして１０対積層し、合計厚さを３００ｎｍとしてい
る。
このｐ型１ｎＰ層３及び多重量子井戸構造２に幅２−程
度のエツチングを行い、ノンドープでλｇ＝１．４５−
のｔｎＧａＡｓＰ 導波層４を厚さ例えば２００ｎｍに
埋め込み成長し、残る空間を高抵抗ＩｎＰ層５で埋め込
む。
度のエツチングを行い、ノンドープでλｇ＝１．４５−
のｔｎＧａＡｓＰ 導波層４を厚さ例えば２００ｎｍに
埋め込み成長し、残る空間を高抵抗ＩｎＰ層５で埋め込
む。
このＩｎＰ層５上にＳｉ０２層６を設けて、電極７をＩ
ｎＰ基板１の裏面に、電極８をｐ型１ｎＰ層３及びＳｉ
Ｏ□Ｎ６上にそれぞれ形成する。
ｎＰ基板１の裏面に、電極８をｐ型１ｎＰ層３及びＳｉ
Ｏ□Ｎ６上にそれぞれ形成する。
本実施例では例えば波長１．５５廂帯域の光に対する屈
折率が、ＩｎＧａＡｓＰ導波層４は３．４５、ＩｎＰ基
板１、ｆｎＰｉ５及びＩｎＰ層２は３．１７であり、多
重量子井戸構造２は導波層４との界面の影響を外れた位
置の実効屈折率が、電極８をマイナス側とする電極間電
圧が例えばＯＶのとき３．２１となって水平方向のスポ
ットサイズ約３μｍ、５Ｖのとき３．１９となってスポ
ットサイズ約２Ｊ！ｒｎの光導波路が得られる。
折率が、ＩｎＧａＡｓＰ導波層４は３．４５、ＩｎＰ基
板１、ｆｎＰｉ５及びＩｎＰ層２は３．１７であり、多
重量子井戸構造２は導波層４との界面の影響を外れた位
置の実効屈折率が、電極８をマイナス側とする電極間電
圧が例えばＯＶのとき３．２１となって水平方向のスポ
ットサイズ約３μｍ、５Ｖのとき３．１９となってスポ
ットサイズ約２Ｊ！ｒｎの光導波路が得られる。
なお上述の実施例はＩｎＰ／ ＩｎＧａＡｓＰ系材料を
用いているが本発明はこれに限られるものではなく、目
的とする波長帯域等により例えばＧａＡｓ／Ａ ｌＧａ
Ａｓ系等の材料を用いても同様に本発明を適用すること
ができる。
用いているが本発明はこれに限られるものではなく、目
的とする波長帯域等により例えばＧａＡｓ／Ａ ｌＧａ
Ａｓ系等の材料を用いても同様に本発明を適用すること
ができる。
以上説明した如く本発明によれば、３次元光導波路の水
平方向のスポットサイズを支配する屈折率分布を効果的
に制御することが可能となり、加工精度を緩和する効果
も得られて、集積化された多機能光デバイス等の実現に
大きい効果が得られる。
平方向のスポットサイズを支配する屈折率分布を効果的
に制御することが可能となり、加工精度を緩和する効果
も得られて、集積化された多機能光デバイス等の実現に
大きい効果が得られる。
第１図は本発明の実施例の模式側断面図、第２図は従来
例の模式側断面図である。 図において、 工はｎ型１ｎＰ基板、 ２は多重量子井戸構造、 ２ａはＩｎＧａＡｓＰウェル層、 ２ｂはＩｎＰバリア層、 ３はｐ型１ｎＰ層、 ４はＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ５は高抵抗１ｎＰ Ｊｉ、 ６は５ｔＯｔＮ。 ７及び８は電極を示す。
例の模式側断面図である。 図において、 工はｎ型１ｎＰ基板、 ２は多重量子井戸構造、 ２ａはＩｎＧａＡｓＰウェル層、 ２ｂはＩｎＰバリア層、 ３はｐ型１ｎＰ層、 ４はＩｎＧａＡｓＰ導波層、 ５は高抵抗１ｎＰ Ｊｉ、 ６は５ｔＯｔＮ。 ７及び８は電極を示す。
Claims (1)
- 導波層の水平方向の２側面にそれぞれ多重量子井戸構造
が接する基体を備え、該基体に垂直方向に相互に対向す
る電極間に電圧を印加して、該多重量子井戸構造の屈折
率を制御することを特徴とする光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19845786A JPS6353505A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19845786A JPS6353505A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6353505A true JPS6353505A (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=16391421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19845786A Pending JPS6353505A (ja) | 1986-08-25 | 1986-08-25 | 光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6353505A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109884755A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-14 | 西安柯莱特信息科技有限公司 | 一种光纤波导电致激发光源耦合装置 |
-
1986
- 1986-08-25 JP JP19845786A patent/JPS6353505A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109884755A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-14 | 西安柯莱特信息科技有限公司 | 一种光纤波导电致激发光源耦合装置 |
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