JPH04159513A - モード選択光素子 - Google Patents
モード選択光素子Info
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- JPH04159513A JPH04159513A JP28613990A JP28613990A JPH04159513A JP H04159513 A JPH04159513 A JP H04159513A JP 28613990 A JP28613990 A JP 28613990A JP 28613990 A JP28613990 A JP 28613990A JP H04159513 A JPH04159513 A JP H04159513A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、任意の偏光状態の入射光からＴＭモード光の
みを取り出すことができ、構造の簡単なモード選択光素
子に関する。
みを取り出すことができ、構造の簡単なモード選択光素
子に関する。
光エレクトロニクス技術の進歩とともに、半導体光デバ
イスの集積化の研究開発が近年盛んに進められている。
イスの集積化の研究開発が近年盛んに進められている。
特に半導体光導波路は、半導体電子デバイスで培われた
微細加工技術を応用することによって半導体基板上に実
現でき、半導体光マドリスクスイッチの各スイッチエレ
メント間の接続や、同一基板上での半導体光機能素子間
の接続（例えば、スイッチと半導体レーザとの接続等）
に用いられ、半導体光集積回路の重要なコンポーネント
の一つと考えられる。
微細加工技術を応用することによって半導体基板上に実
現でき、半導体光マドリスクスイッチの各スイッチエレ
メント間の接続や、同一基板上での半導体光機能素子間
の接続（例えば、スイッチと半導体レーザとの接続等）
に用いられ、半導体光集積回路の重要なコンポーネント
の一つと考えられる。
光波には、ＴＥモード光とＴＭモード光の２つの偏波成
分があるが、一般に導波型デバイスにおいてはＴＥモー
ド光とＴＭモード光ではデバイスを動作させる効果の大
きさが異なる。したがって、両モードが混在している状
態で光波を導波型デバイスを用いて制御することは難し
く、どちらかのモードの光のみを取り出して使用するこ
とが望ましい。このようなモード選択機能を持つ導波路
としては、Ｓ ｉ ０２膜キヤツプアニールによる超格
子の混晶化に伴う屈折率変化を利用して、ＴＥモード光
あるいはＴＭモード光が選択的に導波するチャネル導波
路を形成した例が銘木らによって、平成元年春季応用物
理学会講演予稿集２ｐ−ＰＢ−３に報告されている。
分があるが、一般に導波型デバイスにおいてはＴＥモー
ド光とＴＭモード光ではデバイスを動作させる効果の大
きさが異なる。したがって、両モードが混在している状
態で光波を導波型デバイスを用いて制御することは難し
く、どちらかのモードの光のみを取り出して使用するこ
とが望ましい。このようなモード選択機能を持つ導波路
としては、Ｓ ｉ ０２膜キヤツプアニールによる超格
子の混晶化に伴う屈折率変化を利用して、ＴＥモード光
あるいはＴＭモード光が選択的に導波するチャネル導波
路を形成した例が銘木らによって、平成元年春季応用物
理学会講演予稿集２ｐ−ＰＢ−３に報告されている。
半導体光導波路においては、導波損失が小さいことが望
ましい。ところが従来のモードを選択するための導波路
では、モードを選択するために超格子構造を混晶化して
おり、通常の導波路に比べてかなり大きな導波損失が生
じてる。また、Ｓｉ○２キャップアニールを用いて超格
子構造を混晶化しているので、アニール温度のチップ内
不均−性は避けられず、モード選択素子を均一に精度よ
く作製することは困難である。このように、従来の導波
型モード選択素子では、構造に起因する過大の導波損失
と製作精度に関し、解決すべき課題があった。
ましい。ところが従来のモードを選択するための導波路
では、モードを選択するために超格子構造を混晶化して
おり、通常の導波路に比べてかなり大きな導波損失が生
じてる。また、Ｓｉ○２キャップアニールを用いて超格
子構造を混晶化しているので、アニール温度のチップ内
不均−性は避けられず、モード選択素子を均一に精度よ
く作製することは困難である。このように、従来の導波
型モード選択素子では、構造に起因する過大の導波損失
と製作精度に関し、解決すべき課題があった。
上述の課題を解決するために、本発明によるモード選択
光素子は、少なくともＴＥモード光を放射せしめ、ＴＭ
モード光のみを導波せしめる曲率半径の曲線形状光導波
路を素子中に含んでいることを特徴とする。
光素子は、少なくともＴＥモード光を放射せしめ、ＴＭ
モード光のみを導波せしめる曲率半径の曲線形状光導波
路を素子中に含んでいることを特徴とする。
本発明においては通常の導波路の曲線部でＴＥモード、
ＴＭモート間の伝播定数が異なることを利用してモード
選択光素子を構成する。従って導波路構造は全く通常の
構造であるので、超格子構造の混晶化にともなう導波損
失等か生じることなく、ＴＭモード光を選択することか
できる。また、通常の導波路構造であるので、超格子の
混晶によって導波路を作製する場合に比べ、簡単に均一
で精度よくモート選択光素子を作製することがてきる。
ＴＭモート間の伝播定数が異なることを利用してモード
選択光素子を構成する。従って導波路構造は全く通常の
構造であるので、超格子構造の混晶化にともなう導波損
失等か生じることなく、ＴＭモード光を選択することか
できる。また、通常の導波路構造であるので、超格子の
混晶によって導波路を作製する場合に比べ、簡単に均一
で精度よくモート選択光素子を作製することがてきる。
第１図（Ａ＞に本発明によるＧ ａ Ａ ｓ ／ Ａ
ｌＧａＡｓ半導体モード選択光素子の斜視図を、第１図
（Ｂ）平面図を示す。
ｌＧａＡｓ半導体モード選択光素子の斜視図を、第１図
（Ｂ）平面図を示す。
ＧａＡｓ基板１上に、Ａ Ｉ ｏ、５ Ｇ ａｏ、５
Ａ Ｓ第１クラッド層２が成長され、Ａ Ｉ ０．５０
ａｏ。
Ａ Ｓ第１クラッド層２が成長され、Ａ Ｉ ０．５０
ａｏ。
Ａｓ第１クラッド層２の上にＧａＡｓ導波層３が成長さ
れている。前記ＧａＡｓ導波層３の上には、リブ部を有
するＡ ｌ ０５Ｇ ａ ｒ３．５ Ａ Ｓ第２クラッ
ト層４が形成されている。
れている。前記ＧａＡｓ導波層３の上には、リブ部を有
するＡ ｌ ０５Ｇ ａ ｒ３．５ Ａ Ｓ第２クラッ
ト層４が形成されている。
まず、第１図（Ａ）に示した半導体光導波路の製造方法
について以下に述べる。ＧａＡｓ基板１上に、分子線エ
ピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）もしくは有機金属気相
成長法（ＭＯ−ＣＶＤ法）を用いて、Ａ１．）、５Ｇａ
、）、５ Ａｓ第１クラッド層２、ＧａＡｓ導波層３
、Ａ ｌ Ｏ，５Ｇ ａ（１，５Ａ Ｓ第２クラッド層
４を成長する。各層の厚さは、Ａ ｌ Ｏ，５Ｇ ａｏ
５Ａ Ｓ第１クラッド層２が１〜２μｍ程度、ＧａＡｓ
導波層３が０．２μｍ程度、Ａ Ｉ ０．５ Ｇ ａ
（１，５Ａ Ｓ第２クラッド層４が１．２μｍ程度であ
る。
について以下に述べる。ＧａＡｓ基板１上に、分子線エ
ピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）もしくは有機金属気相
成長法（ＭＯ−ＣＶＤ法）を用いて、Ａ１．）、５Ｇａ
、）、５ Ａｓ第１クラッド層２、ＧａＡｓ導波層３
、Ａ ｌ Ｏ，５Ｇ ａ（１，５Ａ Ｓ第２クラッド層
４を成長する。各層の厚さは、Ａ ｌ Ｏ，５Ｇ ａｏ
５Ａ Ｓ第１クラッド層２が１〜２μｍ程度、ＧａＡｓ
導波層３が０．２μｍ程度、Ａ Ｉ ０．５ Ｇ ａ
（１，５Ａ Ｓ第２クラッド層４が１．２μｍ程度であ
る。
以上のように結晶成長した後、第１図（Ｂ）に示すよう
なＳ字型曲線導波路１０形状に通常のフォトリソゲラブ
イ法を用いてマスクした後、反応性イオンビームエツチ
ング法（ＲＩＢＥ法）を用いて第２クラッド層を加工す
る。エツチング深さ５は０．９３μｍ程度、導波路幅６
は２μｍ程度、Ｓ字曲線溝波路の曲率半径１２は２ ａ
ｍ程度、Ｓ字曲線のオフセット１１は５００μｍ程度で
ある。
なＳ字型曲線導波路１０形状に通常のフォトリソゲラブ
イ法を用いてマスクした後、反応性イオンビームエツチ
ング法（ＲＩＢＥ法）を用いて第２クラッド層を加工す
る。エツチング深さ５は０．９３μｍ程度、導波路幅６
は２μｍ程度、Ｓ字曲線溝波路の曲率半径１２は２ ａ
ｍ程度、Ｓ字曲線のオフセット１１は５００μｍ程度で
ある。
以上が本発明による半導体モード選択光素子の製造方法
の一例であり、上述の半導体モード選択光素子の構造に
おいて、ＴＭモード光のみを選択するとか可能である原
理を以下に説明する。
の一例であり、上述の半導体モード選択光素子の構造に
おいて、ＴＭモード光のみを選択するとか可能である原
理を以下に説明する。
第２図は、同一の構造において、ＴＥモード光及びＴＭ
モード光の曲線導波路の曲率半径と放射損失の関係を計
算したものの一例である。第２図に示されるように、同
一の構造であっても、例えは曲率半径を２ ｍｒｎに設
定すればＴＥモード光は放射してしまうが、ＴＭモード
光は導波することが分かる。この曲率半径て曲線導波路
を作製すれば、容易にＴＭモード光のみを導波光から選
択することができる。この時、導波路は通常のリブ型導
波路であるので、超格子構造の混晶化のような特別な構
造にともなう導波損失は生じない。また、通常のリブ導
波路の構造であるので、簡単に精度よくモード選択光素
子を作製することができる。
モード光の曲線導波路の曲率半径と放射損失の関係を計
算したものの一例である。第２図に示されるように、同
一の構造であっても、例えは曲率半径を２ ｍｒｎに設
定すればＴＥモード光は放射してしまうが、ＴＭモード
光は導波することが分かる。この曲率半径て曲線導波路
を作製すれば、容易にＴＭモード光のみを導波光から選
択することができる。この時、導波路は通常のリブ型導
波路であるので、超格子構造の混晶化のような特別な構
造にともなう導波損失は生じない。また、通常のリブ導
波路の構造であるので、簡単に精度よくモード選択光素
子を作製することができる。
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではない
。実施例としては、ＧａＡＳ系の材料を用いたが、これ
に限るものてはなく、ＩｎＰ等の他の半導体材料でも良
いし、ＬｉＮｂ○３等誘電体材料に対しても本発明は適
用可能である。また、本実施例てはリブ型の導波路につ
いて説明したが、これに限るものではなく、埋め込み型
など他の構造の導波路形状でもよい。また、曲線形状と
してＳ字曲線を用いたが、これに限るものではなく、例
えば半円であっても構わない。
。実施例としては、ＧａＡＳ系の材料を用いたが、これ
に限るものてはなく、ＩｎＰ等の他の半導体材料でも良
いし、ＬｉＮｂ○３等誘電体材料に対しても本発明は適
用可能である。また、本実施例てはリブ型の導波路につ
いて説明したが、これに限るものではなく、埋め込み型
など他の構造の導波路形状でもよい。また、曲線形状と
してＳ字曲線を用いたが、これに限るものではなく、例
えば半円であっても構わない。
導波路の曲率半径は公知の方法で算出できるので、曲率
半径の算出方法についての説明は省略する。
半径の算出方法についての説明は省略する。
以上述べたように、本発明においては通常の導波路構造
であるので、超格子構造の混晶化にともなう導波損失は
生じない。また、通常の導波路であるので比較的精度よ
く作製することができる。
であるので、超格子構造の混晶化にともなう導波損失は
生じない。また、通常の導波路であるので比較的精度よ
く作製することができる。
第１図は本発明の一実施例であるＧａＡｓ基板 Ｉ Ｇ
ａＡｓ半導体モード選択光素子の概要を示す図であり、
第１図（Ａ）は斜視図、第１図（Ｂ）は平面図である。 第２図は、曲線導波路の放射損失と曲率半径の関係をＴ
Ｅモード光およびＴＭモード光について同一の構造にお
いて計算したものである。 図において、１・・・ＧａＡｓ基板、２・・・ＡＩｏ、
５Ｇａ（、，５Ａｓ第１クラッド層、３−Ｇ ａ Ａ
ｓ導波層、４ ・・・Ａ Ｉ ０，５ Ｇ ａｏ、５
Ａ Ｓ第２クラッド層、５・・・エツチング深さ、６・
・・導波路幅、１０・・・Ｓ字曲線溝波路、１１・・・
導波路オフセット、１２・・・曲率半径。
ａＡｓ半導体モード選択光素子の概要を示す図であり、
第１図（Ａ）は斜視図、第１図（Ｂ）は平面図である。 第２図は、曲線導波路の放射損失と曲率半径の関係をＴ
Ｅモード光およびＴＭモード光について同一の構造にお
いて計算したものである。 図において、１・・・ＧａＡｓ基板、２・・・ＡＩｏ、
５Ｇａ（、，５Ａｓ第１クラッド層、３−Ｇ ａ Ａ
ｓ導波層、４ ・・・Ａ Ｉ ０，５ Ｇ ａｏ、５
Ａ Ｓ第２クラッド層、５・・・エツチング深さ、６・
・・導波路幅、１０・・・Ｓ字曲線溝波路、１１・・・
導波路オフセット、１２・・・曲率半径。
Claims (1)
- 少なくともＴＥモード光を放射せしめ、ＴＭモード光
のみを導波せしめる曲率半径の曲線形状光導波路を備え
ていることを特徴とするモード選択光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28613990A JPH04159513A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | モード選択光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28613990A JPH04159513A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | モード選択光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04159513A true JPH04159513A (ja) | 1992-06-02 |
Family
ID=17700442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28613990A Pending JPH04159513A (ja) | 1990-10-24 | 1990-10-24 | モード選択光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04159513A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6052222A (en) * | 1996-12-26 | 2000-04-18 | Nec Corporation | Semiconductor optical amplifier |
| JP2019219484A (ja) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 日本電気株式会社 | 偏波クリーナ及び光モジュール |
-
1990
- 1990-10-24 JP JP28613990A patent/JPH04159513A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6052222A (en) * | 1996-12-26 | 2000-04-18 | Nec Corporation | Semiconductor optical amplifier |
| JP2019219484A (ja) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | 日本電気株式会社 | 偏波クリーナ及び光モジュール |
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