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KR101525334B1 - 매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기 및 광검출기를 포함하는 모놀리식 집적 구조체 - Google Patents

매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기 및 광검출기를 포함하는 모놀리식 집적 구조체 Download PDF

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KR101525334B1
KR101525334B1 KR1020137011120A KR20137011120A KR101525334B1 KR 101525334 B1 KR101525334 B1 KR 101525334B1 KR 1020137011120 A KR1020137011120 A KR 1020137011120A KR 20137011120 A KR20137011120 A KR 20137011120A KR 101525334 B1 KR101525334 B1 KR 101525334B1
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레마이트레 제네비에베 글라스트레
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알까뗄 루슨트
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Abstract

매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기(a buried heterostructure semiconductor optical amplifier)(2)를 포함하는 모놀리식 집적 구조체(a monolithic integrated structure), 및 그러한 구조체를 포함하는 딥 리지 광수신기(a deep ridge optical receiver)에 관한 것이다.

Description

매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기 및 광검출기를 포함하는 모놀리식 집적 구조체{A MONOLITHIC INTEGRATED STRUCTURE COMPRISING A BURIED HETEROSTRUCTURE SEMICONDUCTOR OPTICAL AMPLIFIER AND A PHOTODETECTOR}
본 발명은 광부품에 관한 것이다.
광학 전치 증폭(optical pre-amplification)은, 예를 들어, 디지털 통신 시스템에서 광섬유(optical fiber)를 거치는 데이터 전송 거리를 개선하기 위해 광검출기 감도(photoreceivers sensitivity)를 증가시키기 위해 널리 사용된다. 그러한 시스템에서 비용은 일반적으로 고려되어야 하는 중요한 사안이다. 이것과 관련하여, 하나의 InP 단일 칩 내 광검출기(a photodetector) 및 반도체 광증폭기(a semiconductor optical amplifier)(이후 SOA로 또한 언급됨)의 모놀리식 집적화는 수신 단말기 비용뿐만 아니라 사이즈를 감소시키는데 기여할 수 있기 때문에 특히 중요하다.
본 발명의 실시예들을 설명하기 이전에, 잘 알려진 해결책에 관한 간략한 소개가 제공된다.
3가지 해결책이 광검출기 및 SOA의 모놀리식 집적화를 위해 사용되는데 알려져 있다.
첫 번째 해결책은, 포토다이오드(PD) 및 SOA의 수직 에피텍셜 구조(vertical epitaxial structures) 각각의 단일 스텝 성장(a single step growth)을 갖는 제조 공정을 허용하는 수평형 테이퍼(lateral taper)에 의해 수직으로 결합된 딥 리지 포토다이오드(a deep ridge photodiode)와 함께 집적된 얕은 리지(a shallow ridge) SOA를 사용한다. 하지만, 그러한 잘 알려진 해결책에서, SOA와 포토다이오드 사이의 결합은 일반적으로 (보통 10dB보다 작은) 증폭 이득 제한을 야기하는 전파 손실(propagation losses)을 유발한다. 추가적으로, 낮은 컨파인먼트 SOA 활성 영역(a low confinement SOA active region)은 매우 큰 TE/TM 편광 손실(TE/TM polarization loss)을 유발하는 수직 결합을 위해 전형적으로 요구된다.
두 번째 알려진 해결책은, (또한 버트-결합으로 알려진) SOA 및 광검출기 모두에 대한 반절연 매립형 헤테로 구조(semi-insulating buried heterostructure) 및 유사 활성 영역을 이용하여 두 개의 광 부품 사이의 결합 효율성을 증가시키는 것과 관련된다. 이 알려진 해결책을 기초로, 약 14dB의 더 큰 이득이 입증되었다. 하지만, 이 알려진 해결책에 관한 하나의 전형적인 여전히 중요한 제한은, 직접적인 광 주입으로 인한 포토다이오드의 감소된 전력 포화(power saturation)와 관련되며, 약 3dB의 포토다이오드 대역폭 롤-오프(roll-off)를 보통 유발한다. 추가 문제점은 포토다이오드 및 SOA의 활성 영역의 두께를 독립적으로 최적화하는데에 어려움(또는 때때로는 불가능함)이 있는데, 이것은 전형적으로 열악한 SOA 성능 및/또는 포토다이오드의 대역폭 제한으로 이어진다.
세 번째 해결책은 수동 도파관의 상단 상에 이버네센트하게(evanescently) 결합된 포토다이오드 및 수동 영역 및 SOA 영역에 대하여 일반적으로 동일한 도파관을 사용하는 양자 우물 상호섞임(Quantum Well Intermixing) 사용과 관련된다. 그러한 해결책에서, SOA, 수동 도파관 및 포토다이오드는 전형적으로 동일한 얕은 리지 구조를 사용한다. 이 해결책은 광검출기의 전력 포화를 증가시키도록 이버네센트 결합을 일반적으로 허용하고 공통의 얕은 리지 구조가 부품의 프로세스를 간소화하는 반면, 이 해결책은, SOA 입력(광섬유 결합 영역)에서의 낮은 결합 효율성을 대가로 전력 포화의 그러한 증가를 제공하는 문제점을 가지는데, 이는 전형적으로 SOA 잡음 수치를 증가시키고 수신기의 감도를 감소시킨다. 스폿 사이즈 컨버터(SSC:spot size converters)는 그러한 결합 문제를 해결할 수 있으나, 활성 영역에서의 높은 컨파인먼트 때문에 일반적으로 리지 SOA 구조와 함께 달성하기 어렵다. 얕은 리지의 추가적인 전형적 문제는, 25Ω의 효과적인 로드 및 소형 사이즈(약 90㎛2)에도 불구하고 36GHz보다 낮은 예상 대역폭으로 전형적으로 이어지는, 포토다이오드의 저항(resistance)및 전기 용량(capacitance)의 증가이다. 본 발명자들의 지식에 더하여, 이러한 해결책과 함께, TE 모드 오퍼레이팅 디바이스만이 지금까지 설명되었다.
따라서, 본 발명의 일부 실시예들은 능동 도파관(an active waveguide)을 포함하는 매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기(a buried heterostructure semiconductor optical amplifier) 및 딥 리지 광검출기(a deep ridge photodetector)를 포함하는 모놀리식 집적 구조체(a monolithic integrated structure)를 특징으로 삼는다.
일부 특정 실시예에 따라, 구조체는, 유입 광(an incoming light)을 상기 구조체 안으로 주입하도록 구성된 제 1의 낮은 컨파인먼트 광학 수동 도파관(a first low confinement optical passive waveguide)을 포함한다.
일부 특정 실시예에 따라, 구조체는, 상기 반도체 광증폭기의 상기 능동 도파관 및 제 1 광학 수동 도파관 사이의 결합(coupling)을 허용하도록 구성된 제 1 스폿 사이즈 컨버터(a first spot size converter)를 포함한다.
일부 특정 실시예에 따라, 구조체는, 높은 컨파인먼트를 갖고 상기 광을 포토다이오드(photodiode)의 활성 영역으로 이버네센트하게 결합하도록 구성된 광학 수동 천이 도파관(an optical passive transition waveguide)을 포함한다.
일부 특정 실시예에 따라, 높은 천이 광학 수동 도파관은 InGaAsP 층을 포함한다.
일부 특정 실시예에 따라, 상기 반도체 광증폭기의 상기 능동 도파관 및 상기 광학 수동 천이 도파관은 버트-결합(butt-coplued)된다.
일부 특정 실시예에 따라, 상기 반도체 광증폭기의 상기 능동 도파관은 제 2 스폿 사이즈 컨버터에 의해 제 2 광학 수동 도파관에 결합되고, 상기 제 2 광학 수동 도파관은 제 3 스폿 사이즈 컨버터에 의해 상기 수동 천이 도파관에 결합됨으로써 상기 반도체 광증폭기를 향한 역반사(backward reflection)를 실질적으로 감소시키거나 방지한다.
일부 특정 실시예에 따라, 상기 수동 천이 도파관은 적어도 부분적으로 상기 광검출기의 근처에서 평면이다.
본 발명의 일부 실시예들은 여기서 제안되는 바와 같은 상기 모놀리식 집적 구조를 포함하는 수신기(a receiver)를 특징으로 삼는다.
본 발명에 관한 이러한 및 추가 특징 및 이점들은, 제한이 아닌 예시의 목적을 위해, 첨부된 도면과 함께 다음의 서술에서뿐만 아니라 청구항에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 일부 실시예에 따른 딥 리지 광검출기 및 모놀리식으로 집적된 매립형 헤테로 구조 SOA의 평면도(top view)에 관한 예시의 개략적인 도해이다.
도 2는 도 1의 광검출기 및 모놀리식으로 집적된 매립형 헤테로 구조 SOA의 단면도에 관한 예시의 개략적인 도해이다.
도 3은 SOA 사이의 결합 효율과 관련된 시뮬레이션 결과에 관한 예시의 그래프로, 특정 BH-SOA 포토다이오드 광학 천이 도파관 길이에 대하여 그리고 특정 다이오드 폭에 대하여 다이오드 길이 대비(versus) 포토다이오드 양자 효율이 도시된다.
도 4는 일부 실시예에 따라 버트-결합된 구성에서의 딥 리지 광검출기 및 모놀리식으로 집적된 BH-SOA의 평면도에 관한 예시의 개략적인 도해이다.
도 5는 도 4의 광검출기 및 모놀리식으로 집적된 매립형 헤테로 구조 SOA의 단면도에 관한 예시의 개략적인 도해이다.
본 발명의 실시예들은 포토다이오드와 함께 모놀리식으로 집적된 매립형 헤테로 구조(buried heterostructure) SOA의 사용과 관련된다.
매립형 헤테로 구조(BH) 구성은 관련 기술 분야에서 잘 알려져 있다. 간단히 말해서, 그러한 구성은 상이한 결정화 구조(crystalline structure)를 가진 반도체 재료의 다양한 층 또는 구역을 포함하여, 구조 내에서 차례로 상이한 밴드-갭(band-gaps)을 발생시킨다.
매립형 헤테로 구조는, SOA가 얕은 리지 및 딥 리지 구조보다 낮은 광손실과 더 나은 방열(thermal dissipation)을 허용할 수 있기 때문에, SOA에서 사용되는 것이 선호된다. 더욱이, 얕은 리지 및 딥 리지 구조보다는 매립형 헤테로 구조를 사용할 때, 광섬유와의 낮은 결합 손실과 함께 낮은 편광 의존성(polarization dependence)을 얻는 것이 비교적 쉬워 진다.
BH-SOA를 만드는데 사용되는 일부 선호 재료는 InGaAsP 및 InGaAs이다.
포토다이오드 구조는 딥 리지 구성에서 제공되는데, 이는 고속 동작(낮은 접합 전기 용량 및 낮은 저항)과 호환된다.
광검출기를 만드는데 사용되는 일부 선호 재료는 InGaAsP, InGaAs 및 InP이다.
SOA와 광검출기 사이의 높은 결합 효율성 및 전기적 절연을 보장하기 위해, 높은 컨파인먼트 수동 천이 광도파관이 SOA 출력 수동 광도파관 및 광검출기 사이에 삽입될 수 있다.
현재 설명의 맥락에서, "높은" 컨파인먼트 도파관에 대한 언급은 광도파관과 관련된 것으로 이해되어야 하며, 광도파관은 도파관 층 내 높은 광 컨파인먼트(예를 들어, 약 60%) 및 약 1.5㎛ 또는 그 이하의 1/e2에서 폭을 전형적으로 구비한 영역을 가지는 광모드(an optical mode)를 수반할 수 있다. 유사하게, 낮은 컨파인먼트 광도파관은 도파관 층 내의 낮은 광 컨파인먼트(예를 들어 약 15%) 및 1.5㎛ 및 6㎛ 사이의 1/e2에서 폭을 전형적으로 구비한 영역을 가지는 광모드를 수반할 수 있다. 예시이고 비제한의 예시 방법에 의해, 낮은 컨파인먼트 도파관이 약 3㎛의 폭 및 약 0.15㎛의 두께를 가지는 InGaAsP 재료(약 1.17㎛의 광루미네선스)로 만들어질 수 있다. 유사하게, 높은 컨파인먼트 도파관은, 0.13 내지 3㎛, 버트 결합된 구성에서는 약 1.1㎛,의 폭 및 약 0.52㎛의 두께를 가지는 InGaAsP 재료(약 1.3㎛의 광루미네선스)로 만들어질 수 있음을 유의한다.
그러한 수동 도파관은 전기적 절연을 제공할 수 있고, 도파관의 높은 컨파인먼트 특성은 평면 섹션 영역 및 BH 구조에서의 반사를 감소시키고 결합 효율성을 상당히 개선할 수 있다. 이 해결책은 또한 광검출기가 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 제공되는 평면 섹션 및 BH 구조 사이의 반사를 감소시키는 이점을 갖는다.
수동 천이 도파관을 만드는데 사용되는 선호 재료는 InGaAsP이다.
도 1은 일부 실시예에 따라 모놀리식으로 집적된 광검출기(3) 및 BH-SOA(2)를 포함하는 디바이스(1)의 평면도에 관한 예시의 개략적인 도해이다. 디바이스(1)는, 유입 광섬유(an incoming optical fiber)(미도시) 및 BH-SOA(2) 사이의 효율적이고 낮은 손실의 광결합을 허용하기 위해, 제 1 스폿 사이즈 컨버터(SSC)(4)를 통해 입력 광(input light)(L)을 수신하도록 구성된다. 제 1의 낮은 컨파인먼트 광학 수동 도파관(5)은 유입 광을 SSC(4)로 주입하는데 바람직하게 사용된다.
SSC를 만드는데 사용되는 일부 선호 재료는 InGaAsP 및 InGaAs 이다.
그러므로, SSC(4)는 유입 광을 BH-SOA(2) 안으로 결합하여, 광은 증폭되고 그 뒤에 BH-SOA(2)의 능동 도파관으로부터 제 2 SSC(6)의 입력인 BH-SOA의 출력으로 제공된다. 또한 제 2 SSC(6)는, 제 2 광학 수동 도파관(7)일 수 있는 디바이스(1)의 다음 스테이지로의 효율적이고 저손실의 광결합을 허용한다. 제 2 SSC(6)는 제 1 SSC(4)와 같은 동일한 재료로 구성될 수 있고 동일한 구조를 가질 수 있다. 더욱이, 제 1 광학 수동 도파관(5) 및 제 2 광학 수동 도파관(7)은 도 2에 도시된 바와 같이 동일한 구조 및 일부 일 수 있다.
그 이후, 광은 광학 수동 SOA 도파관(7)으로부터, (약 1.3㎛인 재료의 광루미네센스 Q를 가진) InGaAsP 층으로 바람직하게 구성된 광학 수동 천이 도파관(8) 안으로 입력된다. 광학 수동 천이 도파관(8)은 포토다이오드(3)의 활성 영역에 광을 이버네센트하게 결합하도록 사용될 수 있다.
본 발명의 맥락 내에서 이버네센트 결합은, 흡수층(an absorbing layer)이 유입 광 앞에 위치하지 않고, 예를 들어, 광을 가이드하는 도파관의 상단 상에 옮겨 놓을 때, 생성될 수 있다. 그 결과 광 흡수는 더 넓은 흡수 영역 전역에 분포되고(distributed), 따라서 광은 포토다이오드에 의해 이버네센트하게 흡수된다. 이러한 효과는 광발생 캐리어(photo-generated carriers)의 원치 않는 집중을 감소시키거나 또는 피할 수 있다.
도 2는 도 1의 디바이스의 단면도에 관한 예시의 개략적인 도해이다. 달리 제공되지 않는다면, 이 도면에서 유사한 요소는 도 1의 요소들과 유사한 참조 번호로 주어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 따라, 디바이스(1)는 모놀리식으로 집적된 광검출기(3) 및 BH-SOA(2)를 포함한다. 광검출기는 바람직하게는 딥 리지이다.
유입 입력 광(L)은 바람직하게는 광학 수동 SOA 도파관(5)에 입력되는데, 이 광학 수동 SOA 도파관은 유입 광(L)을 제 1 SSC(4)안으로 주입하기 위해 사용된다. 제 1 SSC(4)는 BH-SOA(2)로 광을 결합한다.
앞서 언급한 바와 같이, BH-SOA(2)는 수신된 광을 증폭하고 그 뒤에 이의 출력에 광을 제공하는데, 여기서 출력은 제 2 SSC(6)의 입력이다. BH-SOA 안으로, BH-SOA를 통하여, 그리고 BH-SOA 밖으로 진행하는(travelling) 광은 참조 번호 L1로 도 2에 도시된다. 제 2 SSC(6)는 L2로 도시된, 제 2 광학 수동 SOA 도파관(7)으로의 효율적이고 낮은 손실의 광 결합을 허용한다. 그 이후, 광은, 화살표 L3에 의해 도시된 바와 같이, 광학 수동 SOA 도파관(7)으로부터 광학 수동 천이 도파관(8) 안으로 입력된다. 광학 수동 천이 도파관(8)은, L4로 도시된 광을 포토다이오드(3)의 활성 영역으로 이버네센트하게 결합하는데 사용될 수 있다.
도 1에 더 분명히 도시된 바와 같이, 반도체 광증폭기(2)의 능동 도파관은 제 2 스폿 사이즈 컨버터(6)에 의해 제 2 광학 수동 도파관(7)에 결합되고, 제 2 광학 수동 도파관은 제 3 스폿 사이즈 컨버터(9)에 의해 수동 천이 도파관(8)에 결합된다. 이러한 배열은 수동 천이 도파관(8)으로부터 반도체 광증폭기(2)를 향하는 역반사(backward reflection)를 실질적으로 감소시키거나 방지하는 이점을 갖는다.
바람직하게, 수동 천이 도파관(8)은 광검출기 영역 근처에서 평면모양을 갖는다. 이 영역은 도 1 및 2에서 참조 번호 8a로 개략적으로 도시된다. 수동 천이 도파관의 평면 모양은 제조 공정을 간소화하기 때문에 유리하다.
도 3은 광검출기 (이 경우에서는 포토다이오드) 및 낮은 컨파인먼트 수동 도파관 사이의 결합 효율과 관련된 시뮬레이션 결과에 관한 예시의 그래프로, 특정 BH-SOA 포토다이오드 광학 천이 도파관 길이에 대하여 그리고 특정 다이오드 폭에 대하여 다이오드 길이 대비(versus) 포토다이오드 양자 효율이 도시된다. 이 그래프는 여기서 설명된 실시예들에 관한 더 나은 이해 및 예시의 목적으로만 제공되는 것임을 유의해야 한다. 그러므로, 이 도면이 시뮬레이션 결과를 도시하지만, 그러한 실시예에 대한 어떤 제한을 부과하는 것으로서 해석되지 않는다. 도 3의 그래프는 0보다 큰 값(>0)을 가진 BH-SOA 포토다이오드 광학 천이 도파관(8) 길이(즉 BH-SOA의 출력으로부터 포토다이오드의 입력까지)에 대한 것이며 약 4㎛의 포토다이오드 폭과 관련된다. 언급된 길이는 참조 D로 도 2에 표시되는데, 이를 위해 일부 선호되는 값은 약 0.1㎛ 및 약 10㎛이다. (100Gb/s 애플리케이션에 사용되는 전형적인 다이오드 영역일 수 있는) 4×15㎛2의 포토다이오드에 대하여, 약 0.5dB 보다 적은 TE/TM 편광 의존성 손실을 가진 약 1.55㎛의 파장에서, 약 42%의 양자 효율이 달성된다 - 이는 높은 것으로 여겨짐 -. SOA 광학 전치 증폭을 사용할 때, 높은 감도를 허용하는 높은 이득(예를 들어 20 dB 이상)이 예상된다.
위의 실시예들은 BH-SOA 및 광검출기가 서로 사이에서 확실한 분리와 함께 제공된 디바이스 구조에 대하여 제시되었다. 대안의 실시예에 따라, BH-SOA 및 PD는 서로에 관하여 실질적으로 옆에 또는 가까이에 위치될 수 있다. 이러한 구성은 또한 버트-결합된 구성으로 일컬어 질 수 있다.
도 4는 일부 실시예에 따라, 버트-결합된 구성에서 모놀리식으로 집적된 그러한 딥 리지 포토다이오드(3) 및 BH-SOA(2)에 대한 개략적인 평면도이다. 이 도면에서, 유사한 요소들은 도 1 및 2의 요소들과 유사한 참조 번호로 주어진다.
버트-결합은 잘 알려진 기술로, 특히, 다양한 기능을 통합할 수 있는, 예를 들어, 광-검출에 더하여 멀티플렉싱/디멀티플렉싱을 통합할 수 있는 디바이스를 설계하고자 하는 경우에 복수의 애플리케이션에 대한 확실한 이점을 나타낸다.
도 4를 다시 참조하면, 디바이스(1)는 유입 광섬유(미도시) 및 BH-SOA(2) 사이의 효율적이고 저손실의 광 결합을 허용하도록, 제 1 스폿 사이트 컨버터(SSC)(4)를 통해 입력 광(L)을 수신하도록 구성된다. 광학 수동 도파관(5)은 바람직하게 스폿 사이즈 컨버터(SSC)(4) 안으로 광을 주입하기 위해 사용된다.
그 이후, SSC(4)는 유입 광을 BH-SOA(2) 안으로 결합하는데, 여기서 유입 광은 증폭되고, 그 뒤에 바람직하게 InGaAsP로 구성된 수동 천이 도파관(8)의 입력인 BH-SOA(2)의 출력으로 제공된다. 광학 수동 천이 도파관(8)은, 도 1 및 2에 관하여 이미 설명한 바와 같이, 포토다이오드의 활성 영역에 광을 이버네센트하게 결합하는데 사용될 수 있다.
도 5는 도 4의 디바이스의 단면도에 관한 예시의 개략적인 도해이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 따라, 디바이스는 모놀리식으로 집적된 딥 리지 포토다이오드(3) 및 BH-SOA(2)를 포함한다.
유입 입력 광(L)은 바람직하게 광학 수동 도파관(5)의 입력인데, 이는 화살표 L1로 도시된 바와 같이, 유입 광(L)을 제 1 SSC(4) 안으로 주입하기 위해 사용된다. 제 1 SSC(4)는 광을 BH-SOA(2) 안으로 결합한다.
앞서 이미 언급된 바와 같이, BH-SOA(2)는 수신된 광을 증폭하고, 그 뒤에 수동 천이 도파관(8)의 입력인 BH-SOA의 출력에 광을 제공한다. BH-SOA를 통해 그리고 BH-SOA 안에서 진행하는 광은 참조 번호 L2로 도 5에 도시되고, 수동 천이 도파관 안을 진행하는 광은 L3으로 도시된다. 광학 수동 천이 도파관(8)은, L4로 도시된 광을 포토다이오드(3)의 활성 영역에 이버네센트하게 결합하는데 사용될 수 있다.
도 4 및 5의 버트-결합된 구성에서, 광학 천이 도파관(8)의 길이 D(즉 BH-SOA의 출력부터 포토다이오드의 입력까지)는 또한 0보다 큰(>0) 임의의 값을 가질 수 있는데, 일부 선호되는 값은 0으로부터 100㎛ 이하, 또는 약 10㎛이다.
본 명세서에서 제안된 해결책은 광학 전치-증폭을 제공하는 것과 관련되는데, 이는 연장된 전송 거리를 가진 고속 애플리케이션(100Gb/s 및 그 이상)을 위해 개발된 수신기(receivers)를 위한 중요한 특징이다. 매립형 도파관 및 SSC를 경유하여 이버네센트 광결합의 이점을 갖는 (높은 광이득, 낮은 잡음 계수 및 낮은 편광 의존성을 제공하는) 매립형 헤테로 구조 SOA를 가진 광검출기(고속 작동과 호환되는 딥 리지)의 최적화된 구조의 통합은 그러한 원하는 기능들을 제공한다. 그러한 통합 스킴은 기존 해결책들과 상이하며, 언급된 두 가지 부품 사이의 광반사 제한을 해결할 수 있는데, 이는 SOA 능동 도파관 및 높은 컨파인먼트 수동 도파관 사이의 재성장 인터페이스를 에칭하는 것을 허용할 수 있는데, 그 외에 두 개의 도파관이 실질적으로 또는 완전히 정렬되어 있지 않다면 반사를 발생시킬 수 있다.
그러므로, 본 명세서에서 제안된 해결책은 높은 광이득, 낮은 삽입 손실(insertion loss) 및 낮은 잡음 수치가 달성되는 이점을 제공한다.
또한, 제안된 해결책은 기존 해결책과 비교하여 낮은 TE/TM 편광 손실 및 고속 작동을 제공한다.
또한, 청구된 수단에 대응하는 구조의 리스트가 망라된(exhaustive) 것이 아니라는 것, 그리고 당업자는 균등한 구조가 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 언급된 구조를 대체할 수 있음을 이해한다는 점을 유의해야 한다.
당업자는 본 명세서 내 임의의 블록 다이어그램들이 본 발명의 원리를 구현하는 예시의 회로에 관한 개념적 관점을 나타내는 것임을 유념해야 한다.
1: 디바이스 2: BH-SOA
3: 광검출기 4: 제 1 스폿 사이즈 컨버터
5: 제 1의 낮은 컨파인먼트 광학 수동 도파관
6: 제 2 스폿 사이즈 컨버터 7: 제 2 광학 수동 도파관
8: 광학 수동 천이 도파관 9: 제 3 스폿 사이즈 컨버터

Claims (14)

  1. 모놀리식 집적 구조체(a monolithic integrated structure)로서,
    능동 도파관(an active waveguide)을 포함하는 매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기(a buried heterostructure semiconductor optical amplifier)와,
    딥 리지 광검출기(a deep ridge photodetector)와,
    상기 구조체로 유입 광(an incoming light)을 주입(inject)하도록 구성된 제 1 광학 수동 도파관(a first optical passive waveguide)
    을 포함하되,
    상기 구조체는 상기 능동 도파관을 제 2 광학 수동 도파관(a second optical passive waveguide)에 결합하도록 구성된 제 1 스폿 사이즈 컨버터(a first spot size converter)와, 상기 제 2 광학 수동 도파관을 광학 수동 천이 도파관(an optical passive transition waveguide) - 상기 광학 수동 천이 도파관은 상기 딥 리지 광검출기의 능동 영역에 상기 광이 이버네센트 결합(evanescently coupling)하도록 구성됨 - 에 결합하도록 구성된 제 2 스폿 사이즈 컨버터(a second spot size converter)를 포함하는
    모놀리식 집적 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조체는, 상기 반도체 광증폭기의 상기 능동 도파관과 상기 제 1 광학 수동 도파관 사이의 결합을 허용하도록 구성된 제 3 스폿 사이즈 컨버터(a third spot size converter)를 포함하는
    모놀리식 집적 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 수동 천이 도파관은 InGaAsP 층을 포함하는
    모놀리식 집적 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 광증폭기의 상기 능동 도파관 및 상기 광학 수동 천이 도파관은 버트-결합된(butt-coupled)
    모놀리식 집적 구조체.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 수동 천이 도파관은 적어도 부분적으로 상기 광검출기의 부근에서 평면인
    모놀리식 집적 구조체.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 중 어느 한 항의 상기 모놀리식 집적 구조체를 포함하는
    수신기(a receiver).
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광학 수동 도파관은 상기 구조체 내의 같은 층(layer)의 상이한 부분에 있는
    모놀리식 집적 구조체.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광학 수동 도파관은 상기 구조체 내의 같은 층의 상이한 부분에 있는
    수신기.
  12. 모놀리식 집적 구조체로서,
    매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기를 포함하되,
    상기 매립형 헤테로 구조 반도체 광증폭기는
    제 1 광학 수동 도파관으로부터 능동 도파관으로의 광학적 경로, 상기 능동 도파관으로부터 상기 능동 도파관보다 낮은 층에 위치한 제 2 광학 수동 도파관으로의 광학적 경로, 상기 제 2 광학 수동 도파관으로부터 광학 수동 천이 도파관으로의 광학적 경로, 및 상기 광학 수동 천이 도파관으로부터 딥 리지 광검출기로의 광학적 경로, 및
    상기 딥 리지 광검출기의 능동 영역에 광이 이버네센트 결합하도록 구성되는 상기 광학 수동 천이 도파관과 상기 제 1 광학 수동 도파관 사이에 위치한 적어도 하나의 스폿 사이즈 컨버터
    를 형성하는
    모놀리식 집적 구조체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광학 수동 도파관은 상기 구조체 내의 같은 층의 상이한 부분에 있는
    모놀리식 집적 구조체.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 반도체 광증폭기의 상기 능동 도파관은 제 1 스폿 사이즈 컨버터에 의해 상기 제 2 광학 수동 도파관에 결합되고, 상기 제 2 광학 수동 도파관은 제 2 스폿 사이즈 컨버터에 의해 상기 수동 천이 도파관에 결합되는
    모놀리식 집적 구조체.
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Comment text: Amendment to Specification, etc.

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Patent event code: PX07011S01I

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