JP6121730B2 - 光デバイス - Google Patents
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Description
本実施の形態の光デバイスは、レーザ光源と、レーザ光源から出力される光を伝搬する第1の光導波路と、第1の光導波路から入力される光をn個(nは2以上の整数)の光に分配する第1の分配器と、第1の分配器から出力されるn個の光を伝搬するn本の第2の光導波路と、各々の第2の光導波路に伝搬された光をm個(mは2以上の整数)の光に分配するn個の第2の分配器と、n個の第2の分配器から出力されるn×m個の光を伝搬するマトリックス状に配置されるn×m本の第3の光導波路と、第3の光導波路毎に電圧または電流を印加し、第3の光導波路を伝搬する光の位相を制御する制御電極と、制御電極により位相が制御された光を出力する出力端面と、を備える。
上部電極30aと下部電極30bは、例えば、金属の電極である。
本実施の形態の光デバイスは、制御電極に印加する電圧または電流を制御する位相制御回路をさらに備える。そして、位相制御回路が半導体基板上の集積回路で形成され、半導体基板上にレーザ光源、第1、第2および第3の光導波路、第1および第2の分配器、制御電極、出力端面が形成される。
本実施の形態の光デバイスは、基板と、基板上に形成され、クラッド材からなる第1の配線分離層と、第1の配線分離層上に形成され、クラッド材からなる第1の配線層内クラッドと、左右を第1の配線層内クラッドに挟まれクラッド材よりも屈折率の高い第1のコア材からなる第1の光導波路とを含む第1の光配線層と、第1の配線分離層上方に形成され、クラッド材からなる第2の配線層内クラッドと、左右を第2の配線層内クラッドに挟まれ、第1の光導波路と離間して略平行に伸長し、第1のコア材からなる第2の光導波路とを含む第2の光配線層と、第1の光配線層と第2の光配線層との間に形成され、クラッド材からなる周囲層と、周囲層で挟まれ、第1の光導波路の上面および第2の光導波路の下面に接触し、第1のコア材よりも高い屈折率の第2のコア材からなる接続部とを含む第2の配線分離層と、を備える。そして、第1の光導波路、接続部、第2の光導波路を上記基板に平行な面に投影した場合に、接続部が、第1の光導波路および第2の光導波路のいずれよりも内側となる構成となっている。
本実施の形態の光デバイスは、基板と、基板上に形成され、クラッド材からなる第1の配線分離層と、第1の配線分離層上に形成され、クラッド材からなる第1の配線層内クラッドと、左右を第1の配線層内クラッドに挟まれクラッド材よりも屈折率の高い第1のコア材からなる第1の光導波路とを含む第1の光配線層と、第1の光配線層上に形成され、クラッド材よりも屈折率が高く、第1のコア材よりも屈折率の低い境界材からなる第1の境界層と、第1の境界層上方に形成され、境界材からなる第2の境界層と、第2の境界層上に形成され、クラッド材からなる第2の配線層内クラッドと、左右を第2の配線層内クラッドに挟まれ、第1の光導波路と略平行に伸長し、第1のコア材からなる第2の光導波路とを含む第2の光配線層と、第1の境界層と第2の境界層との間に形成され、前記クラッド材からなる周囲層と、前記周囲層で挟まれ、前記第1の境界層の上面および前記第2の境界層の下面に接触し、前記境界材よりも高い屈折率の第2のコア材からなる接続部とを含む第2の配線分離層と、を備える。そして、第1の光導波路、接続部、第2の光導波路を基板に平行な面に投影した場合に、第1の光導波路、接続部、第2の光導波路がすべて重なる領域を有する。
=1.55μm)を代入するとL0〜1.64μmとなり、実際の接続部長(1.45μm)より約13%大きな見積もりとなる。このように、出射側の最初の干渉ピークを用いる場合の接続部長Lは式(IV)右辺の値に比較的近い値になり、その2倍の長さがあるとi=0のモードとi=1のモードの干渉によるピークは入射導波路面側に戻る。
12 第1の光導波路
14 クラッド層
16 第1の分配器
18 第2の光導波路
20 第2の分配器
22 第3の光導波路
28 出力端面
30a 上部電極
30b 下部電極
40 制御回路
100 基板
101 第1の配線分離層
102 第1の光配線層
103 第2の配線分離層
104 第2の光配線層
107a 第1の光導波路
107b 第1の配線層内クラッド
108a 第2の光導波路
108b 第2の配線層内クラッド
110a 接続部
110b 周囲層
200 基板
201 第1の配線分離層
202 第1の光配線層
203 第2の配線分離層
204 第2の光配線層
207a 第1の光導波路
207b 第1の配線層内クラッド
208a 第2の光導波路
208b 第2の配線層内クラッド
210a 接続部
210b 周囲層
221 第1の境界層(第1のエッチストップ層)
222 第2の境界層(第2のエッチストップ層)
Claims (7)
- レーザ光源と、
前記レーザ光源から出力される光を伝搬する第1の光導波路と、
前記第1の光導波路から入力される光をn個(nは2以上の整数)の光に分配する第1の多モード干渉導波路と、
前記第1の多モード干渉導波路から出力されるn個の光を伝搬するn本の第2の光導波路と、
各々の前記第2の光導波路に伝搬された光をm個(mは2以上の整数)の光に分配するn個の第2の多モード干渉導波路と、
n個の前記第2の多モード干渉導波路から出力されるn×m個の光を伝搬するマトリックス状に配置されるn×m本の第3の光導波路と、
前記第3の光導波路毎に電圧または電流を印加し、前記第3の光導波路を伝搬する光の位相を制御する制御電極と、
前記制御電極と前記第3の光導波路との間に位置する絶縁層と、
前記制御電極により位相が制御された光を出力する出力端面と、
を備える光デバイス。 - レーザ光源と、
前記レーザ光源から出力される光を伝搬する第1の光導波路と、
前記第1の光導波路から入力される光をn個(nは2以上の整数)の光に分配する第1の多モード干渉導波路と、
前記第1の多モード干渉導波路から出力されるn個の光を伝搬するn本の第2の光導波路と、
各々の前記第2の光導波路に伝搬された光をm個(mは2以上の整数)の光に分配するn個の第2の多モード干渉導波路と、
n個の前記第2の多モード干渉導波路から出力されるn×m個の光を伝搬するマトリックス状に配置されるn×m本の第3の光導波路と、
前記第3の光導波路毎に電圧または電流を印加し、前記第3の光導波路を伝搬する光の位相を制御する制御電極と、
前記制御電極により位相が制御された光を出力する出力端面と、
を備え、
前記制御電極が上部電極と下部電極を有し、前記第3の光導波路の少なくとも一部は前記上部電極と前記下部電極との間に位置し、前記上部電極及び前記下部電極は前記第3の光導波路に接し、前記第3の光導波路内にpn接合が存在する光デバイス。 - 前記レーザ光源がレーザダイオードである請求項1又は請求項2記載の光デバイス。
- 前記第1、第2および第3の光導波路はシリコンである請求項1乃至請求項3いずれか一項記載の光デバイス。
- 前記第1、第2および第3の光導波路の周囲に、前記第1、第2および第3の光導波路よりも屈折率の低いクラッド層が存在する請求項1ないし請求項4いずれか一項記載の光デバイス。
- 前記制御電極に印加する電圧または電流を制御する位相制御回路をさらに備え、
前記位相制御回路が半導体基板上の集積回路で形成され、
前記半導体基板上に前記レーザ光源、第1、第2および第3の光導波路、前記第1および第2の多モード干渉導波路、前記制御電極、前記出力端面が形成される請求項1ないし請求項5いずれか一項記載の光デバイス。 - 前記第1の多モード干渉導波路、及び、前記第2の多モード干渉導波路がシリコンを含む請求項1ないし請求項6いずれか一項記載の光デバイス。
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