JPH08179168A - Optical integrated circuit - Google Patents
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- JPH08179168A JPH08179168A JP32579194A JP32579194A JPH08179168A JP H08179168 A JPH08179168 A JP H08179168A JP 32579194 A JP32579194 A JP 32579194A JP 32579194 A JP32579194 A JP 32579194A JP H08179168 A JPH08179168 A JP H08179168A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、製作性が良く低損失な
光集積回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical integrated circuit which is easy to manufacture and has low loss.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の光集積回路の一例として、図７
に、ストリップ装荷形光導波路を用いた従来のマッハツ
ェンダ形２×２光スイッチの斜視図を示す。図中、Ｉは
入力用光導波路（単一モード光導波路部）、IIは多モー
ド干渉形（以下、ＭＭＩと略す）光結合器で構成した入
力側３ｄＢカプラ（光結合器部）、III は位相変調器か
らなる相互作用部（単一モード光導波路部）、IVはＭＭ
Ｉにより構成した出力側３ｄＢカプラ（光結合器部）、
Ｖは出力側光導波路（単一モード光導波路部）である。
また、１はｐ側電極、２はｐ+ −ＩｎＧａＡｓキャップ
層、３はｐ−ＩｎＰクラッド層、４はノンドープＩｎＰ
（以下、ｉ−ＩｎＰと略す）からなるサイドクラッド
層、５は多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ−ｑｕａｎｔｕｍ
ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）からなるコア層、６はｎ−ＩｎＰバ
ッファ層、７はｎ+ −ＩｎＰ基板、８はｎ側電極であ
る。図７の位相変調相互作用部III のＡ−Ａ′線に沿う
断面図と該部分における横方向等価屈折率ｎを図８に示
し、同様に、入力用３ｄＢカプラIIのＢ−Ｂ′線に沿う
断面図と該部分における横方向等価屈折率ｎを図９に示
す。図中、Δｎは、ｐ−ＩｎＰクラッド層３がある領域
（すなわち、横方向閉じ込めにおけるコア部）における
等価屈折率と、該クラッド層がない領域（すなわち、横
方向閉じ込めにおけるクラッド部）における等価屈折率
との差（すなわち、横方向閉じ込めにおける等価屈折率
の差）である。入力用光導波路Ｉからの光を３ｄＢカプ
ラ部IIで２本の相互作用用光導波路部に等分し、ｐ側電
極１とｎ側電極８との間に電圧を印加することにより、
光路を切り替え、スイッチ動作をさせる。2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an example of a conventional optical integrated circuit.
FIG. 1 is a perspective view of a conventional Mach-Zehnder type 2 × 2 optical switch using a strip-loaded type optical waveguide. In the figure, I is an input optical waveguide (single-mode optical waveguide section), II is an input side 3 dB coupler (optical coupler section) composed of a multi-mode interference (hereinafter abbreviated as MMI) optical coupler, and III is Interaction part (single mode optical waveguide part) consisting of phase modulator, IV is MM
Output side 3 dB coupler (optical coupler section) configured by I,
V is an output side optical waveguide (single mode optical waveguide section).
Further, 1 is a p-side electrode, 2 is a p + -InGaAs cap layer, 3 is a p-InP clad layer, and 4 is undoped InP.
A side clad layer (hereinafter, abbreviated as i-InP) 5 is a multi-quantum well (Multi-quantum).
well: MQW), 6 is an n-InP buffer layer, 7 is an n + -InP substrate, and 8 is an n-side electrode. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the phase modulation interaction section III of FIG. 7 taken along the line AA 'and a lateral equivalent refractive index n in the section are shown in the same manner as the line BB' of the input 3 dB coupler II. FIG. 9 shows a cross-sectional view taken along the line and the equivalent refractive index n in the lateral direction in this portion. In the figure, Δn is the equivalent refractive index in the region where the p-InP cladding layer 3 is present (that is, the core portion in the lateral confinement) and the equivalent refractive index in the region where the p-InP cladding layer 3 is not present (that is, the cladding portion in the lateral confinement). It is the difference with the index (that is, the difference in the equivalent refractive index in lateral confinement). The light from the input optical waveguide I is equally divided into two interaction optical waveguide sections by the 3 dB coupler section II, and a voltage is applied between the p-side electrode 1 and the n-side electrode 8,
The optical path is switched and the switch operation is performed.
【０００３】図８を用いてｉ−ＩｎＰサイドクラッド層
４の役目について簡単に説明する。導波光は、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層３の直下のコア層近傍を伝搬するが、この
時、該導波光は、コア層の上下にも漏れている。サイド
クラッド層４が薄いと、ｐ−ＩｎＰクラッド層３がない
場所では、導波光は、空気の低い屈折率（１．０）を感
じ、その場所の等価屈折率ｎ（すなわち、横方向閉じ込
めにおけるクラッド部の等価屈折率）は下がる。一方、
ｐ−ＩｎＰクラッド層３がある場所では、コアの上に漏
れた光は、その屈折率（３．１７）を感じるため、等価
屈折率ｎ（すなわち、横方向閉じ込めにおけるコア部の
等価屈折率）が高くなり、横方向の光閉じ込めが可能と
なる。一般に、高次モードによる光損失を抑えるために
は、入力用光導波路Ｉや出力用光導波路Ｖの入出力部や
相互作用部III の光導波路は、単一モード性が要求され
る。単一モード伝搬を実現するためには、横方向閉じ込
めにおける等価屈折率差Δｎを小さくする必要があり、
図８のように、ある程度の厚みのサイドクラッド層４の
厚みを設定する。例えば、ｐ−ＩｎＰクラッド層３の幅
を２．５μｍ、ＭＱＷのコア層５の屈折率を３．４、同
コア層５の厚みを０．４μｍとすると、サイドクラッド
層４の厚みＤsideを０．２μｍ程度に設定する。なお、
サイドクラッド層４を厚くすることにより、光がｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層３の直下近傍を伝搬する際におけるｐ−
ＩｎＰクラッド層３の側壁での散乱損を低減する効果も
得られる。The role of the i-InP side cladding layer 4 will be briefly described with reference to FIG. The guided light is p-In
The light propagates in the vicinity of the core layer immediately below the P clad layer 3, but at this time, the guided light also leaks above and below the core layer. If the side clad layer 4 is thin, the guided light feels the low refractive index (1.0) of air at a place where the p-InP clad layer 3 is not present, and the equivalent refractive index n at that place (that is, in the lateral confinement) is obtained. The equivalent refractive index of the clad part) decreases. on the other hand,
At the place where the p-InP clad layer 3 is present, the light leaked onto the core feels its refractive index (3.17), so the equivalent refractive index n (that is, the equivalent refractive index of the core portion in the lateral confinement). Becomes higher, and lateral light confinement becomes possible. Generally, in order to suppress the optical loss due to the higher order mode, the input / output portions of the input optical waveguide I and the output optical waveguide V and the optical waveguides of the interaction portion III are required to have a single mode property. In order to realize single mode propagation, it is necessary to reduce the equivalent refractive index difference Δn in the lateral confinement,
As shown in FIG. 8, the thickness of the side clad layer 4 is set to a certain level. For example, when the width of the p-InP clad layer 3 is 2.5 μm, the refractive index of the MQW core layer 5 is 3.4, and the thickness of the core layer 5 is 0.4 μm, the thickness D side of the side clad layer 4 is Set to about 0.2 μm. In addition,
By increasing the thickness of the side clad layer 4, light is transmitted through p-I.
p− when propagating in the vicinity immediately below the nP clad layer 3
The effect of reducing the scattering loss on the side wall of the InP clad layer 3 is also obtained.
【０００４】前述の図８と図９から分かるように、従来
のマッハツェンダ形光スイッチでは、相互作用部III や
入出力部Ｉ、Ｖなどの単一モード光導波路部のサイドク
ラッド層４の厚みと、ＭＭＩにより構成した３ｄＢカプ
ラII、IVにおけるサイドクラッド層４の厚みとが、等し
い構造となっていた。つまり、単一モード光導波路部に
おいて、単一モード性を確保するとともに、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層３の側壁の荒れに起因する光の伝搬損失を抑
えるために、サイドクラッド層４の厚みを厚くすると、
ＭＭＩにより構成した３ｄＢカプラII、IVにおけるサイ
ドクラッド層４の厚みも厚くなっていた。As can be seen from FIG. 8 and FIG. 9 described above, in the conventional Mach-Zehnder type optical switch, the thickness of the side clad layer 4 of the single mode optical waveguide portion such as the interaction portion III and the input / output portions I and V is , And the thickness of the side clad layer 4 in the 3 dB couplers II and IV made of MMI has the same structure. That is, in the single mode optical waveguide portion, the single mode property is ensured and the p-InP
If the thickness of the side clad layer 4 is increased in order to suppress the propagation loss of light due to the roughness of the side wall of the clad layer 3,
The thickness of the side clad layer 4 in the 3 dB couplers II and IV composed of MMI was also thick.
【０００５】図１０には、変数としてＭＭＩカプラII、
IVの幅をとり、パラメータとしてサイドクラッド層４の
厚みＤsideをとった場合の３ｄＢカプラ長Ｌ3dB の計算
結果を示す。図から、３ｄＢカプラ長Ｌ3dB は、サイド
クラッド層４の厚みに大きく依存することがわかる。こ
れは、サイドクラッド層４の厚みＤsideが変化すると、
ＭＭＩカプラII、IVの横方向閉じ込めの等価屈折率差Δ
ｎも変化し、ＭＭＩへの光の閉じ込め効率が変動し、そ
の結果、ＭＭＩの等価的な幅が変わるためであると、考
えられる。In FIG. 10, MMI coupler II is used as a variable,
The calculation result of the 3 dB coupler length L 3 dB when the width of IV is taken and the thickness D side of the side cladding layer 4 is taken as a parameter is shown. From the figure, it can be seen that the 3 dB coupler length L 3 dB largely depends on the thickness of the side cladding layer 4. This is because when the thickness D side of the side clad layer 4 changes,
Equivalent refractive index difference Δ for lateral confinement of MMI couplers II and IV
It is considered that this is because n also changes and the confinement efficiency of light into the MMI changes, and as a result, the equivalent width of the MMI changes.
【０００６】ところが、製作性の良いドライエッチング
を用いる場合、サイドクラッド層４の厚みを精度良く制
御することは困難であるし、ウエットエッチングを用い
る場合でも、ＭＭＩカプラII、IVの４隅もエッチングさ
れ、ＭＭＩカプラとしての機能を損なう結果となる。However, it is difficult to control the thickness of the side clad layer 4 with high accuracy when using dry etching having good manufacturability. Even when wet etching is used, the four corners of the MMI couplers II and IV are also etched. As a result, the function of the MMI coupler is impaired.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従って、相互作用部や
光入出力部などの単一モード光導波路部と、ＭＭＩカプ
ラ（多モード干渉形光結合器部）とにおいて、横方向閉
じ込めにおけるクラッド層の等価屈折率が同一である従
来の光集積回路（つまり、ストリップ装荷形光導波路を
例にとると、同じ厚みのサイドクラッド層やコア層を具
備する光集積回路に相当）では、単一モード光導波路を
低損失に製作するとともに、ＭＭＩカプラの結合長を精
度よく実現することは、製作歩留りの点で、極めて問題
があった。Therefore, in the single mode optical waveguide section such as the interaction section and the optical input / output section and the MMI coupler (multimode interference type optical coupler section), the cladding layer in the lateral confinement is provided. In a conventional optical integrated circuit having the same equivalent refractive index of (i.e., a strip-loaded optical waveguide as an example, it is equivalent to an optical integrated circuit having a side cladding layer and a core layer of the same thickness), a single mode Producing the optical waveguide with low loss and realizing the coupling length of the MMI coupler with accuracy was extremely problematic in terms of production yield.
【０００８】そこで、本発明の課題は、これら従来の問
題を解決し、ＭＭＩカプラと単一モード光導波路部の製
作歩留り、および単一モード光導波路部の伝搬損失低減
の点で優れた光集積回路を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve these conventional problems, and to provide an optical integrated device which is excellent in the manufacturing yield of the MMI coupler and the single mode optical waveguide portion and in reducing the propagation loss of the single mode optical waveguide portion. To provide a circuit.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１の光集積回路は、少なくともコ
ア層とクラッド層とを有し、少なくとも単一モード光導
波路部と多モード干渉形光結合器部とが形成されている
光集積回路において、前記多モード干渉形光結合器部の
横方向閉じ込めにおけるクラッドの等価屈折率が、前記
単一モード光導波路部の横方向閉じ込めにおけるクラッ
ドの等価屈折率よりも低いことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, an optical integrated circuit according to claim 1 of the present invention has at least a core layer and a clad layer, and at least a single mode optical waveguide portion and a multi-mode optical waveguide portion. In the optical integrated circuit in which the mode interference type optical coupler section is formed, the equivalent refractive index of the cladding in the lateral confinement of the multimode interference type optical coupler section has a lateral confinement of the single mode optical waveguide section. It is characterized in that it is lower than the equivalent refractive index of the cladding in.
【００１０】また、本発明の請求項２の光集積回路は、
前記請求項１の光集積回路において、前記コア層上には
サイドクラッド層が形成されているとともに、前記単一
モード光導波路部が、前記サイドクラッド層上にパター
ン化したリッジ状のクラッド層が形成されてなるストリ
ップ装荷形光導波路であり、前記単一モード光導波路部
と前記多モード干渉形光結合器部とにおいて前記リッジ
状クラッド層に対応する部分以外の前記サイドクラッド
層の厚み、もしくは前記リッジ状クラッド層に対応する
部分以外の前記コア層の厚みの少なくとも一方が、前記
ストリップ装荷形単一モード光導波路部と前記多モード
干渉形光結合器部とで異なっており、それにより前記等
価屈折率の相違が実現されていることを特徴とする。The optical integrated circuit according to claim 2 of the present invention is
The optical integrated circuit according to claim 1, wherein a side clad layer is formed on the core layer, and the single-mode optical waveguide portion is a ridge-shaped clad layer patterned on the side clad layer. A strip-loaded optical waveguide formed, wherein the thickness of the side cladding layer other than the portion corresponding to the ridge-shaped cladding layer in the single mode optical waveguide portion and the multimode interference optical coupler portion, or At least one of the thicknesses of the core layer other than the portion corresponding to the ridge-shaped cladding layer is different between the strip-loaded single-mode optical waveguide section and the multi-mode interference optical coupler section. It is characterized in that a difference in equivalent refractive index is realized.
【００１１】[0011]
【作用】本発明によれば、ＭＭＩカプラの横方向閉じ込
めの等価屈折率差Δｎが大きくなるため、ＭＭＩへの光
の閉じ込め効率が高くなる。従って、ＭＭＩカプラの製
作の歩留りを向上できる。また、例えば、単一モード光
導波路部がストリップ装荷形の場合には、ＭＭＩカプラ
部とは独立にサイドクラッド層を厚くできるため、単一
モード性を確保できるとともに、リッジ状のクラッド層
の側壁の荒れに起因する伝搬損失を低減することが可能
となる。According to the present invention, since the equivalent refractive index difference Δn in the lateral confinement of the MMI coupler becomes large, the efficiency of confining light in the MMI becomes high. Therefore, the manufacturing yield of the MMI coupler can be improved. Further, for example, when the single-mode optical waveguide portion is of a strip loading type, the side cladding layer can be thickened independently of the MMI coupler portion, so that the single mode property can be secured and the sidewall of the ridge-shaped cladding layer can be secured. It is possible to reduce the propagation loss due to the roughness of the.
【００１２】[0012]
【実施例】以下に、ストリップ装荷形の単一モード光導
波路部とＭＭＩカプラを有する光集積回路を例にとり、
図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。EXAMPLE An optical integrated circuit having a strip-loaded single mode optical waveguide section and an MMI coupler will be described below as an example.
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１３】（実施例１）図１に本発明の第１の実施例
の斜視図を示す。また、図２には、図１のＢ−Ｂ′に沿
う断面図を示す。なお、これらの図において、前記図７
〜図９に示した構成における要素と同一要素には同一符
号を付して説明を簡略化した。また、図１のＡ−Ａ′線
に沿う断面図は前述の図８と同じである。図１と図２か
ら分かるように、本実施例においては、ＭＭＩカプラI
I、IVの領域におけるサイドクラッド層４の厚みＤside
を、相互作用部III や入出力部II、IVなどの単一モード
光導波路部のサイドクラッド層４と比較して、薄くしな
っている。図３には、変数としてＭＭＩカプラIIの幅を
とり、パラメータとしてサイドクラッド層４の厚みＤ
sideをとった場合の３ｄＢカプラ長Ｌ3dB の計算結果を
示す。図から、３ｄＢカプラ長はサイドクラッド層４の
厚みＤsideが薄くなるほど、Ｄsideの変化に対するＬ
3dB の変動が小さくなることがわかる。これは、サイド
クラッド層４の厚みＤsideが薄くなるほど、ＭＭＩカプ
ラIIの横方向閉じ込めの等価屈折率差Δｎが大きくなる
ため、ＭＭＩへの光の閉じ込め効率が高くなるためであ
ると、考えられる。なお、図にはサイドクラッド層４の
厚みＤsideの薄い極限である零の場合についても示して
いる。つまり、ＭＭＩカプラIIにおいてサイドクラッド
層４の厚みを、相互作用部III や入出力部Ｉ、Ｖなどの
単一モード光導波路部におけるサイドクラッド層４の厚
みに対して独立に設定するとともに、該単一モード光導
波路部のサイドクラッド層４の厚みよりも薄くすること
により、単一モード光導波路部の単一モード性を確保す
るとともに、ＭＭＩカプラII、IVの結合特性の制御性を
従来の構造と比較して改善できる。(Embodiment 1) FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of the present invention. 2 is a sectional view taken along the line BB 'in FIG. Incidentally, in these figures, in FIG.
The same elements as those in the configuration shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals to simplify the description. A sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1 is the same as that in FIG. 8 described above. As can be seen from FIGS. 1 and 2, in the present embodiment, the MMI coupler I
The thickness D side of the side cladding layer 4 in the regions I and IV
Is thinner than the side cladding layer 4 of the single mode optical waveguide portion such as the interaction portion III and the input / output portions II and IV. In FIG. 3, the width of the MMI coupler II is taken as a variable, and the thickness D of the side clad layer 4 is taken as a parameter.
The calculation result of the 3 dB coupler length L 3 dB when the side is taken is shown. From the figure, the 3 dB coupler length is L with respect to the change of D side as the thickness D side of the side cladding layer 4 becomes thinner.
It can be seen that the fluctuation of 3 dB is small. It is considered that this is because as the thickness D side of the side cladding layer 4 becomes thinner, the equivalent refractive index difference Δn in the lateral confinement of the MMI coupler II becomes larger, so that the efficiency of confining light in the MMI becomes higher. . The figure also shows the case where the thickness D side of the side cladding layer 4 is zero, which is the limit. That is, in the MMI coupler II, the thickness of the side clad layer 4 is set independently of the thickness of the side clad layer 4 in the single mode optical waveguide section such as the interaction section III and the input / output sections I and V. By making the thickness of the side cladding layer 4 of the single-mode optical waveguide portion thinner, the single-mode characteristic of the single-mode optical waveguide portion is ensured and the controllability of the coupling characteristic of the MMI couplers II and IV is improved. Can be improved compared to the structure.
【００１４】（実施例２）図４に本発明の第２の実施例
の斜視図を示す。また、図５には、図４のＢ−Ｂ′に沿
う断面図を示す。なお、これらの図において、前記図７
〜図９および図１、２に示した構成における要素と同一
要素には同一符号を付して説明を簡略化した。また、図
４のＡ−Ａ′に沿う断面図は前述の図８と同じである。
図４と図５から分かるように、本実施例においては、Ｍ
ＭＩカプラII、IVの領域においてサイドクラッド層４の
みならず、該領域II、IVにおけるＭＭＩカプラのリッジ
状のクラッド層３に対応する下部のコア層５を除いたコ
ア層５までエッチングしている。図６には、変数として
ＭＭＩカプラIIの幅をとり、パラメータとしてＭＭＩカ
プラIIのリッジ状クラッド層３の下部に位置する部分以
外のコア層５の厚みＤcoreをとった場合の３ｄＢカプラ
長Ｌ3dB の計算結果を示す。なお、本実施例におけるΔ
ｎは、第１の実施例の場合のΔｎよりも大きくなる。図
から、３ｄＢカプラIIの長さは、コア層５の厚みＤcore
が薄くなるほど、Ｄcoreの変化に対するＬ3dB の変動が
小さくなり、Ｄcoreが０．２μｍ以下になると、Ｌ3dB
の変動がなくなることがわかる。これは、Ｄcoreがある
程度薄くなると、ＭＭＩカプラIIの横方向閉じ込めの等
価屈折率差Δｎが大きくなり、ＭＭＩへの光の閉じ込め
効率が充分高くなるためであると考えられる。なお、Ｄ
coreを零にし、さらにはハイメサ構造としても、以上の
点は成立することを確認している。よって、ＭＭＩカプ
ラII、IVの領域においてリッジ状のクラッド層３の下部
に位置する部分以外のコア層５までエッチングすること
により、相互作用部III や入出力部Ｉ、Ｖなどの単一モ
ード光導波路部のサイドクラッド層４の厚みに対して独
立にＬ3dB を設定することができるため、単一モード光
導波路の単一モード性を確保するとともに、ＭＭＩカプ
ラII、IVの結合特性の制御性を従来の構造と比較して、
大幅に改善できる。ただし、ＭＭＩカプラ部を完全なハ
イメサ構造とすると、この部分の側壁の荒れに起因する
伝搬損失が増加するのでＬ3dB の再現性を確保できる程
度に、コア層５のエッチング量を設定することが望まし
いと考えられる。(Embodiment 2) FIG. 4 shows a perspective view of a second embodiment of the present invention. Further, FIG. 5 shows a sectional view taken along the line BB ′ of FIG. Incidentally, in these figures, in FIG.
The same elements as those in the configurations shown in FIGS. 9 and 1 and 2 are designated by the same reference numerals to simplify the description. The sectional view taken along the line AA 'in FIG. 4 is the same as that in FIG.
As can be seen from FIGS. 4 and 5, in this embodiment, M
In the regions of the MI couplers II and IV, not only the side cladding layer 4 but also the core layer 5 except the lower core layer 5 corresponding to the ridge-shaped cladding layer 3 of the MMI coupler in the regions II and IV are etched. . In FIG. 6, the width of the MMI coupler II is taken as a variable, and the thickness D core of the core layer 5 other than the portion located below the ridge-shaped cladding layer 3 of the MMI coupler II is taken as a parameter. The calculation result of 3 dB is shown. In this example, Δ
n is larger than Δn in the first embodiment. From the figure, the length of the 3 dB coupler II is the thickness D core of the core layer 5.
The higher the thinner, the variation of L 3 dB with respect to the change in D core decreases, the D core is 0.2μm or less, L 3 dB
It can be seen that the fluctuation of It is considered that this is because when the D core becomes thin to some extent, the equivalent refractive index difference Δn in the lateral confinement of the MMI coupler II becomes large and the efficiency of confining light in the MMI becomes sufficiently high. Note that D
It has been confirmed that the above points are established even if the core is set to zero and even a high-mesa structure is used. Therefore, by etching up to the core layer 5 other than the portion located below the ridge-shaped clad layer 3 in the regions of the MMI couplers II and IV, the single mode optical components such as the interaction part III and the input / output parts I and V can be obtained. Since L 3 dB can be set independently of the thickness of the side clad layer 4 of the waveguide portion, the single mode property of the single mode optical waveguide is ensured and the controllability of the coupling characteristics of the MMI couplers II and IV is improved. Compared with the conventional structure,
It can be greatly improved. However, if the MMI coupler section has a complete high-mesa structure, the propagation loss due to the roughness of the side wall of this section increases, so the etching amount of the core layer 5 can be set to an extent that reproducibility of L 3 dB can be ensured. Considered desirable.
【００１５】なお、以上の説明においては、光導波路の
形態として、ストリップ装荷形単一モード光導波路につ
いて述べたが、本発明は、埋め込み形光導波路について
も適用可能であるし、ＭＭＩカプラを用いた誘電体光導
波路にも適用可能であることは言うまでもない。In the above description, the strip-loaded single-mode optical waveguide is described as the form of the optical waveguide, but the present invention is also applicable to the embedded optical waveguide and uses the MMI coupler. It goes without saying that it can also be applied to the above-mentioned dielectric optical waveguide.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｍ
ＭＩカプラの横方向閉じ込めの等価屈折率差Δｎが大き
くなるため、ＭＭＩへの光の閉じ込め効率が高くなる。
従って、ＭＭＩカプラの製作の歩留りを向上できる。ま
た、例えば、ストリップ装荷形光導波路を用いた光導波
路の場合、単一モード光導波路部においては、ＭＭＩカ
プラ部とは独立にサイドクラッド層を厚くできるため、
単一モード性を確保できるとともに、リッジ部の側壁の
荒れに起因する伝搬損失を低減することが可能となる点
で優れた光集積回路を提供することができる。As described above, according to the present invention, M
Since the equivalent refractive index difference Δn in the lateral confinement of the MI coupler becomes large, the efficiency of confining light in the MMI becomes high.
Therefore, the manufacturing yield of the MMI coupler can be improved. Further, for example, in the case of an optical waveguide using a strip-loaded optical waveguide, in the single mode optical waveguide section, the side clad layer can be thicker independently of the MMI coupler section.
It is possible to provide an optical integrated circuit that is excellent in that it is possible to secure the single mode property and reduce the propagation loss due to the roughness of the sidewall of the ridge portion.
【図１】本発明にかかる光集積回路の第１の実施例の斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of an optical integrated circuit according to the present invention.
【図２】図１のＢ−Ｂ′線に沿う断面構成図である。FIG. 2 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line BB ′ of FIG.
【図３】本発明にかかる光集積回路の第１の実施例にお
けるＭＭＩ３ｄＢカプラ長の計算結果を示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing the calculation result of the MMI 3 dB coupler length in the first embodiment of the optical integrated circuit according to the present invention.
【図４】本発明にかかる光集積回路の第２の実施例の斜
視図である。FIG. 4 is a perspective view of a second embodiment of the optical integrated circuit according to the present invention.
【図５】図４のＢ−Ｂ′線に沿う断面構成図である。5 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line BB ′ of FIG.
【図６】本発明にかかる光集積回路の第２の実施例にお
けるＭＭＩ３ｄＢカプラ長の計算結果を示すグラフであ
る。FIG. 6 is a graph showing the calculation result of the MMI 3 dB coupler length in the second embodiment of the optical integrated circuit according to the present invention.
【図７】従来の光集積回路の一例であるマッハツェンダ
形２×２光スイッチの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a Mach-Zehnder type 2 × 2 optical switch which is an example of a conventional optical integrated circuit.
【図８】図７のＡ−Ａ′線に沿う断面構成図である。8 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line AA ′ in FIG. 7.
【図９】図７のＢ−Ｂ′線に沿う断面構成図である。9 is a cross-sectional configuration diagram taken along the line BB ′ of FIG. 7.
【図１０】従来の光集積回路におけるＭＭＩ３ｄＢカプ
ラ長の計算結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the calculation result of the MMI 3 dB coupler length in the conventional optical integrated circuit.
１ ｐ側電極 ２ ｐ+ −ＩｎＧａＡｓキャップ層 ３ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ４ ｎｏｎ−ＩｎＰからなるサイドクラッド層 ５ ＭＱＷからなるコア層 ６ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ７ ｎ+ −ＩｎＰ基板 ８ ｎ側電極 Ｉ 入力用光導波路 II 入力側３ｄＢカプラ III 相互作用部 IV 出力側３ｄＢカプラ Ｖ 出力側光導波路1 p-side electrode 2 p + -InGaAs cap layer 3 p-InP clad layer 4 non-InP side clad layer 5 MQW core layer 6 n-InP buffer layer 7 n + -InP substrate 8 n-side electrode I input Optical waveguide II Input side 3dB coupler III Interaction part IV Output side 3dB coupler V Output side optical waveguide
Claims (2)
し、少なくとも単一モード光導波路部と多モード干渉形
光結合器部とが形成されている光集積回路において、 前記多モード干渉形光結合器部の横方向閉じ込めにおけ
るクラッドの等価屈折率が、前記単一モード光導波路部
の横方向閉じ込めにおけるクラッドの等価屈折率よりも
低いことを特徴とする光集積回路。1. An optical integrated circuit having at least a core layer and a clad layer, in which at least a single mode optical waveguide section and a multimode interference type optical coupler section are formed, said multimode interference type optical coupling. An optical integrated circuit, wherein the equivalent refractive index of the cladding in the lateral confinement of the container portion is lower than the equivalent refractive index of the cladding in the lateral confinement of the single mode optical waveguide portion.
成されているとともに、前記単一モード光導波路部が、
前記サイドクラッド層上にパターン化したリッジ状のク
ラッド層が形成されてなるストリップ装荷形光導波路で
あり、 前記単一モード光導波路部と前記多モード干渉形光結合
器部とにおいて前記リッジ状クラッド層に対応する部分
以外の前記サイドクラッド層の厚み、もしくは前記リッ
ジ状クラッド層に対応する部分以外の前記コア層の厚み
の少なくとも一方が、前記ストリップ装荷形単一モード
光導波路部と前記多モード干渉形光結合器部とで異なっ
ており、それにより前記等価屈折率の相違が実現されて
いることを特徴とする請求項１に記載の光集積回路。2. A side clad layer is formed on the core layer, and the single mode optical waveguide portion is formed by:
A strip-loaded optical waveguide in which a patterned ridge-shaped cladding layer is formed on the side cladding layer, wherein the ridge-shaped cladding is provided in the single-mode optical waveguide section and the multimode interference optical coupler section. At least one of the thickness of the side cladding layer other than the portion corresponding to the layer or the thickness of the core layer other than the portion corresponding to the ridge-shaped cladding layer is the strip loading single mode optical waveguide portion and the multimode. The optical integrated circuit according to claim 1, wherein the optical integrated circuit is different from the interferometric optical coupler unit, and thereby the difference in the equivalent refractive index is realized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32579194A JPH08179168A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Optical integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32579194A JPH08179168A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Optical integrated circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08179168A true JPH08179168A (en) | 1996-07-12 |
Family
ID=18180647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32579194A Pending JPH08179168A (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Optical integrated circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08179168A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002169131A (en) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Fujitsu Ltd | Optical semiconductor device, and modulation method of the optical semiconductor device |
| WO2011111726A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 住友大阪セメント株式会社 | Optical waveguide element |
| US8478093B2 (en) | 2008-08-28 | 2013-07-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Multimode interference coupler and method for the structural configuration thereof |
| CN106019639A (en) * | 2016-07-07 | 2016-10-12 | 三明学院 | Wavelength-adjustable multimode interference coupler |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32579194A patent/JPH08179168A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2011186258A (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Optical waveguide element |
| US8923658B2 (en) | 2010-03-10 | 2014-12-30 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device |
| CN106019639A (en) * | 2016-07-07 | 2016-10-12 | 三明学院 | Wavelength-adjustable multimode interference coupler |
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