JPH0923022A

JPH0923022A - 光電変換装置

Info

Publication number: JPH0923022A
Application number: JP7170060A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Tabuchi; 晴彦田淵
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】小型でかつ簡易な構造で、複数の波長の光信
号を分離して、同時に波長毎に電気信号に変換できる光
電変換装置を提供する。【解決手段】本光電変換装置は、エネルギーバンドギ
ャップが異なる複数のコア部を含み半導体で形成された
コア層と、前記コア層の上側に半導体で形成された第１
のクラッド層と、前記コア層の下側に半導体で形成され
た第２のクラッド層とを含み、前記コア層が、前記第１
のクラッド層及び前記第２のクラッド層に挟まれること
により、ダブルヘテロ接合の光導波路を形成し、前記第
１のクラッド層或いは前記第２のクラッド層を介して複
数の波長の光に対応した電気信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の波長の光が
多重化された光信号を電気信号に変換する光電変換装置
に関し、特に、光信号を波長別に分離してそれぞれ電気
信号に変換する光電変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、光電変換装置は、光通信を始めと
して様々な分野で使用されている。例えば、光通信の分
野では、従来は、単一波長のレーザ光が光信号として使
用されていた。しかし、近年では、より多くの情報を伝
送するために、複数の波長の光が多重化された光信号が
使用されるようになってきた。

【０００３】このような複数の波長の光が多重化された
光信号を、電気信号に変換する場合、従来は、次の様な
光電変換装置を使用していた。図１１に、従来の光電変
換装置の一構成例を示す。即ち、まず、波長分離手段で
各波長の光を分離し、その後、波長依存性の無い複数の
光電変換ユニットで、それぞれ電気信号に変換してい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光電変換装置には次のような問題点がある。波
長分離手段は、光学的に波長を分離するため、装置が大
型になりやすい。光電変換装置として、上記波長分離手
段を必要とする上に、波長の数に相当する数の光電変換
ユニットが必要になる。従って、部品点数が増え、構造
が複雑になりやすい。

【０００５】さらに、波長分離手段と光電変換ユニット
との間に、光結合手段が必要になる等の問題があった。
本発明の目的は、上記の問題点を鑑みて、小型でかつ簡
易な構造で、複数の波長の光信号を分離して、同時に波
長毎に電気信号に変換できる光電変換装置を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、下記の手段を講じたことを特徴とするも
のである。請求項１記載の発明装置では、複数の波長の
光を各々電気信号に変換する光電変換装置であって、エ
ネルギーバンドギャップが異なる複数のコア部を含み半
導体で形成されたコア層と、前記コア層の上側に半導体
で形成された第１のクラッド層と、前記コア層の下側に
半導体で形成された第２のクラッド層とを含み、前記コ
ア層が、前記第１のクラッド層及び前記第２のクラッド
層に挟まれることにより、ダブルヘテロ接合の光導波路
を形成し、前記第１のクラッド層或いは前記第２のクラ
ッド層を介して複数の波長の光が変換された電気信号が
出力されることを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明装置では、前記第１の
クラッド層及び前記第２のクラッド層のエネルギーバン
ドギャップは、前記コア層の複数のコア部のどのエネル
ギーバンドギャップよりも大きいことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明装置では、前記コア層
の複数のコア部は、光導波路の光の進む方向に向かって
順次的に形成され、また、該複数のコア部は、光の進む
方向に向かって、階段状に小さくなるエネルギーバンド
ギャップを有することを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明装置では、前記コア層
の複数のコア部は、光導波路の光の進む方向に向かって
順次的に形成され、また、該複数のコア部は、光の進む
方向に向かって、厚さが段階状に変化する量子井戸層を
含むことを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の発明装置では、前記複数の
コア部の量子井戸層の厚さは、光導波路の光の進む方向
に向かって、階段状に厚くなることを特徴とする。請求
項６記載の発明装置では、前記第１のクラッド層は、前
記複数のコア部毎に、複数の部分に分割され、該部分の
間は電気伝導率の低い物質で充填され、該部分毎に電極
を有することを特徴とする。

【００１１】請求項７記載の発明装置では、前記第１の
クラッド層及び前記コア層は、前記複数のコア部毎に、
複数の部分に分割され、該部分の間は透明で電気伝導率
の低い物質で充填され、該部分毎に電極を有することを
特徴とする。

【００１２】請求項８記載の発明装置では、前記光電変
換装置は、前記複数のコア部毎に前記第１のクラッド層
上に形成され、互いに電気的に分離された電極をさらに
有することを特徴とする。請求項９記載の発明装置で
は、前記光電変換装置は、所定の電極から出力される電
気信号から、他の所定の電極から出力される電気信号の
所定の割合を減じる駆動装置をさらに有することを特徴
とする。

【００１３】請求項１０記載の発明装置では、前記他の
所定の電極は、前記所定の電極から、光導波路の光の進
む方向に従って近い順番に決定され、かつ前記所定の電
極に対応する前記コア部の光吸収係数特性に基づいて決
定されることを特徴とする。

【００１４】請求項１１記載の発明装置では、前記所定
の割合は、１以下であることを特徴とする。請求項１乃
至５のうちいずれか１項記載の光電変換装置において
は、複数の波長の光が入射された場合、コア層内のエネ
ルギーバンドギャップが異なる複数のコア部に導波さ
れ、そこで該エネルギーバンドギャップで定められる波
長の光毎に電気信号に変換される。請求項３乃至５に記
載の光電変換装置においては、特に、隣接する２つのコ
ア部のエネルギーバンドギャップで定められる波長λ１
とλ２との間の波長の光（λ１＜λ＜λ２）が、波長λ
２に対応するコア部において選択的に電気信号に変換さ
れる。

【００１５】従って、１個の光電変換装置で、波長多重
された光について、各々の波長の光の強度の変化を検出
することが可能となる。本発明の光電変換装置では、従
来の光電変換装置に必要とされた波長分離素子が不要と
なり、１個の光電変換素子で構成することができる。ま
た、波長分離手段と光電変換ユニットとの光結合手段も
不要である。従って、光電変換装置全体の部品点数が少
なくなり、構造が単純になる。

【００１６】請求項６又は７記載の光電変換装置におい
ては、第１のクラッド層、或いは第１のクラッド層及び
コア層が、複数のコア部毎に、複数の部分に分割され
る。従って、各部分に形成された電極は、電気的に確実
に分離することができる。請求項８記載の光電変換装置
においては、複数のコア部毎に前記第１のクラッド層上
に形成され、互いに電気的に分離された電極をさらに有
する。従って、該電極から、波長毎に変換された電気信
号を確実に抽出することができる。

【００１７】請求項９乃至１１のうちいずれか１項記載
の光電変換装置においては、所定の電極から出力される
電気信号から、他の所定の電極から出力される電気信号
の所定の割合を減じる駆動装置をさらに有する。従っ
て、波長クロストークを補正することができ、波長クロ
ストークによる各波長の光の強度検出の誤差を軽減する
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の光電変換装置の
第一実施例の断面図である。本光電変換装置は、ｎ−Ｉ
ｎＰ基板１と、該基板１の上に形成されたｎ−ＩｎＰク
ラッド層２、該クラッド層上に形成されたコアとしての
多重量子井戸層３、及び該多重量子井戸層３上に形成さ
れたｐ−ＩｎＰクラッド層４より構成される。コアとし
ての多重量子井戸層３が、ｎ−ＩｎＰクラッド層２及び
ｐ−ＩｎＰクラッド層４に挟まれるようにして、ダブル
ヘテロ接合が形成されている。従って、多重量子井戸層
３は、光導波路を構成している。複数の波長を光を有す
る光信号は、この光導波路の一方の端部５ａから入射さ
れ、多重量子井戸層３による光導波路を通って、他方の
端部５ｂに向かって進む。

【００１９】多重量子井戸層３は、ＩｎＧａＡｓの井戸
層とＩｎＧａＡｓＰのバリア層とを交互に積層したノン
ドープの多重量子井戸構造（詳細は後に示す）をなして
いる。本構造では、量子井戸構造中のエネルギーギャッ
プ以上に相当するエネルギーを有する波長の光が入射さ
れた場合、その光は吸収される。また、多重量子井戸層
３は、入射光の進む方向に従って、井戸層の厚さの異な
る４つの多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄより構
成されている。

【００２０】また、ｐ−ＩｎＰクラッド層４の上側の表
面には、多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに対応
して、それぞれ電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが、形成さ
れている。ｎ−ＩｎＰ基板１の下側の表面には、電極７
が形成されている。図２は、図１に示した光電変換装置
の詳細な構成を示した図である。図１と同じ構成要素
は、同じ参照番号で示されている。また、図３は、図２
に示した光電変換装置の多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄのうちの任意の１つに関するエネルギー帯図で
ある。横軸は、厚さ方向を位置を示している。即ち、左
から右に向かって、ｎ−ＩｎＰクラッド層２、多重量子
井戸層３、ｐ−ＩｎＰクラッド層４におけるエネルギー
準位が示されている。

【００２１】多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
は、図２に示すように、ＩｎＧａＡｓの井戸層（図中黒
塗りの部分）とＩｎＧａＡｓＰのバリア層とを交互に積
層した多重量子井戸構造持っている。このバリア層のエ
ネルギーバンドギャップは、井戸層のそれと異なってい
る。従って、多重量子井戸層３では、図３に示すよう
に、段階的にエネルギーバンドギャップが変化する。エ
ネルギー準位の段階的な落ち込みによって、井戸層に電
子が閉じ込められ量子井戸が形成される。

【００２２】図３において、Ｅｃは、伝導帯の最低のエ
ネルギー準位、Ｅｖは、価電子帯の最大のエネルギー準
位である。量子井戸を構成する結晶が十分厚い場合、即
ち各井戸層が厚い場合、このときのエネルギーバンドギ
ャップは、Ｅｇｉで示される。一方、量子井戸を構成す
る結晶が薄い場合、量子準位レベル８ｃと８ｖが、井戸
層内に形成される。この場合、量子準位レベル８ｃと８
ｖとのエネルギー準位差が、実際のエネルギーバンドギ
ャップＥｇｑｗとなる。本構造においては、エネルギー
バンドギャップＥｇｑｗ以上に相当するエネルギーを有
する波長の光が入射されると、吸収され電子を活性化さ
せる。

【００２３】図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）
は、それぞれ図２に示す光電変換装置の多重量子井戸層
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに関するエネルギー帯図であ
る。本図においても、図３と同様に、横軸は、厚さ方向
を位置を示している。即ち、左から右に向かって、ｎ−
ＩｎＰクラッド層２、多重量子井戸層３、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層４におけるエネルギー準位が示されている。但
し、ｗは、それぞれの量子井戸層の厚さを示し、Ｅａ
は、エネルギーバンドギャップを示している。多重量子
井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの光の進行方向に対する
長さは、全て１００μｍであり、各多重量子井戸層の量
子井戸層の厚さｗは、それぞれ、５ｎｍ，６．５ｎｍ，
８ｎｍ，１０ｎｍである。また、光の波長に換算したエ
ネルギーバンドギャップλ_Eaは、それぞれ１．３４μ
ｍ，１．４１μｍ，１．４８μｍ，１．５５μｍであ
る。即ち、多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで
は、上記の波長以下の光をそれぞれ吸収することができ
る。

【００２４】図５は、多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄにおける入射光の波長に対する吸収係数を示す
図である。Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄは、多重量子井戸層
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの吸収係数である。また、波長
λａ，λｂ，λｃ，λｄは、それぞれ多重量子井戸層３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのエネルギーバンドギャップに相
当する波長１．３４μｍ，１．４１μｍ，１．４８μ
ｍ，１．５５μｍである。例えば、多重量子井戸層３ｃ
では、λｃ＝１．４８μｍ以下の波長の光を吸収するこ
とができる。以下に具体的に示す。

【００２５】図２に示す光電変換装置において、多重量
子井戸層３の左側の端部５ａから、１．３４μｍ，１．
４１μｍ，１．４８μｍ，１．５５μｍの波長の光を一
度に入射させると、多重量子井戸層３ａでは、１．３４
μｍの波長の光が吸収される。残りの３つの波長を有す
る光は、さらに多重量子井戸層３ｂに進み、そこでは
１．４１μｍの波長の光が吸収される。残りの２つの波
長を有する光は、さらに多重量子井戸層３ｃに進み、そ
こでは１．４８μｍの波長の光が吸収される。残りの
１．５１μｍの光は、多重量子井戸層３ｄに進んで、そ
こで吸収される。結果的に、１．３４μｍ，１．４１μ
ｍ，１．４８μｍ，１．５５μｍの波長の光は、それぞ
れ多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの部分で最も
吸収が大きくなり、各々電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに
最も大きな光電流が流れる。

【００２６】また、上記の例では、入射光は、１．３４
μｍ，１．４１μｍ，１．４８μｍ，１．５５μｍの４
つの異なる波長の多重光である。しかし、さらに多くの
波長の多重光が入射された場合、図２の光電変換装置で
は、１．３４μｍ以下の波長の光は、多重量子井戸層３
ａで吸収され、１．３４μｍ＜λ≦１．４１μｍの波長
の光は、多重量子井戸層３ｂで吸収され、１．４１μｍ
＜λ≦１．４８μｍの波長の光は、多重量子井戸層３ｃ
で吸収され、１．４８μｍ＜λ≦１．５５μｍの波長の
光は、多重量子井戸層３ｄで吸収される。

【００２７】上記のように光電変換装置を構成すること
によって、１個の光電変換装置で、波長多重された光に
ついて、各々の波長の光の強度の変化を検出することが
可能となる。本願発明の光電変換装置では、従来の光電
変換装置に必要とされた波長分離素子が不要となり、１
個の光電変換素子で構成することができる。また、波長
分離手段と光電変換ユニットとの光結合手段も不要であ
る。従って、光電変換装置全体の部品点数が少なくな
り、構造が単純になる。

【００２８】次に、光電変換装置の第２実施例ついて説
明する。図６は、本発明に係わる光電変換装置の第２実
施例の構成図である。本光電変換装置は、図２に示す光
電変換装置に、差動増幅器で構成される駆動装置を接続
しているものである。本光電変換装置では、図２に示す
光電変換装置の電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄからの出力
を、差動増幅器Ａ１，Ａ２，Ａ３で処理し、波長λａ，
λｂ，λｃ，λｄの光の正確な強度を検出している。

【００２９】以前の説明において、図２の光電変換装置
に、波長λａ，λｂ，λｃ，λｄの多重光を入射したと
き、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにそれぞれの波長の光
の強度に相当する電気信号が得られることは示した。し
かし、多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの光の吸
収係数は、図５に示したように波長が大きい方向に裾を
引いている。従って、波長λａ，λｂ，λｃ，λｄの多
重光を入射したとき、例えば、多重量子井戸層３ａで
は、波長λａの光が吸収されると共に、波長λｂ，λ
ｃ，λｄの光もその吸収係数Ｓａの特性に従って、僅か
に吸収される。同様に、多重量子井戸層３ｂでは、波長
λｂの光の他に、波長λｃ，λｄの光が、多重量子井戸
層３ｃでは、波長λｃの光の他に、波長λｄの光が吸収
される。このように、図２の光電変換装置では、所望の
波長以外の光を吸収する波長クロストークが存在する。
これによって、各々の波長の光の強度検出に、誤差を生
ずる。図６に示す駆動装置を接続した光電変換装置によ
って、その波長クロストークを低減でき、波長の強度検
出の誤差を軽減することができる。以下にその原理を説
明する。

【００３０】多重量子井戸層３ａでは、波長λａの光と
共に、波長λｂ，λｃ，λｄの光も僅かに吸収され、そ
の合計の強度は、電極６ａに電気信号として現れる。差
動増幅器Ａ１では、電極６ａに現れた電気信号から、波
長λｂ，λｃ，λｄの光の強度（それぞれ電極６ｂ，６
ｃ，６ｄで検出される）に所定の係数ｋ１，ｋ２，ｋ３
を乗算した量が減算される。係数ｋ１，ｋ２，ｋ３は、
多重量子井戸層３ａの吸収係数Ｓａの裾部の特性によっ
て決定され、例えば、それぞれ、０．０５，０．０１，
０．００５である。

【００３１】同様に、差動増幅器Ａ２では、電極６ｂに
現れた多重量子井戸層３ｂで検出した電気信号から、波
長λｃ，λｄの光の強度（それぞれ電極６ｃ，６ｄで検
出される）に所定の係数ｋ４，ｋ５を乗算した量が減算
される。係数ｋ４，ｋ５は、多重量子井戸層３ｂの吸収
係数Ｓｂの裾部の特性によって決定され、例えば、それ
ぞれ、０．０５，０．０１である。

【００３２】差動増幅器Ａ３では、電極６ｃに現れた多
重量子井戸層３ｃで検出した電気信号から、波長λｄの
光の強度（電極６ｄで検出される）に所定の係数ｋ６を
乗算した量が減算される。係数ｋ６は、多重量子井戸層
３ｃの吸収係数Ｓｃの裾部の特性によって決定され、例
えば、０．０５である。

【００３３】多重量子井戸層３ｄでは、すでに、波長λ
ａ，λｂ，λｃの光が多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ
において吸収されているので、波長λｄのみの光が吸収
される。従って、電極６ｄに現れた電気信号は、そのま
ま波長λｄの光の強度として出力される。

【００３４】以上の光電変換装置の第２実施例では、差
動増幅器からなる駆動装置において、波長クロストーク
を補正することができ、波長クロストークによる各波長
の光の強度検出の誤差を軽減することができる。図２に
示す光電変換装置における量子井戸層の厚さの異なる多
重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、領域選択成長
技術を用いて容易に形成することができる。

【００３５】図７は、領域選択成長を説明するための図
であり、（Ａ）は、領域選択成長を行う基板の平面図、
（Ｂ）は、マスクの幅Ｗに対する成長厚さの関係を示す
図である。図７の（Ａ）において、ＩｎＰ基板上に、量
子井戸層が形成される。この場合、本図に示すような段
階的にノンマスク（マスクを行わない領域）領域の幅Ｗ
の異なるＳｉＯ₂マスクが使用される。このようなマス
クを使用し、例えば、有機金属気相エピタキシー（ＭＯ
ＶＰＥ）の結晶成長を行う。この方法によると、ノンマ
スク領域の幅Ｗに従って、結晶成長厚さを、図７の
（Ｂ）のように、段階的に変化させることができる。

【００３６】このような形成方法によって製造された多
重量子井戸層は、一定の吸収係数特性を有する。しか
し、光電変換装置の電極７と、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，
６ｄとの間に電圧を印加（ＰＮ接合の場合は、逆バイア
ス）することによって、図８に示すように、その吸収係
数特性を微調整することも可能である。このとき、各電
極に電圧を印加する場合、電極相互間での干渉を低減す
るために、電極同志を確実に分離する必要がある。その
構成を、以下の図９及び図１０に示す。

【００３７】図９は、本発明の光電変換装置の第３の実
施例の断面図であり、図１０は、本発明の光電変換装置
の第４実施例の断面図である。共に、図２と同じ構成要
素は、同じ参照番号で示されている。図９の光電変換装
置では、多重量子井戸層３の上側のクラッド層４が、各
電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ毎に分割されており、その
間は、電気伝導率の低い物質で充填されている。該物質
としては、ポリイミド、不純物として鉄をドープしたＩ
ｎＰ結晶等が適用できる。なお、ＶＢ１，ＶＢ２，ＶＢ
３，ＶＢ４は、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに印加する
電圧である。

【００３８】図１０の光電変換装置では、多重量子井戸
層３及びその上側のクラッド層４が、各電極６ａ，６
ｂ，６ｃ，６ｄ毎に分割されており、その間は、電気伝
導率が低く透明な物質で充填されている。該物質として
は、上述のポリイミド、不純物として鉄をドープしたＩ
ｎＰ結晶等が適用できる。

【００３９】以上説明してきた本発明の光電変換装置の
実施例では、光導波路を多重量子井戸層で構成する場合
を示した。しかし、本発明の光電変換装置では、光導波
路は多重量子井戸層に限られず、エネルギーバンドギャ
ップが光の進行方向に対して段階状に変化するどの構成
要素も適用可能である。

【００４０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば以下に
示す効果を有する。請求項１乃至５のうちいずれか１項
記載の光電変換装置においては、複数の波長の光が入射
された場合、コア層内のエネルギーバンドギャップが異
なる複数のコア部に導波され、そこで該エネルギーバン
ドギャップで定められる波長の光毎に電気信号に変換さ
れる。

【００４１】従って、１個の光電変換装置で、波長多重
された光について、各々の波長の光の強度の変化を検出
することが可能となる。本発明の光電変換装置では、従
来の光電変換装置に必要とされた波長分離素子が不要と
なり、１個の光電変換素子で構成することができる。ま
た、波長分離手段と光電変換ユニットとの光結合手段も
不要である。従って、光電変換装置全体の部品点数が少
なくなり、構造が単純になる。

【００４２】請求項６又は７記載の光電変換装置におい
ては、第１のクラッド層、或いは第１のクラッド層及び
コア層が、複数のコア部毎に、複数の部分に分割され
る。従って、各部分に形成された電極は、電気的に確実
に分離することができる。請求項８記載の光電変換装置
においては、複数のコア部毎に前記第１のクラッド層上
に形成され、互いに電気的に分離された電極をさらに有
する。従って、該電極から、波長毎に変換された電気信
号を確実に抽出することができる。

【００４３】請求項９乃至１１のうちいずれか１項記載
の光電変換装置においては、所定の電極から出力される
電気信号から、他の所定の電極から出力される電気信号
の所定の割合を減じる駆動装置をさらに有する。従っ
て、波長クロストークを補正することができ、波長クロ
ストークによる各波長の光の強度検出の誤差を軽減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電変換装置の第１実施例の断面図で
ある。

【図２】図１に示した光電変換装置の詳細な構成を示し
た図である。

【図３】図２に示した光電変換装置の多重量子井戸層３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのうちの任意の１つに関するエネ
ルギー帯図である。

【図４】図２に示した光電変換装置の多重量子井戸層３
ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄに関するエネルギー帯図である。
（Ａ）は、多重量子井戸層３ａの部分、（Ｂ）は、多重
量子井戸層３ｂの部分、（Ｃ）は、多重量子井戸層３ｃ
の部分、（Ｄ）は、多重量子井戸層３ｄの部分に関する
エネルギー帯図である。

【図５】多重量子井戸層３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄにおけ
る入射光の波長に対する吸収係数を示す図である。

【図６】本発明に係わる光電変換装置の第２実施例の構
成図である。

【図７】領域選択成長を説明するための図である。
（Ａ）は、領域選択成長を行う基板の平面図、（Ｂ）
は、マスクの幅Ｗに対する成長厚さの関係を示す図であ
る。

【図８】電極間の電圧印加による多重量子井戸層の吸収
係数の微調整を説明する図である。

【図９】本発明の光電変換装置の第３の実施例の断面図
であり、

【図１０】本発明の光電変換装置の第４実施例の断面図
である。

【図１１】従来の光電変換装置の一構成例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ｎ−ＩｎＰ基板２ｎ−ＩｎＰクラッド層３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ多重量子井戸層４ｐ−ＩｎＰクラッド層５ａ光導波路の入射端部５ｂ光導波路の出射端部６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ電極７電極Ａ１，Ａ２，Ａ３差動増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の波長の光を各々電気信号に変換す
る光電変換装置であって、エネルギーバンドギャップが異なる複数のコア部を含み
半導体で形成されたコア層と、前記コア層の上側に半導体で形成された第１のクラッド
層と、前記コア層の下側に半導体で形成された第２のクラッド
層とを含み、前記コア層が、前記第１のクラッド層及び
前記第２のクラッド層に挟まれることにより、ダブルヘ
テロ接合の光導波路を形成し、前記第１のクラッド層或
いは前記第２のクラッド層を介して複数の波長の光に対
応する電気信号が出力されることを特徴とする光電変換
装置。
【請求項２】前記第１のクラッド層及び前記第２のク
ラッド層のエネルギーバンドギャップは、前記コア層の
複数のコア部のどのエネルギーバンドギャップよりも大
きいことを特徴とする請求項１記載の光電変換装置。
【請求項３】前記コア層の複数のコア部は、光導波路
の光の進む方向に向かって順次的に形成され、また、該
複数のコア部は、光の進む方向に向かって、階段状に小
さくなるエネルギーバンドギャップを有することを特徴
とする請求項２記載の光電変換装置。
【請求項４】前記コア層の複数のコア部は、光導波路
の光の進む方向に向かって順次的に形成され、また、該
複数のコア部は、光の進む方向に向かって、厚さが段階
状に変化する量子井戸層を含むことを特徴とする請求項
２記載の光電変換装置。
【請求項５】前記複数のコア部の量子井戸層の厚さ
は、光導波路の光の進む方向に向かって、階段状に厚く
なることを特徴とする請求項４記載の光電変換装置。
【請求項６】前記第１のクラッド層は、前記複数のコ
ア部毎に、複数の部分に分割され、該部分の間は前記第
１のクラッド層の電気伝導率よりも低い電気伝導率を有
する物質で充填され、該部分毎に電極を有することを特
徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項記載の光電
変換装置。
【請求項７】前記第１のクラッド層及び前記コア層
は、前記複数のコア部毎に、複数の部分に分割され、該
部分の間は透明で前記第１のクラッド層の電気伝導率よ
りも低い電気伝導率を有する物質で充填され、該部分毎
に電極を有することを特徴とする請求項１乃至５のうち
いずれか１項記載の光電変換装置。
【請求項８】前記複数のコア部毎に前記第１のクラッ
ド層上に形成され、互いに電気的に分離された電極をさ
らに有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいず
れか１項記載の光電変換装置。
【請求項９】前記電極の第１の電極から出力される電
気信号から、第２の電極から出力される電気信号に１よ
り小さい係数を乗したものを減じる手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項８記載の光電変換装置。
【請求項１０】前記第２の電極は、前記第１の電極か
ら光導波路の光の進む方向に従って近い順番に、かつ前
記第１の電極に対応する前記コア部の光吸収係数特性に
基づいて特定された電極であることを特徴とする請求項
８記載の光電変換装置。
【請求項１１】前記複数の波長の光は、伝送信号であ
ることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１
項記載の光電変換装置。