HK193995A - Tapered semiconductor waveguides and method of making same - Google Patents

Tapered semiconductor waveguides and method of making same Download PDF

Info

Publication number
HK193995A
HK193995A HK193995A HK193995A HK193995A HK 193995 A HK193995 A HK 193995A HK 193995 A HK193995 A HK 193995A HK 193995 A HK193995 A HK 193995A HK 193995 A HK193995 A HK 193995A
Authority
HK
Hong Kong
Prior art keywords
guiding
layers
tapered
layer
stop
Prior art date
Application number
HK193995A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
L Koch Thomas
Koren Uziel
Original Assignee
At&T Corp.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/389,087 external-priority patent/US4932032A/en
Priority claimed from US07/389,074 external-priority patent/US4944838A/en
Application filed by At&T Corp. filed Critical At&T Corp.
Publication of HK193995A publication Critical patent/HK193995A/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
    • H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
    • G02B6/305—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device and having an integrated mode-size expanding section, e.g. tapered waveguide
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/60—Wet etching
    • H10P50/64—Wet etching of semiconductor materials
    • H10P50/642—Chemical etching
    • H10P50/646—Chemical etching of Group III-V materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1003—Waveguide having a modified shape along the axis, e.g. branched, curved, tapered, voids
    • H01S5/1014—Tapered waveguide, e.g. spotsize converter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Claims (19)

  1. Un procédé pour graver un article consistant en une hétérostructure à semiconducteurs multicouche, pour former un dispositif à guide d'ondes à semiconducteurs à variation progressive de section, dont la section varie progressivement dans la direction du signal lumineux, cet article consistant en une hétérostructure à semiconducteurs multicouche comprenant des couches de guidage (11, 13, 15, 17, 19, 21) et des couches d'arrêt de gravure (12, 14, 16, 18, 20) mutuellement intrelacées, le procédé comprenant les étapes suivantes :    on masque la couche de guidage supérieure (21) pour définir une ouverture de façon à mettre à nu une partie prédéterminée de la couche de guidage (21);    une première étape de gravure effectuée en mettant en contact la surface de la partie de couche de guidage à nu prédéterminée avec un premier agent de gravure chimique sélectif vis-à-vis des matériaux, pendant une durée suffisante pour mettre à nu une partie prédéterminée correspondante de la couche d'arrêt de gravure se trouvant au-dessous;    une seconde étape de gravure effectuée en mettant en contact la surface de la partie de couche d'arrêt de gravure à nu prédéterminée avec un second agent de gravure chimique sélectif vis-à-vis des matériaux, pendant une durée suffisante pour mettre à nu une partie prédéterminée correspondante de la couche de guidage se trouvant au-dessous;    on répète séquentiellement l'étape de masquage, et la première étape de gravure suivie par la seconde étape de gravure, dans des conditions dans lesquelles chaque étape de masquage définit une ouverture qui est plus grande que l'ouverture définie par les masques précédents, de façon que les parties de couche à nu prédéterminées pendant une répétition donnée soient plus longues que les parties de couche à nu prédéterminées pour des répétitions précédentes, et contiennent au moins celles-ci, de manière à former un profil de guide d'ondes à variation progressive de section, en forme d'escalier.
  2. Le procédé défini dans la revendication 1, dans lequel l'article consistant en une hétérostructure à semiconducteurs multicouche comprend un matériau semiconducteur formé par des compositions sélectionnées parmi les Groupes III et V et les Groupes II et VI.
  3. Le procédé défini dans la revendication 2, dans lequel les couches de guidage consistent en InGaAsP et les couches d'arrêt de gravure consistent en InP, et dans lequel le premier agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en H₂SO₄:H₂O₂:H₂O et le second agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en HCl.
  4. Le procédé défini dans la revendication 3, dans lequel le second agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en HCl:H₃PO₄.
  5. Le procédé défini dans la revendication 1, dans lequel chaque couche de guidage s'étend le long d'un axe prédéterminé de l'article consistant en une hétéro-structure à semiconducteurs multicouche, suffisamment loin pour que les couches de guidage présentent un profil en escalier sélectionné dans le groupe comprenant des profils linéaires, paraboliques et exponentiels.
  6. Le procédé défini dans la revendication 2, dans lequel les couches de guidage consistent en InGaAsP et les couches d'arrêt de gravure consistent en InP, et dans lequel le premier agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en une solution d'agent de gravure AB et le second agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en HCl.
  7. Le procédé défini dans la revendication 6, dans lequel le second agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en HCl:H₃PO₄.
  8. Le procédé défini dans la revendication 2, dans lequel les couches de guidage consistent en InGaAsP et les couches d'arrêt de gravure consistent en InP, et dans lequel le premier agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consistent en KOH:K₃Fe(CN)₆:H₂O, et le second agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en HCl.
  9. Le procédé défini dans la revendication 8, dans lequel le second agent de gravure sélectif vis-à-vis des matériaux consiste en HCl:H₃PO₄.
  10. Un guide d'ondes à variation progressive de section ayant un axe de propagation et un plan de référence défini, normal à l'axe de propagation, dans lequel le guide d'ondes à variation progressive de section comprend un ensemble de couches de guidage (11, 13, 15, 17, 19, 21) comprenant un premier matériau semiconducteur, et un ensemble de couches d'arrêt de gravure (12, 14, 16, 18, 20) comprenant un second matériau semiconducteur, les couches d'arrêt de gravure étant disposées en alternance avec les couches de guidage, et chaque couche de guidage étant disposée de façon à s'étendre à partir du plan de référence, le long de l'axe de propagation, plus loin que la couche de guidage immédiatement adjacente et située au-dessus, de façon à former un profil de guide d'ondes à variation progressive de section ayant une forme en escalier.
  11. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans la revendication 10, comprenant en outre une région de gaine (51, 53, 54, 56) qui entoure pratiquement des surfaces extérieures de l'ensemble de couches de guidage et d'arrêt de gravure, cette région de gaine comprenant un troisième matériau semiconducteur, et le premier matériau semiconducteur ayant un indice de réfraction qui est supérieur à l'indice de réfraction du troisième matériau semiconducteur.
  12. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans la revendication 11, dans lequel les premier, second et troisième matériaux semiconducteurs sont sélectionnés dans le groupe qui comprend des compositions du Groupe III-V et des compositions du Groupe II-VI.
  13. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans la revendication 11, dans lequel le premier matériau semiconducteur consiste en InGaAsP et les second et troisième matériaux semiconducteurs consistent en InP.
  14. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel la région de gaine comprend en outre des moyens (52, 55) pour maîtriser la forme du faisceau de signaux d'ondes lumineuses se propageant le long du guide d'ondes à variation progressive de section.
  15. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans la revendication 14, dans lequel les moyens de maîtrise comprennent au moins une première couche de maîtrise de faisceau (52) qui comprend un quatrième matériau semiconducteur ayant un indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction du troisième matériau semiconducteur, cette première couche de maîtrise de faisceau étant disposée parallèlement à l'ensemble de couches de guidage.
  16. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans la revendication 15, dans lequel le quatrième matériau semiconducteur est sélectionné dans le groupe qui comprend des compositions du Groupe III-V et des compositions du Groupe II-VI.
  17. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans la revendication 15 ou 16, dans lequel les moyens de maîtrise comprennent en outre une seconde couche de maîtrise de faisceau (55) qui comprend un cinquième matériau semiconducteur ayant un indice de réfraction supérieur à l'indice de réfraction du troisième matériau semiconducteur, cette seconde couche de maîtrise de faisceau étant disposée parallèlement à l'ensemble de couches de guidage, et d'un côté de l'ensemble de couches de guidage qui est opposé à celui de la première couche de maîtrise de faisceau.
  18. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans la revendication 17, dans lequel le cinquième matériau semiconducteur est sélectionné dans le groupe qui comprend des compositions du Groupe III-V et des compositions du groupe II-VI.
  19. Le guide d'ondes à variation progressive de section défini dans l'une quelconque des revendications 10 à 18, dans lequel chaque couche de guidage de l'ensemble s'étend suffisamment loin le long de l'axe de propagation pour que l'ensemble de couches de guidage présente un profil en escalier qui est sélectionné dans le groupe comprenant des profils linéaire, parabolique et exponentiel.
HK193995A 1989-08-03 1995-12-28 Tapered semiconductor waveguides and method of making same HK193995A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/389,087 US4932032A (en) 1989-08-03 1989-08-03 Tapered semiconductor waveguides
US07/389,074 US4944838A (en) 1989-08-03 1989-08-03 Method of making tapered semiconductor waveguides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HK193995A true HK193995A (en) 1996-01-05

Family

ID=27012543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HK193995A HK193995A (en) 1989-08-03 1995-12-28 Tapered semiconductor waveguides and method of making same

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0411816B1 (fr)
JP (1) JP2634687B2 (fr)
KR (1) KR930010131B1 (fr)
CA (1) CA2020246C (fr)
DE (1) DE69012704T2 (fr)
DK (1) DK0411816T3 (fr)
HK (1) HK193995A (fr)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19538232A1 (de) * 1995-10-13 1997-04-17 Siemens Ag Optoelektronisches Bauelement mit kodirektionaler Modenkopplung
DE19606537A1 (de) * 1996-02-22 1997-08-28 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Herstellung einer Masterstruktur
CN1922519B (zh) * 2004-08-23 2010-12-01 莫莱克斯公司 用于改善光纤和集成平面波导管之间的光耦合效率的系统和锥形波导管及其制造方法
JP2011164376A (ja) * 2010-02-10 2011-08-25 Mitsubishi Electric Corp スポットサイズ変換導波路
EP3304659B1 (fr) * 2015-06-05 2023-03-22 Iulian Basarab Petrescu-Prahova Dispositif émetteur du type laser à semi-conducteur

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3978426A (en) * 1975-03-11 1976-08-31 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Heterostructure devices including tapered optical couplers
US4546480A (en) * 1983-08-19 1985-10-08 Xerox Corporation Injection lasers with quantum size effect transparent waveguiding

Also Published As

Publication number Publication date
JP2634687B2 (ja) 1997-07-30
EP0411816A2 (fr) 1991-02-06
DE69012704D1 (de) 1994-10-27
CA2020246A1 (fr) 1991-02-04
EP0411816B1 (fr) 1994-09-21
KR930010131B1 (ko) 1993-10-14
DE69012704T2 (de) 1995-01-12
CA2020246C (fr) 1994-02-01
DK0411816T3 (da) 1994-10-17
JPH0369904A (ja) 1991-03-26
EP0411816A3 (en) 1991-11-06
KR910005501A (ko) 1991-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4932032A (en) Tapered semiconductor waveguides
US4944838A (en) Method of making tapered semiconductor waveguides
US7941024B2 (en) Buried heterostructure device having integrated waveguide grating fabricated by single step MOCVD
US6162655A (en) Method of fabricating an expanded beam optical waveguide device
US4740976A (en) Semiconductor laser device
EP0526128B1 (fr) Procédé pour la production d'un laser à semi-conducteur à réaction distribuée
JPH05259571A (ja) ひずみ超格子を有する半導体デバイス
US5862168A (en) Monolithic integrated optical semiconductor component
CN107706738B (zh) 分布反馈半导体激光器及其制备方法
CA2292907C (fr) Guide d'ondes
Cockerill et al. Strained-layer InGaAs-GaAs-AlGaAs buried-heterostructure quantum-well lasers by three-step selective-area metalorganic chemical vapor deposition
EP0411816B1 (fr) Guides d'ondes à semi-conducteur effilés et leur procédé de préparation
CA1067989A (fr) Laser a semiconducteur avec conduit de lumiere
US7184640B2 (en) Buried heterostructure device fabricated by single step MOCVD
Kim et al. Spot-size converter integrated polarization insensitive semiconductor optical amplifiers
JPH0685458B2 (ja) ミラー・フアセツトを有するレーザーの製造方法
EP1637907B1 (fr) Procédé et dispositif à faible capacité parasitaire pour une connexion bout à bout d'un guide d'onde passif couplé à une structure active
US6277663B1 (en) Method of producing semiconductor laser diode
US5424242A (en) Method for making an optoelectronic amplifier device, and applications to various optoelectronic
CN119518414B (zh) 一种单片集成激光器芯片及其制备方法和应用
US4097819A (en) Semiconductor laser
JPH1022564A (ja) 半導体レーザ、半導体光変調器および半導体レーザの製造方法
JPH0870160A (ja) 光導波路一体型半導体レーザおよびその製造方法
JPH08167578A (ja) 化合物半導体集積回路の製造方法
Garrnire Integration Of Optical Components

Legal Events

Date Code Title Description
PC Patent ceased (i.e. patent has lapsed due to the failure to pay the renewal fee)