JPH01200233A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH01200233A JPH01200233A JP2286088A JP2286088A JPH01200233A JP H01200233 A JPH01200233 A JP H01200233A JP 2286088 A JP2286088 A JP 2286088A JP 2286088 A JP2286088 A JP 2286088A JP H01200233 A JPH01200233 A JP H01200233A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- layer
- optical
- type
- optical switch
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
光通信システム或いは光情報処理システムなどに用いて
好適な方向性結合型光スィッチに関し、集積性が良好で
あると共に複数の出力ポートからそれぞれ確実且つ容易
に光信号を取り出すことができるようにすることを目的
とし、 半導体基板に形成された溝に依って方向が定められる第
一の導波路と、該第一の導波路上方に光結合可能な範囲
に積層され且つ表面側に在って該第一の導波路と斜めに
交わって延在するよう形成されたメサ部分に依って方向
が定められる第二の導波路とを備えてなるよう構成する
。
好適な方向性結合型光スィッチに関し、集積性が良好で
あると共に複数の出力ポートからそれぞれ確実且つ容易
に光信号を取り出すことができるようにすることを目的
とし、 半導体基板に形成された溝に依って方向が定められる第
一の導波路と、該第一の導波路上方に光結合可能な範囲
に積層され且つ表面側に在って該第一の導波路と斜めに
交わって延在するよう形成されたメサ部分に依って方向
が定められる第二の導波路とを備えてなるよう構成する
。
本発明は、光通信システム或いは光情報処理システムな
どに用いて好適な方向性結合型光スィッチに関する。
どに用いて好適な方向性結合型光スィッチに関する。
一般に、光通信システム或いは光情報処理システムなど
の高性能化の為には、光信号を電気信号に置換すること
なく、時間的及び空間的に処理できるようにしなければ
ならない。
の高性能化の為には、光信号を電気信号に置換すること
なく、時間的及び空間的に処理できるようにしなければ
ならない。
これには、当然のことながら、光スィッチが必要となり
、現在、L i N b O3材料や半導体材料を主体
に研究・開発が進められている。
、現在、L i N b O3材料や半導体材料を主体
に研究・開発が進められている。
第3図は方向性結合型光スィッチと呼ばれている従来例
の要部切断斜面図を表している。
の要部切断斜面図を表している。
図に於いて、21はn+型1nP基板、21A並びに2
1Bは基板21に形成された溝、22はn−型! n
Q a A、 3 p層、23はn−型1nP層、24
はp+型1nP層、25A並びに25Bは相互に独立し
たn側電極、26はn側電極、PINは人力ボート、P
out+並びにP。o7□は出力ポートをそれぞれ示し
ている。
1Bは基板21に形成された溝、22はn−型! n
Q a A、 3 p層、23はn−型1nP層、24
はp+型1nP層、25A並びに25Bは相互に独立し
たn側電極、26はn側電極、PINは人力ボート、P
out+並びにP。o7□は出力ポートをそれぞれ示し
ている。
この光スィッチでは、入カポ−)Pusから入力された
光信号は、P側電極25A並びに25Bに印加する電圧
の如何で導波路の屈折率を実効的に変化させ、出力ポー
トP。UT+或いはP。UT□の何れかにスイッチング
して光信号を出力することが可能である。
光信号は、P側電極25A並びに25Bに印加する電圧
の如何で導波路の屈折率を実効的に変化させ、出力ポー
トP。UT+或いはP。UT□の何れかにスイッチング
して光信号を出力することが可能である。
第3図について説明した従来の光スィッチに於いては、
二つの導波路の結合力が、それ等の間隔に依存し、狭く
なるほど強くなる。
二つの導波路の結合力が、それ等の間隔に依存し、狭く
なるほど強くなる。
然しなから、第3図に見られる構成では二つの導波路を
充分に接近させることが困難であり、結合力が弱い為、
二つの導波路間で光を充分に結合させるには、それら導
波路を長くすることが必要になるが、これでは、集積性
が低下し、光集積回路(optoelectronic
integrated circuit:0EI
C)を構成するには不都合である。
充分に接近させることが困難であり、結合力が弱い為、
二つの導波路間で光を充分に結合させるには、それら導
波路を長くすることが必要になるが、これでは、集積性
が低下し、光集積回路(optoelectronic
integrated circuit:0EI
C)を構成するには不都合である。
このような問題を解消する為、二つの導波路を水平方向
に並設するのに代えて、垂直方向に並設、即ち、二つの
導波路を近接して積層することが試みられている。
に並設するのに代えて、垂直方向に並設、即ち、二つの
導波路を近接して積層することが試みられている。
然しなから、そのようにしたのでは、二つの出力ポート
にそれぞれ光ファイバなどを結合して光信号を確実に取
り出すことが困難である旨の問題がある。
にそれぞれ光ファイバなどを結合して光信号を確実に取
り出すことが困難である旨の問題がある。
本発明は、集積性が良好であると共に複数の出力ポート
からそれぞれ確実且つ容易に光信号を取り出すことがで
きる光スィッチを提供しようとする。
からそれぞれ確実且つ容易に光信号を取り出すことがで
きる光スィッチを提供しようとする。
本発明の光スィッチでは、半導体基板(例えばn型1n
P基板l)に形成された溝(例えば溝IA)に依って方
向が定められる第一の導波路(例えば第一の導波路WG
I)と、該第一の導波路上方に光結合可能な範囲に積層
され且つ表面側に在って該第一の導波路と斜めに交わっ
て延在するよう形成されたメサ部分に依って方向が定め
られる第二の導波路(第二の導波路WG2)とを備えて
なるよう構成する。
P基板l)に形成された溝(例えば溝IA)に依って方
向が定められる第一の導波路(例えば第一の導波路WG
I)と、該第一の導波路上方に光結合可能な範囲に積層
され且つ表面側に在って該第一の導波路と斜めに交わっ
て延在するよう形成されたメサ部分に依って方向が定め
られる第二の導波路(第二の導波路WG2)とを備えて
なるよう構成する。
前記手段を採ることに依り、第一の導波路と第二の導波
路とは、光結合が効率良く行われ且つ短くて済む形式で
あるとされている縦方向に並設された構成を採りながら
、その出力ポートは横方向に離隔されているので、そこ
に光ファイバを結合するなどして光信号を確実に分離し
て取り出すことが容易である。
路とは、光結合が効率良く行われ且つ短くて済む形式で
あるとされている縦方向に並設された構成を採りながら
、その出力ポートは横方向に離隔されているので、そこ
に光ファイバを結合するなどして光信号を確実に分離し
て取り出すことが容易である。
第1図は本発明一実施例を説明する為の要部平面図を表
し、第3図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示す
か或いは同じ意味を持つものとする。
し、第3図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示す
か或いは同じ意味を持つものとする。
図に於いて、WFはウェハ、WGIは第一の導波路、W
O2は第二の導波路、ELは電極、PINI及びp+N
zは入力ボート、11は導波路WGI及びWO2が交差
している実効的な長さ、12は出力ポート中心間の長さ
、θは導波路WGI及びWO2の交差角度をそれぞれ示
している。
O2は第二の導波路、ELは電極、PINI及びp+N
zは入力ボート、11は導波路WGI及びWO2が交差
している実効的な長さ、12は出力ポート中心間の長さ
、θは導波路WGI及びWO2の交差角度をそれぞれ示
している。
本実施例に於いて、
11:約400cμm〕
I!、:20(μm〕
θ;1.4゜
としである。尚、11は導波路WGI及びWO2を積層
して形成した際の光の結合長と同程度にするものである
。
して形成した際の光の結合長と同程度にするものである
。
さて、ここで、入カポ−1−P、□から例えば波長1.
55 (μm〕の光信号を人力すると、導波路WGIを
伝播する光信号は交差部分で導波路WG2に結合されて
伝播し、出力ポートP。uT□から送出される。
55 (μm〕の光信号を人力すると、導波路WGIを
伝播する光信号は交差部分で導波路WG2に結合されて
伝播し、出力ポートP。uT□から送出される。
また、前記の諸条件に加えて、電極ELに負電圧を印加
した場合、pn接合からの空乏層が拡がることで屈折率
が変化するから、導波路WG2に結合した光は、再度、
導波路WGIに結合し、出カポートP。uy+から送出
される。
した場合、pn接合からの空乏層が拡がることで屈折率
が変化するから、導波路WG2に結合した光は、再度、
導波路WGIに結合し、出カポートP。uy+から送出
される。
本実施例に於いては、前記したように、出力ボートP。
LITI及びP。Uア2間の距離が20〔μm〕も在る
ので、光ファイバを接続するにしても、充分な余裕があ
り、光信号を分離して取り出すことは極めて容易である
。尚、導波路WGIとWO2とは、垂直方向に近接して
積層されている為、光の結合は短い距離で充分に行われ
る。
ので、光ファイバを接続するにしても、充分な余裕があ
り、光信号を分離して取り出すことは極めて容易である
。尚、導波路WGIとWO2とは、垂直方向に近接して
積層されている為、光の結合は短い距離で充分に行われ
る。
第2図は第1図に見られる実施例を線A−Aに沿って切
断した要部切断側面図を表している。
断した要部切断側面図を表している。
図に於いて、■はn型1nP基板、IAは第二の導波路
を形成する為の溝、2はl nGaAs P層、3はI
n Q a A S P層、4はInP層、5はI
nGaAsP層、6はn型InP層、7はp型InP層
、8はp型1nGaAsP層、9はp側電極、10はn
側電極、Wlは溝IAの幅、W2はメサ部分の幅をそれ
ぞれ示している。
を形成する為の溝、2はl nGaAs P層、3はI
n Q a A S P層、4はInP層、5はI
nGaAsP層、6はn型InP層、7はp型InP層
、8はp型1nGaAsP層、9はp側電極、10はn
側電極、Wlは溝IAの幅、W2はメサ部分の幅をそれ
ぞれ示している。
前記各部分に関する主要データを例示すると次の通りで
ある。
ある。
(1)基板1について
面指数:(100)
不純物濃度: 2 X 10I8[cm−”)+2)l
/ilAについて 幅W1:5(μm〕 深さ:0.3Cμm〕 方向:<Qll> (3) I n G a A s P層2について組
成(波長換算):1.15 Cμm〕厚さ:0.ICμ
m〕 ノン・ドープ 不純物濃度: 2 X 10” (cm−ff)f4)
T n G a A s P層3について組成(波
長換算):1.3Cμm〕 厚さ:0.5Cμm〕 ノン・ドープ 不純物濃度: 2 X 1016 (cm−’)(51
InP層4について 厚さ:0.6Cμm〕 ノン・ドープ 不純物濃度:2×l016〔Cffl−3〕(6)I
n G a A s P N 5について組成(波長換
算):1.3Cμm〕 厚さ:0.5(μm) ノン・ドープ 不純物濃度: 2 X 10” (cm−’)(6)n
型1nP層6について 厚さ:1 〔μm〕 不純物濃度: 5 X I Q10(cm−’)(7)
p型InP層7について 厚さ:0.5Cμm〕 不純物濃度: I X 10” (am−”)(8)
p型InGaAsP層8について組成(波長換算):1
.3Cμm〕 厚さ:0.4Cμm〕 不純物濃度:lX10菫9(Cm −’ )(9)p側
電極9について 材料: T i P を 厚さ:0.1Cμm〕 00)n側電極10について 材料:AuSn 厚さ:0.1 〔μm〕 0υ メサ部分について 幅W2:5(μm〕 高さ:1.4Cμm)(除n側電極9)第1図及び第2
図に見られる光スィッチを製造するのは筒車である。
/ilAについて 幅W1:5(μm〕 深さ:0.3Cμm〕 方向:<Qll> (3) I n G a A s P層2について組
成(波長換算):1.15 Cμm〕厚さ:0.ICμ
m〕 ノン・ドープ 不純物濃度: 2 X 10” (cm−ff)f4)
T n G a A s P層3について組成(波
長換算):1.3Cμm〕 厚さ:0.5Cμm〕 ノン・ドープ 不純物濃度: 2 X 1016 (cm−’)(51
InP層4について 厚さ:0.6Cμm〕 ノン・ドープ 不純物濃度:2×l016〔Cffl−3〕(6)I
n G a A s P N 5について組成(波長換
算):1.3Cμm〕 厚さ:0.5(μm) ノン・ドープ 不純物濃度: 2 X 10” (cm−’)(6)n
型1nP層6について 厚さ:1 〔μm〕 不純物濃度: 5 X I Q10(cm−’)(7)
p型InP層7について 厚さ:0.5Cμm〕 不純物濃度: I X 10” (am−”)(8)
p型InGaAsP層8について組成(波長換算):1
.3Cμm〕 厚さ:0.4Cμm〕 不純物濃度:lX10菫9(Cm −’ )(9)p側
電極9について 材料: T i P を 厚さ:0.1Cμm〕 00)n側電極10について 材料:AuSn 厚さ:0.1 〔μm〕 0υ メサ部分について 幅W2:5(μm〕 高さ:1.4Cμm)(除n側電極9)第1図及び第2
図に見られる光スィッチを製造するのは筒車である。
即ち、通常のフォト・リソグラフィ技術を適用すること
に依って、基板1に溝IAを形成し、次いで、液相エピ
タキシャル成長(liquidphase epit
axy:LPE)法を通用することに依って、InGa
AsPnGaAsP層nGaAsP層8を連続的に成長
させ、次いで、化学気相成長(chemical v
apordeposition:CVD)法及びフォト
・リソグラフィ技術を適用することに依って、溝IAに
対し、交差角度θ=1.4°であって、幅が5Cμm〕
である二酸化シリコン(SiOz)からなるマスク膜を
形成し、次いで、化学的エツチング法を適用することに
依り、表面からn型In2層6に達するエツチングを行
い、段差が1.4〔μm〕であるメサを形成し、次いで
、前記マスク膜を除去してから、導波路WGIと交差す
る導波路WG2の表面に電極9を、また、基板lの裏面
に電極10をそれぞれ形成して完成させる。
に依って、基板1に溝IAを形成し、次いで、液相エピ
タキシャル成長(liquidphase epit
axy:LPE)法を通用することに依って、InGa
AsPnGaAsP層nGaAsP層8を連続的に成長
させ、次いで、化学気相成長(chemical v
apordeposition:CVD)法及びフォト
・リソグラフィ技術を適用することに依って、溝IAに
対し、交差角度θ=1.4°であって、幅が5Cμm〕
である二酸化シリコン(SiOz)からなるマスク膜を
形成し、次いで、化学的エツチング法を適用することに
依り、表面からn型In2層6に達するエツチングを行
い、段差が1.4〔μm〕であるメサを形成し、次いで
、前記マスク膜を除去してから、導波路WGIと交差す
る導波路WG2の表面に電極9を、また、基板lの裏面
に電極10をそれぞれ形成して完成させる。
本発明に依る光スィッチに於いては、第一の導波路及び
その上方に積層された第二の導波路は、光結合を行うの
に必要な交差部分を維持して斜めに交わっている。
その上方に積層された第二の導波路は、光結合を行うの
に必要な交差部分を維持して斜めに交わっている。
前記構成を採ることに依り、第一の導波路と第二の導波
路とは、光結合が効率良(行われ且つ短くて済む形式で
あるとされている縦方向に並設された構成を採りながら
、その出力ポートは横方向に離隔されているので、そこ
に光ファイバを結合するなどして光信号を確実に分離し
て取り出すことが容易である。
路とは、光結合が効率良(行われ且つ短くて済む形式で
あるとされている縦方向に並設された構成を採りながら
、その出力ポートは横方向に離隔されているので、そこ
に光ファイバを結合するなどして光信号を確実に分離し
て取り出すことが容易である。
第1図は本発明一実施例を説明する為の要部平面図、第
2図は第1図に於ける線A−Aに沿う要部切断側面図、
第3図は従来例を説明する為の要部切断斜面図をそれぞ
れ表している。 図に於いて、WFはウェハ、WGIは第一の導波路、W
O2は第二の導波路、ELは電極、PIN+及びPIN
□は入力ボート、pout+並びにP。UT□は出力ポ
ート、x、は導波路WGl及びWO2が交差している実
効的な長さ、12は出力ボート中心間の長さ、θは導波
路WGI及びWO2の交差角度、■はn型1nP基板、
IAは第二の導波路を形成する為の溝、2はInGaA
sPN、3はInGaAsP層、4はInP層、5はI
nGaAsP層、6はn型1nP層、7はp型1nP層
、8はp型In G a A s P N% 9はp側
電極、10はn側電極、Wlは溝IAの幅、W2はメサ
部分の幅をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 一 実施例を説明する為の要部平面図 第1図 第2図
2図は第1図に於ける線A−Aに沿う要部切断側面図、
第3図は従来例を説明する為の要部切断斜面図をそれぞ
れ表している。 図に於いて、WFはウェハ、WGIは第一の導波路、W
O2は第二の導波路、ELは電極、PIN+及びPIN
□は入力ボート、pout+並びにP。UT□は出力ポ
ート、x、は導波路WGl及びWO2が交差している実
効的な長さ、12は出力ボート中心間の長さ、θは導波
路WGI及びWO2の交差角度、■はn型1nP基板、
IAは第二の導波路を形成する為の溝、2はInGaA
sPN、3はInGaAsP層、4はInP層、5はI
nGaAsP層、6はn型1nP層、7はp型1nP層
、8はp型In G a A s P N% 9はp側
電極、10はn側電極、Wlは溝IAの幅、W2はメサ
部分の幅をそれぞれ示している。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 相 谷 昭 司 代理人弁理士 渡 邊 弘 一 実施例を説明する為の要部平面図 第1図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板に形成された溝に依って方向が定められる
第一の導波路と、 該第一の導波路上方に光結合可能な範囲に積層され且つ
表面側に在って該第一の導波路と斜めに交わって延在す
るよう形成されたメサ部分に依って方向が定められる第
二の導波路と を備えてなることを特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286088A JPH01200233A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2286088A JPH01200233A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01200233A true JPH01200233A (ja) | 1989-08-11 |
Family
ID=12094469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2286088A Pending JPH01200233A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01200233A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065207A (en) * | 1990-05-28 | 1991-11-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelectronic circuit with diodes and waveguides |
| DE19849862C1 (de) * | 1998-10-29 | 2000-04-06 | Alcatel Sa | Thermooptischer Schalter |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP2286088A patent/JPH01200233A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5065207A (en) * | 1990-05-28 | 1991-11-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Optoelectronic circuit with diodes and waveguides |
| DE19849862C1 (de) * | 1998-10-29 | 2000-04-06 | Alcatel Sa | Thermooptischer Schalter |
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