JPH02239209A - 光波長フィルタおよび光検出器 - Google Patents
光波長フィルタおよび光検出器Info
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- JPH02239209A JPH02239209A JP5982589A JP5982589A JPH02239209A JP H02239209 A JPH02239209 A JP H02239209A JP 5982589 A JP5982589 A JP 5982589A JP 5982589 A JP5982589 A JP 5982589A JP H02239209 A JPH02239209 A JP H02239209A
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- waveguide
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- waveguide layer
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、波長多重光情報伝送システム等において、光
波の分波もしくは合波を行なうための光波長フィルター
に関し、特に方向性結合器型光導波路を用いた光波長フ
ィルタおよび光検出器に関するものである． ［従来の技術］ 従来の方向性結合器型光導波路による光波長フィルタは
、例えば、Ｒ． Ｃ． Ａｌ ｆｅｒｎｅｓｓ他： Ａ
ｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，３３，
Ｐ１６ｔ（ｔ９７８） ，特開昭６１− ２５０６０７
あるいは三木他、電子通信学会研究報告ＯＱＥ８１−１
２９に記載されているもののように方向性結合器を構成
する２つの光導波路が同一基板上に形成されていた． 第８図はこのような従来の光波長フィルタの構成を示す
図である。
波の分波もしくは合波を行なうための光波長フィルター
に関し、特に方向性結合器型光導波路を用いた光波長フ
ィルタおよび光検出器に関するものである． ［従来の技術］ 従来の方向性結合器型光導波路による光波長フィルタは
、例えば、Ｒ． Ｃ． Ａｌ ｆｅｒｎｅｓｓ他： Ａ
ｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，３３，
Ｐ１６ｔ（ｔ９７８） ，特開昭６１− ２５０６０７
あるいは三木他、電子通信学会研究報告ＯＱＥ８１−１
２９に記載されているもののように方向性結合器を構成
する２つの光導波路が同一基板上に形成されていた． 第８図はこのような従来の光波長フィルタの構成を示す
図である。
２つの光導波路８１．８２は、図に示すように線幅、高
さなどが、異なるように形成されているため、各々の光
導波路を伝搬する導波光の伝搬定数も異なっている。こ
のとき、２つの導波光の電界分布が存在する領域のいず
れかに伝搬定数の差を補償する回折格子８３を形成して
おくことにより、特定の波長域の導波光に対して、２つ
の導波路間で光結合が生じる。つまり、特定の波長域の
光のみを選択して導波路間で光パワーを移行させること
ができる。
さなどが、異なるように形成されているため、各々の光
導波路を伝搬する導波光の伝搬定数も異なっている。こ
のとき、２つの導波光の電界分布が存在する領域のいず
れかに伝搬定数の差を補償する回折格子８３を形成して
おくことにより、特定の波長域の導波光に対して、２つ
の導波路間で光結合が生じる。つまり、特定の波長域の
光のみを選択して導波路間で光パワーを移行させること
ができる。
従来、この光パワーの移行を利用して、信号光と特定波
長の光波との間での合波／分波を行なわせる光波長フィ
ルタや、特定波長の光波の受信を行なう光検出器が用い
られていた． ［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では、同一平面内に導波路が
形成されるため、２つの導波路間の伝搬定数差を導波路
の線幅、高さなどでしか、制御することができず、大き
な伝搬定数差を得ることができなかった。そのため、導
波路間の光パワー移行の動作が、回折格子に起因するも
のだけでなく、２つの導波光の干渉効果によるものも含
まれるため、鋭い波長選択特性を得ることが困難であっ
た． さらに、従来の光波長フィルターでは、パワー移行の生
ずる方向が導波光を強く閉じ込めている方向すなわち、
基板に垂直な方向でなく、比較的閉じ込めの緩い平面方
向に起こるため、結合領域の結合長を３〜１５ｍｍと長
く設定する必要があった．この結合長の長さは素子全体
が大きくなるという弊害があり、また、吸収が無視でき
ない材料からなる導波路を利用した素子の作成を困難な
ものにしていた． さらに、導波路の幅、高さを変化させるためには、フォ
トリソグラフィー技術を要するが、製作において、１μ
ｍ以下の精度は極めて困難であり、素子作成の再現性が
悪く、素子の特性を劣化させる原因となっていた。
長の光波との間での合波／分波を行なわせる光波長フィ
ルタや、特定波長の光波の受信を行なう光検出器が用い
られていた． ［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例では、同一平面内に導波路が
形成されるため、２つの導波路間の伝搬定数差を導波路
の線幅、高さなどでしか、制御することができず、大き
な伝搬定数差を得ることができなかった。そのため、導
波路間の光パワー移行の動作が、回折格子に起因するも
のだけでなく、２つの導波光の干渉効果によるものも含
まれるため、鋭い波長選択特性を得ることが困難であっ
た． さらに、従来の光波長フィルターでは、パワー移行の生
ずる方向が導波光を強く閉じ込めている方向すなわち、
基板に垂直な方向でなく、比較的閉じ込めの緩い平面方
向に起こるため、結合領域の結合長を３〜１５ｍｍと長
く設定する必要があった．この結合長の長さは素子全体
が大きくなるという弊害があり、また、吸収が無視でき
ない材料からなる導波路を利用した素子の作成を困難な
ものにしていた． さらに、導波路の幅、高さを変化させるためには、フォ
トリソグラフィー技術を要するが、製作において、１μ
ｍ以下の精度は極めて困難であり、素子作成の再現性が
悪く、素子の特性を劣化させる原因となっていた。
本発明は、鋭い波長選択特性を有し、かつ、結合効率の
良い小型の光波長フィルタおよび光検出器を提供するこ
とを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 本発明の光波長フィルタは、 波長多重化された光信号の中より特定の光波を分波し、
また、この逆の動作である合波な行なうための半導体層
が積層された形態の光波長フィルタであって、 光信号が入射される第１の導波層と、 分波を行なう場合には、分波された特定の光波を出射し
、また、合波を行なう場合には、合波する特定の光波が
入射される第２の導波層と、光信号と特定の光波とを選
択的に分離または結合させるための回折格子とを具備し
、 第１の導波層および第２の導波層は、各々を中心とする
導波モードが異なるように、その屈折率や膜厚等が異な
るものとされ、 回折格子は、第１および第２の導波層を中心とする各導
波モードが重なり合う領域に形成されている． また、光検出器は、 波長多重化された光信号の中より特定の光波を分波して
検出する光検出器であって、 光信号が入射される第１の導波層と、 分波された前記特定の光波を導波させる第２の導波層と
、 光信号と特定の光波とを選択的に分離させるための回折
格子と、 第２の導波層の伝搬光の光電変換を行なう光検出部とを
具備し、 第１の導波層および第２の導波層は、各々を中心とする
導波モードか異なるように、その屈折率や膜厚等が異な
るものとされ、 回折格子は、第１および第２の導波層を中心とする各導
波モードが重なり合う領域に形成されている。
良い小型の光波長フィルタおよび光検出器を提供するこ
とを目的とする． ［課題を解決するための手段］ 本発明の光波長フィルタは、 波長多重化された光信号の中より特定の光波を分波し、
また、この逆の動作である合波な行なうための半導体層
が積層された形態の光波長フィルタであって、 光信号が入射される第１の導波層と、 分波を行なう場合には、分波された特定の光波を出射し
、また、合波を行なう場合には、合波する特定の光波が
入射される第２の導波層と、光信号と特定の光波とを選
択的に分離または結合させるための回折格子とを具備し
、 第１の導波層および第２の導波層は、各々を中心とする
導波モードが異なるように、その屈折率や膜厚等が異な
るものとされ、 回折格子は、第１および第２の導波層を中心とする各導
波モードが重なり合う領域に形成されている． また、光検出器は、 波長多重化された光信号の中より特定の光波を分波して
検出する光検出器であって、 光信号が入射される第１の導波層と、 分波された前記特定の光波を導波させる第２の導波層と
、 光信号と特定の光波とを選択的に分離させるための回折
格子と、 第２の導波層の伝搬光の光電変換を行なう光検出部とを
具備し、 第１の導波層および第２の導波層は、各々を中心とする
導波モードか異なるように、その屈折率や膜厚等が異な
るものとされ、 回折格子は、第１および第２の導波層を中心とする各導
波モードが重なり合う領域に形成されている。
［作用］
第１および第２の導波層は積層された形態のものとなる
ので、それらの材料によっても伝搬定数を異ならせるこ
とができ、この間に生じる伝搬定数差を大きなものとす
ることができる。このため、該２つの導波層間に生じる
光パワーの移行は回折格子によるものが支配的となり、
鋭い波長選択性が得られる。この製造プロセスは一般の
半導体素子とほぼ同様であり、その再現性も良い。また
、光パワーの移行は第１および第２の導波層内を伝搬す
る光が強く閉じ込められている方向、すなわち基板に垂
直な方向にて行なわれるので、結合長な短いものとする
ことができ、素子を小型化することができる。
ので、それらの材料によっても伝搬定数を異ならせるこ
とができ、この間に生じる伝搬定数差を大きなものとす
ることができる。このため、該２つの導波層間に生じる
光パワーの移行は回折格子によるものが支配的となり、
鋭い波長選択性が得られる。この製造プロセスは一般の
半導体素子とほぼ同様であり、その再現性も良い。また
、光パワーの移行は第１および第２の導波層内を伝搬す
る光が強く閉じ込められている方向、すなわち基板に垂
直な方向にて行なわれるので、結合長な短いものとする
ことができ、素子を小型化することができる。
［実施例］
第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
まず、本実施例の構造について説明する。
本実施例は、ＧａＡｓである基板１上に、厚さ０．５μ
ｍのＧａＡｓであるバッファ暦１０４、厚さ１．５μｍ
のＡｌａ． ｓＧａｏ． ａＡｓであるクラッドＭ１０
５、ＧａＡｓとＡｌｏ． ａＧａｏ． ｓＡｓとが交互
に積層されて多重量子井戸（ＭＱＷ）とされた厚さ０．
２μｍの第１導波Ｎ１０１、厚さ０．７μｍのＡｌｏ．
ｓＧａｏ． ｓＡｓであるクラッド［１ ０６、Ｇａ
ＡｓとＡｉｏ４Ｇａｏ． ａＡｓとが交互に積層されて
ＭＱＷとされた厚さ０．４５μｍの第２導波層１０２を
分子線エビタキシャル（ＭＢＥ）法により順に成長させ
ている。次に、フオトレジス［・を用いたフォトリソグ
ラフィー法によってレジストマスク作製後、反応性イオ
ンビームエッチング（ＲＩＢＥ）により第２導波路層１
０２の上面の一部に深さ０．２μｍのコルゲーションか
ら成る回折格子１０７を形成した．続いて、液相エビタ
キシャル（ＬＰＥ）法によりＡｌｏ． ＠Ｇａｏ． ｓ
Ａｓからなるクラッド層１０８を再成長させた．このよ
うに、本実施例の光波長フィルタは、導波層（第１導波
層１０１、第２導波層１０２）が層方向に２層積層され
、これらによる方向性結合器が構成されている。各導波
層１０１，１０２は、厚さや組成が異なるように形成さ
れているので、各々を導波する光の伝搬定数は異なるも
のとなる．第２導波層１０２に形成された回折格子１０
７は、光結合される波長を選択するためのもので、その
ピッチにより選択される波長域が決定される。
ｍのＧａＡｓであるバッファ暦１０４、厚さ１．５μｍ
のＡｌａ． ｓＧａｏ． ａＡｓであるクラッドＭ１０
５、ＧａＡｓとＡｌｏ． ａＧａｏ． ｓＡｓとが交互
に積層されて多重量子井戸（ＭＱＷ）とされた厚さ０．
２μｍの第１導波Ｎ１０１、厚さ０．７μｍのＡｌｏ．
ｓＧａｏ． ｓＡｓであるクラッド［１ ０６、Ｇａ
ＡｓとＡｉｏ４Ｇａｏ． ａＡｓとが交互に積層されて
ＭＱＷとされた厚さ０．４５μｍの第２導波層１０２を
分子線エビタキシャル（ＭＢＥ）法により順に成長させ
ている。次に、フオトレジス［・を用いたフォトリソグ
ラフィー法によってレジストマスク作製後、反応性イオ
ンビームエッチング（ＲＩＢＥ）により第２導波路層１
０２の上面の一部に深さ０．２μｍのコルゲーションか
ら成る回折格子１０７を形成した．続いて、液相エビタ
キシャル（ＬＰＥ）法によりＡｌｏ． ＠Ｇａｏ． ｓ
Ａｓからなるクラッド層１０８を再成長させた．このよ
うに、本実施例の光波長フィルタは、導波層（第１導波
層１０１、第２導波層１０２）が層方向に２層積層され
、これらによる方向性結合器が構成されている。各導波
層１０１，１０２は、厚さや組成が異なるように形成さ
れているので、各々を導波する光の伝搬定数は異なるも
のとなる．第２導波層１０２に形成された回折格子１０
７は、光結合される波長を選択するためのもので、その
ピッチにより選択される波長域が決定される。
第２図は本実施例の導波モードの光電界分布を示す図で
ある．縦軸は光強度を示し、横軸は第１導波層１０１を
基準とした距離を示す。このように本実施例の導波モー
ドには、第ｌ導波層ｌ０１を中心として成立する奇モー
ド３２と第２導波層１０２を中心として成立する偶モー
ド３１があり、回折格子１０７は、この、偶モード３１
と奇モード３２とが重なり合う部分に形成されている． このように２つの導波層が設けられた本実施例の動作に
ついて以下に説明する。
ある．縦軸は光強度を示し、横軸は第１導波層１０１を
基準とした距離を示す。このように本実施例の導波モー
ドには、第ｌ導波層ｌ０１を中心として成立する奇モー
ド３２と第２導波層１０２を中心として成立する偶モー
ド３１があり、回折格子１０７は、この、偶モード３１
と奇モード３２とが重なり合う部分に形成されている． このように２つの導波層が設けられた本実施例の動作に
ついて以下に説明する。
波長０．８μｍから０．８６μｍまで０．０１μｍきざ
みの複数のレーザ光より成る入力光工０９を第１導波層
１０１へ入力結合させた。この２つの導波層において成
立するモードには前述したように偶モード３１および奇
モード３２があるが、第１導波層１０１に入力された入
力光は、第１導波層１０１を中心とする奇モード３２と
結合し、伝搬してゆく。この場合、回折格子１０７の存
在しない領域では奇モード３２と偶モード３１は伝搬定
数が異なるため、ほとんど結合せず、独立に近い形で、
伝搬する．しかし、回折格子の存在する領域では、奇モ
ード３２の伝搬定数β。と偶モード３ｌの伝搬定数β１
の間に以下の関数が成立すれば、光パワーの移行が生じ
る． ここでλは光波長でありｒは回折格子のピッチである。
みの複数のレーザ光より成る入力光工０９を第１導波層
１０１へ入力結合させた。この２つの導波層において成
立するモードには前述したように偶モード３１および奇
モード３２があるが、第１導波層１０１に入力された入
力光は、第１導波層１０１を中心とする奇モード３２と
結合し、伝搬してゆく。この場合、回折格子１０７の存
在しない領域では奇モード３２と偶モード３１は伝搬定
数が異なるため、ほとんど結合せず、独立に近い形で、
伝搬する．しかし、回折格子の存在する領域では、奇モ
ード３２の伝搬定数β。と偶モード３ｌの伝搬定数β１
の間に以下の関数が成立すれば、光パワーの移行が生じ
る． ここでλは光波長でありｒは回折格子のピッチである。
以上のような光パワー移行が生じれば、入力光１０９が
結合した奇モード３２の導波光は、偶モード３ｌの導波
光に変換される．したがって、入力光は最終的に第２導
波層を伝搬ずる光波となり選択出力光１１０となって出
力される。他の波長の光は、そのまま非選択出力光１１
１として出力される。完全結合が生じるための回折格子
の領域長βは、 で求められる。
結合した奇モード３２の導波光は、偶モード３ｌの導波
光に変換される．したがって、入力光は最終的に第２導
波層を伝搬ずる光波となり選択出力光１１０となって出
力される。他の波長の光は、そのまま非選択出力光１１
１として出力される。完全結合が生じるための回折格子
の領域長βは、 で求められる。
ただし２εＩ，ε。は各々、偶モード３１、奇モード３
２の光電界分布を表わしておりＡ＋（ｘ）は回折格子の
フーリエ級数展開の１次回折光に相当する成分である． ０．８３μｍの光を中心波長として波長フィルタリング
を行なうため■式より、ｒ＝９μｍとし、また完全結合
長βは■式より２５０μｍとした。
２の光電界分布を表わしておりＡ＋（ｘ）は回折格子の
フーリエ級数展開の１次回折光に相当する成分である． ０．８３μｍの光を中心波長として波長フィルタリング
を行なうため■式より、ｒ＝９μｍとし、また完全結合
長βは■式より２５０μｍとした。
その結果、第１導波層１０１に入力した光のうち、第２
導波Ｎ１０２から出力される選択出力光１１０の波長特
性は第３図に示すものとなった．半値全幅約１７０人の
波長フィルタリングが行なわれている様子が把める。合
波に関しても、当然これと同様に行なわれる。なお、入
出射端面には、端面反射を軽減する目的で無反射コーテ
ィングを施した。
導波Ｎ１０２から出力される選択出力光１１０の波長特
性は第３図に示すものとなった．半値全幅約１７０人の
波長フィルタリングが行なわれている様子が把める。合
波に関しても、当然これと同様に行なわれる。なお、入
出射端面には、端面反射を軽減する目的で無反射コーテ
ィングを施した。
第４図は本発明の第２の実施例の構成を示す図である．
本実施例は、第１の実施例が横方向の光閉じ込めを行な
わないスラブ型のものであったのに対し、横方向の光閉
じ込めを行なうことにより、光損失の低減を図ったもの
である。
わないスラブ型のものであったのに対し、横方向の光閉
じ込めを行なうことにより、光損失の低減を図ったもの
である。
本実施例の構造について説明すると、横方向の光閉じ込
めを行なうため、クラツド層１０８の上面にＺｎ （ま
たはＳｉ）等の不純物を熱拡散させることにより第１導
波層１０１および第２導波層１０２の両側をディスオー
ダリングし、屈折率の低い低屈折領域４１を形成させた
．この他の構成は第１の実施例と同様であり、同じ番号
を付してある． 両側に形成された低屈折領域４１により、第１導波層１
０１および第２導波層１０２中の導波光は横方向に閉じ
込められ、導波光の回折広がりに，よる損失が低減され
、高効率な光波長フィルターが得られた。
めを行なうため、クラツド層１０８の上面にＺｎ （ま
たはＳｉ）等の不純物を熱拡散させることにより第１導
波層１０１および第２導波層１０２の両側をディスオー
ダリングし、屈折率の低い低屈折領域４１を形成させた
．この他の構成は第１の実施例と同様であり、同じ番号
を付してある． 両側に形成された低屈折領域４１により、第１導波層１
０１および第２導波層１０２中の導波光は横方向に閉じ
込められ、導波光の回折広がりに，よる損失が低減され
、高効率な光波長フィルターが得られた。
横方向閉じ込めは、上記以外にもリツジを形成する方法
や、埋め込み法や、装荷法など、種々適用可能である。
や、埋め込み法や、装荷法など、種々適用可能である。
第５図は本発明の第３の実施例の構成を示す図である。
第１の実施例では２つの導波層の伝搬定数を補正する回
折格子を第２の導波＠Ｉ０２中に形成したが、本実施例
は２つの導波層間のクラツド層に形成したものである。
折格子を第２の導波＠Ｉ０２中に形成したが、本実施例
は２つの導波層間のクラツド層に形成したものである。
すなわち、第５図に示すようにＡＩＧａＡｓであるクラ
ツド層５１を成膜後、フォトリソグラフイ法によりコル
ゲーション状回折格子を形成し、ＡＩＧａＡｓである第
２導波層５２およびＡＩＧａＡｓであるクラッド層１０
８を再成長させた。
ツド層５１を成膜後、フォトリソグラフイ法によりコル
ゲーション状回折格子を形成し、ＡＩＧａＡｓである第
２導波層５２およびＡＩＧａＡｓであるクラッド層１０
８を再成長させた。
その他の構成は第１の実施例と同様であり、同じ番号を
付している．素子の性能については第１の実施例で示し
たものと大差なかった。本発明による光波長フィルター
を他の素子と組合わせる、あるいは集積化する時に都合
の良い素子形状を選択可能である。また、以上のように
、回折格子を作製する位置は、導波光の光電界分布（偶
モード３１、奇モード３２）がともに存在する所ならい
ずれの位置でもかまわない。ただし、結合効率がそれに
応じて異なるので、結合長を調整する必要がある。
付している．素子の性能については第１の実施例で示し
たものと大差なかった。本発明による光波長フィルター
を他の素子と組合わせる、あるいは集積化する時に都合
の良い素子形状を選択可能である。また、以上のように
、回折格子を作製する位置は、導波光の光電界分布（偶
モード３１、奇モード３２）がともに存在する所ならい
ずれの位置でもかまわない。ただし、結合効率がそれに
応じて異なるので、結合長を調整する必要がある。
第６図は本発明の第４の実施例の構成を示す図である．
本実施例は、本発明の構造を用いることにより、波長選
択性を有する光検出器を集積化して実現したものである
。
択性を有する光検出器を集積化して実現したものである
。
まず、本実施例の構造について説明する。
ｎ”−ＧａＡｓである基板６０１上に、厚さ０．５μｍ
のｎ−ＧａＡｓであるバッファ層６０２、厚さ１．５μ
ｍのｎ−Ａｌｏ． ｓＧａ６， ｓＡｓであるクラッド
層６０３、厚さ０．２μｍのｎ−Ａｌｅ． ｓＧａｏ．
ｔＡｓである第１導波層６０４、厚さ０．Ｉ３μｍの
ｎ−Ａｌｏ． ｓＧａｏ． ｓＡｓであるクラッド層６
０５、ｉ−ＧａＡｓとＡｌｏ． ４Ｇａｏ． ａＡｓと
が交互に積屡されて多重量子井戸された厚さ０．４μｍ
の第２導波層６０６を分子線エビタキシャル（ＭＢＥ）
法を用いて順に成長させた。その後、フォトリソグラフ
ィー法を用いて、深さ０．０５μｍ、ピッチ７．７μｍ
のコルゲーションより成る回折格子６０７を第２導波層
６０６の上面に長さ１．２７７ｍｍにわたって形成させ
た．次に、この上に液相エビタキシャル（ＬＰＥ）法を
用いてｆ−Ａｌｏ． ｉＧａｏ． ａＡｓであるクラッ
ド層６０８、厚さ０．５μｍのｔ−ＧａＡｓであるキャ
ップ層６１５を再成長させた．その後、回折格子６０７
と隣接する領域のクラッド層６０８および第２導波層６
０６をエッチングによって除去した．次に、この除去部
分に、厚さ０．１μｍのｉ−ＧａＡａである吸収層６０
９、厚さ１．２μｍのＰ−Ａｌｅ． ｓＧａｏ． ｓＡ
８であるクラッド層６１０、厚さ０．５μｍのＰ”−
ＧａＡｓであるキャップ層６１１をＬＰＥ法によって再
成長させ、続いて、キャップ層６１１上にＣｒ／Ａｕか
ら成る電極６１２を形成し、基板６０１の裏面にＡｕＧ
ｅ／＾Ｕから成る電極６１３を形成した。
のｎ−ＧａＡｓであるバッファ層６０２、厚さ１．５μ
ｍのｎ−Ａｌｏ． ｓＧａ６， ｓＡｓであるクラッド
層６０３、厚さ０．２μｍのｎ−Ａｌｅ． ｓＧａｏ．
ｔＡｓである第１導波層６０４、厚さ０．Ｉ３μｍの
ｎ−Ａｌｏ． ｓＧａｏ． ｓＡｓであるクラッド層６
０５、ｉ−ＧａＡｓとＡｌｏ． ４Ｇａｏ． ａＡｓと
が交互に積屡されて多重量子井戸された厚さ０．４μｍ
の第２導波層６０６を分子線エビタキシャル（ＭＢＥ）
法を用いて順に成長させた。その後、フォトリソグラフ
ィー法を用いて、深さ０．０５μｍ、ピッチ７．７μｍ
のコルゲーションより成る回折格子６０７を第２導波層
６０６の上面に長さ１．２７７ｍｍにわたって形成させ
た．次に、この上に液相エビタキシャル（ＬＰＥ）法を
用いてｆ−Ａｌｏ． ｉＧａｏ． ａＡｓであるクラッ
ド層６０８、厚さ０．５μｍのｔ−ＧａＡｓであるキャ
ップ層６１５を再成長させた．その後、回折格子６０７
と隣接する領域のクラッド層６０８および第２導波層６
０６をエッチングによって除去した．次に、この除去部
分に、厚さ０．１μｍのｉ−ＧａＡａである吸収層６０
９、厚さ１．２μｍのＰ−Ａｌｅ． ｓＧａｏ． ｓＡ
８であるクラッド層６１０、厚さ０．５μｍのＰ”−
ＧａＡｓであるキャップ層６１１をＬＰＥ法によって再
成長させ、続いて、キャップ層６１１上にＣｒ／Ａｕか
ら成る電極６１２を形成し、基板６０１の裏面にＡｕＧ
ｅ／＾Ｕから成る電極６１３を形成した。
本実施例のものにおいては、第ｌ導波層６０４に入力し
てきた光６１４のうち、光波長フィルターで選択された
波長を有する光のみ、第２導波層６０６へ結合し、光検
出部である吸収層６０９で吸収される。光検出部は、ｐ
−ｉ−ｎ構造となっており、電極６１２，６１３間には
逆バイアスが印加されている。そのため、吸収により生
じたキャリアは電流信号として検出される。
てきた光６１４のうち、光波長フィルターで選択された
波長を有する光のみ、第２導波層６０６へ結合し、光検
出部である吸収層６０９で吸収される。光検出部は、ｐ
−ｉ−ｎ構造となっており、電極６１２，６１３間には
逆バイアスが印加されている。そのため、吸収により生
じたキャリアは電流信号として検出される。
第７図は本実施例のものにおいて電気として取り出され
る信号光の波長特性を示す図である．本実施例ではコル
ゲーションの深さを浅く、かつ、導波層の間隔を広く設
定しているため、結合長が長くなっているが、波長選択
幅は約３０人と狭くなっている。
る信号光の波長特性を示す図である．本実施例ではコル
ゲーションの深さを浅く、かつ、導波層の間隔を広く設
定しているため、結合長が長くなっているが、波長選択
幅は約３０人と狭くなっている。
以上のように本発明による光波長フィルターは用途によ
り波長選択幅を狭くしたり、広くしたり？ることが可能
である．なお、以上の各実施例はすべてＧａＡｓ／Ａ
ＩＧａＡｓ系材科から構成されていたが、無論、ｒｒ＋
ＧａＡｓ／ ＩｎＧａＰなど他の化合物半導体あるいは
ＳｉＯ■／Ｔｉｌｔなどのガラス系材料、ＬｉＮｂＯｓ
，ＬｉＴａＯｓ． ＢＳＯなどの光学結晶などから構成
することも可能であることは明白である． ［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。
り波長選択幅を狭くしたり、広くしたり？ることが可能
である．なお、以上の各実施例はすべてＧａＡｓ／Ａ
ＩＧａＡｓ系材科から構成されていたが、無論、ｒｒ＋
ＧａＡｓ／ ＩｎＧａＰなど他の化合物半導体あるいは
ＳｉＯ■／Ｔｉｌｔなどのガラス系材料、ＬｉＮｂＯｓ
，ＬｉＴａＯｓ． ＢＳＯなどの光学結晶などから構成
することも可能であることは明白である． ［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。
請求項１に記載のものにおいては、鋭い波長選択性を有
する小型の光波長フィルタを再現性良く製造することが
できる効果がある。この製造プロセスは成膜によるもの
であり、集積化に適しているため、光ＩＣ．ＯＥＩＣ
（光電子ＩＣ）に好適であり、光情報伝送、光通信、光
ＬＡＮ、光コンピューティングに広く応用することが可
能である． 請求項２に記載のものにおいては、上記効果を有する光
検出器を実現することができる効果がある。
する小型の光波長フィルタを再現性良く製造することが
できる効果がある。この製造プロセスは成膜によるもの
であり、集積化に適しているため、光ＩＣ．ＯＥＩＣ
（光電子ＩＣ）に好適であり、光情報伝送、光通信、光
ＬＡＮ、光コンピューティングに広く応用することが可
能である． 請求項２に記載のものにおいては、上記効果を有する光
検出器を実現することができる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す図、第２図
は第１の実施例の導波モードの光電界分布を示す図、第
３図は第１の実施例中の導波層１０２から出射される光
の波長特性を示す図、第４図乃至第６図はそれぞれ本発
明の第２乃至第４の実施例の構成を示す図、第７図は第
４の実施例のものにおいて、電流として取り出される信
号光の波長特性を示す図、第８図は従来例の構成を示す
図である。 ０１，６０４・・・第１導波層、 ０２， ６０６・・・第２導波層、 Ｑ３， ６０１・・・基板、 ０４， ６０２・・・バッファ層、 ０５， １０８， ５１， ６０３， ６０５， ６０
８， ６１０・・・クラッド層、０７， ６０７・・・
回折格子、 ０９，６１４・・・入力光、 ｌＯ・・・選択出力光、 ＩＩ・・・非選択出力光、 ３ｌ・・・偶モード、 ３２・・・奇モード、 ４ｌ・・・低屈折領域、 ６０９・・・吸収層、 ６１１，６１５・・・キャツ ６１２．６１３・・・電極． ブ層、
は第１の実施例の導波モードの光電界分布を示す図、第
３図は第１の実施例中の導波層１０２から出射される光
の波長特性を示す図、第４図乃至第６図はそれぞれ本発
明の第２乃至第４の実施例の構成を示す図、第７図は第
４の実施例のものにおいて、電流として取り出される信
号光の波長特性を示す図、第８図は従来例の構成を示す
図である。 ０１，６０４・・・第１導波層、 ０２， ６０６・・・第２導波層、 Ｑ３， ６０１・・・基板、 ０４， ６０２・・・バッファ層、 ０５， １０８， ５１， ６０３， ６０５， ６０
８， ６１０・・・クラッド層、０７， ６０７・・・
回折格子、 ０９，６１４・・・入力光、 ｌＯ・・・選択出力光、 ＩＩ・・・非選択出力光、 ３ｌ・・・偶モード、 ３２・・・奇モード、 ４ｌ・・・低屈折領域、 ６０９・・・吸収層、 ６１１，６１５・・・キャツ ６１２．６１３・・・電極． ブ層、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、波長多重化された光信号の中より特定の光波を分波
し、また、この逆の動作である合波を行なうための半導
体層が積層された形態の光波長フィルタであって、 前記光信号が入射される第１の導波層と、 分波を行なう場合には、分波された前記特定の光波を出
射し、また、合波を行なう場合には、合波する前記特定
の光波が入射される第２の導波層と、 前記光信号と前記特定の光波とを選択的に分離または結
合させるための回折格子とを具備し、前記第１の導波層
および前記第２の導波層は、各々を中心とする導波モー
ドが異なるように、その屈折率や膜厚等が異なるものと
され、 前記回折格子は、前記第１および第２の導波層を中心と
する各導波モードが重なり合う領域に形成されている光
波長フィルタ。 ２、波長多重化された光信号の中より特定の光波を分波
して検出する光検出器であって、 前記光信号が入射される第１の導波層と、 分波された前記特定の光波を導波させる第２の導波層と
、 前記光信号と前記特定の光波とを選択的に分離させるた
めの回折格子と、 前記第２の導波層の伝搬光の光電変換を行なう光検出部
とを具備し、 前記第１の導波層および前記第２の導波層は、各々を中
心とする導波モードが異なるように、その屈折率や膜厚
等が異なるものとされ、 前記回折格子は、前記第１および第２の導波層を中心と
する各導波モードが重なり合う領域に形成されている光
検出器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5982589A JPH02239209A (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 光波長フィルタおよび光検出器 |
| EP90104675A EP0386797B1 (en) | 1989-03-10 | 1990-03-12 | Photodetector using wavelength selective optical coupler |
| DE69030831T DE69030831T2 (de) | 1989-03-10 | 1990-03-12 | Photodetektor mit wellenlängenselektivem optischem Koppler |
| US07/795,966 US5220573A (en) | 1989-03-10 | 1991-11-21 | Optical apparatus using wavelength selective photocoupler |
| US07/796,929 US5140149A (en) | 1989-03-10 | 1991-11-22 | Optical apparatus using wavelength selective photocoupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5982589A JPH02239209A (ja) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | 光波長フィルタおよび光検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02239209A true JPH02239209A (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=13124390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5982589A Pending JPH02239209A (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-14 | 光波長フィルタおよび光検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02239209A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0632300A1 (en) | 1993-06-23 | 1995-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical wavelength multiplexing and demultiplexing device for multiplexing or demultiplexing light having a plurality of modes and photodetector using the same |
| JP2006330104A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波路型フィルタおよびそれを用いた半導体レーザ素子 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55161201A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light delay equalizer |
| JPS63103202A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-05-07 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 光デバイス |
-
1989
- 1989-03-14 JP JP5982589A patent/JPH02239209A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55161201A (en) * | 1979-06-01 | 1980-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Light delay equalizer |
| JPS63103202A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-05-07 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 光デバイス |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0632300A1 (en) | 1993-06-23 | 1995-01-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical wavelength multiplexing and demultiplexing device for multiplexing or demultiplexing light having a plurality of modes and photodetector using the same |
| US5517589A (en) * | 1993-06-23 | 1996-05-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical wavelength multiplexing and demultiplexing device for multiplexing or demultiplexing light having a plurality of modes and photodetector using the same |
| JP2006330104A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波路型フィルタおよびそれを用いた半導体レーザ素子 |
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