JPH09121043A

JPH09121043A - 集積回路光回路網ユニット

Info

Publication number: JPH09121043A
Application number: JP8213967A
Authority: JP
Inventors: S Chandrasekhar; エス．チャンドラセクハー; Andrew G Dentai; ゴンパーツデンタイアンドリュー
Original assignee: AT&T Corp; AT&T IPM Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 1997-05-06
Also published as: EP0762675A2; CA2179789C; CA2179789A1; US5577138A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、集積回路光回路網ユニットを提供
する。【解決手段】加入者位置における入力及び出力ファイ
バに接続されるよう設計された光回路網ユニットは、集
積回路の形に作られる。集積回路の一部分は、薄膜導波
路を含み、光スプリッタ、光検出器及び変調器として機
能する。回路のもう１つの部分は、増幅器として働く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【本発明の背景】本発明は光ファイバを用いた通信シス
テム、より具体的には、入力及び出力ファイバとシステ
ムに接続された個々の加入者間の境界として機能するユ
ニットに係る。

【０００２】基本的に低損失で広帯域である特性によ
り、光ファイバは実際上重要な各種の通信システムで、
用いられている。これまでは、そのような用途は、長距
離システムにおいて、特に魅力があった。長距離システ
ムでは、比較的高価な端末装置が、典型的な場合必要で
あるが、装置の経費は、システムのサービスを受ける何
万という加入者が、実効的に分割して負担している。

【０００３】最近、加入者設備に直接、広帯域の信号
（たとえば、音声、データ及びビデオ）を伝達できる経
済的な光ファイバシステムを考案するため、かなりの開
発努力が、払われてきた。そのような方式の１つには、
中央オフィスから各加入者位置に光ファイバを走らせ、
ファイバと加入者間に、いわゆる光回路網ユニットを設
けることが含まれる。それにより、入力光信号は一定し
て、中央オフィスから各加入者ユニットに、供給され
る。各ユニット中で、入力光信号は２つの部分に、分割
される。１つの部分は検出され、電気信号として、加入
者装置に供給される。入力光信号のもう１つの部分は、
加入者からの電気信号で変調され、出力光信号の形で、
中央オフィスへ送られる。

【０００４】重要なことは、先に延べた光回路網ユニッ
トは、レーザのような光源を必要としないことである。
システム全体中の光源のみが、典型的な場合、中央オフ
ィスに配置される。従って、各加入者位置における波長
制御及び刻時合わせの必要性は、それによって除かれ
る。

【０００５】それにもかかわらず、これまで想定されて
きた光回路網ユニットは、比較的大きく、高価である。
光スプリッタ、光検出器、変調器及び電気的変調器を含
むそのようなユニットを設計する直線的な方式は、従来
の個別部品を、単に相互接続することを含む。しかし、
得られた多要素ユニットは、典型的な場合体積が大き
く、高価で、たとえば４個のファイバコネクタと、３個
の電気的コネクタを必要とする。

【０００６】従って、比較的低価格で、コンパクト、単
純で信頼性が高いことを特徴とする光回路網ユニットを
開発しようとする試みに、当業者のかなりの努力が向け
られてきた。これらの努力により、もし成功するなら、
個々の加入者に対する経済的な広帯域サービスを実現す
るための重要な実際的基礎が得られるであろうことが、
認識された。

【０００７】

【本発明の要約】本発明の原理に従うと、加入者位置に
おいて入力及び出力ファイバに接続されるよう設計され
た光回路網ユニットが、大量生産プロセスにより、集積
回路の形に作られる。集積回路の１つの部分は、光スプ
リッタ、光検出器及び変調器として機能する多層モノリ
シック構造を含む。同じ集積回路の第２の空間的に分離
された部分は、光検出器により生じた電気信号に対する
増幅器として機能する多層モノリシック構造を含む。そ
のようにして、入力情報を表わす電気信号は、各加入者
に供給できる。更に、各加入者からの電気信号は、入力
光信号のその部分を変調するのに使用でき、それは光回
路網ユニット中の変調器を通して、出力ファイバに戻さ
れる。

【０００８】本発明のより具体例に従うと、最初に述べ
た多層部分は、導波路層を含む。回路網ユニットに供給
される入力光信号は、導波路層の一端に導入され、出力
光信号は層のもう一方の端から、取り出される。ある程
度の入力信号は導波路層の入力部分に隣接して配置され
た光検出層により、吸収される。光検出層により生じた
電気信号は、回路網ユニットに付随した加入者装置に、
供給される。光信号の吸収されない部分は、導波路層中
を伝搬し続け、その後入力部からは電気的に分離された
その層の出力部分を、横切る。導波路層の出力部分のい
ずれかの側に配置された層により、付随した加入者装置
からの電気信号は、導波路層から出る前に、光信号の吸
収されない部分を変調するために、用いられる。

【０００９】

【詳細な記述】従来の光回路網ユニットの簡略化された
概念図が、破線の箱１０で、図１に示されている。たと
えば、中央オフィスからの入力光信号は、入力光ファイ
バ１２を通して、ユニット１０に供給される。ユニット
１０からの出力光信号は、出力光ファイバ１４を通って
伝搬する。たとえば、ファイバ１２及び１４はドープシ
リカガラスでできた従来のシングルモードファイバであ
る。そのようなファイバのそれぞれの全体の直径ｄは、
たとえば約１２５ミクロン（μｍ）である。例として、
ファイバの信号を運ぶコアは、約６μｍの直径を有す
る。入力及び出力光信号のキャリヤ周波数は、１．５５
μｍの波長に中心をおく。これはそのような従来のファ
イバの最も損失の小さい波長である。

【００１０】図１のファイバ１２上の入力光信号は、従
来の光スプリッタ１６に、供給される。入力信号の１つ
の部分（たとえば９０％）は、スプリッタ１６により、
標準的な光検出器１８（ｐ−ｎフォトダイオードとして
表わされている）に向けられ、一方入力信号の残りの部
分は、スプリッタ１６により、変調器に向けられる。破
線２２及び２４はそれぞれ、スプリッタ１６から光検出
器１８及び変調器２０に伝搬する光信号を表わす。

【００１１】図１の光検出器１８は電気的出力信号を発
生し、それは増幅器２６に供給される。増幅器２６の出
力は、電気的リード２７を通して、たとえば電話、コン
ピュータ、テレビジョン装置といった標準的な加入者装
置に、供給される。そのようにして、中心オフィスにお
いて、光キャリヤに乗せられた情報は、ユニット１０中
で検出され、次に加入者に分配される。

【００１２】他方、加入者が中央オフィスに伝達したい
電気信号の形の情報は、電気的リード２８を通して、図
１の変調器２０に供給される。変調器２０において、入
力光信号の一部（破線２４で表わされている）は、リー
ド２８上の電気信号に従い選択的に、変えられる。その
結果、入力光信号のその部分の変調されたものは、中央
オフィスに伝搬するよう、変調器２０により、ファイバ
１４に供給される。

【００１３】本発明の原理に従うと、図１のユニット１
０全体が、集積回路構造として作製される。たとえば、
そのような構造は、最初一層ずつ、図２に示された具体
的な多層構成を、堆積させることにより、作られる。次
に、従来のリソグラフィ、エッチング、金属堆積及び半
導体プロセス技術ではよく知られた他の標準的な工程に
従い、図２の構成は加工され、図３及び図４にそれぞれ
示された２つの空間的に分離された要素３０及び４３を
有する集積回路ユニットの具体例が、形成される。以下
で詳細に述べるように、各要素が図３及び図４の破線の
箱３０及び４３内に含まれる集積回路ユニットは、図１
に示された上述のユニット１０と、機能的に等価であ
る。

【００１４】たとえば、図２の構造はインジウムリン
（ＩｎＰ）でできたウエハを含む標準的な半絶縁性基板
３１の平坦な最上部表面上に、順次堆積させた１０のエ
ピタキシャル層を含む。基板３１はたとえば約１００な
いし４００μｍのＹ方向の厚さを有する。たとえば、図
２に示された層は、従来の有機金属気相エピタキシー
（ＭＯＶＰＥ）により、堆積させる。しかし、分子線エ
ピタキシー（ＭＢＥ）のような他の標準的で良く知られ
た別の技術も、個々の層を形成するのに、使用できる。

【００１５】具体例を示すために、図２の基板３１の最
上部Ｘ−Ｚ平坦面上に堆積させる第１の層は、約０．５
μｍ厚のＩｎＰのｎ⁺ ドープ層３２から成る。完成した
デバイスにおいて、層３２は上の層３３に対する電気的
接触層の働きをする。

【００１６】層３３は図２のＸ又は水平方向に伝搬する
光信号に対する導波路層を含む。層３３はバンド端が印
加電界の関数としてシフトする材料で、作られる。た
とえば、層３３の材料は印加電界が無いとき、層３３は
Ｘ方向にその中を伝搬する１．５５μｍの光信号を、ほ
とんど吸収しないように、選択される。他方、層３３は
少なくとも特定の値のＹ方向電界が、層３３の一部に印
加された時、水平に伝搬する１．５５μｍの光信号のほ
とんどを吸収するように、設計される。その場合、層３
３の一端（Ｙ−Ｚ面）中に導入された光信号は、実際上
その他端からは、放出されない。そのようにして、電気
信号は導波路層３３中を伝搬する光信号を変調するの
に、使用できる。

【００１７】導波路層３３を作成するのには、各種の適
当な材料が、使用できる。そのような材料の１つの具体
例は、ｎ^- ドープＩｎ_0.65Ｇａ_0.35Ａｓ_0.7Ｐ_0.3であ
る。具体例として、層３３は約０．４μｍのＹ方向厚を
有し、約５μｍのＺ方向の長さをもつ。図２の構造から
形成すべきデバイスにおいて、層３３から作られる導波
路のＸ方向の長さは、実際はたとえば約３００μｍであ
る。

【００１８】図２の導波路層３３上の層３４は、たとえ
ばｐ⁺ ドープＩｎＰの０．２μｍ厚の層を含む。層３４
は電気的接触層として働く。後に電気的接触が、接触層
３４と上述の接触層３２に、作成される。電気的リード
が、それらの接触に、それぞれ接続される。それらのリ
ードにより、導波路層内を伝搬する光信号を変調するた
めに、導波路層３３の指定された部分に、電界が印加さ
れる。加えて、層３４はデバイスの光検出部に対する接
触層として働く。

【００１９】図２の層３５はたとえばｐ^- 形Ｉｎ_0.53Ｇ
ａ_0.47Ａｓで作られ、約０．５μｍの厚さを有する。接
触層３６は層３５の上に形成される。たとえば、層３６
は約０．５μｍ厚のｎ⁺ ドープＩｎＰ層から成る。

【００２０】最終的なデバイス構造において、図２の接
触層３４及び３６は、層３５の一部とともに、ｐ−ｎフ
ォトダイオードを形成する。導波路層３３中を伝搬する
入力光信号に付随した次第に消滅する電界は、フォトダ
イオード中に延び、その中で電子−正孔対を発生させ
る。それにより、入力信号に応答して、電気信号が発生
する。従って、層３４及び３６に電気的接触を作ること
により、入力光信号を表わす電気信号が得られる。

【００２１】図３に関連して述べる完成した集積回路中
で、先に述べた層３２ないし３６は、導波路層３３、光
検出／光スプリッタ及び変調器を規定するために、用い
られる。層３６上にある図２の残りの層３７ないし４１
は、図４に描かれているような増幅器（たとえば、ヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタ）を規定する。しかし、
これらの残りの層３７ないし４１は、図３の最終的なデ
バイス構造の部分では用いられない。図３の構造に必要
なすべての層は、層３６が堆積されてしまえば、すでに
存在する。

【００２２】図２の層３６を形成するのに続いて、たと
えば約０．４μｍ厚のＩｎＧａＡｓのｎ⁺ ドープ接触層
３７を、堆積させる。次に、図２に示された層３８ない
し４１が形成される。たとえば、層３８は約０．５μｍ
厚のｎ^-形ＩｎＧａＡｓから、層３９は約０．０５μｍ
厚のｐ⁺ 形ＩｎＰから、層４０は約０．１μｍ厚のｎ形
ＩｎＰから、及び層４１は約０．１μｍ厚のｎ⁺ 形Ｉｎ
ＧａＡｓから成る。

【００２３】完成した集積回路の一部である図４におい
て、図２のｎ^- 形層３８の一部は、１ないし複数の従来
のｎ−ｐ−ｎヘテロ接合バイポーラトランジスタのコレ
クタ領域を、構成する。ｎ⁺ 形層３９の一部は、そのベ
ース領域を、ｎ形層４０の一部は、エミッタ領域を構成
する。層４１の一部は、エミッタ領域に対する接触層を
構成する。トランジスタのベース領域への接触は、層３
９上に形成された金属接触を通して作られ、層３６及び
３７を通してのコレクタ領域への接触は、層３７上に形
成された金属接触を通して作られる。

【００２４】次に、本発明の原理を実施する光回路網を
形成するため、集積回路技術ではよく知られた従来技術
を用いて、図２の層構造が、一層毎に加工される。その
ような標準的な技術により、図２の構造は加工され、そ
れぞれ図３及び図４に示されたユニット３０及び４３を
形成するよう、加工される。上述のように、集積回路ユ
ニット３０及び４３は、図１のユニット１０と、機能的
に等価である。

【００２５】図３及び図４に別々に示された装置は、加
工された図２の構造の異なる電気的に分離された部分
を、実際に構成する。そのような部分の１つにおいて、
図２の層３８ないし４１は、最初エッチングされ、次に
図３の構造が規定される。たとえば、基板３１を貫いて
溝をエッチングすることにより、示されたＺ方向に第１
の上述の部分から、空間的に分離されたもう１つの部分
において、層３８ないし４１は、図４の構造を規定する
ために、加工される。両方の部分が同じ基板３１上に規
定され、複数のそのような部分の対が、単一の大量生産
プロセスで、生産できる。複数の比較的低価格で堅固な
光回路網ユニットが、そのようなプロセスにより作られ
る。

【００２６】図２と図３及び図４との間の対応をわかり
やすくするために、デバイス３０及び４３の要素を形成
するようパターン形成した後でも、図２の層３２ないし
４１のそれぞれは、図３及び図４中でも、その参照数字
を保持している。図３において、特定の層の一部が、デ
バイス３０の一部であることを示すために、保持された
数字に文字（ａ）が添加され、一方図４においては、特
定の層の一部がデバイス４３の一部であることを示すた
めに、保持された数字に、別の文字（ｂ）が添加されて
いる。

【００２７】当業者には周知の従来の方法において、金
属接触が図３の層３２ａ、３４ａ、３６ａの一部及び図
４の層３７ｂ、３９ｂ、４１ｂの一部に、作られる。そ
の後、図３及び図４のユニット３０及び４３を含む全構
造の上に、標準的なポリイミドのような適当な誘電体材
料（図示されていない）を形成する。次に、金属接触上
に直接窓を開けるため、誘電体材料をエッチングする。
ユニットを相互に接続し、ユニットの外部の指定された
点に接続するため、誘電体材料の表面上に、別の導電性
相互接続線が、規定される。

【００２８】具体的には、金属接触４６が図３の層３２
ａ上に形成され、金属接触４８及び５０が図３の層３４
ａ上に形成され、接触５１が図３の層３６ａ上に形成さ
れる。更に、金属接触５２が図４の層３７ｂ上に形成さ
れ、接触５４が図４の層３９ｂ上に形成され、接触５６
が図４の層４１ｂ上に形成される。ｐ⁺ ドープ層３４ａ
及び３９ｂの場合、その上に形成された金属接触４８、
５０、５４は、たとえば標準的な金／亜鉛−金二層接触
構造であると、有利である。ｎ⁺ ドープ層３２ａ、３６
ａ、３７ｂ、４１ｂの場合、金属接触４６、５１、５
２、５６はたとえば、標準的な金／ゲルマニウム−金二
層接触構造である。

【００２９】図３において、接触４８及び５１は、層３
４ａ、３５ａ、３６ａから成るｐ−ｎフォトダイオード
に対する接触を構成する。入力光信号が導波路層３３ａ
の左側又は入力部分を通って伝搬するにつれ、描かれた
フォトダイオード中に電気信号が発生する。この信号
は、図３中でリード６５と簡略化して示された電気的相
互接続線により、図４に示されたユニット４３に含まれ
た増幅器に印加される。（実際には、リード６５及び描
かれた接触から始まる他のリードは、たとえばクロム／
金のような適切な導電性材料の層をパターン形成するこ
とにより、上述の誘電体材料の表面上に形成された標準
的な相互接続線を、構成する。）たとえば、他方の光検
出器接触４８は電気的相互接続線６６を通して、約＋５
ボルトの値を有する直流バイアス源６８に接続される。

【００３０】図３に概略的に描かれているように、光フ
ァイバスタブ６０が入力光信号を、ユニット３０の導波
路層３３ａの入力面に供給するために、用いられる。同
様に、導波路層３３ａの出力面から出る光信号は、光フ
ァイバスタブ６２に供給される。実際、スタブ６０及び
６２、層３３ａのＸ又は縦軸は、本質的に一直線上にあ
る。

【００３１】スタブ６０から層３３ａへ、層３３ａから
スタブ６２への光信号の効率よい転送を容易にするた
め、入力スタブ６０の右側の端部上に従来のマイクロレ
ンズ６１を形成し、出力スタブ６２の左側の端部上に、
もう１つのマイクロレンズ６３を形成すると、有利であ
る。典型的な場合、これらのマイクロレンズは層３３ａ
の入力及び出力面から、数ミクロン離れている。このよ
うにして、スタブ６０及び６２のコアと、導波路層３３
ａ間の比較的低損失の光結合が、実現される。

【００３２】本発明の原理に従うと、図３の導波路層３
３ａに供給される入力光信号の一部は、上述の光検出器
により吸収される。光信号の残りの部分は、層３３ａ中
を伝搬し続ける。その後、以下で詳細に述べるように、
残りの信号は層３３ａの右側又は出力部を通過し、そこ
で横方向（Ｙ方向）変調電界が層３３ａに印加されてい
るか否かに依存して、伝搬する信号のほとんどが、それ
ぞれ吸収されるか吸収されない。もし吸収されないな
ら、伝搬する信号は層３３ａから出て、出力ファイバス
タブ６２に供給される。

【００３３】重要なことは、図３の光検出部により吸収
される入力光信号の割合は、特定の値に設計できること
である。作製中、このことは層３５ａ及び３６ａのＸ方
向の長さを、あらかじめ決められた値に選択することに
より行える。この長さ又は相互作用長が約４０μｍであ
る一具体例において、入力信号の約９０パーセントが、
吸収される。この相互作用長を増すか減らすことによ
り、それぞれ入力信号のより多く又はより少ない量が、
光検知層により吸収される。そのようにして、光検出器
によりユニット３０中で行われる光分割機能は、具体的
な動作条件にあうように、容易に設計できる。

【００３４】上述のように、図３のユニット３０中で行
われる光信号分割機能は、構造の光検出部分により行わ
れる。入射光信号のある程度を吸収し、残りの部分を上
述の構造中を伝搬させることにより、光検出器は図１に
示された個別要素１６及び１８の両方の機能を果たす。
図１に示されるような分離された個別の光スプリッタ要
素は、図３中では必要ない。従って、図３のユニットは
（図４の増幅器とともに）図１の構成と機能的に等価で
あるが、単に要素どうしを集積した回路でないことは、
明らかである。

【００３５】図３の接触４６及び５０は、電気的変調信
号を加入者装置から導波路層３３ａの右側の部分に供給
する手段を、構成する。上述のように、接触４６及び５
０はそれぞれ接触層３２ａ及び３４ａ上に、形成され
る。出力ファイバスタブ６２を層３３ａの出力面と位置
合わせして配置する空間が出来るように、接触４６はス
タブ６２に対して適切な距離をおくため、Ｚ方向に十分
離した層３２ａ及び下の基板３１の一部分に、形成され
る。

【００３６】図３中に示された変調器接触５０は相互接
続線７０を通して、接地のような基準点に接続される。
変調器接触４６は相互接続線７２及びインダクタ７４を
通して、たとえば−５ないし−１０ボルトの値を有する
直流バイアス源７６に接続される。図３に示されるよう
に、変調器接触４６もまた、加入者装置からの変調電気
信号を受けるため、容量７８を通して接続される。

【００３７】図３の構成の信頼性ある動作を確実にする
ために、図３の光検出器をその変調器から、電気的に分
離することが、重要である。このことは、たとえば層３
４ａ、３３ａ、３２ａを貫いて延びる分離領域５３を設
けることにより行える。たとえば、領域５３は約５μｍ
のＸ方向の長さを有するエッチングされた溝を含む。あ
るいは、領域５３は陽子注入領域を含んでもよい。いず
れの場合も、変調信号と光検出された信号間の効果的な
電気的分離が行える。

【００３８】図３の導波路層３３ａの右側の部分に付随
した上述の変調器は、従来の電子吸収デバイスを含む。
具体的には、変調器は層３３ａ及び３４ａ間に形成され
たｐ−ｎ接合を含む。電界が印加されるこの接合の長さ
（Ｘ方向の長さ）は、変調器の相互作用長を、実効的に
規定する。実際には、この長さは比較的長く（たとえば
約１００μｍ）作ることができ、それによりきわめて高
いＯＮ／ＯＦＦ信号比（たとえば約１０ｄｂ）を有する
変調器が、容易に実現される。

【００３９】たとえば、具体例を示すという目的のため
だけに、図４のユニット４３は単一の従来のヘテロ接合
バイポーラトランジスタを含む。描かれたトランジスタ
は、コレクタ領域３８ｂ、ベース領域３９ｂ及びエミッ
タ領域４０ｂを含む。層３６ｂ及び３７ｂはコレクタ領
域３８ｂに対する接触層を構成する。図２に示された最
初の多層構造の残りの層（すなわち層３２ないし３５）
は、単に描かれたトランジスタに対する支持として働
く。

【００４０】上述のように、図３のユニット３０の光検
出部により生じた電気信号は、図４のユニット４３中の
ｎ−ｐ−ｎトランジスタのベース接触５４に印加され
る。更に、描かれたトランジスタのエミッタ接触５６
は、相互接続線８０を通して、接地に接続される。コレ
クタ接触５２は相互接続線８２及び抵抗８３を通し、約
＋３ないし＋５ボルトの値を有する直流バイアス源８４
に接続される。加えて、コレクタ接触５２は相互接続線
８５を通して、加入者装置に接続され、それによってそ
のような入力光信号を表わす電気信号を、装置に供給す
る。

【００４１】実際、図４に示された抵抗８３は、たとえ
ば集積回路構造上にある上述の誘電体材料の表面上に形
成された抵抗要素を含むと、有利である。たとえば、抵
抗要素は当業者には周知の従来の方法により、誘電体上
に堆積させたニッケル／クロムの標準的な層から、パタ
ーン形成される。

【００４２】ここで述べた形の集積光回路網ユニット
は、比較的低価格で堅固な方式で作り、パッケージに入
れることができるので、有利である。たとえば、図５中
に簡単な形で概略的に描かれるように、ケース９１は図
３及び図４に描かれた具体的な型の集積回路ユニット
を、その中に含むと仮定する。（ケース内に含まれるこ
のユニット及びファイバスタブ６０及び６２は、図５中
では破線により表わされている。）たとえば、従来のロ
ータリー光コネクタ９２及び９３により、入力及び出力
ファイバ９４及び９５は、それぞれケース９１上にマウ
ントされた接続部に、接続される。光ファイバスタブ６
０及び６２も、ケース９１上にマウントされたコネクタ
９２及び９３の一部に接続される。それにより、スタブ
はファイバ９４及び９５と位置合わせして、配置され
る。

【００４３】図５もケース９１上にマウントされた電気
的コネクタ９６及び９７を示す。コネクタ９６により、
変調信号は加入者装置から、ケース９１に含まれるユニ
ット（具体的には図３に示される変調器の接触４６）
に、供給される。コネクタ９７により、ケース９１中の
ユニット（具体的には図４のトランジスタのコレクタ接
触５２）からの電気信号は、加入者装置に供給される。
最後に、各種のバイアス源６８、７６、８４をケース９
１内に含まれるユニットに接続するため、別の電気的コ
ネクタ９８が用いられる。

【００４４】このように、本発明に従うと、集積回路の
型に作られた比較的コンパクトで、堅固かつ低価格の光
回路網が、実現される。そのようなユニットが得られる
ことによって、光信号を個々の加入者へ分配し、加入者
から受けることのできる通信システムの実現が、著しく
容易になる。

【００４５】最後に、上述の構成及び技術は、本発明の
原理を示すためだけのものであることを、理解する必要
がある。本発明のこれらの原理に従うと、本発明の精神
及び視野から離れることなく、当業者には多くの修正や
変更が、可能である。実施例に関連した権利者を同じく
する明細書、エス・チャンドラセカー・ケース２（出願
番号５１６，４１８）は、本件とともに、出願中であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理が適用可能な光回路網ユニットの
既知の型を表わす概念図である。

【図２】本発明に従い、図１の個別部品がそれから集積
回路の形に作られる多層構造の断面図である。

【図３】本発明に従い加工された後の図２の構造の一部
を示す図である。

【図４】本発明に従い加工された後の図２の構造の別の
部分を示す図である。

【図５】図３及び図４に示された構成が、単純なモジュ
ールにパッケージできる具体的な方式を示す図である。

【符号の説明】

１０光回路網ユニット、ユニット１２、１４ファイバ１６光スプリッタ、要素１８光検出器、要素２０変調器２２、２４光信号２６増幅器２７、２８リード３０要素、ユニット、デバイス３１、３２、３３、３４、３５層３６、３７、３８、３９層、デバイス４０、４１層４３要素、ユニット４６、４８、５０、５１、５２接触５３領域５４、５６接触６０スタブ６１マイクロレンズ６２スタブ６３マイクロレンズ６５リード６６接続線６８バイアス源７０、７２接続線７４インダクタ７６バイアス源７８容量８０、８２接続線８３抵抗８４バイアス源８５接続線９１ケース９２、９３コネクタ９４、９５ファイバ９６、９７、９８コネクタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力及び出力面を有する縦方向に延びる
薄膜導波路層を有する部分を含む多層集積回路構造、前記導波路層中を伝搬する光信号の一部を吸収し、それ
に応答して電気信号を発生させ、光信号の残りの部分
は、前記導波路層中を伝搬させ続けるために、前記導波
路層の入力部分に隣接して配置された前記構造の第１の
組の層を含む光検出及び光信号分割手段、前記導波路層に横方向電界を印加するため、前記導波路
層の出力部分に隣接して配置された前記構造の第２の組
の層を含む変調手段、前記光検出及び光信号分割手段と、前記変調手段の間
を、電気的に分離するため、前記構造の層を貫いて横方
向に延びる手段、前記導波路層の入力面に、入力光信号を供給するための
入力手段、及び前記導波路層の出力面から、出力光信号
を取り出すための出力手段を含む光回路網ユニット。
【請求項２】前記集積回路構造は、前記第１の部分か
ら空間的に分離された第２の部分を含み、増幅器を含む
追加された層を含む請求項１記載のユニット。
【請求項３】前記光検出及び光信号分割手段の第１の
組の層の１つを、前記増幅器の追加された層の１つに、
電気的に接続するための手段を更に含む請求項２記載の
ユニット。
【請求項４】前記増幅器により供給された出力電気信
号を、前記ユニットに付随した加入者装置に供給するた
め、前記増幅器の追加された層の１つに接続された手段
を更に含む請求項３記載のユニット。
【請求項５】前記入力手段は、前記導波路層の入力面
に隣接して配置されたマイクロレンズを有する入力光フ
ァイバスタブを含む請求項４記載のユニット。
【請求項６】前記出力手段は、前記導波路層の出力面
に隣接して配置されたマイクロレンズを有する出力光フ
ァイバスタブを含む請求項５記載のユニット。
【請求項７】前記光検出及び光信号分割手段は、前記
導波路層の縦方向の長さの一部に平行に配置されたｐ−
ｎ接合を含む請求項６記載のユニット。
【請求項８】前記変調器手段は前記導波路層の縦方向
の長さの一部に平行に配置されたｐ−ｎ接合を含む請求
項７記載のユニット。
【請求項９】前記増幅器はヘテロ接合バイポーラトラ
ンジスタを含む請求項８記載のユニット。
【請求項１０】前記導波路層はＩｎ_0.65Ｇａ_0.35Ａｓ
_0.7Ｐ_0.3を含む請求項９記載のユニット。
【請求項１１】前記導波路層の入力面に印加される入
力光信号は、１．５５μｍの中心波長を有する請求項１
０記載のユニット。