光合波分波元件以及光调制器制造技术

本发明专利技术提供光合波分波元件以及光调制器。该光合波分波元件与以往的光合波分波元件相比能够抑制反射光的发生。光合波分波元件(10)的纤芯(11)包括与第1纤芯(12)以及上述第2纤芯～第3纤芯(13、14)分别接合的MMI区间(15)，MMI区间(15)的脊型波导路(15b)的脊(15r)的宽度从沟道型波导路(15a)的宽度变窄至第1纤芯(12)的宽度。

【技术实现步骤摘要】
光合波分波元件以及光调制器
本专利技术涉及具备由半导体构成的纤芯的光合波分波元件。另外，涉及具备该光合波分波元件的光调制器。
技术介绍
在光通信的领域，广泛使用集成多个半导体光学元件的半导体基板。在这样的半导体基板，使用形成半导体光学元件的工艺与亲和性高的工序形成具备由半导体构成的纤芯的光波导路。这样的光波导路例如被用于将某个半导体光学元件与其他半导体光学元件连接。另外，还存在在这样的半导体基板形成光合波分波元件的情况。在此，光合波分波元件是指具有将从多个光波导路输入的光合波进而向单一的光波导路输出的功能、以及将从单一的光波导路输入的光分波进而向多个光波导路输出的功能的元件。在专利文献1～2中记载有将一个光波导路(第1波导路)与2个光波导路(第2～第3波导路)经由多模式干扰(MMI；Multi-ModeInterference)部连接的光合波分波元件，即具备MMI部的1×2的光合波分波元件。在专利文献1的图1中记载有如下的光合波分波元件，其中，(1)在第1波导路(图1所示的第2输入输出波导路部)与MMI部(图1所示的第1多模式波导路部)之间夹装第1锥形部(图1所示的第2多模式波导路部以及第4输入输出波导路部)，并且，(2)在第2～第3波导路(图1所示的第1输入输出波导路部)与MMI部之间夹装第2锥形部(夹装图1所示的第3输入输出波导路部)。根据该结构，第1波导路的有效折射率与MMI部的有效折射率之差通过第1锥形部的有效折射率缓解，因此能够抑制由于伴随着连接第1波导路与MMI部而产生的反射所引起的损失。另外，在非专利文献1中记载有使第1波导路与第2波导路在相同平面上交叉的光交叉元件。如非专利文献1的图2所示，光交叉元件具备相互正交的第1波导路与第2波导路，在第1波导路与第2波导路交叉的交叉点附近形成扩张区域。扩张区域的形状在俯视的情况下具有四方的对称性，包括长轴与第1波导路的中心轴一致的第1椭圆、以及长轴与第2波导路的中心轴一致的第2椭圆。此外，扩张区域的厚度构成为比第1波导路的厚度以及第2波导路的厚度薄。根据上述的结构，能够抑制交叉点的散射所引起的损失，并且减少在沿第1波导路导波的光与沿第2波导路导波的光之间产生的串扰。在专利文献1所记载的光合波分波元件中，考虑通过积极利用在MMI部产生的相互作用亦即干扰来实现合波功能与分波功能。另一方面，在非专利文献1所记载的光交叉元件中，考虑沿第1波导路导波的光与沿第2波导路导波的光之间产生的相互作用成为彼此间的光的串扰的原因。即，在光交叉元件中，考虑通过尽量抑制该相互作用来实现减少了彼此的光的串扰的光的交叉。如上所述，在针对在多个光之间产生的相互作用的考量中，光合波分波元件与光交叉元件为位于对极的专利技术彼此。专利文献1：日本国公开专利公报“特开2000-221345号公报(2000年8月11日公开)”专利文献2：日本国公开专利公报“特开2013-137360号公报(2013年7月11日公开)”[非专利文献1]WimBogaertset.al.，OPTICSLETTERS，Vol.32，No.19，2801-2803，October1，2007集成多个半导体光学元件的半导体基板具备多个光合波分波元件。因此，强烈希望尽可能地抑制在各光合波分波元件中产生的反射光(返回光)的发生。反射光不仅会增加光合波分波元件的损失，还会使集成多个半导体光学元件的集成光学元件的动作变得不稳定。本专利技术的专利技术人们认为在专利文献1～2所记载的光合波分波元件中，仍存在抑制反射光的发生的余地。如上所述，在非专利文献1所记载的光交叉元件中，记载为通过在交叉点附近设置扩张区域，能够抑制由交叉点处的散射引起的损失，并减少串扰。然而，即便将在光交叉元件中所使用的结构亦即扩张区域的概念应用于光合波分波元件，能否得到有意的效果仍无从得知。另外，应该怎样将扩张区域的概念具体化并应用于光合波分波元件也无从得知。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述的课题而形成的，其目的在于提供一种与以往的光合波分波元件相比，能够抑制反射光的发生的光合波分波元件。为了解决上述的课题，本专利技术的光合波分波元件具备由半导体构成的纤芯，其特征在于，上述纤芯包括：第1纤芯；第2纤芯～第N纤芯，与上述第1纤芯厚度相等，并且被相互并列配置；以及多模干涉区间，第1端面与上述第1纤芯接合，且与上述第1端面对置的第2端面与上述第2纤芯～第N纤芯分别接合，该多模干涉区间包括沟道型波导路以及脊型波导路，上述沟道型波导路包含上述第2端面，且宽度比上述第2纤芯～第N纤芯的宽度之和宽，上述脊型波导路包含上述第1端面，且包括厚度与上述第1纤芯～第N纤芯相等的脊以及厚度比该脊薄的平板，上述脊的宽度从上述沟道型波导路的宽度缩窄至与该脊的边界处的第1纤芯的宽度。根据上述的结构，通过在脊型波导路形成平板，能够使等价折射率(表示微小波导路中的有效折射率)从沟道型波导路向第1纤芯平滑地变化。因此，本专利技术的光合波分波元件能够抑制在等价折射率大幅变化的界面产生的菲涅耳反射，并抑制在光合波分波元件中产生的反射光的发生。本专利技术能够提供与以往的光合波分波元件相比，能够抑制反射光的发生的光合波分波元件。附图说明图1中，(a)为表示本专利技术的第1实施方式的光合波分波元件的结构的立体图，(b)为表示(a)所示的光合波分波元件具备的纤芯的结构的立体图。图2中，(a)～(c)为表示图1(a)所示的光合波分波元件具备的MMI区间的结构的剖视图。图3中，(a)～(d)为图1(b)所示的纤芯的第1～第4变形例的结构的俯视图。图4是将使用本专利技术的实施例的光合波分波元件计算出的反射率相对于长度L2描绘的曲线图。图5是表示本专利技术的第2实施方式的光调制器的结构的框图。具体实施方式〔第1实施方式〕参照图1以及图2对本专利技术的第1实施方式的光合波分波元件10进行说明。图1(a)为表示本实施方式的光合波分波元件10的结构的立体图，图1(b)为表示光合波分波元件10具备的纤芯11的结构的立体图。图2(a)～(c)为表示光合波分波元件10具备的MMI(Multi-ModeInterference)区间15的结构的剖视图。(光合波分波元件10)如图1(a)所示，光合波分波元件10包括纤芯11、由下部包层21a以及上部包层21b构成的包层21。纤芯11层叠于下部包层21a的上表面，上部包层21b以包围纤芯11的方式层叠于下部包层21a以及纤芯11的上表面。纤芯11由例如以硅为代表的具有高的折射率的半导体构成，包层21由具有低于构成纤芯11的材质的折射率的材质构成。例如，当作为构成纤芯11的材质采用硅的情况下，作为构成包层21的材质，可以采用氧化硅。如图1(b)所示，本实施方式的纤芯11包括(1)：第1纤芯12；(2)厚度与第1纤芯12相等的第2～第3纤芯13、14，且第2～第3纤芯13、14被相互并列配置；(3)第1端面(图示的坐标轴中的y轴负方向侧的端面)与第1纤芯12接合，与上述第1端面对置的第2端面(图示的坐标轴中的y轴正方向侧的端面)与第2～第3纤芯13、14分别接合的该MMI(多模干涉、Multi-ModeInterference)区间15。MMI区间15包括：包括上述第2端面的沟道型波导路15a、以及包括上述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光合波分波元件，具备由半导体构成的纤芯，其特征在于，所述纤芯包括：第1纤芯；第2纤芯～第N纤芯，与所述第1纤芯厚度相等，并且被相互并列配置；以及多模干涉区间，第1端面与所述第1纤芯接合，且与所述第1端面对置的第2端面与所述第2纤芯～第N纤芯分别接合，该多模干涉区间包括沟道型波导路以及脊型波导路，所述沟道型波导路包含所述第2端面，且宽度比所述第2纤芯～第N纤芯的宽度之和宽，所述脊型波导路包含所述第1端面，且包括厚度与所述第1纤芯～第N纤芯相等的脊以及厚度比该脊薄的平板，所述脊的宽度从所述沟道型波导路的宽度缩窄至与该脊的边界处的第1纤芯的宽度。

【技术特征摘要】
2015.11.05 JP 2015-2177631.一种光合波分波元件，具备由半导体构成的纤芯，其特征在于，所述纤芯包括：第1纤芯；第2纤芯～第N纤芯，与所述第1纤芯厚度相等，并且被相互并列配置；以及多模干涉区间，第1端面与所述第1纤芯接合，且与所述第1端面对置的第2端面与所述第2纤芯～第N纤芯分别接合，该多模干涉区间包括沟道型波导路以及脊型波导路，所述沟道型波导路包含所述第2端面，且宽度比所述第2纤芯～第N纤芯的宽度之和宽，所述脊型波导路包含所述第1端面，且包括厚度与所述第1纤芯～第N纤芯相等的脊以及厚度比该脊薄的平板，所述脊的宽度从所述沟道型波导路的宽度缩窄至与该脊的边界处的第1纤芯的宽度。2.根据权利要求1所述的光合波分波元件，其特征在于，在各个所述第2纤芯～第N纤芯的与所述沟道型波导路接合的一侧的端部设置有锥形部，该锥形部的宽度随着接近所述第2端面而...

【专利技术属性】
技术研发人员：石仓德洋，五井一宏，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：日本,JP