光学器件以及光学模块制造技术

本发明专利技术涉及光学器件以及光学模块。该光学器件包括：布置在半导体衬底之上的有源层；布置在所述有源层之上的衍射光栅；部分地布置在所述衍射光栅之上的覆层；在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的端部分的侧表面旁边的至少一个第一埋料层；以及在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的中心部分的侧表面旁边的至少一个第二埋料层。所述至少一个第一埋料层的折射率与所述至少一个第二埋料层的折射率不同。

【技术实现步骤摘要】
光学器件以及光学模块
[0001 ] 本文中公开的实施方式涉及光学器件以及光学模块。
技术介绍
集成有衍射光栅的脊波导光学器件的示例包括由化合物半导体形成的分布式反馈激光器(DFB)。近年来，已提出了对DFB激光器的激光器特性的改进，其中采用了使耦合系数能够在谐振器方向上进行分布的结构，所述耦合系数确定衍射光栅的反馈量。例如，已提出了对轴向上的烧孔的抑制和对高光学输出中的纵向模稳定性的改进，其中采用了使耦合系数能够以朝向谐振器中心变小的方式进行分布的结构。 为了抑制烧孔的发生，已提出了:朝向谐振器中心逐渐减小掩埋式衍射光栅的宽度或朝向谐振器中心逐渐增大掩埋式衍射光栅的宽度。而且，还提出了:朝向谐振器中心逐渐增大掩埋式衍射光栅的高度或朝向谐振器中心逐渐减小掩埋式衍射光栅的高度。 还提出了:通过采用耦合系数在谐振器中心处被增大且在两端处的耦合系数与中心处的耦合系数相比被减小的结构来获得主模与侧模之间的大阈值增益差或增益差。 在将驱动电极在谐振器方向上分成三部分并且使用调制中心电极的注入电流的DFB激光器作为FM调制光源的情况下，已提出了:通过增大谐振器的长度来减小谱线的宽度。 在这样的器件的实际生产中，在采用使耦合系数能够在谐振器方向上进行分布的结构的情况下，期望的是，使耦合系数被增大的区域与耦合系数被减小的区域之间的耦合系数差被增大，以便于改进器件特性。就是说，期望的是，增强耦合系数的反差。 然而，通过在InP衬底的表面上形成凹凸并用半导体层掩埋该凹凸来形成衍射光栅的情况下，为了使耦合系数被增大的区域与耦合系数被减小的区域之间的耦合系数差被增大，期望的是，指定衍射光栅的深度在耦合系数被减小的区域中非常小。 难于精确稳定地生产这样非常浅的衍射光栅。因此，耦合系数发生变化，使器件特性(这里是发射激光的阈值)波动，并且成品率不好。 例如，在改变掩埋式衍射光栅的深度的情况下，在耦合系数被最大化的区域中的衍射光栅的宽度以变为衍射光栅的周期的一半(占空比为50%)的方式来形成。在耦合系数较小的区域中，使衍射光栅的宽度大于上述宽度(占空比大于50%)或小于上述宽度(占空比小于50%)。然而，为了使耦合系数被增大的区域与耦合系数被减小的区域之间的耦合系数差增加，期望的是，使衍射光栅的宽度在耦合系数被减小的区域中非常大或非常小。 在使衍射光栅的宽度非常大的情况下，形成衍射光栅的掩模的开口部分非常窄，从而通过蚀刻来形成衍射光栅是困难的。另一方面，在使衍射光栅的宽度非常小的情况下，还使蚀刻掩模的宽度非常小，然而精确、稳定地生产具有例如几个百分比宽度的掩模是困难的。即使形成了具有非常小的宽度的衍射光栅，衍射光栅也可能在被掩埋时消失。因此，稳定地形成掩埋式衍射光栅是困难的并且成品率不好。 因此，本专利技术人提出了具有如下结构的光学器件:使衍射光栅的耦合系数能够在谐振器中进行分布，并且能够以高成品率使耦合系数被增大的区域与耦合系数被减小的区域之间的耦合系数差增加。 以下为参考文献: [文献I]日本公开特许公报第8-255954号， [文献2]日本专利第2966485号， [文献3]国际公布小册子第W02009/116152号， [文献 4]G.Morthier 和其他人的A New DFB-Laser D1de with ReducedSpatial Hole Burning' IEEE Photonics Technology Letter, vol.2, N0.6, pp.388-390，Junel990, [文献 5]M.Matsuda 和其他人的Reactively 1n Etched Nonuniform-DepthGrating for Advanced DFB Lasers,3rd Internat1nal Conference on IndiumPhosphide and Related Materials, TuF.4, April8-ll, 1991,以及 [文献 6] S.0gita 和其他人的FM Response of Narrow-Linewidth, Multielectrode λ/4Shift DFB Laser〃，IEEE Photonics Technology Letters, vol.2, N0.3, pp.165-166, Marchl990。
技术实现思路
根据本专利技术的方面，一种光学器件，包括:布置在半导体衬底之上的有源层、布置在所述有源层之上的衍射光栅、部分地布置在所述衍射光栅之上的覆层、在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的端部分的侧表面旁边的至少一个第一埋料层以及在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的中心部分的侧表面旁边的至少一个第二埋料层。所述至少一个第一埋料层的折射率与所述至少一个第二埋料层的折射率不同。 【附图说明】 图1是根据第一实施方式的光学器件的关键部分的透视图； 图2A和图2B是根据第一实施方式的光学器件的说明图； 图3是沟槽中的折射率与耦合系数的关系图； 图4是根据第二实施方式的光学器件的关键部分的透视图； 图5A和图5B是根据第二实施方式的光学器件的说明图； 图6A至图6C是根据第二实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图7A至图7C是根据第二实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图8A至图SC是根据第二实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图9A至图9C是根据第二实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图10A至图10C是根据第二实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图11是根据第三实施方式的光学器件的关键部分的透视图； 图12A和图12B是根据第三实施方式的光学器件的说明图； 图13A至图13C是根据第三实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图14A至图14C是根据第三实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图15A至图15C是根据第三实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图16A至图16C是根据第三实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图17A至图17C是根据第三实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图18是根据第四实施方式的光学器件的关键部分的透视图； 图19A和图19B是根据第四实施方式的光学器件的说明图； 图20是根据第五实施方式的光学模块的结构图； 图21是在普通光波导中的折射率不同的情况下的说明图； 图22是根据第六实施方式的光学器件的说明图； 图23是根据第七实施方式的光学器件的说明图； 图24A至图24C是根据第七实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图25A至图25C是根据第七实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图26A至图26C是根据第七实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图27A至图27C是根据第七实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图28A至图28C是根据第七实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图； 图29A至图29C是根据第七实施方式的用于制造光学器件的方法的工艺图；以及 图30A和图30B是根据第七实施方式的用于制造光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学器件，包括：布置在半导体衬底之上的有源层；布置在所述有源层之上的衍射光栅；部分地布置在所述衍射光栅之上的覆层；在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的端部分的侧表面旁边的至少一个第一埋料层；以及在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的中心部分的侧表面旁边的至少一个第二埋料层，其中所述至少一个第一埋料层的折射率与所述至少一个第二埋料层的折射率不同。

【技术特征摘要】
2013.03.29 JP 2013-0750321.一种光学器件，包括: 布置在半导体衬底之上的有源层； 布置在所述有源层之上的衍射光栅； 部分地布置在所述衍射光栅之上的覆层； 在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的端部分的侧表面旁边的至少一个第一埋料层；以及 在所述衍射光栅之上布置在所述覆层的中心部分的侧表面旁边的至少一个第二埋料层， 其中所述至少一个第一埋料层的折射率与所述至少一个第二埋料层的折射率不同。2.根据权利要求1所述的光学器件，其中 所述衍射光栅包括衍射光栅层和半导体掩埋层。3.根据权利要求1所述的光学器件，其中 所述至少一个 第一埋料层的折射率小于所述至少一个第二埋料层的折射率。4.根据权利要求1所述的光学器件，其中 所述至少一个第一埋料层的折射率大于所述至少一个第二埋料层的折射率。5.根据权利要求1所述的光学器件，其中 所述至少一个第一埋料层和所述至少一个第二埋料层中任一者由包含T12的材料制成并且另一者由包含MgF2的材料制成。6.根据权利要求1所述的光学器件，还包括: 布置在所述覆层之上的上电极；以及 布置在所述半导体衬底的背面之上的下电极。7.根据权利要求1所述的器件，其中 所述半导体衬底由包含InP的材料制成。8.根据权利要求1所述的光学器件，其中 所述覆层由包含InP的材料制成。9.根据权利要求1所述的光学器件，其中 所述有源层由包含GaInAsP或AlGaInAs的材料制成。10.一种光学器件，包括: 布置在半导体衬底之上的衍射光栅； 布置在所述衍射光栅之上的有源层； 部分地布置在所述有源层之上的覆层； 在所述有源层之上布置在所述覆层的端部分的侧表面旁边的至少一个第一埋料层；以及 在所述有源层之上布置在所述覆层的中心部分的侧表面旁边的至少一个第二埋料层， 其中所述至少一个第一埋料层的折射率与所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：松田学，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP