光集成元件以及光模块制造技术

光集成元件具备：基板；第1波导路区域，其在所述基板上依次层叠下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第1芯层和与所述第1芯层相比而折射率更低的上部包覆层；和活性区域，其在所述基板上依次层叠所述下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第2芯层、通过被注入电流来将光放大的量子阱层和所述上部包覆层，所述第2芯层与所述量子阱层之间在正在所述第2芯层进行波导的光的模场的范围内接近，所述第1芯层、和所述第2芯层以及所述量子阱层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光集成元件以及光模块
本专利技术涉及光集成元件以及光模块。
技术介绍
与近年的光通信用器件中的小型化的要求相伴，对使半导体光放大器、相位调制器等不同功能的光元件集成在同一基板上的光集成元件的要求水准也在提高(例如，参照专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：JP特开2016-126216号公报专利文献2：JP特开2014-35540号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但在使半导体光放大器、相位调制器等集成在同一基板上的情况下，各个波导路层的厚度优选对应于各个元件的特性而最佳化。例如关于相位调制器，为了减低电容量并使响应特性高速化，优选加厚波导路层的厚度，关于半导体光放大器，为了抑制饱和输出的降低，优选使波导路层的厚度为某种程度的厚度以下。若如此地将集成的各元件的波导路层的厚度最佳化，就有由于最佳的波导路层的厚度的差异变大而在元件间的接合部分连接损耗增大这样的问题。图8是表示厚度不同的波导路层的连接损耗的示例的图表。如图7所示那样，连接目标与连接源的波导路层的厚度的比越远离1，连接损耗就越增大。另外，若在连接部出现折射率的不连续，就也会出现连接部处的反射，但连接部中的波导路层的厚度的比越远离1，该反射也越大，更加给光集成元件的特性带来不良影响。进而，若将集成在光集成元件的各元件的波导路层的厚度最佳化，则关于相对于光集成元件的周边的光学元件的容许偏差也会带来影响。即，从光集成元件出射或入射的光与光纤、光源等耦合，由于集成的各元件的在波导路层中被最佳化的光斑尺寸与在光纤、光源等中最佳的光斑尺寸差异变大，因此光集成元件与周边的光学元件之间的耦合透镜的容许偏差会变得严格。另外，作为消除这样的连接损耗的增大等问题的方法，有在厚度不同的波导路层之间设置沿着光的波导方向而波导路层的厚度发生变化的光斑尺寸变换区域，为了设置这样的光斑尺寸变换区域，一般需要困难的加工工艺。本专利技术鉴于上述而提出，其目的在于，提供能抑制光斑尺寸的不匹配所引起的问题的光集成元件以及光模块。用于解决课题的手段为了解决上述的课题，达成目的，本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，具备：基板；第1波导路区域，其在所述基板上依次层叠下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第1芯层和与所述第1芯层相比而折射率更低的上部包覆层；和活性区域，其在所述基板上依次层叠所述下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第2芯层、通过被注入电流来将光放大的量子阱层和所述上部包覆层，所述第2芯层与所述量子阱层之间在正在所述第2芯层进行波导的光的模场的范围内接近，所述第1芯层、和所述第2芯层以及所述量子阱层对接接合。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，在所述第1芯层与所述量子阱层之间具备与所述第2芯层以及所述量子阱层不同组成的中间层。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，所述中间层是与所述下部包覆层或所述上部包覆层相同组成。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，所述下部包覆层的导电型是n型，所述上部包覆层的导电型是p型。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，具备：第2波导路区域，其在所述基板上依次层叠所述下部包覆层、所述第2芯层和所述上部包覆层，所述第2波导路区域与所述活性区域级联连接。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，所述第2波导路区域具备：第3芯层，其层叠于所述基板与所述下部包覆层之间，与所述基板以及所述下部包覆层相比而折射率更高，所述第2波导路区域的至少一部分具有所述上部包覆层台面状突出的低台面结构的第1台面区域，所述第2波导路区域包含光斑尺寸变换区域，其具有所述第2芯层、所述下部包覆层和所述第3芯层台面状突出的台面结构，所述光斑尺寸变换区域中的台面结构的台面宽度比所述第1台面区域中的低台面结构的台面宽度宽，且在具有所述台面结构的光斑尺寸变换区域中，所述第1台面区域中的低台面结构的台面宽度连续变化。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，所述第1波导路区域具有：所述上部包覆层台面状突出的低台面结构的第2台面区域；和所述上部包覆层、所述第1芯层和所述下部包覆层的一部分台面状突出的高台面结构的第3台面区域，所述活性区域具有低台面结构，所述活性区域和所述第2台面区域以低台面结构连接，所述第2台面区域的低台面结构和所述第3台面区域的高台面结构光学地连接。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，所述基板上的所述第1波导路区域具有：作为调制波导的光的相位的相位调制器发挥功能的调制器区域，所述调制器区域中的所述第1芯层是对光进行波导的调制器芯层。本专利技术的一个方案所涉及的光集成元件特征在于，所述相位调制器是马赫-曾德尔型的调制器。本专利技术的一个方案所涉及的光模块特征在于，具备上述记载的光集成元件。附图说明本专利技术所涉及的光集成元件以及光模块起到能抑制光斑尺寸的不匹配所引起的问题的效果。图1A是第1实施方式所涉及的光集成元件的波导路方向截面图。图1B是第1实施方式所涉及的光集成元件的顶视图。图1C是第1实施方式所涉及的光集成元件的截面图。图2A是第2实施方式所涉及的光集成元件的波导路方向截面图。图2B是第2实施方式所涉及的光集成元件的顶视图。图2C是第2实施方式所涉及的光集成元件的截面图。图3A是第3实施方式所涉及的光集成元件的波导路方向截面图。图3B是第3实施方式所涉及的光集成元件的顶视图。图3C是第3实施方式所涉及的光集成元件的截面图。图4是第4实施方式所涉及的光集成元件的概略顶视图。图5是表示钝化膜以及电极的形成例的截面图。图6是第5实施方式所涉及的光模块的概略结构图。图7是表示厚度不同的波导路层的连接损耗的示例的图表。具体实施方式以下参照附图来详细说明本专利技术的实施方式所涉及的光集成元件以及光模块。另外，并不由以下说明的实施方式限定本专利技术。另外，各附图中，对相同或对应的构成要素适宜标注相同符号。另外，附图是示意性的，需要留意的是，各层的厚度、厚度的比率等会与现实不同。另外，在附图相互间，有时也会包含相互的尺寸的关系、比率不同的部分。(第1实施方式)图1A是第1实施方式所涉及的光集成元件的波导路方向截面图，图1B是第1实施方式所涉及的光集成元件的顶视图，图1C是第1实施方式所涉及的光集成元件的截面图。另外，图1A以及图1B中记载的箭头(a)～(c)与图1C中记载的截面的部位对应。图1A～图1C所示的光集成元件100说明为用在从相位调制器到半导体光放大器(SOA：SemiconductorOpticalAmplifier)为止的连结区域中的构例。但第1实施方式所涉及的光集成元件并不限定于与相位调制器的组合。并不限于相位调制器，在与芯层厚的器件的组合中特别能得到适合的效果。在此，作为相位调制器的示例，想定马赫-曾德尔型的调制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光集成元件，其特征在于，具备：/n基板；/n第1波导路区域，其在所述基板上依次层叠下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第1芯层和与所述第1芯层相比而折射率更低的上部包覆层；和/n活性区域，其在所述基板上依次层叠所述下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第2芯层、通过被注入电流来将光放大的量子阱层和所述上部包覆层，/n所述第2芯层与所述量子阱层之间在正在对所述第2芯层进行波导的光的模场的范围内接近，/n所述第1芯层、和所述第2芯层以及所述量子阱层对接接合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180208 JP 2018-0210881.一种光集成元件，其特征在于，具备：
基板；
第1波导路区域，其在所述基板上依次层叠下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第1芯层和与所述第1芯层相比而折射率更低的上部包覆层；和
活性区域，其在所述基板上依次层叠所述下部包覆层、与所述下部包覆层相比而折射率更高的第2芯层、通过被注入电流来将光放大的量子阱层和所述上部包覆层，
所述第2芯层与所述量子阱层之间在正在对所述第2芯层进行波导的光的模场的范围内接近，
所述第1芯层、和所述第2芯层以及所述量子阱层对接接合。


2.根据权利要求1所述的光集成元件，其特征在于，
在所述第1芯层与所述量子阱层之间具备与所述第2芯层以及所述量子阱层不同组成的中间层。


3.根据权利要求2所述的光集成元件，其特征在于，
所述中间层是与所述下部包覆层或所述上部包覆层相同的组成。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的光集成元件，其特征在于，
所述下部包覆层的导电型是n型，所述上部包覆层的导电型是p型。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的光集成元件，其特征在于，
所述光集成元件具备：第2波导路区域，其在所述基板上依次层叠所述下部包覆层、所述第2芯层和所述上部包覆层，
所述第2波导路区域与所述活性区域级联连接。


6.根据权利要求5所述的光集成元件，其特征在于，
所述第2波导路区域具...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤裕介，清田和明，
申请(专利权)人：古河电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP