半导体光元件制造技术

一种半导体光元件，其中，具有：光放大器；多个第1反射器，多个所述第1反射器被形成在基板上，反射从各个输入端口输入的光并返回至该输入端口，并且具有以目标波长表示峰值的反射光谱；第1光耦合器，所述第1光耦合器被形成在所述基板上，对从所述光放大器输出的光进行分波并向多个所述第1反射器的输入端口输入，对由多个所述第1反射器反射的光进行合波并再次向所述光放大器输入；以及第2反射器，所述第2反射器与各个所述第1反射器一起划分内部包含所述光放大器和所述第1光耦合器的光谐振器，各个所述第1反射器包含相同尺寸的环形谐振器，从所述输入端口输入的光被反射而返回至该输入端口的延迟时间在所述第1反射器间相同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供半导体光元件。在基板上，形成有多个第1反射器。每个第1反射器反射从输入端口输入的光并返回至该输入端口，具有以目标波长表示峰值的反射光谱。在基板上形成有第1光耦合器，第1光耦合器对从光放大器输出的光分波并输入至多个第1反射器的输入端口，对由第1反射器反射的光合波并再次输入至光放大器。第2反射器与每个第1反射器一起划分内部包含光放大器和第1光耦合器的光谐振器。每个第1反射器包含相同尺寸的环形谐振器，从上述输入端口输入的光反射而返回至该输入端口的延迟时间在第1反射器间相同。【专利说明】半导体光元件
本专利技术涉及包含环形谐振器的半导体光元件。
技术介绍
近年来，利用低成本且能够大规模集成的硅电子电路技术而在硅基板上形成光功能元件的技术引起关注。不仅是高性能服务器、超级计算机，随着电脑等信息处理设备被高性能化，芯片间以及板间的通信容量的不足引起担忧。作为解决通信容量不足这样的技术问题，期望使用硅线波导路径在硅基板上实现低损耗且小型的光元件。为了在硅基板上实现大规模的光元件，需要向光元件供给信号光的光源。然而，作为间接能隙型半导体的硅不适合实现发光效率较高的光源。将使用了发光效率较高的InP、GaAs等化合物半导体的光源和硅基板上的光元件混合集成的激光光源被认为是有希望的。例如，提出有使用了多个环形谐振器并使用它们的谐振波长的游标效应(verniereffect)来严格地控制振荡波长的光元件。此外，还提出有具备将三个环形谐振器级联连接而构成的波长滤波器和环形谐振器型光调制器的光元件。专利文献1:日本特开2006-245344号公报专利文献2:日本特开2010-27664号公报专利文献1:日本特开2006-245344号公报
技术实现思路
在利用多个环形谐振器的谐振波长的游标效应的光元件中，当各环形谐振器的谐振波长由于温度变化而变动时，光输出强度会产生大幅变动。此外，在使用了由三个环形谐振器构成的波长滤波器的光元件中，三个环形谐振器的谐振波长由于温度变化而变动，从而光输出也容易变动。即使在保持环境温度固定的状态下，也存在增大光放大器的光输出后导致谐振波长变动的情况。在以下说明的实施例中，实现即使增大光放大器的光输出，谐振波长也难以产生变动的半导体光元件。在以下说明的实施例中，提供一种半导体光元件，具有:光放大器；多个第I反射器，它们形成在基板上，反射从各个输入端口输入的光并返回该输入端口，具有以目标波长表示峰值的反射光谱；第I光耦合器，其形成在上述基板上，对从上述光放大器输出的光进行分波并输出至多个上述第I反射器的输入端口，对由多个上述第I反射器反射的光进行合波并再次输入至上述光放大器；以及第2反射器，其和各个上述第I反射器一起划分内部包含上述光放大器和上述第I光耦合器的光谐振器，各个上述第I反射器包含相同尺寸的环形谐振器，从上述输入端口输入的光反射而返回该输入端口的延迟时间在上述第I反射器间相同。从光放大器输出的光被分配至多个第I反射器。因此，即使从光放大器输出的光的功率增大，向每个第I反射器输入的光的功率也减小。由此，能够抑制第I反射器内的环形谐振器的谐振波长的变动。【专利附图】【附图说明】图1是基于实施例1的半导体光兀件的俯视图。图2A是基板上的光波导路径的剖视图，图2B是分布式布拉格反射器的俯视图。图3是表示环形谐振器的透过光谱和分布式布拉格反射器的反射光谱的图表。图4是对比实施例1和参考例来表不注入光放大器的注入电流和振荡波长的偏移量的关系的测定结果的图表。图5是基于实施例2的半导体光兀件的俯视图。图6是基于实施例3的半导体光兀件的俯视图。图7是表示实施例3的环形内置反射器的反射光谱和折叠型非对称马赫-曾德尔干涉型光滤波器的透过光谱的图表。图8是基于实施例4的半导体光兀件的俯视图。图9是基于实施例5的半导体光兀件的俯视图。图10是基于参考例的半导体光元件的俯视图。图11是按照注入半导体光放大器的注入电流来表示基于参考例的外部谐振器型半导体激光元件的振荡光谱的图表。图12是表示插分型环形谐振器的输入光的功率和透过光谱的峰值波长的偏移量的关系的测定结果的图表。【具体实施方式】在说明实施例之前，参照图10，对本申请的 申请人:的参考例进行说明。图10是表示基于参考例的半导体光元件的俯视图。从半导体光放大器20的出射端面输出的光被输出至形成于娃基板上的输入用光波导路径31。输入用光波导路径31与插分型环形谐振器32的输入端口结合。该环形谐振器32的下路(drop)端口与分布式布拉格反射器33结合。在半导体光放大器20的与出射端为相反侧的端面形成有高反射膜21。由高反射膜21和分布式布拉格反射器33构成法布里-珀罗型光谐振器。由高反射膜21、半导体光放大器20、环形谐振器32以及分布式布拉格反射器33构成外部谐振器型半导体激光兀件。若半导体光放大器20的增益比光谐振器的损耗大,则产生激光振荡。环形谐振器32的透过光谱的峰值以固定的波长间隔(自由光谱区)排列。由分布式布拉格反射器33从该多个峰值选择一个峰值。以与该选择的峰值对应的波长产生激光振荡。在光谐振器内往返的激光的一部分透过分布式布拉格反射器33，入射至后段的环形辅助光调制器90。环形辅助光调制器90包含马赫-曾德尔干涉计和分别与该马赫-曾德尔干涉计的两条臂结合的环形谐振器。环形辅助光调制器90与通常的使马赫-曾德尔干涉计的臂的折射率变化的光调制器相比，能够得到较高的调制效率。不利的一面是，能够进行调制的动作波长带宽非常窄(例如Inm左右)。因此，对于组合环形辅助光调制器90而使用的光源，要求严格的波长控制。在图10所示的参考例中，光谐振器内的环形谐振器32和环形辅助光调制器90内的环形谐振器具有相同的圆周长。若环境温度变动，使硅基板的温度变化，则环形谐振器32和环形辅助光调制器90内的环形谐振器的圆周长向相同的方向变化。若硅基板的温度在面内大致均等，则即使基板温度变动，环形谐振器32和环形辅助光调制器90内的环形谐振器的圆周长也保持大致相同。因此，激光振荡波长的偏移量和环形辅助光调制器90的动作波长带宽的偏移量为大致相同。从而能够将激光振荡波长维持在环形辅助光调制器90的动作波长带宽内。然而,存在增加半导体光放大器20的注入电流而使光输出增大后,导致激光振荡波长离开环形辅助光调制器90的动作波长带宽的情况。图11按照注入半导体光放大器20的注入电流来表示透过了分布式布拉格反射器33的激光的光谱。赋予图11的各波形的数值表示注入半导体光放大器20的注入电流。可知当增加注入电流时，光谱的峰值波长向长波长侧偏移。图12表不向环形谐振器32输入的信号光的功率和透过光谱的峰值波长的偏移量的关系。横轴以单位“dBm”表示输入信号光的功率，纵轴以单位“nm”表示峰值波长的偏移量。另外，输入信号光的功率将_20dBm时的峰值波长作为了基准。在输入信号光的功率为OdBm以下的区域，即使输入信号光的功率变动，峰值波长也几乎不变动。在输入信号光的功率为OdBm以上的区域,可知随着输入信号光的功率增大，峰值波长向长波长侧偏移。若注入半导体光放大器20的注入电流增加，则向环形谐振器32输入的信号光的功率也增大。如图11所示，若信号光的功率增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体光元件，其中，具有：光放大器；多个第1反射器，多个所述第1反射器被形成在基板上，反射从各个输入端口输入的光并返回至该输入端口，并且具有以目标波长表示峰值的反射光谱；第1光耦合器，所述第1光耦合器被形成在所述基板上，对从所述光放大器输出的光进行分波并向多个所述第1反射器的输入端口输入，对由多个所述第1反射器反射的光进行合波并再次向所述光放大器输入；以及第2反射器，所述第2反射器与各个所述第1反射器一起划分内部包含所述光放大器和所述第1光耦合器的光谐振器，各个所述第1反射器包含相同尺寸的环形谐振器，从所述输入端口输入的光被反射而返回至该输入端口的延迟时间在所述第1反射器间相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：田中信介，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：
国别省市：