(57)【要約】【課題】半導体素子のＰＤＧ又はＰＤＬがばらついていても、安定して偏波無依存な特性が得られる光モジュールを実現する。【解決手段】光モジュールの製造方法であって、異なる偏波方向の光導波モードに偏波間利得差又は偏波間損失差を有する半導体素子３を配置する工程と、半導体素子３との光結合損失に基づいて半導体素子３の一方の端面側にレンズ６Ａを配置する工程と、半導体素子３の偏波間利得差又は偏波間損失差に基づいてレンズ６Ａを再配置する工程とを有する。【選択図】図５
2010020105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる偏波方向の光導波モードに偏波間利得差又は偏波間損失差を有する半導体素子を配置する工程と、
前記半導体素子との光結合損失に基づいて前記半導体素子の一方の端面側にレンズを配置する工程と、
前記半導体素子の前記偏波間利得差又は前記偏波間損失差に基づいて前記レンズを再配置する工程と
を有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記レンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが前記各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さいことを特徴とする、請求項１記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記レンズは、第１レンズ及び第２レンズを含み、
前記レンズを配置する工程は、前記半導体素子の前記一方の端面側に、前記半導体素子に近い側から遠い側へ向けて、前記第１レンズ、前記第２レンズを順に並べて配置し、前記第１レンズと前記第２レンズとの間を通過する光が平行光となる位置で前記第２レンズを固定する工程を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記レンズを配置する工程は、更に、前記半導体素子の他方の端面側に、他のレンズを配置する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記他のレンズは、第３レンズ及び第４レンズを含み、
前記他のレンズを配置する工程は、前記半導体素子に近い側から遠い側へ向けて、前記第３レンズ、前記第４レンズを順に並べて配置し、前記第３レンズと前記第４レンズとの間を通過する光が平行光となる位置で前記第４レンズを固定する工程を含むことを特徴とする、請求項４に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記レンズを再配置する工程は、
前記半導体素子から出力される前記異なる偏波方向の光導波モードの光を前記レンズを介して検出する工程を含み、
前記検出した光に基づいて、前記レンズを再配置することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記レンズを再配置する工程は、
前記異なる偏波方向の光導波モードの光を前記他のレンズを介して前記半導体素子に入力する工程を含むことを特徴とする、請求項６に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記レンズを再配置する工程は、
前記半導体素子の前記偏波間利得差又は前記偏波間損失差が最小となる位置に前記レンズを再配置することを特徴とする請求項７に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記レンズを再配置する工程は、
前記半導体素子から出力される前記異なる偏波方向の光導波モードの光を前記他のレンズを介して検出する工程を含み、
前記検出した光に基づいて、前記他のレンズを再配置することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
異なる偏波方向の光導波モードのスポットサイズが素子端面で異なる半導体素子と、
前記半導体素子の一方の端面側に設けられたレンズとを備え、
前記レンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが前記各光導波モードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さいことを特徴とする光半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光通信システムにおいて用いられる光半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信需要の飛躍的な増大に伴い、加入者に身近なメトロ・アクセス系にも大容量で高速なフォトニックネットワークの適用範囲が広がっている。
半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）を備える光モジュール（ＳＯＡモジュール）は、現在多用されている光ファイバ増幅器を備える光モジュール（光ファイバ増幅器モジュール）と比較して非常にシンプルな構成であるため、モジュールの小型化、低価格化の面で優位性を持ち、次期アクセス系ネットワークやデータコム用途への適用が検討されている。
【０００３】
例えば、ＳＯＡモジュールは、入力側光ファイバ、入力側レンズ系、ＳＯＡチップ、出力側レンズ系、出力側光ファイバを備える。そして、信号光は、入力側光ファイバから入力され、入力側レンズ系を介してＳＯＡチップに光結合され、ＳＯＡチップ内で増幅された後、出力側レンズ系を介して出力側光ファイバに光結合され、出力側光ファイバから出力される。
【非特許文献１】T.Toyonaka et al., “22dB gain semioconductor optical amplifier module using high numerical aperture aspheric lens”, Electronics Letters, vol.28, No.14, pp.1302-1303, (1992)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、光ネットワーク内では、ＳＯＡモジュールに入力される信号光の偏波状態は常に一定ではなく、時間的に変化する。
したがって、一定強度の入力信号光に対して、ＳＯＡモジュールが、常に一定強度の信号光を出力するためには、ＳＯＡモジュール内部の光利得が、信号光の偏波状態に対して不変であることが必要である。
【０００５】
そこで、ＳＯＡモジュールにおいて、偏波無依存な光利得が得られるようにしたい。
この場合、ＳＯＡチップの偏波間利得差（ＰＤＧ：Polarization Dependent Gain）をできるだけ小さくし、偏波無依存なＳＯＡチップを実現することで、これを備えるＳＯＡモジュールにおいて、偏波無依存な光利得が得られるようにすることが考えられる。
しかしながら、ＳＯＡチップのＰＤＧは、ＳＯＡチップ作製時の結晶成長条件及び各プロセス条件のばらつきによって、最大数ｄＢの大きさを持ち、かつ、ウエハ間又はウエハ内で数ｄＢの範囲で分布していることが多い。
【０００６】
このようなＳＯＡチップのＰＤＧのばらつきを抑えるのは難しいため、安定して小さなＰＤＧのＳＯＡチップを作製することは困難である。したがって、安定して小さなＰＤＧのＳＯＡモジュールを作製することも難しく、結局、安定して偏波無依存な光利得が得られるＳＯＡモジュールを実現することは困難である。
なお、上述のＳＯＡチップを備えるＳＯＡモジュールだけでなく、半導体素子を備える光モジュールであって、半導体素子のＰＤＧ又は偏波間損失差（ＰＤＬ：Polarization Dependent Loss）にばらつきが生じてしまい、かつ、安定して偏波無依存な特性が求められる光モジュールにおいても同様の課題がある。
【０００７】
そこで、半導体素子のＰＤＧ又はＰＤＬにばらつきが生じていても、安定して偏波無依存な特性が得られる光半導体装置（光モジュール）及びその製造方法を実現したい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため、光半導体装置の製造方法は、異なる偏波方向の光導波モードに偏波間利得差又は偏波間損失差を有する半導体素子を配置する工程と、半導体素子との光結合損失に基づいて半導体素子の一方の端面側にレンズを配置する工程と、半導体素子の偏波間利得差又は偏波間損失差に基づいて前記レンズを再配置する工程とを有することを要件とする。
光半導体装置は、異なる偏波方向の光導波モードのスポットサイズが素子端面で異なる半導体素子と、半導体素子の一方の端面側に設けらたレンズとを備え、レンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが各光導波モードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さいことを要件とする。
【発明の効果】
【０００９】
したがって、光半導体装置及びその製造方法によれば、半導体素子のＰＤＧ又はＰＤＬにばらつきが生じていても、安定して偏波無依存な特性が得られるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面により、本実施形態にかかる光半導体装置及びその製造方法について説明する。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態にかかる光半導体装置及びその製造方法について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１１】
本実施形態では、光半導体装置の製造方法として、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）モジュール（光モジュール）の製造方法を例に挙げて説明する。
ここで、図１に示すように、ＳＯＡモジュール１は、モジュール筐体２内に、ＳＯＡチップ３を備え、ＳＯＡチップ３の入力側に配置された入力側レンズ系４によって、ＳＯＡチップ３の入力ポートと入力側光ファイバ５とが光結合され、ＳＯＡチップ３の出力側に配置された出力側レンズ系６によって、ＳＯＡチップ３の出力ポートと出力側光ファイバ７とが光結合されている。なお、図１中、符号８はステージである。
【００１２】
ＳＯＡチップ（半導体素子；光素子）３は、信号光を入力するポート（光導波路の入力端面）と出力するポート（光導波路の出力端面）を有し、チップ内の活性層で生じる誘導放出によって入力信号光の光強度を増幅する機能を持つ。
本ＳＯＡモジュールの製造方法では、以下のようにしてＳＯＡモジュール１が作製される。
【００１３】
まず、ＳＯＡチップ３、入力側レンズ系（一のレンズ系）４、出力側レンズ系（他のレンズ系）６、入力側光ファイバ５及び出力側光ファイバ７（一及び他の光ファイバ）を用意する（図１参照）。
特に、ＳＯＡチップ３としては、異なる偏波方向の光導波モード（ここでは２つの直交偏波状態となっているＴＥモード及びＴＭモード）のスポットサイズがチップ端面（素子端面）で異なるものを用意する［図３（Ａ）参照］。つまり、異なる偏波方向の光導波モードに偏波間利得差（ＰＤＧ：Polarization Dependent Gain）を有するものを用意する。
【００１４】
出力側レンズ系６としては、ビームウエスト位置におけるスポットサイズがＳＯＡチップ３の端面における各光導波モード（ここではＴＥモード及びＴＭモード）のスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものを用意する［図３（Ａ）参照］。ここでは、出力側レンズ系６として、第１レンズ６Ａ及び第２レンズ６Ｂを含むレンズ系を用意する。
【００１５】
なお、入力側レンズ系４としては、入力側光ファイバ５から入力される信号光を、光結合損失が最小になるように、ＳＯＡチップ３に光結合させることができるものを用意すれば良い。ここでは、入力側レンズ系４として、第３レンズ４Ａ及び第２レンズ４Ｂを含むレンズ系を用意する。
次いで、ＳＯＡチップ３の入力端面側（一の端面側）に、入力側レンズ系４及び入力側光ファイバ５を配置するとともに、ＳＯＡチップ３の出力端面側（他の端面側）に、出力側レンズ系６及び出力側光ファイバ７を配置する（図１参照）。
【００１６】
ここでは、ＳＯＡチップ３の出力端面側には、ＳＯＡチップ３に近い側から遠い側へ向けて、第１レンズ６Ａ、第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７を順に並べて配置するとともに、ＳＯＡチップ３の入力端面側には、ＳＯＡチップ３に近い側から遠い側へ向けて、第３レンズ４Ａ、第４レンズ４Ｂ、入力側光ファイバ５を順に並べて配置する（図１参照）。
【００１７】
そして、図２に示すように、入力側光ファイバ５及び出力側光ファイバ７のそれぞれに光パワーメータ９を接続し、ＳＯＡチップ３の両端面から出射され、入力側及び出力側のレンズ系４，６のそれぞれを介して入力側及び出力側の光ファイバ５，７のそれぞれに結合する光のパワーが最大になるように（光結合損失が最小になるように；即ち、光のパワーに基づいて）、入力側及び出力側のレンズ系４，６、並びに、入力側及び出力側の光ファイバ５，７の位置調整を行なう。なお、図２では、説明の便宜上、出力側のみを図示し、入力側は省略している。
【００１８】
ここでは、図２に示すように、ＳＯＡチップ３に電流を注入することによってＳＯＡチップ３の両端面からＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光を出射させ、出力側レンズ系６に含まれる第１レンズ６Ａ及び第２レンズ６Ｂを介して出力側光ファイバ７に結合する光のパワーが最大になるように第１レンズ６Ａ、第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７の位置調整を行なう。
【００１９】
同様に、入力側レンズ系４に含まれる第３レンズ４Ａ及び第４レンズ４Ｂを介して入力側光ファイバ５に結合する光のパワーが最大になるように入力側レンズ系４及び入力側光ファイバ５の位置調整を行なう。
これらの位置調整を行なった後、第１レンズ６Ａ以外、即ち、入力側レンズ系４、入力側光ファイバ５、第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７を固定する（図１参照）。
【００２０】
ところで、ＳＯＡチップ３のＰＤＧ（これはＳＯＡチップ３で生ずる光利得の偏波依存性を表す指標である）は、様々な入力信号光の偏波状態に対するＳＯＡチップ３の最大利得と最小利得の差で定義される。一般に、ＳＯＡチップ３では、ＴＥ，ＴＭの２つの直交する直線偏波モードのどちらかが極大・極小に当たるため、ＰＤＧ＝|ＴＥ利得−ＴＭ利得|と表される。
【００２１】
また、ＳＯＡモジュール１のＰＤＧは、モジュール１内に搭載されたＳＯＡチップ３のＰＤＧと、ＳＯＡチップ３と入力側光ファイバ５又は出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差（これはＳＯＡチップ３と光ファイバ５，７との間で生じる光結合損失の偏波依存性を表す指標である）とを足し合わせることによって決定される。
一般的には、ＳＯＡチップ３が持つＰＤＧの影響が大きく、ＳＯＡチップ作製時の結晶成長条件及び各プロセス条件のばらつきによって、ＰＤＧは最大数ｄＢの大きさを持ち、かつ、ＰＤＧはウエハ間又はウエハ内で数ｄＢの範囲で分布していることが多い。
【００２２】
そこで、本実施形態では、上述のようにして光パワーに基づく位置調整を行なった後、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差がＳＯＡチップ３のＰＤＧに応じた偏波間光結合損失差になるように、出力側レンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）を光軸方向へ移動させて位置調整（ＳＯＡチップ３のＰＤＧに基づく位置調整；第１レンズ６ＡとＳＯＡチップ３の出力端面との間の距離調整）を行なう［図３（Ａ）参照］。
【００２３】
つまり、本実施形態では、ＳＯＡモジュール作製時の光結合調整過程（レンズ系調整過程）の最後に、上述のようにして光結合損失が最小になるように位置調整されている第１レンズ６Ａを意図的に光軸方向へシフトさせる［図３（Ａ）参照］。
例えば、上述の出力側レンズ系６の位置調整で出力側レンズ系６の焦点位置がＳＯＡチップ３の出力端面位置に一致するように調整されていたとしても［図３（Ａ）中、実線参照］、この段階の出力側レンズ系６の位置調整によって、出力側レンズ系６の焦点位置がＳＯＡチップ３の出力端面位置からずれることになる［図３（Ａ）中、破線参照］。
【００２４】
これにより、ＳＯＡモジュール１の光結合損失は多少大きくなるものの、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差を調整できることになる。
このようなＳＯＡチップ３のＰＤＧに基づく位置調整を行なった後、第１レンズ６Ａを固定する（図１参照）。
このようにして、モジュール１の入出力光ファイバ５，７間の光増幅特性において偏波無依存な光利得を実現した偏波無依存型ＳＯＡモジュールを作製することができる。
【００２５】
次に、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差を調整することによってＳＯＡチップ３のＰＤＧのばらつきを補償する原理について説明する。
本実施形態では、上述のように、ＳＯＡチップ３として、ＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズがチップ端面で異なるもの（異なる偏波方向の光導波モードにＰＤＧを有するもの）を用いる。また、出力側レンズ系６として、ビームウエスト位置におけるスポットサイズがＳＯＡチップ３の端面におけるＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものを用いる［図３（Ａ）参照］。
【００２６】
このため、例えば図３（Ａ）中、実線で示すように、レンズ系６の焦点位置（レンズ系６を通して伝搬するビームのビームウエスト位置）をＳＯＡチップ３の端面位置に合わせた場合（即ち、レンズ系６に含まれ、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘに最も近い位置に配置されるレンズ６Ａと、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘとの距離をレンズ焦点距離にした場合）、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘにおいて、レンズ系６を通してビームを伝搬させた場合のビームのスポットサイズ（レンズ系６のスポットサイズ）Ｗｌｅｎｓ、ＳＯＡチップ３を構成する光導波路（ＳＯＡ光導波路）３Ａを導波するＴＥモード（ＴＥ導波モード）のスポットサイズＷＴＥ、ＳＯＡ光導波路３Ａを導波するＴＭモード（ＴＭ導波モード）のスポットサイズＷＴＭは、Ｗｌｅｎｓ＜ＷＴＥ＜ＷＴＭの関係を満たしている。
【００２７】
ここで、ＳＯＡチップと光ファイバとをレンズ系を介して光結合する場合、ＳＯＡチップと光ファイバとの間の光結合損失は、ＳＯＡチップの端面における、レンズ系の光伝搬モードとＴＥ導波モードとの間のモード重なり積分値ηＴＥ、又は、レンズ系の光伝搬モードとＴＭ導波モードとの間のモード重なり積分値ηＴＭに比例する。
この場合、ＳＯＡチップと光ファイバとの間の光結合損失を小さくするためには、レンズ系の光伝搬モードとＳＯＡチップのＴＥ導波モード及びＴＭ導波モードのスポットサイズを揃えれば良い。
【００２８】
例えば、ＳＯＡチップのＳＯＡ光導波路を導波するＴＥ導波モード及びＴＭ導波モードのスポットサイズが異なる場合、レンズ系のスポットサイズＷｌｅｎｓがＴＥ導波モードのスポットサイズＷＴＥ及びＴＭ導波モードのスポットサイズＷＴＭのうち大きい方のスポットサイズと一致するように（例えばＷｌｅｎｓ≒ＷＴＥ＞ＷＴＭ）、レンズ系を設計することが考えられる。
【００２９】
通常、光結合損失が小さくなるように、レンズ系の焦点位置をＳＯＡチップの端面位置に合わせるため、ＳＯＡチップの端面において、レンズ系のスポットサイズＷｌｅｎｓは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズ（最小スポットサイズ）となる。
この場合、レンズ系を光軸方向へ移動させてＳＯＡチップの端面からのレンズ系の距離を調整したとしても、集光スポットサイズ（レンズ集光ビーム径；レンズ集光径）をビームウエスト位置におけるスポットサイズよりも小さくすることはできない。このため、モード重なり積分値ηＴＥ，ηＴＭの関係を変化させることができず、したがって、ＳＯＡチップと光ファイバとの間の偏波間光結合損失差を調整することができない。
【００３０】
これに対し、本実施形態のように、レンズ系６を通して伝搬するビームのビームウエスト位置をＳＯＡチップ３の端面位置に合わせた場合に、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘにおいて、Ｗｌｅｎｓ＜ＷＴＥ＜ＷＴＭの関係を満たすようにしておくことで［図３（Ａ）中、実線参照］、図３（Ａ）中、破線で示すように、レンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）を光軸方向へ移動させてＳＯＡチップ３の端面３Ｘからのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離を調整して、ＳＯＡチップ３と光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差を調整できるようになる。
【００３１】
つまり、ＳＯＡチップ３のＴＥモード及びＴＭモードの各スポットサイズＷＴＥ，ＷＴＭは、ＳＯＡチップ３の端面位置で常に一定であるのに対し、レンズ系６のスポットサイズＷｌｅｎｓは、大きくなる方向にのみ調整することができる［図３（Ａ）中、破線参照］。これは、ＳＯＡチップ３の端面からのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離を調整してＳＯＡチップ３の端面に対してデフォーカスさせることで、レンズ系６の集光スポットサイズが大きくなるからである。
【００３２】
ここで、図３（Ｂ）は、レンズ系６の焦点距離に対する光軸方向のズレ量と、光ファイバ７からのビームを集光した際のＳＯＡチップ３の端面３Ｘにおける集光スポットサイズ（ビーム径）との関係を示す図である。
なお、図３（Ｂ）では、ＳＯＡチップ３の端面３ＸにおけるＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズ（モード径）がそれぞれ３．０μｍ、４．０μｍ（ここでは円形であるため、その直径）であるＳＯＡチップ３を用い、光ファイバ７からのビーム（信号光）を集光した際のビームウエスト位置におけるスポットサイズが２．０μｍ（ここでは円形であるため、その直径）であるレンズ系６を用いた。
【００３３】
図３（Ｂ）に示すように、レンズ系６の焦点距離に対する光軸方向のズレ量が大きくなるにしたがって、光ファイバ７からのビームを集光した際のＳＯＡチップ３の端面３Ｘにおける集光スポットサイズが大きくなる。
したがって、レンズ系６を通して伝搬するビームのビームウエスト位置をＳＯＡチップ３の端面位置に合わせた場合にＳＯＡチップ３の端面３ＸにおいてＷｌｅｎｓ＜ＷＴＥ＜ＷＴＭの関係を満たしていた各スポットサイズは、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘからのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離を調整することによって、ＷＴＥ＜Ｗｌｅｎｓ＜ＷＴＭという関係、さらには、ＷＴＥ＜ＷＴＭ＜Ｗｌｅｎｓという関係へと変化させることができる。
【００３４】
これに伴って、ＳＯＡチップ３のＴＥ導波モード及びＴＭ導波モードとレンズ系６の光伝搬モードとの間の重なり積分値ηＴＥ，ηＴＭは、ηＴＥ＞ηＴＭ（ＳＯＡチップ３の端面にレンズ系６を通して伝搬するビームのビームウエスト位置がある場合）という関係から、ηＴＥ＝ηＴＭという関係、さらには、ηＴＥ＜ηＴＭという関係へと変化する。
このように、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘからのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離を調整することによって、モード重なり積分値ηＴＥ，ηＴＭの関係を変化させることができる。つまり、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘからのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離を調整することによって、ＴＥモードの光結合損失がＴＭモードの光結合損失よりも大きい状態（ＴＥ光結合損失＞ＴＭ光結合損失；ＳＯＡチップ３の端面３Ｘにレンズ系６を通して伝搬するビームのビームウエスト位置がある場合）からＴＥモードの光結合損失がＴＭモードの光結合損失よりも小さい状態（ＴＥ光結合損失＜ＴＭ光結合損失）へと変化させることができる。したがって、ＳＯＡチップ３と光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差を調整できることになる。
【００３５】
これは、上述のように、レンズ系６を通して伝搬するビームのビームウエスト位置をＳＯＡチップ３の端面位置に合わせた場合に、ＳＯＡチップ３の端面において、レンズ系６のスポットサイズ（スポット径）ＷｌｅｎｓをＴＥモード／ＴＭモードのスポットサイズＷＴＥ，ＷＴＭよりも小さくすることによって初めて実現される。
これに対し、上述のように、レンズ系を通して伝搬するビームのビームウエスト位置をＳＯＡチップの端面位置に合わせた場合に、ＳＯＡチップの端面において、Ｗｌｅｎｓ≒ＷＴＥ＞ＷＴＭという関係を満たすようにレンズ系を設計した場合には、ＳＯＡチップの端面からのレンズ系の距離を調整したとしても、Ｗｌｅｎｓ＞ＷＴＥ＞ＷＴＭという関係しか実現できず、ηＴＥ＞ηＴＭという関係からηＴＥ＜ηＴＭという関係へと変化させることはできないため、ＳＯＡチップと光ファイバとの間の偏波間光結合損失差を意図的に付与することはできない。
【００３６】
ここで、図４（Ｂ）は、ＳＯＡチップ３の端面３Ｘからのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離を光軸方向へずらした場合のＳＯＡチップ３と光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差の変化を計算した結果（レンズ系６を通して伝搬するビームのビームウエスト位置の光軸方向のずれ量に対する偏波間光結合損失差の変化を計算した結果）を例示している。なお、図４（Ｂ）では、偏波間光結合損失差はＴＥ＞ＴＭの場合を正の値としている。
【００３７】
ここでは、ＳＯＡチップ３の端面におけるＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズがそれぞれ３．０μｍ、４．０μｍ（ここでは円形であるため、その直径）であるＳＯＡチップを用い、光ファイバ７からのビーム（信号光）を集光した際のビームウエスト位置におけるスポットサイズが２．０μｍ（ここでは円形であるため、その直径）であるレンズ系６を用いた。
【００３８】
また、図４（Ａ）に示すように、ビームウエスト位置がＳＯＡチップ３の端面位置に合っている場合（即ち、ＳＯＡチップ３の端面からのレンズ系６の距離がレンズ焦点距離になっている場合）、光軸方向のずれ量をゼロとし、ビームウエスト位置がＳＯＡチップ３の端面位置から出力側へずれている場合［即ち、ＳＯＡチップ３の端面からのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離がレンズ焦点距離よりも長くなっている場合］、光軸方向のズレ量をプラスの値とし、ビームウエスト位置がＳＯＡチップ３の端面位置から入力側へずれている場合［即ち、ＳＯＡチップ３の端面からのレンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）の距離がレンズ焦点距離よりも短くなっている場合］、光軸方向のズレ量をマイナスの値としている。
【００３９】
図４（Ｂ）に示すように、ＳＯＡチップ３の端面位置に対して、ビームウエスト位置を±５μｍ光軸方向へずらすと、±１ｄＢの偏波間光結合損失差が得られる。これは、ＴＥ＞ＴＭ、ＴＥ＜ＴＭのいずれの方向にも１ｄＢの範囲内で偏波間光結合損失差を調整可能であることを意味する。
このような計算結果から、上述のようなＳＯＡチップ３及びレンズ系６を用いる場合、ＳＯＡチップ３が持つＰＤＧを±１ｄＢの範囲内で補償することが可能であり、ＳＯＡチップ３のＰＤＧがこの範囲内でばらついた場合であっても、ＰＤＧ＝０となるＳＯＡモジュール１を作製することが可能となる。
【００４０】
このように、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差を調整することによって、ＳＯＡチップ内部のＰＤＧを相殺することができ、これにより、ＳＯＡチップ３のＰＤＧのばらつきを補償し、安定して小さなＰＤＧを有するＳＯＡモジュール１を実現することが可能となる。
以下、本ＳＯＡモジュールの製造方法の具体例について、図５，図６を参照しながら説明する。
【００４１】
まず、図５（Ａ）に示すように、ＳＯＡチップ３をステージ（例えば温度調節機能付きステージ）８上に固定し、ＳＯＡチップ３に通電を行なえるように電気配線を行なった後、ＳＯＡチップ３に電流を供給し、ＡＳＥ光（増幅された自然放出光）がＳＯＡチップ３の両端面から出射されている状態とする（図６のステップＳ１０）。
次に、図５（Ａ）に示すように、入出力両側の光結合においてＳＯＡチップ３と光ファイバ５，７との間の光結合損失が最小となるように光学系の位置調整を行なう。
【００４２】
つまり、図５（Ａ）に示すように、ＳＯＡチップ３の入力側に、入力側光ファイバ５及び入力側レンズ系４を仮配置するとともに、ＳＯＡチップ３の出力側に、出力側レンズ系６及び出力側光ファイバ７を仮配置する。そして、ＳＯＡチップ３の両端面から出射され、レンズ系４，６を介して光ファイバ５，７に光結合されるＡＳＥ光のパワー（ＡＳＥ光出力）が最大となるように（即ち、ＳＯＡチップ３と光ファイバ５，７との間の光結合損失が最小になるように；光のパワーに基づいて）、入力側及び出力側のレンズ系４，６及び光ファイバ５，７の位置調整を行なった後、出力側レンズ系６以外、即ち、入力側レンズ系４並びに入力側及び出力側光ファイバ５，７を固定する（図６のステップＳ２０、Ｓ３０）。
【００４３】
例えば、図５（Ａ）に示すように、入力側及び出力側のレンズ系４，６として、２枚のレンズからなるレンズ系を用いる場合、以下のようにして、入力側及び出力側のレンズ系４，６及び光ファイバ５，７の位置調整を行なった後、出力側レンズ系６以外、即ち、入力側レンズ系４並びに入力側及び出力側光ファイバ５，７を固定する。
ここでは、出力側レンズ系６に含まれる２枚のレンズ６Ａ，６Ｂのうち、ＳＯＡチップ３側に配置されるものを第１レンズ６Ａとし、光ファイバ７側に配置されるものを第２レンズ６Ｂとする。また、入力側レンズ系４に含まれる２枚のレンズ４Ａ，４Ｂのうち、ＳＯＡチップ３側に配置されるものを第３レンズ４Ａとし、光ファイバ５側に配置されるものを第４レンズ４Ｂとする。
【００４４】
まず、図５（Ａ）に示すように、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａを仮配置し、ＳＯＡチップ３の一の端面から出射されるＡＳＥ光が第１レンズ６Ａを通過した後に平行ビーム（コリメート光；平行光）になるように、第１レンズ６Ａの位置調整を行なう（図６のステップＳ２０）。この段階では、第１レンズは固定しない。
同様に、入力側レンズ系４の第３レンズ４Ａを仮配置し、ＳＯＡチップ３の他の端面から出射されるＡＳＥ光が第３レンズ４Ａを通過した後に平行ビーム（コリメート光；平行光）になるように、第３レンズ４Ａの位置調整を行なった後、第３レンズ４Ａを固定する（図６のステップＳ２０）。
【００４５】
続いて、図５（Ａ）に示すように、出力側レンズ系６の第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７を仮配置し、第１レンズ６Ａを通過した後のコリメート光が最も効率良く出力側光ファイバ７に光結合するように、第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７の位置調整を行なった後、これらを固定する（図６のステップＳ３０）。
具体的には、図５（Ａ）に示すように、出力側光ファイバ７に例えば光パワーメータ９を接続し、光パワーメータ９によって出力側光ファイバ７に導入されたＡＳＥ光の強度をモニタしている状態で、このＡＳＥ光の強度（パワー）が最大となるように第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７の位置調整を行なった後、第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７を固定する（図６のステップＳ３０）。
【００４６】
同様に、入力側レンズ系４の第４レンズ４Ｂ及び入力側光ファイバ５を仮配置し、第３レンズ４Ａを通過した後のコリメート光が最も効率良く入力側光ファイバ５に光結合するように、第４レンズ４Ｂ及び入力側光ファイバ５の位置調整を行なった後、これらを固定する（図６のステップＳ３０）。
具体的には、入力側光ファイバ５に例えば光パワーメータ９を接続し、光パワーメータ９によって入力側光ファイバ５に導入されたＡＳＥ光の強度をモニタしている状態で、このＡＳＥ光の強度（パワー）が最大となるように第４レンズ４Ｂ及び入力側光ファイバ５の位置調整を行なった後、第４レンズ４Ｂ及び入力側光ファイバ５を固定する（図６のステップＳ３０）。
【００４７】
このようにして、ＳＯＡチップ３の両端面から出射され、入力側及び出力側のレンズ系４，６を介して入力側及び出力側の光ファイバ５，７に結合するＡＳＥ光のパワーが最大になるように、ＳＯＡチップ３と入力側光ファイバ５とが入力側レンズ系４を介して光結合されるとともに、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７とが出力側レンズ系６を介して光結合される。
【００４８】
なお、レンズ系４，６の調整手順は、上述の手順に限られるものではなく、使用するレンズ系によって異なる。
ところで、上述のように、ＡＳＥ光のパワーが最大になるように位置調整（光パワーに基づく位置調整）を行なった場合、ＳＯＡチップ３と光ファイバ５，７との間の光結合損失は最適化される。
【００４９】
しかしながら、ＳＯＡチップ３と光ファイバ５，７との間の偏波間光結合損失差は、ＳＯＡチップ３の光導波モードとレンズ系４，６の設計で決まる一定の値となるため、ＳＯＡチップ３のＰＤＧのばらつきによって、ＳＯＡモジュール１のＰＤＧもばらついてしまうことになる。
そこで、本実施形態では、ＳＯＡチップ３のＰＤＧのばらつきをモジュール組立時に補償し、安定して小さなＰＤＧを有するＳＯＡモジュール１を実現するために、さらに、以下のようなＳＯＡチップ３のＰＤＧに基づく位置調整を行なう。
【００５０】
つまり、本実施形態では、上述のようにしてＡＳＥ光パワーが最大になるように位置調整を行なった後、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差がＳＯＡチップ３のＰＤＧに応じた偏波間光結合損失差になるように、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａを光軸方向へ移動させて位置調整（ＳＯＡチップ３のＰＤＧに基づく位置調整；第１レンズ６ＡとＳＯＡチップ３の出力端面との間の距離調整）を行なう（図６のステップＳ４０，Ｓ５０）。
【００５１】
なお、このような位置調整を行なえるように、上述のように、入力側レンズ系４（光学系）、入力側光ファイバ５、出力側レンズ系６（光学系）の第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７は、例えばＹＡＧ溶接やＵＶ樹脂などによって固定するのに対し、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａは固定せずに、位置調整できるようにしておく。
具体的には、以下のような位置調整を行なう。
【００５２】
図５（Ｂ）に示すように、入力側光ファイバ５に接続されている光パワーメータ９を取り外し、入力側光ファイバ５に例えばレーザ光源及び偏波スクランブラ１０を接続する（図６のステップＳ４０）。
そして、レーザ光源及び偏波スクランブラ１０から入力側光ファイバ５を介して仮組みされたＳＯＡモジュール１に偏波スクランブルされた信号光（異なる偏波方向の光導波モードの光を含む）を入力する（図６のステップＳ４０）。
【００５３】
偏波スクランブルされた信号光は、入力側光ファイバ５及び入力側レンズ系４を介してＳＯＡチップ３に入力され、電流が供給されているＳＯＡチップ３で増幅され、出力側レンズ系６及び出力側光ファイバ７を介して、出力側光ファイバ７に接続されている光パワーメータ９へ出力される。
出力側光ファイバ７に接続されている光パワーメータ９では、図５（Ｂ）に示すように、ＳＯＡチップ３で増幅され、ＳＯＡモジュール１から出力された信号光強度（出力された信号光のパワー）の時間変動（時間波形）をモニタする（図６のステップＳ４０）。
【００５４】
ここで、光パワーメータ９の時間波形（出力波形；出力時間波形）をモニタすることで、偏波スクランブラによる偏波方向の回転に応じた出力変動（信号光強度の変動）をモニタすることができる。なお、光パワーメータ９の出力波形の振幅は、ＳＯＡモジュール１のＰＤＧに相当する。
そして、光パワーメータ９の時間波形をモニタしながら、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａの位置を光軸方向にのみ移動させ（即ち、ビームウエスト位置とＳＯＡチップ３の出力端面位置との関係を変化させ）、時間波形の振幅が０になるように（即ち、ＰＤＧが０になるように）位置調整を行なった後、第１レンズ６Ａを固定する（図６のステップＳ５０）。つまり、ＳＯＡチップ３から出力側レンズ系６を介して出力された信号光（異なる偏波方向の光導波モードの光を含む）を検出し、検出した光に基づいて、ＰＤＧが最小となる位置に第１レンズ６Ａを再配置する。
【００５５】
このような位置調整によって、ＳＯＡチップ３のＰＤＧのばらつきを、ＳＯＡチップ３と光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差で補償することができる。
その後、モジュール封止等を行なって、本ＳＯＡモジュール１が完成する（図６のステップＳ６０）。
このようにして作製された本ＳＯＡモジュール１は、以下のような構成を有する。
【００５６】
本ＳＯＡモジュール１は、図１に示すように、異なる偏波方向の光導波モードのスポットサイズがチップ端面（素子端面）で異なる（異なる偏波方向の光導波モードにＰＤＧを有する）ＳＯＡチップ３を備える。このＳＯＡチップ３の両端面側にそれぞれ光ファイバ５，７が設けられている。また、ＳＯＡチップ３の両端面側にはそれぞれレンズ系４，６も設けられている。そして、ＳＯＡチップ３と各光ファイバ５，７とをそれぞれ光結合するレンズ系４，６が設けられている。
【００５７】
このため、入力側光ファイバ５から導入された信号光は、入力側レンズ系４によってＳＯＡチップ３の光導波路の一の端面に光結合され、ＳＯＡチップ３内で増幅されてＳＯＡチップ３の光導波路の他の端面から出力され、出力側レンズ系６によって出力側光ファイバ７に光結合されることになる。
特に、本ＳＯＡモジュール１では、出力側レンズ系（一側のレンズ系）６が、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるように設定されている。
【００５８】
そして、ＳＯＡチップ３の偏波間利得差に応じた偏波間光結合損失差になるように、出力側レンズ系６が配置されている。つまり、出力側レンズ系６とＳＯＡチップ３の端面との距離と出力側レンズ系６の焦点距離とが一致する位置に対して光軸方向にずらされた位置に、出力側レンズ系６が配置されている。
このように、出力側レンズ系６によって集光されたビームのＳＯＡチップ３の端面におけるスポットサイズが、各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるか、又は、各光導波モードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さくなるように、出力側レンズ系６が配置されている。
【００５９】
また、本ＳＯＡモジュール１では、図１に示すように、ＳＯＡチップ３は、例えばＳＯＡチップ３の温度を調節する機能を有する温度調節機能付きステージ８［例えばサーミスタやＴＥＣ（Thermoelectric cooler）を含む］上に固定されている。
したがって、本実施形態にかかる光半導体装置（光モジュール）及びその製造方法によれば、ＳＯＡチップ３のＰＤＧにばらつきが生じていても、安定して偏波無依存な光利得が得られるという利点がある。
【００６０】
つまり、本光半導体装置及びその製造方法によれば、素子端面における光導波モード形状が２つの直交偏波状態(ＴＥモード及びＴＭモード)で異なり、多少のＰＤＧを持つＳＯＡチップ３を搭載したＳＯＡモジュール１において、モジュール作製時のレンズ位置調整で偏波間光結合損失差を付与することでＳＯＡチップ３のＰＤＧを補償することができる。このため、新たに光部品や機構を追加することなく、簡素な構成で、安定してＰＤＧの小さいＳＯＡモジュール１を実現することができるという利点がある。
［第２実施形態］
まず、第２実施形態にかかる光半導体装置及びその製造方法について、図７，図８を参照しながら説明する。
【００６１】
本実施形態にかかる光半導体装置（光モジュール；ＳＯＡモジュール）及びその製造方法は、上述の第１実施形態のものが出力側のみに偏波間光結合損失差が与えられているのに対し、入力側及び出力側の両側に偏波間光結合損失差が与えられている点が異なる。
つまり、上述の第１実施形態では、ＳＯＡモジュール１の出力側のみに偏波間光結合損失差を付与して、ＳＯＡチップ３のＰＤＧを補償している。このため、上述の第１実施形態の製造方法によって製造されたＳＯＡモジュール１は、光入力方向によって特性が若干異なるものとなってしまう。
【００６２】
一方、ＳＯＡモジュール１の使用方法によっては、光入力方向にかかわらず、ＳＯＡモジュール１の特性を同一にしたい場合がある。この場合、ＳＯＡモジュール１の入力側及び出力側の両側に均等に偏波間光結合損失差を付与して、ＳＯＡチップ３のＰＤＧを補償すれば良い。
そこで、本ＳＯＡモジュールの製造方法では、以下のようにしてＳＯＡモジュール１が作製される。
【００６３】
まず、ＳＯＡチップ（半導体素子；光素子）３、入力側レンズ系（一のレンズ系）４０、出力側レンズ系（他のレンズ系）６、及び、入力側及び出力側の光ファイバ（一及び他の光ファイバ）５，７を用意する［図７参照］。なお、図７では、上述の第１実施形態のものと同一のものには同一の符号を付している。
入力側レンズ系４０及び出力側レンズ系６としては、ビームウエスト位置におけるスポットサイズがＳＯＡチップ３の端面における各光導波モード（ここではＴＥモード及びＴＭモード）のスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものを用意する。
【００６４】
ここでは、出力側レンズ系６として、第１レンズ６Ａ及び第２レンズ６Ｂを含むレンズ系を用意する［図７参照］。また、入力側レンズ系４０として、第３レンズ４０Ａ及び第４レンズ４０Ｂを含むレンズ系を用意する［図７参照］。
次いで、ＳＯＡチップ３の入力端面側（一の端面側）に、入力側レンズ系４０及び入力側光ファイバ５を配置するとともに、ＳＯＡチップ３の出力端面側（他の端面側）に、出力側レンズ系６及び出力側光ファイバ７を配置する［図７参照］。
【００６５】
ここでは、ＳＯＡチップ３の入力端面側には、ＳＯＡチップ３に近い側から遠い側へ向けて、第３レンズ４０Ａ、第４レンズ４０Ｂ、入力側光ファイバ５を順に並べて配置する［図７参照］。
また、ＳＯＡチップ３の出力端面側には、ＳＯＡチップ３に近い側から遠い側へ向けて、第１レンズ６Ａ、第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７を順に並べて配置する［図７参照］。
【００６６】
次に、上述の第１実施形態（図２参照）と同様に、ＳＯＡチップ３の両端面から出射され、入力側及び出力側のレンズ系４０，６のそれぞれを介して入力側及び出力側の光ファイバ５，７のそれぞれに結合する光のパワーが最大になるように（光結合損失が最小になるように；光のパワーに基づいて）、入力側及び出力側のレンズ系４０，６、並びに、入力側及び出力側の光ファイバ５，７の位置調整を行なう。
【００６７】
ここでは、上述の第１実施形態（図２参照）と同様に、ＳＯＡチップ３に電流を注入することによってＳＯＡチップ３の両端面からＡＳＥ光を出射させ、出力側レンズ系６に含まれる第１レンズ６Ａ及び第２レンズ６Ｂを介して出力側光ファイバ７に結合する光のパワーが最大になるように第１レンズ６Ａ、第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７の位置調整を行なう。
【００６８】
同様に、入力側レンズ系４０に含まれる第３レンズ４０Ａ及び第４レンズ４０Ｂを介して入力側光ファイバ５に結合する光のパワーが最大になるように第３レンズ４０Ａ、第４レンズ４０Ｂ、入力側光ファイバ５の位置調整を行なう。
これらの位置調整を行なった後、第１レンズ６Ａ及び第３レンズ４０Ａ以外、即ち、第４レンズ４０Ｂ、入力側光ファイバ５、第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７を固定する。
【００６９】
ところで、本実施形態では、このようにして光パワーに基づく位置調整を行なった後、ＳＯＡチップ３と入力側光ファイバ５との間の偏波間光結合損失差、及び、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差が、ＳＯＡチップ３のＰＤＧに応じた偏波間光結合損失差になるように、入力側レンズ系４０（ここでは第３レンズ４０Ａ）、及び、出力側レンズ系６（ここでは第１レンズ６Ａ）を光軸方向へ移動させて位置調整（ＳＯＡチップ３のＰＤＧに基づく位置調整；第３レンズ４０ＡとＳＯＡチップ３の入力端面との間の距離調整、及び、第１レンズ６ＡとＳＯＡチップ３の出力端面との間の距離調整）を行なう［図３（Ａ）参照］。
【００７０】
つまり、本実施形態では、ＳＯＡモジュール作製時の光結合調整過程（レンズ系調整過程）の最後に、上述のようにして光結合損失が最小になるように位置調整されている第３レンズ４０Ａ及び第１レンズ６Ａを意図的に光軸方向へシフトさせる［図３（Ａ）参照］。
例えば、上述の出力側レンズ系６の位置調整で出力側レンズ系６の焦点位置がＳＯＡチップ３の出力端面位置に一致するように調整されていたとしても［図３（Ａ）中、実線参照］、この段階の出力側レンズ系６の位置調整によって、出力側レンズ系６の焦点位置がＳＯＡチップ３の出力端面位置からずれることになる［図３（Ａ）中、破線参照］。同様に、上述の入力側レンズ系４０の位置調整で入力側レンズ系４０の焦点位置がＳＯＡチップ３の入力端面位置に一致するように調整されていたとしても、この段階の入力側レンズ系４０の位置調整によって、入力側レンズ系４０の焦点位置がＳＯＡチップ３の入力端面位置からずれることになる。
【００７１】
これにより、ＳＯＡモジュール１の光結合損失は多少大きくなるものの、ＳＯＡチップ３と入力側光ファイバ５との間の偏波間光結合損失差、及び、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差を調整できることになる。
このようなＳＯＡチップ３のＰＤＧに基づく位置調整を行なった後、第３レンズ４０Ａ、及び、第１レンズ６Ａを固定する。
【００７２】
このようにして、モジュール１の入出力光ファイバ５，７間の光増幅特性において偏波無依存な光利得を実現した偏波無依存型ＳＯＡモジュールを作製することができる。
以下、本ＳＯＡモジュールの製造方法の具体例について、図７，図８を参照しながら説明する。
まず、上述の第１実施形態の場合と同様に、図７（Ａ）に示すように、ＳＯＡチップ３をステージ（例えば温度調節機能付きステージ）８上に固定し、ＳＯＡチップ３に通電を行なえるように電気配線を行なった後、ＳＯＡチップ３に電流を供給し、ＡＳＥ光（増幅された自然放出光）がＳＯＡチップ３の両端面から出射されている状態とする（図８のステップＡ１０）。
【００７３】
次に、図７（Ａ）に示すように、入出力両側の光結合においてＳＯＡチップ３と光ファイバ５，７との間の光結合損失が最小となるように光学系の位置調整を行なう。
まず、図７（Ａ）に示すように、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａを仮配置し、ＳＯＡチップ３の一の端面から出射されるＡＳＥ光が第１レンズ６Ａを通過した後に平行ビーム（コリメート光；平行光）になるように、第１レンズ６Ａの位置調整を行なう（図８のステップＡ２０）。この段階では、第１レンズ６Ａは固定しない。
【００７４】
同様に、図７（Ａ）に示すように、入力側レンズ系４０の第３レンズ４０Ａを仮配置し、ＳＯＡチップ３の他の端面から出射されるＡＳＥ光が第３レンズ４０Ａを通過した後に平行ビーム（コリメート光；平行光）になるように、第３レンズ４０Ａの位置調整を行なう（図８のステップＡ２０）。この段階では、第３レンズ４０Ａは固定しない。
続いて、図７（Ａ）に示すように、出力側レンズ系６の第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７を仮配置し、第１レンズ６Ａを通過した後のコリメート光が最も効率良く出力側光ファイバ７に光結合するように、第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７の位置調整を行なった後、これらを固定する（図８のステップＡ３０）。
【００７５】
具体的には、図７（Ａ）に示すように、出力側光ファイバ７に例えば光パワーメータ９を接続し、光パワーメータ９によって出力側光ファイバ７に導入されたＡＳＥ光の強度をモニタしている状態で、このＡＳＥ光の強度（パワー）が最大となるように第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７の位置調整を行なった後、第２レンズ６Ｂ及び出力側光ファイバ７を固定する（図８のステップＡ３０）。
【００７６】
同様に、図７（Ａ）に示すように、入力側レンズ系４０の第４レンズ４０Ｂ及び入力側光ファイバ５を仮配置し、第３レンズ４０Ａを通過した後のコリメート光が最も効率良く入力側光ファイバ５に光結合するように、第４レンズ４０Ｂ及び入力側光ファイバ５の位置調整を行なった後、これらを固定する（図８のステップＡ３０）。
具体的には、図７（Ａ）に示すように、入力側光ファイバ５に例えば光パワーメータ９を接続し、光パワーメータ９によって入力側光ファイバ５に導入されたＡＳＥ光の強度をモニタしている状態で、このＡＳＥ光の強度（パワー）が最大となるように第４レンズ４０Ｂ及び入力側光ファイバ５の位置調整を行なった後、第４レンズ４０Ｂ及び入力側光ファイバ５を固定する（図８のステップＡ３０）。
【００７７】
このようにして、ＳＯＡチップ３の両端面から出射され、入力側及び出力側のレンズ系４０，６を介して入力側及び出力側の光ファイバ５，７に結合するＡＳＥ光のパワーが最大になるように、ＳＯＡチップ３と入力側光ファイバ５とが入力側レンズ系４を介して光結合されるとともに、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７とが出力側レンズ系６を介して光結合される。
【００７８】
なお、レンズ系４０，６の調整手順は、上述の手順に限られるものではなく、使用するレンズ系によって異なる。
このようにしてＡＳＥ光パワーが最大になるように位置調整（光パワーに基づく位置調整）を行なった後、さらに、以下のようなＳＯＡチップ３のＰＤＧに基づく位置調整を行なう。
【００７９】
つまり、ＳＯＡチップ３と入力側光ファイバ５との間の偏波間光結合損失差、及び、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差が、ＳＯＡチップ３のＰＤＧに応じた偏波間光結合損失差になるように、入力側レンズ系４０の第３レンズ４０Ａ、及び、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａを、光軸方向へ移動させて位置調整（第３レンズ４０ＡとＳＯＡチップ３の入力端面との間の距離調整、及び、第１レンズ６ＡとＳＯＡチップ３の出力端面との間の距離調整）を行なう（図８のステップＡ４０，Ａ５０）。
【００８０】
なお、このような位置調整を行なえるように、上述のように、入力側レンズ系４０（光学系）の第４レンズ４０Ｂ、入力側光ファイバ５、出力側レンズ系６（光学系）の第２レンズ６Ｂ、出力側光ファイバ７は、例えばＹＡＧ溶接やＵＶ樹脂などによって固定するのに対し、入力側レンズ系４０の第３レンズ４０Ａ、及び、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａは固定せずに、位置調整できるようにしておく。
【００８１】
具体的には、以下のような位置調整を行なう。
図７（Ｂ）に示すように、入力側光ファイバ５に接続されている光パワーメータ９を取り外し、入力側光ファイバ５に例えばレーザ光源及び偏波スクランブラ１０を接続する（図８のステップＡ４０）。
そして、レーザ光源及び偏波スクランブラ１０から入力側光ファイバ５を介して仮組みされたＳＯＡモジュール１に偏波スクランブルされた信号光（異なる偏波方向の光導波モードの光を含む）を入力する（図８のステップＡ４０）。
【００８２】
偏波スクランブルされた信号光は、入力側光ファイバ５及び入力側レンズ系４０を介してＳＯＡチップ３に入力され、電流が供給されているＳＯＡチップ３で増幅され、出力側レンズ系６及び出力側光ファイバ７を介して、出力側光ファイバ７に接続されている光パワーメータ９へ出力される。
出力側光ファイバ７に接続されている光パワーメータ９では、図７（Ｂ）に示すように、ＳＯＡチップ３で増幅され、ＳＯＡモジュール１から出力された信号光強度（出力された信号光のパワー）の時間変動（時間波形）をモニタする（図８のステップＡ４０）。
【００８３】
そして、光パワーメータ９の時間波形をモニタしながら、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａの位置を光軸方向にのみ移動させ（即ち、ビームウエスト位置とＳＯＡチップ３の出力端面位置との関係を変化させ）、時間波形の振幅が初期値の半分になるように（即ち、ＰＤＧが初期値の半分になるように；時間波形の振幅が所定値になるように）位置調整を行なった後、第１レンズ６Ａを固定する（図８のステップＡ４０）。
【００８４】
次に、光入力方向を逆にして、出力側から信号光を導入するために、図７（Ｃ）に示すように、入力側光ファイバ５に接続されているレーザ光源及び偏波スクランブラ１０を取り外し、入力側光ファイバ５に光パワーメータ９を接続する。また、出力側光ファイバ７に接続されている光パワーメータ９を取り外し、出力側光ファイバ７に例えばレーザ光源及び偏波スクランブラ１０を接続する（図８のステップＡ５０）。
【００８５】
そして、レーザ光源及び偏波スクランブラ１０から出力側光ファイバ７を介して仮組みされたＳＯＡモジュール１に偏波スクランブルされた信号光（異なる偏波方向の光導波モードの光を含む）を入力する（図８のステップＡ５０）。
偏波スクランブルされた信号光は、出力側光ファイバ７及び出力側レンズ系６を介してＳＯＡチップ３に入力され、電流が供給されているＳＯＡチップ３で増幅され、入力側レンズ系４０及び入力側光ファイバ５を介して、入力側光ファイバ５に接続されている光パワーメータ９へ出力される。
【００８６】
入力側光ファイバ５に接続されている光パワーメータ９では、図７（Ｃ）に示すように、ＳＯＡチップ３で増幅され、ＳＯＡモジュール１から出力された信号光強度（出力された信号光のパワー）の時間変動（時間波形）をモニタする（図８のステップＡ５０）。
そして、光パワーメータ９の時間波形をモニタしながら、入力側レンズ系４０の第３レンズ４０Ａの位置を光軸方向にのみ移動させ（即ち、ビームウエスト位置とＳＯＡチップ３の入力端面位置との関係を変化させ）、時間波形の振幅が０になるように（即ち、ＰＤＧが０になるように）位置調整を行なった後、第３レンズ４０Ａを固定する（図８のステップＡ５０）。つまり、ＳＯＡチップ３から入力側レンズ系４０を介して出力された信号光（異なる偏波方向の光導波モードの光を含む）を検出し、検出した光に基づいて、ＰＤＧが最小となる位置に第３レンズ４０Ａを再配置する。
【００８７】
このような位置調整によって、入力側及び出力側の両側に均等に付与された偏波間光結合損失差（ＳＯＡチップ３と入力側光ファイバ５との間の偏波間光結合損失差、及び、ＳＯＡチップ３と出力側光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差）によって、ＳＯＡチップ３のＰＤＧのばらつきを補償することができる。
その後、モジュール封止等を行なって、本ＳＯＡモジュール１が完成する（図８のステップＡ６０）。
【００８８】
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
このようにして作製された本ＳＯＡモジュール１は、以下のような構成を有する。
本ＳＯＡモジュール１では、入力側及び出力側の両側のレンズ系４０，６が、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるように設定されている。
【００８９】
そして、ＳＯＡチップ３の偏波間利得差に応じた偏波間光結合損失差になるように、両側のレンズ系４０，６が配置されている。つまり、レンズ系４０，６とＳＯＡチップ３の端面との距離とレンズ系４０，６の焦点距離とが一致する位置に対して光軸方向にずらされた位置に、両側のレンズ系４０，６が配置されている。
特に、本実施形態では、ＳＯＡモジュール１の入力側及び出力側に付与された偏波間光結合損失差が等しくなっている。
【００９０】
このように、両側のレンズ系４０，６によって集光されたビームのＳＯＡチップ３の端面におけるサイズが、各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるか、又は、各光導波モードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さくなるように、両側のレンズ系４０，６が配置されている。
なお、その他の詳細は、上述の第１実施形態のものと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９１】
したがって、本実施形態にかかる光半導体装置（光モジュール）の製造方法及び光モジュールによれば、ＳＯＡチップ３のＰＤＧにばらつきが生じていても、安定して偏波無依存な光利得が得られるという利点がある。
特に、本実施形態では、ＳＯＡモジュール１の入力側及び出力側の両側に均等に偏波間光結合損失差が付与されているため、光入力方向にかかわらず、特性が同一のＳＯＡモジュール１を実現することができるという利点がある。
【００９２】
なお、上述の実施形態では、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａの位置を光軸方向にのみ移動させ、時間波形の振幅が初期値の半分になるように位置調整を行なった後、入力側レンズ系４０の第３レンズ４０Ａの位置を光軸方向にのみ移動させ、時間波形の振幅が０になるように位置調整を行なうようにしているが、これに限られるものではなく、ＳＯＡモジュール１の入力側及び出力側の両側に付与される偏波間光結合損失差によってＳＯＡチップ３のＰＤＧのばらつきを補償できれば良い。例えば、出力側レンズ系６の第１レンズ６Ａの位置を光軸方向にのみ移動させ、時間波形の振幅が所望の値になるように位置調整を行なった後、入力側レンズ系４０の第３レンズ４０Ａの位置を光軸方向にのみ移動させ、時間波形の振幅が０になるように位置調整を行なうようにしても良い。
［その他］
なお、上述の各実施形態のＳＯＡモジュールの製造方法では、第１実施形態の出力側レンズ系６、又は、第２実施形態の入力側レンズ系４０及び出力側レンズ系６として、ビームウエスト位置におけるスポットサイズがＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものを用意しているが、これに限られるものではない。
【００９３】
例えば、第１実施形態において、ＳＯＡチップ３として、チップ端面におけるＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズが大きく異なるものを用意でき、ＳＯＡチップ３のＰＤＧを、ＳＯＡチップ３と光ファイバ７との間の偏波間光結合損失差で補償できるのであれば、出力側レンズ系６としては、ビームウエスト位置におけるスポットサイズがＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものを用意すれば良い。
【００９４】
また、例えば、第２実施形態において、ＳＯＡチップ３として、チップ端面におけるＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズが大きく異なるものを用意でき、ＳＯＡチップ３のＰＤＧを、ＳＯＡチップ３と光ファイバ５，７との間の偏波間光結合損失差で補償できるのであれば、入力側レンズ系４０及び出力側レンズ系６としては、ビームウエスト位置におけるスポットサイズがＴＥモード及びＴＭモードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものを用意すれば良い。
【００９５】
このような場合、上記各実施形態の製造方法によって製造されるＳＯＡモジュールは、第１実施形態の出力側レンズ系６又は第２実施形態の入力側レンズ系４０及び出力側レンズ系６が、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが各光導波モードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものとなる。
また、上述の各実施形態では、ＳＯＡチップ３の端面に最も近い位置に配置されるレンズ（第１実施形態の第１レンズ６Ａ、第２実施形態の第１レンズ６Ａ及び第３レンズ４０Ａ）は、ＡＳＥ光パワーが最大になるように位置調整を行なう最初のレンズ位置調整時には固定せず、後のＰＤＧを調整するためのレンズ位置調整時に光軸方向にのみ移動させて位置調整を行なうようにしている。
【００９６】
この場合、レンズ６Ａ（４０Ａ）を光軸方向に移動させる際にレンズ６Ａ（４０Ａ）が光軸方向に直交する２方向（垂直面内方向）に移動しないようにするために、光軸方向と光軸方向に直交する２方向で別々の固定機構を設けるのが好ましい。
例えば、光軸方向にレンズ６Ａ（４０Ａ）を移動可能で、かつ、光軸方向に直交する２方向でレンズ６Ａ（４０Ａ）を固定可能なレンズ治具を用いれば良い。
【００９７】
例えば図９に示すように、レンズ６Ａ（４０Ａ）を光軸方向に直交する垂直方向にガイドしうる第１ガイド部材１１と、第１ガイド部材１１を光軸方向にガイドしうる第２ガイド部材１２とを備えるレンズ治具１５を用いれば良い。ここでは、レンズ６Ａ（４０Ａ）はレンズホルダ１３に固定されている。また、第２ガイド部材１２はステージ８（図１参照）上に固定される。
【００９８】
このようなレンズ治具１５を用いて、最初のレンズ位置調整後に、レンズ６Ａ（４０Ａ）は、光軸方向に移動可能で、かつ、光軸方向に直交する２方向に移動しないように固定するのが好ましい。
つまり、最初のレンズ位置調整時に、レンズ６Ａ（４０Ａ）が固定されたレンズホルダ１３を光軸方向に直交する垂直方向へ移動させる際に、第１ガイド部材１１によって、レンズ６Ａ（４０Ａ）が固定されたレンズホルダ１３が垂直方向にガイドされる。そして、光軸方向に直交する垂直方向へのレンズ位置調整後、図９中、符号Ｘで示すように、第１ガイド部材１１の側壁の内側面とレンズホルダ１３の側面とが例えば溶接又は樹脂等によって固定される。
【００９９】
これにより、後のＰＤＧを調整するためのレンズ位置調整を行なう時に、光軸方向に直交する２方向への不用意な位置ずれを防止することができ、より結合損失の小さいＳＯＡモジュール１を作製することが可能となる。
なお、図９では、説明を分かりやすくするために、レンズホルダ１３の側面と第１ガイド部材１１の側壁の内側面との間、及び、第１ガイド部材１１の側壁の外側面と第２ガイド部材１２の側壁の内側面との間に、それぞれ、隙間があいているように示しているが、実際には、ほとんど隙間はない。このため、第２ガイド部材１２をステージ８（図１参照）上に固定し、第２ガイド部材１２上に第１ガイド部材１１を載置し、第１ガイド部材１１上にレンズホルダ１３を載置することで、光軸方向に直交する水平方向へのレンズ位置調整が行なわれていることになる。
【０１００】
その後、ＰＤＧを調整するためのレンズ位置調整時に、レンズ６Ａ（４０Ａ）が固定されたレンズホルダ１３を光軸方向へ移動させる際に、第２ガイド部材１２によって、レンズホルダ１３が固定された第１ガイド部材１１が光軸方向にガイドされる。そして、光軸方向へのレンズ位置調整後、図９中、符号Ｙで示すように、第２ガイド部材１２の側壁の内側面と第１ガイド部材１１の側壁の外側面とが例えば溶接又は樹脂等によって固定される。
【０１０１】
このようなレンズ治具１５を用いて製造されたＳＯＡモジュール１は、第１ガイド部材１１及び第２ガイド部材１２を備えるものとなり、ＳＯＡチップ３の端面に最も近い位置に配置されるレンズ６Ａ（４０Ａ）は、第１ガイド部材１１に固定されており、第１ガイド部材１１は、第２ガイド部材１２に固定されているものとなる。
また、上述の各実施形態において、ＳＯＡモジュール１の構成は、種々変更可能である。
【０１０２】
例えば、上述の各実施形態におけるＳＯＡチップ３のスポットサイズやレンズ系４０，６のビームウエスト位置におけるスポットサイズは、上述の各実施形態において記載した値に限られるものではなく、それらの値以外の値にすることもできる。
また、上述の各実施形態におけるモジュール１の作製手順、モジュール構成に関しても、上述の各実施形態のものに限られるものではない。
【０１０３】
また、上述の各実施形態において、図１０に示すように、ＳＯＡモジュール１を、端面近傍にスポットサイズ変換器１６を集積したＳＯＡチップ（半導体素子；集積素子；光素子）３０を備えるものとして構成しても良い。なお、図１０では、ＳＯＡチップの出力側端面を含む出力側の部分のみを示している。
ここでは、スポットサイズ変換器１６は、図１０に示すように、ＳＯＡチップ３０のＳＯＡ部３０Ａを構成する光導波路（ＳＯＡ光導波路）３０Ｂに連なるように形成された光導波路であって、チップ端面（素子端面）に向けて導波路幅が徐々に狭くなるテーパ状光導波路（幅テーパ型スポットサイズ変換器）である。
【０１０４】
なお、スポットサイズ変換器１６の構成はこれに限られるものではない。例えば、膜厚が徐々に薄くなるテーパ状光導波路（膜厚テーパ型スポットサイズ変換器）であっても良い。
このようなＳＯＡチップ３０を使用することで、スポットサイズ変換器１６の設計によって、ＳＯＡチップ３０の端面におけるＴＥ／ＴＭモードのスポットサイズを、ＳＯＡ光導波路３０Ｂの導波路形状と独立に調整することが可能となる。
【０１０５】
これにより、ＳＯＡチップ３０の特性を劣化させることなく、モジュール組み立て時にＰＤＧを調整しやすいＳＯＡチップ３０（即ち、できるだけＴＥ／ＴＭモードのスポットサイズが異なるＳＯＡチップ３０）を作製でき、良好な特性を有するＳＯＡモジュール１を実現できることになる。
なお、スポットサイズ変換器１６は、ＳＯＡチップ３０の一方の端面近傍に設けるだけでも良いし、ＳＯＡチップ３０の両端面近傍にそれぞれ設けるようにしても良い。
【０１０６】
また、上述の各実施形態の構成において、ＳＯＡモジュール１を、入力側レンズ系の代わりに、入力側に単一のレンズ（単レンズ）を設けたものとして構成しても良い。また、上述の各実施形態の構成において、ＳＯＡモジュール１を、出力側レンズ系の代わりに、出力側に単一のレンズ（単レンズ）を設けたものとして構成しても良い。
また、上述の各実施形態の構成において、ＳＯＡモジュール１を、入力側レンズ系及び入力側光ファイバの代わりに、図１１に示すように、入力側に、先端がレンズ状に加工されたレンズファイバ（入力側レンズファイバ）２０を用い、入力側ファイバホルダ（コネクタ）２１によって保持するようにしても良い。なお、図１１では、上述の各実施形態（図１参照）のものと同一のものには同一の符号を付している。
【０１０７】
同様に、上述の各実施形態の構成において、ＳＯＡモジュール１を、出力側レンズ系及び出力側光ファイバの代わりに、図１１に示すように、出力側に、先端がレンズ状に加工されたレンズファイバ（出力側レンズファイバ）２２を用い、出力側ファイバホルダ（コネクタ）２３によって保持するようにしても良い。
このように、ＳＯＡモジュール１に備えられるレンズは、光ファイバの端面に形成されていても良い。
【０１０８】
この場合、レンズファイバ２０，２２のビームウエスト位置におけるスポットサイズは、先端に形成されるレンズの曲率半径を変えることによって設定することができる。
また、上述の各実施形態の構成において、図１２に示すように、第１レンズ６Ａと第２レンズ６Ｂとの間に光アイソレータ２４を挿入し、反射戻り光を低減した構造を採用することもできる。同様に、図１２に示すように、第３レンズ４Ａ，４０Ａと第４レンズ４Ｂ，４０Ｂとの間に光アイソレータ２５を挿入し、反射戻り光を低減した構造を採用することもできる。なお、光アイソレータ２４，２５は、ＳＯＡチップ３と両側の光ファイバ５，７との間にそれぞれ設けられていれば良い。
【０１０９】
また、上述の各実施形態では、ＳＯＡモジュール１を、光ファイバ５，７を実装するものとして説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、光ファイバを接続するためのコネクタが実装されたものとして構成しても良い。この場合、上述の製造方法において、光ファイバの位置調整を行なう工程において、ＳＯＡモジュール（光モジュール）に備えられるコネクタの位置調整を行なうようにすれば良い。
【０１１０】
また、上述の各実施形態では、ＳＯＡチップ３として透過型ＳＯＡチップを用いたＳＯＡモジュールに本発明を適用した場合を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、例えば図１３に示すような反射型ＳＯＡチップ６２を用いたＳＯＡモジュール１についても本発明を適用することができる。なお、図１３では、上述の各実施形態（図１参照）のものと同一のものには同一の符号を付している。
【０１１１】
上述の各実施形態の透過型ＳＯＡチップ３では、両端面に無反射（ＡＲ）コーティングが施されているのに対し、反射型ＳＯＡチップ６２では、図１３に示すように、一側の端面には、透過型ＳＯＡチップ３と同様に、無反射（ＡＲ）コーティングが施されているが、他側の端面には、高反射率（ＨＲ）コーティングが施されている。
このような反射型ＳＯＡチップ６２では、信号光をＡＲコーティングが施されている側の端面から入力し、素子内を一方向へ伝搬しながら増幅された信号光は、ＨＲコーティングが施されている側の端面でほぼ全反射され、素子内を逆方向に伝搬しながら増幅されて、ＡＲコーティングが施されている側の端面から出力される。
【０１１２】
このため、反射型ＳＯＡチップ６２を使用したＳＯＡモジュール１では、ＡＲコーティングが施されている端面側のみに、レンズ系（入力・出力レンズ系）６０及び光ファイバ（入力・出力光ファイバ）６１を設ける。ここでは、レンズ系６０として、第１レンズ６０Ａ及び第２レンズ６０Ｂを含むレンズ系を設ける。
このようなＳＯＡモジュール１では、入力・出力光ファイバ６１に入力された信号光は、反射型ＳＯＡチップ６２にて増幅・反射され、同じ入力・出力光ファイバ６１から逆方向へ出力される。
【０１１３】
この場合、反射型ＳＯＡチップ６２としては、ＡＲコーティングが施されている側の端面において、異なる偏波方向の光導波モードのスポットサイズが異なるものを用意する。つまり、異なる偏波方向の光導波モードにＰＤＧを有するものを用意する。
また、レンズ系６０としては、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが反射型ＳＯＡチップ６２の端面における各光導波モードのスポットサイズよりも小さくなるように設定されたものを用意する。
【０１１４】
そして、反射型ＳＯＡチップ６２のＡＲコーティングが施されている端面側に、反射型ＳＯＡチップ６２に近い側から遠い側へ向けて、第１レンズ６０Ａ、第２レンズ６０Ｂ、光ファイバ６１の順に並べて配置する。
その後、光結合損失が最小になるようにレンズ系６０及び光ファイバ６１の位置調整を行なった後で、反射型ＳＯＡチップ６２のＰＤＧに基づいて位置調整を行なうことによって、反射型ＳＯＡチップ６２のＰＤＧを補償することができ、常にＰＤＧの小さいＳＯＡモジュール１を作製することができる。
【０１１５】
また、上述の各実施形態では、ＳＯＡチップ３を備えるＳＯＡモジュール１を例に挙げて説明しているが、これに限られるものではなく、異なる偏波方向の光導波モードのスポットサイズが素子端面で異なる（異なる偏波方向の光導波モードにＰＤＧ又はＰＤＬを有する）半導体素子（光素子）を備え、偏波無依存な特性が要求される光半導体装置（光モジュール）に、本発明を広く適用することができる。これにより、半導体素子のＰＤＧ又はＰＤＬを補償することができ、半導体素子のＰＤＧ又はＰＤＬにばらつきが生じていても、安定して偏波無依存な特性が得られる。
【０１１６】
例えば、異なる偏波方向の光導波モードのスポットサイズが素子端面で異なる（異なる偏波方向の光導波モードにＰＤＧ又はＰＤＬを有する）半導体素子を備える光半導体装置（光モジュール）として、図１４に示すように、上述の各実施形態のＳＯＡチップ３に相当するＳＯＡ３１と、例えばレーザ光源、光変調器などの光機能素子（ここでは電界吸収型光変調器；ＥＡ変調器）３２とを、同一基板（単一基板）上に集積した集積素子（集積型半導体光機能素子；半導体素子；光素子）３３を備える光モジュール（半導体光集積素子モジュール；光半導体装置）に、本発明を適用することができる。これにより、集積素子３３のＰＤＧ又はＰＤＬを補償することができ、半導体素子のＰＤＧ又はＰＤＬにばらつきが生じていても、安定して偏波無依存な特性が得られる。
【０１１７】
例えば図１４に示すように、上述の各実施形態のＳＯＡチップ３に相当するＳＯＡ３１と、ＥＡ変調器３２とを同一基板上に集積した集積素子の場合、ＳＯＡ３１には電極３１Ａを介して電流（ＳＯＡ電流；ＤＣ）が供給される一方、ＥＡ変調器３２には電極３２Ａを介して変調信号が供給され、一方の素子端面から入力された連続光（ＣＷ）が、ＳＯＡ３１によって増幅され、ＥＡ変調器３２によって変調された後、他方の素子端面から変調信号（信号光）として出力されることになる。
【０１１８】
このほか、複数のＳＯＡとＮ：１光カプラとを集積したＮ：１ＳＯＡゲートスイッチ素子、複数のＳＯＡとアレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ；Array Waveguide Gratings）とを組み合わせたＳＯＡゲートを利用した波長スイッチ素子、ＳＯＡ、レーザ光源、マッハツェンダ干渉計を組み合わせた各種の光信号処理素子などを備える光半導体装置に対しても、同様に本発明を適用することができる。
【０１１９】
また、例えば図１５に示すように、上述の各実施形態のＳＯＡモジュール（光モジュール）１を適用して光受信機５０を構成し、さらには光通信システム５１を構成することができる。
例えば、上述の各実施形態のＳＯＡモジュール（光モジュール）１は、図１５に示すように、光バンドパスフィルタ５２及び光検出器５３などと組み合わせて実装され、光受信機５０が構成される。ここでは、ＳＯＡモジュール１は、光受信機５０内部の光検出器５３の直前に置かれて、光伝送路（ここでは光ファイバ伝送路）５４で減衰した光信号を増幅して光検出器５３へ送る、いわゆるプリアンプとしての役割を果たすことになる。この場合、小さなＰＤＧの本ＳＯＡモジュール１は特に有用である。
【０１２０】
さらに、このように構成される光受信機５０は、図１５に示すように、光送信機５５と組み合わせて、光通信システム５１を構成することができる。つまり、上記の光受信機５０に光伝送路（ここでは光ファイバ伝送路）５４を介して接続された光送信機５５とを備える光通信システム５１を実現することができる。
また、本発明は、上述した各実施形態及びその変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
【０１２１】
以下、上述の各実施形態及びその変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
異なる偏波方向の光導波モードに偏波間利得差又は偏波間損失差を有する半導体素子を配置する工程と、
前記半導体素子との光結合損失に基づいて前記半導体素子の一方の端面側にレンズを配置する工程と、
前記半導体素子の前記偏波間利得差又は前記偏波間損失差に基づいて前記レンズを再配置する工程と
を有することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
【０１２２】
（付記２）
前記レンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが前記各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さいことを特徴とする、付記１記載の光半導体装置の製造方法。
（付記３）
前記レンズは、第１レンズ及び第２レンズを含み、
前記レンズを配置する工程は、前記半導体素子の前記一方の端面側に、前記半導体素子に近い側から遠い側へ向けて、前記第１レンズ、前記第２レンズを順に並べて配置し、前記第１レンズと前記第２レンズとの間を通過する光が平行光となる位置で前記第２レンズを固定する工程を含むことを特徴とする、付記１又は２に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１２３】
（付記４）
前記レンズを配置する工程は、更に、前記半導体素子の他方の端面側に、他のレンズを配置する工程を含むことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
（付記５）
前記他のレンズは、第３レンズ及び第４レンズを含み、
前記他のレンズを配置する工程は、前記半導体素子に近い側から遠い側へ向けて、前記第３レンズ、前記第４レンズを順に並べて配置し、前記第３レンズと前記第４レンズとの間を通過する光が平行光となる位置で前記第４レンズを固定する工程を含むことを特徴とする、付記４に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１２４】
（付記６）
前記レンズを再配置する工程は、
前記半導体素子から出力される前記異なる偏波方向の光導波モードの光を前記レンズを介して検出する工程を含み、
前記検出した光に基づいて、前記レンズを再配置することを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１２５】
（付記７）
前記レンズを再配置する工程は、
前記異なる偏波方向の光導波モードの光を前記他のレンズを介して前記半導体素子に入力する工程を含むことを特徴とする、付記６に記載の光半導体装置の製造方法。
（付記８）
前記レンズを再配置する工程は、
前記半導体素子の前記偏波間利得差又は前記偏波間損失差が最小となる位置に前記レンズを再配置することを特徴とする付記７に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１２６】
（付記９）
前記異なる偏波方向の光導波モードの光は、偏波スクランブルされた光であり、
前記レンズを介して検出した光のパワーの時間波形の振幅がゼロになるように、前記レンズを光軸方向へ移動させて位置調整を行なうことを特徴とする、付記８に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１２７】
（付記１０）
前記レンズを再配置する工程は、
前記半導体素子から出力される前記異なる偏波方向の光導波モードの光を前記他のレンズを介して検出する工程を含み、
前記検出した光に基づいて、前記他のレンズを再配置することを特徴とする、付記４〜７のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１２８】
（付記１１）
前記レンズを再配置する工程は、
前記異なる偏波方向の光導波モードの光を前記レンズを介して前記半導体素子に入力する工程を含むことを特徴とする、付記１０に記載の光半導体装置の製造方法。
（付記１２）
前記レンズを再配置する工程は、
前記半導体素子の前記偏波間利得差又は前記偏波間損失差が最小となる位置に前記レンズ及び前記他のレンズを再配置することを特徴とする、付記１１に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１２９】
（付記１３）
前記異なる偏波方向の光導波モードの光は、偏波スクランブルされた光であり、
前記レンズを介して検出した光のパワーの時間波形の振幅が所定値になるように、前記レンズを光軸方向へ移動させて位置調整を行ない、次いで、前記他のレンズを介して検出した光のパワーの時間波形の振幅がゼロになるように、前記他のレンズを光軸方向へ移動させて位置調整を行なうことを特徴とする、付記１２に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１３０】
（付記１４）
前記レンズは、先端がレンズ状に加工されたレンズファイバを含むことを特徴とする、付記１〜１３のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
（付記１５）
前記他のレンズは、先端がレンズ状に加工されたレンズファイバを含むことを特徴とする、付記４〜１３のいずれか１項に記載の光半導体装置の製造方法。
【０１３１】
（付記１６）
異なる偏波方向の光導波モードのスポットサイズが素子端面で異なる半導体素子と、
前記半導体素子の一方の端面側に設けられたレンズとを備え、
前記レンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが前記各光導波モードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さいことを特徴とする光半導体装置。
【０１３２】
（付記１７）
前記レンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが前記各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さいことを特徴とする、付記１６記載の光半導体装置。
（付記１８）
前記半導体素子の他方の端面側に設けられた他のレンズを更に備えることを特徴とする、付記１６又は１７に記載の光半導体装置。
【０１３３】
（付記１９）
前記他のレンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが前記各光導波モードのスポットサイズのいずれか一のスポットサイズよりも小さいことを特徴とする、付記１８に記載の光半導体装置。
（付記２０）
前記他のレンズは、ビームウエスト位置におけるスポットサイズが前記各光導波モードのスポットサイズのいずれのスポットサイズよりも小さいことを特徴とする、付記１９に記載の光半導体装置。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法の光パワーに基づく位置調整を説明するための模式図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法におけるＳＯＡチップのＰＤＧのばらつきを補償する原理を説明するための図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法において、ＳＯＡチップのＰＤＧに基づいて位置調整を行なう場合の光軸方向のズレ量と偏波間光結合損失差との関係を説明するための図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法を説明するための模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法の各工程を説明するためのフローチャートである。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の第２実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法を説明するための模式図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法の各工程を説明するためのフローチャートである。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の各実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の製造方法において用いて好適のレンズ治具を示す模式図であって、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）はその正面図である。
【図１０】本発明の各実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）に備えられる半導体素子（ＳＯＡチップ）の他の構成例を示す模式的平面図である。
【図１１】本発明の各実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の他の構成例を示す模式図である。
【図１２】本発明の各実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の他の構成例を示す模式図である。
【図１３】本発明の各実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）の他の構成例を示す模式図である。
【図１４】本発明の各実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）に備えられる半導体素子の他の構成例を示す模式図である。
【図１５】本発明の各実施形態にかかる光半導体装置（ＳＯＡモジュール）を備える光受信機及びこの光受信機を備える光通信システムを示す模式図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１  ＳＯＡモジュール（光モジュール）
２  モジュール筐体
３，３０  ＳＯＡチップ（半導体素子）
３Ａ  光導波路（ＳＯＡ光導波路）
３Ｘ  ＳＯＡチップの端面
４，４０  入力側レンズ系
４Ａ，４０Ａ  第３レンズ
４Ｂ，４０Ｂ  第２レンズ
５  入力側光ファイバ
６  出力側レンズ系
６Ａ  第１レンズ
６Ｂ  第２レンズ
７  出力側光ファイバ
８  ステージ
９  光パワーメータ
１０  レーザ光源及び偏波スクランブラ
１１  第１ガイド部材
１２  第２ガイド部材
１３  レンズホルダ
１５  レンズ治具
１６  スポットサイズ変換器
２０  レンズファイバ（入力側レンズファイバ）
２１  入力側ファイバホルダ
２２  レンズファイバ（出力側レンズファイバ）
２３  出力側ファイバホルダ
２４，２５  光アイソレータ
３０Ａ  ＳＯＡ部
３０Ｂ  光導波路（ＳＯＡ光導波路）
３１  ＳＯＡ
３２  光機能素子（電界吸収型光変調器）
３３  集積素子（半導体素子）
３１Ａ，３２Ａ  電極
５０  光受信機
５１  光通信システム
５２  光バンドパスフィルタ
５３  光検出器
５４  光伝送路（光ファイバ伝送路）
５５  光送信機
６０  レンズ系
６０Ａ  第１レンズ
６０Ｂ  第２レンズ
６１  入力・出力光ファイバ
６２  反射型ＳＯＡチップ
【図１】
2010020105.tif 000003
【図２】
2010020105.tif 000004
【図３】
2010020105.tif 000005
【図４】
2010020105.tif 000006
【図５】
2010020105.tif 000007
【図６】
2010020105.tif 000008
【図７】
2010020105.tif 000009
【図８】
2010020105.tif 000010
【図９】
2010020105.tif 000011
【図１０】
2010020105.tif 000012
【図１１】
2010020105.tif 000013
【図１２】
2010020105.tif 000014
【図１３】
2010020105.tif 000015
【図１４】
2010020105.tif 000016
【図１５】
2010020105.tif 000017