(57)【要約】【課題】シリコンコアより構成されたキャリア注入型の可変光減衰器における偏波依存損失が低減できるようにする。【解決手段】シリコンより構成されたコア１０１よりなる光導波路と、印加される電流に対応してコア１０１にキャリアを注入するキャリア注入部１１０とを備える。加えて、コア１０１よりなる光導波路は、ＴＭ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値と、ＴＥ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値との差が、所望の値以下となる状態に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンのコアよりなる光導波路と、印加される電流に対応して前記コアにキャリアを注入するキャリア注入手段とを備え、
前記光導波路は、ＴＭ偏光に対して求められる前記光導波路の実効屈折率の虚部の値と、ＴＥ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値との差が、所望の値以下となる状態に形成されている
ことを特徴とする可変光減衰器。
【請求項２】
請求項１記載の可変光減衰器において、
前記光導波路は、ＴＭ偏光に対して求められる前記光導波路の実効屈折率の虚部の値と、ＴＥ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値との差が、０となる状態に形成されている
ことを特徴とする可変光減衰器。
【請求項３】
請求項１または２記載の可変光減衰器において、
前記光導波路の実効屈折率は、
前記光導波路を構成しているコアおよびクラッドの屈折率と、
前記光導波路における対象とする光の波長の吸収係数と、
前記コアの断面形状とより算出されるものである
ことを特徴とする可変光減衰器。
【請求項４】
請求項３記載の可変光減衰器において，
前記光導波路の実効屈折率は、
前記コア断面での吸収係数分布が一様であるとして，コアを吸収係数一様な吸収体として算出されるものである
ことを特徴とする可変光減衰器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の可変光減衰器において、
前記光導波路は、前記コアに接続するスラブ層を備えるリブ型光導波路から構成され、
前記キャリア注入手段は、前記コアを挟むように前記スラブ層に形成されたｐ型領域およびｎ型領域と、前記ｐ型領域および前記ｎ型領域の各々に接続する電極とを備え、
前記コアの断面形状は、前記コアの高さ，前記コアの幅，および前記スラブ層の厚さを含むものである
ことを特徴とする可変光減衰器。
【請求項６】
シリコンのコアよりなる光導波路の前記コアの断面形状を含む仕様を設定する第１工程と、
設定された前記仕様をもとに前記光導波路における対象とする光の吸収係数を設定する第２工程と、
設定した前記仕様および前記吸収係数をもとに、ＴＥ偏光に対する前記光導波路の実効屈折率の虚部の値ｋＴＥを算出する第３工程と、
設定した前記仕様および前記吸収係数をもとに、ＴＭ偏光に対する前記光導波路の実効屈折率の虚部の値ｋＴＭを算出する第４工程と、
算出した前記ｋＴＥと前記ｋＴＭとの差が設定値以下となる前記仕様を決定する第５工程と、
決定された仕様で前記光導波路を形成する第６工程と、
印加される電流に対応して前記コアにキャリアを注入するキャリア注入手段を形成する第７工程と
を少なくとも備えることを特徴とする可変光減衰器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号強度を任意の値に減衰させる導波路型の可変光減衰器に関し、特に、導波路における偏波依存損失を抑制した可変光減衰器およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の光通信網において、光信号強度を任意の値に減衰させることが可能な導波路型可変光減衰器は、重要なデバイスとなっている。特に、シリコン細線光導波路へキャリア注入を行うことで伝搬光強度を任意の値に減衰させられる導波路型可変光減衰器（キャリア注入型Ｓｉ細線可変光減衰器）は、高速動作が可能で、小型で集積性に優れるなどの特徴を有している（非特許文献１参照）。
【０００３】
この、キャリア注入型Ｓｉ-可変光減衰器は、光導波路のコアに半導体であるシリコンを用いているため、導波路コアへと電子やホールなどのキャリアを注入できる。また、キャリア注入型Ｓｉ-可変光減衰器は、これらキャリアの注入量を任意に制御できる。導波路コア内にキャリアが存在すると、コアを伝搬する光は公知のキャリアプラズマ効果によって強度が減衰する。さらに、コアを伝播する光の減衰量は、キャリア量に応じて変化させることができる。したがって、キャリア注入型Ｓｉ-可変光減衰器では、シリコン光導波路コア内に注入するキャリア量を変化させることで、出力光強度を任意に変化させることができる。
【０００４】
また、キャリア注入型Ｓｉ-可変光減衰器には、シリコンコアの断面の寸法が、非特許文献１に示されているサブミクロンオーダーのものと、ミクロンオーダーのもの（非特許文献２）とがある。これらの中では、サブミクロンオーダの前者の方が高速に動作することが一般的に知られており、キャリア注入型Ｓｉ細線可変光減衰器と呼ばれている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】山田  浩治  他、「シリコン細線導波路の作成およびその関連技術」、レーザ学会誌、レーザー研究、Vol.35, No.9, pp.550-555, 2007.
【非特許文献２】http://www.kotura.com/pdf/KOTURA_Ultra_可変光減衰器_Array_Application_Note-Transient_Suppression_and_Channel_Identification_and_Control.pdf
【非特許文献３】R.A. Soref and B. R. Benett, "Electrooptical Effect in Silicon", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol.QE-23, No.1, pp.123-129, 1987.
【非特許文献４】細野  敏夫  著、「電磁波工学の基礎」、昭晃堂、４２-４３ページ、１９７３。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のキャリア注入型Ｓｉ細線可変光減衰器は、導波路コアにキャリアを注入し減衰動作させる際、導波路を伝搬する偏波モードによって減衰量が異なる偏波依存性があった。光通信網上では、様々な偏波状態の光が行き交うため、網を構成する光デバイスに偏波依存性がある状態は、問題となる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、シリコンコアより構成されたキャリア注入型の可変光減衰器における偏波依存損失が低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る可変光減衰器は、シリコンのコアよりなる光導波路と、印加される電流に対応してコアにキャリアを注入するキャリア注入手段とを備え、光導波路は、ＴＭ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値と、ＴＥ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値との差が、所望の値以下となる状態に形成されている。
【０００９】
上記可変光減衰器において、光導波路は、ＴＭ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値と、ＴＥ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値との差が、０となる状態に形成されていればよい。また、光導波路の実効屈折率は、光導波路を構成しているコアおよびクラッドの屈折率と、光導波路における対象とする光の波長の吸収係数と、コアの断面形状とより算出されるものである。
【００１０】
上記可変光減衰器において、光導波路は、コアに接続するスラブ層を備えるリブ型光導波路から構成され、キャリア注入手段は、コアを挟むようにスラブ層に形成されたｐ型領域およびｎ型領域と、ｐ型領域およびｎ型領域の各々に接続する電極とを備え、コアの断面形状は、コアの高さ，コアの幅，およびスラブ層の厚さを含むものであればよい。
【００１１】
また、本発明に係る可変光減衰器の製造方法は、シリコンのコアよりなる光導波路のコアの断面形状を含む仕様を設定する第１工程と、設定された仕様をもとに光導波路における対象とする光の吸収係数を設定する第２工程と、設定した仕様および吸収係数をもとに、ＴＥ偏光に対する光導波路の実効屈折率の虚部の値ｋＴＥを算出する第３工程と、設定した仕様および吸収係数をもとに、ＴＭ偏光に対する光導波路の実効屈折率の虚部の値ｋＴＭを算出する第４工程と、算出したｋＴＥとｋＴＭとの差が設定値以下となる仕様を決定する第５工程と、決定された仕様で光導波路を形成する第６工程と、印加される電流に対応してコアにキャリアを注入するキャリア注入手段を形成する第７工程とを少なくとも備える。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、ＴＭ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値と、ＴＥ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値との差が、所望の値以下となる状態に光導波路が形成されているので、シリコンコアより構成されたキャリア注入型の可変光減衰器における偏波依存損失が低減されるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における可変光減衰器の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態における可変光減衰器の構成を示す断面図である。
【図３】本実施の形態における可変光減衰器の応答を示す特性図である。
【図４】本発明の実施の形態における可変光減衰器の一部構成を示す断面図である。
【図５Ａ】キャリア（電子）注入時のコア断面における濃度（密度）分布を示す特性図である。
【図５Ｂ】キャリア（正孔）注入時のコア断面における濃度（密度）分布を示す特性図である。
【図６Ａ】各偏波の減衰の差「Att.ＴＥ−Att.ＴＭ」を計算した結果を示す特性図である。
【図６Ｂ】各偏波の減衰の差「Att.ＴＥ−Att.ＴＭ」を計算した結果を示す特性図である。
【図７】本実施の形態における可変光減衰器と、このコア１０１の幅ｗとの関係を示す相関図である。
【図８】本発明の実施の形態における可変光減衰器の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における可変光減衰器の構成を示す構成図である。図１では、平面視した状態を示している。この可変光減衰器は、シリコンより構成されたコア１０１よりなる光導波路と、印加される電流に対応してコア１０１にキャリアを注入するキャリア注入部１１０とを備える。加えて、コア１０１よりなる光導波路は、ＴＭ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値と、ＴＥ偏光に対して求められる光導波路の実効屈折率の虚部の値との差が、所望の値以下となる状態に形成されている。
【００１５】
ここで、上述した光導波路は、コア１０１に接続するスラブ層１０２を備えるリブ型導波路から構成され、キャリア注入部１１０は、コア１０１を挟むようにスラブ層１０２に形成されたｐ型領域１１１およびｎ型領域１１２を備える。この構造により、断面内水平方向に、ｐｉｎダイオードが構成される。また、図示していないが、ｐ型領域１１１およびｎ型領域１１２の各々には、電極が接続され、これらに電流を印加することを可能としている。なお、ここで示す構造は、コア１０１に対するキャリア注入のための一例であり、これに限らず、シリコンよりなるコア１０１内にキャリアを注入可能な構造であれば、他の構成であってもよい。
【００１６】
例えば、図２の断面図に示すように、可変光減衰器は、よく知られたＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板の基部２０１の上に、下部クラッドとなる埋め込み酸化膜２０２を介し、上述したスラブ層１０２およびコア１０１を備え、また、ｐ型領域１１１およびｎ型領域１１２を備える。コア１０１およびスラブ層１０２は、ＳＯＩ基板の表面シリコン（ＳＯＩ）層を、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで形成できる。
【００１７】
また、コア１０１およびスラブ層１０２の上には、第１上部クラッド層２０３を備え、第１上部クラッド層２０３の上に、ｐ型領域１１１およびｎ型領域１１２に接続する電極配線２０４および電極配線２０５を備える。電極配線２０４および電極配線２０５は、第１上部クラッド層２０３に形成された貫通孔を介し、ｐ型領域１１１およびｎ型領域１１２に接続している。また、第１上部クラッド層２０３の上には、電極配線２０４および電極配線２０５の一部を覆うように、第２上部クラッド層２０６を備える。なお、図２は、図１のＡＡ’線の断面に相当する部分を示している。
【００１８】
ここで、上述した可変光減衰器の製造について簡単に説明する。まず、埋め込み酸化膜の膜厚が３μｍとされているＳＯＩ基板を用意し、このＳＯＩ層の厚さを、コア１０１の高さと等しい厚さ（例えば３００ｎｍ）に加工する。次に、コア１０１のパターニングのためのマスクとなる酸化シリコン膜をＳＯＩ層の上に形成する。例えば、公知のＣＶＤ法で、酸化シリコンを堆積することで、上記酸化シリコン膜が形成できる。
【００１９】
次に、酸化シリコン膜の上に感光性レジストを塗布し、これをリソグラフィー技術によりパターニングし、平面視コア１０１の形状となるレジストマスクパターンを形成する。次いで、形成したレジストマスクパターンをマスクとし、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、酸化シリコン膜を選択的にエッチングし、酸化シリコンマスクパターンを形成する。次に、レジストマスクパターンを除去し、引き続き、酸化シリコンマスクパターンをマスクとしてＳＯＩ層をパターニングする。例えば、ＲＩＥによりＳＯＩ層を選択咳にエッチングすればよい。この後、例えば、ＣＶＤ法によって酸化シリコンを堆積すれば、第１上部クラッド層２０３が形成でき、ＳＯＩ層に形成したコア１０１よりなる光導波路が形成できる。
【００２０】
次に、ｐ型領域１１１となる領域の第１上部クラッド層２０３に開口部を形成する。例えば、感光性レジストの膜を形成し、このレジスト膜を公知のリソグラフィー技術によりパターニングし、対応する開口を備えるレジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンをマスクとして第１上部クラッド層２０３を選択的にエッチングし、上記開口を形成する。この状態で、例えばイオン注入法により、第１上部クラッド層２０３に形成した開口部に露出するスラブ層１０２に、ｐ型不純物をイオン注入することで、ｐ型領域１１１を形成する。
【００２１】
次に、上述したレジストパターンを除去した後、ｎ型領域１１２となる領域の第１上部クラッド層２０３に開口部を形成する。例えば、感光性レジストの膜を形成し、このレジスト膜を公知のリソグラフィー技術によりパターニングし、対応する開口を備えるレジストパターンを形成する。次に、このレジストパターンをマスクとして第１上部クラッド層２０３を選択的にエッチングし、上記開口を形成する。ここでは、ｐ型領域１１１を形成した開口部は、レジストパターンにより覆われている。この状態で、例えばイオン注入法により、第１上部クラッド層２０３に形成した開口部に露出するスラブ層１０２に、ｎ型不純物をイオン注入することで、ｎ型領域１１２を形成する。
【００２２】
次に、上述したレジストパターンを除去した後、第１上部クラッド層２０３の上に、金属膜（例えばアルミニウム膜）を形成する。この金属膜の形成では、形成した金属膜が、第１上部クラッド層２０３に形成した開口を埋め、ここに露出するｐ型領域１１１およびｎ型領域１１２に接するようにする。次に、形成した金属膜を、公知のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、アルミニウムよりなる電極配線２０４および電極配線２０５が形成できる。この後、形成した電極配線２０４および電極配線２０５を覆うように、第１上部クラッド層２０３の上に酸化シリコンを堆積すれば、第２上部クラッド層２０６が形成できる。
【００２３】
上述したように作製する可変光減衰器のシリコン細線光導波路は、広く産業化されているシリコン電子回路作製プロセスを応用して作製しており、生産性に優れる。さらに、シリコンより構成したコア１０１よりなる光導波路は、よく知られているように光を強く閉じ込めることが可能であり、数μｍの微小な半径で曲げることが可能となり、微小サイズで集積度の高い光導波路デバイスを構成することができる。
【００２４】
以下に、上述した本実施の形態における、可変光減衰器の動作原理について説明する。ｐ型領域１１１，コア１０１，およびｎ型領域１１２からなるｐｉｎダイオードに順バイアスを印加すると、この領域のコア１０１にキャリアが注入される。コア１０１内に注入したキャリアによって、コア１０１よりなる光導波路を伝搬する光を吸収させることで透過光強度を減衰させる。
【００２５】
また、ｐ型領域１１１およびｎ型領域１１２のｐ−ｎ間隔が２μｍの場合、図３に示すように、光強度をナノ秒オーダで減衰させることができ、応答速度をナノ秒オーダーとすることができる。ｐ−ｎ間隔をより短くすれば、さらに応答速度を高速化することも可能である。このような高速動作は、コアの幅がμｍオーダーのシリコン導波路では不可能であり、サブμｍオーダーであるコア１０１により初めて実現できる。
【００２６】
次に、キャリア注入型シリコン細線可変光減衰器において、偏波依存損失が発生する原因を説明する。シリコン細線光導波路は、コアが半導体であるシリコン、クラッドが絶縁体である酸化シリコンから構成されるため、伝搬光を吸収する過剰キャリアはコアであるシリコン領域に主に存在することになる。このため、伝搬光のなかで吸収され減衰するのは、コア内に存在する光となり、クラッドに漏れだす光は吸収されない。以上の原理から、可変光減衰器の出力光強度Ｉoutは、以下の式１のように表すことができる。
【００２７】
【数１】
2010286602.tif 000003
【００２８】
ここで、式１における、ｘ−ｙ平面は、図４の斜視図に示すように、コア１０１の断面であり、Ｉin（ｘ，ｙ）  はｘ−ｙ平面での入射光強度分布を示し、Ｌは可変光減衰器の長さである。また、式１において、第１項は、クラッドに染み出している光強度であり、第２項は、コア内の光強度である。またα（ｘ，ｙ）はシリコンよりなるコア１０１の吸収係数であり、（ｘ，ｙ）におけるキャリア濃度の関数として表される（非特許文献３参照）。
【００２９】
式１の第１項と第２項の比が偏波間で異なると、Ｉoutに偏波間で差が生じ偏波依存損失が発生する。式１より、偏波依存損失を低減するにはパラメータとなるＩin（ｘ，ｙ）、α（ｘ，ｙ）を調整すればよいことが分かる。
【００３０】
実際には、シリコン細線導波路内にキャリアを注入した際、コア断面におけるキャリア濃度は分布を有しており、α（ｘ，ｙ）も分布を有していると考えられる。ここでキャリア注入時のコア断面における濃度（密度）分布を、シミュレーションによって計算した一例を図５Ａおよび図５Ｂに示す。このシミュレーションでは、リブ型導波路の各寸法を、コア高さ３００ｎｍ，コア幅５００ｎｍ，スラブ層の層厚８０ｎｍとした。図５Ａは、キャリアとしての電子の密度分布を示し、図５Ｂは、キャリアとしての正孔の密度分布を示している。キャリア濃度は、コア断面内で１％以下の差の範囲にあり、一様であると近似することができる。したがって、このような場合は、吸収媒質となるコア１０１は、一様な吸収係数αを有する物質と仮定（近似）することができ、上述した式１は、以下の式２のように書き換えることができる。
【００３１】
【数２】
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【００３２】
式２においては、キャリア濃度がコア内で一様であると仮定した場合であるが、式１および式２のいずれにおいても、ＴＥ光とＴＭ光との偏波間でＩoutに差が生じるのは、Ｉin（ｘ，ｙ）の分布に差が生じ、第１項と第２項の比に偏波間で差が生じる場合である。Ｉoutの偏波間の差を低減するには、いずれかの式の第１項と第２項の比を、ＴＥ光の場合とＴＭ光の場合とで揃えるようにすればよく、このためには、コア１０１内に存在する光の強度を偏波間で一致させればよい。
【００３３】
ところで、コア１０１よりなる光導波路の実効屈折率Ｎは、Ｎ＝ｎ＋ｉｋとなり、実部ｎと虚部ｋとの和となる（非特許文献４参照）。ここで、各偏波の最低次モードに対し、光導波路の実効屈折率をモードソルバーを用いて計算し、次に、求めたＴＥ偏波およびＴＭ偏波の実効屈折率の虚部ｋＴＥおよび虚部ｋＴＭから、可変光減衰器での減衰Att.＝４πｋ／λ（１／ｃｍ）、を各偏波に対して計算する。このようにして計算したAtt.ＴＥとAtt.ＴＭとの差をとった絶対値｜Att.ＴＥ−Att.ＴＭ｜が、偏波依存損失（ＰＤＬ）に相当する。
【００３４】
したがって、ｋＴＥとｋＴＭとの差が所望の値以下となるように、コア１０１，埋め込み酸化膜２０２，第１上部クラッド層２０３，第２上部クラッド層２０６などの、光導波路を構成している各部分の屈折率および対象とする光の波長に対する吸収係数と、コア１０１の断面形状とを設定すればよい。
【００３５】
光導波路の実効屈折率は、導波路を構成しているコアおよびクラッドにおける、屈折率および対象とする光の波長の吸収係数と、コアの断面形状とをもとに、例えば、上述したモードソルバーで算出できる。従って、上述した各因子より各偏波において算出される実効屈折率の虚部ｋＴＥおよび虚部ｋＴＭの差が、例えば０となるように、上述した各因子を設定すれば、偏波依存損失を解消することができる。
【００３６】
次に、実際に計算した結果について説明する。まず、シリコンよりなるコア１０１は、屈折率が３．４７６であり、また、下部クラッドとなる埋め込み酸化膜２０２の屈折率は、１．４４４である。また、プラズマＣＶＤ法で堆積した酸化シリコンよりなる第１上部クラッド層２０３および第２上部クラッド層２０６（上部クラッド）の屈折率は１．５０５である。
【００３７】
これらの条件下で、実効屈折率の虚部ｋをモードソルバーによって計算し、また虚部ｋを可変光減衰器での減衰Att.に換算し、さらに、各偏波の減衰の差「Att.ＴＥ−Att.ＴＭ」を計算した結果を図６Ａおよび図６Ｂに示す。図６Ａに示すように、コア１０１の高さが２８０〜３４０ｎｍの範囲において、偏波依存損失「Att.ＴＥ−Att.ＴＭ」が１ｄＢ以下となる。なお、コア１０１の幅はｗ＝５００ｎｍとし、スラブ層１０２の層厚はｈ2＝８０ｎｍとしている。また、コア高さをｈ＝３００ｎｍとした時、ｈ2は４０〜１２０ｎｍ、ｗは３００〜５００ｎｍで、偏波依存損失を１ｄＢ以下にすることができる。
【００３８】
このようにして決定した各寸法を、前述した本実施の形態におけるコア１０１およびスラブ層１０２の寸法に適用させて、可変光減衰器を作製すればよい。
【００３９】
次に、可変光減衰器における偏波依存損失のコア幅依存性について説明する。図７は、本実施の形態における可変光減衰器と、このコア１０１の幅ｗとの関係を示す相関図である。図７に示すように、コアの幅に対する偏波依存損失の変化は、計算値と実験値と近い値となっている。これらより、コア１０１の幅を変更して可変光減衰器の形状を調整することで、偏波依存損失を抑制することが可能であることがわかる。このように、本発明によれば、シリコン細線コアを用いたキャリア注入型の可変光減衰器の偏波依存損失を抑制することができる。
【００４０】
以下、本実施の形態における可変光減衰器の製造方法について、図８のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ８０１で、コアやクラッドに用いる材料やコアの断面の寸法（形状）などの仕様を設定する。次に、ステップＳ８０２で、設定した仕様をもとに、可変光減衰器の光導波路における対象とする光の吸収係数を設定する。次に、ステップＳ８０３で、設定した仕様および吸収係数をもとに、ＴＥ偏光に対する光導波路の実効屈折率の虚部の値ｋＴＥを算出する。次に、ステップＳ８０４で、設定した仕様および吸収係数をもとに、ＴＭ偏光に対する光導波路の実効屈折率の虚部の値ｋＴＭを算出する。
【００４１】
次に、ステップＳ８０５で、算出したｋＴＥとｋＴＭとの差が、設定値以下となっていることを判断し、設定値以下になっている場合、ステップＳ８０６に移行し、設定されている仕様に決定する。一方、ステップＳ８０５で、算出したｋＴＥとｋＴＭとの差が、設定値以下となっていないと判断した場合、ステップＳ８０１に戻り、仕様を変更する。例えば、ステップＳ８０６で、設定値を０として算出したｋＴＥとｋＴＭとの差が０になるようにすれば、偏波依存損失がほぼない状態が得られる。このようにして仕様が決定されると、決定された仕様で光導波路を形成し、また、印加される電流に対応して光導波路のコアにキャリアを注入するキャリア注入部を形成すれば、偏波依存損失が所望の値以下とされた可変光減衰器が得られる。
【００４２】
なお、キャリア吸収係数の設定において、設定した仕様によるコアの状態により、光導波路内にキャリアを注入するとコア断面におけるキャリア濃度に分布が生じる場合、この分布を算出し、断面で吸収係数に分布を有するコアを、上述した実効屈折率の計算に用いる。ただし、前述したように、コア断面がサブミクロンサイズと小さい場合、キャリア濃度の分布は一様であり、コアを吸収計数一様な吸収体として計算（算出）可能で、より容易に実効屈折率の計算が行える。
【００４３】
また、算出した実効屈折率の虚部より、各モード（偏波）における減衰量Att.を算出し、算出した減衰量が所望の値となるように、断面形状やキャリア吸収係数の分布などを変更するようにしてもよい。また、決定された仕様（断面形状など）が、実際に作製可能な形状であることを判断するようにしてもよい。言い換えると、仕様は、実際に作製可能な条件の範囲で決定されるとよい。
【００４４】
なお、上述では、リブ型光導波路を例に説明したが、これに限るものではない。本発明は、コアへのキャリア注入が可能な様々な形態の光導波路型の可変光減衰器に対して適用可能である。また、断面寸法がサブミクロンオーダーの値を有する光導波路に限るものではなく、コアの断面寸法が数ミクロンの断面寸法を有するシリコン光導波路においても適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０１…コア、１０２…スラブ層、１１０…キャリア注入部、１１１…ｐ型領域、１１２…ｎ型領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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