(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流注入により光利得をもつ光利得素子が設けられたリング共振器を有し、共振波長が互いに異なる複数のリングレーザと、
前記複数のリングレーザに２×２の光カプラにより光学的に結合された導波路と、
前記導波路の一端部に設けられた反射鏡と
を有し、
前記２×２の光カプラは、クロス方向への伝搬時の位相変化αとバー方向への伝搬時の位相変化βの差がπになっていることを特徴とする光半導体素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光半導体素子において、
前記リングレーザと前記導波路とは、方向性結合器により光学的に結合されている
ことを特徴とする光半導体素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光半導体素子において、
前記リングレーザと前記導波路とは、多モード干渉光カプラにより光学的に結合されている
ことを特徴とする光半導体素子。
【請求項４】
請求項１に記載の光半導体素子において、
前記リングレーザと前記導波路とは、２モード干渉光カプラにより光学的に結合されている
ことを特徴とする光半導体素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光半導体素子において、
前記反射鏡は、分布ブラッグ反射鏡である
ことを特徴とする光半導体素子。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光半導体素子において、
前記反射鏡は、前記導波路に結合された分波器と、前記分波器に結合されたループ導波路とを有するループミラーである
ことを特徴とする光半導体素子。
【請求項７】
請求項６記載の光半導体素子において、
前記分波器は、方向性結合器である
ことを特徴とする光半導体素子。
【請求項８】
請求項６記載の光半導体素子において、
前記分波器は、多モード干渉光カプラである
ことを特徴とする光半導体素子。
【請求項９】
請求項６記載の光半導体素子において、
前記分波器は、Ｙ分岐分波器である
ことを特徴とする光半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング共振器を用いた発光素子を有する光半導体素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
リング共振器を用いた半導体レーザは、チップ端面を共振器として使用しないため、光集積回路に適用しやすい上、共振波長間隔が広く、容易に単一波長光源を実現できる利点を有している。特に近年、電気回路との集積が容易なことからシリコン上の光集積回路が重要になってきており、その中においても光源としてリングレーザが有力な候補となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９７０５８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Hsu-Hao Chang et al., "Integrated hybrid silicon triplexer", Optics Express, Vol. 18, No. 23, pp. 23891-23899, 8 November 2010
【非特許文献２】Alphan Sennaroglu et al., "Unidirectional operation of rectangular dielectric single-mode ring waveguide lasers", Journal of Lightwave Technology, Vol. 9, No. 9, pp. 1094-1098, September 1991
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、リング共振器を用いたレーザは、一般的に時計回り（Clockwise：ＣＷ）・反時計回り（Counter Clockwise：ＣＣＷ）の両モードで発振することができる。このため、モード選択性を持たせる機能を備えていないリングレーザでは、ＣＷモード及びＣＣＷモードの両モードで発振が起こる。このとき、ＣＷモード光とＣＣＷモード光とは別のポートから出力されるため、１ポートあたりのパワーが半減する。出力パワーを増加するためにモード選択性を持たせる機能を備えることが考えられるが、その場合には素子サイズが大きくなり、消費電力が増加することもあった。【０００６】
本発明の目的は、リング共振器を用いた発光素子を有する光半導体素子に関し、素子サイズや消費電力が増大することなく出力パワーを向上しうる光半導体素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一観点によれば、電流注入により光利得をもつ光利得媒質層が設けられたリング共振器を有し、共振波長が互いに異なる複数のリングレーザと、複数のリングレーザに２×２の光カプラにより光学的に結合された導波路と、導波路の一端部に設けられた反射鏡とを有し、２×２の光カプラは、クロス方向への伝搬時の位相変化αとバー方向への伝搬時の位相変化βの差がπになっている光半導体素子が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
開示の光半導体素子によれば、リングレーザにより発振されるＣＷモード光とＣＣＷモード光とを建設的に干渉させ、１モードを出力する場合と比較して出力パワーを大幅に増加することができる。また、モード選択性を持たせるための特別な機能を備えることは不要であり、素子サイズや消費電力の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【図２】図２は、第１実施形態による光半導体素子の構造を示す概略断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態による光半導体素子の動作を説明する図である。
【図４】図４は、第１実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図（その１）である。
【図５】図５は、第１実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図（その２）である。
【図６】図６は、第１実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図（その３）である。
【図７】図７は、第１実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図（その４）である。
【図８】図８は、第１実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図（その５）である。
【図９】図９は、第１実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図（その６）である。
【図１０】図１０は、第１実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図（その７）である。
【図１１】図１１は、第２実施形態による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態による光半導体素子の発光スペクトルの一例を示すグラフである。
【図１３】図１３は、第２実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【図１４】図１４は、第１参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【図１５】図１５は、第２参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【図１６】図１６は、第３参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【図１７】図１７は、第４参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【図１８】図１８は、第４参考例による光半導体素子の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
第１実施形態による光半導体素子について図１乃至図１０を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態による光半導体素子の構造を示す平面図である。図２は、本実施形態による光半導体素子の構造を示す概略断面図である。図３は、本実施形態による光半導体素子の動作を説明する図である。図４乃至図１０は、本実施形態の変形例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【００１２】
はじめに、本実施形態による光半導体素子の構造について図１及び図２を用いて説明する。図２は、図１のＡ−Ａ′線断面図である。
【００１３】
本実施形態による光半導体素子は、図１に示すように、リング共振器により形成されたリングレーザ２０と、リングレーザ２０に光学的に結合された直線導波路４０と、直線導波路４０の一端部に設けられた反射鏡５０とを有している。リングレーザ２０と直線導波路４０とは、２×２の光カプラ４２により結合されている。
【００１４】
図１に示す光導波路構造は、例えば図２に示すように、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いて形成することができる。ＳＯＩ基板は、シリコン基板１０と、シリコン基板１０上に形成された埋め込み絶縁層としてのシリコン酸化膜１２と、シリコン酸化膜１２上に形成されたシリコン層１４とを有している。ＳＯＩ基板を用いた光導波路構造では、シリコンによりコアを形成し、シリコン酸化膜によりクラッドを形成することができる。
【００１５】
リングレーザ２０は、シリコン層１４をパターニングすることにより形成されたリング導波路２２と、リング導波路２２上に形成された光利得媒質層３０とを有している。光利得媒質とは、光を増幅する機能を有する物質である。光利得媒質層３０としては、例えば、半導体光増幅器の活性層構造を適用することができる。
【００１６】
光利得媒質層３０の一例としては、例えば図２に示すように、Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層２４とＮ型ＩｎＧａＡｓＰ層２８とによりＭＱＷ（Multiple Quantum Well：多重量子井戸）層２６を挟持した構造体が挙げられる。この場合、Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層２４及びＮ型ＩｎＧａＡｓＰ層２８には、光利得媒質層３０に電圧を印加して電流を注入するための一対の電極３２，３４が設けられる。
【００１７】
光利得媒質層３０は、例えば、ＩｎＰ基板上にエピタキシャル成長した後、ＩｎＰ基板から剥離し、分子間力を用いた物理的結合やポリマーを用いた化学的結合等によりリング導波路上に貼りつけ、所望の形状に加工することにより、形成することができる。
【００１８】
直線導波路４０及び反射鏡５０は、例えば、ＳＯＩ基板のシリコン層１４をパターニングすることにより形成することができる。
【００１９】
反射鏡５０は、例えば、図１に示すような分布ブラッグ反射鏡である。屈折率の異なるシリコンとシリコン酸化膜とで周期構造を形成し、これらシリコン及びシリコン酸化膜内の光学長が例えばそれぞれλ／４となるように設計することにより、波長λの光を反射する反射鏡５０となる。周期構造の繰り返し回数を適宜増減することにより、反射率を調整することができる。
【００２０】
リングレーザ２０、直線導波路４０、反射鏡５０上には、クラッドとしてのシリコン酸化膜１６が形成されている。
【００２１】
次に、本実施形態による光半導体素子の動作について図３を用いて説明する。
【００２２】
リングレーザ２０の電極３２，３４間に電圧を印加すると、光利得媒質層３０に電流が注入されてＭＱＷ層２６内に光学利得が生じる。リング共振器を用いたレーザは一般的に時計回り（clockwise：ＣＷ）・反時計回り（counter clockwise：ＣＣＷ）の両モードで発振できるため、リング導波路２２には、時計回り方向に伝搬する光（ＣＷモード光）と、反時計回り方向に伝搬する光（ＣＣＷモード光）が発振される。リング導波路２２内に発振される光の波長は、リング導波路２２の周回光路長に応じた共振条件を満足する波長となる。
【００２３】
リング導波路２２内に発振されたＣＷモード光は、光カプラ４２を介して直線導波路４０に導かれ、反射鏡５０によって反射された後に直線導波路４０の出力ポート（図面において右側）から出力される。
【００２４】
反射鏡５０によって反射された光の一部は、光カプラ４２を介してリング導波路２２に導かれ、ＣＣＷモード光の誘導放出を起こす。このように、リング導波路２２内に誘起されるＣＣＷモード光は、反射鏡５０から戻ってくるＣＷモード光を種として強制的に発振されたものであり、ＣＷモード光とＣＣＷモード光との位相関係は、反射鏡５０から戻ってくるＣＷモード光の位相によって規定されることになる。
【００２５】
リング導波路２２内に誘起されたＣＣＷモード光は、光カプラ４２を介して直線導波路４０に導かれ、直線導波路４０の出力ポートから出力される。
【００２６】
なお、上記の例ではＣＷモード光を種としてＣＣＷ光を強制的に発振しているが、例えば反射鏡５０を直線導波路４０の反対側の端部に設けるなどにより、ＣＣＷモード光を種としてＣＷモード光を強制的に発振するようにしてもよい。
【００２７】
次に、図３を参照し、素子内の各点における位相について、順を追って説明する。
【００２８】
光カプラ４２のクロス方向への伝搬時の位相変化をα、バー方向への伝搬時の位相変化をβと定義する。（ａ）点におけるＣＷモード光の位相を０とすると、光カプラ４２をクロス方向に伝搬して（ｂ）点に達する光の位相はαとなる。（ｂ）点から直線導波路４０を左方向に伝搬し、反射鏡５０で反射されて（ｃ）点まで伝搬したときの位相変化をφとすると、（ｃ）点における位相はα＋φとなる。
【００２９】
（ｃ）点まで伝搬した光は、光カプラ４２をクロス方向に伝搬してリング導波路２２に戻る成分と、光カプラ４２をバー方向に伝搬して直線導波路４０を直進する成分とに分かれる。このとき、リング導波路２２に戻る成分の（ｄ）点における位相は、２α＋φとなる。また、直線導波路４０を直進する成分の（ｇ）点における位相は、α＋φ＋βとなる。
【００３０】
リング導波路２２を１周したときの位相変化は、共振条件からｍを整数として２ｍπとなるため、（ｅ）点における位相はそれよりβだけ位相変化が小さい２α＋φ＋２ｍπ−βとなる。したがって、ＣＣＷモード光がリング導波路２２から出たときの（ｆ）点における位相は、３α＋φ＋２ｍπ−βとなる。
【００３１】
以上より、リング導波路２２から出てきたＣＣＷモード光の（ｆ）点における位相と、リング導波路２２から出てきて反射鏡５０で反射されてきたＣＷモード光の（ｇ）点における位相との間の位相差は、２（α−β＋ｍπ）となる。２×２の光カプラ４２ではαとβの差がπになることから、これら光が建設的干渉条件を満たしていることが判る。
【００３２】
すなわち、リングレーザ２０から出力されるＣＷモード光及びＣＣＷモード光は、１ポートに集められ、反射鏡５０から戻ってくるときの位相変化量φによらず建設的干渉が起こる。これにより、ＣＷモード光及びＣＣＷモード光のうちの一方のモードのみを出力する場合と比較して、出力パワーを２倍にすることができる（後述の第１及び第４参考例を参照）。
【００３３】
また、ＣＷモード光及びＣＣＷモード光のうちの一方のモードを選択的に発振させるための種光源は不要であり（後述の第２参考例を参照）、素子サイズを小さくすることができ、消費電力を低減することができる。また、製造コストを低廉化することができる。
【００３４】
また、ＣＷモード光及びＣＣＷモード光のうちの一方のモードを選択的に発振させるために導波路構造を非対称にする必要はなく（後述の第３参考例を参照）、それによる導波路損失を防止することができる。
【００３５】
光カプラ４２は、図１に示すような方向性結合器に限定されるものではなく、種々の２×２光カプラを適用することができる。例えば、図４に示すようなＭＭＩ（Multimode Interferometer：多モード干渉）カプラ、図５に示すようなＴＭＩ（2-Mode Interferometer：２モード干渉）カプラ、図６に示すようなＸカプラが挙げられる。ＭＭＩカプラは、分岐比の自由度が限定されるものの、加工精度に対するトレランスが大きい利点があり、特にサイズ変化に対する特性変化の大きいシリコン細線導波路を使用する場合に有効である。ＴＭＩカプラは、分岐比の自由度があるうえ、方向性結合器のような２導波路間のギャップがなく、加工精度による特性ばらつきを低減することが可能である。
【００３６】
また、反射鏡５０は、図１に示すような分布ブラッグ反射鏡に限定されるものではなく、種々の反射鏡を適用することができる。図７乃至図１０は、反射鏡５０としてループミラーを用いた例である。図７に示す反射鏡５０は、ループミラーを構成する分波器として方向性結合器を用いたものである。図８に示す反射鏡５０は、ループミラーを構成する分波器としてＭＭＩカプラを用いたものである。図９に示す反射鏡５０は、ループミラーを構成する分波器としてＴＭＩカプラを用いたものである。図１０に示す反射鏡５０は、ループミラーを構成する分波器としてＹ分岐を用いたものである。
【００３７】
このように、本実施形態によれば、リングレーザに結合された導波路の一端部に反射鏡を設け、リングレーザにより発振されるＣＷモード光とＣＣＷモード光とを建設的に干渉させるので、１モードを出力する場合と比較して出力パワーを大幅に増加することができる。また、導波路の一端部に反射鏡を設けるだけであり、１モードを選択的に発振させるための特別な機能を設けることを要しないため、素子サイズの増大や消費電力の増大を抑えることができる。
【００３８】
［第２実施形態］
第２実施形態による光半導体素子について図１１乃至図１３を用いて説明する。図１乃至図１０に示す第１実施形態による光半導体素子と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
【００３９】
図１１は、本実施形態による光半導体素子の構造を示す平面図である。図１２は、本実施形態による光半導体素子の発光スペクトルの一例を示すグラフである。図１３は、本実施形態の変形例による光半導体装置の構造を示す平面図である。
【００４０】
本実施形態による光半導体素子は、図１１に示すように、リングレーザ２０の数が異なるほかは、図１に示す第１実施形態による光半導体素子と同様である。すなわち、本実施形態による光半導体素子では、リング共振器により形成された３つのリングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設けている。リングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのリング導波路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、周回光路長、すなわち共振波長が異なっている。リングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのリング導波路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、２×２の光カプラ４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを介して直線導波路４０にそれぞれ結合されている。直線導波路４０の一端部には、反射鏡５０が設けられている。
【００４１】
第１実施形態にて説明したように、直線導波路４０の一端部に反射鏡５０を設けることにより、リングレーザ２０から発振されるＣＷモード光とＣＣＷモード光とを建設的に干渉させつつ、出力ポートから出力することができる。このような動作は、直線導波路４０に結合して複数のリングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設けた場合にも同様である。
【００４２】
リング導波路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの共振波長を変えることにより、異なる波長の発振光をひとまとめにした多波長光源を得ることが可能になる。例えば図１２に示すように、リング導波路２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの共振波長に対応して、波長λ１、λ２、λ３に発振波長を有する多波長光源を得ることができる。この場合においても、ＣＷモード光とＣＣＷモード光とが一つにまとめられるため、各リングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから得られるパワーを倍増することができる。
【００４３】
ＣＷモード光とＣＣＷモード光との間の建設的干渉は、前述のように、光カプラ４２と反射鏡５０との間を往復する際の位相変化量φに影響を受けない。したがって、リングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを直線導波路４０に結合する場所は、特に限定されるものではない。これにより、リングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの配置の自由度を大幅に向上することができる。例えば図１３に示すように、直線導波路４０の両側にリングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを配置することにより、バス導波路（直線導波路４０）を短くすることができ、素子面積を大幅に削減することができる。
【００４４】
このように、本実施形態によれば、リングレーザに結合された導波路の一端部に反射鏡を設け、リングレーザにより発振されるＣＷモード光とＣＣＷモード光とを建設的に干渉させるので、１モードを出力する場合と比較して出力パワーを大幅に増加することができる。また、導波路の一端部に反射鏡を設けるだけであり、１モードを選択的に発振させるための特別な機能を設けることを要しないため、素子サイズの増大や消費電力の増大を抑えることができる。また、一の導波路に対して複数のリングレーザを設けることにより、光出力の多波長光源を実現することができる。
【００４５】
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、コア材料としてシリコンを用い、クラッド材料としてシリコン酸化膜を用いているが、コア材料及びクラッド材料は、これに限定されるものではない。例えば、コア材料を化合物半導体としてもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、リング導波路２２上に光利得媒質層３０を設けているが、光利得媒質は、必ずしもリング導波路２２上に設けられている必要はない。例えば、リング導波路２２の一部を寸断し、この部分に化合物半導体により形成された半導体光増幅器のチップをフリップチップ実装するようにしてもよい。
【００４８】
例えば、上記実施形態において、リング導波路２２及び直線導波路４０は、シリコンスラブ上にシリコンリブを形成したリブ構造の導波路としてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態において、分布ブラッグ反射鏡は、シリコンコアがある部分とない部分により形成しているが、シリコンコアの一部をシリコン酸化膜とした構造や、リブ導波路のスラブ部分の厚みを変化させた構造により形成してもよい。
【００５０】
また、上記第２実施形態では、３つのリングレーザ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設けたが、リングレーザの数は、３つに限定されるものではない。リングレーザ２０の数は、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、リングレーザ２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのリング導波路２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの平面形状を真円形状としたが、環状の導波路形状であれば、真円形状に限定されるものではない。また、リングレーザに結合される導波路は、必ずしも直線の導波路である必要はない。
【００５２】
また、上記実施形態に記載した光半導体素子の構造、構成材料等は、一例を示したものにすぎず、当業者の技術常識等に応じて適宜修正や変更が可能である。
【００５３】
［第１参考例］
第１参考例による光半導体素子について図１４を用いて説明する。
【００５４】
図１４は、本参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【００５５】
本参考例による光半導体素子は、リング導波路６２を有するリングレーザ６０と、リングレーザ６０に光学的に結合された直線導波路７０とを有するものである。
【００５６】
リング共振器を用いたレーザでは、一般的に時計回り・反時計回りの両モードで発振できるため、リング導波路２２には、時計回り方向に伝搬する光（ＣＷモード光）と、反時計回り方向に伝搬する光（ＣＣＷモード光）とが発振される。
【００５７】
この場合、リング導波路２２内に発振された光のうち、ＣＷモード光は光カプラ７２を介して直線導波路７０の左側へ伝搬し、ＣＣＷモード光は光カプラ７４を介して直線導波路７０の右側へ伝搬することになる。
【００５８】
したがって、本参考例による光半導体素子では、ＣＷモード光とＣＣＷモード光とが別のポートから出力されるため、リングレーザ６０の発振パワーに対して１ポートあたりのパワーが半減することになる。
【００５９】
［第２参考例］
第２参考例による光半導体素子について図１５を用いて説明する。
【００６０】
図１５は、本参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【００６１】
本参考例による光半導体素子は、第１参考例の光半導体素子の直線導波路７０の一端部に、ＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光源７４を設けたものである。
【００６２】
ＡＳＥ光源７４から発振される光を直線導波路７０の一端部から導入し、光カプラ７２を介してリング導波路６２に導入することにより、ＡＳＥ光源７４からの光を種光としてＣＣＷモード光を選択的に発振させることができる。これにより、１ポートあたりの出力パワーを改善することができる。
【００６３】
ただし、本参考例による光半導体素子にはＡＳＥ光源が必要なため、素子サイズが大きくなり、消費電力も増加する。また、製造コストの増加にも繋がる。
【００６４】
［第３参考例］
第３参考例による光半導体素子について図１６を用いて説明する。
【００６５】
図１６は、本参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。
【００６６】
本参考例による光半導体素子は、複数の直線導波路８０を組み合わせ、導波路端面における光の反射を利用してリング共振器を形成したものである。一つの導波路端面（図１６では上部の導波路端面８２）の角度を左右の導波路８０に対して非対称とすることにより、当該導波路端面８２におけるＣＷモード光の反射率とＣＣＷモード光の反射率とが異なるようにすることで、１モードを選択的に発振させることができる。
【００６７】
しかしながら、本参考例による光半導体素子では、導波路が非対称のため導波路方向からずれた方向に反射されるため、導波路損失が避けられず、エネルギー効率が低下する。
【００６８】
［第４参考例］
第４参考例による光半導体素子について図１７及び図１８を用いて説明する。
【００６９】
図１７は、本参考例による光半導体素子の構造を示す平面図である。図１８は、本参考例による光半導体素子の動作を説明する図である。
【００７０】
本参考例による光半導体素子は、第１参考例による光半導体素子の２つの出力ポートから出力される発振光を、方向性結合器やＹ分岐などの合波器７６を用いて合波し、１つの出力ポートから出力するものである。
【００７１】
しかしながら、本参考例による光半導体素子では、ＣＷモード光とＣＣＷモード光との位相差によって、出力パワーが変化する。
【００７２】
合波器７６の入射前のＣＷモード光の位相をφ１、ＣＣＷモード光の位相をφ２と定義すると、φ１−φ２＝０のときには、両モードのパワーは出力ポートに導かれ、出力パワーは１モードのときの２倍となる（図１８（ａ））。
【００７３】
しかしながら、φ１−φ２＝π／２のときには、両モードのパワーの半分しか出力ポートには出力されない（図１８（ｂ））。更には、φ１−φ２＝πになると、出力ポートに導かれる出力パワーは０になる（図１８（ｃ））。
【００７４】
ＣＷモード光とＣＣＷモード光とは独立に発振しており、位相関係は規定されておらず、時間的にも変化する。したがって、本参考例による光半導体素子では、必ずしも出力パワーが２倍にならず、出力パワーが変動することもある。
【符号の説明】
【００７５】
１０…シリコン基板
１２，１６…シリコン酸化膜
１４…シリコン層
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，６０…リングレーザ
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，６２…リング導波路
２４…Ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ層
２６…ＭＱＷ層
２８…Ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層
３０…光利得媒質層
３２，３４…電極
４０，７０，８２…直線導波路
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，７２…光カプラ
５０…反射鏡
７４…ＡＳＥ光源
７６…合波器
８２…導波路端面
【図１】
0005867509.tif 000002
【図２】
0005867509.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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