(57)【要約】【課題】  周波数チャープの増大を抑制すること。【解決手段】  電界吸収型変調器（ＥＡＭ）等の変調器と共に共通の導波路に沿って集積化された分布帰還型レーザー（ＤＦＢ）等のレーザー光源（２）を含む組立部品である。導波路（４）は、屈曲導波路の内側端部を画定する末端部を持っている。導波路（４）の末端部（４ａ）においては、低反射端面が設けられている。導波路（４）の末端部分（４ａ）の内側にはミラー（１２）が配されており、これにより低反射面（１０）及び一般にこれに繋がる側部トレンチ（１３）からＥＡＭ導波路（４）への後方反射が妨げられている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調器と共に共通の導波路に沿って集積化されたレーザー光源であって、前記導波路が末端部を持ち、該末端部が屈曲して屈曲導波路の内側を画定するレーザー光源と、
前記導波路の前記末端部に配された低反射端面と、
前記低反射端面から前記導波路への後方反射を防ぐ為に前記導波路の前記末端部の前記内側に設けられたミラーと
を具備することを特徴とする組立部品。
【請求項２】
前記導波路の側部に延びる２本のトレンチを備え、前記ミラーが、前記低反射端面及びこれに連結する前記側部トレンチから前記導波路への後方反射を防ぐように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の組立部品。
【請求項３】
前記２本のトレンチが、前記導波路の前記屈曲末端部の側部に延びるそれぞれの屈曲末端部を持っていることを特徴とする請求項２に記載の組立部品。
【請求項４】
前記ミラーが、前記導波路の前記末端部の内側に配置されている前記２本のトレンチの一方における段差として具備されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の組立部品。
【請求項５】
前記ミラーが、トレンチ端部により画定される反射面を持つことを特徴とする請求項４に記載の組立部品。
【請求項６】
前記ミラーが、高い屈折率を持つ段差の半導体−空気の界面により画定される反射面を持つことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の組立部品。
【請求項７】
前記レーザー光源が、分布帰還型レーザーであることを特徴とする請求項１〜６の請求項いずれかに記載の組立部品。
【請求項８】
前記変調器が、電界吸収型変調器であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の組立部品。
【請求項９】
前記２本のトレンチが、半絶縁性半導体層に向かって下方に延びており、前記導波路に半絶縁性埋め込みヘテロ構造を提供するものであることを特徴とする請求項２に記載の組立部品。
【請求項１０】
前記２本のトレンチが、前記導波路を横方向から閉じ込めるリッジ構造体を共に画定していることを特徴とする請求項２に記載の組立部品。
【請求項１１】
変調器と集積化されたレーザー光源を含む組立部品を製作するための方法であって、
前記レーザー光源を前記変調器と共通の導波路に沿って集積化するステップであって、前記導波路が末端部を持ち、該末端部が屈曲導波路の内側を画定するように屈曲されているステップと、
前記導波路の末端部において低反射性端面を設けるステップと、
前記導波路の前記末端部の前記内側にミラーを設けることにより、前記低反射性端面から前記導波路への後方反射を防止するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば分布帰還型レーザー（ＤＦＢ）に電界吸収型変調器（ＥＡＭ）を集積化したもの等、集積型変調器／レーザー組立部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低チャープ(chirp)１５５０ｎｍ電界吸収型変調器を分布帰還型レーザーと集積化した組立部品（ＥＡ−ＤＦＢ）の利用は、１０Ｇｂイーサーネット用１０〜４０ｋｍ光ファイバリンクや４０〜８０ｋｍＯＣ１９２アプリケーション向けに考えられて来た。
【０００３】
これらの可能な用途において利用した場合を考えると、変調器端面からの後方反射による周波数チャープは、１０Ｇｂ／ｓでの伝送スパンを著しく制約してしまう。従って変調器端面の反射を低減することは、伝送スパンを長くする上で重要な問題なのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１及び図２は、直線的で均一な導波路及び低反射端面コーティングを含む従来のＥＡ−ＤＦＢ組立部品を示す図である。具体的には、図１はこのような組立部品の上面図、そして図２は図１における線ＩＩ−ＩＩで切断した場合の断面図を示している。
【０００５】
その全体を符号１として示したこのＥＡ−ＤＦＢ組立部品は、分布帰還型レーザー２と電界吸収型変調器３とが共通の導波路４に沿って縦続接続されている。図２の断面図では、ｎ型ＩｎＰ半導体層５及びｐ型ＩｎＰ半導体層６の間に挟まれた多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の存在を示している。これらはそれぞれに付随する外部ｎ型金属及びｐ型金属コーティング７及び８ａ、８ｂを持っている。ｐ型金属層８ａはＤＦＢレーザー２と対応して延びており、ｐ型金属層８ｂはＥＡＭに対応して延びている。ＤＦＢレーザー部分２は格子層９を含んでいる。
【０００６】
最後に、符号１０及び１１は組立部品の端面を示している。これらには、反射防止処理（端面１０）及び反射処理（端面１１）が施される。
【０００７】
適正に作動させるには、このような直線的で均一な導波路を持つ構成の端面１０における反射率は非常に低い値でなければならない。この条件は、現在入手可能な多くの膜形成用機器の技術限界付近、或いはそれを超えていることから、図１に示したタイプのＥＡ−ＤＦＢ組立部品の製造歩留まりは低くなってしまうのである。
【０００８】
端面１０の反射率に関する条件は、図３に示した「屈曲導波路」と呼ばれる構成とすることにより若干緩和することが出来る。
【０００９】
具体的には、図３の従来の構成においては、端面１０に隣接するＥＡＭ部分３の導波路の末端部４ａが放射損失を低減する為に（一般に、断熱(adiabatic)形状に）屈曲している。
【００１０】
１０Ｇｂ／ｓ以上のビットレートでの伝送には、静電容量が非常に低い構造が必要となる。そしてこの条件を満たすには、変調器３の長さをより短く、そしてメサ構造をより狭くしなければならない。これは一般にはメサ構造の両側に一対のトレンチを作ることにより実現される。こうした場合、変調器面から後方反射された放射電磁界はトレンチの側壁で更に反射され、これによりレーザー空洞中へと再結合される。これも周波数チャープを増大させることになり、望ましくない。
【００１１】
よって上述した従来の構成における固有の欠点を解消する、改良した構成が必要とされているのである。
【００１２】
本発明の目的は、そのような必要性を満たすことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、その目的は添付請求項に具体的に記載した特長を持つ組立部品という手段により達成されるものであり、これらの請求項は本発明の開示に必要不可欠な部分を構成している。本発明はまた、製造方法にも関する。
【００１４】
本発明の一実施例は、電界吸収型変調器（ＥＡＭ）等の変調器と集積化され、共通の導波路を持つ分布帰還型レーザー（ＤＦＢ）等のレーザー光源を含む組立部品である。ＥＡＭ部分の導波路（以下、ＥＡＭ導波路）は、屈曲され、屈曲導波路の内側端部を画定する末端部を持っている。ＥＡＭ部分の末端部においては、低反射端面が設けられている。ＥＡＭ導波路の末端部分の内側にはミラーが配されており、これにより低反射面及び一般にこれに繋がる２つの側部トレンチからＥＡＭ導波路への後方反射が妨げられている。これら２つのトレンチは共通導波路の側部に伸びており、共通導波路の屈曲した末端部の側部に延びるそれぞれの屈曲末端部を持っている。ミラーは導波路の末端部の内側に設けられたトレンチ中に作られた段差として形成されることが望ましい。
【００１５】
推奨される実施例においては、２つのトレンチは下方に向かって半絶縁性の半導体層へと延びており、共通導波路に半絶縁性構造を提供している、或いは共通導波路を横方向に閉じ込めるリッジ構造体を共に画定しているものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
添付図を参照しつつ本発明を具体例に基づいて以下に説明する。
【００１７】
図４〜図８においては、図１〜図３に関連して既に説明した部品／要素と同一、又は同等のものには、図１〜図３において使用したものと同じ符号を使うものとする。従って、そのような部品／要素については、図４〜図８に関する記載においては再度の説明はしないものとする。加えて、本発明に対する理解を得る上で、及び／又は本発明を再現する上で必須ではない部品又は要素の幾つかは、図４〜図８の一部から省略した。
【００１８】
基本的に、図４〜図６に示した構成は、ＥＡ−ＤＦＢ組立部品の変調器部分３における屈曲導波路構成がマイクロミラー１２を含むものである。ミラー１２は低い後方結合反射レベルを提供すると同時に、（屈曲）トレンチを導波路４の側部に設けることを可能としている。
【００１９】
上述したように、屈曲導波路構成は端面１０における低反射性コーティングに対する条件を緩和する。トレンチは狭いメサ構造により低静電容量を提供する。そして最終的にマイクロミラー１２がトレンチの内部側壁からＥＡＭ導波路へと至る可能性のある後方反射を防いでいる。
【００２０】
このように、従来の成膜機器であっても、端面１０のコーティングの条件を充足することが出来、よって製造歩留まりを改善し、製造コストの削減を実現するのである。
【００２１】
具体的に説明するが、図４において符号１３は導波路４の側部に設けられた２本のトレンチ（既知のトレンチ技術により作られたもの）を示している。図５及び図６によりわかりやすく示したが、トレンチ１３には、いずれも半絶縁性構造体及びリッジ（または同様のもの）横方向構造体を設けることが出来る。
【００２２】
図５においては、ｎ型ＩｎＰ層５の上に半絶縁性ＩｎＰ層５ａが設けられている。トレンチ１３はｐ型ＩｎＰ層６の厚さ全体を貫通し、半絶縁性ＩｎＰ層５ａへも部分的に削っていることから、半絶縁性埋め込みヘテロ構造を構成しているものである。符号１４は、上述した構造体（トレンチ１３の表面を含む）を覆う電流(current)ＳｉＯ2絶縁層であり、その上には金属層８ｂが設けられている。
【００２３】
図５に示した構成においては、導波路４のメサ構造はｎ型ＩｎＰ層からｐ型ＩｎＰ層６まで延びており、ｐ型ＩｎＧａＡｓ接触層１５がトレンチ１３間の領域中でｐ型金属層８ｂの真下に設けられている。図５においては、符号１６はＭＱＷ層を示している。当業者であれば明らかなように、このＥＡＭ構造体それ自体は、従来から知られている標準的な構造体であることから、本願においてより詳細な説明は省くものとする。
【００２４】
図６においては、符号１５はチャネル４の直上の同じ位置に設けられたｐ型ＩｎＧａＡｓ接触層を示す。更に図６においては、符号１７がＭＱＷ層を示している。
【００２５】
図４に示した構成に戻るが、両方のトレンチ１３ともＥＡＭ導波路の末端部４ａの屈曲形状に則して屈曲した末端部を持っている。図７に概略的に示したように、このような構成自体は、端面１０で後方反射する放射電磁界ＢＲのＥＡＭ導波路との戻り結合を防ぐものではない。むしろそのような後方反射した放射電磁界ＢＲのＥＡＭ導波路への結合を防ぐのはマイクロミラー１２である。
【００２６】
図７及び図８のいずれにおいても、記号ＯＰはこの組立部品から放射される「有用な」出力を表している。
【００２７】
マイクロミラー１２は基本的に導波路４の屈曲部分４ａの内側に設けられたトレンチ（より具体的には、屈曲端部１３ａ）中の「段差」という形態で設けられている。
【００２８】
本願において「内側」と言う場合、導波路４の屈曲部分４ａの屈曲部の概念的中心が在る側のことを言う。
【００２９】
換言すると、図４、図７及び図８（そして図３も同様）を参照した場合、このような「内側」は導波路４の下側にあり、また、図４、図７及び図８において導波路４の上に示されたトレンチ１３は、屈曲導波路の「外側」にあると言うことになる。
【００３０】
ミラー１２の反射面は単純にトレンチの端部により画定される。これは高い屈折率を持つ段差による半導体−空気の界面である。ミラー表面では部分的な反射しか生じないものではあるものの、ミラーを透過した残りの光は図８に示したようにＥＡＭ導波路には再結合することが出来ず、よって望ましくないチャープの増大に認め得る程の寄与をするものではない。
【００３１】
勿論、本発明の基本的原理に対する偏見を持たずに、その詳細及び実施例は、本願請求項に定義される本発明の範囲から離れることなく、例示目的に限って説明及び図示したものとは異なっていても良い。具体的には、当業者には明らかなように、「光学」や「光」等という語は、ここでは光ファイバや集積光学部品に関して使われているものであり、従ってこれらの語は可視光に加え、例えば赤外線及び紫外線範囲の放射に対しても適用されることを意図したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】組立部品の従来例を示す上面図である。
【図２】図１のII−II線による断面図である。
【図３】屈曲導波路を有する従来の組立部品の上面図である。
【図４】図３との直接的な比較を目的として描いた、本発明の一実施例を示す図である。
【図５】図４における線Ｖ−Ｖに沿って切断した場合の断面図であって、本発明に可能な１つの実施例を描いたものである。
【図６】図４における線Ｖ−Ｖに沿って切断した場合の断面図であって、本発明に可能な異なる実施例を描いたものである。
【図７】本発明の構成の作用を比較説明する概略図である。
【図８】本発明の構成の作用を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
２：レーザー光源
３：変調器
４：共通導波路
４ａ：導波路の末端部
５ａ：半絶縁性半導体層
１０：低反射端面
１２：ミラー
１３：トレンチ
１３ａ：トレンチの屈曲末端部
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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