(57)【要約】【課題】半導体光集積回路における信号光の損失を補償し、微弱な信号光の送受信が可能としてより大規模が回路が実現できるようにする。【解決手段】ポンプ光ガイド層１０２と基板１０１とポンプ光ガイド層１０２との界面に形成された回折格子１０３と、ポンプ光ガイド層１０２の上に形成された反射層１０４と、反射層１０４の上に形成された信号光導波層１０５と、基板１０１の上に形成されたポンプレーザ（光源）１０６と、信号光導波層１０５の上に形成された発光素子１０７，光検出素子１０８とを備える。光導波路が構成される信号光導波層１０５に対し、ポンプレーザ１０６より出射されたポンプ光が供給され、伝播する信号光がラマン散乱により増幅される。【選択図】  図１
2006351917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の光が透過する反射層と、
この反射層の主表面上に配置されて半導体からなるコアと、
前記反射層よりなるクラッド及び前記コアから構成された信号光導波路と、
前記反射層の裏面側より前記信号光導波路の全域にポンプ光を供給するポンプ光供給手段と、
前記反射層と前記コアの上面側の界面とにより構成された共振器と、
前記信号光導波路に信号光を放出する発光素子と、
前記信号光導波路を伝播する信号光を検出する光検出素子と、
前記発光素子及び前記光検出素子に接続された回路と
を少なくとも備え、
前記反射層は前記ポンプ光を透過することを特徴とする光集積回路。
【請求項２】
請求項１記載の光集積回路において、
前記ポンプ光供給手段は、前記ポンプ光を間欠的に供給する
ことを特徴とする光集積回路。
【請求項３】
請求項２記載の光集積回路において、
前記反射層は、少なくとも異なる２つの反射率を備え、
前記ポンプ光供給手段によるポンプ光の供給に同期して前記反射層の反射率を変化させる同期制御手段を備えることを特徴とする光集積回路。
【請求項４】
請求項３記載の光集積回路において、
前記反射層は、第１の屈折率を備えたｎ型の第１半導体層と、第２の屈折率を備えたｐ型の第２半導体層とが交互に積層されて構成され、
前記反射層の一方の側の前記第１半導体層の一部に接触して設けられた電子注入電極と、
前記反射層の他方の側の前記第２半導体層の一部に接触して設けられた正孔注入電極と
を備え、
前記同期制御手段は、前記電子注入電極と前記正孔注入電極とに電圧を印加することで、前記反射層の反射率を変化させる
ことを特徴とする光集積回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光集積回路において、
前記ポンプ光供給手段は、
前記反射層の裏面の側に前記信号光導波路に沿って設けられ、前記信号光導波路の光導波方向にポンプ光が伝播するポンプ光ガイド層と、
このポンプ光ガイド層の前記反射層と対向する反対側の面に設けられた回折格子と、
前記ポンプ光ガイド層のポンプ光入力端面にポンプ光を供給する光源と
を少なくとも備えることを特徴とする光集積回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光集積回路において、
前記発光素子は、
前記コアに接触して形成された絶縁層と、
この絶縁層の一部を介して配置された第１金属電極及び第２金属電極と
から構成され、
前記第１金属電極と前記第２金属電極とは異なる金属から構成され、
前記第１金属電極と前記第２金属電極とは、前記絶縁層の一部を介してトンネル電流が流れる範囲で離間している
ことを特徴とする光集積回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光集積回路において、
前記光検出素子は、
ｐ型の半導体部分とｎ型の半導体部分とを備えたｐｉｎ型光検出器であり、
前記コアに近接して配置されている
ことを特徴とする光集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンなどのＩＶ族半導体を用いたコアよりなる光集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模な光集積回路は、光多重分離回路や光路切り替えスイッチなどのフォトニックネットワークの光機能デバイスの高度化のみならず、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）の処理速度を凌駕する光ＩＣの実現を図る上での重要な基盤技術である。従来より、ＧａＡｓやＩｎＰなどの化合物半導体で大規模な光集積回路の検討が進められてきたが、結晶品質の点で大規模化は困難であるとされてきた。一方、大面積で均質性が高く大規模集積化が可能であることがエレクトロニクス分野で実証されてきたＳｉやＧｅをはじめとするＩＶ族半導体が、光集積回路を実現する有望な材料であることが明らかになりつつある。
【０００３】
特に半導体の屈折率（〜３．５）は、ガラス（１．５）の約２倍と高いため、例えば、図７に示すようなリッジ形のコア７０３、及び図８に示すような埋め込み形のコア８０４でも、微細な光導波路を形成することが可能である。なお、図７は、半導体基板７０１の上に、クラッドとなる誘電体分離層７０２を介してコア７０３を備えた状態を示す断面図である。また、図８は、半導体基板８０１の上に、クラッドとなる誘電体分離層８０２を介して半導体層８０３を備え、この半導体層８０３の層に溝を形成することでコア８０４が形成され、低屈折率誘電体材料からなる上部のクラッド８０５によりコア８０４が覆われている状態を示す断面図である。さらに、これらの光導波路は、高い閉じ込め率により数μｍの曲率半径でも低損失な曲げ導波路が実現できるため、これら光導波路を利用した高密度・大規模光集積回路の実現が期待されている（非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】A. Vonsovici, et al., "Si/Si1-xGex/S low-loss waveguides fabricated using selective growth", Proc. SPIE, Vol.4293, pp.100-105, 2001.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ＩＶ族半導体の代表であるＳｉの通信波長帯における損失は、ＳｉＯ2を光導波路材料とするプレーナ形光回路（ＰＬＣ）の１００倍程度の大きさとなる（〜０．１ｄＢ／ｍｍ）。このため、たとえ高屈折率による閉じ込めにより１００分の１程度の小型化を実現したとしても、損失を考慮したＦＯＭ（Figure of Merit）が１となり、大規模化が困難であるとされていた。従って、大規模光集積化を実現するためには、現状のＳｉ光導波路のさらなる低損失化、もしくは損失の補償が必要となる。
【０００６】
例えば、シリコンを用いた上述構成の光導波路では、コアの表面の粗さが損失の原因となっており、コアの表面をより平坦に形成することで、低損失の光導波路が形成可能となり、大規模光集積回路への適用が検討できる。しかしながら、導波路コア表面の平坦性は、微細加工技術に依存し、現状では損失を一桁以上低減するだけの加工技術を実現することは困難な状況にある。
【０００７】
一方、損失の補償については、従来より、光導波路を伝播（導波）している信号光を増幅して利得を付与することで行われている。例えば、反転分布による半導体光増幅素子を用いることで、信号光を増幅することが可能である。しかしながら、増幅対象となる信号光は、当然ながら半導体のバンドギャップエネルギーを越えており、素子に吸収される。また、増幅素子を構成する構成する半導体は、伝導帯のキャリアの応答速度が速く、複数の波長の光に対して均一性の高い利得媒質となる。このため、導波路に沿って複数の信号光を個別に増幅伝播させると、伝搬させた複数の信号光が干渉し、波長が異なる信号光毎の個別の信号伝達が不能となり、光集積回路には適用し難い。
【０００８】
また、希土類元素を添加することで、光導波路を導波している信号光を増幅して利得を付与する技術もある。希土類原子をドープ（添加）した光増幅素子（媒体）は、複数の波長の光に対して不均一性が高く、局所的に異なる信号光を個別に増幅伝達することが可能である。しかしながら、希土類による増幅では、利得係数が極めて低いため、高密度光集積回路の光導波路に適用することは困難である。
【０００９】
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、半導体光集積回路における信号光の損失を補償し、微弱な信号光の送受信が可能としてより大規模が回路が実現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】
【００１０】
本発明に係る光集積回路は、所定の光が透過する反射層と、この反射層の主表面上に配置されて半導体からなるコアと、反射層よりなるクラッド及びコアから構成された信号光導波路と、反射層の裏面側より信号光導波路の全域にポンプ光を供給するポンプ光供給手段と、反射層とコアの上面側の界面とにより構成された共振器と、信号光導波路に信号光を放出する発光素子と、信号光導波路を伝播する信号光を検出する光検出素子と、発光素子及び光検出素子に接続された回路とを少なくとも備え、反射層はポンプ光を透過するようにしたものである。ポンプ光が供給されると、信号光導波路では、誘導ラマン散乱により信号光が増幅される。
【００１１】
上記光集積回路において、ポンプ光供給手段は、ポンプ光を間欠的に供給するものであればよい。また、反射層は、少なくとも異なる２つの反射率を備え、ポンプ光供給手段によるポンプ光の供給に同期して反射層の反射率を変化させる同期制御手段により、反射率を変化させることで、信号光導波路に対し、より効率よく間欠的なポンプ光の供給が可能となる。例えば、反射層は、第１の屈折率を備えたｎ型の第１半導体層と、第２の屈折率を備えたｐ型の第２半導体層とが交互に積層されて構成され、反射層の一方の側の第１半導体層の一部に接触して設けられた電子注入電極と、反射層の他方の側の第２半導体層の一部に接触して設けられた正孔注入電極とを備えるものであり、同期制御手段は、電子注入電極と正孔注入電極とに電圧を印加することで、反射層の反射率を変化させるものであればよい。
【００１２】
上記光集積回路において、ポンプ光供給手段は、反射層の裏面の側に信号光導波路に沿って設けられ、信号光導波路の光導波方向にポンプ光が伝播するポンプ光ガイド層と、このポンプ光ガイド層の反射層と対向する反対側の面に設けられた回折格子と、ポンプ光ガイド層のポンプ光入力端面にポンプ光を供給する光源とを少なくとも備えるものである。また、発光素子は、コアに接触して形成された絶縁層と、この絶縁層の一部を介して配置された第１金属電極及び第２金属電極とから構成され、第１金属電極と第２金属電極とは異なる金属から構成され、第１金属電極と第２金属電極とは、絶縁層の一部を介してトンネル電流が流れる範囲で離間しているものである。また、光検出素子は、ｐ型の半導体部分とｎ型の半導体部分とを備えたｐｉｎ型光検出器であり、コアに近接して配置されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、ポンプ光が供給される信号光導波路の全域において、誘導ラマン散乱により信号光が増幅されるようにしたので、光集積回路における信号光の損失が補償され、微弱な信号光の送受信が可能となり、より大規模が回路が実現できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【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光集積回路の構成例を概略的に示す断面図である。なお、図１（ａ）は、信号光の導波方向に平行な断面を示し、図１（ｂ）は、信号光の導波方向に垂直な断面を示し、図１（ｃ）は、信号光の導波方向に垂直な断面の部分を拡大して示している。図１に示す光集積回路は、例えば、ｐ型とされた単結晶シリコンからなる基板１０１の上に、ポンプ光ガイド層１０２と基板１０１とポンプ光ガイド層１０２との界面に形成された回折格子（グレーティング）１０３と、ポンプ光ガイド層１０２の上に形成された反射層１０４と、反射層１０４の上に形成された信号光導波層１０５と、基板１０１の上に形成されたポンプレーザ（光源）１０６と、信号光導波層１０５の上に形成された発光素子１０７，光検出素子１０８とを備えている。
【００１５】
信号光導波層１０５は、下層の反射層１０４に対してバッファ層となる下部層１０５ｂと、信号光が導波する中心となるコア１０５ａとから構成されたリッジ構造とされている。コア１０５ａは、断面形状が２００ｎｍ角の矩形に形成され、下部層１０５ｂは、厚さ２００ｎｍ程度に形成されている。反射層１０４においては、反射層１０４を下部クラッドとし、信号光導波層１０５の上層（例えば空気層）を上部クラッドとした光導波路が構成され、コア１０５ａの部分で光閉じこめがなされる。また、反射層１０４と信号光導波層１０５（コア１０５ａ）の上面側の界面とにより共振器が構成されている。なお、回折格子１０３は、ポンプ光ガイド層１０２の反射層１０４と対向する反対側の面に形成されていればよい。
【００１６】
このように光導波路が構成される信号光導波層１０５に対し、ポンプレーザ１０６より出射されたポンプ光が供給され、伝播する信号光がラマン散乱により増幅される。ポンプレーザ１０６より出射されてポンプ光ガイド層１０２の光入力端面より入射したポンプ光は、ポンプ光ガイド層１０２を伝播する。ポンプ光ガイド層１０２を伝播するポンプ光は、信号光導波層１０５に沿って設けられた回折格子１０３により、基板１０１の法線方向に反射され、反射されたポンプ光は、反射層１０４を透過して信号光導波層１０５に供給される。このように、図１に示す光集積回路によれば、ポンプレーザ１０６，ポンプ光ガイド層１０２，及び回折格子１０３よりなるポンプ光供給手段により、信号光が伝播する光導波路の全域に渡ってポンプ光が供給され、光導波路の全域において、伝播（導波）する信号光が、ラマン散乱により増幅される。
【００１７】
ポンプレーザ１０６は、上述したポンプ光の供給源となる光源（ポンプ光源）であり、例えば、半導体モード同期レーザ素子を用いることができる。このようなレーザ素子は、数１０μｍ程度と小型であり、信号光導波層１０５とともに基板１０１の上にモノリシックに搭載することが可能である。ここで、半導体モード同期レーザ素子の場合、出射される光のモードフィールドはほぼスポット状であり、基板１０１の全域に渡ってポンプ光を供給することは困難である。しかしながら、図１（ｂ）に示すように、隣り合う２つの信号光導波層１０５の間のポンプ光ガイド層１０２に溝１２１を設け、また、信号光導波層１０５の形成領域の下部に回折格子１０３が配設されているようにし、ポンプ光の伝達路が限定されいるようにすれば、各信号光導波層１０５に対応して各々ポンプ光源を用意すればよい。図１に示す例では、２つの信号光導波層１０５を備えているので、これらにあわせて、２つのポンプ光源（ポンプレーザ１０６）が設けられていればよい。
【００１８】
上述したようにポンプ光が供給される導波路が構成される信号光導波層１０５に設けられた発光素子１０７は、鉄層１７１とニッケル層１７２とが、絶縁層１７３を介して近設配置されたトンネル発光素子である。例えば、鉄層１７１に形成されている針とニッケル層１７２に形成されている針とが、絶縁層１７３を介して間隔１０ｎｍ以下で近づけて配置されている。この状態で、鉄層１７１とニッケル層１７２との間に電圧を印加すると、２つの針の間にトンネル電流が流れ、２つの異なる金属の仕事関数の差分に相当する光が、発光素子１０７より放出される。発光素子１０７より放出された光（信号光）は、信号光導波層１０５よりなる導波路を伝播（導波）する。Ｆｅ−Ｎｉ間のトンネル電流による発光では、波長１．９１μｍの光が放出される。シリコンの光学フォノンのエネルギーを考慮すると、上述したポンプ光の波長が１．２μｍ程度であれば、発光素子１０７より放出された信号光は、信号光導波層１０５よりなる導波路を増幅されながら伝播する。
【００１９】
また、信号光導波層１０５に設けられた光検出素子１０８は、例えば、ｐ型のゲルマニウム層１８１と不純物が導入されていないｉ型のゲルマニウム層１８２とｎ型のゲルマニウム層１８３とから構成されたｐｉｎ構造の光検出素子である。ゲルマニウムのバンドギャップエネルギーは、０．６７ｅＶ（１．８５μｍ）であり、光検出素子１０８は中心波長１．８５μｍに感度を有したものとなる。従って、発光素子１０７より放出され、信号光導波層１０５よりなる導波路を増幅されながら伝播する信号光は、光検出素子１０８により検出される。なお、光検出素子１０８の周囲には、素子分離のための溝１５１及び溝１５２が形成されている。
【００２０】
また、図１に示す光集積回路では、反射層１０４に、電子注入電極１０９及び正孔注入電極１１０が接続して設けられ、キャリアの横注入による屈折率の変化により、反射率が変化する。例えば、図１（ｃ）に示すように、反射層１０４は、リン（Ｐ）が添加されてｎ型とされたｎ型シリコン層１４１とホウ素（Ｂ）が添加されてｐ型とされたｐ型シリコン層１４２とが交互に積層されたブラッグ反射ミラーである。このように構成された反射層１０４によれば、図２に示すように、２つのスペクトル応答関数の状態を備え、電子注入電極１０９及び正孔注入電極１１０によりキャリアが注入されると、スペクトル応答関数が短波長側にシフトする。
【００２１】
このように、反射層１０４では、電子注入電極１０９及び正孔注入電極１１０によるキャリア注入状態とキャリア非注入状態とにより、２つのスペクトル応答関数の状態を変更可能であり、高い反射率の状態と低い反射率との状態が制御可能である。例えば、キャリア非注入状態では、スペクトル応答関数の長波長側の全反射端が信号光の波長の位置となり、キャリア注入状態では、スペクトル応答関数の長波長側の反射率が極小が信号光の波長の位置となるように、キャリアの注入量を制御すれば、キャリア注入の有無により大きな反射率の差が得られる。このように構成された反射層１０４の反射の状態を、同期制御手段によりポンプレーザ１０６から供給されるパルス状のポンプ光に同期させることで、より効率的に信号光導波層１０５よりなる導波路伝播する信号光が増幅できる。ゲルマニウム及びシリコンとゲルマニウムの混晶などを利用することで、より屈折率の差が大きい２つの層を交互に積層することで、より大きな反射率の差が得られるようになる。
【００２２】
ここで、上述したラマン散乱による増幅についてより詳細に説明する。まず、誘導ラマン散乱について説明する。誘導ラマン散乱とは、図３に示すように、ポンプ光により半導体（シリコン）の電子を励起して分極を形成するとともに、分極が緩和する過程で原子が励起状態に移行し、移行した励起状態と基底状態との差分のエネルギーに対応するストークス光を放出する過程であり、次の（１）式に示すエネルギー保存則が満たされている（非特許文献：T. K. Liang et al., "Efficient Raman amplification in sikicon-on-insulator wavegauides", Appl. Phys. Lett., Vol. 85, pp.3343-3345, 2004.参照）。なお、シリコンやゲルマニウムなどのＩＶ族半導体では、上記差分のエネルギーが、光学フォノンのエネルギーに相当する。
【００２３】
ｈωp＝ｈωsp＋ｈωf・・・（１）
ここで、ωpは入射光の角周波数、ωspはストークス光の角周波数、ωfは光学フォノンの角周波数である。
【００２４】
励起により形成される分極の寿命が適当に長いと、位相が整合した分極が多数形成されるので、ストークス光に相当する光信号を入力するとコヒーレントな分極の緩和により信号光が増幅され出力されることになる。原子の励起状態は速やかに緩和して基底状態にもどるので光ポンピングの飽和は回避される。このような誘導ラマン散乱による光信号の増幅作用は、分極の３次の応答による非線形光学現象に基づくものであり、半導体及び誘電体を問わず、ほとんどの光学媒質が有している性質である。
【００２５】
ところで、ＩＶ族に属するＳｉの場合、分極の緩和時間が比較的長く応答係数が大きいという特徴がある。このようなＳｉに対して連続光で光ポンピングを行うと分極が累積してポンプレベルが飽和してししまうほか、ポンプ光に対する２光子吸収により発生するフリーキャリアも蓄積し、導波路の損失が増大してしまう。これに対し、図１に示す光集積回路では、前述したように短パルスによる（間欠的な）ポンピング光で光ポンピングを行うようにしているので、上述したような飽和や損失の増大を回避させる方法であるのみならず、位相がそろった分極の形成を保持することが可能とされ、Ｓｉを媒質とするラマン増幅をより効率的に行える構成となっている。
【００２６】
また、従来のラマン増幅器のように、励起光を入射する場所を分散して挿入しようとすると、波長多重の合波器が必要となり、光集積回の高密度化を阻害する要因となる。これに対し、図１に示す光集積回路によれば、半導体よりなる光導波路の全体に対し、導波路の光軸に垂直な方向に沿ってポンプ光を照射することで、上述した問題を解消している。加えて、図１に示す光集積回路では、反射層１０４を構成要素とする導波路に垂直な方向の共振器を備えるようにしているので、信号光導波層１０５に供給されるポンプ光の強度を増強としている。このように、ポンプ光の強度が増強されるので、光導波路の全域に光パルス光を同時に照射するようにしても、ポンプ光のパワー密度の低下が抑制されるようになる。
【００２７】
ところで、上述したように共振器を用いる場合、共振器のＱ値を高めることで、ポンプ光の光強度をより増強することができるが、共振器のＱ値を高めて増強度を向上させようとすると、共振器が鋭い波長応答特性を持つようになる。このように、共振器が鋭い波長応答性を持つ状態では、広帯域のスペクトル分布を持つ光パルスの強度を増強することが困難となる。ここで、前述したように、図１に示す光集積回路によれば、ポンプレーザ１０６より得られる光パルスの繰り返し周波数に、反射層１０４の反射率を同期させて制御し、光パルスが通過するとき反射率が最小となり、これ以外では高い反射率が維持されるようにした。この結果、図４に示すように、共振器内の光密度（ｃ）は、光パルスの通過毎（ａ）に増強され、残留する分極の密度（ｄ）は、ほぼ一定に保持されるようになる。なお、図４（ｂ）は、反射層１０４における反射の状態（タイミング）を示している。このような増幅作用を持つ図１に示す光集積回路を用いれば、見かけ上損失のない光信号伝播路が構成されており、回路のより大規模化が実現可能となる。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態における他の光集積回路について説明する。図５は、図１に示す光集積回路に演算処理回路などを組み込んだ状態を示す平面図である。図５に示す光集積回路では、コア１０５ａよりなる２組の信号光導波路（信号光導波層１０５）を備え、各信号光導波路には、各々反射層１０４を及びポンプレーザ１０６が設けられ、ポンプレーザ１０６からのポンピング光が、反射層１０４に反射されて信号光導波路に供給可能とされている。また、上記信号光導波路には、複数の演算処理回路５０３が、信号接続部５０４により接続されている。信号接続部５０４は、複数の発光素子及び光検出素子から構成されているものである。なお、図５では、省略しているが、反射層１０４と信号光導波路との間には、図１に示す反射層１０４と同様の反射層を備え、この反射層には、正孔注入電極１１０及び電子注入電極（図示せず）が接続されている。
【００２９】
図５に示す光集積回路では、各ポンプレーザ１０６は、レーザ制御回路５０１により例えば出力光が制御されている。また、正孔注入電極１１０及び図示しない電子注入電極には、同期制御回路（同期制御手段）５０２により電圧が印加され、図示しない反射層に対してキャリアの注入が可能とされている。また、同期制御回路５０２は、レーザ制御回路５０１の制御に同期し、各ポンプレーザ１０６から出射されるパルスポンプ光に同期し、図示しない反射層に対してキャリアの注入を制御している。このように構成された光集積回路によれば、各演算処理回路５０３の間のデータ転送が、ポンプ光により光増幅されている上記信号光導波路を伝播する信号光によりなされる。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態における他の光集積回路について説明する。図６は、本発明の実施の形態における他の光集積回路の構成例を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図６に示す光集積回路では、基板６０１の上に反射層６０２を介し、リング共振器フィルタを備えた光導波路層６０３が配置されている。この光集積回路では、基板６０１の裏面側に配置されたポンプレーザ６０４より出射されたポンプ光は、例えばフレネルレンズよりなる光学系６０５により平行光とされ、基板６０１の裏面側より入射し、反射層６０２を透過して光導波路層６０３に供給される。反射層６０２は、図１に示す反射層１０４と同様に半導体からなるブラッグ反射ミラーであり、ポンプレーザ６０４より出射されるポンプ光のパルスに同期して、反射の状態が制御されている。
【００３１】
図６に示す光集積回路では、光導波路層６０３に形成されているリング共振器フィルタにおいて、入力端より入力された波長λ１，λ２，λ３，λ４の合成信号光が、リング共振器フィルタよりなる光アドドロップマルチプレクサにより分離され、各々の出射端より出力される。また、これらの信号光は、ポンプ光の供給により増幅されて状態で、光導波路層６０３を伝播する。このような、ポンプ光の全面照射は、励起レベルの劣化を招くという欠点を持つ。しかしながら、リング共振器フィルタからなる光アッドドロップマルチプレクサなどの複雑な２次元光回路では、光導波路に沿ったポンプ光のガイドの形成が困難であり、このような場合においては、上述したようにポンプ光の全面照射により、光導波路の一括励起が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態における光集積回路の構成例を概略的に示す断面図である。
【図２】反射層１０４が備える２つのスペクトル応答関数の状態を示す説明図である。
【図３】誘導ラマン散乱を説明するための説明図である。
【図４】ポンプ光のパルスと反射層１０４の反射の状態と共振器内の光密度と残留する分極の密度との時系列の関係を示すタイミングチャートである。
【図５】図１に示す光集積回路に演算処理回路などを組み込んだ状態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態における他の光集積回路の構成例を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図７】リッジ構造よりなる従来のシリコン光導波路の構成を示す断面図である。
【図８】埋め込み構造よりなる従来のシリコン光導波路の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０１…基板、１０２…ポンプ光ガイド層、１０３…回折格子、１０４…反射層、１０５…信号光導波層、１０５ａ…コア、１０５ｂ…下部層、１０６…ポンプレーザ、１０７…発光素子、１０８…光検出素子、１０９…電子注入電極、１１０…正孔注入電極、１２１…溝、１４１…ｎ型シリコン層、１４２…ｐ型シリコン層、１５１，１５２…溝、１７１…鉄層、１７２…ニッケル層、１７３…絶縁層、１８１…ｐ型のゲルマニウム層、１８２…ｉ型のゲルマニウム層、１８３…ｎ型のゲルマニウム層。
【図１】
2006351917.tif 000003
【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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