(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一モード光導波路により構成された入力ポートと、
前記入力ポートが接続された入力側面と、当該入力側面と対向する出力側面とを有する多モード光導波路と、
単一モード光導波路により構成され、前記出力側面に接続された出力ポートと、
前記多モード光導波路の前記出力側面の近隣に設けられた吸収層と
を備え、
前記入力ポート及び前記出力ポートの少なくとも一方が複数本設けられ、
前記多モード光導波路の前記出力側面は、
当該出力側面の端側から中央側に向かって凸状に、前記多モード光導波路の光軸の垂直方向に対し傾斜している面を含み、
前記吸収層の前記多モード光導波路側と逆側の面が、前記垂直方向に対し傾斜している、光デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光デバイスであって、
前記吸収層は、前記多モード光導波路の前記出力側面と隣接して設けられている、光デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の光デバイスであって、
前記多モード光導波路の前記傾斜している面と前記垂直方向とがなす角は、１０度以上５５度以下である、光デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の光デバイスであって、
前記吸収層は、前記多モード光導波路の前記出力側面と離れて設けられ、
前記吸収層の前記多モード光導波路側の面が、前記多モード光導波路に向かないように前記垂直方向に対し傾斜している、光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＭＭＩ（Multi Mode Interference）構造の多モード光導波路を備える光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体レーザと光導波路との接続や、ＭＺ型干渉計を構成するために、多モード干渉光導波路（ＭＭＩ光導波路、以下「ＭＭＩ」という）が広く用いられている。その背景として、近年の通信需要の飛躍的な増大に伴い、互いに異なる波長を有する複数の信号光を多重化することで１本の光ファイバで大容量のデータ伝送を可能とする波長分割多重通信システムの開発が進められている。波長分割多重通信システムを実現するためには、全波長帯域をカバー可能な波長可変光源が必要であるとともに、低コストであることが好ましいことから、モノリシックに集積可能な光半導体デバイスが注目されている。
【０００３】
このような光半導体デバイスにおける波長可変光源には、それぞれが異なる波長の光を発する複数のＬＤ（Laser Diode）を配設してなるＬＤアレーと、それら光を１本の光導波路に結合するＭＭＩとが適用されている。また、ＬＤアレーに加えて、データ信号を生成するための強度変調器や、光増幅素子（Semiconductor Optical Amplifier:ＳＯＡ）を１つの光半導体装置（素子）に集積した構成も実現されている。
【０００４】
しかしながら、従来のＭＭＩでは、各ＬＤからの光の全てが所望の出力光導波路に結合されているのではなく、一部の光が望まれない迷光としてＭＭＩから放射されている。そのため、ＭＭＩから放射され、基板内で反射された迷光が、光導波路に入射されて再度結合した場合には、当該光導波路の素子の特性（例えば通信特性）などに悪影響を及ぼす可能性がある。また、強度変調器として用いられるＭＺ型干渉計には、光の分岐及び合波をするのにＭＭＩが適用されていることから、上述のＬＤアレーを結合するためのＭＭＩと同様に、ＭＺ型干渉計内にて迷光が発生する。その結果、ＭＺ型干渉計に消光比劣化などの悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００５】
そこで、このようなＭＭＩの放射光（迷光）の問題を解決するため様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１では、ＭＭＩの側面に吸収層を配置して、迷光を吸収させることで、素子の特性劣化を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９４３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示の技術によれば、ＭＭＩの出力側面に到達した光のうち、その面を透過して外部に放射される迷光については吸収層により除去することが可能となっている。しかしながら、ＭＭＩの出力側面に到達した光のうち、ＭＭＩの出力側面において内部に反射される光は依然として多いものとなっている。その結果、ＭＭＩの出力側面にて反射した光が、ＬＤ（入力ポート）への戻り光となる場合があり、この場合には、ＬＤの動作が不安定になるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、入力ポートへの戻り光を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る光デバイスは、単一モード光導波路により構成された入力ポートと、前記入力ポートが接続された入力側面と、当該入力側面と対向する出力側面とを有する多モード光導波路と、単一モード光導波路により構成され、前記出力側面に接続された出力ポートと、前記多モード光導波路の前記出力側面の近隣に設けられた吸収層とを備える。前記入力ポート及び前記出力ポートの少なくとも一方が複数本設けられている。前記多モード光導波路の前記出力側面は、当該出力側面の端側から中央側に向かって凸状に、前記多モード光導波路の光軸の垂直方向に対し傾斜している面を含む。前記吸収層の前記多モード光導波路側と逆側の面が、前記垂直方向に対し傾斜している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、出力側面に含まれる面が光軸の垂直方向に対して傾斜しており、それらがなす角が０度より大きくなっている。したがって、出力側面における光の反射率を低減することができ、入力ポートへの戻り光を抑制することができる。よって、ＬＤなど入力ポートに設けられた光素子の動作を安定化することができる。また、出力側面の近隣に吸収層が設けられていることから、出力側面から放射される光による特性劣化への影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの構成を示す断面図である。
【図４】角θｔと反射率の関係を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図６】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの製造方法を示す平面図である。
【図７】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの製造方法を示す平面図である。
【図８】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図９】実施の形態１に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図１０】実施の形態２に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図１１】実施の形態２に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図１２】実施の形態２に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図１３】角θｔと反射率の関係を示す図である。
【図１４】実施の形態３に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図１５】実施の形態３に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図１６】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【図１７】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの構成を示す断面図である。
【図１８】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの構成を示す断面図である。
【図１９】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの構成を示す断面図である。
【図２０】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの構成を示す断面図である。
【図２１】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの構成を示す断面図である。
【図２２】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの製造方法を示す平面図である。
【図２３】実施の形態４に係る光導波路型デバイスの製造方法を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る光デバイスである光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。
【００１３】
図１に示すように光導波路型デバイス１は、単一モード光導波路により構成された入力ポート２と、互いに対向する入力側面３及び出力側面４を有する多モード光導波路５と、単一モード光導波路により構成された出力ポート６と、吸収層７とを備えている。
【００１４】
入力ポート２及び／または出力ポート６は複数本設けられている。入力ポート２は、それより幅が広い入力側面３と接続され、出力ポート６は、それより幅が広い出力側面４と接続されている。図１に示す例では、９本の入力ポート２と、１本の出力ポート６とが設けられ、これらが多モード光導波路５に接続されることにより、９×１ＭＭＩが構成されている。
【００１５】
吸収層７は、多モード光導波路５の出力側面４の近隣に設けられており、後述するように出力側面４から放射される光を吸収する。本実施の形態では、吸収層７は、多モード光導波路５の出力側面４と隣接して設けられている。つまり、多モード光導波路５の出力側面４と、吸収層７の多モード光導波路５側の面７ａ（以下「吸収層入射面７ａ」と記す）とが接触して設けられている。また、本実施の形態では、吸収層７の多モード光導波路５側と逆側の面７ｂ（以下「吸収層反射面７ｂ」と記す）は、多モード光導波路５の光軸５ａと直交している。
【００１６】
さて、図１に示すように、多モード光導波路５の出力側面４は、出力側面４の端側から中央側に向かって凸状に、多モード光導波路５の光軸５ａの垂直方向５ｂ（以下「光軸垂直方向５ｂ」と記す）に対し傾斜している２つの傾斜面４ａ，４ｂを含んでいる。つまり、傾斜面４ａ，４ｂと、多モード光導波路５の光軸垂直方向５ｂがなす角をθｔとすると、θｔ＞０度となっている。
【００１７】
図２及び図３は、本実施の形態に係る光導波路型デバイス１の断面図である。図２は、図１に示される切断線Ａ−Ａ’における断面図であり、図３は、図１に示される切断線Ｂ−Ｂ’における断面図である。
【００１８】
図２及び図３に示されるように、本実施の形態に係る光導波路型デバイス１は、埋め込み構造で形成されている。具体的には、光導波路型デバイス１は、表面に台座が設けられたＩｎＰ基板１１と、台座上に形成されたＩｎＧａＡｓＰのバルクからなる多モード光導波路５と、多モード光導波路５上に形成されたＩｎＰからなる上部クラッド層１２と、台座、多モード光導波路５及び上部クラッド層１２を囲むＩｎＰ層１３と、上部クラッド層１２及びＩｎＰ層１３上に形成されたＩｎＰ層１４とを備えている。そして、台座、多モード光導波路５、上部クラッド層１２及びＩｎＰ層１３の間には、ＩｎＧａＡｓＰの量子井戸構造からなる吸収層７が選択的に設けられている。
【００１９】
次に、上記ＭＭＩの基本動作について説明する。ＭＭＩは、どの入力ポート２から光が入力された場合でも、その光を出力ポート６から出力する機能を有する。したがって、例えば、それぞれが異なる波長の光を発する複数のＬＤ（ここでは図示せず）を、複数の入力ポート２にそれぞれ接続しておき、所望の波長の光のＬＤのみを発光させることで、所望の波長の光を出力ポート６から出力することが可能となっている。つまり、上記ＭＭＩによれば、選択的にＬＤに発光させることで、広帯域の波長可変光源を実現することが可能となっている。なお、各ＬＤに温度調整機構などを付与して、各ＬＤの波長の微調整機能を有するように構成すれば、光の波長の補完が可能となり、隙間なく広帯域をカバーする波長可変光源を実現することができる。
【００２０】
さて、上述したように、いずれかの入力ポート２から入力された光は、多モード光導波路５を伝搬した後、出力ポート６に結合する。ここで、例えば、入力ポート２が１２本である場合には、原理的に１／１２の光のみ結合し、残りの１１／１２の光は出力ポート６には結合されずに、出力側面４から放射される。この出力側面４から放射された光（迷光）は、損失となるだけでなく、外部素子などによって反射されて、多モード光導波路５に再結合した場合には、素子の特性を劣化する原因となりえる。
【００２１】
そこで、上記特許文献１に開示の技術においては、ＭＭＩの出力側面に接して吸収層を配置することで、出力側面から放射される光を吸収し、特性劣化を抑制している。しかし、ＭＭＩの出力側面と吸収層との間の境界面が、光軸垂直方向と平行（つまりθｔ＝０度）であることから、入力ポートからの光のうち、比較的多くの光が出力側面にて反射される。その結果、出力側面にて反射された光がＬＤへの戻り光となり、ＬＤの動作が不安定になるなどの問題が生じてしまう。
【００２２】
そこで、上述したように、本実施の形態では、出力側面４は、光軸垂直方向５ｂと平行ではなく、光軸垂直方向５ｂに対して傾斜する（θｔ＞０度である）傾斜面４ａ，４ｂを含んでいる。これにより、入力ポート２への戻り光を抑制することが可能となっている。このことについて、以下に説明する。
【００２３】
図４は、出力側面４（傾斜面４ａ，４ｂ）と光軸垂直方向５ｂとがなす角θｔに対する反射率を計算した結果である。ＭＭＩの屈折率はｎ＝３．４（ＩｎＧａＡｓＰのバルク）、吸収層７の屈折率はｎ＝３．５（ＩｎＧａＡｓＰの量子井戸構造）とした。計算結果が示すように、上記特許文献１のように角θｔが０度である場合と比べて、角θｔが、１０度以上５５以下程度の間では反射率が低減され、４０度以上５０度以下程度の間では反射率が特に低減されていることが分かる。そして、角θｔが４５度である場合には反射率はほとんどゼロとなっている。
【００２４】
ここで、反射率が低くなると、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）が抑制され、ＬＤの動作が安定化するということになる。その一方で、反射率が低くなると、多モード光導波路５の出力側面４からの放射光（迷光）は多少増えることになるが、その放射光（迷光）は吸収層７により吸収されるので、それによる特性劣化は抑制されている。
【００２５】
また、図１に示すような、角θｔが４５度程度に設定された構成によれば、仮に、出力側面４において反射光が生じたとしても、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）となるためには、同図１の破線矢印に示されるように出力側面４にて複数回（例えば２回）反射することが必要となる。したがって、出力側面４での反射光が、入力ポート２（ＬＤ）に戻りにくくなることから、この観点からも、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）をより抑えることができる。
【００２６】
特に、入力ポート２からの光は、実際には、５度〜１０度程度の広がり角を有しており、広がり角が大きい外側部分では光強度が小さく、広がり角の小さい中央で光強度が最も大きいといった光強度分布を成している。したがって、中央の光強度の成分に起因する入力ポート２への戻り光を小さくしたい場合には、入力ポート２への戻り光を確実に抑制する効果が得られる、角θｔが４５度程度に設定された構成とすることが望ましい。
【００２７】
図５〜図８は、本実施の形態に係る光導波路型デバイス１の製造過程における図である。次に、図５〜図８を用いて、光導波路型デバイス１の製造方法について説明する。
【００２８】
まず、図５に示すように、ＩｎＰ基板１１上にＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法などを用いて、吸収層７となるＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰの量子井戸構造を有する活性層１６を形成した後、その上にＩｎＰからなる上部クラッド層１２の一部を形成する。
【００２９】
その後、フォトリソグラフィー技術を用いて、図６に示すように、吸収層７が形成される領域に酸化シリコンなどのマスク１７を形成し、それ以外の領域をウェットエッチングもしくはドライエッチングにより除去する。その後、選択成長法によってＭＭＩ（入力ポート２、多モード光導波路５及び出力ポート６）となるＩｎＧａＡｓＰバルクのコア層と、ＩｎＰからなる上部クラッド層１２となる層とを順に積層する。
【００３０】
それから、図７に示すように、ＭＭＩを形成すべき領域に酸化シリコンなどのマスク１８をさらに形成し、マスク１７，１８が形成されていない領域をエッチングで除去する。図８は、そのときに形成される構成のうち、図７に示される切断線Ｃ−Ｃ’における構成の断面図である。ただし、図８においては、マスク１７，１８の図示は省略している。
【００３１】
その後、選択成長法によって、ＭＭＩ、吸収層７及び上部クラッド層１２を囲むＩｎＰ層１３を成長させる。その状態から、マスク１７，１８を全てフッ酸等で除去し、その後、最上層であるＩｎＰ層１４を形成する。以上により、図１〜図３に示される本実施の形態に係る光導波路型デバイス１が形成される。
【００３２】
以上で説明したように本実施の形態に係る光導波路型デバイス１では、傾斜面４ａ，４ｂと光軸垂直方向５ｂとがなす角θｔが０度より大きくなっている。したがって、出力側面４における光の反射率を低減することができ、入力ポート２への戻り光を抑制することができる。よって、ＬＤの動作を安定化することができる。また、出力側面４の近隣に吸収層７が設けられていることから、出力側面４から放射される光による特性劣化への影響を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、吸収層７は、多モード光導波路５の出力側面４に隣接して設けられている。したがって、出力側面４から放射される光を、拡散する前に吸収することができる。また、光導波路型デバイス１のサイズを小型化することも期待できる。また、吸収層７が出力側面４に隣接して設けられている場合において、上述の角θｔが１０度以上５５度以下である場合には、図４に示したように、出力側面４における光の反射率をより低減することができることから、ＬＤの動作を確実に安定化することができる。
【００３４】
なお、以上においては、図１に示したように、吸収層７が、傾斜面４ａ，４ｂ近傍にのみ形成されていたが、これに限ったものではない。例えば、図９に示すように、吸収層７が、出力ポート６に沿って長尺化された構成であってもよい。このような構成にすれば、吸収層７に入射された迷光が、吸収層７内を伝搬する距離が長くなることから、当該迷光を、吸収層７において十分に減衰させることができ、吸収層７内において確実に吸収させることができる。なお、図９に示す構成と異なり、吸収層７は出力ポート６に接して設けられてもよいが、出力ポート６を伝搬する光を減衰させないようにするため、図９に示すように吸収層７及び出力ポート６の間に間隙を設け、当該間隙にＩｎＰ層（例えばＩｎＰ層１３）を形成することが望ましい。
【００３５】
＜実施の形態２＞
図１０〜１２は、本発明の実施の形態２に係る光導波路型デバイス１の構成を示す平面図である。本実施の形態では、平面視における吸収層７の形状が実施の形態１と異なっている。そこで、本実施の形態に係る光導波路型デバイス１において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付して説明を省略する。
【００３６】
上述した実施の形態１に係る光導波路型デバイス１の構成では、ＭＭＩの出力側面４から放射された光は、吸収層７で吸収される。しかし、図１に示されるように、吸収層反射面７ｂが光軸垂直方向５ｂと平行である構成において、仮に、強い強度の光が、ＭＭＩの出力側面４から吸収層７（吸収層入射面７ａ）に入射された場合には、当該光が、吸収層反射面７ｂにおいて入射角・反射角が０度で入射・反射されて、入力ポート２（ＬＤ）への戻り光となる可能性がある。これを解決するための構成として、図９に示したように吸収層７を長尺化する構成も考えられるが、レイアウトの関係でスペースに余裕がない場合にはその構成を採用できないと考えられる。
【００３７】
そこで、図１０に示す光導波路型デバイス１では、吸収層反射面７ｂが、光軸垂直方向５ｂに対して傾斜されている。このような構成によれば、吸収層反射面７ｂで反射された光が、入力ポート２側に向かうのを抑制することができることから、スペースに余裕がない場合であっても、吸収層７に入射された光を、吸収層７内において確実に吸収することができる。
【００３８】
なお、スペースに余裕がある場合には、図１１に示すように、図１０に示した構成において、吸収層７を出力ポート６に沿って長尺化した構成にしてもよい。このような構成によれば、吸収層７に入射された光を、吸収層７内においてより確実に吸収することができる。なお、この構成において、吸収層７は出力ポート６に接して設けられてもよいが、出力ポート６を伝搬する光を減衰させないようにするため、図１１に示すように吸収層７及び出力ポート６の間に間隙を設け、当該間隙にＩｎＰ層（例えばＩｎＰ層１３）を形成することが望ましい。
【００３９】
また、図１２に示す構成では、これまでの構成とは異なり、吸収層７は、多モード光導波路５の出力側面４と離れて設けられている。そして、吸収層入射面７ａが、多モード光導波路５に向かないように光軸垂直方向５ｂに対し傾斜している。このような構成によれば、出力側面４から放射された迷光が、吸収層入射面７ａにおいて多モード光導波路５に戻らないように（ここでは光軸垂直方向５ｂに向けて）反射される割合を増やすことができ、その一方で、吸収層入射面７ａから吸収層７内に透過される割合を減らすことができる。したがって、吸収層７から入力ポート２への戻り光を抑制することができることから、ＬＤの動作を安定化することができる。
【００４０】
図１３は、図１２に示す構成において、出力側面４（傾斜面４ａ，４ｂ）と光軸垂直方向５ｂとがなす角θｔに対する反射率を計算した結果である。ＭＭＩの屈折率はｎ＝３．４（ＩｎＧａＡｓＰのバルク）、ＭＭＩ外側の媒質の屈折率はｎ＝３．１７（ＩｎＰ）とした。計算結果が示すように、上記特許文献１のように角θｔが０度である場合と比べて、角θｔが４０〜４５度程度である場合には反射率はほとんどゼロとなっている。
【００４１】
また、実施の形態１でも説明したように、角θｔが４５度程度に設定された構成によれば、仮に、出力側面４において反射光が生じたとしても、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）となるためには出力側面４にて複数回（例えば２回）反射することが必要となる。したがって、出力側面４での反射光が、入力ポート２（ＬＤ）に戻りにくくなることから、この観点からも、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）をより抑えることができる。
【００４２】
なお、図１２に示すように、吸収層７は出力ポート６に接して設けられてもよい。しかし、出力ポート６を伝搬する光を減衰させないようにするため、吸収層７及び出力ポート６の間に間隙を設け、当該間隙にＩｎＰ層（例えばＩｎＰ層１３）を形成することが望ましい。また、図１２に示す構成において、吸収層７内を伝搬する光が完全に吸収されるために、吸収層７が出力ポート６に沿って長尺化されてもよい。また、図１２に示す構成において、吸収層反射面７ｂが、光軸垂直方向５ｂに対して傾斜されて設けられていてもよい。これらの場合であっても、入力ポート２への戻り光を抑制することができることから、ＬＤの動作を安定化することができる。
【００４３】
＜実施の形態３＞
図１４及び図１５は、本発明の実施の形態２に係る光導波路型デバイス１の構成を示す平面図である。なお、本実施の形態に係る光導波路型デバイス１において、実施の形態１で説明した構成要素と同一または類似するものについては同じ符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図１４に示される光導波路型デバイス１では、１本の入力ポート２と、２本の出力ポート６とが設けられており、１×２のＭＭＩが構成されている。このＭＭＩでは、１本の入力ポート２から入射された光は２分岐されて、原理的にはほとんど損失を受けることなく、２本の出力ポート６から出力される。しかし、作成誤差などが原因で、出力側面４から放射される成分が多少存在する。ここで、本実施の形態では、吸収層７が出力側面４に隣接して設けられていることから、出力側面４から放射される光を吸収することが可能となっている。
【００４５】
なお、図１４に示される１×２のＭＭＩでは、出力側面４から放射される光の割合は、２本の出力ポート６の間において高くなると考えられる。また、出力側面４からの放射光は、素子の長手方向とほぼ平行に進むため、他のＭＭＩや、素子とファイバとの結合部分などで再結合する可能性が比較的高い。図１４では、素子の特性に最も悪影響を及ぼすと考えられる、２本の出力ポート６の間に向かう光を矢印で示している。
【００４６】
ここで、図１４に示されるように、上述の角θｔを４５度に設定された構成では、２本の出力ポート６の間に向かう光は、出力側面４においてほぼ４５度に近い入射角・反射角で入射・反射され、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）となるためには出力側面４にて複数回（例えば２回）反射することが必要となる。したがって、出力側面４での反射光が、入力ポート２（ＬＤ）に戻りにくくなることから、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）をより抑えることができる。
【００４７】
なお、図１４に示す構成では、吸収層７が出力ポート６に隣接して設けられているが、出力ポート６を伝搬する光を減衰させないようにするため、吸収層７及び出力ポート６の間に間隙を設け、当該間隙にＩｎＰ層（例えばＩｎＰ層１３）を形成することが望ましい。
【００４８】
図１５に示される光導波路型デバイス１では、２本の入力ポート２と、１本の出力ポート６とが設けられており、２×１のＭＭＩが構成されている。このＭＭＩでは、２本の入力ポート２から入射された光の位相が同相であれば、その光は出力ポート６から出力される。しかし、２本の入力ポート２から入射された光の位相が例えばπずれている場合には消光され、理想的には、出力ポート６から光は出力されない。
【００４９】
なお、実際には、光の位相が同相である状態、及び、πずれている状態のいずれであっても、作成誤差などが原因で、出力側面４から放射される成分が多少存在する。ここで、本実施の形態では、吸収層７が出力側面４に隣接して設けられていることから、出力側面４から放射される光を吸収することが可能となっている。
【００５０】
また、図１５に示されるように、上述の角θｔを４５度に設定された構成では、実施の形態１で図１を用いて説明した構成と同様に、出力側面４での反射光が、入力ポート２（ＬＤ）に戻りにくくなることから、入力ポート２への戻り光（ＬＤへの戻り光）をより抑えることができる。
【００５１】
＜実施の形態４＞
図１６は、本発明の実施の形態４に係る光導波路型デバイスの構成を示す平面図である。図１６に示されるように、本実施の形態に係る光導波路型デバイスは、それぞれが異なる波長の光を発する９本のＬＤ３１と、実施の形態１の光導波路型デバイス１と同様の構成を有する９×１ＭＭＩ４１と、ＭＺ（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）型変調器５１とを備えている。そして、ＭＺ型変調器５１は、変調電極５２と、図１４に示す構成と同様の構成を有する１×２ＭＭＩ５３、及び、図１５に示す構成と同様の構成を有する２×１ＭＭＩ５４とを備えている。
【００５２】
９本のＬＤ３１は、９×１ＭＭＩ４１の９本の入力ポート２とそれぞれ接続され、９×１ＭＭＩ４１の１本の出力ポート６は、１×２ＭＭＩ５３の１本の入力ポート２と接続されている。そして、１×２ＭＭＩ５３の２本の出力ポート６の一方は、２×１ＭＭＩ５４の２本の入力ポート２の一方と接続され、１×２ＭＭＩ５３の２本の出力ポート６の他方は、２×１ＭＭＩ５４の２本の入力ポート２の他方と、変調電極５２を介して接続されている。
【００５３】
以上の構成において、所望の１本のＬＤ３１を発光させると、所望の波長の光が９×１ＭＭＩ４１の出力ポート６から出力される。このとき、原理的に１／９の光は９×１ＭＭＩ４１の出力ポート６から出力されるが、残りの８／９の光は出力ポート６に結合できずに、９×１ＭＭＩ４１の出力側面から放射される。しかし、本実施の形態では、吸収層７が当該出力側面に隣接して設けられていることから、そこから放射される光が吸収される。したがって、当該光が、その後段のＭＺ型変調器５１の変調信号に及ぼす悪影響を抑制することができる。また、９×１ＭＭＩ４１の出力側面は光軸垂直方向５ｂに対して４５度で傾斜しているため、実施の形態１などで説明したように、ＬＤ３１側への戻り光を非常に小さくすることができ、ＬＤ３１の特性を安定化することができる。
【００５４】
次に、９×１ＭＭＩ４１の後段に位置するＭＺ型変調器５１の構成要素について説明する。
【００５５】
９×１ＭＭＩ４１の出力ポート６と接続された１×２ＭＭＩ５３では、１本の入力ポート２から入射された光は２分岐されて、原理的にはほとんど損失を受けることなく、２本の出力ポート６から出力される。しかし、作成誤差などが原因で、１×２ＭＭＩ５３の出力側面から放射される成分が多少存在する。ここで、本実施の形態では、吸収層７が当該出力側面に隣接して設けられていることから、そこから放射される光が吸収される。したがって、その光が後段の素子に及ぼす悪影響を抑制することができる。また、１×２ＭＭＩ５３の出力側面は光軸垂直方向５ｂに対して４５度で傾斜しているため、実施の形態１などで説明したように、ＬＤ３１側への戻り光を非常に小さくすることができ、ＬＤ３１の特性を安定化することができる。
【００５６】
１×２ＭＭＩ５３と２×１ＭＭＩ５４との中間のアーム部には、上述の変調電極５２が設けられている。この変調電極５２に電圧を印加することで、変調電極５２が設けられたアーム部（光導波路）の屈折率が変化し、光の位相が変化する。その結果、印加電圧の大きさにより、ＭＺ型変調器５１の光出力についてＯＮ／ＯＦＦの切り替えが可能となる。例えば、２本のアームを透過する光の位相が同じ場合には光は出力され、当該位相がπずれている場合には当該光は打ち消し合うため出力されなくなる。よって、電圧（信号）を印加する信号電圧印加手段５５を用いて、変調電極５２に電気のＲＺ（Return to Zero）信号を印加することで、光のＲＺ信号が得られることになる。
【００５７】
なお、実際には、アームを透過する光の位相が同相である状態、及び、πすれている状態のいずれであっても、作成誤差などが原因で、２×１ＭＭＩ５４の出力側面から放射される光が多少存在する。仮に、この放射光が、信号光が通過しているファイバの結合部分などから混入した場合には、変調信号の消光比劣化などの問題が生じる。それに対し、本実施の形態では、吸収層７が当該出力側面に隣接して設けられていることから、出力側面から放射される光を吸収することが可能となっていることから、このような問題が生じるのを抑制することができる。また、２×１ＭＭＩ５４の出力側面は光軸垂直方向５ｂに対して４５度で傾斜しているため、実施の形態１などで説明したように、ＬＤ３１側への戻り光を非常に小さくすることができ、ＬＤ３１の特性を安定化することができる。
【００５８】
図１７〜図２１は、それぞれ図１６に示される切断線Ａ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’，Ｄ−Ｄ’，Ｅ−Ｅ’における断面図を示している。
【００５９】
図１７に示されるように、ＬＤ３１は、ＩｎＰ基板１１と、その上に順に形成されたＩｎＧａＡｓＰの量子井戸構造からなる層２２、上部クラッド層１２、ＩｎＰ層１４と、上部クラッド層１２内に設けられた回折格子２１とを備えている。そして、層２２の側面には、層２２と９×１ＭＭＩ４１の入力ポート２とを接続するＩｎＧａＡｓＰのバルクからなる光導波路２３が設けられている。
【００６０】
図１８及び図１９に示される構成は、図２及び図３に示される構成とほぼ同じであり、図２０及び図２１に示される構成は、埋め込み構造とハイメサ構造との違いを除けば、図２及び図３に示される構成とほぼ同じである。なお、ここでは、９×１ＭＭＩ４１は埋め込み構造（図１８及び図１９）で形成され、１×２ＭＭＩ５４はハイメサ構造（図２０及び図２１）で形成されているが、これに限ったものではなく、これら全て埋め込み構造で形成してもよい。
【００６１】
次に、本実施の形態に係る光導波路型デバイスの作成方法について説明する。
【００６２】
まず、ＩｎＰ基板１１上にＭＯＣＶＤ法などを用いて、ＬＤ３１及び吸収層７となるＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰの量子井戸構造を有する活性層１６を形成した後、その上にＩｎＰからなる上部クラッド層１２の一部を形成する。この際、波長選択性を得ることでＤＦＢレーザを構成するため、ＬＤ３１を構成する量子井戸構造の領域上には、図１７に示すように回折格子２１を形成する。
【００６３】
その後、フォトリソグラフィー技術を用いて、図２２に示すように、ＬＤ３１及び吸収層７が形成される領域に酸化シリコンなどのマスク２６を形成し、それ以外の領域をウェットエッチングもしくはドライエッチングにより除去する。その後、選択成長法によってＭＭＩ（入力ポート２、多モード光導波路５及び出力ポート６）となるＩｎＧａＡｓＰバルクのコア層と、ＩｎＰからなる上部クラッド層１２となる層とを順に積層する。
【００６４】
それから、図２３に示すように、ＭＭＩ４１，５３，５４と、ＬＤ３１及びＭＭＩ４１を結合するための光導波路と、ＭＭＩ４１及びＭＭＩ５３を結合するための光導波路と、ＭＭＩ５３及びＭＭＩ５４を結合するための光導波路を形成すべき領域に酸化シリコンなどのマスク２７をさらに形成する。そして、マスク２６，２７が形成されていない領域をエッチングで除去する。
【００６５】
その後、選択成長法によって、ＬＤ３１、ＭＭＩ４１，５３，５４、上述の光導波路、吸収層７及び上部クラッド層１２を囲むＩｎＰ層１３を成長させる。その状態から、マスク２６，２７を全てフッ酸等で除去し、その後、最上層であるＩｎＰ層１４を形成する。以上により、図１６〜図２１に示される本実施の形態に係る光導波路型デバイスが形成される。
【００６６】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１  光導波路型デバイス、２  入力ポート、３  入力側面、４  出力側面、５  多モード光導波路、５ｂ  光軸垂直方向、６  出力ポート、７  吸収層、７ａ  吸収層入射面、７ｂ  吸収層反射面。
【図１】
0005665728.tif 000002
【図２】
0005665728.tif 000003
【図３】
0005665728.tif 000004
【図４】
0005665728.tif 000005
【図５】
0005665728.tif 000006
【図６】
0005665728.tif 000007
【図７】
0005665728.tif 000008
【図８】
0005665728.tif 000009
【図９】
0005665728.tif 000010
【図１０】
0005665728.tif 000011
【図１１】
0005665728.tif 000012
【図１２】
0005665728.tif 000013
【図１３】
0005665728.tif 000014
【図１４】
0005665728.tif 000015
【図１５】
0005665728.tif 000016
【図１６】
0005665728.tif 000017
【図１７】
0005665728.tif 000018
【図１８】
0005665728.tif 000019
【図１９】
0005665728.tif 000020
【図２０】
0005665728.tif 000021
【図２１】
0005665728.tif 000022
【図２２】
0005665728.tif 000023
【図２３】
0005665728.tif 000024