(57)【要約】【課題】高速のスイッチングを可能とする面型光スイッチ及び面型光スイッチアレイ及び光通信システムを提供する。【解決手段】半導体基板上にＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層と該活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡とを有する面発光半導体レーザと、該面発光半導体レーザから出射される光を変調するための電圧を印加する変調電極と該変調電極によって形成された電界によって屈折率変化が生じる電気光学効果をもつ媒体と前記電気光学効果をもつ媒体の屈折率変化を光強度に変換するための偏光板とを有する面型光変調器とからなる面型光スイッチにおいて、前記電気光学効果をもつ媒体として、有機結晶（ＤＡＳＴ）が用いられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上にＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層と該活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡とを有する面発光半導体レーザと、該面発光半導体レーザから出射される光を変調するための電圧を印加する変調電極と該変調電極によって形成された電界によって屈折率変化が生じる電気光学効果をもつ媒体と前記電気光学効果をもつ媒体の屈折率変化を光強度に変換するための偏光板とを有する面型光変調器とからなる面型光スイッチにおいて、前記電気光学効果をもつ媒体として、有機結晶が用いられることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項２】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記有機結晶は、４−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４’−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ（ＤＡＳＴ）であることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項３】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、電気光学効果をもつ媒体としての有機結晶の屈折率を制御する変調電極は、進行波型電極であることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項４】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極には、直流電圧と交流電圧とが重畳して印加されるようになっていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項５】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記屈折率変化を光強度に変換するための偏光板は、電気光学効果をもつ媒体に対して光の出射側に１層形成されていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項６】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記半導体レーザは、一定の偏光方向を有し、その開口部は、面内に直行する方向の第１の寸法及び第２の寸法を有し、前期第１の寸法は第２の寸法より大きく、前記偏光方向は、前記第１の寸法の方向に設定されていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項７】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極は電気光学効果の媒体ＤＡＳＴ上に形成されていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項８】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極は同一平面上に形成され、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴは変調電極間に形成されていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項９】
請求項８記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極間へのＤＡＳＴの形成は、変調電極をパターニングして溝部を形成する工程と、パターニングによって形成された溝部に電気光学効果をもつＤＡＳＴを形成する工程と、研磨によって不要なＤＡＳＴを除去する研磨工程とによってなされることを特徴とする面型光スイッチの作製方法。
【請求項１０】
請求項９記載の面型光スイッチの作製方法において、前記研磨工程は、微粒子を含む研磨剤を用いる第１の研磨工程と、それに引き続く微粒子を含む研磨剤を用いない第２の研磨工程との２段階の工程からなることを特徴とする面発光スイッチの作製方法。
【請求項１１】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面型光変調器は、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴに対して、面型光スイッチの光出射側にパシベーション層が設けられていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項１２】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザのＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層は、ＧａＩｎＮＡｓ系材料からなる層を含むことを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項１３】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザは、半導体基板がＧａＡｓで構成されており、活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡がＡｌＧａＡｓ系材料で構成されていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項１４】
請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザには、ポリイミド保護層が形成されていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項１５】
請求項１４記載の面型光スイッチにおいて、前記ポリイミド保護膜は、感光性のポリイミドで形成されていることを特徴とする面型光スイッチ。
【請求項１６】
請求項１記載の面発光半導体レーザと面型光変調器とがアレイ状に並んで構成されていることを特徴とする面型光スイッチアレイ。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項８，請求項１１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の面型光スイッチあるいは請求項１６記載の面型光スイッチアレイが光出力部に用いられていることを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面型光スイッチ及びその作製方法及び面型光スイッチアレイ及び光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットに代表される情報化社会の急速な進展によって、より多くの情報をやり取りするために、大容量高速の光通信の要求は高まる一方である。そのため、幹線系のネットワークばかりでなく、ＬＡＮ、ネットワーク端末や電子機器間、ボード間、ＬＳＩチップ間にも光を用いた情報伝達が提案されている。特に、機器間やボード間、ＬＳＩチップ間を結ぶ光インターコネクションにおいては、面型光スイッチがキーデバイスとなる可能性がある。これら、光による信号のインターコネクションを考えた場合、単なる面型の発光機能だけではなく、光強度の変調機能，スイッチング機能が重要である。
【０００３】
従来、基板に垂直な方向の光強度を制御しようとする試みはいくつか行われている。その１つに、液晶セルを用いた光スイッチ素子があるが、平面ディスプレイ用として開発されており、応答速度は、ネマチック液晶で数ｍ秒、強誘電性液晶でも数μ秒と非常に遅い。一方、半導体レーザを直接駆動する方法も検討され、近年その駆動速度は改善され、向上する傾向にある。
【０００４】
しかし、このような半導体レーザの直接駆動は、キャリアの注入を伴い、その緩和時間のために、１０ＧＨｚ以上の高速動作において制限がある。そのため、例えば特許文献１には、半導体分布ブラッグ反射鏡（半導体ＤＢＲ）を有する共振器を２つ設け、一方の共振器を面発光レーザのものとし、他方の共振器を印加電圧によって屈折率が変化する光変調器のものとすることで、高速性を改善した光スイッチが提案されている。この特許文献１では、半導体レーザの直接駆動とは異なり、光変調器に電圧を印加することで、光のスイッチングを行うため、キャリアの注入を伴わず、高速動作が可能となる。
【０００５】
しかし、制御電極は、屈折率変化をもたらす半導体層をはさみ平行平板型であり、また半導体層の誘電率も大きいため、容量（Ｃ）と半導体ＤＢＲの抵抗（Ｒ）とによる時定数（ＲＣ）により、高速動作のための上限が規定されてしまう。そのためには、半導体層の低誘電率化や半導体ＤＢＲの低抵抗化が必要となるが、光学特性との整合性もあり改善は難しい。また、半導体ＤＢＲの抵抗も高く、進行波型電極として、インピーダンスマッチングを図ることも難しい。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２１５８１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題を解決し、高速のスイッチングを可能とする面型光スイッチ及びその作製方法及び面型光スイッチアレイ及び光通信システムを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、半導体基板上にＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層と該活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡とを有する面発光半導体レーザと、該面発光半導体レーザから出射される光を変調するための電圧を印加する変調電極と該変調電極によって形成された電界によって屈折率変化が生じる電気光学効果をもつ媒体と前記電気光学効果をもつ媒体の屈折率変化を光強度に変換するための偏光板とを有する面型光変調器とからなる面型光スイッチにおいて、前記電気光学効果をもつ媒体として、有機結晶が用いられることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記有機結晶は、４−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４’−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ（ＤＡＳＴ）であることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、電気光学効果をもつ媒体としての有機結晶の屈折率を制御する変調電極は、進行波型電極であることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極には、直流電圧と交流電圧とが重畳して印加されるようになっていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記屈折率変化を光強度に変換するための偏光板は、電気光学効果をもつ媒体に対して光の出射側に１層形成されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記半導体レーザは、一定の偏光方向を有し、その開口部は、面内に直行する方向の第１の寸法及び第２の寸法を有し、前期第１の寸法は第２の寸法より大きく、前記偏光方向は、前記第１の寸法の方向に設定されていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極は電気光学効果の媒体ＤＡＳＴ上に形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極は同一平面上に形成され、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴは変調電極間に形成されていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極間へのＤＡＳＴの形成は、変調電極をパターニングして溝部を形成する工程と、パターニングによって形成された溝部に電気光学効果をもつＤＡＳＴを形成する工程と、研磨によって不要なＤＡＳＴを除去する研磨工程とによってなされることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の面型光スイッチの作製方法において、前記研磨工程は、微粒子を含む研磨剤を用いる第１の研磨工程と、それに引き続く微粒子を含む研磨剤を用いない第２の研磨工程との２段階の工程からなることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面型光変調器は、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴに対して、面型光スイッチの光出射側にパシベーション層が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項１２記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザのＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層は、ＧａＩｎＮＡｓ系材料からなる層を含むことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１３記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザは、半導体基板がＧａＡｓで構成されており、活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡がＡｌＧａＡｓ系材料で構成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１４記載の発明は、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザには、ポリイミド保護層が形成されていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の面型光スイッチにおいて、前記ポリイミド保護膜は、感光性のポリイミドで形成されていることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１６記載の発明は、請求項１記載の面発光半導体レーザと面型光変調器とがアレイ状に並んで構成されていることを特徴とする面型光スイッチアレイである。
【００２４】
また、請求項１７記載の発明は、請求項１乃至請求項８，請求項１１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の面型光スイッチあるいは請求項１６記載の面型光スイッチアレイが光出力部に用いられていることを特徴とする光通信システムである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００２６】
近年、東北大学において、有機結晶である４−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４’−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ（ＤＡＳＴ）（構造式は化１である）が開発されている。
【００２７】
【化１】
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【００２８】
この有機結晶（ＤＡＳＴ）は、極めて大きな非線形光学定数ｄ１１＝１０１０ｐｍ／Ｖ（λ＝１．３μｍ）と電気光学定数ｒ１１＝５３ｐｍ／Ｖ（λ＝１３００ｎｍ）とを有し、有機結晶特有の低い誘電率（５．２）であるために、低電圧，高速の光変調や検波，ミリ波（または、サブミリ波）発生など関心を集めている。また、有機結晶であるため、有機高分子のように分極処理を必要とせず、分極緩和のような経時変化はなく安定である。実際に、改良シェア法によってＤＡＳＴの薄膜を形成して光変調を行った報告（Ｍ．Ｔｈａｋｕｒ他、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．７４（１９９９）６３５）や、ＤＡＳＴの電気光学効果を用いて、その屈折率変化から信号線を伝搬する電気信号を計測する報告（特開平８−２６２１１７）がなされている。
【００２９】
本願の発明者は、このような有機結晶材料を半導体レーザと組み合わせて、光スイッチとして構成することに着目し、本発明を完成させた。
【００３０】
さらに、ＤＡＳＴは、イオン性結晶のため、トルエンやヘキサンなどの一部の無極性有機溶媒を除いて、水やメタノール，エタノール，プロパノール，アセトン等の溶媒に可溶であるために、フォトリソグラフィーを用いたパターニングが困難であり、加工が課題となっている。戒能らによって、ＤＡＳＴ結晶上にＰＭＭＡリフトオフ層を設けた導波路形成が報告されている（文献「応用物理  ６９巻（２０００）５３２」を参照）。この報告では、バルク結晶を樹脂に埋め込み、Ｓｉ基板に固定後、リフトオフ層であるＰＭＭＡを塗布とベークによって形成し、その上層に、同様にバッファ層とレジスト塗布を行う。その後、マスクを用いて、露光，現像を行うことで、レジストを導波路パターンに加工する。更に、酸素を用いたドライエッチングにより、下層のバッファ層，リフトオフ層，ＤＡＳＴ結晶の加工を行い、ＤＡＳＴ結晶が可溶しないトルエン溶媒を用いて、ＰＭＭＡからなるリフトオフ層を除去することで、水や現像液に可溶なＤＡＳＴ結晶を溶かすことなく、ＤＡＳＴの導波路加工を行っているが、リフトオフ層やバッファ層など、最終的には除去してしまう層の形成があり、プロセスが複雑という問題がある。
【００３１】
本発明は、さらに、このような問題を解決することをも意図している。
【００３２】
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る面型光スイッチの基本的な構成例を示す図である。なお、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は平面図である。図１（ａ），（ｂ）の面型光スイッチは、半導体基板上に形成された、面発光半導体レーザと、電気光学効果をもつ媒体として有機結晶を含む光変調器とからなっている。
【００３３】
ここで、面発光半導体レーザは、半導体基板（例えばｎ−ＧａＡｓ基板）上に、下部ミラー層（下部多層膜反射鏡）としての半導体分布ブラッグ反射鏡（半導体ＤＢＲ）と、活性層としてのＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体と、上部ミラー層（上部多層膜反射鏡）としての半導体ＤＢＲとからなる共振器構造が形成されて構成されている。そして、この半導体積層構造の表面から少なくとも活性層の下端まで（図１の例では、下部ミラー層の表面まで）がエッチング除去されて柱状構造のレーザ構造部が形成されており、このレーザ構造部の表面にポリイミド保護膜が設けられている。
【００３４】
ポリイミド保護膜は、ポリイミドワニスやポリイミド前駆体などと呼ばれる前記縮合反応の中間反応物を塗布した後、加熱硬化させて形成されるもので、非常に簡便な方法で形成することができる。また、樹脂を塗布して硬化するため、レーザ構造部などを除く凹部を埋めて素子の平坦化を行うことができ、上部電極を形成する場合に、リソグラフィーの焦点深度の低下を招くことがないため、レジストのパターニングが容易となる。また、段差がないため、上部電極の成膜において十分なカバレージを確保でき、その膜厚も均一であることから、リフトオフやエッチングにおけるパターン形成におけるトラブルも発生せず、上部電極形成が容易となる。また、ポリイミド膜は、ＰＭＭＡなどと比べて水分透過性が低く、レーザ素子部、特に活性層などへの水分の侵入を防ぐことによって阻止の劣化を防ぎ、高信頼の素子を提供できる。
【００３５】
そして、上記共振器構造中の活性層の近傍に電流狭窄層（例えば、ＡｌＡｓ膜の酸化による絶縁性のＡｌｘＯｙ膜）が形成され、また、上部ミラー層に接して、光取り出し窓を有する上部電極が形成され、また、半導体基板の裏面には下部電極が形成されている。
【００３６】
なお、この例では、電流狭窄層としては、ＡｌＡｓ膜の酸化による絶縁性のＡｌｘＯｙ膜による構造が採られているが、プロトンインプランテーションや酸素イオンインプラテーションにより活性層近傍に絶縁領域を設ける構造を用いることもできる。
【００３７】
また、上記面発光半導体レーザにおいて、活性層は、ＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体で構成されている。具体的には、活性層は、波長０．８５μｍ帯の発光を示すＡｌＧａＡｓ系材料や波長１．１μｍよりも長波長で発光するＧａＩｎＮＡｓ系材料で構成されている。特に、ＧａＩｎＮＡｓ系材料、具体的には、ＧａＡｓＮ，ＧａＩｎＮＡｓ，ＧａＡｓＮＳｂ，ＧａＩｎＮＡｓＳｂは、ＧａＡｓ基板上に、光ファイバーの損失が少ない、波長１．１μｍよりも長波長で発光する活性層を形成できる。また、このような材料は、ＧａＡｓまたはＡｌＧａＡｓとヘテロ接合を形成したときに、伝導帯バンドの不連続を２００ｍｅＶ以上と大きくとることができるので、活性層に電子を有効に閉じ込めることができる。よって、温度特性の良好なレーザを形成できる。
【００３８】
半導体基板として、ＧａＡｓ単結晶基板を用いた場合、上部多層膜反射鏡および下部多層膜反射鏡を、ＧａＡｓ基板と格子整合し屈折率差を大きくとれるＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ／ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ（０≦ｙ＜ｘ≦１）の半導体ＤＢＲで構成するのが好適である。これは、少ない層数で高い反射率の半導体ＤＢＲが得られ、半導体ＤＢＲ部の熱抵抗を低くできるので、放熱性に優れるためである。従って、１．１μｍよりも長波長帯において、より温度特性の良好な面発光半導体レーザを提供できる。
【００３９】
一方、光変調器は、図１（ａ），（ｂ）の構成例では、面発光半導体レーザから出射された光を変調するための電圧を印加する変調電極と、この変調電極によって形成される電界により屈折率変化を生じる電気光学効果を示す媒体と、電気光学効果を示す媒体の屈折率変化を光強度に変換するための偏光板とからなっている。なお、図１の例では、電気光学効果を示す媒体として、有機結晶である４−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４’−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ（ＤＡＳＴ）が用いられている。ＤＡＳＴは、リチウム・ナイオベイト（ＬＮ）に比べて大きな電気光学定数を持つため、低電圧で変調効率の高い変調を行うことができ、また、誘電率が５．２と小さいために、高速の光変調が可能となる。
【００４０】
図１（ａ），（ｂ）の例では、面発光半導体レーザの偏光方向を規定しない正方形の開口が用いられており、ＤＡＳＴに入射する偏光方向を規定するために２枚の偏光板を用いている。この場合、ＤＡＳＴの最も大きな電気光学定数ｒ１１を使うため、この有機結晶のａ軸方向に電界が印加され、入射光の偏波方向はａ軸に対して４５°入射となるように偏光板の偏光方向を規定している。この例では、結晶のａ軸は基板に平行方向となるように配置しているため、電界も基板と平行になるように、図１のようなコプレナー配置となっている。また、光の進行方向は、結晶のｃ軸となる。従って、屈折率変化Δｎは、電界Ｅに対して、結晶の屈折率ｎ１，ｎ２、電気光学定数ｒ１１，ｒ２１を用いて、次式（数１）のように表わすことができる。
【００４１】
【数１】
Δｎ＝−（１／２）・（ｎ１３ｒ１１−ｎ２３ｒ２１）Ｅ
【００４２】
図１（ａ），（ｂ）の構成例の面型光スイッチでは、ＤＡＳＴに入射した直線偏光は、複屈折により楕円偏光となるが、更に外部から印加された変調電圧に従って、数１のように屈折率に変化が生じるため、出射側の偏光板によって偏光成分を取り出すと、光強度の変調として現れる。ここでは、入射側と出射側の偏光板は、直交するように配置されている。
【００４３】
変調電極は、ＤＡＳＴ上に形成され、コプレーナ配置となっている。このため、従来から問題になっていたＤＡＳＴの加工は必要がなく、複雑な工程でのＤＡＳＴパターニングを必要としないため、低コストでの光変調器が形成できる。また、ＤＡＳＴ膜厚は、電極厚みによらず自由に設計できるため、変調深さの設計自由度が高い構造である。
【００４４】
さらに、ＤＡＳＴは吸湿性があり、結晶内に水分子を取り込むことによって、非線形性が消失して、電気光学効果を生じなくなる。そのため、ＤＡＳＴに対して光出射側に、ＤＡＳＴを水分から隔離するためのパシベーション層を形成することによって、外部からの水分の侵入を防ぎ、非線形性の低下を防止できる。パッシベーション膜は、シリコン酸化膜ＳｉＯ２，シリコン窒化膜ＳｉＮ，シリコンオキシナイトライド膜ＳｉＯＮなどの無機膜や、ポリイミド樹脂，エポキシ樹脂，シリコン樹脂などの有機膜を用いることができる。
【００４５】
また、図２に示すように、複屈折による光強度は、最大強度Ｉｍａｘから最小強度Ｉｍｉｎまで変化し、これは、ＤＡＳＴの膜厚などに依存する。そこで、動作点（ＩｍａｘとＩｍｉｎの中心）で変調動作を行うように、光学バイアスに相当する直流電圧を変調信号である交流電圧（変調電圧）に重畳することによって、変調深さの深い（変調効率の良い）変調を実現することができる。
【００４６】
図１（ａ），（ｂ）の構成例の面型光スイッチは、次のように作製することができる。すなわち、先ず、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ−ＧａＡｓ（１００）基板上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓ／ｎ−ＧａＡｓの２８ペアからなる下部多層膜反射鏡（下部ミラー層）、３層のＧａＩｎＮＡｓと２層のＧａＡｓとからなる多重量子井戸活性層、ＡｌＡｓ選択酸化層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ｐ−ＧａＡｓの２０ペアからなる上部多層膜反射鏡（上部ミラー層）、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層を、レーザ構造積層膜として形成する。ここでは、波長１．３μｍのレーザ発振を想定しているため、半導体ＤＢＲ（下部ミラー層，上部ミラー層）のＡｌＧａＡｓ層，ＧａＡｓ層の厚さは、材料の屈折率を考慮して、１／４波長の厚さになっている。また、半導体ＤＢＲにはさまれた光共振器の厚さは、１波長に相当するものに設定されている。
【００４７】
次に、このレーザ構造積層膜の３０μｍ×３０μｍの領域の柱状形状（ポスト形状）のレーザ発振部の半導体柱が残るように、ＡｌＡｓ選択酸化層に達する深さ以上までＣｌ２ガスでＥＣＲエッチングする。
【００４８】
次に、半導体柱のＡｌＡｓ選択酸化層の端面から水蒸気を導入し、約２５μｍ２の断面の電流経路を残して、絶縁性のＡｌｘＯｙ電流狭窄層に変化させる。次に、非感光性ポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、硬化させる。
【００４９】
次いで、レジストを塗布し、リソグラフィー、Ｏ２ガスを用いたＲＩＥエッチングにより、半導体柱の上面の２５μｍ×２５μｍの領域のポリイミドを除去する。次に、このポリイミドを除去した半導体柱の上面の光出射部を除いた領域とポリイミド表面にＡｕ／Ａｕ−Ｚｎ／Ｃｒの上部電極及び配線部及びボンディングパッドを蒸着とリフトオフ法で形成する。ここで、上部電極に開口部として、例えば１０μｍ×１０μｍの大きさの開口を形成する。
【００５０】
また、ｎ−ＧａＡｓ基板の裏面にＡｕ／Ｎｉ／Ａｕ−Ｇｅ下部電極を蒸着する。このようにして、１．３μｍ帯面発光半導体レーザを作製することができる。
【００５１】
一方、例えば石英ガラス基板上に、厚さ２０μｍのＤＡＳＴ結晶を作製する。すなわち、公知技術によりＤＡＳＴメタノール飽和溶液を用いた徐冷法により作製したＤＡＳＴ結晶を石英ガラス基板上に固定し、研磨を行い薄層化する。
【００５２】
この例では、基板として、石英ガラス基板を用いたが、使用する波長に対して透明であれば、ＳｉやＧａなどの半導体基板や、ポリイミドやＰＭＭＡ，エポキシ樹脂などの有機物からなる基板を用いても良い。
【００５３】
また、上記例では、種結晶を用いた徐冷法でＤＡＳＴ層を形成したが、文献「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．７４（１９９９）６３５」に記載されているような改良シェア法によってＤＡＳＴ薄膜を形成したり、ＭＯＶＰＥ法によってＤＡＳＴ薄膜を形成しても良い。
【００５４】
次に、このＤＡＳＴの上層にＡｕの変調電極を形成する。ここで、変調電極間の距離は、１２μｍであり、面発光半導体レーザの開口（大きさは１０μｍ×１０μｍ）に対してアライメントマージンをもつ電極間距離とする。次いで、この上層に、ＤＡＳＴを水分から隔離するパッシベーション膜としてＳｉＯＮ膜を形成し、更にその上層に偏光板を貼り合わせる。ここで、偏光板の偏光方向は、ＤＡＳＴ結晶のａ軸方向と４５°の角度をなすようにアライメントする。
【００５５】
次いで、石英ガラス基板を０．１ｍｍまで研磨によって薄層化し、入射側の偏光板を貼り合わせる。すなわち、入射側の偏光板を、その偏光方向が出射側の偏光板と直交するように貼り合わせる。
【００５６】
このようにして、電気光学効果をもつ媒体としてＤＡＳＴを含む光変調器を、先に形成した面発光半導体レーザに貼り合わせて、図１（ａ），（ｂ）の構成の面型光スイッチを形成することができる。
【００５７】
このようにして形成した面型光スイッチは、電気光学効果の媒体として、有機結晶であるＤＡＳＴが用いられることによって、電気光学定数が大きく、誘電率が小さい特徴を生かした高速のスイッチングを可能とし、変調電極に直流電圧と交流電圧とを重畳して印加することによって、直流電圧により適切な光学バイアス点を設定できるため、十分な信号のＯＮ／ＯＦＦ比を確保できる。
【００５８】
また、ＤＡＳＴ上に変調電極を形成し、ａｓ−ｇｒｏｗｎ結晶をパターニングせずに用いることができ、工程数を削減でき、低コストな面型光スイッチを提供できる。また、ＳｉＯＮからなるパシベーション層を設けることによって、ＤＡＳＴの非線形性が劣化しない面型光スイッチを提供できる。
【００５９】
また、面発光半導体レーザにおいて、ＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層にＧａＩｎＮＡｓ系材料が用いられることによって、光ファイバーとの整合性のよい１．１μｍよりも長波長帯の波長を持ち、温度に対するレーザ特性が安定し、また、半導体基板がＧａＡｓで構成され、上部半導体多層膜反射鏡および下部半導体多層膜反射鏡がＡｌＧａＡｓ系材料で構成されていることによって、放熱性に優れ、温度に対するレーザ特性が安定した信頼性の高い面型光スイッチを形成できる。
【００６０】
また、ポリイミド保護層を形成することによって、上部電極のパターニングが容易で水分による素子劣化のない高信頼性のデバイスを提供できる。
【００６１】
また、図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る面型光スイッチの他の構成例を示す図である。なお、図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は平面図である。図３（ａ），（ｂ）の面型光スイッチは、面発光半導体レーザの偏光方向を制御し、偏光板を１枚だけにした点が、図１（ａ），（ｂ）の面型光スイッチと異なっている。さらに、変調電極については、抵抗を付与し、５０Ωのインピーダンスマッチングの取れた進行波型電極とすることで、容量の影響をなくし、非常に高速な光変調に対応できる電極構造としている。
【００６２】
その他は、図１の面型光スイッチと同様である。
【００６３】
図３（ａ），（ｂ）の面型光スイッチは、図１（ａ），（ｂ）の面型光スイッチと同様、半導体基板上に形成された、面発光半導体レーザと、電気光学効果をもつ媒体として有機結晶を含む光変調器とからなっている。
【００６４】
ここで、面発光半導体レーザは、半導体基板（例えばｎ−ＧａＡｓ基板）上に、下部ミラー層（下部多層膜反射鏡）としての半導体分布ブラッグ反射鏡（半導体ＤＢＲ）と、活性層としてのＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体と、上部ミラー層（上部多層膜反射鏡）としての半導体ＤＢＲとからなる共振器構造が形成されて構成されている。
【００６５】
また、面発光半導体レーザの偏光制御に関しては、Ｙｏｓｈｉｋａｗａらによる文献「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６６（１９９５）９０８）」のように、面発光半導体レーザの上部半導体ＤＢＲ（上部ミラー層）を選択的にエッチングして発光方向に垂直な面内に矩形の断面を有する柱状構造（ポスト）を形成する方法が報告されているが、選択的にエッチングして矩形のポストを形成することは、プロセス上複雑で困難である。ここでは、より簡便な方法として、半導体レーザにおいて、上部電極の開口部を直交する２つの方向の長さを非対称性にすることによって、寸法の大きな方向に偏光が規定されることを用いて、偏光方向の制御を行っている。図４には、その半導体レーザ部の上面模式図が示されている。図４（ａ）は、開口部が楕円の例を示し、図４（ｂ）は、開口部が長方形の例を示しており、偏光方向は、直交している２つの方向のうち、第１の寸法と示された寸法の大きな方向に制御される。ここでは、楕円や長方形の開口部の例を示したが、開口部の形状としては六角形などの多角形などでも良い。
【００６６】
一方、光変調器については、図３（ａ），（ｂ）の構成例では、面発光半導体レーザから出射された光を変調するための電圧を印加する変調電極と、この変調電極によって形成される電界により屈折率変化を生じる電気光学効果を示す媒体と、電気光学効果を示す媒体の屈折率変化を光強度変化に変換するための偏光板とからなっている。なお、図３（ａ），（ｂ）の例では、電気光学効果を示す媒体として、有機結晶である４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−４−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ（ＤＡＳＴ）が用いられている。ＤＡＳＴは、リチウム・ナイオベイト（ＬＮ）に比べて大きな電気光学定数を持つため、低電圧で変調効率の高い変調を行うことができ、また、誘電率が５．２と小さいために、高速の光変調が可能となる。
【００６７】
ここで、図３（ａ），（ｂ）の構成例では、ＤＡＳＴに入射する偏光方向は上述したように面発光半導体レーザの偏光方向で規定されており、入射光の偏波面はａ軸に対して４５°入射となるようにしている。また、出射側の偏光板は、その偏光方向が面発光半導体レーザの偏光方向と直交するように配置されている。また、変調電極については、前述したように、抵抗を付与し、５０Ωのインピーダンスマッチングの取れた進行波型電極とすることで、容量の影響をなくし、非常に高速な光変調に対応できる電極構造としている。また、変調電極に印加される電圧としては、図１（ａ），（ｂ）の構成例と同様に、光学バイアスを設定できるように、変調信号用の交流電圧に直流電圧を印加している。
【００６８】
図３（ａ），（ｂ）の構成例の面型光スイッチは、次のように作製することができる。すなわち、図１（ａ），（ｂ）の構成例と同様に、先ず、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ−ＧａＡｓ（１００）基板上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓ／ｎ−ＧａＡｓの２８ペアからなる下部多層膜反射鏡（下部ミラー層）、３層のＧａＩｎＮＡｓと２層のＧａＡｓとからなる多重量子井戸活性層、ＡｌＡｓ選択酸化層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ｐ−ＧａＡｓの２０ペアからなる上部多層膜反射鏡（上部ミラー層）、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層を、レーザ構造積層膜として形成する。
【００６９】
次に、このレーザ構造積層膜の３０μｍ×３０μｍの領域の柱状形状（ポスト形状）のレーザ発振部の半導体柱が残るように、ＡｌＡｓ選択酸化層に達する深さ以上までＣｌ２ガスでＥＣＲエッチングする。
【００７０】
次に、半導体柱のＡｌＡｓ選択酸化層の端面から水蒸気を導入し、約２５μｍ２の断面の電流経路を残して、絶縁性のＡｌｘＯｙ電流狭窄層に変化させる。次に、非感光性ポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、硬化させる。
【００７１】
次いで、レジストを塗布し、リソグラフィー、Ｏ２ガスを用いたＲＩＥエッチングにより、半導体柱の上面の２５μｍ×２５μｍの領域のポリイミドを除去する。次に、このポリイミドを除去した半導体柱の上面の光出射部を除いた領域とポリイミド表面にＡｕ／Ａｕ−Ｚｎ／Ｃｒの上部電極及び配線部及びボンディングパッドを蒸着とリフトオフ法で形成する。
【００７２】
図３（ａ），（ｂ）の例では、このリフトオフと蒸着で開口部を形成する際に、レジスト形状を制御して、開口部が長軸１０μｍ，短軸７μｍの楕円形状となるように形成している。このとき、半導体レーザの偏光方向は、この楕円の長軸方向に一致している。
【００７３】
次いで、ｎ−ＧａＡｓ基板の裏面にＡｕ／Ｎｉ／Ａｕ−Ｇｅ下部電極を蒸着する。このようにして、１．３μｍ帯面発光半導体レーザを作製することができる。
【００７４】
一方、１．３μｍの波長に対して透明なＳｉ基板上に、ＤＡＳＴ結晶を作製する。すなわち、公知技術によりＤＡＳＴメタノール飽和溶液を用いた徐冷法により作製したＤＡＳＴ結晶を石英ガラス基板上に固定し、研磨を行い薄層化する。
【００７５】
次に、このＤＡＳＴの上層にＡｕの変調電極を形成する。ここで、変調電極間の距離は、１２μｍであり、面発光半導体レーザの開口に対してアライメントマージンをもつ電極間距離とする。この変調電極については、抵抗を付与し、５０Ωのインピーダンスマッチングの取れた進行波型電極を形成する。次いで、この上層に、ＤＡＳＴを水分から隔離するパッシベーション膜としてポリイミド樹脂を塗布し、硬化させ、更にその上層に偏光板を貼り合わせる。ここで、偏光板の偏光方向は、ＤＡＳＴ結晶のａ軸方向と４５°の角度をなすようにアライメントする。
【００７６】
次いで、Ｓｉ基板を０．１ｍｍまで研磨によって薄層化し、このようにして形成した光変調器を、先に形成した面発光半導体レーザに貼り合わせて、図３（ａ），（ｂ）の構成の面型光スイッチを形成する。このとき、ＤＡＳＴ結晶のａ軸が、面発光半導体レーザの偏光方向に対して４５°の角度を持ち、かつ出射側の偏光板の偏光方向と直交するように貼り合わせる。
【００７７】
このようにして形成した面型光スイッチは、電気光学効果の媒体として、有機結晶であるＤＡＳＴを用いることによって、電気光学定数が大きく、誘電率が小さく、さらに、進行波型の電極構成にすることで、より高速のスイッチングが可能となる。また、偏光板の枚数が減ることで、構成部材が少なく、低コストで光スイッチが形成できる。
【００７８】
また、半導体レーザの偏光方向を開口部の形状によって制御することができ、比較的容易な方法で、光変調器の構成要素を削減することができ、低コストで光スイッチが形成できる。また、パシベーション層としてポリイミド膜を形成することで、信頼性の低下のない面型光スイッチを形成できる。
【００７９】
また、図１（ａ），（ｂ）の構成例と同様に、変調電極に直流電圧と交流電圧とを重畳して印加することによって、直流電圧により適切な光学バイアス点を設定できるため、十分な信号のＯＮ／ＯＦＦ比を確保できる。
【００８０】
また、ＤＡＳＴ上に変調電極を形成し、ａｓ−ｇｒｏｗｎ結晶をパターニングせず、低コストな面型光スイッチを提供できる。
【００８１】
また、面発光半導体レーザにおいて、ＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層にＧａＩｎＮＡｓ系材料が用いられることによって、光ファイバーとの整合性のよい１．１μｍよりも長波長帯の波長を持ち、温度に対するレーザ特性が安定し、半導体基板がＧａＡｓで構成されており、上部半導体多層膜反射鏡および下部半導体多層膜反射鏡がＡｌＧａＡｓ系材料で構成されていることによって、放熱性に優れ、温度に対するレーザ特性が安定した信頼性の高い面型光スイッチを形成できる。
【００８２】
また、ポリイミド保護層を形成することによって、上部電極のパターニングが容易で水分による素子劣化のない高信頼性のデバイスを提供できる。
【００８３】
また、図５は本発明に係る面型光スイッチの他の構成例を示す図である。図５の面型光スイッチは、図３（ａ），（ｂ）の面型光スイッチに対して、光変調部の変調電極間にＤＡＳＴが形成されている点が異なっている。図１（ａ），（ｂ），図３（ａ），（ｂ）のようにＤＡＳＴ上に変調電極が形成されているコプレーナ型に比べ、図５のように変調電極間にＤＡＳＴが形成されている方が、ＤＡＳＴに印加される電界強度が大きく、より低電圧での駆動が可能となる。また、電極による表面凹凸が発生しないため、上部に形成するパシベーション膜の膜厚を均一にすることができ、パシベーション膜の膜厚に凹凸がある場合に問題となるパシベーション膜のカバレージ不良による信頼性の低下も見られない。
【００８４】
その他の構成は図３（ａ），（ｂ）の面型光スイッチと同様であり、図５の面型光スイッチも、半導体基板上に形成された面発光半導体レーザと、有機結晶ＤＡＳＴを含む光変調器とからなっている。
【００８５】
ここで、面発光半導体レーザは、半導体基板上に、下部ミラー層としての半導体分布ブラッグ反射鏡（半導体ＤＢＲ）と、活性層としてのＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体と、上部ミラー層としての半導体ＤＢＲとからなる共振構造が形成されて構成されている。また、面発光半導体レーザの偏光制御に関しても、図３（ａ），（ｂ）の面型光スイッチと同様に、上部電極に楕円の開口部を設け、その長軸方向が偏光方向に一致している。
【００８６】
一方、光変調器は、半導体レーザから出射された光を変調する為の電圧を印加する変調電極と、この変調電極によって形成される電界により屈折率変化を生じる電気光学効果を示すＤＡＳＴと、屈折率変化を光強度変化に変換するための偏光板とからなっている。
【００８７】
ＤＡＳＴに入射する入射光の偏光方向は半導体レーザの偏光方向で規定されており、入射光の偏光方向はａ軸に対して４５°入射となるようにしている。また、出射側の偏光板の偏光方向は、半導体レーザの偏光方向と直行するように配置している。変調電極については、抵抗を付与し、５０Ωのインピーダンスマッチングの取れた進行波型電極とすることで、容量の影響をなくし、非常に高速な光変調に対応できる電極構造としている。また、図３（ａ），（ｂ）において説明したと同様、光学バイアスを設定できるように、変調信号用の交流信号に、直流電圧を印加している。
【００８８】
図６には、変調電極間にＤＡＳＴを形成する作製方法が示されている。図６を参照すると、まず、使用する光が透過する基板上に、メッキやスパッタリング、真空蒸着などの成膜技術と、リソグラフィーとエッチングを用いパターン形成を行い、公知技術によって変調電極を形成する（図６（ａ））。次いで、面発光半導体レーザから出射された光が通過する変調電極間の溝を埋める形で、ＤＡＳＴ結晶を成長させる（図６（ｂ））。結晶成長方法としては、ＤＡＳＴにおいては、種結晶を用いた徐冷法やシェア法，ＯＶＰＤなどの方法がある。図１（ａ），（ｂ）において説明したように、ＤＡＳＴは板状結晶で、電気光学定数の大きなｒ１１を用いるために、電極方向がａ軸となるように制御するのが好ましい。
【００８９】
次に、変調電極上の不要なＤＡＳＴを除去するために研磨を行う。ＤＡＳＴの場合、水に溶ける性質があり、また、吸湿すると非線形性が消失するため、シリカやアルミナを研磨剤として含む、通常の水を分散媒として用いたスラリーを用いることはできない。そこで、ＤＡＳＴが不溶な溶媒、例えばヘキサンにシリカやアルミナなどの研磨剤を分散させたスラリーを作製し、パッドとして、発泡ウレタンパッドをもちいて化学的機械研磨を行ったところ、ＤＡＳＴの劣化を生じることなく研磨が可能で、溝部分にのみＤＡＳＴを残すことができる（図６（ｃ））。更に、２次研磨として、先の１次研磨に引き続いて、被研磨面を乾燥させることなく、シリカやアルミナの研磨剤を含まないＤＡＳＴが不溶の溶媒のみでパッドを用いた研磨を行うことで、被研磨表面に残留している研磨剤を効果的に除去できる。更にこれに引き続いて、ＤＡＳＴが溶けない溶媒を用いて、ブラシスクラブによる洗浄や超音波洗浄などを適宜行うのがよい。ＤＡＳＴが溶けない溶媒としては、ジエチルエーテル，ｎ−ヘキサン，トルエン，酢酸エチルなどが用いられる。このような構成では、ＤＡＳＴ及び変調電極近傍の平坦性も実現される。
【００９０】
本発明においては、このようにＤＡＳＴが不溶な溶媒に、シリカやアルミナの研磨材を分散させることで、ＤＡＳＴを研磨することができ、かつ、あらかじめ変調電極をパターニングした電極間にＤＡＳＴ結晶を埋め込むことで、ＤＡＳＴを直接従来のリソグラフィーやエッチングをすることなく、パターン加工することができるため、より効率の良い電界を印加できる面型の変調器構造を提供できる。
【００９１】
図５の構成例の面型光スイッチは、次のように作製することができる。すなわち、図３（ａ），（ｂ）の面型光スイッチの場合と同様、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ−ＧａＡｓ（１００）基板上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓ／ｎ−ＧａＡｓの２８ペアからなる下部多層膜反射鏡、３層のＧａＩｎＮＡｓと２層のＧａＡｓからなる多重量子井戸活性層、ＡｌＡｓ選択酸化層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ｐ−ＧａＡｓの２０ペアからなる上部多層膜反射鏡、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層を、レーザ構造積層膜として形成する。
【００９２】
次に、このレーザ構造積層膜の３０μｍ×３０μｍの領域に、ポスト形状のレーザ発振部の半導体柱が残るように、ＡｌＡｓ選択酸化層に達する深さ以上までＣｌ２ガスでＥＣＲエッチングする。
【００９３】
次に、半導体柱のＡｌＡｓ選択酸化層の端面から水蒸気を導入し、約２５μｍ２の断面の電流経路を残して、絶縁性のＡｌｘＯｙ電流狭窄層に変化させる。次に、非感光性ポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、硬化させる。
【００９４】
次いで、レジストを塗布し、リソグラフィー、Ｏ２ガスを用いたＲＩＥエッチングにより、半導体柱の上面の２５μｍ×２５μｍの領域のポリイミドを除去する。次に、このポリイミドを除去した半導体柱の上面の光出射部を除いた領域とポリイミド表面に、Ａｕ／Ａｕ−Ｚｎ／Ｃｒの上部電極及び配線部及びボンディングパッドを、蒸着とリフトオフ法で形成する。
【００９５】
このリフトオフと蒸着で開口部を形成する際に、レジスト形状を制御して、開口部が長軸１０μｍ、短軸７μｍの楕円となるように形成する。半導体レーザの偏光方向は、この楕円の長軸方向に一致している。ｎ−ＧａＡｓ基板の裏面にＡｕ／Ｎｉ／Ａｕ−Ｇｅ下部電極を蒸着する。このようにして、１．３μｍ帯面発光半導体レーザを作製することができる。
【００９６】
一方、１．３μｍの波長に対して透明なＳｉ基板上に、メッキ法により厚さ６μｍのＡｕからなる変調電極を５０Ωのインピーダンスマッチングの取れた進行波型電極として形成する。電極間距離は、１２μｍで、面発光半導体レーザの開口に対して、アライメントマージンをもつ電極間距離とする。次いで、文献「信学技報ＥＭＤ２００１−４４（２００１）６５」に示されている公知技術によって、ＤＡＳＴ結晶を電極間に成長させる。この際、電極方向が結晶のａ軸となり、かつ結晶成長方向の大きな［００１］方向を電極が形成された基板側になるようにＤＡＳＴ種結晶を固定し、これをＤＡＳＴメタノール溶液に浸漬させて、徐冷法を行い、電極間にＤＡＳＴを埋め込む。
【００９７】
次に、粒径０．３μｍのアルミナ研磨剤をＤＡＳＴが不溶なヘキサン中に分散させ、２ｗｔ％濃度のスラリーを作製した。このスラリーを発泡ポリウレタンパッドＩＣ−１０００／ＳＵＢＡＩＶ（ロデール製）上に滴下しながら、Ｓｉ基板上に形成したＤＡＳＴ結晶を研磨し、Ａｕ電極が露出した時点で研磨を止め、変調電極間にＤＡＳＴを形成する。引き続いて、パッドをＳｕｐｒｅｍｅ  ＲＮ−Ｈ（ロデール製）を用い、溶媒としてヘキサンを用い、アルミナやシリカの研磨剤を用いずに、２次研磨を行い、１次研磨で残留したアルミナ粒子を除去する。さらに、ヘキサンを用いて、ブラシ洗浄を行った後に乾燥する。
【００９８】
次いで、この上層に、パッシベーション膜としてＳｉＯＮ膜を形成し、更にその上層に偏光板を貼り合わせる。偏光板の偏光方向は、ＤＡＳＴ結晶のａ軸方向と４５°の角度をなすようにアライメントする。
【００９９】
次いで、Ｓｉ基板を０．１ｍｍまで研磨によって薄層化し、先に形成した面発光半導体レーザに貼り合わせ、図５の構成の面型光スイッチを形成することができる。このとき、ＤＡＳＴ結晶のａ軸が、半導体レーザの偏光方向に対して４５°の角度を持ち、かつ出射側の偏光板の偏光方向と直交するように貼り合わせている。
【０１００】
このようにして形成される図５の面型光スイッチは、図３（ａ），（ｂ）の面型光スイッチに比べて、２／３程度の駆動電圧で駆動することができ、より低電圧の駆動が可能となる。
【０１０１】
上述した図１（ａ），（ｂ），図３（ａ），（ｂ），図５の構成の面型光スイッチにおいて（なお、以下の例では、説明の便宜上、図３（ａ），（ｂ）の構成であるとする）、面発光半導体レーザのポリイミド保護層に関して、前述した非感光性ポリイミドに代わって、感光性のポリイミドを用いることもできる。
【０１０２】
この場合も、この面型光スイッチは、半導体基板上に形成された面発光半導体レーザと、有機結晶ＤＡＳＴを含む光変調器とからなっている。
【０１０３】
ここで、面発光半導体レーザは、半導体基板上に、下部ミラー層としての半導体分布ブラッグ反射鏡（半導体ＤＢＲ）と、活性層としてのＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体と、上部ミラー層としての半導体ＤＢＲとからなる共振構造が形成されて構成されている。また、面発光半導体レーザの偏光制御に関しては、上部電極の開口部を直交する２つの方向の長さを非対称性にすることによって、寸法の大きな方向に偏光が規定されることを用いて、偏光方向の制御を行っている。
【０１０４】
この面発光半導体レーザ部において、ポリイミド保護層を形成する際に、感光性のポリイミドを用いる。非感光性のポリイミドの場合は、ポリイミドの塗布、プリベークを行い、レジストを塗布し、マスクを介した露光と現像を行い、このようなフォトリソグラフィーによって、半導体柱上面にポリイミドの開口に相当するレジストパターンを形成する。更に、Ｏ２ガスを用いたＲＩＥエッチングにより、ポリイミドを開口し、レジスト除去の後に、ポリイミドの硬化を行う。
【０１０５】
これに対して、感光性ポリイミドを用いた場合は、ポリイミドの塗布、プリベーク後、マスクを介してポリイミドに露光と現像を行い、直接、半導体柱上面にポリイミドの開口部を形成でき、ポリイミドの硬化を行う。このように、フォトリソグラフィーのためのレジスト塗布や除去及びポリイミドのエッチングの工程を必要とせず、工程数を簡略化できるため、より低コストで面型光スイッチを提供できる。
【０１０６】
一方、光変調器は、半導体レーザから出射された光を変調する為の電圧を印加する変調電極と、この変調電極によって形成される電界により屈折率変化を生じる電気光学効果を示すＤＡＳＴと、屈折率変化を光強度変化に変換するための偏光板とからなっている。
【０１０７】
ＤＡＳＴに入射する入射光の偏光方向は半導体レーザの偏光方向で規定されており、入射光の偏波面はａ軸に対して４５°入射となるようにしている。また、出射側の偏光板の偏光方向は、半導体レーザの偏光方向と直行するように配置している。また、図３（ａ），（ｂ）において説明したと同様、光学バイアスを設定できるように、変調信号用の交流信号に、直流電圧を印加している。
【０１０８】
面発光半導体レーザのポリイミド保護層に関して、非感光性ポリイミドに代わって、感光性のポリイミドを用いる面型光スイッチは、次のように作製することができる。すなわち、図３（ａ），（ｂ）で説明したと同様、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ−ＧａＡｓ（１００）基板上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓ／ｎ−ＧａＡｓの２８ペアからなる下部多層膜反射鏡、３層のＧａＩｎＮＡｓと２層のＧａＡｓからなる多重量子井戸活性層、ＡｌＡｓ選択酸化層、ｐ−ＡｌＧａＡｓ／ｐ−ＧａＡｓの２０ペアからなる上部多層膜反射鏡、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層を、レーザ構造積層膜として形成する。
【０１０９】
次に、このレーザ構造積層膜の３０μｍ×３０μｍの領域に、ポスト形状のレーザ発振部の半導体柱が残るように、ＡｌＡｓ選択酸化層に達する深さ以上までＣｌ２ガスでＥＣＲエッチングする。
【０１１０】
次に、半導体柱のＡｌＡｓ選択酸化層の端面から水蒸気を導入し、約２５μｍ２の断面の電流経路を残して、絶縁性のＡｌｘＯｙ電流狭窄層に変化させる。
【０１１１】
次に、ネガ型感光性ポリイミド樹脂（日立化成デュポンマイクロシステムズ（株）製  ＰＩ−２７３１）をスピンコートにより塗布し、マスクを介して、フォトリソグラフィーを行い、半導体柱の上面の２５μｍ×２５μｍの領域のポリイミドを除去後、３６０℃で熱硬化させる。
【０１１２】
次に、このポリイミドを除去した半導体柱の上面の光出射部を除いた領域とポリイミド表面に、Ａｕ／Ａｕ−Ｚｎ／Ｃｒの上部電極及び配線部及びボンディングパッドを、蒸着とリフトオフ法で形成する。
【０１１３】
このリフトオフと蒸着で開口部を形成する際に、レジスト形状を制御して、開口部が長軸１０μｍ、短軸７μｍの楕円となるように形成する。半導体レーザの偏光方向は、この楕円の長軸方向に一致している。ｎ−ＧａＡｓ基板の裏面にＡｕ／Ｎｉ／Ａｕ−Ｇｅ下部電極を蒸着する。このようにして、１．３μｍ帯面発光半導体レーザを作製することができる。
【０１１４】
一方、光変調部は図３（ａ），（ｂ）で説明したと同様に、１．３μｍの波長に対して透明なＳｉ基板上に、厚さ２０μｍのＤＡＳＴ結晶を作製する。公知技術によりＤＡＳＴメタノール飽和溶液を用いた徐冷法により作製したＤＡＳＴ結晶を石英ガラス基板上に固定し、研磨を行い薄層化する。
【０１１５】
次に、このＤＡＳＴの上層にＡｕ電極を形成する。電極間距離は、１２μｍで、面発光半導体レーザの開口に対して、アライメントマージンをもつ電極間距離とする。この変調電極については、抵抗を付与し、５０Ωのインピーダンスマッチングの取れた進行波型電極を形成する。次いで、この上層に、ＤＡＳＴを水分から隔離するパッシベーション膜としてポリイミド樹脂を塗布し、硬化させ、更にその上層に偏光板を貼り合わせる。偏光板の偏光方向は、ＤＡＳＴ結晶のａ軸方向と４５°の角度をなすようにアライメントする。
【０１１６】
次いで、Ｓｉ基板を０．１ｍｍまで研磨によって薄層化し、先に形成した面発光半導体レーザに貼り合わせ、面型光スイッチを形成することができる。このとき、ＤＡＳＴ結晶のａ軸が、半導体レーザの偏光方向に対して４５°の角度を持ち、かつ出射側の偏光板の偏光方向と直交するように貼り合わせている。
【０１１７】
このようにして形成される面型光スイッチは、感光性ポリイミドをポリイミド保護層に用いることによって、非感光性ポリイミドを用いた場合に比べて、工程数を簡略化でき、より低コストの面型光スイッチを提供できる。
【０１１８】
また、本発明において、上述した（例えば図１，図３あるいは図５の構成例の）面型光スイッチがアレイ状に並んだ面型光スイッチアレイを構成することもできる。具体例として、例えば図３の構成の面型光スイッチが４個アレイ状に並んだ面型光スイッチアレイを形成することができる。
【０１１９】
このような面型光スイッチアレイは、次のように作製することができる。すなわち、図１の構成例と同様に、先ず、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ−ＧａＡｓ（１００）基板上に、レーザ構造積層膜を形成する。次いで、柱状形状（ポスト形状）のレーザ発振部の半導体柱のパターニングするが、この際、光ファイバーのピッチに合わせて、１２５μｍピッチで４つの半導体柱を形成する。次いで、例えば図３の構成例の面型光スイッチの作製工程と同様にして、ＡｌＡｓ選択酸化やポリイミド形成、光出射部の開口や電極形成を行ない、開口部が１２５μｍピッチで４個アレイ化した、１．３μｍ帯面発光半導体レーザを作製することができる。一方、光変調器側も、例えば図３の構成例の面型光スイッチの作製工程と同様にして、１．３μｍの波長に対して透明なＳｉ基板上に、厚さ２０μｍのＤＡＳＴ結晶を作製する。次いで、このＤＡＳＴの上層にＡｕの変調電極を形成する。この際に、形状は図３の構成例の場合と同様であるが、４個の面発光半導体レーザのピッチに合わせて、１２５μｍピッチでコプレナー型の変調電極を形成する。次いで、例えば図３の構成例の面型光スイッチの作製工程と同様にして、パシベーションや偏光板を形成し、ＤＡＳＴ結晶のａ軸と偏光板の偏光方向，面発光半導体レーザの偏光方向も図３の構成例の場合と同様になるように面発光半導体レーザと面型光変調器との貼り合わせを行う。このようにして、４個の面型光スイッチが並んだ面型光スイッチアレイを形成することができる。
【０１２０】
このような面型光スイッチアレイは、面発光半導体レーザと面型光変調器とがアレイ状に並んでいることによって、より広帯域な面型光スイッチを形成できる。
【０１２１】
また、本発明において、上述した（例えば図１，図３あるいは図５の構成例の）面型光スイッチ、あるいは、上述した面型光スイッチアレイを用いた光通信システムを構成することができる。図７は面型光スイッチを用いた光通信システムの一例を示す図である。図７の例は、ガラスもしくはセラミック、もしくは樹脂フィルム等でできたプリント基板上に配置された複数のＩＣ間の光配線を実現したものである。光配線は速い信号線に用いており、遅い信号線は図示していないが電気配線を用いている。
【０１２２】
すなわち、図７の光通信システムは、ＩＣからの電気信号を光信号に変換して出力するための光出力部と、光出力部からの光信号を伝送するための光伝送路及び伝送された光信号を電気信号に変換するための光入力部とからなっている。ここで、光出力部は、例えば前述したような本発明の面型光スイッチアレイ（４個の面型光スイッチをアレイ化したデバイス）と、ＩＣからの電気信号を処理する電気回路と面型光スイッチアレイを駆動するためのドライバとからなる電気信号処理部とを有している。また、光入力部は、伝送された信号を受光するための受光素子アレイと、必要に応じて受光素子からの信号を増幅するためのアンプ及び再度もとのビットに変換するための電気回路からなる電気信号処理部とを有している。また、光伝送路として、ここでは面型光スイッチ及び受光素子アレイのピッチ１２５μｍに対応して、シングルモードの光ファイバを用いている。その他、用途に応じて、マルチモードの光ファイバやＰＯＦ、また、ボード内光通信においては、石英や樹脂からなる光導波路を用いることができる。
【０１２３】
なお、図７の例では、光出力部と光入力部との２つを備えており、これによって、双方向の光伝送を可能にし、好ましい例ではあるが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ＤＡＳＴを用いた面型の光スイッチを含む光出力部をもつ構成を有していれば、光入力部が同一基板上になくてもかまわないし、逆に、その他の光学構成要素があっても何ら問題はない。
【０１２４】
本発明では、光通信システムの光出力部に本発明の面型光スイッチあるいは面型光スイッチアレイを用いることによって、より高速，広帯域な光通信システムを提供することができる。
【０１２５】
上述したように、本発明は、半導体基板上にＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層と該活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡とを有する面発光半導体レーザと、該面発光半導体レーザから出射される光を変調するための電圧を印加する変調電極と該変調電極によって形成された電界によって屈折率変化が生じる電気光学効果をもつ媒体と前記電気光学効果をもつ媒体の屈折率変化を光強度変化に変換するための偏光板とを有する面型光変調器とからなる面型光スイッチにおいて、電気光学効果をもつ媒体として、有機結晶が用いられることを特徴としている。
【０１２６】
ここで、有機結晶は、４−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ−４’−Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−ｓｔｉｌｂａｚｏｌｉｕｍ  ｔｏｓｙｌａｔｅ（ＤＡＳＴ）であるのが好ましい。
【０１２７】
また、有機結晶の屈折率を制御する変調電極には、例えば進行波型電極が用いられる。有機結晶の屈折率を制御する変調電極を進行波型電極にすることによって、高速のスイッチングを可能とする面型光スイッチを提供することができる。
【０１２８】
また、変調電極には、例えば、直流電圧と交流電圧を重畳して印加することができる。このように、変調電極に直流電圧と交流電圧を重畳することによって、高速のスイッチングを維持しつつ、十分な信号のＯＮ／ＯＦＦ比を確保できる面型光スイッチを提供することができる。
【０１２９】
また、屈折率変化を光強度に変換するための偏光板は、電気光学効果をもつ媒体に対して光の出射側に例えば１層形成されている。このように、屈折率変化を光強度に変換するための偏光板が、電気光学効果の媒体に対して光の出射側に１層形成されていることによって、高速のスイッチングを維持しつつ、構成部材が少なく低コストな面型光スイッチを提供することができる。
【０１３０】
あるいは、前記半導体レーザが、一定の偏光方向を有し、その開口部は、面内に直行する方向の第１の寸法及び第２の寸法を有し、前期第１の寸法は第２の寸法より大きく、前記偏光方向は、前記第１の寸法の方向に設定されているような構成とすることもできる。この場合にも、高速のスイッチングを維持しつつ、構成部材が少なく低コストな面型光スイッチを提供することができる。
【０１３１】
また、前記変調電極は、例えば、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴ上に形成されている。このように、変調電極が電気光学効果の媒体ＤＡＳＴ上に形成されていることにより、高速のスイッチングを維持しつつ、低コストな面型光スイッチを提供することができる。
【０１３２】
また、前記変調電極は、例えば、同一平面上に形成され、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴは変調電極間に形成されていても良い。このように、変調電極が同一平面上に形成され、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴが変調電極間に形成されているときには、高速のスイッチングを維持しつつ、より低電圧で駆動することができ、信頼性の高い面型光スイッチを提供することができる。
【０１３３】
また、本発明において、前記変調電極間へのＤＡＳＴの形成は、変調電極をパターニングして溝部を形成する工程と、パターニングによって形成された溝部に電気光学効果をもつＤＡＳＴを形成する工程と、研磨によって不要なＤＡＳＴを除去する研磨工程とによってなされる。このように、前記変調電極間へのＤＡＳＴの形成を、変調電極をパターニングして溝部を形成する工程と、パターニングによって形成された溝部に電気光学効果をもつＤＡＳＴを形成する工程と、研磨によって不要なＤＡＳＴを除去する研磨工程とによって行なうことにより、フォトリソグラフィーやエッチングによるＤＡＳＴの劣化を防止し、かつ低コストな面型光スイッチを作製することができる。
【０１３４】
また、上記研磨工程は、微粒子を含む研磨剤を用いる第１の研磨工程と、それに引き続く微粒子を含む研磨剤を用いない第２の研磨工程との２段階の工程からなっている。このように、上記研磨工程が、微粒子を含む研磨剤を用いる第１の研磨工程と、それに引き続く微粒子を含む研磨剤を用いない第２の研磨工程との２段階の工程からなっていることにより、低コストでかつ異物による特性劣化のない面型光スイッチを作製することができる。
【０１３５】
また、本発明の面型光スイッチにおいて、前記面型光変調器は、例えば、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴに対して、面型光スイッチの光出射側にパシベーション層が設けられている。このように、前記面型光変調器が、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴに対して、面型光スイッチの光出射側にパシベーション層が設けられている場合には、高速のスイッチングを維持しつつ、信頼性の高い面型光スイッチを提供することができる。
【０１３６】
また、前記面発光半導体レーザにおいて、ＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層は、例えば、ＧａＩｎＮＡｓ系材料からなる層を含んでいる。このように、面発光半導体レーザにおいて、ＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層が、ＧａＩｎＮＡｓ系材料からなる層を含むことによって、高速のスイッチングを維持しつつ、光ファイバーとの整合性のよい１．１μｍよりも長波長帯の波長を持ち、温度に対するレーザ特性が安定した信頼性の高い面型光スイッチを提供することができる。
【０１３７】
また、前記面発光半導体レーザにおいて、半導体基板は、例えばＧａＡｓで構成することができ、また、上部半導体多層膜反射鏡および下部半導体多層膜反射鏡は、例えばＡｌＧａＡｓ系材料で構成することができる。このように、面発光半導体レーザにおいて、半導体基板がＧａＡｓで構成されており、上部半導体多層膜反射鏡および下部半導体多層膜反射鏡がＡｌＧａＡｓ系材料で構成されていることによって、高速のスイッチングを維持しつつ、放熱性に優れ、温度に対するレーザ特性が安定した信頼性の高い面型光スイッチを提供することができる。
【０１３８】
また、本発明の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザには、ポリイミド保護層が形成されている。このように、前記面発光半導体レーザにポリイミド保護層が形成されていることにより、高速のスイッチングを維持しながら、レーザ部のパターニングを容易にし、かつ信頼性の高い面型光スイッチを提供することができる。
【０１３９】
ここで、上記ポリイミド保護膜は、例えば、感光性のポリイミドで形成されている。このように、ポリイミド保護膜が感光性のポリイミドで形成されている場合には、高速のスイッチングを維持しながら、レーザ部のパターニングを容易にし、かつ信頼性の高く、低コストな面型光スイッチを提供することができる。
【０１４０】
また、前記面発光半導体レーザ及び面型光変調器は、例えば、アレイ状に並ばせることができる。このように、面発光半導体レーザ及び面型光変調器がアレイ状に並んでいることによって、より広帯域な面型光スイッチを提供することができる。
【０１４１】
そして、上述したような本発明の面型光スイッチを光出力部に用いる光通信システムを構築することができる。このように、上述したような本発明の面型光スイッチを光出力部に用いる光通信システムでは、より高速，広帯域な光通信システムを提供することができる。
【０１４２】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１，請求項２記載の発明によれば、半導体基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層と、活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡を構成要素として含む面発光半導体レーザと、該半導体レーザから出射された光を変調するための電圧を印加する変調電極と、該電極によって形成された電界によって屈折率変化を生じる電気光学効果の媒体と、光強度変化に変換するための偏光板とを構成要素として含む面型光変調器とからなる面型光スイッチにおいて、電気光学効果の媒体として、有機結晶（例えばＤＡＳＴ）が用いられることによって、電気光学定数が大きく、誘電率が小さい特徴を生かした高速のスイッチングを可能とする面型光スイッチを提供することができる。
【０１４３】
また、請求項３記載の発明によれば、有機結晶の屈折率を制御する変調電極を進行波型電極にすることによって、高速のスイッチングを可能とする面型光スイッチを提供することができる。
【０１４４】
また、請求項４記載の発明によれば、変調電極に直流電圧と交流電圧とを重畳して印加することによって、高速のスイッチングを維持しつつ、十分な信号のＯＮ／ＯＦＦ比を確保できる面型光スイッチを提供することができる。
【０１４５】
また、請求項５記載の発明によれば、屈折率変化を光強度に変換するための偏光板が、電気光学効果の媒体に対して光の出射側に１層形成されていることによって、高速のスイッチングを維持しつつ、構成部材が少なく低コストな面型光スイッチを提供することができる。
【０１４６】
また、請求項６記載の発明によれば、前記半導体レーザは、一定の偏光方向を有し、その開口部は、面内に直行する方向の第１の寸法及び第２の寸法を有し、前期第１の寸法は第２の寸法より大きく、前記偏光方向は、前記第１の寸法の方向に設定されているので、１枚の偏光板でも光の強度強度変調が可能となり、少ない構成部材のため、低コストで、高速のスイッチングが可能な面型光スイッチを提供することができる。
【０１４７】
また、請求項７記載の発明によれば、前記変調電極は電気光学効果の媒体ＤＡＳＴ上に形成されており、ＤＡＳＴのパターンニングを必要としないため、工程数が少なく低コストで、また、ＤＡＳＴの膜厚設計の自由度が高いため、変調深さの自由度が高く、高速のスイッチングが可能な面型光スイッチを提供することができる。
【０１４８】
また、請求項８記載の発明によれば、前記変調電極は同一平面上に形成され、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴは変調電極間に形成されていることによって、変調電極がＤＡＳＴ上に形成されている場合に比べて、電界強度が大きく、より効率のよい電界を印加することができて、低電圧駆動が可能となり、また、電極による表面凹凸がないため、パシベーションのカバレージ不良による信頼性の低下のない高い信頼性の高速のスイッチングが可能な面型光スイッチを提供することができる。
【０１４９】
また、請求項９記載の発明によれば、請求項８記載の面型光スイッチにおいて、前記変調電極間へのＤＡＳＴの形成は、変調電極をパターニングして溝部を形成する工程と、パターニングによって形成された溝部に電気光学効果をもつＤＡＳＴを形成する工程と、研磨によって不要なＤＡＳＴを除去する研磨工程とによってなされるので、水や汎用有機溶媒に可溶なＤＡＳＴをフォトリソグラフィーやエッチングによる劣化を防止し、かつ複雑な工程を経ることなくＤＡＳＴを加工できるため、低コストな面型光スイッチを作製することができる。
【０１５０】
また、請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の面型光スイッチの作製方法において、前記研磨工程は、微粒子を含む研磨剤を用いる第１の研磨工程と、それに引き続く微粒子を含む研磨剤を用いない第２の研磨工程との２段階の工程からなるので、ＤＡＳＴ研磨面に、研磨剤の残留を防止でき、異物による光損失がなく、低コストな面型光スイッチを作製することができる。
【０１５１】
また、請求項１１記載の発明によれば、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面型光変調器は、電気光学効果の媒体ＤＡＳＴに対して、面型光スイッチの光出射側にパシベーション層が設けられているので、ＤＡＳＴの吸湿性を防止でき、非線型性の劣化のない、高い信頼性を維持しつつ、高速のスイッチングが可能な面型光スイッチを提供することができる。
【０１５２】
また、請求項１２記載の発明によれば、面発光半導体レーザにおいて、ＩＩＩ−Ｖ族混晶半導体からなる活性層が、ＧａＩｎＮＡｓ系材料からなる層を含むことによって、高速のスイッチングを維持しつつ、光ファイバーとの整合性のよい１．１μｍよりも長波長帯の波長を持ち、温度に対するレーザ特性が安定した信頼性の高い面型光スイッチを提供することができる。
【０１５３】
また、請求項１３記載の発明によれば、面発光半導体レーザにおいて、半導体基板がＧａＡｓで構成されており、活性層の上部および下部に設けられた半導体多層膜反射鏡がＡｌＧａＡｓ系材料で構成されていることによって、高速のスイッチングを維持しつつ、放熱性に優れ、温度に対するレーザ特性が安定した信頼性の高い面型光スイッチを提供することができる。
【０１５４】
また、請求項１４記載の発明によれば、請求項１記載の面型光スイッチにおいて、前記面発光半導体レーザには、ポリイミド保護層が形成されているので、平坦性が向上し、上部電極のパターニングを容易にし、かつ、水分遮断性が高く容易に膜形成ができるため、レーザ素子部の劣化がなく高い信頼性を維持しつつ、高速のスイッチングが可能な面型光スイッチを提供することにある。
【０１５５】
また、請求項１５記載の発明によれば、請求項１４記載の面型光スイッチにおいて、前記ポリイミド保護膜は、感光性のポリイミドで形成されているので、作製プロセスを簡略できて低コストで上部電極のパターニングを容易にし、かつ、水分遮断性が高く、レーザ素子部の劣化がなく高い信頼性を維持しつつ、高速のスイッチングが可能な面型光スイッチを提供することにある。
【０１５６】
また、請求項１６記載の発明によれば、面発光半導体レーザ及び面型光変調器がアレイ状に並んでいることによって、より広帯域な面型光スイッチを提供することができる。
【０１５７】
また、請求項１７記載の発明によれば、請求項１乃至請求項８，請求項１１乃至請求項１５のいずれか一項に記載の面型光スイッチあるいは請求項１６記載の面型光スイッチアレイが光出力部に用いられていることによって、より高速，広帯域な光通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る面型光スイッチの構成例を示す図である。
【図２】変調動作を説明するための図である。
【図３】本発明に係る面型光スイッチの他の構成例を示す図である。
【図４】半導体レーザ部の上面模式図を示す図である。
【図５】本発明に係る面型光スイッチの他の構成例を示す図である。
【図６】変調電極間にＤＡＳＴを形成する作製方法を示す図である。
【図７】本発明に係る光通信システムの一例を示す図である。
【図１】
2004289101.tif 000004
【図２】
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【図３】
2004289101.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004289101.tif 000009
【図７】
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