(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択された波長を用いて光子を送達するための発信デバイスであって、前記発信デバイス（１）は、
ｉ）非ゼロ復帰変調によって変調された光子を生成して、送信されるデータを作成するように構成される直接変調レーザ（３）を有するＩｎＰ基板（２）であって、該ＩｎＰ基板（２）は、ｐ型ドープ再成長させた結晶からなるアクティブセクションおよびパッシブセクションを有し、該パッシブセクションは、ドープされた水素を包含し、前記直接変調レーザ（３）のアクティブ構造は、前記ＩｎＰ基板（２）上にエピタキシャル成長される、ＩｎＰ基板（２）と、
ｉｉ）前記ＩｎＰ基板（２）の前記パッシブセクションに形成されるパッシブリング共振器（４）であって、前記パッシブリング共振器（４）は、前記直接変調レーザ（３）とモノリシック集積され、前記パッシブリング共振器（４）は、いくつかの共振のうち、前記データ変調によって生じるゼロレベルをフィルタリングするのに用いられる共振を有する、パッシブリング共振器（４）と、
ｉｉｉ）前記直接変調レーザ（３）に沿って、かつ／または前記リング共振器（４）の周りに配置され、フィルタリングに用いられる光子波長および／または前記リング共振器の共振をチューニングする、チューニング手段（５）と、
を備える、
発信デバイス。
【請求項２】
前記リング共振器（４）は、挿入損失を低減するように前記直接変調レーザ（３）に突き合わせ継手される、請求項１に記載の発信デバイス。
【請求項３】
前記チューニング手段（５）は、前記直接変調レーザ（３）に沿って、かつ／または前記リング共振器（４）の周りに配置され、かつペルチェ加熱器を形成する加熱電極を備える、請求項１または２に記載の発信デバイス。
【請求項４】
前記チューニング手段（５）は、前記直接変調レーザ（３）内に形成された、制御された位相シフトセクションを含む、請求項１または２に記載の発信デバイス。
【請求項５】
前記直接変調レーザ（３）は、多重量子井戸または量子ダッシュアクティブ層と埋め込みリッジ・ストライプ構造とを組み合わせた構造を備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発信デバイス。
【請求項６】
前記直接変調レーザ（３）は、約１ＧＨｚ〜８ＧＨｚに含まれる断熱曲線チャープを有する、請求項５に記載の発信デバイス。
【請求項７】
光損失を変更するように前記リング共振器（４）内部に形成され、オン／オフ比特性および急峻性スロープ特性を調整して光損失を変更するように構成される、第１の半導体光増幅器（６）を更に備える、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発信デバイス。
【請求項８】
前記リング共振器（４）の後ろにパッシブ・テーパ・セクションを更に備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の発信デバイス。
【請求項９】
前記直接変調レーザ（３）の上方に形成され、光パワーを監視するように構成された集積フォトダイオード（７）を更に備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の発信デバイス。
【請求項１０】
前記リング共振器（４）の下方に形成され、光損失を補償するように構成される第２の半導体光増幅器（８）を更に備える、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の発信デバイス。
【請求項１１】
発信デバイス（１）を生成するための方法であって、
−ＩｎＰ基板（２）上の直接変調レーザ（３）のアクティブ構造のエピタキシャル成長を実行するステップと、
−挿入損失を低減するために、パッシブリング共振器（４）を、パッシブ材料中で前記直接変調レーザ（３）に突き合わせ継手するステップと、
−ＤＦＢタイプの直接変調レーザ（３）を形成するために前記直接変調レーザ（３）の前記アクティブ構造内にブラッグアレイを形成するステップと、
−アクティブセクションおよびパッシブセクションと、パッシブリング共振器（４）の一部であるリング形状を有する導波管と、前記直接変調レーザ（３）を前記パッシブリング共振器（４）に結合する導波管（９）とを形成するステップであって、前記導波管（９）は前記パッシブリング共振器（４）に接する、形成するステップと、
−前記アクティブセクションおよび前記パッシブセクションの双方のｐ型ドープ再成長を実行するステップと、
−前記直接変調レーザ（３）のための金属接点を形成するステップと、
−前記パッシブリング共振器（４）の付近に金属製加熱電極（５）を形成するステップと、
−前記再成長の前記ｐ型ドープを不活性にするために前記パッシブセクションへの水素添加を実行するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に光アクセスネットワークにおいて用いることができるチューニング可能な発信デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者に知られているように、それぞれ１０Ｇｂ／ｓおよび２．５Ｇｂ／ｓまたは１０Ｇｂ／ｓに等しいダウンストリームおよびアップストリームのチャネルあたりの公称ラインレートを得るために、光アクセスネットワークにおける、通常４０ｋｍまたは更には６０ｋｍの大きな送信到達範囲に対する需要が増大している。
【０００３】
また、通常６ｄＢまたは更には８ｄＢの高い動的消光比（dynamic extinction ratio）（すなわち、ＤＥＲ）に対する需要も存在する。
【０００４】
上述した特性のうちの少なくとも１つを達成するためのいくつかの解決策が提案されている。
【０００５】
第１の解決策は、チャープおよびスペクトル整形の適切な管理を実行するものである。第１の解決策は、むしろ、中間距離（通常、１００ｋｍ〜３００ｋｍ）に到達し、かつ／または二重変調を通じてスペクトル拡幅を低減することを可能にするのに適応している。しかし、これにより、ＤＥＲが過度に低くなる。
【０００６】
第２の解決策は、電子吸収変調器（すなわち、ＥＭＬ）を用いるものである。しかし、この解決策は、変調器への吸収に起因して光パワーの損失を引き起こす。この状況を改善するために、パッシブ・テーパ・セクション（passive taper section）を用いて、レーザおよび変調器のために異なる材料を成長させることが可能である。しかし、これによって技術の複雑度が増大し、高電力消費の３セクション・デバイスとなる。
【０００７】
第３の解決策は、集積されたチャープ管理レーザ（chirp managed laser）（すなわち、ＣＭＬ）を光スペクトル整形器と共に用いて分散耐力を増大させるものである。一方、目標とされる送信距離範囲（２００ｋｍ〜６００ｋｍ）は、光アクセスネットワークの基準をはるかに超えている。加えて、この解決策は、光スペクトル整形器特性に合わせてレーザ波長を精密にチューニングすることを必要にし、これは、複雑なフィードバックループの使用を必要とし、超長距離ネットワークにとっては実行可能であるが、低コストの用途には不適切なものとなる。
【０００８】
第４の解決策は、送信機の光サブアセンブリ（すなわち、ＴＯＳＡ）を、信号スペクトルフィルタリングのために直接変調レーザ（すなわち、ＤＭＬ）および自由空間光学アセンブリをハイブリッド集積したものとともに用いるものである。この解決策は、距離送信およびＤＥＲ要件に十分適合するが、この解決策の主な欠点は、モジュールパッケージングが複雑であることである。この理由は、オンウェハレーザと自由空間光学との精密なアライメントが必要なためであり、これにより更なる結合損失が生じ、これは光アクセスネットワークにおける厳しい光バジェットの勧告に対する制限となり得る。更に、達成される性能は、複雑で電力を消費する電子分散補償（すなわち、ＥＤＣ）システムによってのみ可能である。
【０００９】
第５の解決策は、プレーナ光波回路（すなわち、ＰＬＣ）を用いるものである。これによって、いかなる光または電気分散補償も用いることなく、１０Ｇｂ／ｓにおいて３００ｋｍの伝送を達成することが可能になる。一方、２つの監視ポートフォトダイオードが必要とされ、シリコンプラットフォーム上のＩＩＩ−Ｖ族の半導体ベースのレーザのハイブリッド集積から高い挿入損失が予期されるため、製造および使用は複雑になると考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このため、本発明の目的は、この状況を改善し、特に、６ｄＢよりも高い消光比および高い出力パワー（または高い光バジェット）で単一モードファイバ（すなわち、ＳＭＦ）の少なくとも４０ｋｍにわたるデータ送信を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施形態では、選択された波長を用いて光子を送達するための発信デバイスが意図され、この発信デバイスは、
−（通常の）非ゼロ復帰（すなわち、ＮＲＺ）変調によって変調された光子を生成して、送信されるデータを作成するように構成される直接変調レーザ（すなわち、ＤＭＬ）を有するＩｎＰ基板であって、直接変調レーザのアクティブ構造は、ＩｎＰ基板上にエピタキシャル成長する、ＩｎＰ基板と、
−ＩｎＰ基板のパッシブセクションに形成されるパッシブリング共振器であって、上記パッシブリング共振器は、ＩｎＰ基板のアクティブセクションおよびパッシブセクションの双方におけるｐドープ型再成長と、それに続く、再成長のｐドープを不活性にするためのＩｎＰ基板のパッシブセクションへの水素添加を行うことによって、上記直接変調レーザとモノリシック集積され、上記パッシブリング共振器は、いくつかの共振のうち、データ変調によって生じるゼロレベルをフィルタリングするのに用いられる共振を有する、パッシブリング共振器と、
−この直接変調レーザに沿って、かつ／またはこのリング共振器の周りに配置され、フィルタリングに用いられる光子波長および／またはリング共振器の共振をチューニングする、チューニング手段と、
を備える。
【００１２】
これによって、トランジスタ・アウトライン・カン（すなわち、ＴＯカン）モジュール等の既存のパッケージング解決策と互換性のある、単純で、低コストで、低電力消費のデバイスを生成することが可能になる。
【００１３】
チューニング可能な発信デバイスは別個にまたは組み合わせて検討される追加の特性を含むことができ、特に、以下を含むことができる。
・発信デバイスのリング共振器は、挿入損失を低減するように、発信デバイスの直接変調レーザに突き合わせ継手することができる。
・第１の実施形態において、発信デバイスのチューニング手段は、発信デバイスの直接変調レーザに沿って、かつ／または発信デバイスのリング共振器の周りに配置され、かつペルチェ加熱器を形成する加熱電極を備えることができる。
・第２の実施形態において、発信デバイスのチューニング手段は、発信デバイスの直接変調レーザ内に形成された、制御された位相シフトセクションを含むことができる。
・発信デバイスの直接変調レーザは、低電力帯域幅を得るために、多重量子井戸または量子ダッシュアクティブ層を、最適化された埋め込みリッジ・ストライプ（buried ridge stripe）（すなわち、ＢＲＳ）技術と組み合わせたものから作成される。
・発信デバイスの直接変調レーザは、約１ＧＨｚ〜８ＧＨｚに含まれる断熱曲線チャープを有することができる。
・発信デバイスは、光損失を変更するようにリング共振器内部に形成され、オン／オフ比特性および急峻性スロープ特性を調整して光損失を変更するように構成される、第１の半導体光増幅器（すなわち、ＳＯＡ）を更に備えることができる。これは、ＳＯＡ材料を、直接変調レーザの材料と同じものにすることができるため、追加の技術ステップを必要とせずに行うことができる。オン／オフ比特性は、リング共振器の伝達関数の各共振における送信の最大値と下の最小値との間のコントラスト値である。
・発信デバイスは、発信デバイスのリング共振器の後ろにパッシブ・テーパ・セクションを更に備えることができる。
・発信デバイスは、直接変調レーザの上方に形成され、光パワーを監視するように構成された集積フォトダイオードを更に備えることができる。
・発信デバイスは、リング共振器の下方に形成され、光損失を補償するように構成される第２の半導体光増幅器を更に備えることができる。
【００１４】
更に別の実施形態は、発信デバイスを生成するための方法を備え、この方法は、
−ＩｎＰ基板上の直接変調レーザのアクティブ構造のエピタキシャル成長を実行するステップと、
−パッシブリング共振器のパッシブ構造の成長を可能にするために突き合わせ継手を実行するステップと、
−ＤＦＢタイプの直接変調レーザを形成するために直接変調レーザのアクティブ構造内にブラッグアレイを形成するステップと、
−アクティブ帯域およびパッシブ帯域と、パッシブリング共振器の一部であるリング形状を有する導波管と、直接変調レーザをパッシブリング共振器に結合する導波管とを形成するステップであって、上記導波管はパッシブリング共振器に接する、ステップと、
−アクティブセクションおよびパッシブセクションの双方のｐ型ドープ再成長を実行するステップと、
−直接変調レーザのための金属接点を形成するステップと、
−パッシブリング共振器の付近に金属製加熱電極を形成するステップと、
−再成長のｐ型ドープを不活性にするためにパッシブセクションへの水素添加を実行するステップと、
を含む。
【００１５】
ここで、チューニング可能な発信デバイスのいくつかの実施形態が、単なる例として、添付図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】チューニング発信デバイスの実施形態の第１の例を概略的に示す上面図である。
【図２】チューニング発信デバイスの実施形態の第２の例を概略的に示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下において、特に、選択された波長を用いて光子を送達することを意図されたチューニング発信デバイスが開示される。
【００１８】
このチューニング発信デバイス１は、例えば、トランジスタ・アウトライン・カン（transistor outline-can）（すなわち、ＴＯカン）モジュール等の光電子部品の一部とすることができる。一般的に言えば、チューニング発信デバイス１は、例えば、パッシブ光ネットワーク（すなわち、ＰＯＮ）等の光アクセスネットワークにおいて、および、限定ではないが特に次世代ＰＯＮ、特にＸＧ−ＰＯＮ１またはＮＧ−ＰＯＮ（「ＮギガビットＰＯＮ」）において用いることができる。
【００１９】
本発明の実施形態によるチューニング発信デバイス１の例が、図１および図２に概略的に示されている。これらの非限定的な例に示されるように、チューニング発信デバイス１は、少なくとも、直接変調レーザ（すなわち、ＤＭＬ）３、パッシブリング共振器４、およびチューニング手段を有するＩｎＰ基板２を備える。
【００２０】
直接変調レーザ（すなわち、ＤＭＬ）３は、ＩｎＰ基板２上に形成され、（典型的な）非ゼロ復帰（すなわち、ＮＲＺ）変調によって変調された光子を生成し、送信されるデータを作成するように構成される。このため、ＤＭＬ３によって生成される光パワー上に書き込まれるデータ変調は、「１」および「０」のシーケンスによってなされる。
【００２１】
ＤＭＬ３は、共振周波数の非常に効率的な減衰を与え、結果として、低い過渡チャープ（通常、＜２ＧＨｚ）を与える。過渡チャープは単一モードファイバ（すなわち、ＳＭＦ）を通じたデータ送信にとって非常に有害であるので、これは主要な関心事である。
【００２２】
過渡チャープを低減するために、ＤＭＬ３は、多重量子井戸（すなわち、ＭＱＷ）または量子ダッシュ（または、Ｑダッシュ）のアクティブ層を、最適化された埋め込みリッジ・ストライプ（すなわち、ＢＲＳ）技術と組み合わせたものから作成して、低電力帯域幅を得ることができる。
【００２３】
好ましくは、ＤＭＬ３は、約１ＧＨｚと約８ＧＨｚとの間、場合によっては１ＧＨｚと５ＧＨｚとの間に含まれる断熱曲線チャープを示すように構成される。この値の間隔は、ＤＭＬ３を、リング共振器４を用いて容易に実施することを可能にする。断熱曲線チャープが大きいほど、同様の消光比値を得るために共振スロープが低くならなくてはならない。
【００２４】
パッシブリング共振器４は、ＩｎＰ基板２のパッシブセクションに形成され、ＤＭＬ３とモノリシックに集積され、いくつかの共振のうち、データ変調によって生じるゼロレベルをフィルタリングするために用いられる共振を有する。
【００２５】
換言すれば、「１」および「０」のシーケンスがフィルタ（すなわち、リング共振器４）を通過するとき、各「１」レベルは「０」レベルよりも減衰が少なく、これにより２つのレベル間のコントラストの増大が生じ、したがって、ゼロレベルがリング共振器４によってフィルタリングされることが可能になる。
【００２６】
この結合は、ＩｎＰ基板２のパッシブセクションに形成され、ＤＭＬ３によって光子を供給され、リング共振器４に接する導波管９を介して行われる。
【００２７】
好ましくは、このリング共振器４は、挿入損失を低減するために、パッシブ材料中でＤＭＬ３に突き合わせ継手される。実際に、導波管９およびリング共振器４は、高い光パワーを維持するために、与える損失が可能な限り最も低くなくてはならない。そのために、これらはパッシブ材料で設計されなくてはならない。これは、光パワーを吸収しない材料（通常、より高いバンドギャップエネルギー半導体を有すること）を意味する。
【００２８】
ファイバ分散を補償するのではなく、動的消光比（すなわち、ＤＥＲ）を増大させるために、リング共振器４は、共振を利用して、標準的な非ゼロ復帰変調により引き起こされたゼロレベルをフィルタリングすることにのみ用いられることに留意することが重要である。ファイバ分散を補償することは、当該技術分野のＣＭＬによる第３の解決策のように、エタロンおよび複雑なフィードバックループの過度に精密なチューニングを必要とする。リング共振器４のフィルタリング動作は、その特性スロープの急峻性に貢献し、特性スロープは、ＤＭＬ３の断熱曲線チャープおよび光アクセスネットワークのファイバ長に適合するように、好ましくは１ＧＨｚ〜６ＧＨｚに含まれ、可能であれば１ＧＨｚ〜４ＧＨｚに含まれる。
【００２９】
ＤＭＬ３およびリング共振器４が密な組み合わせで共に動作して、光子送信を最適化することも重要である。
【００３０】
チューニング手段５は、ＩｎＰ基板２上に形成され、ＤＭＬ３に沿ってかつ／またはリング共振器４の周りに配置され、フィルタリングに用いられる光子波長および／またはリング共振器の共振をチューニングする。
【００３１】
直前の説明は、チューニング手段５が、リング共振器４によって実行されるチューニング不可能なフィルタリングを考慮に入れながら、ＤＭＬ３に沿って光子波長をチューニングするように構成されるか、または、ＤＭＬ３によって生成される光子のチューニング不可能な波長を考慮に入れながら、リング共振器４に沿ってフィルタリングをチューニングするように構成されるか、またはそうでない場合は、ＤＭＬ３に沿って、かつリング共振器４の周りで、光子波長のみでなくフィルタリングもチューニングするように構成されることを意味する。チューニング手段を共に用いることは、２つの異なる電極を用いなければならないため、単純性およびコスト低減の観点から魅力が劣る。
【００３２】
図１および図２の非限定的な例に示すように、チューニング手段５は、ＤＭＬ３に沿って、かつ／またはリング共振器４の周りに配置され、ペルチェヒータを形成する加熱電極を備えることができる。
【００３３】
熱的にチューニングされたリング共振器は、そのリング共振器の上に形成され、加熱電極を形成する集積抵抗と、集積抵抗の上に形成され、関連付けられた集積抵抗の熱活性を引き起こすように構成された電流を供給されるように意図された導電層とを備えることができる。リング共振器４の共振波長は、リングの周囲長と直接関係する。導波管材料の屈折率が温度とともに変化すると、フィルタリング（すなわち、共振）を、金属薄膜抵抗を用いた自由キャリアの注入によって調整することができる。
【００３４】
例えば、抵抗加熱電極５の１００Ωの通常の値では、加熱電極５がＤＭＬ３から２０μｍ離れて配置されるとき、１ｎｍのＤＭＬ波長をシフトするために、通常、３００ｍＷに等しい電力消費が必要とされる。ＤＭＬ３がチューニングされる場合、抵抗加熱電極５の幅および／もしくは厚みを増大させるか、または、抵抗加熱電極５をＤＭＬ３から更に動かして現在のステップを０．１℃シフトだけ増大させるか、あるいはリング共振器４がチューニングされる場合、その小さな角度のセクションのみを加熱することが可能である。
【００３５】
しかし、示されていない変形形態において、チューニング手段５は、ＤＭＬ３内に形成される制御された位相シフトセクションを含むことができる。この位相シフトセクションは、通常、キャリアプラズマを生成するように電流が注入され、この結果、屈折率の変化およびそれにより波長変化が生じる、パッシブ材料（passive material）から作製することができる。
【００３６】
位相シフトセクションとしての加熱電極５は、要求されるチューニング（通常、（リング共振器４の）４００μｍ半径の場合、約３３ＧＨｚ未満）を提供するのに数ミリアンペアしか必要としない。リング共振器共振間の波長差は、リング周囲長の関数（通常、４００μｍ半径の場合、３３ＧＨｚ）であることを思い出されたい。このため、共振は周期性であり、共振またはレーザ波長の最大シフトは、正しいレーザ波長／共振位置決めを復元するために、自由スペクトル範囲（すなわち、共振期間）である。
【００３７】
データ送信のために光アイ整形（optical eye reshaping）を最適化するように、１つまたは複数の追加の要素を任意選択で発信デバイス１に追加することができる。
【００３８】
例えば、図２に示すように、性能のより厳しい制御が必要とされるときには、発信デバイス１は、光損失を変更するようにリング共振器４の内部に形成される第１の半導体光増幅器（ＳＯＡ）６を更に備えることができる。したがって、その機能は、リング共振器４のオン／オフ比特性および急峻性スロープ特性を調整し、送信を最適化することである。オン／オフ比特性は、リング共振器４の伝達関数の各共振における送信の最大値と下の最小値との間のコントラスト値である。
【００３９】
ＳＯＡ材料は、ＤＭＬ３を形成するのに用いられる材料と同じものにすることができるので、有利には、この任意選択の第１のＳＯＡ６は、追加の技術ステップなしで形成することができる。
【００４０】
また、パッシブ・テーパ・セクションも、発信デバイス１においてリング共振器４の後ろに任意選択で形成できることに留意するべきである。その機能は、誘導される光モードを拡張してその発散を低減し、例えば挿入損失を低減するように、ファイバとの結合を改善することである。これは、単に、導波管の幅を徐々に小さくして、モードを強制的に下方に動かし、拡張させることによって行われる。
【００４１】
同様に、例えば図２に示すように、発信デバイス１は、ＤＭＬ３の上方に形成され、必要な場合、光パワーを監視するように構成された集積フォトダイオード７を任意選択で備えることができる。この任意選択の後部フォトダイオード７は、フォトダイオード材料を、ＤＭＬ３を形成するために用いられる材料と同じものにすることができるため、追加の技術ステップなしで有利に形成することができる。
【００４２】
同様に、例えば図２に示すように、発信デバイス１は、リング共振器４の下方に、かつ出力の前に形成され、光損失を補償するように構成される第２の半導体光増幅器（すなわち、ＳＯＡ）８を任意選択で備えることができる。この任意選択の第２のＳＯＡ８も、ＳＯＡ材料を、ＤＭＬ３を形成するために用いられる材料と同じものすることができるため、追加の技術ステップなしで有利に形成することができる。
【００４３】
発信デバイス１が第２のＳＯＡ８およびテーパ・セクションを備えるとき、テーパ・セクションは第２のＳＯＡ８の直後（すなわち、下方）に形成される。
【００４４】
発信デバイス１の単純な構成は、特に、コストのかかるスクリーニングステップを回避しなくてはならない生産活動にとって大きな関心対象である。実際に、全ウェハ上の部品の適格性確認（qualification）は、単純な測定を用いることによってのみ行うことができる。例えば、単一のＤＭＬの適格性確認は、単純な静的特徴化を通じたレーザ波長、閾値電流、光パワー、サイドモード抑圧比（すなわち、ＳＭＳＲ）の評価を必要とするが、これは発信デバイス１により容易に実行することができる。実際に、ＤＭＬスクリーニングは、発信デバイス１の出力において、または更には発信デバイス１の後部ファセットにおいて測定することができ、リング共振器スクリーニングは、単純なチューニング電流評価を通じて行うことができる。なぜなら、レーザ波長の厳密な位置決めの問題は、パワー調整、およびこのためパワー変動の評価に変えることができ、リング共振器ピークは、静的パワー測定によって正確に特定することができ、チューニング電流も、実際の送信実験において以前に評価されたパワーの変動を回復することによって正確に特定することができるためである。いずれの場合にも、チューニング電流は、低い値に制限される。なぜなら、リング共振器応答は周期性（４００μｍの半径の場合、約３３ＧＨｚ）を有するためである。したがって、全ウェハにわたるレーザ波長変動（＋／−０．１ｎｍ未満）およびリング共振器ピークの絶対位置は、リング共振器４のチューニング動作および共振ピークの周期性によって常に補うことができ、これによって、発信デバイス１が、有効屈折率の任意の変動に対して耐性を有するようになる。
【００４５】
例えば、発信デバイス１は、以下で説明する方法を実施することによって生成することができる。
【００４６】
処理の第１のステップは、ＩｎＰ基板２上のＤＭＬ３のアクティブ構造のエピタキシャル成長である。例えば、ＭＱＷまたは量子ボックスを成長させる。
【００４７】
方法の第２のステップは、パッシブ構造の成長を可能にするために突き合わせ継手を実行することである。そのために、まず、誘電層をアクティブ構造の上に置くことができ、次に、パッシブ構造を受け入れることが意図された孔が形成されなくてはならない場所を形成するリソグラフィーステップを実施することができる。次に、例えば、反応性イオンエッチング（すなわち、ＲＩＥ）または誘導結合プラズマ（すなわち、ＩＣＰ）もしくは化学エッチングによってアクティブ構造をエッチングしてこれらの孔を形成し、エッチングされた孔へのエピタキシによってパッシブ構造が形成される。最後に、誘電層の残りの部分が取り出される。
【００４８】
方法の第３のステップは、例えば、分散フィードバック（ＤＦＢ）タイプのＤＭＬ３を形成するようにアクティブ構造内にブラッグアレイを形成することである。
【００４９】
方法の第４のステップは、アクティブおよびパッシブ帯域と、特に、リング共振器４の一部であるリング形状を有する導波管と、ＤＭＬ３をリング共振器４に結合し、リング共振器４に接する導波管９とを形成することである。導波管とリング共振器４との間の典型的な距離は、１００ｎｍ〜１０００ｎｍである。
【００５０】
方法の第５のステップは、例えば、アクティブセクションおよびパッシブセクションの双方のｐ型ドープ再成長を実行することである。これは、特定の結晶配向についてリング共振器４の導波管部分の周りに最適な成長形態を得るように再成長パラメータの精密な制御を必要とする。
【００５１】
方法の第６のステップは、ＤＭＬ３のための金属接点を形成することである。
【００５２】
方法の第７のステップは、例えば、リング共振器４付近に金属製加熱電極５を形成することである。これは、所与の損失電力に対してリングの適切な加熱を得るように、これらの金属製加熱電極５の電気抵抗の厳密な構成を必要とする。
【００５３】
方法の第８のステップは、例えば、再成長のｐ型ドープを不活性にするためのパッシブセクションへの水素添加である。これは、リング共振器４内の光モードの吸収損失を制限するために、投与量、時間、および水素添加電力の精密な較正を必要とする。
【００５４】
上記の方法によって提供される発信デバイス１において、直接変調レーザ３は、ＩｎＰ基板のアクティブセクションにおいてエピタキシャル成長したアクティブ構造であるのに対し、リング共振器４は、ＩｎＰ基板のパッシブセクションに形成され、上記直接変調レーザ３にモノリシック集積されたパッシブ構造である。
【００５５】
本発明は、いくつかの利点を提供し、中でも、
−製造段階のための光ファイバへの送信および最終的なスクリーニングの最適化を容易にするための単純なチューニング手段と、
−ＤＭＬおよびリング共振器の完全な集積（突き合わせ継手またはシリカＰＬＣ水素添加を用いる）を通じた光結合損失の低減と、
−複雑で電力を消費する電子フィードバックループを用いる必要がないことと、
−２つのみのエピタキシャル成長を有する単純な技術プロセスと、
−リング共振器急峻性スロープを最適化することによって、大きな距離（通常、少なくとも１００ｋｍ）をカバーするために用いることができることと、
−リング共振器の負の分散を、特にその重要な結合条件近傍で利用することによって、色収差分散を補償するのに用いることができることと、
−モノリシック集積の場合、動作温度の変化が、リング共振器の有効屈折率とレーザの有効屈折率に同様に影響を及ぼし、レーザ波長とリング共振定数との間の離調(detuning)を保持することとを提供する。したがって、冷却されていない動作であっても、最適化された送信性能を維持することが予期される。
【００５６】
当業者であれば、本明細書における任意のブロック図が、本発明の原理を具現化する例示的な回路の概念図を表すことを理解するはずである。
【００５７】
説明および図面は、本発明の原理を示すにすぎない。このため、当業者であれば、本明細書に明示的に説明されても示されてもいないが、本発明の原理を具現化し、本発明の趣旨および範囲内に含まれる様々な構成を考案することができるであろう。更に、本明細書に挙げられた全ての例は、原理的に、読み手が、本発明者が当該技術分野を前進させるために与える本発明の原理および概念を理解するのを支援するための教育目的のみであり、そのような具体的に挙げられた例および条件に限定されることがないものとして理解されることが明示的に意図される。更に、本発明の原理、態様および実施形態を挙げる本明細書における全ての記述、ならびにそれらの特定の例は、その等価物を包含することが意図される。
【図１】
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【図２】
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