(57)【要約】【課題】シリコン光導波路から構成されたＡＴＲ型センサに対し、より広い帯域幅を持った光源を導入できるようにする。【解決手段】基板部１１１の上には下部クラッドとなる埋め込み酸化層１１２が設けられ、埋め込み酸化膜１１２の上の発光領域には、シリコン細線コア１０５と、シリコン細線コア１０５を埋めるように形成された上部クラッド層１０６が形成され、光導波路が構成されている。発光領域においては、シリコン細線コア１０５に、希土類元素であるエルビウムと酸素原子とが添加されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部クラッド層の上に形成され、酸素，ホウ素，フッ素，及び炭素の中の少なくとも１つと希土類元素とが添加された単結晶シリコンからなる所定の長さの発光部コアと、
前記発光部コアを覆うように形成された上部クラッドと、
前記発光部コアから構成された導波路の一端に設けられ励起光が入射する入射端と、
前記導波路の他端に設けられた発光出射端と
を有することを特徴とする導波路型光源。
【請求項２】
請求項１記載の導波路型光源において、
前記希土類元素は、エルビウム，ツリウム，ホルミウム，イッテルビウム，ネオジウム，プラセオジウム，及びジスプロシウムの少なくとも１つである
ことを特徴とする導波路型光源。
【請求項３】
請求項１又は２記載の導波路型光源において、
前記導波路は、シングルモード導波路であり、
入力される励起光の径を小さくするスポットサイズ変換部を前記入射端の側に備える
ことを特徴とする
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の導波路型光源において、
前記入射端に光結合して設けられて前記励起光が出射される励起光出射部を備える
ことを特徴とする導波路型光源。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の導波路型光源において、
前記下部クラッド層の上に形成されて少なくとも一部の面が露出したシリコン単結晶からなるセンサ部コアと、このセンサ部コアから構成された導波路の光入射端と、前記導波路の光出射端とを少なくとも備えて前記コアの露出した面に分析対象物が接触する分析部が、前記光入射端と前記発光出射端とが光結合する状態で配置される
ことを特徴とする導波路型光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン細線コアよりなる光導波路から構成されて励起光により発光する導波路型光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物質の特性を知る分析法に、物質の赤外スペクトルを測定する赤外分光法がある。赤外分光法の一つに、ＺｎＳｅなどのＡＴＲ（Attenuated Total Reflection）結晶プリズムを用いた全反射吸収スペクトル法（ＡＴＲ法）がある。ＡＴＲ法は、赤外線がＡＴＲ結晶プリズムの中を全反射する際に、試料が接しているプリズムの外側にわずかにしみ出す光（エバネッセント光）を利用するものであり、固体試料の表面や水溶液試料中の成分を高感度に分析することを可能としている。
【０００３】
ＡＴＲ法による分析では、より感度を向上させるために、多数回の全反射が生じるように構成している（非特許文献１参照）。また、ＡＴＲ法により、採血やセンサを埋め込むことなどを必要とせずに、人体の血中のグルコースの濃度を簡便に測定する分析システムなども開発されている（特許文献１参照）。
一方、上述したＡＴＲ結晶プリズムを用いる代わりに、シリコン光導波路の一部のシリコンコアを露出させることで、同様の測定を行う技術も提案されている。シリコン光導波路を用いる分析方法によれば、より微細なセンサを構成することが可能となる。
【０００４】
ところで、上述した分析では、光源が必要となる。シリコンは、間接遷移型半導体であるため、発光素子を実現することが容易ではないが、希土類元素を添加することでフォトルミネッセンスやエレクトロルミネッセンス現象が生じることが確認されている。希土類元素は、４ｆ電子の殻内遷移により発光するため、母材の影響を受けにくく、各種の半導体材料に添加され、発光が確認されている。
【０００５】
加えて、シリコンを母材とした場合、希土類元素とともに、酸素，ホウ素，フッ素，及び炭素などの電気陰性度の大きい軽元素を同時に添加することで、発光強度が増加することも報告されている（非特許文献２参照）。
従って、希土類元素の添加による発光を利用することで、光源とセンサとをモノリシックに集積したセンサユニットの実現が可能である。
【０００６】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特公表２００２−５２７１３６号公報
【非特許文献１】実用分光法シリーズ（４）分光学の医学応用，１９９９年９月３０日発行、（株）アイピーシー
【非特許文献２】J.Palm, et.al., "Electroluminescence of erbium-doped silicon", Phys. Rev. B, vol.54, No.24, pp.17603-17615,1996.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シリコン光導波路をＡＴＲ型センサに用いる場合、分析対象を同定することができるスペクトルが計測できる範囲の帯域幅を持った赤外光を、シリコン光導波路に導入する必要がある。このように、吸収スペクトルを測定するためには、スペクトルを同定できる程度の帯域幅を持った光源が要求されるため、単一波長のレーザ光は利用できない。また、発光ダイオードの発光帯域も、十分な帯域幅が得られる状態ではない。
【０００８】
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、シリコン光導波路から構成されたＡＴＲ型センサに対し、より広い帯域幅を持った光源を導入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】
【０００９】
本発明に係る導波路型光源は、下部クラッド層の上に形成され、酸素，ホウ素，フッ素，及び炭素の中の少なくとも１つと希土類元素とが添加された単結晶シリコンからなる所定の長さの発光部コアと、発光部コアを覆うように形成された上部クラッドと、発光部コアから構成された光導波路の一端に設けられ励起光が入射する入射端と、光導波路の他端に設けられた発光出射端とを備えるものである。
この光源では、入射端より励起光が入射すると、シリコンからなる発光部コアにおいては、通常の条件では得られない非常に高い光強度密度の光により、希土類元素が、直接あるいはエキシトンを介して間接的に励起されて発光する。
【００１０】
上記導波路型光源において、希土類元素は、エルビウム，ツリウム，ホルミウム，イッテルビウム，ネオジウム，プラセオジウム，ジスプロシウムの少なくとも１つであればよい。上記導波路型光源において、光導波路は、シングルモード光導波路であり、入力される励起光の径を小さくするスポットサイズ変換部を入射端の側に備えることで、光結合の効率が向上する。なお、光導波路の入射端には、励起光が出射される励起光出射部が、光結合して設けられる。
【００１１】
また、上述した導波路型光源において、下部クラッド層の上に形成されて少なくとも一部の面が露出したシリコン単結晶からなるセンサ部コアと、このセンサ部コアから構成された光導波路の光入射端と、光導波路の光出射端とを少なくとも備えてコアの露出した面に分析対象物が接触する分析部が、分析部の光入射端と導波路型光源の発光出射端とが光結合する状態で配置される。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明では、酸素などとともに希土類元素が添加されたシリコンからなる発光部コアで光導波路を構成したので、入射端より入射した励起光により、希土類元素の発光によるより広い帯域の発光が得られるようになる。従って、本発明によれば、シリコン光導波路から構成されたＡＴＲ型センサに対し、より広い帯域幅を持った光源を導入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】
【００１３】
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導波路型光源の構成例を示す平面図である。
この光源の構成について説明すると、まず、入射側の光ファイバー２００の端部が固定されるＶ字状の溝１０１を備え、溝１０１は、一般に市販されているＳＯＩ基板の基板部１１１に形成されている。
【００１４】
溝１０１に続いてスポットサイズ変換部が配置され、スポットサイズ変換部には、入射側に配置されたスポットサイズ変換コア１０３を備えている。スポットサイズ変換コア１０３は、例えば、シリコン酸窒化物から構成されている。スポットサイズ変換コア１０３には、光ファイバー２００の光ファイバーコア２０１が接続している。
【００１５】
スポットサイズ変換部に続いて発光領域が設けられ、発光領域には、シリコン細線コア１０５と、シリコン細線コア１０５を埋めるように形成された上部クラッド層１０６が形成され、光導波路が構成されている。発光領域においては、シリコン細線コア１０５に、希土類元素であるエルビウム（Ｅｒ）と酸素原子とが添加されている。シリコン細線コア１０５は、断面の寸法が約０．３μｍ角程度となっている。図２の断面図に示すように、シリコン細線コア１０５は、ＳＯＩ基板の埋め込み酸化層１１２の上に配置されている。なお、図２は、図１のＡＡ’断面である。
【００１６】
発光領域において、シリコン細線コア１０５には、エルビウムと酸素原子とが添加されている。なお、シリコン細線コア１０５の表面に、数ｎｍから数１０ｎｍ程度の酸化膜が形成されていてもよい。上述したように、シリコン細線コア１０５は、断面寸法が０．３μｍ角程度としてあるので、上記光導波路は、波長１．３〜１．７μｍ程度の光がシングルモードで伝搬する。言い換えると、シリコン細線コア１０５は、これより構成される光導波路が、シングルモードとなる寸法に形成されていればよい。
【００１７】
また、このシリコン細線コア１０５から構成された光導波路は、最小曲げ半径が約１５μｍ以下と、非常に小さい曲率で導波方向を変更することが可能である。従って、図１の平面図に示すように、シリコン細線コア１０５を、狭い間隔で往復させて配置させることが可能となり、狭い領域内で、発光する領域をより長くすることが可能となる。図１に示す本実施の形態の導波路型光源では、シリコン細線コア１０５の全長は、約７．４ｍｍである。
【００１８】
図１，２に示すように、シリコン細線コア１０５は、ＳＯＩ構造の基板のシリコン層を加工することで形成されている。シリコン層は、ＳＯＩ構造の基板の最上層に配置され、基板部１１１の上の埋め込み酸化層１１２の上に形成される。シリコン層に、コアとなる領域を挟むように埋め込み酸化層１１２にまで貫通する溝を形成することで、シリコン細線コア１０５が形成されている。また、上記溝に例えば酸化シリコンなどを充填しかつシリコン細線コア１０５を覆うようにすることで、上部クラッド層１０６が形成されている。
【００１９】
シリコン細線コア１０５のスポットサイズ変換部側の一端は、先端に行くほど幅が狭くなる先細りの形状となり、図３の断面図にも示すように、上部及び側部をスポットサイズ変換コア１０３に覆われている。シリコン細線コア１０５の先細りの部分と、先細りの部分を覆うスポットサイズ変換コア１０３とにより、スポットサイズ変換部が構成されている。スポットサイズ変換部は、シリコン細線コア１０５より構成された光導波路の励起光入射端に設けられている。スポットサイズ変換コア１０３は、高さ，幅が、光ファイバーコア２０１の半分程度からほぼ同程度までの寸法となっている。
【００２０】
また、スポットサイズ変換部は、酸化シリコンからなる上部クラッド層１０６に覆われている。また、光ファイバー２００の端部が固定される領域では、図４の断面図に示すように、基板部１１１に設けられたＶ字状の溝１０１に、例えば紫外線硬化型の接着剤などにより固定されている。なお、図３は、図１のＢＢ’断面の一部を示し、図４は、図１のＣＣ’断面の一部を示し、図５は、図１のＤＤ’断面の一部を示している。
【００２１】
スポットサイズ変換部においては、「シリコン細線コア１０５の屈折率＞スポットサイズ変換コア１０３の屈折率＞上部クラッド層１０６の屈折率」となっている。このように構成したスポットサイズ変換部により、光ファイバー２００を導波してきた励起光（例えば波長１．４８μｍの光）を、低損失でスポットサイズが変換された状態で、シリコン細線コア１０５の一端に結合させることを可能としている。この場合、光ファイバー２００が、励起光出射部となる。
【００２２】
また、シリコン細線コア１０５は、図５に示すように、表面に数ｎｍから数１０ｎｍ程度の酸化膜１２１が形成され、また、厚さ方向の中心部に分布を持つように、エルビウムと酸素原子とが添加された添加領域１２２を有する。添加領域１２２は、下部クラッドとなる埋め込み酸化層１１２に接する下面と上面とから、所定距離離間して分布している。なお、添加領域１２２は、シリコン細線コア１０５の断面方向の全域に分布するようにしてもよい。
【００２３】
図１〜５に示した導波路型光源によれば、波長１．５μｍ，出力３ｍＷのレーザ光を励起光として入射したとき、図６に示すような発光スペクトルが得られる。なお、図６に示す発光スペクトルは、次の条件でエルビウムと酸素とが導入された、全長７．４ｍｍのシリコン細線コア１０５による導波路型光源の結果である。導入の条件は、加速エネルギー３１０ｋｅＶ，ドーズ量２×１０14ｃｍ-2でエルビウムをイオン注入し、加速エネルギー４５ｋｅＶ，ドーズ量２×１０15ｃｍ-2で酸素をイオン注入し、イオン注入の後、６２０℃で１時間，９００℃で３０分間の窒素雰囲気における加熱処理を行うものである。
【００２４】
ここで、シリコン細線コア１０５から構成された発光領域における発光について説明する。希土類元素と酸素とを添加したシリコン細線コア１０５からなる発光領域を発光させるためには、シリコン細線コア１０５に添加された希土類元素の発光波長よりも波長の短い光を、励起光として発光領域に導入すればよい。ここで、希土類元素とは、例えば、エルビウム，ツリウム（Ｔｍ），ホルミウム（Ｈｏ），イッテルビウム（Ｙｂ），ネオジウム（Ｎｄ），プラセオジウム（Ｐｒ），及びジスプロシウム（Ｄｙ）などである。
【００２５】
発光領域における発光機構は、励起光による光励起と、励起光によりシリコン結晶中に生成されるエキシトン（励起子）が希土類元素センターで再結合することによる励起との、２つがある。シリコン細線コア１０５からなる光導波路は、コアとクラッドとの屈折率差が大きいため、強い光閉じ込め作用がある。従って、シリコンコアを用いた光導波路では、コア中心部の光強度が、一般的な光ファイバーの場合に比較して１０００倍にも達し、非常に高い光強度密度が得られる。従って、励起光がシリコンのバンドギャップエネルギーよりも小さいエネルギーの赤外光であっても、２光子吸収効果によりエキシトンを生成することができる。
【００２６】
上述した２つの発光機構を利用することで、シリコン細線コア１０５に添加された希土類元素を、通常の条件では得られない非常に高い光強度密度の光により、直接あるいはエキシトンを介して間接的に励起することで、発光を得ることができる。上記２つの発光機構を用いた励起によれば、直接励起を用いるエルビウムドープファイバー（ＥＤＦ）よりも、効率的な発光が可能となる。なお、発光機構をエキシトンによる励起のみに限れば、希土類元素の発光波長よりも長い波長の光を励起光として用いることができる。シリコンコア中を透過でき、かつ、２光子吸収によりエキシトンを励起できる波長は、約１．１〜２．２μｍとなる。
【００２７】
励起光は、シリコン細線コア１０５からなる光導波路の光入力端に光結合するように配置した光ファイバー２００を介し、外部から入力すればよい。また、光ファイバー２００の代わりに、半導体レーザより出射されたレーザを直接光結合し、スポットサイズ変換領域を介して光結合させ、光結合効率を向上させるようにしてもよい。この場合、半導体レーザが励起光出射部となる。
【００２８】
次に、上述した導波路型光源の製造方法について、簡単に説明する。
まず、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用意する。ＳＯＩ基板は、埋め込み絶縁層（埋め込み酸化層）の上のシリコン層（単結晶シリコン層）が、高抵抗ｐ形あるいは高抵抗ｎ形であればよい。また、シリコン層は、所望の厚さより薄い高抵抗ｐ形の単結晶シリコン層の上に、ノンドープの単結晶シリコンを結晶成長させて所望の厚さとしたものでもよい。同様に、シリコン層は、所望の厚さより薄い高抵抗ｎ形の単結晶シリコン層の上に、ノンドープの単結晶シリコンを結晶成長させて所望の厚さとしたものでもよい。
【００２９】
上述したようなＳＯＩ基板を用意したら、シリコン層を、公知のリソグラフィ技術とエッチング技術とにより微細加工し、発光領域では、シリコン細線コア１０５となる領域を残し、スポットサイズ変換部では、シリコン細線コア１０５の先端部分のパターンを形成する。これらのことにより、シリコン細線コア１０５が形成される。また、光ファイバー２００が固定されるファイバー固定領域では、シリコン層が除去されて埋め込み酸化層１１２が露出する。
【００３０】
次に、図７（ａ）に示すように、シリコン細線コア１０５の表面に、熱酸化法により膜厚が数ｎｍの酸化膜１２１が形成された状態とする。
次に、図１の領域３０１で囲われた部分が開口したレジストパターンを形成し、形成したレジストパターンをマスクとし、酸素と希土類元素であるエルビウムとを選択的にイオン注入し、シリコン細線コア１０５の中にエルビウムと酸素とを導入する。
【００３１】
イオン注入による注入エネルギーは、各イオンの投影飛程が、コアの厚さ方向の中央付近となるようにし、図７（ｂ）に示すように、添加領域１２２が形成された状態とする。例えば、コア厚が０．３μｍのシリコン細線コア１０５に、エルビウムをイオン注入する場合、注入エネルギーは、３００〜４００ｋｅＶとすればよい。また、酸素をイオン注入する場合、注入エネルギーは、４０〜６０ｋｅＶとすればよい。図８は、上述した各条件により、エルビウム，酸素をイオン注入したときの、各イオンの深さ（膜厚）方向の分布を示す分布図である。
【００３２】
以上のようにして各イオン注入をした後、結晶性の回復のための６２０℃・１時間、欠陥低減とエルビウム周囲への酸素の析出のための９００℃・３０分の熱処理を行う。
イオン注入法によりエルビウム，酸素を導入する場合、イオン注入をした後に、シリコン細線コア１０５の埋め込み酸化層１１２側に、イオン注入によるダメージのない単結晶領域が残存しているようにする。イオン注入の後の熱処理により、残存している単結晶領域を種として、固相エピタキシャル回復により、シリコン細線コア１０５の全体を単結晶化することができる。
【００３３】
以上のようにして、シリコン細線コア１０５に各イオンを注入した後、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法により堆積したシリコン酸窒化膜よりスポットサイズ変換コア１０３を形成する。また、スポットサイズ変換コア１０３及びシリコン細線コア１０５を覆うようにシリコン酸化膜を形成し、上部クラッド層１０６が形成された状態とする。シリコン酸化膜も、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法により形成できる。
【００３４】
次に、発光領域及びスポットサイズ変換部を覆うマスクパターンを形成し、形成したマスクパターンをマスクとしたエッチングを行い、スポットサイズ変換部の垂直な入射端面及び出射端面を形成し、また、ファイバー固定領域の埋め込み酸化層１１２を選択的に除去する。このエッチングでは、例えばリアクティブイオンエッチングなど、垂直異方性を有するドライエッチング技術を用いればよい。
【００３５】
最後に、ファイバー固定領域において、露出している基板部１１１の所定領域に、Ｖ字状の溝１０１を形成する。溝１０１は、例えば、開口部の間隔を徐々に広げた複数のマスクパターンによる選択的なエッチングを、繰り返すことで形成できる。また、基板部１１１として（１００）面の単結晶シリコンを用いれば、水酸化カリウムなどのアルカリ溶液によるウエットエッチングで、自動的にＶ字状の溝が形成できる。
【００３６】
なお、製造プロセスの簡略化を考慮した場合、シリコン酸窒化膜を加工してスポットサイズ変換部コア１０３を形成するとき、発光領域にシリコン酸窒化膜が残るようにしてもよい。シリコン酸窒化膜を除去するときに、シリコン細線コア１０５にダメージを与えることが抑制できるようになる。また、シリコン細線コア１０５とシリコン酸窒化膜とのエッチング選択比を大きくすることは、あまり容易ではなく、発光領域にシリコン酸窒化膜を残すようにすることで、プロセスの簡略化が図れる。
【００３７】
ところで、図１の導波路型光源では、光ファイバーのコア端面を当接させることで光を結合させるようにしたが、これに限るものではない。光ファイバー２００の端部と、スポットサイズ変換部のスポットサイズ変換コア１０３の端部との間に、各々マイクロレンズを設け、光結合効率を向上させるようにしてもよい。
【００３８】
次に、上述した導波路型光源に、シリコン光導波路より構成されたセンサ部を組み合わせたセンサユニットの構成例について説明する。図９に示すように、センサユニットには、同一の基板部１１１上に、光ファイバー２００が固定される溝１０１、溝１０１に続いて配置されたスポットサイズ変換コア１０３、スポットサイズ変換コア１０３に一端が接続するシリコン細線コア１０５、シリコン細線コア１０５に接続するセンサ部コア９０５，センサ部コア９０５の他端（出力端）に接続するスポットサイズ変換コア９０３，スポットサイズ変換コア９０３に続いて配置された溝９０１が、モノリシックに形成されている。
【００３９】
希土類と酸素とが導入されたシリコン細線コア１０５は、上部クラッド１０６に覆われ、センサ部コア９０５は、下部クラッドとなる埋め込み酸化層１１２の上で露出している。また、溝１０１には、励起光が導入される光ファイバー２００が固定され、溝９０１には、センサ部コア９０５による光導波路を通過した光を伝搬する光ファイバー９００が固定される。
【００４０】
光ファイバー２００より導入される励起光は、スポットサイズ変換コア１０３が配置されたスポットサイズ変換部を介し、シリコン細線コア１０５からなる光導波路に結合される。結合された励起光により、シリコン細線コア１０５よりなる発光領域は発光し、発光領域で発光した光は、センサ部コア９０５よりなるセンサ領域を通過し、光ファイバー９００に出射する。
【００４１】
上述した状態で、センサ領域で露出するセンサ部コア９０５の上面に分析対象の試料が接触していると、センサ部コア９０５よりしみ出した光が、試料の特性に応じて吸収されるため、この吸収の強さに応じて導波する光の強度が低下する。従って、例えば、センサ部コア９０５から構成されている光導波路（センサ領域）を導波する光の強度をある波長帯域に対して測定すれば、分析対象の試料による吸収スペクトルが得られる。
【００４２】
なお、センサ領域において、センサ部コア９０５は、下面が埋め込み酸化層１１２に覆われ、側面と上面とが露出するようにしたが、これに限るものではなく、下面と側面とがクラッドに覆われ、上面のみが露出しているようにしてもよい。センサ領域においては、一部のセンサ部コア９０５が露出して、試料と接触可能な状態となっていればよい。
【００４３】
ところで、上述では、シリコン細線コア１０５に、希土類元素としてエルビウムを添加するようにしたが、これに限るものではなく、ツリウムもしくはホルミウムを、酸素とともに添加するようにしてもよい。エルビウムを用いた場合、中心発光波長は１．５４μｍ付近となり、ツリウムを用いた場合、中心発光波長は１．６５μｍ付近となり、ホルミウムを用いた場合、中心発光波長は１．９６μｍ付近となる。また、これらを組み合わせて添加することで、発光波長帯を広くして分析波長領域を拡大することが可能となる。また、酸素の代わりに、ホウ素、フッ素、炭素のいずれかを用いるようにしてもよい。
【００４４】
分析波長領域を拡大するために、エルビウム，ツリウム，ホルミウムの３種の希土類元素を、酸素原子とともにシリコン細線コアに添加した場合について、以下に説明する。この例では、発光領域を構成するシリコン細線コアは、厚さ０．２μｍ幅０．５μｍとした。また、各希土類元素は、イオン注入法により導入し、イオン注入の条件は、全て、２５０ｋｅＶ、３×１０13ｃｍ-2とする。また、酸素の注入条件は、３５ｋｅＶ、１×１０15ｃｍ-2とする。
【００４５】
上記条件でイオン注入すると、シリコン細線コアにおける各イオンの分布は、図１０に示すようになる。３種の希土類元素は、原子番号，質量数が共に近いため、同様の分布となっている。なお、酸素は、希土類元素総量の約５〜１０倍となるように注入する。ただし、イオン注入の量が多すぎると、損傷の回復が困難になる。
上述したように、３種の希土類元素をシリコン細線コアに注入することで、同一の励起光源で、各希土類元素からの発光スペクトルが重なった広帯域の光源が得られ、より広い帯域のスペクトル計測が可能となる。
【００４６】
また、上述したように、広帯域の光源が得られる状態としておくことで、励起光の波長を変えることで励起対象元素を制御して発光の波長域を制御し、発光スペクトルを変えて測定対象の物質の吸収スペクトルを計測することが可能となる。
【００４７】
なお、上述では、３種の希土類元素を同様に添加するようにしたが、これに限るものではない。例えば、発光領域のシリコン細線コアの光導波方向に、励起光入射方向からホルミウム添加領域，ツリウム添加領域、エルビウム添加領域と、異なる希土類元素が添加された領域を設けるようにしてもよい。また、他の希土類元素と組み合わせて添加するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態における導波路型光源の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態における導波路型光源の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における導波路型光源の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における導波路型光源の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における導波路型光源の構成例を示す断面図である。
【図６】本実施の形態における光導波路光源の発光スペクトルを示す特性図である。
【図７】本発明の実施の形態における導波路型光源の製造方法例を示す一部工程図である。
【図８】本実施の形態における光導波路光源を構成するシリコン細線コアにおける添加元素（イオン）の分布を示す分布図である。
【図９】本発明の実施の形態における導波路型光源を適用したセンサユニットの構成例を示す平面図である。
【図１０】本実施の形態における光導波路光源を構成するシリコン細線コアにおける添加元素（イオン）の分布を示す分布図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１…溝、１０３…スポットサイズ変換コア、１０５…シリコン細線コア、１０６…上部クラッド層、１１１…基板部、１１２…埋め込み酸化層、１２１…酸化膜、１２２…添加領域、２００…光ファイバー、２０１…光ファイバーコア。
【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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【図９】
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【図１０】
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