(57)【要約】【課題】波長多重伝送に好適であり、安価な光集積回路を提供する。【解決手段】本発明における光集積回路は、光信号１０８を伝送する光導波路１０３と、フォトニック結晶構造体により形成された反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄに囲まれた共振器２０１を有し、光導波路１０３と光学的に接続され、光信号１０８を電気信号に変換、または、電気信号を光信号１０８に変換する１以上の光ダイオード１０１とを備え、光ダイオード１０１は、光導波路１０３の側方に形成され、光導波路１０３と光ダイオード１０１とは、共振器２０１の長手方向と異なる方向成分によって光学的に接続される。【選択図】図２
2007194301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する光導波路と、
フォトニック結晶構造体に囲まれた共振器を有し、前記光導波路と光学的に接続され、前記光信号を電気信号に変換、または、電気信号を前記光信号に変換する１以上の光ダイオードとを備え、
前記光ダイオードは、前記光導波路の側方に形成され、
前記光導波路と前記光ダイオードとは、前記共振器の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される
ことを特徴とする光集積回路。
【請求項２】
前記光ダイオードは、電気信号を前記光信号に変換し、前記光導波路に出力する
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。
【請求項３】
前記光ダイオードは、前記光導波路が伝送した前記光信号を電気信号に変換する
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。
【請求項４】
前記光導波路は、
外部に出力する出力光信号を伝送する出力用光導波路と、
外部より入力される入力光信号を伝送する入力用光導波路とを含み、
前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、
前記複数の光ダイオードは、
前記出力用光導波路と光学的に接続され、電気信号を前記出力光信号に変換し、前記出力用光導波路に出力する第１の光ダイオードと、
前記入力用光導波路と光学的に接続され、前記入力用光導波路が伝送した前記入力光信号を電気信号に変換する第２の光ダイオードとを含む
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。
【請求項５】
前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、
前記複数の光ダイオードは、列状に配置され、
前記光導波路の経路方向と、前記列状に配置された複数の光ダイオードの列方向とは平行である
ことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。
【請求項６】
前記複数の光ダイオードは、
前記共振器において第１の光を共振させる第１の光ダイオードと、
前記共振器において前記第１の光の波長と異なる波長の第２の光を共振させる第２の光ダイオードとを含む
ことを特徴とする請求項５記載の光集積回路。
【請求項７】
前記光導波路は、フォトニック結晶構造体により形成される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光集積回路。
【請求項８】
前記共振器の長手方向は、前記光導波路の経路方向と平行である
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光集積回路。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光集積回路と、
前記光ダイオードに前記電気信号を供給、または、前記光ダイオードが出力する前記電気信号を処理する処理手段とを備える
ことを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光集積回路に関し、特に、光導波路とフォトニック結晶構造体に囲まれた共振器を有する光ダイオードとを備える波長多重伝送に好適な光集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光通信において、幹線になるほど大容量伝送が必要であった。しかし、最近では、ネットワーク形態の変化により、端末直近のアクセス系およびＬＡＮ系光通信（光データリンク）においても高速および大容量伝送が求められている。近年、幹線系光通信においては、大容量伝送を行うため、波長の異なる光を複数使用し情報を伝送する波長多重伝送が主流になっている。今後は、伝送距離の短い光データリンクにおいても、波長多重伝送が主流になる。
【０００３】
幹線系光通信と光データリンクとの最大の技術的相違はコスト対応である。幹線系では１個数十万円の送受信用光モジュールも許容されるが、光データリンクでは数百円程度に制限される。すなわち、波長多重伝送用の光モジュールおよび光モジュールに使用される半導体レーザを備えた光集積回路の低コスト化が必要である。
【０００４】
半導体レーザを備えた波長多重伝送用の光集積回路として、２次元フォトニック結晶内に光導波路と半導体レーザを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
図７は、特許文献１記載の半導体レーザを備えた光集積回路の構成を示す平面図である。図７に示す光集積回路は、フォトニック結晶構造体により形成された反射鏡部７０３と、反射鏡部７０３に囲まれたレーザ共振器７０１と、光導波路７０２とを備える。
【０００６】
レーザ共振器７０１では、図７の横方向に光の共振がおこりレーザ発振する。レーザ共振器７０１と光導波路７０２との間に形成された反射鏡部７０３の反射率に応じ、発振したレーザの一部は光導波路７０２に出力される。
【０００７】
図８は、図７におけるＡ−Ｂ平面の断面構造を模式的に示す図である。図８に示すように、特許文献１記載の光集積回路の半導体レーザは、電極８０１および８０２と、活性層８０３と、クラッド層８０４および８０５とを備える。活性層８０３の上下にクラッド層８０４および８０５が形成される。電極８０１と電極８０２との間に電圧を印加し電流を流すことで、活性層８０３に電流注入が行われる。電流注入により活性層８０３で光が発生する。発生した光は、レーザ共振器７０１において共振がおこりレーザ発振する。
【０００８】
図９は、図７および図８に示す半導体レーザを用いた波長多重伝送用の光集積回路の構成を示す平面図である。
【０００９】
図９に示す光集積回路は、複数の半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄと、光導波路９０２ａ〜９０２ｄおよび９０３とを備える。複数の半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄは、図７および図８に示す半導体レーザであり、出力するレーザの波長がそれぞれ異なる。複数の半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄは、それぞれ光導波路９０２ａ〜９０２ｄを介し、一つの導波路９０３に接続される。このように、特許文献１記載の光集積回路は、複数の異なる波長のレーザを出力する半導体レーザおよび光導波路を１チップのＬＳＩとして形成することで、低コスト化を実現している。
【特許文献１】特開２００４−２９６５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１記載の光集積回路は、図９に示すように、各半導体レーザ９０１ａ〜９０１ｄに対し光導波路９０２ａ〜９０２ｄを設けなくてはならない。光導波路９０２ａ〜９０２ｄを伝送される光はそれぞれ波長が異なるので、光導波路９０２ａ〜９０２ｄおよび９０３の設計が複雑となる。また、光導波路９０２ａ〜９０２ｄを形成する領域が必要となり、チップ面積が増加する。すなわち、特許文献１記載の光集積回路では、十分な低コスト化が行えていない。
【００１１】
そこで、本発明は、波長多重伝送に好適であり、安価な光集積回路および光モジュール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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る光集積回路は、光信号を伝送する光導波路と、フォトニック結晶構造体に囲まれた共振器を有し、前記光導波路と光学的に接続され、前記光信号を電気信号に変換、または、電気信号を前記光信号に変換する１以上の光ダイオードとを備え、前記光ダイオードは、前記光導波路の側方に形成され、前記光導波路と前記光ダイオードとは、前記共振器の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される。
【００１３】
これにより、本発明における光集積回路は、光導波路の側面に光ダイオードが配置される。よって、光導波路に対し、平行に複数の光ダイオードを配置することができる。これにより、各光ダイオードに対し、光導波路を設ける必要がないので、光集積回路の構造を単純化することができ、チップ面積を削減することができる。また、それぞれ波長の異なる光と電気信号との変換を行う光ダイオードを配置することにより、単純な構成で、波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。よって、波長多重伝送に好適であり、安価な光集積回路を実現することができる。また、光導波路と光ダイオードとは、共振器の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される。これにより、光導波路と共振器と対向する辺の長さが大きくなるので、光導波路と共振器との光結合におけるカップリングが向上する。また、フォトニック結晶で囲まれる共振器は高いＱ値を有する。よって、高出力および高速な光ダイオードを備えた光集積回路を実現することができる。
【００１４】
また、前記光ダイオードは、電気信号を前記光信号に変換し、前記光導波路に出力してもよい。
【００１５】
これにより、電気信号を光信号に変換する安価な光集積回路を実現することができる。よって、光通信における送信用の安価な光集積回路を実現することができる。
【００１６】
また、前記光ダイオードは、前記光導波路が伝送した前記光信号を電気信号に変換してもよい。
【００１７】
これにより、光信号を電気信号に変換する安価な光集積回路を実現することができる。よって、光通信における受信用の安価な光集積回路を実現することができる。
【００１８】
また、前記光導波路は、外部に出力する出力光信号を伝送する出力用光導波路と、外部より入力される入力光信号を伝送する入力用光導波路とを含み、前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、前記複数の光ダイオードは、前記出力用光導波路と光学的に接続され、電気信号を前記出力光信号に変換し、前記出力用光導波路に出力する第１の光ダイオードと、前記入力用光導波路と光学的に接続され、前記入力用光導波路が伝送した前記入力光信号を電気信号に変換する第２の光ダイオードとを含んでもよい。
【００１９】
これにより、安価な送受信機能を有する光集積回路を実現することができる。
また、前記光集積回路は、複数の前記光ダイオードを備え、前記複数の光ダイオードは、列状に配置され、前記光導波路の経路方向と、前記列状に配置された複数の光ダイオードの列方向とは平行であってもよい。
【００２０】
これにより、各光ダイオードに対し、光導波路を設ける必要がないので、光集積回路の構造を単純化することができ、チップ面積を削減することができる。
【００２１】
また、前記複数の光ダイオードは、前記共振器において第１の光を共振させる第１の光ダイオードと、前記共振器において前記第１の光の波長と異なる波長の第２の光を共振させる第２の光ダイオードとを含んでもよい。
【００２２】
これにより、波長の異なる光信号と電気信号とを変換する複数の光ダイオードを用いることで、波長多重伝送用の光集積回路を単純な構成で形成することができる。よって、安価な波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。また、高出力および高速な波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。
【００２３】
また、前記光導波路は、フォトニック結晶構造体により形成されてもよい。
これにより、フォトニック結晶内に、光ダイオードおよび光導波路が形成される。よって、よって、容易に１チップのＬＳＩに光ダイオードおよび光導波路を形成することができる。
【００２４】
また、前記共振器の長手方向は、前記光導波路の経路方向と平行であってもよい。
これにより、光導波路と共振器と対向する辺の長さが大きくなるので、光導波路と共振器との光結合におけるカップリングが向上する。よって、高出力および高速な光ダイオードを備えた光集積回路を実現することができる。
【００２５】
また、本発明に係る光モジュールは、前記光集積回路と、前記光ダイオードに前記電気信号を供給、または、前記光ダイオードが出力する前記電気信号を処理する処理手段とを備える。
【００２６】
これにより、本発明における光モジュールは、安価な光集積回路を備えることで、安価な光モジュールを実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、安価な光集積回路および光モジュールを提供することができる。特に、波長多重伝送用の安価な光集積回路および光モジュールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る光集積回路の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
本実施の形態における光集積回路は、複数の光ダイオードを光導波路の側方に平行に配置することで、単純な構成で複数の異なる波長の光信号と電気信号との変換を行うことができる。よって、安価な波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。
【００３０】
図１は、本実施の形態における光集積回路の構成を示す斜視図である。
図１に示す光集積回路１００は、複数の波長の光信号が含まれる光信号と電気信号とを相互に変換する半導体集積回路であり、半導体基板１０５に形成された複数のフォトダイオード（ＰＤ）１０１ａ〜１０１ｃと、複数のレーザダイオード（ＬＤ）１０２ａ〜１０２ｃと、入力用光導波路１０３と、出力用光導波路１０４とを備える。なお、複数のフォトダイオード１０１ａ〜１０１ｃを特に区別しない場合は、フォトダイオード１０１と表し、複数のレーザダイオード１０２ａ〜１０２ｃを特に区別しない場合は、レーザダイオード１０２と表す。
【００３１】
入力用光導波路１０３は、外部より入力される入力光信号１０８を伝送する光導波路である。
【００３２】
出力用光導波路１０４は、外部に出力する出力光信号１０９を伝送する光導波路である。
【００３３】
複数のフォトダイオード１０１は、入力用光導波路１０３の側方に形成され、入力用光導波路１０３と光学的に接続される。複数のフォトダイオード１０１は、図１に示すように列状に配置される。複数のフォトダイオード１０１は、入力用光導波路１０３の経路方向と列状に配置された複数のフォトダイオード１０１の列方向とが平行になるように形成される。複数のフォトダイオード１０１は、入力用光導波路１０３が伝送した入力光信号１０８を電気信号に変換する光ダイオードである。各フォトダイオード１０１は、入力光信号１０８に含まれる、異なる波長の光をそれぞれ電気信号に変換する。すなわち、フォトダイオード１０１ｂは、フォトダイオード１０１ａが電気信号に変換する光信号と異なる波長の光信号を電気信号に変換する。フォトダイオード１０１ｃは、フォトダイオード１０１ａおよび１０１ｂが電気信号に変換する光信号と異なる波長の光信号を電気信号に変換する。例えば、フォトダイオード１０１ａが電気信号に変換する光信号の波長は、１２９０ｎｍであり、フォトダイオード１０１ｂが電気信号に変換する光信号の波長は、１３００ｎｍであり、フォトダイオード１０１ｃが電気信号に変換する光信号の波長は、１３１０ｎｍである。
【００３４】
複数のレーザダイオード１０２は、出力用光導波路１０４の側方に形成され、出力用導波路１０４と光学的に接続される。複数のレーザダイオード１０２は、図１に示すように列状に配置される。複数のレーザダイオード１０２は、出力用光導波路１０４の経路方向と列状に配置された複数のフォトダイオード１０２の列方向とが平行になるように形成される。複数のレーザダイオード１０２は、電気信号を出力用光信号１０９に変換し、出力用光導波路１０４に出力する光ダイオードである。各レーザダイオード１０２は、電気信号をそれぞれ異なる波長の光信号に変換する。すなわち、レーザダイオード１０２ｂは、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号と異なる波長の光信号に電気信号を変換する。レーザダイオード１０２ｃは、レーザダイオード１０２ａおよび１０２ｂが出力する光信号と異なる波長の光信号に電気信号を変換する。例えば、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号の波長は、１２９０ｎｍであり、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号の波長は、１３００ｎｍであり、レーザダイオード１０２ａが出力する光信号の波長は、１３１０ｎｍである。
【００３５】
図２は、図１における領域１０６の拡大図である。図２に示すように、フォトダイオード１０１は、共振器２０１と、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄとを備える。なお、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄを特に区別しない場合には、反射鏡部２０２と表す。
【００３６】
共振器２０１は、反射鏡部２０２に囲まれ形成される。共振器２０１において、共振器２０１の長手方向（図２における横方向）に光が共振する。
【００３７】
反射鏡部２０２は、所定の周期で配列することにより形成された屈折率周期構造を有する２次元フォトニック結晶構造体で形成される。反射鏡部２０２は、共振器２０１において、入力光信号１０８を電気信号に変換するために光を共振させる。反射鏡部２０２ａは、共振器２０１と入力用光導波路１０３との間(共振器２０１に対し図２における下側)に形成される。反射鏡部２０２ｂは、共振器２０１に対し図２における上側に形成される。反射鏡部２０２ｃは、共振器２０１に対し図２における右側に形成される。反射鏡部２０２ｄは、共振器２０１に対し図２における左側に形成される。また、反射鏡部２０２ａを介し、共振器２０１と入力用光導波路１０３は、光学的に接続される。入力用光導波路１０３とフォトダイオード１０１とは、共振器２０１における光の共振方向である共振器２０１の長手方向と直交する方向（図２における縦方向）の成分によって光学的に接続される。すなわち、入力用光導波路１０３とフォトダイオード１０１とは、共振器２０１の長手方向と異なる方向の成分によって光学的に接続される。また、フォトダイオード１０１の共振器２０１における縦構造は、例えば、図８に示す従来のレーザダイオードの構造を用いることができる。
【００３８】
また、図２に示すように、入力用光導波路１０３はフォトニック結晶構造体により形成される。
【００３９】
共振器２０１における光の共振方向は、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄの反射率で決まる。反射鏡部２０２ｃおよび２０２ｄの反射率を反射鏡部２０２ａおよび２０２ｂの反射率より大きくすることで、図２における横方向に共振する。
【００４０】
共振器２０１において共振する光の波長は、共振器２０１における光の共振方向に対する長さｄにより決まる。すなわち、共振器２０１の長さｄがそれぞれ異なる複数のフォトダイオード１０１を、図１に示すように入力用光導波路１０３の側方に入力用光導波路１０３に対し平行に形成することで、単純な構成で、入力用光導波路１０３に入力される光信号に含まれる異なる波長の光信号をそれぞれ電気信号に変換することができる。共振器２０１の上方には、共振器２０１と同程度の大きさの電極が形成され、変換された電気信号が出力される。また、各フォトダイオード１０１は、共振器２０１の長さｄにより受信する光を選択することができるので、個別に波長選択フィルタを有する必要がない。また、フォトダイオード１０１は、フォトニック結晶構造体２０１を用いた微小共振器２０１により構成されるので、高いＱ値を得ることができる。
【００４１】
反射鏡部２０２のフォトニック結晶構造体は、格子間隔ａ、穴の半径ｒで形成される。例えば、格子間隔ａは５００ｎｍであり、半径ｒは２００ｎｍである。また、反射鏡部２０２ａを構成するフォトニック結晶構造体の周期構造の行数により、反射鏡部２０２ａの反射率が決まる。反射鏡部２０２ａの反射率により入力用光導波路１０３に入力された光と共振器２０１との間の光の透過率が決定される。反射鏡部２０２ａを構成するフォトニック結晶構造体の行数を少なくすることで、入力用光導波路１０３に入力された光と共振器２０１との光の透過率が増加し、共振器２０１に透過する光を増加させることができるが、フォトダイオード１０１のＱ値は減少してしまう。逆に、フォトニック結晶構造体２０２の構造パターンの行数を多くすることで、光導波路２０１に入力された光と共振器２０１との光の透過率が減少し、共振器２０１に透過する光が減少するが、フォトダイオード１０１のＱ値を増加させることができる。例えば、図２に示すように、本実施の形態における光集積回路では、５列のフォトニック結晶構造体を形成することで、特性の最適化を行っている。
【００４２】
図２に示すように共振器２０１は、入力用光導波路１０３の側方に、入力用光導波路１０３に対し共振器２０１が配置される方向(図２における縦方向)と、共振器２０１における光の共振方向である共振器２０１の長手方向(図２における横方向)とが異なるように配置される。すなわち、入力用光導波路１０３と共振器２０１とは、共振器２０１の長手方向と直交する方向の成分によって光学的に接続される。また、共振器２０１は、入力用光導波路１０３に対し、共振器２０１の長手方向が平行になるように配置される。これにより、図７に示す従来の光集積回路のように、光導波路７０２に対し共振器７０１が配置される方向(図７における横方向)と、共振器７０１における光の共振方向である共振器７０１の長手方向(図７における横方向)が同一になるように共振器７０１が配置されている場合（光導波路７０２と共振器７０１とが、共振器７０１における光の共振方向の成分によって光学的に接続される場合）に比べ、入力用光導波路１０３と共振器２０１とが対向する辺の長さが増加する。よって、入力用光導波路１０３と共振器２０１との光結合におけるカップリングが向上するので、本実施の形態におけるフォトダイオード１０１は、従来に比べ高出力および高速動作を実現することができる。
【００４３】
図３は、図１における領域１０７の拡大図である。図３に示すように、レーザダイオード１０２は、図２に示すフォトダイオード１０１と同様の構成を用いることができる。なお、図２と同様の要素には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００４４】
レーザダイオード１０２は、共振器２０１と、反射鏡部２０２ａ〜２０２ｄとを備える。また、出力用光導波路１０４はフォトニック結晶構造体により形成される。
【００４５】
図２に示すフォトダイオード１０１と同様に、共振器２０１の長さｄがそれぞれ異なる複数のレーザダイオード１０２を、図１に示すように出力用光導波路１０４の側方に出力用光導波路１０４に対し平行に形成することで、単純な構成で、波長多重伝送用の異なる波長の光信号を含む出力光信号１０９を出力用光導波路１０４に出力することができる。共振器２０１の上方には、共振器２０１と同程度の大きさの電極が形成され、出力光信号１０９に変換される電気信号が入力される。また、レーザダイオード１０２は、フォトニック結晶構造体２０１を用いた微小共振器２０１により構成されるので、高いＱ値を得ることができる。
【００４６】
図３に示すように共振器２０１は、出力用光導波路１０４に対し共振器２０１が配置される方向(図３における縦方向)と、共振器２０１の長手方向(図３における横方向)とが異なるように配置される。すなわち、出力用光導波路１０４と共振器２０１とは、共振器２０１の長手方向と直交する方向の成分によって光学的に接続される。また、共振器２０１は、出力用光導波路１０４に対し、共振器２０１の長手方向が平行になるように配置される。これにより、図７に示す従来の光集積回路の場合に比べ、出力用光導波路１０４と共振器２０１とが対向する辺の長さが増加する。よって、出力用光導波路１０４と共振器２０１との光結合におけるカップリングが向上するので、本実施の形態におけるレーザダイオード１０２は、従来に比べ高出力および高速動作を実現することができる。
【００４７】
以上より、本実施の形態における光集積回路は、波長多重伝送用の光入力構造を、受信する光の波長の異なるフォトダイオード１０１を必要数だけ入力用光導波路１０３の側方に平行に配置するだけの簡単な構造で形成することができる。また、波長多重伝送用の光出力構造を、出力する波長の異なるレーザダイオード１０２を必要数だけ出力用光導波路１０４の側方に平行に配置するだけの簡単な構造で形成することができる。すなわち、本実施の形態における光集積回路１００は、図９に示す従来の光集積回路のように、各レーザダイオード９０１ａ〜９０１ｄの出力を合流させるための光導波路９０２ａ〜９０２ｄを必要としない。よって、本実施の形態にける光集積回路１００は、従来に比べ単純な構造で波長多重伝送用の光集積回路を形成することができるので、チップ面積を削減することができる。さらに、波長多重伝送用の送受信機能を有する光集積回路として、容易に１チップ化することができる。これにより、安価な送受信機能を有する波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。
【００４８】
また、本実施の形態における光集積回路は、光導波路に対し共振器２０１が配置される方向と、共振器２０１の長手方向とが異なるように共振器２０１を配置している。また、出力用光導波路１０４に対し、共振器２０１の長手方向が平行になるようにフォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２を配置している。これにより、光導波路と共振器２０１との光結合におけるカップリングが向上するので、本実施の形態におけるフォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２は、従来に比べ高出力および高速動作を実現することができる。すなわち、高出力および高速動作である波長多重伝送用の光集積回路を実現することができる。
【００４９】
本実施の形態における光集積回路は、ドライバＩＣを備えた光モジュールに容易に実装することができる。
【００５０】
図４は、光集積回路１００を用いた光モジュールの構成を模式的に示す斜視図である。
図４に示す光モジュール４００は、Ｓｉ基板４０１と、ドライバＩＣ４０２、電極４０３と、配線４０４と、光ファイバ４０５とを備える。
【００５１】
ドライバＩＣ４０２は、光集積回路１００のフォトダイオード１０１が出力する電気信号の増幅および処理と、光集積回路１００のレーザダイオード１０２に電気信号の供給とを行うＩＣである。
【００５２】
図１に示す光集積回路１００の上下を反転させ、電極４０３と、光集積回路１００の各フォトダイオード１０１および各レーザダイオード１０２の電極とをハンダバンプを用いフリップチップ接合する。電極４０３とドライバＩＣ４０２とは、配線４０４を介し接続される。
【００５３】
光ファイバ４０５は、Ｓｉ基板４０１に形成されたＶ型の溝４０６に収められる。光ファイバ４０５と、光集積回路１００の光導波路１０３および１０４とが接続される。
【００５４】
本実施の形態における光集積回路１００は、単純な平面構造であるので、図４に示すように容易に光モジュール４００に集積することができる。さらに、本実施の形態における光モジュール４００は、光導波路１０３および１０４と光ファイバ４０５との光接合を容易に行うことができる。
【００５５】
以上より、本実施の形態における光集積回路１００を用いることで、容易に光モジュール４００を形成することができる。また、上述したように、低コスト、高出力および高速動作である送受信機能を有する波長多重伝送用の光集積回路１００を用いることで、低コスト、高出力および高速動作である波長多重伝送用の光モジュールを実現することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態に係る光集積回路および光モジュールについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００５７】
例えば、上記説明では、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２として、図８に示す構造を用いるとしたがこの構造に限らない。
【００５８】
また、上記説明では、光集積回路１００は、３個のフォトダイオード１０１および３個のレーザダイオード１０２を備えているが、これに限らない。例えば、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２のうちどちらか一方のみを備えてもよい。すなわち、複数のフォトダイオード１０１と入力用光導波路１０３とを備えた、受信用の波長多重伝送用の光集積回路を構成してもよい。逆に、複数のレーザダイオード１０２と出力用光導波路１０４とを備えた、送信用の波長多重伝送用の光集積回路を構成してもよい。また、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２の個数は３個に限定されるものではなく、何個であってもよい。
【００５９】
また、上記説明では、フォトダイオード１０１およびレーザダイオード１０２が備える電極は、共振器２０１と同程度の大きさとしたがこれに限らない。図５は、共振器２０１より大きい電極を備えたレーザダイオード１０２の構成を示す平面図である。例えば、図５に示すように、共振器２０１より大きい電極５０１を形成してもよい。電極５０１を大きくすることで、光モジュール等に実装する場合のコンタクト抵抗を低減し、特性を向上させることができる。特に、フォトニック結晶構造体中にフォトダイオードまたはレーザダイオードを形成した場合には、素子抵抗を下げることができ、高速特性など諸特性全般を改善できるので、この電極サイズが好適である。また、電極サイズが大きいことにより、本発明に係る光集積回路を光モジュールに実装する場合に、ハンダバンプを用いたフリップチップ接合およびワイヤーボンディング接続等の光集積回路と基板との接続を容易に行うことができる。
【００６０】
また、上記説明では、入力用光導波路１０３および出力用光導波路１０４は、フォトニック結晶構造体により形成されているが、これに限らない。例えば、光導波路１０３および１０４にコア層を有する通常の屈折率導波型光導波路等を用いてもよい。フォトニック結晶構造体を用いた光導波路は、複数の波長の光を含む光信号を伝送する場合には、複数の波長の光に対応した構造のフォトニック結晶構造体を形成する必要があり、構造設計が複雑になる。一方、反射鏡部２０２のみをフォトニック結晶構造体で形成し、光導波路には、構造が伝送する光の波長に依存しない通常の屈折率導波型光導波路等を用いることで、容易に光導波路を形成することができる。
【００６１】
また、上記説明では、光導波路の経路方向と、フォトダイオード１０１またはレーザダイオード１０２の共振器２０１の長手方向とが平行になるように共振器２０１を配置するとしたがこれに限らない。光導波路の経路方向と、フォトダイオード１０１またはレーザダイオード１０２の共振器２０１の長手方向とは、平行からずれていてもよい。図６は、フォトダイオード１０１の共振器２０１の長手方向と入力用光導波路１０３の経路方向とをずらした光集積回路の構成を示す図である。図６に示すように、入力用光導波路１０３の経路方向に対し、共振器６０１の長手方向が６０°程度ずれるように共振器６０１が配置されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、光集積回路および光モジュールに適用でき、特に、光通信における波長多重伝送用の光集積回路および光モジュールに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施の形態における光集積回路の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の領域１０６の拡大図である。
【図３】図１の領域１０７の拡大図である。
【図４】本実施の形態における光モジュールの構成を示す斜視図である。
【図５】本実施の形態における光集積回路の変形例を示す平面図である。
【図６】本実施の形態における光集積回路の変形例を示す平面図である。
【図７】従来の光集積回路の構成を示す平面図である。
【図８】従来の光集積回路の構成を示す断面図である。
【図９】従来の波長多重伝送用の光集積回路の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００    光集積回路
１０１、１０１ａ〜１０１ｃ    フォトダイオード
１０２、１０２ａ〜１０２ｃ    レーザダイオード
１０３    入力用光導波路
１０４    出力用光導波路
１０５    半導体基板
１０６、１０７    領域
１０８    入力光信号
１０９    出力光信号
２０１、６０１、７０１    共振器
２０２、２０２ａ〜２０２ｄ、７０３    反射鏡部
４００    光モジュール
４０１    基板
４０２    ドライバＩＣ
４０３    電極
４０４    配線
４０５    光ファイバ
４０６    Ｖ型の溝
５０１、８０１、８０２    電極
７０２、９０２ａ〜９０２ｄ、９０３    光導波路
８０３    活性層
８０４、８０５    クラッド層
９０１ａ〜９０１ｄ    半導体レーザ
ａ    格子定数
ｄ    長さ
ｒ    半径
【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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