(57)【要約】      （修正有）【課題】素子数及び実装回数を減らして、実装を容易にし、低コスト化を実現する光集積素子を提供する。【解決手段】光集積素子３が、第１半導体光増幅器４及び第２半導体光増幅器５を備え、光が入出力される両端面６が無反射コーティングされている光半導体素子１と、導波路型のミラー７と、導波路型の部分反射ミラー８と、部分反射ミラー８とミラー７との間に設けられた光導波路９と、光導波路９に設けられ、リング共振器１０Ａ、１０Ｂを含む導波路型の波長フィルタ１０と、部分反射ミラー８と出力端面１１との間に設けられた出力側光導波路１２とを備える光機能素子２とを備え、第１半導体光増幅器４が、光導波路９に光学的に接続され、かつ、第２半導体光増幅器５が、出力側光導波路に光学的に接続されるように、光半導体素子と光機能素子が集積されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１半導体光増幅器及び第２半導体光増幅器を備え、光が入出力される両端面が無反射コーティングされている光半導体素子と、
導波路型のミラーと、
導波路型の部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーと前記ミラーとの間に設けられた光導波路と、前記光導波路に設けられ、リング共振器を含む導波路型の波長フィルタと、前記部分反射ミラーと出力端面との間に設けられた出力側光導波路とを備える光機能素子とを備え、
前記第１半導体光増幅器が、前記光導波路に光学的に接続され、かつ、前記第２半導体光増幅器が、前記出力側光導波路に光学的に接続されるように、前記光半導体素子と前記光機能素子が集積されていることを特徴とする光集積素子。
【請求項２】
前記ミラーは、前記光機能素子に備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の光集積素子。
【請求項３】
前記波長フィルタは、２つのリング共振器を用いたバーニア型の波長フィルタであり、
前記ミラーは、ループミラー又は回折格子ミラーであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光集積素子。
【請求項４】
前記波長フィルタは、１つのリング共振器と、回折格子ミラーとからなり、
前記ミラーは、前記回折格子ミラーであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光集積素子。
【請求項５】
前記光機能素子は、前記出力側光導波路に設けられ、前記部分反射ミラーと前記第２半導体光増幅器との間に位置する光変調器を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光集積素子。
【請求項６】
前記ミラーは、前記光半導体素子に備えられていることを特徴とする、請求項１に記載の光集積素子。
【請求項７】
前記ミラーは、前記光半導体素子に設けられた回折格子ミラーであり、
前記波長フィルタは、前記第１半導体光増幅器と前記部分反射ミラーとの間に位置することを特徴とする、請求項６に記載の光集積素子。
【請求項８】
前記光半導体素子の端面が、前記出力端面になっていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光集積素子。
【請求項９】
前記光機能素子は、送信用光素子と、受信用光素子とを備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光集積素子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光集積素子を備えることを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光集積素子及び光通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光集積素子として、例えば、シリコンプラットフォーム上に、リング共振器を含むシリコン導波路チューナブルフィルタ、ゲインチップ、ブースタＳＯＡ（semiconductor optical amplifier）の３つの素子を集積した波長可変レーザがある。
この波長可変レーザでは、シリコン導波路チューナブルフィルタに設けられた反射鏡とゲインチップの端面に設けられた反射膜との間に形成されるレーザ共振器の内部にリング共振器が設けられることになる。
【０００３】
なお、利得媒質としてＳＯＡ（ゲインチップ）を集積してレーザを構成する場合、ＳＯＡの端面に設けられた反射膜を用いてレーザ共振器を構成するのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０８７４７２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８９０１号公報
【特許文献３】特開２００６−２４５３４６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】K. Sato他，“High Output Power and Narrow Linewidth Silicon Photonic Hybrid Ring-Filter External Cavity Wavelength Tunable Lasers”，European Conference on Optical Communication (ECOC)，講演番号PD.2.3， 2014年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の波長可変レーザのように、レーザ共振器の内部にリング共振器を設ける場合、光非線形効果によるリング共振器の複雑な挙動を抑えるため、レーザ共振器の内部の光強度が十分に小さくなるようにゲインチップに注入する電流の大きさを小さく抑えてレーザ動作を行なうことになる。このため、ゲインチップの端面から出力されるレーザ光のパワーが小さくなってしまう。そこで、上述の波長可変レーザのように、ゲインチップの出力側に、さらにブースタＳＯＡを集積し、ゲインチップから出力されるレーザ光を増幅することで、大きな出力が得られるようにすることになる。
【０００７】
しかしながら、この場合、３つの素子を集積することになり、実装する素子数が増加することになる。
このような必要素子数の増加は、コストの増大を招くため、好ましくない。
また、これらの素子を実装する際には、素子間の光結合損失を小さく抑えるために、素子間でミクロン以下の精密な位置合わせ精度が要求される。
【０００８】
このため、実装する素子数が増加すると、このような難易度の高い実装の回数が増えることになり、結果的に製造コストの増大を招くことになる。
１つの側面では、素子数及び実装回数を減らして、実装を容易にし、低コスト化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの態様では、光集積素子は、第１半導体光増幅器及び第２半導体光増幅器を備え、光が入出力される両端面が無反射コーティングされている光半導体素子と、導波路型のミラーと、導波路型の部分反射ミラーと、部分反射ミラーとミラーとの間に設けられた光導波路と、光導波路に設けられ、リング共振器を含む導波路型の波長フィルタと、部分反射ミラーと出力端面との間に設けられた出力側光導波路とを備える光機能素子とを備え、第１半導体光増幅器が、光導波路に光学的に接続され、かつ、第２半導体光増幅器が、出力側光導波路に光学的に接続されるように、光半導体素子と光機能素子が集積されている。
【００１０】
１つの態様では、光通信装置は、上述の光集積素子を備える。
【発明の効果】
【００１１】
１つの側面として、素子数及び実装回数を減らして、実装を容易にし、低コスト化を実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる光集積素子の構成を示す模式図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図２】本実施形態にかかる光集積素子を構成する光半導体素子の構成を示す模式的断面図である。
【図３】本実施形態にかかる光集積素子を構成する光機能素子の構成を示す模式的断面図である。
【図４】本実施形態の第１変形例にかかる光集積素子の構成を示す模式的平面図である。
【図５】本実施形態の第２変形例にかかる光集積素子の構成を示す模式的平面図である。
【図６】本実施形態の第３変形例にかかる光集積素子の構成を示す模式的平面図である。
【図７】本実施形態の第４変形例にかかる光集積素子の構成を示す模式的平面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態の第４変形例にかかる光集積素子を構成する光半導体素子の構成を示す模式的断面図であり、（Ａ）は光軸に沿う方向の断面図であり、（Ｂ）はＤＢＲ部の光軸に垂直な方向に沿う断面図である。
【図９】本実施形態の第５変形例にかかる光集積素子の構成を示す模式的平面図である。
【図１０】本実施形態の第６変形例にかかる光集積素子の構成を示す模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる光集積素子及び光通信装置について、図１〜図１０を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる光集積素子は、例えば通信用のレーザ素子であって、例えば光送信機、光受信機、光送受信機などの光通信装置に備えられ、例えば光伝送装置などに用いられる。
【００１４】
本実施形態の光集積素子は、図１に示すように、互いに異なる材料からなる光半導体素子１と光機能素子２が集積された光集積素子３である。なお、光半導体素子及び光機能素子を単に光素子ともいう。
ここで、光半導体素子１は、第１ＳＯＡ（第１半導体光増幅器）４及び第２ＳＯＡ（第２半導体光増幅器）５を備え、光が入出力される両端面６が無反射（ＡＲ）コーティングされている。ここでは、光半導体素子１は、ＩｎＰ基板上に形成されており、第１ＳＯＡ４と第２ＳＯＡ５とがアレイ状に配置されている。このため、光半導体素子１をＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子又はＳＯＡアレイ素子ともいう。なお、ここでは、光半導体素子１をＩｎＰ基板上に形成されたＩｎＰ系材料からなるものとしているが、これに限られるものではなく、例えばＧａＡｓ基板上に形成されたＧａＡｓ系材料からなるものであっても良い。
【００１５】
また、光機能素子２は、導波路型のミラー７と、導波路型の部分反射ミラー８と、部分反射ミラー８とミラー７との間に設けられた光導波路（レーザ側光導波路）９と、光導波路９に設けられ、リング共振器を含む導波路型の波長フィルタ１０と、部分反射ミラー８と出力端面１１との間に設けられた出力側光導波路１２とを備える。ここでは、光機能素子２は、光導波路９に設けられた位相調整器１３も備える。例えば、位相調整器１３は、ヒータ１３Ｘ付きＳｉ導波路からなる位相調整器である。なお、光機能素子２は、位相調整器１３を備えないものとして構成しても良い。なお、図１（Ａ）中、符号１０Ｘはヒータを示している。また、図１（Ａ）、（Ｂ）中、符号２０２は導波路コア（ここではＳｉ導波路コア）を示している。また、図１（Ａ）、（Ｂ）中、符号１０２は導波路コア（ここではＳＯＡ導波路コア）を示している。また、図１（Ａ）、（Ｂ）中、符号１４は凹部（テラス）を示している。
【００１６】
ここでは、光機能素子２は、Ｓｉ基板２００上に形成されたＳｉ系材料からなるものであり、ミラー７、部分反射ミラー８、光導波路９、波長フィルタ１０、出力側光導波路１２、位相調整器１３は、Ｓｉ導波路（Ｓｉ導波路コア２０２）によって構成される。つまり、ここでは、光機能素子２はシリコン導波路基板（Ｓｉ導波路基板）である。また、ここでは、ミラー７と部分反射ミラー８の一方の入出力端（ポート）とが光導波路９によって光学的に接続（光結合）されており、この光導波路９に、ミラー７の側から順に、波長フィルタ１０、位相調整器１３が設けられており、さらに、部分反射ミラー８の他方の入出力端（ポート）と出力端面１１とが出力側光導波路１２によって光学的に接続（光結合）されている。なお、これらは、Ｓｉ導波路によって構成される光回路であるため、これをＳｉ基板上光回路ともいう。また、光機能素子２を、光回路素子、Ｓｉ基板上光回路素子又は光導波路基板ともいう。
【００１７】
また、ミラー７は、ループミラーである。なお、ここでは、ミラー７をループミラーとしているが、これに限られるものではなく、例えば回折格子ミラー（例えばＤＢＲミラー）などの他の導波路型ミラーであっても良い。
また、波長フィルタ１０は、リング共振器を含むリング共振器型波長フィルタであり、ここでは、波長フィルタ１０は、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂを用いたバーニア型の波長フィルタである。具体的には、波長フィルタ１０は、導波路の屈折率を制御するためのヒータ（ヒータ電極）１０Ｘが設けられたリング共振器１０Ａ，１０Ｂが２つ接続されたバーニア型の波長可変フィルタである。なお、光集積素子３を波長可変レーザ素子又は波長可変レーザ光源ともいう。
【００１８】
そして、第１ＳＯＡ４が、光導波路９に光学的に接続され、かつ、第２ＳＯＡ５が、出力側光導波路１２に光学的に接続されるように、光半導体素子１と光機能素子２がハイブリッド集積されている。ここでは、光機能素子２としてのシリコン導波路基板の表面上に、例えばエッチングによって、凹部（テラス）１４が設けられており、この凹部１４に、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１がフリップチップ実装されている。そして、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１の端面と、シリコン導波路基板２に設けられた凹部１４の側面には、それぞれ、導波路の端部が露出しており、フリップチップ実装によって、これらの導波路同士が光結合するようになっている。
【００１９】
ここでは、ミラー７と部分反射ミラー８との間に設けられた光導波路９に、リング共振器を含む波長フィルタ１０が設けられており、さらに、この光導波路９に、第１ＳＯＡ４が光学的に接続されている。つまり、第１ＳＯＡ４の両端の光入出力部は、それぞれ、ミラー７及び部分反射ミラー８に光結合されている。ここでは、第１ＳＯＡ４の両端の光入出力部の一方は、部分反射ミラー８に光結合されており、他方は、波長フィルタ１０を介して、ミラー７に光結合されている。本実施形態では、光機能素子２としてのシリコン導波路基板の表面上に、光導波路９を２つの部分に分断するように凹部１４が設けられている。そして、光導波路９の凹部１４を挟んで一方の側の部分に波長フィルタ１０及びミラー７が設けられており、他方の側の部分に部分反射ミラー８が設けられており、この凹部１４にＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１が実装されることで、これらの部分と第１ＳＯＡ４とが光結合されている。
【００２０】
このように、ミラー７と部分反射ミラー８との間に利得媒質としての第１ＳＯＡ（光利得を有するＳＯＡ）４が設けられてレーザ共振器が構成されており、第１ＳＯＡ４に電流を流すことで、光の発生と増幅が行なわれ、レーザ動作が得られるようになっている。
また、レーザ共振器の内部に、リング共振器を含む波長フィルタ１０が設けられている。ここでは、ミラー７と第１ＳＯＡ４との間に２つのヒータ付きリング共振器１０Ａ，１０Ｂからなるバーニア型波長可変フィルタ１０が設けられている。この波長可変フィルタ１０は、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂによって単一波長のみを選択的に透過させ、かつ、その波長をヒータ１０Ｘによって制御する機能を有する。これにより、制御された単一の波長でレーザ動作し、波長可変動作が得られるようになっている。
【００２１】
また、第１ＳＯＡ４と部分反射ミラー８の間には、ヒータ１３Ｘ付きＳｉ導波路からなる位相調整器１３が設けられており、この位相調整器１３によって、レーザ共振器の光路長を微調整することで、単一の共振器モードでのレーザ動作が安定して得られるようになっている。
また、部分反射ミラー８と出力端面１１との間に設けられた出力側光導波路１２に、ブースタとしての第２ＳＯＡ５が光学的に接続されている。つまり、部分反射ミラー８は、第１ＳＯＡ４から入力された光の一部を、出力側光導波路１２を介して第２ＳＯＡ５へ出力するようになっている。本実施形態では、光機能素子２としてのシリコン導波路基板の表面上に、出力側光導波路１２を２つの部分に分断するように凹部１４が設けられている。そして、出力側光導波路１２の凹部１４を挟んで一方の側の部分の端面、即ち、光機能素子２としてのＳｉ導波路基板の端面が出力端面になっており、他方の側の部分に部分反射ミラー８が設けられており、この凹部１４にＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１が実装されることで、これらの部分と第２ＳＯＡ５とが光結合されている。
【００２２】
このように、レーザ共振器内の導波路を往復するレーザ光は、レーザ共振器の一端に設けられた部分反射ミラー８において、一部の光パワーがレーザ共振器の外側に接続された出力側光導波路（Ｓｉ導波路）１２に出力される。そして、レーザ光は、出力側光導波路１２に光学的に接続された第２ＳＯＡ５によって増幅された後、出力端面１１から出力されるようになっている。
【００２３】
上述のように、ミラー７と部分反射ミラー８との間に第１ＳＯＡ４と波長フィルタ１０を配置することでレーザ共振器を構成し、かつ、レーザ共振器の外側の第２ＳＯＡ５によってレーザ光を増幅する構成の波長可変レーザとなっている。このため、大光出力でコンパクトな波長可変レーザが得られる。
また、上述のように、波長フィルタ１０はバーニア型の波長可変フィルタである。また、シリコン導波路は、光の閉じ込めが大きく、導波路の曲げ半径を約１０μｍ以下に小さくできる。このため、波長可変レーザに必要な光回路をコンパクトに構成することができ、波長可変レーザの小型化を図ることができる。
【００２４】
また、上述のように、レーザ共振器の内部にリング共振器を設けるため、光非線形効果によるリング共振器の複雑な挙動を抑えるため、レーザ共振器の内部の光強度が十分に小さくなるように第１ＳＯＡ４に注入する電流の大きさを小さく抑えてレーザ動作を行なうことになる。このため、部分反射ミラー８から出力端面１１側へ出力されるレーザ光のパワーが小さくなってしまう。そこで、部分反射ミラー８と出力端面１１との間に、ブースタとしての第２ＳＯＡ５を設けて、部分反射ミラー８から出力端面１１側へ出力されるレーザ光を増幅することで、大きな出力が得られるようにしている。
【００２５】
特に、ここでは、第１ＳＯＡ４と第２ＳＯＡ５を単一の光半導体素子１に設け、この光半導体素子１と光機能素子２を集積しており、２つの素子１，２を集積するだけであるため、素子数及び実装回数を減らして、実装を容易にし、低コスト化を実現することができる。
また、ここでは、利得媒質としての第１ＳＯＡ４とブースタとしての第２ＳＯＡ５を、単一の光半導体素子１に設けている。光半導体素子１の両端面６に無反射コーティングを施し、導波路型のミラー７と導波路型の部分反射ミラー８とを用いてレーザ共振器を構成している。
【００２６】
なお、例えば、２つのＳＯＡの間に回折格子ミラー（ＤＢＲミラー）を挟んで２つのＳＯＡを集積することも考えられるが、ＩｎＰ系の光半導体素子に回折格子ミラーを設ける場合、レーザ共振器を構成する端面ミラーと同程度の一定の反射率（例えば約３０％程度）を、波長可変レーザの動作波長帯域で得ることは難しい。
このように、ＩｎＰ基板上に形成され、利得媒質としての第１ＳＯＡ４及びブースタとしての第２ＳＯＡ５を備える光半導体素子１と、Ｓｉ基板上に形成され、Ｓｉ導波路からなる波長フィルタ１０を含むＳｉ光回路を備える光機能素子２とを集積した光集積素子３によって波長可変レーザを構成することで、コンパクトかつ狭線幅な波長可変レーザにおいて、高出力動作を、必要素子数を減らした簡便な素子構成によって、低コストで実現できるようにしている。
【００２７】
次に、波長可変レーザを構成する個々の要素の構造について具体例を挙げて説明する。
まず、光半導体素子１としてのＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子の構造について説明する。
ここで、図２は、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子の第１ＳＯＡ４の導波路コア層を含む部分の断面構造を示す断面図、即ち、図１（Ａ）中、Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
なお、ここでは、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１に含まれる第１ＳＯＡ４と第２ＳＯＡ５の構造は同一である。
【００２８】
図２に示すように、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１は、ｎ型ＩｎＰ基板１０１上に形成されており、第１ＳＯＡ４の部分には、１．５５μｍ帯に利得を持つＩｎＧａＡｓＰ系多重量子井戸（ＭＱＷ；Multiple Quantum Well）活性層からなるコア層（導波路コア層）１０２、その上に形成されたｐ−ＩｎＰ層からなるクラッド層１０３を含む光導波路（ＳＯＡ導波路）が形成されている。また、クラッド層１０３としてのｐ−ＩｎＰ層上にはｐ−ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０４が形成されている。そして、コア層１０２、クラッド層１０３及びコンタクト層１０４は、ストライプ状になっており、その両側が半絶縁性ＩｎＰ層（ＳＩ−ＩｎＰ層）１０５で埋め込まれている。そして、ＳＯＡ導波路の上下両面に、電流を流すためのｐ側電極１０６、ｎ側電極１０７がそれぞれ形成されている。また、ｐ側電極１０６はＳＯＡ導波路の上方のみで半導体と接するようになっており、それ以外の部分はＳｉＯ２パシベーション膜１０８で覆われている。
【００２９】
なお、このように構成されるＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１は、図１（Ｂ）に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１０１が上側になるように上下反転して、光機能素子２としてのＳｉ導波路基板に備えられるＳｉ基板２００上のＳｉ導波路（Ｓｉ導波路コア２０２）に連なるように形成された凹部（テラス）１４にフリップチップ実装される。このように実装することで、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１の導波路コア層１０２の高さを、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０３、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０４及びｐ側電極１０６の厚さによって精密に制御できるようになるため、Ｓｉ導波路コア２０２との高さ合わせが容易になる。
【００３０】
また、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１は、例えば長さを６００μｍとし、端面付近で導波路が端面に対して約７°程度傾くようにするのが好ましい（例えば図１（Ａ）参照）。これにより、第１ＳＯＡ４及び第２ＳＯＡ５の端面における不要な反射を抑制し、レーザの動作を安定化させることができるようになる。また、導波路の端部が露出しているＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１の両端面６には、反射防止のために、無反射（ＡＲ）コーティングが施されている。
【００３１】
次に、光機能素子２としてのＳｉ導波路基板の構造について説明する。
まず、Ｓｉ導波路基板２に備えられるミラー７、部分反射ミラー８、光導波路９、波長フィルタ１０、出力側光導波路１２、位相調整器１３は、Ｓｉ導波路基板２に備えられるＳｉ導波路（Ｓｉ導波路コア２０２）によって構成される。
ここでは、Ｓｉ導波路基板２に備えられるＳｉ導波路は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いて形成され、Ｓｉ基板２００上に、例えば幅約０．５μｍ、厚さ約０．２μｍで形成されたＳｉコア層２０２の上下をＳｉＯ２クラッド層２０１、２０３で覆った導波路構造を有する（図３参照）。
【００３２】
ここで、図３は、Ｓｉ導波路基板２に備えられる波長フィルタ１０の部分の断面構造を示す断面図、即ち、図１（Ａ）中、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
図３に示すように、Ｓｉ導波路基板２に備えられる波長フィルタ１０は、Ｓｉ導波路基板２に備えられるＳｉ導波路２０４によって構成される２つのリング導波路（Ｓｉ導波路リング共振器；リング共振器）及び直線導波路を備える。そして、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂでは、その共振波長に一致した波長の光のみがリング導波路を通過し、ドロップポートから直線導波路へ伝搬し、それ以外の波長の光はリング導波路を通過せずに、スルーポートから直線導波路へ伝搬するようになっている。ここでは、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂには、リング導波路２０４の上にヒータ電極１０Ｘが設けられており、リング共振器１０Ａ，１０Ｂの導波路の温度を調整して屈折率を変化させることによって、共振波長の位置を調整できるようになっている。また、ここでは、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂは、互いにその共振波長の周期が微小に異なるように、リング共振器（リング導波路）の周長が設定されている。例えば、一方のリング共振器の共振波長間隔は約６ｎｍとし、他方のリング共振器の共振波長間隔は約６．８２ｎｍとすれば良い。また、単一波長で安定したレーザ動作を得るために、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂのフィネスは８以上に設定するのが好ましい。
【００３３】
また、位相調整器１３も、上述の波長フィルタ１０と同様に、Ｓｉ導波路２０４の上にヒータ電極１３Ｘを設けた構造になっている。
また、ループミラー７も、Ｓｉ導波路２０４によって構成されており、１×２のカプラによって１：１に分岐した導波路同士を接合（接続）することによって構成される。
また、部分反射ミラー８も、Ｓｉ導波路２０４によって構成されており、一方の側にレーザ側光導波路９と出力側光導波路１２とが接続された方向性結合器の他方の側に接続された２つの導波路同士を接合（接続）することによって構成される。この場合、レーザ側光導波路９から入力された光は、方向性結合器によって適当な分岐比で他方の側に接続された２つの導波路に分配され、入力光パワーの一部がレーザ側光導波路９へ戻り、残りの光パワーが出力側光導波路１２へ出力されることになる。
【００３４】
このように構成される光集積素子としての波長可変レーザは、２つのＳＯＡ４，５、バーニア型波長可変フィルタ１０、位相調整器１３、ループミラー７、部分反射ミラー８の働きによって、単一モードでの波長可変レーザ動作が大光出力にて得られる。特に、単一のＳＯＡアレイ素子１とＳｉ導波路基板２の２つの光素子のみを用いて、一回の実装のみで簡便かつ低コストで製造することができる。
【００３５】
したがって、本実施形態にかかる光集積素子及び光通信装置によれば、素子数及び実装回数を減らして、実装を容易にし、低コスト化を実現することができるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、光機能素子２としてのＳｉ導波路基板の端面を出力端面１１としているが、これに限られるものではない。
【００３６】
例えば、図４に示すように、光半導体素子１の端面６を出力端面１１Ｘとしても良い。これを第１変形例という。
この場合、上述の実施形態のＳｉ導波路基板２の出力側光導波路１２の出力端面１１側の部分が形成されている領域、即ち、第２ＳＯＡ５の出力端が位置するテラス１４の一部から出力端面１１までの領域を、例えばエッチング又はダイシングによって除去することで、光半導体素子１の端面６を出力端面１１Ｘとすることができる。なお、この場合、出力側光導波路１２は、部分反射ミラー８側の部分のみによって構成されることになる。
【００３７】
これにより、第２ＳＯＡ５を伝搬し、大出力に増幅されたレーザ光が、上述の実施形態のように、再びＳｉ導波路に結合することなく、直接、波長可変レーザの外部へと出力されることになる。したがって、ＳＯＡ４，５とＳｉ導波路９，１２の間の光結合箇所が、上述の実施形態のものと比較して一ヶ所少なくなる。この結果、光結合損失を低減することができ、一定の動作電流で、上述の実施形態のものよりも大きな光出力を得ることができる。
【００３８】
また、上述の実施形態では、波長フィルタ１０を、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂを用いたバーニア型の波長フィルタとし、レーザ共振器を構成するミラー７を、ループミラー又は回折格子ミラーとしているが、これに限られるものではない。
例えば、図５に示すように、波長フィルタ１０を、１つのリング共振器１０Ｃと、回折格子ミラー１０Ｄとからなるものとし、この回折格子ミラー１０Ｄを、レーザ共振器を構成するミラー７として用いても良い。つまり、波長フィルタ１０を、１つのリング共振器１０Ｃと、回折格子ミラー１０Ｄとからなるものとし、ミラー７を、回折格子ミラー１０Ｄとしても良い。これを第２変形例という。
【００３９】
例えば、波長フィルタ１０を、単一のヒータ１０Ｘ付きリング共振器１０Ｃと、回折格子ミラー１０Ｄ（例えばＤＢＲミラー）とを備える波長可変フィルタとすれば良い。
このように構成される波長可変フィルタ１０では、バーニア効果が得られないため、波長可変幅は、上述の実施形態のものと比較して小さくなるが、一方で簡便な構成であるため、比較的単純な制御によって波長可変動作が得られるというメリットがある。
【００４０】
また、このように構成される波長可変フィルタ１０では、リング共振器１０Ｃは、周期的に並んだ複数の共振波長を有し、これらの複数の波長において伝搬光を透過する。これに対して、リング共振器１０Ｃの後段に接続されている回折格子からなるミラー（ＤＢＲ）１０Ｄは、この複数の波長の中から１つ又は複数の波長の光を選んで、選択的に反射する機能を有する。
【００４１】
そして、ＤＢＲ１０Ｄの反射帯域を狭く設計する場合には、１つの波長のみを選ぶ単一波長動作が得られ、ＤＢＲ１０Ｄの反射帯域を広く設計する場合には、ＤＢＲ反射帯域内に含まれる複数のリング共振波長での多波長同時レーザ動作が得られる。このような多波長レーザ動作が簡便に得られるというメリットもある。
ここで、多波長レーザ動作を得る場合には、第１ＳＯＡ４のコア層をこれに適したものとするのが好ましく、例えばＧａＡｓ基板上に形成される量子ドット活性層を第１ＳＯＡ４のコア層に用いるのが好ましい。これは、量子ドットは波長帯域が広く、かつ、個々の量子ドットが独立にレーザ動作に寄与するため、複数波長で均一にレーザ発振が起こりやすいためである。
【００４２】
また、Ｓｉ導波路からなる回折格子ミラー（ＤＢＲ）１０Ｄは、例えば図３の断面構造において、Ｓｉコア層２０２の幅を周期的に例えば約０．５μｍよりも太くすることで得られる。ここで、周期は、回折格子のブラッグ波長が動作波長帯域の中心に合うように、例えば約１５５０ｎｍの中心動作波長に対しては約３００ｎｍ付近の周期に設定すれば良い。
【００４３】
また、上述の第２変形例の光集積素子（図５参照）を、さらに、図６に示すように、出力側光導波路１２に設けられ、部分反射ミラー８と第２ＳＯＡ５との間に位置する光変調器１５を備えるものとしても良い。これを第３変形例という。なお、図６中、符号１５Ｘは電極を示している。
この場合、リング共振器１０Ｃの１つの共振波長を選ぶように、ＤＢＲ１０Ｄの反射帯域は比較的狭く設定し、単一波長でのレーザ動作を得るようにし、光機能素子２としてのＳｉ導波路基板に備えられる出力側光導波路１２の部分反射ミラー８側の部分に、例えばマッハツェンダ型光変調器（シリコン変調器）１５を設ければ良い。
【００４４】
この変調器１５の動作によって、この第３変形例の波長可変レーザ素子３からは変調器１５への入力電気信号によって光強度が変調された信号光が出力されることになる。
この第３変形例では、変調器１５の後段には、上述の第２変形例のものと同様に、第２ＳＯＡ５が設けられているため、高出力の信号光が得られる。
この第３変形例のものでは、シリコン変調器１５の光損失を第２ＳＯＡ５で予め補償した動作が得られる。つまり、シリコン変調器１５で光損失を受けて小さくなっている光出力を第２ＳＯＡ５を用いて大きくすれば良いため、第２ＳＯＡ５の後段での光損失を見込む必要がなく、飽和光出力の小さいＳＯＡを第２ＳＯＡ５として用いることができる。したがって、必要な信号光強度を得るために低消費電力化が可能となる。
【００４５】
これに対し、上述の第２変形例のものでは、波長可変レーザ３の後段に光損失を伴う変調器を接続することになるため、これを考慮して、第２ＳＯＡ５からの光出力を予めその分大きくとることになる。この場合、第２ＳＯＡ５としては飽和光出力の大きいＳＯＡを用いることになり、第２ＳＯＡ５の負荷が大きくなり、第２ＳＯＡ５への注入電流が増大するため、低消費電力化を図る観点からは望ましくない。
【００４６】
また、上述の実施形態では、ミラー７は、光機能素子２に備えられているが、これに限られるものではなく、例えば、ミラー７は、光半導体素子１に備えられていても良い。
この場合、例えば図７に示すように、ミラー７を、光半導体素子１に設けられた回折格子ミラー（導波路型のミラー）とし、リング共振器を含む波長フィルタ１０を、第１ＳＯＡ４と部分反射ミラー８との間に位置するようにするのが好ましい。また、リング共振器を含む波長フィルタ１０は、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂを用いたバーニア型の波長フィルタとするのが好ましい。また、光半導体素子１の端面６を、出力端面１１とするのが好ましい。これを第４変形例という。
【００４７】
ここでは、光機能素子２に設けられ、部分反射ミラー８に接続された光導波路９に、光機能素子２に設けられ、２つのリング共振器１０Ａ，１０Ｂを用いたバーニア型の波長フィルタ１０が設けられており、さらに、この光導波路９に、光半導体素子１に設けられた第１ＳＯＡ４が光学的に接続されている。つまり、光半導体素子１に設けられた第１ＳＯＡ４の両端の光入出力部の一方は、光機能素子２に設けられた波長フィルタ１０を介して、光機能素子２に設けられた部分反射ミラー８に光結合されており、他方は、光半導体素子１に設けられたミラー７に光結合されている。
【００４８】
具体的には、ＩｎＰ基板上のＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１を、第１ＳＯＡ４及び第２ＳＯＡ５がアレイ状に配置されたものとし、さらに、第２ＳＯＡ５の一方の側の端面、即ち、光半導体素子１としてのＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子の端面を出力端面１１とし、第１ＳＯＡ４の出力端面１１の側に、ミラー７としての回折格子ミラーを備えるものとする。
また、Ｓｉ基板上の光回路素子（Ｓｉ導波路基板）２を、Ｓｉ導波路によって構成される、光導波路９、波長フィルタ１０、位相調整器１３、部分反射ミラー８、出力側光導波路１２、及び、Ｓｉ基板の端面まで延びる凹部（テラス）１４、即ち、Ｓｉ基板の端面側に側壁を有しない凹部１４を備えるものとし、凹部１４に光導波路９及び出力側光導波路１２の一方の端部が露出するようにし、光導波路９の他方の端部に波長フィルタ１０、位相調整器１３を介して部分反射ミラー８の一方の入出力端が接続され、出力側光導波路１２の他方の端部が部分反射ミラー８の他方の入出力端に接続されるようにする。
【００４９】
そして、Ｓｉ基板上の光回路素子２の凹部１４にＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１が実装されることで、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１の出力端面１１となる端面６の側の反対側で、光導波路９と第１ＳＯＡ４とが光結合されるとともに、出力側光導波路１２と第２ＳＯＡ５とが光結合され、また、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１の出力端面１１となる端面６が外部に露出するようにしている。
【００５０】
この場合、ミラー７と部分反射ミラー８との間に光導波路９が設けられ、この光導波路９に波長フィルタ１０が設けられ、また、この光導波路９に第１ＳＯＡ４が光学的に接続されることになる。また、部分反射ミラー８と出力端面１１との間に出力側光導波路１２が設けられ、この出力側光導波路１２に第２ＳＯＡ５が光学的に接続されることになる。また、第１ＳＯＡ４の出力端面１１の側に設けられ、第１ＳＯＡ４が設けられているＩｎＰ基板上に集積されたミラー７としての回折格子ミラーと、Ｓｉ基板上の光回路素子２に設けられた部分反射ミラー８との間に第１ＳＯＡ４及び波長フィルタ１０が配置されたレーザ共振器が構成されることになる。なお、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１の両端面６は、上述の実施形態の場合と同様に、いずれも無反射コーティングされているが、第１ＳＯＡ４の出力端面１１の側には回折格子ミラー７が設けられているため、伝搬光は端面の手前の回折格子ミラー７で反射されることになる。また、Ｓｉ基板上の光回路素子２の出力側光導波路１２から第２ＳＯＡ５に入力された光は、第２ＳＯＡ５で増幅され、再度、Ｓｉ基板上の光回路素子２に光結合することなく、そのまま、第２ＳＯＡ５の反対側から外部へ出力されることになる。
【００５１】
このような構成をとることで、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１はＳｉ基板上光回路素子２と片側の端面においてのみの光結合になる。このため、フリップチップ実装による光結合が容易になる。加えて、波長可変レーザ全体における２つの素子１，２に跨る導波路間の光結合の個数は、上述の実施形態の４か所に比べて、２か所に低減される。これにより、光結合損失を低減することができ、一定の光出力を得るために必要な消費電力が低減される。
【００５２】
ここで、図８は、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子に集積される回折格子ミラーであるＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）の構造を示している。
ここでは、図８（Ａ）に示すように、ＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子１の回折格子ミラー７が設けられている部分であるＤＢＲ部７Ｘは、例えば２０個のブロックに分かれており、各ブロックの回折格子１０９のブラッグ波長が、第１ＳＯＡ４が設けられている部分であるＳＯＡ部４Ｘに近い側から順に、例えば約１５２５ｎｍから約１５６５ｎｍに約２ｎｍステップで変化していくように、回折格子１０９の周期を変化させている。これにより、光通信で使用波長帯としてよく用いられるＣ−ｂａｎｄ帯（約１５２５〜約１５６５ｎｍ）で平坦な反射率を持つＤＢＲ（ＤＢＲミラー７）を形成することができる。ここで、ＤＢＲ部７Ｘの各ブロックの長さは例えば約５０μｍとし、全長は約１０００μｍとすれば良い。また、ＤＢＲ部７Ｘの反射率は、回折格子１０９の結合係数を適宜調整し、１００％に近い反射率に設定すれば良い。なお、１００％に近い反射率で平坦な反射スペクトルを得ることは、ＤＢＲの周期を変化させつつ、ＤＢＲの長さを十分に大きくすることで、比較的容易に実現される。
【００５３】
ここでは、図８（Ｂ）に示すように、ＤＢＲ部７Ｘは、ｎ−ＩｎＰ基板１０１上に、例えば約１．３μｍ組成のＩｎＧａＡｓＰコア層（導波路コア層）１１０、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０３が積層された構造になっており、コア層１１０の近傍（ここでは下側）に回折格子１０９が形成されている。そして、このＤＢＲ部７Ｘも、ＳＯＡ部４Ｘと同様に、導波路となる部分以外はコア層１１０、クラッド層１０３、基板１０１の一部等がエッチングによって除去されており、その脇は半絶縁性（ＳＩ）ＩｎＰ層１０５で埋め込まれている。また、表面はＳｉＯ２パッシベーション膜１０８で覆われている。なお、ＤＢＲ部７Ｘでは、コア層１１０に電流を流す必要はないため、コア層１１０の上方に、ＳＯＡ部４Ｘに設けられているｐ−ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０４やｐ側電極１０６（図２参照）は設けられていない。
【００５４】
また、上述の実施形態、第１変形例〜第４変形例は、それぞれ別個に説明しているが、これらを任意に組み合わせることも可能である。例えば、第１変形例のものを、第２変形例、第３変形例のものに適用することも可能である。また、例えば、第３変形例のものを、実施形態、第１変形例のものに適用することも可能である。
また、上述の実施形態及び各変形例では、光半導体素子としてのＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子に備えられるＳＯＡを２つとしているが、これに限られるものではなく、３つ以上のＳＯＡを備えるものとしても良い。
【００５５】
例えば、上述の実施形態及び各変形例のものにおいて、光半導体素子１としてのＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子にＳＯＡを一つ追加し、光機能素子２としてのＳｉ基板上光回路素子にこの追加したＳＯＡに光結合されるＳｉ導波路を設けることで、さらに、第２ＳＯＡによって増幅されたレーザ光を、さらに、追加したＳＯＡによって増幅するようにしても良い。
【００５６】
また、例えば図９に示すように、上述の第３変形例（図６参照）の光機能素子２を、シリコン変調器１５に並列に他のシリコン変調器１６が接続されたものとし、これらの２つのシリコン変調器（マッハツェンダ変調器）１５、１６によって、例えばＱＰＳＫ変調、ＱＡＭ変調などのフォーマットの光信号を生成しうるＩＱ変調器（直交変調器；光変調器）１７が構成されるようにし、さらに、このＩＱ変調器１７に並列に他のＩＱ変調器１８が分岐導波路１９を介して接続されたものとし、２つのＩＱ変調器１７、１８が２つ並べられた構成にしても良い。なお、図９中、符号２０は電極を示している。これを第５変形例という。
【００５７】
一方、光半導体素子１は、第１ＳＯＡ４（レーザ用ＳＯＡ）及び第２ＳＯＡ５（増幅用ＳＯＡ）に加え、第３ＳＯＡ２１（増幅用ＳＯＡ）を備えるものとすれば良い。つまり、光半導体素子１は、１つのレーザ用ＳＯＡ４と２つの増幅用ＳＯＡ５、２１との合計３つのＳＯＡがアレイ状に並べられた構成にすれば良い。
そして、光機能素子２に光半導体素子１が実装された状態で、一方のＩＱ変調器１７が第２ＳＯＡ５に光学的に接続され、他方のＩＱ変調器１８が第３ＳＯＡ２１に光学的に接続されるようにすれば良い。
【００５８】
また、光機能素子２には、第２ＳＯＡ５が光学的に接続される出力側光導波路１２の出力端面１１の側の部分に偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子２２を設け、これに、第３ＳＯＡ２１が光学的に接続される光導波路（シリコン導波路）２３を接続し、この光導波路２３に偏波ローテータ素子２４を設ければ良い。
このように構成することで、２つのＩＱ変調器１７、１８によってそれぞれ独立に生成された光信号が、２つのＳＯＡ、即ち、第２ＳＯＡ５及び第３ＳＯＡ２１によってそれぞれ増幅される。増幅された２つの光信号のうちの一方は、偏波ローテータ素子２４によって偏波面が回転され、偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子２２によって他方の光信号と偏波多重される。このようにして、例えばデジタルコヒーレント通信で用いられる偏波多重されたＱＰＳＫ信号などを生成することができる。
【００５９】
また、上述の実施形態及び各変形例のものを複数並列に備えるものとしても良い。この場合、上述の実施形態及び各変形例のものにおいて、光機能素子を構成するＳｉ基板上光回路素子に備えられる光回路を複数並列に同一Ｓｉ基板上に設けるとともに、光半導体素子としてのＩｎＰ−ＳＯＡアレイ素子に備えられる第１ＳＯＡ及び第２ＳＯＡをこれらを一組として複数並列に同一ＩｎＰ基板上に設ければ良い。
【００６０】
また、上述の実施形態及び各変形例のものを、光送信機として機能する部分と光受信機として機能する部分を集積した光集積素子に備えられるものとしても良い。つまり、上述の実施形態及び各変形例の光集積素子を用いて送受信光集積素子を構成しても良い。このような光集積素子を備える光通信装置は光送受信機である。
例えば図１０に示すように、送受信光集積素子（集積送受信光デバイス）は、上述の実施形態の光集積素子（波長可変レーザ素子；レーザ素子；図１０中、符号Ｙで示す部分）に備えられる出力側光導波路１２に、分岐導波路２５を介して、その一方に２つのＩＱ変調器２６、２７を接続し、他方に２つのコヒーレント受光器２８、２９を接続し、さらに、２つのＩＱ変調器２６、２７を偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３０で接続し、２つのＩＱ変調器２６、２７の一方と偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３０との間に偏波ローテータ素子３１を設け、また、２つのコヒーレント受光器２８、２９を偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３２で接続し、２つのコヒーレント受光器２８、２９の一方と偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３２との間に偏波ローテータ素子３３を設ければ良い。つまり、上述の実施形態の光集積素子３を構成する光機能素子２に、さらに、２つのＩＱ変調器２６、２７、２つのコヒーレント受光器２８、２９、２つの偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３０、３２、２つの偏波ローテータ素子３１、３３を集積しても良い。これを第６変形例という。
【００６１】
なお、偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３０、３２を偏波多重（分離）素子ともいう。また、このような集積送受信光デバイス３をデジタルコヒーレント通信用の集積送受信光デバイスともいう。また、２つのＩＱ変調器２６、２７、偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３０、偏波ローテータ素子３１をまとめて送信用光デバイス又は送信用光素子ともいう。また、２つのコヒーレント受光器２８、２９、偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３２、偏波ローテータ素子３３をまとめて受信用光デバイス又は受信用光素子ともいう。このため、光集積素子３を構成する光機能素子２は、送信用光素子と、受信用光素子とを備えるものとしても良い。
【００６２】
ここでは、２つのＩＱ変調器２６、２７は、それぞれ、２つのシリコン変調器（マッハツェンダ変調器）３４、３５を並列に接続することによって構成されている。そして、これらのＩＱ変調器２６、２７は分岐導波路３６を介して並列に接続されている。なお、図１０中、符号３７は電極を示している。
また、２つのコヒーレント受光器２８、２９は、それぞれ、９０°ハイブリッド素子３８とこれに接続されたゲルマニウム受光器３９とを備えるものとして構成されている。そして、これらのコヒーレント受光器２８、２９は分岐導波路４０を介して並列に接続されている。なお、図１０中、符号Ｘの部分は交差導波路になっている。
【００６３】
このように構成することで、上述の実施形態の波長可変レーザ素子（レーザ素子；図１０中、符号Ｙで示す部分）からの出力光は、２分岐され、その一方は２つのＩＱ変調器２６、２７からなる送信機として機能する部分に、もう一方は２つのコヒーレント受光器２８、２９からなる受信機として機能する部分に入力される。
送信機として機能する部分では、波長可変レーザ素子（レーザ素子；図１０中、符号Ｙで示す部分）からの出力光をさらに２分岐した後、２つのＩＱ変調器２６、２７によって独立したＱＰＳＫ信号に変換する。これらの２つのＱＰＳＫ信号のうちの一方は偏波ローテータ素子３１によって偏波面が回転され、偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３０によって他方と偏波多重された後、出力端面１１から集積送受信光デバイス３の外部へ送信信号（光信号）として出力される。
【００６４】
一方、受信機として機能する部分では、波長可変レーザ素子（レーザ素子；図１０中、符号Ｙで示す部分）からの出力光がさらに２分岐された後、２つのコヒーレント受光器２８、２９のそれぞれに備えられる９０°ハイブリッド素子３８に入力される。また、２つのコヒーレント受光器２８、２９の一方に備えられる９０°ハイブリッド素子３８には、集積送受信光デバイス３の外部から入力端面４１に入力された光信号（受信信号）が偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３２によって偏波分離されて入力され、他方に備えられる９０°ハイブリッド素子３８には、受信信号が偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子３２によって偏波分離され、偏波ローテータ素子３３によって偏波面が回転されて入力される。そして、２つのコヒーレント受光器２８、２９のそれぞれに備えられる９０°ハイブリッド素子３８において、波長可変レーザ素子（レーザ素子；図１０中、符号Ｙで示す部分）からの出力光と受信信号とが混合され、ゲルマニウム受光器３９によって電気信号に変換されて出力される。
【００６５】
また、上述の実施形態では、光機能素子２に凹部１４を設け、この凹部１４に光半導体素子２を集積するようにしているが、これに限られるものではなく、例えばシリコン基板などのキャリア上に、光機能素子と光半導体素子とを集積するようにしても良い。この場合、例えば、光機能素子に、凹部に代えて、表面側から裏面側へ貫通する開口部を設け、この開口部に光半導体素子を集積するようにすれば良い。
【００６６】
なお、本発明は、上述した実施形態及び各変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び各変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
第１半導体光増幅器及び第２半導体光増幅器を備え、光が入出力される両端面が無反射コーティングされている光半導体素子と、
導波路型のミラーと、
導波路型の部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーと前記ミラーとの間に設けられた光導波路と、前記光導波路に設けられ、リング共振器を含む導波路型の波長フィルタと、前記部分反射ミラーと出力端面との間に設けられた出力側光導波路とを備える光機能素子とを備え、
前記第１半導体光増幅器が、前記光導波路に光学的に接続され、かつ、前記第２半導体光増幅器が、前記出力側光導波路に光学的に接続されるように、前記光半導体素子と前記光機能素子が集積されていることを特徴とする光集積素子。
【００６７】
（付記２）
前記ミラーは、前記光機能素子に備えられていることを特徴とする、付記１に記載の光集積素子。
（付記３）
前記波長フィルタは、２つのリング共振器を用いたバーニア型の波長フィルタであり、
前記ミラーは、ループミラー又は回折格子ミラーであることを特徴とする、付記１又は２に記載の光集積素子。
【００６８】
（付記４）
前記波長フィルタは、１つのリング共振器と、回折格子ミラーとからなり、
前記ミラーは、前記回折格子ミラーであることを特徴とする、付記１又は２に記載の光集積素子。
（付記５）
前記光機能素子は、前記出力側光導波路に設けられ、前記部分反射ミラーと前記第２半導体光増幅器との間に位置する光変調器を備えることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の光集積素子。
【００６９】
（付記６）
前記ミラーは、前記光半導体素子に備えられていることを特徴とする、付記１に記載の光集積素子。
（付記７）
前記ミラーは、前記光半導体素子に設けられた回折格子ミラーであり、
前記波長フィルタは、前記第１半導体光増幅器と前記部分反射ミラーとの間に位置することを特徴とする、付記６に記載の光集積素子。
【００７０】
（付記８）
前記波長フィルタは、２つのリング共振器を用いたバーニア型の波長フィルタであることを特徴とする、付記７に記載の光集積素子。
（付記９）
前記光半導体素子の端面が、前記出力端面になっていることを特徴とする、付記１〜８のいずれか１項に記載の光集積素子。
【００７１】
（付記１０）
前記光機能素子は、前記光導波路に設けられた位相調整器を備えることを特徴とする、付記１〜９のいずれか１項に記載の光集積素子。
（付記１１）
前記光半導体素子は、ＩｎＰ基板上又はＧａＡｓ基板上に形成されており、
前記光機能素子は、Ｓｉ基板上に形成されていることを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載の光集積素子。
【００７２】
（付記１２）
前記光機能素子は、送信用光素子と、受信用光素子とを備えることを特徴とする、付記１〜１１のいずれか１項に記載の光集積素子。
（付記１３）
付記１〜１２のいずれか１項に記載の光集積素子を備えることを特徴とする光通信装置。
【符号の説明】
【００７３】
１  光半導体素子
２  光機能素子
３  光集積素子
４  第１ＳＯＡ
４Ｘ  ＳＯＡ部
５  第２ＳＯＡ
６  光半導体素子の端面
７  ミラー
７Ｘ  ＤＢＲ部
８  部分反射ミラー
９  光導波路（レーザ側光導波路）
１０  波長フィルタ
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  リング共振器
１０Ｄ  回折格子ミラー
１０Ｘ  ヒータ
１１，１１Ｘ  出力端面
１２  出力側光導波路
１３  位相調整器
１３Ｘ  ヒータ
１４  凹部（テラス）
１５  光変調器（シリコン変調器；マッハツェンダ変調器）
１５Ｘ  電極
１６  光変調器（シリコン変調器；マッハツェンダ変調器）
１７、１８  ＩＱ変調器
１９  分岐導波路
２０  電極
２１  第３ＳＯＡ
２２  偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子
２３  光導波路
２４  偏波ローテータ素子
２５  分岐導波路
２６、２７  ＩＱ変調器
２８、２９  コヒーレント受光器
３０  偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子
３１  偏波ローテータ素子
３２  偏波ビームスプリッタ（コンバイナ）素子
３３  偏波ローテータ素子
３４、３５  シリコン変調器（マッハツェンダ変調器）
３６  分岐導波路
３７  電極
３８  ９０°ハイブリッド素子
３９  ゲルマニウム受光器
４０  分岐導波路
４１  入力端面
１０１  ｎ型ＩｎＰ基板
１０２  コア層（導波路コア層）
１０３  クラッド層
１０４  コンタクト層
１０５  半絶縁性ＩｎＰ層
１０６  ｐ側電極
１０７  ｎ側電極
１０８  パシベーション膜
１０９  回折格子
１１０  コア層（導波路コア層）
２００  Ｓｉ基板
２０１、２０３  ＳｉＯ２クラッド層
２０２  Ｓｉ導波路コア
２０４  Ｓｉ導波路
【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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