[发明专利]光合波分波元件以及光调制器

说明书

技术领域

本发明涉及具备由半导体构成的纤芯的光合波分波元件。另外，涉及具备该光合波分波元件的光调制器。

背景技术

在光通信的领域，广泛使用集成多个半导体光学元件的半导体基板。在这样的半导体基板，使用形成半导体光学元件的工艺与亲和性高的工序形成具备由半导体构成的纤芯的光波导路。这样的光波导路例如被用于将某个半导体光学元件与其他半导体光学元件连接。

另外，还存在在这样的半导体基板形成光合波分波元件的情况。在此，光合波分波元件是指具有将从多个光波导路输入的光合波进而向单一的光波导路输出的功能、以及将从单一的光波导路输入的光分波进而向多个光波导路输出的功能的元件。

在专利文献1～2中记载有将一个光波导路(第1波导路)与2个光波导路(第2～第3波导路)经由多模式干扰(MMI；Multi-Mode Interference)部连接的光合波分波元件，即具备MMI部的1×2的光合波分波元件。

在专利文献1的图1中记载有如下的光合波分波元件，其中，(1)在第1波导路(图1所示的第2输入输出波导路部)与MMI部(图1所示的第1多模式波导路部)之间夹装第1锥形部(图1所示的第2多模式波导路部以及第4输入输出波导路部)，并且，(2)在第2～第3波导路(图1所示的第1输入输出波导路部)与MMI部之间夹装第2锥形部(夹装图1所示的第3输入输出波导路部)。

根据该结构，第1波导路的有效折射率与MMI部的有效折射率之差通过第1锥形部的有效折射率缓解，因此能够抑制由于伴随着连接第1波导路与MMI部而产生的反射所引起的损失。

另外，在非专利文献1中记载有使第1波导路与第2波导路在相同平面上交叉的光交叉元件。如非专利文献1的图2所示，光交叉元件具备相互正交的第1波导路与第2波导路，在第1波导路与第2波导路交叉的交叉点附近形成扩张区域。

扩张区域的形状在俯视的情况下具有四方的对称性，包括长轴与第1波导路的中心轴一致的第1椭圆、以及长轴与第2波导路的中心轴一致的第2椭圆。此外，扩张区域的厚度构成为比第1波导路的厚度以及第2波导路的厚度薄。

根据上述的结构，能够抑制交叉点的散射所引起的损失，并且减少在沿第1波导路导波的光与沿第2波导路导波的光之间产生的串扰。

在专利文献1所记载的光合波分波元件中，考虑通过积极利用在MMI部产生的相互作用亦即干扰来实现合波功能与分波功能。

另一方面，在非专利文献1所记载的光交叉元件中，考虑沿第1波导路导波的光与沿第2波导路导波的光之间产生的相互作用成为彼此间的光的串扰的原因。即，在光交叉元件中，考虑通过尽量抑制该相互作用来实现减少了彼此的光的串扰的光的交叉。

如上所述，在针对在多个光之间产生的相互作用的考量中，光合波分波元件与光交叉元件为位于对极的发明彼此。

专利文献1：日本国公开专利公报“特开2000-221345号公报(2000年8月11日公开)”

专利文献2：日本国公开专利公报“特开2013-137360号公报(2013年7月11日公开)”

[非专利文献1]Wim Bogaerts et.al.，OPTICS LETTERS，Vol.32，No.19，2801-2803，October 1，2007

集成多个半导体光学元件的半导体基板具备多个光合波分波元件。因此，强烈希望尽可能地抑制在各光合波分波元件中产生的反射光(返回光)的发生。反射光不仅会增加光合波分波元件的损失，还会使集成多个半导体光学元件的集成光学元件的动作变得不稳定。本发明的发明人们认为在专利文献1～2所记载的光合波分波元件中，仍存在抑制反射光的发生的余地。

如上所述，在非专利文献1所记载的光交叉元件中，记载为通过在交叉点附近设置扩张区域，能够抑制由交叉点处的散射引起的损失，并减少串扰。

然而，即便将在光交叉元件中所使用的结构亦即扩张区域的概念应用于光合波分波元件，能否得到有意的效果仍无从得知。另外，应该怎样将扩张区域的概念具体化并应用于光合波分波元件也无从得知。

发明内容

本发明正是鉴于上述的课题而形成的，其目的在于提供一种与以往的光合波分波元件相比，能够抑制反射光的发生的光合波分波元件。