[发明专利]光元件、光发送元件、光接收元件、混合波导激光器、光发送装置

说明书

技术领域

本发明涉及光元件、光发送元件、光接收元件、混合波导激光器、光发送装置。

背景技术

近年来，使用廉价且能够大规模集成的硅电子电路制造技术来在硅基板上形成的硅光元件受到关注。

例如，期待通过高性能服务器、超级计算机、个人计算机等的信息处理设备的高性能化，以解决今后设想的芯片间以及主板间的通信容量不足，实现以低损耗且小型的硅细线导波路径为基础的大规模硅光通信元件。

特别，为了增大传送容量，期待应用在光纤通信中使用的波长分割多重(WDM：Wavelength Division Mutiplexing)传送方式，来实现WDM硅光通信元件，该WDM硅光通信元件，能够在元件内使独立调制过的波长不同的多个信号光多重化，从而进行发送接收。在该WDM硅光通信元件中，能够在单一的传送路径内使波长不同的多个信号光多重化来进行传送，因此，能够飞跃性提高传送路径上的传送容量(通信容量)，并且能够期待小型且大容量的光通信元件。

此外，现有如下技术：由半导体光放大器(SOA：Semiconductor Optical Amplifier)等的发光元件和硅光元件进行组合而成的混合波导激光器所相关的技术，在硅光元件中变换光点大小(spot size)的技术。

现有技术文献：

专利文献

专利文献1：JP特开2006－245344号公报

专利文献2：JP特开2010－44290号公报

非专利文献

非专利文献1：Tai Tsuchizawa et al.,“Microphonics Devices Based on Silicon Microfabrication Technology”,IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS,Vol.11,No.1,January/February 2005

发明内容

发明要解决的问题

然而，例如，在实现混合波导激光器、WDM硅光通信元件等的硅光通信元件等的情况下，需要实现具有构成分布布拉格反射镜的衍射栅格的硅光元件。

此时，要考虑使硅导波路径芯的宽度周期性变化，由从硅导波路径芯的侧面突出的部分来形成衍射栅格。

但是，硅导波路径芯与金属包层之间的折射率差非常大，并且、截面尺寸非常小，因此，如果其尺寸产生轻微偏差，则会使导波路径的等价折射率大幅度变化。其结果，由形成在硅导波路径芯的侧面部分上的衍射栅格构成的分布布拉格反射镜的布拉格波长也会大幅度变化。

因此，在当前的工艺精度中，难以稳定地形成衍射栅格以用于构成具有按照设计的布拉格波长的分布布拉格反射镜，成品率低。

因此，希望能够在具有硅导波路径芯的光元件、光发送元件、光接收元件、混合波导激光器、光发送装置中，以高(良好)成品率实现用于构成具有按照设计的布拉格波长的分布布拉格反射镜的衍射栅格。

用于解决问题的手段

本光元件具有：硅导波路径芯，其具有越向终端部则截面尺寸越小的锥部；电介质导波路径芯，其至少覆盖所述锥部而与所述硅导波路径芯连接，具有比所述硅导波路径芯的折射率小的折射率，构成单一模式导波路径；衍射栅格，其设在所述单一模式导波路径上，构成分布布拉格反射镜。

本混合波导激光器具有：在所述光元件上还设置与由硅导波路径芯构成的硅导波路径连接的环共振器过滤器的光元件；增益介质，其与所述光元件光耦合；反射镜，其隔着所述硅导波路径、所述环共振器过滤器以及所述增益介质而设在与所述分布布拉格反射镜相反的一侧，构成激光共振器。

本混合波导激光器具有：所述光元件；增益介质，其与所述光元件光耦合；反射镜，其隔着所述增益介质而设在与所述分布布拉格反射镜相反的一侧，构成激光共振器。

本光发送元件具有：多个所述光元件；分别与所述多个光元件一对一连接的多个环光调制器；分别与所述多个环光调制器连接的光合波器；与所述光合波器连接的输出导波路径。

本光接收元件具有马赫曾德尔(mach-zehnder)干涉仪，该马赫曾德尔干涉仪具有两个光耦合器，并且在所述两个光耦合器之间具有两个臂；所述两个臂分别具有权利要求11所述的光元件。所述光接收元件还具有：第一光检测器，其与所述两个光耦合器中的一个光耦合器相连接；光分波器，其与所述两个光耦合器中的另一个光耦合器相连接；第二光检测器，其与所述光分波器相连接。