[發明專利]光集成元件以及光發送機模塊

有效

• 申請號: 201780078544.1
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN110088995B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 齋藤裕介;黑部立郎;木本龍也;神谷慎一
• 申請（專利權）人: 古河電氣工業株式會社
• 主分類號: H01S5/026
• 分類號: H01S5/026;G02B6/122
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王亞愛

光集成元件具備：在基板上依次層疊第2芯層、下部包覆層、第1芯層、以及上部包覆層而成的無源波導區域、在基板上依次層疊第2芯層、下部包覆層、第1芯層、通過注入電流而放大光的量子阱層、以及上部包覆層而成的活性區域，第1芯層與量子阱層之間在對第1芯層進行波導的光的模場的范圍內相接近，無源波導區域的至少一部分以及活性區域具有上部包覆層突出為臺面狀的第1臺面構造，無源波導區域包含除了第1臺面構造還具有第1芯層、下部包覆層以及第2芯層突出為臺面狀的第2臺面構造的第2光點尺寸變換區域，第2臺面構造的寬度比第1臺面構造的寬度寬，并且具有第2臺面構造的無源波導區域中，第1臺面構造的寬度連續地變化。

技術領域

本發明涉及光集成元件以及光發送機模塊。

背景技術

伴隨近年來的光通信用設備中的小型化的要求，針對將半導體光放大器、相位調制器等不同功能的光元件集成在同一基板上的光集成元件的要求水準也在提高(例如參照專利文獻1)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：JP特開2016-126216號公報

發明內容

-發明要解決的課題-

但是，在將半導體光放大器、相位調制器等集成在同一基板上的情況下，優選各個波導層的厚度根據各自元件的特性而被最優化。例如，對于相位調制器而言，為了降低電容量從而使響應特性高速化，優選加厚波導層的厚度，但是對于半導體光放大器而言，為了抑制飽和輸出的下降，優選將波導層的厚度設為某種程度的厚度以下。

如使這樣被集成的各元件的波導層的厚度最優化，則由于最佳的波導層的厚度的差異較大，因此具有在元件間的接合部分連接損耗增大的這種問題。圖8是表示厚度不同的波導層的連接損耗的例子的圖表。如圖8所示，連接目標與連接源的波導層的厚度之比越是遠離1，則連接損耗越增大。此外，如果在連接部產生折射率的不連續，則也會產生連接部處的反射，但是連接部的波導層的厚度之比越是遠離1，則該反射也越大，更加對光集成元件的特性帶來不良影響。

再有，若將光集成元件中集成的各元件的波導層的厚度最優化，則關于相對于光集成元件的周邊的光學元件的容許偏差也會帶來影響。也就是說，從光集成元件出射或者入射的光與光纖、光源等耦合，由于被集成的各元件的波導層中最優化的光點尺寸與光纖、光源等中最佳的光點尺寸的差異較大，因此光集成元件與周邊的光學元件之間的耦合透鏡的容許偏差變得嚴格。

本發明是鑒于上述情況而作出的，其目的在于提供一種能夠抑制因光點尺寸的不匹配引起的問題的光集成元件以及光發送機模塊。

-解決課題的手段-

為了解決上述課題而達成目的，本發明的一個方式所涉及的光集成元件具備：基板；無源波導區域，在所述基板上依次層疊折射率比所述基板高的第2芯層、折射率比所述第2芯層低的下部包覆層、折射率比所述下部包覆層高的第1芯層、以及折射率比所述第1芯層低的上部包覆層而成；和活性區域，在所述基板上依次層疊所述第2芯層、所述下部包覆層、所述第1芯層、通過注入電流來對光進行放大的量子阱層、以及所述上部包覆層而成，所述第1芯層與所述量子阱層之間在所述第1芯層中進行波導的光的模場的范圍內相接近，所述無源波導區域的至少一部分以及所述活性區域具有所述上部包覆層突出為臺面狀的第1臺面構造，所述無源波導區域包含第2光點尺寸變換區域，所述第2光點尺寸變換區域除了所述第1臺面構造，還具有所述第1芯層、所述下部包覆層以及所述第2芯層突出為臺面狀的第2臺面構造，所述第2臺面構造的寬度比所述第1臺面構造的寬度寬，并且在具有所述第2臺面構造的所述無源波導區域中，所述第1臺面構造的寬度連續地變化。

本發明的一個方式所涉及的光集成元件中，在所述第1芯層與所述量子阱層之間，具備與所述第1芯層以及所述量子阱層不同的組成的中間層。

本發明的一個方式所涉及的光集成元件中，所述中間層是與所述下部包覆層或者所述上部包覆層相同的組成。