特許 6641765 光通信装置、及び、光モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6641765

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月5日

(54)【発明の名称】光通信装置、及び、光モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20200127BHJP

   H01L 31/0232 20140101ALI20200127BHJP

   H01L 31/10 20060101ALI20200127BHJP

   G02B 6/122 20060101ALI20200127BHJP

【ＦＩ】

   G02B6/12 301

   H01L31/02 D

   H01L31/10 A

   G02B6/122

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-154885(P2015-154885)

(22)【出願日】2015年8月5日

(65)【公開番号】特開2017-32901(P2017-32901A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2018年5月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】杉山 昌樹

【審査官】 奥村 政人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２５６８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／１７１００５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００２２５００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１４７２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２７７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０１４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７６０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６５２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０４２１４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ６／１２− ６／１４

Ｈ０１Ｌ ３１／００−３１／０２

Ｈ０１Ｌ ３１／０８−３１／１０

Ｈ０１Ｌ ３１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持基板と、
前記支持基板上に形成されるとともに酸化シリコン或いは酸化シリコンを含む材料からなる第１のクラッド層、前記第１のクラッド層上に形成された第２のクラッド層、及び、前記第２のクラッド層内の位置或いは前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層に挟まれた位置に形成されるとともにシリコン或いはシリコンを含む材料からなるコアを有する光導波路と、
入力導波路と出力導波路とを有し、前記コアの一部に接するとともに、前記コアを通過する光の強度を検出する検出器と、
を有し、
前記検出器は、前記コアと接することにより前記コアとともにフォトダイオードを形成する半導体と、前記フォトダイオードに電圧を印加する電極と、を備え、
前記半導体は、前記コアが光を伝送する伝送方向に沿って、前記光導波路の屈折率を連続して変化させる形状を有し、
前記半導体は、
前記伝送方向における中央部である中央基部と、
前記伝送方向における前記中央基部を挟んだ両端部に、前記伝送方向に直交する平面による前記半導体の断面における、前記半導体と前記コアとの境界に沿った幅方向における前記半導体の長さが前記伝送方向に沿って連続して変化するテーパー部とを備える、
光通信装置。

【請求項2】

請求項１に記載の光通信装置であって、
前記コアは、
前記コアが光を伝送する方向に直交する平面による前記コアの断面において長方形状を有する基部と、
前記コアの前記断面において、前記基部が有する第１の辺の中央部にて前記第１の辺に接するとともに長方形状を有するリブ部と、
を備える、光通信装置。

【請求項3】

請求項２に記載の光通信装置であって、
前記検出器は、前記リブ部と接することにより前記コアとともにフォトダイオードを形成する半導体と、前記フォトダイオードに電圧を印加する電極と、を備える、光通信装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光通信装置であって、
前記光導波路に入力される光の強度を調整する調整器と、
前記検出された光の強度に基づいて前記調整器を制御する制御器と、
を備える、光通信装置。

【請求項5】

支持基板と、
前記支持基板上に形成されるとともに酸化シリコン或いは酸化シリコンを含む材料からなる第１のクラッド層、前記第１のクラッド層上に形成された第２のクラッド層、及び、前記第２のクラッド層内の位置或いは前記第１のクラッド層と前記第２のクラッド層に挟まれた位置に形成されるとともにシリコン或いはシリコンを含む材料からなるコアを有する光導波路と、
入力導波路と出力導波路とを有し、前記コアの一部に接するとともに、前記コアを通過する光の強度を検出する検出器と
を有し、
前記検出器は、前記コアと接することにより前記コアとともにフォトダイオードを形成する半導体と、前記フォトダイオードに電圧を印加する電極と、を備え、
前記半導体は、前記コアが光を伝送する伝送方向に沿って、前記光導波路の屈折率を連続して変化させる形状を有し、
前記半導体は、
前記伝送方向における中央部である中央基部と、
前記伝送方向における前記中央基部を挟んだ両端部に、前記伝送方向に直交する平面による前記半導体の断面における、前記半導体と前記コアとの境界に沿った幅方向における前記半導体の長さが前記伝送方向に沿って連続して変化するテーパー部とを備える、
光モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光信号を送信又は受信する光通信装置、及び、光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

シリコン材料からなるコアと該コアを覆う酸化シリコンとを有する光導波路を備える光通信装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。例えば、図１に表されるように、光通信装置９０は、外部の光素子へ光を伝送する光導波路９１と、光導波路９１から光を分岐するカプラ９２と、カプラ９２によって分岐された光を導く光導波路９３と、光導波路９３により導かれた光の強度を検出する検出器９４と、を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２７７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

シリコン材料からなるコアを有する光導波路は、コアを構成するシリコンと、クラッドを構成する酸化シリコンとの間で、光の屈折率の変化が大きい。そのため、光の閉じ込めが強く、コアの壁面で光の散乱が生じ易くなる。このような光の散乱により、光導波路の単位長さ当たりの光の散乱による損失（所謂、散乱損失）が大きくなる。

【0005】

従って、光導波路９３における光の損失も大きくなるため、カプラ９２での（検出器９４に対する）分岐光として大きな光の量が必要になるという問題がある。

【0006】

一つの側面として、本発明の目的の一つは、光通信装置における光の損失を抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一つの側面では、光通信装置は、支持基板と、光導波路と、検出器と、を有する。光導波路は、支持基板上に形成されるとともに酸化シリコン或いは酸化シリコンを含む材料からなる第１のクラッド層、第１のクラッド層上に形成された第２のクラッド層、及び、第２のクラッド層内の位置或いは第１のクラッド層と第２のクラッド層に挟まれた位置に形成されるとともにシリコン或いはシリコンを含む材料からなるコアを有する。検出器は、入力導波路と出力導波路とを有し、コアの一部に接するとともに、コアを通過する光の強度を検出する。検出器は、コアと接することによりコアとともにフォトダイオードを形成する半導体と、フォトダイオードに電圧を印加する電極と、を備える。半導体は、コアが光を伝送する伝送方向に沿って、光導波路の屈折率を連続して変化させる形状を有する。また、半導体は、伝送方向における中央部である中央基部と、伝送方向における中央基部を挟んだ両端部に、伝送方向に直交する平面による半導体の断面における、半導体とコアとの境界に沿った幅方向における半導体の長さが伝送方向に沿って連続して変化するテーパー部とを備える。

【発明の効果】

【0008】

光通信装置における光の損失を抑制する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】光通信装置の構成の一例を表すブロック図である。

【図2】第１実施形態の受信装置の構成の一例を表すブロック図である。

【図3】図２の光導波路の構成の一例を表す図である。

【図4】図２の検出器の構成の一例を表す図である。

【図5】図２の検出器の構成の一例を表す図である。

【図6】第１実施形態の変形例の検出器の構成の一例を表す図である。

【図7】第１実施形態の変形例の光導波路の構成の一例を表す図である。

【図8】第１実施形態の変形例の検出器の構成の一例を表す図である。

【図9】第１実施形態の変形例の光導波路の構成の一例を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して実施形態を説明する。ただし、以下に説明される実施形態は例示である。従って、以下に明示しない種々の変形や技術が実施形態に適用されることは排除されない。なお、以下の実施形態で用いる図面において、同一の符号を付した部分は、変更又は変形が明示されない限り、同一若しくは同様の部分を表す。

【0011】

＜第１実施形態＞
（構成）
例えば、図２に表されるように、第１実施形態の受信装置１は、局部発振器（ＬＯ；Ｌｏｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１０と、光集積回路２０と、信号処理回路３０と、を備える。受信装置１は、光通信装置の一例である。光集積回路２０は、光モジュールの一例である。本例では、受信装置１は、デジタルコヒーレント光通信方式に従って、受信した光信号を処理する。例えば、デジタルコヒーレント光通信方式は、変調方式として、偏波多重変調方式を用いる。偏波多重変調方式は、例えば、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）方式である。

【0012】

ＬＯ１０は、局部発振光を出力する。ＬＯ１０は、半導体レーザ、又は、レーザダイオードである。例えば、半導体レーザは、分布帰還型レーザであってよい。
本例では、光集積回路２０は、モノリシック光集積回路である。光集積回路２０は、光導波路２１と、ＶＯＡ２２と、検出器２３と、ＰＢＳ２４と、ＰＲ２５と、ＢＳ２６と、２つの光９０度ハイブリッド２７ａ及び２７ｂと、２つの光電変換器２８ａ及び２８ｂと、制御器２９と、を備える。

【0013】

ＶＯＡは、Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒの略記である。ＶＯＡ２２は、可変光減衰器と表されてよい。ＰＢＳは、Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒの略記である。ＰＢＳ２４は、偏光ビームスプリッタと表されてよい。ＰＲは、Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒｏｔａｔｏｒの略記である。ＰＲ２５は、偏波回転器と表されてよい。ＢＳは、Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒの略記である。ＢＳ２６は、ビームスプリッタと表されてよい。

【0014】

本例では、光導波路２１は、シリコン細線光導波路である。光導波路２１は、ＶＯＡ２２とＰＢＳ２４とを接続する。更に、光導波路２１は、ＰＢＳ２４と、ＰＲ２５及び光９０度ハイブリッド２７ｂのそれぞれと、を接続する。加えて、光導波路２１は、ＰＲ２５と光９０度ハイブリッド２７ａとを接続する。更に、光導波路２１は、光９０度ハイブリッド２７ａと光電変換器２８ａとを接続する。

【0015】

加えて、光導波路２１は、ＢＳ２６と、光９０度ハイブリッド２７ａ及び光９０度ハイブリッド２７ｂのそれぞれと、を接続する。更に、光導波路２１は、光９０度ハイブリッド２７ｂと光電変換器２８ｂとを接続する。

【0016】

例えば、図３に表されるように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する右手系の直交座標系を用いて、光導波路２１について説明を加える。本例では、光導波路２１は、Ｚ軸に沿った方向（換言すると、Ｚ軸方向）にて光を伝送する。更に、本例では、光集積回路２０が備える基板２０１は、Ｙ軸に沿った方向（換言すると、Ｙ軸方向）と直交する。

【0017】

例えば、図３に表されるように、光導波路２１は、コア２１１と、第１のクラッド２１２と、第２のクラッド２１３と、を備える。第１のクラッド２１２は、第１のクラッド層と表されてもよい。第２のクラッド２１３は、第２のクラッド層と表されてもよい。

【0018】

本例では、基板２０１は、シリコン（Ｓｉ）或いはシリコン（Ｓｉ）を含む材料からなる。例えば、基板２０１は、単結晶シリコンからなってよい。基板２０１は、支持基板と表されてもよい。
第１のクラッド２１２は、基板２０１上に形成される。具体的には、基板２０１の表面上に略同じ厚さで（基板２０１と平行に）形成されている。即ち、第１のクラッド２１２は、基板２０１と接する平板形状を有している。本例では、第１のクラッド２１２は、シリコン酸化物或いはシリコン酸化物を含む材料からなる。例えば、シリコン酸化物は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）であってよい。

【0019】

コア２１１は、シリコン（Ｓｉ）或いはシリコン（Ｓｉ）を含む材料からなる。例えば、コア２１１は、単結晶シリコンからなってよい。コア２１１は、ベースとなる基部２１１ａと、基部２１１ａから第１のクラッド２１２とは反対方向に突出したリブ部２１１ｂと、を備える。

【0020】

基部２１１ａは、第１のクラッド２１２と平行であり、且つ、第１のクラッド２１２と接する平板形状を有する。基部２１１ａは、Ｚ軸方向に直交する平面（換言すると、ＸＹ平面）によるコア２１１の断面において長方形状を有する。ＸＹ平面によるコア２１１の断面において、基部２１１ａが有する長方形状は、Ｘ軸に沿った方向（換言すると、Ｘ軸方向）において長辺を有し、且つ、Ｙ軸方向において短辺を有する。ＸＹ平面によるコア２１１の断面における基部２１１ａの長辺の長さは、基部２１１ａの幅と表されてよい。

【0021】

リブ部２１１ｂは、基部２１１ａと平行であり、且つ、基部２１１ａと接する平板形状を有する。リブ部２１１ｂは、ＸＹ平面によるコア２１１の断面において、基部２１１ａが有する長辺の中央部にて当該長辺に接するとともに長方形状を有する。リブ部２１１ｂが、ＸＹ平面によるコア２１１の断面において接する基部２１１ａの長辺は、第１の辺の一例である。

【0022】

ＸＹ平面によるコア２１１の断面において、リブ部２１１ｂが有する長方形状は、Ｘ軸方向において長辺を有し、且つ、Ｙ軸方向において短辺を有する。ＸＹ平面によるコア２１１の断面において、リブ部２１１ｂの長辺の中点は、基部２１１ａの長辺の中点を通り且つＹ軸に平行な直線上に位置する。ＸＹ平面によるコア２１１の断面におけるリブ部２１１ｂの長辺の長さは、リブ部２１１ｂの幅と表されてよい。リブ部２１１ｂの幅は、基部２１１ａの幅よりも短い。

【0023】

第２のクラッド２１３は、例えば、第１のクラッド２１２上に形成される。具体的には、第１のクラッド２１２の表面上に略同じ厚さで（第１のクラッド２０１と平行に）形成されている。即ち、第２のクラッド２１３は、第１のクラッド２１２と接する平板形状を有している。
本例では、第２のクラッド２１３は、シリコン酸化物或いはシリコン酸化物を含む材料からなる。例えば、シリコン酸化物は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）であってよい。
第２のクラッド２１３は、第１のクラッド２１２と接する側の表面に、コア２１１と同じ形状を有する溝２１３ａを有する。第２のクラッド２１３の溝２１３ａは、コア２１１と接する。このようにして、コア２１１は、第１のクラッド２１２と第２のクラッド２１３との間に位置し、第１のクラッド２１２及び第２のクラッド２１３により被覆される。

【0024】

光導波路２１は、シリコンからなる支持基板と、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）と、支持基板及びＳＯＩの間に介在する埋め込み酸化膜（ＢＯＸ；Ｂｕｒｉｅｄ Ｏｘｉｄｅ）と、を備えるＳＯＩ基板を加工することにより製造されてよい。この場合、基板２０１は、支持基板であってよい。また、この場合、第１のクラッド２１２は、埋め込み酸化膜であってよい。また、この場合、コア２１１は、ＳＯＩを加工することにより形成されてよい。
本例では、光導波路２１は、リブ型光導波路と表されてよい。

【0025】

ＶＯＡ２２には、通信ケーブルＦＢが接続される。本例では、通信ケーブルＦＢは、光ファイバを備える。例えば、光ファイバは、ＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）である。
ＶＯＡ２２は、通信ケーブルＦＢを介して入力された光を、制御器２９による制御に従って減衰させ、減衰させられた光を光導波路２１を介してＰＢＳ２４へ出力する。ＶＯＡ２２は、ＶＯＡ２２とＰＢＳ２４とを接続する光導波路２１に入力される光の強度を調整する調整器の一例である。

【0026】

検出器２３は、ＶＯＡ２２とＰＢＳ２４とを接続する光導波路２１に設けられる。換言すると、検出器２３は、第１の光素子としてのＶＯＡ２２と、第２の光素子としてのＰＢＳ２４と、の間の位置にて光導波路２１に設けられる。
検出器２３は、光導波路２１のコア２１１が伝送する光の強度（又は、エネルギー）を検出する。ＰＢＳ２４は、光素子の一例である。

【0027】

例えば、図４に表されるように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を有する右手系の直交座標系を用いて、検出器２３について説明を加える。本例でも、図３と同様に、光導波路２１は、Ｚ軸方向にて光を伝送する。更に、図３と同様に、光集積回路２０が備える基板２０１は、Ｙ軸方向と直交する。

【0028】

例えば、図４に表されるように、検出器２３は、半導体２３１と、電極２３２ａ及び２３２ｂと、を備える。本例では、半導体２３１は、ゲルマニウム（Ｇｅ）からなる。本例では、電極２３２ａ及び２３２ｂは、アルミニウム（Ａｌ）からなる。

【0029】

半導体２３１は、リブ部２１１ｂと平行であり、且つ、リブ部２１１ｂと接する平板形状を有する。半導体２３１は、ＸＹ平面による検出器２３の断面において、リブ部２１１ｂが有する長辺に接するとともに長方形状を有する。

【0030】

ＸＹ平面による検出器２３の断面において、半導体２３１が有する長方形状は、Ｘ軸方向において長辺を有し、且つ、Ｙ軸方向において短辺を有する。ＸＹ平面による検出器２３の断面において、半導体２３１の長辺の中点は、リブ部２１１ｂの長辺の中点を通り且つＹ軸に平行な直線上に位置する。ＸＹ平面による検出器２３の断面における半導体２３１の長辺の長さは、半導体２３１の幅と表されてよい。半導体２３１の幅は、リブ部２１１ｂの幅と等しい。半導体２３１の幅は、半導体２３１とコア２１１との境界に沿った方向（本例では、Ｘ軸方向）における半導体２３１の長さの一例である。

【0031】

本例では、図５に表されるように、半導体２３１のＺ軸方向における長さは、Ｚ軸方向における光導波路２１の長さ（本例では、ＶＯＡ２２とＰＢＳ２４との間の距離）よりも短い。図５は、図４のＹ軸に沿った、Ｙ軸の負の方向（換言すると、Ｙ軸負方向）にてコア２１１及び半導体２３１を見た図である。

【0032】

更に、本例では、図５に表されるように、半導体２３１の幅は、Ｚ軸方向に沿って連続して変化する。このようにして、半導体２３１は、コア２１１が光を伝送する方向に沿って、光導波路２１の屈折率を連続して変化させる形状を有する。

【0033】

本例では、半導体２３１は、Ｚ軸方向における中央部である基部２３１ａと、Ｚ軸方向における端部であるテーパー部２３１ｂと、を備える。基部２３１ａのＸ軸方向における長さ（換言すると、基部２３１ａの幅）は、リブ部２１１ｂの幅と等しい。テーパー部２３１ｂのＸ軸方向における長さ（換言すると、テーパー部２３１ｂの幅）は、リブ部２１１ｂの幅から、基部２３１ａからの距離に比例した長さを減じた長さに等しい。

【0034】

このようにして、半導体２３１は、リブ部２１１ｂと接することによりコア２１１とともにフォトダイオードを形成する。

【0035】

例えば、図４に表されるように、電極２３２ａは、半導体２３１に接し、且つ、コア２１１に接しない。更に、電極２３２ｂは、コア２１１のうちの基部２１１ａに接し、且つ、半導体２３１に接しない。本例では、電極２３２ａと、電極２３２ｂと、は、互いに異なる電位に制御される。これにより、電極２３２ａ及び２３２ｂは、フォトダイオードに電圧を印加する。

【0036】

例えば、半導体２３１のＺ軸方向における長さは、コア２１１によって伝送される光の強度（又は、エネルギー）に対する、フォトダイオードによって消費される強度（又は、エネルギー）の割合が所定の目標値に一致するように設定される。例えば、目標値は、３％から２０％までの値であり、より好ましくは、５％から１０％までの値である。

【0037】

図２に表されるように、ＰＢＳ２４は、ＶＯＡ２２から入力された光を、互いに直交する、第１及び第２の偏波に分離する。本例では、第１の偏波、及び、第２の偏波は、それぞれ、ＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ）波、及び、ＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）波である。ＰＢＳ２４は、第１の偏波をＰＲ２５へ出力するとともに、第２の偏波を光９０度ハイブリッド２７ｂへ出力する。

【0038】

ＰＲ２５は、ＰＢＳ２４から入力された第１の偏波の偏波面を９０度だけ回転させ、偏波面が回転させられた第１の偏波を光９０度ハイブリッド２７ａへ出力する。

【0039】

ＢＳ２６には、ＬＯ１０により出力された局部発振光が入力される。ＢＳ２６は、入力された局部発振光を２つの光に分割し、分割した２つの光を光９０度ハイブリッド２７ａ及び２７ｂにそれぞれ出力する。

【0040】

光９０度ハイブリッド２７ａは、ＰＲ２５から入力された光と、ＢＳ２６から入力された光と、を合波し、合波した信号を光電変換器２８ａへ出力する。光の合波は、光の混合と表されてもよい。本例では、光９０度ハイブリッド２７ａは、ＢＳ２６から入力された光を２つの光に分割し、分割した２つの光を、光の位相が互いに９０度だけ異なる２つの位置にて、ＰＲ２５から入力された光とそれぞれ合波する。

【0041】

光９０度ハイブリッド２７ｂは、ＰＢＳ２４から入力された光と、ＢＳ２６から入力された光と、を合波し、合波した信号を光電変換器２８ｂへ出力する。本例では、光９０度ハイブリッド２７ｂは、ＢＳ２６から入力された光を２つの光に分割し、分割した２つの光を、光の位相が互いに９０度だけ異なる２つの位置にて、ＰＢＳ２４から入力された光とそれぞれ合波する。

【0042】

光電変換器２８ａは、光９０度ハイブリッド２７ａから入力された信号のそれぞれを、光信号から電気信号に変換し、変換された信号を信号処理回路３０へ出力する。光信号から電気信号への変換は、光電変換と表されてよい。同様に、光電変換器２８ｂは、光９０度ハイブリッド２７ｂから入力された信号のそれぞれを、光信号から電気信号に変換し、変換された信号を信号処理回路３０へ出力する。

【0043】

制御器２９は、検出器２３により検出された光の強度（又は、エネルギー）に基づいて、ＶＯＡ２２を制御する。例えば、制御器２９は、検出器２３により検出される光の強度が所定の目標値に一致するように、ＶＯＡ２２における減衰率をフィードバック制御する。減衰率は、ＶＯＡ２２に入力される光の強度（又は、エネルギー）に対する、ＶＯＡ２２から出力される光の強度（又は、エネルギー）の割合である。

【0044】

信号処理回路３０は、光集積回路２０から入力された信号を処理する。

【0045】

（動作）
受信装置１の動作について説明する。
ＶＯＡ２２には、通信ケーブルＦＢを介して光が入力される。ＶＯＡ２２は、入力された光を、制御器２９による制御に従って減衰させ、減衰させられた光を光導波路２１を介してＰＢＳ２４へ出力する。

【0046】

検出器２３は、光導波路２１がＶＯＡ２２からＰＢＳ２４へ伝送する光の強度を検出する。本例では、検出器２３は、光導波路２１が伝送する光の強度（又は、エネルギー）の一部を電気信号（例えば、電流）に変換することにより、光の強度を検出する。
制御器２９は、検出器２３により検出された光の強度に基づいて、ＶＯＡ２２の減衰率をフィードバック制御する。

【0047】

ＰＢＳ２４は、ＶＯＡ２２によって減衰させられた光を、互いに直交する、第１及び第２の偏波に分離し、第１の偏波をＰＲ２５へ出力するとともに、第２の偏波を光９０度ハイブリッド２７ｂへ出力する。

【0048】

ＰＲ２５は、ＰＢＳ２４から入力された第１の偏波の偏波面を９０度だけ回転させ、偏波面が回転させられた第１の偏波を光９０度ハイブリッド２７ａへ出力する。
ＢＳ２６には、ＬＯ１０により出力された局部発振光が入力される。ＢＳ２６は、入力された局部発振光を２つの光に分割し、分割した２つの光を光９０度ハイブリッド２７ａ及び２７ｂにそれぞれ出力する。

【0049】

光９０度ハイブリッド２７ａは、ＰＲ２５から入力された光と、ＢＳ２６から入力された光と、を合波し、合波した信号を光電変換器２８ａへ出力する。同様に、光９０度ハイブリッド２７ｂは、ＰＢＳ２４から入力された光と、ＢＳ２６から入力された光と、を合波し、合波した信号を光電変換器２８ｂへ出力する。

【0050】

光電変換器２８ａは、光９０度ハイブリッド２７ａから入力された信号のそれぞれを、光信号から電気信号に変換し、変換された信号を信号処理回路３０へ出力する。同様に、光電変換器２８ｂは、光９０度ハイブリッド２７ｂから入力された信号のそれぞれを、光信号から電気信号に変換し、変換された信号を信号処理回路３０へ出力する。

【0051】

信号処理回路３０は、光電変換器２８ａ及び２８ｂから入力された信号を処理する。
このようにして、受信装置１は、通信ケーブルＦＢを介して入力された光を、デジタルコヒーレント光通信方式に従って処理する。

【0052】

以上、説明したように、第１実施形態の受信装置１は、支持基板２０１と、光導波路２１と、検出器２３と、を有する。光導波路２１は、支持基板２０１上に形成されるとともに酸化シリコン或いは酸化シリコンを含む材料からなる第１のクラッド層２１２、第１のクラッド層２１２上に形成された第２のクラッド層２１３、及び、第２のクラッド層２１３内の位置或いは第１のクラッド層２１２と第２のクラッド層２１３に挟まれた位置に形成されるとともにシリコン或いはシリコンを含む材料からなるコア２１１を有する。検出器２３は、コア２１１の一部に接するとともに、コア２１１を通過する光の強度を検出する。

【0053】

これによれば、カプラを用いることなく、光導波路２１が伝送する光の強度を検出できる。従って、カプラにおける散乱損失が生じないので、光集積回路２０における光の損失を抑制できる。

【0054】

また、例えば、カプラを用いる光集積回路においては、カプラにより分岐された光が伝搬する方向に対して、検出器の位置及び回転角を適切に調整しなければ、高い精度にて光の強度を検出できないことがある。これに対し、光集積回路２０によれば、光の強度を高い精度にて検出できる。

【0055】

更に、第１実施形態において、コア２１１の基部２１１ａは、コア２１１が光を伝送する方向に直交する平面によるコア２１１の断面において長方形状を有する。更に、コア２１１のリブ部２１１ｂは、コア２１１の上記断面において、基部２１１ａが有する第１の辺の中央部にて当該第１の辺に接するとともに長方形状を有する。

【0056】

これによれば、コア２１１が基部２１１ａのみを備える場合（換言すると、光導波路がチャネル型光導波路である場合）と比較して、光導波路２１による光の伝搬に伴って生じる光の損失（換言すると、伝搬損失）を抑制できる。この結果、光集積回路２０における光の損失を抑制できる。

【0057】

更に、第１実施形態において、検出器２３は、リブ部２１１ｂと接することによりコア２１１とともにフォトダイオードを形成する半導体２３１と、フォトダイオードに電圧を印加する電極２３２ａ及び２３２ｂと、を備える。

【0058】

更に、第１実施形態において、半導体２３１は、コア２１１が光を伝送する方向に沿って、光導波路２１の屈折率を連続して変化させる形状を有する。

【0059】

コアが光を伝送する方向に沿って、光導波路の屈折率が不連続に変化する場合、光導波路のうちの、当該屈折率が不連続に変化する位置における散乱損失が大きくなりやすい。これに対し、光集積回路２０によれば、光導波路２１における散乱損失を抑制できるので、光集積回路２０における光の損失を抑制できる。

【0060】

更に、第１実施形態において、コア２１１が光を伝送する方向に直交する平面による半導体２３１の断面における、半導体２３１とコア２１１との境界に沿った方向における半導体２３１の長さは、コア２１１が光を伝送する方向に沿って連続して変化する。

【0061】

これによれば、コア２１１が光を伝送する方向に沿って、光導波路２１の屈折率を連続して変化させることができる。これにより、光集積回路２０における光の損失を抑制できる。

【0062】

なお、図６に表されるように、検出器２３は、半導体２３１に代えて、半導体２３１Ａを備えてもよい。半導体２３１Ａの幅は、Ｚ軸方向に沿って不連続に変化する。本例では、半導体２３１Ａの幅は、リブ部２１１ｂの幅と等しい。

【0063】

また、図７に表されるように、光導波路２１は、コア２１１に代えて、コア２１１Ａを備えてもよい。この場合、第２のクラッド２１３は、溝２１３ａに代えて、溝２１３ａＡを備えてよい。

【0064】

コア２１１Ａは、第１のクラッド２１２と平行であり、且つ、第１のクラッド２１２と接する平板形状を有する。コア２１１Ａは、ＸＹ平面によるコア２１１Ａの断面において長方形状を有する。ＸＹ平面によるコア２１１Ａの断面において、コア２１１Ａが有する長方形状は、Ｘ軸方向において長辺を有し、且つ、Ｙ軸方向において短辺を有する。ＸＹ平面によるコア２１１Ａの断面におけるコア２１１Ａの長辺の長さは、コア２１１Ａの幅と表されてよい。

【0065】

溝２１３ａＡは、ＸＹ平面によるコア２１１Ａの断面においてコア２１１Ａと同じ形状を有する。第２のクラッド２１３の溝２１３ａＡは、コア２１１Ａと接する。このようにして、コア２１１Ａは、第１のクラッド２１２及び第２のクラッド２１３により被覆される。
この場合、光導波路２１は、チャネル型光導波路と表されてよい。

【0066】

更に、この場合、図８に表されるように、半導体２３１は、ＸＹ平面による検出器２３の断面において、コア２１１Ａが有する長辺に接するとともに長方形状を有する。ＸＹ平面による検出器２３の断面において、半導体２３１の長辺の中点は、コア２１１Ａの長辺の中点を通り且つＹ軸に平行な直線上に位置する。ＸＹ平面による検出器２３の断面における半導体２３１の長辺の長さは、半導体２３１の幅と表されてよい。半導体２３１の幅は、コア２１１Ａの幅よりも短い。半導体２３１の幅は、半導体２３１とコア２１１Ａとの境界に沿った方向（本例では、Ｘ軸方向）における半導体２３１の長さの一例である。

【0067】

更に、この場合、図８に表されるように、電極２３２ａは、半導体２３１に接し、且つ、コア２１１Ａに接しない。更に、電極２３２ｂは、コア２１１Ａに接し、且つ、半導体２３１に接しない。

【0068】

光導波路２１としてチャネル型光導波路を用いた場合であっても、カプラを用いることなく、光導波路２１が伝送する光の強度を検出できる。従って、カプラにおける散乱損失が生じないので、光集積回路２０における光の損失を抑制できる。

【0069】

また、図９に表されるように、第２のクラッド２１３は、溝２１３ａに代えて、Ｚ軸に沿った方向にて第２のクラッド２１３を貫通する貫通孔２１３ｂを有する。貫通孔２１３ｂは、コア２１１と同じ形状を有する。コア２１１は、貫通孔２１３ｂ内に位置する。このようにして、コア２１１は、第２のクラッド２１３の内部に位置し、第２のクラッド２１３により被覆される。この場合であっても、カプラを用いることなく、光導波路２１が伝送する光の強度を検出できる。従って、カプラにおける散乱損失が生じないので、光集積回路２０における光の損失を抑制できる。

【0070】

なお、第１実施形態の光集積回路２０は、光信号を受信する受信装置１に適用されている。ところで、光集積回路２０は、光信号を送信する送信装置に適用されてもよい。この場合、光集積回路２０は、ＶＯＡ２２に代えて、制御器２９による制御に従って、光を増幅する増幅器を備え、検出器２３は、増幅器によって増幅された光の強度を検出してよい。更に、この場合、制御器２９は、検出器２３により検出された光の強度に基づいて増幅器における増幅率を制御してよい。増幅率は、増幅率は、増幅器に入力される光の強度（又は、エネルギー）に対する、増幅器から出力される光の強度（又は、エネルギー）の割合である。この場合、増幅器は、調整器の一例である。

【0071】

この場合、例えば、増幅器には、変調器により変調された光が入力されてよい。この場合、例えば、増幅器は、増幅した光を、光導波路を介して光素子（例えば、光９０度ハイブリッド）へ出力してよい。
また、この場合、例えば、増幅器には、レーザ（例えば、波長可変レーザ）により出力された光が入力されてよい。この場合、例えば、増幅器は、増幅した光を、光導波路を介して光素子（例えば、変調器）へ出力してよい。

【符号の説明】

【0072】

１ 受信装置
１０ ＬＯ
２０ 光集積回路
２０１ 基板
２１ 光導波路
２１１，２１１Ａ コア
２１１ａ 基部
２１１ｂ リブ部
２１２ 第１のクラッド
２１３ 第２のクラッド
２１３ａ，２１３ａＡ 溝
２１３ｂ 貫通孔
２２ ＶＯＡ
２３ 検出器
２３１，２３１Ａ 半導体
２３１ａ 基部
２３１ｂ テーパー部
２３２ａ，２３２ｂ 電極
２４ ＰＢＳ
２５ ＰＲ
２６ ＢＳ
２７ａ，２７ｂ 光９０度ハイブリッド
２８ａ，２８ｂ 光電変換器
２９ 制御器
３０ 信号処理回路
９０ 光集積回路
９１，９３ 光導波路
９２ カプラ
９４ 検出器
ＦＢ 通信ケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】