JP2004177728A - Electro-absorption modulator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a modulator technology with which deterioration of modulator characteristics is suppressed by suppressing increase of carrier density in an active layer of an electro-absorption (EA) modulator and further efficiency of electric field application to the active layer in an impedance control type EA modulator is improved. <P>SOLUTION: The semiconductor EA modulator comprises an optical waveguide having the active layer to absorb light with the electric field application formed therein. By widening the width of the optical waveguide 106 of the EA modulator part at the light incident part where the light intensity is maximum and forming the optical waveguide into a tapered shape continuously getting narrower as going closer from here to the light emitting part, light absorption per unit area is averaged in the optical axis direction, dependence on input light intensity is reduced in extinction and chirping characteristics, etc. of the EA modulator and further deterioration of frequency response is suppressed. Furthermore, in the impedance control type EA modulator, an effective voltage applied to the active layer part is improved and the extinction characteristics of the EA modulator can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝送速度が2.5Gbit/s以上である基幹系光伝送の主要部品の一つである半導体電界吸収型変調器に関する技術であり、特にその技術分野は半導体電界吸収型変調器を搭載した光通信用半導体レーザモジュール、光送信モジュール、光伝送装置および光通信システムに適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明者が検討したところによれば、半導体電界吸収型変調器については、以下のような技術が考えられる。
【0003】
(従来の技術1)
従来の技術1について、光伝送用の伝送速度10Gbit/s半導体電界吸収型変調器集積光源の例を用いて説明する。
【0004】
10Gbit/s半導体電界吸収型変調器集積レーザ(以下、EA(Electro−Absorption)変調器集積レーザ)は、一定電流により駆動させるDFBレーザ(Distributed feedback laser)部と、変調電圧により動作させるEA変調器部により構成されている。EA変調器とは、EA変調器部に電圧を印加することにより生じる量子閉じ込めシュタルク効果を利用して、EA変調器部活性層吸収端をシフトさせることにより、DFBレーザの光をオン・オフするEA変調器である(例えば、非特許文献1参照)。
【0005】
このEA変調器集積レーザと、ペルチェ、レンズ、アイソレータ、光ファイバ、及びモニタホトダイオード等を同一パッケージに実装することにより、レーザモジュールが構成される。さらに、このレーザモジュールを、レーザ駆動電流源、変調器駆動回路、バイアス振幅制御回路、及び温度制御回路等とともに実装することにより、10Gbit/s光伝送用光送信モジュールが構成される。これらのレーザモジュール、及び光送信モジュールは半導体レーザ装置と呼ばれる。
【0006】
この10Gbit/s光伝送用光送信モジュールが所望の特性を得るためには、EA変調器集積レーザにおいて、帯域、変調時光出力、消光比、及びファイバ分散耐力の指標であるαパラメータ等の特性について、所望の特性を満足しなければならない。
【0007】
一方、従来のEA変調器集積レーザにおいて、レーザの電流は通常65mAであるが、さらに光出力を得るために電流を増加させると、EA変調器に入射する光が増加し、変調器半導体活性層内におけるキャリア密度が増大する。この現象は、変調器に流れるホトカレント電流にて確認することが可能である。このキャリア密度が極端に増大すると、EA変調器に印加した電界が遮断され、EA変調器活性層において電圧降下が生じる。この電圧降下により、実際に外部から印加した電圧と実効的に活性層へ印加される電圧とに差異が生じる。
【0008】
EA変調器集積レーザの重要な特性である消光比、帯域、及びチャープ特性はEA変調器活性層に実効的にかかる電圧に対して依存性があるため、前述の電圧降下が生じると、これらの特性が変わることになる。すなわち、レーザの電流を変えてEA変調器に入力させる光強度を増加させると、変調器の特性が変わってしまう。
【0009】
さらに、前述の電界遮断は、周波数応答の劣化も引き起こすことが知られている。この現象は、レーザとノモリシック集積されていない単体のEA変調器素子でも、外部から光を入射させることにより同様のことが発生する。
【0010】
(従来の技術2)
従来の技術2について、光伝送用の伝送速度40Gbit/s半導体インピーダンス制御型電極構造を用いた電界吸収型変調器の例を用いて説明する。
【0011】
40Gbit/s半導体電界吸収型変調器(以下、EA変調器)は、(従来の技術1)で述べたEA変調器と光をオン・オフする原理は同一である。変調器への高周波電界を印加する方式が異なり、本EA変調器は、インピーダンス制御型電極構造を用いたEA変調器である(例えば、非特許文献2参照)。インピーダンス制御型電極構造とは、マイクロ波の進行方向を、光の進行方向とを一致させることにより、変調器全体のCR時定数が動作周波数を制限しなくなるため、より高速動作を実現するものである。
【0012】
このEA変調器と、ペルチェ、レンズ、光ファイバ、及び変調器駆動用ドライバICを同一パッケージに実装することにより、EA変調器光素子モジュールが構成される。
【0013】
40Gbit/sのEA変調器においても、(従来の技術1)で述べた、EA変調器特性の光入力強度依存性、及び、光入力強度増大時の周波数応答の劣化が大きな課題である。これに加えて、40Gbit/sEA変調器においては、十分な消光特性を実現することが、次の理由で非常に困難である。
【0014】
現状、40Gbit/sの高速動作を実現できるEA変調器駆動ドライバは、高出力化が困難であり、電圧3V程度しか実現していない。3V以下の振幅電圧では、現在のEA変調器との組み合わせにおいて、消光特性が不十分である。さらに、インピーダンス制御型電極構造のEA変調器においては、EA変調器駆動ドライバの出力であるマイクロ波の強度がインピーダンス制御型電極を通過するにしたがって減衰することが知られている。
【0015】
従来の光導波路幅が一定であるEA変調器の場合、閉じ込め係数が導波路の光軸方向で一定であるが、マイクロ波で印加される電圧は導波路の光軸方向で光の出射方向に向って減衰する。このため、マイクロ波電界強度が強い導波路入射側では、変調時の光吸収量が多く、その吸収量はほぼ飽和レベルに近くになる。
【0016】
一方、マイクロ波電界強度が弱い導波路出射側では入射側に比べて光吸収量が小さい。もし、導波路入射側で、光吸収の飽和レベルが大きければ、マイクロ波電界強度が強い場合に、より光を吸収することが可能であると言える。つまり、この導波路における光吸収レベルとマイクロ波強度の関係が、効率良く変調器活性層に電界を印加することの妨げとなっている。
【0017】
(従来の技術3)
従来の技術3として、EA変調器では、信号光を吸収することにより、内部に光吸収電流が発生するため、信号光の強度が大きいと光吸収電流が多量となり、その高速動作が制限されてしまうという問題があるため、光吸収電流を効率良く引き出すことが高周波特性を向上させるために重要である。
【0018】
そこで、このようなEA変調器では、光閉じ込め層と光吸収層との合計厚さが他端側よりも一端側ほど厚くしたことを特徴とする技術がある。この技術によれば、光吸収電流の発生領域を均一化させることにより、光吸収電流を効率良く引き出すことができるEA変調器を提供することができる(例えば、特許文献1、2参照)。
【0019】
【非特許文献1】
青木,他〔M.Aoki, et.al.〕、”ハイスピード(10ギガビットパーセック) アンド ロー ドライブ ボルテージ(1ボルト ピークトウ ピーク) インジウムガリウム砒素/インジウムガリウム砒素リン エムキュウダブリュウ エレクトロアブソープション モジュレータ インテグレイテッド ディエフビー レーザ ウィズ セミインシュレイティング バリッド ヘテロストラクチャー〔High−speed(10Gbit/s) and low−drive−voltage(1V peak to peak) InGaAs/InGaAsP MQW electroabsorption modulator integrated DFB laser with semi−insulating buried heterostructure〕”、エレクトロンレターズ〔Electron. Lett.〕、28分冊〔vol.28〕、pp.1157−1158、1992
【0020】
【非特許文献2】
白井,他〔M.shirai, et.al.〕、第28回 ヨーロピアン コンファレンス オン オプティカル コミュニケイションズ(イーシーオーシー2002) プロシーディングス 9.5.4〔Proc. 28th European Conference on Optical Communications (ECOC2002), 9.5.4〕、”インピーダンス コントロールド エレクトロード(アイシーイー) セミコンダクタ モジュレイターズ フォー 1.3マイクロメートル40ギガバイトパーセック トランシーバズ〔IMPEDANCE−CONTROLLED−ELECTRODE(ICE) SEMICONDUCTOR MODURATORS FOR 1.3−μm−40−Gbit/s TRANCEIVERS〕”
【0021】
【特許文献1】
特開2001−142036号公報(第1頁の要約など)
【0022】
【特許文献2】
特開2001−24289号公報(第1頁の要約など)
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のようなEA変調器の技術について、本発明者が検討した結果、本発明により解決可能な課題は2つ考えられる。
【0024】
一つは、EA変調器活性層内におけるキャリア密度増大の抑制である。このキャリア密度増大により、EA変調器に印加した電界が遮断され、即ちレーザの出力を上げてEA変調器に入力させる光強度を増加させると、変調器の特性が変わってしまう。また、このキャリア密度の増大は周波数応答の劣化も引き起こす。
【0025】
二つ目の課題は、インピーダンス制御型電極構造のEA変調器における、変調器活性層への電界強度印加効率の改善である。高速の変調動作においては、EA変調器、及びこれを駆動するドライバの制限により、十分な消光特性を得ることが困難である。特にインピーダンス制御型電極構造のEA変調器においては、マイクロ波の強度がインピーダンス制御型電極の入力側、つまり変調器導波路光入力側で大きく、出力側、即ち変調器導波路光入力側では減衰することが知られている。
【0026】
従来の光導波路幅が一定であるEA変調器の場合、閉じ込め係数が導波路の光軸方向で一定であるが、マイクロ波で印加される電圧は導波路の光軸方向で光の出射方向に向って減衰する。このため、マイクロ波電界強度が強い導波路入射側では、変調時の光吸収量が飽和レベルに近くなり、マイクロ波電界強度が弱い導波路出射側では入射側に比べて光吸収量が小さい。この導波路における光吸収レベルとマイクロ波強度の関係が、効率良く変調器活性層に電界を印加することの妨げとなっている。
【0027】
そこで、本発明は、前述の一つ目の課題を解決し、電界吸収型変調器の活性層内におけるキャリア密度の増大を抑制して変調器の特性劣化を抑制することができる半導体電界吸収型変調器を提供することを目的とするものである。
【0028】
さらに、本発明は、前述の二つ目の課題を解決し、インピーダンス制御型電界吸収型変調器における活性層への電界印加効率を改善することができる半導体電界吸収型変調器を提供することを目的とするものである。
【0029】
なお、前述の従来の技術(特許文献1、2)においては、本発明と同様の課題を解決するための技術として類似するが、光導波路の構造が異なっている。すなわち、特許文献1、2では、光導波路の厚さ方向を特定したものであるが、本発明では光導波路の平面上における幅方向を特定したものである。
【0030】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の一つ目の課題である、EA変調器活性層内におけるキャリア密度増大の抑制について、光の吸収量の集中を低減し、光の吸収量を均一にすることにより、キャリア密度の増大を抑えることが可能である。
【0031】
具体的には、光強度が大きいEA変調器入力部分でInP基板と平行な方向の光導波路幅を大きくし、光吸収が生じる活性層における光密度を低減することが考えられる。また、EA変調器内部での光強度は、導波路の軸方向で活性層による吸収が起きるため、光導波路入射部からの光導波路長xでの光強度は、P(x)=P(0)exp(−Γαx)で表される。ここで、Γは光導波路の光閉じ込め係数、αは活性層の吸収係数、xは光導波路入射部からの光導波路長、P(0)は入射光強度である。つまり、入射光は光導波路入射端から出射方向に向って、徐々に小さくなる。
【0032】
したがって、EA変調器光導波路の幅を、光強度が最も大きい入射部で幅を広くし、ここから出射部にかけて連続的に細いテーパ形状にすることにより、光強度が大きい入射側で光密度を低減することが可能となる。これにより、光の単位面積当たりの吸収量を光軸方向で平均化する方向へ近づけることが可能となり、キャリア密度の極度な増大を抑制することができる。したがって上記構造を採用することにより、EA変調器の消光特性、チャープ特性等における入力光強度依存性の低減が可能となり、且つ周波数応答の劣化を抑えることが可能となる。
【0033】
さらに、本発明は、前述の二つ目の課題である、インピーダンス制御型電極構造のEA変調器における、変調器活性層への電界強度印加効率の改善についても、同様の手段にて解決が可能である。
【0034】
(従来の技術2)で述べた40Gbit/s半導体インピーダンス制御型電極構造を用いた電界吸収型変調器において、EA変調器入力側において、InP基板と平行な方向の光導波路幅を大きくし、EA変調器出力側に向って、連続的に導波路幅を細いテーパ形状とする。この構造を採用することで、以下の2つの理由により活性層部の実効印加電圧の改善が可能となる。
【0035】
第一の理由は、先に述べたように、キャリア密度を光軸方向で平均化することが可能となり、導波路活性層部に印加される電界の遮断効果が低減されるためである。
【0036】
続いて第二の理由について説明する。インピーダンス制御型電極構造のEA変調器においては、EA変調器駆動ドライバの出力であるマイクロ波の強度がインピーダンス制御型電極を通過するにしたがって減衰することが知られている。
【0037】
従来の光導波路幅が一定であるEA変調器の場合、閉じ込め係数が導波路の光軸方向で一定であるが、マイクロ波で印加される電圧は導波路の光軸方向で光の出射方向に向って減衰する。このため、マイクロ波電界強度が強い導波路入射側では、変調時の光吸収量が大きくなり、且つ光吸収がその飽和レベルに近くなる。ここで光吸収の飽和レベルとは、電界を印加してもそれ以上光吸収が生じない状態をいい、飽和レベルに近づくと光吸収が生じ難くなることが知られている。
【0038】
一方、マイクロ波電界強度が弱い導波路出射側では入射側に比べて光吸収量が小さい。例えば、導波路入射側において、光吸収の飽和レベルが大きければ、強い電界に対しても光吸収量が飽和により減少することなく、より光を吸収することが可能であると言える。光吸収の飽和レベルは、光導波路幅を大きくすることにより達成可能である。
【0039】
したがって、本発明の光導波路構造を採用することにより、光吸収の飽和レベルが出射側より大きい光導波路の入射側において、強度の減衰が少ない十分強いマイクロ波で光導波路活性層に電界を印加するため、光を効率良く消光することが可能となる。
【0040】
以上の2つの理由により、活性層部の実効印加電圧の改善が可能となり、EA変調器の消光特性の改善が実現できる。また、EA変調器特性における入力光強度依存性の低減と周波数応答の劣化の抑制も、同時に実現することは繰り返すまでもない。
【0041】
さらに、本発明は、前述のようなEA変調器、またはインピーダンス制御型電極構造のEA変調器とレーザ(例えば単一モードレーザ等)とを集積したEA変調器集積光源(レーザ)、さらにこれらを搭載した半導体素子モジュール、光送信モジュール、ならびに光伝送装置等に適用して、光出力安定性や信頼性を向上することが可能となる。
【0042】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0043】
(実施の形態1)
図1により、本発明における実施の形態1として、伝送速度10Gbit/ s、20km光伝送用である、波長1.5μm帯半導体EA変調器について説明する。併せて、図2により図1の半導体EA変調器を搭載した半導体素子モジュール、図3により半導体EA変調器の変形例を説明する。図1は実施の形態1の半導体EA変調器を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のa−a’切断面の断面図を示す。図2は半導体EA変調器を搭載した半導体素子モジュールの平面図を示す。図3は半導体EA変調器の変形例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のa−a’切断面の断面図を示す。
【0044】
本実施の形態における、伝送速度10Gbit/ s、20km光伝送用である、波長1.5μm帯半導体EA変調器の素子は、n型InP半導体基板100上に、第1回目の結晶成長として、有機金属気相法を用いた公知の選択成長法によりInGaAsP下側光ガイド層101、InGaAsP井戸層と障壁層8周期からなる歪多重量子井戸層(以下、量子井戸層)102、InGaAsP上側光ガイド層103、InPクラッド層104、及びInGaAsコンタクト層105を形成する。
【0045】
次に、電界を印加して光を吸収する活性層を有するEA変調器部光導波路106を形成するため、通常のホトリフォグラフィ技術とBr系エッチャントを用いたウェットエッチングにて、EA変調器部光導波路106を形成する。この光導波路形成おいて、EA変調器部のInP基板と平行な方向の光導波路幅が、例えば一例として、EA変調器の入力側において2μmとし、EA変調器の出力側に向って、連続的に1.4μmまで細くなるような形状に形成する。具体的には、ホトマスクのパターンをテーパ形状に設計することにより、実現可能である。
【0046】
ここで、このテーパ形状に形成されたEA変調器部光導波路106は、EA変調器動作時に光の吸収が生じる、下側光ガイド層101、量子井戸層102、及び上側光ガイド層103を含んでいる。さらに、低容量化のためFe−InP層による光導波路の両側を埋め込み再成長を行う。
【0047】
続いて、パッシベーション膜107を半導体全面に形成した後、テーパ状のEA変調器部活性層に電界が印加されるように、スルーホールを形成した後、p側電極108、及びn側電極109の形成を経て図1に示す素子が作製される。EA変調器部光導波路106に電流を注入する長さである変調器長は、素子の帯域を決める変調器部分の容量、および消光比を考慮して160μmとし、EA変調器端面には無反射コーティングを施してある。
【0048】
続いて、上記素子の光伝送用EA変調器201を終端抵抗が付いて高周波設計がなされたチップキャリア202に搭載し、ペルチェ基板203、レンズ204、光ファイバ205等を同一パッケージに実装することにより、図2に示すような半導体素子モジュールが構成される。
【0049】
このEA変調器搭載の際には、EA変調器部光導波路幅が広い方を光入力とし、狭い方を光出力側になるように配置されている。したがって、光の入射側から出射方向にかけてテーパ状に形成されているため、キャリア密度の増大を抑制することができる。
【0050】
これによって、EA変調器特性における入力光強度依存性の低減が可能となり、且つ周波数応答の劣化を抑えることが可能となる。
【0051】
本実施の形態においては、テーパ形状の大きさを、EA変調器光入力側では2μm、出射側では1.4μmとしたが、歪多重量子井戸を含めた層構造により、この最適値は異なる。
【0052】
さらに、低容量化等の設計により、導波路形状において、図3に示すように、EA変調器部光導波路106の前後に電流を印加しないパッシブ光導波路301をジョイントする構造も考えられる。この場合も図1の場合と同様の効果が得られる。
【0053】
また、本実施の形態では、EA変調器部分の多重量子井戸について、P系材料であるInGaAsPの4元混晶を用いている。これに対し、多重量子井戸にAl系材料を用いた場合は、そのバンドオフセットの特徴から、低チャープで且つ消光比の大きい変調器設計が可能となる(参考文献として、清水,他〔J.Shimizu, et al.〕、第7回 オプトエレクトロニクス アンド コミュニケイションズコンファレンス(オウイーシーシー2002) テクニカル ダイジェスト〔Tech. Dig. 7th Optoelectronics and Communications Conference (OECC2002)〕、pp506−507、2002)。この場合においても、本発明の導波路構造をとることにより、入力光強度依存性低減等の同様の効果が得られる。
【0054】
(実施の形態2)
図4により、本発明における実施の形態2として、伝送速度10Gbit/ s、20km光伝送用である、波長1.5μm帯半導体EA変調器集積DFBレーザについて説明する。併せて、図5により半導体EA変調器集積DFBレーザの変形例を説明する。図4は実施の形態2の半導体EA変調器集積DFBレーザを示し、(a)は平面図、(b)は(a)のa−a’切断面の断面図を示す。図5は半導体EA変調器集積DFBレーザの変形例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のa−a’切断面の断面図を示す。
【0055】
本実施の形態における、伝送速度10Gbit/ s、20km光伝送用である、波長1.5μm帯半導体EA変調器集積DFBレーザの素子は、n型InP半導体基板100上に選択成長用酸化膜マスクを形成した後、第1回目の結晶成長として、有機金属気相法を用いた公知の選択成長法によりInGaAsP下側光ガイド層101、InGaAsP井戸層と障壁層8周期からなる量子井戸層102、InGaAsP上側光ガイド層103を形成する。選択成長を用いることにより、EA変調器部における量子井戸層102の総厚がレーザ部における総厚より薄く形成される。したがって、EA変調器部における量子井戸層102の吸収波長がレーザ部のそれに比べて小さくなる。
【0056】
さらに、回折格子形成、クラッド層104、InGaAsコンタクト層105を形成する。次に光導波路を形成するため、通常のホトリフォグラフィ技術とBr系エッチャントを用いたウェットエッチングにて、EA変調器部光導波路106とレーザ部光導波路401を一括形成する。この光導波路形成おいて、EA変調器部のInP基板と平行な方向の光導波路幅が、例えば一例として、EA変調器の入力側において2μmとし、EA変調器の出力側に向って、連続的に1.4μmまで細くなるような形状に形成する。具体的には、ホトマスクのパターンをテーパ形状に設計することにより、実現可能である。
【0057】
ここで、このテーパ形状に形成されたEA変調器部光導波路106は、EA変調器動作時に光の吸収が生じる、下側光ガイド層101、量子井戸層102、及び上側光ガイド層103を含んでいる。その後、Fe−InP層による光導波路の両側を埋め込み再成長を行い、同時にEA変調器の出射側に、光導波路の無い窓構造を形成する。
【0058】
続いて、テーパ状のEA変調器部活性層に電界が印加されるように、スルーホールを形成した後、p側電極108、及びn側電極109の形成を経て図4に示す素子が作製される。EA変調器部光導波路106に電流を注入する長さである変調器長は、素子の帯域を決める変調器部分の容量、および消光比を考慮して160μmとし、EA変調器側である前端面には無反射コーティング、後端面には反射コーティングを施してある。
【0059】
続いて、前記実施の形態1と同様に、上記素子を終端抵抗等組み込まれたチップキャリアに搭載し、ペルチェ基板、レンズ、光ファイバ、及びモニタホトダイオード等を同一パッケージに実装することにより、半導体素子モジュールが構成される。
【0060】
この半導体素子モジュールに搭載された、EA変調器集積レーザは、光導波路幅がEA変調器の光入射側から出射方向にかけてテーパ状に形成されているため、キャリア密度の増大を抑制することができる。
【0061】
これによって、EA変調器特性における入力光強度依存性の低減が可能となり、且つ周波数応答の劣化を抑えることが可能となる。
【0062】
本実施の形態においては、テーパ形状の大きさを、EA変調器の光入力側では2μm、出射側では1.4μmとしたが、歪多重量子井戸を含めた層構造により、この最適値は異なる。
【0063】
さらに、導波路形状において、図5に示すように、レーザ部光導波路401からEA変調器部光導波路106までの遷移領域では逆テーパ形状とし、EA変調器の光入力側から出射側にかけて、テーパ形状にする構造も考えられる。この場合、レーザの導波路幅設計の自由度が広がり、例えば横モード制御の点で有効である。
【0064】
また、本実施の形態においては、EA変調器とレーザの集積する手段として、EA変調器部量子井戸層とレーザ部量子井戸層を一括成長する結晶選択成長法を用いたが、それぞれ独立に結晶成長を行う、バットジョイント法による集積を行った場合においても、EA変調器部光導波路がテーパ状に形成されていれば、同様の効果が得られる。
【0065】
(実施の形態3)
図6により、本発明における実施の形態3として、伝送速度40Gbit/ s光伝送用である、波長1.3μm帯インピーダンス制御型EA変調器について説明する。併せて、図7により図6のインピーダンス制御型EA変調器を搭載した半導体素子モジュールを説明する。図6は実施の形態3のインピーダンス制御型EA変調器を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のa−a’切断面の断面図を示す。図7はインピーダンス制御型EA変調器を搭載した半導体素子モジュールの平面図を示す。
【0066】
本実施の形態における、伝送速度40Gbit/ s光伝送用である、波長1.3μm帯インピーダンス制御型EA変調器の素子は、FeドープInP半導体基板601上に有機金属気相法を用いて、n−InPバッファ層602を形成し、InGaAsP下側光ガイド層、歪多重量子井戸層、InGaAsP上側光ガイド層からなる活性層603を成長する。
【0067】
続いて、電界を印加して光を吸収する活性層を有するEA変調器光導波路604となる領域にマスクを形成して、これ以外の領域の活性層を、ドライエッチングで除去する。その後、洗浄処理等を施し、EA変調器導波路前後にパッシブ光導波路605を形成するため、有機金属気相法にて、InGaAsP層を含むパッシブ光導波路層606を形成し、EA変調器部活性層603と光学的に連続となるようにバットジョイント接続を行う。
【0068】
次に、p−InPクラッド層607、及びコンタクト層600を結晶成長工程にて形成し、ハイインピーダンス線路部608におけるn−InPバッファ層602をエッチングにて完全に除去し、Fe−InP基板を露出させる。
【0069】
続いて、EA変調器部光導波路604とパッシブ光導波路605で構成された光導波路をドライエッチングにて形成する。この光導波路は図6に示すように、InP基板と平行な方向の光導波路幅が、例えば一例として、EA変調器の光入力側のパッシブ光導波路605において2μmとし、EA変調器部光導波路604の入力から出力に向って、連続的に1.4μmまで細くなるようなテーパ形状に形成し、さらに出力側のパッシブ光導波路605は1.4μm幅で形成する。
【0070】
ここで、このテーパ形状に形成されたEA変調器部光導波路604は、EA変調器動作時に光の吸収が生じる、下側光ガイド層、量子井戸層、及び上側光ガイド層を含んでいる。その後、Fe−InP層105による光導波路の両側を埋め込み再成長を行う。
【0071】
さらに、本デバイスではアノード、及びカソード電極が素子表面にコプレナー構造に形成されたインピーダンス制御型電極を有し、p型、及びn型電極の両方を素子表面からとる構造であるため、n型電極609の形成領域におけるFe−InP埋め込み層をドライエッチングで除去し、n−InPバッファ層602を露出させる。その後、パッシベーション膜610の形成、スルーホール形成、及びハイインピーダンス線路部608と活性層直上部611からなるp型電極、及びn型電極609の形成を経て、図6に示すような、インピーダンス制御型EA変調器が得られる。
【0072】
ここで、ハイインピーダンス線路部609は、ドライバICとのインピーダンス整合を考慮して、導波路幅、及びグランドであるn型電極609までの距離が最適化されている。
【0073】
上記素子の光伝送用EA変調器701を高周波設計がなされたチップキャリア702に搭載し、終端抵抗含む高周波基板703、ペルチェ基板203、レンズ204、及び入出力光ファイバ205を同一パッケージに実装することにより、図7に示すような半導体素子モジュールが構成される。
【0074】
また、このモジュールには、EA変調器を駆動するためのドライバIC704も内蔵されている。これは、ドライバICからEA変調器までの距離を短くすることで、ドライバICの出力振幅を極力減衰させることなくEA変調器に伝えるためである。しかし、ドライバICの出力振幅が十分であれば、ドライバICを内蔵する必要は無く、同様の効果が期待される。
【0075】
このEA変調器モジュールに搭載された、EA変調器は、光導波路幅がEA変調器の光入射側から出射方向にかけてテーパ状に形成されているため、キャリア密度の増大を抑制することができる。さらに、光吸収の飽和レベルが大きい導波路の入射側において、強度の減衰が少ない十分なマイクロ波で光導波路活性層に電界を印加するため、より光を吸収することが可能であると言える。このため、光を効率良く消光することが可能となり、消光特性の向上が実現する。
【0076】
本実施の形態では、EA変調器単体について記載したが、DFBレーザと集積した、インピーダンス制御型EA変調器集積レーザにおいても、同様の効果が得られる。
【0077】
(実施の形態4)
図8により、本発明における実施の形態4として、半導体光素子モジュールに適用した例について説明する。図8は実施の形態4の半導体光素子モジュールの平面図を示す。
【0078】
本実施の形態では、前記実施の形態1で述べた、図1あるいは図3に示す10Gbit/ s光伝送用EA変調器201において、終端抵抗が付いて高周波設計がなされたチップキャリア202に搭載する。続いて、ペルチェ基板203、レンズ204,803、光ファイバ205、及びチップキャリア802に搭載されたDFBレーザ801等を同一パッケージに実装する。
【0079】
この時、DFBレーザ801の光をレンズ803でEA変調器の光導波路幅が広く形成されている入力側に結合させるようにハイブリッド集積する。こうした光素子モジュールにおいても、EA変調器部光導波路幅が広い方にDFBレーザ801の光が入力するため、キャリア密度の増大を抑制することができる。これによって、EA変調器特性における入力光強度依存性の低減が可能となり、且つ周波数応答の劣化を抑えることが可能となる。
【0080】
また、同様に、前記実施の形態3で述べた図6に示すような40Gbit/ s光伝送用インピーダンス制御型EA変調器においても、上記で述べたDFBレーザとのハイブリッド集積が可能である。この場合も、光導波路幅がEA変調器の光入射側から出射方向にかけてテーパ状に形成されているため、キャリア密度の増大を抑制することができる。
【0081】
さらに、光吸収の飽和レベルが大きい導波路の入射側において、強度の減衰が少ない十分なマイクロ波で光導波路活性層に電界を印加するため、より光を吸収することが可能である。このため、光を効率良く消光することが可能となり、消光特性の向上が実現する。
【0082】
(実施の形態5)
図9により、本発明における実施の形態5として、光送信用モジュールに適用した例について説明する。図9は実施の形態5の光送信用モジュールの構成図を示す。
【0083】
本実施の形態では、前記実施の形態1で述べた、図2に示す10Gbit/ s光伝送用EA変調器を搭載した半導体光素子モジュール901を、DFBレーザモジュール902、レーザ駆動電流源903、レーザ温度制御回路904、変調器駆動回路905、変調器バイアス振幅制御回路906、及び変調器温度制御回路907等と同一パッケージに実装し、光送信モジュールが構成される。
【0084】
この時、DFBレーザモジュール902からの光出力が、本発明による半導体光素子モジュール901の入力になるように配置されている。半導体光素子モジュール901の入力とは、EA変調器部光導波路幅が広い方を光入力としているため、キャリア密度の増大を抑制することができる。これによって、EA変調器特性における入力光強度依存性の低減が可能となり、且つ周波数応答の劣化を抑えることが可能となる。したがって、本発明を用いることにより光波形、及び伝送特性が安定した光送信モジュールを実現することができる。
【0085】
また、前記実施の形態3で示した40Gbit/ s光伝送用インピーダンス制御型EA変調器を搭載した光素子モジュール(図7)においても、同様に光送信モジュールを構成すれば、光波形、及び伝送特性が安定した光送信モジュールを実現することができる。
【0086】
さらに、本実施の形態においては、光送信モジュールの例で説明したが、光素子モジュールとDFBレーザモジュールとの配置が同様であれば、前述の効果が得られる。
【0087】
(実施の形態6)
図10により、本発明における実施の形態6として、光伝送装置に適用した例について説明する。図10は実施の形態6の光伝送装置の構成図を示す。
【0088】
本実施の形態の光伝送装置は、オーバーヘッド等のSONETパターンを付加するフレーマ1001、制御信号等の情報を管理する信号制御装置1002、低速の信号を束ねるマルチプレクサ1003、電源1004、及び前記実施の形態5で述べた光送信モジュール1005で基本的に構成される。様々なインターフェイスの電気信号が入力し、光信号として出力される。
【0089】
この光伝送装置に、本発明を適用した光送信モジュール1005を装置内に組み込むことにより、特性の安定した信頼度の高い光伝送装置が実現できる。
【0090】
【発明の効果】
本発明により、幹線系光伝送の重要な部品の一つである、半導体電界吸収型変調器集積レーザの本質である前後比直線性の不具合を、これを搭載した半導体レーザモジュール、及び光送信モジュールにて補正するため、半導体レーザモジュール、及び光送信モジュールの光出力安定性や信頼性を向上することができる。さらに、これらの光送信モジュールを用いることにより、信頼度の高い光伝送装置、及び幹線系光伝送システムの構築を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a),(b)は本発明における実施の形態1の半導体EA変調器を示す平面図と、(a)のa−a’切断面を示す断面図である。
【図2】本発明における実施の形態1の半導体EA変調器を搭載した半導体素子モジュールを示す平面図である。
【図3】(a),(b)は本発明における実施の形態1の半導体EA変調器の変形例を示す平面図と、(a)のa−a’切断面を示す断面図である。
【図4】(a),(b)は本発明における実施の形態2の半導体EA変調器集積DFBレーザを示す平面図と、(a)のa−a’切断面を示す断面図である。
【図5】(a),(b)は本発明における実施の形態2の半導体EA変調器集積DFBレーザの変形例を示す平面図と、(a)のa−a’切断面を示す断面図である。
【図6】(a),(b)は本発明における実施の形態3のインピーダンス制御型EA変調器を示す平面図と、(a)のa−a’切断面を示す断面図である。
【図7】本発明における実施の形態3のインピーダンス制御型EA変調器を搭載した半導体素子モジュールを示す平面図である。
【図8】本発明における実施の形態4の半導体光素子モジュールを示す平面図である。
【図9】本発明における実施の形態5の光送信用モジュールを示す構成図である。
【図10】本発明における実施の形態6の光伝送装置を示す構成図である。
【符号の説明】
100…n型InP基板、101…InGaAsP下側光ガイド層、102…量子井戸層、103…InGaAsP上側光ガイド層、104…InPクラッド層、105…InGaAsコンタクト層、106…EA変調器部光導波路、107…パッシベーション膜、108…p側電極、109…n側電極、201…10Gbit/s光伝送用EA変調器、202…チップキャリア、203…ペルチェ基板、204…非球面レンズ、205…光ファイバ、301…パッシブ光導波路、401…レーザ部光導波路、601…FeドープInP半導体基板、602…n−InPバッファ層、603…活性層、604…EA変調器部光導波路、605…パッシブ光導波路、、606…パッシブ光導波路層、607…p−InPクラッド層、608…ハイインピーダンス線路部、609…n型電極、610…パッシベーション膜、611…活性層直上部、701…40Gbit/s光伝送用EA変調器、702…チップキャリア、703…終端抵抗含む高周波基板、704…ドライバIC、801…DFBレーザ、802…チップキャリア、803…レンズ、901…半導体光素子モジュール、902…DFBレーザモジュール、903…レーザ駆動電流源、904…レーザ温度制御回路、905…変調器駆動回路、906…変調器バイアス振幅制御回路、907…変調器温度制御回路、1001…フレーマ、1002…信号制御装置、1003…マルチプレクサ、1004…電源、1005…光送信モジュール。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology related to a semiconductor electro-absorption modulator, which is one of the main components of a core optical transmission having a transmission speed of 2.5 Gbit / s or more. The present invention relates to a technology effective when applied to a mounted semiconductor laser module for optical communication, an optical transmission module, an optical transmission device, and an optical communication system.
[0002]
[Prior art]
According to the studies made by the present inventors, the following techniques can be considered for a semiconductor electroabsorption modulator.
[0003]
(Prior art 1)
Conventional technology 1 will be described using an example of a semiconductor electroabsorption modulator integrated light source having a transmission speed of 10 Gbit / s for optical transmission.
[0004]
A 10 Gbit / s semiconductor electroabsorption modulator integrated laser (hereinafter referred to as an EA (Electro-Absorption) modulator integrated laser) is a DFB laser (Distributed feedback laser) section driven by a constant current, and an EA modulator operated by a modulation voltage. Unit. The EA modulator turns on and off the light of the DFB laser by shifting the absorption edge of the active layer of the EA modulator by utilizing the quantum confinement Stark effect generated by applying a voltage to the EA modulator. It is an EA modulator (for example, see Non-Patent Document 1).
[0005]
A laser module is configured by mounting this EA modulator integrated laser, a Peltier, a lens, an isolator, an optical fiber, a monitor photodiode, and the like in the same package. Further, by mounting this laser module together with a laser drive current source, a modulator drive circuit, a bias amplitude control circuit, a temperature control circuit, and the like, an optical transmission module for 10 Gbit / s optical transmission is configured. These laser modules and optical transmission modules are called semiconductor laser devices.
[0006]
In order for the optical transmission module for 10 Gbit / s optical transmission to obtain desired characteristics, in the EA modulator integrated laser, characteristics such as a band, an optical output at the time of modulation, an extinction ratio, and an α parameter which is an index of fiber dispersion tolerance are used. , The desired properties must be satisfied.
[0007]
On the other hand, in the conventional EA modulator integrated laser, the laser current is usually 65 mA. However, if the current is further increased to obtain an optical output, the light incident on the EA modulator increases, and the modulator semiconductor active layer is increased. The carrier density in the inside increases. This phenomenon can be confirmed by a photocurrent current flowing through the modulator. When the carrier density increases extremely, the electric field applied to the EA modulator is cut off, and a voltage drop occurs in the EA modulator active layer. This voltage drop causes a difference between the voltage externally applied and the voltage effectively applied to the active layer.
[0008]
The extinction ratio, band, and chirp characteristics, which are important characteristics of the EA modulator integrated laser, depend on the voltage effectively applied to the EA modulator active layer. The characteristics will change. That is, if the current of the laser is changed to increase the light intensity input to the EA modulator, the characteristics of the modulator change.
[0009]
Further, it is known that the above-mentioned electric field interruption causes deterioration of frequency response. The same phenomenon occurs in a single EA modulator element that is not nomoly integrated with a laser when light is incident from the outside.
[0010]
(Prior art 2)
Conventional technique 2 will be described using an example of an electro-absorption modulator using a semiconductor impedance control type electrode structure with a transmission speed of 40 Gbit / s for optical transmission.
[0011]
A 40 Gbit / s semiconductor electroabsorption modulator (hereinafter, referred to as an EA modulator) has the same principle of turning on and off light as the EA modulator described in (Prior Art 1). The method of applying a high-frequency electric field to the modulator is different, and the EA modulator is an EA modulator using an impedance control type electrode structure (for example, see Non-Patent Document 2). The impedance control type electrode structure realizes higher-speed operation because the CR time constant of the entire modulator does not limit the operating frequency by matching the traveling direction of the microwave with the traveling direction of light. is there.
[0012]
By mounting the EA modulator, a Peltier, a lens, an optical fiber, and a driver IC for driving the modulator in the same package, an EA modulator optical element module is configured.
[0013]
Even in the EA modulator of 40 Gbit / s, there are major problems such as the dependency of the EA modulator characteristic on the optical input intensity and the deterioration of the frequency response when the optical input intensity increases, as described in (Prior Art 1). In addition, in the 40 Gbit / s EA modulator, it is very difficult to realize sufficient extinction characteristics for the following reasons.
[0014]
At present, an EA modulator driving driver capable of realizing a high-speed operation of 40 Gbit / s has difficulty in increasing the output, and has only realized a voltage of about 3 V. At an amplitude voltage of 3 V or less, the extinction characteristic is insufficient in combination with the current EA modulator. Further, in an EA modulator having an impedance control type electrode structure, it is known that the intensity of the microwave output from the EA modulator drive driver is attenuated as it passes through the impedance control type electrode.
[0015]
In the case of a conventional EA modulator having a constant optical waveguide width, the confinement coefficient is constant in the optical axis direction of the waveguide, but the voltage applied by the microwave is in the optical axis direction of the waveguide in the light emission direction. Decay towards. For this reason, on the waveguide incident side where the microwave electric field intensity is strong, the amount of light absorption during modulation is large, and the amount of absorption is almost close to the saturation level.
[0016]
On the other hand, the amount of light absorption is smaller on the exit side of the waveguide where the microwave electric field strength is weaker than on the incidence side. If the saturation level of light absorption is high on the waveguide incident side, it can be said that light can be more absorbed when the microwave electric field intensity is high. That is, the relationship between the light absorption level and the microwave intensity in the waveguide hinders efficient application of an electric field to the modulator active layer.
[0017]
(Conventional technology 3)
As a third conventional technique, in an EA modulator, a signal light is absorbed to generate a light absorption current inside. Therefore, if the intensity of the signal light is large, the light absorption current becomes large and the high-speed operation is restricted. Therefore, it is important to efficiently extract the light absorption current in order to improve the high frequency characteristics.
[0018]
Therefore, in such an EA modulator, there is a technique characterized in that the total thickness of the light confinement layer and the light absorption layer is larger at one end than at the other end. According to this technique, it is possible to provide an EA modulator that can efficiently extract a light absorption current by making the generation region of the light absorption current uniform (for example, see Patent Documents 1 and 2).
[0019]
[Non-patent document 1]
Aoki, et al. [M. Aoki, et. al. ], "High Speed (10 Gigabit Persec) and Low Drive Voltage (1 Volt Peak-to-Peak) Indium Gallium Arsenide / Indium Gallium Arsenide Phosphorus Emq. High-speed (10 Gbit / s) and low-drive-voltage (1 V peak-to-peak) InGaAs / InGaAsP MQW electroabsorption mechanism-integrated relay integrators lectron. Lett. ], 28 volumes [vol. 28]; 1157-1158, 1992
[0020]
[Non-patent document 2]
Shirai, et al. [M. shirai, et. al. ], The 28th European Conference on Optical Communications (ECOC 2002) Proceedings 9.5.4 [Proc. 28 th European Conference on Optical Communications (ECOC2002), 9.5.4], “Impedance Controlled Electrodes (ICIE) Semiconductor Modulators for 1.3 μm 40 Gigabyte Persec Transceivers [IMPEDANCE-CONTROLLED-CONTROLLED-CONTROL SEMICONDUCTOR MODUATORS FOR 1.3-μm-40-Gbit / s TRANSCEIVERS] "
[0021]
[Patent Document 1]
JP 2001-142036 A (Abstract on the first page, etc.)
[0022]
[Patent Document 2]
JP 2001-24289 A (Abstract on page 1 etc.)
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as a result of the inventor's study on the EA modulator technology as described above, two problems that can be solved by the present invention are considered.
[0024]
One is to suppress an increase in carrier density in the EA modulator active layer. Due to this increase in the carrier density, the electric field applied to the EA modulator is cut off. That is, if the output of the laser is increased to increase the light intensity input to the EA modulator, the characteristics of the modulator change. In addition, this increase in carrier density causes deterioration of frequency response.
[0025]
A second problem is to improve the efficiency of applying an electric field intensity to the modulator active layer in an EA modulator having an impedance control type electrode structure. In a high-speed modulation operation, it is difficult to obtain a sufficient extinction characteristic due to limitations of the EA modulator and a driver for driving the EA modulator. In particular, in the EA modulator having the impedance control type electrode structure, the microwave intensity is large on the input side of the impedance control type electrode, that is, on the optical waveguide input side of the modulator, and is attenuated on the output side, that is, on the optical input side of the modulator waveguide. It is known to
[0026]
In the case of a conventional EA modulator having a constant optical waveguide width, the confinement coefficient is constant in the optical axis direction of the waveguide, but the voltage applied by the microwave is in the optical axis direction of the waveguide in the light emission direction. Decay towards. For this reason, on the waveguide incident side where the microwave electric field intensity is strong, the light absorption amount at the time of modulation approaches the saturation level, and on the waveguide exit side where the microwave electric field intensity is weak, the light absorption amount is smaller than that on the incident side. The relationship between the light absorption level and microwave intensity in this waveguide hinders efficient application of an electric field to the modulator active layer.
[0027]
Accordingly, the present invention solves the first problem described above, and suppresses an increase in the carrier density in the active layer of the electroabsorption modulator, thereby suppressing deterioration in the characteristics of the modulator. It is an object to provide a modulator.
[0028]
Furthermore, the present invention solves the second problem described above, and provides a semiconductor electroabsorption modulator capable of improving the efficiency of applying an electric field to an active layer in an impedance control electroabsorption modulator. It is the purpose.
[0029]
Note that the above-described conventional techniques (Patent Documents 1 and 2) are similar as techniques for solving the same problems as the present invention, but differ in the structure of the optical waveguide. That is, in Patent Documents 1 and 2, the thickness direction of the optical waveguide is specified, but in the present invention, the width direction on the plane of the optical waveguide is specified.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to the first problem, that is, the suppression of the increase in the carrier density in the EA modulator active layer, by reducing the concentration of the light absorption and making the light absorption uniform. It is possible to suppress an increase in density.
[0031]
Specifically, it is conceivable to increase the optical waveguide width in the direction parallel to the InP substrate at the input portion of the EA modulator where the light intensity is high, and reduce the light density in the active layer where light absorption occurs. The light intensity inside the EA modulator is absorbed by the active layer in the axial direction of the waveguide, so that the light intensity at the optical waveguide length x from the optical waveguide entrance is P (x) = P (0 ) Exp (−Γαx). Here, Γ is the light confinement coefficient of the optical waveguide, α is the absorption coefficient of the active layer, x is the length of the optical waveguide from the optical waveguide entrance, and P (0) is the incident light intensity. That is, the incident light gradually decreases from the optical waveguide entrance end toward the exit direction.
[0032]
Therefore, by increasing the width of the EA modulator optical waveguide at the entrance where the light intensity is the largest, and by continuously making the taper shape narrower from the entrance to the exit, the light density at the entrance side where the light intensity is large is increased. It becomes possible to reduce. This makes it possible to make the amount of light absorbed per unit area closer to the direction of averaging in the optical axis direction, thereby suppressing an excessive increase in carrier density. Therefore, by adopting the above structure, it is possible to reduce the input light intensity dependency in the extinction characteristic, the chirp characteristic, and the like of the EA modulator, and to suppress the deterioration of the frequency response.
[0033]
Furthermore, the present invention can solve the second problem, that is, the improvement of the efficiency of applying the electric field intensity to the modulator active layer in the EA modulator having the impedance control type electrode structure by the same means. It is.
[0034]
In the electroabsorption modulator using the 40 Gbit / s semiconductor impedance control type electrode structure described in (Prior art 2), the width of the optical waveguide in the direction parallel to the InP substrate is increased on the EA modulator input side. The width of the waveguide is continuously reduced to a tapered shape toward the modulator output side. By adopting this structure, the effective applied voltage of the active layer portion can be improved for the following two reasons.
[0035]
The first reason is that, as described above, the carrier density can be averaged in the optical axis direction, and the effect of blocking the electric field applied to the waveguide active layer portion is reduced.
[0036]
Next, the second reason will be described. In an EA modulator having an impedance control type electrode structure, it is known that the intensity of the microwave output from the EA modulator drive driver attenuates as it passes through the impedance control type electrode.
[0037]
In the case of a conventional EA modulator having a constant optical waveguide width, the confinement coefficient is constant in the optical axis direction of the waveguide, but the voltage applied by the microwave is in the optical axis direction of the waveguide in the light emission direction. Decay towards. For this reason, on the waveguide incident side where the microwave electric field intensity is strong, the amount of light absorption at the time of modulation increases, and the light absorption approaches the saturation level. Here, the saturation level of light absorption refers to a state in which no light absorption occurs even when an electric field is applied. It is known that light absorption hardly occurs as the saturation level is approached.
[0038]
On the other hand, the amount of light absorption is smaller on the exit side of the waveguide where the microwave electric field strength is weaker than on the incidence side. For example, if the saturation level of light absorption is high on the waveguide incident side, it can be said that light can be further absorbed even in a strong electric field without reducing the light absorption amount due to saturation. The saturation level of light absorption can be achieved by increasing the optical waveguide width.
[0039]
Therefore, by adopting the optical waveguide structure of the present invention, an electric field is applied to the optical waveguide active layer with a sufficiently strong microwave with a small intensity attenuation on the incident side of the optical waveguide having a light absorption saturation level higher than the emission side. Therefore, light can be efficiently extinguished.
[0040]
For the above two reasons, the effective applied voltage of the active layer can be improved, and the extinction characteristics of the EA modulator can be improved. It is needless to say that the reduction of the input light intensity dependency in the EA modulator characteristics and the suppression of the deterioration of the frequency response are simultaneously realized.
[0041]
Further, the present invention provides an EA modulator as described above, or an EA modulator integrated light source (laser) in which an EA modulator having an impedance control type electrode structure and a laser (for example, a single mode laser or the like) are integrated. The present invention can be applied to a mounted semiconductor element module, an optical transmission module, an optical transmission device, and the like, so that the optical output stability and reliability can be improved.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, the same members are denoted by the same reference numerals, and a repeated description thereof will be omitted.
[0043]
(Embodiment 1)
Referring to FIG. 1, a description will be given of a semiconductor EA modulator of a 1.5 μm wavelength band which is used for optical transmission of 20 km with a transmission speed of 10 Gbit / s as a first embodiment of the present invention. In addition, FIG. 2 illustrates a semiconductor element module on which the semiconductor EA modulator of FIG. 1 is mounted, and FIG. 3 illustrates a modified example of the semiconductor EA modulator. 1A and 1B show a semiconductor EA modulator according to the first embodiment, in which FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG. FIG. 2 is a plan view of a semiconductor device module on which a semiconductor EA modulator is mounted. 3A and 3B show a modified example of the semiconductor EA modulator, wherein FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG.
[0044]
The element of the semiconductor EA modulator in the 1.5-μm wavelength band, which is used for optical transmission at a transmission speed of 10 Gbit / s and 20 km in this embodiment, is formed on an n-type InP semiconductor substrate 100 by the first crystal growth. By a known selective growth method using a metal vapor phase method, an InGaAsP lower optical guide layer 101, a strained multiple quantum well layer (hereinafter referred to as "quantum well layer") 102 composed of eight periods of InGaAsP well layers and barrier layers, and an InGaAsP upper optical guide layer. 103, an InP cladding layer 104, and an InGaAs contact layer 105 are formed.
[0045]
Next, in order to form the EA modulator section optical waveguide 106 having an active layer that absorbs light by applying an electric field, the EA modulator section is formed by ordinary photolithography and wet etching using a Br-based etchant. An optical waveguide 106 is formed. In this optical waveguide formation, the width of the optical waveguide in the direction parallel to the InP substrate of the EA modulator section is, for example, 2 μm on the input side of the EA modulator and continuously increases toward the output side of the EA modulator. To form a shape that is thinner to 1.4 μm. Specifically, this can be realized by designing the pattern of the photomask to have a tapered shape.
[0046]
Here, the EA modulator section optical waveguide 106 formed in the tapered shape includes the lower light guide layer 101, the quantum well layer 102, and the upper light guide layer 103, which absorb light when the EA modulator operates. In. Further, both sides of the optical waveguide are buried by the Fe-InP layer for the purpose of reducing the capacity, and regrowth is performed.
[0047]
Subsequently, after a passivation film 107 is formed on the entire surface of the semiconductor, through holes are formed so that an electric field is applied to the tapered EA modulator active layer, and then a p-side electrode 108 and an n-side electrode 109 are formed. After the formation, the element shown in FIG. 1 is manufactured. The length of the modulator, which is the length for injecting current into the EA modulator optical waveguide 106, is 160 μm in consideration of the capacity of the modulator that determines the band of the element and the extinction ratio, and there is no reflection on the end face of the EA modulator. Coated.
[0048]
Subsequently, the EA modulator 201 for optical transmission of the above-described element is mounted on a chip carrier 202 having a high-frequency design with a terminating resistor, and a Peltier substrate 203, a lens 204, an optical fiber 205, and the like are mounted in the same package. A semiconductor element module as shown in FIG.
[0049]
When the EA modulator is mounted, the EA modulator section is arranged such that the wide side of the optical waveguide is the light input and the narrow side is the light output side. Therefore, since it is formed in a tapered shape from the light incident side to the light emitting direction, an increase in carrier density can be suppressed.
[0050]
This makes it possible to reduce the input light intensity dependency in the EA modulator characteristics and to suppress the deterioration of the frequency response.
[0051]
In the present embodiment, the size of the tapered shape is 2 μm on the light input side of the EA modulator and 1.4 μm on the output side. However, the optimum value differs depending on the layer structure including the strained multiple quantum well.
[0052]
Further, a structure in which a passive optical waveguide 301 to which a current is not applied before and after the EA modulator optical waveguide 106 in the shape of the waveguide by a design such as a reduction in capacitance can be considered as shown in FIG. In this case, the same effect as in the case of FIG. 1 can be obtained.
[0053]
In the present embodiment, a quaternary mixed crystal of InGaAsP, which is a P-based material, is used for the multiple quantum well of the EA modulator. On the other hand, when an Al-based material is used for a multiple quantum well, a modulator having a low chirp and a large extinction ratio can be designed due to the characteristics of the band offset (see Shimizu et al. [J. Shimizu, et al.], 7th Optoelectronics and Communications Conference (Owcy Sea 2002) Technical Digest [Tech. Dig. th Optoelectronics and Communications Conference (OECC2002)], pp506-507, 2002). Also in this case, by adopting the waveguide structure of the present invention, similar effects such as reduction in input light intensity dependency can be obtained.
[0054]
(Embodiment 2)
Referring to FIG. 4, a description will be given of a semiconductor EA modulator integrated DFB laser with a wavelength of 1.5 μm for a transmission speed of 10 Gbit / s and 20 km, as a second embodiment of the present invention. In addition, a modified example of the semiconductor EA modulator integrated DFB laser will be described with reference to FIG. 4A and 4B show a semiconductor EA modulator integrated DFB laser according to a second embodiment, in which FIG. 4A is a plan view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG. 5A and 5B show a modified example of the semiconductor EA modulator integrated DFB laser, in which FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a sectional view taken along the line aa ′ of FIG.
[0055]
In the present embodiment, the element of the semiconductor EA modulator integrated DFB laser having a wavelength of 1.5 μm band, which is used for optical transmission of 10 Gbit / s and 20 km, has an oxide mask for selective growth on an n-type InP semiconductor substrate 100. After the formation, as a first crystal growth, an InGaAsP lower light guide layer 101, a quantum well layer 102 consisting of eight periods of an InGaAsP well layer and a barrier layer, and an InGaAsP An upper light guide layer 103 is formed. By using the selective growth, the total thickness of the quantum well layer 102 in the EA modulator section is formed smaller than the total thickness in the laser section. Therefore, the absorption wavelength of the quantum well layer 102 in the EA modulator section is smaller than that in the laser section.
[0056]
Further, a diffraction grating is formed, a cladding layer 104, and an InGaAs contact layer 105 are formed. Next, in order to form an optical waveguide, the EA modulator section optical waveguide 106 and the laser section optical waveguide 401 are collectively formed by ordinary photolithography and wet etching using a Br-based etchant. In this optical waveguide formation, the width of the optical waveguide in the direction parallel to the InP substrate of the EA modulator section is, for example, 2 μm on the input side of the EA modulator and continuously increases toward the output side of the EA modulator. To form a shape that is thinner to 1.4 μm. Specifically, this can be realized by designing the pattern of the photomask to have a tapered shape.
[0057]
Here, the EA modulator section optical waveguide 106 formed in the tapered shape includes the lower light guide layer 101, the quantum well layer 102, and the upper light guide layer 103, which absorb light when the EA modulator operates. In. Thereafter, both sides of the optical waveguide of the Fe-InP layer are buried and regrown, and at the same time, a window structure without the optical waveguide is formed on the emission side of the EA modulator.
[0058]
Subsequently, after forming a through-hole so that an electric field is applied to the tapered EA modulator active layer, the element shown in FIG. 4 is manufactured through the formation of the p-side electrode 108 and the n-side electrode 109. You. The length of the modulator, which is a length for injecting current into the EA modulator optical waveguide 106, is 160 μm in consideration of the extinction ratio and the capacity of the modulator that determines the band of the element, and the front end face on the EA modulator side is used. Has a non-reflective coating, and a rear end face has a reflective coating.
[0059]
Subsequently, as in the first embodiment, the above-described element is mounted on a chip carrier in which a terminating resistor or the like is incorporated, and a Peltier substrate, a lens, an optical fiber, a monitor photodiode, and the like are mounted in the same package. A module is configured.
[0060]
The EA modulator integrated laser mounted on this semiconductor element module has an optical waveguide width tapered from the light incident side to the emission direction of the EA modulator, so that an increase in carrier density can be suppressed. .
[0061]
This makes it possible to reduce the input light intensity dependency in the EA modulator characteristics and to suppress the deterioration of the frequency response.
[0062]
In the present embodiment, the size of the tapered shape is 2 μm on the light input side and 1.4 μm on the output side of the EA modulator, but this optimum value differs depending on the layer structure including the strained multiple quantum well. .
[0063]
Further, in the waveguide shape, as shown in FIG. 5, the transition region from the laser part optical waveguide 401 to the EA modulator part optical waveguide 106 has an inverse tapered shape, and the tapered shape from the light input side to the emission side of the EA modulator. A structure for forming a shape is also conceivable. In this case, the degree of freedom in designing the waveguide width of the laser is increased, which is effective in, for example, controlling the transverse mode.
[0064]
In the present embodiment, as a means for integrating the EA modulator and the laser, a crystal selective growth method in which the EA modulator section quantum well layer and the laser section quantum well layer are simultaneously grown is used. Similar effects can be obtained in the case where the EA modulator section optical waveguide is formed in a tapered shape even when integration is performed by the butt joint method for growth.
[0065]
(Embodiment 3)
With reference to FIG. 6, as a third embodiment of the present invention, a 1.3 μm wavelength impedance controlled EA modulator for optical transmission at a transmission speed of 40 Gbit / s will be described. In addition, a semiconductor element module equipped with the impedance control type EA modulator of FIG. 6 will be described with reference to FIG. 6A and 6B show an impedance-controlled EA modulator according to the third embodiment. FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG. FIG. 7 is a plan view of a semiconductor device module equipped with an impedance control EA modulator.
[0066]
In the present embodiment, the element of the 1.3 μm wavelength impedance controlled EA modulator for light transmission at a transmission speed of 40 Gbit / s is formed on a Fe-doped InP semiconductor substrate 601 by using a metalorganic vapor phase method. An InP buffer layer 602 is formed, and an active layer 603 including an InGaAsP lower light guide layer, a strained multiple quantum well layer, and an InGaAsP upper light guide layer is grown.
[0067]
Subsequently, a mask is formed in a region to be the EA modulator optical waveguide 604 having an active layer that absorbs light by applying an electric field, and the active layer in other regions is removed by dry etching. Thereafter, in order to form a passive optical waveguide 605 before and after the EA modulator waveguide by performing a cleaning process or the like, a passive optical waveguide layer 606 including an InGaAsP layer is formed by a metalorganic vapor phase method, and the EA modulator section is activated. A butt joint connection is made so as to be optically continuous with the layer 603.
[0068]
Next, the p-InP cladding layer 607 and the contact layer 600 are formed in a crystal growth step, the n-InP buffer layer 602 in the high impedance line portion 608 is completely removed by etching, and the Fe-InP substrate is exposed. Let it.
[0069]
Subsequently, an optical waveguide composed of the EA modulator optical waveguide 604 and the passive optical waveguide 605 is formed by dry etching. As shown in FIG. 6, the width of the optical waveguide in the direction parallel to the InP substrate is, for example, 2 μm in the passive optical waveguide 605 on the light input side of the EA modulator, as shown in FIG. Is formed in a tapered shape so as to continuously become thinner to 1.4 μm from the input to the output, and the passive optical waveguide 605 on the output side is formed with a width of 1.4 μm.
[0070]
Here, the EA modulator section optical waveguide 604 formed in a tapered shape includes a lower optical guide layer, a quantum well layer, and an upper optical guide layer in which light is absorbed when the EA modulator operates. Thereafter, both sides of the optical waveguide by the Fe-InP layer 105 are buried and regrown.
[0071]
Further, in this device, the anode and the cathode have an impedance control type electrode formed in a coplanar structure on the element surface, and both the p-type and the n-type electrodes are taken from the element surface. The Fe-InP buried layer in the formation region 609 is removed by dry etching to expose the n-InP buffer layer 602. Thereafter, through formation of a passivation film 610, formation of a through hole, and formation of a p-type electrode and an n-type electrode 609 composed of a high impedance line portion 608 and an upper portion 611 immediately above the active layer, an impedance control type as shown in FIG. An EA modulator is obtained.
[0072]
Here, in the high impedance line section 609, the waveguide width and the distance to the n-type electrode 609 serving as the ground are optimized in consideration of impedance matching with the driver IC.
[0073]
The EA modulator 701 for optical transmission of the above element is mounted on a chip carrier 702 designed for high frequency, and the high frequency substrate 703 including the terminating resistor, the Peltier substrate 203, the lens 204, and the input / output optical fiber 205 are mounted in the same package. Thus, a semiconductor element module as shown in FIG. 7 is configured.
[0074]
This module also has a built-in driver IC 704 for driving the EA modulator. This is because the output amplitude of the driver IC is transmitted to the EA modulator without attenuating as much as possible by shortening the distance from the driver IC to the EA modulator. However, if the output amplitude of the driver IC is sufficient, there is no need to incorporate the driver IC, and the same effect can be expected.
[0075]
The EA modulator mounted on the EA modulator module has a tapered optical waveguide width from the light incident side to the emission direction of the EA modulator, so that an increase in carrier density can be suppressed. Furthermore, on the incident side of the waveguide where the saturation level of light absorption is large, since an electric field is applied to the optical waveguide active layer with a sufficient microwave with little attenuation of intensity, it can be said that light can be further absorbed. Therefore, light can be efficiently extinguished, and the extinction characteristics are improved.
[0076]
In the present embodiment, the EA modulator alone has been described. However, a similar effect can be obtained in an impedance-controlled EA modulator integrated laser integrated with a DFB laser.
[0077]
(Embodiment 4)
Referring to FIG. 8, an example in which the present invention is applied to a semiconductor optical element module as a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a plan view of the semiconductor optical device module according to the fourth embodiment.
[0078]
In this embodiment, the EA modulator 201 for optical transmission of 10 Gbit / s shown in FIG. 1 or FIG. 3 described in the first embodiment is mounted on the chip carrier 202 having a terminating resistor and designed for high frequency. . Subsequently, the Peltier substrate 203, the lenses 204 and 803, the optical fiber 205, the DFB laser 801 mounted on the chip carrier 802, and the like are mounted in the same package.
[0079]
At this time, hybrid integration is performed so that the light of the DFB laser 801 is coupled by the lens 803 to the input side of the EA modulator where the optical waveguide width is widened. Also in such an optical element module, since the light of the DFB laser 801 is input to the side having the wider EA modulator section optical waveguide, the increase in the carrier density can be suppressed. This makes it possible to reduce the input light intensity dependency in the EA modulator characteristics and to suppress the deterioration of the frequency response.
[0080]
Similarly, also in the 40 Gbit / s optical transmission impedance control EA modulator as shown in FIG. 6 described in the third embodiment, hybrid integration with the DFB laser described above is possible. Also in this case, since the optical waveguide width is formed in a tapered shape from the light incident side to the emission direction of the EA modulator, an increase in carrier density can be suppressed.
[0081]
Furthermore, since an electric field is applied to the optical waveguide active layer with a sufficient microwave having a small attenuation in intensity on the incident side of the waveguide having a high light absorption saturation level, light can be further absorbed. Therefore, light can be efficiently extinguished, and the extinction characteristics are improved.
[0082]
(Embodiment 5)
Referring to FIG. 9, an example in which the present invention is applied to an optical transmission module as a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a configuration diagram of an optical transmission module according to the fifth embodiment.
[0083]
In this embodiment, the semiconductor optical element module 901 equipped with the 10 Gbit / s optical transmission EA modulator shown in FIG. 2 described in the first embodiment is replaced with a DFB laser module 902, a laser driving current source 903, and a laser drive current source 903. The optical transmission module is configured by mounting the temperature control circuit 904, the modulator drive circuit 905, the modulator bias amplitude control circuit 906, the modulator temperature control circuit 907, and the like in the same package.
[0084]
At this time, it is arranged such that the optical output from the DFB laser module 902 becomes the input of the semiconductor optical element module 901 according to the present invention. The input of the semiconductor optical element module 901 means that the optical input having the wider EA modulator section optical waveguide width is used as the optical input, so that an increase in carrier density can be suppressed. This makes it possible to reduce the input light intensity dependency in the EA modulator characteristics and to suppress the deterioration of the frequency response. Therefore, by using the present invention, it is possible to realize an optical transmission module having a stable optical waveform and transmission characteristics.
[0085]
Also in the optical element module (FIG. 7) equipped with the 40 Gbit / s optical transmission impedance control type EA modulator described in the third embodiment, the optical waveform and transmission An optical transmission module with stable characteristics can be realized.
[0086]
Further, in the present embodiment, the example of the optical transmission module has been described. However, if the arrangement of the optical element module and the DFB laser module is the same, the above-described effects can be obtained.
[0087]
(Embodiment 6)
Referring to FIG. 10, an example in which the present invention is applied to an optical transmission device as a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows a configuration diagram of an optical transmission device according to the sixth embodiment.
[0088]
The optical transmission device according to the present embodiment includes a framer 1001 for adding a SONET pattern such as an overhead, a signal control device 1002 for managing information such as control signals, a multiplexer 1003 for bundling low-speed signals, a power supply 1004, and the above-described embodiment. 5 basically includes the optical transmission module 1005 described above. Electrical signals of various interfaces are input and output as optical signals.
[0089]
By incorporating the optical transmission module 1005 to which the present invention is applied into the optical transmission device, an optical transmission device with stable characteristics and high reliability can be realized.
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention, a semiconductor laser module and an optical transmission module using the semiconductor electro-absorption modulator integrated laser, which is one of the important components of the trunk line optical transmission, and has a problem of linearity of the front-rear ratio, Therefore, the output stability and reliability of the semiconductor laser module and the optical transmission module can be improved. Further, by using these optical transmission modules, it is possible to realize a highly reliable optical transmission device and a trunk optical transmission system.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a plan view showing a semiconductor EA modulator according to a first embodiment of the present invention and a cross-sectional view showing an aa ′ cross section of FIG.
FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor element module on which the semiconductor EA modulator according to the first embodiment of the present invention is mounted.
FIGS. 3A and 3B are a plan view showing a modified example of the semiconductor EA modulator according to the first embodiment of the present invention, and a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG.
FIGS. 4A and 4B are a plan view showing a semiconductor EA modulator integrated DFB laser according to a second embodiment of the present invention, and a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG. 4A.
FIGS. 5A and 5B are a plan view showing a modified example of the semiconductor EA modulator integrated DFB laser according to the second embodiment of the present invention, and a cross-sectional view showing an aa ′ section of FIG. It is.
FIGS. 6A and 6B are a plan view showing an impedance-controlled EA modulator according to a third embodiment of the present invention and a cross-sectional view taken along the line aa ′ of FIG. 6A.
FIG. 7 is a plan view showing a semiconductor element module on which an impedance control type EA modulator according to a third embodiment of the present invention is mounted.
FIG. 8 is a plan view showing a semiconductor optical device module according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an optical transmission module according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating an optical transmission device according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 n-type InP substrate 101 101 InGaAsP lower light guide layer 102 102 quantum well layer 103 InGaAsP upper light guide layer 104 104 InP clad layer 105 105 InGaAs contact layer 106 EA modulator section optical waveguide Reference numerals 107, passivation film, 108, p-side electrode, 109, n-side electrode, 201, 10 Gbit / s EA modulator for optical transmission, 202, chip carrier, 203, Peltier substrate, 204, aspheric lens, 205, optical fiber , 301: passive optical waveguide, 401: laser optical waveguide, 601: Fe-doped InP semiconductor substrate, 602: n-InP buffer layer, 603: active layer, 604: EA modulator optical waveguide, 605: passive optical waveguide, , 606... A passive optical waveguide layer; 607, a p-InP cladding layer; Impedance line section, 609 n-type electrode, 610 passivation film, 611 immediately above active layer, 701 EA modulator for 40 Gbit / s optical transmission, 702 chip carrier, 703 high-frequency substrate including terminal resistor, 704 driver IC, 801: DFB laser, 802: Chip carrier, 803: Lens, 901: Semiconductor optical element module, 902: DFB laser module, 903: Laser drive current source, 904: Laser temperature control circuit, 905: Modulator drive circuit, Reference numeral 906 denotes a modulator bias amplitude control circuit, 907 denotes a modulator temperature control circuit, 1001 denotes a framer, 1002 denotes a signal control device, 1003 denotes a multiplexer, 1004 denotes a power source, and 1005 denotes an optical transmission module.

Claims (10)

電界を印加して光を吸収する活性層を有する光導波路が形成されている半導体電界吸収型変調器であって、
前記光導波路は、平面上における幅が光の入射側に比べて出射側が狭い構造に形成されていることを特徴とする半導体電界吸収型変調器。
A semiconductor electroabsorption modulator in which an optical waveguide having an active layer that absorbs light by applying an electric field is formed,
A semiconductor electroabsorption modulator, wherein the optical waveguide is formed to have a structure in which a width on a plane is smaller on an emission side than on a light incidence side.
アノード、及びカソード電極が素子表面にコプレナー構造に形成されたインピーダンス制御型電極を有し、電界を印加して光を吸収する活性層を有する光導波路が形成されている半導体電界吸収型変調器であって、
前記光導波路は、平面上における幅が光の入射側に比べて出射側が狭い構造に形成されていることを特徴とする半導体電界吸収型変調器。
A semiconductor electroabsorption modulator in which an anode and a cathode electrode have an impedance control type electrode formed in a coplanar structure on the element surface, and an optical waveguide having an active layer for applying an electric field and absorbing light is formed. So,
A semiconductor electroabsorption modulator, wherein the optical waveguide is formed to have a structure in which a width on a plane is smaller on an emission side than on a light incidence side.
請求項1または2記載の半導体電界吸収型変調器において、
前記光導波路の幅は、光の入射側から出射側へ光の進行方向に向って狭く形成されていることを特徴とする半導体電界吸収型変調器。
The semiconductor electroabsorption modulator according to claim 1 or 2,
A width of the optical waveguide is narrowed from a light incident side to a light emitting side in a traveling direction of the light.
請求項1または2記載の半導体電界吸収型変調器において、
前記光導波路の入射側および/または出射側には、電流を印加しないパッシブ光導波路が結合されて形成されていることを特徴とする半導体電界吸収型変調器。
The semiconductor electroabsorption modulator according to claim 1 or 2,
A semiconductor electroabsorption modulator, wherein a passive optical waveguide to which a current is not applied is coupled to an entrance side and / or an exit side of the optical waveguide.
請求項1、2、3または4記載の半導体電界吸収型変調器を用いた半導体電界吸収型変調器集積光源であって、
前記半導体電界吸収型変調器とレーザとが同一基板上に集積され、
前記レーザが前記光導波路の幅の広い側に集積された構造に形成されていることを特徴とする半導体電界吸収型変調器集積光源。
A semiconductor electro-absorption modulator integrated light source using the semiconductor electro-absorption modulator according to claim 1, 2, 3, or 4,
The semiconductor electroabsorption modulator and the laser are integrated on the same substrate,
A semiconductor electroabsorption modulator integrated light source, wherein the laser is formed in a structure integrated on a wide side of the optical waveguide.
請求項1、2、3または4記載の半導体電界吸収型変調器を用いた半導体素子モジュールであって、
前記半導体電界吸収型変調器がチップキャリアに搭載され、前記半導体電界吸収型変調器により変調される光が前記光導波路の幅の広い側から入射するような構造を有することを特徴とする半導体素子モジュール。
A semiconductor element module using the semiconductor electro-absorption modulator according to claim 1, 2, 3, or 4,
A semiconductor device, wherein the semiconductor electroabsorption modulator is mounted on a chip carrier, and has a structure in which light modulated by the semiconductor electroabsorption modulator is incident from the wide side of the optical waveguide. module.
請求項1、2、3または4記載の半導体電界吸収型変調器を用いた半導体素子モジュールであって、
前記半導体電界吸収型変調器とレーザとがチップキャリアに搭載され、前記レーザの光が前記光導波路の幅の広い側から入射するような構造を有することを特徴とする半導体素子モジュール。
A semiconductor element module using the semiconductor electro-absorption modulator according to claim 1, 2, 3, or 4,
A semiconductor device module having a structure in which the semiconductor electroabsorption modulator and a laser are mounted on a chip carrier, and light of the laser is incident from a wide side of the optical waveguide.
請求項5記載の半導体電界吸収型変調器集積光源を用いた半導体素子モジュールであって、
前記半導体電界吸収型変調器集積光源がチップキャリアに搭載された構造を有することを特徴とする半導体素子モジュール。
A semiconductor device module using the semiconductor electroabsorption modulator integrated light source according to claim 5,
A semiconductor device module having a structure in which the semiconductor electroabsorption modulator integrated light source is mounted on a chip carrier.
請求項6、7または8記載の半導体素子モジュールを用いた光送信モジュールであって、
前記半導体素子モジュールが基板上に搭載された構造を有することを特徴とする光送信モジュール。
An optical transmission module using the semiconductor element module according to claim 6, 7, or 8,
An optical transmission module having a structure in which the semiconductor element module is mounted on a substrate.
請求項9記載の光送信用モジュールを用いた光伝送装置であって、
前記光送信用モジュールが装置内に組み込まれた構造を有することを特徴とする光伝送装置。
An optical transmission device using the optical transmission module according to claim 9,
An optical transmission device, wherein the optical transmission module has a structure incorporated in the device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6146554B1 (en) * 2017-01-19 2017-06-14 三菱電機株式会社 Optical modulator integrated semiconductor laser
WO2018134940A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-26 三菱電機株式会社 Optical modulator integrated semiconductor laser
CN114450861A (en) * 2019-09-26 2022-05-06 日本电信电话株式会社 Light emitter

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