JP2009163186A - 半導体光変調器及び光変調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る半導体光変調器は、コア層、前記コア層を挟み下部及び上部にそれぞれ配置される第1クラッド層及び第2クラッド層、並びに前記第2クラッド層と前記コア層との間に挿入されるバリア層を含む積層構造からなる第1半導体光導波路と、前記第1半導体光導波路の積層構造のうち、前記第2クラッド層がn型半導体内で局所的に積層方向に貫通するp型半導体を持つ積層構造からなる第2半導体光導波路と、前記第1半導体光導波路の前記第1クラッド層に接続される第1電極と、前記第1半導体光導波路の前記第2クラッド層と前記第2半導体光導波路の前記第2クラッド層のp型半導体とを電気的に接続する第2電極と、を備える。
【選択図】図4
Description
図4は、本実施形態の半導体光変調器の構成を示す図である。図1(a)は上面図、図1(b)は正面図、図1(c)は側面図である。なお、以下の説明において、枝番号を付さないときは、枝番号全てに共通する説明である。図4の半導体光変調器は、コア層34、コア層34を挟み下部及び上部にそれぞれ配置され、コア層34よりもバンドギャップの広いn型半導体からなり、コア層34よりも屈折率の低いn型の第1クラッド層33及びn型の第2クラッド層37、並びにn型の第2クラッド層37とコア層34との間に挿入され、電子に対するポテンシャルバリアが形成されるp型半導体からなるp型のバリア層36を含む積層構造47からなり、電気光学効果を有する第1半導体光導波路39と、第1半導体光導波路39と光伝搬方向に接続され、第1半導体光導波路39の積層構造47のうち、n型の第2クラッド層37がn型半導体内で局所的に積層方向に貫通するp型半導体38を持つ積層構造47からなる第2半導体光導波路41と、第1半導体光導波路39のn型の第1クラッド層33に接続される第1電極44と、第1半導体光導波路39のn型の第2クラッド層37と第2半導体光導波路41のn型の第2クラッド層37のp型半導体38とを電気的に接続する第2電極42及び第2電極43と、を備える。
図5は、本実施形態の光変調装置の概略構成図である。図5の光変調装置は、実施の形態1で説明した半導体光変調器をアーム導波路とするマッハツェンダ干渉計型の光変調装置である。図5の光変調装置は、半導体光変調器51と、光分岐回路61と、光合波回路62と、を備える。
22:n型の電極層(n+−InP)
23:n型の第1クラッド層(n−InP)、
24:導波路
25:低濃度クラッド層(ud−InP)、
26:p型のバリア層(p−InP)、
27:n型の第2クラッド層(n−InP)、
28:アノード電極、
29−1:第2クラッド層27とp型のバリア層26の一部を凹加工した電気分離溝
29−2:第2クラッド層の一部をp型として電気分離可能としたp型領域
29−3:第2クラッド層をp型としても、電気分離とならない場合のp型領域
31:半導体基板(i−InP)
32:n型の電極層(n+−InP)
33:n型の第1クラッド層(n−InP)
34:電気光学効果が有効に働く、InGaAs/InGaAlAs多重量子井戸構造を含むコア層
35:第2低濃度クラッド層(ud−InP)、
36:p型のバリア層(p−InP)、
37:n型の第2クラッド層(n−InP)、
38:p型半導体(p−InP)、
39:第1半導体光導波路
40、40−1、40−2:第1半導体光導波路
41、41−1、41−2:第2半導体光導波路
42、43、43−1、43−2:第2電極
44:第1電極
47:積層構造
51、51−1、51−2:半導体光変調器
52−1〜52−4:電気分離導波路
53−1、53−2:マルチモード干渉器
54−1〜54−4:光入出力導波路
55−1、55−3:電気信号の入力端子
55−2、55−4:電気信号の出力端子
56−1〜56−4:バイアス端子
61:光分岐回路
62:光合波回路
Claims (4)
- コア層、前記コア層を挟み下部及び上部にそれぞれ配置され、前記コア層よりもバンドギャップの広いn型半導体からなり、前記コア層よりも屈折率の低い第1クラッド層及び第2クラッド層、並びに前記第2クラッド層と前記コア層との間に挿入され、電子に対するポテンシャルバリアが形成されるp型半導体からなるバリア層を含む積層構造からなり、電気光学効果を有する第1半導体光導波路と、
前記第1半導体光導波路と光伝搬方向に接続され、前記第1半導体光導波路の積層構造のうち、前記第2クラッド層がn型半導体内で局所的に積層方向に貫通するp型半導体を持つ積層構造からなる第2半導体光導波路と、
前記第1半導体光導波路の前記第1クラッド層に接続される第1電極と、
前記第1半導体光導波路の前記第2クラッド層と前記第2半導体光導波路の前記第2クラッド層のp型半導体とを電気的に接続する第2電極と、
を備える半導体光変調器。 - 前記第1半導体光導波路及び前記第2半導体光導波路が形成される基板をさらに備え、
前記第1半導体光導波路の積層構造及び前記第2半導体光導波路の積層構造は、前記第1クラッド層と前記基板との間にn型の電極層、前記第1クラッド層と前記コア層との間に不純物濃度が前記第1クラッド層より低い第1低濃度クラッド層及び前記コア層と前記バリア層との間に不純物濃度が前記バリア層より低い第2低濃度クラッド層をさらに含むことを特徴する請求項1に記載の半導体光変調器。 - 前記第2半導体光導波路の前記第2クラッド層は、光伝搬方向における両端に前記p型半導体を持ち、
複数の前記第1半導体光導波路及び複数の前記第2半導体光導波路は、光伝搬方向に交互に接続されることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体光変調器。 - 請求項1から3に記載のいずれかの半導体光変調器を一対又は複数の対のアーム導波路として組み合わせたマッハツェンダ干渉計型の光変調装置。
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