JP2016014697A - 高周波回路及び光変調器 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の実施形態に係る高周波回路を備えた光変調器について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る高周波回路10を備えた光変調器1の主要な構成を示す概略図である。より詳しくは、図1の(a)は、光変調器1の斜視図である。図1の(b)は、光変調器1が備えている第1の光変調部30aの断面図であり、図1の(a)に示すL−L線における断面図である。図2は、本実施形態に係る高周波回路10の主要な構成を示す図である。より詳しくは、図2の(a)は、高周波回路10の上面図である。図2の(b)は、高周波回路10の断面図であり、図2の(a)に示すA−A線における断面図である。図2の(c)は、高周波回路10の断面図であり、図2の(a)に示すD−D線における断面図である。
光変調器1は、光通信に利用可能な光変調器であって、シリコン(Si)をベースとするpn接合に変調電界を印加することによって入射した光を変調するシリコン光変調器である。図1及び図2に示すように、光変調器1は、半導体層21aと、第1の絶縁体層21b1及び第2の絶縁体層21b2からなる絶縁体層21bとがその順で積層された層状構造を有する。以下において、第1の絶縁体層21b1と第2の絶縁体層21b2とを区別する必要がない場合には、単に絶縁体層21bと記載する。また、半導体層21a及び絶縁体層21bを、まとめて基板21と記載する。基板21には、光変調器1を製造するための基板として、例えばSOI(Silicon on Insulator)基板を用いることができる。
第1のアーム部24aの中央付近には、第1の光変調部30aが設けられており、第2のアーム部24bの中央付近には、第2の光変調部30bが設けられている。
本実施形態に係る高周波回路10は、信号線11a、終端抵抗12a、第1のグランド配線13a、及び第2のグランド配線13bを備えている。また、信号線11b、終端抵抗12b、第2のグランド配線13b、及び第3のグランド配線も同様に、本実施形態に係る高周波回路を構成する。ここでは、図2及び図3を参照しながら、本実施形態に係る高周波回路10について説明する。
以下に、シリコン光変調器である光変調器1の動作について、図1を参照しながら簡単に説明する。入射側導波路22から入射した光は、二手に分かれ第1のアーム部24a又は第2のアーム部24bを伝播する。
第1の実施形態に係る高周波回路10の比較例について、図9を参照して説明する。本比較例に係る光変調器501は、比較例に係る高周波回路510を備えている。図9の(a)は、本比較例に係る高周波回路510の上面図であり、(b)は、(a)に示すK−K線における高周波回路510の断面図であり、(c)は、(a)に示すL−L線における高周波回路510の断面図である。
第1の実施形態に係る高周波回路10の第1の変形例について、図4を参照して説明する。本変形例に係る高周波回路10は、第1の実施形態に係る高周波回路において、信号線11aの端部の形状を変更することによって得られたものである。図4の(a)は、本変形例に係る高周波回路10の上面図であり、(b)は、(a)に示すG−G線における高周波回路10の断面図であり、(c)は、(a)に示すH−H線における高周波回路10の断面図である。
第1の実施形態に係る高周波回路10の第2の変形例について、図5を参照して説明する。本変形例に係る高周波回路10は、第1の実施形態に係る高周波回路において、信号線11aの終端(y軸負方向側の端部)の形状を変更することによって得られたものである。図5の(a)は、本変形例に係る高周波回路10の上面図であり、(b)は、(a)に示すI−I線における高周波回路10の断面図であり、(c)は、(a)に示すJ−J線における高周波回路10の断面図である。
第1の実施形態に係る高周波回路10の更なる変形例について、図6を参照して説明する。第1の実施形態に係る高周波回路10では、第1の光変調部30aにおける信号線11aのx軸方向の幅WSが終端抵抗12aのx軸方向の幅WTより狭い構成を前提に、高周波回路10の説明を進めてきた。しかし、高周波回路10は、第1の光変調部30aにおける幅WSと、幅WTとの大小関係により限定されるものではない。言い換えれば、第1の光変調部30aにおける幅WSが接合区間CJにおける接合の開始位置における幅WTより広い構成も、本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の第2の実施形態に係る高周波回路を備えた光変調器について、図7を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同様の部材に関しては、その説明を省略する。
本発明の第3の実施形態に係る高周波回路を備えた光変調器について、図8を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同様の部材に関しては、その説明を省略する。
本実施形態において、幅WBは、接合区間CJBの上記終了位置において幅WTと一致するものとして説明した。しかし、図4に示す第1の変形例に係る高周波回路10の場合と同様に、幅WBは、接合区間CJBの上記終了位置において幅WTより広くなるように構成されていてもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
10 高周波回路
11a 信号線
12a 終端抵抗
13a 第1のグランド配線
13b 第2のグランド配線
21 基板
21a 半導体層
21b 絶縁体層
21b1 第1の絶縁体層
21b2 第2の絶縁体層
22 入射側導波路
23 出射側導波路
24a 第1のアーム部
24a’ 導波路部
24a” pn接合部
24a1 p型シリコン導波路
24a2 n型シリコン導波路
24b 第2のアーム部
25a1 スラブ
25a2 スラブ
26a1 進行波電極
26a2 進行波電極
30a 第1の光変調部
30b 第2の光変調部
Claims (13)
- 基板の表面に埋設された終端抵抗と、
上記基板の表面に形成された信号線であって、当該信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を当該信号線の接合区間として、当該接合区間が上記終端抵抗の上面の一部に覆い被さり、当該接合区間の幅方向の少なくとも一部において上記開始位置から上記終了位置までが上記終端抵抗に接続された信号線と、を備えている高周波回路であって、
上記接合区間の上記開始位置における上記信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅以上である、
ことを特徴とする高周波回路。 - 上記開始位置における上記信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅より広い、
ことを特徴とする請求項1に記載の高周波回路。 - 上記接合区間における信号線の幅は、上記開始位置から上記終了位置に近づくにしたがって狭くなり、上記終了位置において上記終端抵抗の上面の幅以下である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の高周波回路。 - 上記接合区間のうち上記終端抵抗と接合されている領域を接合領域とした場合に、
上記終端抵抗の上面の面積に対する、上記接合領域の面積の割合は、1%以上10%以下である、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の高周波回路。 - グランド配線を更に備え、
上記信号線と上記グランド配線とはコプレーナ配置されている、
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の高周波回路。 - 上記基板は、SOI(Silicon On Insulator)基板である、
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の高周波回路。 - 上記終端抵抗は、シリコンにアクセプタを添加したp型半導体製、又は、シリコンにドナーを添加したn型半導体製である、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の高周波回路。 - 上記終端抵抗は、窒化チタニウム製である、
ことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の高周波回路。 - 上記基板の表面に形成されたバイアス信号線であって、当該バイアス信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間をバイアス信号線の接合区間として、当該バイアス信号線の接合区間が上記終端抵抗の上面の一部に覆い被さり、当該バイアス信号線の接合区間の幅方向の少なくとも一部において上記開始位置から上記終了位置までが上記終端抵抗に接続されたバイアス信号線を更に備え、
上記バイアス信号線の接合区間の上記開始位置における上記バイアス信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅以上である、
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の高周波回路。 - 請求項1〜9の何れか1項に記載の高周波回路と、
少なくとも一方のアーム部に光変調部が設けられたマッハツェンダ型光干渉計であって、当該光変調部が備える一対の電極の少なくとも一方に上記高周波回路が接続されているマッハツェンダ型光干渉計と、を備えていることを特徴とする光変調器。 - 上記一対の電極は、進行波電極である、
ことを特徴とする請求項10に記載の光変調器。 - 上記信号線と上記進行波電極との接続部における上記信号線の幅は、上記接合区間の上記開始位置における上記信号線の幅より狭く、上記信号線と上記進行波電極との接続部から当該開始位置に近づくにしたがって上記信号線の幅は広くなる、
ことを特徴とする請求項11に記載の光変調器。 - 上記マッハツェンダ型光干渉計をなす導波路のうち、上記進行波電極が設けられている区間の導波路は、p型シリコンとn型シリコンとからなる横型pn接合である、
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の光変調器。
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