JP2016130772A - 光変調器および光変調装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単一モードの光(Pi)を多モードの光に変換し鏡像を形成しつつ干渉させ干渉後の多モードの光を単一モードの光(Po)に変換して出力部から出力するとともに、光の伝搬方向に沿ってn型領域およびp型領域を有する多モード干渉導波路(12)と、n型領域に接続され光の伝搬方向と交差する方向に延伸されたn型チャネル(16b)と、p型領域に接続され光の伝搬方向と交差する方向に延伸されたp型チャネル(16a)と、n型チャネルに接続され変調信号の一方の極が接続される第1の電極(18b)と、p型チャネルに接続され変調信号の他方の極が接続される第2の電極(18a)と、を備えた光変調器(10)において、n型チャネルおよびp型チャネルを鏡像の位置に配置した。
【選択図】図1
Description
図1を参照して、本実施の形態に係る光変調器10について説明する。本実施の形態では、本発明に係る光変調器を、PN接合部を有するとともに該PN接合部におけるキャリアプラズマ効果を利用した位相変調器を例示して説明する。キャリアプラズマ効果とは、半導体中の自由キャリアにより該半導体の屈折率が下がる現象であり、PN接合を用いた位相変調器では、空乏層の幅を変えて自由キャリアの密度を制御することにより、光変調器を伝搬する光の位相を制御する。
w1=0.4μm
w2=4.7μm
w3=1.2μm
w4=0.85μm
w5=0.4μm
w6=2.35μm
つまり、チャネル16の幅(w1)は0.4μm、多モード干渉導波路12のサイズは4.7μm×1.2μm(w2×w3)となっている。
その後、電極を形成する金属、たとえばAl(アルミニウム)をスパッタリングすることによって、該コンタクトホールを埋めるとともにSiO2膜34上にAl薄膜を形成する。その後、電極として残したい部分をマスクで覆い、フォトリソグラフィーなどによってパターニングし、Cl(塩素)プラズマを用いたドライエッチングなどによりAl薄膜をエッチングして、P電極18aおよびN電極18bを形成する。Al薄膜の不純物残渣はAlドライエッチング残渣除去液などによって除去しておくことが好ましい。(図5(f))なお、電極を形成する金属はAlに限られずAu(金)等を用いてもよい。
図6を参照して、本実施の形態に係る光変調装置50について説明する。光変調装置50は、光変調器10を2個並列に配置して該2個の光変調器10を光導波路で接続し、光変調装置としてのマッハツェンダ型光変調器として構成した形態である。図6(a)は、光変調装置50の斜視図を、図6(b)は、光変調装置50の平面図を各々示している。
12 多モード干渉導波路
14a 入力導波路
14b 出力導波路
16 チャネル
16a Pチャネル
16b Nチャネル
18a P電極
18b N電極
20a P+領域
20b N+領域
22a、22b ビア
30 基板
32 SiO2層
34 SiO2膜
36 Si層
50 光変調装置
52a、52b 光カプラ
54 光導波路
100 Si基板
110 埋め込み酸化膜層
200 光導波路コア
200A N型ドーピング領域
200B P型ドーピング領域
200X ドーピング領域
200Y 非ドーピング領域
300 電極
300A N電極
300B P電極
400 チャネル
400A N型チャネル
400B P型チャネル
Ei 入力部
Eo 出力部
Pi 入力光
Po 出力光
PN PN接合
Claims (8)
- 入力部から入力された単一モードの光を多モードの光に変換し鏡像を形成しつつ干渉させ干渉後の多モードの光を単一モードの光に変換して出力部から出力するとともに、光の伝搬方向に沿ってn型にドーピングされたn型領域およびp型にドーピングされたp型領域を有する多モード干渉導波路と、
前記n型領域に接続されるとともに、前記光の伝搬方向と交差する方向に延伸され、かつn型にドーピングされたn型チャネルと、
前記p型領域に接続されるとともに、前記光の伝搬方向と交差する方向に延伸され、かつp型にドーピングされたp型チャネルと、
前記n型チャネルに接続されるとともに変調信号の一方の極が接続される第1の電極と、
前記p型チャネルに接続されるとともに変調信号の他方の極が接続される第2の電極と、を備え、
前記n型チャネルおよび前記p型チャネルが前記鏡像の位置に配置された
光変調器。 - 複数の前記n型チャネルを備えるとともに、複数の前記n型チャネルが不純物がドーピングされていない非ドーピング領域を挟んで前記光の伝搬方向に沿って交互に配置され、 複数の前記p型チャネルを備えるとともに、複数の前記p型チャネルが不純物がドーピングされていない非ドーピング領域を挟んで前記光の伝搬方向に沿って交互に配置された 請求項1に記載の光変調器。
- 前記多モード干渉導波路、前記n型チャネルおよび前記p型チャネルが半導体で形成されるとともに、前記n型領域と前記p型領域との界面にpn接合が形成される
請求項1または請求項2に記載の光変調器。 - 前記多モード干渉導波路、前記n型チャネルおよび前記p型チャネルが半導体で形成されるとともに、前記n型領域と前記p型領域との間に真性半導体層を有する
請求項1または請求項2に記載の光変調器。 - 前記入力部と前記多モード干渉導波路との間に設けられた単一モードの入力光導波部と、
前記多モード干渉導波路と前記出力部との間に設けられた単一モードの出力光導波部と、をさらに備えた
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の光変調器。 - 前記入力光導波部および前記出力光導波部の少なくとも一方は、前記多モード干渉導波路の側で平面視幅広に形成されたテーパ型光導波路である
請求項5に記載の光変調器。 - 2つの請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の光変調器と、
入力した光を2分岐するとともに2分岐された光の各々を前記2つの光変調器の各々の前記入力部に入力させる分波器と、
前記2つの光変調器の各々の前記出力部から出力された2つの光を合波して出力する合波器と、を備え、
前記2つの光変調器の各々を位相変調器として機能させることによりマッハツェンダ型光変調器として動作する
光変調装置。 - 前記2つの光変調器の一方の光変調器の前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加される変調信号と、前記2つの光変調器の他方の光変調器の前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加される変調信号とが、互いに差動信号の関係にある
請求項7に記載の光変調装置。
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