JP2018004932A - 光位相・強度シフタ - Google Patents
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Abstract
Description
中でも光変調器は重要な要素デバイスとなっている。従来、ニオブ酸リチウム(LN)光導波路内を伝搬する光に対して、LNの電気光学効果によって屈折率を変化させることで位相変化を与え、この光導波路を位相シフタとして用いて光変調器を構成することで、40Gbit/sを超える光変調が実現されている。しかし、LN光変調器は光導波路が大きいためにサイズが大きくなり、また光源や受光器といった他の光通信デバイスと同一基板上に集積することが困難であるという課題があった。
また、本発明の光位相・強度シフタの1構成例において、前記キャリア注入構造は、P−I−N接合のダイオードと、このダイオードのP型半導体とN型半導体とにバイアス電圧を印加する電極とから構成され、前記ダイオードのI型半導体は、前記プラズモン導波路のコアとしての構造を兼ねるように形成され、前記電極は、前記プラズモン導波路の金属膜としての構造を兼ねるように前記コアと接して形成されることを特徴とするものである。
また、本発明の光位相・強度シフタの1構成例は、絶縁体からなる下部クラッド層と、この下部クラッド層の上に形成されたリブ部とこのリブ部の両側に形成された1対のスラブ部とを備えた前記I型半導体からなる前記プラズモン導波路のコアと、一方の前記スラブ部と接するように前記下部クラッド層の上に形成された前記ダイオードのP型半導体の領域と、他方の前記スラブ部と接するように前記下部クラッド層の上に形成された前記ダイオードのN型半導体の領域と、前記P型半導体の領域および前記リブ部の一方の側壁と接し、前記プラズモン導波路の金属膜としての構造を兼ねるように形成された前記ダイオードの第1の電極と、前記N型半導体の領域および前記リブ部の他方の側壁と接し、前記プラズモン導波路の金属膜としての構造を兼ねるように形成された前記ダイオードの第2の電極と、前記プラズモン導波路のコアを覆うように形成された上部クラッド層とを有することを特徴とするものである。
また、本発明の光位相・強度シフタの1構成例は、さらに、前記プラズモン導波路のコアと前記第1、第2の電極とを隔てるように前記コアの表面に形成された絶縁層を有することを特徴とするものである。
リブ型導波路コア2内のキャリア濃度を変えるには、電極6,7を介して横型ダイオード構造に印加する順バイアス電圧を変化させるようにすればよい。
Claims (4)
- 導波路伝搬光の波長に対して回折限界以下のサイズの半導体からなるコアを備えたプラズモン導波路と、
このプラズモン導波路のコア内にキャリアを注入可能なキャリア注入構造とを有することを特徴とする光位相・強度シフタ。 - 請求項1記載の光位相・強度シフタにおいて、
前記キャリア注入構造は、
P−I−N接合のダイオードと、
このダイオードのP型半導体とN型半導体とにバイアス電圧を印加する電極とから構成され、
前記ダイオードのI型半導体は、前記プラズモン導波路のコアとしての構造を兼ねるように形成され、
前記電極は、前記プラズモン導波路の金属膜としての構造を兼ねるように前記コアと接して形成されることを特徴とする光位相・強度シフタ。 - 請求項2記載の光位相・強度シフタにおいて、
絶縁体からなる下部クラッド層と、
この下部クラッド層の上に形成されたリブ部とこのリブ部の両側に形成された1対のスラブ部とを備えた前記I型半導体からなる前記プラズモン導波路のコアと、
一方の前記スラブ部と接するように前記下部クラッド層の上に形成された前記ダイオードのP型半導体の領域と、
他方の前記スラブ部と接するように前記下部クラッド層の上に形成された前記ダイオードのN型半導体の領域と、
前記P型半導体の領域および前記リブ部の一方の側壁と接し、前記プラズモン導波路の金属膜としての構造を兼ねるように形成された前記ダイオードの第1の電極と、
前記N型半導体の領域および前記リブ部の他方の側壁と接し、前記プラズモン導波路の金属膜としての構造を兼ねるように形成された前記ダイオードの第2の電極と、
前記プラズモン導波路のコアを覆うように形成された上部クラッド層とを有することを特徴とする光位相・強度シフタ。 - 請求項3記載の光位相・強度シフタにおいて、
さらに、前記プラズモン導波路のコアと前記第1、第2の電極とを隔てるように前記コアの表面に形成された絶縁層を有することを特徴とする光位相・強度シフタ。
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