JP2018113302A - 変調光源及び光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】内部光の歪を抑え、出力波形の歪を抑えながら、消費電力を低減する。【解決手段】変調光源を、光共振器１と、光共振器内に設けられ、量子ドット３を有する光学利得媒質２と、光共振器内に光を留める第１光路（Ａ⇔Ｂ１）と光共振器外に光を取り出す第２光路（Ａ⇔Ｂ２）とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチ４とを備えるものとする。【選択図】図１

Description

本発明は、変調光源及び光モジュールに関する。

近年、小型・低消費電力の変調光源の開発が期待されている。
このような変調光源としては、例えば、シリコン細線光導波路を用いた微細なリング変調器を用いたものがある。

特開２０１１−１９２８７８号公報 特表２００９−５３７８７１号公報 特開２０１５−２３０９９１号公報

ところで、今後需要が高まる１Ｔｂ／ｓ以上のチップ間、パッケージ間相互接続を実現する技術として検討されている変調フィルタリングと呼ばれる手法を用いて、小型・低消費電力の変調光源を実現することが考えられる。
つまり、変調フィルタリングと呼ばれる手法を用いて、例えば図２に示すように、２つの反射鏡によって構成される光共振器の中に光学利得媒質を設けて構成されるレーザ共振器の中に、例えば１０〜１００Ｇｂ／ｓ程度の高速電気信号が入力されて動作する光路切替スイッチ（高速光路スイッチ）を設け、レーザ共振器内の光をレーザ共振器外へ導くカプリング係数の変調を行なうことで、小型・低消費電力の変調光源を実現することが考えられる。

これは、光学利得媒質を光共振器の中に設けてレーザ発振させるとともに、高速の光路切替スイッチを設けて、光共振器に光を留める光路（経路Ａ⇔Ｂ_１）と、光共振器外に光を取り出す光路（経路Ａ⇔Ｂ_２）を切り替えることで、出力光の強度変調を行なう変調光源である。
しかしながら、このような変調光源では、光路の切り替えに伴って光共振器の内部光に歪が生じ、内部光に変調を加えた出力光の波形（出力波形）にも歪が生じてしまうことがわかった（図２参照）。

この場合、内部光の歪を抑えるために、光学利得媒質に注入する電流を増大させることが考えられるが、消費電力を高める要因となってしまう。
本発明は、内部光の歪を抑え、出力波形の歪を抑えながら、消費電力を低減することを目的とする。

１つの態様では、変調光源は、光共振器と、光共振器内に設けられ、量子ドットを有する光学利得媒質と、光共振器内に光を留める第１光路と光共振器外に光を取り出す第２光路とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチとを備える。
１つの態様では、光モジュールは、変調光源と、変調光源に接続されたドライバ回路とを備え、変調光源は、光共振器と、光共振器内に設けられ、量子ドットを有する光学利得媒質と、光共振器内に光を留める第１光路と光共振器外に光を取り出す第２光路とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチとを備える。

１つの側面として、内部光の歪を抑え、出力波形の歪を抑えながら、消費電力を低減することができるという効果を有する。

本実施形態にかかる変調光源の構成を示す図である。 本発明の課題を説明するための図である。 本実施形態にかかる変調光源による作用・効果を説明するための図である。 本実施形態にかかる変調光源の具体例の構成を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる変調光源による効果を説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる変調光源による効果を説明するための図である。 本実施形態にかかる光モジュールの構成を示す図である。

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる変調光源及び光モジュールについて、図１〜図７を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる変調光源は、変調フィルタリングと呼ばれる手法を用いた小型・低消費電力の変調光源であって、高速の光路切替スイッチをレーザ共振器の中に設け、レーザ共振器内の光をレーザ共振器外へ導くカプリング係数の変調を行なうものである。

本実施形態の変調光源は、図１に示すように、光共振器１と、光共振器１内に設けられ、量子ドット３を有する光学利得媒質２と、光共振器１内に光を留める第１光路（経路Ａ⇔Ｂ_１）と光共振器１外に光を取り出す第２光路（経路Ａ⇔Ｂ_２）とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチ４とを備える。なお、光学利得媒質２を量子ドット光学利得媒質ともいう。

本実施形態では、光共振器１は、２つの反射鏡（一対の反射鏡）５によって構成され、この光共振器１を構成する２つの反射鏡５の間に光学利得媒質２を設けてレーザ共振器６を構成し、さらに光路切替スイッチ４を設けて、出力光の強度変調を行なえるようにしている。
このように、本実施形態では、光学利得媒質２を光共振器１の中に設けてレーザ発振させるとともに、高速の光路切替スイッチ４を設けて、光共振器１に光を留める第１光路（経路Ａ⇔Ｂ_１）と、光共振器１外に光を取り出す第２光路（経路Ａ⇔Ｂ_２）を切り替えることで、出力光の強度変調を行なえるようにしている。

ここで、光学利得媒質２は、量子ドット３を有する量子ドット半導体層７と、量子ドット半導体層７を挟んで設けられたＰ型半導体層８及びＮ型半導体層９と、Ｐ型半導体層８及びＮ型半導体層９のそれぞれに接し、量子ドット３にキャリア注入を行なうための金属層からなるＰ側電極１０及びＮ側電極１１とを備える。
また、量子ドット３は、同じ材料からなるウェッティング層を有する量子ドット、即ち、Stranski-Krastanow量子ドットである。

なお、光学利得媒質２をゲインチップともいう。また、量子ドット半導体層７を量子ドット活性層ともいう。
ここでは、Ｐ側電極１０及びＮ側電極１１に電圧を印加することで、量子ドット３に電流によるキャリア注入が行なわれ、量子ドット３によって光学利得が得られるようになっている。つまり、光共振器１を構成する光導波路及びこれに接続された量子ドット光学利得媒質２が、光学利得導波路として機能し、レーザ発振するレーザ光源を構成している。

また、光路切替スイッチ４は、１ＧＨｚ以上の帯域で動作する高速の光路切替スイッチである。
ここでは、光路切替スイッチ４には、例えば１０〜１００Ｇｂ／ｓ程度の高速電気信号が入力され、これに応じて、第１光路（経路Ａ⇔Ｂ_１）と第２光路（経路Ａ⇔Ｂ_２）とがアナログあるいはデジタル的に切り替えられることで、出力光の強度変調が行なわれるようになっている。

上述のように、光学利得媒質２をナノサイズの微粒子である量子ドット３を備えるものとして構成することで、利得媒質のキャリア密度空間分布・エネルギー分布・緩和時間が変化することによって、高速の光路切替スイッチ４を用いる変調フィルタリング光源の内部光の歪を低注入電流においても抑えることが可能になる。その結果、出力波形の歪も低減する。

つまり、本実施形態では、変調フィルタリングと呼ばれる手法を用いて、例えば図３に示すように、２つの反射鏡５によって構成される光共振器１の中に量子ドット光学利得媒質２を設けて構成されるレーザ共振器６の中に、例えば１０〜１００Ｇｂ／ｓ程度の高速電気信号が入力されて動作する光路切替スイッチ（高速光路スイッチ）４を設け、レーザ共振器６内の光をレーザ共振器６外へ導くカプリング係数の変調を行なうことで、小型・低消費電力の変調光源を実現する。

このような構成を採用することで、図３中、符号Ａで示すように、比較例の場合（図２参照）の内部光の歪（図３中、符号Ｂ参照）と比較して、低注入電流においても内部光の歪を低減することができ、この結果、図３中、符号Ｃで示すように、比較例の場合（図２参照）の出力波形の歪（図３中、符号Ｄ参照）と比較して、出力波形の歪も低減することができる。

ところで、上述のように構成しているのは、以下の理由による。
今後需要が高まる１Ｔｂ／ｓ以上のチップ間、パッケージ間相互接続を実現する技術として検討されている変調フィルタリングと呼ばれる手法を用いて、シリコン細線光導波路を用いた小型・低消費電力の高速光変調器（光路切替スイッチ）をレーザ共振器の中に設け、レーザ共振器内の光を共振器の出力ポートへ導くカプリング係数（光結合量）の変調を行なう変調光源を実現することが考えられる。

つまり、変調フィルタリングと呼ばれる手法を用いて、例えば図２に示すように、２つの反射鏡によって構成される光共振器の中に光学利得媒質を設けて構成されるレーザ共振器の中に、例えば１０〜１００Ｇｂ／ｓ程度の高速電気信号が入力されて動作する光路切替スイッチ（高速光路スイッチ）を設け、レーザ共振器内の光をレーザ共振器外へ導くカプリング係数の変調を行なうことで、小型・低消費電力の変調光源を実現することが考えられる。

これは、光学利得媒質を光共振器の中に設けてレーザ発振させるとともに、高速の光路切替スイッチを設けて、光共振器に光を留める光路（経路Ａ⇔Ｂ_１）と、光共振器外に光を取り出す光路、即ち、光共振器外の出力ポートへ導く光路（経路Ａ⇔Ｂ_２）を切り替えることで、出力光の強度変調を行なう変調光源である。
これにより、これまで最も小型・低消費電力と言われているＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）よりもさらに小型・低消費電力の変調光源を、例えば、低コストで量産性に優れるシリコン光集積回路上に実現することが可能である。

しかしながら、このような変調光源では、光路の切り替えに伴って光共振器の内部光に歪が生じ、内部光に変調を加えた出力光の波形（出力波形）にも歪が生じてしまうことがわかった（図２参照）。
特に、光学利得媒質に注入する電流が小さいと、光共振器内の光パワーが大きく変調を受け、結果として、出力波形を歪ませる要因となっていることがわかった。

この場合、内部光の歪を抑えるために、光学利得媒質に注入する電流を増大させることが考えられるが、消費電力を高める要因となってしまう。
そこで、内部光の歪を抑え、出力波形の歪を抑えながら、消費電力を低減するために、上述のような構成を採用している。
つまり、上述のように、光学利得媒質２に量子ドット３を用いることで、出力波形の歪を抑えることができ、注入電流が小さくても良いため、消費電力を低減することが可能となる。

ところで、本実施形態では、光共振器１を構成する光導波路、第１光路（経路Ａ⇔Ｂ_１）及び第２光路（経路Ａ⇔Ｂ_２）は、シリコン導波路コアを含む光導波路からなる（例えば図４参照）。つまり、変調光源を構成する光導波路の全部又は一部がシリコン導波路コアを含む光導波路からなる。ここでは、シリコン導波路コアを含む光導波路は、シリコン基板上に設けられたシリコン細線をコアとして実現される光導波路である。なお、この光導波路をシリコン光導波路ともいう。この場合、光路切替スイッチ４は、シリコン光導波路間の接続をアナログあるいはデジタル的に切り替えるスイッチである。

また、本実施形態では、光路切替スイッチ４は、リング変調器を含む（例えば図４参照）。そして、レーザ共振器６の中に光路切替スイッチ４としてのリング変調器を設けて出力光の強度変調を行なえるようにしている。
この場合、光路切替スイッチ４としてのリング変調器は光波長フィルタとして機能する。つまり、レーザ共振器６では複数のFabry-Perot（ＦＰ）モードでレーザ発振が起こるが、光波長フィルタとして機能するリング変調器４によって、これらの中から単一のモードのみが選択されて発振することになる。そして、発振した光は、リング変調器４に変調信号を入力することで、出力ポートへの結合効率が変化して強度変調されることになる。

以下、具体例を挙げて説明する。
ここでは、変調フィルタリングを用いてシリコン光集積回路上に設けられた小型・低消費電力の変調光源を例に挙げて、図４を参照しながら説明する。
この具体例の変調光源では、光学利得媒質２として、ＩｎＰ基板１３上に成長したＩｎＧａＡｓＰ層１４上に形成されるＩｎＡｓ Stranski-Krastanow量子ドット３を活性層７に有するゲインチップ１２を用いる。

このゲインチップ１２では、量子ドット活性層７を挟んでＰ型半導体層８及びＮ型半導体層９が設けられており、さらに、これらに接し、量子ドット３にキャリア注入を行なうためのＰ側電極１０及びＮ側電極１１が設けられている（例えば図１参照）。
また、このゲインチップ１２では、一方の端面に反射鏡５としての高反射コート（反射膜）１５が施され、他方の端面に無反射コート１６が施されている。

また、この具体例の変調光源では、シリコン光集積回路１７として、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）プラットフォームを用い、このＳＯＩプラットフォーム１７上にゲインチップ１２をフリップチップ実装している。
このため、ゲインチップ１２によって構成される光学利得導波路以外の光導波路は、ＳＯＩプラットフォーム１７を構成するＳＯＩ基板のＳＯＩ層を加工することによって作製したＳｉ細線導波路１８である。

また、光路切替スイッチ４としてのリング変調器１９を構成する光導波路は、ＰＮあるいはＰＩＮ接合を備える半径約５μｍのリング状のＳｉ細線導波路１８である。なお、このリング変調器１９をＳｉマイクロリング変調器ともいう。
ここで、Ｓｉ細線導波路１８は、シリコン導波路コア２０を含む光導波路である。ここでは、光導波路コア２０がＳｉであり、光導波路クラッド２１がＳｉＯ_２である。

また、光路切替スイッチ４としてのリング変調器１９の一のポートに接続されたＳｉ細線導波路１８には、分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）２２が設けられており、他のポートに接続されたＳｉ細線導波路１８に光学的に接続されたゲインチップ１２の一方の端面に施した高反射コート１５と共にレーザ共振器６（光共振器１）を構成している。ここでは、一のポート及び他のポートに接続されたＳｉ細線導波路１８が、光共振器１内に光を留める第１光路（経路Ａ⇔Ｂ_１；例えば図１、図３参照）を構成する。

また、光路切替スイッチ４としてのリング変調器１９の出力ポートにも、出力用のＳｉ細線導波路１８が接続されている。ここでは、出力ポートに接続されたＳｉ細線導波路１８が、光共振器１外に光を取り出す第２光路（経路Ａ⇔Ｂ_２；例えば図１、図３参照）を構成する。
そして、リング変調器１９を構成するリング状のＳｉ細線導波路１８の近傍に、変調電極２３が設けられており、これに、例えば１０〜１００Ｇｂ／ｓ程度の高速電気信号（変調信号）を入力することで、第１光路（経路Ａ⇔Ｂ_１；例えば図１、図３参照）と第２光路（経路Ａ⇔Ｂ_２；例えば図１、図３参照）とがアナログあるいはデジタル的に切り替えられ、出力ポートへのカップリング係数（結合効率）が変化して、出力光の強度変調が行なわれるようになっている。

また、リング変調器１９を構成するリング状のＳｉ細線導波路１８の近傍には、ヒータ２４、及び、これに接続されたヒータ電極２５も設けられており、これらを用いて、リング変調器１９の共振波長の調整を行なうことができるようになっている。
なお、量子ドット３の材料は、上述の具体例で挙げたものに限定されるものではなく、例えば、ＧａＡｓ基板上に成長したＩｎＡｓドットでも良いし、その他の基板材料、ドット材料であっても良い。つまり、量子ドット３の材料は、求められる発振波長に合わせて選択することが可能である。

また、上述の具体例では、ゲインチップ１２をＳＯＩプラットフォーム１７上にフリップチップ実装しているが、これに限られるものではなく、例えば、ＳＯＩ基板上に量子ドット３を有する光学利得媒質２を成長させることで利得導波路を実現しても良い。
また、上述の具体例では、レーザ共振器６を、Ｓｉ細線導波路１８に設けられたＤＢＲ２２とゲインチップ１２の高反射コート１５とで構成しているが、これに限られるものではなく、その他の反射鏡、例えば導波路で構成したループミラーなど、所望の反射率が得られる光反射機構を用いて構成すれば良い。

また、上述の具体例では、ヒータ２４を用いてリング変調器１９の共振波長の調整を行なうようにしているが、これに限られるものではなく、例えば電流注入などの他の波長調整機構を用いてリング変調器１９の共振波長の調整を行なうようにしても良い。
また、上述の実施形態及び具体例では、光路切替スイッチ４としてリング変調器１９を用いているが、これに限られるものではなく、光路切替スイッチ４は、光共振器１内に光を留める第１光路（経路Ａ⇔Ｂ_１；例えば図１、図３参照）と光共振器１外に光を取り出す第２光路（経路Ａ⇔Ｂ_２；例えば図１、図３参照）とを切り替えて出力光の強度変調を行なえるものであれば良い。例えば、マッハツェンダ変調器、Arrayed Waveguide Grating（ＡＷＧ）などの回折格子を用いたものであっても良い。また、例えば、複数のリング変調器を用いても良い。

また、上述の実施形態及び具体例では、光共振器１を２つの反射鏡５によって構成しているが、これに限られるものではなく、例えば、光共振器は、２つ以上の反射鏡によって構成されていても良い。例えば、２つ以上の反射鏡をリング状に配置して光共振器を構成しても良い。
また、例えば、光共振器１は、ループ状の光導波路を含むリング共振器によって構成されていても良い。つまり、光共振器（レーザ共振器）は、ループ状の光導波路に量子ドットを有する光学利得媒質を設けたリング共振器であっても良い。例えば、リング状のＳｉ細線導波路上に、量子ドットを有する光学利得媒質を設けることで、レーザ共振器を構成しても良い。

したがって、本実施形態にかかる変調光源は、内部光の歪を抑え、出力波形の歪を抑えながら、消費電力を低減することができるという効果を有する。
特に、変調フィルタリングと呼ばれる手法を用いた小型・低消費電力の変調光源の消費電力をさらに低減することが可能となる。例えば、変調フィルタリングを用いてシリコン光集積回路上に設けられた小型・低消費電力の変調光源において消費電力をさらに半減させることが可能になる。

ここで、図５（Ａ）は、比較例の変調光源（図２参照）の変調特性（出力光パワー変調周波数特性）を示しており、図５（Ｂ）は、上述の実施形態の変調光源（図１、図３、図４参照）の変調特性（出力光パワー変調周波数特性）を示している。
図５（Ａ）中、符号Ｘで示すように、比較例の変調光源（図２参照）では、光学利得媒質への注入電流が４０ｍＡ以下の低電流では低周波領域の平坦性が劣化している。

これに対し、図５（Ｂ）中、符号Ｙで示すように、本実施形態の変調光源（図１、図３、図４参照）では、量子ドット光学利得媒質２への注入電流が２０ｍＡの低電流であってもフラットな変調特性が得られていることが分かる。
出力光波形（変調出力信号波形）で見ると、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すような違いとなる。

ここで、図６（Ａ）は、比較例の変調光源（図２参照）の出力光波形であって、注入電流Ｉ_ＧＣがそれぞれ２０ｍＡ、４０ｍＡ、６０ｍＡの場合の出力光波形を示している。また、図６（Ｂ）は、上述の実施形態の変調光源（図１、図３、図４参照）の出力光波形であって、注入電流Ｉ_ＧＣがそれぞれ２０ｍＡ、４０ｍＡ、６０ｍＡの場合の出力光波形を示している。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、比較例の変調光源（図２参照）における４０ｍＡの時の波形と同程度の歪の波形を、上述の実施形態の変調光源（図１、図３、図４参照）では２０ｍＡという低電流で得られることが分かる。
このように、上述の実施形態の変調光源（図１、図３、図４参照）によれば、出力光波形の歪を抑えながら、消費電力を半減させることが可能になる。

ところで、上述のように構成される変調光源（図１、図３、図４参照）を備えるものとして、光モジュールとしての光送信器モジュールを構成することができる。
例えば、図７に示すように、光送信器モジュール２７は、上述の具体例のように構成される変調光源２６と、ゲインチップ１２に接続されたゲインチップ用ドライバ回路２８と、リング変調器１９の変調電極２３に接続された変調器用ドライバ回路２９と、リング変調器１９のヒータ２４に接続されたヒータ電極２５に接続されたヒータ用ドライバ回路３０とを備えるものとして構成される。

ここでは、光送信器モジュール２７の出力ポート、即ち、変調光源２６の出力ポートには、光ファイバ３１が接続され、強度変調された出力光が出力されるようになっている。
このように、光モジュール（光送信器モジュール）２７は、変調光源２６と、変調光源２６に接続されたドライバ回路２８〜３０とを備えるものとし、変調光源２６を、上述の実施形態のように構成されるものとすることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
光共振器と、
前記光共振器内に設けられ、量子ドットを有する光学利得媒質と、
前記光共振器内に光を留める第１光路と前記光共振器外に光を取り出す第２光路とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチとを備えることを特徴とする変調光源。

（付記２）
前記光学利得媒質は、前記量子ドットを有する量子ドット半導体層と、前記量子ドット半導体層を挟んで設けられたＰ型半導体層及びＮ型半導体層と、前記Ｐ型半導体層及び前記Ｎ型半導体層のそれぞれに接し、前記量子ドットにキャリア注入を行なうためのＰ側電極及びＮ側電極とを備えることを特徴とする、付記１に記載の変調光源。

（付記３）
前記光路切替スイッチは、１ＧＨｚ以上の帯域で動作することを特徴とする、付記１又は２に記載の変調光源。
（付記４）
前記量子ドットは、同じ材料からなるウェッティング層を有する量子ドットであることを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項に記載の変調光源。

（付記５）
前記光共振器を構成する光導波路、前記第１光路及び前記第２光路は、シリコン導波路コアを含む光導波路からなることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の変調光源。
（付記６）
前記光路切替スイッチは、リング変調器を含むことを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の変調光源。

（付記７）
前記光共振器は、２つ以上の反射鏡を含むことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の変調光源。
（付記８）
前記光共振器は、ループ状の光導波路を含むリング共振器を含むことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の変調光源。

（付記９）
変調光源と、
変調光源に接続されたドライバ回路とを備え、
前記変調光源は、
光共振器と、
前記光共振器内に設けられ、量子ドットを有する光学利得媒質と、
前記光共振器内に光を留める第１光路と前記光共振器外に光を取り出す第２光路とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチとを備えることを特徴とする光モジュール。

（付記１０）
前記光学利得媒質は、前記量子ドットを有する量子ドット半導体層と、前記量子ドット半導体層を挟んで設けられたＰ型半導体層及びＮ型半導体層と、前記Ｐ型半導体層及び前記Ｎ型半導体層のそれぞれに接し、前記量子ドットにキャリア注入を行なうためのＰ側電極及びＮ側電極とを備えることを特徴とする、付記９に記載の光モジュール。

（付記１１）
前記光路切替スイッチは、１ＧＨｚ以上の帯域で動作することを特徴とすることを特徴とする、付記９又は１０に記載の光モジュール。
（付記１２）
前記量子ドットは、同じ材料からなるウェッティング層を有する量子ドットであることを特徴とする、付記９〜１１のいずれか１項に記載の光モジュール。

（付記１３）
前記光共振器を構成する光導波路、前記第１光路及び前記第２光路は、シリコン導波路コアを含む光導波路からなることを特徴とする、付記９〜１２のいずれか１項に記載の光モジュール。
（付記１４）
前記光路切替スイッチは、リング変調器を含むことを特徴とする、付記９〜１３のいずれか１項に記載の光モジュール。

（付記１５）
前記光共振器は、２つ以上の反射鏡を含むことを特徴とする、付記９〜１４のいずれか１項に記載の光モジュール。
（付記１６）
前記光共振器は、ループ状の光導波路を含むリング共振器を含むことを特徴とする、付記９〜１４いずれか１項に記載の光モジュール。

１ 光共振器
２ 光学利得媒質
３ 量子ドット
４ 光路切替スイッチ
５ 反射鏡
６ レーザ共振器
７ 量子ドット半導体層
８ Ｐ型半導体層
９ Ｎ型半導体層
１０ Ｐ側電極
１１ Ｎ側電極
１２ ゲインチップ
１３ ＩｎＰ基板
１４ ＩｎＧａＡｓＰ層
１５ 高反射コート（反射膜）
１６ 無反射コート
１７ シリコン光集積回路（ＳＯＩプラットフォーム）
１８ Ｓｉ細線導波路
１９ リング変調器
２０ 光導波路コア
２１ 光導波路クラッド
２２ 分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ）
２３ 変調電極
２４ ヒータ
２５ ヒータ電極
２６ 変調光源
２７ 光送信器モジュール
２８ ゲインチップ用ドライバ回路
２９ 変調器用ドライバ回路
３０ ヒータ用ドライバ回路
３１ 光ファイバ

Claims (9)

1. 光共振器と、
   前記光共振器内に設けられ、量子ドットを有する光学利得媒質と、
   前記光共振器内に光を留める第１光路と前記光共振器外に光を取り出す第２光路とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチとを備えることを特徴とする変調光源。
2. 前記光学利得媒質は、前記量子ドットを有する量子ドット半導体層と、前記量子ドット半導体層を挟んで設けられたＰ型半導体層及びＮ型半導体層と、前記Ｐ型半導体層及び前記Ｎ型半導体層のそれぞれに接し、前記量子ドットにキャリア注入を行なうためのＰ側電極及びＮ側電極とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の変調光源。
3. 前記光路切替スイッチは、１ＧＨｚ以上の帯域で動作することを特徴とする、請求項１又は２に記載の変調光源。
4. 前記量子ドットは、同じ材料からなるウェッティング層を有する量子ドットであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の変調光源。
5. 前記光共振器を構成する光導波路、前記第１光路及び前記第２光路は、シリコン導波路コアを含む光導波路からなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の変調光源。
6. 前記光路切替スイッチは、リング変調器を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の変調光源。
7. 前記光共振器は、２つ以上の反射鏡を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の変調光源。
8. 前記光共振器は、ループ状の光導波路を含むリング共振器によって構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の変調光源。
9. 変調光源と、
   変調光源に接続されたドライバ回路とを備え、
   前記変調光源は、
   光共振器と、
   前記光共振器内に設けられ、量子ドットを有する光学利得媒質と、
   前記光共振器内に光を留める第１光路と前記光共振器外に光を取り出す第２光路とを切り替えて出力光の強度変調を行なう光路切替スイッチとを備えることを特徴とする光モジュール。