JP2907185B2 - 光変調器の駆動装置及び変調器集積化光源の駆動装置並びにそれを備えた光通信モジュール及び光通信システム - Google Patents

光変調器の駆動装置及び変調器集積化光源の駆動装置並びにそれを備えた光通信モジュール及び光通信システム

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JP2907185B2
JP2907185B2 JP9101898A JP10189897A JP2907185B2 JP 2907185 B2 JP2907185 B2 JP 2907185B2 JP 9101898 A JP9101898 A JP 9101898A JP 10189897 A JP10189897 A JP 10189897A JP 2907185 B2 JP2907185 B2 JP 2907185B2
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムや光
情報処理システムで用いられる電界吸収型の光変調器に
関し、特に変調出力光で良好なアイパターンが得られる
光変調器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光通信システムが高速化及び長距
離化するに伴い、従来から用いられてきた半導体レーザ
の直接変調方式の問題点が顕在化しつつある。直接変調
方式は半導体レーザから変調光を直接出力させるもので
あり、変調時に発振波長が過渡的に変化するいわゆるチ
ャーピングが発生し、光ファイバーによる伝送波形が劣
化する問題が発生する。この現象は信号伝送速度が速い
程、また伝送距離が長い程顕著になり、特に既存の1.
3μm零分散ファイバーを用いた光通信システムでは深
刻な問題となる。また、波長チャーピングが発生する
と、ファイバー伝搬損失の少ない波長1.55μm帯の
光源を用いて伝送距離を伸ばす場合にも、それに起因す
る分散制限によって伝送距離が制限されてしまう。
【0003】しかしながら、これらチャーピングによる
問題は、半導体レーザを一定のパワーで発光させてお
き、その光を半導体レーザとは別の光変調器を用いて変
調する外部変調方式を採用することで改善できる。
【0004】外部変調方式で用いられる光変調器として
は、LiNbO3 等の誘電体を用いたもの、あるいはI
nPやGaAs等の半導体を用いたものが考えられる
が、半導体レーザや光アンプ等の他の光素子、あるいは
FET等の電子回路素子と一緒に集積化することが可能
で、小型化及び低電圧化が容易な半導体を用いた光変調
器への期待が高まりつつある。
【0005】半導体を用いた光変調器には、バルク半導
体のフランツケルデイッシュ効果や多重量子井戸構造に
おける量子閉じ込めシュタルク効果のように、印加電圧
によって光の吸収波長が長波側へシフト(光吸収係数が
変わる)することを利用して光強度変調を行う電界吸収
型の光変調器(以下、電界吸収型光変調器と称す)や、
バルク半導体の電気光学効果(ポッケルス効果)や量子
閉じ込めシュタルク効果によって生じる屈折率変化を利
用したマッハツェンダー型の光変調器がある。マッハツ
ェンダー型の光変調器は原理的にチャーピングを零にす
ることができるが、干渉型の構造を有するために電界吸
収型光変調器のように単純な直線導波路を有する構造と
ならないため、製造及び駆動方法が複雑になる。
【0006】一方、電界吸収型光変調器は半導体レーザ
の直接変調方式に比べると波長チャーピングが遥かに小
さいが、それでも零ではない。しかしながら、最近電界
吸収型光変調器に一定電圧を印加してその上に信号を重
畳するプリバイアス印加方式が提案され、光変調器のチ
ャーピングを低減して1.55μm帯のレーザ光に対す
るファイバー分散耐性を高め、伝送距離の分散制限を克
服できることが確かめられている。
【0007】このような例として、DFB(分布帰還
型;distributed feedback)レーザと電界吸収型光変調
器とを集積化した素子が森戸らにより1995年電子情
報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文
集、分冊1、301頁(講演番号C−301)に報告さ
れている。
【0008】この報告では、電界吸収型光変調器に予め
一定のプリバイアス(1.1V)を印加することでファ
イバー分散耐性を向上させ、10Gb/s−100km
の情報伝送を成功させている。このように、電界吸収型
光変調器は単純な直線導波路構造でありながら、チャー
ピングに対しても他の光変調器を凌駕する性能を有する
ものになりつつある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の電界吸収型の光変調器では、図9に示すよ
うに印加電圧に対する出力パワー(光出力)の関係が線
形でないため、光変調器から出力される変調出力光のア
イパターンのクロスポイントが図10に示すように中心
から下方側(光のOFF側)にずれ、このクロスポイン
トのずれにより光通信システムに要求されるアイマスク
規格を満たさないという問題があった。
【0010】すなわち、電界吸収型光変調器の印加電圧
に対する光吸収量の関係(以下、消光特性と称す)は、
小さい印加電圧で比較的線形に増加し、やがて飽和する
ように緩やかな曲線を描くため、この非線形な消光特性
によりアイパターンのクロスポイントが中心から下方側
(光のOFF側)へずれてしまう。
【0011】この問題を解決するためには、電界吸収型
光変調器の構造を工夫して非線形な消光特性を線形な特
性に変えるか、駆動装置を工夫して非線形な消光特性を
見かけ上線形な消光特性に変換する必要がある。
【0012】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、電界吸
収型の光変調器から出力される変調出力光のアイパター
ンのクロスポイントのずれを補正する駆動装置を提供す
ることを目的とする。
【0013】
【0014】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため
本発明の光変調器の駆動装置は、 半導体基板上に、少な
くともn型半導体からなるバッファ層、一端より入射さ
れた光波を吸収し他端より残りの光波を出力する光吸収
層、及び前記光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのp
型半導体からなるクラッド層が順次積層されたPIN構
造を有し、前記PIN構造に対する逆方向の印加電圧に
応じて前記光吸収層に入射された光波の吸収量が変化す
る光変調器の駆動装置であって、入力された信号の電圧
レベルを、前記PIN構造に対する順方向電圧側に、ビ
ルトイン電圧以内でシフトさせるレベルシフト回路を有
する構成である。このとき、前記レベルシフト回路は、
シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
る可変電圧源と、前記可変電圧源から出力される直流成
分が、信号を出力する信号源に影響しないようにするた
めのコンデンサと、前記信号源から出力される交流成分
が前記可変電圧源に影響しないようにするためのインダ
クタンスと、を有するバイアスTee回路であってもよ
い。
【0015】
【0016】また、本発明の光通信モジュールは、半導
体基板上に、少なくともn型半導体からなるバッファ
層、一端より入射された光波を吸収し他端より残りの光
波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光吸収層に
閉じ込めるためのp型半導体からなるクラッド層が順次
積層されたPIN構造を有し、前記PIN構造に対する
逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射された光
波の吸収量が変化する光変調器と、前記光吸収層の一端
に光波を入射させるための第1の集光手段と、前記光吸
収層の他端から出力される光波を光伝送路に入射させる
ための第2の集光手段と、入力された信号の電圧レベル
を、前記PIN構造に対する順方向電圧側に、ビルトイ
ン電圧以内でシフトさせるレベルシフト回路と、を有す
構成である。このとき、前記レベルシフト回路は、シ
フト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力する
可変電圧源と、前記可変電圧源から出力される直流成分
が、信号を出力する信号源に影響しないようにするため
のコンデンサと、前記信号源から出力される交流成分が
前記可変電圧源に影響しないようにするためのインダク
タンスと、を有するバイアスTee回路であってもよ
い。
【0017】さらに、本発明の光通信システムは、上記
いずれかの光通信モジュールを有する送信装置と、前記
送信装置から出力される光波を伝送するための光伝送路
と、該光波を受光して信号を再生する受信装置と、を有
する構成である
【0018】一方、本発明の変調器集積化光源の駆動装
置は、半導体基板上に、少なくともn型半導体からなる
バッファ層、一端より入射された光波を吸収し他端より
残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光
吸収層に閉じ込めるためのp型半導体からなるクラッド
層が順次積層されたPIN構造を有し、前記PIN構造
に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射
された光波の吸収量が変化する光変調器と、前記半導体
基板上に形成され、前記光変調器に入射される光波の光
源である半導体レーザと、を有する変調器集積化光源の
駆動装置であって、入力された信号の電圧レベルを、前
記PIN構造に対する順方向電圧側に、ビルトイン電圧
以内でシフトさせるレベルシフト回路を有する構成であ
。このとき、前記レベルシフト回路は、シフト量を決
定するための直流電圧を変更可能に出力する可変電圧源
と、前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を
出力する信号源に影響しないようにするためのコンデン
サと、前記信号源から出力される交流成分が前記可変電
圧源に影響しないようにするためのインダクタンスと、
を有するバイアスTee回路であってもよい。
【0019】
【0020】また、本発明の光通信モジュールの他の例
は、半導体基板上に、少なくともn型半導体からなるバ
ッファ層、一端より入射された光波を吸収し他端より残
りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光吸
収層に閉じ込めるためのp型半導体からなるクラッド層
が順次積層されたPIN構造を有し、前記PIN構造に
対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射さ
れた光波の吸収量が変化する光変調器、並びに前記半導
体基板上に形成され、前記光変調器に入射される光波の
光源である半導体レーザ、を有する変調器集積化光源
と、前記光吸収層の他端から出力される光波を光伝送路
に入射させるための集光手段と、入力された信号の電圧
レベルを、前記PIN構造に対する順方向電圧側に、ビ
ルトイン電圧以内でシフトさせるレベルシフト回路と、
を有する構成である。このとき、前記レベルシフト回路
は、シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出
力する可変電圧源と、前記可変電圧源から出力される直
流成分が、信号を出力する信号源に影響しないようにす
るためのコンデンサと、前記信号源から出力される交流
成分が前記可変電圧源に影響しないようにするためのイ
ンダクタンスと、を有するバイアスTee回路であって
もよい。
【0021】さらに、本発明の光通信システムの他の例
は、上記変調器集積化光源を備えたいずれかの光通信モ
ジュールを有する送信装置と、前記送信装置から出力さ
れる光波を伝送するための光伝送路と、該光波を受光し
て信号を再生する受信装置と、を有する構成である
【0022】
【0023】印加電圧に対する吸収量の特性である光変
調器の消光特性は小さい印加電圧で比較的線形に増加
し、やがて飽和するように緩やかな曲線を描く。上記の
ように構成された光変調器の駆動装置及び変調器集積化
光源の駆動装置では、レベルシフト回路によって信号の
電圧レベルをPIN構造に対する順方向電圧側に、ビル
トイン電圧以内でシフトさせることで、光変調器の消光
特性のうち、比較的線形な部分によって信号の電圧波形
に対応する変調光が出力される。よって、光変調器から
は信号波形に対応してほぼ線形な変調光が出力され、変
調出力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補正
される。
【0024】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0025】(第1実施例)まず、本発明の第1実施例
について図1及び図2を参照して説明する。
【0026】図1は本発明の光変調器の駆動装置の第1
実施例の構成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜
視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。ま
た、図2は図1に示した光変調器の駆動装置の動作の様
子を示す図であり、同図(a)は電圧波形変換器の入力
波形を示す波形図、同図(b)は電圧波形変換器の出力
波形を示す波形図、同図(c)は光変調器の光出力波形
を示す波形図、同図(d)は変調出力光のアイパターン
を示す波形図である。
【0027】なお、図1に示した光変調器はInP系の
多重量子井戸(MQW:Multi Quantum Well)構造の電
界吸収型光変調器である。
【0028】まず、図1に示した光変調器1の構造につ
いて説明する。
【0029】図1において、(100)面方位のn−I
nP基板11上の全面には、n−InPバッファ層12
(膜厚0.8μm、キャリアー濃度1×1017cm-3
が積層され、その上の全面に入射光を吸収するMQW光
吸収層13(InGaAsP/InGaAsP8周期:
吸収端波長λg1=1.48μm、キャリアー濃度5×
1015cm-3)、及び光導波路(MQW光吸収層13)
の導波モードを調整するためのi−InPクラッド層1
4(膜厚:1600オングストローム)が順次積層され
ている。
【0030】また、i−InPクラッド層14の上部に
は入射光を水平方向に閉じ込めるためのp−InPクラ
ッド層15(膜厚:1.5μm、キャリアー濃度5×1
17cm-3)と、p−InPクラッド層15及び後述す
るp側電極との間のバッファ層となるp−InGaAs
キャップ層16(膜厚:0.2μm、キャリアー濃度1
×1019cm-3)とが順次積層され、さらにその上にC
r/Auからなるp側電極17が形成されている。
【0031】p側電極17にはパッド電極18が接続さ
れ、パッド電極18の下部には絶縁層となるポリイミド
膜19が形成されている。また、n−InP基板11の
裏面にはCr/Auからなるn側電極11aが形成され
ている。
【0032】なお、光の入射面及び変調光の出力面であ
る光変調器1の劈開端面には無反射コーティング膜が施
されている。
【0033】一方、駆動装置2は、変調信号であるパル
ス信号を出力する信号源21と、信号源21から出力さ
れた信号電圧波形を変形する電圧波形変換器22とによ
って構成され、電圧波形変換器22から出力された信号
は光変調器1のパッド電極18及びn側電極11a間に
印加される。
【0034】このような構成において、電界吸収型の光
変調器1は、そのPIN構造に対して逆方向電圧が印加
されることで、図9に示したような消光特性で光を出力
する。また、電圧波形変換器22は光変調器1の消光特
性の非線形性を補正するように信号電圧波形を変形す
る。
【0035】即ち、電圧波形変換器22は、光変調器1
の吸収損失(吸収量)αに対する印加電圧Vの関係α=
f(V)に対して、信号電圧V0 をV≒f-1(C・
0 )に変形する回路で構成されている(C:定数)。
【0036】このとき、図2(a)に示すように信号源
21からは線形な信号電圧波形が出力され、電圧波形変
換器22は信号源21から出力された信号電圧波形を光
変調器1の消光特性の非線形性を補正するように変形す
る(図2(b)参照)。したがって、光変調器1からは
信号電圧波形に対応した線形な変調光が出力され(図2
(c)参照)、図2(d)に示すように、変調出力光の
アイパターンのクロスポイントのずれが補正されて良好
なアイパターンを得ることができる。
【0037】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
について図3〜図5を参照して説明する。
【0038】図3は本発明の光変調器の駆動装置の第2
実施例の構成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜
視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。図
4は図3に示した光変調器の動作の様子を示す図であ
り、同図(a)は動作原理を説明するためのグラフ、同
図(b)は変調出力光のアイパターンを示す波形図、同
図(c)は変調出力光のアイパターンを示す波形図であ
る。また、図5は図3に示した光変調器の変調出力光の
アイパターンが改善される様子を示す図であり、同図
(a)は改善前の波形図、同図(b)は改善後の波形図
である。
【0039】なお、本実施例の光変調器は第1実施例と
同様にInP系多重量子井戸(MQW)構造の電界吸収
型光変調器であるため、その詳細な説明は省略する。
【0040】図3において、駆動装置3は、変調信号で
あるパルス信号を出力する信号源31と、信号源31か
ら出力された信号電圧を光変調器1の順方向電圧側にレ
ベルシフトさせるバイアスTee回路32とによって構
成される。バイアスTee回路32は、信号電圧のレベ
ルシフト量を決定するための直流電圧を出力する可変電
圧源321と、可変電圧源321から出力される直流成
分が信号源31に影響しないようにするためのコンデン
サCと、信号源31から出力される交流成分が可変電圧
源321に影響しないようにするためのインダクタンス
Lとによって構成され、バイアスTee回路32から出
力された信号は光変調器1のパッド電極及びn側電極間
に印加される。
【0041】このような構成において、バイアスTee
回路32の電圧レベルシフト量は光変調器1のビルトイ
ン電圧以内に制限される。これはビルトイン電圧以上の
電圧を光変調器1にバイアスすると光変調器1に順方向
電流が流れて、チャーピング等の問題が顕著になるおそ
れがあるからである。本実施例の光変調器1のビルトイ
ン電圧は0.7Vであり、図4(a)に示すように、バ
イアスTee回路32は信号電圧を光変調器1の順方向
電圧側に0.5Vだけバイアスする。
【0042】このようにすると、図4(b)に示すよう
に信号電圧の振幅中心(−0.5V)に対応する光変調
器1の光出力Pcが、最大光出力P1 (光がON時のパ
ワー)と最小光出力P0 (光がOFF時のパワー)のほ
ぼ中心の値になる。したがって、変調出力光のアイパタ
ーンのクロスポイントは信号電圧の振幅中心に対する光
出力とほぼ等しくなるため、クロスポイントのずれが補
正される。
【0043】一方、従来の駆動装置では、信号電圧の振
幅中心(−1.0V)に対する光出力のパワーPc’は
図4(c)に示すようにアイパターンの下方側(光のO
FF側)にずれた値になる。
【0044】したがって、図5に示すように、本実施例
の光変調器の駆動装置も第1実施例と同様に変調出力光
のアイパターンのクロスポイントのずれを補正すること
が可能になり、良好なアイパターンを得ることができ
る。また、このとき、バイアスTee回路32のような
簡単な構成で信号電圧をバイアスすることができる。
【0045】(第3実施例)次に、本発明の第3実施例
について図6を参照して説明する。
【0046】本実施例では、第1実施例または第2実施
例で示した光変調器及び駆動装置を搭載した光通信用の
光変調器モジュールについて説明する。
【0047】図6は図1及び図3に示した光変調器及び
駆動装置を搭載した光変調器モジュールの構成を示す平
面図である。
【0048】図6において、光通信用の光変調器モジュ
ー4は、光変調器42及び駆動装置43を固定するため
のサブマウント41を有し、サブマウント41上には第
1実施例または第2実施例で示した電界吸収型の光変調
器42が固定されている。また光変調器42の光軸上に
は非球面レンズ44を介して光ファイバー45が固定さ
れている。光変調器42の近傍には駆動装置43が固定
され、光変調器42のパッド電極及びn側電極とそれぞ
れ接続されている。
【0049】このような構成において、本実施例で示し
た光変調器モジュール4を用いれば良好な光出力アイパ
ターンを容易に作り出すことができる。
【0050】(第4実施例)次に、本発明の第4実施例
について図7を参照して説明する。
【0051】本実施例では、第3実施例で示した光変調
器モジュールを用いた光通信システムについて説明す
る。
【0052】図7は図6に示した光変調器モジュールを
用いた光通信システムの構成を示すブロック図である。
【0053】図7において、送信装置5は、光変調器モ
ジュール52に光を入力するための光源51と、光変調
器モジュール52及び光源51にそれぞれ電力を供給す
るための駆動部53とを有している。
【0054】一方、受信装置6は光信号を受信する受光
部61を有し、送信装置5の光変調器モジュール52と
受信装置6の受光部61は光ファイバー7によって接続
される。
【0055】このような構成において、光源51から出
力された光は、光変調器モジュール52で変調光に変換
され、光ファイバー7を通って受光部61に入力され
る。
【0056】(第5実施例)次に、本発明の第5実施例
について図8を参照して説明する。
【0057】本実施例では、電界吸収型光変調器とDF
Bレーザとを同一の基板上に形成した変調器集積化光源
について説明する。
【0058】図8は図1及び図3に示した光変調器とD
FBレーザとを搭載した変調器集積化光源の構成を示す
斜視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。
【0059】まず、図8に示した変調器集積化光源の構
造について説明する。
【0060】図8において、(100)面方位のn−I
nP基板81上には、光源となるDFBレーザ部8と、
DFBレーザ部8から出力されたレーザ光を変調する光
変調部9とが形成される。
【0061】n−InP基板81のうち、DFBレーザ
部8となる部位の上面近傍には出力するレーザ光の波長
を決定する回折格子81aが形成され、n−InP基板
81上には、n−InPバッファ層82(膜厚0.8μ
m、キャリアー濃度1×10 17cm-3)が積層されてい
る。n−InPバッファ層82の上部には、入射光を水
平方向に閉じ込めるためのn−InPクラッド層83
(膜厚700オングストローム、キャリアー濃度1×1
17cm-3)、光を出力するMQW活性層84(InG
aAsP/InGaAsP8周期)、及び光波を水平方
向に閉じ込めるためのp−InPクラッド層85(膜
厚:1600オングストローム、キャリアー濃度5×1
17cm-3)が順次積層され、n−InPクラッド層8
3、MQW活性層84、及びp−InPクラッド層85
は、pクラッド層86(膜厚1.6μm、キャリアー濃
度5×1017cm-3)によって覆われている。また、p
クラッド層86の上部にはp−InGaAsキャップ層
87(膜厚:0.25μm、キャリアー濃度1×1019
cm-3)が形成され、pクラッド層86を除くp−In
GaAsキャップ層87の下部には第1のポリイミド膜
89が形成されている。ここで、MQW活性層84は、
選択MOVPE(metal organic vapor phaseepitaxy
)バンドギャップ制御技術により、回折格子81bが
形成された領域の上に波長組成が1.55μmになるよ
うに形成され、このことによって光源であるDFBレー
ザ部8が形成される。また、回折格子81bが形成され
た領域以外では波長組成が1.49μmになるように形
成され、これがMQW光吸収層として機能することで光
変調器部9となる。
【0062】DFBレーザ部8のp−InGaAsキャ
ップ層87の上には、Cr/Auからなる第1のp側電
極88が形成され、同様に光変調器部9のp−InGa
Asキャップ層の上部には第2のp側電極97が形成さ
れている。また、第2のp側電極97にはパッド電極9
8が接続され、パッド電極98の下部には第2のポリイ
ミド膜99が形成されている。さらに、n−InP基板
81裏面にはCr/Auからなるn側電極91が形成さ
れている。
【0063】なお、変調光の出力面及びその反対側の面
である変調器集積化光源10の劈開端面には無反射コー
ティング膜が施されている。
【0064】このような構成において、第1のp側電極
88とn側電極91の間に直流電圧を印加することによ
り、DFBレーザ部8からは連続発振するレーザ光が得
られ、レーザ光は光変調器部9に入射される。
【0065】一方、駆動装置2は、第1実施例と同様に
変調信号であるパルス信号を出力する信号源21と、信
号源21から出力された信号を変形する電圧波形変換器
22とによって構成され、電圧波形変換器22から出力
された信号は変調器集積化光源10のパッド電極98及
びn側電極91間に印加される。
【0066】したがって、第1実施例と同様に、電圧波
形変換器22が光変調器部9の消光特性の非線形性を補
正するように信号電圧を変形することで、電界吸収型の
光変調器部9の消光特性の非線形性が補正され、変調出
力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補正され
て良好なアイパターンを得ることができる。なお、駆動
装置は、第2実施例と同様にバイアスTee回路を有す
る構成であってもよく、この場合も第2実施例と同様に
変調出力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補
正され、良好なアイパターンを得ることができる。
【0067】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
【0068】
【0069】入力された信号の電圧レベルを、PIN構
造に対する順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフ
トさせるレベルシフト回路を有することで、変調出力光
のアイパターンのクロスポイントのずれが補正され、良
好なアイパターンを得ることができる。
【0070】さらに、レベルシフト回路をバイアスTe
e回路とすることで、簡便な手段で変調出力光のアイパ
ターンのクロスポイントのずれを補正することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光変調器の駆動装置の第1実施例の構
成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜視図、及び
駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示した光変調器の駆動装置の動作の様子
を示す図であり、同図(a)は電圧波形変換器の入力波
形を示す波形図、同図(b)は電圧波形変換器の出力波
形を示す波形図、同図(c)は光変調器の光出力波形を
示す波形図、同図(d)は変調出力光のアイパターンを
示す波形図である。
【図3】本発明の光変調器の駆動装置の第2実施例の構
成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜視図、及び
駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示した光変調器の動作の様子を示す図で
あり、同図(a)は動作原理を説明するための光変調器
の消光特性を示すグラフ、同図(b)は変調出力光のア
イパターンを示す波形図、同図(c)は変調出力光のア
イパターンを示す波形図である。
【図5】図3に示した光変調器の変調出力光のアイパタ
ーンが改善される様子を示す図であり、同図(a)は改
善前の波形図、同図(b)は改善後の波形図である。
【図6】図1及び図3に示した光変調器及び駆動装置を
搭載した光変調器モジュールの構成を示す平面図であ
る。
【図7】図6に示した光変調器モジュールを用いた光通
信システムの構成を示すブロック図である。
【図8】図8は図1及び図3に示した光変調器とDFB
レーザとを形成した変調器集積化光源の構成を示す斜視
図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図9】電界吸収型の光変調器の印加電圧に対する光出
力の関係を示す消光特性のグラフである。
【図10】光変調器から出力される従来の変調出力光の
アイパターンを示す波形図である。
【符号の説明】
1、42 光変調器 2、3、43 駆動装置 4、52 光変調器モジュール 5 送信装置 6 受信装置 7、45 光ファイバー 8 DFBレーザ部 9 光変調器部 10 変調器集積化光源 11、81 n−InP基板 11a、91 n側電極 12、82 n−InPバッファ層 13、84 MQW光吸収層 14 i−InPクラッド層 15、85 p−InPクラッド層 16、87 p−InGaAsキャップ層 17 p側電極 18、98 パッド電極 19 ポリイミド膜 21、31 信号源 22、32 電圧波形変換器 41 サブマウント 44 非球面レンズ 51 光源 53 駆動部 61 受光部 81a 回折格子 83 n−InPクラッド層 86 pクラッド層 88 第1のp側電極 89 第1のポリイミド膜 97 第2のp側電極 99 第2のポリイミド膜 321 可変電圧源

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、少なくともn型半導体
    からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
    他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
    を前記光吸収層に閉じ込めるためのp型半導体からなる
    クラッド層が順次積層されたPIN構造を有し、前記P
    IN構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
    層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器の駆動
    装置であって、 入力された信号の電圧レベルを、前記PIN構造に対す
    る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
    レベルシフト回路を有する光変調器の駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
    る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
    する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
    と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
    影響しないようにするためのインダクタンスと、 を有するバイアスTee回路である請求項1記載の光変
    調器の駆動装置。
  3. 【請求項3】 半導体基板上に、少なくともn型半導体
    からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
    他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
    を前記光吸収層に閉じ込めるためのp型半導体からなる
    クラッド層が順次積層されたPIN構造を有し、前記P
    IN構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
    層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、 前記光吸収層の一端に光波を入射させるための第1の集
    光手段と、 前記光吸収層の他端から出力される光波を光伝送路に入
    射させるための第2の集光手段と、 入力された信号の電圧レベルを、前記PIN構造に対す
    る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
    レベルシフト回路と、 を有する光通信モジュール。
  4. 【請求項4】 前記レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
    る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
    する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
    と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
    影響しないようにするためのインダクタンスと、 を有するバイアスTee回路である請求項3記載の
    信モジュール
  5. 【請求項5】 請求項3または4記載の光通信モジュー
    ルを有する送信装置と、 前記送信装置から出力される光波を伝送するための光伝
    送路と、 該光波を受光して信号を再生する受信装置と、 を有する光通信システム。
  6. 【請求項6】 半導体基板上に、少なくともn型半導体
    からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
    他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
    を前記光吸収層に閉じ込めるためのp型半導体からなる
    クラッド層が順次積層されたPIN構造を有し、前記P
    IN構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
    層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、 前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入射され
    る光波の光源である半導体レーザと、 を有する変調器集積化光源の駆動装置であって、 入力された信号の電圧レベルを、前記PIN構造に対す
    る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
    レベルシフト回路を有する変調器集積化光源の駆動装
    置。
  7. 【請求項7】 前記レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
    る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
    する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
    と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
    影響しないようにするためのインダクタンスと、 を有するバイアスTee回路である請求項6記載の変調
    器集積化光源の駆動装置。
  8. 【請求項8】 半導体基板上に、少なくともn型半導体
    からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
    他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
    を前記光吸収層に閉じ込めるためのp型半導体からなる
    クラッド層が順次積層されたPIN構造を有し、前記P
    IN構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
    層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器、 並びに前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入
    射される光波の光源である半導体レーザ、 を有する変調器集積化光源と、 前記光吸収層の他端から出力される光波を光伝送路に入
    射させるための集光手段と、 入力された信号の電圧レベルを、前記PIN構造に対す
    る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
    レベルシフト回路と、 を有する光通信モジュール。
  9. 【請求項9】 前記レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
    る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
    する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
    と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
    影響しないようにするためのインダクタンスと、 を有するバイアスTee回路である請求項8記載の
    信モジュール
  10. 【請求項10】 請求項8または9記載の光通信モジュ
    ールを有する送信装置と、 前記送信装置から出力される光波を伝送するための光伝
    送路と、 該光波を受光して信号を再生する受信装置と、 を有する光通信システム。
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