JP5144608B2 - 光変調器 - Google Patents
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下部電極層と、前記下部電極層上に形成された光変調層と、前記光変調層上に形成されたキャリアバリア層と、前記キャリアバリア層上に形成された上部電極層とを含む導波路構造が設けられ、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されて分離溝が形成されて、前記下部電極層への電圧の印加により光変調を行う導波路構造の活性領域と、導波路構造の非活性領域が形成された光変調器であって、
前記導波路構造の活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある層の少なくとも一部の厚さが導波路内光伝搬方向にて、徐々に薄くなる第1の傾斜部と、
前記第1の傾斜部に対向し、前記導波路構造の非活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある層の少なくとも一部の厚さが徐々に厚くなる第2の傾斜部とを具備する
ことを特徴とする。
下部電極層と、前記下部電極層上に形成された光変調層と、前記光変調層上に形成されたキャリアバリア層と、前記キャリアバリア層上に形成された上部電極層とを含む導波路構造が設けられ、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されて分離溝が形成されて、前記下部電極層への電圧の印加により光変調を行う導波路構造の活性領域と、導波路構造の非活性領域が形成された光変調器であって、
前記導波路構造の活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されることで波長よりも短いスリットが設けられ、導波路内光伝搬方向に、スリット間隔が徐々に狭くなる第1のスリット幅変更領域と、
前記第1のスリット幅変更領域に対向し、前記導波路構造の非活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されることで波長よりも短いスリットが設けられ、スリット間隔が徐々に広くなる第2のスリット幅変更領域とを具備する
ことを特徴とする。
本実施例に係る光変調器10は、図1に示すように、化合物半導体基板としてInP基板(図示せず)上に、下部電極層11と、この下部電極層11の上部に形成される光変調層12と、この光変調層12の上部に形成されるバッファ層13と、このバッファ層13の上部に形成されるキャリアバリア層14と、このキャリアバリア層14の上部に形成される上部電極層15とを含む半導体多層膜により構成される導波路構造16を有する。
層構造として、先に示した図15に示すように、基板501側より、n型電極層502、n型クラッド層504、低濃度クラッド層505、下部中間層513、コア層506、上部中間層514、低濃度クラッド層508、p型クラッド層509、n型クラッド層510、n型電極層511を有する。
図2(b)に示される分離溝外フィールドは、上下においてフィールドが対称であるが、図2(c)に示すように、分離溝内部では、フィールドが下に偏った形状となる。つまり、これらのフィールド形状が異なるため、モードフィールド不整合により損失が発生することが分かる。
従来のスポットサイズ変換器は、光フィールドの変換は行えるが、電気的分離は行えない。つまり、本実施例では、電気的分離が行えるように、キャリアバリア層の上層の少なくとも一部を除去し、十分に電気的に分離できる抵抗を確保できるものであり、従来のスポットサイズ変換器とは異なる。
本実施例では、実施例1で計算した構造を有する一段のMZI構造を実際に作製し、評価を行った。また同時に比較のために、従来構造の分離溝を有するデバイスの作製、評価も行った。
まず、半絶縁性のInP基板をクリーニングした後、MOPVE装置を用いて、n型電極層、n型クラッド層、低濃度クラッド層、下部中間層、コア層、上部中間層、低濃度クラッド層、p型クラッド層、n型クラッド層、n型電極層を成長させた。それぞれの層厚は、n型クラッド層を0.5μmとし、低濃度クラッド層を1.5μmとし、下部中間層を0.1μmとし、コア層を0.2μmとし、上部中間層を0.1μmとし、低濃度クラッド層を0.3μmとし、p型クラッド層を0.1μmとし、n型クラッド層を1.0μmとした。
wg1は活性部導波路幅を示し、wg2は非活性部導波路幅を示し、徐々に狭くなる形状のwts1およびwte1は、第1のテーパ部のテーパ始点およびテーパ終点幅をそれぞれ示す。gapは対向するテーパ先端間の距離、徐々に広くなる形状のwte2及びwts2は第2のテーパ部のテーパ始点およびテーパ終点幅を示す。
上述した第1,第2の実施例ではテーパ部の形状が三角形であり、かつp層より上のテーパ部の厚さが一定である場合について述べた。本実施例では厚さが徐々に変わる傾斜部を具備する光変調器を作製し評価を実施した。
上述した第1,第2の実施例ではテーパ部分の形状が三角形であり、かつp層より上のテーパ部の厚さが一定である場合について述べ、第3の実施例では、膜厚方向に変化する場合について述べた。本実施例ではテーパ部の代わりに複数のスリットを設けた光変調器を作製し評価を実施した。
11 下部電極層
12 コア部
13 バッファ層
14 キャリアバリア層
15 上部電極層
16 導波路
17,37,47 分離溝
18 第1のテーパ部
19 第2のテーパ部
38 第1の傾斜部
39 第2の傾斜部
48 第1のスリット幅変更領域
49 第2のスリット幅変更領域
Claims (2)
- 下部電極層と、前記下部電極層上に形成された光変調層と、前記光変調層上に形成されたキャリアバリア層と、前記キャリアバリア層上に形成された上部電極層とを含む導波路構造が設けられ、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されて分離溝が形成されて、前記下部電極層への電圧の印加により光変調を行う導波路構造の活性領域と、導波路構造の非活性領域が形成された光変調器であって、
前記導波路構造の活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある層の少なくとも一部の厚さが導波路内光伝搬方向にて、徐々に薄くなる第1の傾斜部と、
前記第1の傾斜部に対向し、前記導波路構造の非活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある層の少なくとも一部の厚さが徐々に厚くなる第2の傾斜部とを具備する
ことを特徴とする光変調器。 - 下部電極層と、前記下部電極層上に形成された光変調層と、前記光変調層上に形成されたキャリアバリア層と、前記キャリアバリア層上に形成された上部電極層とを含む導波路構造が設けられ、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されて分離溝が形成されて、前記下部電極層への電圧の印加により光変調を行う導波路構造の活性領域と、導波路構造の非活性領域が形成された光変調器であって、
前記導波路構造の活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されることで波長よりも短いスリットが設けられ、導波路内光伝搬方向に、スリット間隔が徐々に狭くなる第1のスリット幅変更領域と、
前記第1のスリット幅変更領域に対向し、前記導波路構造の非活性領域に接続して形成され、前記キャリアバリア層より上層にある少なくとも一部が除去されることで波長よりも短いスリットが設けられ、スリット間隔が徐々に広くなる第2のスリット幅変更領域とを具備する
ことを特徴とする光変調器。
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