JP5515927B2 - 半導体光素子 - Google Patents
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Description
以下では、本発明に係る半導体光素子の一実施形態として、マッハツェンダー型光変調素子について説明する。図1を参照すると、本実施形態のマッハツェンダー型光変調素子1Aは、2本の光導波路10,20と、入射側分波器30と、出射側合波器40と、2つの上部電極50,60と、を備えている。光導波路10,20、入射側分波器30及び出射側合波器40は、図2に示された共通のn型半導体基板2の主面2a上に形成されている。n型半導体基板2としては、例えばn型InP基板が好適である。マッハツェンダー型光変調素子1Aは、n型半導体基板2の裏面2b上に形成された下部電極70を更に備えている(図2〜4参照)。
次に、本発明に係る半導体光素子の第2実施形態として、別のマッハツェンダー型光変調素子について説明する。図8を参照すると、本実施形態のマッハツェンダー型光変調素子1Bは、2本の光導波路10B,20Bと、入射側分波器30Bと、出射側合波器40Bと、2つの上部電極50,60と、を備えている。光導波路10B,20B、入射側分波器30B及び出射側合波器40Bは、図9に示された共通のn型半導体基板2の主面2a上に形成されている。マッハツェンダー型光変調素子1Bは、n型半導体基板2の裏面2b上に形成された下部電極70を更に備えている(図9参照)。
次に、本発明に係る半導体光素子の第3実施形態として、別のマッハツェンダー型光変調素子について説明する。図10を参照すると、本実施形態のマッハツェンダー型光変調素子1Cは、2本の光導波路10C,20Cと、入射側分波器30Cと、出射側合波器40Cと、2つの上部電極50,60と、を備えている。光導波路10C,20C、入射側分波器30C及び出射側合波器40Cは、図11に示された共通のn型半導体基板2の主面2a上に形成されている。マッハツェンダー型光変調素子1Cは、n型半導体基板2の裏面2b上に形成された下部電極70を更に備えている(図11参照)。
Claims (4)
- 光導波方向に順に配列された第1、第2及び第3の領域を含む第1の光導波路と、
光導波方向に順に配列された第4、第5及び第6の領域を含む第2の光導波路と、
前記第1及び第2の光導波路の一端に結合されており、入射光を前記第1及び第2の光導波路それぞれに分波する入射側分波器と、
前記第1及び第2の光導波路の他端に結合されており、前記第1及び第2の光導波路それぞれを伝搬した光を合波する出射側合波器と、
前記第1の光導波路の前記第2の領域上に設けられた第1の電極と、
前記第2の光導波路の前記第5の領域上に設けられた第2の電極と、
を備え、
前記第1の光導波路の前記第1、第2及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4、第5及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器は、
半導体基板上に設けられておりn型半導体からなる第1のクラッド層と、
前記第1のクラッド層上に設けられておりアンドープ半導体からなるコア層と、
を有し、
前記第1の光導波路の前記第2の領域及び前記第2の光導波路の前記第5の領域は、
前記コア層上に設けられておりp型半導体又は半絶縁半導体からなる中間半導体層と、
前記中間半導体層上に設けられておりn型半導体からなる第2のクラッド層と、
を有し、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器は、前記コア層上に設けられた第3のクラッド層を有し、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の前記第3のクラッド層のうちの少なくとも一つの第3のクラッド層は、
前記コア層上に配置された第1のクラッド領域と、
前記第1のクラッド領域上に配置された第2のクラッド領域と、
を含み、
前記第2のクラッド領域は半絶縁半導体からなり、
前記第1のクラッド領域はアンドープ半導体又はn型半導体からなり、
前記第2のクラッド領域は、前記第2のクラッド領域が含まれる前記第1の導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の全体にわたっている、
ことを特徴とする半導体光素子。 - 光導波方向に順に配列された第1、第2及び第3の領域を含む第1の光導波路と、
光導波方向に順に配列された第4、第5及び第6の領域を含む第2の光導波路と、
前記第1及び第2の光導波路の一端に結合されており、入射光を前記第1及び第2の光導波路それぞれに分波する入射側分波器と、
前記第1及び第2の光導波路の他端に結合されており、前記第1及び第2の光導波路それぞれを伝搬した光を合波する出射側合波器と、
前記第1の光導波路の前記第2の領域上に設けられた第1の電極と、
前記第2の光導波路の前記第5の領域上に設けられた第2の電極と、
を備え、
前記第1の光導波路の前記第1、第2及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4、第5及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器は、
半導体基板上に設けられておりn型半導体からなる第1のクラッド層と、
前記第1のクラッド層上に設けられておりアンドープ半導体からなるコア層と、
を有し、
前記第1の光導波路の前記第2の領域及び前記第2の光導波路の前記第5の領域は、
前記コア層上に設けられておりp型半導体又は半絶縁半導体からなる中間半導体層と、
前記中間半導体層上に設けられておりn型半導体からなる第2のクラッド層と、
を有し、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器は、前記コア層上に設けられた第3のクラッド層を有し、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の前記第3のクラッド層のうちの少なくとも一つの第3のクラッド層は、
前記コア層上に配置された第1のクラッド領域と、
前記第1のクラッド領域上に配置された第2のクラッド領域と、
を含み、
前記第2のクラッド領域は半絶縁半導体からなり、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の前記第3のクラッド層のうちの一部の第3のクラッド層は、前記光導波方向に配列された複数の半導体領域からなり、
前記複数の半導体領域のうちの一部の半導体領域は、半絶縁半導体からなり、
前記複数の半導体領域のうちの他の半導体領域は、アンドープ半導体又はn型半導体からなり、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の前記第3のクラッド層のうち他の第3のクラッド層は、アンドープ半導体又はn型半導体からなる、
ことを特徴とする半導体光素子。 - 光導波方向に順に配列された第1、第2及び第3の領域を含む第1の光導波路と、
光導波方向に順に配列された第4、第5及び第6の領域を含む第2の光導波路と、
前記第1及び第2の光導波路の一端に結合されており、入射光を前記第1及び第2の光導波路それぞれに分波する入射側分波器と、
前記第1及び第2の光導波路の他端に結合されており、前記第1及び第2の光導波路それぞれを伝搬した光を合波する出射側合波器と、
前記第1の光導波路の前記第2の領域上に設けられた第1の電極と、
前記第2の光導波路の前記第5の領域上に設けられた第2の電極と、
を備え、
前記第1の光導波路の前記第1、第2及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4、第5及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器は、
半導体基板上に設けられておりn型半導体からなる第1のクラッド層と、
前記第1のクラッド層上に設けられておりアンドープ半導体からなるコア層と、
を有し、
前記第1の光導波路の前記第2の領域及び前記第2の光導波路の前記第5の領域は、
前記コア層上に設けられておりp型半導体又は半絶縁半導体からなる中間半導体層と、
前記中間半導体層上に設けられておりn型半導体からなる第2のクラッド層と、
を有し、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器は、前記コア層上に設けられた第3のクラッド層を有し、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の前記第3のクラッド層のうちの少なくとも一つの第3のクラッド層は、
前記コア層上に配置された第1のクラッド領域と、
前記第1のクラッド領域上に配置された第2のクラッド領域と、
を含み、
前記第2のクラッド領域は半絶縁半導体からなり、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の前記第3のクラッド層のうちの一部の第3のクラッド層は、前記光導波方向に配列された複数の半導体領域からなり、
前記複数の半導体領域のうちの一部の半導体領域は、前記第1のクラッド領域と前記第2のクラッド領域とを含み、
前記第1のクラッド領域はアンドープ半導体又はn型半導体からなり、
前記複数の半導体領域のうちの他の半導体領域は、アンドープ半導体又はn型半導体からなり、
前記第1の光導波路の前記第1及び第3の領域、前記第2の光導波路の前記第4及び第6の領域、前記入射側分波器、並びに前記出射側合波器の前記第3のクラッド層のうちの他の第3のクラッド層は、アンドープ半導体又はn型半導体からなる、
ことを特徴とする半導体光素子。 - 前記半絶縁半導体は、遷移金属元素がドープされたIII−V族化合物半導体であり、
前記遷移金属元素は、Fe、Ti、Cr及びCoのうちの何れかであり、
前記III−V族化合物半導体は、InP、GaInAsP、AlGaInAs及びAlInAsのうちの何れかである、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の半導体光素子。
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