JP5573309B2 - マッハツェンダー型光変調素子 - Google Patents
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Description
外部から付与された電気信号電圧に応じて光を変調する光変調器は、光通信システムや光情報処理システムを構成する上での必須のコンポーネントの一つであり、近年その需要が急増している。中でもマッハツェンダー型の光変調器は、40Gbps超といった極めて高速な変調が可能であることに加え、動作条件を適宜調整することにより、波長のチャープ量を正から負に至る広範な範囲で任意に設定でき、個々の伝送毎に最適なチャープ量を選択できることから、今後の超高速かつ大容量通信のための変調器として有望である。特に、半導体によって構成されるマッハツェンダー型光変調素子は、小型かつ低消費電力であり、レーザダイオードといった他の半導体光素子とのモノリシック集積による多機能化も可能であることから、今後大きな需要が見込まれる素子である。以下、このようなマッハツェンダー型光変調素子について説明する。
あるいは、高反射膜HRとして、酸化珪素、窒化珪素、または酸化アルミニウムなどの低屈折率誘電体膜と、半導体膜である高屈折率の非晶質珪素膜と、を交互に積層した多層膜を用いてもよい。あるいは、高反射膜HRとして、例えば金等の高反射率を有する金属膜などを用いてもよい。高反射膜HRに適用可能なこれらの膜は、蒸着装置、スパッタ装置、またはCVD装置などを用いて容易に成膜できる。また、99%以上の高反射率を実現できるように、高反射膜HRの膜構造を最適化することが好ましい。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例1について説明する。図4は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例1を示す平面図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例2について説明する。図5は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例2を示す平面図である。図6は、図5に示したマッハツェンダー型光変調素子のVI−VI線に沿った断面を示す図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例3について説明する。図7は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例3を示す平面図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例4について説明する。図8は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例4を示す平面図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例5について説明する。図9は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例5を示す平面図である。図10は、図9に示したマッハツェンダー型光変調素子のX−X線に沿った断面を示す図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例6について説明する。図11は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例6を示す平面図である。図12は、図11及び図13に示したマッハツェンダー型光変調素子のXII−XII線に沿った断面を示す図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例7について説明する。図13は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例7を示す平面図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例8について説明する。図14は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例8を示す平面図である。
以下、上述したマッハツェンダー型光変調素子1Aの変形例9について説明する。図15は、マッハツェンダー型光変調素子の変形例9を示す平面図である。図16は、図15に示したマッハツェンダー型光変調素子のXVI−XVI線に沿った断面を示す図である。
Claims (6)
- マッハツェンダー型光変調素子であって、
半導体基板と、
該半導体基板上に設けられ、導波光を反射する反射部と、
該半導体基板上に設けられ、導波光を合分波する光合分波器と、
該半導体基板上に設けられ、前記光合分波器まで延在する第一及び第二光導波路と、
該半導体基板上に設けられ、前記光合分波器から前記反射部まで延在する第三及び第四光導波路と、
前記第三及び第四光導波路の少なくとも一方の屈折率を変化させることにより光の位相を制御する位相制御部と、を備え、
前記位相制御部は、
前記第三及び第四光導波路の一部を各々構成し、前記半導体基板上に設けられた下部クラッド層、該下部クラッド層上に設けられたコア層、及び該コア層上に設けられた上部クラッド層を各々含む第一及び第二光導波路構造と、
前記第一及び第二光導波路構造の上に各々設けられた上部電極と、を備え、
前記反射部は、分布ブラッグ反射部であり、
前記分布ブラッグ反射部は、光導波方向において、複数の半導体部と、複数の誘電体部とが交互に並んだ構造を有し、
前記半導体部は、前記第三及び第四光導波路の一部を各々構成し、前記半導体基板上に設けられた下部クラッド層、該下部クラッド層上に設けられたコア層、及び該コア層上に設けられた上部クラッド層を各々含む第七及び第八光導波路構造を備え、
前記誘電体部は誘電体からなり、
前記第三光導波路の各半導体部と前記第四光導波路の各半導体部とが一体形成されている、マッハツェンダー型光変調素子。 - 一体形成された各半導体部が、前記第三及び第四光導波路の外側にはみ出している、請求項1に記載のマッハツェンダー型光変調素子。
- 前記位相制御部と前記光合分波器との間に設けられ、前記第三及び第四光導波路の少なくとも一方の屈折率を変化させることにより光の位相を調整する位相調整部を更に含み、
前記位相調整部は、
前記第三及び第四光導波路の一部を各々構成し、前記半導体基板上に設けられた下部クラッド層、該下部クラッド層上に設けられたコア層、及び該コア層上に設けられた上部クラッド層を各々含む第三及び第四光導波路構造と、
前記第三及び第四光導波路構造の上に各々設けられた上部電極と、を備える、請求項1または2に記載のマッハツェンダー型光変調素子。 - 前記半導体基板上に設けられ、前記第一及び第二光導波路のいずれか一方へ導波光を入力するための光源を更に備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のマッハツェンダー型光変調素子。
- 光を透過する第一端面を有し、
前記第一端面は、前記第一、第二、第三、及び第四光導波路の光導波方向と交差する方向に配置されており、
前記第一端面には、導波光の反射を防ぐ低反射膜が設けられ、
前記第一及び第二光導波路は、前記第一端面から前記光合分波器まで延在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のマッハツェンダー型光変調素子。 - 前記光合分波器は、2入力2出力の多モード干渉型の光合分波器である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のマッハツェンダー型光変調素子。
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