JP5770719B2 - 効率、及びチャープの制御が改善したシリコン型光変調素子 - Google Patents
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Description
本出願は2009年6月12日提出の米国仮特許出願第61/186,693号の優先権及び利益を主張し、引用によって本明細書中に取り込まれている。
として規定でき、零、正、又は負の数値を呈しうる。いくつかの用途においては、分散の範囲が限定される前に、光ファイバといった分散性媒質に沿って信号の伝送距離を延ばすべく負のチャープの量が少ない(すなわち、負のアルファパラメータが少ない)ことが所望される。
は残余の領域の対、すなわちSOI領域3−Lと多結晶シリコン領域2−Rとに印加される。従って、この構造においてはVdd−Vssの全電圧振幅はアーム12及び14の両端に印加される。従って、Vddが1.3Vであり、かつVssが0.0Vである(これらの電圧が従来の標準的な電気駆動回路構成と関連する)場合、各々の変調デバイス1−L及び1−Rの両端での電圧は±1.3Vとなる。このクロスカップリング型構成は比較的低い正味等価静電容量を示し、デバイスの帯域幅について好都合である。
はSOI領域3−Rに対する入力として印加される。この構造は次いで、光変調素子100の各々のアーム12及び14の両端で(Vcom−Vdd)及び(Vcom−Vss)の電圧をかける(図7(a)参照)。例示的な一構成においては、電圧はVcomが+2.2V、Vssが0.0であり、かつVddが+1.3であり、ひいては変調デバイス1−L及び1−Rの両端での電圧は0.9V又は2.2Vのいずれかである。
は多結晶シリコン領域2−Rに連結される。図7(b)は概略的なこの相補形態の型を示し、SOI領域3−L及び3−Rでの負のバイアス電圧によって更に、変調機能の動作がデバイスの蓄積領域に遷移する。Vcomが−0.9Vであり、Vdd及びVssが図6(a)に関連づけて上述したのと同一の数値である場合に、変調デバイス1−L及び1−R電圧の両端での電圧振幅は更に、0.9V又は2.2Vのいずれかである。
Claims (12)
- シリコン型光変調素子であって:
持続波光信号の入射に応答する光導波路型の入力分配器と;
第1及び第2の光導波路アームであって、第1及び第2の光導波路アームが前記光導波路型の入力分配器からの別個の出力部に連結され、第1及び第2の光導波路アームが:
第1の導電型のドーパントがある第1のシリコン領域と;
第2の導電型のドーパントがある第2のシリコン領域と;
からなるシリコン型変調デバイスを具え、電気変調したデータ信号が変調した光信号を生成するために第1及び第2の光導波路アームを伝って前記シリコン型変調デバイスに印加される、第1及び第2の光導波路アームと;
別個に変調した光信号を結合し、かつ光変調した出力信号を生成するために前記第1及び第2の光導波路アームの出力部に連結した光導波路型の出力結合器と;
を具え、
前記第1の光導波路アームの前記第1のシリコン領域が前記電気変調したデータ信号を受信し、前記第2の光導波路アームの前記第1のシリコン領域がその相補形を受信し、かつ、前記シリコン型変調デバイスが蓄積領域でのみ動作するよう選択した所定のバイアス電圧で、前記第1及び第2の光導波路アームの前記第2のシリコン領域が保持されることを特徴とするシリコン型光変調素子。 - 請求項1に記載のシリコン型光変調素子において、前記第1及び第2の光導波路アームの前記第2のシリコン領域が同一の前記所定のバイアス電圧で保持され、前記所定のバイアス電圧が前記第1及び第2の光導波路アームの前記第1のシリコン領域に供給される供給電圧とは異なることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項2に記載のシリコン型光変調素子において、前記光変調した出力信号におけるチャープの量を調節するように前記所定のバイアス電圧が調整可能であることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項2に記載のシリコン型光変調素子において、前記光変調した出力信号における光変調振幅を調節するように前記所定のバイアス電圧が調整可能であることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項2に記載のシリコン型光変調素子において、前記光変調した出力信号における消光比を調節するように前記所定のバイアス電圧が調整可能であることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項2に記載のシリコン型光変調素子において、該シリコン型光変調素子が、前記所定のバイアス電圧と前記電気変調したデータ信号との間に分離のために配置されたバイパスコンデンサーを更に具えることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項1に記載のシリコン型光変調素子において、前記第1及び第2の光導波路アームの前記第2のシリコン領域が所定の別個のバイアス電圧で保持されることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項7に記載のシリコン型光変調素子において、前記第1及び第2の光導波路アームの前記第2のシリコン領域に印加した前記所定の別個のバイアス電圧が、別個に調整可能であることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項1に記載のシリコン型光変調素子において、各々のシリコン型変調デバイスが:
シリコン基板を覆った絶縁層にわたって配置したシリコン導波路型のSOI層と;
当該SOI層の上面部にわたって形成した薄いゲート誘電体層と;
前記SOI層で重畳領域を形成するために、前記薄いゲート誘電体層の一部の上方に配置した多結晶シリコン層と;
を含む絶縁体上シリコン(SOI)型変調素子を具え、前記重畳領域が、伝播する光信号の変調を支持するように前記シリコン型変調デバイスの活性領域を規定することを特徴とするシリコン型光変調素子。 - 請求項9に記載のシリコン型光変調素子において、各々の変調デバイスの前記多結晶シリコン層が前記第1のシリコン領域として規定され、各々の変調デバイスのSOI層が前記第2のシリコン領域として規定されることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項9に記載のシリコン型光変調素子において、各々の変調デバイスのSOI層が前記第1のシリコン領域として規定され、各々の変調デバイスの多結晶シリコン層が前記第2のシリコン領域として規定されることを特徴とするシリコン型光変調素子。
- 請求項9に記載のシリコン型光変調素子において、前記薄いゲート誘電体層が、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化カリウム、酸化ビスマス、及び酸化ハフニウムからなる群から選択される材料を含むことを特徴とするシリコン型光変調素子。
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