JP6106071B2 - Polarization control element - Google Patents

Polarization control element Download PDF

Info

Publication number
JP6106071B2
JP6106071B2 JP2013252408A JP2013252408A JP6106071B2 JP 6106071 B2 JP6106071 B2 JP 6106071B2 JP 2013252408 A JP2013252408 A JP 2013252408A JP 2013252408 A JP2013252408 A JP 2013252408A JP 6106071 B2 JP6106071 B2 JP 6106071B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
polarization control
control element
core layer
cladding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013252408A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015108777A (en
Inventor
義弘 小木曽
義弘 小木曽
泰彦 中西
泰彦 中西
田野辺 博正
博正 田野辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2013252408A priority Critical patent/JP6106071B2/en
Publication of JP2015108777A publication Critical patent/JP2015108777A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6106071B2 publication Critical patent/JP6106071B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、偏波制御素子に関し、より詳細には、高速かつ広波長帯域動作可能な偏波制御素子に関する。   The present invention relates to a polarization control element, and more particularly to a polarization control element capable of operating at a high speed and in a wide wavelength band.

光通信システムの大容量化に伴い、高度な光変調方式に対応した高速光変調器が求められている。特に、デジタルコヒーレント技術を用いた多値光変調器は、100Gbpsを超える大容量トランシーバ実現に大きな役割を果たしている。これら多値光変調器では、光の振幅及び位相にそれぞれ独立の信号を付加させるべく、マッハ・ツェンダー干渉型のゼロチャープ駆動が可能な光変調器(以下、MZMとする)が並列多段に内蔵されている。   With the increase in capacity of optical communication systems, high-speed optical modulators that are compatible with advanced optical modulation schemes are being demanded. In particular, multi-level optical modulators using digital coherent technology play a major role in realizing large capacity transceivers exceeding 100 Gbps. In these multilevel optical modulators, optical modulators (hereinafter referred to as MZM) capable of Mach-Zehnder interference type zero chirp drive are incorporated in parallel multistages in order to add independent signals to the amplitude and phase of light. ing.

ニオブ酸リチウム(以下、LNとする)基板を用いたMZMは、低光損失や低チャープ動作に優れていることから基幹系ネットワークを中心に実用化に至っており、100Gbpsコヒーレント光伝送で商用導入される多値変調器もLN材料が用いられている。   MZM using a lithium niobate (hereinafter referred to as LN) substrate has been put to practical use mainly in backbone networks because of its excellent low optical loss and low chirp operation, and is commercially introduced in 100 Gbps coherent optical transmission. The multilevel modulator also uses LN material.

近年、更なる通信容量増大が見込まれることを背景に、コヒーレント伝送技術が長距離間通信のみならず、中短距離通信にも取り入れられることが検討されている。それ故、更なる光デバイスの低コスト化、低消費電力化、サイズの小型化が要求される。InP材料を中心とした化合物半導体によるMZMは、光波と電界との強い相互作用及び量子閉じ込めシュタルク効果(QCSE)等の量子効果を利用した高効率な電気光学効果を利用できることから、上記要求の解決材料として注目を集めている。   In recent years, with the expectation of further increase in communication capacity, it has been studied that coherent transmission technology can be incorporated not only in long-distance communication but also in medium- and short-distance communication. Therefore, further cost reduction, power consumption, and size reduction of the optical device are required. MZM based on compound semiconductors centered on InP materials can utilize high-efficiency electro-optic effects using quantum effects such as strong interaction between light waves and electric fields and quantum confined Stark effect (QCSE). Has attracted attention as a material.

さらに、今後の伝送容量増大に対応すべく、光の振幅や位相のみならず偏光状態を高速に制御することで、周波数利用効率をより高める研究開発が盛んに行われている。偏波を高速に制御するためには、主に電気光学効果を有する結晶を基板材料とした導波路型光デバイスが用いられており、これらの導波路型光デバイスは、前述したLN及び化合物半導体材料と共に偏波制御素子デバイスとして用いられている。   Furthermore, in order to cope with future increases in transmission capacity, research and development is being actively conducted to further increase the frequency utilization efficiency by controlling not only the amplitude and phase of light but also the polarization state at high speed. In order to control the polarization at high speed, waveguide type optical devices mainly using a crystal having an electro-optic effect as a substrate material are used. These waveguide type optical devices include the above-described LN and compound semiconductors. It is used as a polarization control element device together with materials.

特開昭62−284331号公報JP-A-62-284331

Farnoosh Rahmatian 他,“An Ultrahigh-Speed AlGaAs-GaAs Polarization Converter Using Slow-Wave Coplanar Electrodes”、IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS、1998年5月、VOL.10、NO.5、pp.675-677Farnoosh Rahmatian et al., “An Ultrahigh-Speed AlGaAs-GaAs Polarization Converter Using Slow-Wave Coplanar Electrodes”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, May 1998, VOL.10, NO.5, pp.675-677 Farnoosh Rahmatian 他, “An Ultrahigh-Speed AlGaAs-GaAs Polarization Converter Using Slow-Wave Coplanar Electrodes”, ELECTRONICS LETTERS, 1990年9月, VOL.26, NO.19, pp.1560-1561Farnoosh Rahmatian et al., “An Ultrahigh-Speed AlGaAs-GaAs Polarization Converter Using Slow-Wave Coplanar Electrodes”, ELECTRONICS LETTERS, September 1990, VOL.26, NO.19, pp.1560-1561

しかし、偏波制御素子において誘電率の大きなLN材料を用いて高速に偏波を制御するためには、印加する電圧が高くなってしまう、あるいは素子長が長くなってしまうといった課題がある。さらに、光の振幅制御機能や位相変調機能等を有する素子をモノリシックに集積させることは、結晶面方位上の課題も残る。   However, in order to control the polarization at high speed using the LN material having a large dielectric constant in the polarization control element, there is a problem that the applied voltage becomes high or the element length becomes long. Further, monolithically integrating elements having an optical amplitude control function, a phase modulation function, and the like still has problems in crystal plane orientation.

また、例えば非特許文献1に示されるように、GaAsをはじめとした化合物半導体の偏波制御素子の研究も進められてきたが、これらデバイスの多くは(100)面方位にスライスされた基板を用いており、偏波を回転させるためには基板水平方向の電界を導波路に印加する必要がある。これは構造上、素子容量Cを増加させる恐れがあるため、高速応答するためには特殊な電極構造(例えば容量装荷型電極)が必要となり、結果として不要に素子サイズが増大してしまっている。   For example, as shown in Non-Patent Document 1, research has been made on polarization control elements of compound semiconductors such as GaAs, but most of these devices have a substrate sliced in the (100) plane direction. In order to rotate the polarization, it is necessary to apply an electric field in the horizontal direction of the substrate to the waveguide. Since this may increase the element capacitance C due to the structure, a special electrode structure (for example, a capacitance loaded electrode) is required for high-speed response, resulting in an unnecessary increase in element size. .

特許文献1及び非特許文献2に示されるように、(110)面にスライスされた基板を用いることで基板垂直方向の電界印加により偏波を回転させる検討も行われてきたが、導波路構造に起因した複屈折が大きいことから、高電圧のバイアス印加を行わなければ十分な偏波回転を実現することは困難となっていた。更に、これらデバイスは導波路加工精度の要求が比較的緩い埋め込み型導波路又はリッジ型導波路で形成されているため、寄生容量が大きくなる傾向にあり、高速動作に適した構造とは言えない。また、特許文献1及び非特許文献2をはじめとして、(110)面方位基板を用いた場合における高速動作に関する報告も未だない。   As shown in Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, studies have been made to rotate the polarization by applying an electric field in the direction perpendicular to the substrate by using a substrate sliced in the (110) plane. Because of the large birefringence caused by the above, it has been difficult to achieve sufficient polarization rotation unless a high voltage bias is applied. Furthermore, since these devices are formed of buried waveguides or ridge waveguides, which require relatively low waveguide processing accuracy, parasitic capacitance tends to increase, and cannot be said to be a structure suitable for high-speed operation. . In addition, there are no reports on high-speed operation when a (110) plane orientation substrate is used, including Patent Document 1 and Non-Patent Document 2.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、低駆動電圧制御可能な高速偏波制御素子を小型に実現することを目的とする。さらに、当該偏波制御素子を直列に集積させて、それぞれの素子に逆符号電圧を印加させることで偏波変換効率を向上させ、より高速かつ低駆動電圧制御可能な偏波制御素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to realize a high-speed polarization control element capable of controlling a low driving voltage in a small size. Furthermore, the polarization control element is integrated in series, and a reverse sign voltage is applied to each element to improve the polarization conversion efficiency, thereby providing a polarization control element capable of controlling the driving voltage at a higher speed and a lower speed. For the purpose.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の偏波制御素子は、(110)面方位基板と、前記(110)面方位基板上の[−110]ストライプ方向に積層され、閃亜鉛鉱型半導体結晶で構成されたハイメサ導波路構造であって、下部クラッド層、コア層、及び上部クラッド層、を含み、前記コア層が前記下部クラッド層と前記上部クラッド層とにより挟まれて構成されたハイメサ導波路構造と、前記導波路構造上に形成され、前記コア層に[110]方向の電界を印加する信号電極と、前記下部クラッド層上に形成された接地電極と、を備え、前記コア層と前記下部クラッド層との間及び前記コア層と前記上部クラッド層との間にそれぞれ設けられた電子障壁層をさらに備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the polarization control element according to claim 1 is laminated in a (110) plane orientation substrate and a [−110] stripe direction on the (110) plane orientation substrate. High-mesa waveguide structure composed of a type semiconductor crystal, including a lower cladding layer, a core layer, and an upper cladding layer, wherein the core layer is sandwiched between the lower cladding layer and the upper cladding layer A high-mesa waveguide structure, a signal electrode formed on the waveguide structure and applying an electric field in the [110] direction to the core layer, and a ground electrode formed on the lower cladding layer , An electron barrier layer provided between the core layer and the lower clad layer and between the core layer and the upper clad layer is further provided .

請求項2に記載の偏波制御素子は、請求項1に記載の偏波制御素子であって、前記コア層の材料と前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層の材料との屈折率差が4%以下である。   The polarization control element according to claim 2 is the polarization control element according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the material of the core layer and the material of the lower cladding layer and the upper cladding layer is 4. % Or less.

請求項に記載の電極反転型偏波制御素子は、請求項1又は2に記載の偏波制御素子が同一直線導波路上に少なくとも2つ以上直列に集積されており、前記電子障壁層の各々はp型層であり、前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層はn型層であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention , in the inversion type polarization control element, at least two polarization control elements according to the first or second aspect are integrated in series on the same straight waveguide, Each is a p-type layer, and the lower clad layer and the upper clad layer are n-type layers.

本発明によれば、偏波変換効率が高く、且つ広波長帯域動作可能な小型の偏波制御素子を歩留り高く作製することが可能である。また、当該偏波制御素子を直列に配置することで、更なる偏波変換効率の向上及び高速・低駆動電圧化が可能となる。さらに、当該偏波回転においては、振幅変位に伴う位相変化、即ち変調チャープが原理的に生じないため、当該偏波制御素子を用いて多値変調器への応用が期待できる。   According to the present invention, it is possible to manufacture a small polarization control element with high polarization conversion efficiency and capable of operating in a wide wavelength band with high yield. Further, by arranging the polarization control elements in series, it is possible to further improve the polarization conversion efficiency and to achieve a high speed and low driving voltage. Furthermore, in the polarization rotation, since a phase change accompanying amplitude displacement, that is, modulation chirp does not occur in principle, application to a multilevel modulator using the polarization control element can be expected.

本発明の実施例1に係る偏波制御素子の断面図である。It is sectional drawing of the polarization control element which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る偏波制御素子の他の例の断面図である。It is sectional drawing of the other example of the polarization control element which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る偏波制御素子のさらに他の例の断面図である。It is sectional drawing of the further another example of the polarization control element which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る偏波制御素子の断面図である。It is sectional drawing of the polarization control element which concerns on Example 2 of this invention. 閃亜鉛鉱型結晶において(110)面方位基板上の所定のストライプ方向に導波路を形成した場合における、[110]方向の電界の印加の有無による屈折率楕円体の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the refractive index ellipsoid by the presence or absence of the application of an electric field of a [110] direction when a waveguide is formed in the predetermined stripe direction on a (110) plane orientation board | substrate in a zinc blende type crystal. コア/クラッド比屈折率差の違いによる複屈折Δn(TE−TM)の導波路幅依存性を示す図である。It is a figure which shows the waveguide width dependence of birefringence (DELTA) n (TE-TM) by the difference in a core / clad specific refractive index difference. 作製加工トレランスの導波路屈折率差依存性と光閉じ込め係数の導波路屈折率依存性とを示す図である。It is a figure which shows the waveguide refractive index difference dependence of fabrication processing tolerance, and the waveguide refractive index dependence of an optical confinement coefficient. 偏波制御素子を直列に配置することにより構成された電極反転型偏波制御素子を示す図であるIt is a figure which shows the electrode inversion type | mold polarization control element comprised by arrange | positioning a polarization control element in series 電極反転位相整合により変換効率が増大することを示す図である。It is a figure which shows that conversion efficiency increases by electrode inversion phase matching. 素子容量が異なる導波路構造における高速動作特性を示す図である。It is a figure which shows the high-speed operation characteristic in the waveguide structure from which element capacitance differs.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Embodiment described below is an illustration and this invention is not restrict | limited to the following embodiment. In addition, in this specification and drawing, the component with the same code | symbol shall show the mutually same thing.

偏波制御素子の広波長帯域動作では、伝搬するTEモード光及びTMモード光の位相速度を広波長帯域において整合させることが要求される。また、偏波制御素子の小型化には、光と電界の強い相互作用が要求される。当該要求を満たすべく、本発明に係る偏波制御素子では、(110)面方位の基板を用いて基板垂直方向の[110]方向に電界印加するとともに、導波路構造としてハイメサ構造を利用することにより導波路コア層に高電界を印加することができるため、素子容量Cが増加せず高速応答可能であることに加えて、十分な偏波回転を実現することができる。   In the wide wavelength band operation of the polarization control element, it is required to match the phase velocities of the propagating TE mode light and TM mode light in the wide wavelength band. Further, in order to reduce the size of the polarization control element, a strong interaction between light and an electric field is required. In order to satisfy this requirement, in the polarization control element according to the present invention, an electric field is applied in the [110] direction perpendicular to the substrate using a substrate with (110) plane orientation, and a high mesa structure is used as a waveguide structure. Thus, since a high electric field can be applied to the waveguide core layer, the device capacitance C does not increase and a high-speed response is possible, and sufficient polarization rotation can be realized.

図10を用いて、高周波応答特性の導波路構造(寄生容量)依存性について説明する。図10は、素子容量が異なる導波路構造における高速動作特性を示す。図10では、コア層厚及び上部クラッド幅が等しいハイメサ導波路構造及び埋め込み型導波路構造において、進行波型電極(50Ω終端)を用いて高周波応答特性を算出した。   The dependence of the high frequency response characteristics on the waveguide structure (parasitic capacitance) will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows high-speed operation characteristics in waveguide structures with different element capacities. In FIG. 10, high-frequency response characteristics were calculated using traveling-wave electrodes (50Ω termination) in a high-mesa waveguide structure and a buried waveguide structure having the same core layer thickness and upper cladding width.

一般に、半導体光デバイスにおいては、素子の特性インピーダンスが50Ωを下回る場合が多いため、インピーダンス整合を満足するには特性インピーダンスを上げる(素子容量Cを低下させる)必要がある。リッジ導波路構造や埋め込み型導波路構造と比べて素子容量Cがより小さなハイメサ導波路構造では、素子の特性インピーダンスが50Ωにより近づくため、図10に示されるように、RF反射が低減され、RF透過特性が向上する結果となる。そのため、ハイメサ導波路構造は、リッジ導波路構造や埋め込み型導波路構造と比較して、高速応答性に優れている。   In general, in a semiconductor optical device, the characteristic impedance of an element is often less than 50Ω. Therefore, in order to satisfy impedance matching, it is necessary to increase the characteristic impedance (lower the element capacitance C). In a high-mesa waveguide structure having a smaller element capacitance C compared to a ridge waveguide structure or a buried waveguide structure, the characteristic impedance of the element approaches 50Ω, so that RF reflection is reduced as shown in FIG. As a result, the transmission characteristics are improved. Therefore, the high mesa waveguide structure is excellent in high-speed response compared with the ridge waveguide structure or the buried waveguide structure.

(実施例1)
図1は、本発明の実施例1に係る偏波制御素子の断面図である。図1には、(110)面方位の基板結晶で構成された基板101と、基板101上に積層されたn−クラッド層102と、n−クラッド層102上に積層されたi−コア層103と、n−クラッド層102上でi−コア層103の両脇に形成された2つの接地電極104と、i−コア層103上に積層されたp−クラッド層105と、p−クラッド層105上に積層されたp−コンタクト層106と、p−コンタクト層106上に形成された信号電極107とを備えた偏波制御素子が示されている。図1に示されるように、n−クラッド層102、i−コア層103、p−クラッド層105及びp−コンタクト層106により、閃亜鉛鉱型半導体結晶を用いたハイメサ導波路構造が構成されている。実施例1に係る偏波制御素子では、導波路構造として、(110)面方位の基板101上の
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view of a polarization control element according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a substrate 101 made of a substrate crystal with a (110) plane orientation, an n-cladding layer 102 laminated on the substrate 101, and an i-core layer 103 laminated on the n-cladding layer 102. Two ground electrodes 104 formed on both sides of the i-core layer 103 on the n-cladding layer 102, a p-cladding layer 105 laminated on the i-core layer 103, and a p-cladding layer 105 A polarization control element including a p-contact layer 106 laminated thereon and a signal electrode 107 formed on the p-contact layer 106 is shown. As shown in FIG. 1, the n-cladding layer 102, the i-core layer 103, the p-cladding layer 105, and the p-contact layer 106 constitute a high mesa waveguide structure using a zinc blende type semiconductor crystal. Yes. In the polarization control device according to the first embodiment, the waveguide structure has a (110) plane orientation on the substrate 101.

Figure 0006106071
Figure 0006106071

ストライプ方向(以下、[−110]ストライプ方向とする)にコア導波路となるi−コア層103を形成し、i−コア層103が少なくともn−クラッド層102及びp−クラッド層105によって上下方向から挟まれた、閃亜鉛鉱型半導体結晶で構成されたハイメサ導波路構造を採用し、信号電極107より基板垂直方向の[110]方向に電界印加するように構成されている。 An i-core layer 103 serving as a core waveguide is formed in a stripe direction (hereinafter referred to as [−110] stripe direction), and the i-core layer 103 is vertically moved by at least the n-cladding layer 102 and the p-cladding layer 105. A high mesa waveguide structure composed of a zinc blende type semiconductor crystal is adopted, and an electric field is applied from the signal electrode 107 in the [110] direction perpendicular to the substrate.

本発明に係る偏波制御素子において、結晶成長は、結晶再成長プロセスに適した有機金属気相成長(MOVPE)法によって行うことができる。光変調領域におけるi−コア層103は、ノンドープ層であり、動作光波長で電気光学効果が有効に作用しかつ光吸収が問題とならないように、バンドギャップ波長や構造を決定することができる。   In the polarization control element according to the present invention, crystal growth can be performed by a metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method suitable for a crystal regrowth process. The i-core layer 103 in the light modulation region is a non-doped layer, and the bandgap wavelength and the structure can be determined so that the electro-optic effect works effectively at the operating light wavelength and the light absorption does not become a problem.

また、後述するように、i−コア層103と上下クラッド層102及び105との屈折率差が4%以下となるように、i−コア層103と上下クラッド層102及び105とを構成する半導体材料を選択することができる。例えば1.55μm帯のデバイスとする場合には、コア層にはバンドギャップ波長が1.2μmのInGaAsPを用い、上下クラッド層にはInP材料を用いることができる。本実施例では、i−コア層103を構成する材料としてInGaAsPを用い、上下クラッド層102及び105を構成する材料としてInPを用いた。また、本実施例では、基板101を構成する材料としてSi−InPを用い、p−コンタクト層106を構成する材料としてInGaAsPを用いた。   In addition, as will be described later, the semiconductor that constitutes the i-core layer 103 and the upper and lower cladding layers 102 and 105 so that the refractive index difference between the i-core layer 103 and the upper and lower cladding layers 102 and 105 is 4% or less. The material can be selected. For example, when a device in the 1.55 μm band is used, InGaAsP having a band gap wavelength of 1.2 μm can be used for the core layer, and InP material can be used for the upper and lower cladding layers. In this example, InGaAsP was used as the material constituting the i-core layer 103, and InP was used as the material constituting the upper and lower cladding layers 102 and 105. In this example, Si—InP was used as a material constituting the substrate 101, and InGaAsP was used as a material constituting the p-contact layer 106.

なお、i−コア層103と上下クラッド層102及び105の半導体材料は、InGaAsP/InPに限定されず、例えばInGaAlAs、InGaAs、InAlAsなどを用いてもよいことは明らかである。   It is obvious that the semiconductor material of the i-core layer 103 and the upper and lower cladding layers 102 and 105 is not limited to InGaAsP / InP, and for example, InGaAlAs, InGaAs, InAlAs or the like may be used.

ノンドープ層であるi−コア層103で効率良く電圧降下が生じるように、n−クラッド層102及びp−クラッド層105のドーピング濃度を5×1017cm−3以上とすることが望ましい。また、十分なオーミック接触が得られるように、信号電極107のコンタクト用のp−コンタクト層106のドーピング濃度を1×1019cm−3以上とすることが望ましい。例えば、本実施例では、n−クラッド層102及びp−クラッド層105のドーピング濃度を1×1018cm−3とし、p−コンタクト層106のドーピング濃度を2×1019cm−3とした。 It is desirable that the doping concentration of the n-cladding layer 102 and the p-cladding layer 105 be 5 × 10 17 cm −3 or more so that a voltage drop is efficiently generated in the i-core layer 103 which is a non-doped layer. Moreover, it is desirable that the doping concentration of the p-contact layer 106 for contact of the signal electrode 107 is 1 × 10 19 cm −3 or more so that sufficient ohmic contact can be obtained. For example, in this embodiment, the doping concentration of the n-cladding layer 102 and the p-cladding layer 105 is 1 × 10 18 cm −3, and the doping concentration of the p-contact layer 106 is 2 × 10 19 cm −3 .

上記p−i−n層を堆積後、偏波制御素子を光導波路として機能させるべく、[−110]ストライプ方向に導波路形状が模られた例えばSiOマスクを用いて、ドライエッチングによりn−クラッド層102が露出するまで加工し、ハイメサ構造を作製する。SiOマスクを除去後、図1に示すように、p−コンタクト層106及びn−クラッド層102上に例えばTiを介してAuを形成することにより、接地電極104及び信号電極107を形成する。なお、n−クラッド層102と接地電極104との間にn−InGaAsコンタクト層を設けたとしても本発明の有用性は失われない。後述する実施例2に係る偏波制御素子においても同様である。 After depositing the p-i-n layer, in order to make the polarization control element function as an optical waveguide, the n-type is formed by dry etching using, for example, a SiO 2 mask whose waveguide shape is simulated in the [−110] stripe direction. Processing is performed until the cladding layer 102 is exposed, and a high mesa structure is manufactured. After removing the SiO 2 mask, as shown in FIG. 1, the ground electrode 104 and the signal electrode 107 are formed on the p-contact layer 106 and the n-cladding layer 102 by, for example, forming Au through Ti. Even if an n-InGaAs contact layer is provided between the n-cladding layer 102 and the ground electrode 104, the usefulness of the present invention is not lost. The same applies to the polarization control element according to Example 2 described later.

図2は、実施例1に係る偏波制御素子の他の例を示す。図1に示す偏波制御素子では、i−コア層103の上層及び下層にそれぞれn−クラッド層102及びp−クラッド層105を設けているが、図2に示す偏波制御素子のように、i−コア層103の上層及び下層にそれぞれn−クラッド層102及びp−クラッド層105が設けられ、n−クラッド層102上にn−コンタクト層108が積層された構成となったとしても問題はない。後述する実施例2に係る偏波制御素子でも同様である。   FIG. 2 illustrates another example of the polarization control element according to the first embodiment. In the polarization control element shown in FIG. 1, the n-cladding layer 102 and the p-cladding layer 105 are provided in the upper layer and the lower layer of the i-core layer 103, respectively. Even if the n-cladding layer 102 and the p-cladding layer 105 are provided in the upper layer and the lower layer of the i-core layer 103, respectively, and the n-contact layer 108 is laminated on the n-cladding layer 102, there is a problem. Absent. The same applies to the polarization control element according to Example 2 described later.

また、図3は、実施例1に係る偏波制御素子のさらに他の例を示す。図3に示す偏波制御素子は、図2に示す偏波制御素子のi−コア層103とn−クラッド層102との間にp−電子障壁層109が形成された構成となっている。p−電子障壁層109は、例えばInAlAsで構成することができる。図3に示す偏波制御素子のように、上層から順にn−p−i−n型と積層されていたとしてもi−コア層103のコア導波路に電界を印加することができるため、本発明の有用性は失われないことは明らかである。また、図2に示す偏波制御素子のi−コア層103とp−クラッド層105との間にp−電子障壁層109を設けた構成として、n−i−p−n型の偏波制御素子としてもよい。後述する実施例2に係る偏波制御素子でも同様である。   FIG. 3 shows still another example of the polarization control element according to the first embodiment. The polarization control element shown in FIG. 3 has a configuration in which a p-electron barrier layer 109 is formed between the i-core layer 103 and the n-cladding layer 102 of the polarization control element shown in FIG. The p-electron barrier layer 109 can be made of, for example, InAlAs. As in the polarization control element shown in FIG. 3, an electric field can be applied to the core waveguide of the i-core layer 103 even when the n-pn type is stacked in order from the upper layer. Obviously, the usefulness of the invention is not lost. Further, as a configuration in which the p-electron barrier layer 109 is provided between the i-core layer 103 and the p-cladding layer 105 of the polarization control element shown in FIG. It is good also as an element. The same applies to the polarization control element according to Example 2 described later.

本発明に係る偏波制御素子の原理について、図5〜図7を用いてより詳しく説明する。図5は、閃亜鉛鉱型結晶において(110)面方位基板上の所定のストライプ方向に導波路を形成した場合における、[110]方向の電界の印加の有無による屈折率楕円体の変化を示す。   The principle of the polarization control element according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 5 shows changes in the refractive index ellipsoid depending on whether or not an electric field is applied in the [110] direction when a waveguide is formed in a predetermined stripe direction on a (110) plane orientation substrate in a zinc blende type crystal. .

閃亜鉛鉱型結晶において、(110)面方位の基板の[−110]ストライプ方向に導波路を形成した場合、当該導波路断面の屈折率楕円体は図5に示すようになる。図5(a)に示すように、外部から導波路に電圧印加等を行わなければ、閃亜鉛鉱型結晶は等方性結晶であることが知られている。   In a zinc blende crystal, when a waveguide is formed in the [−110] stripe direction of a (110) plane substrate, the refractive index ellipsoid of the waveguide cross section is as shown in FIG. As shown in FIG. 5A, it is known that a zinc blende type crystal is an isotropic crystal unless voltage is applied to the waveguide from the outside.

一方で、導波路に電界を[110]方向に印加した場合には、図5(b)に示すように屈折率楕円体の主軸が45度傾いて歪むことも知られている。すなわち、この主軸傾きを活用することにより、例えば光電界が基板水平方向に偏光したTEモード光を、半波長板と同様の原理で基板垂直方向のTMモード光に変換することができる。以下の3式は、TE偏光入射に対してTMモードに偏波変換される割合をモード結合理論に基づいて表した式である。   On the other hand, it is also known that when an electric field is applied to the waveguide in the [110] direction, the main axis of the refractive index ellipsoid is inclined by 45 degrees and distorted as shown in FIG. That is, by utilizing this principal axis inclination, for example, TE mode light in which the optical electric field is polarized in the horizontal direction of the substrate can be converted into TM mode light in the vertical direction of the substrate on the same principle as the half-wave plate. The following three equations are equations that represent the ratio of polarization conversion to the TM mode with respect to TE polarized light incidence based on the mode coupling theory.

Figure 0006106071
Figure 0006106071

Figure 0006106071
Figure 0006106071

Figure 0006106071
Figure 0006106071

ここで、κは電界強度によって定まる結合係数であり、TEモードとTMモードとの間のパワー移行のしやすさを表している。また、P0は全光出力パワーであり、PTMはTMモードの光出力パワーであり、Δn(TE−TM)は、TEモード−TMモード間の実効屈折率差(複屈折)であり、zは伝搬方向の変数であり、αは光と電界の重なり合い(1≧α≧0)によって定まる係数であり、rはポッケルス定数であり、nは媒質屈折率であり、Eは電界強度である。 Here, κ is a coupling coefficient determined by the electric field strength, and represents the ease of power transfer between the TE mode and the TM mode. P 0 is the total optical output power, PTM is the TM mode optical output power, Δn (TE−TM) is the effective refractive index difference (birefringence) between the TE mode and the TM mode, z is a variable in the propagation direction, alpha is a coefficient determined by the overlap of the optical electric field (1 ≧ α ≧ 0), r is the Pockels constant, n o is the medium refractive index, E is an electric field intensity is there.

上記3式より、TMモード変換効率を高めるためには、Δn(TE−TM)を小さくするか、又はκを大きくする必要があることが理解される。κを大きくするためには、光と相互作用する電界強度Eを大きくすることが有効である。電界強度Eを大きくするためには印加電圧を大きくすることも考えられるが、運用上、印加電圧はできる限り低く抑えることが要請されているため、印加電圧を大きくしていくことはできない。   From the above three formulas, it is understood that Δn (TE−TM) needs to be reduced or κ needs to be increased in order to increase the TM mode conversion efficiency. In order to increase κ, it is effective to increase the electric field intensity E that interacts with light. In order to increase the electric field strength E, it is conceivable to increase the applied voltage. However, since the applied voltage is required to be kept as low as possible in operation, the applied voltage cannot be increased.

電界強度Eを大きくする最も有効な手段の1つは、pn接合により光導波路を形成することが挙げられる。さらに、電界強度Eを大きくするためには、電界降下領域をできる限り狭くすることが望ましいが、導波路形状は一般にアスペクト比が大きく横長形状となっていることから、基板水平方向から電圧を印加するよりも基板積層方向から電圧を印加させた方が、電圧降下領域が狭いため、低印加電圧でも高いκを得ることができる。この点において、本発明では、pn接合及び基板積層方向電圧印加のハイメサ導波路構造を採用しているため、偏波制御素子として優位な構成となっている。   One of the most effective means for increasing the electric field strength E is to form an optical waveguide by a pn junction. Furthermore, in order to increase the electric field strength E, it is desirable to make the electric field drop region as narrow as possible. However, since the waveguide shape is generally an oblong shape with a large aspect ratio, a voltage is applied from the horizontal direction of the substrate. When the voltage is applied from the substrate stacking direction, the voltage drop region is narrower, so that a high κ can be obtained even at a low applied voltage. In this respect, the present invention employs a high-mesa waveguide structure with a pn junction and substrate stacking direction voltage application, and therefore has a superior configuration as a polarization control element.

一方で、Δn(TE−TM)を小さくするためには、導波路コア形状のアスペクト比を調整することが直接的である。しかし、図6に示すように、コア/クラッド比屈折率差の違いによってΔn(TE−TM)が小さくなる導波路幅の範囲が異なることが計算から導き出される。図6は、コア/クラッド比屈折率差の違いによる複屈折Δn(TE−TM)の導波路幅依存性を示す。図6に示されるように、コア/クラッド比屈折率差2.5%Δの場合のほうが4%Δの場合よりも許容される加工誤差が大きい。   On the other hand, in order to reduce Δn (TE-TM), it is straightforward to adjust the aspect ratio of the waveguide core shape. However, as shown in FIG. 6, it is derived from the calculation that the range of the waveguide width in which Δn (TE-TM) is reduced differs depending on the difference in the core / clad relative refractive index. FIG. 6 shows the waveguide width dependence of the birefringence Δn (TE-TM) due to the difference in the refractive index difference of the core / cladding ratio. As shown in FIG. 6, the allowable processing error is larger when the core / cladding relative refractive index difference is 2.5% Δ than when 4% Δ.

ここで、実際に偏波制御素子を作製した場合には、作製誤差によって導波路幅もばらつくことが想定される。そのため、より作製誤差の影響が小さい素子を作製しようとする場合には、コア/クラッド比屈折率差が小さい導波路を形成する必要がある。例えば、上記3式より、素子長3mm(z=3mm)において変換効率85%以上を得るためには、Δn(TE−TM)が0.0001以下である必要がある。   Here, when the polarization control element is actually manufactured, it is assumed that the waveguide width varies due to a manufacturing error. For this reason, when an element having a smaller influence of the manufacturing error is to be manufactured, it is necessary to form a waveguide having a small core / clad relative refractive index difference. For example, from the above formula 3, in order to obtain a conversion efficiency of 85% or more at an element length of 3 mm (z = 3 mm), Δn (TE-TM) needs to be 0.0001 or less.

コア/クラッド比屈折率差を2.5%Δに設定した場合には、図6に示されるようにΔn(TE−TM)が0.0001以下で±0.1μm以上の加工誤差が許容されるため、ステッパ露光精度(±0.05μm)を駆使することで十分に歩留り高く作製できることを示している。コア/クラッド比屈折率差を4%Δに設定した場合には、図6に示されるようにΔn(TE−TM)が0.0001以下で±0.05μmの加工誤差が許容される。この加工誤差はステッパ露光精度(±0.05μm)の限界である。   When the core / clad relative refractive index difference is set to 2.5% Δ, as shown in FIG. 6, a processing error of ± 0.1 μm or more is allowed when Δn (TE-TM) is 0.0001 or less. Therefore, it is shown that a sufficiently high yield can be produced by making full use of the stepper exposure accuracy (± 0.05 μm). When the core / cladding relative refractive index difference is set to 4% Δ, a processing error of ± 0.05 μm is allowed when Δn (TE-TM) is 0.0001 or less as shown in FIG. This processing error is the limit of the stepper exposure accuracy (± 0.05 μm).

図7は、図6から見積もられた作製加工トレランスの導波路屈折率差依存性と、光閉じ込め係数の導波路屈折率依存性とを重ねてプロットしたものである。図7に示されるように、両者にはトレードオフの関係があることがわかる。高い変調効率(光―電気の相互作用)の観点から、光閉じ込め係数は80%以上あることが望ましく、製造トレランス(ステッパ露光精度限界)の観点から、導波路幅の製造トレランスは50nm以上あることが望ましい。すなわち、図7に示すように、i−コア層103の材料と下部クラッド層及び上部クラッド層の材料との屈折率差Δとしては4%以下、より具体的には2〜4%の範囲において高効率且つ製造トレランスの広い素子を作製することができる。   FIG. 7 is a plot of the dependence of the fabrication tolerance estimated from FIG. 6 on the difference in waveguide refractive index and the dependence of the optical confinement factor on the waveguide refractive index. As shown in FIG. 7, it can be seen that there is a trade-off relationship between the two. From the viewpoint of high modulation efficiency (interaction between light and electricity), the optical confinement factor is desirably 80% or more, and from the viewpoint of manufacturing tolerance (stepper exposure accuracy limit), the manufacturing tolerance of the waveguide width should be 50 nm or more. Is desirable. That is, as shown in FIG. 7, the refractive index difference Δ between the material of the i-core layer 103 and the material of the lower cladding layer and the upper cladding layer is 4% or less, more specifically in the range of 2 to 4%. A device with high efficiency and wide manufacturing tolerance can be manufactured.

(実施例2)
図8は、偏波制御素子を直列に配置することにより構成された電極反転型偏波制御素子を示す図である。導波路構造の僅かな異方性に起因してΔn(TE−TM)が生じた場合には、偏波変換効率が低下する恐れがある。また、Δn(TE−TM)を完全に0とすることは作製技術上容易ではない。このような偏波変換効率の低下を抑制してより高効率に偏波を変換させたい場合には、図8に示す電極反転型偏波制御素子のように、偏波制御素子を直列に配置して、各信号電極を介して各々の隣接する偏波制御素子に符号反転させた電圧を印加すればよい。この場合には、各々の信号電極に正電圧又は負電圧を印加する必要があるため、電圧の極性に依らずにコア層に電圧降下が生じる(電流が流れない)構造が求められる。
(Example 2)
FIG. 8 is a diagram showing an electrode inversion type polarization control element configured by arranging polarization control elements in series. When Δn (TE-TM) is generated due to the slight anisotropy of the waveguide structure, the polarization conversion efficiency may be reduced. Further, it is not easy in terms of manufacturing technology to make Δn (TE−TM) completely zero. When it is desired to convert the polarization with higher efficiency by suppressing such a decrease in polarization conversion efficiency, the polarization control elements are arranged in series like the electrode inversion polarization control element shown in FIG. Then, a voltage whose sign is inverted may be applied to each adjacent polarization control element via each signal electrode. In this case, since it is necessary to apply a positive voltage or a negative voltage to each signal electrode, a structure in which a voltage drop occurs in the core layer (no current flows) regardless of the polarity of the voltage is required.

図4は、本発明の実施例2に係る偏波制御素子の断面図である。図4には、(110)面方位の基板結晶で構成された基板201と、基板201上に積層されたp−クラッド層202と、p−クラッド層202上に積層されたp−下部電子障壁層208と、p−下部電子障壁層208上に積層されたi−コア層203と、p−クラッド層202上でi−コア層203の両脇に形成された2つの接地電極204と、i−コア層203上に積層されたp−上部電子障壁層209と、p−上部電子障壁層209上に積層されたn−クラッド層205と、n−クラッド層205上に積層されたn−コンタクト層206と、n−コンタクト層206上に形成された信号電極207とを備えた偏波制御素子が示されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the polarization control element according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a substrate 201 made of a substrate crystal with a (110) orientation, a p-cladding layer 202 laminated on the substrate 201, and a p-lower electron barrier laminated on the p-cladding layer 202. Layer 208, i-core layer 203 stacked on p-lower electron barrier layer 208, two ground electrodes 204 formed on both sides of i-core layer 203 on p-cladding layer 202, i A p-upper electron barrier layer 209 stacked on the core layer 203, an n-cladding layer 205 stacked on the p-upper electron barrier layer 209, and an n-contact stacked on the n-cladding layer 205. A polarization control element comprising a layer 206 and a signal electrode 207 formed on the n-contact layer 206 is shown.

図4に示される実施例2に係る偏波制御素子では、実施例1に係る偏波制御素子と同様に、(110)面方位の基板201上の[−110]ストライプ方向に、閃亜鉛鉱型半導体結晶で構成されたハイメサ導波路構造を形成し、信号電極207より基板垂直方向の[110]方向に電界印加するように構成されている。また、実施例2に係る偏波制御素子のハイメサ導波路構造は、p−下部電子障壁層208及びp−上部電子障壁層209をi−コア層203の上下に設けたn−p−i−p−n構造を有している。   In the polarization control element according to the second embodiment shown in FIG. 4, as in the polarization control element according to the first embodiment, the zinc blende in the [−110] stripe direction on the substrate 201 having the (110) plane orientation. A high mesa waveguide structure composed of a type semiconductor crystal is formed, and an electric field is applied from the signal electrode 207 in the [110] direction perpendicular to the substrate. Further, the high mesa waveguide structure of the polarization control element according to the second embodiment has an n-p-i- structure in which the p-lower electron barrier layer 208 and the p-upper electron barrier layer 209 are provided above and below the i-core layer 203. It has a pn structure.

実施例2に係る偏波制御素子では、i−コア層203に電圧降下が生じさせるために、i−コア層203の上下にp−下部電子障壁層208及びp−上部電子障壁層209をそれぞれ設けている。それにより、図8に示すような電極反転型偏波制御素子において、隣接する偏波制御素子に対して、各々の信号電極から互いに符号反転させた正電圧又は負電圧を印加することができる。   In the polarization control element according to the second embodiment, in order to cause a voltage drop in the i-core layer 203, a p-lower electron barrier layer 208 and a p-upper electron barrier layer 209 are provided above and below the i-core layer 203, respectively. Provided. Accordingly, in the electrode inversion type polarization control element as shown in FIG. 8, it is possible to apply a positive voltage or a negative voltage whose signs are inverted from each other to the adjacent polarization control element.

また、各偏波制御素子間の電気的分離が必要となるため、各素子間の電圧印加に寄与しない領域の上層クラッドをエッチング加工により除去後、抵抗率の高い半絶縁性又はノンドープのクラッド層で埋め戻す必要がある。本実施例では、図8に示すように、Fe(密度5×1016cm−3)をドーパントとした半絶縁抵抗のSi−クラッド層801により、素子間の電気分離を行った。Si−クラッド層801は、例えばInPで構成することができる。 In addition, since it is necessary to electrically separate each polarization control element, a semi-insulating or non-doped cladding layer having a high resistivity is removed after etching the upper layer cladding in a region that does not contribute to voltage application between each element. Need to be backfilled with. In this example, as shown in FIG. 8, the elements were electrically separated by a semi-insulating resistance Si-cladding layer 801 using Fe (density 5 × 10 16 cm −3 ) as a dopant. The Si-cladding layer 801 can be made of InP, for example.

図9は、電極反転位相整合により変換効率が増大することを示す図である。図8に示す電極反転型偏波制御素子を構成することにより、図9に示すように疑似的にTE−TM間の位相を整合させることで変換効率を100%にすることができる。この疑似位相整合技術は、従来から方向性光結合器の高効率化を行う際に用いられてきた手法と原理は同じである。   FIG. 9 is a diagram showing that conversion efficiency increases due to electrode inversion phase matching. By configuring the electrode inversion type polarization control element shown in FIG. 8, the conversion efficiency can be made 100% by artificially matching the phase between TE and TM as shown in FIG. This quasi-phase matching technique has the same principle as the technique that has been used in the past to improve the efficiency of a directional optical coupler.

なお、実施例2に係る偏波制御素子では、n−p−i−p−n構造を使用することが望ましいが、p−n−i−n−p構造を使用してもよく、i−コア層203の上下に設けられた層の導電型が、i−コア層203を中心に上下対称となればよい。   In the polarization control element according to the second embodiment, it is desirable to use the npnppn structure, but the pninip structure may be used. The conductivity types of the layers provided above and below the core layer 203 may be symmetrical with respect to the i-core layer 203.

このように、本発明によれば、偏波変換効率が高く、且つ広波長帯域動作可能な小型の偏波制御素子を歩留り高く作製することができる。また、隣接する偏波制御素子について互いに符号反転した正電圧又は負電圧を印加可能なn−p−i−p−n構造を形成し、当該偏波制御素子を直列に配置することで、更なる偏波変換効率の向上及び高速・低駆動電圧化が可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a small polarization control element with high polarization conversion efficiency and capable of operating in a wide wavelength band with high yield. Further, by forming an n-pnp-n structure capable of applying a positive voltage or a negative voltage whose signs are inverted with respect to adjacent polarization control elements, and arranging the polarization control elements in series, Thus, it is possible to improve the polarization conversion efficiency and to achieve high speed and low driving voltage.

ここで、上記実施例1及び2に係る偏波制御素子においては、基板材料はInP以外にも同構造を有する、例えばGaAs、GaP、ZnS、ZnSeを用いた場合においてもその有用性は変わらないことは明らかである。なお、上記実施例1及び2に係る偏波制御素子においては、1.55μm波長帯に対応する光変調素子を用いたが、1.3μm波長帯に対応するものを用いてもよい。例えば、GaAs基板を用いれば0.6〜1.3μm波長帯にも対応することができる。   Here, in the polarization control element according to the first and second embodiments, the substrate material has the same structure as InP, for example, even when GaAs, GaP, ZnS, ZnSe is used, its usefulness does not change. It is clear. In the polarization control element according to the first and second embodiments, the light modulation element corresponding to the 1.55 μm wavelength band is used. However, an element corresponding to the 1.3 μm wavelength band may be used. For example, if a GaAs substrate is used, it can respond to a 0.6 to 1.3 μm wavelength band.

上記実施例1及び2に係る偏波制御素子においては、電極コンタクト層は十分な伝導性が確保できれば問題ないため、p型の不純物がドーピングされる半導体は上記InGaAsに限定されず、例えば、InGaAsPなどを用いてもよい。   In the polarization control element according to the first and second embodiments, since there is no problem if the electrode contact layer can secure sufficient conductivity, the semiconductor doped with the p-type impurity is not limited to the InGaAs. For example, InGaAsP Etc. may be used.

なお、上記実施例1及び2に係る偏波制御素子においては、信号電極は進行波型電極構造であることが望ましいが、この他にも例えば集中定数型及び共振型の電極構造でもよい。   In the polarization control elements according to the first and second embodiments, it is desirable that the signal electrode has a traveling wave type electrode structure. However, for example, a lumped constant type and a resonance type electrode structure may be used.

基板 101、201
n−クラッド層 102、205
i−コア層 103、203
接地電極 104、204
p−クラッド層 105、202
p−コンタクト層 106
n−コンタクト層 206
信号電極 107、207
p−下部電子障壁層 208
p−上部電子障壁層 209
Si−クラッド層 801
Substrate 101, 201
n-cladding layer 102, 205
i-core layer 103, 203
Ground electrode 104,204
p-cladding layer 105, 202
p-contact layer 106
n-contact layer 206
Signal electrode 107, 207
p-lower electron barrier layer 208
p-upper electron barrier layer 209
Si-clad layer 801

Claims (3)

(110)面方位基板と、
前記(110)面方位基板上の[−110]ストライプ方向に積層され、閃亜鉛鉱型半導体結晶で構成されたハイメサ導波路構造であって、
下部クラッド層、
コア層、及び
上部クラッド層、
を含み、前記コア層が前記下部クラッド層と前記上部クラッド層とにより挟まれて構成されたハイメサ導波路構造と、
前記導波路構造上に形成され、前記コア層に[110]方向の電界を印加する信号電極と、
前記下部クラッド層上に形成された接地電極と、
を備え
前記コア層と前記下部クラッド層との間及び前記コア層と前記上部クラッド層との間にそれぞれ設けられた電子障壁層をさらに備えたことを特徴とする偏波制御素子。
(110) plane orientation substrate;
A high-mesa waveguide structure laminated in a [−110] stripe direction on the (110) plane-oriented substrate and composed of a zinc blende type semiconductor crystal;
Lower cladding layer,
A core layer, and an upper cladding layer,
A high mesa waveguide structure in which the core layer is sandwiched between the lower clad layer and the upper clad layer;
A signal electrode formed on the waveguide structure and applying an electric field in a [110] direction to the core layer;
A ground electrode formed on the lower cladding layer;
Equipped with a,
The polarization control element further comprising an electron barrier layer provided between the core layer and the lower clad layer and between the core layer and the upper clad layer .
請求項1に記載の偏波制御素子であって、前記コア層の材料と前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層の材料との屈折率差が4%以下であることを特徴とする偏波制御素子。   2. The polarization control element according to claim 1, wherein a difference in refractive index between the material of the core layer and the material of the lower cladding layer and the upper cladding layer is 4% or less. element. 請求項1又は2に記載の偏波制御素子が同一直線導波路上に少なくとも2つ以上直列に集積されており、
前記電子障壁層の各々はp型層であり、前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層はn型層であることを特徴とする電極反転型偏波制御素子。
At least two or more polarization control elements according to claim 1 or 2 are integrated in series on the same straight waveguide,
Each of the electron barrier layers is a p-type layer, and the lower clad layer and the upper clad layer are n-type layers.
JP2013252408A 2013-12-05 2013-12-05 Polarization control element Active JP6106071B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013252408A JP6106071B2 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Polarization control element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013252408A JP6106071B2 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Polarization control element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015108777A JP2015108777A (en) 2015-06-11
JP6106071B2 true JP6106071B2 (en) 2017-03-29

Family

ID=53439156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013252408A Active JP6106071B2 (en) 2013-12-05 2013-12-05 Polarization control element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6106071B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6922781B2 (en) * 2018-02-22 2021-08-18 日本電信電話株式会社 Light modulator

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0627912B2 (en) * 1986-06-02 1994-04-13 日本電気株式会社 Light modulator
JPH0894981A (en) * 1994-09-28 1996-04-12 Oki Electric Ind Co Ltd Light intensity modulator
JP2003207665A (en) * 2002-01-11 2003-07-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical waveguide
JP2007304472A (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor optical modulator
JP2010237296A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Fujitsu Ltd Optical semiconductor device
JP5227351B2 (en) * 2010-03-08 2013-07-03 日本電信電話株式会社 Light modulator
JP5497678B2 (en) * 2011-02-15 2014-05-21 日本電信電話株式会社 Semiconductor optical integrated device
JP5767864B2 (en) * 2011-06-07 2015-08-26 日本オクラロ株式会社 Optical element, modulator module including optical element, laser integrated modulator module including optical element, and method of manufacturing optical element
JP5924036B2 (en) * 2012-03-08 2016-05-25 住友電気工業株式会社 Semiconductor optical modulator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015108777A (en) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sinatkas et al. Electro-optic modulation in integrated photonics
JP6458143B2 (en) Semiconductor light modulator
JP4663712B2 (en) Semiconductor optical modulator
Dagli Wide-bandwidth lasers and modulators for RF photonics
JP5170236B2 (en) Waveguide type semiconductor optical modulator and manufacturing method thereof
JP4235154B2 (en) Semiconductor Mach-Zehnder type optical modulator and manufacturing method thereof
JP2011186169A (en) Optical modulator
US20130336611A1 (en) Optical device
Dogru et al. 0.2 v drive voltage substrate removed electro-optic Mach–Zehnder modulators with MQW cores at 1.55 μm
JP6002066B2 (en) Semiconductor light modulator
Dhiman Silicon photonics: a review
JP5497678B2 (en) Semiconductor optical integrated device
JP6106071B2 (en) Polarization control element
Rahmatian et al. An ultrahigh-speed AlGaAs-GaAs polarization converter using slow-wave coplanar electrodes
Walker et al. Gallium arsenide modulator technology
JP2015161740A (en) optical frequency comb generator
CN113892053A (en) Electro-optical modulator, optical device and optical module
JP7444290B2 (en) semiconductor optical device
Okano et al. Analysis of vertical coupling between a 2D photonic crystal cavity and a hydrogenated-amorphous-silicon-wire waveguide
JP5947743B2 (en) Semiconductor polarization control element
Zavada Optical Modulation in Photonic Circuits
Wu et al. Velocity-matching enhancement in cascaded integration of EAMs and SOAs using bypass high impedance transmission lines
Babicheva Ultra-compact plasmonic waveguide modulators
Sato et al. Electrically driven photonic-crystal lasers using an ultra-compact embedded active region
Abedi et al. High performance hybrid silicon evanescent traveling wave electroabsorption modulators

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161101

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6106071

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150