JPH04188677A - 吸収型光変調器 - Google Patents
吸収型光変調器Info
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- JPH04188677A JPH04188677A JP2311654A JP31165490A JPH04188677A JP H04188677 A JPH04188677 A JP H04188677A JP 2311654 A JP2311654 A JP 2311654A JP 31165490 A JP31165490 A JP 31165490A JP H04188677 A JPH04188677 A JP H04188677A
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- Japan
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- light
- absorption
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- optical modulator
- type semiconductor
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 11
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
吸収型光変調器に係り、特に光通信におけるハイパワー
の光に対応した吸収型光変調器に関し、ハイパワーの光
に対しても変調効率を変えずに変調が可能で、しかもレ
ーザと集積化した時の熱を軽減できる吸収型光変調器を
提供することを目的とし、 基板上に吸収層と該吸収層を上下で挟むＰ型半導体層及
びＮ型半導体層の３層からなる吸収型光変調器において
、光の入射側の前記Ｐ型及びＮ型半導体層の不純物導入
量が光の出射側の該不純物導入量よりも大であること及
び前記３層のストライプ幅が入射側から出射側にかけて
拡大せしめられていることを構成とする。
の光に対応した吸収型光変調器に関し、ハイパワーの光
に対しても変調効率を変えずに変調が可能で、しかもレ
ーザと集積化した時の熱を軽減できる吸収型光変調器を
提供することを目的とし、 基板上に吸収層と該吸収層を上下で挟むＰ型半導体層及
びＮ型半導体層の３層からなる吸収型光変調器において
、光の入射側の前記Ｐ型及びＮ型半導体層の不純物導入
量が光の出射側の該不純物導入量よりも大であること及
び前記３層のストライプ幅が入射側から出射側にかけて
拡大せしめられていることを構成とする。
本発明は光変調器に係り、特に光通信におけるハイパワ
ーの光に対応した光変調器に関するものである。
ーの光に対応した光変調器に関するものである。
光通信システムは、より長距離を無中継で光信号を送る
傾向にある。このため、最初よリハイパワーの光を送る
必要がある。現在、光の変調方式として外部変調器によ
って変調する方法が注目されており、ハイパワーの光に
対応した変調器が必要である。
傾向にある。このため、最初よリハイパワーの光を送る
必要がある。現在、光の変調方式として外部変調器によ
って変調する方法が注目されており、ハイパワーの光に
対応した変調器が必要である。
従来の光変調器は、電圧を印加して光吸収を起こす吸収
型変調器である。基本的な吸収の原理は低いレベルの電
子を光のエネルギーによって上位のレベルに遷移させて
、光を吸収することである。
型変調器である。基本的な吸収の原理は低いレベルの電
子を光のエネルギーによって上位のレベルに遷移させて
、光を吸収することである。
光の吸収は、吸収層にかかる電界が強いほど、また吸収
層と光の重なりが多いほど強く起こる。光変調のだｔの
電界は、光の吸収層をＰ型とＮ型の半導体によって挾み
、両端に逆バイアスを印加することによってかける。
層と光の重なりが多いほど強く起こる。光変調のだｔの
電界は、光の吸収層をＰ型とＮ型の半導体によって挾み
、両端に逆バイアスを印加することによってかける。
従来の光変調器では、第１に、Ｐ層、Ｎ層の濃度を一定
とし、光の進行方向のいずれの位置にも一定の電界をか
けていた。
とし、光の進行方向のいずれの位置にも一定の電界をか
けていた。
また従来の光変調器では、第２に吸収層のストライブの
幅を一定としており、光の進行方向に対して光吸収層と
光の重なりも変化せず一定であった。
幅を一定としており、光の進行方向に対して光吸収層と
光の重なりも変化せず一定であった。
上記第１の如＜Ｐ、Ｎ層が同一濃度、同一電界の構成及
び上記第２の如くストライブ幅一定、吸収層と光の重な
り一定の構成の従来の吸収型変調器ではハイパワーの光
を吸収すると上位の光エネルギーレベルが全て埋まって
しまい、吸収効率が悪くなる。また、レーザと光変調器
を集積化した場合、変調器の入射面付近では光のパワー
が大きいため、フォトカレントが多く流れて熱を発生す
る。この熱がレーザに伝わってレーザ内の屈折率分布を
変えるため、２モ一ド発振などの不安定性の原因になる
。
び上記第２の如くストライブ幅一定、吸収層と光の重な
り一定の構成の従来の吸収型変調器ではハイパワーの光
を吸収すると上位の光エネルギーレベルが全て埋まって
しまい、吸収効率が悪くなる。また、レーザと光変調器
を集積化した場合、変調器の入射面付近では光のパワー
が大きいため、フォトカレントが多く流れて熱を発生す
る。この熱がレーザに伝わってレーザ内の屈折率分布を
変えるため、２モ一ド発振などの不安定性の原因になる
。
本発明はハイパワーの光に対しても変調効率を変えずに
変調が可能で、しかもレーザと集積化した時の熱を軽減
できる吸収型光変調器を提供することを目的とする。
変調が可能で、しかもレーザと集積化した時の熱を軽減
できる吸収型光変調器を提供することを目的とする。
上記課題は、本発明によれば基板上に吸収層と該吸収層
を上下で挟むＰ型半導体層及びＮ型半導体層の３層から
なる吸収型光変調器において、光の入射側の前記Ｐ型及
びＮ型半導体層の不純物導入量が光の出射側の該不純物
導入量よりも大であることを特徴とする吸収型光変調器
によって解決される。
を上下で挟むＰ型半導体層及びＮ型半導体層の３層から
なる吸収型光変調器において、光の入射側の前記Ｐ型及
びＮ型半導体層の不純物導入量が光の出射側の該不純物
導入量よりも大であることを特徴とする吸収型光変調器
によって解決される。
また上記課題は本発明によれば、吸収層と該吸収層を上
下で挟むＰ型半導体層及びＮ型半導体層の３層からなる
吸収型光変調器において、前記３層のストライプ幅を入
射側から出射側にかけて大きくすることを特徴とする吸
収型光変調器によっても解決される。
下で挟むＰ型半導体層及びＮ型半導体層の３層からなる
吸収型光変調器において、前記３層のストライプ幅を入
射側から出射側にかけて大きくすることを特徴とする吸
収型光変調器によっても解決される。
空乏層は、両側のＰ・Ｎ層の濃度が濃いほど狭く、薄い
ほど広くなる。このため、高濃度の所では、電界が強く
、低濃度の所では、電界が弱くかかる。よって、光の強
い入射測度では僅かに吸収し、光が弱くなった出射側で
は吸収は強く起こる。
ほど広くなる。このため、高濃度の所では、電界が強く
、低濃度の所では、電界が弱くかかる。よって、光の強
い入射測度では僅かに吸収し、光が弱くなった出射側で
は吸収は強く起こる。
このため、本発明ではハイパワーの光を吸収することに
よって上のレベルが埋まってしまうために吸収の効率が
落ちるという問題点を解決できる。
よって上のレベルが埋まってしまうために吸収の効率が
落ちるという問題点を解決できる。
また吸収係数は、吸収層と光の重なりが多いほど大きく
なる。このため、導波路のストライプ幅の細いところで
は吸収が弱く、ストライプ幅の広いところでは吸収が強
くおこる。このため、光強度の強いうちは吸収が弱く、
光強度が弱い出射側では吸収は強く起こる。従って本発
明ではハイパワーの光を吸収することによって上のレベ
ルが埋まってしまうた給に吸収の効率が落ちる、という
問題点を解決できる。
なる。このため、導波路のストライプ幅の細いところで
は吸収が弱く、ストライプ幅の広いところでは吸収が強
くおこる。このため、光強度の強いうちは吸収が弱く、
光強度が弱い出射側では吸収は強く起こる。従って本発
明ではハイパワーの光を吸収することによって上のレベ
ルが埋まってしまうた給に吸収の効率が落ちる、という
問題点を解決できる。
以下本発明の実施例を図面にもとすいて説明する。
第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例を説明
するための模式断面図であり、特に第１図（ａ）は光吸
収層を挟むＰ層とＮ層のそれぞれ入射側から出射側への
濃度変化を示し、第１図（ｂ）は光吸収層の空乏層の広
がりを示す図である。
するための模式断面図であり、特に第１図（ａ）は光吸
収層を挟むＰ層とＮ層のそれぞれ入射側から出射側への
濃度変化を示し、第１図（ｂ）は光吸収層の空乏層の広
がりを示す図である。
まず第１図（ａ）に示すように本発明ではＩｎＰからな
る基板５を有する光変調器１の光吸収層２の厚さが約０
．ＩＪ＝＝、光吸収層２を挟む２層３と８層４のうち２
層３における入射側の不純物カドミウムＣｄの濃度を１
×１０１７／ｃｒｌとし、出射側の濃度を前述の濃度の
７倍の７×１０′７／ｃＩＩ！とじた。−方Ｎ層４にお
ける入射側の不純物Ｓｎの濃度は入射側出射側とも５Ｘ
１（］”／ｃｎｆとほぼ同一とした。
る基板５を有する光変調器１の光吸収層２の厚さが約０
．ＩＪ＝＝、光吸収層２を挟む２層３と８層４のうち２
層３における入射側の不純物カドミウムＣｄの濃度を１
×１０１７／ｃｒｌとし、出射側の濃度を前述の濃度の
７倍の７×１０′７／ｃＩＩ！とじた。−方Ｎ層４にお
ける入射側の不純物Ｓｎの濃度は入射側出射側とも５Ｘ
１（］”／ｃｎｆとほぼ同一とした。
空乏層１０は第１図（ｂ）に示すようにこのように２層
３のみの濃度を入射側から出射側へ徐々に増大させた光
変調器に一３Ｖの電圧を印加した時の電界は１． Ｏｘ
ｉｏ５Ｖ／ｃｍから１．４ ｘｉｏ５Ｖ／ｃｍ迄変化し
両端で吸収効率が約２倍異なる効果が認められた。
３のみの濃度を入射側から出射側へ徐々に増大させた光
変調器に一３Ｖの電圧を印加した時の電界は１． Ｏｘ
ｉｏ５Ｖ／ｃｍから１．４ ｘｉｏ５Ｖ／ｃｍ迄変化し
両端で吸収効率が約２倍異なる効果が認められた。
第２図（ａ）〜（Ｃ）及び第３図は上記実施例の製造方
法を説明するための工程断面図及び上面図である。
法を説明するための工程断面図及び上面図である。
まず第２図（ａ）に示すようにＩｎＰからなる基板５上
に通常のＬＰＥ （液相エピタキシャル）法によりＰＬ
発光波長ＧａＩｎＡｓＰを約０．１５Ｊａの厚さに成長
しＳｎをドープして８層４を形成し次にＰＬ発光波長１
．４３−のＧａ１ｎＡｓＰを約０．Ｃｎノ厚さニ成長さ
せ吸収層２を形成する。
に通常のＬＰＥ （液相エピタキシャル）法によりＰＬ
発光波長ＧａＩｎＡｓＰを約０．１５Ｊａの厚さに成長
しＳｎをドープして８層４を形成し次にＰＬ発光波長１
．４３−のＧａ１ｎＡｓＰを約０．Ｃｎノ厚さニ成長さ
せ吸収層２を形成する。
次に第３図（上面図）に示すようにＳｉＯ３からなるく
さび形のマスクを作り、次に第２図（ｂ）に示すように
ＬＰＥ法によりＩｎＰを成長し、Ｐ型不純物Ｃｄを１×
１０′７／ｃＩＩ！程度ドープして低濃度の２層３ａを
形成する。Ｓｉｔ］２の幅が狭い所では厚く成長し、５
ｉｎ２が広い所では薄く成長する。
さび形のマスクを作り、次に第２図（ｂ）に示すように
ＬＰＥ法によりＩｎＰを成長し、Ｐ型不純物Ｃｄを１×
１０′７／ｃＩＩ！程度ドープして低濃度の２層３ａを
形成する。Ｓｉｔ］２の幅が狭い所では厚く成長し、５
ｉｎ２が広い所では薄く成長する。
次に第２図（Ｃ）に示すように上記低濃度２層３上に更
にＬＰＥ法によりＩｎＰを成長し、Ｐ型不純物Ｚｎを７
×１０１７／ｃｆｆ１程度ドープして高濃度の２層３ｂ
を形成する。このようにして入射側で不純物濃度が薄く
、出射側で濃くドープしたＰ、Ｎ半導体で吸収層を挟む
吸収型光変調器を作製した。
にＬＰＥ法によりＩｎＰを成長し、Ｐ型不純物Ｚｎを７
×１０１７／ｃｆｆ１程度ドープして高濃度の２層３ｂ
を形成する。このようにして入射側で不純物濃度が薄く
、出射側で濃くドープしたＰ、Ｎ半導体で吸収層を挟む
吸収型光変調器を作製した。
第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例を説明
するための模式断面図及び平面図である。
するための模式断面図及び平面図である。
第４図＜ａ＞に示すようにＩｎＰからなる基板５上にＧ
ａ１ｎＡｓＰからなる８層４ （Ｎ型不純物Ｓｎを５Ｘ
１０′７／ｃａｆ程度ドープ）、ＰＬ発光波長１．４３
Ｊ−のＧａＩｎＡｓＰからなる吸収層２及びＩｎＰから
なる２層３ （Ｐ型不純物Ｃｄを５×１０′７／ｃｄ程
度ドープ）が形成されている。６は、電流を導波路にの
み流すたｔのＳｉ、 ＩｎＰ （セミインシュレータ
ＩｎＰ）である。導波路のストライプ幅は、第４図（ｂ
）に示す入射面側のＷｌが１−１出射面側のＷ２が２．
５廁とした。このようにして導波路ストライプ幅が入射
側から出射側にかけて徐々に拡大されている。
ａ１ｎＡｓＰからなる８層４ （Ｎ型不純物Ｓｎを５Ｘ
１０′７／ｃａｆ程度ドープ）、ＰＬ発光波長１．４３
Ｊ−のＧａＩｎＡｓＰからなる吸収層２及びＩｎＰから
なる２層３ （Ｐ型不純物Ｃｄを５×１０′７／ｃｄ程
度ドープ）が形成されている。６は、電流を導波路にの
み流すたｔのＳｉ、 ＩｎＰ （セミインシュレータ
ＩｎＰ）である。導波路のストライプ幅は、第４図（ｂ
）に示す入射面側のＷｌが１−１出射面側のＷ２が２．
５廁とした。このようにして導波路ストライプ幅が入射
側から出射側にかけて徐々に拡大されている。
以上説明した様に本発明によれば、ハイパワーの光に対
しても変調効率を変えずに変調をかけることができ、ハ
イパワーの光に対してもＭＱＷ（多重量子井戸）のエキ
シトンは破壊されず、変調効率も劣化することはない。
しても変調効率を変えずに変調をかけることができ、ハ
イパワーの光に対してもＭＱＷ（多重量子井戸）のエキ
シトンは破壊されず、変調効率も劣化することはない。
以上の様に、本発明はＭＱＷの変調器に対して特に盲動
である。また、吸収の強い場所が入射面より遠ざかるの
で、レーザと変調器を集積化したときの熱の影響、を軽
減できる。
である。また、吸収の強い場所が入射面より遠ざかるの
で、レーザと変調器を集積化したときの熱の影響、を軽
減できる。
第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例を説明
するための模式断面図であり、特に第１図（ａ）は光吸
収層を挟むＰ層とＮ層のそれぞれ入射側から出射側への
濃度変化を示し、第１図（ｂ）は光吸収層の空乏層の広
がりを示す図であり、 第２図（ａ）〜（Ｃ）及び第３図は上記実施例の製造方
法を説明するための工程断面図及び上面図であり、 第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例を説明
するだめの模式断面図及び平面図である。 １・・・光変調器、 ２・・・吸収層、３・・・
Ｐ層、 ４・・・Ｎ層、５・・・基板（ｒｎ
Ｐ）、 ６−Ｓ、’Ｉ、 ＩｎＰ層、１０・・・
空乏層。 （ａ） １ｎ （ｂ） 第１図 １０・・・空気層 第２ＦｆＪ 第３図
するための模式断面図であり、特に第１図（ａ）は光吸
収層を挟むＰ層とＮ層のそれぞれ入射側から出射側への
濃度変化を示し、第１図（ｂ）は光吸収層の空乏層の広
がりを示す図であり、 第２図（ａ）〜（Ｃ）及び第３図は上記実施例の製造方
法を説明するための工程断面図及び上面図であり、 第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例を説明
するだめの模式断面図及び平面図である。 １・・・光変調器、 ２・・・吸収層、３・・・
Ｐ層、 ４・・・Ｎ層、５・・・基板（ｒｎ
Ｐ）、 ６−Ｓ、’Ｉ、 ＩｎＰ層、１０・・・
空乏層。 （ａ） １ｎ （ｂ） 第１図 １０・・・空気層 第２ＦｆＪ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に吸収層と該吸収層を上下で挟むＰ型半導体
層及びＮ型半導体層の３層からなる吸収型光変調器にお
いて、 光の入射側の前記Ｐ型及びＮ型半導体層の不純物導入量
が光の出射側の該不純物導入量よりも大であることを特
徴とする吸収型光変調器。 ２、基板上に吸収層と該吸収層を上下で挟むＰ型半導体
層及びＮ型半導体層の３層からなる吸収型光変調器にお
いて、 前記３層のストライプ幅が入射側から出射側にかけて拡
大せしめられていることを特徴とする吸収型光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311654A JPH04188677A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 吸収型光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311654A JPH04188677A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 吸収型光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04188677A true JPH04188677A (ja) | 1992-07-07 |
Family
ID=18019883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2311654A Pending JPH04188677A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 吸収型光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04188677A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002527793A (ja) * | 1998-10-15 | 2002-08-27 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン | 電界効果光吸収変調器とその製造法 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP2311654A patent/JPH04188677A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002527793A (ja) * | 1998-10-15 | 2002-08-27 | テレフオンアクチーボラゲツト エル エム エリクソン | 電界効果光吸収変調器とその製造法 |
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