JPH04263224A - 集積形光マッハ−ツェンダー干渉計 - Google Patents

集積形光マッハ−ツェンダー干渉計

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JPH04263224A
JPH04263224A JP3273257A JP27325791A JPH04263224A JP H04263224 A JPH04263224 A JP H04263224A JP 3273257 A JP3273257 A JP 3273257A JP 27325791 A JP27325791 A JP 27325791A JP H04263224 A JPH04263224 A JP H04263224A
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JP
Japan
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waveguide
strip
film
zehnder interferometer
width
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JP3273257A
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Gustav Mueller
グスターフ ミユラー
Lothar Stoll
ロタール シユトル
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Siemens AG
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    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
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  • Optical Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、制御可能な集積形光マ
ッハ−ツェンダー干渉計に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体材料から成る基板上に集積され、
この基板のドーピングされないかまたはnドーピングさ
れた導波膜によって規定された2つの所定幅の条帯状導
波路から構成され、これらの条帯状導波路は、2つに分
割された結合部分では、この結合部分において一方の条
帯状導波路の導波膜内を案内された光波が他方の条帯状
導波路の導波膜内へ過結合し得るように微小間隔にて互
いに延在し、かつ両結合部分間に位置する移相器領域で
は条帯状導波路間での光波の過結合を排除する大きな間
隔にて互いに延在し、移相器部分においては少なくとも
1つの条帯状導波路は導波膜上に配設された所定幅の半
導体材料製リブを有し、移相器部分の内部におけるリブ
の領域では導波膜の上側または下側に接触部を介して電
気的に制御可能なpnまたはpin接合が集積され、そ
の際接合はpドーピングされた材料からnドーピングさ
れるかまたはドーピングされない材料に向かって導波膜
から所定間隔にて配置され、pドーピングされた材料は
この接合の導波膜とは反対側に設けられ、電気的に制御
可能なpnまたはpin接合を有する条帯状導波路部分
(第1領域内)は電気的に制御可能な条帯状導波路であ
り、電気的に制御可能な条帯状導波路の外に存在する各
条帯状導波路部分(第2領域内)または条帯状導波路は
受動条帯状導波路を形成する制御可能な集積形光マッハ
−ツェンダー干渉計はドイツ連邦共和国特許出願公開第
3929131号(特開平3−98016)において提
案されている。
【0003】既提案のマッハ−ツェンダー干渉計におい
ては、pnまたはpin接合はリブ形導波路として形成
された両条帯状導波路の全長に亘って延在している。こ
の条帯状導波路は従って標準的な導波路構造を有してお
り、その場合結合部分におけるpnまたはpin接合が
電気的接触部を介して電気的に制御可能である。
【0004】このマッハ−ツェンダー干渉計は、光入力
信号が電気的制御信号に応じてスイッチの一方の出力端
または他方の出力端に供給される光スイッチとして駆動
され得る。
【0005】既提案のマッハ−ツェンダー干渉計におい
ては、これらの構成要素の機能は一般に入力信号の偏光
に左右される。即ち幾何学形状が定められている場合、
TE偏光された入力信号はTM偏光された入力信号とは
異なり複数の出力端に分配されるという欠点を有する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、この方向性
結合器の機能が偏光に殆ど左右されず、従ってこのよう
な方向性結合器を用いて実現された光スイッチの機能が
偏光に殆ど左右されないように、冒頭で述べた種類のマ
ッハ−ツェンダー干渉計を改善することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、受動条帯状導波路がpnまたはpin接
合のない条帯状導波路構造を有することを特徴とする。
【0008】本発明によるマッハ−ツェンダー干渉計の
特に有利な実施態様は請求項2以降に記載されている。 特に、受動条帯状導波路の条帯状導波路構造はドイツ連
邦共和国特許出願公開第4014234号明細書に記載
されたレーザダイオードとの集積化に適するという利点
を有する。受動条帯状導波路の条帯状導波路構造は、電
気的に制御可能な条帯状導波路の条帯状導波路構造から
上膜の省略またはエッチング除去によって、このレーザ
ダイオード上に簡単に製作され得る。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
【0010】図1に示されたマッハ−ツェンダー干渉計
において、基板S上に集積された幅bの条帯状導波路W
L1、WL2は、移相器部分Phでは、この移相器部分
Phにおいては一方の条帯状導波路WL1またはWL2
の導波膜内を案内された光波が他方の条帯状導波路WL
2またはWL1の導波膜内へ過結合しないような大きさ
の間隔d1で互いに配置されている。。
【0011】条帯状導波路WL1またはWL2の電気的
に制御可能な条帯状導波路を形成する条帯状導波路部分
は移相器部分Ph内に形成され、例えば領域B1に亘っ
て延在している。領域B1の外部つまり領域B1の左右
の領域B2においては、条帯状導波路WL1、WL2は
受動条帯状導波路である。
【0012】移相器部分Phの左右に存在する2つの結
合部分K1、K2においては、条帯状導波路WL1、W
L2は、案内された光波が条帯状導波路WL1、WL2
間のこの結合部分K1、K2において過結合しかつ互い
に重畳され得るような微小間隔dにて互いに案内される
【0013】制御可能な条帯状導波路の条帯状導波路構
造は図2に断面が示されている。この構造によれば、基
板S上には導波膜wSが設けられている。導波膜wS上
には厚さDの間隔膜ASが設けられ、さらにこの間隔膜
AS上にはリブRが設けられている。リブRの幅bは条
帯状導波路の幅を規定する。
【0014】基板Sはnドーピングされた半導体材料か
ら構成されている。同様に導波膜wSもnドーピングさ
れた半導体材料から構成されている。なお、この導波膜
wSの材料および/またはドーピングはその屈折率が基
板Sの屈折率よりも大きくなるように選定されている。
【0015】間隔膜ASはnドーピングされるかまたは
ドーピングされない半導体材料から構成され、この半導
体材料はその屈折率が導波膜wSの屈折率よりも小さく
なるように選定されている。
【0016】リブRはpドーピングされた半導体材料か
ら構成されている。
【0017】基板Sのnドーピングされた材料と、導波
膜wSのnドーピングされた材料と、間隔膜ASのドー
ピングされない材料と、リブRのpドーピングされた材
料とによって、pnまたはpin接合が形成される。接
合Uはpドーピングされた材料からnドーピングされる
かまたはドーピングされない材料に向かって導波膜wS
から間隔Dにて配設されている。
【0018】リブRの表面の下には高pドーピングされ
た接触膜Ksが形成されており、この接触膜は金属接触
部pkと電気的に結合されている。この接触部pkに導
かれているリード線Lはこのリード線Lを間隔膜ASと
リブRとから分離する電気絶縁膜IS、例えば酸化膜上
を案内されている。
【0019】接触部pkの対向接触部は基板Sの下側に
設けられ、nkが付されている。
【0020】基板SとリブRとは例えばInPから構成
され、一方、導波膜wSと間隔膜ASとはInGaAs
Pから構成されている。その場合、間隔膜ASの材料は
1.1μmのギャップ波長を有し、導波膜wSの材料は
1.25μmのギャップ波長を有し得る。
【0021】受動条帯状導波路のpnまたはpin接合
のない条帯状導波路構造は種々に構成され得る。
【0022】図3aおよびbに示された実施例において
は、この構造はnドーピングされるかまたはドーピング
されない半導体材料から成る導波膜wSの厚肉領域を形
成するリブR1によって規定されている。なお、リブR
1の幅bは受動条帯状導波路WL1、WL2の幅を決定
する。導波膜wSは基板Sとは反対側の上面Oが空気ま
たは他の標準材料、例えば基板Sの材料に接する。
【0023】図3cの実施例においては、この構造は幅
bが受動条帯状導波路の幅を規定する条帯状導波膜wS
を有している。この条帯状導波膜wSは基板Sの標準材
料によって取囲まれている。しかしながら、例えば条帯
状導波膜wSが基板Sの表面上に形成され、標準材料か
ら成る被覆膜によって被覆されるかまたは被覆されない
ようにすることもできる。この場合、この条帯状導波膜
wSと基板Sとに空気または標準材料が接する。
【0024】図3dの実施例においては、pnまたはp
in接合のない条帯状導波路構造は導波膜wS上に配設
された標準材料製の他の膜aSの厚肉領域を形成するリ
ブR2を規定される。なお、そのリブR2の幅bは受動
条帯状導波路の幅を決定する。他の膜aSは導波膜wS
とは反対側の上面OWが空気または他の標準材料に接す
る。
【0025】本発明によるマッハ−ツェンダー干渉計は
、先ず導波膜wSと間隔膜ASとこの上に配置されたリ
ブRとを備えた基板Sが従来技術によって製造されるよ
うに有利に製造され得る。領域B1ではリブRが残留し
続ける。その領域では絶縁膜ISと、接触部pkと、リ
ード線Lとが同様に従来技術によって実現される。
【0026】領域B2においては少なくともリブRが例
えばエッチングによって除去される。2つの領域B2に
はリブRが作成されない。即ちこのリブRはこの領域B
2においては初めから省略することもできる。
【0027】図3aないしcに示された条帯状導波路構
造を製作するために、領域B2においては間隔膜ASが
例えばエッチングによって除去される。領域B2にはこ
の間隔膜ASが作成されない、即ち初めから省略するこ
ともできる。
【0028】導波膜wSのリブR1はこの導波膜wSの
薄いエッチングによってリブR1の領域の外に作成され
る。
【0029】図3bの場合には、リブR1の作成後、被
覆膜DSが導波膜wS上に例えばエピタキシーによって
設けられる。この被覆膜DSは例えば基板と同じ材料か
ら構成し得る。
【0030】図3cの実施例においては、平面状導波膜
wSが幅bの条帯になるまでエッチングされる。初めか
ら幅bの条帯状導波膜wSだけが作成され、従ってこの
条帯の外の導波膜wSは初めから省略することもできる
。製作された条帯状導波膜wSは被覆膜によって被覆さ
れる。この被覆膜は例えば基板Sの材料から構成され、
エピタキシャル法により製作され得る。図3cにおいて
は、被覆膜と基板Sとは同一材料から構成され、被覆膜
と基板との境界はなくなっている。被覆膜は省くことも
でき、それゆえ条帯状導波膜wSはその場合には基板S
の上で空気に接する。
【0031】図3dの実施例は、例えば、リブRの領域
の外の間隔膜ASが薄くエッチング形成され、この間隔
膜ASが他の膜aSを形成するようにして製作される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマッハ−ツェンダー干渉計の一例
を示す平面図。
【図2】電気的に制御可能な条帯状導波路の結合部分に
おける図1のII−II断面線に沿った断面図。
【図3】本発明によるマッハ−ツェンダー干渉計の受動
条帯状導波路の図1のIII−III断面線に沿った断
面図で、aないしdはこの受動条帯状導波路の条帯状導
波路構造のそれぞれ異なった例を示す断面図。
【符号の説明】
S  基板 K  結合部分 U  接合 O  上面 wS  導波膜 OW  上面 WL1、WL2  条帯状導波路 R、R1、R2  リブ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体材料から成る基板(S)上に集
    積され、この基板(S)のドーピングされないかまたは
    nドーピングされた導波膜(wS)によって規定された
    2つの所定幅(b)の条帯状導波路(WL1、WL2)
    から構成され、これらの条帯状導波路(WL1、WL2
    )は、2つに分割された結合部分(K1、K2)では、
    この結合部分(K1、K2)において一方の条帯状導波
    路(WL1またはWL2)の導波膜(wS)内を案内さ
    れた光波が他方の条帯状導波路(WL2またはWL1)
    の導波膜(wS)内へ過結合し得るような微小間隔(d
    )にて互いに延在し、かつ前記両結合部分(K1、K2
    )間に位置する移相器領域(Ph)では前記条帯状導波
    路(WL1、WL2)間での光波の過結合を排除する大
    きな間隔(d1)にて互いに延在し、前記移相器部分(
    Ph)においては少なくとも1つの条帯状導波路(WL
    1、WL2)は前記導波膜(wS)上に配設された幅(
    b)の半導体材料製リブ(R)を有し、前記移相器部分
    (Ph)の内部における前記リブ(R)の領域では前記
    導波膜(wS)の上側または下側に接触部を介して電気
    的に制御可能なpnまたはpin接合が集積され、その
    際前記接合(U)はpドーピングされた材料からnドー
    ピングされるかまたはドーピングされない材料に向かっ
    て前記導波膜(wS)から間隔(D)にて配置され、p
    ドーピングされた材料はこの接合(U)の前記導波膜(
    wS)とは反対側に設けられ、前記電気的に制御可能な
    pnまたはpin接合を有する条帯状導波路部分(領域
    B1内)は電気的に制御可能な条帯状導波路であり、こ
    の電気的に制御可能な条帯状導波路の外に存在する各条
    帯状導波路部分(領域B2内)または条帯状導波路は受
    動条帯状導波路を形成する制御可能な集積形光マッハ−
    ツェンダー干渉計において、前記受動条帯状導波路はp
    nまたはpin接合のない条帯状導波路構造を有するこ
    とを特徴とする集積形光マッハ−ツェンダー干渉計。
  2. 【請求項2】  pnまたはpin接合のない条帯状導
    波路構造は、nドーピングされるかまたはドーピングさ
    れない半導体材料から成る導波膜(wS)の厚肉領域を
    形成するリブ(R1)によって規定され、そのリブ(R
    1)の幅(b)は受動条帯状導波路(WL1、WL2)
    の幅を決定し、前記導波膜(wS)は基板(S)とは反
    対側面(O)が空気または他の標準材料に接することを
    特徴とする請求項1記載のマッハ−ツェンダー干渉計。
  3. 【請求項3】  pnまたはpin接合のない条帯状導
    波路構造は、幅(b)が受動条帯状導波路の幅を決定す
    る条帯状導波膜(wS)を有し、この条帯状導波膜(w
    S)は前記基板(S)の標準材料に取囲まれるかまたは
    この条帯状導波膜(wS)と基板(S)とに空気または
    他の標準材料が接することを特徴とする請求項1記載の
    マッハ−ツェンダー干渉計。
  4. 【請求項4】  pnまたはpin接合のない条帯状導
    波路構造は導波膜(wS)上に配設された標準材料製の
    他の膜(aS)の厚肉領域を形成するリブ(R2)によ
    って規定され、そのリブ(R2)の幅(b)は受動条帯
    状導波路(WL1、WL2)の幅を決定し、前記他の膜
    (aS)は前記導波膜(wS)とは反対側の上面(OW
    )に空気または他の標準材料が接することを特徴とする
    請求項1記載のマッハ−ツェンダー干渉計。
JP3273257A 1990-09-28 1991-09-24 集積形光マッハ−ツェンダー干渉計 Withdrawn JPH04263224A (ja)

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DE4030755.7 1990-09-28
DE4030755 1990-09-28

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EP (1) EP0477605A3 (ja)
JP (1) JPH04263224A (ja)

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