JPH0467120A - 光変調器 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は小形、集積化可能な光変調器に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、この種の光変調器としては、第４図に示す構成の
ものがある。

第４図において、１は信号光導波路のコア、２はミラー
、３はｐ型１ｎＰクラッド、４はｎ型ＩｎＰ基板、５ａ
、　５ｂは電極である。この導波路は二つのミラーの間
に誘電体が挟まった構成となっており、ファブリペロ共
振器を形成している。いま、導波路に入射する信号光の
波長λ、が、導波路の屈折率および長さで決まる共振波
長λ８よりも短波長であるとする。ｐｎ接合が逆バイア
スとなるような電界を印加すると導波路の屈折率が減少
し、共振波長が短波長側ヘシフトする。その結果、信号
光の透過率が増加する。このように電界の有無により信
号光強度が変調される。

このような構成の光変調器は、小型化が可能ではあるが
、動作速度がＣＲ時定数で利尿されてしまうという欠点
がある。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、製作が容易で、高速動作可能な光変調器を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の光変調器は、光を共振させる構造を有する光導
波路の全体または一部の屈折率を変化させ、共振波長を
変化させて信号光波長での透過率を制御する光変調器に
おいて、光を共振させる構造を信号光の伝搬方向に対し
て２個直列に接続する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成を示す平面図であり、
第２図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）は第１図のそれぞれ
Ａ−Ａ’　、Ｂ−Ｂ’　、Ｃ−Ｃ’面における断面図で
ある。第１図において、７ａ、　７ｂ、　７ｃ、　７ｄ
、　７ｅは信号光導波路であって、第２図（ａ）、　（
ｂ）に示すように、厚さ約０．３　ｐｍのＩｎＯ，’１
２　Ｇａ　Ｏ，２８Ａｓ　Ｏ，５９Ｐ　ｏ、ａ１／Ｉｎ
Ｐ多重量子井戸からなるコア８ａと、コア８ａを包むＩ
ｎＰクラッド８ｂ、　８ｃとにより構成され、導波路幅
は約４μｍである。多重量子井戸構造コア８ａは第２図
（ｄ）に示すように１００人のＩｎｏ、ｒ□Ｇａ　ｏ、
ｚｉ＋　Ａｓ　Ｏ，５９Ｐ　Ｏ，４＋井戸層９ａと、１
００人のＩｎＰ　ｌｉＥ壁層９ｂとの１５周期の層から
なっている。

第１図において、導波路７ｂ、　７ｄはリング共振器６
ａ。

６ｂを構成し、導波１７ｃは二つのリング共振器を接続
している。１０は全反射ミラーであって、第２図（ｂ）
に示すように、ドライエツチングを用いて導波路の側壁
にコア８ａよりも深い溝を形成することにより製作する
。第１図に示すように、ミラー１０と信号光の光軸との
なす角は、４５度であり、全反射の条件を満たしている
。１１はハーフミラ−タイプの光合分岐器であって、第
２図（ｂ）に示すように、ドライエツチングを用いて導
波路のコア８ａの直上までの深さの溝を形成することに
より製作する。１２ａ、　１２ｂは電極である。

ここでリング変調器の動作について説明する。

変調器６ａに波長１．５５μｍの信号光を導波路７ａか
ら入射する場合、電圧を印加しない状態では信号光波長
は、リング共振器の共振波長よりも短いので、導波路７
ｃから取り出される信号光は微弱である。

ｐｎ接合が逆バイアスとなるような電界を、電極１２ａ
、１２ｂ間に印加すると、リング共振器６ａの共振波長
は短波長側にシフトし、導波路７ｃから取り出される信
号光強度は増大する。ちょうど電界がＥａ（Ｖ／　ｃ＋
ｎ）になったところで共振波長は信号光波長と一致し、
信号光強度は最大となる。電界がさらに増加すると、共
振波長はさらに短波長側ヘシフトし、信号光強度は減少
する。したがって印加電界と透過率の関係は第３図（ａ
）に示すようになる。

いま、リング変調器６ａに第３図（ｂ）に示すようなパ
ルス電界を印加したとする。このときの変調器の応答は
、第３図（ｃ）に示すようになり、立ち上がり・立ち下
がりのスピードは、ＣＲ時定数によって制限されている
。つぎに、リング変調器６ｂに第３図（ｄ）に示すよう
なパルス電界を印加したとき、変調器の応答は、第３図
（ｅ）に示すようになる。このとき立ち上がり・立ち下
がりのスピードは、ＣＲ時定数によって決まるスピード
よりも高速となる。そこで、リング変調器６ａ、６ｂを
信号光の伝搬方向に対して直列に接続したところ、第３
図（ｆ）に示すような応答が観測され、ＣＲ時定数によ
らない高速な変調動作が確認された。

なお、ここでは電界による変調について説明したが、他
の手段による変調（例えば光、電流、熱等）についても
同様である。また、共振器はリング共振器について説明
したが、他の構造の共振器（例えばファブリペロ共振器
）についても同様な動作をすることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、２個の共振させる構造
を、光の伝搬方向に直列に接続することにより、光変調
器を構成し、二つの制御信号により制御する構成とした
ので、制御信号の応答速度によらない高速動作が可能と
なる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光変調器の一実施例の構成を示す平面
図、 第２図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）は第３図のそれぞれ
ＡＡ’　、Ｂ−Ｂ’　、Ｃ−Ｃ’における断面図、第２
図（ｄ）は第２図に示す多重量子井戸構造コア８ａの拡
大断面図、 第３図軸）〜（ｆ）は第１図におけるリング変調器の応
答を示す図、 第４図は従来の光変調器の構成を示す図である。 １・・・導波路コア　　　２・・・ミラー３・・・ｐ−
１ｎＰクラツド　４・・・　ｎ　−１ｎＰ基板５ａ、　
５ｂ・・・電極　　　　６ａ、　６ｂ・・・リング共振
器７ａ、　７ｂ、　７ｃ、　７ｄ、　７ｅ−−−導波路
８ａ・・・多重量子井戸構造コア ８ｂ＋　８ｃｍ１ｎＰクラツド ９ａ−１ｎＧａＡｓＰ井戸層　９ｂ−ＩｎＰ　ＩＩｌ壁
層１０・・・全反射ミラー　　１１・・・光合分岐器１
２ａ、１２ｂ　−・・電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光を共振させる構造を有する光導波路の全体または
   一部の屈折率を変化させ、共振波長を変化させて信号光
   波長での透過率を制御する光変調器において、光を共振
   させる構造を信号光の伝搬方向に対して２個直列に接続
   したことを特徴とする光変調器。 ２、請求項１記載の光変調器において、前記光導波路を
   半導体多重量子井戸構造により構成したことを特徴とす
   る光変調器。