JPH05267709A - 導波路型受光器 - Google Patents
導波路型受光器Info
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- JPH05267709A JPH05267709A JP4061774A JP6177492A JPH05267709A JP H05267709 A JPH05267709 A JP H05267709A JP 4061774 A JP4061774 A JP 4061774A JP 6177492 A JP6177492 A JP 6177492A JP H05267709 A JPH05267709 A JP H05267709A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】直行する２つの偏光を独立に光−電気変換でき
る受光器を提供する。 【構成】半導体基板１上にガイド層２−１，２−２，量
子井戸吸収層３，バルク結晶吸収層４，上部クラッド層
５，ＴＥモード検出信号用電極６−１，ＴＭモード検出
信号用電極６−２があり、基板裏面に基板側電極７と上
部電極間の電極分離用溝８からなる。量子井戸吸収層３
はＴＥモードの光の吸収端波長がＴＭモード光より長波
長にあるため、吸収端近傍の光はＴＥモード光のみを選
択的に吸収し、ＴＭモード光は透過する。透過したＴＭ
モード光は吸収層４で吸収され電気信号に変換される。 【効果】偏波分離用のビームスプリッタが不必要となり
コヒーレント光通信用の偏波ダイバーシティの光学系の
構成が非常に簡単になる。
る受光器を提供する。 【構成】半導体基板１上にガイド層２−１，２−２，量
子井戸吸収層３，バルク結晶吸収層４，上部クラッド層
５，ＴＥモード検出信号用電極６−１，ＴＭモード検出
信号用電極６−２があり、基板裏面に基板側電極７と上
部電極間の電極分離用溝８からなる。量子井戸吸収層３
はＴＥモードの光の吸収端波長がＴＭモード光より長波
長にあるため、吸収端近傍の光はＴＥモード光のみを選
択的に吸収し、ＴＭモード光は透過する。透過したＴＭ
モード光は吸収層４で吸収され電気信号に変換される。 【効果】偏波分離用のビームスプリッタが不必要となり
コヒーレント光通信用の偏波ダイバーシティの光学系の
構成が非常に簡単になる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は受光器に掛かり、特にコ
ヒーレント光通信における偏波ダイバーシティ光受信方
式に適した構造を有する受光器に関する。
ヒーレント光通信における偏波ダイバーシティ光受信方
式に適した構造を有する受光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】コヒーレント光通信では受信側に備えた
局部発振レーザの光を信号光に干渉させることにより、
信号強度を大きくする。また受信側での干渉の鋭い波長
選択性を利用し、高密度波長多重を構成する。しかし、
局部発振光を干渉させるには信号光と局部発振光の偏光
を合わせなければならない。一つの解決法に偏波ダイバ
ーシティがある。偏波ダイバーシティでは局部発振光を
偏光ビームスプリッタのような偏光分離板で等出力の２
偏光に分離する。任意の偏光方向である光ファイバを伝
送した信号光を直行する２偏光に分離しておのおの分離
した局部発振光に干渉させる。最終的に分離した各々の
信号強度を合わせることにより、任意の信号光の偏光に
対する受信側での干渉強度の変動を受けずに受信でき
る。その構成としては例えば電子情報通信学会技術研究
報告Ｖｏｌ.９１ Ｎｏ.３４０ ｐ．４５ １９９１年
に記載のようである。この文献ではバランス型光受信器
の構成も含んでいるため、偏波対策用の偏波ダイバーシ
ティの構成が２セットあり各々２個の受光器、トータル
４個の受光器を用いている。光カプラで信号光と局部発
振レーザ光結合した。その後、マイクロレンズで光カプ
ラからの出射光をコリメートして偏光分離板に入射し、
直行する２偏光成分に分けた。分離された各偏光を受光
器で電気信号に変換した。このように従来の偏波ダイバ
ーシティの構成ではかならず偏光分離のための光学部品
と最低２つの独立した受光器を必要とした。このため、
光学系が煩雑であった。また異なる光学部品を用いる構
成では信頼性を得ることが難しい。
局部発振レーザの光を信号光に干渉させることにより、
信号強度を大きくする。また受信側での干渉の鋭い波長
選択性を利用し、高密度波長多重を構成する。しかし、
局部発振光を干渉させるには信号光と局部発振光の偏光
を合わせなければならない。一つの解決法に偏波ダイバ
ーシティがある。偏波ダイバーシティでは局部発振光を
偏光ビームスプリッタのような偏光分離板で等出力の２
偏光に分離する。任意の偏光方向である光ファイバを伝
送した信号光を直行する２偏光に分離しておのおの分離
した局部発振光に干渉させる。最終的に分離した各々の
信号強度を合わせることにより、任意の信号光の偏光に
対する受信側での干渉強度の変動を受けずに受信でき
る。その構成としては例えば電子情報通信学会技術研究
報告Ｖｏｌ.９１ Ｎｏ.３４０ ｐ．４５ １９９１年
に記載のようである。この文献ではバランス型光受信器
の構成も含んでいるため、偏波対策用の偏波ダイバーシ
ティの構成が２セットあり各々２個の受光器、トータル
４個の受光器を用いている。光カプラで信号光と局部発
振レーザ光結合した。その後、マイクロレンズで光カプ
ラからの出射光をコリメートして偏光分離板に入射し、
直行する２偏光成分に分けた。分離された各偏光を受光
器で電気信号に変換した。このように従来の偏波ダイバ
ーシティの構成ではかならず偏光分離のための光学部品
と最低２つの独立した受光器を必要とした。このため、
光学系が煩雑であった。また異なる光学部品を用いる構
成では信頼性を得ることが難しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は一つの受光器
入力で直交する各々の偏波の受信を行うものである。特
に局部発振光に対しては各偏光で等しい光強度となるよ
うにするものである。また、各偏光に対する受信感度が
異なるときには最終的な信号出力が等しくなるようにす
るものである。
入力で直交する各々の偏波の受信を行うものである。特
に局部発振光に対しては各偏光で等しい光強度となるよ
うにするものである。また、各偏光に対する受信感度が
異なるときには最終的な信号出力が等しくなるようにす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では導波路型の受
光器において光軸方向で直列に二つの直行する偏光（Ｔ
ＥとＴＭ）を独立に吸収する領域を有する構成により達
成できる。すなわち、光−電気変換層として信号光の波
長においてＴＥモードのみを吸収してＴＭモード光は透
過する無歪もしくは圧縮歪超格子を前段に配置し、後段
にＴＭモード光を吸収して光−電気変換できる層を配置
する。また引っ張り歪超格子をＴＭモード吸収層として
用いる。さらに導波型受光器に入射する局部発振光の偏
光が導波層に対し４５度傾くように設定し、各偏光に対
する信号光の受信出力が等しくなるように電気信号に変
換された後の増幅度を調節する。あるいは各偏光の受光
感度の差に対応し、局部発振光の偏光角度を４５度から
ずらすものである。
光器において光軸方向で直列に二つの直行する偏光（Ｔ
ＥとＴＭ）を独立に吸収する領域を有する構成により達
成できる。すなわち、光−電気変換層として信号光の波
長においてＴＥモードのみを吸収してＴＭモード光は透
過する無歪もしくは圧縮歪超格子を前段に配置し、後段
にＴＭモード光を吸収して光−電気変換できる層を配置
する。また引っ張り歪超格子をＴＭモード吸収層として
用いる。さらに導波型受光器に入射する局部発振光の偏
光が導波層に対し４５度傾くように設定し、各偏光に対
する信号光の受信出力が等しくなるように電気信号に変
換された後の増幅度を調節する。あるいは各偏光の受光
感度の差に対応し、局部発振光の偏光角度を４５度から
ずらすものである。
【０００５】
【作用】半導体光導波路では通常多層構造をとり、スラ
ブ型または矩形光導波路構造となる。導波光の固有モー
ドは最低２つあり、層に並行な方向に電界成分を有する
ＴＥモードと層に垂直な方向に電界成分を有するＴＭモ
ードとなる。受光器を導波路構造にすると直行する２偏
光に分離することができる。この２偏光への分離で偏光
ビームスプリッタの役割を果たすものである。
ブ型または矩形光導波路構造となる。導波光の固有モー
ドは最低２つあり、層に並行な方向に電界成分を有する
ＴＥモードと層に垂直な方向に電界成分を有するＴＭモ
ードとなる。受光器を導波路構造にすると直行する２偏
光に分離することができる。この２偏光への分離で偏光
ビームスプリッタの役割を果たすものである。
【０００６】量子井戸構造にするとＴＥモード光とＴＭ
モード光に関係する電子遷移のエネルギーギャップが異
なる。これはＴＥモード光にのみ関係する最上位の価電
子帯の電子の有効質量がＴＭモード光に関係する価電子
帯の電子の有効質量よりも大きいため縮退がとけて分離
する。そして有効質量の大きなＴＥモード光のみに関係
する電子の遷移エネルギーギャップがＴＭモード光に関
係する電子遷移より小さくなる。その結果このエネルギ
ーバンドギャップ間の波長の光に対してＴＥモード偏光
の光は吸収するがＴＭモード偏光の光の吸収がなくな
る。この現象を利用するとＴＥモード光選択吸収領域が
形成できる。ＴＥモード光選択吸収領域に直列にＴＭモ
ード光を吸収できる領域を接続すると直行する各偏波を
独立に吸収できる導波路型受光器が構成できる。ＴＭモ
ード光の吸収域についてはＴＥモード光を吸収するよう
な材料であっても前段のＴＥモード光吸収によりＴＥモ
ード光が減衰するので問題ない。
モード光に関係する電子遷移のエネルギーギャップが異
なる。これはＴＥモード光にのみ関係する最上位の価電
子帯の電子の有効質量がＴＭモード光に関係する価電子
帯の電子の有効質量よりも大きいため縮退がとけて分離
する。そして有効質量の大きなＴＥモード光のみに関係
する電子の遷移エネルギーギャップがＴＭモード光に関
係する電子遷移より小さくなる。その結果このエネルギ
ーバンドギャップ間の波長の光に対してＴＥモード偏光
の光は吸収するがＴＭモード偏光の光の吸収がなくな
る。この現象を利用するとＴＥモード光選択吸収領域が
形成できる。ＴＥモード光選択吸収領域に直列にＴＭモ
ード光を吸収できる領域を接続すると直行する各偏波を
独立に吸収できる導波路型受光器が構成できる。ＴＭモ
ード光の吸収域についてはＴＥモード光を吸収するよう
な材料であっても前段のＴＥモード光吸収によりＴＥモ
ード光が減衰するので問題ない。
【０００７】歪超格子はＩｎＰのような半導体基板に基
板の格子定数と僅かに異なり、基板よりも吸収端波長が
長波長にある半導体層を数ｎｍの厚みに形成する。この
とき成長層の本来の格子定数が基板の格子定数よりも大
きいと面内方向で圧縮されることから圧縮歪と称し、逆
に成長の本来の格子定数が基板の格子定数に比べて小さ
いと成長時に面内方向で引っ張られることから引っ張り
歪と称する。結晶が歪を受けると面内と面に垂直な方向
で結晶の形状が変わるため光学的な特性が変化する。光
学的な特性の変化はIEEE Photonics Technology Letter
s, Vol.３, No.２ , ｐ.１０３ １９９１に記載のよう
に圧縮歪(Compressive Strain)の場合はＴＥモード光の
バンドギャップ波長の方が長波長になる。結晶に圧縮歪
が加わると量子効果による縮退の解離と別に縮退が解け
てＴＥモード光を吸収する電子遷移のバンドギャップエ
ネルギーがＴＭモード光を吸収する電子遷移のバンドギ
ャップエネルギーよりも小さくなる。この圧縮歪による
効果が量子効果による２偏光に関係する電子遷移エネル
ギー差に付加されるため、ＴＥモード光の選択吸収域に
おけるＴＭモード光の損失をさらに減らすことができ
る。特定の吸収端近傍の波長の光では圧縮歪を吸収層に
用いるとＴＭモードの光はほとんど吸収せずに透過し、
ＴＥモードの光のみを吸収することになる。引っ張り歪
(Tensile Strain）の場合は逆にＴＥモード光のみ
を吸収する電子遷移のバンドギャップエネルギーよりも
主にＴＭモード光に結合する電子遷移のバンドギャップ
波長が長波長になる。引っ張り歪を吸収層に用いると入
射波長をＴＥモード光のみを吸収するバンドギャップ波
長より長波長にして、ＴＭモード光のバンドギャップ波
長よりも短波長に設定するとＴＥモード光の吸収は弱
く、ＴＭモード光の吸収が強くなる。そこで入射光の波
長が選択的に吸収される波長になるように各々の歪層の
構造を設定する。ＴＭモード光に対する吸収域における
ＴＥモード光の吸収を抑えることができて選択性を高め
ることができる。
板の格子定数と僅かに異なり、基板よりも吸収端波長が
長波長にある半導体層を数ｎｍの厚みに形成する。この
とき成長層の本来の格子定数が基板の格子定数よりも大
きいと面内方向で圧縮されることから圧縮歪と称し、逆
に成長の本来の格子定数が基板の格子定数に比べて小さ
いと成長時に面内方向で引っ張られることから引っ張り
歪と称する。結晶が歪を受けると面内と面に垂直な方向
で結晶の形状が変わるため光学的な特性が変化する。光
学的な特性の変化はIEEE Photonics Technology Letter
s, Vol.３, No.２ , ｐ.１０３ １９９１に記載のよう
に圧縮歪(Compressive Strain)の場合はＴＥモード光の
バンドギャップ波長の方が長波長になる。結晶に圧縮歪
が加わると量子効果による縮退の解離と別に縮退が解け
てＴＥモード光を吸収する電子遷移のバンドギャップエ
ネルギーがＴＭモード光を吸収する電子遷移のバンドギ
ャップエネルギーよりも小さくなる。この圧縮歪による
効果が量子効果による２偏光に関係する電子遷移エネル
ギー差に付加されるため、ＴＥモード光の選択吸収域に
おけるＴＭモード光の損失をさらに減らすことができ
る。特定の吸収端近傍の波長の光では圧縮歪を吸収層に
用いるとＴＭモードの光はほとんど吸収せずに透過し、
ＴＥモードの光のみを吸収することになる。引っ張り歪
(Tensile Strain）の場合は逆にＴＥモード光のみ
を吸収する電子遷移のバンドギャップエネルギーよりも
主にＴＭモード光に結合する電子遷移のバンドギャップ
波長が長波長になる。引っ張り歪を吸収層に用いると入
射波長をＴＥモード光のみを吸収するバンドギャップ波
長より長波長にして、ＴＭモード光のバンドギャップ波
長よりも短波長に設定するとＴＥモード光の吸収は弱
く、ＴＭモード光の吸収が強くなる。そこで入射光の波
長が選択的に吸収される波長になるように各々の歪層の
構造を設定する。ＴＭモード光に対する吸収域における
ＴＥモード光の吸収を抑えることができて選択性を高め
ることができる。
【０００８】本構成では偏光ビームスプリッタが不要で
あり、また独立した２つの受光器を一つにモノリシック
に構成できる。
あり、また独立した２つの受光器を一つにモノリシック
に構成できる。
【０００９】局部発振光の偏光方向を導波層に対し４５
度傾けて設定することによりＴＥモードとＴＭモードに
対し等量の光強度を結合でき、偏波ダイバーシティを構
成できる。
度傾けて設定することによりＴＥモードとＴＭモードに
対し等量の光強度を結合でき、偏波ダイバーシティを構
成できる。
【００１０】また各偏光に対して、光導波路の伝搬損失
が異なり、吸収域の構造がことなるため光−電気変換効
率が１対１に対応しない。偏波ダイバーシティでは両者
の効率を１対１にすることがキーである。各偏光の電気
信号強度としての補正は各偏光に対し電気信号での増幅
率でバランスをとることで得られる。局部発振光を信号
光に干渉させることにより、局部発振光の電界に比例し
て信号光が増幅される。先の各偏光の変換効率の補正分
を局部発振光の偏光を光導波路の層面に対して４５度か
らずらし、ＴＥとＴＭモード光に結合する電界の割合を
変えることによっても達成できる。
が異なり、吸収域の構造がことなるため光−電気変換効
率が１対１に対応しない。偏波ダイバーシティでは両者
の効率を１対１にすることがキーである。各偏光の電気
信号強度としての補正は各偏光に対し電気信号での増幅
率でバランスをとることで得られる。局部発振光を信号
光に干渉させることにより、局部発振光の電界に比例し
て信号光が増幅される。先の各偏光の変換効率の補正分
を局部発振光の偏光を光導波路の層面に対して４５度か
らずらし、ＴＥとＴＭモード光に結合する電界の割合を
変えることによっても達成できる。
【００１１】
【実施例】本発明の１実施例を図１を用いて説明する。
【００１２】図１は偏波ダイバーシティ用の導波路型受
光器の構成の概略図である。ｎ型ＩｎＰ基板１上に下部
のバンドギャップ波長が１.３μｍ のｎ型のＩｎＧaＡs
Ｐガイド層２−１を形成し、さらに井戸層が基板の格子
定数に一致する格子定数からなるＩｎＧａＡｓとバンド
ギャップ波長が１.３μｍ のＩｎＧａＡｓＰからなる障
壁層を有する、５井戸数からなる多重量子井戸ＴＥモー
ド光吸収層３、バンドギャップ波長が１.３μｍ のＩｎ
ＧａＡｓＰからなる上部ガイド層２−２を形成する。多
重量子井戸の吸収端波長を１.５８μｍ に設定する。形
成したＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＰ層の一部を選
択性のエッチング液で除き、再度、下部ガイド層２−１
形成し、その上にＩｎＧａＡｓバルク結晶からなるＴＭ
モード吸収層４，上部ガイド層２−２をエッチングした
領域に形成する。その後ｐ型のＩｎＰ層５を形成したの
ち、電気分離用の溝８を掘って、各ＴＥおよび、ＴＭモ
ード吸収領域に電極６−１，６−２を形成する。最後に
裏面ｎ電極７を形成する。本構成で量子井戸吸収層３の
ＴＥモードに対しては吸収を受け、ＴＭモードの光に対
しては吸収しない光の波長１.５５μｍ を入射して、入
射偏光を変えて各領域での電気信号出力を比較するとＴ
ＥとＴＭモードの偏光の間で９５対１の変換比率が得ら
れる。透過したＴＭモードの光はＩｎＧａＡｓ吸収層で
電気信号に変換される。
光器の構成の概略図である。ｎ型ＩｎＰ基板１上に下部
のバンドギャップ波長が１.３μｍ のｎ型のＩｎＧaＡs
Ｐガイド層２−１を形成し、さらに井戸層が基板の格子
定数に一致する格子定数からなるＩｎＧａＡｓとバンド
ギャップ波長が１.３μｍ のＩｎＧａＡｓＰからなる障
壁層を有する、５井戸数からなる多重量子井戸ＴＥモー
ド光吸収層３、バンドギャップ波長が１.３μｍ のＩｎ
ＧａＡｓＰからなる上部ガイド層２−２を形成する。多
重量子井戸の吸収端波長を１.５８μｍ に設定する。形
成したＩｎＧａＡｓおよびＩｎＧａＡｓＰ層の一部を選
択性のエッチング液で除き、再度、下部ガイド層２−１
形成し、その上にＩｎＧａＡｓバルク結晶からなるＴＭ
モード吸収層４，上部ガイド層２−２をエッチングした
領域に形成する。その後ｐ型のＩｎＰ層５を形成したの
ち、電気分離用の溝８を掘って、各ＴＥおよび、ＴＭモ
ード吸収領域に電極６−１，６−２を形成する。最後に
裏面ｎ電極７を形成する。本構成で量子井戸吸収層３の
ＴＥモードに対しては吸収を受け、ＴＭモードの光に対
しては吸収しない光の波長１.５５μｍ を入射して、入
射偏光を変えて各領域での電気信号出力を比較するとＴ
ＥとＴＭモードの偏光の間で９５対１の変換比率が得ら
れる。透過したＴＭモードの光はＩｎＧａＡｓ吸収層で
電気信号に変換される。
【００１３】実施例２ 歪超格子を用いた場合の実施例について図２を用いて説
明する。図２は偏波ダイバーシティ用導波路型受光器の
斜視図である。ｎ型のＩｎＰ基板１の上の0.6μｍ厚で
バンドギャップ波長が１.３μｍ のＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層２−１上に２つの異なる歪超格子からなる吸収層２
３，２４をバットジョイントで直列に形成する。第１の
吸収層２３は１％格子定数がＩｎＰよりも大きなＩｎＧ
ａＡｓ井戸層（超格子のバンドギャップエネルギーの小
さい層）を圧縮歪吸収層として５層形成する。このとき
の量子井戸のバンドギャップ波長はＴＥモード光に対し
１.６０μｍ である。第２の吸収層２４はＩｎＰよりも
１％格子定数が小さいＩｎＧａＡｓ井戸層を１層形成す
る。その後、吸収層上に厚み０.６μｍ でバンドギャッ
プ波長が１.３μｍ のＩｎＧａＡｓ上部ガイド層２−
２，ｐ型のＩｎＰ層５、さらにｐ型のＩｎＧａＡｓＰキ
ャップ層９を形成する。２つの異なる吸収層２３，２４
の境界は電気的に分離するためにｐ型ＩｎＰ層の中ほど
までエッチングして、分離溝８を形成する。その後に幅
４μｍのハイメサ構造の導波路なるようにエッチングす
る。エッチングされた領域に表面が平坦になるようにポ
リイミド８を塗布する。各々の吸収領域に独立にｐ電極
６−１，６−２を形成する。最後に裏面に電極７を形成
する。この受光器ではＴＥモード選択吸収領域でＴＥと
ＴＭモードの吸収比として９９対１に改善される。これ
に伴い、ＴＥモード吸収領域でのＴＭモード光の伝搬損
失が減り、変換効率が向上する。また、ＴＭモード光の
受光領域における残留ＴＥモード光の影響が実施例１に
比べ半分以下に抑制される。
明する。図２は偏波ダイバーシティ用導波路型受光器の
斜視図である。ｎ型のＩｎＰ基板１の上の0.6μｍ厚で
バンドギャップ波長が１.３μｍ のＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層２−１上に２つの異なる歪超格子からなる吸収層２
３，２４をバットジョイントで直列に形成する。第１の
吸収層２３は１％格子定数がＩｎＰよりも大きなＩｎＧ
ａＡｓ井戸層（超格子のバンドギャップエネルギーの小
さい層）を圧縮歪吸収層として５層形成する。このとき
の量子井戸のバンドギャップ波長はＴＥモード光に対し
１.６０μｍ である。第２の吸収層２４はＩｎＰよりも
１％格子定数が小さいＩｎＧａＡｓ井戸層を１層形成す
る。その後、吸収層上に厚み０.６μｍ でバンドギャッ
プ波長が１.３μｍ のＩｎＧａＡｓ上部ガイド層２−
２，ｐ型のＩｎＰ層５、さらにｐ型のＩｎＧａＡｓＰキ
ャップ層９を形成する。２つの異なる吸収層２３，２４
の境界は電気的に分離するためにｐ型ＩｎＰ層の中ほど
までエッチングして、分離溝８を形成する。その後に幅
４μｍのハイメサ構造の導波路なるようにエッチングす
る。エッチングされた領域に表面が平坦になるようにポ
リイミド８を塗布する。各々の吸収領域に独立にｐ電極
６−１，６−２を形成する。最後に裏面に電極７を形成
する。この受光器ではＴＥモード選択吸収領域でＴＥと
ＴＭモードの吸収比として９９対１に改善される。これ
に伴い、ＴＥモード吸収領域でのＴＭモード光の伝搬損
失が減り、変換効率が向上する。また、ＴＭモード光の
受光領域における残留ＴＥモード光の影響が実施例１に
比べ半分以下に抑制される。
【００１４】次にこの受光器の使用例を示す。図３にこ
の導波路型受光器を用いた偏波ダイバーシティの構成例
を示す。本構成ではバランス型となっている。偏波保存
型の光カップラ１４の１入力１３−１には局部発振光１
１を結合し、他入力１３−２には伝送された信号光１２
を結合する。このとき局部発振光１１の偏光は偏波保持
光ファイバ１３−１の光軸にあわせる。光カップラの出
力ファイバ１５−１，１５−２の光軸を導波型受光器１
６の層に対し、４５度（ＴＥモードまたはＴＭモードに
対し４５度）傾くように光カップラ１４の出力光の偏光
を調節して受光器１６に結合する。ＴＥモード吸収電極
は１７−１と１７−３であり、ここには逆バイアスが印
加されている。また、ＴＭモード吸収電極１７−２と１
７−４にも逆バイアスが印加されている。電極１７−１
と１７−２から出力される信号を足す構成により偏波ダ
イバーシティを構成する。また電極１７−３と１７−４
についても同様である。任意の信号光の偏光方向に対
し、常に一様に局部発振光によって増幅された信号が得
られる。そのような偏波ダイバーシティの構成が非常に
簡単になる。さらに１７−１，２の合成出力と１７−
３，４の合成出力を比較することによりバランス型受信
器を構成し、局部発信光１１のノイズを打ち消す。上記
のように構成が偏波保持型の光カップラ１４と受光器の
２つのみでコヒーレント光通信の受信が構成できるよう
になる。
の導波路型受光器を用いた偏波ダイバーシティの構成例
を示す。本構成ではバランス型となっている。偏波保存
型の光カップラ１４の１入力１３−１には局部発振光１
１を結合し、他入力１３−２には伝送された信号光１２
を結合する。このとき局部発振光１１の偏光は偏波保持
光ファイバ１３−１の光軸にあわせる。光カップラの出
力ファイバ１５−１，１５−２の光軸を導波型受光器１
６の層に対し、４５度（ＴＥモードまたはＴＭモードに
対し４５度）傾くように光カップラ１４の出力光の偏光
を調節して受光器１６に結合する。ＴＥモード吸収電極
は１７−１と１７−３であり、ここには逆バイアスが印
加されている。また、ＴＭモード吸収電極１７−２と１
７−４にも逆バイアスが印加されている。電極１７−１
と１７−２から出力される信号を足す構成により偏波ダ
イバーシティを構成する。また電極１７−３と１７−４
についても同様である。任意の信号光の偏光方向に対
し、常に一様に局部発振光によって増幅された信号が得
られる。そのような偏波ダイバーシティの構成が非常に
簡単になる。さらに１７−１，２の合成出力と１７−
３，４の合成出力を比較することによりバランス型受信
器を構成し、局部発信光１１のノイズを打ち消す。上記
のように構成が偏波保持型の光カップラ１４と受光器の
２つのみでコヒーレント光通信の受信が構成できるよう
になる。
【００１５】本導波型の受信系では波長により、吸収係
数や損失がことなるため、偏波ダイバーシティとして機
能させるためにはＴＥモード光とＴＭモード光の間の信
号強度と得られた電気信号強度の間で補正を加える必要
がある。この方法としてＴＥモード信号出力１７−１，
１７−３とＴＭモード信号出力１７−２，１７−４との
間で電気信号の増幅率を調整して等しくすることによ
り、各偏光信号強度を等しくすることができる。ＩｎＰ
基板の格子定数により、吸収層の設定波長と歪量が限定
される。その結果、信号光の波長によってはＴＥモード
光とＴＭモード光の間の変換効率が等しく取れない場合
が生じる。この時局部発振光の光導波路への入射偏光の
角度を４５度からずらす。本実施例において信号光の波
長が１.５３μｍであるときＴＥモード光選択吸収領域
におけるＴＥモード光とＴＭモード光の吸収率の比は２
０対１と偏光選択性が減少することがある。これは影響
でＴＭモード光がＴＥモード光選択吸収領域で損失を受
けることに由来する。この損失を補償するにあたり、入
射光の局部発振光のＴＭモードの偏光成分が増す方向に
１.５度ずらす。
数や損失がことなるため、偏波ダイバーシティとして機
能させるためにはＴＥモード光とＴＭモード光の間の信
号強度と得られた電気信号強度の間で補正を加える必要
がある。この方法としてＴＥモード信号出力１７−１，
１７−３とＴＭモード信号出力１７−２，１７−４との
間で電気信号の増幅率を調整して等しくすることによ
り、各偏光信号強度を等しくすることができる。ＩｎＰ
基板の格子定数により、吸収層の設定波長と歪量が限定
される。その結果、信号光の波長によってはＴＥモード
光とＴＭモード光の間の変換効率が等しく取れない場合
が生じる。この時局部発振光の光導波路への入射偏光の
角度を４５度からずらす。本実施例において信号光の波
長が１.５３μｍであるときＴＥモード光選択吸収領域
におけるＴＥモード光とＴＭモード光の吸収率の比は２
０対１と偏光選択性が減少することがある。これは影響
でＴＭモード光がＴＥモード光選択吸収領域で損失を受
けることに由来する。この損失を補償するにあたり、入
射光の局部発振光のＴＭモードの偏光成分が増す方向に
１.５度ずらす。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば偏波分離用のビームスプ
リッタが不必要となり、コヒーレント光通信用の偏波ダ
イバーシティの光学系の構成が非常に簡単になる。その
結果、信頼性が高まり、受信系のサイズを小さくするこ
とができる。
リッタが不必要となり、コヒーレント光通信用の偏波ダ
イバーシティの光学系の構成が非常に簡単になる。その
結果、信頼性が高まり、受信系のサイズを小さくするこ
とができる。
【図１】偏波ダイバーシティ用導波路型受光器の構成
図。
図。
【図２】偏波ダイバーシティ用導波路型受光器の歪超格
子を用いた構成。
子を用いた構成。
【図３】偏波ダイバーシティ用導波路型受光器の使用
例。
例。
１…ｎ型ＩｎＰ基板、２−１…下部ＩｎＧａＡｓＰガイ
ド層、２−２…上部ＩｎＧａＡｓＰガイド層、３…量子
井戸ＴＥモード選択吸収層、４…バルク結晶からなる吸
収層、５…ｐ型ＩｎＰクラッド層、６−１…ＴＥモード
信号用電極、６−２…ＴＭモード信号用電極、７…基板
側電極、８…電極分離溝、９…ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層、１１…局部発振光、１２…信号光、１３−１…偏波
保存光ファイバ、１３−２…偏波保存光ファイバ、１４
…光カップラ、１５−１…偏波保存光ファイバ、１５−
２…偏波保存光ファイバ、１６…偏波ダイバーシティと
バランス型を組み合わせた受光器、１７−１，１７−３
…ＴＥモード信号出力電極、１７−２，１７−４…ＴＭ
モード信号出力電極、２３…圧縮歪超格子吸収層、２４
…引っ張り歪超格子吸収層。
ド層、２−２…上部ＩｎＧａＡｓＰガイド層、３…量子
井戸ＴＥモード選択吸収層、４…バルク結晶からなる吸
収層、５…ｐ型ＩｎＰクラッド層、６−１…ＴＥモード
信号用電極、６−２…ＴＭモード信号用電極、７…基板
側電極、８…電極分離溝、９…ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層、１１…局部発振光、１２…信号光、１３−１…偏波
保存光ファイバ、１３−２…偏波保存光ファイバ、１４
…光カップラ、１５−１…偏波保存光ファイバ、１５−
２…偏波保存光ファイバ、１６…偏波ダイバーシティと
バランス型を組み合わせた受光器、１７−１，１７−３
…ＴＥモード信号出力電極、１７−２，１７−４…ＴＭ
モード信号出力電極、２３…圧縮歪超格子吸収層、２４
…引っ張り歪超格子吸収層。
Claims (6)
- 【請求項１】導波路型受光器において、少なくともＴＥ
モード光を選択的に吸収しＴＭモード光は透過する領域
と、その透過したＴＭモード光を吸収する領域とを有す
る導波路型受光器。 - 【請求項２】上記ＴＥモード光を選択的に吸収する領域
とＴＭモード光を吸収する領域を直列に接合した請求項
１記載の導波路型受光器。 - 【請求項３】上記ＴＥモード光を選択的に吸収する領域
に無歪または圧縮歪超格子層を用いた請求項１記載の導
波路型受光器。 - 【請求項４】上記ＴＥモード光を選択的に吸収する領域
に無歪または圧縮歪超格子層を用い、上記ＴＭモード光
を吸収する領域に引っ張り歪吸収層を用いた請求項１記
載の導波路型受光器。 - 【請求項５】ＴＥモード光やＴＭモード光の伝搬損失の
違いや変換効率の違いに伴う、偏光成分による信号光の
電気信号強度の変換出力の差を補正し、信号光のＴＥモ
ード光とＴＭモード光の各偏光成分の電気信号に変換さ
れた信号強度が最終的に等しくなるように受光器の後段
の電気信号増幅器の増幅度を設定したことを特徴とする
偏波ダイバーシティ受信機。 - 【請求項６】ＴＥモード光やＴＭモード光の伝搬損失の
違いや変換効率の違いに伴う、偏光成分による信号光の
電気信号強度の変換出力の差を補正し、信号光のＴＥモ
ード光とＴＭモード光の各偏光成分の電気信号に変換さ
れた信号強度が最終的に等しくなるように受光器への局
部発振光の入射するときの光導波層に対する偏光方向を
４５度から傾けて入射するように設定したことを特徴と
する偏波ダイバーシティ受信機。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4061774A JPH05267709A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 導波路型受光器 |
| DE69331979T DE69331979T2 (de) | 1992-02-28 | 1993-02-26 | Optische integrierte Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung und Verwendung in einem Lichtempfänger |
| EP93103158A EP0558089B1 (en) | 1992-02-28 | 1993-02-26 | Semiconductor optical integrated device and method of manufacture thereof, and light receiver using said device |
| US08/024,084 US5574289A (en) | 1992-02-28 | 1993-03-01 | Semiconductor optical integrated device and light receiver using said device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4061774A JPH05267709A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 導波路型受光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267709A true JPH05267709A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13180787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4061774A Pending JPH05267709A (ja) | 1992-02-28 | 1992-03-18 | 導波路型受光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05267709A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08204226A (ja) * | 1995-01-23 | 1996-08-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 受光素子 |
| ES2100791A2 (es) * | 1994-02-03 | 1997-06-16 | Telefonica Nacional Espana Co | Dispositivo optoelectronico de fotodetectores en guiaonda con diversidad de polarizacion. |
| JP2015211166A (ja) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 日本電信電話株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| JP2017069359A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 沖電気工業株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4061774A patent/JPH05267709A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2100791A2 (es) * | 1994-02-03 | 1997-06-16 | Telefonica Nacional Espana Co | Dispositivo optoelectronico de fotodetectores en guiaonda con diversidad de polarizacion. |
| JPH08204226A (ja) * | 1995-01-23 | 1996-08-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 受光素子 |
| JP2015211166A (ja) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 日本電信電話株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
| JP2017069359A (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | 沖電気工業株式会社 | 半導体受光素子及びその製造方法 |
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