JPH0693068B2 - 導波型光スイツチ - Google Patents
導波型光スイツチInfo
- Publication number
- JPH0693068B2 JPH0693068B2 JP24146686A JP24146686A JPH0693068B2 JP H0693068 B2 JPH0693068 B2 JP H0693068B2 JP 24146686 A JP24146686 A JP 24146686A JP 24146686 A JP24146686 A JP 24146686A JP H0693068 B2 JPH0693068 B2 JP H0693068B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical switch
- waveguide
- gaas
- layer
- electric field
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、導波路中を伝播する光の進行方向を電気的
に制御する導波型光スイツチに関する。
に制御する導波型光スイツチに関する。
従来、この種の導波型光スイツチとしては、種々のもの
があるが、例えば、第４図に示すようなものがある。
があるが、例えば、第４図に示すようなものがある。
第４図は従来の導波型光スイツチを示す断面図である。
同図に示すように、この導波型光スイツチは基板材料と
してGaAs,InP等の化合物半導体を用い、レーザダイオー
ドやフォトダイオード等と一体化できるようにした点で
特徴を有するものである。
してGaAs,InP等の化合物半導体を用い、レーザダイオー
ドやフォトダイオード等と一体化できるようにした点で
特徴を有するものである。
詳しくは、１は下部電極であり、この下部電極１にn+In
P基板２、n+InGaAsPクラツド層３およびn-InGaAsP導波
層４が順次積層され、このn-InGaAsP導波層４の上側を
段付形状とし、この段付部分にP+InGaAsPクラツド層５
および上部電極６が積層されている。
P基板２、n+InGaAsPクラツド層３およびn-InGaAsP導波
層４が順次積層され、このn-InGaAsP導波層４の上側を
段付形状とし、この段付部分にP+InGaAsPクラツド層５
および上部電極６が積層されている。
GaAs/GaAsAl系の基板材料についても同様の積層構造と
なつている。
なつている。
上下のクラツド層3,5は小さい抵抗値に設定されてn-InG
aAsP導波層４に大きい電界が印加されるようになつてい
る。
aAsP導波層４に大きい電界が印加されるようになつてい
る。
前記構成において、上下部電極1,6を介して導波層４に
電界を印加すると、電界の印加部分では、屈折率の変化
により、導波層４中を伝播する光の進行方向が変化し、
光スイツチングが可能となる。
電界を印加すると、電界の印加部分では、屈折率の変化
により、導波層４中を伝播する光の進行方向が変化し、
光スイツチングが可能となる。
しかし、前記の構成では、電界が有効に導波層に印加さ
れるようにクラツド層のキヤリア密度を大きくして抵抗
値を小さく設定した積層構造であるので、導波層中を伝
播する光がクラツド層にわずかにしみ出し、そのため、
キヤリアによる吸収を受け、伝播ロスが増大するという
問題があつた。
れるようにクラツド層のキヤリア密度を大きくして抵抗
値を小さく設定した積層構造であるので、導波層中を伝
播する光がクラツド層にわずかにしみ出し、そのため、
キヤリアによる吸収を受け、伝播ロスが増大するという
問題があつた。
そこで、この発明は前記問題点に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、伝播ロスの低減を図つた
導波型光スイツチを提供することにある。
で、その目的とするところは、伝播ロスの低減を図つた
導波型光スイツチを提供することにある。
前記目的に沿うこの発明の構成は光スイツチ部と電極と
の間にキヤリア密度の大きい化合物半導体で伝導部を形
成したことを要旨とする。
の間にキヤリア密度の大きい化合物半導体で伝導部を形
成したことを要旨とする。
前記構成において、両電極間に電界をかけると、電界は
伝導部を経て光スイツチ部の表裏面に加えられる。
伝導部を経て光スイツチ部の表裏面に加えられる。
これは両電極間の距離は両伝導部間の距離としてみるこ
とができるので、光スイツチ部の表裏面に加えられる電
界の強度を増大させることができる。
とができるので、光スイツチ部の表裏面に加えられる電
界の強度を増大させることができる。
その結果、導波層およびこれを挟むクラツド層のキヤリ
ア密度を低下させることが可能となり、キヤリアによる
光吸収が減少し、したがって、前記問題点を除去するこ
とができる。
ア密度を低下させることが可能となり、キヤリアによる
光吸収が減少し、したがって、前記問題点を除去するこ
とができる。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は第１実施例に係る導波型光スイッチを示すもの
であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。
であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。
同図において、７はN+GaAs基板であり、このN+GaAs基板
７にn-GaAsAlクラツド層８、n-GaAs導波層９およびn-GA
AsAlクラツド層8aが順次積層されている。
７にn-GaAsAlクラツド層８、n-GaAs導波層９およびn-GA
AsAlクラツド層8aが順次積層されている。
n-GaAs導波層９には、リツジ構造により、２本の導波路
11a〜11と12a〜12がたすき状に交差するように形成
されている。
11a〜11と12a〜12がたすき状に交差するように形成
されている。
13は導波路11a〜11と12a〜12との交差部に設けられ
た同質半導体の長方形の光スイツチ部であり、この光ス
イツチ部13は電界の印加により、電気光学効果により屈
折率が変化し全反射条件が満たされるようになつてい
る。
た同質半導体の長方形の光スイツチ部であり、この光ス
イツチ部13は電界の印加により、電気光学効果により屈
折率が変化し全反射条件が満たされるようになつてい
る。
この光スイツチ部13に電界を印加するためにn+GaAs基板
７に下部電極14が設けられ、光スイツチ部13に対応した
n-GaAsAlクラツド層8aの位置に光スイツチ部13と同じ長
方形形状の上部電極15が設けられている。
７に下部電極14が設けられ、光スイツチ部13に対応した
n-GaAsAlクラツド層8aの位置に光スイツチ部13と同じ長
方形形状の上部電極15が設けられている。
光スイツチ部13に対応したキヤリア密度の大きいn+GaAs
基板７の位置にリツジ構造により下部伝導部16が形成さ
れ、n+GaAs基板７が下部伝導部16を介して光スイツチ部
13と電気的に接続できるようになつている。
基板７の位置にリツジ構造により下部伝導部16が形成さ
れ、n+GaAs基板７が下部伝導部16を介して光スイツチ部
13と電気的に接続できるようになつている。
また、この光スイツチ部13と上部電極15との間に上部伝
導部17が形成され、この上部伝導部17は小さい抵抗値に
より伝導度を飛躍的に上昇させるP+GaAsあるいはP+GAAs
Al等の化合物半導体からなり、選択エピタキシヤルある
いは不純物拡散による方法で生成される。
導部17が形成され、この上部伝導部17は小さい抵抗値に
より伝導度を飛躍的に上昇させるP+GaAsあるいはP+GAAs
Al等の化合物半導体からなり、選択エピタキシヤルある
いは不純物拡散による方法で生成される。
選択エピタキシヤルによる方法は一つの結晶であるn-GA
As導波層９の上に局部的に他の結晶であるP+GaAsあるい
はP+GaAsAlを規則的配列して成長させることにろい上部
伝導部17を形成する方法である。
As導波層９の上に局部的に他の結晶であるP+GaAsあるい
はP+GaAsAlを規則的配列して成長させることにろい上部
伝導部17を形成する方法である。
また、不純物拡散による方法は不純物金属を高温下にお
いて半導体中に熱拡散させることにより、P+GaAsあるい
はP+GaAsAl製の上部伝導部17を形成する方法である。
いて半導体中に熱拡散させることにより、P+GaAsあるい
はP+GaAsAl製の上部伝導部17を形成する方法である。
なお、各層の厚さは１μｍ程度とする。
次に、前記構成の導波型光スイッチの動作を説明する。
導波路11a〜11,12a〜12では、そのリツジ構造によ
り、横方向の光は閉じ込められ、導波路11a〜11,12a
〜12中を伝播する光がクラツド層8,8aへ漏れることが
ない。
り、横方向の光は閉じ込められ、導波路11a〜11,12a
〜12中を伝播する光がクラツド層8,8aへ漏れることが
ない。
しかも、上下の伝導部17,16の存在により、クラツド層
8,8aを、キヤリア密度の小さい化合物半導体で形成する
ことができるので、キヤリアによる光の吸収は著しく減
少する。
8,8aを、キヤリア密度の小さい化合物半導体で形成する
ことができるので、キヤリアによる光の吸収は著しく減
少する。
光スイツチ部13では、上下の伝導部17,16間の距離が狭
小であるので、光スイツチ部13に強度の大きい電界を印
加することができる（電界の強さ＝印加電圧／上下の伝
導部間の距離）。
小であるので、光スイツチ部13に強度の大きい電界を印
加することができる（電界の強さ＝印加電圧／上下の伝
導部間の距離）。
反面、上下の伝導部17,16において、キヤリアによる光
の吸収は避けられないが、光スイツチ部13の長手方向の
長さは1mm〜数mm程度であるので、光の吸収はわずか１
〜3dB程度の大きさにとどめることができる。
の吸収は避けられないが、光スイツチ部13の長手方向の
長さは1mm〜数mm程度であるので、光の吸収はわずか１
〜3dB程度の大きさにとどめることができる。
第２図は第２実施例を示す第１図（ｂ）と反応した断面
図である。
図である。
第２実施例は前記第１実施例とほぼ同様の構成を有する
が、光スイツチ部18をn-GaAs導波層19およびこれと材質
を異にするP-GaAsリツジ部20で形成した点で特徴を有す
る。
が、光スイツチ部18をn-GaAs導波層19およびこれと材質
を異にするP-GaAsリツジ部20で形成した点で特徴を有す
る。
この第２実施例の動作については、前記第１実施例とほ
ぼ同様であるが、n-GaAs導波層19とP-GaAsリツジ部20間
に空乏層が形成されるので、キヤリアによる光の吸収を
いつそう低減させることができる。
ぼ同様であるが、n-GaAs導波層19とP-GaAsリツジ部20間
に空乏層が形成されるので、キヤリアによる光の吸収を
いつそう低減させることができる。
第３図は第３実施例を示す第１図（ｂ）と対応した断面
図である。
図である。
この第３実施例は前記第１実施例とほぼ同様の構成を有
するが、第１実施例に対してクラツド層を全く除去した
点で特徴を有する。
するが、第１実施例に対してクラツド層を全く除去した
点で特徴を有する。
この第３実施例の動作については第１実施例とほぼ同様
であるので、その説明を省略するが、製造方法について
は、屈折率分布が深さ方向に非対称となるので、導波層
19をあまり薄く形成することができないが、製造工程が
簡素化される。
であるので、その説明を省略するが、製造方法について
は、屈折率分布が深さ方向に非対称となるので、導波層
19をあまり薄く形成することができないが、製造工程が
簡素化される。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、光
スイツチ部と電極との間にキヤリア密度の大きい化合物
半導体で伝導部を形成した構成としたので、光スイツチ
部の表裏面に加えられる電界の強度を増大させ、クラツ
ド層のキヤリア密度を小さく設定できる。
スイツチ部と電極との間にキヤリア密度の大きい化合物
半導体で伝導部を形成した構成としたので、光スイツチ
部の表裏面に加えられる電界の強度を増大させ、クラツ
ド層のキヤリア密度を小さく設定できる。
したがって、従来例では、導波路全体にわたつて10dB/c
m程度の伝播ロスがあり、そのため、マトリツクススイ
ツチを組んだ場合に一つの光スイツチあたりの伝播ロス
が７〜9dBとなつていたのに対し、この発明において
は、伝播ロスは伝導部のみに生じ、１〜3dB以下に抑え
ることができるという効果がある。
m程度の伝播ロスがあり、そのため、マトリツクススイ
ツチを組んだ場合に一つの光スイツチあたりの伝播ロス
が７〜9dBとなつていたのに対し、この発明において
は、伝播ロスは伝導部のみに生じ、１〜3dB以下に抑え
ることができるという効果がある。
また、電界強度の増大分だけ動作電圧を低減させること
ができるという効果も得られる。
ができるという効果も得られる。
第１図は第１実施例に係る導波型光スイッチを示す構成
図、第２図は第２実施例を示す断面図、第３図は第３実
施例を示す断面図、第４図は従来例を示す断面図であ
る。 ７……N+GaAs基板、8,8a……n-GaAsAlクラツド層、９…
…n-GAAs導波層、11a〜11……導波路、12a〜12……
導波路、13……光スイツチ部、14……下部電極、15……
上部電極、16……下部伝導部、17……上部伝導部、18…
…光スイツチ部、19……n-GaAs導波層、20……P-GaAsリ
ツジ部
図、第２図は第２実施例を示す断面図、第３図は第３実
施例を示す断面図、第４図は従来例を示す断面図であ
る。 ７……N+GaAs基板、8,8a……n-GaAsAlクラツド層、９…
…n-GAAs導波層、11a〜11……導波路、12a〜12……
導波路、13……光スイツチ部、14……下部電極、15……
上部電極、16……下部伝導部、17……上部伝導部、18…
…光スイツチ部、19……n-GaAs導波層、20……P-GaAsリ
ツジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 敬介 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−206529（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】化合物半導体からなる導波層に導波路を形
成し、この導波路に電界を印加することにより屈折率を
変化させて導波路中を伝播する光の進行方向を、電気的
に制御する導波型光スイツチにおいて、 前記光スイツチ部と電極との間にキヤリア密度の大きい
化合物半導体で伝導部を形成したことを特徴とする導波
型光スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24146686A JPH0693068B2 (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 導波型光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24146686A JPH0693068B2 (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 導波型光スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6396638A JPS6396638A (ja) | 1988-04-27 |
| JPH0693068B2 true JPH0693068B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=17074732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24146686A Expired - Lifetime JPH0693068B2 (ja) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | 導波型光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693068B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109477936B (zh) * | 2016-07-13 | 2022-03-29 | 洛克利光子有限公司 | 集成结构以及其制造方法 |
-
1986
- 1986-10-13 JP JP24146686A patent/JPH0693068B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6396638A (ja) | 1988-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |