JPH08160368A - Semiconductor light intensity modulation device and semiconductor optical device - Google Patents

Semiconductor light intensity modulation device and semiconductor optical device

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JPH08160368A
JPH08160368A JP30447494A JP30447494A JPH08160368A JP H08160368 A JPH08160368 A JP H08160368A JP 30447494 A JP30447494 A JP 30447494A JP 30447494 A JP30447494 A JP 30447494A JP H08160368 A JPH08160368 A JP H08160368A
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JP
Japan
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waveguides
optical
semiconductor
intensity modulator
waveguide
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JP30447494A
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Japanese (ja)
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Mitsushi Yamada
光志 山田
Hitoshi Murai
仁 村井
Hiroshi Ogawa
洋 小川
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain push-pull actions with simple constitution. CONSTITUTION: Incident light passes a light input side waveguide 12 and is branched to two diagonal waveguides 14a, 14b in a Y-shaped branch 13. Voltages are impressed on these diagonal waveguides 14a, 14b by upper electrodes 15a, 15b, by which electric fields are generated therein. At this time, detuning parts largely to the extent that a primary electro-optical effect mainly arises and, therefore, the change rates Δn1 , Δn2 of the refractive indices in the diagonal waveguides 14a, 14b attain Δn1 =-Δn2 . As a result, the push-pull actions are realized by impressing the voltages of the same magnitude and impression direction on the diagonal waveguides 14a, 14b, by which chirping is made zero in principle.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体を用いた光の変
調、とくに光の送信側における光の半導体光強度変調装
置及びこれを用いた半導体光装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to light modulation using a semiconductor, and more particularly to a semiconductor light intensity modulator for light on the light transmitting side and a semiconductor optical device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献;OQE92−50、1992、佐野他著、「InGa
As/InAlAs MQW マッハツェンダ型光変調器」、P.37
−41 超高速長距離光通信システムにおいて、光ファイバの波
長分散と信号光のスペクトルの広がり(以下、チャーピ
ングという)の相互作用による波形劣化が光の伝送距離
を制限している。特に、近年の光増幅器の実用化により
光波形の再生中継距離が大幅に伸びたことで、より一層
チャーピングの小さい信号光を得る技術が必要となって
きている。
2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
For example, some documents were described in the following documents. Reference; OQE92-50, 1992, Sano et al., "InGa
As / InAlAs MQW Mach-Zehnder type optical modulator ”, p. 37
-41 In an ultra-high-speed long-distance optical communication system, waveform deterioration due to interaction between wavelength dispersion of an optical fiber and spread of a spectrum of signal light (hereinafter referred to as chirping) limits an optical transmission distance. In particular, with the recent practical use of optical amplifiers, the regenerative repeater distance of the optical waveform has been greatly extended, and thus a technique for obtaining signal light with even smaller chirping is required.

【0003】この要求に対して、これまで主に以下に示
すような構造を持ったチャーピングの小さい強度変調光
を得る装置が開発されている。 (a)Mach Zehender型干渉計(以下、M
Z型と呼ぶ)の光変調器 (b)半導体の電界吸収効果(以下、EA効果と呼ぶ)
を用いた光変調器 さらに、(a)はLiNnO3 の電気光学効果(以下、
EO効果と呼ぶ)を用いたものと、半導体の量子閉じ込
めシュタンク効果(以下、QCSEと呼ぶ)を用いたも
のに分けられる。以下、後者をQCSE−MZ型光変調
器と呼ぶ。MZ型では、二つの光導波路の屈折率変化の
大きさが同じで符号が正負逆になるように電圧を印加す
ること(以下、プッシュプル動作と呼ぶ)で原理的にチ
ャーピングを0にすることができる。(b)では、チャ
ービングを小さくすることができるが、原理的に0にす
ることは不可能である。QCSE−MZ型光変調器は、
InPなどの半導体材料を用いておりMZ型であるの
で、チャービングを原理的にチャーピングを0にするこ
とができる。
In response to this demand, a device for obtaining intensity-modulated light with a small chirping, which mainly has the following structure, has been developed so far. (A) Mach Zehender interferometer (hereinafter referred to as M
Optical modulator of Z type) (b) Electroabsorption effect of semiconductor (hereinafter referred to as EA effect)
Further, (a) is an electro-optic effect of LiNnO 3 (hereinafter,
It is classified into one using the EO effect) and one using the semiconductor quantum confined Schunker effect (hereinafter referred to as QCSE). Hereinafter, the latter is referred to as a QCSE-MZ type optical modulator. In the MZ type, in principle, the chirping is set to 0 by applying a voltage so that the two optical waveguides have the same magnitude of change in the refractive index and the signs are opposite to each other (hereinafter referred to as push-pull operation). be able to. In (b), the charving can be reduced, but in principle it is impossible to reduce it to zero. The QCSE-MZ type optical modulator
Since a semiconductor material such as InP is used and it is of the MZ type, it is possible in principle to reduce the chirping to 0.

【0004】図2は、前記文献に記載された従来のQC
SE−MZ型光変調器の構成図である。図2に示すよう
に、直線上に位置する光入力側導波路2の先端部の光入
力側Y型分岐4において、二つの曲線導波路6a,6b
が接続されたいる。曲線導波路6a,6bは二つの平行
な直線導波路7a,7bに接続されている。直線導波路
7a,7b上には、それぞれ独立に電界を印加するため
に上部電極8a,8bが設けられている。直線導波路7
a,7bは曲線導波路9a,9bに接続されている。曲
線導波路9a,9bは、光出力側Y型分岐5において、
光出力側導波路3に接続されている。1は、n−InP
基板であり、(100)結晶面をもっている。直線導波
路7a,7bは<011>方向になっている。また、上
記構造では、QCSEによる屈折率変化を大きくとれる
ように、光導波層のPLピーク波長1.47μmに対す
る入射光波長の差(以下、離調と呼ぶ)を90〜120
nm前後に設定している。
FIG. 2 shows a conventional QC described in the above document.
It is a block diagram of an SE-MZ type optical modulator. As shown in FIG. 2, in the optical input side Y-shaped branch 4 at the tip of the optical input side waveguide 2 located on a straight line, two curved waveguides 6a and 6b are provided.
Are connected. The curved waveguides 6a and 6b are connected to two parallel straight waveguides 7a and 7b. Upper electrodes 8a and 8b are provided on the linear waveguides 7a and 7b for applying an electric field independently of each other. Straight waveguide 7
a and 7b are connected to the curved waveguides 9a and 9b. The curved waveguides 9a and 9b are provided in the Y-shaped branch 5 on the optical output side.
It is connected to the optical output side waveguide 3. 1 is n-InP
It is a substrate and has a (100) crystal plane. The straight waveguides 7a and 7b are in the <011> direction. Further, in the above structure, the difference in incident light wavelength (hereinafter referred to as detuning) with respect to the PL peak wavelength of 1.47 μm of the optical waveguide layer is 90 to 120 so that the change in refractive index due to QCSE can be made large.
It is set to around nm.

【0005】ここで、電界印加時のEO効果やQCSE
によって生じる屈折率変化量Δnを定量的に記述すると
次式(1)、(2)のようになる。 Δn=n3 Γ{r41Ecos(2θ)+sE2 }/2 ・・・(1) E=V/d ・・・(2) ここで、 n:電界を印加していないときの屈折率 Γ:光閉じ込め係数 r41:一次の電気光学定数 E:印加電界強度 θ:光導波路の方向(結晶の<011>方向を基準とし
た) s:二次の電気光学定数 あるいはQCSEによる屈折率変化の係数 V:印加電圧 d:電圧がかかる層の厚さ 式(1)により、一次のEO効果による屈折率変化は、
光導波路の方向あるいは印加電界の方向によってその大
きさ及び符号が違ってくるのに対して、二次のEO効果
またはQCSEによる屈折率変化は、光導波路の方向及
び印加電界の方向に無関係であることが分かる。よっ
て、直線導波路7a,7bの屈折率変化Δn1 、Δn2
は、 Δn1 =n3 Γ{r411 cos(2θ)+sE1 2 }/2 =n3 Γ{r411 cos(2θ)/d+s(V1 /d)2 }/2 ・・・(3) Δn2 =n3 Γ{r412 cos(2θ)+sE2 2 }/2 =n3 Γ{r412 cos(2θ)/d+s(V2 /d)2 }/2 ・・・(4) となる。
Here, the EO effect and QCSE when an electric field is applied
The refractive index change amount Δn caused by the above is quantitatively described as the following equations (1) and (2). Δn = n 3 Γ {r 41 Ecos (2θ) + sE 2 } / 2 (1) E = V / d (2) where n: refractive index when no electric field is applied Γ : Optical confinement coefficient r 41 : first-order electro-optical constant E: applied electric field strength θ: direction of optical waveguide (based on <011> direction of crystal) s: second-order electro-optical constant or change in refractive index due to QCSE Coefficient V: Applied voltage d: Thickness of layer to which voltage is applied From the equation (1), the change in refractive index due to the primary EO effect is
The magnitude and sign of the optical waveguide differ depending on the direction of the optical waveguide or the direction of the applied electric field, whereas the change in the refractive index due to the secondary EO effect or QCSE is independent of the direction of the optical waveguide and the direction of the applied electric field. I understand. Therefore, the refractive index changes Δn 1 and Δn 2 of the linear waveguides 7a and 7b.
Is Δn 1 = n 3 Γ {r 41 E 1 cos (2θ) + sE 1 2 } / 2 = n 3 Γ {r 41 V 1 cos (2θ) / d + s (V 1 / d) 2 } / 2 ...・ (3) Δn 2 = n 3 Γ {r 41 E 2 cos (2θ) + sE 2 2 } / 2 = n 3 Γ {r 41 V 2 cos (2θ) / d + s (V 2 / d) 2 } / 2 (4)

【0006】前述したように、原理的にチャーピングを
0にすべくプッシュプル動作を実現するためには、電界
印加時の二つの直線導波路7a,7bにおける屈折率変
化Δn1 、Δn2 が次式(5)の関係を満たさなければ
ならない。 Δn1 =−Δn2 ・・・(5) 図3は、従来のプッシュプル動作を得るための電圧印加
の仕方を示す図である。図3に示すように、直線導波路
7a,7bへの印加電圧をそれぞれ V1 =Vb1±ΔV1 、V2 =Vb2±ΔV2 ・・・(6) のように表した場合、 Vb1−ΔV1 =Vb2+ΔV2 ・・・(7) となるように電圧を印加し、且つ、式(5)を満たすよ
うにV1 及びV2 の値を調整すればよい。これにより、
プッシュプル動作のもとで光の強度変調を得ることが可
能である。図4は、図3の電圧の印加方法により得られ
た消光比を示す図である。図4中のPinは入力光のパワ
ー、Pout は出力光のパワー、tは時間である。ところ
で、前記文献では一方の直線導波路7a又は7bのみ電
圧を印加し、他方の直線導波路7b又は7aは接地して
いる。よって、プッシュプル動作は得られていない。
As described above, in order to realize the push-pull operation in order to reduce the chirping to 0 in principle, the refractive index changes Δn 1 and Δn 2 in the two linear waveguides 7a and 7b when an electric field is applied are The relation of the following expression (5) must be satisfied. Δn 1 = −Δn 2 (5) FIG. 3 is a diagram showing how voltage is applied to obtain the conventional push-pull operation. As shown in FIG. 3, when the voltages applied to the linear waveguides 7a and 7b are expressed as V 1 = V b1 ± ΔV 1 and V 2 = V b2 ± ΔV 2 (6), respectively, V b1 -ΔV 1 = V b2 + ΔV 2 by applying a voltage so as to (7), and may be adjusted to a value of V 1 and V 2 so as to satisfy the equation (5). This allows
It is possible to obtain light intensity modulation under push-pull operation. FIG. 4 is a diagram showing an extinction ratio obtained by the voltage application method of FIG. In FIG. 4, P in is the power of the input light, P out is the power of the output light, and t is the time. By the way, in the above literature, a voltage is applied only to one of the linear waveguides 7a or 7b, and the other linear waveguide 7b or 7a is grounded. Therefore, the push-pull operation is not obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体光強度変調装置においては、次のような課題
(a),(b)があった。 (a) 式(7)を満たすべくプッシュプル動作を実現
するには、QCSEによる屈折率変化が印加電界に対し
て線形に変化しないので、Vb1及びVb2の値だけでな
く、ΔV1 及びΔV2 の大きさも異なった値にしなけれ
ばならない。その方法としては、変調電圧を発生する装
置を2台用意して同期を取る方法、あるいは、変調電圧
を電気的に二分して振幅の大きさを調整するとともに位
相を180度ずらしてから、別々のバイアス電圧に重畳
する方法等が考えられる。しかし、いずれにせよ、電気
的に駆動する装置が大掛かりにあるいは複雑になる。 (b) 直線導波路7aにおける最大印加電圧Vb1+Δ
1 と、直線導波路7bにおける最大印加電圧Vb2−Δ
2 では、電圧差が大きくなるため光導波層中でのEA
効果による吸収量の違いも無視できなくなる。これは、
消光比の劣化を招くことになる。
However, the conventional semiconductor light intensity modulator has the following problems (a) and (b). (A) In order to realize the push-pull operation to satisfy the expression (7), since the change in the refractive index due to QCSE does not change linearly with the applied electric field, not only the values of V b1 and V b2 but also ΔV 1 and The magnitude of ΔV 2 must also be different. As the method, two devices for generating a modulation voltage are prepared and synchronized, or the modulation voltage is electrically bisected to adjust the magnitude of the amplitude and the phase is shifted by 180 degrees and then separately. It is conceivable to adopt a method of superimposing the bias voltage on the However, in any case, the electrically driven device becomes large or complicated. (B) Maximum applied voltage V b1 + Δ in the straight waveguide 7a
V 1 and the maximum applied voltage V b2 −Δ in the straight waveguide 7 b
At V 2 , since the voltage difference becomes large, EA in the optical waveguide layer
The difference in absorption amount due to the effect cannot be ignored. this is,
This causes deterioration of the extinction ratio.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、光を入力する光入力側導波路と、前
記光入力側導波路の先端に接続され、電界をかけること
により屈折率が変化するZinc−Blend型結晶構
造をした平行でない部位を有する二つの導波路と、前記
平行でない部位にそれぞれ設けられた上部電極とを備え
ている。第2の発明は、電界をかけることにより屈折率
が変化するZinc−Blend型結晶構造をした平行
でない部位を有する二つの導波路と、前記平行でない部
位上にそれぞれ設けたられた上部電極と、前記二つの導
波路の先端で合波する光出力側導波路とを備えている。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、屈折率変
化量が主に一次の電気光学効果のみが生じるように離調
を設定し、前記二つの導波路に対して前記上部電極より
同じ電圧を印加した時、二つの導波路の屈折率変化の大
きさが同じでその符号が正負逆になるような方向に二つ
の導波路の平行でない部位を配置している。第4の発明
によれば、第3の発明の二つの導波路の平行でない部位
は、Zinc−Blend型結晶の基準となる方位に対
して、n×90+45[deg.](但し、n≧0の整
数)なす直線を軸として対称な位置に配置している。
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is to connect an optical input side waveguide for inputting light and a tip of the optical input side waveguide to apply an electric field. Two waveguides having a non-parallel portion having a Zinc-Blend type crystal structure in which the refractive index changes due to and an upper electrode provided in each of the non-parallel portions are provided. A second invention is two waveguides having non-parallel portions having a Zinc-Blend type crystal structure whose refractive index is changed by applying an electric field, and an upper electrode provided on each of the non-parallel portions, And an optical output side waveguide that combines at the tips of the two waveguides.
In a third aspect based on the first or second aspect, the detuning is set so that the amount of change in refractive index mainly produces only a first-order electro-optical effect, and the two electrodes are connected to the upper electrode by the upper electrode. When the same voltage is applied, the non-parallel portions of the two waveguides are arranged in such a direction that the two waveguides have the same magnitude of change in the refractive index and the signs thereof are opposite to each other. According to the fourth invention, the non-parallel portions of the two waveguides of the third invention are n × 90 + 45 [deg.] With respect to the reference orientation of the Zinc-Blend type crystal. ] (However, an integer of n ≧ 0) is arranged at symmetrical positions about a straight line.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、以上のように半導体光強度変
調装置を構成したので、平行でない二つの導波路の部位
に同じ電圧を印加した時に、電圧によって生じるEO効
果やQCSEによる、屈折率の変化Δn1 、Δn2 が、
Δn1 =−Δn2 となるように、二つの導波路の平行で
ない部位を配置する。それにより、半導体光強度変調装
置のプッシュプル動作が可能となる。従って、前記課題
を解決できるのである。
According to the present invention, since the semiconductor optical intensity modulator is constructed as described above, when the same voltage is applied to two waveguide parts which are not parallel to each other, the refractive index due to the EO effect or QCSE caused by the voltage is caused. Changes Δn 1 and Δn 2 of
The non-parallel portions of the two waveguides are arranged so that Δn 1 = −Δn 2 . This enables the push-pull operation of the semiconductor light intensity modulator. Therefore, the above problem can be solved.

【0010】[0010]

【実施例】第1の実施例 図1は、本発明の第1の実施例の半導体光強度変調装置
を示す平面図である。本第1の実施例の半導体光強度変
調装置が従来の半導体光強度変調装置と異なる点は、第
1に光入力側導波路12及び光出力側導波路19を<0
10>方向に配置している。第2に光入力側のY型分岐
13において、<010>方向を軸として対称にΔθ、
−Δθ(Δθ=20[deg.])度の角度で斜め導波
路14a、14bを配置して、平行でない斜め導波路1
4a,14b上に上部電極15a,15bを設けたこと
である。図1に示すように、上面が(100)面を有す
るn−InP基板10上に、<010>方向に光入力側
導波路12が配置されている。光入力側導波路12は、
光入力側のY型分岐13において、<010>方向に対
して、Δθ(Δθ=20[deg.])と−Δθの角度
で二つの斜め導波路14a,14bがそれぞれ配置され
ている。すなわち、斜め導波路14a,14bの方向を
θ1 ,θ2 として、二つの導波路14aと14bとのな
す角2Δθの中心線の方向をθ0 とすると、θ1 ,θ2
は次式(8),(9)のようになる。 θ1 =θ0 +Δθ ・・・(8) θ2 =θ0 −Δθ ・・・(9) 本第1の実施例では、θ0 を、基板11の結晶の<01
1>方向を基準にとっ た場合、θ0 =n×90−45[deg.] ・・・(10) n=0,1,2,… ・・・(11) 図1では、n=0すなわちθ0 =−45[deg.]と
しているので、θ0 は<010>方向である。また、Δ
θの範囲は、 0<|Δθ|≦45[deg.] ・・・(12) とした。これは、Δθ=45[deg.]において、斜
め導波路14a,14bにおける電界印加時の屈折率差
あるいは位相差が最大となり、それ以上Δθを大きくし
ても意味がないからである。斜め導波路14a,14b
上には、上部電極15a,15bがそれぞれ設けられて
いる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 is a plan view showing a semiconductor light intensity modulator according to a first embodiment of the present invention. The semiconductor light intensity modulator of the first embodiment is different from the conventional semiconductor light intensity modulator in that first, the optical input side waveguide 12 and the optical output side waveguide 19 are set to <0.
10> direction. Secondly, in the Y-shaped branch 13 on the light input side, Δθ is symmetrical about the <010> direction as an axis,
The oblique waveguides 14a and 14b are arranged at an angle of −Δθ (Δθ = 20 [deg.]) Degrees and are not parallel to each other.
That is, the upper electrodes 15a and 15b are provided on the electrodes 4a and 14b. As shown in FIG. 1, an optical input side waveguide 12 is arranged in the <010> direction on an n-InP substrate 10 having an upper surface having a (100) plane. The optical input side waveguide 12 is
In the Y-shaped branch 13 on the light input side, two oblique waveguides 14a and 14b are arranged at an angle of Δθ (Δθ = 20 [deg.]) And −Δθ with respect to the <010> direction. That is, if the directions of the oblique waveguides 14a and 14b are θ 1 and θ 2 , and the direction of the center line of the angle 2Δθ formed by the two waveguides 14a and 14b is θ 0 , then θ 1 and θ 2
Is expressed by the following equations (8) and (9). θ 1 = θ 0 + Δθ (8) θ 2 = θ 0 −Δθ (9) In the first embodiment, θ 0 is defined as <01
1> direction as a reference, θ 0 = n × 90−45 [deg. ] (10) n = 0, 1, 2, ... (11) In FIG. 1, n = 0, that is, θ 0 = −45 [deg. ], And θ 0 is the <010> direction. Also, Δ
The range of θ is 0 <| Δθ | ≦ 45 [deg. ] (12) This is Δθ = 45 [deg. ], The refractive index difference or phase difference at the time of applying an electric field in the oblique waveguides 14a and 14b becomes maximum, and it is meaningless to increase Δθ further. Oblique waveguides 14a and 14b
Upper electrodes 15a and 15b are provided on the upper side.

【0011】図5は、図1中のA−A断面図である。図
5に示すように、斜め導波路14aは、下層からn−I
nP下側クラッド層22a/undoped-InGaAsP 光導波層
24a/p−InP上側クラッド層24aによって構成
されている。斜め導波路14bは、n−InP下側クラ
ッド層22b/undoped-InGaAsP 光導波層24b/p−
InP上側クラッド層24bによって構成されている。
p−InP上側クラッド層24aと上部電極15aとの
間は、オーミック接触するためのp−InGaAs
(P)オーミックコンタクト層25aが形成されてい
る。p−InP上側クラッド層24bと上部電極15b
との間は、オーミック接触するためのp−InGaAs
(P)オーミックコンタクト層25aが形成されてい
る。上部電極15a及び15bに電圧を印加することに
よって、undoped-InGaAsP 光導波層24a及び24bの
屈折率が変化する。水平方向の光の閉じ込め及び電気的
絶縁のために、導波路14a,14bの両脇は、Fedope
d-InP ブロック層26で埋め込まれ、更に上部電極15
a,15bの下部以外のp−InGaAs(P)オーミ
ックコンタクト層26a,26bは除去されている。n
−InP下側クラッド層22a,22bの下層はn−I
nP基板11である。n−InP基板11の下側には、
下部電極21が形成されている。undoped-InGaAsP 光導
波層23a,23bのPLピーク波長は、入射光波長と
の差、すなわち離調が150nm以上(光導波層に電圧
が印加された時、主に一次の電気光学効果のみが生じる
程度)となるように設定されている。斜め導波路14
a,14bの先端には、過剰損失低減のために曲率5μ
m程度(斜め導波路14a,14bより出力される光の
反射散乱を抑制するために接続部を滑らかにするため)
曲線導波路16a,16bが配置されている。光出力側
のY型分岐18において、<011>方向の光出力側導
波路19に合波する。斜め導波路14a,14bと曲線
導波路16a,16bと斜め導波路17a,17bとに
よって菱型構造のMZ型強度変調器を成している。
FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA in FIG. As shown in FIG. 5, the oblique waveguide 14a is provided with n−I from the lower layer.
The nP lower clad layer 22a / undoped-InGaAsP optical waveguide layer 24a / p-InP upper clad layer 24a. The oblique waveguide 14b is composed of the n-InP lower cladding layer 22b / undoped-InGaAsP optical waveguide layer 24b / p-.
It is composed of the InP upper cladding layer 24b.
Between the p-InP upper cladding layer 24a and the upper electrode 15a, p-InGaAs for ohmic contact is formed.
(P) The ohmic contact layer 25a is formed. p-InP upper cladding layer 24b and upper electrode 15b
P-InGaAs for ohmic contact between
(P) The ohmic contact layer 25a is formed. By applying a voltage to the upper electrodes 15a and 15b, the refractive index of the undoped-InGaAsP optical waveguide layers 24a and 24b changes. Both sides of the waveguides 14a and 14b are provided with Fedope for horizontal light confinement and electrical insulation.
The upper electrode 15 is filled with the d-InP block layer 26.
The p-InGaAs (P) ohmic contact layers 26a and 26b other than the lower portions of a and 15b are removed. n
The lower layers of the -InP lower clad layers 22a and 22b are n-I.
The nP substrate 11. Below the n-InP substrate 11,
The lower electrode 21 is formed. The PL peak wavelengths of the undoped-InGaAsP optical waveguide layers 23a and 23b are different from the incident optical wavelength, that is, detuning is 150 nm or more (when a voltage is applied to the optical waveguide layers, only a primary electro-optical effect is mainly generated. Is set). Diagonal waveguide 14
The tip of a and 14b has a curvature of 5μ to reduce excess loss.
m (for smoothing the connection to suppress reflection and scattering of light output from the oblique waveguides 14a and 14b)
Curved waveguides 16a and 16b are arranged. In the Y-shaped branch 18 on the optical output side, the light is coupled to the optical output side waveguide 19 in the <011> direction. The diagonal waveguides 14a and 14b, the curved waveguides 16a and 16b, and the diagonal waveguides 17a and 17b form a rhombus-shaped MZ type intensity modulator.

【0012】次に、図1の半導体光強度変調装置の動作
の説明をする。入射された光は、光入力側導波路12を
通過して、Y型分岐13において、二つの斜め導波路1
4a、14bに分岐される。斜め導波路14a,14b
には、上部電極15a、15bによって電圧が印加され
て、電界が発生する。この時、undoped-InGaAsP 光導波
路層23の入射光長に対する離調は、undoped-InGaAsP
光導波路層23に電圧が印加された時に、主に一次の電
気光学効果のみが生じる程度に大きく離れている。その
ため、斜め導波路14a,14bにおける屈折率変化量
Δn1 、Δn2 は、式(1)、(8)、(9)より、 Δn1 =n3 Γr41Ecos(2(θ0 +Δθ))/2 ・・・(13) Δn2 =n3 Γr41Ecos(2(θ0 −Δθ))/2 ・・・(14) ここで、上部電極15a,15bに印加する電圧Vを等
しいものとしている。また、式(10)、(11)を式
(13),(14)に代入すると、 Δn1 =−Δn2 =|n3 Γr41Esin(2Δθ)/2| ・・・(15) これにより、斜め導波路14a,14bに大きさと印加
方向が同じ電圧を印加することでプッシュプル動作が実
現され、原理的にチャービングを0にすることが可能と
なる。二つの斜め導波路14aと14bとの間の位相差
Δψは、 Δψ=(2πL/λ)(Δn1 −Δn2 ) =(2πL/λ)(n3 Γr41E/2)2sin(θ0 )sin(Δθ) =(2πLn3 Γr41E/λ)sin(2θ0 )sin(2Δθ) ・・・(16) ここで、 L:電界にかかる領域の長さ λ:入射光の波長 Δψがπになる電圧、すなわち半波長電圧Vpiは式
(2)、(16)により Vpi=λd/{2πLn3 Γr41sin(2Δθ0 )sin(2Δθ)} ・・(17) また、式(17)を式(16)に代入すると、 Δψ=π(V/Vpi) ・・・(18) となる。
Next, the operation of the semiconductor light intensity modulator of FIG. 1 will be described. The incident light passes through the optical input side waveguide 12 and is passed through the Y-shaped branch 13 into the two oblique waveguides 1.
It is branched into 4a and 14b. Oblique waveguides 14a and 14b
A voltage is applied to the electrodes by the upper electrodes 15a and 15b, and an electric field is generated. At this time, the detuning of the undoped-InGaAsP optical waveguide layer 23 with respect to the incident light length is
When the voltage is applied to the optical waveguide layer 23, they are largely separated from each other so that only a primary electro-optical effect is generated. Therefore, the refractive index change amounts Δn 1 and Δn 2 in the oblique waveguides 14a and 14b are Δn 1 = n 3 Γr 41 Ecos (2 (θ 0 + Δθ)) from the equations (1), (8), and (9). / 2 (13) Δn 2 = n 3 Γr 41 Ecos (2 (θ 0 −Δθ)) / 2 (14) Here, assuming that the voltages V applied to the upper electrodes 15a and 15b are equal. There is. Further, substituting the equations (10) and (11) into the equations (13) and (14), Δn 1 = −Δn 2 = | n 3 Γr 41 Esin (2Δθ) / 2 | (15) A push-pull operation is realized by applying a voltage having the same magnitude and the same application direction to the oblique waveguides 14a and 14b, and in principle it is possible to reduce the charving to zero. The phase difference Δψ between the two oblique waveguides 14 a and 14 b is Δψ = (2πL / λ) (Δn 1 −Δn 2 ) = (2πL / λ) (n 3 Γr 41 E / 2) 2 sin (θ 0 ) Sin (Δθ) = (2πLn 3 Γr 41 E / λ) sin (2θ 0 ) sin (2Δθ) (16) where, L is the length of the region applied to the electric field λ is the wavelength Δψ of the incident light The voltage that becomes π, that is, the half-wave voltage V pi is expressed by the equations (2) and (16) as follows: V pi = λd / {2πLn 3 Γr 41 sin (2Δθ 0 ) sin (2Δθ)} (17) Substituting (17) into equation (16) gives Δψ = π (V / V pi ) ... (18).

【0013】式(16)で示される位相差Δψは、斜め
導波路14a,14bを通過した後出力側光導波路19
に光が出力されるまで維持される。更に、斜め導波路1
4a,14bに電圧が印加されていない時のパワー比が
1:1であるならば、出力光のパワーPout と入力光の
パワーPinとの間には次式(19)が成り立つ。 Pout =Pincos 2 ( πV/2Vpi) =Pincos 2 (Δψ/2) ・・・(19) 式(19)より、入力光のパワーPinに対する出力光の
パワーPout の比率は、次式(20)で表される。 Pout /Pin=cos 2 (Δψ/2) ・・・(20) 但し、斜め導波路14a,14bの複素電界振幅の絶対
値の自乗の和を1、Y型分岐13,18における散乱損
失を無視して、入力側でのパワー分割比を1としてあ
る。
The phase difference Δψ expressed by the equation (16) is output to the output side optical waveguide 19 after passing through the oblique waveguides 14a and 14b.
It is maintained until the light is output. Furthermore, the oblique waveguide 1
If the power ratio when no voltage is applied to 4a and 14b is 1: 1, the following equation (19) is established between the power P out of the output light and the power P in of the input light. P out = P in cos 2 (πV / 2V pi ) = P in cos 2 (Δψ / 2) (19) From the equation (19), the ratio of the output light power P out to the input light power P in Is expressed by the following equation (20). P out / P in = cos 2 (Δψ / 2) (20) However, the sum of squares of the absolute values of the complex electric field amplitudes of the oblique waveguides 14a and 14b is 1, and the scattering loss in the Y-type branches 13 and 18 is Is ignored and the power division ratio on the input side is set to 1.

【0014】図6は図1の斜め導波路間14a,14b
間の位相差Δψの印加電圧依存性を示す図であり、図7
は消光の印加電圧依存性を示す図である。図6中の横軸
は上部電極15a,15bに印加する電圧V[V]、縦
軸は位相差Δψ[rad.]を示している。図7中の横
軸は上部電極15a,15bに印加する電圧V[V]、
縦軸は入力光のパワーに対する出力光のパワーの比P
out /Pinを示している。図6、及び図7では、λ、
n、d、L、θ0 はそれぞれ、1.55μm、3.4
8、0.25μm、4mm、θ0 =45[deg.]と
する。さらに、Γ、及びr41にそれぞれ0.3×10
-10 、1.4×10-10 cm/Vを用いる。そして、Δ
θ=5[deg.]、10[deg.]、15[de
g.],20[deg.]での式(16)の位相差Δ
ψ、及び式(20)の消光比Pout /Pinを示してい
る。図6中の破線は、位相差Δψがπ、2πとなる点を
示している。図7に示すように、Δθ=20[de
g.]の場合は、約4Vで十分な消光が取れることが分
かる。
FIG. 6 is a cross-sectional view between the oblique waveguides 14a and 14b of FIG.
7 is a diagram showing the applied voltage dependence of the phase difference Δφ between
FIG. 6 is a diagram showing applied voltage dependence of extinction. The horizontal axis in FIG. 6 is the voltage V [V] applied to the upper electrodes 15a and 15b, and the vertical axis is the phase difference Δψ [rad. ] Is shown. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the voltage V [V] applied to the upper electrodes 15a and 15b,
The vertical axis represents the ratio P of the output light power to the input light power.
shows out / P in . In FIGS. 6 and 7, λ,
n, d, L, and θ 0 are 1.55 μm and 3.4, respectively.
8, 0.25 μm, 4 mm, θ 0 = 45 [deg. ]] Further, Γ and r 41 are each 0.3 × 10.
-10 , 1.4 × 10 -10 cm / V is used. And Δ
θ = 5 [deg. ], 10 [deg. ], 15 [de
g. ], 20 [deg. ] In equation (16)
ψ and the extinction ratio P out / P in of Expression (20) are shown. The broken line in FIG. 6 indicates the point where the phase difference Δφ is π, 2π. As shown in FIG. 7, Δθ = 20 [de
g. ], It can be seen that sufficient quenching can be obtained at about 4V.

【0015】以上のように、本第1の実施例では、以下
の利点がある。 (a)原理的のチャービング0を実現するにあたり、斜
め導波路14a,14bに同じ大きさと方向の電圧を印
加するだけでよい。そのため、 ・斜め導波路14a,14bの電圧を短絡することがで
きる。 ・変調電圧を発生する装置が1台だけで済む。 つまり、実装を簡単化できるとともに、駆動装置の簡略
化を達成することができる。 (b)光導波路層内でEA効果による吸収が存在する場
合でも、斜め導波路14a,14bには同じ電圧を印加
するため、斜め導波路14a、14bの間での吸収量の
違いがなくなるので、消光比の劣化を招かない。 以上により、強度変調方式の光通信システムにおいて、
光信号の送信機内に本実施例の光強度変調装置を組み込
むことにより、その伝送距離の向上、伝送速度の向上、
最小受信電力の向上を計りつつ、かつ、システムの低コ
スト化を達成することができる。
As described above, the first embodiment has the following advantages. (A) To realize the theoretical charving 0, it is only necessary to apply voltages of the same magnitude and direction to the oblique waveguides 14a and 14b. Therefore, the voltage of the oblique waveguides 14a and 14b can be short-circuited. -Only one device that generates the modulation voltage is required. That is, the mounting can be simplified and the driving device can be simplified. (B) Even if absorption due to the EA effect exists in the optical waveguide layer, the same voltage is applied to the oblique waveguides 14a and 14b, so that there is no difference in absorption amount between the oblique waveguides 14a and 14b. , Does not deteriorate the extinction ratio. From the above, in the intensity modulation type optical communication system,
By incorporating the optical intensity modulator of the present embodiment in the transmitter of the optical signal, the transmission distance is improved, the transmission speed is improved,
It is possible to reduce the system cost while improving the minimum received power.

【0016】第2の実施例 図8は本発明の第2の実施例を示す半導体光強度変調装
置の平面図であり、図1の第1の実施例の半導体光強度
変調装置の要素と共通の要素には、共通の符号を付して
ある。本第2の実施例の半導体光強度変調装置が第1の
実施例の半導体光強度変調装置と異なる点は、上部電極
31a,31bを二つの平行でない斜め導波路17a,
17b上に設けたことである。図8に示すように、上面
が(100)面を有するn−InP基板11上に、<0
11>方向に対してθ0 (式(10),(11)を満た
すように設定され、<10>の方向となる)の傾きで光
入力側導波路12が配置されている。光入力側導波路1
2は、光入力側のY型分岐13において、斜め導波路1
4a,14bが配置されている。斜め導波路14a,1
4bと斜め導波路17a,17bとの間には、過剰損失
低減のために曲率5μm程度の曲線導波路16a,16
bが配置されている。斜め導波路17a、17bは、<
011>方向に対して次式(21)、(22)に示すよ
うにθ1 ,θ2 の方向に配置されている。 θ1 =θ0 −Δθ ・・・(21) θ2 =θ0 +Δθ ・・・(22) 斜め導波路17a,17b上には、上部電極31a、3
1bが設けられている。二つの斜め導波路17a,17
bは、光出力側のY型分岐18において、<011>方
向の配置された光出力側導波路19に合波する。斜め導
波路14a,14bと曲線導波路16a,16bと斜め
導波路17a,17bとによって菱型構造のMZ型強度
変調器を成している。
Second Embodiment FIG. 8 is a plan view of a semiconductor light intensity modulation device showing a second embodiment of the present invention, which is common to the elements of the semiconductor light intensity modulation device of the first embodiment of FIG. The same reference numerals are given to the elements of. The semiconductor light intensity modulator of the second embodiment differs from the semiconductor light intensity modulator of the first embodiment in that the upper electrodes 31a and 31b are provided with two non-parallel oblique waveguides 17a,
It is provided on 17b. As shown in FIG. 8, <0 is formed on the n-InP substrate 11 whose upper surface has a (100) plane.
The optical input side waveguide 12 is arranged with an inclination of θ 0 (set to satisfy the expressions (10) and (11), which is the direction of <10>) with respect to the 11> direction. Optical input side waveguide 1
Reference numeral 2 denotes a Y-shaped branch 13 on the light input side, which is an oblique waveguide 1
4a and 14b are arranged. Oblique waveguides 14a, 1
4b and the oblique waveguides 17a and 17b, curved waveguides 16a and 16 having a curvature of about 5 μm are provided to reduce excessive loss.
b is arranged. The oblique waveguides 17a and 17b are
They are arranged in the directions of θ 1 and θ 2 with respect to the 011> direction as shown in the following equations (21) and (22). θ 1 = θ 0 −Δθ (21) θ 2 = θ 0 + Δθ (22) The upper electrodes 31a and 3 are provided on the oblique waveguides 17a and 17b.
1b is provided. Two oblique waveguides 17a, 17
In the Y-shaped branch 18 on the light output side, b is combined with the light output side waveguide 19 arranged in the <011> direction. The diagonal waveguides 14a and 14b, the curved waveguides 16a and 16b, and the diagonal waveguides 17a and 17b form a rhombus-shaped MZ type intensity modulator.

【0017】以下、図8の半導体光強度変調装置の動作
の説明をする。入射された光は、光入力側導波路12を
通過して、Y型分岐13において、二つの斜め導波路1
4a、14bに分岐されて、斜め導波路14a,14b
及び曲線導波路16a,16bを通過する。ここまでは
屈折率の変化がないため曲線導波路16aと16bとを
通過する光の間には位相差が発生しない。その後、斜め
導波路17a,17bを通過する。この時、上部電極3
1a,31bによって電圧が印加されて、電界が発生す
るため、屈折率がそれぞれΔn1 、Δn2 は式(2
1),(22)より、式(13)、(14)と同様に、
(23)、(24)のようになる。 Δn1 =n3 Γr41Ecos(2(θ0 −Δθ))/2 ・・・(23) Δn2 =n3 Γr41Ecos(2(θ0 +Δθ))/2 ・・・(24) よって、Δn1 =−Δn2 =|n3 Γr41Esin(2 Δ
θ)/2|と、式(15)と同じ関係式が得られる。そ
のため、プッシュプル動作が実現され、原理的にチャー
ピングを0にすることが可能となる。
The operation of the semiconductor light intensity modulator of FIG. 8 will be described below. The incident light passes through the optical input side waveguide 12 and is passed through the Y-shaped branch 13 into the two oblique waveguides 1.
4a and 14b are branched to form diagonal waveguides 14a and 14b.
And the curved waveguides 16a and 16b. Since there is no change in the refractive index so far, no phase difference occurs between the light passing through the curved waveguides 16a and 16b. After that, it passes through the oblique waveguides 17a and 17b. At this time, the upper electrode 3
Since a voltage is applied by 1a and 31b to generate an electric field, the refractive indices Δn 1 and Δn 2 are calculated by the formula (2
From 1) and (22), as in equations (13) and (14),
It becomes like (23) and (24). Δn 1 = n 3 Γr 41 Ecos (2 (θ 0 −Δθ)) / 2 (23) Δn 2 = n 3 Γr 41 Ecos (2 (θ 0 + Δθ)) / 2 (24) , Δn 1 = −Δn 2 = | n 3 Γr 41 Esin (2 Δ
θ) / 2 | and the same relational expression as Expression (15) is obtained. Therefore, the push-pull operation is realized and, in principle, the chirping can be set to zero.

【0018】以上説明したように、本第2の実施例で
は、第1の実施例と同様の利点がある。なお、本発明は
上記実施例に限定されずに、種々の変形例が可能であ
る。その変形例としては、例えば次のようなものがあ
る。 (1) 本実施例は、本発明が理解できる程度に簡略的
に示してあるに過ぎず、実施例中に記した寸法、形状、
組成等に限定するものではない。 (2) 図9は、本発明の第1の変形例を示す半導体光
強度変調装置の平面図である。この第1の変形例では、
光入力側導波路12と、光入力側のY型分岐13と斜め
導波路14a,14bと、上部電極15a,15bとを
n−Inp基板11上に集積化して、その出力側に偏波
保存型の光ファイバ合成器42を用いた組み合わせでM
Z型干渉計を構成したものである。41は、電流を注入
することにより光を増幅して光増幅器とするための電流
注入用電極である。 (3) 図10は、本発明の第2の変形例を示す半導体
光強度変調装置の平面図である。この第2の変形例で
は、光出力側導波路19と、光出力側のY型分岐18
と、斜め導波路17a,17bと、上部電極31a,3
1bとをn−Inp基板11上に集積化して、その入力
側に偏波保存型の光ファイバ合成器52を用いた組み合
わせでMZ型干渉計を構成したものである。51は光増
幅器とするための電流注入用電極である。 (4) 図11は、本発明の第3の変形例を示す半導体
光強度変調装置の平面図である。この第3の変形例で
は、光入力側導波路12と光出力側導波路19と斜め導
波路16a,16b,17a,17bと、上部電極31
a,31bとをn−Inp基板11上に集積化してMZ
型干渉計を構成したものである。61は光を増幅するた
めの電流注入用電極である。
As described above, the second embodiment has the same advantages as the first embodiment. The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. The following are examples of such modifications. (1) The present embodiment is simply shown to the extent that the present invention can be understood, and the dimensions, shapes, and
The composition is not limited. (2) FIG. 9 is a plan view of a semiconductor light intensity modulator showing a first modification of the present invention. In this first modification,
The optical input side waveguide 12, the Y side branch 13 on the optical input side, the oblique waveguides 14a and 14b, and the upper electrodes 15a and 15b are integrated on the n-Inp substrate 11, and the polarization is preserved on the output side. Type M optical fiber combiner 42
This is a Z-type interferometer. Reference numeral 41 is a current injection electrode for amplifying light by injecting current to form an optical amplifier. (3) FIG. 10 is a plan view of a semiconductor light intensity modulator showing a second modification of the present invention. In the second modification, the optical output side waveguide 19 and the optical output side Y-shaped branch 18 are provided.
And the oblique waveguides 17a and 17b and the upper electrodes 31a and 3
1b and 1b are integrated on an n-Inp substrate 11, and an MZ interferometer is configured by a combination using a polarization-maintaining type optical fiber combiner 52 on the input side thereof. Reference numeral 51 is a current injection electrode for forming an optical amplifier. (4) FIG. 11 is a plan view of a semiconductor light intensity modulator showing a third modification of the present invention. In the third modification, the light input side waveguide 12, the light output side waveguide 19, the oblique waveguides 16a, 16b, 17a and 17b, and the upper electrode 31 are provided.
a and 31b are integrated on the n-Inp substrate 11 to form an MZ
This is a type interferometer. Reference numeral 61 is a current injection electrode for amplifying light.

【0019】(5) 第1及び第2の実施例中のY型分
岐を1:2に光を分ける方向性結合器に代替することも
可能である。 (6) 本第1、及び第2の実施例の基板11はZin
c−Blend型の結晶の一つであるInPを用いてい
るが、例えばGaAsなどの他のZinc−Blend
型の結晶を基板にしてもよい。 (7) 本第1,2の実施例では、式(10)中のnを
0とした例を示したが、n=1,2,3…,の場合にも
同様に式(15)、及び(25)が成り立つ。 (8) Zinc−Blend型の結晶構造を持つ半導
体は三回転対称構造であるので、(100)基板の一次
の電気光学係数r41は、(010)基板の一次の電気光
学係数r52、(001)基板の一次の電気光学係数r63
と等しい。よって、(010)基板や(001)基板を
用いた場合も適用できる。式(15)中のθ0 の方向
は、(010)基板の場合には(101)方向となり、
(001)基板の場合には(110)方向となる。
(5) It is possible to replace the Y-shaped branch in the first and second embodiments with a directional coupler that splits the light in a ratio of 1: 2. (6) The substrate 11 of the first and second embodiments is Zin.
InP which is one of the c-Blend type crystals is used, but other Zinc-Blend such as GaAs is used.
The crystal of the mold may be the substrate. (7) In the first and second embodiments, an example in which n in Expression (10) is set to 0 is shown, but in the case of n = 1, 2, 3, ..., Similarly, Expression (15), And (25) hold. (8) Since the semiconductor having a Zinc-Blend type crystal structure has a three-fold rotational symmetry structure, the primary electro-optic coefficient r 41 of the (100) substrate is the primary electro-optic coefficient r 52 of the (010) substrate, ( 52 001) first-order electro-optic coefficient r 63 of the substrate
Is equal to Therefore, it can be applied to the case of using the (010) substrate or the (001) substrate. The direction of θ 0 in the equation (15) is the (101) direction in the case of the (010) substrate,
In the case of a (001) substrate, the direction is (110).

【0020】(9) 基板にn型基板を用いたが、p型
基板を用いた場合についても適用できる。n型基板を用
いた場合とp型基板を用いた場合とでは、第1斜め導波
路14aの屈折率変化は正負が逆になるが、斜め導波路
14a,14bにおける屈折率変化もやはり正負逆にな
るので、式(15)は満たされる。 (10) 図5中のundoped-InGaAs(P) 光導波層23に
バルク結晶を用いた場合について説明したが、光導波層
23に多重量子井戸構造を用いた場合も同様である。 (11) 本実施例の半導体光強度変調装置を光入力側
導波路12の入力側に配置される半導体レーザと同一の
基板上に集積化してもよい。
(9) Although the n-type substrate is used as the substrate, it is also applicable to the case where the p-type substrate is used. The change in the refractive index of the first diagonal waveguide 14a is opposite in positive and negative between the case of using the n-type substrate and the case of using the p-type substrate, but the change of the refractive index in the diagonal waveguides 14a and 14b is also positive and negative. Therefore, the expression (15) is satisfied. (10) The case of using a bulk crystal for the undoped-InGaAs (P) optical waveguide layer 23 in FIG. 5 has been described, but the same applies to the case of using a multiple quantum well structure for the optical waveguide layer 23. (11) The semiconductor light intensity modulator of this embodiment may be integrated on the same substrate as the semiconductor laser arranged on the input side of the optical input side waveguide 12.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1〜6の
発明によれば、二つの導波路の電圧を印加する部位を平
行でないようにしたので、二つの導波路に同一の電圧を
印加してもプッシュプル動作が可能となるので、プッシ
ュプル動作を得るための半導体光強度変調装置の構成を
簡単にすることができる。
As described in detail above, according to the first to sixth aspects of the invention, since the portions of the two waveguides to which the voltage is applied are not parallel, the same voltage is applied to the two waveguides. Since the push-pull operation is possible even when applied, it is possible to simplify the configuration of the semiconductor light intensity modulator for obtaining the push-pull operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の半導体光強度変調装置
の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor light intensity modulator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】従来のQCSE−MZ型光変調器の平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view of a conventional QCSE-MZ type optical modulator.

【図3】図2の光強度変調装置のプッシュプル動作を得
るための電圧印加の方法を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a voltage applying method for obtaining a push-pull operation of the light intensity modulator of FIG.

【図4】図3の電圧印加により得られた消光比を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an extinction ratio obtained by applying the voltage of FIG.

【図5】図1中のA−A断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【図6】図1の斜め導波路間の位相差Δψの印加電圧依
存性を示す図である。
6 is a diagram showing an applied voltage dependency of a phase difference Δφ between the oblique waveguides of FIG. 1.

【図7】消光の印加電圧依存性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing applied voltage dependence of extinction.

【図8】本発明の第2の実施例の半導体光強度変調装置
の平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a semiconductor light intensity modulator according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第1の変形例を示す半導体光強度変調
装置の平面図である。
FIG. 9 is a plan view of a semiconductor light intensity modulation device showing a first modified example of the present invention.

【図10】本発明の第2の変形例を示す半導体光強度変
調装置の平面図である。
FIG. 10 is a plan view of a semiconductor light intensity modulation device showing a second modification of the present invention.

【図11】本発明の第3の変形例を示す半導体光強度変
調装置の平面図である。
FIG. 11 is a plan view of a semiconductor light intensity modulation device showing a third modification of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 n−InP基
板 12 光入力側導波
路 13 光入力側のY
型分岐 14a,14b,17a,17b 斜め導波路 15a,15b,31a,31b 上部電極 16a,16b 曲線導波路 18 光出力側のY
型分岐 19 光出力側導波
11 n-InP Substrate 12 Optical Input Side Waveguide 13 Optical Input Side Y
Type branching 14a, 14b, 17a, 17b Diagonal waveguide 15a, 15b, 31a, 31b Upper electrode 16a, 16b Curved waveguide 18 Light output side Y
Type branching 19 Optical output side waveguide

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を入力する光入力側導波路と、 前記光入力側導波路の先端に接続され、電界をかけるこ
とにより屈折率が変化するZinc−Blend型結晶
構造をした平行でない部位を有する二つの導波路と、 前記平行でない部位にそれぞれ設けられた上部電極と
を、 備えたことを特徴とする半導体光強度変調装置。
1. A light input side waveguide for inputting light, and a non-parallel portion having a Zinc-Blend type crystal structure which is connected to a tip of the light input side waveguide and whose refractive index changes by applying an electric field. A semiconductor light intensity modulator, comprising: two waveguides provided; and an upper electrode provided in each of the non-parallel portions.
【請求項2】 電界をかけることにより屈折率が変化す
るZinc−Blend型結晶構造をした平行でない部
位を有する二つの導波路と、 前記平行でない部位上にそれぞれ設けたられた上部電極
と、 前記二つの導波路の先端で合波する光出力側導波路と
を、 備えたことを特徴とする半導体光強度変調装置。
2. Two waveguides each having a non-parallel portion having a Zinc-Blend type crystal structure whose refractive index changes by applying an electric field, an upper electrode provided on each of the non-parallel portions, and A semiconductor optical intensity modulator, comprising: a waveguide on the optical output side that combines at the tips of two waveguides.
【請求項3】 前記屈折率変化量が主に一次の電気光学
効果のみが生じるように離調を設定し、 前記二つの導波路に対して前記上部電極より同じ電圧を
印加した時、前記二つの導波路の屈折率変化の大きさが
同じでその符号が正負逆になるような方向に前記二つの
導波路の平行でない部位を配置したことを特徴とする請
求項1又は2記載の半導体光強度変調装置。
3. The detuning is set so that the amount of change in the refractive index mainly produces only a first-order electro-optical effect, and when the same voltage is applied to the two waveguides from the upper electrode, 3. The semiconductor light according to claim 1, wherein the two waveguides are arranged so that the non-parallel portions of the two waveguides are arranged in such directions that the magnitudes of the changes in the refractive index of the two waveguides are the same and the signs thereof are opposite to each other. Intensity modulator.
【請求項4】 前記二つの導波路の平行でない部位は、 前記Zinc−Blend型結晶の基準となる方位に対
して、n×90±45[deg.](但し、n≧0の整
数)なす直線を軸として対称な位置に配置したことを特
徴とする請求項3記載の半導体光強度変調装置。
4. The non-parallel portions of the two waveguides are n × 90 ± 45 [deg.] With respect to a reference orientation of the Zinc-Blend type crystal. ] (However, it is an integer of n ≧ 0) The semiconductor light intensity modulator according to claim 3, wherein the straight line is an axis of symmetry.
【請求項5】 請求項1、2、3、又は4記載の半導体
光強度変調装置と、 半導体レーザ又は光増幅器とを、 備えたことを特徴とする半導体光装置。
5. A semiconductor optical device comprising the semiconductor light intensity modulator according to claim 1, 2, 3, or 4, and a semiconductor laser or an optical amplifier.
【請求項6】 前記半導体光強度変調装置と、前記半導
体レーザ又は光増幅器とを同一の半導体基板上に集積化
したことを特徴とする請求項5記載の半導体光装置。
6. The semiconductor optical device according to claim 5, wherein the semiconductor light intensity modulator and the semiconductor laser or optical amplifier are integrated on the same semiconductor substrate.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1011011A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-21 Alcatel Mach-Zehnder modulator with very high extinction ratio
JP2010025979A (en) * 2008-07-15 2010-02-04 Fujitsu Ltd Driving method of semiconductor optical modulator, and semiconductor optical modulator
JP2010050135A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Nec Corp Semiconductor optical integrated device and optical communication apparatus
JP2012247581A (en) * 2011-05-26 2012-12-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Phase shifter on semiconductor substrate, and polarization separator and polarization synthesizer using the same
JP2012247580A (en) * 2011-05-26 2012-12-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Phase shifter on semiconductor substrate, and polarization separator and polarization synthesizer using the same
JP2013044991A (en) * 2011-08-25 2013-03-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical subcarrier generator

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1011011A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-21 Alcatel Mach-Zehnder modulator with very high extinction ratio
FR2787593A1 (en) * 1998-12-17 2000-06-23 Cit Alcatel MACH-ZEHNDER MODULATOR WITH A VERY HIGH EXTINCTION RATE
JP2010025979A (en) * 2008-07-15 2010-02-04 Fujitsu Ltd Driving method of semiconductor optical modulator, and semiconductor optical modulator
JP2010050135A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Nec Corp Semiconductor optical integrated device and optical communication apparatus
JP2012247581A (en) * 2011-05-26 2012-12-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Phase shifter on semiconductor substrate, and polarization separator and polarization synthesizer using the same
JP2012247580A (en) * 2011-05-26 2012-12-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Phase shifter on semiconductor substrate, and polarization separator and polarization synthesizer using the same
JP2013044991A (en) * 2011-08-25 2013-03-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical subcarrier generator

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