JPH08172215A - 集積送信機受信機 - Google Patents
集積送信機受信機Info
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- JPH08172215A JPH08172215A JP14923695A JP14923695A JPH08172215A JP H08172215 A JPH08172215 A JP H08172215A JP 14923695 A JP14923695 A JP 14923695A JP 14923695 A JP14923695 A JP 14923695A JP H08172215 A JPH08172215 A JP H08172215A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 集積回路上に形成された光送信機受信機を提
供することを目的とする。 【構成】 光送信時には透過状態となり、光受信時には
吸収状態となる光検出器を、レーザー発光器、信号送信
機と直列に配置することにより、コンパクトで堅牢な光
送信機受信機を構成する。
供することを目的とする。 【構成】 光送信時には透過状態となり、光受信時には
吸収状態となる光検出器を、レーザー発光器、信号送信
機と直列に配置することにより、コンパクトで堅牢な光
送信機受信機を構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光電子素子に関わり、更
に詳細には集積光電子送信機および受信機、並びにその
製造方法に関する。
に詳細には集積光電子送信機および受信機、並びにその
製造方法に関する。
【０００２】光通信システムは、帯域幅、耐ノイズ性、
磁気感受率、大きさ、および重量に関して全ての電気式
通信システムに勝っており、手広く発展している。光源
は入力電気情報信号を振幅変調された光に変換し、光通
信チャンネルを通して送信し、光検出器は振幅変調され
た光を電気信号に再変換して受信する。光通信システム
は通常半導体レーザー源、グラスファイバー通信チャン
ネル、並びに種々の変調器および検出器を使用する。１
ミクロンのオーダーの光の波長はGaAsAlxGa1-xAs半導体
およびシリコン光検出器を使用できるようにする。図１
ａはマックツェンダー干渉計１０４で変調された連続波
レーザダイオード１０２を具備した一方向通信システム
を図式的に図示しており、これは位相変調器１０６、光
ファイバー通信チャンネル１０８、並びに光検出器１１
０を組み入れている。振幅変調された（アナログ）光信
号に対して、例えばマックツェンダー干渉計の様な光振
幅変調器が後に接続された連続波レーザはレーザの入力
電力を直接変調するのに適しており、それはレーザおよ
び変調器が個別に最適化されているからである。全二重
通信システムは図１ａのシステムを、反対方向の通信用
に二重にしたものが考えられる。単一光ファイバー双方
向通信は二つの方向用に別々の光波長を使用することも
出来るが、これは波長フィルタを必要とする。これとは
別に、図１ｂのスプリッター１１２に図示するように光
ファイバーを分割することも出来るが、これは検出器１
１０での光強度の５０％の損失を伴う。
磁気感受率、大きさ、および重量に関して全ての電気式
通信システムに勝っており、手広く発展している。光源
は入力電気情報信号を振幅変調された光に変換し、光通
信チャンネルを通して送信し、光検出器は振幅変調され
た光を電気信号に再変換して受信する。光通信システム
は通常半導体レーザー源、グラスファイバー通信チャン
ネル、並びに種々の変調器および検出器を使用する。１
ミクロンのオーダーの光の波長はGaAsAlxGa1-xAs半導体
およびシリコン光検出器を使用できるようにする。図１
ａはマックツェンダー干渉計１０４で変調された連続波
レーザダイオード１０２を具備した一方向通信システム
を図式的に図示しており、これは位相変調器１０６、光
ファイバー通信チャンネル１０８、並びに光検出器１１
０を組み入れている。振幅変調された（アナログ）光信
号に対して、例えばマックツェンダー干渉計の様な光振
幅変調器が後に接続された連続波レーザはレーザの入力
電力を直接変調するのに適しており、それはレーザおよ
び変調器が個別に最適化されているからである。全二重
通信システムは図１ａのシステムを、反対方向の通信用
に二重にしたものが考えられる。単一光ファイバー双方
向通信は二つの方向用に別々の光波長を使用することも
出来るが、これは波長フィルタを必要とする。これとは
別に、図１ｂのスプリッター１１２に図示するように光
ファイバーを分割することも出来るが、これは検出器１
１０での光強度の５０％の損失を伴う。
【０００３】光変調器は多くの材料から種々の構造で製
作することが可能であり、また種々の変調結果を有す
る。特に反射並びに位相変調器は、光路内での材料屈折
率を変化させ、また吸収変調器は経路中の材料の吸収率
を変化させる。強誘電体、有機重合体、および半導体の
様な材料が変調器として使用されてきている。屈折率変
調はポッケルス効果、プラズマ効果、バンド充填効果、
量子制限スターク効果、マグネト光効果、および音響光
効果から得ることができ；吸収率変調はフランツケルデ
ィッシュ効果、量子制限スターク効果、およびバンニー
ル・スターク局所化から得ることが出来る。例えば、ワ
イナーらは、量子井戸内での量子制限スターク効果によ
る二次電子光効果、５０応用物理Lett．８４２（１９８
７年）記載で、加えられる電界の変化による量子井戸の
屈折率の変化を吸収率の変化を実験的に測定して計算し
ている。屈折率並びに吸収率は関連しており（クラマー
・クロニッヒ関係）、これは電界で誘電された誘電分極
の因果関係による。これは量子井戸に基づく吸収変調器
内のさえずり（chirp)を計算することを可能とする。図
２ａ−ｂは、供給された電界、０および６５０００ボル
ト／ｃｍに対する量子井戸吸収を垂直軸の屈折率および
平行分極光の変化と共に、それぞれ入射光エネルギーの
関数として示す。大きな吸収率の変化は吸収率変調器動
作を可能とし、大きな屈折率の変化は誘電カプラおよび
変調器の様な電子光素子を可能とすることに留意された
い。更に量子井戸にかかる電界を増加させると、図２ｃ
−ｄに図示されるように吸収率のピークを拡散し移動さ
せる、これはワイナーその他による、GaAs/AlGaAs 量子
井戸波導器内の強分極感応電子吸収、４７応用物理Let
t．１１４８（１９８５年）から引用した。
作することが可能であり、また種々の変調結果を有す
る。特に反射並びに位相変調器は、光路内での材料屈折
率を変化させ、また吸収変調器は経路中の材料の吸収率
を変化させる。強誘電体、有機重合体、および半導体の
様な材料が変調器として使用されてきている。屈折率変
調はポッケルス効果、プラズマ効果、バンド充填効果、
量子制限スターク効果、マグネト光効果、および音響光
効果から得ることができ；吸収率変調はフランツケルデ
ィッシュ効果、量子制限スターク効果、およびバンニー
ル・スターク局所化から得ることが出来る。例えば、ワ
イナーらは、量子井戸内での量子制限スターク効果によ
る二次電子光効果、５０応用物理Lett．８４２（１９８
７年）記載で、加えられる電界の変化による量子井戸の
屈折率の変化を吸収率の変化を実験的に測定して計算し
ている。屈折率並びに吸収率は関連しており（クラマー
・クロニッヒ関係）、これは電界で誘電された誘電分極
の因果関係による。これは量子井戸に基づく吸収変調器
内のさえずり（chirp)を計算することを可能とする。図
２ａ−ｂは、供給された電界、０および６５０００ボル
ト／ｃｍに対する量子井戸吸収を垂直軸の屈折率および
平行分極光の変化と共に、それぞれ入射光エネルギーの
関数として示す。大きな吸収率の変化は吸収率変調器動
作を可能とし、大きな屈折率の変化は誘電カプラおよび
変調器の様な電子光素子を可能とすることに留意された
い。更に量子井戸にかかる電界を増加させると、図２ｃ
−ｄに図示されるように吸収率のピークを拡散し移動さ
せる、これはワイナーその他による、GaAs/AlGaAs 量子
井戸波導器内の強分極感応電子吸収、４７応用物理Let
t．１１４８（１９８５年）から引用した。
【０００４】量子井戸活性領域を具備したヘテロ接合ダ
イオードの形式で、GaAs量子井戸を備えたAlX Ga1-X As
の様な材料で作られた半導体レーザーは、コンパクトで
堅牢な赤外線光源を提供し、これは単にダイオード電流
を変化させることで容易に変調できる。特に、格子模様
の幾何学的配列をしたダイオードレーザーは小型になる
（例えば、幅５ミクロン、長さ１００ミクロンそして厚
さが３０ナノメートルの活性領域が厚さ４００ナノメー
トルの光コアの中に組み込まれる。）レーザー発光空乏
の反射端は鏡端が分裂するのを避けるために分散ブラッ
グ反射器となっている。例えば、チベリオその他によ
る、電子ビーム食刻並びに化学的に補助されたイオンビ
ームエッチング法で製造された、ファセット無しブラッ
グ反射器表面発光AlGaAs/ GaAsレーザー、９Ｊ．Ｖａ
ｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｂ ２８４２（１９９１年）を
参照されたい。
イオードの形式で、GaAs量子井戸を備えたAlX Ga1-X As
の様な材料で作られた半導体レーザーは、コンパクトで
堅牢な赤外線光源を提供し、これは単にダイオード電流
を変化させることで容易に変調できる。特に、格子模様
の幾何学的配列をしたダイオードレーザーは小型になる
（例えば、幅５ミクロン、長さ１００ミクロンそして厚
さが３０ナノメートルの活性領域が厚さ４００ナノメー
トルの光コアの中に組み込まれる。）レーザー発光空乏
の反射端は鏡端が分裂するのを避けるために分散ブラッ
グ反射器となっている。例えば、チベリオその他によ
る、電子ビーム食刻並びに化学的に補助されたイオンビ
ームエッチング法で製造された、ファセット無しブラッ
グ反射器表面発光AlGaAs/ GaAsレーザー、９Ｊ．Ｖａ
ｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｂ ２８４２（１９９１年）を
参照されたい。
【０００５】
【発明の要約】本発明は、送信に対しては透過であるよ
うに構成された受信検出器を具備した双方向光通信を提
供する。提出された実施例の集積回路は透過的検出器、
振幅変調器、及びレーザー発光源を直列に組み合わせ
た、受信並びに送信の両方用の導波器を含む。
うに構成された受信検出器を具備した双方向光通信を提
供する。提出された実施例の集積回路は透過的検出器、
振幅変調器、及びレーザー発光源を直列に組み合わせ
た、受信並びに送信の両方用の導波器を含む。
【０００６】本発明は同じ波長の検出器と比較して５０
％のスプリット損失の無い検出器を含むという技術的特
長を提供する。
％のスプリット損失の無い検出器を含むという技術的特
長を提供する。
【０００７】
【実施例】概要 図３は全体として参照番号３００で示されている、光ト
ランシーバ集積回路の第一の好ましい実施例の参照的平
面図を図示し、多元量子井戸（ＭＱＷ）光検出器３１０
を組み込んだ光導波器３０２、振幅変調用の位相変調器
３２２を含む干渉計３２０、ダイオードレーザー３３
０、検出器３１０用のインダクタ３１８を具備した直流
バイアス加算マイクロストリップ線３１６、および変調
器３２２用インダクタ３２８を具備した直流バイアス加
算入力マイクロストリップ線３２６を含む。通信チャン
ネル光ファイバー３５０はレンズ状終端を有し、太い方
の端が集積回路３００上の光導波器３０２と結合してい
る。電気的送信および受信線はそれぞれマイクロストリ
ップ３２６および３１６に接続し、バイアス（制御）線
がインダクタを経由して検出器並びに変調器に接続して
いる。その他のバイアス接続、例えば抵抗器をインダク
タの代わりに使用することが可能である。
ランシーバ集積回路の第一の好ましい実施例の参照的平
面図を図示し、多元量子井戸（ＭＱＷ）光検出器３１０
を組み込んだ光導波器３０２、振幅変調用の位相変調器
３２２を含む干渉計３２０、ダイオードレーザー３３
０、検出器３１０用のインダクタ３１８を具備した直流
バイアス加算マイクロストリップ線３１６、および変調
器３２２用インダクタ３２８を具備した直流バイアス加
算入力マイクロストリップ線３２６を含む。通信チャン
ネル光ファイバー３５０はレンズ状終端を有し、太い方
の端が集積回路３００上の光導波器３０２と結合してい
る。電気的送信および受信線はそれぞれマイクロストリ
ップ３２６および３１６に接続し、バイアス（制御）線
がインダクタを経由して検出器並びに変調器に接続して
いる。その他のバイアス接続、例えば抵抗器をインダク
タの代わりに使用することが可能である。
【０００８】トランシーバ３００は下記のように動作す
る。情報を光ファイバー３５０上に単一周波数（単一自
由空間波長）の振幅変調された（アナログ）光の形式で
受信し、ＭＱＷ検出器３１０上の直流バイアスは検出器
３１０が吸収し、レーザー３３０が遮断されるように設
定される。次に光ファイバー３５０からの光は集積回路
の端で導波器３０２の中に結入し、検出器３１０に進み
ここで吸収され出力電気信号をマイクロストリップ３１
６上に生成する。検出器３１０は基本的に逆バイアスさ
れた光ダイオードであり、従って検出器３１０は入力光
の強度に比例した強度の電流を出力する。入力光の強度
はＭＨｚからＧＨｚのオーダーの周波数を有し、従って
インダクタ３１８は出力電流が直流電源にカップリング
するのを防止し、出力電流は受信線に接続する。
る。情報を光ファイバー３５０上に単一周波数（単一自
由空間波長）の振幅変調された（アナログ）光の形式で
受信し、ＭＱＷ検出器３１０上の直流バイアスは検出器
３１０が吸収し、レーザー３３０が遮断されるように設
定される。次に光ファイバー３５０からの光は集積回路
の端で導波器３０２の中に結入し、検出器３１０に進み
ここで吸収され出力電気信号をマイクロストリップ３１
６上に生成する。検出器３１０は基本的に逆バイアスさ
れた光ダイオードであり、従って検出器３１０は入力光
の強度に比例した強度の電流を出力する。入力光の強度
はＭＨｚからＧＨｚのオーダーの周波数を有し、従って
インダクタ３１８は出力電流が直流電源にカップリング
するのを防止し、出力電流は受信線に接続する。
【０００９】情報を送信する際には、これはマイクロス
トリップ３２６に接続された送信線上の電気信号の形式
であり、ＭＨｚからＧＨｚのオーダーの周波数を有し、
検出器３１０を透過状態とするためにその直流バイアス
を変更し、レーザー３３０（これは連続波長ダイオード
レーザー）を導通し、ＭＱＷ位相変調器３２２の直流バ
イアスをセットし、送信信号を変調器３２２に供給す
る。レーザー３３０で発光された光は干渉計３２０を通
すために導波器３０２の二つの分岐に分割され、変調器
３２２を具備する分岐を通過する光は経路長が変化した
ことを認識する、何故ならば送信信号が変調器３２２内
の導波器３０２の部分で屈折率を変えるためである。こ
の変化した経路長は変調器３２２を具備する分岐内の光
がもう一方の分岐内の光に対して位相がシフトされたこ
とを意味し、従って二つの分岐からの光を再結合すると
干渉を生じ、結果として振幅変調が行われる。振幅変調
された光は次に透過状態の検出器３１０を通過して光フ
ァイバー３５０の中へ入る。検出器３１０を吸収状態か
ら透過状態へ直流バイアスを変更することにより変化さ
せることで、同一の導波器上で検出と送信の直列接続が
可能となる。以下の部分ではトランシーバ３００の構成
部品について更に詳細に説明する。
トリップ３２６に接続された送信線上の電気信号の形式
であり、ＭＨｚからＧＨｚのオーダーの周波数を有し、
検出器３１０を透過状態とするためにその直流バイアス
を変更し、レーザー３３０（これは連続波長ダイオード
レーザー）を導通し、ＭＱＷ位相変調器３２２の直流バ
イアスをセットし、送信信号を変調器３２２に供給す
る。レーザー３３０で発光された光は干渉計３２０を通
すために導波器３０２の二つの分岐に分割され、変調器
３２２を具備する分岐を通過する光は経路長が変化した
ことを認識する、何故ならば送信信号が変調器３２２内
の導波器３０２の部分で屈折率を変えるためである。こ
の変化した経路長は変調器３２２を具備する分岐内の光
がもう一方の分岐内の光に対して位相がシフトされたこ
とを意味し、従って二つの分岐からの光を再結合すると
干渉を生じ、結果として振幅変調が行われる。振幅変調
された光は次に透過状態の検出器３１０を通過して光フ
ァイバー３５０の中へ入る。検出器３１０を吸収状態か
ら透過状態へ直流バイアスを変更することにより変化さ
せることで、同一の導波器上で検出と送信の直列接続が
可能となる。以下の部分ではトランシーバ３００の構成
部品について更に詳細に説明する。
【００１０】検出器 図４ａは検出器３１０の平面図であり、図４ｂは図４ａ
の部分ｂ−ｂに沿った立断面図である。検出器３１０は
導波器３０２の部分から金属接点を絶縁してバイアス電
圧を印加し、出力信号電流を受信するように構成され
る。特に、図５は導波器３０２の立断面図を図示し、こ
れは０．１μｍの厚さの金属性トップ接点５０２、０．
１μｍの厚さのｐ＋GaAs接点層５０４、１．５μｍの厚
さのｐ＋Al 0.3Ga0.7As("AlGaAs")クラッディング５０
６、０．４８μｍの厚さのドーピングされていない多元
量子井戸（”ＭＱＷ”）５０８コア、１．５μｍの厚さ
のｎ＋AlGaAsクラッディング５１０、１μｍの厚さのｎ
＋GaAs５１２接点層、及び半絶縁GaAs基板５１４とで構
成されている。１０19原子／ｃｍ3 並びに１０18原子／
ｃｍ3 のベリリュームはそれぞれ、GaAsおよびAlGaAsに
対してｐ＋型のドーピングを提供し、８ｘ１０17原子／
ｃｍ3 並びに２ｘ１０18原子／ｃｍ3 のシリコンはそれ
ぞれ、AlGaAsおよびGaAsに対してｎ＋型のドーピングを
提供する。ＭＱＷ５０８は１０ｎｍの厚さのAlGaAsトン
ネルバリアを具備した３．５ｎｍの厚さのGaAs量子井戸
を３７周期繰り返して構成されている。金属接点５０２
の幅は３μｍ；そして接点５０２の直下のｐ＋AlGaAs５
０６は導波器コアの位置を定める隆起部分を形成する。
接点５０２を越えて延びているｐ＋AlGaAs５０６の”
棚”部分は、およそ０．２μｍの厚さである。
の部分ｂ−ｂに沿った立断面図である。検出器３１０は
導波器３０２の部分から金属接点を絶縁してバイアス電
圧を印加し、出力信号電流を受信するように構成され
る。特に、図５は導波器３０２の立断面図を図示し、こ
れは０．１μｍの厚さの金属性トップ接点５０２、０．
１μｍの厚さのｐ＋GaAs接点層５０４、１．５μｍの厚
さのｐ＋Al 0.3Ga0.7As("AlGaAs")クラッディング５０
６、０．４８μｍの厚さのドーピングされていない多元
量子井戸（”ＭＱＷ”）５０８コア、１．５μｍの厚さ
のｎ＋AlGaAsクラッディング５１０、１μｍの厚さのｎ
＋GaAs５１２接点層、及び半絶縁GaAs基板５１４とで構
成されている。１０19原子／ｃｍ3 並びに１０18原子／
ｃｍ3 のベリリュームはそれぞれ、GaAsおよびAlGaAsに
対してｐ＋型のドーピングを提供し、８ｘ１０17原子／
ｃｍ3 並びに２ｘ１０18原子／ｃｍ3 のシリコンはそれ
ぞれ、AlGaAsおよびGaAsに対してｎ＋型のドーピングを
提供する。ＭＱＷ５０８は１０ｎｍの厚さのAlGaAsトン
ネルバリアを具備した３．５ｎｍの厚さのGaAs量子井戸
を３７周期繰り返して構成されている。金属接点５０２
の幅は３μｍ；そして接点５０２の直下のｐ＋AlGaAs５
０６は導波器コアの位置を定める隆起部分を形成する。
接点５０２を越えて延びているｐ＋AlGaAs５０６の”
棚”部分は、およそ０．２μｍの厚さである。
【００１１】GaAsの屈折率（通信に使用される赤外線に
対しておよそ３．６）は、AlGaAs（およそ３．４）より
も大きく、従って光はＭＱＷによって垂直に閉じこめら
れる、もっとも図６ａに垂直距離の関数としての電界密
度に図示されているように、かなりの強度がＭＱＷの外
側に存在する。更に、AlGaAsの隆起構造の下の屈折率は
隆起に隣接した棚の下の有効屈折率よりも大きく、従っ
て隆起部は光の側部閉じこめを行い、コア位置を定め
る。図６ｂは隆起部からの垂直距離の関数としての強度
を図示する。図５の破線は幅約３μｍ、厚さ０．５μｍ
のコア位置を指している。ｎ＋AlGaAsおよびｎ＋GaAsは
バイアス（図示せず）を通して基板５１４上の裏面金属
接地面５１６に接地接続している。金属接点５０２もま
た導波器３０２を接地接続している。
対しておよそ３．６）は、AlGaAs（およそ３．４）より
も大きく、従って光はＭＱＷによって垂直に閉じこめら
れる、もっとも図６ａに垂直距離の関数としての電界密
度に図示されているように、かなりの強度がＭＱＷの外
側に存在する。更に、AlGaAsの隆起構造の下の屈折率は
隆起に隣接した棚の下の有効屈折率よりも大きく、従っ
て隆起部は光の側部閉じこめを行い、コア位置を定め
る。図６ｂは隆起部からの垂直距離の関数としての強度
を図示する。図５の破線は幅約３μｍ、厚さ０．５μｍ
のコア位置を指している。ｎ＋AlGaAsおよびｎ＋GaAsは
バイアス（図示せず）を通して基板５１４上の裏面金属
接地面５１６に接地接続している。金属接点５０２もま
た導波器３０２を接地接続している。
【００１２】検出器３１０は導波器３０２の３００μｍ
の長さの部分であり、ｐ＋AlGaAs隆起部４０６表面上の
金属接点の中、並びに隆起部自身の中の二つのギャップ
４５０−４５２で定められる。従ってｐ＋AlGaAs隆起部
の検出器部分はｎ＋クラッディングに対して負に直流バ
イアスする事が出来て、検出機能を生成するように逆バ
イアスされたｐ−ｉ−ｎダイオードを生成する。また、
ｎ＋AlGaAsクラッディング４１０に対する金属接点４３
０は良好な接地接点を保証する。隆起部表面上のｐ＋Ga
As４０４は金属４０２に対する抵抗性接触を改善し、ｎ
＋AlGaAsクラッディング４１０の下のｎ＋GaAs４１２に
対するｎ＋接点もまた抵抗性接触を改善する。図４ａに
図示されるように、空気ブリッジ４２２は隆起部表面の
金属接点４０２をマイクロストリップ線３１６に接続す
る。マイクロストリップ線３１６は”Ｖ”型をしてお
り、ひとつの分岐が検出された信号を出力し、もう一方
の分岐が終端ネットワークを含むようにされている。空
気ブリッジ４２２、マイクロストリップ線３１６、およ
び接地接点４３０は電気メッキされた金であって数マイ
クロメータの厚さである。マイクロストリップ線３１６
は裏面接地面４１６から約５００μｍの半絶縁GaAs基板
４１４で分離されており、従って５０オームの特性イン
ピーダンスを有する。
の長さの部分であり、ｐ＋AlGaAs隆起部４０６表面上の
金属接点の中、並びに隆起部自身の中の二つのギャップ
４５０−４５２で定められる。従ってｐ＋AlGaAs隆起部
の検出器部分はｎ＋クラッディングに対して負に直流バ
イアスする事が出来て、検出機能を生成するように逆バ
イアスされたｐ−ｉ−ｎダイオードを生成する。また、
ｎ＋AlGaAsクラッディング４１０に対する金属接点４３
０は良好な接地接点を保証する。隆起部表面上のｐ＋Ga
As４０４は金属４０２に対する抵抗性接触を改善し、ｎ
＋AlGaAsクラッディング４１０の下のｎ＋GaAs４１２に
対するｎ＋接点もまた抵抗性接触を改善する。図４ａに
図示されるように、空気ブリッジ４２２は隆起部表面の
金属接点４０２をマイクロストリップ線３１６に接続す
る。マイクロストリップ線３１６は”Ｖ”型をしてお
り、ひとつの分岐が検出された信号を出力し、もう一方
の分岐が終端ネットワークを含むようにされている。空
気ブリッジ４２２、マイクロストリップ線３１６、およ
び接地接点４３０は電気メッキされた金であって数マイ
クロメータの厚さである。マイクロストリップ線３１６
は裏面接地面４１６から約５００μｍの半絶縁GaAs基板
４１４で分離されており、従って５０オームの特性イン
ピーダンスを有する。
【００１３】インダクタ３１８を通して−１０から−１
２ボルトの負の直流バイアス電圧をマイクロストリップ
３１６に印加することにより、ｐ＋AlGaAs４０６，ＭＱ
Ｗ４０８、およびｎ＋AlGaAs４１０で形成されたｐ−ｉ
−ｎダイオードが逆バイアスされる。１０ボルトの降下
がドーピングされていないＭＱＷに現れるので、ＭＱＷ
４０８に約２ｘ１０5 ボルト／ｃｍの電界を生成する。
図７は帯域図を示し、図式的に１．４４ｅＶ光子（自由
空間波長０．８６３μｍ）が吸収されて、ｎ＋AlGaAs内
に集積された電子とｐ＋AlGaAs内に集積されたホールと
共に電子−ホールの対を生成し、出力信号電流に寄与す
るさまを図示する。エネルギー１．４４ｅＶの光子に対
するＭＱＷ吸収係数は、ＭＱＷに２ｘ１０5 ボルト／ｃ
ｍの電界が加えられている時には、およそ３０００／ｃ
ｍである。従って検出器３１０は基本的に入射光の１０
０％を吸収する。電子−ホール対のｐ−ｉ−ｎダイオー
ド内での再結合は非常に早く、従ってＧＨｚレンジまで
の入力光強度の変化はマイクロストリップ線３１６上の
出力電流に対応する変化を生成する。
２ボルトの負の直流バイアス電圧をマイクロストリップ
３１６に印加することにより、ｐ＋AlGaAs４０６，ＭＱ
Ｗ４０８、およびｎ＋AlGaAs４１０で形成されたｐ−ｉ
−ｎダイオードが逆バイアスされる。１０ボルトの降下
がドーピングされていないＭＱＷに現れるので、ＭＱＷ
４０８に約２ｘ１０5 ボルト／ｃｍの電界を生成する。
図７は帯域図を示し、図式的に１．４４ｅＶ光子（自由
空間波長０．８６３μｍ）が吸収されて、ｎ＋AlGaAs内
に集積された電子とｐ＋AlGaAs内に集積されたホールと
共に電子−ホールの対を生成し、出力信号電流に寄与す
るさまを図示する。エネルギー１．４４ｅＶの光子に対
するＭＱＷ吸収係数は、ＭＱＷに２ｘ１０5 ボルト／ｃ
ｍの電界が加えられている時には、およそ３０００／ｃ
ｍである。従って検出器３１０は基本的に入射光の１０
０％を吸収する。電子−ホール対のｐ−ｉ−ｎダイオー
ド内での再結合は非常に早く、従ってＧＨｚレンジまで
の入力光強度の変化はマイクロストリップ線３１６上の
出力電流に対応する変化を生成する。
【００１４】逆に、電界が取り除かれると、１．４４ｅ
Ｖ光子に対する吸収係数はおよそ２／ｃｍまで降下する
ので、検出器３１０は基本的に透過状態となる。これは
送信運転モードに使用される。図２ｄは１．６ｘ１０4
ボルト／ｃｍから２．２ｘ１０5 ボルト／ｃｍまでの種
々の供給電界に対する吸収曲線を示す。エネルギーが
１．４４ｅＶの光子に対して、吸収は供給される電界に
対して劇的に変化する。
Ｖ光子に対する吸収係数はおよそ２／ｃｍまで降下する
ので、検出器３１０は基本的に透過状態となる。これは
送信運転モードに使用される。図２ｄは１．６ｘ１０4
ボルト／ｃｍから２．２ｘ１０5 ボルト／ｃｍまでの種
々の供給電界に対する吸収曲線を示す。エネルギーが
１．４４ｅＶの光子に対して、吸収は供給される電界に
対して劇的に変化する。
【００１５】マイクロストリップ線３１６の検出器３１
０への接続は、例えば進行波接続のような異なる幾何学
的構成を取りうる。これは検出器３１０の高い容量性の
特性を、人工的進行波構造を備えたインダクタの導入お
よび５０オームのマイクロストリップ線３１６に対する
良好な整合を行うことで補償する。半絶縁GaAs基板上の
裏面接地面はｎ＋GaAs上の表面金属接点に接続する。
０への接続は、例えば進行波接続のような異なる幾何学
的構成を取りうる。これは検出器３１０の高い容量性の
特性を、人工的進行波構造を備えたインダクタの導入お
よび５０オームのマイクロストリップ線３１６に対する
良好な整合を行うことで補償する。半絶縁GaAs基板上の
裏面接地面はｎ＋GaAs上の表面金属接点に接続する。
【００１６】位相変調器 変調器３２２は検出器３１０と同一の構造を有するが、
−５ボルトで負に直流バイアスされており、これはＭＱ
Ｗに約１ｘ１０5 ボルト／ｃｍの電界がかかっているこ
とを意味する。これは５ｘ１０-20m2 / Ｖ2 の二次電気
−光係数を作りだし、これは数ボルトの供給信号電圧に
対して０．００１程度の屈折率変化を意味する。従って
５００μｍの長さの変調器３２２は入力光の位相をπま
でシフトすることが出来る。
−５ボルトで負に直流バイアスされており、これはＭＱ
Ｗに約１ｘ１０5 ボルト／ｃｍの電界がかかっているこ
とを意味する。これは５ｘ１０-20m2 / Ｖ2 の二次電気
−光係数を作りだし、これは数ボルトの供給信号電圧に
対して０．００１程度の屈折率変化を意味する。従って
５００μｍの長さの変調器３２２は入力光の位相をπま
でシフトすることが出来る。
【００１７】振幅変調 干渉計３２０はダイオードレーザー３３０の連続出力に
対して振幅変調を提供し、位相変調器３２２によって上
部導波器分岐を移動する光の位相を下部分岐を移動する
光に対してシフトする。従って上部分岐からの光は下部
分岐からの光と、再結合された際に干渉を起こし振幅変
調された出力を干渉計３２０から作り出す。干渉計３２
０の各々の導波器分岐は約２０００μｍの長さを有し、
上部分岐の中央に約５００μｍの位相変調器３２２が場
所を占めている。
対して振幅変調を提供し、位相変調器３２２によって上
部導波器分岐を移動する光の位相を下部分岐を移動する
光に対してシフトする。従って上部分岐からの光は下部
分岐からの光と、再結合された際に干渉を起こし振幅変
調された出力を干渉計３２０から作り出す。干渉計３２
０の各々の導波器分岐は約２０００μｍの長さを有し、
上部分岐の中央に約５００μｍの位相変調器３２２が場
所を占めている。
【００１８】その他の振幅変調手法もまた使用できるで
あろう。例えば、マイクロストリップ３２６上の電気的
入力信号はダイオードレーザー３３０を通る電流、従っ
て出力光の強度を直接制御することが可能であり、従っ
て干渉計が取り除かれる。
あろう。例えば、マイクロストリップ３２６上の電気的
入力信号はダイオードレーザー３３０を通る電流、従っ
て出力光の強度を直接制御することが可能であり、従っ
て干渉計が取り除かれる。
【００１９】レーザー ダイオードレーザー３３０の利得部分は検出器３１０お
よび変調器３２２と同じ多元量子井戸構造を有する。検
出器３１０および変調器３２２と対比して、ダイオード
レーザー３３０は順方向にバイアスされ、量子井戸の中
で電子−ホールの再結合を作りだし、従って光子を発生
する。刺激された発光は電子およびホールの密度が閾値
を越える時にレンズに導かれる。図８は帯域図を図示す
る；図７と類似していることに注意されたい。鏡面を有
するというよりむしろ、レーザー３３０は分散ブラッグ
反射器を使用している；ブラッグ反射器フィンガーの周
期性がレーザ出力の波長（周波数）を決定する。自由空
間で０．８６３μｍの波長はコアの中ではおよそ０．２
４μｍの波長に換算される；従って分散ブラッグ反射器
フィンガーは２４０ｎｍの大きさの繰り返し性を有す
る。分散ブラッグ反射器はAlGaAsクラッディング層の中
に、図９の立断面図に図示されるように形成される。ブ
ラッグ反射器の各々は約５００μｍの長さを有し、利得
部ダイオードは約５００μｍの長さを有する。
よび変調器３２２と同じ多元量子井戸構造を有する。検
出器３１０および変調器３２２と対比して、ダイオード
レーザー３３０は順方向にバイアスされ、量子井戸の中
で電子−ホールの再結合を作りだし、従って光子を発生
する。刺激された発光は電子およびホールの密度が閾値
を越える時にレンズに導かれる。図８は帯域図を図示す
る；図７と類似していることに注意されたい。鏡面を有
するというよりむしろ、レーザー３３０は分散ブラッグ
反射器を使用している；ブラッグ反射器フィンガーの周
期性がレーザ出力の波長（周波数）を決定する。自由空
間で０．８６３μｍの波長はコアの中ではおよそ０．２
４μｍの波長に換算される；従って分散ブラッグ反射器
フィンガーは２４０ｎｍの大きさの繰り返し性を有す
る。分散ブラッグ反射器はAlGaAsクラッディング層の中
に、図９の立断面図に図示されるように形成される。ブ
ラッグ反射器の各々は約５００μｍの長さを有し、利得
部ダイオードは約５００μｍの長さを有する。
【００２０】量子井戸の厚さを変更することは量子化レ
ベルを移動し、これにより再結合エネルギーの調整を可
能とし、図２ａ−ｄの曲線をシフトし、従って異なる波
長での動作を可能とする。
ベルを移動し、これにより再結合エネルギーの調整を可
能とし、図２ａ−ｄの曲線をシフトし、従って異なる波
長での動作を可能とする。
【００２１】これに代わる材料のシステムを、検出器、
位相変調器、およびレーザーに共通の多元量子井戸に使
用することも可能であり、これもまた異なる波長での運
転を与える。例えば、PbTe- Pb1-X SnX Te材料システム
は良く知られている。更に、五つのひずみ材料システム
（圧縮および伸張ひずみ）が種々の波長レーザー用に存
在する：（１）InX Ga1-X As/InAs Y P1-Y, （２）InX
Ga1-X AsY P1-Y/InP，（３）InX GaY In1-X-Y As/InPf
は電気通信用である（典型的に０．８から１．５５μｍ
の自由空間波長の赤外線であり、特に０．８、１．３お
よび１．５５μｍは良く使用される通信並びにファイバ
ー波長である）、（４）近赤外用のAlGa(In)As(P)/GaA
s、および（５）可視光用のAlGaInP/GaAs である。ま
たZnSSe クラッディングを具備したZnSeコア内のCsZnSe
量子井戸は青−緑レーザーを提供できる。
位相変調器、およびレーザーに共通の多元量子井戸に使
用することも可能であり、これもまた異なる波長での運
転を与える。例えば、PbTe- Pb1-X SnX Te材料システム
は良く知られている。更に、五つのひずみ材料システム
（圧縮および伸張ひずみ）が種々の波長レーザー用に存
在する：（１）InX Ga1-X As/InAs Y P1-Y, （２）InX
Ga1-X AsY P1-Y/InP，（３）InX GaY In1-X-Y As/InPf
は電気通信用である（典型的に０．８から１．５５μｍ
の自由空間波長の赤外線であり、特に０．８、１．３お
よび１．５５μｍは良く使用される通信並びにファイバ
ー波長である）、（４）近赤外用のAlGa(In)As(P)/GaA
s、および（５）可視光用のAlGaInP/GaAs である。ま
たZnSSe クラッディングを具備したZnSeコア内のCsZnSe
量子井戸は青−緑レーザーを提供できる。
【００２２】フェーズドアレイ 図１０ａはフェーズドアレイレーダーで使用されるトラ
ンシーバ３００を図式的に示す。ＲＦ信号と同様タイミ
ング信号が制御装置１０１０から光ファイバー１０２０
経由で各々の送信機／受信機モジュール１０３０に送ら
れ、送信レーダービーム、並びに同一の光ファイバーネ
ットワーク上に送り返される受信信号を操作する。トラ
ンシーバ３００内の検出器は制御信号を受信し、これは
アンテナに電力を供給する電力増幅器を駆動する。アン
テナでとらえられる受信されたレーダーの戻りは、電気
的に増幅されトランシーバ３００内の位相変調器の制御
に使用される。これはアナログ受信信号を光ファイバー
に沿って制御装置１０１０内の検出器に逆に送信する。
アンテナを物理的に分けることで、戻り信号を時間的に
分割するので、これらは光ファイバー上に直列に時間で
多元化されて現れる。
ンシーバ３００を図式的に示す。ＲＦ信号と同様タイミ
ング信号が制御装置１０１０から光ファイバー１０２０
経由で各々の送信機／受信機モジュール１０３０に送ら
れ、送信レーダービーム、並びに同一の光ファイバーネ
ットワーク上に送り返される受信信号を操作する。トラ
ンシーバ３００内の検出器は制御信号を受信し、これは
アンテナに電力を供給する電力増幅器を駆動する。アン
テナでとらえられる受信されたレーダーの戻りは、電気
的に増幅されトランシーバ３００内の位相変調器の制御
に使用される。これはアナログ受信信号を光ファイバー
に沿って制御装置１０１０内の検出器に逆に送信する。
アンテナを物理的に分けることで、戻り信号を時間的に
分割するので、これらは光ファイバー上に直列に時間で
多元化されて現れる。
【００２３】別の構成が図１０ｂに示されており、各々
のトランシーバ１０６０用に二つの光ファイバーを使用
している。制御装置１０５０からトランシーバ１０６０
に送信するために、レーザー１０５２の出力は変調器１
０５４で振幅変調され、トランシーバ１０６０内の検出
器１０６６は振幅変調をＲＦ電気出力に変換する。逆に
トランシーバ１０６０から制御装置１０５０へ送信する
際は、レーザー１０５２の出力は一定に保持され、トラ
ンシーバ内の変調器１０６４はこの光を振幅変調し、制
御装置１０５０内の検出器１０５６は振幅変調を電気信
号に変換する。実際上光ファイバー兼スプリッター１０
７２が制御装置１０５０からトランシーバ１０６０への
信号送信とまた、トランシーバから制御装置への信号送
信用の光を凶器有するために使用され、光ファイバー兼
結合器１０７４がトランシーバから制御装置への信号送
信用に使用される。実際上は第二番目のファイバーはト
ランシーバの基板取り付けレーザーに置き換えることが
出来る。従って一つの大きなレーザーがアレイ内の全て
のトランシーバ用の送信光を供給し、必要な費用と直流
電力とを節約する。
のトランシーバ１０６０用に二つの光ファイバーを使用
している。制御装置１０５０からトランシーバ１０６０
に送信するために、レーザー１０５２の出力は変調器１
０５４で振幅変調され、トランシーバ１０６０内の検出
器１０６６は振幅変調をＲＦ電気出力に変換する。逆に
トランシーバ１０６０から制御装置１０５０へ送信する
際は、レーザー１０５２の出力は一定に保持され、トラ
ンシーバ内の変調器１０６４はこの光を振幅変調し、制
御装置１０５０内の検出器１０５６は振幅変調を電気信
号に変換する。実際上光ファイバー兼スプリッター１０
７２が制御装置１０５０からトランシーバ１０６０への
信号送信とまた、トランシーバから制御装置への信号送
信用の光を凶器有するために使用され、光ファイバー兼
結合器１０７４がトランシーバから制御装置への信号送
信用に使用される。実際上は第二番目のファイバーはト
ランシーバの基板取り付けレーザーに置き換えることが
出来る。従って一つの大きなレーザーがアレイ内の全て
のトランシーバ用の送信光を供給し、必要な費用と直流
電力とを節約する。
【００２４】第二の好ましい実施例 図１１は第二の好ましい実施例のトランシーバ、全体と
して参照番号１１００で示されている、の平面図を図示
し、上部分岐内に変調器１１２２および下部分岐内に変
調器１１２３を具備した干渉計１１２０と、ダイオード
レーザー１１３０とを含む。検出に際しては両方の変調
器１１２２および１１２３は高吸収状態となるように直
流バイアスされており、各々の変調器腕は干渉計で分割
されているために入力光の５０％しか検出しないが、ふ
たつのＲＦ信号は干渉するように変調器の出力部で加算
されるので、全信号強度を維持する。
して参照番号１１００で示されている、の平面図を図示
し、上部分岐内に変調器１１２２および下部分岐内に変
調器１１２３を具備した干渉計１１２０と、ダイオード
レーザー１１３０とを含む。検出に際しては両方の変調
器１１２２および１１２３は高吸収状態となるように直
流バイアスされており、各々の変調器腕は干渉計で分割
されているために入力光の５０％しか検出しないが、ふ
たつのＲＦ信号は干渉するように変調器の出力部で加算
されるので、全信号強度を維持する。
【００２５】送信に際しては、下部分岐内の変調器１１
２３が透過状態となって不活性であり、一方上部分岐内
の変調器１１２２は出力信号で駆動される。従ってこの
干渉計は送信時のトランシーバ３００の干渉計の様に動
作する。
２３が透過状態となって不活性であり、一方上部分岐内
の変調器１１２２は出力信号で駆動される。従ってこの
干渉計は送信時のトランシーバ３００の干渉計の様に動
作する。
【００２６】図１２ａ−ｆは提出された製造方法の実施
例の手順を示す立断面図である。
例の手順を示す立断面図である。
【００２７】（１）最初、（１００）方向で厚さが５０
０μｍの半絶縁GaAsウェハーを用意する。次に下記の表
Ｉにリストアップされている様なエピタキシャル層を成
長させる（例えば有機金属化学蒸気蒸着または分子ビー
ムエピタクシーにより）；AlGaAsはＸが例えば０．３と
してAlX Ga1-X Asと表され、ｐ型ドーピングは通常ベリ
リュウムまたｎ型ドーピングはシリコンで行われること
に注意されたい。
０μｍの半絶縁GaAsウェハーを用意する。次に下記の表
Ｉにリストアップされている様なエピタキシャル層を成
長させる（例えば有機金属化学蒸気蒸着または分子ビー
ムエピタクシーにより）；AlGaAsはＸが例えば０．３と
してAlX Ga1-X Asと表され、ｐ型ドーピングは通常ベリ
リュウムまたｎ型ドーピングはシリコンで行われること
に注意されたい。
【表１】 層 材料 厚さ 接点 ｐ＋GaAs ０．１μｍ クラッディング ｐ＋AlGaAs １．５μｍ スペーサ AlGaAs １００ｎｍ 量子井戸 GaAs ３．５μｍ バリア AlGaAs １０ｎｍ 量子井戸 GaAs ３．５μｍ バリア AlGaAs １０ｎｍ ．．． ．．． ．．． 量子井戸 GaAs ３．５μｍ バリア AlGaAs １０ｎｍ 量子井戸 GaAs ３．５μｍ バリア AlGaAs １０ｎｍ 量子井戸 GaAs ３．５μｍ スペーサ AlGaAs １００ｎｍ クラッディング ｐ＋AlGaAs １．５μｍ クラッディング ｎ＋GaAs １μｍ 基板 s.i.GaAs ５００μｍ ．．．は更に別の量子井戸の対を示し、全部で３７の量
子井戸となり、多元量子井戸（ＭＱＷ）構造の全体の厚
さは０．５μｍとなる。スペーサはドーピング材を量子
井戸の外側に保っている。
子井戸となり、多元量子井戸（ＭＱＷ）構造の全体の厚
さは０．５μｍとなる。スペーサはドーピング材を量子
井戸の外側に保っている。
【００２８】（２）写真食刻によって３μｍ幅の金属接
点（４０２，５０２，９０２）の位置を波導器、検出
器、位相変調器、およびレーザー兼反射器用の隆起部の
上に定める；これは終端ギャップを定めることも含む。
次に金属接点をリフトオフにより沈積即ちディポジット
する。金属は３００ｎｍのスパッタリングされたＴｉ，
ＮｉおよびＰｔである。図１２ａ参照。
点（４０２，５０２，９０２）の位置を波導器、検出
器、位相変調器、およびレーザー兼反射器用の隆起部の
上に定める；これは終端ギャップを定めることも含む。
次に金属接点をリフトオフにより沈積即ちディポジット
する。金属は３００ｎｍのスパッタリングされたＴｉ，
ＮｉおよびＰｔである。図１２ａ参照。
【００２９】（３）沈積された金属接点をｐ＋GaAsおよ
びｐ＋AlGaAsのＢＣｌ3 のプラズマによるエッチング用
のマスクとして使用する。図１２ｂに示すように、エッ
チングは約０．２μｍの厚さのｐ＋AlGaAsをＭＱＷの上
に残すように時間が計られる。終端ギャップの長さを増
して、導波器の接地されたｐ＋AlGaAsと負にバイアスさ
れた検出器および変調器のｐ＋AlGaAs、または正にバイ
アスされたレーザーとの間の抵抗を増やすことも可能で
ある。更に、シリコン打ち込みで逆ドープし、終端ギャ
ップに於けるｐ＋AlGaAsの導電性を減少させることも可
能である。
びｐ＋AlGaAsのＢＣｌ3 のプラズマによるエッチング用
のマスクとして使用する。図１２ｂに示すように、エッ
チングは約０．２μｍの厚さのｐ＋AlGaAsをＭＱＷの上
に残すように時間が計られる。終端ギャップの長さを増
して、導波器の接地されたｐ＋AlGaAsと負にバイアスさ
れた検出器および変調器のｐ＋AlGaAs、または正にバイ
アスされたレーザーとの間の抵抗を増やすことも可能で
ある。更に、シリコン打ち込みで逆ドープし、終端ギャ
ップに於けるｐ＋AlGaAsの導電性を減少させることも可
能である。
【００３０】（４）隆起部を覆う金属接点をレーザーの
いずれかの端で取り除き、分散ブラッグ反射器を形成す
る；これは精度の高くないフォトレジストと湿式金属エ
ッチングによって実施できる。次にホログラフ食刻を用
い、分散ブラッグ反射器用のフィンガーをレーザー隆起
部の端で金属接点が取り除かれた部分に定める。反射器
の周期がレーザー周波数を決定することに注意された
い。ホログラフ食刻の間反射器が定められる部分から離
れた領域はマスクで隠され、フォトレジストの薄い層が
反射器領域に適用される；二つのレーザー源がフォトレ
ジストを露光させるための干渉模様を作るために使用さ
れる。次にｐ＋AlGaAs隆起部がホログラフ的にパターン
化されたフォトレジストを反射器のフィンガーを形成す
るためのマスクとして用いてエッチングされる。反射器
フィンガーの深さ並びにそれらのコアからの距離は変更
することが可能である：隆起部の上部はホログラフ食刻
の前にエッチングで取り除き、フィンガーをコアに近づ
けることも可能である。
いずれかの端で取り除き、分散ブラッグ反射器を形成す
る；これは精度の高くないフォトレジストと湿式金属エ
ッチングによって実施できる。次にホログラフ食刻を用
い、分散ブラッグ反射器用のフィンガーをレーザー隆起
部の端で金属接点が取り除かれた部分に定める。反射器
の周期がレーザー周波数を決定することに注意された
い。ホログラフ食刻の間反射器が定められる部分から離
れた領域はマスクで隠され、フォトレジストの薄い層が
反射器領域に適用される；二つのレーザー源がフォトレ
ジストを露光させるための干渉模様を作るために使用さ
れる。次にｐ＋AlGaAs隆起部がホログラフ的にパターン
化されたフォトレジストを反射器のフィンガーを形成す
るためのマスクとして用いてエッチングされる。反射器
フィンガーの深さ並びにそれらのコアからの距離は変更
することが可能である：隆起部の上部はホログラフ食刻
の前にエッチングで取り除き、フィンガーをコアに近づ
けることも可能である。
【００３１】（５）写真食刻によりＭＱＷの展延部を隆
起部の側方（約３−５μｍ）に定め、時間を決めたプラ
ズマでｎ＋AlGaAsの中にエッチングで掘り下げる。ｎ＋
GaAsの仲間でエッチングを進めることにより、最上面の
接地接点がｎ＋AlGaAsではなくｎ＋GaAsとなる。いずれ
の場合も、エッチングの深さはそれほど重要ではなく、
何故ならばｎ＋AlGaAs並びにｎ＋GaAsは十分に厚いから
である。図１２ｃ参照。
起部の側方（約３−５μｍ）に定め、時間を決めたプラ
ズマでｎ＋AlGaAsの中にエッチングで掘り下げる。ｎ＋
GaAsの仲間でエッチングを進めることにより、最上面の
接地接点がｎ＋AlGaAsではなくｎ＋GaAsとなる。いずれ
の場合も、エッチングの深さはそれほど重要ではなく、
何故ならばｎ＋AlGaAs並びにｎ＋GaAsは十分に厚いから
である。図１２ｃ参照。
【００３２】（６）写真食刻によりｎ＋AlGaAs/GaAs の
隆起部から側方に延びる部分（マイクロストリップ側に
約１０μｍ、そして反対側には表面接点用として十分）
を定め、時間を決めたプラズマで半絶縁GaAs基板の中ま
でエッチングで掘り下げる。図１２ｄを参照すると、こ
れは図の右側部分に延びたｎ＋が表面部金属接地接点を
支えていることを図示する。
隆起部から側方に延びる部分（マイクロストリップ側に
約１０μｍ、そして反対側には表面接点用として十分）
を定め、時間を決めたプラズマで半絶縁GaAs基板の中ま
でエッチングで掘り下げる。図１２ｄを参照すると、こ
れは図の右側部分に延びたｎ＋が表面部金属接地接点を
支えていることを図示する。
【００３３】（７）写真食刻によりマイクロストリップ
線並びに表面部接地接点の位置を定める。次に、リフト
オフにより金属を沈積させる。金属は３００ｎｍのスパ
ッタリングされたＴｉ，ＮｉおよびＰｔである。図１２
ｅ参照。裏面接地面からｎ＋AlGaAs/GaAs への接続は接
地面の沈積の前に半絶縁基板を通してエッチングされた
管路によって行われるので、接地金属は管路の内張りと
なる。
線並びに表面部接地接点の位置を定める。次に、リフト
オフにより金属を沈積させる。金属は３００ｎｍのスパ
ッタリングされたＴｉ，ＮｉおよびＰｔである。図１２
ｅ参照。裏面接地面からｎ＋AlGaAs/GaAs への接続は接
地面の沈積の前に半絶縁基板を通してエッチングされた
管路によって行われるので、接地金属は管路の内張りと
なる。
【００３４】（８）写真食刻により電気メッキを行う空
気ブリッジ並びにマイクロストリップ線および表面接点
の位置を定める。最後に空気ブリッジ並びにマイクロス
トリップ線および表面接点を形成するための電気金メッ
キを行う；図１２ｆ参照。
気ブリッジ並びにマイクロストリップ線および表面接点
の位置を定める。最後に空気ブリッジ並びにマイクロス
トリップ線および表面接点を形成するための電気金メッ
キを行う；図１２ｆ参照。
【００３５】修正並びに特長 検出器を透過状態と吸収状態との間で切り替え可能と
し、また検出器と変調器（並びにレーザー）を単一波長
双方向光通信用に集積するという特徴のひとつまたはい
くつかを保持しながら、本発明の提出された実施例を多
くの方法で変更することは可能であろう。
し、また検出器と変調器（並びにレーザー）を単一波長
双方向光通信用に集積するという特徴のひとつまたはい
くつかを保持しながら、本発明の提出された実施例を多
くの方法で変更することは可能であろう。
【００３６】例えば、素子並びに導波器の寸法を変更す
ることは可能であろう、光の周波数並びに波長を変更す
ることは可能であろう。レーダー以外のトランシーバの
アレイのシステムを通信に使用することも可能であろ
う。材料を例えばGaAs基板からInP に、またはシリコン
上のGaAs、またはその他に変更することも可能であろ
う。
ることは可能であろう、光の周波数並びに波長を変更す
ることは可能であろう。レーダー以外のトランシーバの
アレイのシステムを通信に使用することも可能であろ
う。材料を例えばGaAs基板からInP に、またはシリコン
上のGaAs、またはその他に変更することも可能であろ
う。
【００３７】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 １．集積送信機受信機であって： （ａ）光導波器と； （ｂ）前記導波器の第一部分に形成され、第一周波数の
光に対して吸収状態と透過状態との間で切り替え可能な
光検出器と；そして （ｃ）前記導波器の第二部分の中に形成され前記第一周
波数で光を出力する光送信機とを含む、前記集積送信機
受信機。
る。 １．集積送信機受信機であって： （ａ）光導波器と； （ｂ）前記導波器の第一部分に形成され、第一周波数の
光に対して吸収状態と透過状態との間で切り替え可能な
光検出器と；そして （ｃ）前記導波器の第二部分の中に形成され前記第一周
波数で光を出力する光送信機とを含む、前記集積送信機
受信機。
【００３８】２．第１項記載の送信機受信機に於いて： （ａ）前記導波器が多元量子井戸コアを含む、前記送信
機受信機。
機受信機。
【００３９】３．第２項記載の送信機受信機に於いて： （ａ）前記送信機がレーザーと光振幅変調器を含み； （ｂ）ここで前記振幅変調器が前記導波器の二つの分岐
からなり、該分岐の一方の中に位相変調器を具備して製
作された干渉計を含む、前記送信機受信機。
からなり、該分岐の一方の中に位相変調器を具備して製
作された干渉計を含む、前記送信機受信機。
【００４０】４．第３項記載の送信機受信機に於いて： （ａ）前記導波器が前記多元量子井戸コアの上にｐ型ク
ラッディングの隆起部と、前記多元量子井戸コアの下側
にｎ型クラッディングを有し；そして （ｂ）前記検出器、位相変調器、およびレーザーの各々
がｐ型クラッディングの前記隆起部と前記ｎ型クラッデ
ィング部とを含む、前記送信機受信機。
ラッディングの隆起部と、前記多元量子井戸コアの下側
にｎ型クラッディングを有し；そして （ｂ）前記検出器、位相変調器、およびレーザーの各々
がｐ型クラッディングの前記隆起部と前記ｎ型クラッデ
ィング部とを含む、前記送信機受信機。
【００４１】５．第２項記載の送信機受信機に於いて： （ａ）前記送信機が光振幅変調器と前記第一周波数の連
続波光用入力とを含み； （ｂ）ここで前記振幅変調器が前記導波器の二つの分岐
からなり、前記分岐の一方の中に位相変調器を具備して
製作された干渉計を含む、前記送信機受信機。
続波光用入力とを含み； （ｂ）ここで前記振幅変調器が前記導波器の二つの分岐
からなり、前記分岐の一方の中に位相変調器を具備して
製作された干渉計を含む、前記送信機受信機。
【００４２】６．第５項記載の送信機受信機に於いて： （ａ）前記導波器が前記多元量子井戸コアの上にｐ型ク
ラッディングの隆起部と、前記多元量子井戸コアの下側
にｎ型クラッディングを有し；そして （ｂ）前記検出器、位相変調器、およびレーザーの各々
がｐ型クラッディングの前記隆起部と前記ｎ型クラッデ
ィング部とを含む、前記送信機受信機。
ラッディングの隆起部と、前記多元量子井戸コアの下側
にｎ型クラッディングを有し；そして （ｂ）前記検出器、位相変調器、およびレーザーの各々
がｐ型クラッディングの前記隆起部と前記ｎ型クラッデ
ィング部とを含む、前記送信機受信機。
【００４３】７．光通信システムであって： （ａ）第一周波数の出力光を具備した第一送信機と； （ｂ）前記第一周波数の光用の第一光検出器と； （ｃ）前記第一送信機と前記第一検出器に結合された第
一終端を具備した光通信チャンネルと； （ｄ）前記第一周波数の光用で、前記第一終端から離れ
ている前記通信チャンネルの第二終端に結合されている
第二光検出器と；そして （ｅ）前記第一周波数の光を出力し前記第二終端に結合
されている第二光送信機とを含み； （ｆ）ここで、前記第二検出器が前記第一周波数の光に
対して吸収状態と透過状態との間で切り替え可能であ
る、前記システム。
一終端を具備した光通信チャンネルと； （ｄ）前記第一周波数の光用で、前記第一終端から離れ
ている前記通信チャンネルの第二終端に結合されている
第二光検出器と；そして （ｅ）前記第一周波数の光を出力し前記第二終端に結合
されている第二光送信機とを含み； （ｆ）ここで、前記第二検出器が前記第一周波数の光に
対して吸収状態と透過状態との間で切り替え可能であ
る、前記システム。
【００４４】８．第７項記載のシステムに於いて： （ａ）前記通信チャンネルが光ファイバーで構成され；
そして （ｂ）前記第二送信機が干渉計に結合されたレーザーを
含む、前記システム。
そして （ｂ）前記第二送信機が干渉計に結合されたレーザーを
含む、前記システム。
【００４５】９．第７項記載のシステムに於いて： （ａ）前記第二検出器が前記第二終端と前記第二送信機
との間に存在する、前記システム。
との間に存在する、前記システム。
【００４６】１０．第７項記載のシステムに於いて： （ａ）前記通信チャンネルが第一および第二光ファイバ
ーで構成され；そして （ｂ）前記第二送信機が前記第二検出器を具備した干渉
計を含み、前記干渉計が前記第一および第二光ファイバ
ーの間に直列である、前記システム。
ーで構成され；そして （ｂ）前記第二送信機が前記第二検出器を具備した干渉
計を含み、前記干渉計が前記第一および第二光ファイバ
ーの間に直列である、前記システム。
【００４７】１１．第７項記載のシステムに於いて： （ａ）第三終端を具備した前記通信チャンネル内の分岐
と； （ｂ）前記第一周波数の光用で前記第三終端に結合され
た第三検出器と；そして （ｃ）前記第一周波数の出力光を具備し、前記第三終端
に結合されている第三送信機とを含み； （ｄ）ここで、前記第三送信機が前記第一周波数の光に
対して吸収状態と透過状態との間で切り替え可能であ
る、前記システム。
と； （ｂ）前記第一周波数の光用で前記第三終端に結合され
た第三検出器と；そして （ｃ）前記第一周波数の出力光を具備し、前記第三終端
に結合されている第三送信機とを含み； （ｄ）ここで、前記第三送信機が前記第一周波数の光に
対して吸収状態と透過状態との間で切り替え可能であ
る、前記システム。
【００４８】１２．第１０項記載のシステムに於いて： （ａ）前記通信チャンネルが第一および第二光ファイバ
ーのみで構成され、前記第一および第二光ファイバーが
分岐を具備し；そして （ｂ）前記第二および第三送信機が各々前記第二検出器
を具備した干渉計を含み、前記第二送信機用の干渉計は
前記第一および第二光ファイバーと前記第三検出器との
間に直列に配置され、そして前記第三送信機用の干渉計
は前記第一光ファイバーの分岐と前記第二光ファイバー
の分岐との間に直列に配置されている、前記システム。
ーのみで構成され、前記第一および第二光ファイバーが
分岐を具備し；そして （ｂ）前記第二および第三送信機が各々前記第二検出器
を具備した干渉計を含み、前記第二送信機用の干渉計は
前記第一および第二光ファイバーと前記第三検出器との
間に直列に配置され、そして前記第三送信機用の干渉計
は前記第一光ファイバーの分岐と前記第二光ファイバー
の分岐との間に直列に配置されている、前記システム。
【００４９】１３．光送信のためには透過状態となされ
る、受信用光検出器（３１０）を具備した光−電気送信
機／受信機（３００）である。これは送信（３２０，３
３０）並びに受信（３１０）装置が単一の集積回路上に
直列配置されることを可能とする。
る、受信用光検出器（３１０）を具備した光−電気送信
機／受信機（３００）である。これは送信（３２０，３
３０）並びに受信（３１０）装置が単一の集積回路上に
直列配置されることを可能とする。
【図１】光通信システムを図示し、ａは一方向通信の
図、ｂは双方向通信の図である。
図、ｂは双方向通信の図である。
【図２】量子井戸吸収並びに屈折変動指数を図示し、ａ
は加えられた電界強度の違いによる入射エネルギーと屈
折率との関係を示す図、ｂは加えられた電界強度の違い
による入射エネルギーと屈折率との関係を示す図、ｃは
電界強度の変化による吸収率の変化を示す図そしてｄは
電界強度の変化による吸収率の変化を示す図である。
は加えられた電界強度の違いによる入射エネルギーと屈
折率との関係を示す図、ｂは加えられた電界強度の違い
による入射エネルギーと屈折率との関係を示す図、ｃは
電界強度の変化による吸収率の変化を示す図そしてｄは
電界強度の変化による吸収率の変化を示す図である。
【図３】光トランシーバの第一の提出された実施例の平
面図である。
面図である。
【図４】第一の提出された実施例を図示し、ａは平面
図、ｂは立断面図である。
図、ｂは立断面図である。
【図５】集積回路波導器の立断面図である。
【図６】導波器内の光学的閉じこめを図示し、ａは垂直
距離の関数としての電界密度を示す図、ｂは垂直距離の
関数としての電界強度を示す図である。
距離の関数としての電界密度を示す図、ｂは垂直距離の
関数としての電界強度を示す図である。
【図７】吸収を図示する帯域図。
【図８】発光を図示する帯域図。
【図９】分散ブラッグ反射器と導波器とを有するレーザ
ーを図示する。
ーを図示する。
【図１０】フェーズドアレイレーダーシステムの提出さ
れた実施例を図示し、ａは１本の光ファイバーを使用し
た例を示す図、ｂは２本の光ファイバーを使用した例を
示す図である。
れた実施例を図示し、ａは１本の光ファイバーを使用し
た例を示す図、ｂは２本の光ファイバーを使用した例を
示す図である。
【図１１】光トランシーバの第二の提出された実施例の
平面図である。
平面図である。
【図１２】提出された製造方法の手順を図示し、ａはト
ップ接点の製作工程図、ｂは隆起部の製作工程図、ｃは
ＭＱＷ展延部の製作工程図、ｄは半絶縁基板のエッチン
グ工程図、ｅはマイクロストリップ線と表面部接地接点
の製作工程図、そしてｆは金メッキ工程図である。
ップ接点の製作工程図、ｂは隆起部の製作工程図、ｃは
ＭＱＷ展延部の製作工程図、ｄは半絶縁基板のエッチン
グ工程図、ｅはマイクロストリップ線と表面部接地接点
の製作工程図、そしてｆは金メッキ工程図である。
１０２ レーザー １０４ 干渉計 １０６ 位相変調器 １１０ 検出器 １０８ 光ファイバー １１２ スプリッター ３００ トランシーバ ３０２ 導波器 ３１０ 検出器 ３２２ 変調器 ３３０ レーザー ３５０ 光ファイバー
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１１月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１０】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
Claims (2)
- 【請求項１】 集積送信機受信機であって： （ａ）光導波器と； （ｂ）前記導波器の第一部分に形成され、第一周波数の
光に対して吸収状態と透過状態との間で切り替え可能な
光検出器と；そして （ｃ）前記導波器の第二部分の中に形成され前記第一周
波数で光を出力する光送信機とを含む、前記集積送信機
受信機。 - 【請求項２】 光通信システムの製造方法であって： （ａ）第一周波数の出力光を具備した第一送信機を構築
し； （ｂ）前記第一周波数の光用の第一光検出器を構築し； （ｃ）前記第一送信機と前記第一検出器に結合された第
一終端を具備した光通信チャンネルを構築し； （ｄ）前記第一周波数の光用で、前記第一終端から離れ
ている前記通信チャンネルの第二終端に結合されている
第二光検出器を構築し；そして （ｅ）前記第一周波数の光を出力し前記第二終端に結合
されている第二光送信機を構築し； （ｆ）前記第二検出器が前記第一周波数の光に対して吸
収状態と透過状態との間で切り替え可能である様に構築
する手順を含む、前記方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US259816 | 1988-10-19 | ||
| US08/259,816 US5479539A (en) | 1994-06-15 | 1994-06-15 | Integrated optical transmitter and receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08172215A true JPH08172215A (ja) | 1996-07-02 |
Family
ID=22986516
Family Applications (1)
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