JPH086079A - 半導体光変調器 - Google Patents
半導体光変調器Info
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- JPH086079A JPH086079A JP14140994A JP14140994A JPH086079A JP H086079 A JPH086079 A JP H086079A JP 14140994 A JP14140994 A JP 14140994A JP 14140994 A JP14140994 A JP 14140994A JP H086079 A JPH086079 A JP H086079A
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- optical modulator
- waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 消光比の大きな積層方向性結合器型の半導体
光変調器の提供。 【構成】 第１実施例の積層方向性結合器型の半導体光
変調器は、クラッド層を介して積層された、第１および
第２導波層を具えている。そして、変調された信号光が
出射される第１導波層１０の出力端１０ａに可飽和吸収
体３０を具えている。この可飽和吸収体３０は、バンド
ギャップ波長１．５μｍのＩｎＧａＡｓＰからなり、導
波層の長さ方向に沿って約５０μｍの長さにわたって設
けてある。
光変調器の提供。 【構成】 第１実施例の積層方向性結合器型の半導体光
変調器は、クラッド層を介して積層された、第１および
第２導波層を具えている。そして、変調された信号光が
出射される第１導波層１０の出力端１０ａに可飽和吸収
体３０を具えている。この可飽和吸収体３０は、バンド
ギャップ波長１．５μｍのＩｎＧａＡｓＰからなり、導
波層の長さ方向に沿って約５０μｍの長さにわたって設
けてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、積層方向性結合器型
の半導体光変調器（以下、積層光変調器とも略称する）
に関する。
の半導体光変調器（以下、積層光変調器とも略称する）
に関する。
【０００２】
【従来の技術】２本の導波層をクラッド層を介して積層
させた積層光変調器の一例が、文献Ｉ：「アプライド・
フィジックス・レタ−ズ（Appl.Phys.Lett. ）ＶＯＬ．
２５，ＮＯ．５６１（１９７４）」および文献II：「ア
イイーイーイー・フォトニクス・テクノロジー・レター
ズ（IEEE Photon. Tech. Lett.）ＶＯＬ．４，ＮＯ．７
（１９９２）」に開示されている。
させた積層光変調器の一例が、文献Ｉ：「アプライド・
フィジックス・レタ−ズ（Appl.Phys.Lett. ）ＶＯＬ．
２５，ＮＯ．５６１（１９７４）」および文献II：「ア
イイーイーイー・フォトニクス・テクノロジー・レター
ズ（IEEE Photon. Tech. Lett.）ＶＯＬ．４，ＮＯ．７
（１９９２）」に開示されている。
【０００３】文献Ｉに開示の積層光変調器では、ｎ+ ク
ラッド層、ｎ型導波層、ｎ+ クラッド層、ｎ型導波層、
ｐ+ クラッド層を順次に積層している。そして、両ｎ型
導波層にバイアス電圧を印加してｐ+ −ｎ接合部分の空
乏層の厚さを変化させることにより、導波層の屈折率分
布を変化させて光変調器として動作させている。また、
文献IIに開示の積層光変調器では、各導波層（ガイド）
と各導波層の上下に設けられたクラッドとを多重量子井
戸構造とすることにより、量子閉じ込めシュタルク効果
を用いてスイッチングに必要な駆動電圧の低減を図って
いる。
ラッド層、ｎ型導波層、ｎ+ クラッド層、ｎ型導波層、
ｐ+ クラッド層を順次に積層している。そして、両ｎ型
導波層にバイアス電圧を印加してｐ+ −ｎ接合部分の空
乏層の厚さを変化させることにより、導波層の屈折率分
布を変化させて光変調器として動作させている。また、
文献IIに開示の積層光変調器では、各導波層（ガイド）
と各導波層の上下に設けられたクラッドとを多重量子井
戸構造とすることにより、量子閉じ込めシュタルク効果
を用いてスイッチングに必要な駆動電圧の低減を図って
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
積層光変調器では、積層光変調器に設けられた２本の導
波層が互いに接近している。このため、積層光変調器の
スイッチオンのときに出射される光信号の光強度Ｉ1
と、スイッチオフのときに出射される光の光強度Ｉ2 と
の比Ｉ1 ／Ｉ2 で表される消光比が小さくなってしまう
という問題点があった。例えば、文献IIの図４に開示の
例では、１０デシベル程度の消光比しか得られていな
い。
積層光変調器では、積層光変調器に設けられた２本の導
波層が互いに接近している。このため、積層光変調器の
スイッチオンのときに出射される光信号の光強度Ｉ1
と、スイッチオフのときに出射される光の光強度Ｉ2 と
の比Ｉ1 ／Ｉ2 で表される消光比が小さくなってしまう
という問題点があった。例えば、文献IIの図４に開示の
例では、１０デシベル程度の消光比しか得られていな
い。
【０００５】ところで、消光比を大きくするためには、
一般に、２本の導波層の距離を互いに離せば良い。しか
し、この場合、２本の導波層間の結合が弱くなるため、
積層光変調器をスイッチングするための駆動電圧を大き
くする必要があり、また、スイッチングに必要な導波路
長も長くなってしまうという実用上の問題点があった。
このため、消光比の大きな積層方向性結合器型の半導体
光変調器の実現が望まれていた。
一般に、２本の導波層の距離を互いに離せば良い。しか
し、この場合、２本の導波層間の結合が弱くなるため、
積層光変調器をスイッチングするための駆動電圧を大き
くする必要があり、また、スイッチングに必要な導波路
長も長くなってしまうという実用上の問題点があった。
このため、消光比の大きな積層方向性結合器型の半導体
光変調器の実現が望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体光変調
器によれば、クラッド層を介して積層された第１および
第２導波層を具え、この第１および第２導波層に逆バイ
アス電圧を印加するための導波層電極を具えてなる、積
層方向性結合器型の半導体光変調器において、変調され
た信号光が出射される、第１または第２導波層の出射端
に結合された可飽和吸収体を具え、この可飽和吸収体に
逆バイアス電圧を印加するための吸収体電極を具えてな
ることを特徴とする。
器によれば、クラッド層を介して積層された第１および
第２導波層を具え、この第１および第２導波層に逆バイ
アス電圧を印加するための導波層電極を具えてなる、積
層方向性結合器型の半導体光変調器において、変調され
た信号光が出射される、第１または第２導波層の出射端
に結合された可飽和吸収体を具え、この可飽和吸収体に
逆バイアス電圧を印加するための吸収体電極を具えてな
ることを特徴とする。
【０００７】また、好ましくは、可飽和吸収体に入射す
る信号光の進路上の、第１または第２導波層に、利得導
波層を具え、この利得導波層に電流を注入するための利
得電極を具えてなることが望ましい。
る信号光の進路上の、第１または第２導波層に、利得導
波層を具え、この利得導波層に電流を注入するための利
得電極を具えてなることが望ましい。
【０００８】尚、以下、信号が入射される導波層を入射
導波層とも称する。また、信号が出射される導波層を出
射導波層とも称する。また、導波層は、上下のクラッド
層に挟まれることにより導波路として機能する。
導波層とも称する。また、信号が出射される導波層を出
射導波層とも称する。また、導波層は、上下のクラッド
層に挟まれることにより導波路として機能する。
【０００９】
【作用】以下、出射導波層から変調された信号光が出射
される状態をスイッチオンと表現し、一方、出射導波層
から変調された信号光が出射されない状態をスイッチオ
フと表現する。
される状態をスイッチオンと表現し、一方、出射導波層
から変調された信号光が出射されない状態をスイッチオ
フと表現する。
【００１０】この発明では、出射導波層となる第１また
は第２導波層のいずれかの出射端に可飽和吸収体を設け
ている。この可飽和吸収体は、非線形光学材料からな
る。そして、この非線形光学材料は、非線形光学材料に
入射する信号光の光強度に依存してその吸光係数が変化
するという性質を有する。即ち、光強度が弱い程吸光係
数が増大し、一方、光強度が強い程吸光係数が減少す
る。その結果、信号光の光強度が強い程、可飽和吸収体
は信号光に対して透明となる。
は第２導波層のいずれかの出射端に可飽和吸収体を設け
ている。この可飽和吸収体は、非線形光学材料からな
る。そして、この非線形光学材料は、非線形光学材料に
入射する信号光の光強度に依存してその吸光係数が変化
するという性質を有する。即ち、光強度が弱い程吸光係
数が増大し、一方、光強度が強い程吸光係数が減少す
る。その結果、信号光の光強度が強い程、可飽和吸収体
は信号光に対して透明となる。
【００１１】従って、この積層光変調器がスイッチオン
のときには、信号光は、その光強度が強いので、可飽和
吸収体をほぼ透過して出射される。その結果、可飽和吸
収体を設けてない場合の信号光の光強度とほぼ等しい光
強度の信号光が出射される。一方、スイッチオフのとき
は、例えばクロストークのために僅かな光が出射され
る。光強度が弱い場合、可飽和吸収体は入射光に対して
不透明になる。その結果、この発明の積層光変調器で
は、スイッチオフのときに出射端から出射される光の光
強度は、可飽和吸収体を設けない場合に比べて、より弱
くなる。
のときには、信号光は、その光強度が強いので、可飽和
吸収体をほぼ透過して出射される。その結果、可飽和吸
収体を設けてない場合の信号光の光強度とほぼ等しい光
強度の信号光が出射される。一方、スイッチオフのとき
は、例えばクロストークのために僅かな光が出射され
る。光強度が弱い場合、可飽和吸収体は入射光に対して
不透明になる。その結果、この発明の積層光変調器で
は、スイッチオフのときに出射端から出射される光の光
強度は、可飽和吸収体を設けない場合に比べて、より弱
くなる。
【００１２】可飽和吸収体を通過した信号光の光強度
は、下記の（１）式および（２）式で表すことができ
る。
は、下記の（１）式および（２）式で表すことができ
る。
【００１３】 スイッチオンのとき： ｉ1 ＝Ｉ1 ｅｘｐ｛ａ0 Ｌ／（１＋Ｉ1 ／ＩS ）｝・・・（１） スイッチオフのとき： ｉ2 ＝Ｉ2 ｅｘｐ｛ａ0 Ｌ／（１＋Ｉ2 ／ＩS ）｝・・・（２） 但し、ｉ1 およびｉ2 は、それぞれスイッチオンおよび
スイッチオフのときの可飽和吸収体を通過した光信号の
光強度を表し、Ｉ1 およびＩ2 は、それぞれスイッチオ
ンおよびスイッチオフのときの可飽和吸収体に入射する
光信号の光強度を表している。また、ａ0 は可飽和吸収
体の非飽和吸収（入射光の光強度が十分に小さいときの
吸収）を表し、ＩS は可飽和吸収体の飽和強度を表して
いる。また、Ｌは、導波層の長さを表している。
スイッチオフのときの可飽和吸収体を通過した光信号の
光強度を表し、Ｉ1 およびＩ2 は、それぞれスイッチオ
ンおよびスイッチオフのときの可飽和吸収体に入射する
光信号の光強度を表している。また、ａ0 は可飽和吸収
体の非飽和吸収（入射光の光強度が十分に小さいときの
吸収）を表し、ＩS は可飽和吸収体の飽和強度を表して
いる。また、Ｌは、導波層の長さを表している。
【００１４】上述の（１）式および（２）式から明らか
なように、可飽和吸収体を設けた場合の信号光の消光比
ｉ1 ／ｉ2 は、可飽和吸収体を設けない場合の消光比Ｉ
1 ／Ｉ2 よりも大きくなる。従って、この発明の半導体
光変調器は、従来よりも消光比の改善された積層方向性
結合型の半導体光変調器となることが判る。
なように、可飽和吸収体を設けた場合の信号光の消光比
ｉ1 ／ｉ2 は、可飽和吸収体を設けない場合の消光比Ｉ
1 ／Ｉ2 よりも大きくなる。従って、この発明の半導体
光変調器は、従来よりも消光比の改善された積層方向性
結合型の半導体光変調器となることが判る。
【００１５】ところで、可飽和吸収体を構成する非線形
光学材料の上述した性質から、この発明の半導体光変調
器では、入射する信号光の光強度が強い程、消光比が大
きくなる。例えば、実施例の欄で後述する図３のグラフ
では、信号光の光強度が可飽和吸収体の飽和強度ＩS の
１／１０００程度で弱い場合には、可飽和吸収体を設け
たことによる消光比の向上はほとんど見られないことが
示されている。
光学材料の上述した性質から、この発明の半導体光変調
器では、入射する信号光の光強度が強い程、消光比が大
きくなる。例えば、実施例の欄で後述する図３のグラフ
では、信号光の光強度が可飽和吸収体の飽和強度ＩS の
１／１０００程度で弱い場合には、可飽和吸収体を設け
たことによる消光比の向上はほとんど見られないことが
示されている。
【００１６】そこで、可飽和吸収体に入射する信号光の
進路上の導波層に利得導波層を設ければ、この利得導波
層で増幅させた強い光強度の信号光を可飽和吸収体に入
射させることができる。このため、半導体光変調器に入
射する信号光の光強度が弱い場合にも、消光比を従来よ
りも向上させることができる。
進路上の導波層に利得導波層を設ければ、この利得導波
層で増幅させた強い光強度の信号光を可飽和吸収体に入
射させることができる。このため、半導体光変調器に入
射する信号光の光強度が弱い場合にも、消光比を従来よ
りも向上させることができる。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の半導体光
変調器の実施例について説明する。尚、図面は、この発
明が理解できる程度に各構成成分、形状および配置関係
を概略的に示してあるに過ぎない。従って、この発明は
図示例にのみ限定されるものではないことは明らかであ
る。尚、図は、断面部分を表すハッチングを一部省略し
て示す。
変調器の実施例について説明する。尚、図面は、この発
明が理解できる程度に各構成成分、形状および配置関係
を概略的に示してあるに過ぎない。従って、この発明は
図示例にのみ限定されるものではないことは明らかであ
る。尚、図は、断面部分を表すハッチングを一部省略し
て示す。
【００１８】＜比較例＞先ず、第１実施例の説明に先立
ち、この発明の理解を容易にするため、比較例として従
来の半導体光変調器について説明する。図２は、比較例
の半導体光変調器の縦断面図である。図２に示す比較例
の半導体光変調器には、可飽和吸収体は設けられていな
い。
ち、この発明の理解を容易にするため、比較例として従
来の半導体光変調器について説明する。図２は、比較例
の半導体光変調器の縦断面図である。図２に示す比較例
の半導体光変調器には、可飽和吸収体は設けられていな
い。
【００１９】比較例の積層光変調器は、２つの導波層１
０および１２を、この導波層よりも屈折率の低いクラッ
ド層１６を介して積層した構造を有する。これらの導波
層は、互いに導波層の導波モードのしみ出しを通して結
合されている。このため、片方の導波層にのみ光を入射
させても、出射端での光強度の分布は導波層の屈折率分
布および導波層長に依存する。導波層屈折率分布は、ｐ
側オーミック電極２６とｎ側オーミック電極２８間に印
加する電圧によって制御することができる。印加電圧は
逆バイアス電極とこれと直列に接続された変調電源によ
って制御することができる。このため、例えば、第１導
波層から信号光を入射させた場合、その信号光を、第１
導波層１０、第２導波層１２、または、第１および第２
導波層の両方から出射させて、光変調器として動作させ
ることができる。
０および１２を、この導波層よりも屈折率の低いクラッ
ド層１６を介して積層した構造を有する。これらの導波
層は、互いに導波層の導波モードのしみ出しを通して結
合されている。このため、片方の導波層にのみ光を入射
させても、出射端での光強度の分布は導波層の屈折率分
布および導波層長に依存する。導波層屈折率分布は、ｐ
側オーミック電極２６とｎ側オーミック電極２８間に印
加する電圧によって制御することができる。印加電圧は
逆バイアス電極とこれと直列に接続された変調電源によ
って制御することができる。このため、例えば、第１導
波層から信号光を入射させた場合、その信号光を、第１
導波層１０、第２導波層１２、または、第１および第２
導波層の両方から出射させて、光変調器として動作させ
ることができる。
【００２０】この比較例では、第１導波層１０が入射導
波層と出射導波層とを兼ねている。第１導波層に曲線Ａ
で示した光強度分布を有する信号光を入射させたとき
の、スイッチオンのときに出射する信号光の光強度分布
を曲線Ｂで示す。また、スイッチオフのときに出射する
信号光の光強度分布を曲線Ｃで示す。各曲線の山の高さ
（図面では横方向へ突出している）は光強度を表してい
る。今、第１導波層１０についてこれを出射導波層とし
て着目すると、スイッチオンのときには、光強度Ｉ1 の
信号光が出射されている。一方、スイッチオフのときに
もクロストーク等のために光強度Ｉ2 の光が出射されて
しまう。このため、消光比Ｉ1 ／Ｉ2 が小さくなってし
まうという問題点があった。
波層と出射導波層とを兼ねている。第１導波層に曲線Ａ
で示した光強度分布を有する信号光を入射させたとき
の、スイッチオンのときに出射する信号光の光強度分布
を曲線Ｂで示す。また、スイッチオフのときに出射する
信号光の光強度分布を曲線Ｃで示す。各曲線の山の高さ
（図面では横方向へ突出している）は光強度を表してい
る。今、第１導波層１０についてこれを出射導波層とし
て着目すると、スイッチオンのときには、光強度Ｉ1 の
信号光が出射されている。一方、スイッチオフのときに
もクロストーク等のために光強度Ｉ2 の光が出射されて
しまう。このため、消光比Ｉ1 ／Ｉ2 が小さくなってし
まうという問題点があった。
【００２１】＜第１実施例＞第１実施例では、第１導波
層の出射端に可飽和吸収層を設けた例について説明す
る。図１は、第１実施例の半導体光変調器の構造の説明
に供する、導波層の長さ方向に沿った切り口での縦断面
図である。
層の出射端に可飽和吸収層を設けた例について説明す
る。図１は、第１実施例の半導体光変調器の構造の説明
に供する、導波層の長さ方向に沿った切り口での縦断面
図である。
【００２２】第１実施例の積層方向性結合器型の半導体
光変調器は、クラッド層を介して積層された、導波層長
Ｌ＝１００μｍ程の、第１および第２導波層を具えてい
る。この第１導波層１０は、第１クラッド層１４と第２
クラッド層１６とに挟まれることにより、第１導波路２
０として機能する。また、第２導波層１２は、第２クラ
ッド層１６と第３クラッド層１８とに挟まれることによ
り第２導波路２２として機能する。従って、第２クラッ
ド層１６は第１および第２導波層１０および１２両方に
共通のクラッド層１６として、第１導波層１０と第２導
波層１２との間に介在している。
光変調器は、クラッド層を介して積層された、導波層長
Ｌ＝１００μｍ程の、第１および第２導波層を具えてい
る。この第１導波層１０は、第１クラッド層１４と第２
クラッド層１６とに挟まれることにより、第１導波路２
０として機能する。また、第２導波層１２は、第２クラ
ッド層１６と第３クラッド層１８とに挟まれることによ
り第２導波路２２として機能する。従って、第２クラッ
ド層１６は第１および第２導波層１０および１２両方に
共通のクラッド層１６として、第１導波層１０と第２導
波層１２との間に介在している。
【００２３】第１実施例では、第１導波層１０および第
２導波層１２を層厚０．２μｍのバンドギャップ波長
１．５μｍのＩｎＧａＡｓＰを以って構成し、第１〜第
３クラッド層１４、１６および１８は、バンドギャップ
波長１．３μｍのＩｎＰを以って構成している。
２導波層１２を層厚０．２μｍのバンドギャップ波長
１．５μｍのＩｎＧａＡｓＰを以って構成し、第１〜第
３クラッド層１４、１６および１８は、バンドギャップ
波長１．３μｍのＩｎＰを以って構成している。
【００２４】そして、この第１および第２導波層１０お
よび１２に逆バイアス電圧を印加するための導波層電極
２４として、第１クラッド層１４の上にｐ側オーミック
電極２６と、第３クラッド層１８の下にｎ側オーミック
電極２８とを具えている。尚、このｎ側オーミック電極
２８は、後述の吸収電極のｎ側オーミック電極と共通の
電極として設けてあるので、以下、共通電極２８と称す
る。この導波層電極２４には、逆バイアス電圧源３６ａ
および変調電源３６ｂにより逆バイアス電圧が印加され
ている。
よび１２に逆バイアス電圧を印加するための導波層電極
２４として、第１クラッド層１４の上にｐ側オーミック
電極２６と、第３クラッド層１８の下にｎ側オーミック
電極２８とを具えている。尚、このｎ側オーミック電極
２８は、後述の吸収電極のｎ側オーミック電極と共通の
電極として設けてあるので、以下、共通電極２８と称す
る。この導波層電極２４には、逆バイアス電圧源３６ａ
および変調電源３６ｂにより逆バイアス電圧が印加され
ている。
【００２５】そして、第１実施例では、変調された信号
光が出射される第１導波層１０の出力端１０ａに、可飽
和吸収体３０を具えている。この可飽和吸収体３０は、
バンドギャップ波長１．５μｍのＩｎＧａＡｓＰからな
り、導波層の長さ方向に沿って約５０μｍの長さにわた
って設けてある。
光が出射される第１導波層１０の出力端１０ａに、可飽
和吸収体３０を具えている。この可飽和吸収体３０は、
バンドギャップ波長１．５μｍのＩｎＧａＡｓＰからな
り、導波層の長さ方向に沿って約５０μｍの長さにわた
って設けてある。
【００２６】そして、この半導体光変調器は、この可飽
和吸収体３０に逆バイアス電圧を印加するための吸収体
電極３２を具えている。この吸収体電極３２は、共通電
極２８とｐ側オーミック電極３４とを以って構成されて
いる。また、この吸収体電極３２には、逆バイアス電圧
源３６により逆バイアス方向に０．５Ｖの電圧が印加さ
れている。
和吸収体３０に逆バイアス電圧を印加するための吸収体
電極３２を具えている。この吸収体電極３２は、共通電
極２８とｐ側オーミック電極３４とを以って構成されて
いる。また、この吸収体電極３２には、逆バイアス電圧
源３６により逆バイアス方向に０．５Ｖの電圧が印加さ
れている。
【００２７】第１実施例では、第１導波層１０が入射導
波層と出射導波層とを兼ねているので、第１導波層１０
の入射端１０ｂに入射した信号光は変調されてスイッチ
オンのときに第１導波層１０の出射端１０ａから出射す
る。
波層と出射導波層とを兼ねているので、第１導波層１０
の入射端１０ｂに入射した信号光は変調されてスイッチ
オンのときに第１導波層１０の出射端１０ａから出射す
る。
【００２８】この半導体光変調器では、可飽和吸収体３
０により、主に、スイッチオフのときに出射する出射強
度を低減することができるので、消光比を改善すること
ができる。
０により、主に、スイッチオフのときに出射する出射強
度を低減することができるので、消光比を改善すること
ができる。
【００２９】＜計算結果＞次に、図３のグラフに、第１
実施例の半導体光変調器の可飽和吸収体の有無による消
光比の変化を、入射強度を変えて、上述の（１）式およ
び（２）式を計算した結果を示す。計算にあたっては、
ａ0 ＝１０００ｃｍ-1、Ｌ＝１００μｍとした。図３の
グラフの横軸は、可飽和吸収体が無い場合の消光比を表
し、縦軸は、可飽和吸収体が有る場合の消光比を表して
いる。そして、グラフ中の曲線Ｉ、II、III 、IVは、そ
れぞれ、入射強度の飽和強度に対する相対比が０．０１
以下、０．１、１、１０の場合の計算結果を示してい
る。また、グラフ中の曲線Ｉで示すように、入射強度の
相対値が０．０１以下の場合には、可飽和吸収体の有無
による変化はほとんど見られない。一方、曲線II〜IVで
示すように、入射強度が０．１以上の場合には、入射強
度が強い程、可飽和吸収体が有る場合の消光比が可飽和
吸収体が無い場合よりも大きくなることが判る。
実施例の半導体光変調器の可飽和吸収体の有無による消
光比の変化を、入射強度を変えて、上述の（１）式およ
び（２）式を計算した結果を示す。計算にあたっては、
ａ0 ＝１０００ｃｍ-1、Ｌ＝１００μｍとした。図３の
グラフの横軸は、可飽和吸収体が無い場合の消光比を表
し、縦軸は、可飽和吸収体が有る場合の消光比を表して
いる。そして、グラフ中の曲線Ｉ、II、III 、IVは、そ
れぞれ、入射強度の飽和強度に対する相対比が０．０１
以下、０．１、１、１０の場合の計算結果を示してい
る。また、グラフ中の曲線Ｉで示すように、入射強度の
相対値が０．０１以下の場合には、可飽和吸収体の有無
による変化はほとんど見られない。一方、曲線II〜IVで
示すように、入射強度が０．１以上の場合には、入射強
度が強い程、可飽和吸収体が有る場合の消光比が可飽和
吸収体が無い場合よりも大きくなることが判る。
【００３０】＜第２実施例＞第２実施例では、第１導波
層に利得導波層を設けた例について説明する。図４は、
第２実施例の半導体光変調器の構造の説明に供する、導
波層の長さ方向に沿った切り口での縦断面図である。
層に利得導波層を設けた例について説明する。図４は、
第２実施例の半導体光変調器の構造の説明に供する、導
波層の長さ方向に沿った切り口での縦断面図である。
【００３１】第２実施例の積層方向性結合器型の半導体
光変調器は、第１実施例と同様に、クラッド層１６を介
して積層された、第１および第２導波層１０および１２
を具えている。そして、第１実施例と同様に、変調され
た信号光が出射される第１導波層１０の出射端１０ａ
に、可飽和吸収体３０を具えている。
光変調器は、第１実施例と同様に、クラッド層１６を介
して積層された、第１および第２導波層１０および１２
を具えている。そして、第１実施例と同様に、変調され
た信号光が出射される第１導波層１０の出射端１０ａ
に、可飽和吸収体３０を具えている。
【００３２】第２実施例では、さらに、可飽和吸収体３
０に入射する信号光の進路上の、第１導波層１０に、可
飽和吸収体３０と接して利得導波層４０を具えている。
この利得導波層４０は、バンドギャップ波長１．５μｍ
のＩｎＧａＡｓＰからなり、導波層の長さ方向に沿って
約５００μｍの長さにわたって設けてある。この利得導
波層４０によって、信号光の強度を１０〜１００倍程度
に増幅することができる。
０に入射する信号光の進路上の、第１導波層１０に、可
飽和吸収体３０と接して利得導波層４０を具えている。
この利得導波層４０は、バンドギャップ波長１．５μｍ
のＩｎＧａＡｓＰからなり、導波層の長さ方向に沿って
約５００μｍの長さにわたって設けてある。この利得導
波層４０によって、信号光の強度を１０〜１００倍程度
に増幅することができる。
【００３３】また、利得導波層４０に電流を注入するた
めの利得電極４２を具えている。この利得電極４２は、
ｐ側オーミック電極４４と共通電極２８とを以って構成
されている。この実施例では、順バイアス電流源４６に
より、利得導波層４０に約２００ｍＡの電流を注入して
いる。
めの利得電極４２を具えている。この利得電極４２は、
ｐ側オーミック電極４４と共通電極２８とを以って構成
されている。この実施例では、順バイアス電流源４６に
より、利得導波層４０に約２００ｍＡの電流を注入して
いる。
【００３４】このように、この実施例では、利得導波層
４０で光強度を増幅した信号光を可飽和吸収体３０に入
射させることができる。このため、信号光をそのまま可
飽和吸収体３０に入射させる場合よりも、消光比を大き
くすることができる。
４０で光強度を増幅した信号光を可飽和吸収体３０に入
射させることができる。このため、信号光をそのまま可
飽和吸収体３０に入射させる場合よりも、消光比を大き
くすることができる。
【００３５】＜第３実施例＞第３実施例では、第１導波
層の入射端１０ｂに利得導波層４０を設けた例について
説明する。図４は、第３実施例の半導体光変調器の構造
の説明に供する、導波層の長さ方向に沿った切り口での
縦断面図である。
層の入射端１０ｂに利得導波層４０を設けた例について
説明する。図４は、第３実施例の半導体光変調器の構造
の説明に供する、導波層の長さ方向に沿った切り口での
縦断面図である。
【００３６】第３実施例の積層方向性結合器型の半導体
光変調器は、第１実施例と同様に、第２クラッド層１６
を介して積層された、第１および第２導波層１０および
１２を具えている。そして、第３実施例でも、第１実施
例と同様に、変調された信号光が出射される第１導波層
１０の出射端に、可飽和吸収体３０を具えている。
光変調器は、第１実施例と同様に、第２クラッド層１６
を介して積層された、第１および第２導波層１０および
１２を具えている。そして、第３実施例でも、第１実施
例と同様に、変調された信号光が出射される第１導波層
１０の出射端に、可飽和吸収体３０を具えている。
【００３７】また、第３実施例でも、可飽和吸収体３０
に入射する信号光の進路上の、第１導波層１０の入射端
１０ｂに利得導波層４０設けている。
に入射する信号光の進路上の、第１導波層１０の入射端
１０ｂに利得導波層４０設けている。
【００３８】その結果、導波層を伝搬することによって
信号光の光強度が減衰する前に、光強度を増幅すること
ができる。
信号光の光強度が減衰する前に、光強度を増幅すること
ができる。
【００３９】上述した各実施例では、この発明を特定の
条件で構成した例について説明したが、この発明は多く
の変更および変形を行うことができる。例えば、上述し
た各実施例では、２本の導波層のうちの一方の導波層
を、入射導波層および出射導波層として用いたが、この
発明では、入射導波層と出射導波層とが異なっていても
良い。例えば、第１導波層を入射導波層として第２導波
層を出射導波層としても良い。
条件で構成した例について説明したが、この発明は多く
の変更および変形を行うことができる。例えば、上述し
た各実施例では、２本の導波層のうちの一方の導波層
を、入射導波層および出射導波層として用いたが、この
発明では、入射導波層と出射導波層とが異なっていても
良い。例えば、第１導波層を入射導波層として第２導波
層を出射導波層としても良い。
【００４０】また、上述した第２および第３実施例で
は、それぞれ利得導波層を第１導波層の入射端および出
力端に結合させて設けたが、この発明では、利得導波層
を導波層の途中に設けても良い。
は、それぞれ利得導波層を第１導波層の入射端および出
力端に結合させて設けたが、この発明では、利得導波層
を導波層の途中に設けても良い。
【００４１】
【発明の効果】この発明では、出射導波層となる第１ま
たは第２導波層のいずれかの出射端に可飽和吸収体を設
けている。このため、この積層光変調器がスイッチオン
のときには、可飽和吸収体を設けてない場合の信号光の
光強度とほぼ等しい光強度の信号光が出射される。一
方、この積層光変調器はスイッチオフのときは、可飽和
吸収体を設けない場合に比べて、光強度のより弱い光が
出射される。
たは第２導波層のいずれかの出射端に可飽和吸収体を設
けている。このため、この積層光変調器がスイッチオン
のときには、可飽和吸収体を設けてない場合の信号光の
光強度とほぼ等しい光強度の信号光が出射される。一
方、この積層光変調器はスイッチオフのときは、可飽和
吸収体を設けない場合に比べて、光強度のより弱い光が
出射される。
【００４２】従って、この発明では、第１および第２導
波層を互いに離すことなく近接させたままで消光比を小
さくするができる。このため、スイッチングのための駆
動電圧を従来のもに比べて特に大きくする必要も無く、
また、導波層長も従来のものに比べて特に長くする必要
も無い。
波層を互いに離すことなく近接させたままで消光比を小
さくするができる。このため、スイッチングのための駆
動電圧を従来のもに比べて特に大きくする必要も無く、
また、導波層長も従来のものに比べて特に長くする必要
も無い。
【００４３】さらに、可飽和吸収体に入射する信号光の
進路上の導波層に利得導波層を設ければ、この利得導波
層で増幅させた強い光強度の信号光を可飽和吸収体に入
射させることができる。このため、半導体光変調器に入
射する信号光の光強度が弱い場合にも、消光比を従来よ
りも向上させることができる。
進路上の導波層に利得導波層を設ければ、この利得導波
層で増幅させた強い光強度の信号光を可飽和吸収体に入
射させることができる。このため、半導体光変調器に入
射する信号光の光強度が弱い場合にも、消光比を従来よ
りも向上させることができる。
【図１】第１実施例の半導体光変調器の説明に供する縦
断面図である。
断面図である。
【図２】比較例の半導体光変調器の説明に供する縦断面
図である。
図である。
【図３】第３実施例の半導体光変調器の可飽和吸収体の
有無による消光比の変化の計算結果を示すグラフであ
る。
有無による消光比の変化の計算結果を示すグラフであ
る。
【図４】第２実施例の半導体光変調器の説明に供する縦
断面図である。
断面図である。
【図５】第３実施例の半導体光変調器の説明に供する縦
断面図である。
断面図である。
１０：第１導波層 １０ａ：出射端 １０ｂ：入射端 １２：第２導波層 １４：第１クラッド層 １６：第２クラッド層 １８：第３クラッド層 ２０：第１導波路 ２２：第２導波路 ２４：導波層電極 ２６：ｐ側オーミック電極 ２８：ｎ側オーミック電極、共通電極 ３０：可飽和吸収体 ３２：吸収体電極 ３４：ｐ側オーミック電極 ３６：逆バイアス電圧源 ３６ａ：逆バイアス電圧源 ３８：変調電圧源 ４０：利得導波層 ４２：利得電極 ４４：ｐ側オーミック電極 ４６：順バイアス電流源
Claims (2)
- 【請求項１】 クラッド層を介して積層された第１およ
び第２導波層を具え、該第１および第２導波層に逆バイ
アス電圧を印加するための制御電極を具えてなる、積層
方向性結合器型の半導体光変調器において、 変調された信号光が出射される、第１または第２導波層
の出射端に結合された可飽和吸収体を具え、 該可飽和吸収体に逆バイアス電圧を印加するための吸収
体制御電極を具えてなることを特徴とする半導体光変調
器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体光変調器におい
て、 前記可飽和吸収体に入射する信号光の進路上の、第１ま
たは第２導波層に、利得導波層を具え、 該利得導波層に電流を注入するための利得電極を具えて
なることを特徴とする半導体光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14140994A JPH086079A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 半導体光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14140994A JPH086079A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 半導体光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH086079A true JPH086079A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15291341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14140994A Withdrawn JPH086079A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 半導体光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086079A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100348602B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2002-08-13 | 송재원 | 수직형 비대칭 광소자 |
| JP2006259600A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 干渉型光信号処理装置 |
| CN109149333A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-04 | 深圳大学 | 一种波导集成式光调制器及其制备方法 |
| WO2020062214A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 深圳大学 | 一种波导集成式光调制器及其制备方法 |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP14140994A patent/JPH086079A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100348602B1 (ko) * | 1999-07-30 | 2002-08-13 | 송재원 | 수직형 비대칭 광소자 |
| JP2006259600A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 干渉型光信号処理装置 |
| CN109149333A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-04 | 深圳大学 | 一种波导集成式光调制器及其制备方法 |
| WO2020062214A1 (zh) * | 2018-09-30 | 2020-04-02 | 深圳大学 | 一种波导集成式光调制器及其制备方法 |
| US11239627B2 (en) | 2018-09-30 | 2022-02-01 | Shenzhen University | Waveguide integrated optical modulator, pulsed optical frequency comb and mode-locked fiber laser |
| CN109149333B (zh) * | 2018-09-30 | 2023-12-12 | 深圳大学 | 一种波导集成式光调制器及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010904 |