JPH0921986A - 半導体位相変調器および光信号の変調方法 - Google Patents
半導体位相変調器および光信号の変調方法Info
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- JPH0921986A JPH0921986A JP8188293A JP18829396A JPH0921986A JP H0921986 A JPH0921986 A JP H0921986A JP 8188293 A JP8188293 A JP 8188293A JP 18829396 A JP18829396 A JP 18829396A JP H0921986 A JPH0921986 A JP H0921986A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長の光学の信号を変調するために設計され
たマッハツェンダ位相変調器を提供する。 【解決手段】 ＭＱＷ（多重量子井戸）半導体マッハツ
ェンダ位相変調器は２つのＹ接合（１２，３２）から構
成される。その各々は２つの分岐導波管（１８，２０）
に光学的に結合された一つの導波管（１４）を有する。
２つのＹ接合の分岐導波管はゼロバイアス条件によって
マッハツェンダ構造中で結合され、その分岐導波管は一
つの干渉アームが他の干渉アームよりも長くなるように
構成され、それによってπ位相シフトが供給される。こ
の長さの差は好ましくはＹ接合部の分岐において供給さ
れる。電圧依存吸収特性とマッハツェンダ変調器中のＭ
ＱＷガイド領域の非線形位相変化の組み合わせにおける
位相シフトによって、等しいプッシュプル装置構成に対
する負チャープと高い吸光率が生じる。
たマッハツェンダ位相変調器を提供する。 【解決手段】 ＭＱＷ（多重量子井戸）半導体マッハツ
ェンダ位相変調器は２つのＹ接合（１２，３２）から構
成される。その各々は２つの分岐導波管（１８，２０）
に光学的に結合された一つの導波管（１４）を有する。
２つのＹ接合の分岐導波管はゼロバイアス条件によって
マッハツェンダ構造中で結合され、その分岐導波管は一
つの干渉アームが他の干渉アームよりも長くなるように
構成され、それによってπ位相シフトが供給される。こ
の長さの差は好ましくはＹ接合部の分岐において供給さ
れる。電圧依存吸収特性とマッハツェンダ変調器中のＭ
ＱＷガイド領域の非線形位相変化の組み合わせにおける
位相シフトによって、等しいプッシュプル装置構成に対
する負チャープと高い吸光率が生じる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体位相変調器
に関し、特にπシフト（または、その奇数倍）を有し、
高い吸光率（extinction ratio）を持った負の周波数チ
ャープを有する変調光信号を生成するマッハツェンダ半
導体位相変調器に関するものである。
に関し、特にπシフト（または、その奇数倍）を有し、
高い吸光率（extinction ratio）を持った負の周波数チ
ャープを有する変調光信号を生成するマッハツェンダ半
導体位相変調器に関するものである。
【０００２】本明細書において、「有効光パス長」と
は、物理的なパス長に沿って伝搬する光に見られる有効
屈折率と物理的パス長との積を意味する。
は、物理的なパス長に沿って伝搬する光に見られる有効
屈折率と物理的パス長との積を意味する。
【０００３】
【従来の技術】低コスト競争において、通信ネットワー
クでのより高いデータレート転送の需要が増加し、光フ
ァイバ伝送リンクを最大限に利用することが求められて
いる。その結果、ファイバ損失をより少なくするために
１．５５μｍの動作波長が用いられてきた。あいにく、
従来のシングルモードファイバの色分散は、以前に用い
られた１．３１μｍの波長より、１．５５μｍの波長の
方が高い。この分散は周波数に依存するグループ速度か
ら生じ、典型的にはの波長が１．５５μｍの時、シング
ルモードファイバに対して１７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍであ
る。
クでのより高いデータレート転送の需要が増加し、光フ
ァイバ伝送リンクを最大限に利用することが求められて
いる。その結果、ファイバ損失をより少なくするために
１．５５μｍの動作波長が用いられてきた。あいにく、
従来のシングルモードファイバの色分散は、以前に用い
られた１．３１μｍの波長より、１．５５μｍの波長の
方が高い。この分散は周波数に依存するグループ速度か
ら生じ、典型的にはの波長が１．５５μｍの時、シング
ルモードファイバに対して１７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍであ
る。
【０００４】半導体レーザおよび特にＩｎＧａＡｓＰ／
ＩｎＰのような選択されたIII−Ｖ族化合物から製造さ
れたレーザは、適切な波長で光信号を発生できる。しか
しながら、変調されたレーザは、変調によっておきた波
長シフトまたはチャープによって幅が広がったスペクト
ルを有する。パルスの幅が広がるのは、変調パルスの立
ち上がり端で短い波長（青シフト）に波長がシフトし
て、そのパルスの立ち下がり端で長い波長（赤シフト）
に波長がシフトする結果である。
ＩｎＰのような選択されたIII−Ｖ族化合物から製造さ
れたレーザは、適切な波長で光信号を発生できる。しか
しながら、変調されたレーザは、変調によっておきた波
長シフトまたはチャープによって幅が広がったスペクト
ルを有する。パルスの幅が広がるのは、変調パルスの立
ち上がり端で短い波長（青シフト）に波長がシフトし
て、そのパルスの立ち下がり端で長い波長（赤シフト）
に波長がシフトする結果である。
【０００５】これは、正の周波数チャープとして知られ
ている。ファイバを介して伝搬すると、立ち上がり端が
迅速に動き、立ち下がり端が緩慢に動くので、正の周波
数チャープを有するパルスは広げられる。この周波数チ
ャープは直接変調されたレーザに対して非常に大きいの
で、その結果、高速で動作し、およびそのような装置を
送信機として使用している光ファイバネットワーク中の
中継器間の距離は必然的に小さい。
ている。ファイバを介して伝搬すると、立ち上がり端が
迅速に動き、立ち下がり端が緩慢に動くので、正の周波
数チャープを有するパルスは広げられる。この周波数チ
ャープは直接変調されたレーザに対して非常に大きいの
で、その結果、高速で動作し、およびそのような装置を
送信機として使用している光ファイバネットワーク中の
中継器間の距離は必然的に小さい。
【０００６】現在の技術を用いて、多重量子井戸（ＭＱ
Ｒ）を有する直接変調された１．５５μｍのレーザは、
８０ｋｍの中継器のスパンを有する２．５Ｇｂ／ｓのデ
ータレートを転送することが可能である。しかしなが
ら、この波長での分散は、１０Ｇｂ／ｓで非分散シフト
ファイバを介した実用的な長距離伝送に対して、非常に
大きい。
Ｒ）を有する直接変調された１．５５μｍのレーザは、
８０ｋｍの中継器のスパンを有する２．５Ｇｂ／ｓのデ
ータレートを転送することが可能である。しかしなが
ら、この波長での分散は、１０Ｇｂ／ｓで非分散シフト
ファイバを介した実用的な長距離伝送に対して、非常に
大きい。
【０００７】直接変調レーザに代わるものは、電気光変
調器であり、それはＣ．Ｗ．（連続波）動作レーザに関
するものであり、制御可能なチャープを有する変調信号
を供給できる。
調器であり、それはＣ．Ｗ．（連続波）動作レーザに関
するものであり、制御可能なチャープを有する変調信号
を供給できる。
【０００８】特に関心が寄せられている電気光変調器
は、干渉計として動作するマッハツェンダ位相変調器で
ある。従来のマッハツェンダ変調器は、一般的にチタン
（Ｔｉ）拡散された導波管を用いてリチウム・ニオブ酸
塩（ＬｉＮｂ０3）中で製造される。そのような装置の
周波数チャープの特性は研究され、文献において報告さ
れている。
は、干渉計として動作するマッハツェンダ位相変調器で
ある。従来のマッハツェンダ変調器は、一般的にチタン
（Ｔｉ）拡散された導波管を用いてリチウム・ニオブ酸
塩（ＬｉＮｂ０3）中で製造される。そのような装置の
周波数チャープの特性は研究され、文献において報告さ
れている。
【０００９】Okiyama等は、「Ｔｉ：ＬｉＮｂ０3マッハ
ツェンダ変調器を用いる高拡散ファイバ中の１０Ｇｂ／
ｓ伝送」、集積光学および光ファイバ通信会議、（１９
８９年神戸）において、周波数チャープは知られている
が、マッハツェンダ変調器は１０Ｇｂ／ｓまでのビット
レートで連続波レーザを変調することが可能であると報
告している。
ツェンダ変調器を用いる高拡散ファイバ中の１０Ｇｂ／
ｓ伝送」、集積光学および光ファイバ通信会議、（１９
８９年神戸）において、周波数チャープは知られている
が、マッハツェンダ変調器は１０Ｇｂ／ｓまでのビット
レートで連続波レーザを変調することが可能であると報
告している。
【００１０】Korotky等は、「調整可能なチャープパラ
メータを有する高速低消費電力光変調器」、集積光子学
研究会議（１９９１年カリフォルニア州モントレー）に
おいて、ＬｉＮｂ０3変調器のチャープは電極に供給さ
れた変調電圧によって制御可能であると報告している。
Korotky等は、条件は必ずしも理想的ではないが、変調
器が本質的に「チャープがなく」なることおよびいくら
かの負のチャープが有利であることを発見した。
メータを有する高速低消費電力光変調器」、集積光子学
研究会議（１９９１年カリフォルニア州モントレー）に
おいて、ＬｉＮｂ０3変調器のチャープは電極に供給さ
れた変調電圧によって制御可能であると報告している。
Korotky等は、条件は必ずしも理想的ではないが、変調
器が本質的に「チャープがなく」なることおよびいくら
かの負のチャープが有利であることを発見した。
【００１１】Gnauck等は、「調整可能なチャープを有す
る光変調器を用いる分散の減少」（Photonics Tech.Let
t., vol.3, pp.916-918、1991年）において、「チャープ
がなく」または「負のチャープ」の状態で動作すること
が可能なＴｉ：ＬｉＮｂ０3マッハツェンダ変調器につ
いて記載している。周波数チャープのわずかな負の値が
パルスの広がりを減少させ、分散を低下できると報告し
ている。
る光変調器を用いる分散の減少」（Photonics Tech.Let
t., vol.3, pp.916-918、1991年）において、「チャープ
がなく」または「負のチャープ」の状態で動作すること
が可能なＴｉ：ＬｉＮｂ０3マッハツェンダ変調器につ
いて記載している。周波数チャープのわずかな負の値が
パルスの広がりを減少させ、分散を低下できると報告し
ている。
【００１２】最近、マッハツェンダ変調器は、ガイド領
域中のＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰの多重量子井戸を有する
ＩｎＰのようなIII−Ｖ素材中で製造される。そのよう
な装置は、Rolland等による「１．５６μｍ多重量子井
戸 ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰマッハツェンダ変調器を用
いた１０Ｇｂ／ｓ、１２０ｋｍの通常ファイバ伝送実
験」、光ファイバ通信会議、カリフォルニア州サンノ
ゼ、１９９３年、に記載され、そこでは周波数チャープ
の調整が可能である。
域中のＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰの多重量子井戸を有する
ＩｎＰのようなIII−Ｖ素材中で製造される。そのよう
な装置は、Rolland等による「１．５６μｍ多重量子井
戸 ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰマッハツェンダ変調器を用
いた１０Ｇｂ／ｓ、１２０ｋｍの通常ファイバ伝送実
験」、光ファイバ通信会議、カリフォルニア州サンノ
ゼ、１９９３年、に記載され、そこでは周波数チャープ
の調整が可能である。
【００１３】マッハツェンダ位相変調器は、位相変調を
輝度変調に変換する干渉計の構成に基づく。変調器の２
つのアーム間の位相シフト差が±πに等しいとき、逆対
称モードは出力付近で励起され、その後シングルモード
導波管から回折される。これは、「オフ」または論理
「０」の状態である。位相差なしで、基本モードは励起
され、ほとんど損失なく出力に伝搬される。これは、
「オン」または論理「１」の状態である。アームに対す
る駆動電圧を変化することによって、または電力分割比
によって、マッハツェンダ変調器の周波数チャープを制
御することによって、マッハツェンダ変調器を多重ギガ
ビットの長距離光ファイバ伝送に適合させる。
輝度変調に変換する干渉計の構成に基づく。変調器の２
つのアーム間の位相シフト差が±πに等しいとき、逆対
称モードは出力付近で励起され、その後シングルモード
導波管から回折される。これは、「オフ」または論理
「０」の状態である。位相差なしで、基本モードは励起
され、ほとんど損失なく出力に伝搬される。これは、
「オン」または論理「１」の状態である。アームに対す
る駆動電圧を変化することによって、または電力分割比
によって、マッハツェンダ変調器の周波数チャープを制
御することによって、マッハツェンダ変調器を多重ギガ
ビットの長距離光ファイバ伝送に適合させる。
【００１４】位相差を制御する駆動電圧は、従来、１つ
のアーム（シングルアーム駆動）または２つのアーム
（デュアルアーム駆動）に供給されている。この関係の
詳細については、後述する。とにかく、１つのアームの
駆動条件は、デュアルアームより大きい動作電圧を必要
とする。一方、ＬｉＮｂ０3変調器用の等しいプッシュ
プル電圧を有するデュアルアームの駆動はほぼ０チャー
プを与える。
のアーム（シングルアーム駆動）または２つのアーム
（デュアルアーム駆動）に供給されている。この関係の
詳細については、後述する。とにかく、１つのアームの
駆動条件は、デュアルアームより大きい動作電圧を必要
とする。一方、ＬｉＮｂ０3変調器用の等しいプッシュ
プル電圧を有するデュアルアームの駆動はほぼ０チャー
プを与える。
【００１５】III−Ｖマッハツェンダ変調器とＬｉＮｂ
０3マッハツェンダ変調器との重要な相違の１つは、III
−Ｖマッハツェンダ変調器においては、吸収がアームに
印加された電圧で増加するが、ＬｉＮｂ０3マッハツェ
ンダ変調器においては、吸収は存在しないことである。
III−Ｖ装置の吸収量は、動作波長が多重量子井戸材料
の励起子のピークにどれくらい接近しているかによって
左右される。ＬｉＮｂ０3マッハツェンダ変調器とＭＱ
Ｗを有するIII−Ｖマッハツェンダ変調器のもう１つの
相違は、III−Ｖマッハツェンダ変調器は、バイアス電
圧に対して非線形位相変化を示すことである。すなわ
ち、電圧に依存する吸収と非線形位相変化の２つが、本
発明において用いられる。
０3マッハツェンダ変調器との重要な相違の１つは、III
−Ｖマッハツェンダ変調器においては、吸収がアームに
印加された電圧で増加するが、ＬｉＮｂ０3マッハツェ
ンダ変調器においては、吸収は存在しないことである。
III−Ｖ装置の吸収量は、動作波長が多重量子井戸材料
の励起子のピークにどれくらい接近しているかによって
左右される。ＬｉＮｂ０3マッハツェンダ変調器とＭＱ
Ｗを有するIII−Ｖマッハツェンダ変調器のもう１つの
相違は、III−Ｖマッハツェンダ変調器は、バイアス電
圧に対して非線形位相変化を示すことである。すなわ
ち、電圧に依存する吸収と非線形位相変化の２つが、本
発明において用いられる。
【００１６】マッハツェンダ変調器が位相変調を輝度変
調に変えるので、「オン」状態および「オフ」状態間の
比が比較的高い。この比は、吸光率（extinction rati
o）としても知られているように、バックグラウンド・
ノイズに対する信号強度の目安となるものである。した
がって、吸光率が高くなると、伝送ネットワーク内の中
継器間隔がより広くできる。III−Ｖ変調器が吸光率を
低下させることなく、負のチャープを達成することは知
られている。
調に変えるので、「オン」状態および「オフ」状態間の
比が比較的高い。この比は、吸光率（extinction rati
o）としても知られているように、バックグラウンド・
ノイズに対する信号強度の目安となるものである。した
がって、吸光率が高くなると、伝送ネットワーク内の中
継器間隔がより広くできる。III−Ｖ変調器が吸光率を
低下させることなく、負のチャープを達成することは知
られている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、負の
チャープおよび高吸光率を供給する方法によって駆動で
きるマッハツェンダ位相変調器を提供することにある。
チャープおよび高吸光率を供給する方法によって駆動で
きるマッハツェンダ位相変調器を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面によ
れば、本発明の半導体位相変調器は、第１と第２のＹ接
合導波管カップラを有し、各カップラはそのカップラの
第１と第２の分岐導波管と光学的に結合された一つの導
波管を有する半導体マッハツェンダ変調器において：そ
のＹ接合導波管カップラはマッハツェンダ構造と光学的
に結合され、第１と第２の干渉アームは、光学的に平行
であり、第１のＹ接合導波管カップラの一つの導波管に
入射した光が２つの成分に分割されるところから、第２
のＹ接合導波管カップラ中でその２つの成分が干渉する
ところまで延びるように形成され、そこで、第１と第２
の干渉アームには電極が接続され、その電極によって電
界が印加され有効光パス長差を変調し、その有効光パス
長差は、電界が印加されない場合は、ゼロでない値を有
し、第１のＹ接合導波管カップラの一つの導波管に入射
し、第２のＹ接合導波管カップラの中で前記２つの成分
が干渉するところまで伝送される光の波長に対して、干
渉する前記２つの成分間の位相差はπまたはその整数倍
であるように構成される。
れば、本発明の半導体位相変調器は、第１と第２のＹ接
合導波管カップラを有し、各カップラはそのカップラの
第１と第２の分岐導波管と光学的に結合された一つの導
波管を有する半導体マッハツェンダ変調器において：そ
のＹ接合導波管カップラはマッハツェンダ構造と光学的
に結合され、第１と第２の干渉アームは、光学的に平行
であり、第１のＹ接合導波管カップラの一つの導波管に
入射した光が２つの成分に分割されるところから、第２
のＹ接合導波管カップラ中でその２つの成分が干渉する
ところまで延びるように形成され、そこで、第１と第２
の干渉アームには電極が接続され、その電極によって電
界が印加され有効光パス長差を変調し、その有効光パス
長差は、電界が印加されない場合は、ゼロでない値を有
し、第１のＹ接合導波管カップラの一つの導波管に入射
し、第２のＹ接合導波管カップラの中で前記２つの成分
が干渉するところまで伝送される光の波長に対して、干
渉する前記２つの成分間の位相差はπまたはその整数倍
であるように構成される。
【００１９】本発明の第２の側面によれば、本発明は、
第１と第２のＹ接合導波管カップラを有し、各カップラ
はそのカップラの第１と第２の分岐導波管と光学的に結
合された一つの導波管を有する半導体マッハツェンダ変
調器を介して信号を送ることによって、既知の自由空間
波長の光信号を変調する方法において：そのＹ接合導波
管カップラはマッハツェンダ構造と光学的に結合され、
第１と第２の干渉アームは、光学的に平行であり、第１
のＹ接合導波管カップラの一つの導波管に入射した光が
２つの成分に分割されるところから、第２のＹ接合導波
管カップラ中でその２つの成分が干渉するところまで延
びるように形成され、そこで、第１と第２の干渉アーム
には電極が接続され、その電極によって電界が印加され
有効光パス長差を変調し、その有効光パス長差は、電界
が印加されない場合は、ゼロでない値を有し、第１のＹ
接合導波管カップラの一つの導波管に入射する前記自由
空間波長の光に対して、干渉する前記２つの成分間の位
相差はπまたはその整数倍であり、さらに、追加的に変
調電圧を前記電極に印加するように構成される。
第１と第２のＹ接合導波管カップラを有し、各カップラ
はそのカップラの第１と第２の分岐導波管と光学的に結
合された一つの導波管を有する半導体マッハツェンダ変
調器を介して信号を送ることによって、既知の自由空間
波長の光信号を変調する方法において：そのＹ接合導波
管カップラはマッハツェンダ構造と光学的に結合され、
第１と第２の干渉アームは、光学的に平行であり、第１
のＹ接合導波管カップラの一つの導波管に入射した光が
２つの成分に分割されるところから、第２のＹ接合導波
管カップラ中でその２つの成分が干渉するところまで延
びるように形成され、そこで、第１と第２の干渉アーム
には電極が接続され、その電極によって電界が印加され
有効光パス長差を変調し、その有効光パス長差は、電界
が印加されない場合は、ゼロでない値を有し、第１のＹ
接合導波管カップラの一つの導波管に入射する前記自由
空間波長の光に対して、干渉する前記２つの成分間の位
相差はπまたはその整数倍であり、さらに、追加的に変
調電圧を前記電極に印加するように構成される。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、各分岐アームに多重量子
井戸を有する半導体マッハツェンダ変調器を示す。図示
されるように、変調器１０が適切なレーザ（図示されて
いない）からの光が入力される入力導波管１４を有する
入力Ｙ接合部１２を構成する。入力導波管１４は、ほぼ
２μｍの幅の単一モードである。レーザからの入力光電
力はファイバ・ピグテールによって導波管１４に供給さ
れ、または、レーザは共通基板上でモノリシックに集積
される。Ｙ接合部１２は、約４μｍの幅で、３つのモー
ド、すなわち、２つの対称モードと１つの反対称モード
をサポートする混合部１６を有する。分岐導波管１８お
よび２０は、２つのＳ字曲線に沿って中心から離れた位
置に置かれ、それぞれの幅がおよそ２μｍで、シングル
モードのみをサポートする。従来の変調器は、分岐導波
管１８および２０が、長手方向軸２２の両側に等しい距
離だけ離れて位置するように設計されている。分岐導波
管１８および２０は、２０μｍ離れている。
井戸を有する半導体マッハツェンダ変調器を示す。図示
されるように、変調器１０が適切なレーザ（図示されて
いない）からの光が入力される入力導波管１４を有する
入力Ｙ接合部１２を構成する。入力導波管１４は、ほぼ
２μｍの幅の単一モードである。レーザからの入力光電
力はファイバ・ピグテールによって導波管１４に供給さ
れ、または、レーザは共通基板上でモノリシックに集積
される。Ｙ接合部１２は、約４μｍの幅で、３つのモー
ド、すなわち、２つの対称モードと１つの反対称モード
をサポートする混合部１６を有する。分岐導波管１８お
よび２０は、２つのＳ字曲線に沿って中心から離れた位
置に置かれ、それぞれの幅がおよそ２μｍで、シングル
モードのみをサポートする。従来の変調器は、分岐導波
管１８および２０が、長手方向軸２２の両側に等しい距
離だけ離れて位置するように設計されている。分岐導波
管１８および２０は、２０μｍ離れている。
【００２１】各分岐導波管１８および２０はそれぞれ被
覆金属層２４、２６を有し、被覆金属層２４、２６はそ
れぞれ、電極パッド２８、３０で終端される。これらの
電極は、電圧を各導波管に独立して供給するためのもの
であり、それによって導波管を介して伝搬される光の位
相を順次変調するための屈折率を変える。
覆金属層２４、２６を有し、被覆金属層２４、２６はそ
れぞれ、電極パッド２８、３０で終端される。これらの
電極は、電圧を各導波管に独立して供給するためのもの
であり、それによって導波管を介して伝搬される光の位
相を順次変調するための屈折率を変える。
【００２２】出力Ｙ接合部３２は、変調信号を供給する
出力導波管３４を有し、さらに各分岐導波管１８および
２０の光を再結合するための一対の分岐導波管を有する
という点で入力Ｙ接合部１２の構造に類似している。
出力導波管３４を有し、さらに各分岐導波管１８および
２０の光を再結合するための一対の分岐導波管を有する
という点で入力Ｙ接合部１２の構造に類似している。
【００２３】図１に挿入された拡大図は、入力導波管の
断面図であり、他の変調器と同じ層構造を示す。この変
調器の材質は、非線形電子光効果によって特徴づけられ
る。このような材質の例としては、II−ＶI合金と同様
に、III−Ｖ合金、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、または、
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓがある。その層は、既知の金属
有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）のような既知のエピタキシ
ャル技術によって成長される。図１に示されるその構造
は、ｎ+ＩｎＰ基板４０およびその上に成長した薄膜Ｉ
ｎＧａＡｓ吸収層４２を含む。次に、ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層４４が成長し、それに続いて多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）４６が成長する。
断面図であり、他の変調器と同じ層構造を示す。この変
調器の材質は、非線形電子光効果によって特徴づけられ
る。このような材質の例としては、II−ＶI合金と同様
に、III−Ｖ合金、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ、または、
ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓがある。その層は、既知の金属
有機化学蒸着（ＭＯＣＶＤ）のような既知のエピタキシ
ャル技術によって成長される。図１に示されるその構造
は、ｎ+ＩｎＰ基板４０およびその上に成長した薄膜Ｉ
ｎＧａＡｓ吸収層４２を含む。次に、ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層４４が成長し、それに続いて多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）４６が成長する。
【００２４】好ましい実施の形態のＭＱＷ４６は、Ｉｎ
Ｐバリヤ層（図示されていない）によって分離されたＩ
ｎＧａＡｓＰの複数の層（図示されていない）からなる
真性領域内に存在する。好ましい実施の形態としては多
重量子井戸が記載されているが、シングル多重量子井戸
も用いることができる。ｐ型ＩｎＰクラッド層４８は、
ＭＱＷ４６の上に成長し、結果的に、接点強化層および
吸収層として用いられるｐ+ＩｎＧａＡｓ層５０が一番
上にある。ｐ型接点２４および２６は、層５０の上に選
択的に形成され、ｎ型接点５４は基板側に形成される。
図示されるように、ボンディングパッド、井戸、導波管
の背すなわちアームは、ＭＱＷ層を介して同時にエッチ
ングされる。同様の構成が、Rolland等の「１０Ｇｂ／
ｓ、１．５６μｍ、多重量子井戸ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ
Ｐマッハツェンダ光変調器」、Electron Lett.、 Vol.2
9、１９９３年、４７１−４７２ページに記載されてい
る。
Ｐバリヤ層（図示されていない）によって分離されたＩ
ｎＧａＡｓＰの複数の層（図示されていない）からなる
真性領域内に存在する。好ましい実施の形態としては多
重量子井戸が記載されているが、シングル多重量子井戸
も用いることができる。ｐ型ＩｎＰクラッド層４８は、
ＭＱＷ４６の上に成長し、結果的に、接点強化層および
吸収層として用いられるｐ+ＩｎＧａＡｓ層５０が一番
上にある。ｐ型接点２４および２６は、層５０の上に選
択的に形成され、ｎ型接点５４は基板側に形成される。
図示されるように、ボンディングパッド、井戸、導波管
の背すなわちアームは、ＭＱＷ層を介して同時にエッチ
ングされる。同様の構成が、Rolland等の「１０Ｇｂ／
ｓ、１．５６μｍ、多重量子井戸ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ
Ｐマッハツェンダ光変調器」、Electron Lett.、 Vol.2
9、１９９３年、４７１−４７２ページに記載されてい
る。
【００２５】上記の負のチャープは、適切な駆動電圧、
または２つのアームの電力分岐比を選択することによっ
てマッハツェンダ変調器で生成される。後者の技術は、
前述のRolland等による刊行物に記載されている。変調
駆動電圧は、１つのアームのみまたはプッシュプル関係
にある２つのアームに供給される。どちらか一方のアー
ムに電圧が供給されていない場合、光は位相シフトをし
ないで変調器を通り抜け、基本モードは励起され、ほと
んど損失がない状態で出力される。アーム間の±π位相
シフトは、大きい低減出力または「オフ」状態になる。
位相シフトは、一つのアームの場合は、Ｖπの駆動電圧
スイングによって行われる。プッシュプル関係の場合
は、各アームにＶπ／２のスイング、例えば、１つのア
ームにＶπからＶπ／２、もう一方のアームにＶπ／２
から０、によって行われる。
または２つのアームの電力分岐比を選択することによっ
てマッハツェンダ変調器で生成される。後者の技術は、
前述のRolland等による刊行物に記載されている。変調
駆動電圧は、１つのアームのみまたはプッシュプル関係
にある２つのアームに供給される。どちらか一方のアー
ムに電圧が供給されていない場合、光は位相シフトをし
ないで変調器を通り抜け、基本モードは励起され、ほと
んど損失がない状態で出力される。アーム間の±π位相
シフトは、大きい低減出力または「オフ」状態になる。
位相シフトは、一つのアームの場合は、Ｖπの駆動電圧
スイングによって行われる。プッシュプル関係の場合
は、各アームにＶπ／２のスイング、例えば、１つのア
ームにＶπからＶπ／２、もう一方のアームにＶπ／２
から０、によって行われる。
【００２６】シングルアーム駆動の電圧レベルは図２
（ａ）に示され、デュアルアーム、プッシュプル構成の
レベルは、図３（ａ）に示される。図２（ａ）から、１
つのアーム（Ｒ、右側）に一定の電圧Ｖπが供給されて
いるのがわかる。もう一方のアーム（Ｌ、左側）は、０
からＶπに変化している。このように、左のアームに０
の電圧が供給されると、変調器は「オフ」状態であり、
Ｖπ電圧が印加されると変調器は「オン」状態になる。
図２（ｂ）は、シングルアームの駆動状態の周波数チャ
ープ特性を表わす。破線は、左アームに対する駆動電圧
を表す。実線は、周波数チャープである。２つのアーム
は、「オン」モードでＶπが供給されるので、吸収は両
アームで高くなる。III−Ｖ材質内では吸収は電圧によ
って増加する。「オフ」モードでは、アームに対する電
力がアンバランスで、このことが吸光率を低下させる。
しかしながら、シングルアーム駆動状態では、変調器が
光をオンにするとき位相が増加するので、負の周波数チ
ャープは生じない。
（ａ）に示され、デュアルアーム、プッシュプル構成の
レベルは、図３（ａ）に示される。図２（ａ）から、１
つのアーム（Ｒ、右側）に一定の電圧Ｖπが供給されて
いるのがわかる。もう一方のアーム（Ｌ、左側）は、０
からＶπに変化している。このように、左のアームに０
の電圧が供給されると、変調器は「オフ」状態であり、
Ｖπ電圧が印加されると変調器は「オン」状態になる。
図２（ｂ）は、シングルアームの駆動状態の周波数チャ
ープ特性を表わす。破線は、左アームに対する駆動電圧
を表す。実線は、周波数チャープである。２つのアーム
は、「オン」モードでＶπが供給されるので、吸収は両
アームで高くなる。III−Ｖ材質内では吸収は電圧によ
って増加する。「オフ」モードでは、アームに対する電
力がアンバランスで、このことが吸光率を低下させる。
しかしながら、シングルアーム駆動状態では、変調器が
光をオンにするとき位相が増加するので、負の周波数チ
ャープは生じない。
【００２７】図３（ａ）は、デュアルアームの等しいプ
ッシュプル駆動条件に対する駆動電圧を示す。右アーム
（Ｒ）の電圧が０からＶπ／２に変化し、同時に左アー
ム（Ｌ）がＶπからＶπ／２に変化するとき、変調器は
「プル」状態から「プッシュ」状態に切り替わる。変調
器は、「プル」状態のとき伝送が最大になり、「プッシ
ュ」状態のとき伝送が最小になる。プッシュプル構成
は、Ｖπ／２の電圧変調振幅、III−Ｖマッハツェンダ
変調器に対しては約２Ｖ、のみを必要とし、電子駆動回
路の電力要求を大きく削減する。
ッシュプル駆動条件に対する駆動電圧を示す。右アーム
（Ｒ）の電圧が０からＶπ／２に変化し、同時に左アー
ム（Ｌ）がＶπからＶπ／２に変化するとき、変調器は
「プル」状態から「プッシュ」状態に切り替わる。変調
器は、「プル」状態のとき伝送が最大になり、「プッシ
ュ」状態のとき伝送が最小になる。プッシュプル構成
は、Ｖπ／２の電圧変調振幅、III−Ｖマッハツェンダ
変調器に対しては約２Ｖ、のみを必要とし、電子駆動回
路の電力要求を大きく削減する。
【００２８】駆動条件が「プル」状態から「プッシュ」
状態へ変化するとき、変調器は光をオンにスイッチング
する。前記の非線形の特性のために、深くバイアスされ
たアーム（Ｌ）の位相は、右アームの位相が増加するよ
り速く減少する。したがって、等しいプッシュプル駆動
条件は正のチャープを生成する。このことは、図３
（ｂ）に示され、そこでは、立ち上がりにおいて青シフ
トが支配的である。
状態へ変化するとき、変調器は光をオンにスイッチング
する。前記の非線形の特性のために、深くバイアスされ
たアーム（Ｌ）の位相は、右アームの位相が増加するよ
り速く減少する。したがって、等しいプッシュプル駆動
条件は正のチャープを生成する。このことは、図３
（ｂ）に示され、そこでは、立ち上がりにおいて青シフ
トが支配的である。
【００２９】深くバイアスされたバイアスアームにあま
り電力を供給しないプッシュプル構成を用いるとき、負
の周波数チャープが達成される。等しくない電力分割に
よって、深くバイアスされたバイアスアームの正のチャ
ープが抑制され、もう一方のアームの負のチャープは立
ち上がり端の初めの部分で支配的である。等しくない電
力分割を達成するために、非対称のＹ接合部の設計が用
いられる。深くバイアスされたバイアスアームにおいて
は、余分の吸収および小さい電力によって、変調器の吸
光率は低い。このことは図３（ｃ）において示され、そ
こでは、電力比は、０．４から０．６である。したがっ
て、吸光率と負の周波数チャープ間でトレードオフが行
われる。
り電力を供給しないプッシュプル構成を用いるとき、負
の周波数チャープが達成される。等しくない電力分割に
よって、深くバイアスされたバイアスアームの正のチャ
ープが抑制され、もう一方のアームの負のチャープは立
ち上がり端の初めの部分で支配的である。等しくない電
力分割を達成するために、非対称のＹ接合部の設計が用
いられる。深くバイアスされたバイアスアームにおいて
は、余分の吸収および小さい電力によって、変調器の吸
光率は低い。このことは図３（ｃ）において示され、そ
こでは、電力比は、０．４から０．６である。したがっ
て、吸光率と負の周波数チャープ間でトレードオフが行
われる。
【００３０】本発明は制御可能な負のチャープを供給す
る一方、良好な吸光率を維持する。これは、変調器を以
下のように構成することによって、すなわち、その一方
のアームの有効光パス長を他方よりも、たとえば、光の
波長λ、位相シフト差π（または、πの奇数倍、すなわ
ち、ｎπ、ここで、ｎ＝１、３、５…）シフトすること
によって達成できる。このシフトの結果として、変調器
はアーム間で電圧差がないとき「オフ」状態で、電圧差
があるとき「オン」状態である。「オフ」状態では、電
圧差がないので、２つのアームに等しい電力が分岐され
ると仮定すると、吸光率は論理的には無限となる。駆動
状態が「プッシュ」状態から「プル」状態に変化すると
き、マッハツェンダ変調器は「オン」状態になる。深く
バイアスされたバイアスアームの位相（Ｌ）は、急に増
加し、一方、右のアームの位相は減少し、その結果、望
ましい負のチャープが生じる。このように、非線形位相
変化は有効である。この関係は、図６（ａ）に示され
る。負のチャープ量は深くバイアスされたバイアスアー
ムに対してわずかに多く光電力を入力することによって
制御される。このことによって吸光率がわずかに悪化す
るが、論理上はその比はアーム内の等しい電力に対して
は無限にあるので、吸光率の低下は大したことではな
い。
る一方、良好な吸光率を維持する。これは、変調器を以
下のように構成することによって、すなわち、その一方
のアームの有効光パス長を他方よりも、たとえば、光の
波長λ、位相シフト差π（または、πの奇数倍、すなわ
ち、ｎπ、ここで、ｎ＝１、３、５…）シフトすること
によって達成できる。このシフトの結果として、変調器
はアーム間で電圧差がないとき「オフ」状態で、電圧差
があるとき「オン」状態である。「オフ」状態では、電
圧差がないので、２つのアームに等しい電力が分岐され
ると仮定すると、吸光率は論理的には無限となる。駆動
状態が「プッシュ」状態から「プル」状態に変化すると
き、マッハツェンダ変調器は「オン」状態になる。深く
バイアスされたバイアスアームの位相（Ｌ）は、急に増
加し、一方、右のアームの位相は減少し、その結果、望
ましい負のチャープが生じる。このように、非線形位相
変化は有効である。この関係は、図６（ａ）に示され
る。負のチャープ量は深くバイアスされたバイアスアー
ムに対してわずかに多く光電力を入力することによって
制御される。このことによって吸光率がわずかに悪化す
るが、論理上はその比はアーム内の等しい電力に対して
は無限にあるので、吸光率の低下は大したことではな
い。
【００３１】変調器の２つのアーム間の位相シフト差は
一つのアームを他よりも物理的にΔＬだけ長くすること
によって供給される。もし２つのアームが、これらのア
ームの基本モード中を伝搬する自由空間波長λに対し同
じモードの有効反射インデックスｎeffを有するなら
ば、位相シフト差πは次の式で得られる。 ΔＬ＝λ／２ｎeff （自由空間）波長λ＝１．５６μｍで動作している変調
器に対しては、ｎeffの値が３．２３、ΔＬ＝０．２４
１μｍと仮定する。
一つのアームを他よりも物理的にΔＬだけ長くすること
によって供給される。もし２つのアームが、これらのア
ームの基本モード中を伝搬する自由空間波長λに対し同
じモードの有効反射インデックスｎeffを有するなら
ば、位相シフト差πは次の式で得られる。 ΔＬ＝λ／２ｎeff （自由空間）波長λ＝１．５６μｍで動作している変調
器に対しては、ｎeffの値が３．２３、ΔＬ＝０．２４
１μｍと仮定する。
【００３２】この小さな値は、入力Ｙ接合部中で半分の
差を作り、出力Ｙ接合部で残りの半分を作ることによっ
て実現できる。この目的に対し、以下に述べるように入
力および出力導波管の中心を通る中心線に対して２つの
アームが相対的にオフセットを持つように調整し、各Ｙ
接合部の一つの分岐導波管のＳ曲がりが他方よりも物理
的に長くなるように製作される。
差を作り、出力Ｙ接合部で残りの半分を作ることによっ
て実現できる。この目的に対し、以下に述べるように入
力および出力導波管の中心を通る中心線に対して２つの
アームが相対的にオフセットを持つように調整し、各Ｙ
接合部の一つの分岐導波管のＳ曲がりが他方よりも物理
的に長くなるように製作される。
【００３３】図４は、πシフトを有するマッハツェンダ
変調器の部分概略図である。このシフトは、変調器の長
手方向軸６４から分岐導波管６０、６２までの距離差に
よって得られる。図示されるように、長手方向軸６４
は、入力Ｙ接合部６８の入力導波管６６の中心線に沿っ
ている。分岐導波管６０と長手方向軸６４の中心間の距
離がｈ0であり、一方、分岐導波管６２と長手方向軸６
４の中心間の距離はｈである。この例では、ｈはｈ0よ
り大きい。もちろん、ｈ0はｈより大きくてもよく、そ
の場合でも望ましい結果が出せる。
変調器の部分概略図である。このシフトは、変調器の長
手方向軸６４から分岐導波管６０、６２までの距離差に
よって得られる。図示されるように、長手方向軸６４
は、入力Ｙ接合部６８の入力導波管６６の中心線に沿っ
ている。分岐導波管６０と長手方向軸６４の中心間の距
離がｈ0であり、一方、分岐導波管６２と長手方向軸６
４の中心間の距離はｈである。この例では、ｈはｈ0よ
り大きい。もちろん、ｈ0はｈより大きくてもよく、そ
の場合でも望ましい結果が出せる。
【００３４】ｈ0とｈの差は、分岐導波管６０および６
２間が光パス間の全長差に影響を与えることが図５に視
覚的に示されている。図５において、水平軸は距離ｈ
（単位μｍ）を示す。３本の線Ａ、ＢおよびＣは、３つ
の異なるｈ0の値、すなわち、それぞれ９．４μｍ、
９．５μｍおよび９．６μｍの値に対応する。垂直軸
は、一つのＹ接合部の２つの光パス間の長さの差を与え
る。このように、長さの差を、例えば、前もって０．１
２μｍに設定した場合、図５に３つの場合が示される。
ｈ0＝９．４μｍの場合、ｈは１０．２２μｍ、ｈ0＝
９．５μｍの場合、ｈ＝１０．３１、ｈ0＝９．６μｍ
の場合、ｈ＝１０．４１である。ｈとｈ0の差は約０．
８μｍであり、これは十分現在の製造技術の能力内の寸
法である。
２間が光パス間の全長差に影響を与えることが図５に視
覚的に示されている。図５において、水平軸は距離ｈ
（単位μｍ）を示す。３本の線Ａ、ＢおよびＣは、３つ
の異なるｈ0の値、すなわち、それぞれ９．４μｍ、
９．５μｍおよび９．６μｍの値に対応する。垂直軸
は、一つのＹ接合部の２つの光パス間の長さの差を与え
る。このように、長さの差を、例えば、前もって０．１
２μｍに設定した場合、図５に３つの場合が示される。
ｈ0＝９．４μｍの場合、ｈは１０．２２μｍ、ｈ0＝
９．５μｍの場合、ｈ＝１０．３１、ｈ0＝９．６μｍ
の場合、ｈ＝１０．４１である。ｈとｈ0の差は約０．
８μｍであり、これは十分現在の製造技術の能力内の寸
法である。
【００３５】好ましい実施の形態では、図４で示された
装置は、直線領域は６００μｍの長さを有し、入出力Ｙ
接合部のＳ字部分は１００μｍの長さを有する。各導波
管幅は、２．０μｍである。
装置は、直線領域は６００μｍの長さを有し、入出力Ｙ
接合部のＳ字部分は１００μｍの長さを有する。各導波
管幅は、２．０μｍである。
【００３６】前述のように、πシフトは、輝度変調を発
生するために必要な駆動条件を変更する。πシフト構成
において（プッシュプル構成であると仮定すると）、２
つのアームに駆動電圧が供給される状態を考慮すると、
等しい電圧がアームに供給されるとき、「オフ」状態が
存在する。一方、アーム間の電圧にＶπの差があると、
「オン」状態になる。これに関連するステップは、図６
（ａ）に示される。図６（ｂ）は、図６（ａ）の電圧レ
ベルによって駆動されるときの、πシフトした装置の周
波数チャープを示す。これは、各アームに対する等しい
光電力を供給するものと仮定する。図６（ｂ）は、非π
シフト変調器によって達成された吸光率よりはるかに高
い２１．５ｄＢの吸光率を示す。図６（ｂ）もまた、負
のチャープ状態を示す。
生するために必要な駆動条件を変更する。πシフト構成
において（プッシュプル構成であると仮定すると）、２
つのアームに駆動電圧が供給される状態を考慮すると、
等しい電圧がアームに供給されるとき、「オフ」状態が
存在する。一方、アーム間の電圧にＶπの差があると、
「オン」状態になる。これに関連するステップは、図６
（ａ）に示される。図６（ｂ）は、図６（ａ）の電圧レ
ベルによって駆動されるときの、πシフトした装置の周
波数チャープを示す。これは、各アームに対する等しい
光電力を供給するものと仮定する。図６（ｂ）は、非π
シフト変調器によって達成された吸光率よりはるかに高
い２１．５ｄＢの吸光率を示す。図６（ｂ）もまた、負
のチャープ状態を示す。
【００３７】図７は、先行技術および本発明のπシフト
バージョンによるマッハツェンダ変調器の感度と決定時
間とを比較する図である。図７において、曲線Ａは、各
アームに対して等しい光電力を供給する先行技術の変調
器を示す。曲線Ｂは、各アームに対して等しくない
（０．６／０．４）光電力を供給する先行技術の変調器
を示す。曲線Ｃは、本発明によるπシフト変調器を示
す。
バージョンによるマッハツェンダ変調器の感度と決定時
間とを比較する図である。図７において、曲線Ａは、各
アームに対して等しい光電力を供給する先行技術の変調
器を示す。曲線Ｂは、各アームに対して等しくない
（０．６／０．４）光電力を供給する先行技術の変調器
を示す。曲線Ｃは、本発明によるπシフト変調器を示
す。
【００３８】上において、本発明の実施の形態が記載さ
れたが、当業者にとっては基本概念に変化を加えたもの
もまた可能であることは明らかである。例えば、入力Ｙ
接合部のＳ字部分の１つの形状を調節することによって
πシフト（その奇数倍を含む）が変調器に取り入れるこ
とができる。しかしながら、このような変化は追加され
た請求項によって定義される本発明の範囲内に含まれ
る。
れたが、当業者にとっては基本概念に変化を加えたもの
もまた可能であることは明らかである。例えば、入力Ｙ
接合部のＳ字部分の１つの形状を調節することによって
πシフト（その奇数倍を含む）が変調器に取り入れるこ
とができる。しかしながら、このような変化は追加され
た請求項によって定義される本発明の範囲内に含まれ
る。
【００３９】
【発明の効果】本発明においは、感度は大幅に改良さ
れ、技術的に大きな進歩が見られた。上述の説明では、
πの光パスの間の長さの差に言及しているが、πの奇数
倍の長さの差でも同様の効果が得られる。
れ、技術的に大きな進歩が見られた。上述の説明では、
πの光パスの間の長さの差に言及しているが、πの奇数
倍の長さの差でも同様の効果が得られる。
【図１】 ＭＱＷ半導体マッハツェンダ変調器の概略図
である。
である。
【図２】 （ａ）は、シングルアーム駆動のための電圧
レベルを示す。（ｂ）は、シングルアーム駆動のための
周波数チャープのシミュレーションである。
レベルを示す。（ｂ）は、シングルアーム駆動のための
周波数チャープのシミュレーションである。
【図３】 （ａ）はデュアルアーム駆動のための電圧レ
ベルを示す。（ｂ）,（ｃ）は、デュアルアーム駆動状
態に対する周波数チャープを示す。
ベルを示す。（ｂ）,（ｃ）は、デュアルアーム駆動状
態に対する周波数チャープを示す。
【図４】 本発明のπシフト変調器の部分図である
【図５】 アームオフセットとパス長の差異との関係を
示す。
示す。
【図６】 （ａ）は、図４の装置のデュアルアーム動作
に対する電圧レベルを示す。（ｂ）は、（ａ）に示され
た条件によって動作する変調器に対する周波数チャープ
を示す。
に対する電圧レベルを示す。（ｂ）は、（ａ）に示され
た条件によって動作する変調器に対する周波数チャープ
を示す。
【図７】 異なる装置構成間の感度と決定時間とのプロ
ットを示す図である。
ットを示す図である。
１０ 変調器、 １２，６８ 入力Ｙ接合部、 １４，
６６ 入力導波管 １６ 混合部 １８，２０ 分岐導
波管、 ２２，６４ 長手方向軸、２４，２６被覆金属
層、 ２８，３０ 電極パッド、 ３２ 出力Ｙ接合
部、 ３４ 出力導波管、 ４０ ｎ+ＩｎＰ基板、
４２ ＩｎＧａＡｓ吸収層、 ４４ ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層、 ４６ 多重量子井戸、 ４８ ｐ型ＩｎＰクラ
ッド層、５０ Ｐ+ＩｎＧａＡｓ層、 ５４ ｎ型コン
タクト、 ６０，６２ 分岐導波管
６６ 入力導波管 １６ 混合部 １８，２０ 分岐導
波管、 ２２，６４ 長手方向軸、２４，２６被覆金属
層、 ２８，３０ 電極パッド、 ３２ 出力Ｙ接合
部、 ３４ 出力導波管、 ４０ ｎ+ＩｎＰ基板、
４２ ＩｎＧａＡｓ吸収層、 ４４ ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層、 ４６ 多重量子井戸、 ４８ ｐ型ＩｎＰクラ
ッド層、５０ Ｐ+ＩｎＧａＡｓ層、 ５４ ｎ型コン
タクト、 ６０，６２ 分岐導波管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュン・ユー カナダ国，ケイ２エス，１イー５，オンタ リオ，スティッツビル，オークファーン クレッセント ７ (72)発明者 ジョージ・ホレース・ブルック・トンプソ ン イギリス国，シーエム21，０ディーゼッ ト，ハートフォードショア，ショーブリッ ジワース，ホーストック ロード 20 (72)発明者 マーク・アクトン・ギボン イギリス国，シーエム23，１エイチユー, ハーツ，ビショップス ストートフォー ド，ファーンハム，レクトリー レーン 24 (72)発明者 デビッド・オーウェン・イェビック カナダ国，ケイ２ジー，４ジー４，オンタ リオ，ネピーン，アーデル グローブ 22 (72)発明者 クロード・ローランド カナダ国，ケイ２ビー，５ティー２，オン タリオ，オタワ，ダンディー アベニュー 871
Claims (7)
- 【請求項１】 第１と第２のＹ接合導波管カップラを有
し、各カップラはそのカップラの第１と第２の分岐導波
管と光学的に結合された一つの導波管を有する半導体マ
ッハツェンダ変調器において：そのＹ接合導波管カップ
ラはマッハツェンダ構造と光学的に結合され、第１と第
２の干渉アームは、光学的に平行であり、第１のＹ接合
導波管カップラの一つの導波管に入射した光が２つの成
分に分割されるところから、第２のＹ接合導波管カップ
ラ中でその２つの成分が干渉するところまで延びるよう
に形成され、 そこで、第１と第２の干渉アームには電極が接続され、
その電極によって電界が印加され有効光パス長差を変調
し、その有効光パス長差は、電界が印加されない場合
は、ゼロでない値を有し、第１のＹ接合導波管カップラ
の一つの導波管に入射し、第２のＹ接合導波管カップラ
の中で前記２つの成分が干渉するところまで伝送される
光の波長に対して、干渉する前記２つの成分間の位相差
はπまたはその整数倍であることを特徴とする半導体位
相変調器。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体位相変調器におい
て：前記前記導波管は多重量子井戸によって形成される
ことを特徴とする半導体位相変調器。 - 【請求項３】 請求項１または２項記載の半導体位相変
調器において：前記第１のＹ接合導波管カップラは、第
１と第２の分岐間で、その一つの導波管に入射する光電
力の分配が非対称であることを特徴とする半導体位相変
調器。 - 【請求項４】 請求項１、２または３のいずれかに記載
の半導体位相変調器において：前記第２のＹ接合導波管
カップラの第１の分岐導波管は第１の共通軸に沿った末
端を有し、前記第１と第２のＹ接合導波管カップラの第
２の分岐導波管は第２の共通軸に沿った末端を有し、前
記第１と第２のＹ接合導波管カップラの前記一つの導波
管は、第３の共通軸に沿った末端を有し、そこで、第
１、第２および第３の共通軸は平行であり、第１と第３
の軸間の距離は第２と第３の軸間の距離よりも小さいこ
とを特徴とする半導体位相変調器。 - 【請求項５】 第１と第２のＹ接合導波管カップラを有
し、各カップラはそのカップラの第１と第２の分岐導波
管と光学的に結合された一つの導波管を有する半導体マ
ッハツェンダ変調器を介して信号を送ることによって、
既知の自由空間波長の光信号を変調する方法において：
そのＹ接合導波管カップラはマッハツェンダ構造と光学
的に結合され、第１と第２の干渉アームは、光学的に平
行であり、第１のＹ接合導波管カップラの一つの導波管
に入射した光が２つの成分に分割されるところから、第
２のＹ接合導波管カップラ中でその２つの成分が干渉す
るところまで延びるように形成され、 そこで、第１と第２の干渉アームには電極が接続され、
その電極によって電界が印加され、有効光パス長差を変
調し、その有効光パス長差は、電界が印加されない場合
は、ゼロでない値を有し、第１のＹ接合導波管カップラ
の一つの導波管に入射する前記自由空間波長の光に対し
て、干渉する前記２つの成分間の位相差はπまたはその
整数倍であり、さらに、変調電圧を前記電極に印加する
ことを特徴とする光信号の変調方法。 - 【請求項６】 請求項５の光信号の変調方法において：
等しいプッシュプル変調電圧が前記第１と第２の干渉ア
ームの各一つに供給されることを特徴とする光信号の変
調方法。 - 【請求項７】 請求項５の光信号の変調方法において：
第１のＹ接合導波管カップラの一つの導波管を用いて変
調器に印加される光信号は等しくない電力比で第１と第
２の分岐導波管に入射することを特徴とする光信号の変
調方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9513146A GB2302738B (en) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | Semiconductor modulator with a shift |
| GB9513146.2 | 1995-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921986A true JPH0921986A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=10776794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8188293A Pending JPH0921986A (ja) | 1995-06-28 | 1996-06-28 | 半導体位相変調器および光信号の変調方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5694504A (ja) |
| JP (1) | JPH0921986A (ja) |
| CA (1) | CA2176099C (ja) |
| GB (1) | GB2302738B (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0961766A (ja) * | 1995-08-19 | 1997-03-07 | Nec Corp | 半導体光変調器 |
| JP2006259600A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 干渉型光信号処理装置 |
| JP2009204884A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Oki Semiconductor Co Ltd | 光変調装置 |
| JP2010025979A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Fujitsu Ltd | 半導体光変調器の駆動方法及び半導体光変調装置 |
| JP2011186057A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Fujitsu Ltd | 半導体マッハツェンダ型光変調器、光伝送装置、半導体マッハツェンダ型光変調器の製造方法及び半導体マッハツェンダ型光変調器の駆動方法 |
| JP2013050677A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光干渉素子の測定方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CA2218262C (en) * | 1996-10-17 | 2001-04-24 | Kenji Kawano | Ultra-high-speed semiconductor optical modulator with traveling-wave electrode |
| US5778113A (en) * | 1996-11-07 | 1998-07-07 | Northern Telecom Limited | Configurable chirp Mach-Zehnder optical modulator |
| FR2756440B1 (fr) * | 1996-11-28 | 1998-12-31 | Alsthom Cge Alcatel | Dispositif d'emission de donnees optiques |
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| GB2331373B (en) * | 1997-11-12 | 2000-02-23 | Bookham Technology Ltd | Optical system and method for changing the lengths of optical paths and the phases of light beams |
| US6233070B1 (en) | 1998-05-19 | 2001-05-15 | Bookham Technology Plc | Optical system and method for changing the lengths of optical paths and the phases of light beams |
| US6233080B1 (en) * | 1998-08-26 | 2001-05-15 | Ciena Corporation | Crosstalk-free signal source for dense wavelength division multiplexed systems |
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| KR100358133B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2002-10-25 | 한국전자통신연구원 | 스트레인 분산 패드를 이용한 측면-테이퍼 도파로 제조방법과 이를 응용한 모드변환기 제조방법 및 그에 따른광소자 |
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| DE10157218A1 (de) * | 2001-11-22 | 2003-06-18 | Siemens Ag | Modulator und dazugehöriges Verfahren für eine optische Modulation |
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| CN117857948A (zh) * | 2022-10-09 | 2024-04-09 | 华为技术有限公司 | 一种通信系统以及相关设备 |
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| JPH08146365A (ja) * | 1994-11-16 | 1996-06-07 | Nec Corp | 半導体マッハツェンダー変調装置及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-06-28 GB GB9513146A patent/GB2302738B/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-03-08 US US08/612,555 patent/US5694504A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-05-08 CA CA002176099A patent/CA2176099C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-28 JP JP8188293A patent/JPH0921986A/ja active Pending
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| JP2013050677A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光干渉素子の測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5694504A (en) | 1997-12-02 |
| GB9513146D0 (en) | 1995-08-30 |
| GB2302738B (en) | 1999-03-03 |
| CA2176099A1 (en) | 1996-12-29 |
| GB2302738A (en) | 1997-01-29 |
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|---|---|---|---|
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