JPH10293278A - 光変調器の駆動装置及び変調器集積化光源の駆動装置並びにそれを備えた光通信モジュール及び光通信システム - Google Patents
光変調器の駆動装置及び変調器集積化光源の駆動装置並びにそれを備えた光通信モジュール及び光通信システムInfo
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- JPH10293278A JPH10293278A JP9101898A JP10189897A JPH10293278A JP H10293278 A JPH10293278 A JP H10293278A JP 9101898 A JP9101898 A JP 9101898A JP 10189897 A JP10189897 A JP 10189897A JP H10293278 A JPH10293278 A JP H10293278A
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電界吸収型の光変調器から出力される変調出
力光のアイパターンのクロスポイントのずれを補正する
駆動装置を提供する。 【解決手段】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び光波を光
吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド
層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、ＰＩＮ構造に対
する逆方向の印加電圧に応じて光吸収層に入射された光
波の吸収量が変化する光変調器の駆動装置であって、光
変調器の印加電圧に対する吸収量の非線形特性を補正す
るように、入力された信号波形を変形する電圧波形変換
器を有する構成とする。
力光のアイパターンのクロスポイントのずれを補正する
駆動装置を提供する。 【解決手段】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び光波を光
吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド
層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、ＰＩＮ構造に対
する逆方向の印加電圧に応じて光吸収層に入射された光
波の吸収量が変化する光変調器の駆動装置であって、光
変調器の印加電圧に対する吸収量の非線形特性を補正す
るように、入力された信号波形を変形する電圧波形変換
器を有する構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムや光
情報処理システムで用いられる電界吸収型の光変調器に
関し、特に変調出力光で良好なアイパターンが得られる
光変調器に関するものである。
情報処理システムで用いられる電界吸収型の光変調器に
関し、特に変調出力光で良好なアイパターンが得られる
光変調器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信システムが高速化及び長距
離化するに伴い、従来から用いられてきた半導体レーザ
の直接変調方式の問題点が顕在化しつつある。直接変調
方式は半導体レーザから変調光を直接出力させるもので
あり、変調時に発振波長が過渡的に変化するいわゆるチ
ャーピングが発生し、光ファイバーによる伝送波形が劣
化する問題が発生する。この現象は信号伝送速度が速い
程、また伝送距離が長い程顕著になり、特に既存の１．
３μｍ零分散ファイバーを用いた光通信システムでは深
刻な問題となる。また、波長チャーピングが発生する
と、ファイバー伝搬損失の少ない波長１．５５μｍ帯の
光源を用いて伝送距離を伸ばす場合にも、それに起因す
る分散制限によって伝送距離が制限されてしまう。
離化するに伴い、従来から用いられてきた半導体レーザ
の直接変調方式の問題点が顕在化しつつある。直接変調
方式は半導体レーザから変調光を直接出力させるもので
あり、変調時に発振波長が過渡的に変化するいわゆるチ
ャーピングが発生し、光ファイバーによる伝送波形が劣
化する問題が発生する。この現象は信号伝送速度が速い
程、また伝送距離が長い程顕著になり、特に既存の１．
３μｍ零分散ファイバーを用いた光通信システムでは深
刻な問題となる。また、波長チャーピングが発生する
と、ファイバー伝搬損失の少ない波長１．５５μｍ帯の
光源を用いて伝送距離を伸ばす場合にも、それに起因す
る分散制限によって伝送距離が制限されてしまう。
【０００３】しかしながら、これらチャーピングによる
問題は、半導体レーザを一定のパワーで発光させてお
き、その光を半導体レーザとは別の光変調器を用いて変
調する外部変調方式を採用することで改善できる。
問題は、半導体レーザを一定のパワーで発光させてお
き、その光を半導体レーザとは別の光変調器を用いて変
調する外部変調方式を採用することで改善できる。
【０００４】外部変調方式で用いられる光変調器として
は、ＬｉＮｂＯ3 等の誘電体を用いたもの、あるいはＩ
ｎＰやＧａＡｓ等の半導体を用いたものが考えられる
が、半導体レーザや光アンプ等の他の光素子、あるいは
ＦＥＴ等の電子回路素子と一緒に集積化することが可能
で、小型化及び低電圧化が容易な半導体を用いた光変調
器への期待が高まりつつある。
は、ＬｉＮｂＯ3 等の誘電体を用いたもの、あるいはＩ
ｎＰやＧａＡｓ等の半導体を用いたものが考えられる
が、半導体レーザや光アンプ等の他の光素子、あるいは
ＦＥＴ等の電子回路素子と一緒に集積化することが可能
で、小型化及び低電圧化が容易な半導体を用いた光変調
器への期待が高まりつつある。
【０００５】半導体を用いた光変調器には、バルク半導
体のフランツケルデイッシュ効果や多重量子井戸構造に
おける量子閉じ込めシュタルク効果のように、印加電圧
によって光の吸収波長が長波側へシフト（光吸収係数が
変わる）することを利用して光強度変調を行う電界吸収
型の光変調器（以下、電界吸収型光変調器と称す）や、
バルク半導体の電気光学効果（ポッケルス効果）や量子
閉じ込めシュタルク効果によって生じる屈折率変化を利
用したマッハツェンダー型の光変調器がある。マッハツ
ェンダー型の光変調器は原理的にチャーピングを零にす
ることができるが、干渉型の構造を有するために電界吸
収型光変調器のように単純な直線導波路を有する構造と
ならないため、製造及び駆動方法が複雑になる。
体のフランツケルデイッシュ効果や多重量子井戸構造に
おける量子閉じ込めシュタルク効果のように、印加電圧
によって光の吸収波長が長波側へシフト（光吸収係数が
変わる）することを利用して光強度変調を行う電界吸収
型の光変調器（以下、電界吸収型光変調器と称す）や、
バルク半導体の電気光学効果（ポッケルス効果）や量子
閉じ込めシュタルク効果によって生じる屈折率変化を利
用したマッハツェンダー型の光変調器がある。マッハツ
ェンダー型の光変調器は原理的にチャーピングを零にす
ることができるが、干渉型の構造を有するために電界吸
収型光変調器のように単純な直線導波路を有する構造と
ならないため、製造及び駆動方法が複雑になる。
【０００６】一方、電界吸収型光変調器は半導体レーザ
の直接変調方式に比べると波長チャーピングが遥かに小
さいが、それでも零ではない。しかしながら、最近電界
吸収型光変調器に一定電圧を印加してその上に信号を重
畳するプリバイアス印加方式が提案され、光変調器のチ
ャーピングを低減して１．５５μｍ帯のレーザ光に対す
るファイバー分散耐性を高め、伝送距離の分散制限を克
服できることが確かめられている。
の直接変調方式に比べると波長チャーピングが遥かに小
さいが、それでも零ではない。しかしながら、最近電界
吸収型光変調器に一定電圧を印加してその上に信号を重
畳するプリバイアス印加方式が提案され、光変調器のチ
ャーピングを低減して１．５５μｍ帯のレーザ光に対す
るファイバー分散耐性を高め、伝送距離の分散制限を克
服できることが確かめられている。
【０００７】このような例として、ＤＦＢ（分布帰還
型；distributed feedback）レーザと電界吸収型光変調
器とを集積化した素子が森戸らにより１９９５年電子情
報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文
集、分冊１、３０１頁（講演番号Ｃ−３０１）に報告さ
れている。
型；distributed feedback）レーザと電界吸収型光変調
器とを集積化した素子が森戸らにより１９９５年電子情
報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文
集、分冊１、３０１頁（講演番号Ｃ−３０１）に報告さ
れている。
【０００８】この報告では、電界吸収型光変調器に予め
一定のプリバイアス（１．１Ｖ）を印加することでファ
イバー分散耐性を向上させ、１０Ｇｂ／ｓ−１００ｋｍ
の情報伝送を成功させている。このように、電界吸収型
光変調器は単純な直線導波路構造でありながら、チャー
ピングに対しても他の光変調器を凌駕する性能を有する
ものになりつつある。
一定のプリバイアス（１．１Ｖ）を印加することでファ
イバー分散耐性を向上させ、１０Ｇｂ／ｓ−１００ｋｍ
の情報伝送を成功させている。このように、電界吸収型
光変調器は単純な直線導波路構造でありながら、チャー
ピングに対しても他の光変調器を凌駕する性能を有する
ものになりつつある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の電界吸収型の光変調器では、図９に示すよ
うに印加電圧に対する出力パワー（光出力）の関係が線
形でないため、光変調器から出力される変調出力光のア
イパターンのクロスポイントが図１０に示すように中心
から下方側（光のＯＦＦ側）にずれ、このクロスポイン
トのずれにより光通信システムに要求されるアイマスク
規格を満たさないという問題があった。
ような従来の電界吸収型の光変調器では、図９に示すよ
うに印加電圧に対する出力パワー（光出力）の関係が線
形でないため、光変調器から出力される変調出力光のア
イパターンのクロスポイントが図１０に示すように中心
から下方側（光のＯＦＦ側）にずれ、このクロスポイン
トのずれにより光通信システムに要求されるアイマスク
規格を満たさないという問題があった。
【００１０】すなわち、電界吸収型光変調器の印加電圧
に対する光吸収量の関係（以下、消光特性と称す）は、
小さい印加電圧で比較的線形に増加し、やがて飽和する
ように緩やかな曲線を描くため、この非線形な消光特性
によりアイパターンのクロスポイントが中心から下方側
（光のＯＦＦ側）へずれてしまう。
に対する光吸収量の関係（以下、消光特性と称す）は、
小さい印加電圧で比較的線形に増加し、やがて飽和する
ように緩やかな曲線を描くため、この非線形な消光特性
によりアイパターンのクロスポイントが中心から下方側
（光のＯＦＦ側）へずれてしまう。
【００１１】この問題を解決するためには、電界吸収型
光変調器の構造を工夫して非線形な消光特性を線形な特
性に変えるか、駆動装置を工夫して非線形な消光特性を
見かけ上線形な消光特性に変換する必要がある。
光変調器の構造を工夫して非線形な消光特性を線形な特
性に変えるか、駆動装置を工夫して非線形な消光特性を
見かけ上線形な消光特性に変換する必要がある。
【００１２】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、電界吸
収型の光変調器から出力される変調出力光のアイパター
ンのクロスポイントのずれを補正する駆動装置を提供す
ることを目的とする。
る問題点を解決するためになされたものであり、電界吸
収型の光変調器から出力される変調出力光のアイパター
ンのクロスポイントのずれを補正する駆動装置を提供す
ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の光変調器の駆動装置は、半導体基板上に、少な
くともｎ型半導体からなるバッファ層、一端より入射さ
れた光波を吸収し他端より残りの光波を出力する光吸収
層、及び前記光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ
型半導体からなるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構
造を有し、前記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に
応じて前記光吸収層に入射された光波の吸収量が変化す
る光変調器の駆動装置であって、前記光変調器の前記印
加電圧に対する前記吸収量の非線形特性を補正するよう
に、入力された信号波形を変形する電圧波形変換器を有
することを特徴とする。
本発明の光変調器の駆動装置は、半導体基板上に、少な
くともｎ型半導体からなるバッファ層、一端より入射さ
れた光波を吸収し他端より残りの光波を出力する光吸収
層、及び前記光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ
型半導体からなるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構
造を有し、前記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に
応じて前記光吸収層に入射された光波の吸収量が変化す
る光変調器の駆動装置であって、前記光変調器の前記印
加電圧に対する前記吸収量の非線形特性を補正するよう
に、入力された信号波形を変形する電圧波形変換器を有
することを特徴とする。
【００１４】また、半導体基板上に、少なくともｎ型半
導体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸
収し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記
光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体から
なるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前
記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光
吸収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器の
駆動装置であって、入力された信号の電圧レベルを、前
記ＰＩＮ構造に対する順方向電圧側に、ビルトイン電圧
以内でシフトさせるレベルシフト回路を有することを特
徴とする。このとき、レベルシフト回路は、シフト量を
決定するための直流電圧を変更可能に出力する可変電圧
源と、前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号
を出力する信号源に影響しないようにするためのコンデ
ンサと、前記信号源から出力される交流成分が前記可変
電圧源に影響しないようにするためのインダクタンス
と、を有するバイアスＴｅｅ回路であってもよい。
導体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸
収し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記
光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体から
なるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前
記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光
吸収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器の
駆動装置であって、入力された信号の電圧レベルを、前
記ＰＩＮ構造に対する順方向電圧側に、ビルトイン電圧
以内でシフトさせるレベルシフト回路を有することを特
徴とする。このとき、レベルシフト回路は、シフト量を
決定するための直流電圧を変更可能に出力する可変電圧
源と、前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号
を出力する信号源に影響しないようにするためのコンデ
ンサと、前記信号源から出力される交流成分が前記可変
電圧源に影響しないようにするためのインダクタンス
と、を有するバイアスＴｅｅ回路であってもよい。
【００１５】また、本発明の光通信モジュールは、半導
体基板上に、少なくともｎ型半導体からなるバッファ
層、一端より入射された光波を吸収し他端より残りの光
波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光吸収層に
閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド層が順次
積層されたＰＩＮ構造を有し、前記ＰＩＮ構造に対する
逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射された光
波の吸収量が変化する光変調器と、前記光吸収層の一端
に光波を入射させるための第１の集光手段と、前記光吸
収層の他端から出力される光波を外部の光伝送路に入射
させるための第２の集光手段と、前記光変調器の前記印
加電圧に対する前記吸収量の非線形特性を補正するよう
に、入力された信号波形を変形する電圧波形変換器と、
を有することを特徴とする。
体基板上に、少なくともｎ型半導体からなるバッファ
層、一端より入射された光波を吸収し他端より残りの光
波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光吸収層に
閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド層が順次
積層されたＰＩＮ構造を有し、前記ＰＩＮ構造に対する
逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射された光
波の吸収量が変化する光変調器と、前記光吸収層の一端
に光波を入射させるための第１の集光手段と、前記光吸
収層の他端から出力される光波を外部の光伝送路に入射
させるための第２の集光手段と、前記光変調器の前記印
加電圧に対する前記吸収量の非線形特性を補正するよう
に、入力された信号波形を変形する電圧波形変換器と、
を有することを特徴とする。
【００１６】また、半導体基板上に、少なくともｎ型半
導体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸
収し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記
光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体から
なるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前
記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光
吸収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器
と、前記光吸収層の一端に光波を入射させるための第１
の集光手段と、前記光吸収層の他端から出力される光波
を光伝送路に入射させるための第２の集光手段と、入力
された信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対する順
方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせるレベ
ルシフト回路と、を有することを特徴とする。このと
き、レベルシフト回路は、シフト量を決定するための直
流電圧を変更可能に出力する可変電圧源と、前記可変電
圧源から出力される直流成分が、信号を出力する信号源
に影響しないようにするためのコンデンサと、前記信号
源から出力される交流成分が前記可変電圧源に影響しな
いようにするためのインダクタンスと、を有するバイア
スＴｅｅ回路であってもよい。
導体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸
収し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記
光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体から
なるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前
記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光
吸収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器
と、前記光吸収層の一端に光波を入射させるための第１
の集光手段と、前記光吸収層の他端から出力される光波
を光伝送路に入射させるための第２の集光手段と、入力
された信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対する順
方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせるレベ
ルシフト回路と、を有することを特徴とする。このと
き、レベルシフト回路は、シフト量を決定するための直
流電圧を変更可能に出力する可変電圧源と、前記可変電
圧源から出力される直流成分が、信号を出力する信号源
に影響しないようにするためのコンデンサと、前記信号
源から出力される交流成分が前記可変電圧源に影響しな
いようにするためのインダクタンスと、を有するバイア
スＴｅｅ回路であってもよい。
【００１７】さらに、本発明の光通信システムは、上記
いずれかの光通信モジュールを有する送信装置と、前記
送信装置から出力される光波を伝送するための光伝送路
と、該光波を受光して信号を再生する受信装置と、を有
することを特徴とする。
いずれかの光通信モジュールを有する送信装置と、前記
送信装置から出力される光波を伝送するための光伝送路
と、該光波を受光して信号を再生する受信装置と、を有
することを特徴とする。
【００１８】一方、本発明の変調器集積化光源の駆動装
置は、半導体基板上に、少なくともｎ型半導体からなる
バッファ層、一端より入射された光波を吸収し他端より
残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光
吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド
層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記ＰＩＮ構造
に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射
された光波の吸収量が変化する光変調器と、前記半導体
基板上に形成され、前記光変調器に入射される光波の光
源である半導体レーザと、を有する変調器集積化光源の
駆動装置であって、前記光変調器の前記印加電圧に対す
る前記吸収量の非線形特性を補正するように、入力され
た信号波形を変形する電圧波形変換器を有することを特
徴とする。また、半導体基板上に、少なくともｎ型半導
体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収
し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光
波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からな
るクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記
ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸
収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、
前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入射され
る光波の光源である半導体レーザと、を有する変調器集
積化光源の駆動装置であって、入力された信号の電圧レ
ベルを、前記ＰＩＮ構造に対する順方向電圧側に、ビル
トイン電圧以内でシフトさせるレベルシフト回路を有す
ることを特徴とする。このとき、レベルシフト回路は、
シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
る可変電圧源と、前記可変電圧源から出力される直流成
分が、信号を出力する信号源に影響しないようにするた
めのコンデンサと、前記信号源から出力される交流成分
が前記可変電圧源に影響しないようにするためのインダ
クタンスと、を有するバイアスＴｅｅ回路であってもよ
い。
置は、半導体基板上に、少なくともｎ型半導体からなる
バッファ層、一端より入射された光波を吸収し他端より
残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光
吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド
層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記ＰＩＮ構造
に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射
された光波の吸収量が変化する光変調器と、前記半導体
基板上に形成され、前記光変調器に入射される光波の光
源である半導体レーザと、を有する変調器集積化光源の
駆動装置であって、前記光変調器の前記印加電圧に対す
る前記吸収量の非線形特性を補正するように、入力され
た信号波形を変形する電圧波形変換器を有することを特
徴とする。また、半導体基板上に、少なくともｎ型半導
体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収
し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光
波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からな
るクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記
ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸
収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、
前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入射され
る光波の光源である半導体レーザと、を有する変調器集
積化光源の駆動装置であって、入力された信号の電圧レ
ベルを、前記ＰＩＮ構造に対する順方向電圧側に、ビル
トイン電圧以内でシフトさせるレベルシフト回路を有す
ることを特徴とする。このとき、レベルシフト回路は、
シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
る可変電圧源と、前記可変電圧源から出力される直流成
分が、信号を出力する信号源に影響しないようにするた
めのコンデンサと、前記信号源から出力される交流成分
が前記可変電圧源に影響しないようにするためのインダ
クタンスと、を有するバイアスＴｅｅ回路であってもよ
い。
【００１９】また、本発明の光通信モジュールの他の例
は、半導体基板上に、少なくともｎ型半導体からなるバ
ッファ層、一端より入射された光波を吸収し他端より残
りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光吸
収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド層
が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記ＰＩＮ構造に
対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射さ
れた光波の吸収量が変化する光変調器、並びに前記半導
体基板上に形成され、前記光変調器に入射される光波の
光源である半導体レーザ、を有する変調器集積化光源
と、前記光吸収層の他端から出力される光波を外部の光
伝送路に入射させるための集光手段と、前記光変調器の
前記印加電圧に対する前記吸収量の非線形特性を補正す
るように、入力された信号波形を変形する電圧波形変換
器と、を有することを特徴とする。
は、半導体基板上に、少なくともｎ型半導体からなるバ
ッファ層、一端より入射された光波を吸収し他端より残
りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波を前記光吸
収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなるクラッド層
が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記ＰＩＮ構造に
対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収層に入射さ
れた光波の吸収量が変化する光変調器、並びに前記半導
体基板上に形成され、前記光変調器に入射される光波の
光源である半導体レーザ、を有する変調器集積化光源
と、前記光吸収層の他端から出力される光波を外部の光
伝送路に入射させるための集光手段と、前記光変調器の
前記印加電圧に対する前記吸収量の非線形特性を補正す
るように、入力された信号波形を変形する電圧波形変換
器と、を有することを特徴とする。
【００２０】また、半導体基板上に、少なくともｎ型半
導体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸
収し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記
光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体から
なるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前
記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光
吸収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器、
並びに前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入
射される光波の光源である半導体レーザ、を有する変調
器集積化光源と、前記光吸収層の他端から出力される光
波を光伝送路に入射させるための集光手段と、入力され
た信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対する順方向
電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせるレベルシ
フト回路と、を有することを特徴とする。このとき、レ
ベルシフト回路は、シフト量を決定するための直流電圧
を変更可能に出力する可変電圧源と、前記可変電圧源か
ら出力される直流成分が、信号を出力する信号源に影響
しないようにするためのコンデンサと、前記信号源から
出力される交流成分が前記可変電圧源に影響しないよう
にするためのインダクタンスと、を有するバイアスＴｅ
ｅ回路であってもよい。
導体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸
収し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記
光波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体から
なるクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前
記ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光
吸収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器、
並びに前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入
射される光波の光源である半導体レーザ、を有する変調
器集積化光源と、前記光吸収層の他端から出力される光
波を光伝送路に入射させるための集光手段と、入力され
た信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対する順方向
電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせるレベルシ
フト回路と、を有することを特徴とする。このとき、レ
ベルシフト回路は、シフト量を決定するための直流電圧
を変更可能に出力する可変電圧源と、前記可変電圧源か
ら出力される直流成分が、信号を出力する信号源に影響
しないようにするためのコンデンサと、前記信号源から
出力される交流成分が前記可変電圧源に影響しないよう
にするためのインダクタンスと、を有するバイアスＴｅ
ｅ回路であってもよい。
【００２１】さらに、本発明の光通信システムの他の例
は、上記変調器集積化光源を備えたいずれかの光通信モ
ジュールを有する送信装置と、前記送信装置から出力さ
れる光波を伝送するための光伝送路と、該光波を受光し
て信号を再生する受信装置と、を有することを特徴とす
る。
は、上記変調器集積化光源を備えたいずれかの光通信モ
ジュールを有する送信装置と、前記送信装置から出力さ
れる光波を伝送するための光伝送路と、該光波を受光し
て信号を再生する受信装置と、を有することを特徴とす
る。
【００２２】上記のように構成された光変調器の駆動装
置は、電圧波形変換器によって光変調器の印加電圧に対
する吸収量の非線形特性を補正するように、信号波形を
変形することで、光変調器からは信号波形に対応した線
形な変調光が出力され、変調出力光のアイパターンのク
ロスポイントのずれが補正される。
置は、電圧波形変換器によって光変調器の印加電圧に対
する吸収量の非線形特性を補正するように、信号波形を
変形することで、光変調器からは信号波形に対応した線
形な変調光が出力され、変調出力光のアイパターンのク
ロスポイントのずれが補正される。
【００２３】また、印加電圧に対する吸収量の特性であ
る消光特性は小さい印加電圧で比較的線形に増加し、や
がて飽和するように緩やかな曲線を描くため、レベルシ
フト回路によって信号の電圧レベルをＰＩＮ構造に対す
る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
ことで、光変調器の消光特性のうち、比較的線形な部分
によって信号の電圧波形に対応する変調光が出力され
る。よって、光変調器からは信号波形に対応してほぼ線
形な変調光が出力され、変調出力光のアイパターンのク
ロスポイントのずれが補正される。
る消光特性は小さい印加電圧で比較的線形に増加し、や
がて飽和するように緩やかな曲線を描くため、レベルシ
フト回路によって信号の電圧レベルをＰＩＮ構造に対す
る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
ことで、光変調器の消光特性のうち、比較的線形な部分
によって信号の電圧波形に対応する変調光が出力され
る。よって、光変調器からは信号波形に対応してほぼ線
形な変調光が出力され、変調出力光のアイパターンのク
ロスポイントのずれが補正される。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２５】（第１実施例）まず、本発明の第１実施例
について図１及び図２を参照して説明する。
について図１及び図２を参照して説明する。
【００２６】図１は本発明の光変調器の駆動装置の第１
実施例の構成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜
視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。ま
た、図２は図１に示した光変調器の駆動装置の動作の様
子を示す図であり、同図（ａ）は電圧波形変換器の入力
波形を示す波形図、同図（ｂ）は電圧波形変換器の出力
波形を示す波形図、同図（ｃ）は光変調器の光出力波形
を示す波形図、同図（ｄ）は変調出力光のアイパターン
を示す波形図である。
実施例の構成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜
視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。ま
た、図２は図１に示した光変調器の駆動装置の動作の様
子を示す図であり、同図（ａ）は電圧波形変換器の入力
波形を示す波形図、同図（ｂ）は電圧波形変換器の出力
波形を示す波形図、同図（ｃ）は光変調器の光出力波形
を示す波形図、同図（ｄ）は変調出力光のアイパターン
を示す波形図である。
【００２７】なお、図１に示した光変調器はＩｎＰ系の
多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造の電
界吸収型光変調器である。
多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）構造の電
界吸収型光変調器である。
【００２８】まず、図１に示した光変調器１の構造につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２９】図１において、（１００）面方位のｎ−Ｉ
ｎＰ基板１１上の全面には、ｎ−ＩｎＰバッファ層１２
（膜厚０．８μｍ、キャリアー濃度１×１０17ｃｍ-3）
が積層され、その上の全面に入射光を吸収するＭＱＷ光
吸収層１３（ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ８周期：
吸収端波長λｇ１＝１．４８μｍ、キャリアー濃度５×
１０15ｃｍ-3）、及び光導波路（ＭＱＷ光吸収層１３）
の導波モードを調整するためのｉ−ＩｎＰクラッド層１
４（膜厚：１６００オングストローム）が順次積層され
ている。
ｎＰ基板１１上の全面には、ｎ−ＩｎＰバッファ層１２
（膜厚０．８μｍ、キャリアー濃度１×１０17ｃｍ-3）
が積層され、その上の全面に入射光を吸収するＭＱＷ光
吸収層１３（ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ８周期：
吸収端波長λｇ１＝１．４８μｍ、キャリアー濃度５×
１０15ｃｍ-3）、及び光導波路（ＭＱＷ光吸収層１３）
の導波モードを調整するためのｉ−ＩｎＰクラッド層１
４（膜厚：１６００オングストローム）が順次積層され
ている。
【００３０】また、ｉ−ＩｎＰクラッド層１４の上部に
は入射光を水平方向に閉じ込めるためのｐ−ＩｎＰクラ
ッド層１５（膜厚：１．５μｍ、キャリアー濃度５×１
０17ｃｍ-3）と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５及び後述す
るｐ側電極との間のバッファ層となるｐ−ＩｎＧａＡｓ
キャップ層１６（膜厚：０．２μｍ、キャリアー濃度１
×１０19ｃｍ-3）とが順次積層され、さらにその上にＣ
ｒ／Ａｕからなるｐ側電極１７が形成されている。
は入射光を水平方向に閉じ込めるためのｐ−ＩｎＰクラ
ッド層１５（膜厚：１．５μｍ、キャリアー濃度５×１
０17ｃｍ-3）と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１５及び後述す
るｐ側電極との間のバッファ層となるｐ−ＩｎＧａＡｓ
キャップ層１６（膜厚：０．２μｍ、キャリアー濃度１
×１０19ｃｍ-3）とが順次積層され、さらにその上にＣ
ｒ／Ａｕからなるｐ側電極１７が形成されている。
【００３１】ｐ側電極１７にはパッド電極１８が接続さ
れ、パッド電極１８の下部には絶縁層となるポリイミド
膜１９が形成されている。また、ｎ−ＩｎＰ基板１１の
裏面にはＣｒ／Ａｕからなるｎ側電極１１ａが形成され
ている。
れ、パッド電極１８の下部には絶縁層となるポリイミド
膜１９が形成されている。また、ｎ−ＩｎＰ基板１１の
裏面にはＣｒ／Ａｕからなるｎ側電極１１ａが形成され
ている。
【００３２】なお、光の入射面及び変調光の出力面であ
る光変調器１の劈開端面には無反射コーティング膜が施
されている。
る光変調器１の劈開端面には無反射コーティング膜が施
されている。
【００３３】一方、駆動装置２は、変調信号であるパル
ス信号を出力する信号源２１と、信号源２１から出力さ
れた信号電圧波形を変形する電圧波形変換器２２とによ
って構成され、電圧波形変換器２２から出力された信号
は光変調器１のパッド電極１８及びｎ側電極１１ａ間に
印加される。
ス信号を出力する信号源２１と、信号源２１から出力さ
れた信号電圧波形を変形する電圧波形変換器２２とによ
って構成され、電圧波形変換器２２から出力された信号
は光変調器１のパッド電極１８及びｎ側電極１１ａ間に
印加される。
【００３４】このような構成において、電界吸収型の光
変調器１は、そのＰＩＮ構造に対して逆方向電圧が印加
されることで、図９に示したような消光特性で光を出力
する。また、電圧波形変換器２２は光変調器１の消光特
性の非線形性を補正するように信号電圧波形を変形す
る。
変調器１は、そのＰＩＮ構造に対して逆方向電圧が印加
されることで、図９に示したような消光特性で光を出力
する。また、電圧波形変換器２２は光変調器１の消光特
性の非線形性を補正するように信号電圧波形を変形す
る。
【００３５】即ち、電圧波形変換器２２は、光変調器１
の吸収損失（吸収量）αに対する印加電圧Ｖの関係α＝
ｆ（Ｖ）に対して、信号電圧Ｖ0 をＶ≒ｆ-1（Ｃ・
Ｖ0 ）に変形する回路で構成されている（Ｃ：定数）。
の吸収損失（吸収量）αに対する印加電圧Ｖの関係α＝
ｆ（Ｖ）に対して、信号電圧Ｖ0 をＶ≒ｆ-1（Ｃ・
Ｖ0 ）に変形する回路で構成されている（Ｃ：定数）。
【００３６】このとき、図２（ａ）に示すように信号源
２１からは線形な信号電圧波形が出力され、電圧波形変
換器２２は信号源２１から出力された信号電圧波形を光
変調器１の消光特性の非線形性を補正するように変形す
る（図２（ｂ）参照）。したがって、光変調器１からは
信号電圧波形に対応した線形な変調光が出力され（図２
（ｃ）参照）、図２（ｄ）に示すように、変調出力光の
アイパターンのクロスポイントのずれが補正されて良好
なアイパターンを得ることができる。
２１からは線形な信号電圧波形が出力され、電圧波形変
換器２２は信号源２１から出力された信号電圧波形を光
変調器１の消光特性の非線形性を補正するように変形す
る（図２（ｂ）参照）。したがって、光変調器１からは
信号電圧波形に対応した線形な変調光が出力され（図２
（ｃ）参照）、図２（ｄ）に示すように、変調出力光の
アイパターンのクロスポイントのずれが補正されて良好
なアイパターンを得ることができる。
【００３７】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
について図３〜図５を参照して説明する。
について図３〜図５を参照して説明する。
【００３８】図３は本発明の光変調器の駆動装置の第２
実施例の構成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜
視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。図
４は図３に示した光変調器の動作の様子を示す図であ
り、同図（ａ）は動作原理を説明するためのグラフ、同
図（ｂ）は変調出力光のアイパターンを示す波形図、同
図（ｃ）は変調出力光のアイパターンを示す波形図であ
る。また、図５は図３に示した光変調器の変調出力光の
アイパターンが改善される様子を示す図であり、同図
（ａ）は改善前の波形図、同図（ｂ）は改善後の波形図
である。
実施例の構成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜
視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。図
４は図３に示した光変調器の動作の様子を示す図であ
り、同図（ａ）は動作原理を説明するためのグラフ、同
図（ｂ）は変調出力光のアイパターンを示す波形図、同
図（ｃ）は変調出力光のアイパターンを示す波形図であ
る。また、図５は図３に示した光変調器の変調出力光の
アイパターンが改善される様子を示す図であり、同図
（ａ）は改善前の波形図、同図（ｂ）は改善後の波形図
である。
【００３９】なお、本実施例の光変調器は第１実施例と
同様にＩｎＰ系多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の電界吸収
型光変調器であるため、その詳細な説明は省略する。
同様にＩｎＰ系多重量子井戸（ＭＱＷ）構造の電界吸収
型光変調器であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４０】図３において、駆動装置３は、変調信号で
あるパルス信号を出力する信号源３１と、信号源３１か
ら出力された信号電圧を光変調器１の順方向電圧側にレ
ベルシフトさせるバイアスＴｅｅ回路３２とによって構
成される。バイアスＴｅｅ回路３２は、信号電圧のレベ
ルシフト量を決定するための直流電圧を出力する可変電
圧源３２１と、可変電圧源３２１から出力される直流成
分が信号源３１に影響しないようにするためのコンデン
サＣと、信号源３１から出力される交流成分が可変電圧
源３２１に影響しないようにするためのインダクタンス
Ｌとによって構成され、バイアスＴｅｅ回路３２から出
力された信号は光変調器１のパッド電極及びｎ側電極間
に印加される。
あるパルス信号を出力する信号源３１と、信号源３１か
ら出力された信号電圧を光変調器１の順方向電圧側にレ
ベルシフトさせるバイアスＴｅｅ回路３２とによって構
成される。バイアスＴｅｅ回路３２は、信号電圧のレベ
ルシフト量を決定するための直流電圧を出力する可変電
圧源３２１と、可変電圧源３２１から出力される直流成
分が信号源３１に影響しないようにするためのコンデン
サＣと、信号源３１から出力される交流成分が可変電圧
源３２１に影響しないようにするためのインダクタンス
Ｌとによって構成され、バイアスＴｅｅ回路３２から出
力された信号は光変調器１のパッド電極及びｎ側電極間
に印加される。
【００４１】このような構成において、バイアスＴｅｅ
回路３２の電圧レベルシフト量は光変調器１のビルトイ
ン電圧以内に制限される。これはビルトイン電圧以上の
電圧を光変調器１にバイアスすると光変調器１に順方向
電流が流れて、チャーピング等の問題が顕著になるおそ
れがあるからである。本実施例の光変調器１のビルトイ
ン電圧は０．７Ｖであり、図４（ａ）に示すように、バ
イアスＴｅｅ回路３２は信号電圧を光変調器１の順方向
電圧側に０．５Ｖだけバイアスする。
回路３２の電圧レベルシフト量は光変調器１のビルトイ
ン電圧以内に制限される。これはビルトイン電圧以上の
電圧を光変調器１にバイアスすると光変調器１に順方向
電流が流れて、チャーピング等の問題が顕著になるおそ
れがあるからである。本実施例の光変調器１のビルトイ
ン電圧は０．７Ｖであり、図４（ａ）に示すように、バ
イアスＴｅｅ回路３２は信号電圧を光変調器１の順方向
電圧側に０．５Ｖだけバイアスする。
【００４２】このようにすると、図４（ｂ）に示すよう
に信号電圧の振幅中心（−０．５Ｖ）に対応する光変調
器１の光出力Ｐｃが、最大光出力Ｐ1 （光がＯＮ時のパ
ワー）と最小光出力Ｐ0 （光がＯＦＦ時のパワー）のほ
ぼ中心の値になる。したがって、変調出力光のアイパタ
ーンのクロスポイントは信号電圧の振幅中心に対する光
出力とほぼ等しくなるため、クロスポイントのずれが補
正される。
に信号電圧の振幅中心（−０．５Ｖ）に対応する光変調
器１の光出力Ｐｃが、最大光出力Ｐ1 （光がＯＮ時のパ
ワー）と最小光出力Ｐ0 （光がＯＦＦ時のパワー）のほ
ぼ中心の値になる。したがって、変調出力光のアイパタ
ーンのクロスポイントは信号電圧の振幅中心に対する光
出力とほぼ等しくなるため、クロスポイントのずれが補
正される。
【００４３】一方、従来の駆動装置では、信号電圧の振
幅中心（−１．０Ｖ）に対する光出力のパワーＰｃ’は
図４（ｃ）に示すようにアイパターンの下方側（光のＯ
ＦＦ側）にずれた値になる。
幅中心（−１．０Ｖ）に対する光出力のパワーＰｃ’は
図４（ｃ）に示すようにアイパターンの下方側（光のＯ
ＦＦ側）にずれた値になる。
【００４４】したがって、図５に示すように、本実施例
の光変調器の駆動装置も第１実施例と同様に変調出力光
のアイパターンのクロスポイントのずれを補正すること
が可能になり、良好なアイパターンを得ることができ
る。また、このとき、バイアスＴｅｅ回路３２のような
簡単な構成で信号電圧をバイアスすることができる。
の光変調器の駆動装置も第１実施例と同様に変調出力光
のアイパターンのクロスポイントのずれを補正すること
が可能になり、良好なアイパターンを得ることができ
る。また、このとき、バイアスＴｅｅ回路３２のような
簡単な構成で信号電圧をバイアスすることができる。
【００４５】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
について図６を参照して説明する。
について図６を参照して説明する。
【００４６】本実施例では、第１実施例または第２実施
例で示した光変調器及び駆動装置を搭載した光通信用の
光変調器モジュールについて説明する。
例で示した光変調器及び駆動装置を搭載した光通信用の
光変調器モジュールについて説明する。
【００４７】図６は図１及び図３に示した光変調器及び
駆動装置を搭載した光変調器モジュールの構成を示す平
面図である。
駆動装置を搭載した光変調器モジュールの構成を示す平
面図である。
【００４８】図６において、光通信用の光変調器モジュ
ー４は、光変調器４２及び駆動装置４３を固定するため
のサブマウント４１を有し、サブマウント４１上には第
１実施例または第２実施例で示した電界吸収型の光変調
器４２が固定されている。また光変調器４２の光軸上に
は非球面レンズ４４を介して光ファイバー４５が固定さ
れている。光変調器４２の近傍には駆動装置４３が固定
され、光変調器４２のパッド電極及びｎ側電極とそれぞ
れ接続されている。
ー４は、光変調器４２及び駆動装置４３を固定するため
のサブマウント４１を有し、サブマウント４１上には第
１実施例または第２実施例で示した電界吸収型の光変調
器４２が固定されている。また光変調器４２の光軸上に
は非球面レンズ４４を介して光ファイバー４５が固定さ
れている。光変調器４２の近傍には駆動装置４３が固定
され、光変調器４２のパッド電極及びｎ側電極とそれぞ
れ接続されている。
【００４９】このような構成において、本実施例で示し
た光変調器モジュール４を用いれば良好な光出力アイパ
ターンを容易に作り出すことができる。
た光変調器モジュール４を用いれば良好な光出力アイパ
ターンを容易に作り出すことができる。
【００５０】（第４実施例）次に、本発明の第４実施例
について図７を参照して説明する。
について図７を参照して説明する。
【００５１】本実施例では、第３実施例で示した光変調
器モジュールを用いた光通信システムについて説明す
る。
器モジュールを用いた光通信システムについて説明す
る。
【００５２】図７は図６に示した光変調器モジュールを
用いた光通信システムの構成を示すブロック図である。
用いた光通信システムの構成を示すブロック図である。
【００５３】図７において、送信装置５は、光変調器モ
ジュール５２に光を入力するための光源５１と、光変調
器モジュール５２及び光源５１にそれぞれ電力を供給す
るための駆動部５３とを有している。
ジュール５２に光を入力するための光源５１と、光変調
器モジュール５２及び光源５１にそれぞれ電力を供給す
るための駆動部５３とを有している。
【００５４】一方、受信装置６は光信号を受信する受光
部６１を有し、送信装置５の光変調器モジュール５２と
受信装置６の受光部６１は光ファイバー７によって接続
される。
部６１を有し、送信装置５の光変調器モジュール５２と
受信装置６の受光部６１は光ファイバー７によって接続
される。
【００５５】このような構成において、光源５１から出
力された光は、光変調器モジュール５２で変調光に変換
され、光ファイバー７を通って受光部６１に入力され
る。
力された光は、光変調器モジュール５２で変調光に変換
され、光ファイバー７を通って受光部６１に入力され
る。
【００５６】（第５実施例）次に、本発明の第５実施例
について図８を参照して説明する。
について図８を参照して説明する。
【００５７】本実施例では、電界吸収型光変調器とＤＦ
Ｂレーザとを同一の基板上に形成した変調器集積化光源
について説明する。
Ｂレーザとを同一の基板上に形成した変調器集積化光源
について説明する。
【００５８】図８は図１及び図３に示した光変調器とＤ
ＦＢレーザとを搭載した変調器集積化光源の構成を示す
斜視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。
ＦＢレーザとを搭載した変調器集積化光源の構成を示す
斜視図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。
【００５９】まず、図８に示した変調器集積化光源の構
造について説明する。
造について説明する。
【００６０】図８において、（１００）面方位のｎ−Ｉ
ｎＰ基板８１上には、光源となるＤＦＢレーザ部８と、
ＤＦＢレーザ部８から出力されたレーザ光を変調する光
変調部９とが形成される。
ｎＰ基板８１上には、光源となるＤＦＢレーザ部８と、
ＤＦＢレーザ部８から出力されたレーザ光を変調する光
変調部９とが形成される。
【００６１】ｎ−ＩｎＰ基板８１のうち、ＤＦＢレーザ
部８となる部位の上面近傍には出力するレーザ光の波長
を決定する回折格子８１ａが形成され、ｎ−ＩｎＰ基板
８１上には、ｎ−ＩｎＰバッファ層８２（膜厚０．８μ
ｍ、キャリアー濃度１×１０ 17ｃｍ-3）が積層されてい
る。ｎ−ＩｎＰバッファ層８２の上部には、入射光を水
平方向に閉じ込めるためのｎ−ＩｎＰクラッド層８３
（膜厚７００オングストローム、キャリアー濃度１×１
０17ｃｍ-3）、光を出力するＭＱＷ活性層８４（ＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ８周期）、及び光波を水平方
向に閉じ込めるためのｐ−ＩｎＰクラッド層８５（膜
厚：１６００オングストローム、キャリアー濃度５×１
０17ｃｍ-3）が順次積層され、ｎ−ＩｎＰクラッド層８
３、ＭＱＷ活性層８４、及びｐ−ＩｎＰクラッド層８５
は、ｐクラッド層８６（膜厚１．６μｍ、キャリアー濃
度５×１０17ｃｍ-3）によって覆われている。また、ｐ
クラッド層８６の上部にはｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層
８７（膜厚：０．２５μｍ、キャリアー濃度１×１０19
ｃｍ-3）が形成され、ｐクラッド層８６を除くｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓキャップ層８７の下部には第１のポリイミド膜
８９が形成されている。ここで、ＭＱＷ活性層８４は、
選択ＭＯＶＰＥ（metal organic vapor phaseepitaxy
）バンドギャップ制御技術により、回折格子８１ｂが
形成された領域の上に波長組成が１．５５μｍになるよ
うに形成され、このことによって光源であるＤＦＢレー
ザ部８が形成される。また、回折格子８１ｂが形成され
た領域以外では波長組成が１．４９μｍになるように形
成され、これがＭＱＷ光吸収層として機能することで光
変調器部９となる。
部８となる部位の上面近傍には出力するレーザ光の波長
を決定する回折格子８１ａが形成され、ｎ−ＩｎＰ基板
８１上には、ｎ−ＩｎＰバッファ層８２（膜厚０．８μ
ｍ、キャリアー濃度１×１０ 17ｃｍ-3）が積層されてい
る。ｎ−ＩｎＰバッファ層８２の上部には、入射光を水
平方向に閉じ込めるためのｎ−ＩｎＰクラッド層８３
（膜厚７００オングストローム、キャリアー濃度１×１
０17ｃｍ-3）、光を出力するＭＱＷ活性層８４（ＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓＰ８周期）、及び光波を水平方
向に閉じ込めるためのｐ−ＩｎＰクラッド層８５（膜
厚：１６００オングストローム、キャリアー濃度５×１
０17ｃｍ-3）が順次積層され、ｎ−ＩｎＰクラッド層８
３、ＭＱＷ活性層８４、及びｐ−ＩｎＰクラッド層８５
は、ｐクラッド層８６（膜厚１．６μｍ、キャリアー濃
度５×１０17ｃｍ-3）によって覆われている。また、ｐ
クラッド層８６の上部にはｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層
８７（膜厚：０．２５μｍ、キャリアー濃度１×１０19
ｃｍ-3）が形成され、ｐクラッド層８６を除くｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓキャップ層８７の下部には第１のポリイミド膜
８９が形成されている。ここで、ＭＱＷ活性層８４は、
選択ＭＯＶＰＥ（metal organic vapor phaseepitaxy
）バンドギャップ制御技術により、回折格子８１ｂが
形成された領域の上に波長組成が１．５５μｍになるよ
うに形成され、このことによって光源であるＤＦＢレー
ザ部８が形成される。また、回折格子８１ｂが形成され
た領域以外では波長組成が１．４９μｍになるように形
成され、これがＭＱＷ光吸収層として機能することで光
変調器部９となる。
【００６２】ＤＦＢレーザ部８のｐ−ＩｎＧａＡｓキャ
ップ層８７の上には、Ｃｒ／Ａｕからなる第１のｐ側電
極８８が形成され、同様に光変調器部９のｐ−ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層の上部には第２のｐ側電極９７が形成さ
れている。また、第２のｐ側電極９７にはパッド電極９
８が接続され、パッド電極９８の下部には第２のポリイ
ミド膜９９が形成されている。さらに、ｎ−ＩｎＰ基板
８１裏面にはＣｒ／Ａｕからなるｎ側電極９１が形成さ
れている。
ップ層８７の上には、Ｃｒ／Ａｕからなる第１のｐ側電
極８８が形成され、同様に光変調器部９のｐ−ＩｎＧａ
Ａｓキャップ層の上部には第２のｐ側電極９７が形成さ
れている。また、第２のｐ側電極９７にはパッド電極９
８が接続され、パッド電極９８の下部には第２のポリイ
ミド膜９９が形成されている。さらに、ｎ−ＩｎＰ基板
８１裏面にはＣｒ／Ａｕからなるｎ側電極９１が形成さ
れている。
【００６３】なお、変調光の出力面及びその反対側の面
である変調器集積化光源１０の劈開端面には無反射コー
ティング膜が施されている。
である変調器集積化光源１０の劈開端面には無反射コー
ティング膜が施されている。
【００６４】このような構成において、第１のｐ側電極
８８とｎ側電極９１の間に直流電圧を印加することによ
り、ＤＦＢレーザ部８からは連続発振するレーザ光が得
られ、レーザ光は光変調器部９に入射される。
８８とｎ側電極９１の間に直流電圧を印加することによ
り、ＤＦＢレーザ部８からは連続発振するレーザ光が得
られ、レーザ光は光変調器部９に入射される。
【００６５】一方、駆動装置２は、第１実施例と同様に
変調信号であるパルス信号を出力する信号源２１と、信
号源２１から出力された信号を変形する電圧波形変換器
２２とによって構成され、電圧波形変換器２２から出力
された信号は変調器集積化光源１０のパッド電極９８及
びｎ側電極９１間に印加される。
変調信号であるパルス信号を出力する信号源２１と、信
号源２１から出力された信号を変形する電圧波形変換器
２２とによって構成され、電圧波形変換器２２から出力
された信号は変調器集積化光源１０のパッド電極９８及
びｎ側電極９１間に印加される。
【００６６】したがって、第１実施例と同様に、電圧波
形変換器２２が光変調器部９の消光特性の非線形性を補
正するように信号電圧を変形することで、電界吸収型の
光変調器部９の消光特性の非線形性が補正され、変調出
力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補正され
て良好なアイパターンを得ることができる。なお、駆動
装置は、第２実施例と同様にバイアスＴｅｅ回路を有す
る構成であってもよく、この場合も第２実施例と同様に
変調出力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補
正され、良好なアイパターンを得ることができる。
形変換器２２が光変調器部９の消光特性の非線形性を補
正するように信号電圧を変形することで、電界吸収型の
光変調器部９の消光特性の非線形性が補正され、変調出
力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補正され
て良好なアイパターンを得ることができる。なお、駆動
装置は、第２実施例と同様にバイアスＴｅｅ回路を有す
る構成であってもよく、この場合も第２実施例と同様に
変調出力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補
正され、良好なアイパターンを得ることができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
いるので、以下に記載する効果を奏する。
【００６８】光変調器の印加電圧に対する吸収量の非線
形特性を補正するように、信号波形を変形する電圧波形
変換器を有することで、光変調器からは信号波形に対応
した線形な変調光が出力され、変調出力光のアイパター
ンのクロスポイントのずれが補正されるため、良好なア
イパターンを得ることができる。
形特性を補正するように、信号波形を変形する電圧波形
変換器を有することで、光変調器からは信号波形に対応
した線形な変調光が出力され、変調出力光のアイパター
ンのクロスポイントのずれが補正されるため、良好なア
イパターンを得ることができる。
【００６９】また、入力された信号の電圧レベルを、Ｐ
ＩＮ構造に対する順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内
でシフトさせるレベルシフト回路を有することで、変調
出力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補正さ
れ、良好なアイパターンを得ることができる。
ＩＮ構造に対する順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内
でシフトさせるレベルシフト回路を有することで、変調
出力光のアイパターンのクロスポイントのずれが補正さ
れ、良好なアイパターンを得ることができる。
【００７０】さらに、レベルシフト回路をバイアスＴｅ
ｅ回路とすることで、簡便な手段で変調出力光のアイパ
ターンのクロスポイントのずれを補正することができ
る。
ｅ回路とすることで、簡便な手段で変調出力光のアイパ
ターンのクロスポイントのずれを補正することができ
る。
【図１】本発明の光変調器の駆動装置の第１実施例の構
成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜視図、及び
駆動装置の構成を示すブロック図である。
成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜視図、及び
駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した光変調器の駆動装置の動作の様子
を示す図であり、同図（ａ）は電圧波形変換器の入力波
形を示す波形図、同図（ｂ）は電圧波形変換器の出力波
形を示す波形図、同図（ｃ）は光変調器の光出力波形を
示す波形図、同図（ｄ）は変調出力光のアイパターンを
示す波形図である。
を示す図であり、同図（ａ）は電圧波形変換器の入力波
形を示す波形図、同図（ｂ）は電圧波形変換器の出力波
形を示す波形図、同図（ｃ）は光変調器の光出力波形を
示す波形図、同図（ｄ）は変調出力光のアイパターンを
示す波形図である。
【図３】本発明の光変調器の駆動装置の第２実施例の構
成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜視図、及び
駆動装置の構成を示すブロック図である。
成を示す図であり、光変調器の構造を示す斜視図、及び
駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した光変調器の動作の様子を示す図で
あり、同図（ａ）は動作原理を説明するための光変調器
の消光特性を示すグラフ、同図（ｂ）は変調出力光のア
イパターンを示す波形図、同図（ｃ）は変調出力光のア
イパターンを示す波形図である。
あり、同図（ａ）は動作原理を説明するための光変調器
の消光特性を示すグラフ、同図（ｂ）は変調出力光のア
イパターンを示す波形図、同図（ｃ）は変調出力光のア
イパターンを示す波形図である。
【図５】図３に示した光変調器の変調出力光のアイパタ
ーンが改善される様子を示す図であり、同図（ａ）は改
善前の波形図、同図（ｂ）は改善後の波形図である。
ーンが改善される様子を示す図であり、同図（ａ）は改
善前の波形図、同図（ｂ）は改善後の波形図である。
【図６】図１及び図３に示した光変調器及び駆動装置を
搭載した光変調器モジュールの構成を示す平面図であ
る。
搭載した光変調器モジュールの構成を示す平面図であ
る。
【図７】図６に示した光変調器モジュールを用いた光通
信システムの構成を示すブロック図である。
信システムの構成を示すブロック図である。
【図８】図８は図１及び図３に示した光変調器とＤＦＢ
レーザとを形成した変調器集積化光源の構成を示す斜視
図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。
レーザとを形成した変調器集積化光源の構成を示す斜視
図、及び駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図９】電界吸収型の光変調器の印加電圧に対する光出
力の関係を示す消光特性のグラフである。
力の関係を示す消光特性のグラフである。
【図１０】光変調器から出力される従来の変調出力光の
アイパターンを示す波形図である。
アイパターンを示す波形図である。
１、４２ 光変調器 ２、３、４３ 駆動装置 ４、５２ 光変調器モジュール ５ 送信装置 ６ 受信装置 ７、４５ 光ファイバー ８ ＤＦＢレーザ部 ９ 光変調器部 １０ 変調器集積化光源 １１、８１ ｎ−ＩｎＰ基板 １１ａ、９１ ｎ側電極 １２、８２ ｎ−ＩｎＰバッファ層 １３、８４ ＭＱＷ光吸収層 １４ ｉ−ＩｎＰクラッド層 １５、８５ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １６、８７ ｐ−ＩｎＧａＡｓキャップ層 １７ ｐ側電極 １８、９８ パッド電極 １９ ポリイミド膜 ２１、３１ 信号源 ２２、３２ 電圧波形変換器 ４１ サブマウント ４４ 非球面レンズ ５１ 光源 ５３ 駆動部 ６１ 受光部 ８１ａ 回折格子 ８３ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ８６ ｐクラッド層 ８８ 第１のｐ側電極 ８９ 第１のポリイミド膜 ９７ 第２のｐ側電極 ９９ 第２のポリイミド膜 ３２１ 可変電圧源
Claims (14)
- 【請求項１】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなる
クラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記Ｐ
ＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器の駆動
装置であって、 前記光変調器の前記印加電圧に対する前記吸収量の非線
形特性を補正するように、入力された信号波形を変形す
る電圧波形変換器を有することを特徴とする光変調器の
駆動装置。 - 【請求項２】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなる
クラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記Ｐ
ＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器の駆動
装置であって、 入力された信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対す
る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
レベルシフト回路を有することを特徴とする光変調器の
駆動装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の光変調器の駆動装置に
おいて、 レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
影響しないようにするためのインダクタンスと、 を有するバイアスＴｅｅ回路であることを特徴とする光
変調器の駆動装置。 - 【請求項４】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなる
クラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記Ｐ
ＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、 前記光吸収層の一端に光波を入射させるための第１の集
光手段と、 前記光吸収層の他端から出力される光波を外部の光伝送
路に入射させるための第２の集光手段と、 前記光変調器の前記印加電圧に対する前記吸収量の非線
形特性を補正するように、入力された信号波形を変形す
る電圧波形変換器と、を有することを特徴とする光通信
モジュール。 - 【請求項５】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなる
クラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記Ｐ
ＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、 前記光吸収層の一端に光波を入射させるための第１の集
光手段と、 前記光吸収層の他端から出力される光波を光伝送路に入
射させるための第２の集光手段と、 入力された信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対す
る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
レベルシフト回路と、を有することを特徴とする光通信
モジュール。 - 【請求項６】 請求項５に記載の光通信モジュールにお
いて、 レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
影響しないようにするためのインダクタンスと、を有す
るバイアスＴｅｅ回路であることを特徴とする光変調器
の駆動装置。 - 【請求項７】 請求項４ないし６のいずれか１項に記載
の光通信モジュールを有する送信装置と、 前記送信装置から出力される光波を伝送するための光伝
送路と、 該光波を受光して信号を再生する受信装置と、を有する
ことを特徴とする光通信システム。 - 【請求項８】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなる
クラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記Ｐ
ＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、 前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入射され
る光波の光源である半導体レーザと、を有する変調器集
積化光源の駆動装置であって、 前記光変調器の前記印加電圧に対する前記吸収量の非線
形特性を補正するように、入力された信号波形を変形す
る電圧波形変換器を有することを特徴とする変調器集積
化光源の駆動装置。 - 【請求項９】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導体
からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収し
他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光波
を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からなる
クラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記Ｐ
ＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸収
層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器と、 前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入射され
る光波の光源である半導体レーザと、を有する変調器集
積化光源の駆動装置であって、 入力された信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対す
る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
レベルシフト回路を有することを特徴とする変調器集積
化光源の駆動装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の変調器集積化光源の
駆動装置において、 レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
影響しないようにするためのインダクタンスと、を有す
るバイアスＴｅｅ回路であることを特徴とする光変調器
の駆動装置。 - 【請求項１１】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導
体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収
し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光
波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からな
るクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記
ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸
収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器、 並びに前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入
射される光波の光源である半導体レーザ、を有する変調
器集積化光源と、 前記光吸収層の他端から出力される光波を外部の光伝送
路に入射させるための集光手段と、 前記光変調器の前記印加電圧に対する前記吸収量の非線
形特性を補正するように、入力された信号波形を変形す
る電圧波形変換器と、を有することを特徴とする光通信
モジュール。 - 【請求項１２】 半導体基板上に、少なくともｎ型半導
体からなるバッファ層、一端より入射された光波を吸収
し他端より残りの光波を出力する光吸収層、及び前記光
波を前記光吸収層に閉じ込めるためのｐ型半導体からな
るクラッド層が順次積層されたＰＩＮ構造を有し、前記
ＰＩＮ構造に対する逆方向の印加電圧に応じて前記光吸
収層に入射された光波の吸収量が変化する光変調器、 並びに前記半導体基板上に形成され、前記光変調器に入
射される光波の光源である半導体レーザ、を有する変調
器集積化光源と、 前記光吸収層の他端から出力される光波を光伝送路に入
射させるための集光手段と、 入力された信号の電圧レベルを、前記ＰＩＮ構造に対す
る順方向電圧側に、ビルトイン電圧以内でシフトさせる
レベルシフト回路と、を有することを特徴とする光通信
モジュール。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の光通信モジュール
において、 レベルシフト回路は、 シフト量を決定するための直流電圧を変更可能に出力す
る可変電圧源と、 前記可変電圧源から出力される直流成分が、信号を出力
する信号源に影響しないようにするためのコンデンサ
と、 前記信号源から出力される交流成分が前記可変電圧源に
影響しないようにするためのインダクタンスと、を有す
るバイアスＴｅｅ回路であることを特徴とする光変調器
の駆動装置。 - 【請求項１４】 請求項１１ないし１３のいずれか１項
に記載の光通信モジュールを有する送信装置と、 前記送信装置から出力される光波を伝送するための光伝
送路と、 該光波を受光して信号を再生する受信装置と、を有する
ことを特徴とする光通信システム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9101898A JP2907185B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 光変調器の駆動装置及び変調器集積化光源の駆動装置並びにそれを備えた光通信モジュール及び光通信システム |
| US09/061,170 US6002510A (en) | 1997-04-18 | 1998-04-16 | Driving apparatus for optical modulator and driving apparatus for modulator integrated light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9101898A JP2907185B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 光変調器の駆動装置及び変調器集積化光源の駆動装置並びにそれを備えた光通信モジュール及び光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10293278A true JPH10293278A (ja) | 1998-11-04 |
| JP2907185B2 JP2907185B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=14312746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9101898A Expired - Fee Related JP2907185B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 光変調器の駆動装置及び変調器集積化光源の駆動装置並びにそれを備えた光通信モジュール及び光通信システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6002510A (ja) |
| JP (1) | JP2907185B2 (ja) |
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| JPH0764031A (ja) * | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器 |
| US5546218A (en) * | 1994-03-18 | 1996-08-13 | Fujitsu Limited | Drive circuit of a simiconductor optical modulator |
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