JPH1073790A - 光変調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子特性の向上とコスト削減を両立して実現
できる光変調器を提供する。 【解決手段】 光変調器は、第１導電型半導体基板１０
上に、第１導電型クラッド層（n-InPクラッド層）２
０、光吸収層（non-doped InGaAsP）３０、第２導電型
クラッド層（p-InPクラッド層）４０、オーミックコン
タクト層（p+-InGaAs）５０を積層し、かつ、メサ状に
エッチングされたストライプによって光導波路６０が形
成されたＰ−ｉ−Ｎ構造を有し、光導波路６０の第１の
端面を劈開若しくはコーティングを施さない端面とし、
第２の端面にＳｉＯxとΑｕによる全反射膜１００を形
成し、さらに第１導電型半導体基板１０の下側には第１
導電型に対応する第１電極８０、第１導電型半導体基板
１０の上部には第２導電型に対応する第２電極９０を設
けて、上記Ｐ−ｉ−Ν構造に電気的バイアス印加が可能
なように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体光変調器、
特に、低電圧動作を可能にする電界吸収型光変調器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】広帯域・低損失・無誘導という優れた特
徴を持つ光ファイバ通信システムでは、光源の周波数チ
ャープ（信号光のスペクトル広がり）を最小限に抑える
ための外部変調器が不可欠である。

【０００３】光変調器の文献としては、例えば「ＩｎＧ
ａＡｓＰ吸収型光変調器モジュール」，鈴木他、１９９
２年電子情報通信学会春季大会，Ｃ−２０１，ｐ．４−
２４３に開示されたものがある。

【０００４】光変調器は、その変調時に生じる波長チャ
ーピングが、従来の半導体レーザの直接変調に比べて極
めて小さいために、将来の光通信システムの伝送容量の
大容量化、伝送距離の長距離化を実現するキーデバイス
として期待されている。その中でも、半導体を用いた電
界吸収型光変調器は、小型でかつ動作電圧が小さいとい
う特徴があり、これまで多くの研究が成されてきてい
る。

【０００５】電界吸収型光変調器は、導波路型のものと
面型の２つの構造に大きく分けられ、超高速光通信シス
テム用の光変調器としては主として導波路型の電界吸収
型光変調器が検討されてきている。その典型的な構造例
として、上記文献を挙げる。

【０００６】まず、従来例について、簡単に説明する。
従来例の素子構造においては、光導波路が形成されてい
る方向に光吸収層が形成されており、かつ、光導波路の
両端面に無反射膜が施されている。そして、一方の端面
から入射した光は、光吸収層に電圧が印加されていない
ときはほとんど透過して他方の端面から光が出射する。
また、光吸収層に逆バイアス電圧が印加されたときは、
入射光は導波路を進行していくに従い吸収されるため
に、出射光は減少する。

【０００７】このような変調器は、両端面の反射率は極
めて小さく抑えられており（通常、１％以下）、したが
って、導波路内を多重往復することによる干渉の効果は
ほとんどない。つまり、基本的に電界吸収効果だけの単
一通過による吸収で光の強度変調を行う。但し、電界吸
収効果は、無バイアス時ではほとんど吸収がなく、p-i-
n構造に逆バイアスを印加したときに吸収が生じる。し
たがって、無バイアス時にon-stateが得られ、逆バイア
ス時にon-stateが得られる。

【０００８】ところで、上記の構成の場合の光変調器の
消光ＥRは、一般に以下の式（１）で表される。

【０００９】 ＥR＝１０ｌｏｇ［ｅｘｐ｛−ΓαEA（Ｖ）Ｌ｝］ ≒−４．３４３ΓαEA（Ｖ）Ｌ …（１） 但し、Γ(カ゛ンマ)：光導波路内での、導波モードの光吸収
層への閉じ込め係数 αEA（Ｖ）：光吸収層にかかる電圧Ｖによって増加する
光の吸収係数 Ｌ：光吸収層の光導波路方向に対する長さ この式（１）より、素子長Ｌを長くすることで、同じ電
圧でより大きな消光比を得られることが理解される。換
言すれば、素子長を長く設定すると、ある一定の消光比
を得るための電圧（以下、動作電圧という場合がある）
を小さくすることができる。

【００１０】上記文献では、吸収層の組成波長１．４４
μｍ、膜厚０．３μｍ、ストライプ幅約３μｍ、長さ２
２０μｍの素子を用いて、入射光波長１．５６μｍ波長
に対し、約２．３Ｖの逆バイアスで１０ｄＢの消光比を
実現している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の電界吸収型光変調器により動作電圧の低減を実現す
る場合には、以下のような欠点があった。

【００１２】すなわち、１）動作電圧の低減するため
に、素子長を長く設定すると、接合容量が増加すること
による変調帯域の劣化、及び挿入損失の劣化が顕著にな
ってくる。特に、Flip-Flop等のドライバ出力からの電
圧で直接駆動するには、１Ｖで２０ｄＢの消光が得られ
ることが望ましいが、それを達成する程度に素子長を長
くすると、１０ＧΗｚ以上の変調帯域の達成が厳しくな
ってくる。

【００１３】２）光の結合のアライメントの調整をする
箇所が、光の入射する部分及び出射する部分の２カ所あ
り、したがって、光変調器の両端面における光の高結合
効率の達成と、光変調器への給電ラインの高速化の両方
を満足することは、極めて難しい。

【００１４】さらに、光の結合のアライメントの調整を
する箇所が、光の入射する部分及び出射する部分の２カ
所あるということから、以下の問題点があった。

【００１５】３）モジュール化する場合には、レンズな
どの光結合系のアライメントの工数がかかる。

【００１６】４）両端面ともに、極めて小さい反射防止
膜を形成する必要がある。

【００１７】これらの問題点は、光変調器の設計や作製
を難しくしているだけでなく、コストに直接反映するも
のであり、また、外部環境の変化によって、モジュール
の特性に変化が生じる可能性が大きくなるという重大な
問題がある。

【００１８】本発明は、上記素子特性の向上とコスト削
減を両立して実現できる光変調器を提供することを目的
とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光変調器
は、Ｐ−ｉ−Ｎ構造を内包する半導体導波路型光変調器
であって、導波路の第１の端面を劈開若しくはコーティ
ングを施さない端面とし、第２の端面にパワー反射率９
０％以上の反射膜を施し、Ｐ−ｉ−Ν構造に電気的バイ
アス印加を行い得るように構成する。

【００２０】また、本発明に係る光変調器は、Ｐ−ｉ−
Ｎ構造を内包する半導体導波路型光変調器であって、導
波路の第１の端面にパワー反射率５％から５０％の膜を
施し、第２の端面にパワー反射率９０％以上の反射膜を
施し、Ｐ−ｉ−Ν構造に電気的バイアス印加を行い得る
ように構成する。

【００２１】また、上記光変調器は、第１の端面より被
変調光を入射させるとともに、該第１の端面より変調光
を出射させ、かつ、導波路に電気的にバイアスを印加す
ることによって光の吸収係数若しくは屈折率の変化を生
じさせることにより光に強度変調をかけるようにしても
よく、第１の端面は、光の入出射端面であってもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明に係る光変調器は、光ファ
イバ通信等に用いられる半導体光強度変調器に適用する
ことができる。

【００２３】図１は本発明の第１の実施形態に係る光変
調器の構成を示す図であり、電界吸収型光変調器の構造
を示す図である。

【００２４】図１において、１０はn-InPウエハからな
る第１導電型半導体基板であり、この第１導電型半導体
基板１０上に順に、第１導電型クラッド層（ここではn-
InPクラッド層）２０と、光吸収層（ここではnon-doped
InGaAsP）３０と、第２導電型クラッド層（ここではp-
InPクラッド層）４０と、オーミックコンタクト層（こ
こではp+-InGaAs）５０とが積層されており、かつ、メ
サ状にエッチングされたストライプによって光導波路６
０が形成されている。また、上記光導波路６０の両脇
は、横埋め込み層（ここではポリイミド）７０で埋め込
まれている。

【００２５】上記構造は全体として、Ｐ−ｉ−Ｎ構造を
構成する。

【００２６】第１導電型半導体基板１０の下側には第１
導電型に対応する第１電極８０、第１導電型半導体基板
１０の上部には第２導電型に対応する第２電極９０が設
けられている。

【００２７】そして、光導波路６０の第１の端面は劈開
のままであり（反射率は約２８％）、第２の端面にはＳ
ｉＯxとΑｕによる全反射膜１００（反射率は約９７
％）が施されている。

【００２８】以下、上述のように構成された光変調器の
動作を説明する。

【００２９】図２は導波路方向の光強度の減衰の様子を
模式的に示した図１のＡ−Ａ’断面図及びその強度変化
を示す図であり、図３はその消光特性の計算結果例を示
す図である。

【００３０】まず、図２を参照して本実施形態の消光特
性を定性的に説明する。但し、以下では、説明の簡略化
のために端面結合損は省略する。

【００３１】まず、外部から変調器に取り込まれる光
（以下、入射光という）は、第１の端面（劈開端面）で
の反射分と導波路への結合分に分けられる。その割合
は、エネルギ反射が２８％程度であるので、反射分（以
下、反射光という）がおおよそ３割で、透過すなわち導
波路への結合分（結合光という）が７割である。導波路
に電界を印加した場合でも、エネルギ反射率は殆ど変化
しないので、反射光の強度は電圧にほぼ無関係に一定で
ある。

【００３２】次に、結合光は、導波路を伝搬していき第
２の端面（全反射膜を施した端面）で全反射し、結局、
往復して劈開端面に戻ってくる。但し、戻ってくるまで
の間に、主にバンド間吸収によって光が減衰する。その
バンド間吸収は、素子に電圧を印加している場合には、
Franz-Keldysh効果や量子閉じ込めシュタルク効果など
の電界吸収効果により増大するので、その印加電界に応
じて戻ってくる光の量が変化する。図２中のΑは一往復
分での光の減衰が殆どない場合、Ｂは一往復分での光の
減衰が約６割の場合、Ｃは一往復分で光が殆ど減衰する
場合、に対応している。但し、実際には、往復して劈開
端面に戻ってきた光のうち、約７割が出射し、残りの３
割が反射されて再び導波路を伝搬していき、第２の端面
で全反射して、導波路を往復して劈開端面に再度戻って
くる。

【００３３】このようにして、結合光は導波路内を減衰
しながら何回も往復し（以下、多重往復という）、それ
が劈開端面に戻ってくる度にその光強度の約７割が出射
することになる。なお、図２では、一回分の往復の様子
のみを示している。

【００３４】特に、一往復分での光の減衰が６割程度の
場合については、反射光の強度ＰRと導波路を一往復し
た後出射される光の強度Ｐrtはほぼ等しくなる。そして
このとき、素子長、入射光波長、導波路の透過屈折率な
どで決まる反射光と導波路を一往復した後出射される光
の位相差が、π［ｒａｄ．］程度である場合には、干渉
現象による完全な消光が得られることになる。

【００３５】次に、理論的な検討を行う。

【００３６】素子長をＬ、光の導波層への閉じ込め係数
をΓ、光の吸収係数をα（Ｖ）とすると、多重反射を考
慮したトータルの反射光Ｒtotalは、以下の数１で示す
式（２），式（３）で表される。

【００３７】

【数１】

【００３８】λ：入射光波長、ｎ3eff：導波路の等価屈
折率 Ｒ13，Ｒ35：第１断面及び第２端面のエネルギ反射率 上式から、次式（４）及び数２で示す式（５）の完全消
光条件（無限大の消光比）が導かれる。

【００３９】 γ＝２ｍπ［ｒａｄ．］（ｍ＝０，１，２，３，…） …（４） 及び、

【数２】

【００４０】また、電界吸収効果による吸収係数の増加
量αEA（Ｖ）は、両端面を無反射コーティングした単一
通過型の光変調器（従来例の構成）の消光特性の測定結
果から得られるフィッテイングパラメータｎ、Ｖ1/eを
用いると、以下の数３で示す式（６）のように表せる。

【００４１】

【数３】

【００４２】よって、無バイアス時の吸収係数をα0と
すると、トータルの吸収係数α（Ｖ）は、数４で示す式
（７）となる。

【００４３】

【数４】

【００４４】なお、フィッテイングパラメータｎ、Ｖ1/
eは、両端面に無反射コーティングを施した長さ１３０
μｍ、導波層組成１．４７μｍ、導波層厚０．２６μｍ
のInGaAsP/InPバルク構造の素子で、入射光１．５５０
μｍに対してｎ＝１及びＶ1/e＝１．２［Ｖ］、入射光
１．５５８μｍに対してｎ＝１．２５及びＶ1/e＝１．
２［Ｖ］であった。また、この単一通過型の光変調器で
は、入射光１．５５８μｍにおいて、２０ｄＢ消光電圧
として、約−３［Ｖ］が得られている。

【００４５】以上の式及び値を用いて、本実施形態の消
光特性（印加電圧に対するトータルの反射率）を計算し
た。その結果を図３に示す。

【００４６】なお、計算に用いた値は、Ｌ＝１７０μ
ｍ、Γ＝０．５、Ｒ13＝０．２８６、Ｒ35＝０．９８、
λ＝１．５５８３３μｍである。また、無バイアス時の
吸収係数α0は、３０［ｃｍ-1］に設定した。図３に示
すように、約−０．４Ｖから約−０．５Ｖの間で完全消
光が得られることがわかる。

【００４７】図４は光変調器の消光特性の計算結果例を
示す図であり、Ｌ＝１００μｍ、Γ＝０．５、Ｒ13＝
０．２８６、Ｒ35＝１、λ＝１．５５０μｍの場合の消
光特性の素子長依存性を示している。この計算結果よ
り、素子長を短くすることは無バイアス時の損失を低減
することに寄与し、逆に長くすることは動作電圧の低減
に寄与することがわかる。また、無バイアス時の損失を
１０ｄＢ程度まで許容するとすれば、素子長は２００μ
ｍ程度までとなる。

【００４８】次に、実験結果について説明する。

【００４９】図５は実際に作製した本光変調器の消光特
性及びその偏波依存性を示す特性図であり、長さは約１
７０μｍ、導波層組成１．４７μｍ、導波層厚０．２６
μｍのInGaAsP/InPバルク構造の消光特性及びその偏波
依存性を示している。なお、測定波長は１．５５８３μ
ｍ、素子近傍の温度は２２．５℃である。

【００５０】図５に示すように、実験結果は計算結果と
非常に一致しており、−０．４５Ｖ付近で最大消光が得
られていると共に、０Ｖから−０．４５Ｖで２０ｄＢ以
上の消光比が得られている。すなわち、単一通過構成の
場合と比べて、動作電圧を約１／６に低減できることが
実証された。また、直交する偏波についてもほぼ同等の
消光特性が得られている。

【００５１】この光変調器を光強度変調器として用いる
場合には、従来例と同様の駆動条件（無バイアス時にon
-stateで、逆バイアス時にoff-state）の場合では、約
０Ｖと約−０．４５Ｖで光のｏｎ／ｏｆｆを行うことが
できる。

【００５２】以上説明したように、第１の実施形態に係
る光変調器は、第１導電型半導体基板１０上に、第１導
電型クラッド層（n-InPクラッド層）２０、光吸収層（n
on-doped InGaAsP）３０、第２導電型クラッド層（p-In
Pクラッド層）４０、オーミックコンタクト層（p+-InGa
As）５０を積層し、かつ、メサ状にエッチングされたス
トライプによって光導波路６０が形成されたＰ−ｉ−Ｎ
構造を有し、光導波路６０の第１の端面を劈開若しくは
コーティングを施さない端面（反射率は約２８％）と
し、第２の端面にＳｉＯxとΑｕによる全反射膜１００
（反射率は約９７％）を形成し、さらに第１導電型半導
体基板１０の下側には第１導電型に対応する第１電極８
０、第１導電型半導体基板１０の上部には第２導電型に
対応する第２電極９０を設けて、上記Ｐ−ｉ−Ν構造に
電気的バイアス印加が可能なように構成したので、素子
特性を向上させることができ、コスト削減を図ることが
できる。

【００５３】具体的には、従来の単一通過型の半導体光
変調器に比べて、以下の効果を得ることができる。

【００５４】すなわち、１）素子長が従来例と同じであ
るならば、動作電圧は１／６程度となり、動作電圧の大
幅な改善が得られる。

【００５５】２）同じ動作電圧を得るための素子長を１
／６程度にすることができる。

【００５６】３）上記２）により、素子容量を減らすこ
とができるために、高速動作・高速変調を実現できる。
目安としては、変調がかかる周波数の上限ｆ3-dBは、素
子容量に反比例し、その素子容量は素子長Ｌに比例する
から、素子長Ｌを従来の６分の１に設定した場合には変
調周波数の上限ｆ3-dBは６倍になることが期待される。

【００５７】４）光の入出射端面（第１の端面）近傍で
の光の吸収量が３割程度減少するので、発生したフォト
キャリアによるパイルアップを抑制することができる。

【００５８】また、素子の作製においては、 ５）光の入出射端面（第１の端面）には膜を形成する必
要がないので、波長特性などが安定するだけでなく、膜
を形成するための工程を省くことができ、工数を減らす
ことが可能となる。これは、歩留まりの向上に大きく寄
与するものである。

【００５９】さらに、モジュールの作製においては、 ６）光の結合のアライメントの調整をする箇所が、光の
入出射端面（第１の端面）のみであるから、光変調器の
両端面における光の高結合効率と、光変調器への給電ラ
インの高速化の両方を満足する設計が可能となる。ま
た、モジュール化する場合において、レンズなどの光結
合系のアライメントの工数が半減する。

【００６０】以上より、素子特性の向上とコストの削減
の両方を達成できる。

【００６１】したがって、このような優れた特長を有す
る光変調器を、例えば外部変調器付き半導体レーザに適
用すれば、この装置においてシステムや構成を大幅に軽
減することができ、特に、超高速大容量光通信システム
に適用して好適である。

【００６２】図６は本発明の第２の実施形態に係る光変
調器の構成を示す図であり、電界吸収型光変調器の構造
を示す図である。

【００６３】図６において、２１０はn-InPウエハから
なる第１導電型半導体基板であり、この第１導電型半導
体基板２１０上に順に、第１導電型クラッド層（ここで
はn-InPクラッド層）２２０と、光吸収層（ここではnon
-doped InGaAsP）２３０と、第２導電型クラッド層（こ
こではp-InPクラッド層）２４０と、オーミックコンタ
クト層（ここではp+-InGaAs）２５０とが積層されてお
り、かつ、メサ状にエッチングされたストライプによっ
て光導波路２６０が形成されている。また、上記光導波
路２６０の両脇は、横埋め込み層（ここではポリイミ
ド）２７０で埋め込まれている。

【００６４】上記構造は全体として、Ｐ−ｉ−Ｎ構造を
構成する。

【００６５】第１導電型半導体基板２１０の下側には第
１導電型に対応する第１電極２８０、第１導電型半導体
基板２１０の上部には第２導電型に対応する第２電極２
９０が設けられている。

【００６６】そして、光導波路２６０の第１の端面には
ＡｌＯ2による部分反射膜３００（反射率は約５〜３２
％）が形成されており、第２の端面にはＳｉＯxとΑｕ
による全反射膜３１０（反射率は約９７％）が施されて
いる。

【００６７】以下、上述のように構成された光変調器の
動作を説明する。

【００６８】本実施形態の基本動作は、前記第１の実施
形態の場合とほぼ同様であるが、第１の端面の反射率を
調整できるので、特に要求される動作電圧を任意に変え
ることが可能となる。

【００６９】次に、本実施形態の消光特性について、理
論的な検討を行う。多重反射を考慮したトータルの反射
光Ｒtotalは、第１実施形態と同様に、以下の数５で示
す式（８），式（９），式（１０）のように表せる。

【００７０】

【数５】

【００７１】λ：入射光波長、ｎ3eff：導波路の等価屈
折率、Ｌ：光導波路の長さ Ｒ13，Ｒ35：第１断面及び第２端面のエネルギ反射率 また、上記式（８）と式（９）の違いは、第１端面のＡ
Ｒ膜自体の屈折率が、無反射条件を満たす値よりも大き
い場合か小さい場合かに起因するものである。

【００７２】上記式（１０）から、次式（１１），式
（１２）の完全消光条件（無限大の消光比）が導かれ
る。

【００７３】まず、上記式（８）で表される場合は、式
（１１）となる。

【００７４】 γ＝（２ｍ−１）π［ｒａｄ．］（ｍ＝１，２，３，…） …（１１） また、上記式（９）で表される場合は、式（１２）とな
る。

【００７５】 γ＝２ｍπ［ｒａｄ．］（ｍ＝０，１，２，３，…） …（１２） また、数５に示す式中の（Ｒ13）1/2＝（Ｒ35）1/2ｅｘ
ｐ［−Γα（Ｖ）Ｌ］は、前記第１実施形態の数２に示
す式（５）と同様である。

【００７６】以上の式と第１実施形態で用いた値と同様
の値を用いて、計算される消光特性の第１端面反射率依
存性を図７に示す。

【００７７】なお、計算に用いた値は、Ｌ＝１００ｍ、
Γ＝０．５、Ｒ２＝１、λ＝１．５５０μｍである。ま
た、無バイアス時の吸収係数α0は、３０［ｃｍ-1］に
設定した。

【００７８】図７に示すように、第１端面での反射率が
大きすぎると（Ｒ１＞０．５）、低電圧で消光するもの
の逆に完全消光が得られなくなる、つまり、最大消光比
が有限の値になることが示されている。

【００７９】また、ある波長に対して完全消光が得られ
ている状態で、その波長に対して短波長及び長波長側に
あるところの消光比１５ｄＢが得られる波長の範囲を許
容離調範囲とすると、計算される許容離調範囲の第１端
面反射率依存性は図８のようになる。

【００８０】この計算結果より、第１端面反射率が小さ
いほど、また素子長が短いほど、許容離調範囲が大きく
なることがわかる。しかし、逆に第１端面反射率が小さ
過ぎると（Ｒ１＜０．０５）、動作電圧が大きくなる。

【００８１】以上より、第１端面での反射率を ０．０５＜Ｒ１＜０．５ …（１３） の範囲内で設定することにより、良好な特性が得られ
る。

【００８２】以上説明したように、第２の実施形態に係
る光変調器は、光導波路２６０の第１の端面にはＡｌＯ
2による部分反射膜３００（反射率は約５〜３２％）を
形成し、第２の端面にはＳｉＯxとΑｕによる全反射膜
３１０（反射率は約９７％）を形成しているので、第１
の実施形態で述べた効果に加えて、以下の効果を得るこ
とができる。

【００８３】すなわち、１）第１端面での反射率を適当
に設定する（０．０５＜Ｒ１＜０．５）ことで、４０ｄ
Ｂ以上の消光を得ることができるとともに、動作電圧の
制御を行うことができる。

【００８４】２）第１端面での反射率を適当に設定する
（０．０５＜Ｒ１＜０．５）ことで、４０ｄＢ以上の消
光を得ることができるとともに、許容離調範囲の制御を
行うことができる。

【００８５】ここで、本光変調器は、以下の変形例につ
いても、適用できることは明らかである。

【００８６】まず、導波路型の光変調器であればどのよ
うなものでもよく、上記各実施形態で説明した構造以外
の構造や寸法あるいは材料などについて限定されるもの
ではない。また、第１の実施形態においては、実験検証
で用いた素子の吸収層がＩｎＧａＡｓＰ系のバルク材料
であるが、この吸収層に、電界強度に対する吸収層自体
の励起子ピークシフト量の大きな量子井戸あるいは歪み
量子井戸構造を用いることは、なんら本発明の要旨から
逸脱するものではない。

【００８７】また、全反射膜の形成方法や層数の設計・
膜の材料の組み合わせなどについても、限定されるのも
のではない。全反射防止膜については、その反射率が１
００％とするのが挿入損失の低減に関しては望ましい
が、その反射率を少し落すなどして、透過する光を取り
出してモニター光などとして用いてもよい。

【００８８】また、上記光変調器を構成する導波路、Ｐ
−ｉ−Ｎ構造における素子構造、さらには構造パラメー
タなどは前述した上述の実施形態に限られないことは言
うまでもない。

【００８９】

【発明の効果】本発明に係る光変調器では、導波路の第
１の端面を劈開若しくはコーティングを施さない端面と
し、第２の端面にパワー反射率９０％以上の反射膜を施
し、Ｐ−ｉ−Ν構造に電気的バイアス印加を行い得るよ
うに構成したので、素子特性の向上とコスト削減を両立
して実現することができる。

【００９０】また、本発明に係る光変調器では、導波路
の第１の端面にパワー反射率５％から５０％の膜を施
し、第２の端面にパワー反射率９０％以上の反射膜を施
し、Ｐ−ｉ−Ν構造に電気的バイアス印加を行い得るよ
うに構成したので、素子特性の向上とコスト削減効果に
加え、動作電圧及び許容離調範囲の制御を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る光変調
器の構成を示す図である。

【図２】上記光変調器の導波路方向の光強度の減衰の様
子を模式的に示した図１のＡ−Ａ’断面図及びその強度
変化を示す図である。

【図３】上記光変調器の消光特性の計算結果例を示す図
である。

【図４】上記光変調器の消光特性の計算結果例を示す図
である。

【図５】上記光変調器の消光特性及びその偏波依存性を
示す特性図である。

【図６】本発明を適用した第２の実施形態に係る光変調
器の構成を示す図である。

【図７】上記光変調器の消光特性の計算結果例を示す図
である。

【図８】上記光変調器の消光特性の計算結果例を示す図
である。

【符号の説明】

１０，２１０ 第１導電型半導体基板、２０，２２０
第１導電型クラッド層、３０，２３０ 光吸収層、４
０，２４０ 第２導電型クラッド層、５０，２５０ オ
ーミックコンタクト層、６０，２６０ 光導波路、７
０，２７０ 横埋め込み層、８０，２８０ 第１電極、
９０，２９０ 第２電極、１００，３１０全反射膜、３
００ 部分反射膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｐ−ｉ−Ｎ構造を内包する半導体導波路
   型光変調器であって、 導波路の第１の端面を劈開若しくはコーティングを施さ
   ない端面とし、第２の端面にパワー反射率９０％以上の
   反射膜を施し、前記Ｐ−ｉ−Ν構造に電気的バイアス印
   加を行い得るように構成したことを特徴とする光変調
   器。
2. 【請求項２】 Ｐ−ｉ−Ｎ構造を内包する半導体導波路
   型光変調器であって、 導波路の第１の端面にパワー反射率５％から５０％の膜
   を施し、第２の端面にパワー反射率９０％以上の反射膜
   を施し、前記Ｐ−ｉ−Ν構造に電気的バイアス印加を行
   い得るように構成したことを特徴とする光変調器。
3. 【請求項３】 上記請求項１又は２の何れかに記載の光
   変調器において、 前記第１の端面より被変調光を入射させるとともに、該
   第１の端面より変調光を出射させ、かつ、導波路に電気
   的にバイアスを印加することによって光の吸収係数若し
   くは屈折率の変化を生じさせることにより光に強度変調
   をかけるようにしたことを特徴とする光変調器。
4. 【請求項４】 前記第１の端面は、光の入出射端面であ
   ることを特徴とする請求項１、２又は３の何れかに記載
   の光変調器。