JPS5941167B2 - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
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- JPS5941167B2 JPS5941167B2 JP50097018A JP9701875A JPS5941167B2 JP S5941167 B2 JPS5941167 B2 JP S5941167B2 JP 50097018 A JP50097018 A JP 50097018A JP 9701875 A JP9701875 A JP 9701875A JP S5941167 B2 JPS5941167 B2 JP S5941167B2
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- JP
- Japan
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- waveguide
- modulation
- curved waveguide
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- modulator
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 12
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
- G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体薄膜で作成された曲がり光導波路の放
射損失を可変形にすることによつて、変調作用を得るよ
うにした光変調器に関するものである。
射損失を可変形にすることによつて、変調作用を得るよ
うにした光変調器に関するものである。
半導体光導波路で変調器を構成するには、導波路の導波
特性を外部的に可変にすることが必要である。
特性を外部的に可変にすることが必要である。
この導波特性を外部的に可変にする一方法は、この導波
特性を規定するパラメータである誘電率とその分布を外
部的に制御することである。一方、変調器の特性は、変
調度、挿入損失、スピード、大きさ、操作性などの観点
から評価されるが、半導体光変調器は小型にでき、操作
性にも優れているという特徴を有している。しかしなが
ら、これまで広く研究が行なわれ、種々提案されている
半導体を用いた光変調器は、半導体の吸収効果を用いる
もの、電気光学的効果を用いるものが殆１０んどであり
、その変調度を実用的な値にするには変調素子を大きく
しなければならないという欠点があり、半導体光変調器
の利点を十分に活用している、とは言えなかつた。本発
明は、上記従来例の欠点を除去するために、１５曲がり
導波路の放射損失により変調をおこなうものであり、変
調効率を高め低電力駆動にできる光変調器を提供するも
のである。
特性を規定するパラメータである誘電率とその分布を外
部的に制御することである。一方、変調器の特性は、変
調度、挿入損失、スピード、大きさ、操作性などの観点
から評価されるが、半導体光変調器は小型にでき、操作
性にも優れているという特徴を有している。しかしなが
ら、これまで広く研究が行なわれ、種々提案されている
半導体を用いた光変調器は、半導体の吸収効果を用いる
もの、電気光学的効果を用いるものが殆１０んどであり
、その変調度を実用的な値にするには変調素子を大きく
しなければならないという欠点があり、半導体光変調器
の利点を十分に活用している、とは言えなかつた。本発
明は、上記従来例の欠点を除去するために、１５曲がり
導波路の放射損失により変調をおこなうものであり、変
調効率を高め低電力駆動にできる光変調器を提供するも
のである。
以下、図面により実施例を詳細に説明する。まず、一般
に、光導波路は無変調時に光の挿入２０損失を極力小さ
くすることが重要であり、この挿入損失は曲がり導波路
の吸収損失、曲がり導波路の境界面における散乱損失、
および放射損失である。
に、光導波路は無変調時に光の挿入２０損失を極力小さ
くすることが重要であり、この挿入損失は曲がり導波路
の吸収損失、曲がり導波路の境界面における散乱損失、
および放射損失である。
この吸収損失は材料の選定によつて小さくすることは可
能であり、また散乱損失は導波路の境２５界面の乱れに
よつて生ずるものであり、その影響を受けない構造にし
ておくことが必要である。また、放射損失は光導波路の
構造、即ち幅、曲率半径、誘電分布によつて規定される
。本発明による光変調器は、この放射損失を可変３０形
にするために、誘電率分布の−部分を外部的に制御可能
としたものである。
能であり、また散乱損失は導波路の境２５界面の乱れに
よつて生ずるものであり、その影響を受けない構造にし
ておくことが必要である。また、放射損失は光導波路の
構造、即ち幅、曲率半径、誘電分布によつて規定される
。本発明による光変調器は、この放射損失を可変３０形
にするために、誘電率分布の−部分を外部的に制御可能
としたものである。
図は、本発明の実施例を示したもので、１は変調器を構
成する半導体、２は曲がり導波路、３は担体注入用電極
、４、５は曲がり導波路２の光の３５入出力端である。
成する半導体、２は曲がり導波路、３は担体注入用電極
、４、５は曲がり導波路２の光の３５入出力端である。
この曲がり導波路２と、放射損失を可変にするための担
体注入用電極３は同一半“導体素子１上に設けられてお
り、入力端４から入−ｑｑ−射した光は曲がり導波路２
を通り、出力端５まで導びかれる。
体注入用電極３は同一半“導体素子１上に設けられてお
り、入力端４から入−ｑｑ−射した光は曲がり導波路２
を通り、出力端５まで導びかれる。
次に、本発明の動作原理を説明すると、曲がり導波路２
の一部分に非常に近接して設けられた担体注入用電極３
から注入された担体は、その担体濃度に依存して注入領
域の誘電率を低下させる。
の一部分に非常に近接して設けられた担体注入用電極３
から注入された担体は、その担体濃度に依存して注入領
域の誘電率を低下させる。
なお、無変調時には放射損失を最小とするように担体注
入を行なうが、図の構造では、無変調時における担体注
入は最大量になり、従つて、注入領域の誘電率は最小に
なる。次に、変調の大きさに従つて担体の注入量を減じ
てゆけば、注入領域の誘電率は増加する。このため、曲
り導波路２と担体注入用電極３との境界領域の誘電率分
布は変化し、放射損失の増加を招くが、この放射損失は
誘電率分布に敏感であるため変調に要する誘電率変化を
得るには小電流変化でよい。また、担体注入は半導体１
がＰＮ接合によるものとすれば、駆動電圧は数Ｖで十分
であり、そのため変調電力は小さくてよい。なお、図は
無変調時に最大電流の注入量になる構造であるが、曲が
り導波路２の部分に担体注入をおこなう構造にすれば、
無変調時に無注入となる。
入を行なうが、図の構造では、無変調時における担体注
入は最大量になり、従つて、注入領域の誘電率は最小に
なる。次に、変調の大きさに従つて担体の注入量を減じ
てゆけば、注入領域の誘電率は増加する。このため、曲
り導波路２と担体注入用電極３との境界領域の誘電率分
布は変化し、放射損失の増加を招くが、この放射損失は
誘電率分布に敏感であるため変調に要する誘電率変化を
得るには小電流変化でよい。また、担体注入は半導体１
がＰＮ接合によるものとすれば、駆動電圧は数Ｖで十分
であり、そのため変調電力は小さくてよい。なお、図は
無変調時に最大電流の注入量になる構造であるが、曲が
り導波路２の部分に担体注入をおこなう構造にすれば、
無変調時に無注入となる。
この場合には曲がり導波路２の上に電極を設ければ良い
。また、曲がり導波路２の曲率の内側に電極を設けても
良いことは勿論である。これより本発明においては、電
極を導波路に近接して、導波路の外側、内側および導波
路上に設ければ、導波路の伝ばん条件が該電極に加わる
電圧条件によつて変化し、導波路中を伝ばんする光を変
調することができることになる。今まではＰＮ接合に順
方向バイアスを印加して担体注入をおこない、その時生
ずる誘電率降下を利用して変調する方法を説明してきた
が、ＰＮ接合に逆バイアスを印加したときに生ずる空乏
層による変調も可能である。
。また、曲がり導波路２の曲率の内側に電極を設けても
良いことは勿論である。これより本発明においては、電
極を導波路に近接して、導波路の外側、内側および導波
路上に設ければ、導波路の伝ばん条件が該電極に加わる
電圧条件によつて変化し、導波路中を伝ばんする光を変
調することができることになる。今まではＰＮ接合に順
方向バイアスを印加して担体注入をおこない、その時生
ずる誘電率降下を利用して変調する方法を説明してきた
が、ＰＮ接合に逆バイアスを印加したときに生ずる空乏
層による変調も可能である。
すなわち、空乏状態になつた領域の誘電率が最初よりも
高くなる効果を利用するのである。この場合も光変調器
構造は全く同一でよいことは言うまでもない。ただ単に
、電極に加える印加電圧を逆にすれば良いのである。以
上説明したように、本発明は、誘電率変化に極めて敏感
な曲り導波路の放射損失を利用したものであるから小形
にでき、かつ小電力駆動にできるなどの利点があり、ま
た光発光素子と同一半導体基板で構成すれば、発光素子
と変調器を同一半導体基板上に構成することが可能にな
り、挿入損失を低減する上で多大の利点があるなど、本
発明は非常に有効な光変調器を提供することができる。
高くなる効果を利用するのである。この場合も光変調器
構造は全く同一でよいことは言うまでもない。ただ単に
、電極に加える印加電圧を逆にすれば良いのである。以
上説明したように、本発明は、誘電率変化に極めて敏感
な曲り導波路の放射損失を利用したものであるから小形
にでき、かつ小電力駆動にできるなどの利点があり、ま
た光発光素子と同一半導体基板で構成すれば、発光素子
と変調器を同一半導体基板上に構成することが可能にな
り、挿入損失を低減する上で多大の利点があるなど、本
発明は非常に有効な光変調器を提供することができる。
図は、本発明の一実施例の構成図である。
１・・・・・・基板半導体、２・・・・・・曲り導波路
、３・・・・・・担体注入用電極、４・・・・・・曲り
導波路入力端、５・・・・曲り導波路出力端。
、３・・・・・・担体注入用電極、４・・・・・・曲り
導波路入力端、５・・・・曲り導波路出力端。
Claims (1)
- １ 半導体薄膜で形成した曲がり導波路と、その曲がり
導波路の一部分に近接して設けられた担体濃度を変化さ
せる電極とを有することを特徴とする光変調器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50097018A JPS5941167B2 (ja) | 1975-08-09 | 1975-08-09 | 光変調器 |
| GB32198/76A GB1562992A (en) | 1975-08-09 | 1976-08-03 | Electromagnetic radiation modulators |
| US05/710,961 US4145121A (en) | 1975-08-09 | 1976-08-03 | Light modulator |
| FR7624131A FR2321138A1 (fr) | 1975-08-09 | 1976-08-06 | Modulateur de lumiere |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50097018A JPS5941167B2 (ja) | 1975-08-09 | 1975-08-09 | 光変調器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5220846A JPS5220846A (en) | 1977-02-17 |
| JPS5941167B2 true JPS5941167B2 (ja) | 1984-10-05 |
Family
ID=14180621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50097018A Expired JPS5941167B2 (ja) | 1975-08-09 | 1975-08-09 | 光変調器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4145121A (ja) |
| JP (1) | JPS5941167B2 (ja) |
| FR (1) | FR2321138A1 (ja) |
| GB (1) | GB1562992A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5915225A (ja) * | 1982-07-15 | 1984-01-26 | Omron Tateisi Electronics Co | 光スイツチ |
| US4525687A (en) * | 1983-02-28 | 1985-06-25 | At&T Bell Laboratories | High speed light modulator using multiple quantum well structures |
| JP2583480B2 (ja) * | 1983-12-23 | 1997-02-19 | 株式会社日立製作所 | 光スイッチ及び光スイッチアレイ |
| DE3416493A1 (de) * | 1984-05-04 | 1985-11-07 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Optische empfangseinrichtung |
| JP2705790B2 (ja) * | 1986-12-20 | 1998-01-28 | 富士通株式会社 | 光導波路及びその形成方法 |
| JPS63165867U (ja) * | 1987-04-17 | 1988-10-28 | ||
| US4791388A (en) * | 1987-04-27 | 1988-12-13 | Polaroid Corporation | Channel waveguide modulator |
| KR100288447B1 (ko) | 1998-06-26 | 2001-06-01 | 윤종용 | 광강도변조기및그제조방법 |
| JP3488830B2 (ja) * | 1998-07-30 | 2004-01-19 | 京セラ株式会社 | 光導波路の製造方法 |
| GB2367142B (en) * | 2000-08-11 | 2003-02-12 | Bookham Technology Plc | An electro optic device |
| EP1243963A3 (en) * | 2001-03-23 | 2004-08-04 | MetroPhotonics Inc. | Variable optical attenuator using waveguide modification |
| CN100392443C (zh) * | 2006-06-01 | 2008-06-04 | 东南大学 | 截面修正的弯曲光波导结构的设计方法 |
| EP3980750B1 (en) * | 2019-06-07 | 2023-12-27 | QinetiQ Limited | Method and apparatus for imaging a biological sample by total internal reflection of light in the ghz range |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1046168A (en) * | 1965-08-13 | 1966-10-19 | Standard Telephones Cables Ltd | Semiconductor light modulator |
| US3465159A (en) * | 1966-06-27 | 1969-09-02 | Us Army | Light amplifying device |
| BE790590A (fr) * | 1971-10-28 | 1973-02-15 | Western Electric Co | Modulateur optique |
| FR2299662A1 (fr) * | 1974-06-14 | 1976-08-27 | Thomson Csf | Commutateur electro-optique et procede de fabrication d'un tel commutateur |
-
1975
- 1975-08-09 JP JP50097018A patent/JPS5941167B2/ja not_active Expired
-
1976
- 1976-08-03 US US05/710,961 patent/US4145121A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-08-03 GB GB32198/76A patent/GB1562992A/en not_active Expired
- 1976-08-06 FR FR7624131A patent/FR2321138A1/fr active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5220846A (en) | 1977-02-17 |
| US4145121A (en) | 1979-03-20 |
| FR2321138A1 (fr) | 1977-03-11 |
| FR2321138B1 (ja) | 1982-02-26 |
| GB1562992A (en) | 1980-03-19 |
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