KR20030071614A - 광변조기 - Google Patents

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Abstract

광변조기의 소광특성을 열화시키지 않고, 처프만을 저감시킬 수 있는 광변조기 등을 제공하다. 웰층(10)과 n측의 배리어층(12)과의 사이에 중간층(11)을 삽입하고, 웰층(10)에 인장변형을 가하며, 배리어층(12)의 밴드 갭을 Eb(eV), 웰층(10)의 밴드 갭 Ew(eV), 중간층(11)의 밴드 갭 Em(eV)의 사이에, Ew < Em < Eb의 관계를 갖게 한다. 이 3종류의 층을 갖는 인장변형 양자우물 구조에, 다른 층을 더한 4종류의 층을 갖는 인장변형 양자우물 구조로 할 수도 있다. 다른 층의 밴드 갭은, 웰층(10)과 중간층(11)과의 사이의 밴드 갭 또는 중간층(11)과 배리어층(12)과의 사이의 밴드 갭이다. 1주기 만큼의 양자우물 8a 중에 층의 수가 몇층이라도 된다.

Description

광변조기{OPTICAL MODULATOR}
본 발명은, p형 반도체와 n형 반도체와의 사이에 다중양자우물의 흡수층을 갖는 광변조기 등에 관한 것이다.
전계흡수형 광변조기(Electroabsorption Optical Modulator : EA변조기)는 물질에 가해진 전계에 의해 광흡수 계수(이하, 「흡수계수」라 칭함)가 변화하는 전계흡수 효과를 이용한 광변조기이다. 상세하게는, EA변조기는 반도체 흡수도파로층에 전계를 가함으로써 흡수도파로층의 흡수계수 변화를 유인하여 광변조를 행하는 것으로, 흡수도파로층에 양자우물 구조를 사용하는 것과, 도파로를 사용하지 않고 벌크(bulk) 반도체층을 사용하는 것과 대별된다.
도 8a 및 8b는 흡수도파로층에 양자우물구조를 사용한 종래의 EA변조기의 에너지대(밴드), 도 8c는 벌크 반도체층을 사용한 종래의 EA변조기의 에너지 밴드를 나타낸다. 도 8a 내지 8c에서, 부호 101은 p형 반도체, 102는 다중양자우물 구조, 103은 n형 반도체, 102a는 다중양자우물(102)의 1주기의 양자우물 구조, 104는 p형 반도체(101)측(p측)의 배리어층 또는 n형 반도체(103)측(n측)의 배리어층, 105는 1주기의 양자우물, 106은 벌크 반도체층이다.
종래, 매초 2.5 기가비트(2.5 Gbps) 및 10Gbps의 변조속도(비트 레이트)를갖는 변조 시스템용의 광변조기에 대해서는, 흡수층 구조의 최적화에 의해 양호한 광파형과 낮은 처프를 양립시키는 연구가 이루어져 왔다. 여기서 처프 또는 처핑(chirping)이란 광주파수가 시간의 함수로서 연속적으로 변화하는 것을 말한다. 그러나, 광변조기에 요구되는 변조속도가 증대함에 따라, 상기한 양립의 달성이 곤란해졌다. 특히, 40Gbps의 변조속도를 갖는 변조 시스템용의 광변조기에 대해서는, 유효한 처프 저감책은 제안되어 있지 않다는 문제가 있었다.
이하, 광변조기에 요구되는 변조속도가 증대하는데 따라 처프 저감이 곤란하게 되는 모양을 설명한다. 도 9는, 종래의 광변조기를 구동하는 드라이버 회로의 곡형적인 변조신호 파형을 나타내는 것이고, 도 9a는 10Gbps의 변조속도인 경우의 변조신호 파형, 도 9b는 40Gbps의 변조속도의 경우의 변조신호 파형을 나타낸다. 도 9a에 나타나는 바와 같이 10Gbps의 변조속도의 경우는, 점선으로 둘러싸여진 파형 Pa와 같이 0레벨과 1레벨과의 식별이 용이한 직사각형에 가까운 변조신호 파형이 얻어지고 있다. 한편, 도 9b에 나타나는 바와 같이 40Gbps의 변조속도의 경우는, 이 변조속도에 최적화된 드라이버 회로를 사용한 경우라도, 점선으로 둘러싸여진 파형 Pb와 같이 직사각형보다도 마름모꼴에 가까운 파형밖에 얻을 수 없다. 더욱이, 도 9b에 나타나는 바와 같이, 1레벨의 파형의 넓이가 δm가 커져, 광통신 시스템에서의 파이버 전송 후의 부호 오류율을 제한하는 요인이 되어 버리고 있다. 전술한 바와 같이, 종래의 광변조기는 변조속도의 증대에 따라 변조신호 파형이 악화해 버리므로, 변조속도에 의하지 않은 동등한 광통신 파형을 생성하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.
전술한 문제를 해결하기 위해서는, 광변조기의 소광특성에 「소광특성의 1레벨에 가깝게 기울기(gradient)를 작게 하는」것이 요구되고 있다. 여기서, 소광특성이란 변조신호의 광출력 대 인가전압(V)의 특성이다. 이하, 도 10에 나타나는 종래의 광변조기의 소광특성을 사용하여 설명한다.
도 10a에서, 횡축은 인가전압(V), 종축은 변조신호의 광출력, Vpp(V)는 전압진폭, Vo(V)는 전압개구, ㅿV(V)는 인가전압의 넓이이며, 곡선 a와 b는 각각 다른 광변조기의 소광특성을 나타낸다. 도 10b는 변조광 파형, 도 10c는 변조신호 파형을 나타낸다. 도 10a에 나타나는 바와 같이, 소광특성의 곡선 a 및 b는 동일한 전압진폭 Vpp(V)에서 동등한 소광비 Ex(dB)를 나타내고 있다. 소광비란 광변조기에서 투과광 강도를 변화시켰을 때의 최대치와 최소치와의 비이다. 소광특성의 곡선 a 또는 b의 1레벨에 가까운 기울기란, 변조신호 파형의 1레벨측(도 10a에서는 인가전압이 0V측)의 인가전압의 넓이 ㅿV(V)에 대한 소광비 Ex(dB)를 말한다. 도 10a에 나타나는 바와 같이, 소광특성 a의 곡선은 「소광특성의 1레벨에 가깝게 기울기가 작은」광변조기를 나타내고 있고, 변조신호 파형의 1레벨측의 넓이 ㅿV(V)에 대하여, Ex, a(dB)의 소광비를 나타내고 있다. 한편, 소광특성 b의 곡선은 「소광특성의 1레벨에 가깝게 기울기가 큰」광변조기를 나타내고 있고, 변조신호 파형의 1레벨측의 넓이 ㅿV(V)에 대하여 Ex, b(dB)의 소광비를 나타내고 있다. 여기서, Ex, a<Ex, b로 한다. 이때, 도 10b에 나타나는 변조광 파형으로는, 1레벨에 가까운 변조광 파형의 넓이가 각각 Ex, a 또는 Ex, b에 대응하고 있다. 이 때문에 1레벨에 가까운 변조광 파형의 넓이가 작고 양호한 부호 오류율의 광변조기를 얻기 위해서는, 소광특성 b의 곡선으로 나타나는 광변조기보다도 소광특성 a의 곡선으로 나타나는 광변조기가 필요하다. 즉, 변조속도의 증대에 따라서, 동일한 정도의 소광비 Ex(dB)를 가지며, 또한 소광특성의 1레벨에 가까운 기울기가 작다는 소광특성을 갖는 광변조기가 필요하게 된다.
그러나, 일반적으로 경험칙으로서, 소광비 Ex(dB)를 희생하지 않고 소광특성의 1레벨에 가깝게 기울기를 작게 하는 수단, 예컨대 변조기 흡수층에 다중양자우물(Multiple Quantum Wells : MQW)을 사용하여 MQW의 웰 폭이나 배리어 높이를 조절하는 수단을 사용하면, 반드시 처프의 증대를 초래하는 것으로 알려지고 있다. 즉, 광변조기의 소광특성을 열화시키지 않고, 처프만을 저감시키는 것은 곤란하다는 문제가 있었다. 이 문제가 40Gbps라는 매우 고속인 변조속도로 이용할 수 있는 낮은 처프 변조기의 실현을 막고 있다고 생각되고 있고, 실제, 40Gbps로 동작 가능한 낮은 처프 변조기는 아직 학회 등에서도 보고되어 있지 않다.
그래서, 본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 광변조기의 소광특성을 열화시키지 않고, 처프만을 저감시킬 수 있는 광변조기 등을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서의 광변조기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서의 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물을 갖는 광변조기(1)와 중간층(11)을 갖고 있지 않은 인장변형 단순양자우물과의 양 특성을 비교한 도면이다.
도 3은 본 실시예 1에서의 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물을 갖는 광변조기(1)의 흡수 스팩트럼과 α파라미터의 계산결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 인장변형 단순양자우물을 갖는 광변조기의 흡수 스팩트럼과 α파라미터의 계산결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서의 광변조기의 다중양자우물을 설명하는 에너지 밴드를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에서의 광변조기 부착 반도체 레이저(변조기 집적형 반도체 레이저장치)를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예 4에서의 광증폭기 집적형 광변조기를 나타내는 도면이다.
도 8은 종래의 EA변조기의 에너지대(밴드)를 나타내는 도면이다.
도 9는 종래의 광변조기를 구동하는 드라이버 회로의 곡형적인 변조신호 파형을 나타내는 도면이다.
도 10은 종래의 광변조기의 소광특성을 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 21 : 광변조기2 : 반절연성 Si-InP기판
3 : 흡수층4 : 도파로
5 : 제1 도전형(적합하게는 p형) 전극
6 : 제2 도전형(적합하게는 n형) 전극
7 : p형 클래드8 : 흡수층 다중양자우물
8a : 1주기 만큼의 다중양자우물9 : n형 클래드
10 : 웰층11 : 중간층
12 : 배리어층13, 14 : 층
22 : 아이솔레이션 영역23 : 반도체 레이저
24 : 광변조기 흡수층25 : 반도체 레이저 활성층
26 : 회절격자27 : InP기판
28 : 광변조기 부착 반도체 레이저32 : 반도체 광증폭기
33 : 광증폭기 활성층31 : 광증폭기 집적형 광변조기
101 : p형 반도체102 : 다중양자우물 구조
102a: 1주기의 양자우물 구조103 : n형 반도체
104 : p측의 배리어층 또는 n측의 배리어층
105 : 1주기의 양자우물106 : 벌크 반도체층
본 발명의 광변조기는, p형 반도체와 n형 반도체와의 사이에 다중양자우물의흡수층을 갖는 광변조기에 있어서, 그 다중양자우물의 1주기의 구조는, 제1 밴드 갭을 갖는 배리어층과, 상기 배리어층에 접하며, 또한 상기 배리어층보다 n형 반도체에 가까운 측에 제1 밴드 갭보다 작은 제2 밴드 갭을 갖는 웰층과, 상기 웰층에 접하며, 또한 상기 웰층보다 n형 반도체에 가까운 측에 제2 밴드 갭보다 크며, 또한 제1 밴드 갭보다 작은 제3 밴드 갭을 갖는 중간층을 구비하고, 상기 웰층에 인장변형이 가해진 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 광변조기에서, 상기 중간층과 그 중간층보다 n형 반도체에 가까운 측의 배리어층과의 사이에 소정의 밴드 갭을 갖는 1 이상의 층을 더 구비하고, 그 소정의 밴드 갭은, 제2 밴드 갭과 제3 밴드 갭과의 사이 또는 제3 밴드 갭과 제1 밴드 갭과의 사이 중 어느 한쪽으로 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 광변조기에서, 상기 웰층의 재료는, InGaAsP, InGaAs 또는 InGaAlAs로 할 수 있다.
(발명의 실시예)
이하, 각 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(실시예 1)
도 1a 내지 1c는, 본 발명의 실시예 1에서의 광변조기를 설명하는 것이다. 도 1a는 광변조기의 전체를 나타내고, 도 1b는 다중양자우물을 설명하는 에너지 밴드를 나타내며, 도 1c는 다중양자우물의 1주기의 구조를 나타낸다. 도 1a에서, 부호 1은 광변조기, 2는 반절연성 Si-InP기판, 3은 흡수층, 4는 도파로, 5는 p형 전극, 6은 n형 전극이다. 도 1a에 나타나는 바와 같이, 신호광은 도파로(4)를 통하여 흡수층(3)에 결합되어 있고, n형 전극(6)을 접지하여 p형 전극(5)에 부(-)전압을 가하며, 흡수층(3)의 흡수계수를 증대시킴으로써 신호광을 변조할 수 있다.
도 1b 및 1c에서, 부호 7은 p형 클래드, 8은 흡수층 다중양자우물, 8a는 1주기 만큼의 다중양자우물, 9는 n형 클래드, 10은 웰층, 11은 중간층, 12는 배리어층이다. 웰층(10)에는 인장변형이 가해져 있고, 결정격자가 면내 방향으로 인장변형을 받은 상태의 인장변형 양자우물 구조를 가지고 있다. 도 1c에 나타나는 바와 같이, 웰층(10)과 n측의 배리어층(12)과의 사이에 중간층(11)이 삽입되어 있다. 배리어층(12)의 밴드 갭(제1 밴드 갭)을 Eb(eV), 웰층(10)의 밴드 갭(제2 밴드 갭)을 Ew(eV), 중간층 11의 밴드 갭(제3 밴드 갭)을 Em(eV)로 하면, 이들의 관계에는,
[식 1]
Ew < Em < Eb
라는 관계가 있다.
도 2는 본 실시예 1에서의 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물을 갖는 광변조기(1)와 중간층(11)을 갖고 있지 않은 인장변형 단순양자우물과의 양 특성을 비교한 것이다. 도 2a는 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물을 갖는 광변조기(1)의 소광특성의 실측결과(실시예 1)를 나타내고, 도 2b는 중간층(11)을 가지고 있지 않은 인장변형 단순양자우물의 소광특성의 실측결과를 나타낸다. 도 2a 및 2b에서 횡축은 전압(V), 종축은 광출력(dB)이며, 각 소광특성은 전압 0V 부근에서 동등하게 되도록 조건을 선택하고 있다.
도 2c는 양자의 처프특성(α파라미터)의 실측결과를 나타낸다. 여기서 α파라미터란 선폭증대 계수이며, 굴절률이 변화와 흡수계수 변화(또는 이득변화)와의 비를 나타낸다. 도 2c에서 횡축은 전압(V) , 종축은 α파라미터이고, 실선이 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물(실시예 1), 파선이 인장변형 단순양자우물의 경우를 나타낸다.
도 2a에서 나타나는 소광특성과 도 2c의 실선(실시예 1)으로 나타나는 α파라미터의 전압의존 특성은 동일한 파장에 대한 결과이다. 동일하게, 도 2b에서 나타나는 소광특성과 도 2c의 파선(인장변형 단순양자우물)으로 나타나는 α파라미터의 전압의존 특성은 동일한 파장에 대한 결과이다. 도 2a 내지 2c에 나타나는 바와 같이, 인장변형 단순양자우물의 광변조기와 본 실시예 1의 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물의 광변조기를 비교하면, 본 실시예 1의 쪽이, 동등한 소광특성을 유지하면서 처프만을 저감할 수 있다.
도 3a는, 본 실시예 1에서의 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물을 갖는 광변조기(1)의 흡수 스팩트럼을 나타내고, 도 3b는 α파라미터의 계산결과를 나타낸다. 도 3a에서 횡축은 파장(nm), 종축은 흡수계수(cm-1)이고, 도 3b에서 횡축은 전압(V) , 종축은 α파라미터이다. 도 3a에서 부호 V1 내지 V6은 인가전압이며, 각 인가전압에 대한 흡수 스팩트럼이 나타나 있다. 여기서, 인가전압 V1은 0V, V2 내지 V6은 역바이어스이고, 각각 V2는 -0.2V, V3은 -0.6V, V4는 -1.2V. V5는 -1.6V, V6은 -2.0V이다. 도 3a에 나타나는 바와 같이, 역바이어스 V2 내지 V6을 가했을 때에, 흡수 스팩트럼의 피크 및 그 단파장측의 흡수계수의 감소가 크다는 것을 안다.전압인가시의 광변조기의 흡수계수와 굴절률의 변화량은 크래머스 ·크로니히(Kramers-Kronig)의 관계식에 결부되어 있다. 도 3a에 나타나는 바와 같이, 흡수 스팩트럼의 피크 및 그 단파장측의 흡수계수의 감소가 큰 경우에는, 굴절률 변화의 부의 성분을 크게 할 수 있다. 이 때문에 도 3b에 나타나는 바와 같이, α파라미터를 작게 할 수 있다.
도 4a는, 인장변형 단순양자우물을 갖는 광변조기의 흡수 스팩트럼을 나타내고, 도 4b는 α파라미터의 계산결과를 나타낸다. 도 4a에서 횡축은 파장(nm), 종축은 흡수계수(cm-1)이고, 부호 V1 내지 V6은 도 3a와 동일한 인가전압이다. 도 4b에서 횡축은 전압(V), 종축은 α파라미터이다. 도 4a에 나타나는 바와 같이, 흡수계수는 도 3a에 나타나는 흡수계수와 비교하여 큰 감소는 없다. 그 결과, 큰 정(+)의 굴절률 변화가 남으므로, 도 4b에 나타나는 바와 같이 큰 정(+)의 α파라미터가 남아 있다.
본 실시예 1에서의 웰층(10)의 재료에는, 어떤 재료라도 웰 폭, 변형률의 파라미터를 적절 최적화함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 광통신용 변조광원으로서는, 웰층(10)의 재료에, InGaAsP, InGaAs 또는 InGaAlAs를 사용할 수 있다. 전술한 도 1 내지 도 4의 실측결과 및 계산결과는, 웰층(10)의 재료로서 InGaAsP를 사용한 경우의 효과를 실증한 것이다.
이상에서, 실시예 1에 의하면, 웰층(10)과 n측의 배리어층(12)과의 사이에는 중간층(11)을 삽입하고, 웰층(10)에 인장변형을 가하며, 배리어층(12)의 밴드 갭을 Eb(eV), 웰층(10)의 밴드 갭 Ew(eV), 중간층(11)의 밴드 갭 Em(eV)의 사이에, Ew <Em < Eb의 관계를 갖게 할 수 있다. 이 결과, 종래의 인장변형 단순양자우물과 비교하여 본 발명의 중간층(11) 부착 인장변형 양자우물을 갖는 광변조기는, 광변조기의 소광특성을 열화시키지 않고 처프만을 저감시킬 수 있다.
(실시예 2)
도 5a 및 5b는, 본 발명의 실시예 2에서의 광변조기의 다중양자우물을 설명하는 에너지 밴드를 나타낸다. 도 5에서 도 1과 동일한 부호를 붙인 개소는 동일한 요소를 나타내므로 설명은 생략한다. 도 5a에서, 부호 13은 웰층(10)의 밴드 갭과 중간층(11)의 밴드 갭과의 사이의 밴드 갭을 갖는 층이고, 도 5b에서, 부호 14는 중간층(11)의 밴드 갭과 배리어층(12)의 밴드 갭과의 사이의 밴드 갭을 갖는 층이다.
전술한 실시예 1에서는, 다중양자우물(8)의 1주기 만큼의 양자우물 8a 중에 웰층(10), 중간층(11) 및 배리어층(12)의 3종류의 층을 가지고 있었다. 본 실시예 2에서는, 1주기 만큼의 양자우물 8a 중에 웰층(10), 중간층(11) 및 배리어층(12)의 3종류의 층에 전술한 다른 층을 더한 4종류의 층을 가질 수 있다. 본 실시예 2에서도, 인장변형이 가해졌던 웰층(10)과 중간층(11)과의 최적화에 의해 다른 특성을 희생하지 않고 처프를 저감할 수 있는 것은, 실시예 1과 동일하다.
1주기 만큼의 양자우물 8a 중에 층의 수가 몇층이라도, 실시예 1과 동일한 웰층(10)과 중간층(11)을 갖는 인장변형 양자우물의 구조라면, 실시예 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상에서, 실시예 2에 의하면, 실시예 1의 웰층(10), 중간층(11) 및 배리어층(12)의 3종류의 층을 갖는 인장변형 양자우물 구조에, 다른 층을 더한 4종류의 층을 갖는 인장변형 양자우물 구조로 할 수 있다. 여기서, 다른 층의 밴드 갭은, 웰층(10)과 중간층(11)과의 사이의 밴드 갭 또는 중간층(11)과 배리어층(12)과의 사이의 밴드 갭이다. 이 경우에서도 실시예 1과 동일하게, 광변조기의 소광특성을 열화시키지 않고 처프만을 저감시킬 수 있다. 또한, 1주기 만큼의 양자우물 8a 중에 층의 수가 몇층이라도, 실시예 1과 동일한 웰층(10)과 중간층(11)을 갖는 인장변형 양자우물의 구조라면, 실시예 1과 동일하게, 광변조기의 소광특성을 열화시키지 않고 처프만을 저감시킬 수 있다.
(실시예 3)
도 6은, 본 발명의 실시예 3에서의 광변조기 부착 반도체 레이저(변조기 집적형 반도체 레이저장치)를 나타낸다. 도 6에서, 부호 21은 실시예 1 또는 2에서 설명된 광변조기(1) 등, 22는 아이솔레이션 영역, 23은 반도체 레이저, 24는 광변조기 흡수층, 25는 반도체 레이저 활성층, 26은 회절격자, 27은 InP기판, 28은 광변조기 부착 반도체 레이저의 전체이다.
본 실시예 3에서는, 전술한 실시예 1 또는 2의 광변조기(1)를 반도체 레이저(23)와 집적하고 있고, 전류주입에 의한 레이저 광 발생의 기능과, 고속이며 낮은 처프 광변조의 기능을 합하여 가질 수 있다.
이상에서, 실시예 3에 의하면, 실시예 1 또는 2의 광변조기(1)를 반도체 레이저(23)와 집적함으로써, 광변조기 부착 반도체 레이저(28)의 소광특성을 열화시키지 않고 처프만을 저감시킬 수 있다.
(실시예 4)
도 7은, 본 발명의 실시예 4에서의 광증폭기 집적형 광변조기를 나타낸다. 도 7에서 도 6과 동일한 부호를 붙인 개소는 동일한 요소를 나타내므로 설명은 생략한다. 도 7에서, 부호 32는 (반도체)광증폭기, 33은 광증폭기 활성층, 31은 광증폭기 집적형 광변조기의 전체를 나타낸다.
본 실시예 4에서는, 전술한 실시예 1 또는 2의 광변조기(1)에 반도체 광증포기(32)를 집적하고 있고, 광변조기(21) 부분의 광흡수에 의해 생기는 손실을 반도체 광증폭기(32)에 의해 보상할 수 있다.
이상에서, 실시예 4에 의하면, 실시예 1 또는 2의 광변조기(1)에 반도체 광증폭기(32)를 집적함으로써, 소광특성을 열화시키지 않고 처프만을 저감시킬 수 있다.
광모듈 장치로서, 전술한 실시예 1 또는 2의 광변조기(1), 실시예 3의 광변조기 부착 반도체 레이저(28) 및 실시예 4의 광증폭기 집적형 광변조기(31)를 구비할 수 있다. 이 경우에서도, 실시예 1 등과 동일하게 소광특성을 열화시키지 않고 처프만을 저감시키는 광모듈 장치로 할 수 있다.
광통신 시스템으로서, 전술한 광모듈 장치를 구비할 수 있다. 이 경우에서도, 실시예 1 등과 동일하게 소광특성을 열화시키지 않고 처프만을 저감시키는 광통신 시스템으로 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 광변조기 등에 의하면, 웰층(10)과 n측의 배리어층(12)과의 사이에 중간층(11)을 삽입하고, 웰층(10)에 인장변형을 가하며, 배리어층(12)의 밴드 갭을 Eb(eV), 웰층(10)의 밴드 갭 Ew(eV), 중간층(11)의 밴드 갭 Em(eV)의 사이에, Ew < Em < Eb의 관계를 갖게 할 수 있다. 이 결과, 광변조기의 소광특성을 열화시키지 않고, 처프만을 저감시킬 수 있는 광변조기 등을 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. p형 반도체와 n형 반도체와의 사이에 다중양자우물의 흡수층을 갖는 광변조기에 있어서, 그 다중양자우물의 1주기의 구조는,
    제1 밴드 갭을 갖는 배리어층과,
    상기 배리어층에 접하며, 상기 배리어층보다 n형 반도체에 가까운 측에 제1 밴드 갭보다 작은 제2 밴드 갭을 갖는 웰층과,
    상기 웰층에 접하고, 상기 웰층보다 n형 반도체에 가까운 측에 제2 밴드 갭보다 크며, 제1 밴드 갭보다 작은 제3 밴드 갭을 갖는 중간층을 구비하고,
    상기 웰층에 인장변형이 가해진 것을 특징으로 하는 광변조기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층과 그 중간층보다 n형 반도체에 가까운 측의 제2 배리어층과의 사이에 소정의 밴드 갭을 갖는 1 이상의 층을 더 구비하고,
    그 소정의 밴드 갭은, 제2 밴드 갭과 제3 밴드 갭과의 사이 또는 제3 밴드 갭과 제1 밴드 갭과의 사이 중 어느 한쪽인 것을 특징으로 하는 광변조기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 웰층의 재료는 InGaAsP, InGaAs 또는 InGaAlAs인 것을 특징으로 하는 광변조기.
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