JP2008541162A - 集積化光変調器 - Google Patents

Abstract

絶縁基板（１４）；前記基板（１４）から上方向に延設され、前記基板（１４）の上方に導電層（１６）を有する絶縁リッジ；前記リッジ上に配置され、前記リッジを下方に貫通して前記導電層（１６）まで延設される光導波路（１８、１９）；前記光導波路上の電気接点（２４、２５）；前記基板（１４）の上表面上の進行波電極（２０、２１）；及び前記電気接点（２４、２５）から前記進行波電極（２０、２１）まで延設される導電性のエアブリッジ（２２、２３）を具備してなる集積化光変調器。

Description

本発明は光変調器に関する。より詳細には、限定されるものではないが、本発明は、基板上の進行波電極から、前記基板の上方のリッジ上の光導波路上の電気接点に延設されるエアブリッジ(air-bridge)を有する光変調器に関する。

光変調器は知られている。光変調器は典型的には、内部に導電性層を有する絶縁性基板を具備している。光導波路は基板表面に沿って延設され、基板内を導電層まで延びる。エアブリッジは、導波路上のＴレール(T-rail)から基板上の進行波電極まで延びている。

マイクロ波シグナルと導波路内の光シグナルとの間の相互作用を最大にするため、これら２つにおける伝搬速度は可能な限り同等に近くすべきである。基板下の導電層はＴレールのキャパシタンスを有意に増大させ、マイクロ波シグナルの伝搬速度を遅延させる。これは、変調器の周波数応答のバンド幅を広げる。さらに、導電層は進行波電極から数ミクロンしか離れていないので、進行波電極にショートする危険がある。

従って、本発明は、
絶縁基板；
前記基板から上方向に延設され、前記基板の上方に導電層を有する絶縁リッジ；
前記リッジ上に配置され、前記リッジを下方に貫通して前記導電層まで延設される光導波路；
前記光導波路上の電気接点；
前記基板の上表面上の進行波電極；及び
前記電気接点から前記進行波電極まで延設される導電性のエアブリッジ、
を具備してなる集積化光変調器を提供する。

本発明の変調器は、進行波電極の下側に導電層を持たず、伝達損失、望まない容量的効果、ショートの危険、及び変調器設計のためのシミュレーション時間が低減される。また、製造が比較的容易である。

好ましくは、変調器は、前記光導波路上に複数の電気接点を有し、各電気接点が前記進行波電極まで延設される導電性のエアブリッジを有する。

前記電気接点はＴレールとすることができる。

好ましくは、光変調器は、前記リッジ上に複数の光導波路を有し、各光導波路が前記導電層まで下方に延設され、各光導波路がその上に少なくとも１つの電気接点を有し、変調器は対応する数の進行波電極を更に具備し、変調器は各進行波電極から対応する光導波路上の電気接点まで延設されるエアブリッジを更に具備する。

光変調器は、前記リッジ上に第一及び第二の光導波路、及び第一及び第二の進行波電極を有し、一方が前記リッジの一方側にあり、第一の光導波路はその上表面に少なくとも一つの電気接点と、前記電気接点から前記第一の進行波電極に延設されるエアブリッジを具備し、第二の光導波路はその上表面に少なくとも一つの電気接点と、前記電気接点から前記第二の進行波電極に延設されるエアブリッジを具備する。

前記基板は、半絶縁性のＧａＡｓ基板とすることができる。

前記導電層は、ｎ型ドープエピタキシャル層、好ましくはｎ^＋型エピタキシャル層とすることができる。

好ましくは、前記導電層は、外部の電気接点に接続される。

好ましくは、前記リッジは、導電層の上に更なる絶縁層を有し、更なる層と基板との間に導電層を挟んでいる。

ここで、本発明を、例示の目的のみで何ら限定するものではない添付図面を参照して説明する。

図１に示したのは公知の光変調器の断面である。光変調器は、内部にｎ^＋エピタキシャル導電層（２）を有する半絶縁性のＧａＡｓ基板（１）を具備する。第一及び第二の光導波路（３、４）が、基板（１）上のｎ^＋層（４）の上側に配置され、下方向に延びてｎ^＋層（４）に接触する。各光導波路（３、４）に進行波電極（５、６）が沿っている。導電性のエアブリッジ（７、８）は、各進行波電極（５、６）から光導波路（３、４）に沿ったＴレール（９、１０）まで延設される。

ｎ^＋層（２）は、光導波路（３、４）の真下に延びている。各光導波路（３、４）及びそれに沿った進行波電極（５、６）の間に絶縁トレンチ（溝）（１１、１２）がある。各絶縁トレンチ（１１、１２）は、基板（１）の表面から下方向にｎ^＋層（４）を貫通して延び、進行波電極（５、６）の下側にあるｎ^＋層（４）の部分（１３）を光導波路（９、１０）の下側の部分（１４）から分離させている。絶縁トレンチ（１１、１２）は、Ｔレール（９、１０）に対するｎ^＋層（４）の容量性効果を低減させ、ショートの危険も排除する。しかしながら、ｎ^＋エピタキシャル層（４）は、まだ進行波電極（５、６）の真下に存在する。この導電層（４）は、伝達損失及び進行波電極（５、６）のインピーダンスに影響し、デバイスの効率を低下させる。

図２に示すのは、更なる公知の光変調器の断面である。絶縁トレンチではなく、進行波電極（５、６）の下のｎ^＋層はインプラントされたイオンで中和されている。しかしながら、これには高価なインプランテーション装置が必要である。また、製造コスト及びサイクル時間も増大させる。

図３に示すのは、本発明の光変調器の一実施態様の断面である。この光変調器は、ＧａＡｓ基板（１４）を具備し、それから上方向に延設されるリッジ（１５）を有する。リッジ（１５）は、基板（１４）の上方でリッジ（１５）を横切って延設されるｎ^＋導電層（１６）を有する。更なる絶縁層（１７）が、ｎ^＋導電層（１６）上に配設される。リッジ（１５）上に配設されるのは、第一及び第二の光導波路（１８、１９）である。これらの導波路（１８、１９）は、更なる絶縁層（１７）を貫通して下方にｎ^＋導電層（１６）まで延びている。光導波路（１８、１９）の各々に沿って第一及び第二の進行波電極（２０、２１）があり、一方がリッジ（１５）の一方側にある。進行波電極（２０、２１）は、基板（１４）の上表面に配置される。導電性のエアブリッジ（２２、２３）は、進行波電極（２０、２１）の各々から、それに沿った光導波路（１８、１９）の上面上のＴレール（２４、２５）まで延びている。

導電層（１６）が中央のリッジ（１５）を越えて延びていないので、いずれの進行波電極（２０、２１）も短絡回路の危険が最小になる。さらに、導電層（１６）の、進行波電極（２０、２１）の伝達損失及び特性インピーダンスに対する影響も最小となる。金属接続に対する誘電体として空気を用いることも、高周波数性能を向上させる。

図４に示すのは、本発明の光変調器の更なる実施態様である。この光変調器は、中央のｎ^＋導電層（１６）が外部の導電体（２６）に接続されていることを除いて図３のものと類似している。

公知の光変調器を示す断面図である。 更なる公知の光変調器を示す断面図である。 本発明の光変調器の第一の実施態様を示す断面図である。 本発明の光変調器の第二の実施態様を示す断面図である。

符号の説明

１：基板、２：導電層、３、４：光導波路、５、６：進行波電極、７、８：エアブリッジ、９、１０：Ｔレール、１１、１２：絶縁トレンチ、１４：基板、１５：リッジ、１６：導電層、１７：更なる絶縁層、１８、１９：光導波路、２０、２１：進行波電極、２２、２３：エアブリッジ、２４、２５：Ｔレール、２６：外部導電体。

Claims (11)

1. 絶縁基板；
   前記基板から上方向に延設され、前記基板の上方に導電層を有する絶縁リッジ；
   前記リッジ上に配置され、前記リッジを下方に貫通して前記導電層まで延設される光導波路；
   前記光導波路上の電気接点；
   前記基板の上表面上の進行波電極；及び
   前記電気接点から前記進行波電極まで延設される導電性のエアブリッジ、
   を具備してなる集積化光変調器。
2. 前記光導波路上に複数の電気接点を有し、各電気接点が前記進行波電極まで延設される導電性のエアブリッジを有する、請求項１に記載の光変調器。
3. 前記電気接点がＴレールである、請求項１又は２に記載の光変調器。
4. 前記リッジ上に複数の光導波路を有し、各光導波路が前記導電層まで下方に延設され、各光導波路がその上に少なくとも１つの電気接点を有し、変調器は対応する数の進行波電極を更に具備し、変調器は各進行波電極から対応する光導波路上の電気接点まで延設されるエアブリッジを更に具備する、請求項１から３のいずれか一項に記載の光変調器。
5. 前記リッジ上に第一及び第二の光導波路、及び第一及び第二の進行波電極を有し、一方が前記リッジの一方側にあり、第一の光導波路はその上表面に少なくとも一つの電気接点と、前記電気接点から前記第一の進行波電極に延設されたエアブリッジを具備し、第二の光導波路はその上表面に少なくとも一つの電気接点と、前記電気接点から前記第二の進行波電極に延設されたエアブリッジを具備する、請求項４に記載の光変調器。
6. 前記基板が、半絶縁性のＧａＡｓ基板である、請求項１から５のいずれか一項に記載の光変調器。
7. 前記導電層が、ｎ型ドープエピタキシャル層、好ましくはｎ^＋型エピタキシャル層である、請求項１から６のいずれか一項に記載の光変調器。
8. 前記導電層が、外部の電気接点に接続される、請求項１から７のいずれか一項に記載の光変調器。
9. 前記リッジが、導電層の上に更なる絶縁層を有し、更なる層と基板との間に導電層を挟んでいる、請求項１から８のいずれか一項に記載の光変調器。
10. 上述のものと実質的に同じ光変調器。
11. 図面を参照して上述したものと実質的に同じ光変調器。