JP5302872B2 - 吸収型半導体光変調器 - Google Patents
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Description
光を吸収する機能を有する、いわゆる吸収型半導体光変調器の第1の従来技術として、非特許文献1に示すハイメサ型光変調器の概略斜視図を図6に示す。
P=P0exp(−αz) (1)
のように、指数関数の式に従ってi−MQWコア層3により吸収される。ここで、P0は光入射端面における入射光のパワー、αは吸収係数、zは光入射端面からの距離である。指数関数は変数に対して急速に減衰する関数であるから、光は光入射端面から短い距離の間に急速に吸収され、電流Ip(これを光電流と呼ぶ)に変換される。
耐光入力特性に優れ、かつ電気的キャパシタンスCを低減するために、非特許文献2に報告されている図9に示すような第2の従来技術が広く用いられている。
以上の問題点を解決するために、例えば同一出願人による特許出願である特許文献1に開示された第3の従来技術が提案された。この第3の従来技術の斜視図を図11に示す。ここで、22はn−InP下部クラッド層(あるいは簡単に、n−InPクラッド層)、23はi−MQWコア層、24はp−InP上部クラッド層(あるいは簡単に、p−InPクラッド層)、25はp+−InGaAsコンタクト層、26は電気信号を印加するためのp電極である。10はボンディングパッド部である。
本発明の第1の実施形態における吸収型半導体光変調器についてその概略斜視図を図1に示す。ここで、22はn−InP下部クラッド層(あるいは簡単に、n−InPクラッド層)、23はi−MQWコア層、24はp−InP上部クラッド層(あるいは簡単に、p−InPクラッド層)、35はp+−InGaAsコンタクト層、36は電気信号を印加するためのp電極(上部電極)である。10はボンディングパッド部である。また、第1の実施形態の上面図を図2に示す。この第1の実施形態では光導波路をハイメサ構造としている。
第2の実施形態は、第1の実施形態とはp電極の構成が異なっている。図4は第2の実施形態の上面図を示し、コア層23の面を表出させた状態を示している。コア層23の形状は、第1の実施形態と同様である。
以上の実施形態においてはメサの幅が曲線形状に狭くなる構造について図示したが、直線形状、および階段形状の少なくとも一つの形状に従って狭くしていっても良い。また、光導波路の構造としてはハイメサの構造を実施形態として用いて説明したが、この他にストリップ装荷型、埋め込み型など、その他の光導波路構造でも良いことはいうまでもない。
2、12、22:n−InP下部クラッド層
3、13、23:i−MQWコア層
4、14、24:p−InP上部クラッド層
5、15、25、35:p+−InGaAsコンタクト層
6、16、26、36、46:p電極
7:n電極
8:ポリイミド
9:ボンディングワイヤ
10:ボンディングパッド
17:FeドープInP埋め込み層
37:光の広がりの包絡線
38:光
40、41:光のモード(あるいは光の界分布)
Claims (6)
- 半導体基板上に、少なくとも光を吸収する機能を有するコア層を含む光導波路を形成し、該光導波路は光入射端面を有し、前記光導波路の上方に前記光導波路に電気信号を印加する上部電極を形成しており、前記光入射端面から入射した光が前記光導波路を伝搬する過程で前記コア層に吸収されることにより光電流が生成される吸収型半導体光変調器において、
前記コア層は、前記生成された光電流に起因するジュール熱による熱破壊を避けるために、前記ジュール熱を前記半導体基板に逃がすように、前記光入射端面側の幅が広く形成されているとともに前記光の伝搬方向に向かって狭くなって形成され、
前記光入射端面側の前記光導波路がマルチモード光導波路を構成し、
さらに、電気的なキャパシタンスが小さくなるように、前記光入射端面側において前記上部電極の幅が前記コア層の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする吸収型半導体光変調器。 - 前記光入射端面側において、前記上部電極の直下に形成されたコンタクト層の幅が前記上部電極とともに前記コア層の幅よりも狭く形成されていることを特徴とする請求項1に記載の吸収型半導体光変調器。
- 前記コア層の幅を曲線形状、直線形状、および階段形状の少なくとも一つの形状に従って狭くしていくことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の吸収型半導体光変調器。
- 前記光導波路がハイメサ型光導波路であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の吸収型半導体光変調器。
- 前記光導波路がストリップ装荷型光導波路であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の吸収型半導体光変調器。
- 前記光導波路が埋め込み型光導波路であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の吸収型半導体光変調器。
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