JP7078820B2 - Photodetector, light modulator and optical integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は、光検出器、光変調器及び光集積回路に関するものである。 The present invention relates to photodetectors, light modulators and optical integrated circuits.
情報通信においては、高速で大容量の通信の要求が高いことから光通信が普及しており、このような光通信においては、様々な光通信デバイスが用いられており、例えば、Si基板の上に光集積回路を形成した光集積回路がある。 In information communication, optical communication has become widespread because of the high demand for high-speed, large-capacity communication. In such optical communication, various optical communication devices are used, for example, on a Si substrate. There is an optical integrated circuit in which an optical integrated circuit is formed.
このような光集積回路は、SOI(Silicon on Insulator)基板を加工することにより形成されており、電気信号を光信号に変換して送信する光送信機、受信した光信号を電気信号に復号する光受信機が形成される。これら光送受信機においては、正しく機能するために必要ないくつかのバイアス信号やオフセット信号を有しており、これら制御信号値を一定の最適範囲内に常に保持し続ける必要がある。また、これら制御信号値の最適値は温度や受信光強度などの変動要因に応じて変わるため、通常は光送受信機内部に設置した光強度モニタの信号を用いたフィードバック制御を通じて設定を行っている。 Such an optical integrated circuit is formed by processing an SOI (Silicon on Insulator) substrate, and is an optical transmitter that converts an electric signal into an optical signal and transmits it, and decodes the received optical signal into an electric signal. An optical receiver is formed. These optical transceivers have some bias signals and offset signals necessary for proper functioning, and it is necessary to keep these control signal values within a certain optimum range at all times. In addition, since the optimum values of these control signal values change according to fluctuation factors such as temperature and received light intensity, they are usually set through feedback control using the signal of the light intensity monitor installed inside the optical transmitter / receiver. ..
ところで、上記のような光変調器や光集積回路は、小型で性能が良いものが求められている。このため、光変調器等において光強度モニタのために用いられる光検出器も小型で、性能が良いものが求められている。 By the way, the light modulators and optical integrated circuits as described above are required to be compact and have good performance. Therefore, a photodetector used for a light intensity monitor in an optical modulator or the like is also required to be small in size and have good performance.
1つの態様では、光検出器は、SOI基板のSi層に第1の導電型の不純物元素をドープされている電極領域と、前記電極領域に接して形成された光吸収部と、前記Si層に第2の導電型の不純物元素をドープすることにより形成されたコレクタ領域及びエミッタ領域を有するトランジスタと、を有し、前記トランジスタのベース領域は、前記電極領域に接続されており、前記光吸収部において検出された信号を前記トランジスタにおいて増幅する。 In one embodiment, the photodetector comprises an electrode region in which the Si layer of the SOI substrate is doped with a first conductive type impurity element, a light absorbing portion formed in contact with the electrode region, and the Si layer. It has a transistor having a collector region and an emitter region formed by doping with a second conductive type impurity element, and the base region of the transistor is connected to the electrode region and has the light absorption. The signal detected in the unit is amplified in the transistor.
1つの側面として、光変調器等に用いられる光検出器であって、小型で性能の良い光検出器を得ることができる。 As one aspect, it is a photodetector used for an optical modulator or the like, and it is possible to obtain a small-sized photodetector having good performance.
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 The embodiment for carrying out will be described below. The same members and the like are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
〔第1の実施の形態〕
ところで、Si基板を用いた光集積回路では、光検出器や光変調器等の光デバイスと、これらを制御するための電子デバイスとを組み合わせることにより形成されている。
[First Embodiment]
By the way, an optical integrated circuit using a Si substrate is formed by combining an optical device such as a photodetector or an optical modulator and an electronic device for controlling the optical device.
一例として、光変調器について図1に基づき説明する。図1に示される光変調器では、Si基板910の上に、マッハツェンダ(MZ)変調器が形成されている。マッハツェンダ変調器は、2つのアーム911、912を有しており、一方のアーム911には、高速位相シフタ913と低速位相シフタ915が設けられており、他方のアーム912には、高速位相シフタ914と低速位相シフタ916が設けられている。
As an example, the optical modulator will be described with reference to FIG. In the optical modulator shown in FIG. 1, a Mach Zenda (MZ) modulator is formed on a
高速位相シフタ913、914は、Si基板910の外の信号変調制御回路950に接続されており、高速位相シフタ913、914において、高速に光変調を行うことにより、光送信信号を生成することができる。
The high-
低速位相シフタ915、916は、アーム911、912間における光の位相差がπ/4となるように調整するために設けられている。即ち、出力される光信号の変調振幅が最大となるようにするためには、マッハツェンダ変調器における2つのアーム911、912間の光の位相差がπ/4となるように調整する必要がある。このため、2つの出力ポート910a、910bの光強度をモニタするための光検出器917、918を有しており、2つのアーム911、912間の光の位相差がπ/4となるように、低速位相シフタ915、916をフィードバック制御している。
The low-
具体的には、出力ポート910a、910bの近傍に設けられた光検出器917、918により、各々の出力ポート910a、910bより出力される出力光の光量を光電流として検出する。検出された光電流は、トランスインピーダンスアンプ(TIA)921により電圧信号に変換され、低速位相シフタ制御回路922において、2つのアーム911、912間の光の位相差がπ/4となるように、低速位相シフタ915、916を制御する。
Specifically, the
このような光変調器では、TIA921及び低速位相シフタ制御回路922は、Si基板910とは別の回路基板920等に形成されている。このため、光検出器917、918とTIA921との接続や、低速位相シフタ制御回路922と低速位相シフタ915、916との接続には、金属配線、バンプ、ボンディングワイヤ等が用いられている。しかしながら、金属配線、バンプ、ボンディングワイヤ等を用いた場合には、これらに寄生抵抗R1、R2、寄生容量C1、寄生インダクタンスL1等の寄生成分が多く含まれるため、光検出の際の感度の低下や、フィードバック制御の応答速度の低下等が生じる。このため、図1に示す構造の光変調器では、十分なフィードバック制御ができず、所望の特性を得ることができなかったり、Si基板910とは別の回路基板920が必要になるため、光変調器が大型となり、小型化の要求を満たすことができなかった。
In such an optical modulator, the TIA921 and the low-speed phase
(光変調器)
次に、本実施の形態における光変調器及び光検出器について、図2に基づき説明する。図2に示されるように、本実施の形態における光変調器100は、1つのSi基板101の上に形成されたマッハツェンダ変調器10、光検出器20a、20b、差動増幅器30等を有している。マッハツェンダ変調器10は、2本のアーム11、12を有しており、入力側に1×2光カプラ13が設けられており、出力側に2×2光カプラ14が設けられている。一方のアーム11には、高速位相シフタ15と低速位相シフタ17が設けられており、他方のアーム12には、高速位相シフタ16と低速位相シフタ18が設けられている。2本のアーム11、12等は、SOI基板のSi層を加工することにより形成されたSi光導波路により形成されている。
(Optical modulator)
Next, the light modulator and the photodetector in the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the
尚、SOI基板は、Si基板の上に、酸化シリコンによりBOX層が形成されており、BOX層の上にSi層が形成されている基板である。また、本願においては、低速位相シフタ17、18を第1の位相シフタと記載し、高速位相シフタ15、16を第2の位相シフタと記載する場合がある。
The SOI substrate is a substrate in which a BOX layer is formed by silicon oxide on a Si substrate, and a Si layer is formed on the BOX layer. Further, in the present application, the low-
高速位相シフタ15、16は、Si光導波路内に形成されたpn接合またはpin接合を有しており、pn接合またはpin接合が形成されている領域に電荷を供給することにより、キャリアプラズマ効果により屈折率を変化させて光の位相を変えることができる。高速位相シフタ15、16は、Si基板101の外の信号変調制御回路50に接続されており、高速位相シフタ15、16において、高速に光変調を行うことにより、光送信信号を生成することができる。
The high-
低速位相シフタ17、18は、アーム11、12間における光の位相差がπ/4となるように調整するために設けられている。低速位相シフタ17、18は、Si光導波路内に形成されたpn接合やpin接合により形成されているものであってもよく、また、Si光導波路の近傍に設けられた金属配線等のヒータにより形成されているものであってもよい。ヒータにより形成されている低速位相シフタ17、18では、低速位相シフタ17、18となるヒータに電流を流すことにより、Si光導波路を加熱し、温度を変化させることにより屈折率を変化させて、位相を変えることができる。
The low-
本実施の形態においては、光変調器の入力ポート10cに入力された光入力は、Si光導波路内を伝播し、1×2光カプラ13において、一方のアーム11を伝播する光と他方のアーム12を伝播する光に分岐される。一方のアーム11内を伝播する光は、高速位相シフタ15及び低速位相シフタ17が形成されている領域を伝播し、2×2光カプラ14の入力ポートの一方に入力する。他方のアーム12内を伝播する光は、高速位相シフタ16及び低速位相シフタ18が形成されている領域を伝播し、2×2光カプラ14の入力ポートの他方に入力する。2×2光カプラ14の出力ポートの一方より出力された出力光は、第1の光出力として、光変調器100の出力ポート10aより出力される。また、2×2光カプラ14の出力ポートの他方より出力された出力光は、第2の光出力として、光変調器100の出力ポート10bより出力される。この出力ポート10a及び出力ポート10bは、マッハツェンダ変調器10の出力ポートでもある。
In the present embodiment, the optical input input to the
本実施の形態における光変調器においては、Si基板101には、出力ポート10a側の光導波路の近傍に、出力ポート10aより出力される光の強度を検出するための光検出器20aが設けられている。また、出力ポート10b側の光導波路の近傍に、出力ポート10bより出力される光の強度を検出するための光検出器20bが設けられている、ここで光検出器20a、20bは、出力ポート10a、10bに至る光導波路に対して方向性結合器等の光カプラ(図示せず)で接続され、出力光の一部が光検出器に至るよう構成されている。
In the light modulator of the present embodiment, the
また、Si基板101には、差動増幅器30が設けられている。差動増幅器30は、SOI基板のSi層を加工することにより形成されている。この差動増幅器30は、光検出器20aからの出力及び光検出器20bからの出力が入力しており、光検出器20aからの出力と、光検出器20bからの出力との差を差動増幅し、低速位相シフタ17、18に供給される電流を制御している。
Further, the
次に、本実施の形態における光検出器20について、図3及び図4に基づき説明する。光検出器20は、図2に示される光検出器20a、20bに相当するものであり、これらを代表して光検出器20として説明する。尚、図3は、本実施の形態における光検出器20の上面を含む構造図であり、図4は断面図である。
Next, the
本実施の形態における光検出器20は、光吸収部21とトランジスタ22により形成されている。光吸収部21の一方の側は、Si電極領域23によりトランジスタ22のベース領域22bと接続されており、光吸収部21の他方の側は、抵抗Ra1の一方の端部、及び、キャパシタCa1の一方の端部が接続されている。抵抗Ra1の他方の端部はバイアス電圧Vbに接続されており、キャパシタCa1の他方の端部は接地されている。光吸収部21の一方の側及びトランジスタ22のベース領域22bには、Si電極領域23を介しキャパシタCa2の一方の端部が接続されており、キャパシタCa2の他方の端部は接地されている。トランジスタ22のエミッタ領域22eは接地されており、コレクタ領域22cは抵抗Ra2の一方の端部が接続されており、抵抗Ra2の他方の端部は電源電圧Vddに接続されている。
The
図4に示されるように、光吸収部21は、Geにより形成されたGe光吸収層により形成されており、SOI基板におけるSi層103の上に形成されている。また、トランジスタ22は、npnバイポーラトランジスタであり、SOI基板におけるSi層103に不純物元素をドープすることにより形成されている。
As shown in FIG. 4, the
より具体的に説明すると、Si基板101の上には、厚さが約3μmの酸化シリコンにより形成された下部クラッド層となるBOX層102が形成されており、BOX層102の上には、Si層103が形成されている。Si層103には、全体にp型となる不純物元素がドープされており、p-Siとなっている。このSi層103において、所定の領域にn型となる不純物元素をドープすることにより、トランジスタ22のコレクタ領域22c及びエミッタ領域22eが形成されている。このトランジスタ22のコレクタ領域22cとエミッタ領域22eとの間に挟まれた領域及びこの近傍がベース領域22bとなる。
More specifically, a
Si層103において、トランジスタ22が形成されている領域とは異なる領域の上には、光吸収部21となるGe光吸収層が形成されている。Si層103には、全体にp型となる不純物元素がドープされているため、光吸収部21となるGe光吸収層の下面側とトランジスタ22のベース領域22bとは、Si電極領域23により接続されている。逆に、光吸収部21となるGe光吸収層の上部はn型の不純物元素がドープされている。尚、本実施の形態においては、Si電極領域23は、Ge光吸収層が形成されている領域からトランジスタ22のベース領域22bに向かって徐々に狭くなるように形成してもよい。
In the
Si層103及び光吸収部21となるGe光吸収層の上には、酸化シリコンにより形成された上部クラッド層104が形成されている。また、上部クラッド層104の内部には、AlやTi等の金属材料により、下層の配線111a、111b、111c、111d、及び、上層の配線112a、112b、112c、112dが形成されている。よって、下層の配線111a、111b、111c、111dと上層の配線112a、112b、112c、112dとの間には、上部クラッド層104の一部である酸化シリコンが挟まれている。酸化シリコンは、絶縁体でもあり誘電体でもあるため、酸化シリコンにより形成されている層は誘電体層でもある。
An upper clad
光吸収部21となるGe光吸収層の上面と下層の配線111aとは接続電極114aにより接続されており、下層の配線111aと上層の配線112aとは接続電極115aにより接続されており、上層の配線112aの上には、電極端子113aが設けられている。下層の配線111aにおいて、接続電極114aと接続電極115aとの間の挟まれた部分により抵抗Ra1が形成される。下層の配線111aは金属材料により形成されており、抵抗値は低いが、0ではないため、配線により抵抗Ra1を形成することが可能である。
The upper surface of the Ge light absorption layer serving as the
また、Si層103により形成されるSi電極領域23は、下層の配線111bと接続電極114bにより接続されている。トランジスタ22のエミッタ領域22eは下層の配線111cと接続電極114cにより接続されており、コレクタ領域22cは下層の配線111dと接続電極114dにより接続されている。
Further, the
下層の配線111a、111b、111cの上方には、これらを覆うように酸化シリコンの層を介し、上層の配線112bが形成されている。下層の配線111aと上層の配線112bとの間には、酸化シリコンの層が存在しており、これによりキャパシタCa1が形成される。下層の配線111bと上層の配線112bとの間には、酸化シリコンが存在しており、これによりキャパシタCa2が形成される。また、下層の配線111cと上層の配線112bとは接続電極115bにより接続されており、上層の配線112bの上には、接地端子113bが設けられている。
Above the
本実施の形態においては、キャパシタCa1及びキャパシタCa2は、下層の配線と上層の配線との間に誘電体層となる酸化シリコンの層が挟まれた構造であり、MIM(metal insulator metal)構造となっている。図4に示されるように、本実施の形態における光検出器は、光吸収部21となるGe光吸収層、トランジスタ22、Si電極領域23は、金属等により形成された上層の配線112bにより大部分が覆われた構造になっている。上層の配線112bは接地されているため、光検出器20の上方にノイズ源となるものが存在していたとしても、上層の配線112bにおいてノイズを遮断することができ、僅かな光信号であっても、高い感度で検出することができる。
In the present embodiment, the capacitor Ca1 and the capacitor Ca2 have a structure in which a layer of silicon oxide to be a dielectric layer is sandwiched between the wiring of the lower layer and the wiring of the upper layer, and has a structure of MIM (metal insulator metal). It has become. As shown in FIG. 4, in the photodetector of the present embodiment, the Ge light absorption layer serving as the
下層の配線111dと上層の配線112cとは接続電極115cにより接続されており、上層の配線112cの上には、出力端子113cが設けられている。下層の配線111dと上層の配線112dとは接続電極115dにより接続されており、上層の配線112dの上には、電極端子113dが設けられている。下層の配線111dにおいて、接続電極115cと接続電極115dとの間の挟まれた部分により抵抗Ra2が形成される。
The
本実施の形態における光検出器20では、光吸収部21となるGe光吸収層に光が入射すると、フォトキャリアが発生する。光吸収部21となるGe光吸収層には、抵抗Ra1を介しバイアス電圧Vbが印加されているため、発生したフォトキャリアは、光電流としてSi電極領域23及びトランジスタ22のベース領域22bを流れ、トランジスタ22において電流増幅される。トランジスタ22のエミッタ領域22eは接地されており、コレクタ領域22cは抵抗Ra2を介し電源電圧Vddが接続されている。従って、トランジスタ22において増幅された電流が抵抗Ra2を流れることにより、出力端子113cより大振幅の出力信号となる出力電圧Voutが出力される。
In the
本実施の形態においては、光吸収部21となるGe光吸収層と接地電位との間には、キャパシタCa1が形成されており、Si電極領域23及びトランジスタ22のベース領域22bと接地電位との間には、キャパシタCa2が形成されている。この2つのキャパシタCa1、Ca2はローパスフィルタとして機能し、キャパシタCa1、Ca2により、入力光の信号に含まれていた高周波成分は除去され、入力光の信号に含まれている低周波成分及びDC成分のみが出力端子113cより出力される。また、Si電極領域23には、光吸収部21となるGe光吸収層において検出された数μA程度の非常に微弱な光電流がトランジスタ22のベース領域22bに向かって流れるが、トランジスタ22のベース領域22bの電位は、外部からのノイズの影響を受けやすい。特に、光変調器を駆動するための制御回路等は電圧の振幅も大きく影響を受けやすい。このため、キャパシタCa2を設けることにより、キャパシタCa2を介し接地電位にAC的に接続することにより、トランジスタ22のベース電位を安定化させている。
In the present embodiment, a capacitor Ca1 is formed between the Ge light absorption layer serving as the
本実施の形態における光検出器20は、光吸収部21とトランジスタ22により形成されるが、これらの形成される領域は、30μm×30μmの微小領域にモノリシック集積することができるため、光変調器の大きさを大幅に小さくすることができる。
The
尚、図2に示されるように、本実施の形態における光変調器では、光検出器20a及び20bの出力は、差動増幅器30に入力されている。
As shown in FIG. 2, in the optical modulator in the present embodiment, the outputs of the
次に、図5及び図6に基づき、差動増幅器30について説明する。差動増幅器30では、3つのトランジスタ、第1のトランジスタ31、第2のトランジスタ32、第3のトランジスタ33、抵抗Rb1、Rb2を有しており、電流モード差動増幅器である。第1のトランジスタ31、第2のトランジスタ32、第3のトランジスタ33はnpnバイポーラトランジスタである。
Next, the
第1のトランジスタ31と第2のトランジスタ32は並列に接続されており、並列に接続されている第1のトランジスタ31及び第2のトランジスタ32と直列に第3のトランジスタ33が接続されている。
The
第1のトランジスタ31のベース領域31bには、光検出器20aの出力が入力信号Vin1として入力している。第1のトランジスタ31のコレクタ領域31cは、抵抗Rb1の一方の端部が接続されており、抵抗Rb1の他方の端部は、電源電圧Vddに接続されている。第1のトランジスタ31のコレクタ領域31cと抵抗Rb1の一方の端部との間より、差動増幅器30の一方の出力信号Vout1が出力され、低速位相シフタ17に入力している。
The output of the
第2のトランジスタ32のベース領域32bには、光検出器20bの出力が入力信号Vin2として入力している。第2のトランジスタ32のコレクタ領域32cは、抵抗Rb2の一方の端部が接続されており、抵抗Rb2の他方の端部は、電源電圧Vddに接続されている。第2のトランジスタ32のコレクタ領域32cと抵抗Rb2の一方の端部との間より、差動増幅器30の他方の出力信号Vout2が出力され、低速位相シフタ18に入力している。
The output of the photodetector 20b is input as an input signal Vin2 to the
第1のトランジスタ31のエミッタ領域31e及び第2のトランジスタ32のエミッタ領域32eは、第3のトランジスタ33のコレクタ領域33cに接続されている。第3のトランジスタ33のベース領域33bには、基準電圧が印加されており、エミッタ領域33eは接地されている。
The
本実施の形態においては、低速位相シフタ17及び低速位相シフタ18は、差動増幅器30からの出力により流れる電流を制御することにより、位相の制御がなされる。
In the present embodiment, the low-
図6は、第1のトランジスタ31及び第2のトランジスタ32が形成されている領域の断面図である。第1のトランジスタ31及び第2のトランジスタ32は、SOI基板のSi層103により形成されている。Si層103には、全体にp型となる不純物元素がドープされp-Siとなっており、このSi層103の所定の領域にn型となる不純物元素をドープすることにより、各々のトランジスタのコレクタ領域及びエミッタ領域が形成されている。即ち、Si層103の所定の領域に、n型となる不純物元素をドープすることにより、第1のトランジスタ31のコレクタ領域31c及びエミッタ領域31e、第2のトランジスタ32のコレクタ領域32c及びエミッタ領域32e等が形成されている。尚、図6では、第1のトランジスタ31及び第2のトランジスタ32を図示しているが、第3のトランジスタ33のコレクタ領域33c及びエミッタ領域33eについても同様である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a region where the
第1のトランジスタ31においては、コレクタ領域31cとエミッタ領域31eとの間に挟まれた領域及びこの近傍がベース領域31bとなる。第2のトランジスタ32においては、コレクタ領域32cとエミッタ領域32eとの間に挟まれた領域及びこの近傍がベース領域32bとなる。第3のトランジスタ33においては、コレクタ領域33cとエミッタ領域33eとの間に挟まれた領域及びこの近傍がベース領域33bとなる。
In the
図6に示されるように、Si層103の上には、酸化シリコンにより形成された上部クラッド層104が形成されている。また、上部クラッド層104の内部には、AlやTi等の金属材料により、下層の配線111e、111f、111g、111h、111i、111j、及び、上層の配線112e、112f、112g、112h、112i、112jが形成されている。よって、下層の配線111e、111f、111g、111h、111i、111jと上層の配線112e、112f、112g、112h、112i、112jとの間は、上部クラッド層104の一部である酸化シリコンが挟まれている。
As shown in FIG. 6, an upper
第1のトランジスタ31のベース領域31bは、下層の配線111gと接続電極114gにより接続されており、下層の配線111gは、上層の配線112gと接続電極により接続されている。上層の配線112gには、光検出器20aから出力された入力信号Vin1が入力している。
The
第1のトランジスタ31のコレクタ領域31cは下層の配線111eと接続電極114eにより接続されており、下層の配線111eと上層の配線112eとは接続電極115eにより接続されている。上層の配線112eの上には、電極端子113eが設けられており、電源電圧Vddが印加されている。また、下層の配線111eと上層の配線112fとは接続電極115fにより接続されており、上層の配線112fより一方の出力信号Vout1が、差動増幅器30の一方の出力として出力され、低速位相シフタ17に入力している。下層の配線111eにおいて、接続電極115eと接続電極115fとの間の挟まれた部分により抵抗Rb1が形成されている。
The
第2のトランジスタ32のベース領域32bは、下層の配線111hと接続電極114hにより接続されており、下層の配線111hは、上層の配線112hと接続電極115hにより接続されている。上層の配線112hには、光検出器20bから出力された入力信号Vin2が入力している。
The
第2のトランジスタ32のコレクタ領域32cは下層の配線111jと接続電極114jにより接続されており、下層の配線111jと上層の配線112jとは接続電極115jにより接続されている。上層の配線112jの上には、電極端子113fが設けられており、電源電圧Vddが印加されている。下層の配線111jと上層の配線112iとは接続電極115iにより接続されており、上層の配線112iより他方の出力信号Vout2が、差動増幅器30の他方の出力として出力され、低速位相シフタ18に入力している。下層の配線111jにおいて、接続電極115iと接続電極115jとの間の挟まれた部分により抵抗Rb2が形成されている。
The
第1のトランジスタ31のエミッタ領域31eは下層の配線111fと接続電極114fにより接続されている。第2のトランジスタ32のエミッタ領域32eは下層の配線111iと接続電極114iにより接続されている。下層の配線111f及び下層の配線111iは、第3のトランジスタ33のコレクタ領域33cと接続されている。尚、第3のトランジスタ33の配線構造については、便宜上説明を省略する。
The
本実施の形態においては、差動増幅器30により、低速位相シフタ17及び低速位相シフタ18を駆動することができる。差動増幅器30における第1のトランジスタ31、第2のトランジスタ32、第3のトランジスタ33は、SOI基板のSi層103を加工することにより形成される。従って、差動増幅器30は、マッハツェンダ変調器10及び光検出器20a、20bと同じ1つのSi基板101の上に形成されており、集積されている。差動増幅器30が形成される領域は、約30μm×50μmの領域であり、Si基板101の僅かな領域に形成することが可能である。
In the present embodiment, the low-
本実施の形態においては、光検出器20a、20bにおいて検出された信号は、差動増幅器30に入力し、差動増幅器30において増幅されて出力され、低速位相シフタ17及び低速位相シフタ18を駆動する。また、光検出器20a、20b、差動増幅器30、低速位相シフタ17及び低速位相シフタ18は同一のSi基板101の上に形成されている。従って、マッハツェンダ変調器10、光検出器20a、20b、差動増幅器30により形成される光変調器を小型にすることができ、また、低コストで製造することができる。更に、光検出器20a、20bと差動増幅器30との間の配線距離、差動増幅器30と低速位相シフタ17及び低速位相シフタ18との間の配線距離を短くすることができるため、寄生抵抗、寄生容量、寄生インダクタンスを大幅に減らすことができる。これにより、様々特性を向上させることができ、光変調器の性能を向上させることができる。
In the present embodiment, the signals detected by the
次に、図2に基づき、本実施の形態における光変調器のバイアス制御について、具体的に説明する。本実施の形態において、マッハツェンダ変調器10の出力ポート10a、10bより出力される出力光の強度が不均一である場合、出力ポート10aに近接された光検出器20aと出力ポート10bに近接された光検出器20bにおいて検出される電圧に差が生じる。差動増幅器30は、光検出器20aと光検出器20bとの電圧差を増幅して、低速位相シフタ17及び低速位相シフタ18に電流を供給する。これにより、マッハツェンダ変調器10における2つのアーム11、12間における光の位相が所望の位相となるように、低速位相シフタ17及び低速位相シフタ18により調整し、出力ポート10a、10bより出力される出力光の強度を均一にする。
Next, the bias control of the optical modulator in the present embodiment will be specifically described with reference to FIG. In the present embodiment, when the intensity of the output light output from the
本実施の形態における光変調器の動作に必要な電圧は、例えば、3.3Vの電源電圧Vdd、バイアス電圧Vb、差動増幅器30に供給する基準電圧の3つであり、この他には接地電位の端子が必要であるが、4つの電極端子でよい。このため、電極パッドの数や面積も少なくなるため、より一層小型化に寄与する。
The voltages required for the operation of the optical modulator in the present embodiment are, for example, a power supply voltage Vdd of 3.3 V, a bias voltage Vb, and a reference voltage supplied to the
(変形例)
上記においては、抵抗を配線の一部により形成する場合について説明したが、抵抗は、SOI基板におけるSi層103に不純物元素をドープすることにより形成したものであってもよい。具体的には、図4に示される光検出器20は、配線111a、111dの一部により抵抗Ra1、Ra2を形成したものであるが、図7に示すように、Si層103の一部にn型となる不純物元素をドープすることにより形成してもよい。Si層103の一部にn型となる不純物元素をドープすることによって、抵抗Ra1、Ra2を形成した場合、比較的高い抵抗値の抵抗を狭い領域に形成することができる。
(Modification example)
In the above, the case where the resistance is formed by a part of the wiring has been described, but the resistance may be formed by doping the
図7に示される光検出器では、孤立しているSi層103を形成し、この孤立しているSi層103に、n型となる不純物をドープすることにより、抵抗Ra1、Ra2を形成する。抵抗Ra1の一方の端部は、下層の配線111aと接続電極114pにより接続されており、抵抗Ra1の他方の端部は、下層の配線111mと接続電極114mにより接続されている。下層の配線111mは、上層の配線112aと接続電極115aにより接続されている。また、抵抗Ra2の一方の端部は、下層の配線111dと接続電極114qにより接続されており、抵抗Ra2の他方の端部は、下層の配線111nと接続電極114nにより接続されている。下層の配線111nは、上層の配線112dと接続電極115dにより接続されている。
In the photodetector shown in FIG. 7, an
上記における説明では、光変調器について説明したが、本実施の形態における光検出器は他の用途の光集積回路等にも用いることが可能である。尚、本願では、SOI基板を用いて形成されたSi光導波路、光検出器20等、差動増幅器30等を有するものを光集積回路と記載する場合がある。
In the above description, the optical modulator has been described, but the photodetector in the present embodiment can also be used for optical integrated circuits and the like for other purposes. In the present application, a circuit having a Si optical waveguide formed by using an SOI substrate, a
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態における光変調器は、光検出器の光吸収部をシリコンにより形成されたPINフォトダイオードにより形成した構造のものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. The light modulator in the present embodiment has a structure in which the light absorption portion of the photodetector is formed by a PIN photodiode made of silicon.
図8は、本実施の形態における光変調器における光検出器120a、120b、差動増幅器130の構成を示すものである。尚、光検出器120a、120bは、第1の実施の形態における光検出器20a、20bに対応するものであり、差動増幅器130は第1の実施の形態における差動増幅器30と要部が同じものである。
FIG. 8 shows the configurations of the
光検出器120aは、Siフォトダイオード121、2つのトランジスタ123、124、抵抗Rc11、Rc12、Rc13、キャパシタCc1等を有している。キャパシタCc1とSiフォトダイオード121は並列に接続されており、並列に接続されたキャパシタCc1及びSiフォトダイオード121に、直列に抵抗Rc12、Rc11が接続されている。具体的には、抵抗Rc11の一方の端部は電源電位Vddに接続されており、抵抗Rc11の他方の端部は抵抗Rc12の一方の端部に接続されている。抵抗Rc12の他方の端部には、キャパシタCc1の一方の端部とSiフォトダイオード121のカソードとが接続されている。また、キャパシタCc1の他方の端部とSiフォトダイオード121のアノードとが接続されて接地されている。
The
トランジスタ123、124はpnpバイポーラトランジスタである。トランジスタ123のベースBは、抵抗Rc11と抵抗Rc12との接続部分に接続されており、トランジスタ123のエミッタEは、一方の端部が電源電位に接続されている抵抗Rc13の他方の端部と接続されている。トランジスタ124のベースBは、抵抗Rc13とトランジスタ123のエミッタEとの接続部分に接続されており、トランジスタ124のエミッタEは電源電位Vddに接続されている。トランジスタ123のコレクタCとトランジスタ124のコレクタCはともに接続され、差動増幅器130の一方に入力している。即ち、差動増幅器130における第1のトランジスタ31のベースBに接続されている。
また、光検出器120bは、Siフォトダイオード122、2つのトランジスタ125、126、抵抗Rc21、Rc22、Rc23、キャパシタCc2等を有している。キャパシタCc2とSiフォトダイオード122は並列に接続されており、並列に接続されたキャパシタCc2及びSiフォトダイオード122に、直列に抵抗Rc22、Rc21が接続されている。具体的には、抵抗Rc21の一方の端部は電源電位Vddに接続されており、抵抗Rc21の他方の端部は抵抗Rc22の一方の端部に接続されている。抵抗Rc22の他方の端部には、キャパシタCc2の一方の端部及びSiフォトダイオード122のカソードとが接続されている。また、キャパシタCc2の他方の端部とSiフォトダイオード122のアノードとが接続されて接地されている。
Further, the
トランジスタ125、126はpnpバイポーラトランジスタである。トランジスタ125のベースBは、抵抗Rc21と抵抗Rc22との接続部分に接続されており、トランジスタ125のエミッタEは、一方の端部が電源電位に接続されている抵抗Rc23の他方の端部と接続されている。トランジスタ126のベースBは、抵抗Rc23とトランジスタ125のエミッタEとの接続部分に接続されており、トランジスタ126のエミッタEは電源電位Vddに接続されている。トランジスタ125のコレクタCとトランジスタ126のコレクタCはともに接続され、差動増幅器130の他方に入力している。即ち、差動増幅器130における第2のトランジスタ32のベースBに接続されている。
The
差動増幅器130では、第3のトランジスタ33のベースBには、一方の端部が電源電位Vddに接続されている抵抗Rc31の他方の端部が接続されている。また、低速位相シフタ17を形成しているメタルヒータ107の一方の端部は電源電位Vddに接続されており、他方の端部は第1のトランジスタ31のコレクタCに接続されている。低速位相シフタ18を形成しているメタルヒータ108の一方の端部は電源電位Vddに接続されており、他方の端部は第2のトランジスタ32のコレクタCに接続されている。
In the
Siフォトダイオード121に並列に接続されているキャパシタCc1、Siフォトダイオード122に並列に接続されているキャパシタCc2は、静電容量が約1μFであり、高速変調信号の平均光レベルを検出するための積分回路である。直列に接続されている抵抗Rc11と抵抗Rc12は、トランジスタ123の入力電圧のレベルを調整するために設けられており、直列に接続されている抵抗Rc21と抵抗Rc22は、トランジスタ125の入力電圧のレベルを調整するために設けられている。
The capacitor Cc1 connected in parallel to the
このように、光検出器120a、120bにおいて得られた電圧信号は、差動増幅器130において増幅され、メタルヒータ107、108において、光の強度が均一になるように電流を流すことができる。これにより、光強度差に対応した光の位相のフィードバック制御を行うことができる。
In this way, the voltage signals obtained by the
本実施の形態においては、光検出器120a、120bには、Siフォトダイオードを用いることができ、また、メタルヒータ107、108を直接駆動することができるため、より、小型化、低コスト化を図ることができる。
In the present embodiment, Si photodiodes can be used for the
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。 The contents other than the above are the same as those in the first embodiment.
〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第2の実施の形態におけるSiフォトダイオードを用いた光検出器を前置受信機に用いたオフセット補償回路である。オフセット補償回路では、シングルエンド出力であるGeフォトダイオードによる光検出器からの光電流を後段の差動増幅器に入力するために差動信号に変換する。この変換では、伝送状況によって変動する光信号のDCレベルを検出し、それに応じたDC電圧または電流を回路内に生成して、Geフォトダイオードによる光検出器に流れるDC成分とキャンセルアウトする。これにより、AC成分(高速の変調信号に相当する成分)のみを取り出すことができる。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. The present embodiment is an offset compensation circuit using a photodetector using a Si photodiode in the pre-receiver in the second embodiment. In the offset compensation circuit, the photocurrent from the photodetector by the Ge photodiode, which is a single-ended output, is converted into a differential signal for input to the differential amplifier in the subsequent stage. In this conversion, the DC level of the optical signal that fluctuates depending on the transmission condition is detected, and the DC voltage or current corresponding to the DC level is generated in the circuit and canceled out with the DC component flowing through the photodetector by the Ge photodiode. As a result, only the AC component (component corresponding to the high-speed modulated signal) can be extracted.
このため、従来では、Geフォトダイオードとは別の増幅器回路において、Geフォトダイオードの光電流のDC成分を検出し、キャンセルアウトしていた。しかしながらこの場合、回路構成が複雑になるとともに、Geフォトダイオードと増幅器回路との接続がシングルエンドであるためにコモンノイズに弱いという課題があった。 Therefore, conventionally, in an amplifier circuit different from the Ge photodiode, the DC component of the photocurrent of the Ge photodiode is detected and canceled out. However, in this case, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated and the connection between the Ge photodiode and the amplifier circuit is single-ended, so that it is vulnerable to common noise.
本実施の形態においては、図9に示されるように、光検出器220を用いて、平均光レベルに応じたDC信号を生成し、それを用いて高速Geフォトダイオード231において得られる光電流のDC成分をキャンセルする。尚、光検出器220には、第2の実施の形態と同様のSiフォトダイオード121を有している。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, a
ここで、高速Geフォトダイオード231で受信する光信号の一部は、前段で分岐され光検出器220のSiフォトダイオード121に入射されており、あらかじめその平均光レベルが検出されている。その信号をトランジスタ123、124、225により増幅した後、高速Geフォトダイオード231と並列に接続されているSiPINキャパシタ232を通じてDCバイアス電流を流す。これにより、高速Geフォトダイオード231で生じるDC電流成分をキャンセルし、AC成分のみを100Ω差動出力端子233に取り出すことができる。
Here, a part of the optical signal received by the high-
即ち、本実施の形態は、高速Geフォトダイオード231がメインの光受信機であって、この高速Geフォトダイオード231に流れるDCのオフセット電流をSiPINキャパシタ232の電流でキャンセルして、差動出力に持ち込む構成のものである。差動出力は破線で囲まれた100Ω差動出力端子233の50Ω終端の両脇の電圧であり、DCレベルでは電位差が0Vとなるように動作する。メインの光信号は高速Geフォトダイオード231に入る前にタップされて光検出器220のSiフォトダイオード121に入射する。Siフォトダイオード121の出力は、トランジスタ123、124、225により増幅されて、光のDCレベルに相当した電圧を生成する。トランジスタ124、225は、SiPINキャパシタ232の両端に接続されており、下側に接続されている負荷抵抗で、電位を下げている。このため、この負荷抵抗における電圧降下分(光のDCレベルに比例)で、SiPINキャパシタ232に流れる電流を調整し、高速Geフォトダイオード231側のDC電流とバランスさせることができる。
That is, in the present embodiment, the high-
本実施の形態においては、光素子内部でDCレベルを検出してキャンセルアウトし、差動信号に変換した後に増幅器回路に入力するため、増幅器がシンプルになるとともにコモンノイズの影響を低減することができる。即ち、従来は複雑な回路構成を必要としていた受信機のオフセット補償回路を大幅に簡素化し、光集積回路を小型化、低消費電力化することが可能となる。 In the present embodiment, since the DC level is detected inside the optical element, canceled out, converted into a differential signal, and then input to the amplifier circuit, the amplifier can be simplified and the influence of common noise can be reduced. can. That is, it is possible to greatly simplify the offset compensation circuit of the receiver, which conventionally required a complicated circuit configuration, and to reduce the size and power consumption of the optical integrated circuit.
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the embodiments are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
SOI基板のSi層に第1の導電型の不純物元素をドープされている電極領域と、
前記電極領域に接して形成された光吸収部と、
前記Si層に第2の導電型の不純物元素をドープすることにより形成されたコレクタ領域及びエミッタ領域を有するトランジスタと、
を有し、
前記トランジスタのベース領域は、前記電極領域に接続されており、
前記光吸収部において検出された信号を前記トランジスタにおいて増幅することを特徴とする光検出器。
(付記2)
前記光吸収部は、Geにより形成されていることを特徴とする付記1に記載の光検出器。
(付記3)
前記光吸収部にバイアス電圧を印加するための電極が設けられていることを特徴とする付記2に記載の光検出器。
(付記4)
前記光吸収部は、Siにより形成されていることを特徴とする付記1に記載の光検出器。
(付記5)
前記コレクタ領域または前記エミッタ領域に接続される抵抗を有し、
前記抵抗は、前記Si層に不純物元素をドープすることにより形成されていることを特徴とする付記1から4のいずれかに記載の光検出器。
(付記6)
付記1から5のいずれかに記載の光検出器と、
前記光検出器の出力を増幅する前記Si層に形成された増幅器と、
前記Si層により形成された光導波路と、
前記光導波路を伝播する光の位相を変化させる第1の位相シフタ、及び、第2の位相シフタと、
を有し、
前記第2の位相シフタにより、前記光導波路を伝播する光の位相を変調するものであって、
前記光検出器は、前記光導波路を伝播する光の強度を測定し、
前記光検出器において得られた信号を前記増幅器により増幅し、前記第1の位相シフタに供給することにより、前記光導波路を伝播する光の位相を制御することを特徴とする光変調器。
(付記7)
前記第1の位相シフタは、ヒータであることを特徴とする付記6に記載の光変調器。
(付記8)
前記光検出器は2つ設けられており、
前記増幅器は、2つの前記光検出器の出力が各々入力している差動増幅器であることを特徴とする付記6または7に記載の光変調器。
(付記9)
前記光吸収部及び前記Si層の上には、誘電体層が設けられており、
前記誘電体層の上には、前記光吸収部及び前記トランジスタが形成されている領域を覆う配線が形成されており、
前記配線は接地されていることを特徴とする付記6から8のいずれかに記載の光変調器。
(付記10)
付記1から5のいずれかに記載の光検出器を2つ有し、
前記Si層により形成された2本の光導波路のアームを有するマッハツェンダ変調器と、
各々の前記光導波路のアームを伝播する光の位相を変化させる第1の位相シフタ、及び、第2の位相シフタと、
2つの前記光検出器のからの出力を差動増幅する前記Si層に形成された差動増幅器と、
を有し、
前記第2の位相シフタにより、前記マッハツェンダ変調器における光変調をするものであって、
各々の前記光検出器は、前記マッハツェンダ変調器の2つの出力ポートから出射される光の強度の各々を測定し、
各々の前記光検出器において測定された光の強度に基づき、前記差動増幅器により、前記第1の位相シフタを制御し、前記光導波路のアームを伝播する光の位相を調整することを特徴とする光変調器。
(付記11)
付記1から5のいずれかに記載の光検出器と、
前記光検出器の出力を増幅する前記Si層に形成された増幅器と、
前記Si層により形成された光導波路と、
前記光導波路を伝播する光の位相を変化させる第1の位相シフタと、
を有し、
前記光検出器は、前記光導波路を伝播する光の強度を測定し、
前記光検出器において得られた信号を前記増幅器により増幅し、前記第1の位相シフタに供給することにより、前記光導波路を伝播する光の位相を制御することを特徴とする光集積回路。
(付記12)
前記第1の位相シフタは、ヒータであることを特徴とする付記11に記載の光集積回路。
(付記13)
前記光検出器は2つ設けられており、
前記増幅器は、2つの前記光検出器の出力が各々入力している差動増幅器であることを特徴とする付記11または12に記載の光集積回路。
(付記14)
前記光吸収部及び前記Si層の上には、誘電体層が設けられており、
前記誘電体層の上には、前記光吸収部及び前記トランジスタが形成されている領域を覆う配線が形成されており、
前記配線は接地されていることを特徴とする付記11から13のいずれかに記載の光集積回路。
Regarding the above explanation, the following additional notes are further disclosed.
(Appendix 1)
An electrode region in which the Si layer of the SOI substrate is doped with a first conductive type impurity element,
A light absorbing portion formed in contact with the electrode region and
A transistor having a collector region and an emitter region formed by doping the Si layer with a second conductive type impurity element, and a transistor.
Have,
The base region of the transistor is connected to the electrode region and
A photodetector characterized in that a signal detected in the light absorption unit is amplified by the transistor.
(Appendix 2)
The photodetector according to Appendix 1, wherein the light absorbing portion is formed of Ge.
(Appendix 3)
The photodetector according to Appendix 2, wherein an electrode for applying a bias voltage is provided in the light absorption unit.
(Appendix 4)
The photodetector according to Appendix 1, wherein the light absorbing portion is made of Si.
(Appendix 5)
Having a resistor connected to the collector region or the emitter region
The photodetector according to any one of Supplementary note 1 to 4, wherein the resistance is formed by doping the Si layer with an impurity element.
(Appendix 6)
The photodetector according to any one of Supplementary Notes 1 to 5 and
An amplifier formed on the Si layer that amplifies the output of the photodetector, and
The optical waveguide formed by the Si layer and
A first phase shifter and a second phase shifter that change the phase of the light propagating through the optical waveguide.
Have,
The second phase shifter modulates the phase of the light propagating through the optical waveguide.
The photodetector measures the intensity of light propagating through the optical waveguide and measures it.
A light modulator characterized by controlling the phase of light propagating through the optical waveguide by amplifying a signal obtained by the photodetector by the amplifier and supplying the signal to the first phase shifter.
(Appendix 7)
The light modulator according to Appendix 6, wherein the first phase shifter is a heater.
(Appendix 8)
Two photodetectors are provided, and the photodetector is provided.
The light modulator according to
(Appendix 9)
A dielectric layer is provided on the light absorbing portion and the Si layer.
On the dielectric layer, a wiring covering the light absorbing portion and the region where the transistor is formed is formed.
The light modulator according to any one of Supplementary note 6 to 8, wherein the wiring is grounded.
(Appendix 10)
It has two photodetectors according to any one of the appendices 1 to 5.
A Machzenda modulator having two optical waveguide arms formed by the Si layer, and
A first phase shifter and a second phase shifter that change the phase of the light propagating through the arm of each of the optical waveguides.
A differential amplifier formed in the Si layer that differentially amplifies the output from the two photodetectors, and a differential amplifier.
Have,
The second phase shifter is used for optical modulation in the Machzenda modulator.
Each photodetector measures each of the intensities of light emitted from the two output ports of the Machzenda modulator.
Based on the light intensity measured by each photodetector, the differential amplifier controls the first phase shifter and adjusts the phase of the light propagating through the arm of the optical waveguide. Optical modulator.
(Appendix 11)
The photodetector according to any one of Supplementary Notes 1 to 5 and
An amplifier formed on the Si layer that amplifies the output of the photodetector, and
The optical waveguide formed by the Si layer and
A first phase shifter that changes the phase of light propagating through the optical waveguide,
Have,
The photodetector measures the intensity of light propagating through the optical waveguide and measures it.
An optical integrated circuit characterized by controlling the phase of light propagating through the optical waveguide by amplifying a signal obtained by the photodetector by the amplifier and supplying the signal to the first phase shifter.
(Appendix 12)
The optical integrated circuit according to
(Appendix 13)
Two photodetectors are provided, and the photodetector is provided.
The optical integrated circuit according to
(Appendix 14)
A dielectric layer is provided on the light absorbing portion and the Si layer.
On the dielectric layer, a wiring covering the light absorbing portion and the region where the transistor is formed is formed.
The optical integrated circuit according to any one of
10 マッハツェンダ変調器
10a、10b 出力ポート
10c 入力ポート
11、12 アーム
13 1×2光カプラ
14 2×2光カプラ
15、16 高速位相シフタ
17、18 低速位相シフタ
20、20a、20b 光検出器
21 光吸収部
22 トランジスタ
23 Si電極領域
30 差動増幅器
50 信号変調制御回路
100 光変調器
101 Si基板
10
Claims (11)
前記電極領域に接して形成された光吸収部と、
前記Si層に第2の導電型の不純物元素をドープすることにより形成されたコレクタ領域及びエミッタ領域を有するトランジスタと、
を有し、
前記トランジスタのベース領域は、前記第1の導電型の前記電極領域に接続されており、
前記光吸収部において検出された信号を前記トランジスタにおいて増幅し、
前記光吸収部は前記Si層の前記第1の導電型の前記電極領域に接する側と反対側の第2の導電型の領域に接続される第1電極端子によって第1電位に接続され、前記トランジスタの前記コレクタ領域は前記第1電極端子と異なる第2電極端子によって前記第1電位と異なる第2電位に接続されることを特徴とする光検出器。 An electrode region in which the Si layer of the SOI substrate is doped with a first conductive type impurity element,
A light absorbing portion formed in contact with the electrode region and
A transistor having a collector region and an emitter region formed by doping the Si layer with a second conductive type impurity element, and a transistor.
Have,
The base region of the transistor is connected to the electrode region of the first conductive type .
The signal detected in the light absorber is amplified in the transistor, and the signal is amplified in the transistor.
The light absorbing portion is connected to the first potential by a first electrode terminal connected to a second conductive type region on the side opposite to the side in contact with the electrode region of the first conductive type of the Si layer. A photodetector characterized in that the collector region of a transistor is connected to a second potential different from the first potential by a second electrode terminal different from the first electrode terminal .
前記抵抗は、前記Si層に不純物元素をドープすることにより形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光検出器。 Having a resistor connected to the collector region or the emitter region
The photodetector according to any one of claims 1 to 4, wherein the resistance is formed by doping the Si layer with an impurity element.
前記光検出器の出力を増幅する前記Si層に形成された増幅器と、
前記Si層により形成された光導波路と、
前記光導波路を伝播する光の位相を変化させる第1の位相シフタ、及び、第2の位相シフタと、
を有し、
前記第2の位相シフタにより、前記光導波路を伝播する光の位相を変調するものであって、
前記光検出器は、前記光導波路を伝播する光の強度を測定し、
前記光検出器において得られた信号を前記増幅器により増幅し、前記第1の位相シフタに供給することにより、前記光導波路を伝播する光の位相を制御することを特徴とする光変調器。 The photodetector according to any one of claims 1 to 5.
An amplifier formed on the Si layer that amplifies the output of the photodetector, and
The optical waveguide formed by the Si layer and
A first phase shifter and a second phase shifter that change the phase of the light propagating through the optical waveguide.
Have,
The second phase shifter modulates the phase of the light propagating through the optical waveguide.
The photodetector measures the intensity of light propagating through the optical waveguide and measures it.
A light modulator characterized by controlling the phase of light propagating through the optical waveguide by amplifying a signal obtained by the photodetector by the amplifier and supplying the signal to the first phase shifter.
前記増幅器は、2つの前記光検出器の出力が各々入力している差動増幅器であることを特徴とする請求項6または7に記載の光変調器。 Two photodetectors are provided, and the photodetector is provided.
The light modulator according to claim 6 or 7, wherein the amplifier is a differential amplifier in which the outputs of the two photodetectors are each input.
前記誘電体層の上には、前記光吸収部及び前記トランジスタが形成されている領域を覆う配線が形成されており、
前記配線は接地されていることを特徴とする請求項6から8のいずれかに記載の光変調器。 A dielectric layer is provided on the light absorbing portion and the Si layer.
On the dielectric layer, a wiring covering the light absorbing portion and the region where the transistor is formed is formed.
The light modulator according to any one of claims 6 to 8, wherein the wiring is grounded.
前記光検出器の出力を増幅する前記Si層に形成された増幅器と、
前記Si層により形成された光導波路と、
前記光導波路を伝播する光の位相を変化させる第1の位相シフタと、
を有し、
前記光検出器は、前記光導波路を伝播する光の強度を測定し、
前記光検出器において得られた信号を前記増幅器により増幅し、前記第1の位相シフタに供給することにより、前記光導波路を伝播する光の位相を制御することを特徴とする光集積回路。 The photodetector according to any one of claims 1 to 5.
An amplifier formed on the Si layer that amplifies the output of the photodetector, and
The optical waveguide formed by the Si layer and
A first phase shifter that changes the phase of light propagating through the optical waveguide,
Have,
The photodetector measures the intensity of light propagating through the optical waveguide and measures it.
An optical integrated circuit characterized by controlling the phase of light propagating through the optical waveguide by amplifying a signal obtained by the photodetector by the amplifier and supplying the signal to the first phase shifter.
前記誘電体層の上には、前記光吸収部及び前記トランジスタが形成されている領域を覆う配線が形成されており、
前記配線は接地されていることを特徴とする請求項10に記載の光集積回路。 A dielectric layer is provided on the light absorbing portion and the Si layer.
On the dielectric layer, a wiring covering the light absorbing portion and the region where the transistor is formed is formed.
The optical integrated circuit according to claim 10, wherein the wiring is grounded.
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