JP7224368B2 - マッハツェンダ型光変調器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るマッハツェンダ型光変調器1(以下「光変調器1」と略記することもある)の構成を示す平面図である。まず、本実施の形態1に係る光変調器1の構成の概要について説明する。
以上のような本実施の形態1に係るマッハツェンダ型光変調器1では、複数の第1及び第2ビアホール10a,10bがクラッド層に配設され、第1及び第2進行波電極9a,9bが複数の複数の第1及び第2ビアホール10a,10bを介して第1及び第2半導体領域14a,14bと接続されている。このような構成によれば複数の第1及び第2ビアホール10a,10bを調整することによって、変調器のインダクタンス及びキャパシタンスの整合を取ることができる。これにより、例えば電気光変換利得の-3dB帯域を高周波化できることによって高変調帯域が得られるため、高変調効率が可能となり、高速化が可能となる。また、進行波電極はT字型電極を有さないため、マッハツェンダ型光変調器の小型化ができる。また、インダクタンスが小さくなるため整合も取りやすくなる。さらに、IV族半導体を含むマッハツェンダ型光変調器は、III-V族半導体を含むマッハツェンダ型光変調器に比べて一般的にコストが低く、しかもビアホールを作製可能な絶縁体が見出されているため、素子作製プロセスの簡略化及びコスト低減化が期待できる。
図5は、本発明の実施の形態2に係るマッハツェンダ型光変調器1(以下「光変調器1」と略記することもある)の構成を示す平面図である。以下、本実施の形態2に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付す。
以上のような本実施の形態2に係るマッハツェンダ型光変調器1では、複数の第1及び第2ビアホール10a,10bがクラッド層に配設され、第1及び第2進行波電極9a,9bが複数の複数の第1及び第2ビアホール10a,10bを介して第1及び第3半導体領域14a,14cと接続されている。このような構成によれば、実施の形態1と同様に、複数の第1及び第2ビアホール10a,10bを調整することによって、変調器のインダクタンス及びキャパシタンスの整合を取ることができる。また、進行波電極はT字型電極を有さないため、マッハツェンダ型光変調器の小型化ができる。また、インダクタンスが小さくなるため整合も取りやすくなる。さらに、IV族半導体を含むマッハツェンダ型光変調器は、III-V族半導体を含むマッハツェンダ型光変調器に比べて一般的にコストが低く、しかもビアホールを作製可能な絶縁体が見出されているため、素子作製プロセスの簡略化及びコスト低減化が期待できる。
図13は、本発明の実施の形態3に係るマッハツェンダ型光変調器1(以下「光変調器1」と略記することもある)の構成を示す平面図である。図14は、本実施の形態3に係る光変調器1の構成を示す斜視図である。図15は、図13のA-A線に沿った断面図であり、図16は、図13のB-B線に沿った断面図である。以下、本実施の形態3に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
以上のような本実施の形態3に係るマッハツェンダ型光変調器1は、実施の形態2と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態3に係る光変調器1は、第3及び第4進行波電極9c,9dを備えるため、差動駆動が可能であり、この結果として消費電力を低減することができる。
Claims (8)
- 基板と、
入力光に対して分岐を行って第1光と第2光とを生成する分波器と、
前記分波器が分岐を行った前記第1光および前記第2光に合成を行って出力光を生成する合波器と、
前記分波器および前記合波器に接続され、前記分波器が分岐を行った前記第1光を前記合波器へ導く第1光導波路と、
前記分波器および前記合波器に接続され、前記分波器が分岐を行った前記第2光を前記合波器へ導く第2光導波路と、
前記基板上に設けられ、前記第1光導波路及び前記第2光導波路と接触して前記第1光導波路及び前記第2光導波路を覆うクラッド層と、
前記クラッド層上で前記分波器から前記合波器へ向かう光導波方向に延在し、前記第1光導波路を挟むように配置された第1進行波電極及び第2進行波電極を含み、前記第1光導波路に電気信号の印加を行って前記第1光に変調を行う一対の進行波電極と、
前記第1進行波電極から前記第1進行波電極の下方に向かって前記クラッド層を貫通し、前記光導波方向に沿って互いに離隔して配置された複数の第1ビアホールと、
それぞれが前記複数の第1ビアホールの内部に配置され、前記光導波方向に沿って互いに離隔して配置された複数の第1導電部材と、
前記第2進行波電極から前記第2進行波電極の下方に向かって前記クラッド層を貫通し、前記光導波方向に沿って互いに離隔して配置された複数の第2ビアホールと、
それぞれが前記複数の第2ビアホールの内部に配置され、前記光導波方向に沿って互いに離隔して配置された複数の第2導電部材と
を備え、
前記第1進行波電極は、前記複数の第1ビアホール内の前記複数の第1導電部材によって第1半導体領域と接続され、前記第2進行波電極は、前記複数の第2ビアホール内の前記複数の第2導電部材によって第2半導体領域と接続され、
前記第1半導体領域と前記第2半導体領域との隣接部分が前記クラッド層に接触する前記第1光導波路に対応する、マッハツェンダ型光変調器。 - 請求項1に記載のマッハツェンダ型光変調器であって、
平面視にて前記第1進行波電極に関して前記第1光導波路と逆側の前記クラッド層上に配設され、前記第1進行波電極と第1終端抵抗を介して接続された第3進行波電極と、
平面視にて前記第2進行波電極に関して前記第2光導波路と逆側の前記クラッド層上に配設され、前記第2進行波電極と第2終端抵抗を介して接続された第4進行波電極と
をさらに備える、マッハツェンダ型光変調器。 - 請求項1または請求項2に記載のマッハツェンダ型光変調器であって、
前記複数の第1ビアホールは、前記第1進行波電極に沿って周期的に配設され、
前記複数の第2ビアホールは、前記第2進行波電極に沿って周期的に配設されている、マッハツェンダ型光変調器。 - 請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載のマッハツェンダ型光変調器であって、
平面視において前記複数の第1ビアホールのそれぞれは、前記第1進行波電極の延在方向に延在する形状を有し、
平面視において前記複数の第2ビアホールのそれぞれは、前記第2進行波電極の延在方向に延在する形状を有する、マッハツェンダ型光変調器。 - 請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載のマッハツェンダ型光変調器であって、
前記第1進行波電極の幅と前記第2進行波電極の幅とが互いに同じである、マッハツェンダ型光変調器。 - 請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載のマッハツェンダ型光変調器であって、
前記第1光導波路及び前記第2光導波路のそれぞれは、p型半導体及びn型半導体を含む、マッハツェンダ型光変調器。 - 請求項1に記載のマッハツェンダ型光変調器であって、
前記マッハツェンダ型光変調器に入力された光の位相及び強度の少なくとも1つを変調可能である、マッハツェンダ型光変調器。 - 請求項1に記載のマッハツェンダ型光変調器であって、
前記第1ビアホール及び前記第2ビアホールは、前記マッハツェンダ型光変調器のインダクタンス及びキャパシタンスに基づいて調整される、マッハツェンダ型光変調器。
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