JPS6076721A - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
- Publication number
- JPS6076721A JPS6076721A JP18478983A JP18478983A JPS6076721A JP S6076721 A JPS6076721 A JP S6076721A JP 18478983 A JP18478983 A JP 18478983A JP 18478983 A JP18478983 A JP 18478983A JP S6076721 A JPS6076721 A JP S6076721A
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- JP
- Japan
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- electrode
- type
- junction
- divided
- optical modulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
- G02F1/025—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction in an optical waveguide structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はｐｎ接合を用いた分布結合ガイド形光変調器に
関する。
関する。
Ｊ−４４Ｌ ＩＪ ＩＰｉｌ赦小蔀知ユ？嚇處−ドブ己
ｋ 止ｊ鹸江。
ｋ 止ｊ鹸江。
ザ、光変調器、光スィッチおよび光分岐・結合器等をモ
ノリシック集積化することが一つの大きな目標となって
米た。
ノリシック集積化することが一つの大きな目標となって
米た。
この目標の実現のためには、ＧａＡｓやＪ ｎＧａＡｓ
Ｐ等、半導体レーザの拐料である化合物半導体を用いて
光変調器を構成することが有利である。この種の光変調
器に関しては「電気通信学会論文誌」’８１／７ Ｖｏ
ｌ 、Ｊ６４−Ｃ陽７．第４１３〜４１６頁「ＰＮ接合
を用いた光変調器」に詳述されている。また光変調器の
一構成として、分布結合ガイド形光変調器が、高速動作
可能なことから研究が進められており、この−例が「昭
和５７年度電子通信学会光・電波部門全国大会Ｊ２９１
，２−５３頁「ＧａＡＳ分布結合ガイド形光変調器／光
スイッチ」として発表されている。
Ｐ等、半導体レーザの拐料である化合物半導体を用いて
光変調器を構成することが有利である。この種の光変調
器に関しては「電気通信学会論文誌」’８１／７ Ｖｏ
ｌ 、Ｊ６４−Ｃ陽７．第４１３〜４１６頁「ＰＮ接合
を用いた光変調器」に詳述されている。また光変調器の
一構成として、分布結合ガイド形光変調器が、高速動作
可能なことから研究が進められており、この−例が「昭
和５７年度電子通信学会光・電波部門全国大会Ｊ２９１
，２−５３頁「ＧａＡＳ分布結合ガイド形光変調器／光
スイッチ」として発表されている。
以上述べた文献に記載されている光変調器は。
半導体レーザと組合せて使用されるが、半導体レーザの
出力光パワーを温度変動や経時変化に対して安定化する
目的、あるいは変調された光信号波綴ｆ１５−−々子六
日齢端＼瓜 フ−ｋ Ｊ’イナート９を田いて変調光信
号を監視することが多い。この場合、フォトダイオード
を光変調器あるいは半導体レーザと光学的に結合する会
費が生じる。ところが、通常光ビーム径は１０μｍ以下
であるため、機械的にも光学的にも簀定な結合が必要と
なシ、上記３棹の光部品忙組合せると構造が複雑化する
という欠点があった。また、個別部品の組合せにより反
射向が多くなって、反射損失が増加するという欠点も心
り、芒らに、反射光が半導体レーザに注入されて発振が
不安定になるという欠点があった。
出力光パワーを温度変動や経時変化に対して安定化する
目的、あるいは変調された光信号波綴ｆ１５−−々子六
日齢端＼瓜 フ−ｋ Ｊ’イナート９を田いて変調光信
号を監視することが多い。この場合、フォトダイオード
を光変調器あるいは半導体レーザと光学的に結合する会
費が生じる。ところが、通常光ビーム径は１０μｍ以下
であるため、機械的にも光学的にも簀定な結合が必要と
なシ、上記３棹の光部品忙組合せると構造が複雑化する
という欠点があった。また、個別部品の組合せにより反
射向が多くなって、反射損失が増加するという欠点も心
り、芒らに、反射光が半導体レーザに注入されて発振が
不安定になるという欠点があった。
本発明の目的は、前記欠点を除去し、簡易な構成により
光変調器とフォトダイオードを集積化するととｔこある
。
光変調器とフォトダイオードを集積化するととｔこある
。
本発明によれは、半導体ガイド層と、この半導体ガイド
層とＰ Ｎ接合全形成するように互いに平行に配置され
た第１および第２の半導体ストリップ層とを含むｐｎ接
合を用いた分布結合ガイド形光変調器において、ｐ側と
ｎ側に形成した電極のいずれか一方あるいは双方が、光
の出射面に近い側で分割された構造ケ有し、この分割さ
れた電極のうちの光の出射面に近い側の電極には前記ｐ
ｎ接合を逆バイアスする電圧を印加することを特徴とす
る光変調器が得られる。
層とＰ Ｎ接合全形成するように互いに平行に配置され
た第１および第２の半導体ストリップ層とを含むｐｎ接
合を用いた分布結合ガイド形光変調器において、ｐ側と
ｎ側に形成した電極のいずれか一方あるいは双方が、光
の出射面に近い側で分割された構造ケ有し、この分割さ
れた電極のうちの光の出射面に近い側の電極には前記ｐ
ｎ接合を逆バイアスする電圧を印加することを特徴とす
る光変調器が得られる。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の実施例を示す斜視図である。
図において、ｎ＋形基板１（たとえは計−ＡｌＯａＡｓ
）の上にｎ形ガイド層２（たとえはｎ−ＧａＡｓ）が、
さらにその上に並置されたｐ形ストリップト３゜４（た
とえはｐ”−ＡＪＧａＡｓ）が形成され、基板１にはｎ
（Ｉｌｌ電極７がストリップ層３，４にはそれぞれＰ側
電極９，６が蒸着されて分布結合ガイド形光変調器を構
成している。８は光の入射方向ケ示す矢印で、光はｎ形
ガイド層２の端面に入射する。
）の上にｎ形ガイド層２（たとえはｎ−ＧａＡｓ）が、
さらにその上に並置されたｐ形ストリップト３゜４（た
とえはｐ”−ＡＪＧａＡｓ）が形成され、基板１にはｎ
（Ｉｌｌ電極７がストリップ層３，４にはそれぞれＰ側
電極９，６が蒸着されて分布結合ガイド形光変調器を構
成している。８は光の入射方向ケ示す矢印で、光はｎ形
ガイド層２の端面に入射する。
電極９は、光の出射面に近い側で分割され、それぞれ電
極５．５’に形成している。ここで電極６゜９は、どち
らか一方の電極のみが分割されていてもよい。
極５．５’に形成している。ここで電極６゜９は、どち
らか一方の電極のみが分割されていてもよい。
この光変調器は第２図に示す電気回路で使用される。こ
の図は、電極９のみが分割きれた場合の等価回路を示し
ダイオード２１は電極９を介してストリップ層３とガイ
ド層２で構成されるＰｎｎ接合：模式的に示し、ダイオ
ード２２け、電極６を介してストリップ層４とガイド層
２で構成されるＰｎ接合、ダイオード２３は、ストリッ
プ層３上に形成された電極５を介してストリップ層３と
カイト層２で構成されるＰｎ接合をそれぞれ示す。直流
電源２４，２５．２６はそれぞれダイオード２１ 、２
２．２３に逆バイアスを印加する。またＰ側電極９と直
流電源２４の負極間には抵抗２７が接続され、抵抗２７
の両端の端子２９には変調信号が入力する。
の図は、電極９のみが分割きれた場合の等価回路を示し
ダイオード２１は電極９を介してストリップ層３とガイ
ド層２で構成されるＰｎｎ接合：模式的に示し、ダイオ
ード２２け、電極６を介してストリップ層４とガイド層
２で構成されるＰｎ接合、ダイオード２３は、ストリッ
プ層３上に形成された電極５を介してストリップ層３と
カイト層２で構成されるＰｎ接合をそれぞれ示す。直流
電源２４，２５．２６はそれぞれダイオード２１ 、２
２．２３に逆バイアスを印加する。またＰ側電極９と直
流電源２４の負極間には抵抗２７が接続され、抵抗２７
の両端の端子２９には変調信号が入力する。
さらに分割されたｐ＊ｔｎ極５と直流電源２６の負極と
の間には抵抗２８が接続される。この光変調器を動作さ
せると、端子２９に印加された信号で変調された光出力
信号をｎ形ガイド層２の光入射面と反対側の端面から得
ることができる。また、ダイオード２３、すなわち電極
５を介してストリップ層３とガイド層２で構成されたＰ
Ｎ接合部分は逆バイアスされているため、フォトダイオ
ードとして動作する。すなわち、変調された光信号の吸
収により発生する電子と正孔を逆バイアスされたＰｎ接
合により振り分けて再び電気信号として抵抗２８の両端
の端子３０からとり出すことができる。
の間には抵抗２８が接続される。この光変調器を動作さ
せると、端子２９に印加された信号で変調された光出力
信号をｎ形ガイド層２の光入射面と反対側の端面から得
ることができる。また、ダイオード２３、すなわち電極
５を介してストリップ層３とガイド層２で構成されたＰ
Ｎ接合部分は逆バイアスされているため、フォトダイオ
ードとして動作する。すなわち、変調された光信号の吸
収により発生する電子と正孔を逆バイアスされたＰｎ接
合により振り分けて再び電気信号として抵抗２８の両端
の端子３０からとり出すことができる。
上記構成によるブＣ変調器の変調信号にＩＧＨｚの正弦
波を印加し、端子３０からモニタして得たモニタ信号と
、光変調器の光出力信号を別のフォトダイオードで受光
して得た電気信号とを比較した結果、前者のモニタ信号
は後者の電気信号にほぼ１００％追従することが確認で
きた。
波を印加し、端子３０からモニタして得たモニタ信号と
、光変調器の光出力信号を別のフォトダイオードで受光
して得た電気信号とを比較した結果、前者のモニタ信号
は後者の電気信号にほぼ１００％追従することが確認で
きた。
本発明の別の実施例を第３図に示す。これは第１図に示
した光変調器のｎ（ｌｊｌ電極７を光の出射面に近い位
置で分割し、電極１０を形成したもので、電極５と電極
１０との間のＰＮ接合部分、すなわちフォトダイオード
として動作可能な部分と、電極６，９と電極７との間の
ＰＮ接合部分、すなわち光変調を行なう部分は、電気的
に完全に分離され、両者間の電流のまわり込みを低減で
きる。
した光変調器のｎ（ｌｊｌ電極７を光の出射面に近い位
置で分割し、電極１０を形成したもので、電極５と電極
１０との間のＰＮ接合部分、すなわちフォトダイオード
として動作可能な部分と、電極６，９と電極７との間の
ＰＮ接合部分、すなわち光変調を行なう部分は、電気的
に完全に分離され、両者間の電流のまわり込みを低減で
きる。
以上説明したように本発明による光変調器は、モニタ用
フォトダイオードを集積化しているため構造が簡単であ
るはかりでなく、光変調器とフォトダイオードを個別に
光結合する場合に比べて、光の反射面が少なくなり損失
低減ができる。さらに半導体レーザへの反射光の影響も
低減できるため、本発明の実用価値は非常に大きい。
フォトダイオードを集積化しているため構造が簡単であ
るはかりでなく、光変調器とフォトダイオードを個別に
光結合する場合に比べて、光の反射面が少なくなり損失
低減ができる。さらに半導体レーザへの反射光の影響も
低減できるため、本発明の実用価値は非常に大きい。
第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図は第１図
に示す＊施例の構造の等価回路と周辺回路とを合わせて
示した回路図、第３図は本発明の別の実施例を示す斜視
図である。 ■・・・・・・基板、２・・・・・・ガイド層、３・・
・・・・ストリップ層、４・・・・・・ストリップ層、
５・・・・・・−１極、６・・・・・・電極、７・・・
・・・電極、８・・・・・・光の入射方向、９．１０・
・・・・・電極、２１，２２，２３・・・・・・等測的
なダイオード、２４．２５．２６・・・・・・直流電源
、２７，２８・・・・・・抵抗、２９・・・・・・変調
信号入力端子、３０・・・・・・モニタ信号出力端子。
に示す＊施例の構造の等価回路と周辺回路とを合わせて
示した回路図、第３図は本発明の別の実施例を示す斜視
図である。 ■・・・・・・基板、２・・・・・・ガイド層、３・・
・・・・ストリップ層、４・・・・・・ストリップ層、
５・・・・・・−１極、６・・・・・・電極、７・・・
・・・電極、８・・・・・・光の入射方向、９．１０・
・・・・・電極、２１，２２，２３・・・・・・等測的
なダイオード、２４．２５．２６・・・・・・直流電源
、２７，２８・・・・・・抵抗、２９・・・・・・変調
信号入力端子、３０・・・・・・モニタ信号出力端子。
Claims (1)
- 半導体ガイド層と、この半導体ガイド層とＰＮ接合を形
成するように互いに平行に配置された第１および第２の
半導体ストリップ層とを含むｐｎ接合を用いた分布結合
ガイド形光変調器において、Ｐ側とｎ側に形成した電極
のいずれが一方あるいは双方が光出射面に近い側で分割
され、前記出射面に近い側で分割された電極には前記Ｐ
ｎ接合に対し逆バイアスとなる極性の電圧が印加される
ことを特徴とする光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18478983A JPS6076721A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18478983A JPS6076721A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076721A true JPS6076721A (ja) | 1985-05-01 |
Family
ID=16159316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18478983A Pending JPS6076721A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076721A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08211427A (ja) * | 1995-02-08 | 1996-08-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光マルチプレクサ・デマルチプレクサ |
| EP0750751A4 (en) * | 1994-03-17 | 1998-04-22 | E Systems Inc | ABSORPTION MODULATOR IN A WAVE LEAD STRUCTURE WITH INTEGRATED OPTICAL ISOLATOR |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5251955A (en) * | 1975-10-23 | 1977-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | Optical semiconductor device |
| JPS5593274A (en) * | 1979-01-05 | 1980-07-15 | Nec Corp | Photo-detector for optical integrated circuit |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18478983A patent/JPS6076721A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5251955A (en) * | 1975-10-23 | 1977-04-26 | Mitsubishi Electric Corp | Optical semiconductor device |
| JPS5593274A (en) * | 1979-01-05 | 1980-07-15 | Nec Corp | Photo-detector for optical integrated circuit |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0750751A4 (en) * | 1994-03-17 | 1998-04-22 | E Systems Inc | ABSORPTION MODULATOR IN A WAVE LEAD STRUCTURE WITH INTEGRATED OPTICAL ISOLATOR |
| JPH08211427A (ja) * | 1995-02-08 | 1996-08-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光マルチプレクサ・デマルチプレクサ |
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