(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収層と、該吸収層を両側から挟み込む一対のクラッド層と、を少なくとも有する半導体積層構造と、
一対の電極層と、
を備え、
該半導体積層構造には該電極層を介して所定の電圧が印加され、
該吸収層の導波路長をＬ、及び光閉じ込め係数をГとして、該吸収層に対する印加電圧Ｖにおける該吸収層の性能指数をＫ(V)とするときに、入力光強度Ｐin及び出力光強度Ｐoutから決定される消光比ＴAtt＝Ｐout／Ｐinが０．０１以上（但し、該消光比ＴAttは、該吸収層に対する印加電圧Ｖ＝０のときの値が１に規格化されている）である該消光比ＴAttの範囲Ｘに対して、該範囲Ｘの約４０％以上に相当する該消光比ＴAttの連続的な動作範囲Ｙにおいて、│Ｋ(V)−Г・Ｌ│≦０．００５ｃｍなる関係が満たされている、電界吸収型光変調器。
【請求項２】
前記吸収層は多重量子井戸構造を有しており、該多重量子井戸構造は、複数の井戸層と、複数の障壁層と、該複数の井戸層及び該複数の障壁層を挟み込むように設けられている一対の光導波層と、を含む、請求項１に記載の電界吸収型光変調器。
【請求項３】
前記吸収層の前記性能指数Ｋ(V)は、該吸収層の吸光係数α(V)の１次導関数α'(V)及び２次導関数α''(V)を用いて、Ｋ(V)＝α''(V)／α'(V)2と表される、請求項１または２に記載の電界吸収型光変調器。
【請求項４】
前記吸収層の前記導波路長Ｌ及び前記光閉じ込め係数Гに関して、前記動作範囲Ｙにおいて、Ｌ・Г≦Ｋ(V)なる関係が満たされている、請求項１から３のいずれかに記載の電界吸収型光変調器。
【請求項５】
前記Ｌ・Г≦Ｋ(V)なる関係が前記導波路長Ｌの微調整によって達成されている、請求項４に記載の電界吸収型光変調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信などの分野で使用される電界吸収型光変調器を構成する光半導体素子に関し、具体的には、上記のような電界吸収型光変調器の変調歪を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インデンシャル応答の高速化や波長チャープの著しい低減を可能とする電界吸収型光変調器（Electro Absorption光変調器、以下では、「ＥＡ光変調器」とも称する）は、変調信号の伝送における広周波数帯域化や長距離無中継伝送の実現のために有効である。以下に、図２を参照して、従来技術によるＥＡ光変調器の一例を説明する。
【０００３】
図２は、１．５５μｍ周波数帯で用いられる従来のＥＡ光変調器５０の断面構造を模式的に示す。具体的には、このＥＡ光変調器５０は、多重量子井戸（Multi Quantum Well；以下では、略して「ＭＱＷ」とも称する）構造を有する吸収層を含む、多重量子井戸電界吸収型（ＭＱＷ−ＥＡ）光変調器５０である。
【０００４】
ＭＱＷ−ＥＡ光変調器５０では、ＩｎＧａＡｓＰからなるＭＱＷ層（吸収層）２０３の上に、ｐ−ＩｎＰ第１クラッド層２０２が設けられている。ＭＱＷ層２０３は、ＩｎＧａＡｓＰよりなる光導波層を含む。ｐ−ＩｎＰ第１クラッド層２０２は台形状の断面を有していて、その上面には、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２０１及びＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ第１電極層２００が設けられている。さらに、ＳｉＮ保護層２０７が、ＭＱＷ層２０３、ｐ−ＩｎＰ第１クラッド層２０２、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層２０１、及びＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ第１電極層２０１を覆うように、ＭＱＷ−ＥＡ光変調器５０の上面に設けられている。ＳｉＮ保護層２０７の上の所定の位置には、例えば約７０μｍ×約７０μｍの大きさのパッド型電極（不図示）が設けられていて、ＳｉＮ保護層２０７に設けられたコンタクトホール（不図示）を介して、第１電極層２００に電気的に接続されている。
【０００５】
一方、ＭＱＷ層２０３の下には、ｎ−ＩｎＰバッファ層２０４を介して、ｎ−ＩｎＰ第２クラッド層２０５が設けられている。さらにその下には、Ａｕ／Ｓｎ第２電極層２０７が設けられている。
【０００６】
上記のＭＱＷ−ＥＡ光変調器５０の素子長（導波路長に等しい）は、典型的には約４００μｍであり、またその光閉じこめ係数は、典型的には約１０％である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＥＡ光変調器は、主に、低いエラーレートの実現が重要になるデータ伝送に適したＢＢＤ（Base Band Digital）技術に応用されている。ＥＡ光変調器は非線形な動作特性を有するが、ＢＢＤ技術に用いられる上では、特に問題は生じない。
【０００８】
一方、上述のように、従来のＥＡ光変調器は非線形な動作特性を有するので、信号の歪の発生が好ましくないＳＣＭ（Sub-Carrier Multiplexing）技術への適用には適さない。しかし、ＥＡ光変調器を用いて超高速での映像や音声の多重伝送を行うには、映像や音声の多重伝送に適したＳＣＭ技術へ、ＥＡ光変調器を応用する必要がある。
【０００９】
ＥＡ光変調器の出力信号には、その動作特性の線形な成分によって変調された基本波成分と、非線形な成分によって変調された歪成分と、が含まれる。歪成分の中でも特に２次歪成分に着目すると、基本波成分に対する２次歪成分の比を、２次相互変調歪（以下では、「ＩＭ２」とも称する）と呼ぶ。ＳＣＭ技術では、変調歪の低減、すなわち、この２次相互変調歪（ＩＭ２）の低減が要求される。ところが、一般的に、従来技術によるＥＡ光変調器のＩＭ２は、ＤＦＢレーザなど電流によって変調が制御される直接変調型発光素子のＩＭ２に比べて、非常に大きい。
【００１０】
従って、ＥＡ光変調器をＳＣＭ技術に応用するためには、そのＩＭ２の低減が重要な課題である。そのためには、ＥＡ光変調器の出力信号における２次歪成分の低減が必要である。
【００１１】
本発明は、上記のような課題を解決するために行われたものであって、その目的は、（１）広い動作範囲に渡る線形動作が可能で、出力信号における変調歪が低減されている電界吸収型光変調器を提供すること、及び、（２）上記のような電界吸収型光変調器の製造方法を提供すること、である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電界吸収型光変調器は、吸収層と該吸収層を両側から挟み込む一対のクラッド層とを少なくとも有する半導体積層構造と、一対の電極層と、を備えている。該半導体積層構造には、該電極層を介して所定の電圧が印加される。そして、該吸収層の導波路長をＬ、及び光閉じ込め係数をГとして、該吸収層に対する印加電圧Ｖにおける該吸収層の性能指数をＫ(V)とするときに、入力光強度Ｐin及び出力光強度Ｐoutから決定される消光比ＴAtt＝Ｐout／Ｐinが０．０１以上（但し、該消光比ＴAttは、該吸収層に対する印加電圧Ｖ＝０のときの値が１に規格化されている）である該消光比ＴAttの範囲Ｘに対して、該範囲Ｘの約４０％以上に相当する該消光比ＴAttの連続的な動作範囲Ｙにおいて、│Ｋ（V）-Г・Ｌ│≦０．００５ｃｍなる関係が満たされていて、そのことによって上記目的が達成される。
【００１３】
ある実施形態では、前記吸収層は多重量子井戸構造を有しており、該多重量子井戸構造は、複数の井戸層と、複数の障壁層と、該複数の井戸層及び該複数の障壁層を挟み込むように設けられている一対の光導波層と、を含む。
【００１４】
前記吸収層の前記性能指数Ｋ(V)は、該吸収層の吸光係数α(V)の１次導関数α'(V)及び２次導関数α''(V)を用いて、Ｋ(V)＝α''(V)／α'(V)2と表され得る。
【００１５】
好ましくは、前記吸収層の前記導波路長Ｌ及び前記光閉じ込め係数Гに関して、前記動作範囲Ｙにおいて、Ｌ・Г≒Ｋ(V)なる関係が満たされている。
【００１６】
前記Ｌ・Г≒Ｋ(V)なる関係は、前記導波路長Ｌの微調整によって達成され得る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の具体的な実施形態の説明に先立って、まず、本発明の実現の過程で本願発明者らによって行われた検討結果を説明する。
【００２０】
ＥＡ光変調器の動作特性を示すパラメータに、入力パワーＰinに対す出力パワーＰoutの比である消光比ＴAtt(V)がある（すなわち、ＴAtt(V)＝Ｐout／Ｐin）。さらに詳しくは、消光比ＴAtt(V)は、ＥＡ光変調器に含まれる吸収層への印加電圧をＶ、吸収層の吸光係数（＞０）をα(V)、光閉じ込め係数をΓ、導波路長をＬとすると、
ＴAtt(V)＝exp（−α(V)・Γ・Ｌ）                            （１）
と表現できる。なお、典型的には、ＥＡ光変調器の吸収層への印加電圧Ｖ＝０であるときの消光比ＴAtt(V)の値が、１に規格化される。ここで、上記の式（１）に現れている光閉じ込め係数Γと導波路長Ｌとの積Γ・Ｌは、ＥＡ光変調器の動作特性に寄与する（すなわち、動作特性に何らかの影響を与える）パラメータである。
【００２１】
一方、ＥＡ光変調器における２次相互変調歪（ＩＭ２）は、先述のように出力信号における２次歪成分と基本波成分との比である。このうちの２次歪成分は、消光比ＴAtt(V)を動作電圧Ｖに対してテーラー展開したときの２次導関数ＴAtt''(V)に、近似的に比例する。従って、２次相互変調歪（ＩＭ２）を小さくするためには、この２次導関数ＴAtt''(V)を小さくすればよい。
【００２２】
具体的には、ＴAtt''(V)は、式（１）を２階微分することによって、
ＴAtt''(V)＝Γ・Ｌ・（Γ・Ｌ・α'(V)2−α''(V)）・ＴAtt    （２）
と表される。ここで、式（２）に含まれるα'(V)及びα''(V)は、それぞれ吸光係数α(V)の１次導関数及び２次導関数である。
【００２３】
上記の式（２）より、ＴAtt''(V)を小さくするには、式（２）の右辺の括弧の中に含まれている
Γ・Ｌ・α'(V)2−α''(V)                                    （３）
という関数成分を、小さくする必要がある。
【００２４】
ここで、この式（３）で表される関数成分をα'(V)2で割ると、
0003719623.tif 000002
となる。ここで、式（４）に含まれるＫ(V)は、
Ｋ(V)＝α''(V)／α'(V)2                                    （５）
という式（５）で規定される、吸収層の性能指数である。
【００２５】
上記の関係より、
Γ・Ｌ＝Ｋ(V)                                              （６）
なる関係が満たされるときに、
│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│＝０ｃｍ                                  （７）
となる。従って、このときに消光比の２次導関数ＴAtt''(V)が零になって、２次相互変調歪（ＩＭ２）が近似的に零になる。
【００２６】
具体的には、吸収層を、より広い動作領域に渡ってその性能係数Ｋ(V)がより小さい変動を示すように設計し、さらに前述の式（３）で表される関数成分の大きさが、より広い動作領域に渡って、より小さくなるように、積Γ・Ｌの値を最適化することによって、ＥＡ光変調器の動作特性における線形性（具体的には、印加電圧−消光比特性のグラフにおける線形性）が向上する。
【００２７】
ＥＡ光変調器を用いる６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）或いはそれ以上の多値ＱＡＭによって高品質な動画の多チャンネル多重デジタル放送を行うためには、ＥＡ光変調器の２次相互変調歪（ＩＭ２）が十分に小さい必要がある。本願発明者らによる検討結果によれば、上記目的のためには、具体的には、上述の関数（Γ・Ｌ−Ｋ(V)）が、
│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│≦０．００５ｃｍ                          （８）
なる関係を満たしている必要がある。もし、│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│＞０．００５ｃｍであると、優れた動画の多重伝送に必要な小さいＩＭ２が得られない。
【００２８】
上記に加えて、高品質なデジタル映像の伝送、例えば、優れた動画の伝送を行うためには、ＥＡ光変調器のＳ／Ｎ比を大きくとって、雑音を低く抑える必要がある。そのためには、上述の│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│≦０．００５ｃｍという関係を満たしながら変調されて出力される光の振幅が、十分に大きい必要がある。
【００２９】
具体的には、│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│≦０．００５ｃｍという関係が満たされる消光比ＴAtt(V)（＝Ｐout／Ｐin）の領域（すなわち、光出力における低歪領域として有効な動作範囲）が、消光比ＴAtt(V)（＝Ｐout／Ｐin）≧０．０１である光出力範囲に相当する消光比ＴAtt(V)の範囲に対して、十分に大きい必要がある。典型的には、消光比ＴAtt(V)（＝Ｐout／Ｐin）≧０．０１である光出力範囲に相当する消光比ＴAtt(V)の範囲に対して、光出力における低歪領域として有効な動作範囲に相当する消光比ＴAtt(V)の範囲（線形な特性が得られる範囲）が、全体の約４０％以上であることが好ましい。
【００３０】
以上のような本願発明者らによる考察に基づき、本発明のＥＡ光変調器では、消光比ＴAtt(V)（＝Ｐout／Ｐin）≧０．０１である光出力範囲の約４０％以上に相当する消光比ＴAtt(V)の範囲で、式（５）として示した吸収層の性能指数Ｋ(V)が連続的に一定値（すなわち、Ｋ(V)≒Ｃ；但し、Ｃは定数）になるように構成されている。さらに、吸収層の光閉じ込め係数Γと導波路長Ｌとの積Γ・Ｌが上記性能指数の一定値（Ｋ(V)≒Ｃ）とほぼ等しくなるように（すなわち、Γ・Ｌ≒Ｋ(V)≒Ｃとなるように）設計することによって、連続的に前述の│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│≦０．００５ｃｍという好ましい関係が満たされる動作範囲が、広くなる。この結果、２次相互変調歪（ＩＭ２）が低減されて、従来のＥＡ光変調器に比べて著しく変調歪が低減され、また高Ｓ／Ｎ比が得られる。これより、６４ＱＡＭ或いはさらに多値のＱＡＭによる高品質な動画の多チャンネル多重デジタル伝送を可能とするＥＡ光変調器の提供が、可能になる。
【００３１】
以下では、上記のような本願発明者らによる検討に基づいて得られた本発明の好ましい実施形態の一例を、添付の図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１（ａ）は、本発明によるＥＡ光変調器１０００の構造を示す斜視図である。このＥＡ光変調器１０００は、吸収層がＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructure）−ＭＱＷ構造を有している。この点を考慮して、以下では、本実施例におけるＥＡ光変調器１０００の吸収層を「ＭＱＷ層」とも称し、また、本実施例におけるＥＡ光変調器１０００を「ＭＱＷ−ＥＡ光変調器１０００」とも称する。
【００３３】
図１（ｂ）は、ＭＱＷ−ＥＡ光変調器１０００に含まれるＭＱＷ層（吸収層）、及びその付近のエネルギーバンドを模式的に示す図である。
【００３４】
ＭＱＷ−ＥＡ光変調器１０００では、ＩｎＧａＡｓＰからなるＭＱＷ層１０３の上に、ノンドープＩｎＰ層１０４を介してｐ−ＩｎＰ第１クラッド層１０２が設けられている。ＭＱＷ層１０３は、ＩｎＧａＡｓＰよりなる光導波層を含む。また、ノンドープＩｎＰ層１０４は、ｐ−ＩｎＰ第１クラッド層１０２に含まれるｐ型ドーパントであるＺｎが、ＭＱＷ層１０３へ拡散することを防ぐために、設けられている。ノンドープＩｎＰ層１０４及びｐ−ＩｎＰ第１クラッド層１０２はストライプ状に設けられていて、その上面には、ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０１及びＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ第１電極層１００が設けられている。
【００３５】
さらに、ＳｉＯ2保護層１０７が、ＭＱＷ層１０３の上面や、ノンドープＩｎＰ層１０４、ｐ−ＩｎＰ第１クラッド層１０２及びＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１０１の側面を覆うように、ＭＱＷ−ＥＡ光変調器１０００の上面に設けられている。なお、保護層１０７は、ＳｉＯ2以外の材料、例えばＳｉＮ或いはポリイミドなどからなる層であってもよい。
【００３６】
ＳｉＯ2保護層１０７の上の所定の位置には、所定の大きさ、例えば典型的には約７０μｍ×約７０μｍの大きさのボンディングパッド１１０が設けられていて、第１電極層１００に電気的に接続されている。
【００３７】
一方、ＭＱＷ層１０３の下にはｎ−ＩｎＰ第２クラッド層１０５が設けられ、さらにその下に、Ａｕ／Ｓｎ第２電極層１０７が設けられている。
【００３８】
上記のＭＱＷ−ＥＡ光変調器１０００の素子長Ｌ（ＭＱＷ層１０３における導波路長に等しい）は、典型的には約１６００μｍであり、またそのＭＱＷ層１０３の光閉じこめ係数は、典型的には約１０％である。
【００３９】
図１（ｂ）のエネルギーバンド図に示すように、ＭＱＷ−ＥＡ光変調器１０００のＭＱＷ層１０３は、計１０層の井戸層１０３ｗ、計９層の障壁層１０３ｂ、及びそれらを両側から挟み込むように設けられた２層の光導波層１０３ｇを含んでいる。光導波層１０３ｇ、井戸層１０３ｗ、及び障壁層１０３ｂのそれぞれはいずれも、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ層であり、その厚さは、各光導波層１０３ｇが約１１０ｎｍ、各井戸層１０３ｗが約７ｎｍ、及び各障壁層１０３ｂが約１２ｎｍである。また、各光導波層１０３ｇ及び各障壁層１０３ｂは、それぞれ組成波長λg＝約１．０５μｍに相当するバンドギャップを有するような組成で構成され、各井戸層１０３ｗは、組成波長λg＝約１．４５μｍに相当するバンドギャップを有するような組成で構成される。
【００４０】
図３（ａ）は、先に述べたＭＱＷ層の性能指数Ｋの印加電圧Ｖに対する依存性を示す図である。図３（ａ）の中で、グラフ３０１は、従来技術の構成における測定データであり、グラフ３００は、図１を参照して説明した本発明の構成における測定データである。また、図３（ｂ）は、それぞれの場合における消光比（Ｐout／Ｐin）の印加電圧Ｖに対する依存性を示す図である。図３（ｂ）の中で、グラフ３００１は、従来技術の構成における測定データであり、グラフ３０００は、図１を参照して説明した本発明の構成における測定データである。
【００４１】
先に述べたように、ＥＡ光変調器では、Ｋ(V)≒Γ・Ｌという関係が成立すれば、２次相互変調歪（ＩＭ２）が低減されて、光出力における変調歪が低減される。しかし、図３（ａ）にてグラフ３０１によって示す従来技術の場合には、印加電圧の変化に応じて性能指数Ｋ(V)は漸次変化して、Ｋ(V)の変化が小さくなる（すなわち、図３（ａ）に示すＫ(V)のグラフがフラットになる）印加電圧の領域が存在しない。
【００４２】
具体的には、この従来技術の構成におけるグラフ３０１では、例えばΓ・Ｌ＝約０．００８ｃｍであれば、印加電圧Ｖ＝約２．２Ｖにて、局所的にＫ(V)≒Γ・Ｌが達成される。従って、少なくともこの動作点の近傍では、│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│≦０．００５ｃｍという好ましい関係が満たされて、２次相互変調歪（ＩＭ２）が低減される。しかし、この動作点を外れると上記の関係が満たされなくなるので、その他の印加電圧領域ではＩＭ２が低減できず、変調歪が低減できない。
【００４３】
すなわち、図３（ｂ）において、従来のＥＡ光変調器の特性３００１では、印加電圧Ｖ＝約２．２Ｖの近傍で局所的に線形性が高くなっているものの、変調に用いる動作領域を広くとると、線形性は著しく低下してしまう。言い換えると、従来技術のＥＡ光変調器の構成で変調歪を低減しようとすると、動作範囲が特定の動作点の近傍のみに限られてしまって、大きな変調振幅で動作させることができない。
【００４４】
これに対して、図１に示す構成を有する本発明のＥＡ光変調器１０００では、図３（ａ）のグラフ３００が示すように、印加電圧Ｖの約０．２５Ｖ〜約１．８Ｖの比較的広い領域で、Ｋ(V)＝０．０１６ｃｍ±０．００５ｃｍとなって、印加電圧の変化に対するＫ(V)の変化が小さくなる。そこで、Γ・Ｌ＝約０．０１６cmになるように導波路長Ｌを調節すれば、上述した約０．２５Ｖ〜約１．８Ｖの比較的広い印加電圧領域で、連続的に│Γ・Ｌ−Ｋ(V)│≦０．００５ｃｍという好ましい関係が満たされて、ＱＡＭによる優れた動画多重伝送が十分に可能なレベルまで変調歪が低減される。
【００４５】
すなわち、図３（ｂ）において、本発明のＥＡ光変調器の特性３０００では、上述の印加電圧Ｖの範囲（約０．２５Ｖ〜約１．８Ｖ）で線形性が高くなって、この領域の全てを用いて変調を行っても、低い２次相互変調歪（ＩＭ２）を実現することができる。
【００４６】
さらに、上述した約０．２５Ｖ〜約１．８Ｖという印加電圧領域は、消光比ＴAtt≧０．０１となる範囲に相当する印加電圧範囲に対して、その約６０％を占めており、優れた動画の多重伝送にとって十分な大きさの変調領域（光出力における低歪領域として有効な動作範囲）が得られている。具体的には、変調時に許容される振幅は、上述の約６０％という割合の１／２に相当する約３０％という大きな幅である。このような大きな振幅幅で低歪な変調を行うことができて、ＱＡＭによる優れた動画の多重伝送が可能となる。
【００４７】
図４は、２次相互変調歪（ＩＭ２）の印加電圧Ｖに対する依存性を示す図である。図４の中で、グラフ４０１は、従来技術の構成における測定データであり、グラフ４００は、図１を参照して説明した本発明の構成における測定データである。
【００４８】
これらのグラフ４００及び４０１を比較すればわかるように、本発明の構成とすることによって（図４のグラフ４００を参照）、印加電圧Ｖが約０．２５Ｖ〜約１．８Ｖの範囲で、従来技術の構成（図４のグラフ４０１を参照）に比べてＩＭ２の著しい低減が実現されている。先に述べたように、この約０．２５Ｖ〜約１．８Ｖという印加電圧の範囲は、大きな動作範囲範囲に相当しており、大きな振幅で低変調歪が得られることになる。これにより、ＱＡＭによる動画の高品質且つ大容量の多チャンネル多重デジタル伝送が可能となる。
【００４９】
ここで、Γ・Ｌ≒Ｋ(V)なる関係を実現するためのΓ・Ｌの最適値への設定の実現は、ウェハ作成工程に引き続く導波路長Ｌの調整工程で行うことが可能である。この調整工程を含めて、本発明によるＥＡ光変調器の作成工程を、図５を参照して以下に説明する。
【００５０】
まず、ステップ５１０において、先に図１を参照して説明した本発明のＥＡ光変調器１０００の構成を含むウェハ５００を形成する。具体的には、ウェハ５００の上に、互いに並列に並ぶ複数の連続したリッジ型導波路構造５０１を形成する。このとき、形成されるリッジ型導波路構造５０１では、吸収層を構成するＭＱＷ層１０３に含まれる各半導体層の設計パラメータ（例えば、井戸層の組成波長λw、井戸層の厚さＬw、障壁層の組成波長λb、障壁層の厚さＬb、及び、光閉じ込め係数Г、など）が、それぞれ所定の値に設定されている。
【００５１】
ステップ５１０で形成されるウェハ５００からは、図１に示したｐ−ＩｎＰ第１クラッド層１０２、ＭＱＷ層１０３、及びｎ−ＩｎＰ第２クラッド層１０５などを含む半導体構造（リッジ型導波路構造５０１）の長さ、すなわちＥＡ光変調器１０００の共振器長Ｌを、ウェハ５００のサイズを上限とする任意の値に設定して、素子を切り出すことができる。そこで、ステップ５２０では、動作特性を確認するためのテストサンプル素子５０２として、まず、所定の値の導波路長Ｌ0、例えばＬ0＝約０．０８ｃｍであるテストサンプル素子５０２を、ウェハ５００の端部より切り出す（すなわち、上記のＬ0は、テストサンプル素子５０２の導波路長である）。なお、実際には、テストサンプル素子５０２は、図５に５０２として示される形状からさらに劈開によって、個々の素子に分割される。
【００５２】
そして、切り出されたテストサンプル素子５０２の消光比−印加電圧特性を測定する。
【００５３】
テストサンプル素子５０２に含まれる光導波路の光閉じ込め係数Γは、設計パラメータを使用する数値解析より、精度良く求めることができる。そこで、数値解析によって得られる光閉じ込め係数Γの値と上記で測定された消光比−印加電圧特性とを用いて、ステップ５３０において、吸光係数−印加電圧特性（すなわち、α(V)特性）を求める。
【００５４】
さらにステップ５４０では、ステップ５３０で求められたα(V)特性より、ＭＱＷ層の性能指数Ｋ(V)を算出する。この算出結果から、ある値、例えばＫ(V)≒０．００１６の付近でＫ(V)の変動が小さいことがわかる。このＫ(V)の値を使用すれば、積Γ・Ｌの最適値（例えばΓ・Ｌ＝約０．０１６）が決定される。従って、Γ・Ｌ＝約０．０１６をもたらす導波路長Ｌが、最適値として決定される。
【００５５】
続いて、ステップ５５０では、ウェハ５００の残りから、上記で設定された最適な導波路長Ｌを有する光変調器素子５０３を切り出す。実際には、光変調器素子５０３は、図５に５０３として示される形状からさらに劈開によって個々の素子に分割されて、最終的に、低い２次相互変調歪（ＩＭ２）を有する本発明のＥＡ光変調器が形成される（ステップ５６０）。
【００５６】
このように、本発明によれば、ウェハ５００の形成工程の終了後に、光変調器の消光比−印加電圧特性の線形性を高めるための調整（具体的には、導波路長Ｌの最適値への調整）を行うことが可能である。従って、ＥＡ光変調器を構成する半導体層、電極層、及び光導波路の形成工程において、何らかのパラメータ（例えば、半導体層の厚さや組成、不純物濃度、導波路の形状、リッジ部のストライプ幅、など）が設計値からずれたとしても、上記で説明したように、ウェハ作成工程に引き続く後工程（導波路長の最適化工程）で最高の動作性能を引き出せるようにずれを修正することができるので、高い歩留まりを得ることができる。
【００５７】
以上に説明してきた本発明により提供されるＥＡ光変調器は、ＱＡＭ技術以外の手法によるＳＣＭ伝送に用いられても、上記と同様の効果を奏する。
【００５８】
また、本発明により提供されるＥＡ光変調器は、ＢＢＤ手法によるデータ伝送技術に用いる場合も、従来のＥＡ光変調器に比較して、同じ変調速度でのエラー発生率の低減や同じエラー発生率を与える変調速度の高速化などの効果が得られる。
【００５９】
なお、前述の実施例では、吸収層がＭＱＷ構造（ＳＣＨ−ＭＱＷ構造）を有する構成を例にとって本発明を説明しているが、本発明の適用はこれに限られるわけではない。他の構造を有するＥＡ光変調器であっても、同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、広い動作範囲に渡る線形動作が可能で、出力信号における変調歪が低減されている電界吸収型（ＥＡ）光変調器が提供される。
【００６１】
また、ウェハ作成工程を終了した後に、その後工程によってＥＡ光変調器の消光比−印加電圧特性の線形性を高める調整が可能である為、歩留まり良くＥＡ光変調器を作成できる。
【００６２】
この結果、本発明によって提供されるＥＡ光変調器を使用すれば、６４ＱＡＭ或いはさらに多値のＱＡＭによる高品質な動画の多チャンネル多重デジタル伝送に、ＥＡ光変調器を使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明のある実施形態におけるＥＡ光変調器の構成を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＥＡ光変調器の吸収層及びその近傍におけるエネルギーバンド図である。
【図２】従来技術によるＥＡ光変調器の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】（ａ）は、ＥＡ光変調器に含まれる吸収層の性能指数Ｋ(V)の印加電圧依存性を示す図であり、（ｂ）は、ＥＡ光変調器の消光比ＴAtt（＝Ｐout／Ｐin）の印加電圧依存性を示す図である。
【図４】ＥＡ光変調器における２次相互変調歪（ＩＭ２）の印加電圧依存性を示す図である。
【図５】本発明に従ったＥＡ光変調器の作成工程を説明する図である。
【符号の説明】
５０  ＥＡ光変調器（ＭＱＷ−ＥＡ光変調器）
１００  第１電極層
１０１  コンタクト層
１０２  第１クラッド層（ｐ型クラッド層）
１０３  吸収層（ＭＱＷ層）
１０３ｇ  光導波層
１０３ｗ  井戸層
１０３ｂ  障壁層
１０４  バッファ層
１０５  第２クラッド層（ｎ型クラッド層）
１０６  第２電極層
１０７  保護層
２００  第１電極層
２０１  コンタクト層
２０２  第１クラッド層（ｐ型クラッド層）
２０３  吸収層（ＭＱＷ層）
２０４  バッファ層
２０５  第２クラッド層（ｎ型クラッド層）
２０６  第２電極層
２０７  保護層
５００  ウェハ
５０１  リッジ型導波路構造
５０２  テストサンプル素子
５０３  ＥＡ光変調器素子
１０００  ＥＡ光変調器（ＭＱＷ−ＥＡ光変調器）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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