(57)【要約】【課題】挿入損失を低減しつつ、制御が簡単で高速変調を効率よく行なう。【解決手段】半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２および半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３を半絶縁性ＩｎＰ基板１１上に順次積層し、湾曲形状に加工された半絶縁性ＩｎＰ突起層１４を半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上に形成し、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４の外周部に沿うようにして、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１５を形成する。【選択図】　　　図４
2004138873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲がり光導波路と、
前記曲がり光導波路の外周部に設けられ、前記外周部の屈折率を変化させることにより、前記外周部の光閉じ込め効果を制御する変調用電極とを備えることを特徴とする導波路型光変調器。
【請求項２】
前記曲がり光導波路は、
光ガイド層と、
前記光ガイド層上に積層された真性または半絶縁性半導体クラッド層と、
前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた真性または半絶縁性半導体突起層とを備え、
前記変調用電極は、前記真性または半絶縁性半導体突起層の外周に沿って設けられていることを特徴とする請求項１記載の導波路型光変調器。
【請求項３】
真性または半絶縁性半導体基板と、
前記真性または半絶縁性半導体基板上に積層された真性または半絶縁性半導体光ガイド層と、
前記真性または半絶縁性半導体光ガイド層上に積層された真性または半絶縁性半導体クラッド層と、
前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた真性または半絶縁性半導体突起層と、
前記真性または半絶縁性半導体突起層の外周に沿うようにして、前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた信号用電極と、
前記信号用電極の外側と内側に配置されるようにして、前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた接地用電極とを備えることを特徴とする導波路型光変調器。
【請求項４】
半導体基板と、
前記半導体基板上の一部の領域に形成されたリッジ導波路型半導体レーザと、
前記リッジ導波路型半導体レーザ上に設けられたレーザ用電極と、
前記半導体基板上に形成され、前記リッジ導波路型半導体レーザに接合されたストリップ装荷型曲がり光導波路と、
前記ストリップ装荷型曲がり光導波路の外周部に設けられ、前記外周部の屈折率を変化させることにより、前記外周部の光閉じ込め効果を制御する変調用電極とを備えることを特徴とする導波路型光変調器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導波路型光変調器に関し、特に、曲がり光導波路を用いた放射型の光変調器に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光通信用光変調器としては、電界吸収効果素子と電気光学効果素子が古くから提案されている。
このうち、電界吸収効果素子は半導体材料に電界を印加することで、バンドギャップエネルギー（光の吸収波長）を変化させ、その半導体材料を通過する特定波長の光を吸収させることで、光の強度変調を行うもので、フランツケルディッシュ効果型と量子シュタルク効果型に分けることができる。
【０００３】
ここで、半導体材料を用いた電界吸収効果素子の技術は、１９８０年代後半から開発が始まり、特性の改善技術（例えば、特許文献１）や半導体レーザとの集積化技術（例えば、特許文献２）が開発され、１９９０年代にこれらの基本技術を応用した光変調器回路へと進展している（例えば、特許文献３）。
一方、電気光学効果素子については、光導波路回路を分岐干渉型と方向性結合型に分類することができ、最近は進行波電極など電極を工夫して高速化を図る技術が注目されている。
【０００４】
この電気光学効果による光変調器の技術開発は、１９７０年代の基本構造に関する技術（例えば、特許文献４）で始まり、１９８０年代になると、光変調の高速化の技術開発が活発化し、光波とマイクロ波の位相ずれを少なくして高速に変調する進行波電極構造が開発されている（例えば、特許文献５）。
さらに１９９０年代には、変調特性の広帯域化の技術に発展し、進行波電極の細部構造の改良がなされている（例えば、特許文献６、特許文献７）。
【０００５】
ここで、電気光学効果素子を用いた光導波路回路では、Ｙ分岐光導波路と二本の位相変調導波路と合波用Ｙ分岐導波路により構成される分岐干渉型が一般的に用いられ、特に使用する光の波長帯や吸収電流などの制限がある構造ではないという利点がある。
しかし、分岐干渉型光変調器では、光強度変調するために、位相変調器部において、光の位相を９０度程度変化させるだけの屈折率変化を与える必要があり、変調電圧が高くなりやすい。
【０００６】
そこで、一般に駆動電圧を少しでも低減するために、位相変調導波路長を長くする傾向があり、その長さは数ｃｍに達する。
このため、素子全体の挿入損失が大きくなる傾向があり、特に、半導体材料でこの分岐干渉型光変調器を構成すると、この挿入損失と素子長との双方、または素子長を減らした場合は、動作電圧が上昇するという問題があった（例えば、非特許文献１）。
【０００７】
このため、従来の半導体系の分岐干渉型変調器では、ＩｎＧａＡｓＰガイド層上に形成されるｐ型ＩｎＰクラッド層の一部を真性ＩｎＰクラッド層に置き換えることで、素子全体の挿入損失を低減させたものがあった（例えば、非特許文献２）。
図１０は、従来の分岐干渉型変調器の位相変調導波路構造の一例を示す断面図である。
【０００８】
図１０において、ｎ型ＩｎＰ基板１０１上には、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１０２および真性ＩｎＰクラッド層１０３が形成され、真性ＩｎＰクラッド層１０３上には、ＰＮ接合面形成のための突起状のｐ型ＩｎＰクラッド層１０４が形成され、ストリップ装荷型導波路が構成されている。
また、ｐ型ＩｎＰクラッド層１０４上には、ｐ側電極としてＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１０５が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１０１の裏面には、ｎ側電極としてＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層１０６が形成されている。
【０００９】
ここで、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１０２とｐ型ＩｎＰクラッド層１０４との間に、不純物無添加の真性ＩｎＰクラッド層１０３を設けることにより、ストリップ装荷型導波路構造の低損失化が図られている。
図１１は、従来の分岐干渉型変調器の位相変調導波路構造の別例を示す断面図である。
【００１０】
図１１において、ｎ型ＩｎＰ基板２０１上には、ｎ型ＩｎＰ突起層２０２が形成され、ｎ型ＩｎＰ突起層２０２上には、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２０３、真性ＩｎＰクラッド層２０４、ＰＮ接合面形成のためのｐ型ＩｎＰクラッド層２０５が形成され、ハイメサ光導波路構造が構成されている。
また、ｐ型ＩｎＰクラッド層２０５上には、ｐ側電極としてＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層２０６が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板２０１の裏面には、ｎ側電極としてＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層２０７が形成されている。
【００１１】
ここで、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２０３とｐ型ＩｎＰクラッド層２０５との間に、不純物無添加の真性ＩｎＰクラッド層２０４を設けることにより、ハイメサ光導波路構造の低損失化が図られている。
また、メサ加工を真性ＩｎＰクラッド層２０４中で止めることなく、ｎ型ＩｎＰ基板２０１まで掘り下げたハイメサ光導波路構造とすることで、電界の印加体積を光伝搬部に集中させることが可能となり、変調効率を向上させることができる。
【００１２】
また、近年開発が進む近距離のメトロネットワーク用やアクセス系およびイーサー通信用の低価格帯の光変調方式では、上述した電界吸収効果または電気光学効果を利用した変調方式ではなく、半導体レーザを直接変調する方式が多く用いられている。
この半導体レーザを直接変調する方式では、半導体レーザの駆動電流が直接変調するため、外部変調器が不要となり、光通信システムの低価格化を図ることが可能となる。
【００１３】
【特許文献１】
特許２６７００６１号公報
【特許文献２】
特公平５‐８８７８号公報
【特許文献３】
特許２８１７６０２号公報
【特許文献４】
特公昭６１‐８４１１号公報
【特許文献５】
特許２６１２８９６号公報
【特許文献６】
特許２６０６６７４号公報
【特許文献７】
特許２８７１６４５号公報
【非特許文献１】
１９８９年電子情報通信学会秋期全国大会　Ｃ‐２６０
【非特許文献２】
Ｈ．Ｔａｋｅｕｃｈｉ　ＩＥＥＥ．Ｐｈｏｔｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．ｎｏ．８　ｐｐ２２７‐２２８，Ｎ．Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ．ＩＥＥ　ＥＬ　ｖｏｌ．３２　Ｎｏ．１５．１９９６　ｐｐ１３６８‐１３６９
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電界吸収効果を利用した光変調器では、その半導体材料を通過する特定波長の光の吸収量を変化させることで、光の強度変調を行なうため、変調光の波長と半導体材料が持つバンドギャップエネルギー（波長）とを極近傍に設定する必要がある。
【００１５】
このため、電界吸収効果を利用した光変調器を波長多重光通信に用いる場合、通信に使う多くの光波長チャンネル毎に専用のバンドギャップエネルギー（吸収波長）を持った光変調器を用意する必要があり、レーザと吸収変調器とを一対で製造設計しなければならないという問題があった。
また、電界吸収型素子では、吸収された光を光電流として排出しなくてはならないため、高出力化や１０ＧＨｚを越える高速化において、この光電流の発生により、インピーダンス整合や電圧駆動源の許容電流量など設計に制限がかかるという問題があった。
【００１６】
また、図１０、１１の電気光学効果を利用した光変調器では、ｐ型Ｉｎｐクラッド層１０４、２０５の吸収係数が大きいため、素子が２ｍｍ程度に長くなると、３ｄＢ以上の挿入損失が発生する。
もちろん、真性Ｉｎｐクラッド層１０３、２０４の層厚を０．６μｍ以上取れば、光変調器の挿入損失をさらに低減することができる。
【００１７】
しかし、真性Ｉｎｐクラッド層１０３、２０４の層厚を増加させると、真性ＩｎＧｓＡｓＰガイド層１０２、２０３に印加できる電界強度も低下するため、動作電圧が増加し、簡単に４Ｖ程度に達するという問題があった。
また、図１０、１１の光変調器のｐ側電極は、通常はＰｔ（白金）、Ａｕ（金）層をＡｕＺｎＮｉ層上に数ミクロンの厚さで積層することで、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１０５、２０６が形成される。
【００１８】
しかし、ｐ型Ｉｎｐクラッド層１０４、２０５の電気的抵抗値が、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１０５、２０６に比べて大きいため、特許２６０６６７４号公報および特許２８７ｌ６４５号公報に示されるような進行波電極を設計することができなくなり、半導体材料を用いた電気光学効果による光変調器の高速化の妨げになるという問題があった。
【００１９】
さらに、半導体レーザを直接変調する方式では、半導体レーザの駆動電流が直接変調されるため、変調エネルギーが大きくなることに加えて、変調速度が速くなるにつれて、半導体レーザ内部のキャリア寿命時間によって決まる緩和振動という光の変調出力振動が発生し、光の伝送特性に大きく影響を与えるようになる。
【００２０】
このため、現在の１０ＧＨｚの光伝送では、受信した光信号を電気に変換した際に、電気的なフィルタをかけ、光の伝送波形の乱れを補正しているが、１０ＧＨｚ以上に通信速度が速くなると、緩和振動周波数と変調速度が近接し、このフィルタでの補正も困難になるという問題があった。
また、一見単純そうに見える直接変調方式も、この緩和振動周波数の問題により駆動できる周波数帯が駆動条件により変動するため、その設定には個別に対応することが必要となり、設定が難しくなるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、挿入損失を低減しつつ、制御が簡単で高速変調を効率よく行なうことが可能な導波路型光変調器を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の導波路型光変調器によれば、曲がり光導波路と、前記曲がり光導波路の外周部に設けられ、前記外周部の屈折率を変化させることにより、前記外周部の光閉じ込め効果を制御する変調用電極とを備えることを特徴とする。
【００２２】
これにより、外周部に印加された印加電圧に基づいて、曲がり光導波路に閉じ込められた導波光を外周部から放射させることが可能となり、光導波路の横に電極を設けることで、光変調を行なうことが可能となる。
このため、金属吸収を抑制しつつ、導波光の分布の極近傍に電極を配置することが可能となり、導波光と電極との間の距離を稼ぐためのｐ型クラッド層を電極下に設ける必要がなくなる。
【００２３】
この結果、導波光の吸収損失を低減させて、光変調器の挿入損失を低減することが可能となるとともに、曲がり光導波路構造の比屈折率差を効率よく変化させることを可能として、動作電圧を低下させることが可能となる。
また、電極下のｐ型クラッド層を除去することにより、電界の印加端を金属電極面とすることが可能となり、電気的損失の少ない進行波電極を容易に設計することが可能となることから、光変調器の高速化に容易に対応することが可能となる。
【００２４】
さらに、曲がり光導波路からの放射特性および比屈折率差による光閉じ込め特性を利用して光変調を行なうことにより、特定波長の光を吸収させて光変調を行なう電界吸収効果素子に比べて、光変調時の波長依存性を緩和することが可能となる。
このため、同一素子で受け持つことのできる波長帯を容易に拡大させることが可能となり、光変調器の設計を容易に行なうことが可能となるとともに、１種類の光変調器を用意することで、波長多重光通信システムに容易に対応することが可能となる。
【００２５】
また、請求項２記載の導波路型光変調器によれば、前記曲がり光導波路は、光ガイド層と、前記光ガイド層上に積層された真性または半絶縁性半導体クラッド層と、前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた真性または半絶縁性半導体突起層とを備え、前記変調用電極は、前記真性または半絶縁性半導体突起層の外周に沿って設けられていることを特徴とする。
【００２６】
これにより、半導体クラッド層による吸収損失および変調用電極による金属吸収を抑制しつつ、半導体突起層に沿って光を導波させることが可能となるとともに、真性または半絶縁性半導体クラッド層を介して、光ガイド層に効率よく電界を印加することが可能となる。
このため、曲がり光導波路からの光放射特性を効率よく制御することが可能となり、動作電圧の低減を図ることが可能となるとともに、挿入損失を低減しつつ、高速変調を効率よく行なうことが可能となる。
【００２７】
また、請求項３記載の導波路型光変調器によれば、真性または半絶縁性半導体基板と、前記真性または半絶縁性半導体基板上に積層された真性または半絶縁性半導体光ガイド層と、前記真性または半絶縁性半導体光ガイド層上に積層された真性または半絶縁性半導体クラッド層と、前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた真性または半絶縁性半導体突起層と、前記真性または半絶縁性半導体突起層の外周に沿うようにして、前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた信号用電極と、前記信号用電極の外側と内側に配置されるようにして、前記真性または半絶縁性半導体クラッド層上に設けられた接地用電極とを備えることを特徴とする。
【００２８】
これにより、ＧＳＧ（ｇｒｏｕｎｄ　ｓｉｇｎａｌ　ｇｒｏｕｎｄ）型電極構造を採用しつつ、曲がり光導波路の外周部における光放射特性を制御することが可能となり、挿入損失を抑制しつつ、インピーダンス設計を容易化して、高速変調を効率よく行なうことが可能となる。
また、請求項４記載の導波路型光変調器によれば、半導体基板と、前記半導体基板上の一部の領域に形成されたリッジ導波路型半導体レーザと、前記リッジ導波路型半導体レーザ上に設けられたレーザ用電極と、前記半導体基板上に形成され、前記リッジ導波路型半導体レーザに接合されたストリップ装荷型曲がり光導波路と、前記ストリップ装荷型曲がり光導波路の外周部に設けられ、前記外周部の屈折率を変化させることにより、前記外周部の光閉じ込め効果を制御する変調用電極とを備えることを特徴とする。
【００２９】
これにより、リソグラフィー技術を用いることで、半導体レーザの光路と光変調器の光路とを一致させることが可能となり、半導体レーザの光路と光変調器の光路とを一致させるための位置合わせ作業を不要とすることが可能となるとともに、半導体レーザと光変調器とを同一基板上に集積化することを可能として、光通信システムの構築を容易化することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る導波路型光変調器について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す断面図、図２は、本発明の第１実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す平面図である。
【００３１】
図１、２において、ｎ型ＩｎＰ基板１上には、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２および真性ＩｎＰクラッド層３が形成され、真性ＩｎＰクラッド層３上には、所定の曲率半径で湾曲するように真性ＩｎＰ突起層４が形成され、ストリップ装荷型曲がり導波路が構成されている。
なお、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓを用いた多重量子井戸構造にしてもよい。
【００３２】
また、真性ＩｎＰクラッド層３および真性ＩｎＰ突起層４は、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２上に積層された真性ＩｎＰ層をメサ型に加工することで形成することができる。
ここで、真性ＩｎＰ突起層４は、例えば、真性ＩｎＰクラッド層３上で９０度だけ曲がるように構成することができ、光入射端および光出射端は、互いに直行する端面にそれぞれ設けることができる。
【００３３】
また、真性ＩｎＰクラッド層３上には、真性ＩｎＰ突起層４の外周部に沿うようにして、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板１の裏面には、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層６が形成されている。
なお、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５は信号電極、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層６は接地電極として用いることができる。
【００３４】
そして、導波路型光変調器に入力された光は、真性ＩｎＰ突起層４に沿って、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２を導波し、９０度だけ向きを変えた後、光出射側へと誘導される。
ここで、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２を導波する光の一部は、真性ＩｎＰ突起層４に沿って向きを変える際に、真性ＩｎＰ突起層４による光閉じ込め構造の外周部から放射され、その放射特性は、領域Ｒ１と領域Ｒ２との比屈折率差によって制御することができる。
【００３５】
なお、領域Ｒ１と領域Ｒ２との比屈折率差は、領域Ｒ１の比屈折率をＮｅｑ１、領域Ｒ２の比屈折率をＮｅｑ２とすると、以下の（１）式で表すことができる。
比屈折率差＝（Ｎｅｑ１−Ｎｅｑ２）／Ｎｅｑ１
なお、比屈折率差で一般的な定義は、コロナ社「光導波路の基礎」岡本勝就著、半導体光導波路への適用は、特願平７‐１０５７２７号公報などに開示されている。
【００３６】
そして、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５を介して、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２に電圧を印加することにより、領域Ｒ２の比屈折率を制御することが可能となり、領域Ｒ１と領域Ｒ２との比屈折率差を変化させて、真性ＩｎＰ突起層４の外周部から放射される光放射特性を制御することが可能となる。
また、曲がり導波路構造による放射型の変調原理を用いることで、光の吸収が大きいｐ型クラッド層を除去することが可能となるとともに、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５を真性ＩｎＰ突起層４の横に配置することが可能となり、素子全体の挿入損失や進行波電極の設計の問題を改善し、制御が簡単で高速変調が可能な半導体光変調器構造を提供することが可能となる。
【００３７】
また、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５を真性ＩｎＰ突起層４の横に配置することにより、吸収損失を低減させるために真性ＩｎＰ突起層４の高さを高くした場合においても、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５を真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２に接近させることが可能となり、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２に効率よく電界を印加することが可能となる。
【００３８】
このため、吸収損失を抑制しつつ、動作電圧を低下させることが可能となり、高速変調を効率よく行なうことが可能となる。
なお、曲がり導波路構造における真性ＩｎＰ突起層４の曲げ曲率は、曲げ損失が１ｄＢ以下に保てる限界曲率を選ぶことができる。ここで、限界曲率は、光導波路の構造パラメータの真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２の層厚ｄと、真性ＩｎＰクラッド層３の層厚ｔによって調整することができる。
【００３９】
図３は、本発明の一実施形態に係る導波路型光変調器のクラッド層厚ｔと比屈折率差と限界曲率との関係を示す図である。なお、限界曲率は、伝播光が３ｄＢ減衰する限界の曲率で定義した。
図３において、横軸は真性ＩｎＰクラッド層３の層厚ｔ、縦軸は領域Ｒ１と領域Ｒ２との比屈折率差を示す。
【００４０】
ここで、曲がり導波路構造における真性ＩｎＰ突起層４の限界曲率は、比屈折率差によって決めることができ、比屈折率差が大きい程、限界曲率半径が小さくなることがわかる。
そして、真性ＩｎＰ突起層４の外周部に沿って設けられたＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５に逆方向電圧を印加すると、例えば、「１９８９年電子情報通信学会秋季大会　Ｃ‐２６０」に記載されているように、バルク材料のガイド層の場合、第一次電気光学効果、フランツケルディッシュ効果、バルク材料の変わりに多重量子井戸構造を用いる場合は、量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）により、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５下部の真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２の屈折率がｌＶ当たり５／ｌ００００程度増加する。
【００４１】
この屈折率の変化により、曲がり導波路構造は、横方向の光の閉じ込め効果を失い、曲がり導波路の外周部から伝搬光は放射されるため、伝搬光の損失が増加する。
このため、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５に印加する電圧を制御して、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２の屈折率を変化させることにより、光の強度変調を行うことができる。
【００４２】
そして、曲がり光導波路の外周部の光閉じ込め効果を制御する方法では、曲がり導波路の外周部から伝搬光が放射されるため、吸収電流の発生を抑えることが可能となる。
このため、高出力化や１０ＧＨｚを越える高速化において、インピーダンス整合や電圧駆動源の許容電流量などの設計にかかる制限を緩和することが可能となり、高出力化や高速化に容易に対応することが可能となる。
【００４３】
さらに、この変調方法および素子構造では、光閉じ込め領域の横にＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５が設けられているため、導波光の分布の極近傍に電極を配置することが可能となり、曲がり光導波路からＰ型クラッド層を除去することが可能となる。
すなわち、光変調器を構成する材料のうち、ＩｎＧａＡｓＰガイド層および上部ＩｎＰクラッド層を真性または半絶縁性半導体とすることで、図１０のＰＩＮ構造の上部にｐ型ＩｎＰクラッド層１０４を設けたものに比べ、光変調器の挿入損失を約１／５に低減することができる。
【００４４】
これは、図１０のｐ型ＩｎＰクラッド層１０４の吸収損失が、ｌ×１０１８ｃｍ−３のドーピング濃度に対して約８０ｄＢ／ｃｍ程度あるのに対し、真性ＩｎＰクラッド層３および真性ＩｎＰ突起層４を用いた場合、吸収損失がほぼ０になること、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層５が伝播光分布の極近傍に設置されているが、光変調器がストリップ装荷型構造であるため、光分布が真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２中に閉じ込められ、金属吸収の影響をほとんど受けないためである。
【００４５】
また、比屈折率差の小さい構造、例えば、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２の層厚ｄを０．４μｍ、真性ＩｎＰクラッド層３の層厚ｔを０．４μｍとすると、領域Ｒ１と領域Ｒ２との比屈折率差は０．０６％程度となる。
このため、曲がり導波路構造における真性ＩｎＰ突起層４の限界極率半径を１５０００μｍとすれば、動作電圧が約２Ｖ程度で約２０ｄＢ以上の消光比を得ることができ、動作電圧の上昇を抑制しつつ、変調効率を向上させることが可能となる。
【００４６】
さらに、図１、２の曲がり導波路構造では、ｐ型ＩｎＰクラッド層を除去することが可能となるため、電界の印加端を金属電極面とすることが可能となる。
このため、進行波の電気的損失を低減させて、進行波設計を容易化することが可能となり、速度整合が取られた電極構造を設けることで、２０ＧＨｚ以上の高速化を図ることが可能になる。
【００４７】
加えて、曲がり光導波路からの放射特性および比屈折率による光閉じ込め特性を利用して光変調を行なうことにより、特定波長の光を吸収させて光変調を行なう電界吸収効果素子に比べて、光変調時の波長依存性を緩和することが可能となる。
このため、数十ｎｍ程度の光の波長帯を同一構造で受け持たせることが可能となり、光変調器を波長多重光通信に用いる場合、通信に使う多くの光波長チャンネル毎に専用の光変調器を用意する必要がなくなり、光変調器の製造設計を容易に行なうことが可能となる。
【００４８】
また、温度変化に伴う特性変化についても、室温が変動しても、横方向の比屈折率差は、ほとんど変化しないため、光変調特性にほとんど影響を与えることがない。
このため、様々の使用環境で光変調器を用いることが可能となるとともに、光伝送システムの保守・点検を容易化することが可能となる。
【００４９】
なお、上述した第１実施形態では、曲がり導波路を形成するため、真性ＩｎＰ突起層４を９０度だけ湾曲させて、光入射端および光出射端を互いに直行する端面にそれぞれ設ける方法について説明したが、例えば、曲がり導波路をＵ字状として、光入射端および光出射端を同一端面に設けるようにしてもよいし、あるいは、曲がり導波路をＳ字状または波型状にして、光入射端および光出射端を対向面にそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００５０】
図４は、本発明の第２実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す平面図である。なお、第２実施形態は、曲がり光導波路を構成する半導体材料を基板も含め、すべて半絶縁性材料で構成するとともに、進行波電極構造をＧＳＧ平面型構造とした例である。
図４において、半絶縁性ＩｎＰ基板１１上には、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２および半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３が形成され、半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上には、所定の曲率半径で湾曲するように、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４が形成され、ストリップ装荷型曲がり導波路が構成されている。
【００５１】
なお、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓを用いた多重量子井戸構造にしてもよい。
また、半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３および半絶縁性ＩｎＰ突起層１４は、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層上に積層された半絶縁性ＩｎＰ層をメサ型に加工することで形成することができる。
【００５２】
ここで、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４は、例えば、半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上で９０度だけ曲がるように構成され、光入射端および光出射端は、互いに直行する端面にそれぞれ設けることができる。
また、半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上には、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４の外周部に沿うようにして、信号電極としてＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１５が形成されるとともに、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１５の両側の半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上には、接地電極としてＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層１６ａ、１６ｂがそれぞれ形成され、ＧＳＧ型進行波電極構造が構成されている。
【００５３】
また、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４が交差する光変調器の端面には、反射防止膜１７ａ、１７ｂが形成されている。
そして、導波路型光変調器に入力された光は、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４に沿って、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２を導波し、９０度だけ向きを変えた後、光出射側へと誘導される。
【００５４】
ここで、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２を導波する光の一部は、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４に沿って向きを変える際に、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４による光閉じ込め構造の外周部から放射され、その放射特性は、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４による光閉じ込め構造の比屈折率差によって制御することができる。
そして、曲がり光導波路を半絶縁性材料で構成するとともに、信号電極および接地電極を半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上に形成し、ＧＳＧ型進行波電極構造を構成することにより、挿入損失を抑制しつつ、信号電極と接地電極との間のキャパシタンスを低減させて、インピーダンス設計を容易に行うことが可能となり、２０Ｈｚ以上の高速変調を効率よく行なうことが可能となる。
【００５５】
図５は、本発明の第２実施形態に係る導波路型光変調器の印加電圧と規格化光出力との関係を示す図である。
図５において、基板温度２５度、波長１５５０ｎｍ、光入力１０ｍＷ、ＴＥ偏向光を入射した時、動作電圧２Ｖで約２０ｄＢ、挿入損失約１．５ｄＢの良好な消光特性を観測することができた。
【００５６】
また、１５３０ｎｍから１５７０ｎｍまで波長を変化させた場合も、図５とほぼ同様の消光特性が観測することができ、数十ｎｍ程度の光の波長帯を同一構造で受け持たせることが可能な光変調器を得ることができた。
図６は、本発明の第２実施形態に係る導波路型光変調器の製造工程を示す断面図である。
【００５７】
図６（ａ）において、例えば、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相法）を用いることにより、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２を半絶縁性ＩｎＰ基板１１上に成長させる。
なお、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２のバンドギャップエネルギーは、例えば、０．９５ｅＶ付近、半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２の層厚は、例えば、約０．４μｍ程度とすることができる。
【００５８】
ここで、鉄などの不純物を添加しながらＩｎＧａＡｓＰ４元混晶を成長させることにより、ＩｎＧａＡｓＰ４元混晶を半絶縁化させることができる。
続けて、ＭＯＶＰＥを用いることにより、鉄イオンを混入させた半絶縁性ＩｎＰ層１３´を半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２上に成長させる。
なお、半絶縁性ＩｎＰ層１３´の層厚は、例えば、約１．５μｍ程度とすることができる。
【００５９】
そして、ＣＶＤなどにより、ドライエッチング加工用のマスク材料である酸化珪素膜を半絶縁性ＩｎＰ層１３´の表面に堆積させた後、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチンング加工技術を用いることで、酸化珪素膜を曲がり光導波路形状にパターニングする。
なお、酸化珪素膜の膜厚は、例えば、０．３μｍ程度、曲がり光導波路パターンの幅は、例えば、約２．５μｍ程度、曲がり光導波路パターンの曲率半径は、例えば、１５ｍｍとすることができる。
【００６０】
そして、光導波路形状にパターニングされた酸化珪素膜をマスクとして、半絶縁性ＩｎＰ層１３´のエッチングを１．１μｍ程度の深さまで行なうことにより、図６（ｂ）に示すように、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４が設けられた半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３を半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２上に形成する。
このエッチング加工により、半絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上に半絶縁性ＩｎＰ突起層１４が設けられたストリップ装荷型導波路構造を形成することができる。
【００６１】
続いて、図６（ｃ）に示すように、半絶縁性ＩｎＰ突起層１４の外周に沿うようにして、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１５を絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上にそれぞれ、０．０５μｍ、１．２μｍの厚みに形成するとともに、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１５の両側に配置されるようにして、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層１６ａ、１６ｂを絶縁性ＩｎＰクラッド層１３上にそれぞれ、０．０５μｍ、１．２μｍの厚みに形成する。
【００６２】
ここで、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層１５を信号電極、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層１６ａ、１６ｂを接地電極として用いることで、ＧＳＧ型進行波電極構造を構成することができ、光変調器の高速化を図ることができる。
次に、図６（ｄ）に示すように、電子ビーム蒸着などを用いることにより、光入射面および光出射面にそれぞれ反射防止膜１７ａ、１７ｂを形成する。なお、反射防止膜１７ａ、１７ｂとしては、例えば、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜の２層からなる積層構造を用いることができる。
【００６３】
なお、上述した第２実施形態では、曲がり導波路を形成するため、真性ＩｎＰ突起層４を９０度だけ湾曲させて、光入射端および光出射端を互いに直行する端面にそれぞれ設ける方法について説明したが、例えば、曲がり導波路をＵ字状として、光入射端および光出射端を同一端面に設けるようにしてもよく、あるいは、曲がり導波路をＳ字状または波型状にして、光入射端および光出射端を対向面にそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００６４】
図７は、本発明の第３実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す平面図である。なお、第３実施形態は、曲がり導波路型光変調器と半導体レーザとを同一基板上にモノリシック集積化した例である。
図７において、ｎ型ＩｎＰ基板２１上の一部の領域には、ｐ型ＩｎＰリッジ層２９が設けられた１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ４０が形成されている。そして、この１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ４０に設けられたｐ型ＩｎＰ層２７およびｐ型ＩｎＰリッジ層２９上には、絶縁膜を介してＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３４が形成され、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３４は、この絶縁膜に形成された開口部を介してｐ型ＩｎＰリッジ層２９と接続さている。
【００６５】
ここで、ｐ型ＩｎＰリッジ層２９だけでなく、ｐ型ＩｎＰ層２７上にもＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３４を設けることにより、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３４の面積を拡大して、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３４上にワイヤボンドを容易に行なうことが可能となる。
また、ｎ型ＩｎＰ基板２１上には、１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ４０を埋め込むようにして、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１および真性ＩｎＰクラッド層３２が形成され、真性ＩｎＰクラッド層３２上には、ｐ型ＩｎＰリッジ層２９に接合されるようにして、真性ＩｎＰ突起層３３が湾曲するように形成され、ストリップ装荷型曲がり導波路が構成されている。
【００６６】
なお、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＡｓを用いた多重量子井戸構造にしてもよい。
また、真性ＩｎＰクラッド層３２および真性ＩｎＰ突起層３３は、真性ＩｎＰ層をメサ型に加工することで形成することが可能となるとともに、ｐ型ＩｎＰ層２７およびｐ型ＩｎＰリッジ層２９は、ｐ型ＩｎＰ層をメサ型に加工することで形成することが可能となる
このため、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチング技術を用いて、曲がり導波路の真性ＩｎＰ層および半導体レーザのｐ型ＩｎＰ層のメサ加工を一括して行なうことにより、曲がり導波路の光路と半導体レーザの光路とを正確に一致させることができる。
【００６７】
このため、曲がり導波路と半導体レーザとの光軸合わせを不要として、光軸ずれをなくすことができ、曲がり導波路と半導体レーザとの結合部での損失を低減させることが可能となる。
また、真性ＩｎＰクラッド層３２上には、真性ＩｎＰ突起層３３の外周部に沿うようにして、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３５が形成され、ｎ型ＩｎＰ基板２１の裏面には、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層３６が形成されている。
【００６８】
そして、１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ４０から出射された光は、真性ＩｎＰ突起層３３に沿って、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１を導波し、９０度だけ向きを変えた後、光出射側へと誘導される。
ここで、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１を導波する光の一部は、真性ＩｎＰ突起層３３に沿って向きを変える際に、真性ＩｎＰ突起層３３による光閉じ込め構造の外周部から放射され、その放射特性は、真性ＩｎＰ突起層３３による光閉じ込め構造の比屈折率差によって制御することができる。
【００６９】
そして、放射型の変調原理を用いることで、光の吸収が大きいｐ型クラッド層を曲がり導波路構造から除去することが可能となるとともに、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３５を真性ＩｎＰ突起層３３の横に配置することが可能となり、素子全体の挿入損失や進行波電極の設計の問題を改善し、制御が簡単で高速変調が可能な半導体光変調器構造を提供することが可能となる。
【００７０】
なお、図７の例では、ｎ型ＩｎＰ基板２１上に１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ４０をモノリシック集積化したため、ＧＳＧの平面型ではなく、シングルストリップ型で進行波型電極を形成することが必要となる。
このため、信号電極と接地電極との間のキャパシタンスが増加し、変調できる周波数帯域は制限を受けるが、インピーダンス設計を精密に行うことで、ｌ０ＧＨｚ程度の高速性を保つことができる。
【００７１】
例えば、図７の実施例では、レーザの動作電流を１２０ｍＡとした場合、光出力が２０ｍＷ、変調帯域が約８ＧＨｚと良好な特性を得ることができる。
これは、光変調器部の真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１の上部が真性ＩｎＰ層であり、吸収損失がほぼ０であるためと、シングルストリップラインの設計がある程度有効であるためと考えられる。
【００７２】
また、消光特性は、図４の構成に比べて曲率半径を１ｍｍと小さめに設定したため多少悪くなり、２Ｖで１３ｄＢ程度の消光比を得ることができる。
図８、９は、本発明の第３実施形態に係る導波路型光変調器の製造工程を示す断面図である。
図８（ａ）において、１．３ミクロン帯用分布帰還型（ＤＦＢ）レーザ４０を集積するため、例えば、ＭＯＣＶＤ法を用いることにより、１．１５μｍ組成（バンドギャップエネルギー約１．０７ｅＶ）の真性ＩｎＧａＡｓＰバッファ層（１．１５Ｑ）２２、１．３μｍ組成の真性ＩｎＧａＡｓＰ活性層（１．３Ｑ）２３、１．１５μｍ組成の真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層（１．１５Ｑ）２４および真性ＩｎＰクラッド層２５をｎ型Ｉｎｐ基板２１上に順次積層する。
【００７３】
次に、図８（ｂ）に示すように、真性ＩｎＰクラッド層２５を塩酸：燐酸＝１：４水溶液などのエッチング液で除去し、電子ビーム露光技術を用いることにより、発信波長に合わせた周期で回折格子２６を真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２４上に形成する。
続いて、図８（ｃ）に示すように、例えば、ＭＯＣＶＤ法を用いることにより、回折格子２６が形成された真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２４上にｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´を成長し、回折格子２６を保護する。
【００７４】
そして、図８（ｄ）に示すように、ＣＶＤなどにより、ｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´上に酸化窒素膜２８を成膜し、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチンング加工技術を用いることで、１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ４０の領域にのみ酸化窒素膜２８が残るようにパターニングする。
そして、パターニングされた酸化窒素膜２８をマスクとして、真性ＩｎＧａＡｓＰバッファ層２２、真性ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２４およびｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´のウェットエッチングを行うことで、１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ４０の領域以外の真性ＩｎＧａＡｓＰバッファ層２２、真性ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２４およびｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´を除去する。
【００７５】
なお、真性ＩｎＧａＡｓＰバッファ層２２、真性ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層２４およびｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´をウェットエッチングする際のエッチング液としては、例えば、塩酸燐酸水溶液および硫酸：過酸化水素：水水溶液などを用いることができる。
そして、図９（ａ）に示すように、ｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´上に酸化窒素膜２８を残した状態で、ＭＯＶＰＥを用いることにより、１．１５μｍ組成の真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層（１．１５Ｑ）３１および真性ＩｎＰ層３２´をｎ型Ｉｎｐ基板２１上に選択的に成長させる。
【００７６】
なお、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１のバンドギャップエネルギーは、例えば、０．９５ｅＶ付近、真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２の層厚は、例えば、約０．４μｍ程度とすることができる。
また、真性ＩｎＰ層３２´の層厚は、例えば、約１．５μｍ程度とすることができる。
【００７７】
そして、ｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´上の酸化窒素膜２８を除去し、ＣＶＤなどにより、レーザ部のｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´の表面および光変調器部の真性ＩｎＰ層３２´の表面に、ドライエッチング加工用のマスク材料である酸化珪素膜を堆積させる。
そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチンング加工技術を用いて、酸化珪素膜をパターニングすることにより、レーザ部上の酸化珪素膜をストライプ状にパターニングするとともに、光変調器部上の酸化珪素膜を曲がり光導波路形状にパターニングする。
【００７８】
なお、酸化珪素膜の膜厚は、例えば、０．３μｍ程度、曲がり光導波路パターンの幅は、例えば、約２．５μｍ程度、曲がり光導波路パターンの曲率半径は、例えば、１ｍｍとすることができる。
そして、ストライプ状および曲がり光導波路形状にパターニングされた酸化珪素膜をマスクとして、ｐ型Ｉｎｐクラッド層２７´および真性ＩｎＰ層３２´のエッチングを１．１μｍ程度の深さまで行なう。
【００７９】
これにより、図９（ｂ）に示すように、真性ＩｎＰ突起層３３が設けられた真性ＩｎＰクラッド層３２を真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層３１上に形成することが可能となるとともに、ｐ型Ｉｎｐクラッド層２７の上部にｐ型ＩｎＰリッジ層２９を設けることが可能となる。
そして、このエッチング加工により、光変調器部にストリップ装荷型導波路構造を形成することが可能となるとともに、ストリップ装荷型導波路構造に接合されたリッジ構造をレーザ部に形成することが可能となり、製造工程の増加を伴うことなく、光変調器部の光路とレーザ部の光路とを正確に一致させることができる。
【００８０】
続いて、図９（ｃ）に示すように、ＣＶＤなどにより、真性ＩｎＰ突起層３３が設けられた真性ＩｎＰクラッド層３２上およびｐ型ＩｎＰリッジ層２９が設けられたｐ型Ｉｎｐクラッド層２７上に絶縁膜３８を形成する。
そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチンング加工技術を用いて、絶縁膜３８をパターニングすることにより、真性ＩｎＰ突起層３３の外周部およびｐ型ＩｎＰリッジ層２９上に開口部を形成する。
【００８１】
そして、蒸着などの方法により、真性ＩｎＰ突起層３３が設けられた真性ＩｎＰクラッド層３２上およびｐ型ＩｎＰリッジ層２９が設けられたｐ型Ｉｎｐクラッド層２７上にＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層をそれぞれ、０．０５μｍ、１．２μｍの厚みに堆積する。
そして、フォトリソグラフィー技術およびドライエッチンング加工技術を用いることにより、全面に積層されたＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層をパターニングし、絶縁膜３８を介してｐ型Ｉｎｐクラッド層２７およびｐ型ＩｎＰリッジ層２９上にＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３４を形成するとともに、真性ＩｎＰ突起層３３の外周部に沿ってＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３５を形成する。
【００８２】
また、蒸着などの方法により、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層３６をｎ型Ｉｎｐ基板２１の裏面にそれぞれ、０．０５μｍ、１．２μｍの厚みに形成する。
ここで、ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層３５を信号電極、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層３６を接地電極として用いることで、シングルストリップライン構造を構成することができ、インピーダンス設計を精密に行うことで、光変調器の高速化を図ることができる。
【００８３】
次に、図９（ｄ）に示すように、電子ビーム蒸着などを用いることにより、光出射面に反射防止膜３７を形成するとともに、必要に応じて、１．３ミクロン帯用分布帰還型レーザ４０の端面にも反射防止膜を形成する。ここで、反射防止膜３７としては、例えば、ＳｉＯ２膜とＴｉＯ２膜の２層からなる積層構造を用いることができる。
【００８４】
なお、上述した第３実施形態では、曲がり導波路を形成するため、真性ＩｎＰ突起層４を９０度だけ湾曲させて、光入射端および光出射端を互いに直行する端面にそれぞれ設ける方法について説明したが、例えば、曲がり導波路をＵ字状として、光入射端および光出射端を同一端面に設けるようにしてもよく、あるいは、曲がり導波路をＳ字状または波型状にして、光入射端および光出射端を対向面にそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、曲がり光導波路の外周部に印加された印加電圧に基づいて、曲がり光導波路の光放射特性を制御することにより、挿入損失の増大を抑制しつつ、変調用電極下のｐ型クラッド層を除去することが可能となり、光変調器の設計の容易化を図りつつ、高速変調を効率よく行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る導波路型光変調器のクラッド層厚ｔと比屈折率差と限界曲率との関係を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る導波路型光変調器の印加電圧と規格化光出力との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る導波路型光変調器の製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る導波路型光変調器の概略構成を示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る導波路型光変調器の製造工程を示す断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る導波路型光変調器の製造工程を示す断面図である。
【図１０】従来の分岐干渉型変調器の位相変調導波路構造の一例を示す断面図である。
【図１１】従来の分岐干渉型変調器の位相変調導波路構造の別例を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２１　ｎ型ＩｎＰ基板
２、２４、３１　真性ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３、３２　真性ＩｎＰクラッド層
４、３３　真性ＩｎＰ突起層
５、１５、３４、３５　ＡｕＺｎＮｉ／Ａｕ層
６、１６ａ、１６ｂ、３６　ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ層
１１　半絶縁性ＩｎＰ基板
１２　半絶縁性ＩｎＧａＡｓＰガイド層
１３　半絶縁性ＩｎＰクラッド層
１４　半絶縁性ＩｎＰ突起層
１７ａ、１７ｂ、３７　反射防止膜
２２　真性ＩｎＧａＡｓＰバッファ層
２３　真性ＩｎＧａＡｓＰ活性層
２５　真性ＩｎＰクラッド層
２６　回折格子
２７　ｐ型ＩｎＰ層
２８　酸化窒素膜
２９　ｐ型ＩｎＰリッジ層
３８　絶縁膜
４０　１．３μｍ帯用分布帰還型半導体レーザ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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