[发明专利]光调制器

说明书

本发明使得在使用由基于InP的半导体构成的芯的光调制器中能够更容易地提高调制效率。根据本发明的光调制器设置有：下包层(102)，形成在衬底(101)上；芯(103)，形成在下包层(102)上；以及上包层(104)，形成在芯(103)上。芯(103)由带隙与期望波长相对应的基于InP的半导体构成。下包层(102)和上包层(104)被配置为折射率等于或小于InP的折射率。

技术领域

本发明涉及使用由基于InP的半导体制成的芯的光调制器。

背景技术

光调制器是大容量光通信的关键设备。在光调制器中，进行光调制的部分(诸如，芯)由诸如铌酸锂(LiNbO₃)、基于InP的材料和硅(Si)之类的各种材料制成。在它们之中，基于InP的材料可以通过F-K(Franz-Keldysh)效应、普克尔斯(Pockels)效应、QCSE(量子限制Stark效应)效应、载流子等离子体效应、能带填充效应等而具有较大的折射率变化，并且有望用作调制器材料。

例如，专利文献1描述了一种光调制器，该光调制器包括折射率控制区域，其中如图3中所示，由n型InGaAsP制成的折射率控制层302设置在由InP制成的n型包层301上，由InP制成的p型包层303设置在折射率控制层302上。专利文献1报道了通过向作为芯的折射率控制层302施加反向偏压，从而允许由于F-K效应、载流子等离子体效应和能带填充效应而进行的折射率调制。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2010-113084

发明内容

技术问题

在由基于InP的材料制成芯的上述光调制器中，需要增大光的电场分布与电荷耗尽区域重叠的部分，以便提高调制效率。为此目的，重要的是增大芯与包层之间的折射率差，从而增加光限制。然而，在常规的光调制器中，与制成芯的InGaAsP相比，从上下将该层夹在中间的包层由诸如InP之类的基于InP的半导体制成。因此，它们之间的折射率差无法增加，存在不易增大光的电场分布与电荷耗尽区域重叠的部分以及不易提高调制效率的问题。

为了解决上述问题而做出了本发明，并且本发明的目的是使得能够更容易地提高使用由基于InP的半导体制成的芯的光调制器中的调制效率。

用于解决问题的手段

根据本发明的光调制器包括：下包层，形成在衬底上，折射率等于或小于InP的折射率；芯，形成在下包层上，由带隙与期望波长相对应的基于InP的半导体制成；上包层，形成在芯上，折射率等于或小于InP的折射率；以及电场施加装置，向芯施加电场。

在上述光调制器中，芯可以由InGaAsP制成。另外，下包层和上包层可以由氧化硅制成。

在上述光调制器中，电场施加装置包括第一导电类型的第一半导体层和第二导电类型的第二半导体层，第一半导体层和第二半导体层形成为：芯在与衬底的平面水平的方向上介于第一半导体层与第二半导体层之间。

在上述光调制器中，芯可以包括第一导电类型的第一芯和第二导电类型的第二芯。在这种情况下，可以以布置在与衬底的平面平行的方向上的状态形成第一芯和第二芯，或者可以以堆叠在下包层上的状态形成第一芯和第二芯。

在上述光调制器中，在芯的一侧上，第一半导体层可以被形成为仅与芯中的第一芯接触，并且在芯的另一侧，第二半导体层可以被形成为仅与芯中的第二芯接触。

发明效果

如上所述，根据本发明，由于折射率等于或小于InP的折射率的下包层和上包层设置在由基于InP的半导体制成的芯的上方和下方，因此能够在使用由基于InP的半导体制成的芯的光调制器中获得优异的效果，即，可以更容易地提高调制效率。