ß { 9 ¸× ¼ GaAs/AlGaAs ridge ¸ Ð 0 A © ¸l 2 " é ¶ Ä »ô Çכ ¹ è~ ½ ÓZ O (2D-FEM)` ¦ s 6 x # [ O

(1)

é

ß { 9 ¸× ¼ GaAs/AlGaAs ridge ¸ Ð 0 A © ¸l 2 " é ¶ Ä »ô Çכ ¹ è~ ½ ÓZ O (2D-FEM)` ¦ s 6 x # [ O

>

÷ &% 3 Ü ¼ 9, MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) $ í © l Z O õ o < Æ& h _ þ vd d y ~ ½ Ó Z O

` ¦ s 6 x # ] j ÷ &% 3 . P-p-n-N s × æ_ s 7 á x] X ½ + Ë(double heterostructure) 0 A © ¸l _ 0 A ©

¸ : £ ¤$ í É r % i s # QÛ ¼ · ú ` ¦ or v " f Mach-Zehnder ç ß [ O ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # 1.31 µm © \ " f 8

£

¤& ñ ÷ &% 3 . TEü < TM ¼ # F g \ " f 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ É r y y 54.9

^◦

/V ·mmü < 39.4

^◦

/V ·mm Ð Z } >

%

3 # Q& . TE

⁰

ü < TM

0

¸× ¼ s _ 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © o ÐÂ Ò' LEO ´ òõ _ l F g < Æ > Ã º(γ

⁴¹

) 1.45 × 10

⁻¹⁰

cm/V Ð % 3 # Q& .

PACS numbers: 42

Keywords: ì ø Í ¸^ F g0 A © ¸l , 0 A © ¸ ´ òÖ ¦, l F g < Æ Ã º, Mach-Zehnder ç ß [ O >

I. " e Â ] Ø

GaAs ü < InP\ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð H III-V7 á ¤ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^

H LiNbO

3

\ " f Ô ¦ 0 p xô Ç é ß { 9 | 9 & h (monolithic integra- tion) s 0 p x l M :ë H \ q 6 x s ] X y ÷ & ¦, ø @$ í s ¾ Ó

© | ¨ c Ã º e . ¢ ¸ô Ç LiNbO

3

F g ¸l H ¸ Ð_ Ï ã J] X Ò

¦` ¦ or v l 0 AK l F g < Æ ´ òõ (pokel’s effect)ë ß ` ¦ s

6 x H ì ø Í \ , III-V o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ \ ¦ s 6 xô Ç F g ¸ l

H l F g < Æ ´ òõ ÷ rë ß m Ä » î rì ø Í ´ òõ \ ¦ 1 l x r

\ s 6 x½ + É Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð 8 H Ï ã J] X Ò ¦ o\ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e

. õ & h Ü ¼ Ð ± ú É r · ú Ü ¼ Ð 8 H 0 A © o\ ¦ % 3 ` ¦ Ã

º e .

í ¦5 Å q F g è [ þ t É r F g \ ¦ : x s F g ñ % o ì r

\

" f ì ø Í5 Å x Å Ò Ã º(carrier frequency) Ð 6 x½ + É M :, F g: x

\ " f s 6 x½ + É Ã º e H V , É r Å Ò Ã º @ /% i ; ¤` ¦ 6 x H X

< e # Q" f 9 Ã º& h s . ¦5 Å q_ l ñ\ ¦ F g ñ Ð Ë

¨l 0 Aô Ç ì ø Í ¸^ Y Us $ _ f ] X ¸ ~ ½ Ód É r chirping \ _ K 5 Å xÒ ¦ s ] jô Ç÷ &l M :ë H \ [1] ¦5 Å q ü @Â Ò ¸l

f

] X ¸ ~ ½ Ód _ @ /î ß Ü ¼ Ð ´ ú § É r ' a d ` ¦ ~ Ã Î ¸ ¦ e [2,3].

III-V o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ _ Ï ã J] X Ò ¦ s ' H F g

_ 0 A © ¸ Ò q tl Ù ¼ Ð 0 A © ¸l ë ß [ þ t # Q .

Õ

ªo ¦ 0 A © ¸l Mach-Zehnder(MZ) ç ß [ O l ~ ½ Ó

¾ Ó$ í ½ + Ël ½ ¨ ¸ü < ½ + Ë÷ & ; ¤ ¸ F g Û ¼0 Ag As

∗

E-mail: [email protected]

%

3 # Q . " f F g ¸l [ þ t × æ \ " f 0 A © ¸l H ¦ 5

Å

q F g: x õ F g ñ % o r Û ¼% 7 ` ¦ % 3 l 0 Aô Ç × æ כ ¹ô Ç ü @ Â

Ò ¸l s .

þ j H \ # Q ½ ¨ [ þ t s GaAs/AlGaAs [4–7]ü < In- GaAs/InP [8] s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸[ þ t` ¦ s 6 xô Ç 0 A © ¸l [

þ

t` ¦ µ 1 Ï³ ð % i . l © ´ òõ ü < Ä » î rì ø Í ´ òõ \ ¦ ¸

¿

º s 6 x½ + É Ã º e ¦, l > r_ P-n-N ½ ¨ ¸ Ð ¸ F g õ

) a l © _ g Ë >s 7 £ x H P-p-n-N GaAs/AlGaAs s

× æ s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸(double heterostructure : DH)\ ¦ ° ú

H 0 A © ¸l \ " f Ð ¦ ) a TE

₀

¸× ¼_ 0 A © ¸ ´ ò Ö

¦ É r 1.06 µm ü < 1.31 µm © \ " f y y 96

^◦

/V ·mmü <

48.9

^◦

/V ·mm Ð µ 1 Ï³ ð÷ &% 3 [4, 6]. ¢ ¸ P-P-p-i-n-N-N GaAs/AlGaAs W-F g ¸ Ð 0 A © ¸l H 1.31 µm ©

\

" f 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ õ < Hz ´s y y 34.6 /V·mm ü <

0.2-0.6 dB/cm Ð & ³F t © a % ~ É r : £ ¤$ í ` ¦ ? / ¦ e

[7].

Õ

ª Q 1 l x © s F g: x % ò % i \ e ` ¦ M : P-p-n-N GaAs/AlGaAs DH\ ¦ ° ú H 0 A © ¸l \ " f 0 A © o_

¼ #

F g _ > r$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ õ H f t µ 1 Ï³ ð÷ &t · ú §

¤ . Õ ª QÙ ¼ Ð : r ½ ¨\ " f H 1 l x © s 1.31 µm{ 9 M : P-p-n-N s 7 á x] X ½ + Ë ¸ Ð 0 A © ¸l _ 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ s

MZ ç ß [ O ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º

Ð TE ¼ # F g õ TM ¼ # F g \ " f y y 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . Õ ªo ¦ TE ü < TM ¼ # F g s _ 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © o ÐÂ Ò' 1 l

F g < Æ(linear electro-optic: LEO) ´ òõ _ l F g < Æ > Ã

º(γ

41

) % 3 # Q& .

-253-

(2)

Õ

ªa Ë > 1. P-p-n-N 0 A © ¸l _ \ x ~ Ã Ì} ½ ¨ ¸ü < Ï ã J] X Ò ¦ ì

r í.

II. T Â ] ØX ì Ä 9 0ß O Ë

0 A © ¸ ´ òÖ ¦ s H 0 A © ¸l \ ¦ ] j l 0 AK " f H ì

ø Í ¸^ ¸ Ð\ " f % 3 ` ¦ Ã º e H 0 A © ¸\ ¦ ¸¿ º s 6 x K

ô Ç . 0 A © ¸l \ " f ) a % i s # QÛ ¼ · ú É r /

B N 9 8 £ x(depletion layer)_ ; ¤ õ / B N 9 8 £ x \ " f l © [ jl

\

¦ õ H . Õ ªo ¦ ¸ Ð8 £ x \ " f Ä » î rì ø Í _ 0 l x ¸ü <

l © _ o H Ï ã J] X Ò ¦` ¦ > ¦, Ï ã J] X Ò ¦ o H

r 0 A © _ o\ ¦ 4 R : r . Õ ª QÙ ¼ Ð 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ s

H 0 A © ¸l \ ¦ ] j l 0 AK " f H ì ø Í ¸^ ¸ Ð

\

" f Ï ã J] X Ò ¦ o\ ¦ { 9 Ü ¼v H # Q 7 á x À Ó_ Ó ü t o & h ´ ò õ

[ þ t s ¸¿ º s 6 x ÷ &# Q ô Ç [9].

0 A © ¸l \ " f Ï ã J] X Ò ¦_ 8 ú x o H l © ´ òõ (1 x 9

2 l F g < Æ ´ òõ )ü < Ä » î rì ø Í ´ òõ [ þ t(e ¦ Ý ¼

ü < { G ¹ ¡ § ´ òõ )_ ½ + Ës . 1 l F g < Æ ´ òõ (linear electrooptic effect: LEO) ü < 2 l F g < Æ ´ òõ (quadratic electrooptic effect: QEO) \ _ ô Ç Ï ã J] X Ò ¦ o H l © [

jl \ _ > r l M :ë H \ / B N 9 8 £ x_ ¿ ºa ` ¦ M : / B N 9 8

£

x \ " f l © _ [ jl & t Ù ¼ Ð H Ï ã J] X Ò ¦ o % 3

#

Q . ô Ç¼ # e ¦ Ý ¼ ´ òõ (plasma effect: PL)ü < { G

¹

¡

§ ´ òõ (band filling effect: BF)\ _ ô Ç Ï ã J] X Ò ¦ o H

Ä » î rì ø Í 0 l x ¸\ q Y V Ù ¼ Ð 0 A © ¸l _ ¸ Ð8 £ x s

Z } > ¸i ç | ¨ c Ã º2 ¤ Ï ã J] X Ò ¦ o & . " f Ï ã J ] X

Ò ¦ o\ ¦ Å Ò H l © ´ òõ ü < Ä » î rì ø Í ´ òõ \ ¦ ¸

¿

º s 6 x½ + É Ã º e H 0 A © ¸l _ ½ ¨ ¸ H ¸ Ð8 £ x s ¸ i ç

÷ & ¦, ¸ ¸× ¼ü < ) a l © _ g Ë >s 7 £ x ¸ 2

¤ p-n ] X ½ + Ës ¸ Ð8 £ x × æç ß \ ë ß [ þ t # Q4 R ô Ç . 7 £ ¤ ¸

Ð 0 A © ¸l H P- ü < N-AlGaAs 9 þ t A ` ç 8 £ x[ þ t s \ p- ü < n-GaAs ¸ Ð8 £ x s ¶ ú { 9 ) a P-p-n-N ½ ¨ ¸\ ¦ 4 R ô

Ç .

Õ

ªa Ë > 2. P-p-n-N ridge ¸ Ð 0 A © ¸l _ é ß ½ ¨ ¸.

Õ

ªa Ë > 1 É r P-p-n-N GaAs/AlGaAs DH 0 A © ¸l _ \ x

~ Ã Ì} ½ ¨ ¸ü < Ï ã J] X Ò ¦ ì r ís . \ x ~ Ã Ì} 8 £ x[ þ t É r N

⁺

- GaAs l ó ø Í 0 A\ 3.5 µm N-Al

^0.4

Ga

0.6

As A A á ¤ 9 þ t A

` ç

8 £ x, 0.125 µm n-GaAs ¸ Ð 8 £ x, 0.125 µm p-GaAs

¸ Ð8 £ x, 1.5 µm P-Al

0.4

Ga

0.6

As 0 AA á ¤ 9 þ t A ` ç 8 £ x, Õ ªo

¦ 0.2 µm p

⁺

-GaAs F G8 £ x(cap layer) Ü ¼ Ð ½ ¨$ í ) a .

Ridge ¸ Ð ½ ¨ ¸ H _ þ vd d y ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # ] j

÷

&% 3 . # l " f ¸ Ð8 £ x É r l © ´ òõ ü < Ä » î rì ø Í

´

òõ \ ¦ ¸¿ º s 6 x l 0 AK p-n ç H| 9 ] X ½ + Ë(homogeneous junction) Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Q .

Õ

ªa Ë > 2 H P-p-n-N GaAs/AlGaAs DH ridge ¸ Ð 0 A

© ¸l _ 2 " é ¶ é ß ½ ¨ ¸s . Ã º¨ î ~ ½ Ó ¾ Ó_ F g ½ ¨5 Å q` ¦

%

3 l 0 AK " f d y ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð Ã º¨ î ~ ½ Ó ¾ Ó_ Ä »´ òÏ ã J] X Ò ¦

ë

ß [ þ t # Q . Õ ªo ¦ % i s # QÛ ¼ · ú s ´ òÖ ¦& h Ü ¼ Ð 2

"

é

¶ ¸ Ð % ò % i \ ë ß ÷ & ¸2 ¤ l 0 AK " f H d y U ·s

p-n ] X ½ + Ë Ð & Ù ¼ Ð ridge ¸ Ð ) a .

" f 2 " é ¶ ¸ Ð é ß É r ¸ Ð\ K { © ÷ & H ridge % ò

%

i õ ridge\ ] X ô Ç 9 þ t A ` ç % ò % i Ü ¼ Ð s À Ò# Q . s M : ridge \ ] X ô Ç % ò % i É r ¸ ¸× ¼[ þ t s ÷ &t · ú §l M : ë

H \ Ä »´ òÏ ã J] X Ò ¦ ~ ½ ÓZ O (effective index method: EIM) É r U

·> d y ) a ridge ¸ Ð ½ ¨ ¸\ & h 6 x| ¨ c Ã º \ O [10]. Õ ª

QÙ ¼ Ð é ß { 9 ¸× ¼ ¸ Ð ¸| É r EIM Ð 8 & ñ S X ô Ç 2

"

é

¶ Ä »ô Çכ ¹ è~ ½ ÓZ O (2-dimensional finite element method:

2D-FEM)` ¦ s 6 x # > í ß ÷ &% 3 [11].

Õ

ªa Ë > 3(a) H 2D-FEM Ü ¼ Ð 1.31 µm © \ " f > í ß ) a ¸

Ð ; ¤(w) o\ @ /ô Ç d y U ·s (h)\ ¦ Ð# ï r . / B G

A % ò % i s é ß { 9 ¸× ¼ % ò % i s ¦ / B G _ 0 A Â Òì r É r × æ

¸× ¼_ % ò % i s . ¸ Ð ; ¤ s 1.5 µm{ 9 M : é ß { 9 ¸× ¼ ¸

Ð\ ¦ % 3 l 0 Aô Ç d y U ·s 1.7 µm s s Ù ¼ Ð ridge

¸ Ð_ ] j s Ô ¦ 0 p x . " f d y U ·s 1.7 µm

Ð 8 7 £ x | ¨ c M : ¸× ¼ Ã º_ o ¸ ÷ &% 3 . Õ ªa Ë >

3(b) H d y U ·s _ < ÊÃ º Ð > í ß ) a ¸ ¸× ¼_ Ã º\ ¦ Ð#

(3)

0 A 8 7 £ x ô Ç . " f ¸ Ð ; ¤ s 2.0 µm{ 9 M : h ≤ 1.55 µm \ " f é ß { 9 ¸× ¼ë ß > r F ¦, 1.55 µm < h ≤ 2.05 µm{ 9 M : ¿ º > h_ ¸× ¼ > r F ô Ç . Õ ªa Ë > 1 ÐÂ Ò' h = 2.05 µm H ï# Qü < A A á ¤ 9 þ t A ` ç â > \ " f A A á ¤ Ü ¼

Ð 1 µm 8 d y ) a © I s . d y U ·s 1.95 µm Ð ß

¼ d y s N-AlGaAs A A á ¤ 9 þ t A ` ç t s À Ò# Qt Ù ¼

Ð ¸ Ð s _ l & h ¦w n s ¢ - a# 4 > % 3 # Q | 9 Ã º e

. ô Ç¼ # ¸ Ð ; ¤ s 1.4 µm s \ " f H ¸ H d y U · s

\ @ /K " f é ß { 9 ¸× ¼ : £ ¤$ í ë ß ` ¦ Ð# ï r . Õ ª QÙ ¼ Ð ¸

Õ

ªa Ë > 3. 2D-FEM` ¦ s 6 x # Õ ªa Ë > 1_ \ x ~ Ã Ì}

½

¨ ¸\ " f (a) ¸ Ð ; ¤ õ d y U ·s _ < ÊÃ º Ð > í ß ) a é

ß { 9 ¸× ¼ ¸ ¸| õ (b) 1.5 µm ≤ w ≤ 1.8 µm{ 9 M : d

y U ·s _ < ÊÃ º Ð > í ß ) a ¸ ¸× ¼ Ã º.

ó

ø Í 0 A\ MOCVD(metal organic chemical vapor deposi- tion) l Z O Ü ¼ Ð $ í © ÷ &% 3 . TE

⁰

¸× ¼\ @ /K [01¯1] ~ ½ Ó

¾ Ó\ " f LEO ´ òõ H Ä » î rì ø Í ´ òõ \ 8K t l M :ë H

\

F g ¸ Ð H í Ðo èÕ ª x ü < _ þ vd d y ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x

# [01¯1] ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ] j ÷ &% 3 . d y Û ¼ß ¼ H í ÐY U t

Û ¼à Ô(AZ1450J) J Ü ¼ Ð ë ß [ þ t # Q & Ü ¼ 9, d y É r 30ì r 1

l

xî ß ¸ ú B$ 3 ) a H

3

PO

4

: H

2

O

2

: H

2

O(19 %: 6 %: 75 %) 6

xÓ os 6 x ÷ &% 3 [6,7]. d y U ·s 1.9 µm ridge ¸

Ð\ " f 0 AA á ¤ ; ¤ õ A A á ¤_ ; ¤ É r y y 0.8 µmü < 3.6 µm ÷ &% 3 .

6 £ § é ß > H d y ) a ¸ Ð ½ ¨ ¸ 0 A\ e ¦ o p

×

¼(polyimide) Û ¼ 2 ; ïh A\ _ K ¿ º, > ¸ í ) a Ê ê, r

«

Ñ H : r ¸ 400

^◦

C t ¸] X ÷ & H l ¸ É r` ¦ s 6 x

#

| 9 è ì r0 Al \ " f â o÷ &% 3 . Õ ªo ¦ ridge % ò % i ë ß ¸ Ø

¦ ÷ & ¸2 ¤ r « Ñ 0 A\ W = e ¦ o p × ¼ H RIE(reactive ion etching) © q \ ¦ s 6 x # í ß è e ¦ Ý ¼ Ð d y ÷ &% 3 .

e

¦ o p × ¼ H U ·> d y ) a ridge ¸ Ð ½ ¨ ¸ 0 A\ F G s

ë ß [ þ t # Q| 9 M : ¨ î ò ø Í o(planarization)ü < F G \ _ ô Ç l Ò q

t l 6 x| ¾ Ó(parasitic capacitance)` ¦ × ¦ s l 0 AK " f 6

x ÷ &% 3 .

P-type ohmic F G` ¦ ë ß [ þ t l 0 AK " f e-beam 7 £ x Ã Ìl \ ¦ s

6 x # p

⁺

-GaAs ü < e ¦ o p × ¼ 0 A\ Au:Zn/Au 7 £ x Ã Ì

÷

&% 3 . ô Ç¼ # 0 A © ¸l _ ª A á ¤ = å Q` ¦ ] X é ß ½ + É M : Ö ¦

` ¦ ~ 1 > % 3 l 0 AK " f r « Ñ_ ¿ ºa 120 µm ÷ & ¸ 2

¤ N

⁺

-GaAs l ó ø Í_ A A á ¤ s ÷ &% 3 . 6 £ § É r N- type Ohmic F G` ¦ 0 AK ) a n

⁺

-GaAs l ó ø Í 0 A\ Au:Ge/Ni/Au 7 £ x Ã Ì÷ &% 3 . t } Ü ¼ Ð Ohmic F G` ¦

¢ -

a$ í l 0 AK r « Ñ H RTA(rapid thermal annealing) © q

\ ¦ s 6 x # 410

^◦

C \ " f 30 í 1 l xî ß \ P % o ÷ &% 3 . Õ ª o

¦ 0 A © ¸l H U ´s 2 mm ÷ & ¸2 ¤ ] X é ß ) a Ê ê Au

¸F K ) a î r à Ô 0 A\ silver paste Ð ¦& ñ ÷ &% 3 .

2. üV ê s ì Å º Ç ù o Ú ¤X N Ë

0 A © ¸l _ 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ É r Mach-Zehnder(MZ) ç

ß [ O l Fabry-Perot(FP) ç ß [ O l \ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ | ¨ c

(4)

Õ

ªa Ë > 4. % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º Ð 0 A © o\ ¦ 8

£

¤& ñ l 0 Aô Ç Mach-Zehnder ç ß [ O l _ z ´+ « > © u ¸.

Ã

º e . FP / B N" î ~ ½ ÓZ O [7] É r ¸ Ð_ : r ¸ o, · ú

o, ¢ ¸ H © o\ _ K Ä »´ ò Ï ã J] X Ö ¦ s ½ + É M : ¸

Ð / B N l _ F g < ÆU ´s (optical length) Ù ¼ Ð FP ç ß [ O

Á º] ( % 3 # Q . s ~ ½ ÓZ O É r ç ß é ß ½ + É ÷ rë ß m 0 A ©

¸l é ß _ ì ø Í Ö ¦` ¦ · ú 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ õ F g < Hz ´

`

¦ ô Ç _ z ´+ « >\ " f 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e H © & h s e . ì ø Í

\

F g < Hz ´s H ¸ Ð\ " f H FP ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð F g < Hz ´ 8 £ ¤

&

ñ s # Q 9Ö ¦ ÷ rë ß m , 0 A © ¸l \ " f Û ¼0 Ag A · ú _

8 £ ¤& ñ É r 0 p x t ë ß ) a · ú \ @ /6 £ x ÷ & H 0 A ©

o\ ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º \ O H é ß & h s e . Õ ª QÙ ¼ Ð : r 7 Hë H \ " f

H y y _ ) a % i s # QÛ ¼ · ú \ " f 0 A © o(phase shift)` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK MZ ç ß [ O ~ ½ ÓZ O s × þ ÷ &% 3 .

Õ

ªa Ë > 4 H 0 A © ¸ ´ òÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 Aô Ç MZ ç ß [ O ~ ½ Ó Z O

_ 8 £ ¤& ñ © u ¸ s . MZ ç ß [ O l _ ô ÇA á ¤ (arm)\ Z

~ # 0 A © ¸l \ " f » ¡ ¤& h ) a 0 A © o 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3

. ç ß [ O Á º] ( 8 £ ¤& ñ ÷ & H 1 l xî ß \ 0 A © s ; ;s H

כ

s ' a8 £ ¤ ÷ &l M :ë H \ s \ ¦ ] j l 0 AK " f F g _ s ^ ¦ 0 A\ e H ^ z ´+ « > © u [ þ t É r ß ¼w n = © 5 Å q \ Z ~ #

&

. 1.31 µm DFB Y Us $ _ Ø ¦§ 4 F g É r NA 0.45_ @ / Ó

ü tE $ Ý ¼\ _ K ¸ Ð_ { 9 \ end-fire coupling ÷ &

¦, 0 A © ¸l _ Ø ¦§ 4 F g É r ° ú É r C Ö ¦_ E $ Ý ¼ Ð S X @ /÷ &

%

3 . { 9 F g_ ¼ # F g © I H ' Í P : F gì r o l · ú ¡\ Z ~

#

¼ # F g l \ _ K ¸] X ÷ &% 3 . ç ß [ O Á º] ( ¸ ª É r l ï

r (reference arm)õ 0 A © ¸l Z ~ # ¸ Ð

(waveguide arm)` ¦ H ¿ º > h_ c [ þ t_ 0 Au

{ 9

u | ¨ c M : z ¤ . ç ß [ O Á º] ([ þ t É r Hamamatsu C1000

B j \ _ K Ø ¦ ÷ &# Q TV ¸m ' \ © s è ß . " f

Ð É r ` ¦ : x õ H c [ þ t_ F g â Ð (optical pass dif- ference) ü < F g [ jl ¸] X ÷ & a % ~ É r y © ¸ @ /q (intensity contrast)\ ¦ ° ú H ç ß [ O Á º] ( % 3 # Q .

$ ] j ) a 0 A © ¸l é ß { 9 ¸× ¼ë ß ¸ r v H כ

`

¦ ¸ l 0 AK near-field ì r í ¸ ÷ &% 3 . s \ ¦ 0 A Õ

ªa Ë > 5. % i s # QÛ ¼ · ú s ÷ &t · ú § ¤` ¦ M : Mach- Zehnder ç ß [ O l _ Ø ¦§ 4 F g Ü ¼ ÐÂ Ò' % 3 É r ç ß [ O Á º] (.

Õ

ªa Ë > 6. 0 V\ " f −5 V t % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º Ð 8

£

¤& ñ ) a TE

0

¸× ¼_ ç ß [ O Á º] ( s 1 l x.

K

Õ ªa Ë > 4\ " f A A á ¤ l ï r ` ¦ : x õ H F g É r é ß ÷ &

%

3 . Õ ªo ¦ 0 A © ¸l Z ~ # ¸ Ð ` ¦ : x õ

H F g` ¦ s 6 x # ' a8 £ ¤ ) a near-field J Ü ¼ ÐÂ Ò' ¸

Ð\ { 9 ) a F g_ ¦ ¸× ¼[ þ t s # l ÷ &t · ú § H כ s S X

÷ &% 3 . " f ] j ) a 0 A © ¸l é ß { 9 ¸× ¼ë ß ¸

r v H כ ` ¦ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð S X % i .

Õ

ªa Ë > 5 H % i s # QÛ ¼ · ú s ÷ &t · ú § É r © I \ " f 8

£

¤& ñ ) a ç ß [ O Á º] (_ ô Ç \ V\ ¦ Ð# ï r . 8 £ ¤& ñ © u ¸\ e

H 0 A © ¸l H ô Ç > h_ ¸ Ð\ " f l : r ¸× ¼(TE

0

)

#

l ÷ & ¸2 ¤ & ñ \ P (alignment)÷ &% 3 Ü ¼ 9 # Q > h_ Ã ºf ~ ½ Ó

¾ Ó_ ç ß [ O Á º] ( q n ¸ B j \ ) a TV ¸m ' ©

\

è ß . s ç ß [ O Á º] (\ ¦ ë ß [ þ t l 0 AK " f H í& h s ´ ú t

· ú § É r near-field J õ l ï r c _ ¿ º s ° ú É r / B G Ò

¦` ¦ | 9 M : t q n ¸ È ÓÚ Ô © \ " f ç ß [ O r & ô Ç .

(5)

[ O

Á º] ( ç ß s V , > ë ß [ þ t # Q & .

ç

ß [ O Á º] (_ s 1 l x É r 0 A © ¸l \ ) a % i s # QÛ ¼

· ú _ < ÊÃ º Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . Õ ªa Ë > 6 É r U ´s 2 mm 0 A

© ¸l \ " f % i s # QÛ ¼ · ú s 0 V\ " f −5 V t

−1.0 V_ ç ß Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ) a TE

0

¸× ¼_ ç ß [ O Á º] ( s 1 l x

`

¦ Ð# ï r . Õ ªa Ë >Ü ¼ ÐÂ Ò' Ã ºf ` ¦ l ï r Ü ¼ Ð ^ ¦ M : % i

s # QÛ ¼ · ú s 7 £ x < Ê\ ç ß [ O Á º] (_ 0 A © s

H כ s ~ 1 > ' a¹ 1 Ï ) a . 7 £ ¤ ç ß [ O Á º] ( Ä º8 £ ¤ \ " fÂ Ò' ý

a8 £ ¤ Ü ¼ Ð s 1 l xô Ç . ô Ç¼ # TM ¼ # F g ) a Y Us $ F g s MZ ç

ß [ O l \ ¦ : x õ ½ + É M : ë ß [ þ t # Q ç ß [ O Á º] (_ s 1 l x ¸ TE ¼ # F

g õ 1 l x{ 9 ô Ç ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 .

Õ

ªa Ë > 6 ÐÂ Ò' y y _ · ú \ " f 0 A © _ o| ¾ Ós 8

£

¤& ñ ) a Ê ê % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º Ð 0 A © o % 3 # Q

&

. Õ ªa Ë > 7 É r TE ü < TM ¼ # F g \ " f % i s # QÛ ¼ · ú _

< ÊÃ º Ð 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © os . 0 A © s 180

^◦

ë ß p u ½ + É M

: 9 כ ¹ô Ç · ú s Û ¼0 Ag A · ú (V

π

) s . x h A / B G Ü

¼ ÐÂ Ò' TE

⁰

¸× ¼ü < TM

₀

¸× ¼_ Û ¼0 Ag A · ú É r y y

−1.6 Vü < −2.28 Vs . " f V

π

ü < L` ¦ · ú 1 mm ¸

Ð\ 1 V_ · ú s | ¨ c M :_ 0 A © o Ð & ñ _ ÷ & H 0

A © ¸ ´ òÖ ¦(

^◦

/V ·mm)s & ñ ) a . Õ ª õ TE

₀

¸× ¼ ü

< TM

0

¸× ¼\ " f 8 £ ¤& ñ ) a ¸l _ 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ É r y y

54.9

^◦

/V ·mmü < 39.4

^◦

/V ·mm ÷ &% 3 .

Õ

ªa Ë > 7. % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º Ð 8 £ ¤& ñ ) a TE

₀

ü < TM

₀

¸× ¼_ 0 A © o.

Õ

ªa Ë > 8. % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º Ð 8 £ ¤& ñ ) a LEO ´ òõ \ _

ô Ç 0 A © o.

ô

Ç¼ # TEü < TM ¼ # F g \ " f % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º

Ð 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © o_ s H 1 l F g < Æ(LEO) ´ òõ

ÐÂ Ò' Ò q t| . 7 £ ¤ \ x ~ Ã Ì} s [001] ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð $ í © ÷ & ¦

) a · ú _ ~ ½ Ó ¾ Ós [001] s l M :ë H \ TM ¼ # F g \ " f LEO ´ òõ t · ú § H . Õ ª QÙ ¼ Ð 8 £ ¤& ñ ) a 0 A ©

o_ s ÐÂ Ò' LEO ´ òõ _ l F g < Æ > Ã º(LEO > Ã º;

γ

41

) & ñ | ¨ c Ã º e . Õ ªa Ë > 8 É r % i s # QÛ ¼ · ú _ < Ê Ã

º Ð 8 £ ¤& ñ ) a LEO ´ òõ \ _ ô Ç 0 A © os . ¸ Ð_

~

½ Ó ¾ Ós [01¯1]{ 9 M : LEO ´ òõ \ _ ô Ç 0 A © o H

∆Φ = πn

³

Lγ

41

ξ

dλ V

B

(1) s

F G U ´s ü < / B N 9 8 £ x ¿ ºa s ¦, γ

⁴¹

õ V

B

H LEO > Ã ºü <

&

h ì r(overlap integral) s . ξ H 6 £ § õ ° ú s Å Ò# Q

Õ

(6)

[12].

ξ = d V

B

Z Z

E

dc

|E

opt

|

²

dA (2)

#

l " f E

^dc

^opt

H / B N 9 8

£

8_ l Ö ¦ l ÐÂ Ò' LEO > Ã º & ñ | ¨ c Ã º e .

λ = 1.31 µm \ " f GaAs_ â Ä º n = 3.411 [9]s ¦ L = 2 mm s . d H 0 V ü < −5 V\ " f y y 0.113 µmü < 0.247 µm [9] s ¦ Õ ªa Ë > 1\ " f ï# Q8 £ x_ ¿ ºa 0.25 µms Ù ¼

Ð −5 V_ % i s # QÛ ¼ · ú s ÷ & ï# Q8 £ x s ¢ - a

y / B N 9 ) a . ô Ç¼ # d y U ·s 1.9 µm{ 9 M : 2D-FEM

`

¦ s 6 x # > í ß ) a l : r ¸× ¼_ F g ½ ¨5 Å q 49.4 %s

. Õ ªo ¦ d (2) ÐÂ Ò' · ú s −5 V{ 9 M : g Ë > & h ì

o| ¾ ÓÜ ¼ ÐÂ Ò' % 3 # Q LEO > Ã º(γ

⁴¹

) H 1.45 × 10

⁻¹⁰

cm/V s . s ° ú כ É r Ã Ð ¦ë H ³ [12]_ 1.43 × 10

⁻¹⁰

cm/V õ

q 5 p wô Ç ì ø Í \ Ã Ð ¦ë H ³ [5]\ " f Ð ¦ ) a 1.6 × 10

⁻¹⁰

cm/V õ H s \ ¦ Ð .

0 AK t F K t Ð ¦ ) a LEO > Ã º_ 8 £ ¤& ñ ° ú כ[ þ t s ¸

(extrapolation method)` ¦ s 6 x # 1.06 ∼ 1.35 µm

% ò

&

ñ ) a LEO > Ã º H f \ H] X K e H ì ø Í \ Ã Ð ¦ë H ³ [5] \ " f Ð ¦ ) a ° ú כ É r f \ " f ´ ú §s # Á # Q e . Õ ª Q

&

"

f LEO > Ã º 8 £ ¤& ñ ÷ &# Q ô Ç .

IV. + s Ç Â ] Ø

d y U ·s _ < ÊÃ º Ð ½ ¨÷ &% 3 . Õ ªo ¦ P-p-n-N ridge

\

H near-field 8 £ ¤& ñ Ü ¼ ÐÂ Ò' é ß { 9 ¸× ¼ë ß # l ÷ & H כ s S X

÷ &% 3 Ü ¼ 9, s כ É r 2D-FEM ` ¦ s 6 x # > í ß ) a õ

¼ · ú ` ¦ " f MZ ç ß [ O ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # TEü <

TM ¼ # F g \ @ /K 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . TE

⁰

¸× ¼ü < TM

0

¸× ¼_ 0

^◦

/V ·mmü < 39.4

^◦

/V ·mm Ð Z }

>

8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 .

ô

Ç¼ # TE

0

ü < TM

0

¸× ¼ s _ % i s # QÛ ¼ · ú \ @ / ô

o ¸Ø ¦ ÷ &% 3 . Õ ªo ¦ % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º Ð 8 £ ¤

&

>

Ã º(γ

⁴¹

) % 3 # Q& . : r 7 Hë H \ " f % 3 É r γ

41

É r 1.45 × 10

⁻¹⁰

cm/V s . s ° ú כ É r Ã Ð ¦ë H ³ [12]_ 1.43 × 10

⁻¹⁰

cm/V õ q 5 p wô Ç ì ø Í \ Ã Ð ¦ë H ³ [5]\ " f Ð ¦ ) a 1.6 × 10

⁻¹⁰

cm/V õ H s \ ¦ Ð .

l F g < Æ > Ã º_ s \ ¦ s K l 0 AK t F K t Ð

¦ ) a γ

41

© % ò % i _ γ

41

` ¦ s 6 x # ü @¶ ú Z O Ü ¼ Ð 1.06 ∼ 1.35 µm

% ò

% i \ " f γ

41

>

Ã º H ü @¶ ú Z O Ü ¼ Ð % 3 É r f \ H] X K e H ì ø Í \ Ã Ð

¦ë H ³ [5]\ " f Ð ¦ ) a ° ú כ É r f \ " f ´ ú §s # Á # Q e .

Õ

>

%

i \ " f LEO > Ã º 8 £ ¤& ñ ÷ &# Q ô Ç .

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] K. Kishino, S. Aoki and Y. Suematsui, IEEE J.

Quantum Electron. QE-18, 343 (1982).

[2] T. P. Lee, C. A. Bureaus, G. Einstein, W. B. Sessa and P. Besomi, Electron. Lett. 20, 625 (1984).

[3] A. H. Gnauck, S. K. Korotky, B. L. Kasper, J. C.

Campbell, J. R. Talman, J. J. Veselha and A. R. Mc- Cormic, 9th Conf. OFC, Atlanta, GA, 1986, paper WE1, pp. 86-88.

[4] G. Mendoza-Alvarez, L. A. Coldren, A. Alping, R.

H. Yan, T. Hausken, K. Lee and K. Pedrotti, IEEE J. Lightwave Technol. LT-6, 793 (1988).

[5] S. S. Lee, R. V. Ramaswamy and V. S. Sundaram,

IEEE J. Quantum Electron. 27, 726 (1991).

(7)

[9] Young Tae Byun, “Studies on the Fabrication and Characteristics of Low-Loss GaAs/AlGaAs Optical Waveguides and Those of Highly-Efficient PPpinNN Phase Modulator with a W-shaped Refractive In- dex Profile”, Ph.D thesis, Korea University, Korea (1996).

[14] M. Sigie and K. Tada, Jpn. J. Appl. Phys. 15, 421 (1976).

Polarization Dependence of a GaAs/AlGaAs Ridge Waveguide Phase Modulator at 1.31 µm

Young Tae Byun,

^∗

Young Min Jhon and Sun Ho Kim

Photonics Research Center, Korea Institute of Science and Technology, Seoul 130-650 (Received 20 August 2003)

A single mode GaAs/AlGaAs ridge waveguide phase modulator was designed using a two- dimensional finite-element method and fabricated using a metalorganic chemical vapor technique and chemical wet etching method. The phase modulation of the P-p-n-N double heterostructure waveguide phase modulator was measured as a function of the reversed bias voltages at a 1.31- µm wavelength by using a Mach-Zehnder interference method. The measured phase modulation effi- ciencies were as high as 54.9

^◦

/V·mm and 39.4

^◦

/V·mm for TE and TM polarizations, respectively.

The electro-optic coefficient (γ

41

) of the linear electro–optic(LEO) effect was 1.45 × 10

⁻¹⁰

cm/V from the measured phase shift difference between the TE

0

and the TM

0

modes.

PACS numbers: 42

Keywords: Semiconductor optical phase modulator, Phase modulation efficiency, Linear electooptic coeffi- cient, Mach-Zehnder interferometer

∗

E-mail: [email protected]

ß { 9  ¸× ¼ GaAs/AlGaAs ridge  ¸  Ð 0 A ©   ¸l 2 " é ¶ Ä »ô Çכ ¹ è~ ½ ÓZ O (2D-FEM)` ¦ s 6 x #  [ O

é

ß { 9  ¸× ¼ GaAs/AlGaAs ridge  ¸  Ð 0 A ©    ¸l  2 " é ¶ Ä »ô  Çכ ¹ è~ ½ ÓZ O (2D-FEM)`  ¦ s 6 x #  [ O 

>

÷ &% 3 Ü ¼ 9, MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) $ í  © l Z O õ  o < Æ& h   _ þ vd  d  y   ~ ½ Ó Z O

`  ¦ s 6 x #  ] j  ÷ &% 3  . P-p-n-N s ×  æ_  s 7 á x] X ½ + Ë(double heterostructure) 0 A ©    ¸l _  0 A ©  



¸ : £ ¤$ í  É r % i  s # QÛ ¼   · ú `  ¦   or v   " f Mach-Zehnder ç ß [ O  ~ ½ ÓZ O `  ¦ s 6 x #  1.31 µm  © \ " f 8

£

¤& ñ ÷ &% 3  . TEü < TM ¼ # F g \ " f 8 £ ¤& ñ  ) a 0 A ©    ¸ ´ òÖ  ¦ É r y  y   54.9

/V ·mmü < 39.4

/V ·mm Ð Z  } > 

%

3 # Q&   . TE

ü < TM

 ¸× ¼  s _  8 £ ¤& ñ  ) a 0 A ©    o  ÐÂ Ò'  LEO ´ òõ _    l  F g < Æ > Ã º(γ

)  1.45 × 10

cm/V  Ð % 3 # Q&   .

PACS numbers: 42

Keywords: ì ø Í ¸^  F g0 A ©     ¸l , 0 A ©    ¸ ´ òÖ  ¦,   l  F g < Æ   Ã º, Mach-Zehnder ç ß [ O > 

I. " e Â ] Ø

GaAs ü < InP\  ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð   H III-V7 á ¤ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ 



 H LiNbO

\ " f Ô  ¦ 0 p xô  Ç é ß { 9 | 9 & h (monolithic integra- tion) s  0 p x l  M :ë  H \  q 6 x s  ] X y  ÷ & ¦,   ø @$ í s   ¾ Ó



© | ¨ c Ã º e   . ¢ ¸ô  Ç LiNbO

F g   ¸l   H  ¸  Ð_  Ï ã J] X  Ò

 ¦`  ¦   or v l  0 AK    l  F g < Æ ´ òõ (pokel’s effect)ë ß `  ¦ s

6 x   H ì ø Í  \ , III-V o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ \  ¦ s 6 xô  Ç F g   ¸ l

  H   l  F g < Æ ´ òõ ÷  rë ß   m    Ä » î  rì ø Í  ´ òõ \  ¦ 1 l x r

\  s 6 x½ + É Ã º e  Ü ¼Ù ¼ Ð  8  H Ï ã J] X Ò  ¦   o\  ¦ % 3 `  ¦ Ã º e 

 .   õ & h Ü ¼ Ð ± ú  É r   · ú Ü ¼ Ð  8  H 0 A ©   o\  ¦ % 3 `  ¦ Ã

º e   .



í ¦5 Å q F g  è [ þ t É r F g \  ¦ :  x  s   F g   ñ % o  ì  r  

\

" f ì ø Í5 Å x   Å Ò Ã º(carrier frequency) Ð  6 x½ + É M :, F g:  x



 \ " f s 6 x½ + É Ã º e    H V ,  É r Å Ò Ã º @ /% i ;  ¤`  ¦  6 x   H X

< e  # Q" f  9 Ã º& h s  .  ¦5 Å q_    l   ñ\  ¦ F g   ñ Ð   Ë

¨l  0 Aô  Ç ì ø Í ¸^  Y Us $ _  f  ] X    ¸ ~ ½ Ód   É r chirping \  _ K    5 Å xÒ  ¦ s  ] jô  Ç÷ &l  M :ë  H \  [1]  ¦5 Å q ü @Â Ò    ¸l 

f 

] X    ¸ ~ ½ Ód  _  @ /î ß Ü ¼ Ð ´ ú § É r  ' a d  `  ¦ ~ Ã Î   ¸ ¦ e    [2,3].

III-V o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ _  Ï ã J] X Ò  ¦ s        '     H F g

_  0 A ©    ¸ Ò q tl Ù ¼ Ð 0 A ©     ¸l  ë ß [ þ t # Q   .

Õ

ªo  ¦ 0 A ©    ¸l  Mach-Zehnder(MZ) ç ß [ O l   ~ ½ Ó



¾ Ó$ í   ½ + Ël  ½ ¨ ¸ü <   ½ + Ë÷ &    ;  ¤   ¸  F g Û ¼0 Ag As 

E-mail: [email protected]

%

3 # Q  .   " f F g   ¸l [ þ t ×  æ \ " f 0 A ©    ¸l   H  ¦ 5

Å

q F g:  x  õ  F g   ñ % o  r Û ¼% 7 `  ¦ % 3 l  0 Aô  Ç ×  æ כ ¹ô  Ç ü @ Â

Ò    ¸l s  .

þ j  H \  #  Q   ½ ¨ [ þ t s  GaAs/AlGaAs [4–7]ü < In- GaAs/InP [8] s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸[ þ t`  ¦ s 6 xô  Ç 0 A ©     ¸l  [

þ

t`  ¦ µ 1 Ï³ ð % i  .   l  ©  ´ òõ ü <  Ä » î  rì ø Í  ´ òõ \  ¦  ¸

¿

º s 6 x½ + É Ã º e   ¦, l  > r_  P-n-N ½ ¨ ¸ Ð   ¸  F g õ   

  ) a   l  © _    g Ë >s  7 £ x    H P-p-n-N GaAs/AlGaAs s

×  æ s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸(double heterostructure : DH)\  ¦ ° ú 



 H 0 A ©     ¸l \ " f  Ð ¦  ) a TE

 ¸× ¼_  0 A ©    ¸ ´ ò Ö

 ¦ É r 1.06 µm ü < 1.31 µm  © \ " f y  y   96

/V ·mmü <

48.9

/V ·mm Ð µ 1 Ï³ ð÷ &% 3   [4, 6]. ¢ ¸ P-P-p-i-n-N-N GaAs/AlGaAs W-F g  ¸  Ð 0 A ©    ¸l   H 1.31 µm  © 

\

" f 0 A ©     ¸ ´ òÖ  ¦ õ     < Hz ´s  y  y   34.6 /V·mm ü <

0.2-0.6 dB/cm  Ð  & ³F  t   ©  a % ~ É r : £ ¤$ í `  ¦  ? / ¦ e 

  [7].

Õ

ª Q  1 l x    © s  F g:  x  % ò % i \  e  `  ¦ M : P-p-n-N GaAs/AlGaAs DH\  ¦ ° ú   H 0 A ©     ¸l \ " f 0 A ©   o_ 

¼ #

F g _  > r$ í \  @ /ô  Ç   ½ ¨   õ   H  f   t  µ 1 Ï³ ð÷ &t  · ú §



 ¤ . Õ ª QÙ ¼ Ð  : r   ½ ¨\ " f  H 1 l x    © s  1.31 µm{ 9  M : P-p-n-N s 7 á x] X ½ + Ë  ¸  Ð 0 A ©    ¸l _  0 A ©    ¸ ´ òÖ  ¦ s

ß { 9 ¸× ¼ GaAs/AlGaAs ridge ¸ Ð 0 A © ¸l 2 " é ¶ Ä »ô Çכ ¹ è~ ½ ÓZ O (2D-FEM)` ¦ s 6 x # [ O

ß { 9 ¸× ¼ GaAs/AlGaAs ridge ¸ Ð 0 A © ¸l 2 " é ¶ Ä »ô Çכ ¹ è~ ½ ÓZ O (2D-FEM)` ¦ s 6 x # [ O

÷ &% 3 Ü ¼ 9, MOCVD(metal organic chemical vapor deposition) $ í © l Z O õ o < Æ& h _ þ vd d y ~ ½ Ó Z O

` ¦ s 6 x # ] j ÷ &% 3 . P-p-n-N s × æ_ s 7 á x] X ½ + Ë(double heterostructure) 0 A © ¸l _ 0 A ©

¸ : £ ¤$ í É r % i s # QÛ ¼ · ú ` ¦ or v " f Mach-Zehnder ç ß [ O ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # 1.31 µm © \ " f 8

¤& ñ ÷ &% 3 . TEü < TM ¼ # F g \ " f 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ É r y y 54.9

/V ·mm Ð Z } >

3 # Q& . TE

¸× ¼ s _ 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © o ÐÂ Ò' LEO ´ òõ _ l F g < Æ > Ã º(γ

) 1.45 × 10

cm/V Ð % 3 # Q& .

Keywords: ì ø Í ¸^ F g0 A © ¸l , 0 A © ¸ ´ òÖ ¦, l F g < Æ Ã º, Mach-Zehnder ç ß [ O >

GaAs ü < InP\ ¦ l ì ø ÍÜ ¼ Ð H III-V7 á ¤ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^

H LiNbO

\ " f Ô ¦ 0 p xô Ç é ß { 9 | 9 & h (monolithic integra- tion) s 0 p x l M :ë H \ q 6 x s ] X y ÷ & ¦, ø @$ í s ¾ Ó

© | ¨ c Ã º e . ¢ ¸ô Ç LiNbO

F g ¸l H ¸ Ð_ Ï ã J] X Ò

¦` ¦ or v l 0 AK l F g < Æ ´ òõ (pokel’s effect)ë ß ` ¦ s

6 x H ì ø Í \ , III-V o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ \ ¦ s 6 xô Ç F g ¸ l

H l F g < Æ ´ òõ ÷ rë ß m Ä » î rì ø Í ´ òõ \ ¦ 1 l x r

\ s 6 x½ + É Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð 8 H Ï ã J] X Ò ¦ o\ ¦ % 3 ` ¦ Ã º e

. õ & h Ü ¼ Ð ± ú É r · ú Ü ¼ Ð 8 H 0 A © o\ ¦ % 3 ` ¦ Ã

º e .

í ¦5 Å q F g è [ þ t É r F g \ ¦ : x s F g ñ % o ì r

" f ì ø Í5 Å x Å Ò Ã º(carrier frequency) Ð 6 x½ + É M :, F g: x

\ " f s 6 x½ + É Ã º e H V , É r Å Ò Ã º @ /% i ; ¤` ¦ 6 x H X

< e # Q" f 9 Ã º& h s . ¦5 Å q_ l ñ\ ¦ F g ñ Ð Ë

¨l 0 Aô Ç ì ø Í ¸^ Y Us $ _ f ] X ¸ ~ ½ Ód É r chirping \ _ K 5 Å xÒ ¦ s ] jô Ç÷ &l M :ë H \ [1] ¦5 Å q ü @Â Ò ¸l

f

] X ¸ ~ ½ Ód _ @ /î ß Ü ¼ Ð ´ ú § É r ' a d ` ¦ ~ Ã Î ¸ ¦ e [2,3].

III-V o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ _ Ï ã J] X Ò ¦ s ' H F g

_ 0 A © ¸ Ò q tl Ù ¼ Ð 0 A © ¸l ë ß [ þ t # Q .

ªo ¦ 0 A © ¸l Mach-Zehnder(MZ) ç ß [ O l ~ ½ Ó

¾ Ó$ í ½ + Ël ½ ¨ ¸ü < ½ + Ë÷ & ; ¤ ¸ F g Û ¼0 Ag As

3 # Q . " f F g ¸l [ þ t × æ \ " f 0 A © ¸l H ¦ 5

q F g: x õ F g ñ % o r Û ¼% 7 ` ¦ % 3 l 0 Aô Ç × æ כ ¹ô Ç ü @ Â

Ò ¸l s .

þ j H \ # Q ½ ¨ [ þ t s GaAs/AlGaAs [4–7]ü < In- GaAs/InP [8] s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸[ þ t` ¦ s 6 xô Ç 0 A © ¸l [

t` ¦ µ 1 Ï³ ð % i . l © ´ òõ ü < Ä » î rì ø Í ´ òõ \ ¦ ¸

º s 6 x½ + É Ã º e ¦, l > r_ P-n-N ½ ¨ ¸ Ð ¸ F g õ

) a l © _ g Ë >s 7 £ x H P-p-n-N GaAs/AlGaAs s

× æ s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨ ¸(double heterostructure : DH)\ ¦ ° ú

H 0 A © ¸l \ " f Ð ¦ ) a TE

¸× ¼_ 0 A © ¸ ´ ò Ö

¦ É r 1.06 µm ü < 1.31 µm © \ " f y y 96

/V ·mm Ð µ 1 Ï³ ð÷ &% 3 [4, 6]. ¢ ¸ P-P-p-i-n-N-N GaAs/AlGaAs W-F g ¸ Ð 0 A © ¸l H 1.31 µm ©

" f 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ õ < Hz ´s y y 34.6 /V·mm ü <

0.2-0.6 dB/cm Ð & ³F t © a % ~ É r : £ ¤$ í ` ¦ ? / ¦ e

[7].

ª Q 1 l x © s F g: x % ò % i \ e ` ¦ M : P-p-n-N GaAs/AlGaAs DH\ ¦ ° ú H 0 A © ¸l \ " f 0 A © o_

F g _ > r$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ õ H f t µ 1 Ï³ ð÷ &t · ú §

¤ . Õ ª QÙ ¼ Ð : r ½ ¨\ " f H 1 l x © s 1.31 µm{ 9 M : P-p-n-N s 7 á x] X ½ + Ë ¸ Ð 0 A © ¸l _ 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ s

MZ ç ß [ O ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # % i s # QÛ ¼ · ú _ < ÊÃ º

Ð TE ¼ # F g õ TM ¼ # F g \ " f y y 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . Õ ªo ¦ TE ü < TM ¼ # F g s _ 8 £ ¤& ñ ) a 0 A © o ÐÂ Ò' 1 l

F g < Æ(linear electro-optic: LEO) ´ òõ _ l F g < Æ > Ã

) % 3 # Q& .

ªa Ë > 1. P-p-n-N 0 A © ¸l _ \ x ~ Ã Ì} ½ ¨ ¸ü < Ï ã J] X Ò ¦ ì

r í.

II. T Â ] ØX ì Ä 9 0ß O Ë

A © ¸ ´ òÖ ¦ s H 0 A © ¸l \ ¦ ] j l 0 AK " f H ì

ø Í ¸^ ¸ Ð\ " f % 3 ` ¦ Ã º e H 0 A © ¸\ ¦ ¸¿ º s 6 x K

ô Ç . 0 A © ¸l \ " f ) a % i s # QÛ ¼ · ú É r /

B N 9 8 £ x(depletion layer)_ ; ¤ õ / B N 9 8 £ x \ " f l © [ jl

¦ õ H . Õ ªo ¦ ¸ Ð8 £ x \ " f Ä » î rì ø Í _ 0 l x ¸ü <

l © _ o H Ï ã J] X Ò ¦` ¦ > ¦, Ï ã J] X Ò ¦ o H

r 0 A © _ o\ ¦ 4 R : r . Õ ª QÙ ¼ Ð 0 A © ¸ ´ òÖ ¦ s

H 0 A © ¸l \ ¦ ] j l 0 AK " f H ì ø Í ¸^ ¸ Ð

" f Ï ã J] X Ò ¦ o\ ¦ { 9 Ü ¼v H # Q 7 á x À Ó_ Ó ü t o & h ´ ò õ

[ þ t s ¸¿ º s 6 x ÷ &# Q ô Ç [9].

A © ¸l \ " f Ï ã J] X Ò ¦_ 8 ú x o H l © ´ òõ (1 x 9

2 l F g < Æ ´ òõ )ü < Ä » î rì ø Í ´ òõ [ þ t(e ¦ Ý ¼

ü < { G ¹ ¡ § ´ òõ )_ ½ + Ës . 1 l F g < Æ ´ òõ (linear electrooptic effect: LEO) ü < 2 l F g < Æ ´ òõ (quadratic electrooptic effect: QEO) \ _ ô Ç Ï ã J] X Ò ¦ o H l © [

jl \ _ > r l M :ë H \ / B N 9 8 £ x_ ¿ ºa ` ¦ M : / B N 9 8

x \ " f l © _ [ jl & t Ù ¼ Ð H Ï ã J] X Ò ¦ o % 3

Q . ô Ç¼ # e ¦ Ý ¼ ´ òõ (plasma effect: PL)ü < { G

§ ´ òõ (band filling effect: BF)\ _ ô Ç Ï ã J] X Ò ¦ o H

Ä » î rì ø Í 0 l x ¸\ q Y V Ù ¼ Ð 0 A © ¸l _ ¸ Ð8 £ x s

Z } > ¸i ç | ¨ c Ã º2 ¤ Ï ã J] X Ò ¦ o & . " f Ï ã J ] X

Ò ¦ o\ ¦ Å Ò H l © ´ òõ ü < Ä » î rì ø Í ´ òõ \ ¦ ¸

º s 6 x½ + É Ã º e H 0 A © ¸l _ ½ ¨ ¸ H ¸ Ð8 £ x s ¸ i ç