[发明专利]光波导元件以及光调制器

权利要求书

1.一种光波导元件，其特征在于，

具备具有芯层的脊形波导，所述芯层具有：脊部、和以夹持所述脊部的方式分别连接于所述脊部的两侧的包含第1平板部以及第2平板部的一对平板部，

所述脊部具有预先设定的能够传播处于单一的偏振光状态的基本模式以及高次模式的剖面尺寸，还具有形成PN结的第1P型半导体部以及第1N型半导体部，

所述第1平板部具有相互连接的第2P型半导体部以及P型导体部，所述第2P型半导体部与所述脊部的第1P型半导体部连接，

所述第2平板部具有相互连接的第2N型半导体部以及N型导体部，所述第2N型半导体部与所述脊部的第1N型半导体部连接，

所述第1P型半导体部以及所述第2P型半导体部由含有P型掺杂剂的半导体材料构成，

所述第1N型半导体部以及所述第2N型半导体部由含有N型掺杂剂的半导体材料构成，

所述P型导体部由含有比所述第1P型半导体部以及所述第2P型半导体部的浓度高的P型掺杂剂的半导体材料构成，所述P型导体部与第1电极电连接，并配置于能够传播所述高次模式的区域，

所述N型导体部由含有比所述第1N型半导体部以及所述第2N型半导体部的浓度高的N型掺杂剂的半导体材料构成，所述N型导体部与第2电极电连接，并配置于能够传播所述高次模式的区域。

2.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，

所述半导体材料为硅。

3.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其特征在于，还具备：

上部覆盖部，其配置于所述芯层的周围，所述第1电极以及所述第2电极形成于该上部覆盖部的上表面；和

连接导体部，其在所述第1电极与所述P型导体部之间以及所述第2电极与所述N型导体部之间进行电连接，并贯通所述上部覆盖部。

4.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其特征在于，

所述脊形波导的所述脊部的宽度为500～600nm。

5.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其特征在于，还具备：

具有矩形芯层部的矩形波导，所述矩形芯层部具有与所述脊部相等的宽度以及厚度；和

连接部，其将所述脊形波导的至少一端与所述矩形波导连接，并具有所述一对平板部的宽度从零开始连续地变化的过渡区域。

6.根据权利要求5所述的光波导元件，其特征在于，

所述过渡区域的所述一对平板部的宽度沿着光的传播方向以线形变化。

7.根据权利要求5所述的光波导元件，其特征在于，

所述过渡区域的所述一对平板部的宽度沿着光的传播方向以二次函数变化。

8.根据权利要求5所述的光波导元件，其特征在于，

还具备宽度朝向前端变窄的倒锥形波导，该倒锥形波导连接于所述矩形波导的与所述连接部相反的一侧的端部。

9.根据权利要求5所述的光波导元件，其特征在于，

还具备马赫-曾德尔型波导，其在两个1×2光分支部之间具有两条臂部，

所述1×2光分支部由多模干涉仪构成，所述两条臂部分别具有所述脊形波导，所述脊形波导与所述1×2光分支部之间用所述矩形波导连接。

10.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其特征在于，

在相对于所述光波导元件入射光或者从所述光波导元件出射光的端部，将朝向前端宽度变窄的倒锥形波导连接于矩形波导的端部。

11.一种光调制器，其特征在于，

具备权利要求1～10中任一项所述的光波导元件，

对连接于所述P型导体部的第1电极和连接于所述N型导体部的第2电极施加恒定的反向偏置电压，使仅包含交流成分的电信号向第1电极或第2电极传播，从而进行光调制。