InGaAs/InAlAs多重量子井戸光変調器とミリ波ラジオ・オーバー・ファイバーシステム用の平面アンテナを集積した

InGaAs/InAlAs multiple-quantum-well optical modulator integrated with a planar antenna for a millimeter-wave radio-over-fiber system.

• Yusuke Miyazeki
• Hiroto Yokohashi
• Shotaro Kodama
• Hiroshi Murata
• Taro Arakawa

抄録

ミリ波ラジオ・オーバー・ファイバー(RoF)システム用に、平面アンテナと一体化したInGaAs/InAlAs多重量子井戸(MQW)光位相変調器を製作し、ミリ波信号照射下での高速変調を実験的に実証した。変調器は、57.5GHzの周波数で77W/mのRF電力密度でMMW信号を照射した場合、62.7dBのキャリア/サイドバンド比(CSR)を示し、1.46mradの位相シフトΔφに対応しています。変調器は光通信のCバンドで動作する。この変調動作は、MQWにおける量子コンフィデンス・スターク効果による屈折率の大きな変化に起因している。これは、半導体の屈折率変化をアンテナ結合型光変調器として利用した初めての事例である。

An InGaAs/InAlAs multiple-quantum-well (MQW) optical phase modulator integrated with a planar antenna for a millimeter-wave (MMW) radio-over-fiber (RoF) system is fabricated, and its high-speed modulation under irradiation of MMW signals is experimentally demonstrated. The modulator exhibits a carrier-to-sideband ratio (CSR) of 62.7 dB, corresponding to a phase shift Δϕ of 1.46 mrad under irradiation of MMW signals with an RF power density P of ∼77 W/m at a frequency of 57.5 GHz. The modulator is operated over the C band in optical communications. The modulation operation was attributed to the large change in refractive index caused by the quantum-confined Stark effect in the MQW. This is the first case where the refractive index change of a semiconductor was used as an antenna-coupled optical modulator.