分,并且反射光,以使得可以在作为主腔的有源层230中发生谐振。在透射型光学调制器200的情况下,下反射层220和上反射层240的反射率可以相等地为约50%。
[0072]图12示出图11的透射型光调制器200的详细示例。参照图12,包括六(6)对由I1-Ala31Gatl.69As形成的高折射率层和由I1-Alci 81Gatl.19As形成的低折射率层的下反射层220被布置在由n-GaAs构成并且具有约50nm的厚度的第一接触层201上。布置在最下层的高折射率层可以具有比用于相匹配的其他高折射率层的厚度更小的厚度。
[0073]设置在下反射层220上的有源层230包括由Ala31Gaa69As形成并且具有厚度为Snm并且用作外层势垒的下和上覆层,以及设置在下和上覆层之间的总共49对三耦合量子阱。每个三耦合量子阱可以包括由Ina2tlGaa8tlAs形成并且具有大约Inm的厚度的第一量子讲层、由Ala2tlGaa8tlAs形成并且具有大约Inm的厚度的第一I禹合势鱼、由GaAs形成并且具有大约6.4nm的厚度的第二量子讲层、由Ala2tlGaa8tlAs形成并且具有大约Inm的厚度的第二耦合势垒、以及由Ina2tlGaa8tlAs形成并且具有大约Inm的厚度的第三量子阱层。此外,由Ala3ciGaa7tlAs形成并且具有大约4nm的厚度的外部势垒可以被插入在两个相邻的三耦合量子阱之间。有源层230的光学厚度被设置为大约3 λ。
[0074]上反射层240及下反射层220被相对于有源层230而对称地设置。例如,像下反射层220 —样,上反射层240包括六(6)对由n-AlQ.31GaQ.69AS形成的高折射率层和由n-Ala81Gaai9AS形成的低折射率层。此外,布置在顶上的高折射率层可以具有比用于相匹配的其他高折射率层的厚度更小的厚度。由P-GaAs形成的第二接触层241可以被布置在上反射层240上。
[0075]图13示意性示出了图12的透射型光学调制器200的透射特性。在图13中,由细实线所示的曲线表示当没有施加电压时的透射率,其涉及到左垂直轴。由双点点划线表示的曲线表示当施加电压时的透射率,其涉及到左垂直轴。由粗实线所示的曲线表示当未施加电压时和施加电压时之间的透射率的差,并且其涉及到右垂直轴。参照图13,在相对低的大约-3.4V电压处,最大吸收发生在约850nm的波长处,并且在大约850nm的范围中在最小透射率和最大透射率之间的反射的差被改善到大约60.4%。特别地,由于当施加电压时光吸收增加而导致透射率被降低到小于或者等于10%,所以透射率的差可以得到改善。
[0076]一般的光学调制器具有如下特性,即,中心吸收波长根据温度的变化和在制造过程中的变量而变化。为了在不论变化如何的情况下保持调制特性不变,有利的是均匀地在宽的波长频带上进行调制。换言之,有利的是,光学调制器具有较宽的带宽。
[0077]图14示意性示出了根据另一示例性实施例的具有三耦合量子阱结构并且被设置为具有宽带宽的透射型光学调制器300的结构。参照图14,透射型光学调制器300可以包括下反射层320、设置在下反射层320上的有源层330、设置在有源层330上的上反射层340、设置在下反射层320中的第一微腔层325、以及设置在上反射层340中的第二微腔层345。有源层300是用于法布里-珀罗谐振的主腔,并且第一和第二微腔层325和345用作法布里-珀罗谐振的附加腔。为此,第一和第二微腔层325和345中的每个的光学厚度可以大约为λ /2的整数倍。第一和第二微腔层325和345的每一个可以由下和上反射层320和340的高折射率层材料或低折射率层材料来形成。第一和第二微腔层325和345两者都可以被布置在下反射层320或上反射层340中。第一和第二微腔层325和345中的任何一个都可以被省略。
[0078]尽管在图14中未明确地表示,有源层330中的量子阱层的厚度可以彼此不同,以增加带宽。例如,具有不同厚度的两种或更多种类型的第二量子阱层可以通过改变其中电子和空穴的波函数重叠的第二量子阱层的厚度来形成。通过增加第一和第二微腔层325和345以及变化量子阱层的厚度,吸收模式增加,并因此透射型光学调制器300的光吸收带宽可以得到改善。
[0079]图15示出了图14的透射型光学调制器300的详细示例。参照图15,下反射层320包括形成在n-GaAs接触层301上的一对由n-AlQ.31GaQ.69AS形成的高折射率层和由n-Al0 81Ga0.19As形成的低折射率层。在图15的示例中,微腔层没有形成在下反射层320中。但是,第二微腔层345形成在上反射层340中。上反射层340可以通过第二微腔层345而被分成第一上反射层341和第二上反射层344。设置在第二微腔层345下方的第一上反射层341可以包括十五(15)对高折射率层和低折射率层。设置在第二微腔层345上方的第二上反射层344可包括一对高折射率层和低折射率层。然而,这仅仅是一个示例,并且下反射层320中的高折射率层和低折射率层的对的数目、第一上反射层341中的高折射率层和低折射率层的对的数目、和第二上反射层344中的高折射率层和低折射率层的的对的数目可以根据下和上反射层320和340的所希望的反射特性来适当地选择。在图15的示例中,第二微腔层345可以由高折射率层材料来形成,并且具有λ/2的光学厚度。
[0080]此外,相位匹配层342可以进一步被设置在第二微腔层345和第一上反射层341之间。相位匹配层342被插入,以使得高折射率层和低折射率层交替布置在包括第二微腔层345的上反射层340的整个结构中。例如,当第二微腔层345由高折射率层材料来形成时,相位匹配层342可以由低折射率层材料来形成。当第二微腔层345由低折射率层材料来形成时,则相位匹配层342可以由高折射率层材料来形成。
[0081]如图15所示,有源层330包括作为外部势垒的由Ala31Gaa69As形成并且具有大约5.1nm的厚度的下部和上部覆层,以及设置在下部和上部覆层之间的两种三耦合量子阱结构。两种三耦合量子阱结构的两者都可以包括具有第一量子阱层/第一耦合势垒/第二量子阱层/第二耦合势垒/第三量子阱层的多个三耦合量子阱。外部势垒可以插入到三耦合量子阱之间。第一量子阱层、第一耦合势垒、第二耦合势垒、第三量子阱层、和外部势垒的材料和厚度可以与上述实施例的相同。
[0082]然而,在两种类型的三耦合量子阱结构中,第二量子阱层的厚度可以是不同的。例如,在第一三耦合量子阱结构中的第二量子阱层可以由具有厚度为约6.4nm的GaAs形成的同时,第二三耦合量子阱结构中的第二量子阱层可以由具有厚度为约5.9nm的GaAs来形成。第一三耦合量子阱结构可以包括总共五十六(56)对三耦合量子阱,并且第二三耦合量子阱结构可以包括总共六十二(62)对三耦合量子阱。另外,虽然图15中示出的是第一三耦合量子阱结构首先形成,然后第二三耦合量子阱结构可以形成在第一三耦合量子阱结构上,但是第一三耦合量子阱结构的三个耦合的量子阱和第二三耦合量子阱结构的三个耦合的量子阱可以相互组合地来布置。这样,当具有不同厚度的两种不同类型的第二量子阱层被使用时,在有源层330中形成两个吸收模式,使得光吸收带宽可以得到改进。有源层230的总光学厚度被设置为7入。
[0083]图16示意性地示出了图15的透射型光学调制器300的透射特性。在图16中,由细实线所示的曲线表示当未施加电压时的透射率。由双点点划线所示的曲线表示当电压施加时的透射率。由粗实线所示的曲线表示在由细实线所表示的曲线和由两点点划线所表示的曲线之间的透射率的差。如图16的曲线图所示,可以在约一 8.7V的驱动电压下,在大约850nm的波长处获得约56.4%的透射率的差,并且可以看出,在其中透射率的差为25%或以上的带宽为大约9.4nm。特别地,相对于在约一 8.7V的驱动电压下的大约850nm的波长,光吸收增加,使得透射率降低至约7%,并且对比度,例如,解调对比度也可以进一步改善。
[0084]在图15的示例中,第二微腔层345被设置在上反射层340中,并且两种类型的三耦合量子阱结构被设置在有源层330中。但是一个或更多个微腔可进一步添加到下反射层320和/或上反射层340。另外,有源层330可以包括一种类型的三耦合量子阱结构和一种类型的单量子阱结构的组合。图15的第二微腔层345和有源层330的结构可被施加到图8的反射型光学调制器100。
[0085]图17示意性地示出了根据另一示例性实施例的具有三耦合量子阱结构的透射型光学调制器400的结构。参照图17,透射型光学调制器400可以包括:下反射层410、设置在下反射层410上的第一有源层420、设置在第一有源层420上的中间反射层430、设置在中间反射层430上的第二有源层440、以及设置在第二有源层440上的上反射层450。下和上反射层410和450可以被掺杂为相同的导电类型,而中间反射层430可以被掺杂成与下和上反射层410和450相反的导电类型。例如,下和上反射层410和450可以被掺杂成η型,而中间反射层430可以被掺杂成P型。或者,下和上反射层410和450可以被掺杂成P型,而中间反射层430可以被掺杂成η型。因此,图17的透射型光学调制器400可以具有N-1-P-1-N 或 P-1-N-1-P 结构。