Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 401-404 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:01977001202040100

CdTe Optical waveguide modulators

D.L. Spears et A.J. Strauss

Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology Lexington, Massachusetts 02173, U. S. A.

Abstract
Acoustooptic and electrooptic waveguide modulators have been fabricated in n-/n+-CdTe waveguides, where the n- guide layers were produced by high-energy proton bombardment. The acoustooptic modulators utilize 27 MHz Rayleigh surface acoustic waves generated by 2.5 mm long interdigital electrode transducers. A diffracted beam containing about 10 % of the optical power at 10.6 μm was produced with 0.5 W of acoustic power. Low-voltage electrooptic phase modulators were constructed by plating gold modulator electrodes onto the n+ CdTe wafers prior to proton bombardment. A device comprised of a 22 μm thick guide layer covered with a 14 mm long electrode produced 110° phase modulation with a 100 V bias. The modulation factor of over 1°/V is more than twice that reported for any CO2 laser modulator. Performance of both the electrooptic and acoustooptic modulators should be greatly improved at shorter wavelengths, since the efficiencies are proportional to 1/λ2.

Résumé
Des modulateurs de guides d'ondes opto-acoustiques et opto-électriques ont été réalisés dans des guides d'ondes n-/n+ CdTe, dans lesquels la couche n- est produite par implantation de protons de haute énergie. Les modulateurs opto-acoustiques emploient des ondes acoustiques de surface de 27 MHz, générées par un transducteur à électrode interdigitale de 2,5 mm de long. Un faisceau diffracté contenant environ 10 % de la puissance optique à 10,6 μm a été produit avec une puissance acoustique de 0,5 W. Des modulateurs de phase opto-électriques de faible tension ont été réalisés en appliquant des électrodes en or sur des plaquettes n+ de CdTe préalablement au bombardement protonique. Un dispositif comprenant un guide d'épaisseur 22 μm recouvert d'une électrode de 14 mm de long a permis d'atteindre une modulation de phase de 110° avec une tension de polarisation de 100 V. Ce facteur de modulation de plus de 1 °/V dépasse de plus d'un facteur deux la valeur la plus élevée reportée pour un modulateur de laser CO2. Les performances de ces deux types de modulateurs devraient encore être meilleures à des longueurs d'ondes plus courtes, puisque les efficacités varient comme 1/λ2.

PACS
4280K - Optical beam modulators.
4280L - Optical waveguides and couplers.
4130 - Optical waveguides.
4150 - Electro optical devices.

Key words
acousto optical devices -- cadmium compounds -- electro optical devices -- II VI semiconductors -- optical modulation -- optical waveguide components -- CdTe optical waveguide modulators -- electrooptic waveguide modulators -- acoustooptic modulators -- 27 MHz Rayleigh surface acoustic waves -- interdigital electrode transducers -- diffracted beam -- optical power -- acoustic power -- proton bombardment -- n sup n sup + CdTe waveguides -- low voltage electrooptic phase modulators -- performance