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    • 专利摘要:
    一種雷射系統可以包括一電極來響應於第一電氣刺激傳送電氣載子進入作用區。此雷射系統也可以包括另一電極來響應於第二電氣刺激傳送電氣載子進入作用區。電氣載子可以於作用區中結合來發射光子來產生光學信號。該系統進一步包括另一響應於電氣刺激之電極來影響電氣載子於裝置層中之濃度，來改變一與第一和第二波導區和裝置層中至少一者相關聯的內部電容區之電容。第三電氣刺激可以被調變來基於內部電容區之電容之改變而調變光學信號。
    公开号:TW201324994A
    申请号:TW101139063
    申请日:2012-10-23
    公开日:2013-06-16
    发明作者:Di Liang
    申请人:Hewlett Packard Development Co；
    IPC主号:H01S3-00
    专利说明:
    直接調變雷射 發明領域
    本發明係有關直接調變雷射。 發明背景
    隨著對於高速及高效率通訊之需求的增加，在當今的通訊系統，光學系統變得越來越普遍。光學系統可以使用雷射來產生光學信號。典型的半導體雷射可以基於在作用區重組正和負電氣載子而發射光子。在電氣驅動的雷射之情況中，此過程是響應於經由雷射內之個別的正和負摻雜區和金屬電極產生電流。正負載子的濃度在作用區可以被控制，像是基於電流量。所以，典型的雷射可以基於流過雷射作用區的電流量，而被調變來變更波長及/或強度。 發明概要
    依據本發明之一實施例，係特地提供一種雷射系統，其包含：一第一電極，用以響應於第一電氣刺激經由一第一波導區來傳送第一電氣載子進入一作用區；一第二電極，用以響應於第二電氣刺激經由一第二波導區來傳送第二電氣載子進入該作用區，該等第一與第二電氣載子可以於該作用區中結合來發射光子來產生一光學信號；以及一第三電極，用以響應於第三電刺激來影響位在近於該第二波導區之一裝置層內之第三電氣載子的濃度，來改變與該第一波導區、該第二波導區、及該裝置層中至少一者相關聯的一內部電容區之電容，該第三電氣刺激被調變來基於該內部電容區之該電容之改變而調變該光學信號。
    10‧‧‧雷射系統
    12、66‧‧‧電極
    14、68、164‧‧‧電極
    16、102、202‧‧‧電流源
    18、60、158‧‧‧波導區(層)
    20、160‧‧‧波導區
    22、162‧‧‧作用區
    24、58、156‧‧‧裝置層
    26、73、173‧‧‧電容區
    28、70、170‧‧‧電極
    50‧‧‧環狀雷射
    52‧‧‧虛線
    54、152‧‧‧基體
    56、154‧‧‧埋入氧化層
    62‧‧‧波導區(層)/增益層
    64‧‧‧作用區/作用層
    72、172‧‧‧界面氧化層
    74、174‧‧‧溝槽
    76‧‧‧絕緣層
    100、200‧‧‧範例圖
    104、110、204、210‧‧‧P型載子
    106、206‧‧‧N型載子
    150‧‧‧線性雷射
    163‧‧‧摻雜區
    166、168‧‧‧次電極
    250‧‧‧方法
    252、254、256‧‧‧步驟
    圖1圖解雷射系統之範例圖。
    圖2圖解環狀雷射的例子。
    圖3圖解了圖2例子之環狀雷射之調變的範例圖。
    圖4圖解了線性雷射之例子。
    圖5圖解了圖4例子之線性雷射之調變的範例圖。
    圖6圖解了用來調變雷射的範例方法。 較佳實施例之詳細說明
    圖1圖解雷射系統10之範例圖。雷射系統10可以使用在任何種類的光學系統中，像在光學通訊與光學互連系統中。舉例來說，雷射系統10可以被實施為環共振器雷射或線性共振器雷射。應當被了解的是以下對圖1範例的描述是圖示性的，使得圖1範例之佈置並無意圖要實體性地描述雷射系統10。
    雷射系統10包括第一電極12與第二電極14，電流ILAS通過它們經由電流源16被施加。第一電極12與第二電極14可以被組配成金屬電極。舉例來說，雷射系統10可以被實施成混成矽(Si)雷射，其可以由在一Si層頂上的光子發射化合物半導體層所組成。舉例來說，第一電極12可以被耦合至P型摻雜接觸層，第二電極14可以被耦合至N型摻雜接觸層。儘管第一和第二電極12與14之電氣刺激在本文被描述是經由電流源(即電流源16)，應當被了解的是雷射系統10代替地可以實施電壓源來提供電氣刺激給第一和第二電極12與14。
    在圖1之例子中，第一電極12係與第一波導區18耦合，而第二電極14係與第二波導區20耦合。舉例來說，第一和第二波導區18和20可以各自地從像是磷化銦(InP)的摻雜III-V族化合物材料形成。所以，第一波導區18可以從P型摻雜InP(即P-InP)形成，而第二波導區20可以從N型摻雜InP(即N-InP)形成。響應於電流ILAS施加到第一和第二電極12與14，第一和第二波導區18和20可以被組配來傳輸電氣載子，像是第一波導區18中的電洞與第二波導區20中的電子。電氣載子可以在把第一和第二波導區18和20互連的作用區22中重組，來發射光子，其產生可以是雷射光束的光學信號OPT。
    從作用區22發射出的光子之密度可以基於作用區22中之載子濃度、和基於與雷射系統10內之作用區22、波導區18和20、電極12和14與一或多個裝置層24相關聯之當光學信號OPT在其中共振時的光學損失。除了與雷射系統10之材料相關聯的損失之外，波導之缺陷也可能加大雷射系統10之總光學損失。例如，從作用區22發射出的光子可能造成基於第一和第二波導區18和20跟裝置層24與作用區22相似的折射率與相近的實體鄰近度，而部分地侷限在第一及/或第二波導區18和20還有一或多個裝置層24內的光學模式。作用區22中之載子濃度可以基於電流ILAS量來控制，使得電流ILAS可以被增加來產生充分的光子來克服總光學損失，並且因而產生光學信號OPT。所以，光子密度，以及因此光學信號OPT之強度及/或波長，可以基於電流ILAS量來調變。然而，增加或減少電流ILAS量可能會造成波長同時移動，此稱作頻擾(chirp)，其對在意圖將信號的每個頻道鎖定在一個特定波長的分波多工應用來說，可能是不合意的。此外，增加及減少電流ILAS量也可能會需要高輸出功率來達成雷射系統10之高速調變，其可能造成過多的功率消耗。
    雷射系統10更包括電容區26，還有耦合至裝置層24之第三電極28。電容區26可為雷射系統10內的電容區，其係共同地基於第二電極14、裝置層24、第三電極28、和在裝置層24與第二波導區20間之一薄絕緣層。作為一例，第三電極28可以是能耦合至P型接觸層之金屬電極。第三電極28相對於電流ILAS對第二電極14的電氣刺激來接收呈偏壓電壓VMOD的形式之電氣刺激。作為一例，偏壓電壓VMOD可以是一可調整的DC電壓或是一個AC電壓，或可以當個有DC成分的AC偏壓電壓來實施。
    回應於由偏壓電壓VMOD與在第二電極14上的電壓之間的差異所產生的一個電場，額外的電氣載子可以在裝置層24和第二波導區20中累積，來調整電容區26的電容。由於電氣載子的累積與耗乏，以及因而對電容區26中之電容所生的效應，與環繞電容區26的材料相關聯的折射率可能被降低，並且與環繞電容區26的材料相關聯的總光學損失可能被增加。所以，可被侷限在第一波導區18、第二波導區20、作用區22、和裝置層24內的光學模式因而變更。因此，因為電流ILAS所生的光子生成作用與總光學損失間之平衡可以被調整來造成光學信號OPT之強度變化。於是，電流ILAS量可以被保持在個實質上固定的量來在作用區22設定一個實質上固定的載子濃度，並且偏壓電壓VMOD可以調整來改變電容區26的電容來調變光學信號OPT。
    因為電容區26充電與放電極快的特性，折射率的變化和在光學模式上的損失可以是固有地比會限制典型載子注入調變雷射的速度之載子擴散過程更快得多。習知電流調變半導體雷射的速度係與信號OPT的輸出強度成比例。所以，越高的調變速度需要更大的電流注入，其可能造成更高的電力耗散。在很多情況中，增加的耗散電力可能造成增加的裝置發熱量，其可能折損裝置效能(例如造成較低的輸出強度、較高的雷射臨界值、速度減慢、往更高的雷射波長偏移、及/或可靠性問題)，並且可能造成在調變速度上基於熱性質的限制。
    相較於典型的電流調變雷射系統，因為調變速度，雷射系統10之光學信號OPT並不取決於電流ILAS量，電流ILAS量可以被保持在一個實質上固定的量，造成實質上低的電力耗散量。此外，因為實質上在電極14與第三電極28之間沒有電流流過，光學信號OPT的調變可以在雷射系統10內被簡單化地執行(例如用簡易地整合的外部電氣控制電路)，並且大約沒有DC電力消耗。於是，雷射系統10可以在極高速運作，並且具有實質地比典型直接調變雷射系統更低的每位元資訊單位電力消耗量。額外地，基於藉由在調變電壓VMOD之外分別地降低或增加電流ILAS量，使作用區22載子濃度相對應的減少或增加，雷射系統10中因為在電容區26載子累積或空乏而生的波長頻擾可以實質上地被最小化。雷射系統10因此可以很快地被調變並且只有很小的波長頻擾，不像典型的雷射系統那樣。再者，因為雷射系統10相對於典型雷射系統僅整合一額外的電極(即第三電極)28，雷射系統10可以以小佔地面積與花費不多之方式製造。
    圖2圖解環狀雷射50的例子。作為一例，環狀雷射50可以包括多種駐波共振器雷射中的任一種。環狀雷射50係以部分橫斷面圖(例如約半個橫斷面圖)顯示，沿著虛線52的環狀雷射50之一鏡像部分已從圖2的例子因為對稱而省略。環狀雷射50可以相對應於圖1例子的雷射系統10。因此，在以下圖2之例的描述，會參照圖1之例子。
    環狀雷射50包括可以從無摻雜之Si形成的基體54。環狀雷射50也包括一埋入氧化層56於基體54上。環狀雷射50更包括裝置層58在埋入氧化層56上。作為一例，裝置層58可以由Si形成。所以，環狀雷射50可以用絕緣體上之矽(SOI)的製造過程製造。環狀雷射50也包括第一波導區60和第二波導區62，其分別地可以從III-V族之P摻雜型與N摻雜型的材料像是InP來製造。第二波導區62可以在裝置層58的一部分上形成，並且可以與第一波導區60藉由作用層64分離開。作為一例，作用層64可包括多個量子井，像是由砷化銦鋁鎵(InAlGaAs)形成者。
    環狀雷射50更包括耦合至第一波導區60的第一電極66和耦合至第二波導區62的第二電極68。作為一例，第一與第二電極66與68可以包括摻雜之接觸層(圖未顯示出)，各自地像是P摻雜砷化銦鎵(InGaAs)與N摻雜磷化銦(InP)。此外，環狀雷射50包括第三電極70，其部分地形成於裝置層58之上並且沿著裝置層58、埋入氧化層56、與基體54延伸。因此，在圖2之例中，第三電極70可以在環狀雷射50運作時扮演熱分流體。相似於第一與第二電極66與68，第三電極70可以包括摻雜的接觸層(圖未顯示出)，像是P摻雜的化合物半導體。替代地，電極66、68、與70可以是金屬，並且裝置層58有第三電極70在其上方形成的部分可以受摻雜(例如P摻雜)。
    於裝置層58與第二波導區62之間的接面是一層非常薄的界面氧化層72。作為一例，界面氧化層72可以由從第二波導區62來的InP以及來自裝置層58的矽之原生氧化物來形成，其於製造中可天生地於一薄層(例如大約15 nm)中結合。界面氧化層72可以因此於裝置層58與第二增益層62之間定義一電容區73。此外，環狀雷射50可以包括一或多個額外的非原生介電層，其具有高k常數，形成在界面氧化層72上或予以代替。絕緣體材料之性質及/或厚度可能影響載子在電容區73的累積，以及對於第二波導區62與裝置層58的光學模式之重疊。此外，額外的非原生介電層可以作為第二波導層62及/或裝置層58在製造期間的保護層。
    此外，於圖2之例子中，溝槽74被溶蝕入環狀雷射50之裝置層58內，來侷限界面氧化層72的電容區73在作用區64之下。這樣做，由電容與電阻之乘積造成的調變頻寬(即速度)可以非常高。加之，溝槽74之寬與位置可以被設計來允許裝置層58來僅支援一單一光學模式，造成光學信號OPT之單一模式雷射作用。此外，於圖2之例子中，絕緣層76耦合至環狀共振器之外側壁，其由波導層60與62和作用區64定義。絕緣層76可以從環狀雷射50之III-V族材料電氣地隔離第三電極70，並且可以侷限光學模式至環狀共振器空腔，避免第三電極70中的金屬光學吸收。
    圖3圖解了圖2例子之環狀雷射50之調變之範例圖100。於圖3之例中，電流源102耦合至第一電極66與第二電極68來產生電流ILAS，其流過第一電極66、第一波導區60、作用區64、第二波導區62和第二電極68。響應於電流ILAS，P型載子104(即電洞)從第一電極66經由第一波導區60注入作用區64，並且N型載子106(即電子)從第二電極68經由第二波導區62注入作用區64。P型與N型載子104與106於作用區64結合來發射光子，其可以繞著環狀雷射50諧振來產生光學信號OPT，其於圖3之例子中繪示為於作用區64與電容區73近處諧振至頁面之外(即繞著圓形環樣式)。此外，如上面圖1之例描述的，來自從作用區64發射出的光子的光學模式，可能基於第一與第二波導區60和62和裝置層58跟作用區64相似的折射率與靠近的實體接近程度，而變得部分地限制在第一與第二波導區60和62、作用區64、與裝置層58中。
    於圖3之例中，電流ILAS量可以實質上固定，以致P型與N型載子104跟106之濃度可以實質上固定。此外，偏壓電壓VMOD像是相對於第二電極68施加至第三電極70。響應於偏壓電壓VMOD，即有於環狀雷射50內引導經過裝置層58、界面氧化層72、與波導層62的一電場形成。在電場的效應下，以及由於界面氧化層72與溝槽74，P型載子110在裝置層58於電容區73被捕捉或耗乏。同時，與P型載子110大約相同數量的N型載子106於電容區73(亦即在第二波導區62中之界面氧化層72的另一側)同樣被捕捉或耗乏。此電場的方向可以決定耗乏及累積過程，而電場方向則可被偏壓電壓VMOD的極性控制。電容區73中的載子變化因而調整波導層62和裝置層58的折射率。此外，裝置層58和第二波導區62的光學損耗可以相對應地增加或減少，因而有效地增加或減少總光學模式之損耗。對於總光學模式之衝擊可以藉由光學模式於裝置層58與第二波導區62的重疊有多強來決定。
    額外光學模式損耗的引進可以因而抵消從電流ILAS於作用區64造成的光子產生率與原始總光學損耗間的平衡。所以於光學信號OPT之強度及/或波長上的改變可以被實現。強度改變之幅度可以由電容區73中載子濃度上的變化來決定，而該種變化因而是基於在第三電極施加的偏壓電壓VMOD量。於是，光學信號OPT乃可基於改變偏壓電壓VMOD的量而予以調變。
    作為一例，環狀雷射50可以被實施在頻道間隔可以保持固定，但每個信號頻道的絕對波長不需要固定的一些應用中。第二波導區62和裝置層58中的折射率的改變可以誘導出可以被環狀雷射50之共振器空腔支持的光學模式中之相位改變。因此，光學信號OPT之諧振波長可以同樣被偏壓電壓VMOD調變。作為一例，波長調諧可以藉由加入一DC成分至偏壓電壓VMOD來實現，如此環繞電容區73之基線載子濃度可以僅響應於此DC偏壓被控制，而允許調諧光學信號OPT的初始特性，像是光學信號OPT之波長(亦即相位)。作為另一例子，環狀雷射50可以被實施在每個信號頻道的絕對波長意欲固定的一些應用中。在這樣的應用中，光學信號OPT可基於偏壓電壓VMOD的調變作強度調變，而光學信號OPT基於電流ILAS的調變而生的相位改變則可以被避免。基於偏壓電壓VMOD的調變來如本文所述地提供光學信號OPT的強度調變，經調變的電流ILAS依然可以保持在實質上最小振幅，來減輕耗電量。
    圖4圖解了線性雷射150之例子。線性雷射150以截面圖來展示。線性雷射150可以同樣對應於圖1例子中之雷射系統10。所以，在接下來的圖4之例子的描述文中，會參照圖1之例子。作為一例，線性雷射150可以包括多種駐波共振器雷射中的任何一種，像是法布里-伯羅雷射、分佈回饋雷射、和分佈布拉格反射器共振器雷射。
    線性雷射150包括基體152，其可以從無摻雜之Si來形成。線性雷射150也包括在基體152上的埋入氧化層154。線性雷射150更包括在埋入氧化層154上的裝置層156。作為一例，裝置層156可以從Si來形成。所以，線性雷射150可以在絕緣體上矽(SOI)基體上製造。線性雷射150也包括第一波導區158與第二波導區160，其可以各自地從像是InP的P型摻雜及N型摻雜化合物III-V族材料形成。圖4之例中繪示了第二波導區160，其在裝置層156的一部分上形成，並且藉由作用區162隔離於第一波導區158。線性雷射150更包括在第一與第二波導區158與160中之摻雜區163。此等摻雜區163可以摻雜像是H+離子之質子來實質上地避免P型載子(即電洞)運動流過它們，以致來促進P型載子運動流過第一波導區158之中央區。
    線性雷射150包括耦合至第一波導區158之第一電極164。線性雷射150更包括第一次電極166與第二次電極168，其總合地形成第二電極，並且各耦合至第二波導區160。相似於圖2與圖3例子中之環狀雷射50，第一電極164可以包括像是P-摻雜InGaAs之摻雜接觸層(圖未顯示出)，並且第一與第二電極區166與168可以同樣地包括像是N-摻雜InP之摻雜接觸層(圖未顯示出)。此外，線性雷射150包括形成於裝置層156上的第三電極170。第三電極170可以包括像是P-摻雜Si之摻雜的半導體材料接觸層(圖未顯示出)。
    於裝置層156與第二波導區160之間的接面處是一非常薄之界面氧化層172。作為一例，界面氧化層172可以由從第二波導區160來的InP與來自裝置層156的Si之原生氧化物形成，它們可以於製造過程中固有地於一薄層(例如大約15 nm)中結合。此外或替代地，界面氧化層172可以包括額外地沉積之介電層，其相似於前面圖2之例子所描述的。界面氧化層172因此可以在裝置層156與第二增益層160之間定義出電容區173。相似於前面圖2之例子所描述的，線性雷射150也可以包括一或多個具有高k常數而形成於界面氧化層172上之額外介電層，其可以影響電容區173的載子累積。加之，也相似於前面圖2之例子所描述的，於圖4之例子中，溝槽174已被蝕刻入線性雷射150之裝置層156來侷限在第二波導區160中於界面氧化層172之電容區173的載子。
    圖5圖解了圖4例子之線性雷射150之調變的範例圖200。於圖5之例中，電流源202耦合至第一電極164、還有第一與第二次電極166與168，來產生流過第一電極164、第一波導區158、作用區162、第二波導區160、與第一與第二次電極166與168的電流ILAS。響應於電流ILAS，P型載子204(即電洞)從第一電極164及/或第一波導區158注入至作用區162。於圖5之例中，H-摻雜區163係安排來提供一個較窄的通道給P型載子204來到達作用區162。也響應於電流ILAS，N型載子206(即電子)從第一與第二次電極166與168及/或第二波導區160注入至作用區162。P型與N型載子204與206因此於作用區162結合來發射光子，其可以於線性雷射150之線性空腔中共振來產生光學信號OPT，於圖5之例子中係繪示為在接近作用區162與電容區173處共振進頁面內與頁面外(亦即線性地)。此外，如前面圖1例子中所描述的，來自從作用區162發射出的光子之光學模式，可能基於第一和第二波導區158與160與裝置層156跟作用區162的相似的折射率與靠近的實體接近程度，而變成部分地侷限在第一及/或第二波導區158與160、還有裝置層156中。
    於圖5之例子中，電流ILAS量可以實質上固定，使得P型與N型載子204與206的濃度可以實質上固定。此外，電壓源(VMOD)被繪示為相對於第一與第二次電極166與168，施加AC及/或DC偏壓電壓VMOD至第三電極170。響應於偏壓電壓VMOD，第三電極170注入P型載子210(例如電洞)至裝置層156。裝置層156之H-摻雜區163避免P型載子210移入裝置層156。
    由於界面氧化層172與溝槽174，P型載子210變得被捕捉於裝置層156之電容區173中。所以，P型載子210於線性雷射150之內產生電場，其被引導經過裝置層156、第二波導區160、第一波導區158、與作用區162。此電場因而調整裝置層156、第一波導區158、與第二波導區160中的一或多個之折射率。因此，裝置層156、第一波導區158、與第二波導區160之光學損失可以被實質地降低，因此解放了部分地侷限在其內的光學模式。因此，依相似於前面圖3例子中所描述的方式，光學信號OPT可以基於改變偏壓電壓VMOD的量來加以調變。
    要瞭解的是環狀雷射50與線性雷射150並不欲分別限制於圖2與3和圖4與5之例。作為一例，多種製造技術中的任何一種都可以實施來形成環狀雷射50及/或線性雷射150。所以，環狀雷射50與線性雷射150之實體組態分別地不欲限制於圖2與3和圖4與5之例。此外，雖本文所描述的技術已就組配成混成Si雷射的環狀雷射50與線性雷射150加以描述，但本文所描述的技術亦可以針對多種其他材料組態的雷射中的任何一種來實施。
    鑑於上述的結構與功能特徵，一範例方法參照圖6可以被更佳理解。雖然為達成說明的簡約，圖6的方法係顯示與描述成以連續的方式執行，要了解與理解的是，該方法並不受該圖解的順序所限制，因為此方法的一些部分可以用與於此所顯示與描述者不同的順序及/或同時地發生。
    圖6圖解了用來調變雷射的方法250之一範例。於步驟252，電流(例如電流ILAS)經由第一電極(例如第一電極12)和第二電極(例如第二電極14)產生，來傳送P型電氣載子(例如P型載子104)經P摻雜波導區(例如第一波導區18)，與來傳送N型電氣載子(例如N型載子106)經N摻雜波導區(例如第二波導區20)，N型電氣載子與P型電氣載子於作用區(例如作用區22)中結合來發射光子，來產生光學信號(例如光學信號OPT)。於步驟254，偏壓電壓(例如偏壓電壓VMOD)施加在第三電極(例如第三電極28)來產生與雷射相關聯的內部電容區(例如電容區26)。於步驟256，偏壓電壓受調變來基於與該內部電容區相關聯的電容上的改變來調變該光學信號。
    以上所描述的是例子。當然，並不可能描述出每種可想像到的組件或方法之組合，但熟於此技者將會體認到可以有許多進一步的組合與排列。因此，本發明意欲含括所有落於包括後附申請專利範圍之本案的範圍內的此類變化、修改、及變異，其。在此使用的語詞「包括」意指包括但不限於。語詞「基於」意指至少部分基於。此外，在本揭露或申請專利範圍述及「一」、「一第一」、或「另一」元件、或其等效詞時，應該被解釋為包括一或多於一個的此元件，既不需要也不排除兩個或更多個此元件。
    10‧‧‧雷射系統
    12、14、28‧‧‧電極
    16‧‧‧電流源
    18、20‧‧‧波導區
    22‧‧‧作用區
    24‧‧‧裝置層
    26‧‧‧電容區
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] 一種雷射系統，其包含：一第一電極，用以響應於第一電氣刺激經由一第一波導區來傳送第一電氣載子進入一作用區；一第二電極，用以響應於第二電氣刺激經由一第二波導區來傳送第二電氣載子進入該作用區，該等第一與第二電氣載子可以於該作用區中結合來發射光子來產生一光學信號；以及一第三電極，用以響應於第三電刺激來影響位在近於該第二波導區之一裝置層內之第三電氣載子的濃度，來改變與該第一波導區、該第二波導區、及該裝置層中至少一者相關聯的一內部電容區之電容，該第三電氣刺激被調變來基於該內部電容區之該電容之改變而調變該光學信號。
    [2] 根據申請專利範圍第1項之系統，其中該等第一與第二電氣刺激是用來產生經由該等第一與第二電極與該等第一與第二波導區之一實質固定電流，以及其中該第三電氣刺激為相對於該第二電氣刺激之受調變來調變該光學信號的一偏壓電壓。
    [3] 根據申請專利範圍第1項之系統，更進一步包含蝕刻入該裝置層的一溝槽，來侷限該等第二與第三電氣載子至該第二波導區與該裝置層之內部電容區中，並且促進該光學模式之單一模式運作。
    [4] 根據申請專利範圍第1項之系統，更進一步包含形成在該內部電容區上的一絕緣層，用來實質上增加該第三電氣載子於該裝置層中之累積。
    [5] 根據申請專利範圍第1項之系統，其中電容上的改變使該第一波導區、該第二波導區、該作用區、及該裝置層中的至少一者之總光學損失和折射率中的至少一者發生變化。
    [6] 根據申請專利範圍第1項之系統，其中該第三電極形成來沿著數個裝置層延伸至一基體層來提供熱分流功能。
    [7] 根據申請專利範圍第1項之系統，更進一步包含與該光學信號相關聯之一行波共振器與一駐波共振器之一。
    [8] 一種用來調變雷射之方法，該方法包含：經由一第一電極與第二電極產生一電流，來傳送P型電氣載子經P摻雜波導區和傳送N型電氣載子經N摻雜波導區，該等N型電氣載子與P型電氣載子於一作用區中結合來發射光子來產生一光學信號；施加一偏壓電壓在一第三電極來產生與該雷射相關聯之一內部電容區；以及調變該偏壓電壓來基於與該內部電容區相關聯之電容上之改變來調變該光學信號。
    [9] 根據申請專利範圍第8項之方法，其中調變該偏壓電壓包含響應於與該內部電容區相關聯之電容上之改變，來改變與該P摻雜波導區、該N摻雜波導區、以及位在近於該N摻雜區之一裝置層中的至少一者相關聯的總光學損失與一折射率中的至少一者。
    [10] 根據申請專利範圍第8項之方法，其中施加偏壓電壓包含施加偏壓電壓在該第三電極來經由一絕緣層來產生該內部電容區，該絕緣層係形成於裝置層與N摻雜波導區之間。
    [11] 根據申請專利範圍第8項之方法，其中施加偏壓電壓包含影響在一裝置層之第二P型電氣載子的濃度，該方法更進一步包含使該第二P型電氣載子與該N型載子經由蝕刻入該裝置層的一溝槽侷限在該內部電容區，來促進該光學信號之單一模式運作。
    [12] 根據申請專利範圍第8項之方法，更進一步包含獨立於該偏壓電壓地調變該電流，來調變該光學信號之一強度，而使該光學信號之波長實質上並無改變。
    [13] 根據申請專利範圍第8項之方法，其中施加偏壓電壓包含施加一DC電壓至該偏壓電壓，該DC電壓具有設定來調諧該光學信號之初始特性的一實質上固定大小，其中調變該偏壓電壓包含就該DC電壓的該實質上固定大小調變該偏壓電壓，來調變該光學信號。
    [14] 一種雷射系統，其包含：一第一電極，用以響應於一電流經由一第一波導區來傳送第一電氣載子至一作用區中；一第二電極，用以響應於該電流經由一第二波導區來傳送第二電氣載子至該作用區中，該等第一與第二電氣載子可以於該作用區內結合來發射光子來產生一光學信號；以及一第三電極，用以響應於一偏壓電壓來影響進入位在近於該第二波導區的一裝置層之第三電氣載子的濃度，來改變與該第一波導區、該第二波導區、及該裝置層中至少一者相關聯的一內部電容區之電容，於電容上之變化係經由該偏壓電壓來控制來改變該第一波導區、該第二波導區、該作用區、及該裝置層中的至少一者之總光學損失和折射率中的至少一者，來調變該光學信號。
    [15] 根據申請專利範圍第14項之系統，更進一步包含蝕刻入該裝置層的一溝槽，用來侷限該等第二與第三電氣載子於該第二波導區與該裝置層之內部電容區中，並且促進該光學信號之單一模式運作。
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