JP2010185979A - 光変調器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の光変調部20A,20Bが並列配置された主基板10とは別に中継基板40を設け、該中継基板40上に各光変調部に対応した信号線路41A,41Bが形成される。各信号線路41A,41Bは、主基板10上の対応する信号電極31A,31Bに接続されており、互いに異なる電気長を有している。また、各信号線路41A,41Bにおける単位長さあたりの伝播損失は、主基板10上の各信号電極31A,31Bにおける単位長さあたりの伝播損失よりも小さくするのがよい。
【選択図】図3
Description
図3は、本発明の第1実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。
図3において、本実施形態の光変調器は、例えば、二つの光変調部20A,20Bが形成された主基板10と、各光変調部20A,20Bの信号電極31A,31Bの入力端T1A,T1Bと外部との接続を行うために主基板10とは別に設けた中継基板40とを備える。
光分岐部22Aは、入力導波路21Aを伝搬した光を1:1の強度比で二つに分岐する。光分岐部22Aの二つの光出力端には、一対の分岐導波路23A,24Aの各一端がそれぞれ接続されている。
光合波部25Aは、二つの光入力端が上記各分岐導波路23A,24Aの他端にそれぞれ接続しており、各分岐導波路23A,24Aを伝搬した光を一つに合波する。光合波部25Aの一つの光出力端には、出力導波路26Aの一端が接続されている。
光分岐部22Bは、入力導波路21Bを伝搬した光を1:1の強度比で二つに分岐する。光分岐部22Bの二つの光出力端には、一対の分岐導波路23B,24Bの各一端がそれぞれ接続されている。
光合波部25Bは、二つの光入力端が上記各分岐導波路23B,24Bの他端にそれぞれ接続しており、各分岐導波路23B,24Bを伝搬した光を一つに合波する。光合波部25Bの一つの光出力端には、出力導波路26Bの一端が接続されている。
αc×LcA+αm×LmA=αc×LcB+αm×LmB …(1)
まず、図示しない単一の光源等から出力される光Linが本光変調器の入力ポートPinから入力光分岐部11に入力される。該入力光Linは、入力光分岐部11で所要の強度比に従って二分岐されて各光変調部20A,20Bの入力導波路21A,21Bに入力される。
図4は、第2実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。なお、前述の図3に示した第1実施形態の構成と同一若しくは対応する部分には同じ符号を付して説明を省略するものとし、以降の他の実施形態についても同様とする。
図5は、第3実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。
図5において、本実施形態の光変調器は、前述の図4に示した第2実施形態の構成について、主基板10上の信号電極31Aの入力端T1Aから分岐導波路23Aとの交点までの入力引出線部分を、y方向に対し角度を付けて斜めに配線するようにしている。
上述した第1〜第3実施形態では、主基板上に二つの光変調部が並列に配置される光変調器について説明してきたが、本発明は三つ以上の光変調部の並列配置にも応用可能である。そこで、第4実施形態では、例えば三つの光変調部を主基板上に並列配置した応用例を説明する。
図6において、本実施形態の光変調器は、例えば前述の図4に示した第2実施形態の構成について、主基板10上に、光変調部20A,20Bと同様な構成を持つ光変調部20Cを追加している。この光変調部20Cは、ここでは光変調部20Bの下側に並列に配置されており、その信号電極31Cの入力端T1Cが、主基板10の一方の側面に、各光変調部20A,20Bの信号電極23A,23Bの入力端T1A,T1Bと並べて配置されている。上記光変調部20Cには、入力光分岐部11で二分岐された入力光のうちの光変調部20B側に送られる光を更に入力光分岐部11’で二分岐した光が入力される。また、光変調部20Cから出力される変調光は、各光変調部20A,20Bの変調光を出力光合波部12で合波した光が一方の光入力端に与えられる出力光合波部12’の他方の光入力端に送られ、該出力光合波部12’で合波された信号光が出力ポートPoutに出力される。
(付記1) 電気光学効果を有する基板にマッハツェンダ型光導波路を形成し、該マッハツェンダ型光導波路の光分岐部および光合波部の間に位置する一対の分岐導波路に沿って信号電極および接地電極を設け、進行波電極とした前記信号電極に、変調データに対応した電気信号を印加することにより、前記マッハツェンダ型光導波路を伝搬する光の変調を行う複数の光変調部が、同一の主基板上に並列に配置された光変調器であって、
前記主基板上に配置され、前記各光変調部からそれぞれ出力される変調光を合波する出力光合波部と、
前記主基板とは別に設けた中継基板と、
前記各光変調部にそれぞれ対応させて前記中継基板上に形成された複数の信号線路と、を備え、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記電気信号が与えられる各々の入力端が、前記主基板の一側面に並べて配置され、
前記中継基板上の前記各信号線路は、前記各光変調部にそれぞれ対応した前記電気信号が外部より印加される各々の入力端が、前記中継基板の一側面に所定の間隔をあけて並べて配置され、かつ、前記主基板上の対応する前記光変調部の信号電極の入力端に電気的に接続される各々の出力端が、前記中継基板の他の側面に並べて配置されると共に、当該入力端から出力端までの各々の電気長が互いに異なり、
前記各光変調部の一対の分岐導波路のうちの前記信号電極が沿う分岐導波路上に、前記出力光合波部からの光路長が互いに等しくなる基点を個別に設定したとき、前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路の電気長が、互いに等しくなるように構成されたことを特徴とする光変調器。
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、隣り合う前記入力端の間隔が、前記中継基板上の各信号線路の入力端の配置間隔よりも狭いことを特徴とする光変調器。
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記入力端における電極幅をWとし、前記接地電極との間隔をSとするとき、隣り合う前記入力端の中心線の間隔が2×(W+S)以上であることを特徴とする光変調器。
前記中継基板上の前記各信号線路における単位長さあたりの伝播損失は、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における単位長さあたりの伝播損失よりも小さいことを特徴とする光変調器。
前記中継基板は、前記主基板の誘電率よりも低い誘電率を有することを特徴とする光変調器。
前記中継基板は、前記主基板の誘電正接(tanδ)よりも低い誘電正接を有することを特徴とする光変調器。
前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路における伝播損失の発生量が、互いに等しくなるように、前記信号線路および前記信号電極の断面形状が設定されていることを特徴とする光変調器。
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、抵抗を介して前記接地電極に接続される各々の出力端が、前記基板の一側面に対向する他の側面に並べて配置されていることを特徴とする光変調器。
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記入力端から前記出力端までの電気長が互いに等しいことを特徴とする光変調器。
前記中継基板上に、前記各信号線路から隔離させて形成した接地電極を備え、該接地電極が、前記主基板上の前記各光変調部の接地電極と電気的に接続されていることを特徴とする光変調器。
前記中継基板上の前記各信号線路の特性インピーダンスは、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極の特性インピーダンスと、該各信号線路の入力端に電気的に接続される外部コネクタのインピーダンスとの中間の値に設定されることを特徴とする光変調器。
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における隣り合う前記入力端の間の中心線に対して、該各光変調部に対応した前記中継基板上の前記各信号線路における前記入力端の間の中心線がずれていることを特徴とする光変調器。
前記主基板上の少なくとも1つの前記光変調部の信号電極は、前記一対の分岐導波路に沿う部分の一端を前記基板の一方の側面まで伸ばして前記入力端とした入力引出線部分が、前記主基板の一側面に垂直な方向に対し角度を付けて斜めに配線されていることを特徴とする光変調器。
11,11’…入力光分岐部
12,12’…出力光合波部
20A〜20C…光変調部
21A,21B…入力導波路
22A,22B…光分岐部
23A,23B,24A,24B…分岐導波路
25A,25B…光合波部
26A,26B…出力導波路
31A〜31C…主基板上の信号電極
32A,32B…主基板上の接地電極
40…中継基板
41A〜41C…中継基板上の信号線路
42A,42B…中継基板上の接地電極
CL…中継基板上の信号線路の入力端間の中心線
CL’…主基板上の信号電極の入力端間の中心線
dxE…中継基板上の信号線路の入力端の間隔
dxE’…主基板上の信号電極の入力端の間隔
Lin…入力光
Lout…出力光
Pin…入力ポート
Pout…出力ポート
T1A〜T1C…主基板上の信号電極の入力端
T2A〜T2B…主基板上の信号電極の出力端
Tc1A〜Tc1C…中継基板上の信号線路の入力端
Tc2A〜Tc2B…中継基板上の信号線路の出力端
Claims (10)
- 電気光学効果を有する基板にマッハツェンダ型光導波路を形成し、該マッハツェンダ型光導波路の光分岐部および光合波部の間に位置する一対の分岐導波路に沿って信号電極および接地電極を設け、進行波電極とした前記信号電極に、変調データに対応した電気信号を印加することにより、前記マッハツェンダ型光導波路を伝搬する光の変調を行う複数の光変調部が、同一の主基板上に並列に配置された光変調器であって、
前記主基板上に配置され、前記各光変調部からそれぞれ出力される変調光を合波する出力光合波部と、
前記主基板とは別に設けた中継基板と、
前記各光変調部にそれぞれ対応させて前記中継基板上に形成された複数の信号線路と、を備え、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記電気信号が与えられる各々の入力端が、前記主基板の一側面に並べて配置され、
前記中継基板上の前記各信号線路は、前記各光変調部にそれぞれ対応した前記電気信号が外部より印加される各々の入力端が、前記中継基板の一側面に所定の間隔をあけて並べて配置され、かつ、前記主基板上の対応する前記光変調部の信号電極の入力端に電気的に接続される各々の出力端が、前記中継基板の他の側面に並べて配置されると共に、当該入力端から出力端までの各々の電気長が互いに異なり、
前記各光変調部の一対の分岐導波路のうちの前記信号電極が沿う分岐導波路上に、前記出力光合波部からの光路長が互いに等しくなる基点を個別に設定したとき、前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路の電気長が、互いに等しくなるように構成されたことを特徴とする光変調器。 - 請求項1に記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、隣り合う前記入力端の間隔が、前記中継基板上の各信号線路の入力端の配置間隔よりも狭いことを特徴とする光変調器。 - 請求項1または2に記載の光変調器であって、
前記中継基板上の前記各信号線路における単位長さあたりの伝播損失は、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における単位長さあたりの伝播損失よりも小さいことを特徴とする光変調器。 - 請求項3に記載の光変調器であって、
前記中継基板は、前記主基板の誘電率よりも低い誘電率を有することを特徴とする光変調器。 - 請求項3に記載の光変調器であって、
前記中継基板は、前記主基板の誘電正接(tanδ)よりも低い誘電正接を有することを特徴とする光変調器。 - 請求項1〜5のいずれか1つに記載の光変調器であって、
前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路における伝播損失の発生量が、互いに等しくなるように、前記信号線路および前記信号電極の断面形状が設定されていることを特徴とする光変調器。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、抵抗を介して前記接地電極に接続される各々の出力端が、前記基板の一側面に対向する他の側面に並べて配置されていることを特徴とする光変調器。 - 請求項1〜7のいずれか1つに記載の光変調器であって、
前記中継基板上の前記各信号線路の特性インピーダンスは、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極の特性インピーダンスと、該各信号線路の入力端に電気的に接続される外部コネクタのインピーダンスとの中間の値に設定されることを特徴とする光変調器。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における隣り合う前記入力端の間の中心線に対して、該各光変調部に対応した前記中継基板上の前記各信号線路における前記入力端の間の中心線がずれていることを特徴とする光変調器。 - 請求項1〜9のいずれか1つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の少なくとも1つの前記光変調部の信号電極は、前記一対の分岐導波路に沿う部分の一端を前記基板の一方の側面まで伸ばして前記入力端とした入力引出線部分が、前記主基板の一側面に垂直な方向に対し角度を付けて斜めに配線されていることを特徴とする光変調器。
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