JP3738107B2 - 導波路型光素子及び光デバイス - Google Patents
導波路型光素子及び光デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP3738107B2 JP3738107B2 JP05407997A JP5407997A JP3738107B2 JP 3738107 B2 JP3738107 B2 JP 3738107B2 JP 05407997 A JP05407997 A JP 05407997A JP 5407997 A JP5407997 A JP 5407997A JP 3738107 B2 JP3738107 B2 JP 3738107B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- type optical
- main surface
- waveguide
- waveguide type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信における光変調器等に用いられる導波路型光素子及び光デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の導波路型光デバイスとして、例えばニオブ酸リチウム(LiNbO3)結晶基板を用いたマッハツェンダ型光変調器が知られている。
【0003】
ニオブ酸リチウム結晶基板上に形成された光導波路と制御用電極とからなるこのデバイスは、近年、その広帯域性、チャーピングが小さい(パルス波形が歪み難い)等の優れた変調特性が得られることから、光通信システムにおいて幅広く使用されている。
【0004】
図6は従来のマッハツェンダ型光変調器として用いられる導波路型光素子、図7は該導波路型光素子を金属筺体に装着した導波路型光デバイスを示す。これらの図において、1は焦電性を有する電気光学結晶基板としてのニオブ酸リチウム結晶基板、2はその基板の主面に形成された光導波路であり、該光導波路近傍の主面上に複数の制御用電極を構成する励起電極3及び接地電極4が平面電極として設けられている。ここで、一方の制御用電極である励起電極3の両端寄り部分はテーパー部3aとなっており、該テーパー部3aの端縁が高周波信号を印加するフィーダー部3bとなっている。
【0005】
図6のような導波路型光素子10を、図7に示す如く金属筺体20に装着することで導波路型光デバイスが構成される。光素子10の金属筺体20への装着は、他方の制御用電極としての平面電極の接地電極4を側縁部分にてはんだ付けで金属筺体20に固定することで行われる。また、励起電極3はRFコネクタ21のセンターピン21aとはんだ付けで接続される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、1GHz以上の高周波での光変調は良好な電気的周波数特性が得られていることがその前提条件となるため、インピーダンスマッチング、接地の安定性といった純電気的な特性を考慮した光素子構成、及びその実装方法をとる必要がある。
【0007】
接地の安定化のためには、導波路型光素子の基板上に形成された平面電極の接地電極と金属筺体とをできるだけ広い面積で接続することが好ましいが、導波路型光素子を細形化した場合、ワイヤボンディングではサイズ的に難しく、導電性樹脂ではその抵抗によって高周波で損失が増大したり、信頼性の問題が生じる。
【0008】
また、図6及び図7に示した従来例の如くはんだによる接続では、光素子10の電極3,4以外の部分(結晶表面)ははんだの濡れ性が極めて小さくその作業性が悪く、図7の円P内の拡大断面図からわかるように、平面電極の接地電極4と金属筺体20とを接続するはんだ溶融部22は基板側面に回り込むことはできず、接地電極4と金属筺体20との接地の接続の再現性が得られないという問題がある。さらに、この接地の不安定性に起因して図8の高周波電気特性(透過パワー(S21)の周波数特性)の如く、伝送特性にディップが生じてしまう問題があった。
【0009】
また、特開平5−158002号では、接地(アース)強化の為に導電性材料で光素子のほぼ全体をコートする構造が提案されているが、この場合には、光素子と金属筺体との接続作業性の問題は改善されるが、制御用電極のフィーダー部でマイクロ波の高次モードが発生し高周波特性を著しく損なってしまうという問題があった。
【0010】
本発明の目的は、上記の点に鑑み、主面に光導波路を形成した電気光学結晶基板の側面、裏面の適切な領域を金属膜で被覆することで、はんだに対する濡れ性を大きくし、安定した接地を可能とするとともに高次モードの発生のない導波路型光素子及び光デバイスを提供することにある。
【0011】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の導波路型光素子は、電気光学結晶よりなる基板の主面に形成された光導波路と、前記主面上で前記光導波路近傍に設けられた励起電極及び接地電極とを有していて、前記基板の光入出力端面と、前記基板各面の前記光入出力端面に近い領域と、前記主面の前記励起電極と前記接地電極との間の電極間ギャップと、前記基板における前記主面の反対面のうち前記励起電極両端寄り部分のテーパー部に対応した部分と、前記基板側面のうち前記テーパー部端縁のフィーダー部の近傍部分とを除き、前記基板表面を金属膜で被覆した構成としている。
【0013】
また、本発明の導波路型光デバイスは、電気光学結晶よりなる基板の主面に形成された光導波路と、前記主面上で前記光導波路近傍に設けられた励起電極及び接地電極とを有する導波路型光素子を、金属筺体に装着した構成において、
前記導波路型光素子は、前記基板の光入出力端面と、前記基板各面の前記光入出力端面に近い領域と、前記主面の前記励起電極と前記接地電極との間の電極間ギャップと、前記基板における前記主面の反対面のうち前記励起電極両端寄り部分のテーパー部に対応した部分と、前記基板側面のうち前記テーパー部端縁のフィーダー部の近傍部分とを除き、前記基板表面を金属膜で被覆してなり、該金属膜を前記金属筺体にはんだ付けすることで前記導波路型光素子を前記金属筺体に固定したことを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る導波路型光素子及び光デバイスの実施の形態を図面に従って説明する。
【0015】
図1は本発明に係る導波路型光素子の実施の形態であって基板の主面(上面)及び右側面を見た斜視図、図2は基板の裏面(主面の反対面)を見た斜視図、図3は基板の主面及び左側面を見た斜視図である。これらの図に示される導波路型光素子30は、マッハツェンダ型光変調器としての構造を持ち、1は焦電性を有する電気光学結晶基板としてのニオブ酸リチウム結晶基板、2はその基板の主面1aに形成された光導波路であり、該光導波路近傍の主面上に複数の制御用電極を構成する励起電極33及び接地電極34が設けられている。ここで、一方の制御用電極である励起電極33の両端寄り部分はテーパー部33aとなっており、該テーパー部33aの端縁が高周波信号を印加するフィーダー部33bとなっている。
【0016】
前記接地電極34の延長部34aは基板1の左側面1b、右側面1c、裏面1dに金属膜として延在し、基板表面を被覆している。但し、基板1の両端面である光入出力端面1e,1fには延長部34aは設けられていない。また、光入出力端面1e,1fに近い基板各面の領域Aにも延長部34aは設けられていない。この金属膜の無い領域Aは、図2の基板裏面を示す斜視図のように、裏面1dにおいてはテーパー部33aに対応する部分にも広がっている。つまり、基板1を挟んでテーパー部33aに対向する基板裏面部分には金属膜が存在しないようにしている。さらに、図3の如く左側面1bのうち前記テーパー部端縁のフィーダー部33bの近傍部分となる領域Bにも延長部34aは設けられていない。
【0017】
なお、基板1の主面1aにおいて、励起電極33と接地電極34との間は電極間ギャップGであり、当然金属膜は無い部分である。
【0018】
前記光導波路2、励起電極33、接地電極34及びその延長部34aの作製方法は、例えば以下の工程で行われる。
【0019】
まず、z-cutLiNbO3基板(例えば直径3インチ、厚み0.5mm)の主面上に膜厚800オングストロームで幅6μmのTiを真空蒸着とリフトオフによって成膜し、7.5時間1050℃の乾燥-O2中にて熱拡散させ光導波路2を形成する。
【0020】
次に、基板主面にSiO2を1μm蒸着した後、Crを50nm、Auを50nm順に下地膜の成膜を行い、ガイドレジスト(電解メッキ不要部分に塗布)の形成を経て電解メッキで厚さ15μmのAu電極を前記ガイドレジストの無い部分に形成する。
【0021】
ガイドレジスト及びその下層の下地膜をエッチングで除去してから、所定の基板1の形状に切断、端面研磨を行う。
【0022】
そして、基板1の光入出力端面1e,1fとなる研磨端面と、電極が形成された主面1aと、前記領域A(テーパー部に対応した裏面部分等)と、領域B(左側面1bのうちテーパー部端縁のフィーダー部の近傍部分)とにフォトレジスト(無電解メッキ不要部分に塗布)を筆で塗布した後、電解液に浸漬し無電解Niメッキを行いレジストを剥離して図1乃至図3の導波路型光素子を作製することができる。
【0023】
この導波路型光素子によれば、基板1に形成された接地電極34の延長部34aは基板1の左側面1b、右側面1c、裏面1dに金属膜として延在して基板表面を被覆しており、左右側面の金属膜部分を利用して安定した接地を広い面積で実行できるとともに、無用な結合を避けることができる。
【0024】
また、基板裏面1d(主面の反対面)のうち励起電極33のテーパー部33aに対応した部分(つまり領域A)と、基板側面のうちテーパー部端縁のフィーダー部33bの近傍部分(つまり領域B)には金属膜は形成されていないため、マイクロ波の高次モードの発生を無くし、高周波特性を良好に維持することができる。
【0025】
図4は図1乃至図3の導波路型光素子を金属筺体に装着してなる導波路型光デバイスの実施の形態を示す。前記導波路型光素子30の金属筺体20への装着は、接地電極34及びその延長部34aの両側面部分をはんだ付けで金属筺体20に固定することで行われる。また、励起電極33はRFコネクタ21のセンターピン21aとはんだ付けで直接的に接続される。
【0026】
前記導波路型光素子30のはんだ付けは、例えば、金属筺体20を真鍮とし、該筺体20の素子固定部分にペーストはんだを塗布してから素子30を置き加熱することで行うことができる。
【0027】
この構造によれば、図1乃至図3の光素子30の両側面の大部分が金属膜としての延長部34aで覆われており、光素子30の表面と金属筺体20の固定面とは、はんだに対して良好な濡れ性を持つことになるため、図4の円Q内の拡大断面図からわかるように、溶融に伴い接続固定部に入り込んだはんだ溶融部32は自然に均一になり、簡単に安定した接地性を得ることができる。つまり、はんだ付けの作業性は良好となり、接地電極34及び延長部34aと金属筺体20とを接続するはんだ付け面積は十分広く、両者の接続面積を十分大きくして、接地の不安定性に起因する不都合を除去できる。
【0028】
また、前記導波路型光素子30の金属筺体20への実装固定後、光変調器としての高周波特性を測定したところ、図5の高周波電気特性(透過パワー(S21)の周波数特性)の如く伝送特性のばらつき(ディップ)の殆どない良好な特性が得られた。
【0029】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、その実装の作業性にすぐれ高周波特性も良好な導波路型光素子及び光デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る導波路型光素子の実施の形態であって基板の主面及び右側面を見た斜視図である。
【図2】同じく基板の裏面(主面の反対面)を見た斜視図である。
【図3】同じく基板の主面及び左側面を見た斜視図である。
【図4】本発明に係る導波路型光デバイスの実施の形態を示す横断面図である。
【図5】本発明に係る導波路型光デバイスの実施の形態の場合の高周波電気特性図である。
【図6】従来の導波路型光素子を示す斜視図である。
【図7】従来の導波路型光デバイスを示す横断面図である。
【図8】従来の場合の高周波電気特性図である。
【符号の説明】
1 基板
2 光導波路
3,33 励起電極
3a,33a テーパー部
3b,33b フィーダー部
4,34 接地電極
10,30 導波路型光素子
20 金属筺体
21 RFコネクタ
22,32 はんだ溶融部
34a 延長部
Claims (2)
- 電気光学結晶よりなる基板の主面に形成された光導波路と、前記主面上で前記光導波路近傍に設けられた励起電極及び接地電極とを有する導波路型光素子において、
前記基板の光入出力端面と、前記基板各面の前記光入出力端面に近い領域と、前記主面の前記励起電極と前記接地電極との間の電極間ギャップと、前記基板における前記主面の反対面のうち前記励起電極両端寄り部分のテーパー部に対応した部分と、前記基板側面のうち前記テーパー部端縁のフィーダー部の近傍部分とを除き、前記基板表面を金属膜で被覆したことを特徴とする導波路型光素子。 - 電気光学結晶よりなる基板の主面に形成された光導波路と、前記主面上で前記光導波路近傍に設けられた励起電極及び接地電極とを有する導波路型光素子を、金属筺体に装着してなる導波路型光デバイスにおいて、
前記導波路型光素子は、前記基板の光入出力端面と、前記基板各面の前記光入出力端面に近い領域と、前記主面の前記励起電極と前記接地電極との間の電極間ギャップと、前記基板における前記主面の反対面のうち前記励起電極両端寄り部分のテーパー部に対応した部分と、前記基板側面のうち前記テーパー部端縁のフィーダー部の近傍部分とを除き、前記基板表面を金属膜で被覆してなり、該金属膜を前記金属筺体にはんだ付けすることで前記導波路型光素子を前記金属筺体に固定したことを特徴とする導波路型光デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05407997A JP3738107B2 (ja) | 1997-02-22 | 1997-02-22 | 導波路型光素子及び光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05407997A JP3738107B2 (ja) | 1997-02-22 | 1997-02-22 | 導波路型光素子及び光デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10239648A JPH10239648A (ja) | 1998-09-11 |
JP3738107B2 true JP3738107B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=12960617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05407997A Expired - Fee Related JP3738107B2 (ja) | 1997-02-22 | 1997-02-22 | 導波路型光素子及び光デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3738107B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6643048B2 (en) * | 2000-11-03 | 2003-11-04 | Codeon Corporation | Low-loss electrode structures using resistive connections for optical modulation applications |
JP3851825B2 (ja) * | 2002-02-07 | 2006-11-29 | 富士通株式会社 | 光変調器モジュールおよび光変調器 |
JP4429711B2 (ja) | 2003-12-17 | 2010-03-10 | 富士通株式会社 | 光変調器 |
JP5472014B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-04-16 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子および光導波路素子の製造方法 |
JP6459245B2 (ja) * | 2014-06-30 | 2019-01-30 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2646558B2 (ja) * | 1987-06-16 | 1997-08-27 | 富士通株式会社 | 光偏波制御素子 |
JPH01149016A (ja) * | 1987-12-07 | 1989-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 音響光学素子 |
JPH05158002A (ja) * | 1991-12-09 | 1993-06-25 | Sumitomo Cement Co Ltd | 光導波路素子 |
JPH05173099A (ja) * | 1991-12-17 | 1993-07-13 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 光制御素子 |
JPH07181437A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光制御素子 |
-
1997
- 1997-02-22 JP JP05407997A patent/JP3738107B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10239648A (ja) | 1998-09-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
USRE46932E1 (en) | Optical modulator module | |
JP3963313B2 (ja) | 光導波路デバイス、光変調器および光変調器の実装構造 | |
US6522793B1 (en) | Low voltage electro-optic modulator with integrated driver | |
EP0813092B1 (en) | Optical waveguide modulator with travelling-wave type electrodes | |
JP5786883B2 (ja) | 光デバイス | |
EP0890132A1 (en) | Integrated optic modulator with segmented electronics and sloped waveguides | |
EP1335238A1 (en) | Optical phase modulator with electrode arrangement having a wideband transmission response | |
EP1950602B1 (en) | Suppression of Microwave Radiation Mode Effects in an Electro-optic Optical Modulator | |
US6356673B1 (en) | Low loss coplanar waveguide horn for low drive LiNbO3 modulators | |
JP3738107B2 (ja) | 導波路型光素子及び光デバイス | |
JPH11183858A (ja) | 進行波型光変調器及び光変調方法 | |
US20190324301A1 (en) | Optical modulator | |
US20110013863A1 (en) | Optical waveguide element module | |
JP3559170B2 (ja) | 導波路型光デバイス | |
JP2004294918A (ja) | 光デバイス | |
JP2919132B2 (ja) | 光変調器 | |
EP0629892A2 (en) | Waveguide-type optical device and impedance matching method thereof | |
US6961494B2 (en) | Optical waveguide device | |
EP1391772A1 (en) | Optical modulation device having excellent electric characteristics by effectively restricting heat drift | |
JP2885218B2 (ja) | 光制御デバイス | |
US6950218B2 (en) | Optical modulator | |
JP3366777B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
JP3731622B2 (ja) | 光導波路デバイス | |
JP3719563B2 (ja) | 光変調器 | |
JP2004245991A (ja) | 光導波路デバイスおよび光導波路デバイスと光伝送部材との結合構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050104 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051005 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051031 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |