JP3806043B2 - 光導波路デバイス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、光導波路デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のデータ伝送速度の高速化に伴って、光通信システム分野においては、データ信号を電気信号から光信号に変調するための光導波路デバイスについての開発が活発に行なわれている。
図３は、上述のごとき光変調を行なうための従来の光導波路デバイス１００が適用された光変調器１１０を示す模式図であり、この図３に示す光変調器１１０は、光導波路デバイス１００に、後述するＲＦ信号発生源１０６ａ，１０６ｂおよびバイアス用の電源１０７ａ，１０７ｂを接続して構成されたものである。
【０００３】
この図３に示す光導波路デバイス１００は、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）を結晶軸方向のＺ軸に平行となるようにカットした基板１０１Ｚ上に、光が入射される側のＹ分岐導波路１０２ａ，直線導波路１０２ｂ，１０２ｃおよび光が出射される側のＹ分岐導波路１０２ｄをそなえてなるマッハツェンダ型の光導波路１０２が形成されている。
【０００４】
さらに、１０３ａ，１０３ｂはそれぞれ、直線導波路１０２ｂ，１０２ｃ上に形成された信号電極であり、これらの信号電極１０３ａ，１０３ｂは、それぞれ別個のＲＦ（Radio Frequency）信号発生源１０６ａ，１０６ｂに接続されて、これらＲＦ信号発生源１０６ａ，１０６ｂからの互いに位相が反転したＲＦ信号を変調信号として印加するものである。
【０００５】
さらに、１０４ａ，１０４ｂは、それぞれの信号電極１０３ａ，１０３ｂとは別個に設けられたバイアス電極であって、バイアス電極１０４ａは、直流電圧（＋Ｖ0）を発生する電源１０７ａに接続されて信号電極１０３ａに印加されるマイクロ波に対してＤＣ（Direct Current）バイアス成分としての電圧を与えるもので、バイアス電極１０４ｂは、直流電圧（−Ｖ0）を発生する電源１０７ｂに接続されて信号電極１０３ｂに印加されるマイクロ波に対してＤＣバイアス成分としての電圧を与えるものである。
【０００６】
また、１０５は接地電極であり、この接地電極１０５は、上述の信号電極１０３ａ，１０３ｂおよびバイアス電極１０４ａ，１０４ｂにて供給される電圧に対する基準となる接地電位を与えるためのものであって、これらの電極１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂの形成領域に対して所定の間隔をあけるように形成されている。
【０００７】
これにより、各バイアス電極１０４ａ，１０４ｂには、接地電極１０５の電位を基準として、それぞれ相互に絶対値が同一で符号が反転した電圧（−Ｖ0および＋Ｖ0）が印加されるようになっており、信号電極１０３ａ，１０３ｂに応じたＤＣドリフト成分を除去するようになっている。
上述の図３のごとき、それぞれの直線導波路１０２ｂ，１０２ｃ上に信号電極１０３ａ，１０３ｂを形成したデュアル電極構造の場合は、それぞれの直線導波路１０２ｂ，１０２ｃにおける波長チャープを出射側のＹ分岐導波路１０２ｄにおいて相殺することができるので、変調データとしてのパルス波形の歪を抑制できる点において、長距離伝送用の光変調器として有用である。
【０００８】
また、図４は、光変調を行なうための従来の光導波路デバイス１００が適用された第２の光変調器２１０を示す模式図である。この図４に示す光導波路デバイス２００は、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）を結晶軸方向のＸ軸に平行となるようにカットした基板１０１Ｘ上に、上述の図よりも分岐幅の狭いマッハツェンダ型の光導波路２０２を形成したものである。なお、光導波路２０２は、光が入射される側のＹ分岐導波路２０２ａ，直線導波路２０２ｂ，２０２ｃおよび光が出射される側のＹ分岐導波路２０２ｄをそなえて構成されている。
【０００９】
この図４に示す光導波路デバイス２００においては、図３に示すものと、電圧を印加した場合の電界方向の相違から、単一の信号電極２０３およびバイアス電極２０４を、直線導波路２０２ｂ，２０２ｃの形成面上に、当該直線導波路２０２ｂ，２０２ｃの間に沿って平行するように形成されており、これにより、信号電極２０３では上述の図３の場合と同様、それぞれの直線導波路２０２ｂ，２０２ｃにおける波長チャープを相殺できるようになっている。
【００１０】
なお、２０５は接地電極、２０６は信号電極２０３に接続されたＲＦ信号発生源、２０７はバイアス電極２０４に接続された電源である。
ただし、図４に示すような結晶軸方向のＸ軸に平行な基板１０１Ｘを用いた場合には、マイクロ波と光の速度整合を取ることが困難であり、高速化されたデータを変調する際には図３に示す構成の光導波路デバイスを用いて、光変調器を構成することが一般的である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の図３に示すような構成の光導波路デバイスを用いて光変調器を構成する場合には、直線導波路１０２ｂ，１０２ｃ上の信号電極１０３ａ，１０３ｂの長さをある程度確保しなければならない関係上、バイアス電極１０４ａ，１０４ｂの長さを比較的短くせざるを得ない。
【００１２】
動作点電圧と電極の長さの積はデバイスの特性から一定値に特定されることから、長さの短いバイアス電極１０４ａ，１０４ｂに対しては駆動電圧、即ち電源１０７ａ，１０７ｂの駆動電圧を比較的大きなものに設定しなければならず、更にはデュアル電極構造の場合には、このような比較的大きな駆動電圧を供給する電源を複数準備しなければないという課題がある。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、印加される駆動電圧を低減させるようにした、光導波路デバイスを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため、第１の発明の光導波路デバイスは、Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、第１および第２の光導波路を含む干渉型光導波路と、該第１および該第２の光導波路上にそれぞれ形成され、互いに位相が反転された信号が印加される第１および第２の信号電極と、それぞれ第１および第２の電位が与えられた第１および第２の電位供給用電極部と、該第１および該第２の光導波路上にそれぞれ形成され、それぞれ該第１および該第２の電位供給用電極部に接続された第１および第２の導波路上電極部と、該第１および該第２の導波路上電極の両側の近傍にそれぞれ設けられ、それぞれ該第２および該第１の電位供給用電極部に接続された、２つの第１および第２の電位差形成用電極と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、第２の発明の光導波路デバイスは、Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、該基板上に形成されて、複数の光導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、該干渉型光導波路をなす各光導波路上に形成された信号電極と、該各信号電極において印加する信号成分をバイアスするためのバイアス電極とをそなえ、該バイアス電極が、第１の電位が与えられる第１電位供給用電極部と、第１の電位と異なる第２の電位が与えられる第２電位供給用電極部と、上記の各光導波路上における信号電極の後段に、上記複数の光導波路の順に応じて上記の第１および第２電位供給用電極部からの電位が交互に供給されるように形成された導波路上電極部と、一方の電位供給用電極部からの電位を供給する導波路上電極部の両側の近傍のそれぞれに、他方の電位供給用電極部からの電位を供給する２つの電位差形成用電極部と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１６】
また、上述の第２の発明の光導波路デバイスにおいては、該バイアス電極が、該並列な複数の光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、上記隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成することができる。
【００１７】
さらに、上述の第１および第２の発明の光導波路デバイスにおいては、該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位のいずれか一方を、接地電位としたり、該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位を、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電位とすることとしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態を説明する。
［ａ］第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイス１０が適用された光変調器１１−１を示す模式図であり、この図１に示す光変調器１１−１は、本発明にかかる特徴的な構成を有する光導波路デバイス１０に、後述するＲＦ信号発生源６ａ，６ｂおよびバイアス用の電源７を接続して構成されたものである。
【００１９】
ここで、この図１に示す光導波路デバイス１０は、基板１Ｚをそなえるとともに、基板１Ｚ上に、光導波路２，信号電極３ａ，３ｂ，バイアス電極４および接地電極５が形成されて構成されたものである。
基板１Ｚは、前述の図３の場合と同様、電気光学効果を有する材料であるＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）を結晶軸方向のＺ軸に平行となるようにカットしたもので、この基板１Ｚ上には、光が入射される側のＹ分岐導波路２ａ，直線導波路２ｂ，２ｃおよび光が出射される側のＹ分岐導波路２ｄをそなえてなるマッハツェンダ型の光導波路２が形成されている。
【００２０】
換言すれば、上述の光導波路２は、基板１Ｚ上に形成されて、並列な複数の光導波路（２本の直線導波路２ｂ，２ｃ）上を伝播する光についてＹ分岐導波路２ｄにおいて干渉させる干渉型光導波路として機能する。
さらに、信号電極３ａ，３ｂはそれぞれ、直線導波路２ｂ，２ｃ上に形成されたものである。信号電極３ａは、干渉型光導波路２をなす並列な２つの導波路のうちの一方の光導波路としての直線導波路２ｂ上に形成された第１信号電極として、信号電極３ｂは他方の光導波路としての直線導波路２ｃ上に形成された第２信号電極として、それぞれ機能する。これにより、図１に示す光導波路デバイス１０についても、前述の図３の場合と同様に、直線導波路２ｂ，２ｃ上に信号電極３ａ，３ｂを形成したデュアル電極の構造を構成するようになっている。
【００２１】
また、これらの信号電極３ａ，３ｂは、それぞれ互いに位相が反転したＲＦ信号を発生するＲＦ（Radio Frequency）信号発生源６ａ，６ｂに接続されて、これらＲＦ信号発生源６ａ，６ｂからのＲＦ信号を光変調用の信号として印加するものである。
さらに、バイアス電極４は各信号電極３ａ，３ｂにおいて印加する信号成分をバイアスするためのものであって、第１バイアス電極４ａと第２バイアス電極４ｂとをそなえて構成されている。
【００２２】
また、第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂは、マッハツェンダ型の光導波路２を構成する直線導波路２ｂ，２ｃにそれぞれ印加されるバイアス電圧が互いに異なるような櫛形状の電極構造を有している。
具体的には、第１バイアス電極部４ａとしては、第１の電位（Ｖ＝０，接地電位）が与えられる第１電位供給用電極部４ａ−１と、直線導波路２ｂ上における第１信号電極３ａの後段に、第１電位供給用電極部４ａ−１からの電位が供給されるように形成された第１導波路上電極部４ａ−２と、後述の第２導波路上電極部４ｂ−２を挟むように形成され、第１電位供給用電極部４ａ−１からの電位を供給する少なくとも２つの第２電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２と、をそなえて構成されている。
【００２３】
また、第２バイアス電極部４ｂとしては、上述の第１の電位と異なる第２の電位（Ｖ＝Ｖ0）が与えられる第２電位供給用電極部４ｂ−１と、直線導波路２ｃ上における第２信号電極３ｂの後段に、第２電位供給用電極部４ｂ−１からの電位が供給されるように形成された第２導波路上電極部４ｂ−２と、第１導波路上電極部４ａ−２を挟むように形成され、第２電位供給用電極部４ｂ−１からの電位を供給する少なくとも２つの第１電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２と、をそなえて構成されている。
【００２４】
すなわち、バイアス電極部４ａの第１電位供給用電極部４ａ−１が上述の櫛形をなす幹として、第１導波路上電極部４ａ−２および２つの第２電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２が上述の櫛形をなす肢としてそれぞれ構成され、バイアス電極部４ｂの第２電位供給用電極部４ｂ−１が櫛形をなす幹として、第２導波路上電極部４ｂ−２および２つの第１電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２により、上述の櫛形をなす肢としてそれぞれ構成される。
【００２５】
ここで、第１電位供給用電極部４ａ−１には、第１の電位としての接地電位（Ｖ＝０）を供給するようになっている。これにより、第１バイアス電極４ａを構成する第１導波路上電極部４ａ−２および第２電位差形成用電極部４ａ−３の電位についても、接地電位とすることができるようになっている。
また、第２電位供給用電極部４ｂ−１はＶ＝Ｖ0を供給する電源７が接続されるようになっており、第２の電位としてのＶ＝Ｖ0が印加されるようになっている。これにより、第２バイアス電極４ｂを構成する第２導波路上電極部４ｂ−２および第１電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位についても、Ｖ＝Ｖ0とすることができるようになっている。
【００２６】
これにより、第１導波路上電極部４ａ−２の電位としては接地電位であるが、当該第１導波路上電極部４ａ−２を挟むように形成された２つの第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位がＶ＝Ｖ0であるため、直線導波路２ｂに印加されるバイアス電圧としては、第１導波路上電極部４ａ−２および第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位差であるＶ＝−Ｖ0とすることができる。
【００２７】
さらに、第２導波路上電極部４ｂ−２の電位としてはＶ＝Ｖ0であるが、当該第２導波路上電極部４ｂ−２を挟むように形成された２つの第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位が接地電位であるため、直線導波路２ｃに印加されるバイアス電圧としては、第２導波路上電極部４ｂ−２および第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位差であるＶ＝Ｖ0とすることができる。
【００２８】
換言すれば、上記の第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂによって、互いの電位を相補させることにより、それぞれの直線導波路２ｂ，２ｃには絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるのである。
なお、接地電極５は、信号電極３ａ，３ｂに印加された電圧に起因する電界が主として及ぶ範囲にのみ形成されて、上述のバイアス電極４に印加された電圧に起因する電界が及ぶ範囲には形成されないようになっている。
【００２９】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイス１０が適用された光変調器１１−１では、第１バイアス電極４ａは接地され、第２バイアス電極４ｂには電源７からの電圧Ｖ＝Ｖ0が与えられているが、第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂ間の電位が相補されることにより、直線導波路２ｂに対してはＶ＝−Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができ、直線導波路２ｃに対してはＶ＝Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができる。
【００３０】
このように、本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイスによれば、直線導波路２ｂ，２ｃ上に信号電極３ａ，３ｂを形成したデュアル電極の構造を構成した場合においても、バイアス用に単一の電源７を用いるのみで、バイアス電極４では絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるので、準備すべき電源の数を減らすことができるとともに、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
【００３１】
なお、上述の第１実施形態においては、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位を接地電位とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位をＶ＝Ｖ0としているが、本発明によれば、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位をＶ＝Ｖ0とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位を接地電位とすることも、もちろん可能である。
【００３２】
［ｂ］第２実施形態の説明
図２は本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスを適用した光変調器１１−２を示す模式図であり、この図２に示す光変調器１１−２は、前述の第１実施形態におけるものに比して、第１および第２電位供給用電極部４ａ−１，４ｂ−１のそれぞれに別個の電源７ａ，７ｂが接続されて、それぞれの第１および第２電位供給用電極部４ａ−１，４ｂ−１にて与えられる第１および第２の電位が、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電位とするようになっている点が異なり、光導波路デバイス１０の構成としては前述の第１実施形態の場合と同様である。なお、図２中、図１と同一の符号は、基本的に同様の部分を示している。
【００３３】
ここで、第１および第２電位供給用電極部４ａ−１，４ｂ−１のそれぞれに接続される電源７ａ，７ｂは、互いに相補の（絶対値が同一で符号は反転した値の）電圧を発生するものであるが、それぞれの電源７ａ，７ｂで発生する電圧値の絶対値としては、前述の第１実施形態の場合における電源７の半分の値を発生するようになっている。この場合においては、電源７ａはＶ＝−Ｖ0／２の電圧値を発生し、電源７ｂはＶ＝＋Ｖ0／２の電圧値を発生するようになっている。
【００３４】
これにより、第１導波路上電極部４ａ−２の電位としてはＶ＝−Ｖ0／２であるが、当該第１導波路上電極部４ａ−２を挟むように形成された２つの第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位がＶ＝＋Ｖ0／２となるため、直線導波路２ｂに印加されるバイアス電圧としては、第１導波路上電極部４ａ−２および第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位差であるＶ＝−Ｖ0とすることができる。
【００３５】
さらに、第２導波路上電極部４ｂ−２の電位としてはＶ＝＋Ｖ0／２であるが、当該第２導波路上電極部４ｂ−２を挟むように形成された２つの第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位がＶ＝−Ｖ0／２であるため、直線導波路２ｃに印加されるバイアス電圧としては、第２導波路上電極部４ｂ−２および第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位差であるＶ＝＋Ｖ0とすることができる。
【００３６】
換言すれば、上記の第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂによって、互いの電位を相補させることにより、それぞれの直線導波路２ｂ，２ｃには絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるのである。
上述の構成により、本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイス１０が適用された光変調器１１−２では、第１バイアス電極４ａには電源７ａからの電圧Ｖ＝−Ｖ0／２が与えられ、第２バイアス電極４ｂには電源７ｂからの電圧Ｖ＝＋Ｖ0／２が与えられているが、第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂ間の電位が相補されることにより、直線導波路２ｂに対してはＶ＝−Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができ、直線導波路２ｃに対してはＶ＝＋Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができる。
【００３７】
このように、本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスによれば、直線導波路２ｂ，２ｃ上に信号電極３ａ，３ｂを形成したデュアル電極の構造を構成した場合のごとく、電源の個数を減らさないで光変調器を構成する場合においても、従来よりのバイアス電極用の電源よりも発生する電圧値を半減させながら、バイアス電圧値としては同様の電圧を与えることができるので、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
【００３８】
なお、上述の第２実施形態においては、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位をＶ＝−Ｖ0／２とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位をＶ＝＋Ｖ0／２としているが、本発明によれば、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位をＶ＝＋Ｖ0／２とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位をＶ＝−Ｖ0／２とすることも、もちろん可能である。
【００３９】
［ｃ］第３実施形態の説明
図５は、本発明の第３実施形態にかかる光導波路デバイスを適用した光変調器を示す模式図であり、この図５に示す光変調器１１−３は、前述の第１，第２実施形態におけるものに比して、第１導波路上電極４ａ−２の近傍には（２つではなく）単一の第１電位差形成用電極部４ｂ−３３が設けられ、第２導波路上電極４ｂ−２の近傍にも単一の第２電位差形成用電極部４ａ−３３が設けられている点が異なる。なお、図５中、図１，図２と同一の符号は、基本的に同様の部分を示している。
【００４０】
このように構成された第３実施形態にかかる光導波路デバイスにおいても、前述の第１，第２実施形態の場合と同様、従来よりのバイアス電極用の電源よりも発生する電圧値を半減させながら、バイアス電圧値としては同様の電圧を与えることができるので、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
［ｄ］その他
上述の各実施形態においては、干渉型光導波路として、マッハツェンダ型の光導波路を適用した場合について詳述したが、本発明によれば、これ以外の公知の干渉型光導波路に適用することも、もちろん可能である。
【００４１】
上述の各実施形態においては、マッハツェンダ型の光変調器をなす２本の直線導波路２ｂ，２ｃ上の各信号電極３ａ，３ｂにおいて印加される信号成分をバイアスするためのバイアス電極４として適用した場合について詳述したが、本発明によればこれに限定されず、３本以上の並列な光導波路の各信号電極において印加される信号成分をバイアスするバイアス電極としても、同様に適用することができる。
【００４２】
この場合においても、バイアス電極は、前述の各実施形態の場合と同様の第１および第２電位供給用電極部をそなえるとともに、３本以上の並列な光導波路をなす各光導波路上における信号電極の後段に、当該３本以上の光導波路の並列順に応じて第１および第２電位供給用電極部からの電位が交互に供給されるように形成された櫛肢状の導波路上電極部と、一方の電位供給用電極部からの電位を供給する導波路上電極部を挟むように、他方の電位供給用電極部からの電位を供給する少なくとも櫛肢状の電位差形成用電極部と、をそなえて構成する。
【００４３】
これにより、バイアス電極においては、３本以上の並列な光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるのである。
さらには、少なくとも、Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、上述の干渉型光導波路と、干渉型光導波路をなす各光導波路を伝播する光に対し上記電気光学効果のための電圧を印加するための集中定数型電極をそなえてなる光導波路デバイスに対しても、集中定数型光電極として上述の各実施形態におけるバイアス電極と同様に構成することにより、本発明を適用することが可能である。
【００４４】
また、上述したような態様による実施以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
さらに、上述した各実施形態によって、本発明の光導波路デバイスを製造することは可能である。
（付記１） Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
該基板上に形成されて、並列な複数の光導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、
該干渉型光導波路をなす各光導波路を伝播する光に対し上記電気光学効果のための電圧を印加するための集中定数型電極とをそなえ、
該集中定数型電極が、該並列な複数の光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、上記隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【００４５】
（付記２） Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
該基板上に形成されて、並列な複数の光導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、
該干渉型光導波路をなす各光導波路上に形成された信号電極と、
該各信号電極において印加する信号成分をバイアスするためのバイアス電極とをそなえ、
該バイアス電極が、該並列な複数の光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、上記隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【００４６】
（付記３） 該バイアス電極が、第１の電位が与えられる第１電位供給用電極部と、
該第１の電位と異なる第２の電位が与えられる第２電位供給用電極部と、
上記の各光導波路上における信号電極の後段に、上記複数の光導波路の並列順に応じて上記の第１および第２電位供給用電極部からの電位が交互に供給されるように形成された導波路上電極部と、
一方の電位供給用電極部からの電位を供給する導波路上電極部を挟むように、他方の電位供給用電極部からの電位を供給する電位差形成用電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記２記載の光導波路デバイス。
【００４７】
（付記４） 該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位のいずれか一方が、接地電位であることを特徴とする、付記３記載の光導波路デバイス。
（付記５） 該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位が、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電位であることを特徴とする、付記３記載の光導波路デバイス。
【００４８】
（付記６） Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
該基板上に形成されて、並列な２つの導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、
上記の干渉型光導波路をなす並列な２つの導波路のうちの一方の光導波路上に形成された第１信号電極と、
上記の干渉型光導波路をなす並列な２つの導波路のうちの他方の光導波路上に形成された第２信号電極と、
該第１信号電極において印加する信号成分をバイアスするための第１バイアス電極と、
該第２信号電極において印加する信号成分をバイアスするための第２バイアス電極とをそなえ、
上記の第１および第２バイアス電極が、互いの電位を相補させることにより、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【００４９】
（付記７） 該バイアス電極が、第１の電位が与えられる第１電位供給用電極部と、
該第１の電位と異なる第２の電位が与えられる第２電位供給用電極部と、
上記一方の光導波路上における第１信号電極の後段に、該第１電位供給用電極部からの電位が供給されるように形成された第１導波路上電極部と、
上記他方の光導波路上における第２信号電極の後段に、該第２電位供給用電極部からの電位が供給されるように形成された第２導波路上電極部と、
該第１導波路上電極部を挟むように形成され、該第２電位供給用電極部からの電位を供給する第１電位差形成用電極部と、
該第２導波路上電極部を挟むように形成され、該第１電位供給用電極部からの電位を供給する第２電位差形成用電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記６記載の光導波路デバイス。
【００５０】
（付記８） 該干渉型光導波路が、マッハツェンダ型の光導波路であることを特徴とする、付記１，２または６記載の光導波路デバイス。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光導波路デバイスによれば、以下の作用効果ないし利点がある。
【００５２】
１．単一の電源を用いるのみで、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができ、準備すべき電源の数を減らすことができるとともに、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
２．電源の個数を減らさないで光変調器を構成する場合においても、従来よりの電源よりも発生する電圧値を半減させながら、電圧値としては同様の電圧を与えることができるので、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイスを示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスを示す模式図である。
【図３】従来の光導波路デバイスを示す模式図である。
【図４】従来の光導波路デバイスを示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる光導波路デバイスを示す模式図である。
【符号の説明】
１Ｘ，１Ｚ，１０１Ｘ，１０１Ｚ 基板
２，１０２，２０２ マッハツェンダ型の光導波路
３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，２０３ 信号電極
４，１０４，２０４ バイアス電極
４ａ 第１バイアス電極
４ａ−１ 第１電位供給用電極部
４ａ−２ 第１導波路上電極部
４ａ−３１，４ａ−３２ 第２電位差形成用電極部
４ｂ 第２バイアス電極
４ｂ−１ 第２電位供給用電極部
４ｂ−２ 第２導波路上電極部
４ｂ−３１，４ｂ−３２ 第１電位差形成用電極部
５，１０５，２０５ 接地電極
６ａ，６ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，２０６ ＲＦ信号発生源
７，７ａ，７ｂ，１０７ｂ，２０７ 電源
１０，１００，２００ 光導波路デバイス
１１−１，１１−２，１１０，２１０ 光変調器
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、光導波路デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のデータ伝送速度の高速化に伴って、光通信システム分野においては、データ信号を電気信号から光信号に変調するための光導波路デバイスについての開発が活発に行なわれている。
図３は、上述のごとき光変調を行なうための従来の光導波路デバイス１００が適用された光変調器１１０を示す模式図であり、この図３に示す光変調器１１０は、光導波路デバイス１００に、後述するＲＦ信号発生源１０６ａ，１０６ｂおよびバイアス用の電源１０７ａ，１０７ｂを接続して構成されたものである。
【０００３】
この図３に示す光導波路デバイス１００は、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）を結晶軸方向のＺ軸に平行となるようにカットした基板１０１Ｚ上に、光が入射される側のＹ分岐導波路１０２ａ，直線導波路１０２ｂ，１０２ｃおよび光が出射される側のＹ分岐導波路１０２ｄをそなえてなるマッハツェンダ型の光導波路１０２が形成されている。
【０００４】
さらに、１０３ａ，１０３ｂはそれぞれ、直線導波路１０２ｂ，１０２ｃ上に形成された信号電極であり、これらの信号電極１０３ａ，１０３ｂは、それぞれ別個のＲＦ（Radio Frequency）信号発生源１０６ａ，１０６ｂに接続されて、これらＲＦ信号発生源１０６ａ，１０６ｂからの互いに位相が反転したＲＦ信号を変調信号として印加するものである。
【０００５】
さらに、１０４ａ，１０４ｂは、それぞれの信号電極１０３ａ，１０３ｂとは別個に設けられたバイアス電極であって、バイアス電極１０４ａは、直流電圧（＋Ｖ0）を発生する電源１０７ａに接続されて信号電極１０３ａに印加されるマイクロ波に対してＤＣ（Direct Current）バイアス成分としての電圧を与えるもので、バイアス電極１０４ｂは、直流電圧（−Ｖ0）を発生する電源１０７ｂに接続されて信号電極１０３ｂに印加されるマイクロ波に対してＤＣバイアス成分としての電圧を与えるものである。
【０００６】
また、１０５は接地電極であり、この接地電極１０５は、上述の信号電極１０３ａ，１０３ｂおよびバイアス電極１０４ａ，１０４ｂにて供給される電圧に対する基準となる接地電位を与えるためのものであって、これらの電極１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂの形成領域に対して所定の間隔をあけるように形成されている。
【０００７】
これにより、各バイアス電極１０４ａ，１０４ｂには、接地電極１０５の電位を基準として、それぞれ相互に絶対値が同一で符号が反転した電圧（−Ｖ0および＋Ｖ0）が印加されるようになっており、信号電極１０３ａ，１０３ｂに応じたＤＣドリフト成分を除去するようになっている。
上述の図３のごとき、それぞれの直線導波路１０２ｂ，１０２ｃ上に信号電極１０３ａ，１０３ｂを形成したデュアル電極構造の場合は、それぞれの直線導波路１０２ｂ，１０２ｃにおける波長チャープを出射側のＹ分岐導波路１０２ｄにおいて相殺することができるので、変調データとしてのパルス波形の歪を抑制できる点において、長距離伝送用の光変調器として有用である。
【０００８】
また、図４は、光変調を行なうための従来の光導波路デバイス１００が適用された第２の光変調器２１０を示す模式図である。この図４に示す光導波路デバイス２００は、ＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）を結晶軸方向のＸ軸に平行となるようにカットした基板１０１Ｘ上に、上述の図よりも分岐幅の狭いマッハツェンダ型の光導波路２０２を形成したものである。なお、光導波路２０２は、光が入射される側のＹ分岐導波路２０２ａ，直線導波路２０２ｂ，２０２ｃおよび光が出射される側のＹ分岐導波路２０２ｄをそなえて構成されている。
【０００９】
この図４に示す光導波路デバイス２００においては、図３に示すものと、電圧を印加した場合の電界方向の相違から、単一の信号電極２０３およびバイアス電極２０４を、直線導波路２０２ｂ，２０２ｃの形成面上に、当該直線導波路２０２ｂ，２０２ｃの間に沿って平行するように形成されており、これにより、信号電極２０３では上述の図３の場合と同様、それぞれの直線導波路２０２ｂ，２０２ｃにおける波長チャープを相殺できるようになっている。
【００１０】
なお、２０５は接地電極、２０６は信号電極２０３に接続されたＲＦ信号発生源、２０７はバイアス電極２０４に接続された電源である。
ただし、図４に示すような結晶軸方向のＸ軸に平行な基板１０１Ｘを用いた場合には、マイクロ波と光の速度整合を取ることが困難であり、高速化されたデータを変調する際には図３に示す構成の光導波路デバイスを用いて、光変調器を構成することが一般的である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の図３に示すような構成の光導波路デバイスを用いて光変調器を構成する場合には、直線導波路１０２ｂ，１０２ｃ上の信号電極１０３ａ，１０３ｂの長さをある程度確保しなければならない関係上、バイアス電極１０４ａ，１０４ｂの長さを比較的短くせざるを得ない。
【００１２】
動作点電圧と電極の長さの積はデバイスの特性から一定値に特定されることから、長さの短いバイアス電極１０４ａ，１０４ｂに対しては駆動電圧、即ち電源１０７ａ，１０７ｂの駆動電圧を比較的大きなものに設定しなければならず、更にはデュアル電極構造の場合には、このような比較的大きな駆動電圧を供給する電源を複数準備しなければないという課題がある。
【００１３】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、印加される駆動電圧を低減させるようにした、光導波路デバイスを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため、第１の発明の光導波路デバイスは、Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、第１および第２の光導波路を含む干渉型光導波路と、該第１および該第２の光導波路上にそれぞれ形成され、互いに位相が反転された信号が印加される第１および第２の信号電極と、それぞれ第１および第２の電位が与えられた第１および第２の電位供給用電極部と、該第１および該第２の光導波路上にそれぞれ形成され、それぞれ該第１および該第２の電位供給用電極部に接続された第１および第２の導波路上電極部と、該第１および該第２の導波路上電極の両側の近傍にそれぞれ設けられ、それぞれ該第２および該第１の電位供給用電極部に接続された、２つの第１および第２の電位差形成用電極と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、第２の発明の光導波路デバイスは、Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、該基板上に形成されて、複数の光導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、該干渉型光導波路をなす各光導波路上に形成された信号電極と、該各信号電極において印加する信号成分をバイアスするためのバイアス電極とをそなえ、該バイアス電極が、第１の電位が与えられる第１電位供給用電極部と、第１の電位と異なる第２の電位が与えられる第２電位供給用電極部と、上記の各光導波路上における信号電極の後段に、上記複数の光導波路の順に応じて上記の第１および第２電位供給用電極部からの電位が交互に供給されるように形成された導波路上電極部と、一方の電位供給用電極部からの電位を供給する導波路上電極部の両側の近傍のそれぞれに、他方の電位供給用電極部からの電位を供給する２つの電位差形成用電極部と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１６】
また、上述の第２の発明の光導波路デバイスにおいては、該バイアス電極が、該並列な複数の光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、上記隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成することができる。
【００１７】
さらに、上述の第１および第２の発明の光導波路デバイスにおいては、該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位のいずれか一方を、接地電位としたり、該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位を、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電位とすることとしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態を説明する。
［ａ］第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイス１０が適用された光変調器１１−１を示す模式図であり、この図１に示す光変調器１１−１は、本発明にかかる特徴的な構成を有する光導波路デバイス１０に、後述するＲＦ信号発生源６ａ，６ｂおよびバイアス用の電源７を接続して構成されたものである。
【００１９】
ここで、この図１に示す光導波路デバイス１０は、基板１Ｚをそなえるとともに、基板１Ｚ上に、光導波路２，信号電極３ａ，３ｂ，バイアス電極４および接地電極５が形成されて構成されたものである。
基板１Ｚは、前述の図３の場合と同様、電気光学効果を有する材料であるＬｉＮｂＯ3（ニオブ酸リチウム）を結晶軸方向のＺ軸に平行となるようにカットしたもので、この基板１Ｚ上には、光が入射される側のＹ分岐導波路２ａ，直線導波路２ｂ，２ｃおよび光が出射される側のＹ分岐導波路２ｄをそなえてなるマッハツェンダ型の光導波路２が形成されている。
【００２０】
換言すれば、上述の光導波路２は、基板１Ｚ上に形成されて、並列な複数の光導波路（２本の直線導波路２ｂ，２ｃ）上を伝播する光についてＹ分岐導波路２ｄにおいて干渉させる干渉型光導波路として機能する。
さらに、信号電極３ａ，３ｂはそれぞれ、直線導波路２ｂ，２ｃ上に形成されたものである。信号電極３ａは、干渉型光導波路２をなす並列な２つの導波路のうちの一方の光導波路としての直線導波路２ｂ上に形成された第１信号電極として、信号電極３ｂは他方の光導波路としての直線導波路２ｃ上に形成された第２信号電極として、それぞれ機能する。これにより、図１に示す光導波路デバイス１０についても、前述の図３の場合と同様に、直線導波路２ｂ，２ｃ上に信号電極３ａ，３ｂを形成したデュアル電極の構造を構成するようになっている。
【００２１】
また、これらの信号電極３ａ，３ｂは、それぞれ互いに位相が反転したＲＦ信号を発生するＲＦ（Radio Frequency）信号発生源６ａ，６ｂに接続されて、これらＲＦ信号発生源６ａ，６ｂからのＲＦ信号を光変調用の信号として印加するものである。
さらに、バイアス電極４は各信号電極３ａ，３ｂにおいて印加する信号成分をバイアスするためのものであって、第１バイアス電極４ａと第２バイアス電極４ｂとをそなえて構成されている。
【００２２】
また、第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂは、マッハツェンダ型の光導波路２を構成する直線導波路２ｂ，２ｃにそれぞれ印加されるバイアス電圧が互いに異なるような櫛形状の電極構造を有している。
具体的には、第１バイアス電極部４ａとしては、第１の電位（Ｖ＝０，接地電位）が与えられる第１電位供給用電極部４ａ−１と、直線導波路２ｂ上における第１信号電極３ａの後段に、第１電位供給用電極部４ａ−１からの電位が供給されるように形成された第１導波路上電極部４ａ−２と、後述の第２導波路上電極部４ｂ−２を挟むように形成され、第１電位供給用電極部４ａ−１からの電位を供給する少なくとも２つの第２電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２と、をそなえて構成されている。
【００２３】
また、第２バイアス電極部４ｂとしては、上述の第１の電位と異なる第２の電位（Ｖ＝Ｖ0）が与えられる第２電位供給用電極部４ｂ−１と、直線導波路２ｃ上における第２信号電極３ｂの後段に、第２電位供給用電極部４ｂ−１からの電位が供給されるように形成された第２導波路上電極部４ｂ−２と、第１導波路上電極部４ａ−２を挟むように形成され、第２電位供給用電極部４ｂ−１からの電位を供給する少なくとも２つの第１電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２と、をそなえて構成されている。
【００２４】
すなわち、バイアス電極部４ａの第１電位供給用電極部４ａ−１が上述の櫛形をなす幹として、第１導波路上電極部４ａ−２および２つの第２電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２が上述の櫛形をなす肢としてそれぞれ構成され、バイアス電極部４ｂの第２電位供給用電極部４ｂ−１が櫛形をなす幹として、第２導波路上電極部４ｂ−２および２つの第１電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２により、上述の櫛形をなす肢としてそれぞれ構成される。
【００２５】
ここで、第１電位供給用電極部４ａ−１には、第１の電位としての接地電位（Ｖ＝０）を供給するようになっている。これにより、第１バイアス電極４ａを構成する第１導波路上電極部４ａ−２および第２電位差形成用電極部４ａ−３の電位についても、接地電位とすることができるようになっている。
また、第２電位供給用電極部４ｂ−１はＶ＝Ｖ0を供給する電源７が接続されるようになっており、第２の電位としてのＶ＝Ｖ0が印加されるようになっている。これにより、第２バイアス電極４ｂを構成する第２導波路上電極部４ｂ−２および第１電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位についても、Ｖ＝Ｖ0とすることができるようになっている。
【００２６】
これにより、第１導波路上電極部４ａ−２の電位としては接地電位であるが、当該第１導波路上電極部４ａ−２を挟むように形成された２つの第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位がＶ＝Ｖ0であるため、直線導波路２ｂに印加されるバイアス電圧としては、第１導波路上電極部４ａ−２および第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位差であるＶ＝−Ｖ0とすることができる。
【００２７】
さらに、第２導波路上電極部４ｂ−２の電位としてはＶ＝Ｖ0であるが、当該第２導波路上電極部４ｂ−２を挟むように形成された２つの第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位が接地電位であるため、直線導波路２ｃに印加されるバイアス電圧としては、第２導波路上電極部４ｂ−２および第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位差であるＶ＝Ｖ0とすることができる。
【００２８】
換言すれば、上記の第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂによって、互いの電位を相補させることにより、それぞれの直線導波路２ｂ，２ｃには絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるのである。
なお、接地電極５は、信号電極３ａ，３ｂに印加された電圧に起因する電界が主として及ぶ範囲にのみ形成されて、上述のバイアス電極４に印加された電圧に起因する電界が及ぶ範囲には形成されないようになっている。
【００２９】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイス１０が適用された光変調器１１−１では、第１バイアス電極４ａは接地され、第２バイアス電極４ｂには電源７からの電圧Ｖ＝Ｖ0が与えられているが、第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂ間の電位が相補されることにより、直線導波路２ｂに対してはＶ＝−Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができ、直線導波路２ｃに対してはＶ＝Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができる。
【００３０】
このように、本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイスによれば、直線導波路２ｂ，２ｃ上に信号電極３ａ，３ｂを形成したデュアル電極の構造を構成した場合においても、バイアス用に単一の電源７を用いるのみで、バイアス電極４では絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるので、準備すべき電源の数を減らすことができるとともに、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
【００３１】
なお、上述の第１実施形態においては、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位を接地電位とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位をＶ＝Ｖ0としているが、本発明によれば、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位をＶ＝Ｖ0とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位を接地電位とすることも、もちろん可能である。
【００３２】
［ｂ］第２実施形態の説明
図２は本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスを適用した光変調器１１−２を示す模式図であり、この図２に示す光変調器１１−２は、前述の第１実施形態におけるものに比して、第１および第２電位供給用電極部４ａ−１，４ｂ−１のそれぞれに別個の電源７ａ，７ｂが接続されて、それぞれの第１および第２電位供給用電極部４ａ−１，４ｂ−１にて与えられる第１および第２の電位が、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電位とするようになっている点が異なり、光導波路デバイス１０の構成としては前述の第１実施形態の場合と同様である。なお、図２中、図１と同一の符号は、基本的に同様の部分を示している。
【００３３】
ここで、第１および第２電位供給用電極部４ａ−１，４ｂ−１のそれぞれに接続される電源７ａ，７ｂは、互いに相補の（絶対値が同一で符号は反転した値の）電圧を発生するものであるが、それぞれの電源７ａ，７ｂで発生する電圧値の絶対値としては、前述の第１実施形態の場合における電源７の半分の値を発生するようになっている。この場合においては、電源７ａはＶ＝−Ｖ0／２の電圧値を発生し、電源７ｂはＶ＝＋Ｖ0／２の電圧値を発生するようになっている。
【００３４】
これにより、第１導波路上電極部４ａ−２の電位としてはＶ＝−Ｖ0／２であるが、当該第１導波路上電極部４ａ−２を挟むように形成された２つの第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位がＶ＝＋Ｖ0／２となるため、直線導波路２ｂに印加されるバイアス電圧としては、第１導波路上電極部４ａ−２および第２電位差形成用電極部４ｂ−３１，４ｂ−３２の電位差であるＶ＝−Ｖ0とすることができる。
【００３５】
さらに、第２導波路上電極部４ｂ−２の電位としてはＶ＝＋Ｖ0／２であるが、当該第２導波路上電極部４ｂ−２を挟むように形成された２つの第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位がＶ＝−Ｖ0／２であるため、直線導波路２ｃに印加されるバイアス電圧としては、第２導波路上電極部４ｂ−２および第１電位差形成用電極部４ａ−３１，４ａ−３２の電位差であるＶ＝＋Ｖ0とすることができる。
【００３６】
換言すれば、上記の第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂによって、互いの電位を相補させることにより、それぞれの直線導波路２ｂ，２ｃには絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるのである。
上述の構成により、本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイス１０が適用された光変調器１１−２では、第１バイアス電極４ａには電源７ａからの電圧Ｖ＝−Ｖ0／２が与えられ、第２バイアス電極４ｂには電源７ｂからの電圧Ｖ＝＋Ｖ0／２が与えられているが、第１および第２バイアス電極４ａ，４ｂ間の電位が相補されることにより、直線導波路２ｂに対してはＶ＝−Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができ、直線導波路２ｃに対してはＶ＝＋Ｖ0の電位差をバイアス電圧として得ることができる。
【００３７】
このように、本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスによれば、直線導波路２ｂ，２ｃ上に信号電極３ａ，３ｂを形成したデュアル電極の構造を構成した場合のごとく、電源の個数を減らさないで光変調器を構成する場合においても、従来よりのバイアス電極用の電源よりも発生する電圧値を半減させながら、バイアス電圧値としては同様の電圧を与えることができるので、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
【００３８】
なお、上述の第２実施形態においては、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位をＶ＝−Ｖ0／２とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位をＶ＝＋Ｖ0／２としているが、本発明によれば、第１電位供給用電極部４ａ−１にて与えられる第１の電位をＶ＝＋Ｖ0／２とし、第２電位供給用電極部４ｂ−１にて与えられる第２の電位をＶ＝−Ｖ0／２とすることも、もちろん可能である。
【００３９】
［ｃ］第３実施形態の説明
図５は、本発明の第３実施形態にかかる光導波路デバイスを適用した光変調器を示す模式図であり、この図５に示す光変調器１１−３は、前述の第１，第２実施形態におけるものに比して、第１導波路上電極４ａ−２の近傍には（２つではなく）単一の第１電位差形成用電極部４ｂ−３３が設けられ、第２導波路上電極４ｂ−２の近傍にも単一の第２電位差形成用電極部４ａ−３３が設けられている点が異なる。なお、図５中、図１，図２と同一の符号は、基本的に同様の部分を示している。
【００４０】
このように構成された第３実施形態にかかる光導波路デバイスにおいても、前述の第１，第２実施形態の場合と同様、従来よりのバイアス電極用の電源よりも発生する電圧値を半減させながら、バイアス電圧値としては同様の電圧を与えることができるので、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
［ｄ］その他
上述の各実施形態においては、干渉型光導波路として、マッハツェンダ型の光導波路を適用した場合について詳述したが、本発明によれば、これ以外の公知の干渉型光導波路に適用することも、もちろん可能である。
【００４１】
上述の各実施形態においては、マッハツェンダ型の光変調器をなす２本の直線導波路２ｂ，２ｃ上の各信号電極３ａ，３ｂにおいて印加される信号成分をバイアスするためのバイアス電極４として適用した場合について詳述したが、本発明によればこれに限定されず、３本以上の並列な光導波路の各信号電極において印加される信号成分をバイアスするバイアス電極としても、同様に適用することができる。
【００４２】
この場合においても、バイアス電極は、前述の各実施形態の場合と同様の第１および第２電位供給用電極部をそなえるとともに、３本以上の並列な光導波路をなす各光導波路上における信号電極の後段に、当該３本以上の光導波路の並列順に応じて第１および第２電位供給用電極部からの電位が交互に供給されるように形成された櫛肢状の導波路上電極部と、一方の電位供給用電極部からの電位を供給する導波路上電極部を挟むように、他方の電位供給用電極部からの電位を供給する少なくとも櫛肢状の電位差形成用電極部と、をそなえて構成する。
【００４３】
これにより、バイアス電極においては、３本以上の並列な光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができるのである。
さらには、少なくとも、Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、上述の干渉型光導波路と、干渉型光導波路をなす各光導波路を伝播する光に対し上記電気光学効果のための電圧を印加するための集中定数型電極をそなえてなる光導波路デバイスに対しても、集中定数型光電極として上述の各実施形態におけるバイアス電極と同様に構成することにより、本発明を適用することが可能である。
【００４４】
また、上述したような態様による実施以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
さらに、上述した各実施形態によって、本発明の光導波路デバイスを製造することは可能である。
（付記１） Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
該基板上に形成されて、並列な複数の光導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、
該干渉型光導波路をなす各光導波路を伝播する光に対し上記電気光学効果のための電圧を印加するための集中定数型電極とをそなえ、
該集中定数型電極が、該並列な複数の光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、上記隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【００４５】
（付記２） Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
該基板上に形成されて、並列な複数の光導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、
該干渉型光導波路をなす各光導波路上に形成された信号電極と、
該各信号電極において印加する信号成分をバイアスするためのバイアス電極とをそなえ、
該バイアス電極が、該並列な複数の光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、上記隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【００４６】
（付記３） 該バイアス電極が、第１の電位が与えられる第１電位供給用電極部と、
該第１の電位と異なる第２の電位が与えられる第２電位供給用電極部と、
上記の各光導波路上における信号電極の後段に、上記複数の光導波路の並列順に応じて上記の第１および第２電位供給用電極部からの電位が交互に供給されるように形成された導波路上電極部と、
一方の電位供給用電極部からの電位を供給する導波路上電極部を挟むように、他方の電位供給用電極部からの電位を供給する電位差形成用電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記２記載の光導波路デバイス。
【００４７】
（付記４） 該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位のいずれか一方が、接地電位であることを特徴とする、付記３記載の光導波路デバイス。
（付記５） 該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位が、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電位であることを特徴とする、付記３記載の光導波路デバイス。
【００４８】
（付記６） Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
該基板上に形成されて、並列な２つの導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、
上記の干渉型光導波路をなす並列な２つの導波路のうちの一方の光導波路上に形成された第１信号電極と、
上記の干渉型光導波路をなす並列な２つの導波路のうちの他方の光導波路上に形成された第２信号電極と、
該第１信号電極において印加する信号成分をバイアスするための第１バイアス電極と、
該第２信号電極において印加する信号成分をバイアスするための第２バイアス電極とをそなえ、
上記の第１および第２バイアス電極が、互いの電位を相補させることにより、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
【００４９】
（付記７） 該バイアス電極が、第１の電位が与えられる第１電位供給用電極部と、
該第１の電位と異なる第２の電位が与えられる第２電位供給用電極部と、
上記一方の光導波路上における第１信号電極の後段に、該第１電位供給用電極部からの電位が供給されるように形成された第１導波路上電極部と、
上記他方の光導波路上における第２信号電極の後段に、該第２電位供給用電極部からの電位が供給されるように形成された第２導波路上電極部と、
該第１導波路上電極部を挟むように形成され、該第２電位供給用電極部からの電位を供給する第１電位差形成用電極部と、
該第２導波路上電極部を挟むように形成され、該第１電位供給用電極部からの電位を供給する第２電位差形成用電極部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記６記載の光導波路デバイス。
【００５０】
（付記８） 該干渉型光導波路が、マッハツェンダ型の光導波路であることを特徴とする、付記１，２または６記載の光導波路デバイス。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光導波路デバイスによれば、以下の作用効果ないし利点がある。
【００５２】
１．単一の電源を用いるのみで、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧を印加することができ、準備すべき電源の数を減らすことができるとともに、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
２．電源の個数を減らさないで光変調器を構成する場合においても、従来よりの電源よりも発生する電圧値を半減させながら、電圧値としては同様の電圧を与えることができるので、光通信システム運用コストの低減に寄与できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイスを示す模式図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスを示す模式図である。
【図３】従来の光導波路デバイスを示す模式図である。
【図４】従来の光導波路デバイスを示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態にかかる光導波路デバイスを示す模式図である。
【符号の説明】
１Ｘ，１Ｚ，１０１Ｘ，１０１Ｚ 基板
２，１０２，２０２ マッハツェンダ型の光導波路
３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，２０３ 信号電極
４，１０４，２０４ バイアス電極
４ａ 第１バイアス電極
４ａ−１ 第１電位供給用電極部
４ａ−２ 第１導波路上電極部
４ａ−３１，４ａ−３２ 第２電位差形成用電極部
４ｂ 第２バイアス電極
４ｂ−１ 第２電位供給用電極部
４ｂ−２ 第２導波路上電極部
４ｂ−３１，４ｂ−３２ 第１電位差形成用電極部
５，１０５，２０５ 接地電極
６ａ，６ｂ，１０６ａ，１０６ｂ，２０６ ＲＦ信号発生源
７，７ａ，７ｂ，１０７ｂ，２０７ 電源
１０，１００，２００ 光導波路デバイス
１１−１，１１−２，１１０，２１０ 光変調器
Claims (5)
- Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
第１および第２の光導波路を含む干渉型光導波路と、
該第１および該第２の光導波路上にそれぞれ形成され、互いに位相が反転された信号が印加される第１および第２の信号電極と、
それぞれ第１および第２の電位が与えられた第１および第２の電位供給用電極部と、
該第１および該第２の光導波路上にそれぞれ形成され、それぞれ該第１および該第２の電位供給用電極部に接続された第１および第２の導波路上電極部と、
該第１および該第２の導波路上電極の両側の近傍にそれぞれ設けられ、それぞれ該第２および該第１の電位供給用電極部に接続された、２つの第１および第２の電位差形成用電極と、を備えたことを特徴とする、光導波路デバイス。 - Ｚ軸カットされた電気光学効果を有する基板と、
該基板上に形成されて、複数の光導波路上を伝播する光について干渉させる干渉型光導波路と、
該干渉型光導波路をなす各光導波路上に形成された信号電極と、
該各信号電極において印加する信号成分をバイアスするためのバイアス電極とをそなえ、
該バイアス電極が、第１の電位が与えられる第１電位供給用電極部と、
該第１の電位と異なる第２の電位が与えられる第２電位供給用電極部と、
上記の各光導波路上に、上記複数の光導波路の順に応じて上記の第１および第２電位供給用電極部からの電位が交互に供給されるように形成された導波路上電極部と、
一方の電位供給用電極部からの電位を供給する導波路上電極部の両側の近傍のそれぞれに、他方の電位供給用電極部からの電位を供給する２つの電位差形成用電極部と、をそなえて構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。 - 請求項２記載の光導波路デバイスであって、該バイアス電極が、該並列な複数の光導波路のうちで隣接する光導波路に供給される互いの電位を相補させることにより、上記隣接する光導波路には、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電圧が印加されるように構成されたことを特徴とする、光導波路デバイス。
- 該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位のいずれか一方が、接地電位であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３いずれか１項に記載の光導波路デバイス。
- 該第１および第２電位供給用電極部にて与えられる第１および第２の電位が、絶対値が同じでかつ符号が逆となる電位であることを特徴とする、請求項１ないし請求項３いずれか１項に記載の光導波路デバイス。
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