JP5145402B2 - 光変調器 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された、z−カットLN基板を用いて構成した、いわゆるリッジ型LN光変調器を第1の従来技術の光変調器として図9にその概略斜視図を示す。ここで、図10は図9の概略上面図であり、図11は図9と図10のA−A´線における概略断面図である。
図13は第2の従来技術であり、第1の従来技術において必要であったバイアスTを無くすために、不図示の電気的終端を抵抗のみとし、DCバイアスを新たに設けたDCバイアス用相互作用部(あるいは簡単にDCバイアス部)IIに印加する構造とした、いわゆるバイアス分離構造のLN光変調器である。この構造では高周波電気信号が相互作用光導波路3a、3bと相互作用する高周波電気信号用相互作用部Iと、DCバイアス電圧が相互作用光導波路3a、3bに印加されるDCバイアス部IIを具備しており、バイアス分離型構造と呼ばれる。その一例が特許文献2に開示されている。
図1は本発明における第1の実施形態の上面図である。図1のD−D´とE−E´における断面図を各々図2(a)、(b)に示す。なお、図2(a)、(b)は図15(a)、(b)と同様に相互作用光導波路3bにおける断面図を示したものである。高周波電気信号用相互作用部Iに対応する図2(a)からわかるように第1の従来技術や第2の従来技術と同様に、中心導体4a´と接地導体4b´、4c´とからなる進行波電極を伝搬する高周波電気信号の実効屈折率が高周波電気信号用相互作用光導波路3bを伝搬する光の等価屈折率に近くなるように、リッジ部8aの頂面13の幅W1を細くしている。これにより、従来技術と同じく高速光変調が可能となる。
図7は本発明の第2の実施形態におけるDCバイアス部の断面図(図1のE−E´断面に相当)である。本実施形態では相互作用光導波路3bについては8a´のように両側に凹部が形成された完全なリッジ構造であるが、相互作用光導波路3aは8b´´のように一方側のみに凹部が形成されており、完全なリッジ構造とはなっていない。
図8は本発明の第3の実施形態におけるDCバイアス部の断面図(図1のE−E´断面に相当)である。本実施形態では相互作用光導波路3a、3bが形成されたリッジ部8a´´、8b´´はともに完全なリッジ構造となっていない。
本発明の特徴は高周波電気信号用相互作用部とDCバイアス部における光導波路からリッジの側壁までの距離(換言すると、光導波路を伝搬する光からリッジ部の側壁までの距離)を異ならしめることが特徴であり、高周波電気信号用相互作用部とDCバイアス部においてリッジ部の頂面の幅を各々異ならしめる構造が好適である。
2:SiO2バッファ層(バッファ層)
3:マッハツェンダ光導波路(光導波路)
3a、3b:マッハツェンダ光導波路を構成する相互作用光導波路
4:進行波電極
4a、4a´:中心導体
4b、4b´、4c、4c´:接地導体
5:Si導電層
6:高周波電気信号給電線
7:高周波電気信号出力線
8a、8b:相互作用部Iにおけるリッジ部
8a´、8a´´、8b´、8b´´:DCバイアス部IIにおけるリッジ部
9a、9b、9c:相互作用部Iにおける凹部
9a´、9b´、9c´:DCバイアス部IIにおける凹部
11a、11b:DCバイアス電極
12、12´:リッジ部の側壁
13、13´:リッジ部の頂面
14、14´:光の電界分布
I:高周波電気信号用相互作用部(相互作用部)
II:DCバイアス用相互作用部(DCバイアス部)
U、U´、V、V´:相互作用光導波路とリッジ部側壁との距離
Claims (5)
- 電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、前記基板の一方の面側に形成され、前記光を変調する高周波電気信号を印加するための高周波電気信号用の中心導体及び接地導体からなる進行波電極と、前記光にバイアス電圧を印加するための中心導体及び接地導体からなるバイアス電極とを有し、
前記光導波路には前記進行波電極に前記高周波電気信号を印加することにより前記光の位相を変調するための高周波電気信号用相互作用部と、前記バイアス電極にバイアス電圧を印加することにより前記光の位相を調整するためのバイアス用相互作用部とが具備され、
前記高周波電気信号用相互作用部と前記バイアス用相互作用部の両方に前記基板の少なくとも一部を掘り下げることにより形成した凹部により構成されるリッジ部を具備する光変調器において、
前記バイアス用相互作用部に形成された前記リッジ部の頂面における前記相互作用光導波路の端から当該頂面の端までの距離が、前記高周波電気信号用相互作用部に形成された前記リッジ部の頂面における前記相互作用光導波路の端から当該頂面の端までの距離よりも大きいことを特徴とする光変調器。 - 電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、前記基板の一方の面側に形成され、前記光を変調する高周波電気信号を印加するための高周波電気信号用の中心導体及び接地導体からなる進行波電極と、前記光にバイアス電圧を印加するための中心導体及び接地導体からなるバイアス電極とを有し、
前記光導波路には前記進行波電極に前記高周波電気信号を印加することにより前記光の位相を変調するための高周波電気信号用相互作用部と、前記バイアス電極にバイアス電圧を印加することにより前記光の位相を調整するためのバイアス用相互作用部とが具備され、
前記高周波電気信号用相互作用部と前記バイアス用相互作用部の両方に前記基板の少なくとも一部を掘り下げることにより形成した凹部により構成されるリッジ部を具備する光変調器において、
前記バイアス用相互作用部に形成された前記リッジ部の頂面の端は、前記リッジ部の前記頂面を延長した面と前記頂面近傍の前記リッジ部の側壁面を延長した面とが交わる位置で定まり、
前記高周波電気信号用相互作用部に形成された前記リッジ部の頂面の端は、前記リッジ部の前記頂面を延長した面と前記頂面近傍の前記リッジ部の側壁面を延長した面とが交わる位置で定まり、
前記バイアス用相互作用部に形成された前記リッジ部の前記頂面における前記相互作用光導波路の端から当該頂面の端までの距離が、前記高周波電気信号用相互作用部に形成された前記リッジ部の頂面における前記相互作用光導波路の端から当該頂面の端までの距離よりも大きいことを特徴とする光変調器。 - 前記相互作用光導波路の全てが、光の導波方向に沿う方向の両側に前記凹部を持つ前記リッジ部に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光変調器。
- 前記相互作用光導波路の少なくとも1つが、光の導波方向に沿う方向の一方側に前記凹部を持つ前記リッジ部に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の光変調器。
- 前記基板がリチウムナイオベートからなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光変調器。
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