JP5390544B2 - 光デバイス - 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の従来技術の光デバイスとして図10にその概略斜視図を示す。ここで、図11は図10の概略上面図であり、図12は図11のA−A´線とB−B´線における概略断面図である。
図17は第2の従来技術の光デバイスとしての光変調器であり、この構造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III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バイアス用相互作用部IVを具備しており、バイアス分離型構造と呼ばれる。この構造は第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、高周波電気信号用相互作用部IIIには不図示の電気的終端を抵抗のみ備える構成とし、DCバイアスを新たに設けたDCバイアス用相互作用部IVに印加する構造となっている。その一例が特許文献2に開示されている。
以上において説明した第1の従来技術と第2の従来技術の問題点を解決する構成として、特許文献3に開示された第3の従来技術の光デバイスとしての接続型光導波路構造体を示す。この第3の従来技術の斜視図と上面図を各々図20と図21に示す。この光導波路構造は、第1、2、3の光導波路111、112、113で構成されている。101は第1の光導波路である埋め込み光導波路111のコアで102はそのクラッド、104はInP基板、105は第2の光導波路112のコア、103はコア101、105の上下に設けたクラッド、106は第2の光導波路112の左右に設けた低屈折率媒質材料からなるクラッドであり、ここでは空気としている。
図1に本発明の実施形態の光デバイスとしての光変調器の概略上面図を示す。なお、本発明の目的は光結合に起因する挿入損失の増加を抑えることであり、以下においては中心導体4aや接地導体4b、4c、SiO2バッファ層2、及び導電層5を省略して議論する。また、図2(a)、(b)は図1のJ−J´線、K−K´線における断面図である。
本発明は面積的に狭い領域でもリッジ構造部とプレーナ構造部との間の効率的な光のスポットサイズ変換を可能とする特徴がある。本発明の思想は、リッジ構造部とプレーナ構造部との境界において、凹部の深さが徐々に浅くなるスポット変換領域を有するものである。したがって、例えば全ての光導波路がリッジ構造であっても、一部の凹部の深さが浅く、当該浅い領域のスポットサイズが完全なリッジ構造部のスポットサイズよりも大きい場合には、本発明の思想に属することになる。
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
3c、3d:Y分岐の合波点、分岐点
4:進行波電極
4a:中心導体
4b、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:高周波電気信号用相互作用部Iにおけるリッジ部
8a´、8b´:スポット変換領域Vにおけるリッジ部
9a、9b、9c:高周波電気信号用相互作用部Iにおける凹部
9d、9e:凹部
9a´、9b´、9c´、9d´、9e´:スポット変換領域Vにおける凹部
11a、11b:DCバイアス電極
12:リッジ部の側壁
13:リッジ部の頂部
14、15:光の電界分布
20a、20b、20c、20d:ドライエッチングマスク
50、51、60:光デバイス
101:第1の光導波路のコア
102:第1の光導波路のクラッド
103:上下のクラッッド
104:InP基板
105:第2の光導波路のコア
106:第2の光導波路の左右のクラッド
107:第3の光導波路の左右のクラッド
111:第1の光導波路
112:第2の光導波路
113:第3の光導波路
120、121、122:光の界分布
I、III:高周波電気信号用相互作用部
IV:DCバイアス用相互作用部
V:スポット変換領域
VI:プレーナ領域
C、F:リッジ構造部とプレーナ構造部との境界部
G1、G2、G3:リッジ部のギャップ
G1´、G2´、G3´:スポット変換領域Vのリッジ部のギャップ
GM1、GM2、GM3:マスクギャップ
GM1´、GM2´、GM3´:スポット変換領域Vのマスクギャップ
H1、H2、H3:リッジ構造部の凹部の深さ(リッジ部の高さ)
H1´、H2´、H3´:スポット変換領域Vの凹部の深さ(リッジ部の高さ)
U:相互作用光導波路とリッジ部側壁との距離
Claims (3)
- 基板と、前記基板に形成された光を導波するためのマッハツェンダ光導波路と、前記マッハツェンダ光導波路の両側に前記基板の一部が掘り下げられて形成された所定深さの凹部が形成されてリッジ部を成す光デバイスにおいて、
前記マッハツェンダ光導波路の両側の前記凹部の前記所定深さが、前記マッハツェンダ光導波路のY分岐導波路の分岐点または合波点に向かって互いに略等しい深さで徐々に浅くなり当該分岐点または合波点の手前で零になって形成されるとともに、当該凹部の幅が、前記Y分岐導波路の分岐点または合波点に向かって前記光導波路側に徐々に狭まって形成され、
前記光が前記Y分岐導波路の分岐点または合波点の方向に導波するにしたがって当該導波する光のスポットサイズの横方向が徐々に大きくなることを特徴とする光デバイス。 - 基板と、前記基板に形成された光を導波するための光導波路と、前記光導波路の両側に前記基板の一部が掘り下げられて形成された所定深さの凹部が形成されてリッジ部を成す光デバイスにおいて、
前記凹部の前記所定深さが、当該凹部の端に向かって徐々に浅くなって形成されるとともに、当該凹部の幅が、当該凹部の端に向かって前記光導波路側に徐々に狭まって形成され、
前記凹部の端は、前記基板の端に達するとともに、所定深さを有して形成され、
前記光が当該凹部の端の方向に導波するにしたがって当該導波する光のスポットサイズの横方向が徐々に大きくなることを特徴とする光デバイス。 - 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または2に記載の光変調器。
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