JP7099642B2 - Iq光変調器 - Google Patents
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Description
本発明は、高速かつ広波長帯域動作可能なIQ光変調器に関する。
光通信システムの大容量化に伴い、高度な光変調方式に対応した高速光変調器が求められている。特にデジタルコヒーレント技術を用いた多値光変調器は100Gbpsを超える大容量トランシーバ実現に大きな役割を果たしている。これら多値光変調器では光の振幅及び位相にそれぞれ独立の信号を付加させるべく、光入力を2つのアームに分波し、移相後に合波して干渉出力するマッハ・ツェンダー干渉型の光導波路(MZ光導波路)で構成された、ゼロチャープ駆動が可能な光変調器(MZM)が並列多段に内蔵されている。
現在通信網への普及が進んでいる代表的な偏波多重型のIQ光変調器は、親MZMの各アームのそれぞれが子MZMで構成された、いわゆる入れ子構造のMZ光導波路が、X、Yの偏波チャネルに対応して2つ並列に設けられ、計4つの子MZMを有するMZM(Quad-parallel MZM)で構成されている。各子MZMの2つのアームには、光導波路内を伝搬する光信号に変調動作を行うためのRF変調電気信号が入力される進行波型電極が設けられている。各偏波チャネルにおいて、このような対をなす2つの子MZMの一方がIチャネル、他方がQチャネルにあたる。
かかる偏波多重型のIQ光変調器は、子MZMのアーム光導波路に沿って設けられた変調電極の一端にRF変調電気信号を入力することにより、電気光学効果を生じさせて子MZMの光導波路内を伝搬する2つの光信号に位相変調を施している。(特許文献1)
また、偏波多重型のIQ光変調器はIQ光変調器の一つであるが、IQ光変調器としては用いる光信号が2つの偏波光信号に限らず、単一の偏波光信号を用いたものも知られている。単一偏波の場合は、入れ子構造MZMが1つで構成される。
また、偏波多重型のIQ光変調器はIQ光変調器の一つであるが、IQ光変調器としては用いる光信号が2つの偏波光信号に限らず、単一の偏波光信号を用いたものも知られている。単一偏波の場合は、入れ子構造MZMが1つで構成される。
図1は、従来構造の偏波多重型のIQ光変調器100の一例を示す平面図である。
図1の偏波多重型のIQ光変調器100のチップ120右端の中央から入力された入力光101は、X,Y2つの偏波チャネル用の入れ子構造MZM104X、104Yの間を通る入力光導波路102を経て、チップ左端の光分岐回路103で分岐される。分岐後、180°折り返した二つの光は、X偏波チャネル用の入れ子構造MZM104XとY偏波チャネルの入れ子構造MZM104Yに入力される。各偏波チャネルの光は入れ子構造MZM104Xと入れ子構造MZM104Yにおいて、チップ左端から入力された8本のRF変調信号108によって光変調され、チップ右端の上下から変調出力光110X、110Yとして出力される。
図2は、同様な従来構造の偏波多重型のIQ光変調器200の別例を示す平面図である。また、図3は、図2のチップ上での具体的なレイアウトを示す平面図である。(特許文献2、Fig.7)
図1と図2の2つの従来構造は、入力光導波路202がX偏波チャネルとY偏波チャネルの間に設けられた構造である点は共通するが、図2の偏波多重型のIQ光変調器200では、光分岐回路203の構造が図1と異なっている。図1では光分岐回路103がIQチャネル間で対称な構造であるが、図2ではIQチャネル間では非対称な構造になっている。
図1ではIQチャネル間で導波路構造が対称であるため、チップ内の温度変動・温度分布に対してチャネル間の特性誤差は小さいが、RF変調信号入力の引出線路長L1が長くなるため高周波特性の劣化が懸念される。一方、図2ではRF変調信号入力の引出線路長L2を短尺化できるメリットがあるものの、IQチャネル間の導波路構造の非対称性に起因した温度変動や長期的安定性に課題を有する。
図4は、このようなIQチャネル間での導波路構造の対称性の重要性を説明する図である。図4(a)の構造ではチップ420a上で、チップ右端側から入力した光は、Qチャネルの下方に設けられた入力光導波路402aを左方へ伝播し、光分岐回路403aで分岐された後に180°折り曲げられて、IQ両チャネルのMZMに入力されている。このためIQチャネル間で光導波路の長さにチャネルピッチ相当の非対称が生じており、チップ420aの左側にパッケージ等からの熱源490aがあると仮定すると、熱分布が外環境温度等の影響で変化した際に、チップ端付近でIQ両チャネルの光の間の位相差が変動することが懸念される。
これに対し、図4(b)のチップ420bの構造のように、IチャネルとQチャネルの間に入力光導波路402bを設けることができれば、光分岐回路403bで分岐された後に分岐された2つの光を対称に折り曲げることができ、IQチャネルのMZMに分岐・入力する光導波路を対称な構造とすることができる。この構造であれば、IチャネルとQチャネルと入力光導波路402bの間隔などを適切に(等しく)設計してあれば、パッケージ等の外部からの熱源490bによる熱分布変化の影響をIQ両チャネル間で等しく抑えて、チップ端付近の光位相変動を抑えることが可能となる。このように、光分岐、折り曲げの際には光導波路の構造の対称性が求められる。しかし、入れ子構造のMZ光導波路を有するIQ光変調器においては、IチャネルとQチャネルの間の領域は親MZMの分波器、合波器とアーム(子MZM)で囲まれているため、入力光導波路をこの領域に引き込むためには光導波路どうしの交差部が必要となり、光学損失の要因となるのが難点であった。
図5は、従来構造の偏波多重型のIQ光変調器のまた別例を示す平面図である。
(特許文献2、Fig.6)
(特許文献2、Fig.6)
図5では、入力光をチップの入力側で分岐して、2本の光入力導波路を光変調領域(全チャネル)の外側に設けた構造となっている。この構造により、チップ外側に位相調整器や光増幅器などの機能回路を設けることが出来るため、高周波特性との独立性が図れるメリットを有する。しかし、この構造においても図2の従来構造と同様にIQチャネル間の導波路構造の非対称性に起因した動作安定性に課題は残る。
上述のように従来の構造では、入力光導波路をX偏波チャネルとY偏波チャネルの間に配置していたが、X偏波チャネルおよびY偏波チャネルの各IQチャネル間で、導波路構造を対称に設計すると、図1のようにRF入力引出線路長L1が長くなってしまい、高周波特性の劣化が生じる。
一方、図2,3の従来例のようにRF入力引出線路長L2が短くなる設計をすると、IQチャネル間で導波路構造が非対称になってしまい、チャネル間の特性差が温度に大きく依存してしまう。
さらに一方、図5のように光入力導波路を光変調領域の外側に設けると、高周波特性とは独立して、光増幅器や位相変調器等の機能回路を設計できるという利点があるが、IQチャネル間の導波路構造の非対称性に起因した動作安定性が問題となるという課題があった。
本発明はこのような課題を解決するために、光が同一平面で交差する光交差導波路を介して、光入力導波路をIQチャネル間に形成することを特徴とする。光交差導波路は、1×1MMIカプラを直交させる構成をしており、光高次モードフィルターとして機能する。
実施形態は、例えば以下のような構成を有する。
(構成1)
Iチャネルの光変調領域とQチャネルの光変調領域を有する入れ子構造のMZ光導波路を有するIQ光変調器であって、
前記IQ光変調器の入力光導波路と出力光導波路の端部が、前記IQ光変調器のチップの同一端面にあり、
前記光変調領域の一方のチャネルの出力光を合波する第1の光合波器と前記出力光導波路に繋がる第2の光合波器との間を繋ぐ光導波路と、前記入力光導波路が、光が同一平面で交差する光交差導波路において交差し、
前記入力光導波路が接続される第1の光分波器が前記Iチャネルの光変調領域と前記Qチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第1の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成2)
構成1に記載のIQ光変調器において、
前記第1の光分波器で分波された光を前記光変調領域の2つのアームに分岐する第2の光分波器が、前記Iチャネルの光変調領域と前記Qチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第2の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成3)
構成1または2に記載のIQ光変調器において、
前記入力光導波路と交差しない他方のチャネルの側にも、交差する光を供給しないダミーの光交差導波路を設ける
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成4)
構成1ないし3のいずれか1項に記載のIQ光変調器において、
前記光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された2つの1×1MMIカプラから構成されている
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成5)
構成4に記載のIQ光変調器において、
前記2つの1×1MMIカプラは、交差する光の伝搬モードの第2集光点において交差する
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成6)
構成1ないし5のいずれか1項に記載のIQ光変調器を、X偏波チャネル用およびY偏波チャネル用にチップ上に2つ並列集積した、偏波多重型のIQ光変調器であって、
入力光導波路から入力された光をX偏波チャネルおよびY偏波チャネルに分波して2つの前記IQ光変調器に供給するXY偏波分離器を設けた
ことを特徴とする偏波多重型のIQ光変調器。
(構成7)
構成6記載の偏波多重型のIQ光変調器において、
前記XY偏波分離器が、1入力2出力型光分波器、DC位相調整器、及び2入力2出力型光合分波器から構成される
ことを特徴とする偏波多重型のIQ光変調器。
(構成1)
Iチャネルの光変調領域とQチャネルの光変調領域を有する入れ子構造のMZ光導波路を有するIQ光変調器であって、
前記IQ光変調器の入力光導波路と出力光導波路の端部が、前記IQ光変調器のチップの同一端面にあり、
前記光変調領域の一方のチャネルの出力光を合波する第1の光合波器と前記出力光導波路に繋がる第2の光合波器との間を繋ぐ光導波路と、前記入力光導波路が、光が同一平面で交差する光交差導波路において交差し、
前記入力光導波路が接続される第1の光分波器が前記Iチャネルの光変調領域と前記Qチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第1の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成2)
構成1に記載のIQ光変調器において、
前記第1の光分波器で分波された光を前記光変調領域の2つのアームに分岐する第2の光分波器が、前記Iチャネルの光変調領域と前記Qチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第2の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成3)
構成1または2に記載のIQ光変調器において、
前記入力光導波路と交差しない他方のチャネルの側にも、交差する光を供給しないダミーの光交差導波路を設ける
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成4)
構成1ないし3のいずれか1項に記載のIQ光変調器において、
前記光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された2つの1×1MMIカプラから構成されている
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成5)
構成4に記載のIQ光変調器において、
前記2つの1×1MMIカプラは、交差する光の伝搬モードの第2集光点において交差する
ことを特徴とするIQ光変調器。
(構成6)
構成1ないし5のいずれか1項に記載のIQ光変調器を、X偏波チャネル用およびY偏波チャネル用にチップ上に2つ並列集積した、偏波多重型のIQ光変調器であって、
入力光導波路から入力された光をX偏波チャネルおよびY偏波チャネルに分波して2つの前記IQ光変調器に供給するXY偏波分離器を設けた
ことを特徴とする偏波多重型のIQ光変調器。
(構成7)
構成6記載の偏波多重型のIQ光変調器において、
前記XY偏波分離器が、1入力2出力型光分波器、DC位相調整器、及び2入力2出力型光合分波器から構成される
ことを特徴とする偏波多重型のIQ光変調器。
このような構成により、IQチャネル間で光導波路構造が対称の構造となるため、温度変動によるIQチャネル間特性差を抑制できる。RF引出線路長を短くすることが可能となるため、IQ光変調器の高周波特性が向上する。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
(実施例1)
図6に、実施例1のIQ光変調器のチップ平面図を示す。実施例1のIQ光変調器600は、単一偏波のIQ光変調器であって、チップ620上に1つの入れ子構造のMZMの子MZMを構成する、Iチャネル光変調領域604aとQチャネル光変調領域604bを有する。
図6に、実施例1のIQ光変調器のチップ平面図を示す。実施例1のIQ光変調器600は、単一偏波のIQ光変調器であって、チップ620上に1つの入れ子構造のMZMの子MZMを構成する、Iチャネル光変調領域604aとQチャネル光変調領域604bを有する。
図6のIQ光変調器600は、子MZMとしてIチャネル光変調領域604aとQチャネル光変調領域604bを構成する、入れ子構造のMZ光導波路を含むIQ光変調器である。光入力部の入力光導波路601と光出力部の出力光導波路610の端部は、チップ620の同一端面(図6の右端面)にある。
一方の、例えばQチャネル側の子MZMの光合波器である第1の光合波器607bと、親MZMの光合波器である第2の光合波器609の間を結ぶ光導波路は、入力光導波路601と交差しており、交差部には、光が同一平面で交差する光交差導波路602が設けられており、入力光導波路601をIチャネルとQチャネルの間の領域に引き込んでいる。
この図6の場合には、光交差導波路602が設けられているのはQチャネル側であるが、入力光導波路601を図の出力光導波路610の上側に配置してIチャネル側で交差させてもよい。
親MZMの光分波器である第1の光分波器603は、Iチャネル光変調領域604aとQチャネル光変調領域604bの間に設けられており、第1の光分波器603内での光伝搬方向と光変調領域604a,b内の光伝搬の方向が反対(180°)である。
子MZMの光分波器である第2の光分波器606a,bは、第1の光分波器603で分波された2つの光を折り返した先の、Iチャネル光変調領域604a、Qチャネル光変調領域604bの入力側に設けられている。第2の光分波器606a,bについては、Iチャネル光変調領域604aとQチャネル光変調領域604bの間に設けられる必要はなく、第2の光分波器606a,b内での光伝搬方向と光変調領域604a,b内の光伝搬の方向が反対である必要もない。
なお、親MZMの導波路内の第2の光合波器609の入力側にはDC位相調整器608a,bが設けられているが、DC位相調整器608a,bは、例えば第1の光分波器603の出力側から第2の光分波器606a、bの入力側への光導波路上に設けても問題ない。
このような構成により、IQチャネルの変調領域の間で光導波路の構造が対称の構造となるため、温度変動によるIQチャネル間の特性差を抑制することができる。
(実施例2)-
図7に示す実施例2のIQ光変調器700は、偏波多重型のIQ光変調器であって、実施例1のIQ光変調器600を、X偏波チャネル用およびY偏波チャネル用にチップ720上に2つ、並列に集積して、偏波多重型のIQ光変調器を構成したものである。計4つのMZ変調器をチップ720上に集積して、偏波多重の実システムで採用されている構成となっている。
図7に示す実施例2のIQ光変調器700は、偏波多重型のIQ光変調器であって、実施例1のIQ光変調器600を、X偏波チャネル用およびY偏波チャネル用にチップ720上に2つ、並列に集積して、偏波多重型のIQ光変調器を構成したものである。計4つのMZ変調器をチップ720上に集積して、偏波多重の実システムで採用されている構成となっている。
図7の偏波多重型のIQ光変調器700では、入力光導波路701から入力された光がXY偏波分離器730でX偏波チャネルおよびY偏波チャネルに分離され、光交差導波路702Xと702Yを介して、それぞれの偏波チャネルのIQチャネル光変調領域704XIと704XQ、または704YIと704YQの間に引き込まれた後に、分岐、折り返して光変調される。光変調された後にそれぞれの偏波チャネル別に合波されて、最終的に入力光導波路701と同じチップ端面に繋がる出力光導波路710Xと710Yから、X偏波変調出力光、Y偏波変調出力光として出力される。
(実施例3)
図8には実施例3の偏波多重型のIQ光変調器800を示す。
実施例3のIQ光変調器800は、実施例2の偏波多重型IQ光変調器700の構成において、子MZMの光分波器である第2の光分波器806XI、806XQ(Y偏波側は図における要素符号は略した)もIチャネル光変調領域とQチャネル光変調領域の間に設けたものであり、第2の光分波器内の光伝搬方向と光変調領域内の光伝搬方向が反対(180°)となっている。
図8には実施例3の偏波多重型のIQ光変調器800を示す。
実施例3のIQ光変調器800は、実施例2の偏波多重型IQ光変調器700の構成において、子MZMの光分波器である第2の光分波器806XI、806XQ(Y偏波側は図における要素符号は略した)もIチャネル光変調領域とQチャネル光変調領域の間に設けたものであり、第2の光分波器内の光伝搬方向と光変調領域内の光伝搬方向が反対(180°)となっている。
実施例3の構成にすることで、子MZMの導波路に設けるDC位相調整器808XIa、XQa、XIb、XQb(Y偏波側は図における要素符号は略した)を折り返しの前に形成することが出来るため、DC位相調整器を光変調領域のRF電極と直列に形成しなくてよくなり、チップ長を短尺化できチップの小型化が可能となる。
なお図8の場合、親MZMのDC位相調整器808XI、XQは第1光分波器803と第2光分波器806の間に設けてあるが、例えば第1光合波器807と第2光合波器809の間に設けても問題ない。
また図8では、子MZMの光分波器である第2光分波器806XI、806XQが子MZMの各アームに向けて光を分岐した後に、2本の光導波路を揃えて折り返すこととなるため、子MZMの2つのアームの内側の(内回りの)アームに当たる光導波路には、外側の(外回りの)アームと光路長を合わせるための折り曲げ部を設けている。
(実施例4)
図9には実施例4の偏波多重型のIQ光変調器900のチップ平面図を示す。図面の各要素の符号が無い、又は2桁目以降の番号が共通する要素は、以前の図の対応する要素と同じ要素であり、説明は省略する。
図9には実施例4の偏波多重型のIQ光変調器900のチップ平面図を示す。図面の各要素の符号が無い、又は2桁目以降の番号が共通する要素は、以前の図の対応する要素と同じ要素であり、説明は省略する。
図9の実施例4の偏波多重型IQ光変調器900は、実施例1~3の構成に加えて、交差する光導波路がないチャネルに対しても交差する光を供給しない光交差導波路、すなわちダミー光交差導波路902X´、902Y´を設けるものである。
このような構成にすることで、XYおよびIQチャネル間での導波路交差数が等しくなるため、光学特性のチャネル間における差をなくすことができる。
このような構成にすることで、XYおよびIQチャネル間での導波路交差数が等しくなるため、光学特性のチャネル間における差をなくすことができる。
(実施例5)
図10には、実施例5の偏波多重型のIQ光変調器1000のチップ平面図を示す。
図10には、実施例5の偏波多重型のIQ光変調器1000のチップ平面図を示す。
図10の実施例5の偏波多重型IQ光変調器1000は、実施例2~4の構成に加えて
XY偏波分離器1030を、1入力2出力型光分波器1031、DC位相調整器1032、及び2入力2出力型光合分波器1033をこの順に繋げた構成としたものである。
XY偏波分離器1030を、1入力2出力型光分波器1031、DC位相調整器1032、及び2入力2出力型光合分波器1033をこの順に繋げた構成としたものである。
X偏波、Y偏波のチャネル間の光挿入損失差はPDL(polarization dependent loss:偏波依存損失)として仕様が決められており、加工プロセス等に起因した不均一化によって偏波多重型IQ光変調器としてのPDLが増大することが課題として挙げられる。
従来このPDLの補償機構としては、各偏波チャネルごとにVOA(可変光減衰器)が用いられてきたが、このVOAによる補償機構では、光パワー強度の大きいチャネルの光強度をVOAで減衰させてバランス調整を行うため、原理的に過剰な光損失が生じていた。
本実施例5では、XY偏波分離器1030を、1入力2出力型光分波器1031、DC位相調整器1032、及び2入力2出力型光合分波器1033をこの順に繋げた構成とすることにより、XY偏波分離器として分岐比を任意に調整可能な、光パワートリミング機構を初段に形成する。これにより、損失無くトータルの光強度を維持したままPDL補償を行うことが可能となる、という大きなメリットを有している。
(実施例6)
図11には、実施例6としてIQ光変調器の光交差導波路を説明するための、光伝搬モードの分布図を示す。実施例6の光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された2つの1×1MMIカプラから構成されている。2つの1×1MMIカプラは、十字型の平面形状をなし、同一のコア・クラッド構造で形成されており、伝搬方向が直交する2つの光が同一平面で交差する構造になっている。
図11には、実施例6としてIQ光変調器の光交差導波路を説明するための、光伝搬モードの分布図を示す。実施例6の光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された2つの1×1MMIカプラから構成されている。2つの1×1MMIカプラは、十字型の平面形状をなし、同一のコア・クラッド構造で形成されており、伝搬方向が直交する2つの光が同一平面で交差する構造になっている。
図11では、図の水平(長手)方向の光導波路を左右に伝搬する光が、十字構造の横棒となる中央の長方形のMMI部分で形成する伝搬モードに応じた光の強度分布を示している。この場合、中央で交差する垂直方向には光が伝搬していない。実施例1~5のいずれの光交差導波路も、この十字配置の2つの1×1MMIカプラを用いて構成することができる。
1×1MMIカプラは光の高次モードフィルタとして機能するので、広帯域な光学特性を得るうえで重要であり、MMIカプラ内の集光位置(光強度分布のくびれた部分)を光の交差部分とすることで、より低損失な光交差導波路を実現可能となる。
特に2つのMMIカプラの集光位置を合わせて光交差導波路とすることで、光交差導波路の伝搬光への影響を最小限に抑えて低損失な光学特性を得ることが出来る。
特に2つのMMIカプラの集光位置を合わせて光交差導波路とすることで、光交差導波路の伝搬光への影響を最小限に抑えて低損失な光学特性を得ることが出来る。
図12は、1つの1×1MMIカプラ内を横方向に伝搬する光の、0次モードと1次モードにおける光強度分布を対比して説明する図である。図12において上の図が0次モードの分布図であり、左の導波路から入射する光がMMIの長手方向(MMI長、横軸)に形成する3周期分の分布が見えている。図12の下の図が1次モードの分布図であって、導波路の長手方向(横軸)の同じ区間に4.5周期分の分布が見えている。
光交差導波路をMMIカプラ上に作製する場合、0次モードの集光点で作製すると、0次モードは交差の影響を受けず、光交差導波路における伝搬損失が抑制できる。図12の上下の図を繋ぐ3本の縦の点線は、0次モードの第1~第3集光点の横軸方向での位置を示している。
0次モードの第1集光点は、1次モードの集光点と異なるため、第1集光点でMMIカプラを構成した場合(MMIカプラ長が一番左の縦の点線の場合)は、0次モードはMMIカプラに続く光導波路に結合するが、1次モードは光導波路に結合せず、MMIカプラは1次モードフィルタとして機能する。この場合、光交差導波路を作製しようとすると、0次モードの集光点上に、光交差導波路を作製することができないため、光交差導波路の損失が大きくなってしまう。
一方、0次モードの第2集光点でMMIカプラを構成した場合(MMIカプラ長が左から2番目の縦の点線の場合)、MMIカプラ出口で1次モードの集光点と0次モードの集光点が一致しているため、MMIカプラに続く光導波路に0次モードと1次モードの両方が結合され、伝搬損失が抑制できる。一方で、1次モードフィルタとしての機能はない。しかし、光交差導波路を、0次モードの第1集光点上で作製できるため、光交差導波路の低損失化が可能となる。
図13は、0次モードと1次モードにおけるMMIの透過光強度(dB)を縦軸にとり、MMI長を横軸(μm)にとり、それらの関係を2本のグラフに示したものである。グラフのピークがそれぞれのモードの集光点に当たる。
図14は、実施例6の光交差導波路のチップ平面図である。光交差導波路を、光伝搬方向が水平と垂直の2つの光について、それらの第3集光点とMMIカプラ長さが一致するように2つのMMIカプラを設計し、第2集光点を一致させて交差させて作製した場合の図である。この構成により、光交差導波路0次モードの低損失化と1次モードのフィルタ特性の両立が可能である。
図15は、実施例6の光交差導波路のチップ平面図(a)と、透過光強度を示したグラフ(b)である。光交差導波路を、第2集光点で交差させて2つのMMIを配置した場合に、横軸のMMI長(μm)に対応する透過光強度(dB)を示したグラフ(b)を示している。第2集光位置で集光させると透過光強度が最大となっており、伝搬損失がもっとも小さくなることを示す結果である。
以上のように、本発明の光学素子の実装方法では、光が同一平面で交差する光交差導波路を用いて、冷却または加熱によって光学素子が圧力または応力をうけて反るなどしても光学素子の特性が変化することを防止でき、製造プロセスも簡易な光学素子の実装が可能となった。
100、200,600,700,800,900,1000 IQ光変調器
120、220、420a、420b、620,720,820,920,1020 チップ
101、201 入力光
104X、104Y、204X、204Y 入れ子構造MZM
602,702X、702Y,802X、802Y,902X、902Y 光交差導波路
902X'、902Y' ダミー光交差導波路
603,803X、903X 第1光分波器
606a、606b、806XI、806XQ 第2光分波器
604a、604b、704XI~YQ 光変調領域
607a、607b、807XI、XQ 第1光合波器
608a,608b、808XI、XQ、XIa~XQb DC位相調整器
609,809X,Y 第2光合波器
102,202、402a、402b,601,701,801,901 入力光導波路
103、203、403a、403b 光分岐回路
490a、490b 熱源
108、208 RF変調信号
110X、110Y、210X、210Y 変調出力光
610,710X、710Y,810X、810Y,910X、910Y 出力光導波路
730、830、930、1030 XY偏波分離器
1031 1入力2出力型光分波器
1032 DC位相調整器
1033 2入力2出力型光合分波器
120、220、420a、420b、620,720,820,920,1020 チップ
101、201 入力光
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1032 DC位相調整器
1033 2入力2出力型光合分波器
Claims (7)
- Iチャネルの光変調領域とQチャネルの光変調領域を有する入れ子構造のMZ光導波路を有するIQ光変調器であって、
前記IQ光変調器の入力光導波路と出力光導波路の端部が、前記IQ光変調器のチップの同一端面にあり、
前記光変調領域の一方のチャネルの出力光を合波する第1の光合波器と前記出力光導波路に繋がる第2の光合波器との間を繋ぐ光導波路と、前記入力光導波路が、光が同一平面で交差する光交差導波路において交差し、
前記入力光導波路が接続される第1の光分波器が前記Iチャネルの光変調領域と前記Qチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第1の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするIQ光変調器。 - 請求項1に記載のIQ光変調器において、
前記第1の光分波器で分波された光を前記光変調領域の2つのアームに分岐する第2の光分波器が、前記Iチャネルの光変調領域と前記Qチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第2の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするIQ光変調器。 - 請求項1または2に記載のIQ光変調器において、
前記入力光導波路と交差しない他方のチャネルの側にも、交差する光を供給しないダミーの光交差導波路を設ける
ことを特徴とするIQ光変調器。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のIQ光変調器において、
前記光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された2つの1×1MMIカプラから構成されている
ことを特徴とするIQ光変調器。 - 請求項4に記載のIQ光変調器において、
前記2つの1×1MMIカプラは、交差する光の伝搬モードの第2集光点において交差する
ことを特徴とするIQ光変調器。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載のIQ光変調器を、X偏波チャネル用およびY偏波チャネル用にチップ上に2つ並列集積した、偏波多重型のIQ光変調器であって、
入力光導波路から入力された光をX偏波チャネルおよびY偏波チャネルに分波して2つの前記IQ光変調器に供給するXY偏波分離器を設けた
ことを特徴とする偏波多重型のIQ光変調器。 - 請求項6記載の偏波多重型のIQ光変調器において、
前記XY偏波分離器が、1入力2出力型光分波器、DC位相調整器、及び2入力2出力型光合分波器から構成される
ことを特徴とする偏波多重型のIQ光変調器。
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