JPH06130338A - 光導波路デバイス - Google Patents
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- JPH06130338A JPH06130338A JP4284242A JP28424292A JPH06130338A JP H06130338 A JPH06130338 A JP H06130338A JP 4284242 A JP4284242 A JP 4284242A JP 28424292 A JP28424292 A JP 28424292A JP H06130338 A JPH06130338 A JP H06130338A
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- G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
- G02F2201/127—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode travelling wave
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光通信や光集積回路において光変調素子とし
て使用される光導波路デバイス、詳しくは、該基板上に
おける電極配置、および基板側と筐体側を接続する実装
構造に関し、信号電極に対する信号電圧を上昇させる必
要なく、入力インピーダンスの整合を確保し、しかも、
光導波路デバイスの高周波数領域における動作の安定性
と出力レベルをともに改善した光導波路デバイスを提供
することを目的とする。 【構成】 配線部分32よりも幅広な接地電極40の配
線部分42を、接地電極40の電極部分40に連続させ
る形式で、信号電極30の配線部分32に対して一定の
間隔で対向させて、信号電極30の曲がり部分の外側を
含む一方の側にのみ配置する。
て使用される光導波路デバイス、詳しくは、該基板上に
おける電極配置、および基板側と筐体側を接続する実装
構造に関し、信号電極に対する信号電圧を上昇させる必
要なく、入力インピーダンスの整合を確保し、しかも、
光導波路デバイスの高周波数領域における動作の安定性
と出力レベルをともに改善した光導波路デバイスを提供
することを目的とする。 【構成】 配線部分32よりも幅広な接地電極40の配
線部分42を、接地電極40の電極部分40に連続させ
る形式で、信号電極30の配線部分32に対して一定の
間隔で対向させて、信号電極30の曲がり部分の外側を
含む一方の側にのみ配置する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や光集積回路に
おいて光変調素子として使用される光導波路デバイス、
詳しくは、該基板上における電極配置、および基板側と
筐体側を接続する実装構造に関する。
おいて光変調素子として使用される光導波路デバイス、
詳しくは、該基板上における電極配置、および基板側と
筐体側を接続する実装構造に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信や光集積回路に使用される光導波
路デバイスは、印加される電界の強度に応じて屈折率が
変化する誘電体材料の性質を利用して、光を閉じ込めた
光路の屈折率を外部からの電気信号に応じて変化させ、
これにより、光路に供給されたレーザー光を与えられた
電気信号でON−OFF変調、または振幅変調、または
移相変調するデバイスである。
路デバイスは、印加される電界の強度に応じて屈折率が
変化する誘電体材料の性質を利用して、光を閉じ込めた
光路の屈折率を外部からの電気信号に応じて変化させ、
これにより、光路に供給されたレーザー光を与えられた
電気信号でON−OFF変調、または振幅変調、または
移相変調するデバイスである。
【0003】光導波路デバイスは、マイクロリソグラフ
ィ、薄膜形成、熱拡散、選択エッチング等の手法を用い
て、誘電体基板の表面の屈折率を部分的に高めて光導波
路を形成し、さらに、基板上に光導波路に電界を作用さ
せるための電極を形成して製作される。電極は、高周波
数の変調信号の進行波が印加される信号電極と、信号電
極に対して抵抗を介して接続される接地電極とで構成さ
れ、信号電極は、基板の方向性に応じて、光導波路の直
上に配置、または、光導波路に隣接させて配置される。
ィ、薄膜形成、熱拡散、選択エッチング等の手法を用い
て、誘電体基板の表面の屈折率を部分的に高めて光導波
路を形成し、さらに、基板上に光導波路に電界を作用さ
せるための電極を形成して製作される。電極は、高周波
数の変調信号の進行波が印加される信号電極と、信号電
極に対して抵抗を介して接続される接地電極とで構成さ
れ、信号電極は、基板の方向性に応じて、光導波路の直
上に配置、または、光導波路に隣接させて配置される。
【0004】光導波路デバイスでは、100ギガヘルツ
にも達する従来に無い高周波数領域での動作が期待され
る。このような高周波数領域では、従来の延長線上で決
定された電極配置や配線構造が逆にデバイスチップの安
定な動作を妨げ、動作効率を低下させる可能性がある。
にも達する従来に無い高周波数領域での動作が期待され
る。このような高周波数領域では、従来の延長線上で決
定された電極配置や配線構造が逆にデバイスチップの安
定な動作を妨げ、動作効率を低下させる可能性がある。
【0005】光導波路デバイスの基本的な電極配置の1
つは、デバイスチップを横断する方向に光導波路を設け
て横断方向の両辺に光コネクタを配置し、一方、光導波
路に対応させて設けた電極部分の両端から光コネクタが
配置されない辺に向かって、デバイスチップ表面に配線
部分を形成する配置である。
つは、デバイスチップを横断する方向に光導波路を設け
て横断方向の両辺に光コネクタを配置し、一方、光導波
路に対応させて設けた電極部分の両端から光コネクタが
配置されない辺に向かって、デバイスチップ表面に配線
部分を形成する配置である。
【0006】このような光導波路デバイスは、誘電体基
板を横断する方向で該基板の表面層に形成され、印加さ
れた電界の強度に応じて光路の屈折率を変化させる光導
波路と、光導波路に対応させて基板上に形成した信号電
極と、信号電極に対向させて基板上に形成した接地電極
とを有し、信号電極が、光導波路に沿った電極部分の両
端から光導波路に交差する方向に引き出されて基板の片
方の縁部分にまで延長された一対の配線部分を有する。
板を横断する方向で該基板の表面層に形成され、印加さ
れた電界の強度に応じて光路の屈折率を変化させる光導
波路と、光導波路に対応させて基板上に形成した信号電
極と、信号電極に対向させて基板上に形成した接地電極
とを有し、信号電極が、光導波路に沿った電極部分の両
端から光導波路に交差する方向に引き出されて基板の片
方の縁部分にまで延長された一対の配線部分を有する。
【0007】光導波路デバイスの基本的な実装構造の1
つは、筐体内にデバイスチップを収納し、筐体側に設け
た端子にデバイスチップ上の配線部分を、中継部材を介
して接続する構造である。
つは、筐体内にデバイスチップを収納し、筐体側に設け
た端子にデバイスチップ上の配線部分を、中継部材を介
して接続する構造である。
【0008】このような実装構造は、誘電体基板を横断
する方向で基板の表面層に形成されて、印加された電界
の強度に応じて光路の屈折率を変化させる光導波路と、
光導波路に対応させて基板上に形成した信号電極と、信
号電極に対向させて基板上に形成した接地電極とを有
し、基板の片方の縁部分にまで延長された信号電極およ
び接地電極のそれぞれの配線部分を、中継部材で中継し
て、筐体側の複数の端子にそれぞれ接続する。
する方向で基板の表面層に形成されて、印加された電界
の強度に応じて光路の屈折率を変化させる光導波路と、
光導波路に対応させて基板上に形成した信号電極と、信
号電極に対向させて基板上に形成した接地電極とを有
し、基板の片方の縁部分にまで延長された信号電極およ
び接地電極のそれぞれの配線部分を、中継部材で中継し
て、筐体側の複数の端子にそれぞれ接続する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】実際に電極配置がなさ
れて、実装完了した光導波路デバイスは、通常、誘電体
基板の特性等から期待される理論的な作動限界よりも、
はるかに低い周波数しか利用できず、高周波数領域にお
ける周波数特性が不安定である。
れて、実装完了した光導波路デバイスは、通常、誘電体
基板の特性等から期待される理論的な作動限界よりも、
はるかに低い周波数しか利用できず、高周波数領域にお
ける周波数特性が不安定である。
【0010】この原因としては、(a) 誘電体基板が有限
の大きさであるため、デバイスチップに設定された種々
の設計寸法が共振現象を起こして基板材料が振動し、こ
の振動が光導波路に作用して雑音成分となる、(b) 筐体
側の信号用コネクタから始まって、中継基板、デバイス
チップ、中継基板、抵抗接続用コネクタ、抵抗器、筐体
側接地端子、中継基板、デバイスチップの順に連結され
た変調信号の経路に一定の周波数特性を持った損失が発
生する、各現象が考えられている。
の大きさであるため、デバイスチップに設定された種々
の設計寸法が共振現象を起こして基板材料が振動し、こ
の振動が光導波路に作用して雑音成分となる、(b) 筐体
側の信号用コネクタから始まって、中継基板、デバイス
チップ、中継基板、抵抗接続用コネクタ、抵抗器、筐体
側接地端子、中継基板、デバイスチップの順に連結され
た変調信号の経路に一定の周波数特性を持った損失が発
生する、各現象が考えられている。
【0011】変調信号の経路では、電磁波の放射を避け
るため、同軸ケーブル等のアースシールドされた配線が
多用され、基板上の信号電極は、接地電極を一定の狭い
間隔で対向させたストリップ線路として形成される。こ
こで、信号電極を両側から接地電極で挟み込むコプレー
ナストリップ線路とすれば、光導波路デバイスの高周波
数領域における光変調出力が安定化されることが報告さ
れている。
るため、同軸ケーブル等のアースシールドされた配線が
多用され、基板上の信号電極は、接地電極を一定の狭い
間隔で対向させたストリップ線路として形成される。こ
こで、信号電極を両側から接地電極で挟み込むコプレー
ナストリップ線路とすれば、光導波路デバイスの高周波
数領域における光変調出力が安定化されることが報告さ
れている。
【0012】しかし、信号電極の全長でコプレーナスト
リップ線路を採用すると、信号電極と接地電極の対向長
さが増して、両者間の静電容量が増し、入力インピーダ
ンスを規格の値に設定できなくなる。一方、信号電極に
沿って部分的にコプレーナストリップ線路を採用すれ
ば、入力インピーダンスの整合は容易になるが、信号電
極の途中にインピーダンスの段差が形成されて変調信号
の損失が増す。
リップ線路を採用すると、信号電極と接地電極の対向長
さが増して、両者間の静電容量が増し、入力インピーダ
ンスを規格の値に設定できなくなる。一方、信号電極に
沿って部分的にコプレーナストリップ線路を採用すれ
ば、入力インピーダンスの整合は容易になるが、信号電
極の途中にインピーダンスの段差が形成されて変調信号
の損失が増す。
【0013】そこで、両者間の静電容量を減少させる意
図で信号電極と接地電極の対向間隔を増す選択が採用さ
れるが、この選択は、光導波路に作用する電界を弱め、
信号電極に印加する変調信号の電圧を増加しないと、同
様な光変調出力を得られなくなる。
図で信号電極と接地電極の対向間隔を増す選択が採用さ
れるが、この選択は、光導波路に作用する電界を弱め、
信号電極に印加する変調信号の電圧を増加しないと、同
様な光変調出力を得られなくなる。
【0014】本発明の第1の目的は、基板上の電極配置
を提供して、信号電極に対する信号電圧を上昇させる必
要なく、入力インピーダンスの整合を確保し、しかも、
光導波路デバイスの高周波数領域における動作の安定性
と出力レベルをともに改善することである。
を提供して、信号電極に対する信号電圧を上昇させる必
要なく、入力インピーダンスの整合を確保し、しかも、
光導波路デバイスの高周波数領域における動作の安定性
と出力レベルをともに改善することである。
【0015】本発明の第2の目的は、中継部材の構造を
提供して、実装された光導波路デバイスの高周波数領域
における動作の安定性と出力レベルをともに改善し、入
力インピーダンスの整合を容易にすることである。
提供して、実装された光導波路デバイスの高周波数領域
における動作の安定性と出力レベルをともに改善し、入
力インピーダンスの整合を容易にすることである。
【0016】本発明の第3の目的は、マッハツェンダ型
変調器の好ましい電極配置と実装構造を提供して、入力
インピーダンスの整合を確保しつつ、高周波数領域にお
ける動作の安定性と出力レベルをともに改善することで
ある。
変調器の好ましい電極配置と実装構造を提供して、入力
インピーダンスの整合を確保しつつ、高周波数領域にお
ける動作の安定性と出力レベルをともに改善することで
ある。
【0017】
【課題を解決するための手段】図1は請求項1および請
求項2の光導波路デバイスの基本的な構造の説明図であ
る。ただし、請求項1の構造は、中継基板50を含む構
造に限定されない。
求項2の光導波路デバイスの基本的な構造の説明図であ
る。ただし、請求項1の構造は、中継基板50を含む構
造に限定されない。
【0018】図1において、請求項1の光導波路デバイ
スは、誘電体基板10を横断する方向で該基板の表面層
に形成され、印加された電界の強度に応じて光路の屈折
率を変化させる光導波路20と、該光導波路20に対応
させて前記基板10上に形成した信号電極30と、該信
号電極30に対向させて前記基板10上に形成した接地
電極40とを有し、該信号電極30が、前記光導波路2
0に沿った電極部分31の両端から前記光導波路20に
交差する方向に引き出されて前記基板10の片方の縁部
分にまで延長された一対の配線部分32を有する光導波
路デバイスにおいて、前記配線部分32よりも幅広な前
記接地電極40の配線部分42を、前記接地電極40の
電極部分40に連続させる形式で前記配線部分32に対
して一定の間隔で対向させて、前記信号電極30の曲が
り部分の外側を含む一方の側にのみ配置したものであ
る。
スは、誘電体基板10を横断する方向で該基板の表面層
に形成され、印加された電界の強度に応じて光路の屈折
率を変化させる光導波路20と、該光導波路20に対応
させて前記基板10上に形成した信号電極30と、該信
号電極30に対向させて前記基板10上に形成した接地
電極40とを有し、該信号電極30が、前記光導波路2
0に沿った電極部分31の両端から前記光導波路20に
交差する方向に引き出されて前記基板10の片方の縁部
分にまで延長された一対の配線部分32を有する光導波
路デバイスにおいて、前記配線部分32よりも幅広な前
記接地電極40の配線部分42を、前記接地電極40の
電極部分40に連続させる形式で前記配線部分32に対
して一定の間隔で対向させて、前記信号電極30の曲が
り部分の外側を含む一方の側にのみ配置したものであ
る。
【0019】請求項2の光導波路デバイスは、請求項1
の光導波路デバイスにおいて、少なくとも前記接地電極
の外縁と前記信号電極の内縁とが前記基板上に切り取る
面積を覆う別の接地電極を、前記基板の裏面に形成した
ものである。
の光導波路デバイスにおいて、少なくとも前記接地電極
の外縁と前記信号電極の内縁とが前記基板上に切り取る
面積を覆う別の接地電極を、前記基板の裏面に形成した
ものである。
【0020】請求項3の光導波路デバイスは、請求項1
〜2いずれかの光導波路デバイスにおいて、前記光導波
路は、入口と出口を共有して中間で分岐した一対の光導
波路で構成され、前記信号電極と協働してマッハツェン
ダ光変調器を構成しているものである。
〜2いずれかの光導波路デバイスにおいて、前記光導波
路は、入口と出口を共有して中間で分岐した一対の光導
波路で構成され、前記信号電極と協働してマッハツェン
ダ光変調器を構成しているものである。
【0021】請求項4の光導波路デバイスは、請求項3
の光導波路デバイスにおいて、前記一対の光導波路の一
方に対応して前記信号電極が配置され、該信号電極に対
向させた前記接地電極が他方の前記光路に対応する電極
を兼ねて、単一電極型マッハツェンダ光変調器を構成す
るものである。
の光導波路デバイスにおいて、前記一対の光導波路の一
方に対応して前記信号電極が配置され、該信号電極に対
向させた前記接地電極が他方の前記光路に対応する電極
を兼ねて、単一電極型マッハツェンダ光変調器を構成す
るものである。
【0022】請求項5の光導波路デバイスは、請求項3
の光導波路デバイスにおいて、前記一対の光導波路のそ
れぞれに対応して、独立の前記信号電極が対称に一対配
置されて二電極型マッハツェンダ光変調器を構成すると
き、一対の前記信号電極にそれぞれ対向する一対の前記
接地電極が中央で一体化されたH型の平面形状に形成さ
れているものである。
の光導波路デバイスにおいて、前記一対の光導波路のそ
れぞれに対応して、独立の前記信号電極が対称に一対配
置されて二電極型マッハツェンダ光変調器を構成すると
き、一対の前記信号電極にそれぞれ対向する一対の前記
接地電極が中央で一体化されたH型の平面形状に形成さ
れているものである。
【0023】図1において、請求項6の光導波路デバイ
スは、誘電体基板10を横断する方向で該基板の表面層
に形成され、印加された電界の強度に応じて光路の屈折
率を変化させる光導波路20と、該光導波路20に対応
させて前記基板10上に形成した信号電極30と、該信
号電極30に対向させて前記基板10上に形成した接地
電極40とを有し、前記基板10の片方の縁部分にまで
延長された前記信号電極30および接地電極40のそれ
ぞれの配線部分32、42を、中継部材50で中継し
て、筐体60側の複数の端子61、62にそれぞれ接続
する形式で実装された光導波路デバイスにおいて、前記
中継部材50は、前記基板10とほぼ等しい誘電率の誘
電体材料から形成された中継基板51に、前記基板10
の縁部分におけるそれぞれの前記配線部分32、42の
幾何学的な配置と寸法をほぼ等しく再現した形式で、そ
れぞれの中継配線52、53を形成して構成されるもの
である。
スは、誘電体基板10を横断する方向で該基板の表面層
に形成され、印加された電界の強度に応じて光路の屈折
率を変化させる光導波路20と、該光導波路20に対応
させて前記基板10上に形成した信号電極30と、該信
号電極30に対向させて前記基板10上に形成した接地
電極40とを有し、前記基板10の片方の縁部分にまで
延長された前記信号電極30および接地電極40のそれ
ぞれの配線部分32、42を、中継部材50で中継し
て、筐体60側の複数の端子61、62にそれぞれ接続
する形式で実装された光導波路デバイスにおいて、前記
中継部材50は、前記基板10とほぼ等しい誘電率の誘
電体材料から形成された中継基板51に、前記基板10
の縁部分におけるそれぞれの前記配線部分32、42の
幾何学的な配置と寸法をほぼ等しく再現した形式で、そ
れぞれの中継配線52、53を形成して構成されるもの
である。
【0024】請求項7の光導波路デバイスは、請求項6
の光導波路デバイスにおいて、前記中継基板が複数個に
分割され、該複数個が前記基板の縁部分に沿って配置さ
れるものである。
の光導波路デバイスにおいて、前記中継基板が複数個に
分割され、該複数個が前記基板の縁部分に沿って配置さ
れるものである。
【0025】請求項8の光導波路デバイスは、請求項6
の光導波路デバイスにおいて、前記基板を介して前記信
号電極と前記接地電極の両方に対向する別の接地電極が
前記基板の裏面に形成されるとき、前記中継基板を介し
て一対の前記中継配線の両方に対向する幅広の別の中継
配線を用いて、前記別の接地電極を前記筐体側の別の端
子に中継するものである。
の光導波路デバイスにおいて、前記基板を介して前記信
号電極と前記接地電極の両方に対向する別の接地電極が
前記基板の裏面に形成されるとき、前記中継基板を介し
て一対の前記中継配線の両方に対向する幅広の別の中継
配線を用いて、前記別の接地電極を前記筐体側の別の端
子に中継するものである。
【0026】請求項9の光導波路デバイスは、請求項6
の光導波路デバイスにおいて、前記基板に前記光導波路
が並列に一対配置され、該一対の光導波路のそれぞれに
対応して、独立の前記信号電極が対称に一対配置され、
該一対の信号電極の配線部分が前記基板の対向する2つ
の縁部分に引き出されるとき、前記中継部材が、前記2
つの縁部分のそれぞれに沿って配置され、前記筐体側に
も前記2つの縁部分のそれぞれに対応させて前記端子が
配置されるものである。
の光導波路デバイスにおいて、前記基板に前記光導波路
が並列に一対配置され、該一対の光導波路のそれぞれに
対応して、独立の前記信号電極が対称に一対配置され、
該一対の信号電極の配線部分が前記基板の対向する2つ
の縁部分に引き出されるとき、前記中継部材が、前記2
つの縁部分のそれぞれに沿って配置され、前記筐体側に
も前記2つの縁部分のそれぞれに対応させて前記端子が
配置されるものである。
【0027】請求項10の光導波路デバイスは、誘電体
基板を横断する方向で該基板の表面層に形成されて印加
された電界の強度に応じて光路の屈折率を変化させる一
対の光導波路と、該一対の光導波路の一方に対応させて
前記基板上に配置した信号電極と、該一対の光導波路の
他方に対応させて前記基板上に配置した接地電極とを有
し、前記信号電極が、前記一方の光導波路に沿った部分
の両端から前記光導波路と交差する方向に引き出されて
前記基板の一方の縁部分まで延長された配線部分を有
し、前記接地電極が、前記信号電極の前記縁部分の側に
配置されるとともに、前記他方の光導波路に沿った部分
の両端から前記配線部分にほぼ一定の間隔で対向して前
記縁部分まで延長された光導波路デバイスにおいて、前
記接地電極と協働して前記配線部分を挟み込み、前記信
号電極の前記一方の光導波路に沿った部分にも部分的に
対向して前記両端を基点にして次第に対向間隔を拡大す
る別の接地電極を前記基板の表面に形成したものであ
る。
基板を横断する方向で該基板の表面層に形成されて印加
された電界の強度に応じて光路の屈折率を変化させる一
対の光導波路と、該一対の光導波路の一方に対応させて
前記基板上に配置した信号電極と、該一対の光導波路の
他方に対応させて前記基板上に配置した接地電極とを有
し、前記信号電極が、前記一方の光導波路に沿った部分
の両端から前記光導波路と交差する方向に引き出されて
前記基板の一方の縁部分まで延長された配線部分を有
し、前記接地電極が、前記信号電極の前記縁部分の側に
配置されるとともに、前記他方の光導波路に沿った部分
の両端から前記配線部分にほぼ一定の間隔で対向して前
記縁部分まで延長された光導波路デバイスにおいて、前
記接地電極と協働して前記配線部分を挟み込み、前記信
号電極の前記一方の光導波路に沿った部分にも部分的に
対向して前記両端を基点にして次第に対向間隔を拡大す
る別の接地電極を前記基板の表面に形成したものであ
る。
【0028】
【作用】請求項1〜10の光導波路デバイスは、印加さ
れる電界の強度に応じて屈折率が変化する誘電体材料の
性質を利用して、光を閉じ込めた光路の屈折率を外部か
らの電気信号に応じて変化させ、これにより、光路に供
給されたレーザー光を与えられた電気信号に応じてON
−OFF変調、または振幅変調、または移相変調する。
また、配線部分は、信号電極の電極部分から光導波路と
交差する方向に引き出され、光導波路の入口と出口に配
置される光コネクタの配置と装着を妨げない基板の縁部
分において、基板から外部(筐体側)へ電気配線され
る。電極部分と配線部分とを含む信号電極は、電磁波の
放射を避けるために、基板上で接地電極に対向させて配
置される。
れる電界の強度に応じて屈折率が変化する誘電体材料の
性質を利用して、光を閉じ込めた光路の屈折率を外部か
らの電気信号に応じて変化させ、これにより、光路に供
給されたレーザー光を与えられた電気信号に応じてON
−OFF変調、または振幅変調、または移相変調する。
また、配線部分は、信号電極の電極部分から光導波路と
交差する方向に引き出され、光導波路の入口と出口に配
置される光コネクタの配置と装着を妨げない基板の縁部
分において、基板から外部(筐体側)へ電気配線され
る。電極部分と配線部分とを含む信号電極は、電磁波の
放射を避けるために、基板上で接地電極に対向させて配
置される。
【0029】請求項1〜5、10の光導波路デバイス
は、デバイスチップ上の電極配置に関しており、配線部
分─電極部分─配線部分と続く信号電極の途中にインピ
ーダンスの段差を形成しないために、好ましくは、信号
電極と接地電極は終始ほぼ一定の間隔で対向する。ただ
し、基板材料の誘電率に方向性があって一定の間隔がか
えってインピーダンスの段差を形成してしまう場合に
は、信号電極と接地電極の対向間隔を調整してこの段差
を解消できる。デバイスチップ上の信号経路のインピー
ダンスの段差(くびれ、ふくらみ)は、実装された光導
波路デバイス全体に含まれる他の段差と協働して定在波
を形成し、電極部分に印加される変調信号を変形する。
は、デバイスチップ上の電極配置に関しており、配線部
分─電極部分─配線部分と続く信号電極の途中にインピ
ーダンスの段差を形成しないために、好ましくは、信号
電極と接地電極は終始ほぼ一定の間隔で対向する。ただ
し、基板材料の誘電率に方向性があって一定の間隔がか
えってインピーダンスの段差を形成してしまう場合に
は、信号電極と接地電極の対向間隔を調整してこの段差
を解消できる。デバイスチップ上の信号経路のインピー
ダンスの段差(くびれ、ふくらみ)は、実装された光導
波路デバイス全体に含まれる他の段差と協働して定在波
を形成し、電極部分に印加される変調信号を変形する。
【0030】請求項1の光導波路デバイスでは、配線部
分が、誘電体基板上でいわゆる非対称ストリップ線路と
して形成される。非対称ストリップ線路は、接地電極で
信号電極を挟み込むコプレーナストリップ線路に比較し
て、接地電極と信号電極の間に形成される静電容量が少
なく、信号電極と接地電極の対向間隔を減じて、光導波
路に作用する電界の強度を確保しても、高周波数領域に
おける信号電極の入力インピーダンスの低下は小さくて
済む。
分が、誘電体基板上でいわゆる非対称ストリップ線路と
して形成される。非対称ストリップ線路は、接地電極で
信号電極を挟み込むコプレーナストリップ線路に比較し
て、接地電極と信号電極の間に形成される静電容量が少
なく、信号電極と接地電極の対向間隔を減じて、光導波
路に作用する電界の強度を確保しても、高周波数領域に
おける信号電極の入力インピーダンスの低下は小さくて
済む。
【0031】また、接地電極が信号電極の曲がりの外側
に配置されるから、接地電極を信号電極の曲がりの内側
に配置した場合に発生する配線部分と電極部分の間のイ
ンピーダンスの段差が解消され、この部分における反射
が減って、配線部分から電極部分へ、また電極部分から
配線部分への高周波信号の伝達が効率的になる。
に配置されるから、接地電極を信号電極の曲がりの内側
に配置した場合に発生する配線部分と電極部分の間のイ
ンピーダンスの段差が解消され、この部分における反射
が減って、配線部分から電極部分へ、また電極部分から
配線部分への高周波信号の伝達が効率的になる。
【0032】接地電極は信号電極よりも幅広で、好まし
くは、100倍以上の幅に設定される。幅広の接地電極
は音速の異なる基板との接合面で振動の伝播を妨げ、振
幅を減衰する。また、接地電極と信号電極は、連続的に
変化する電界に沿った長さを介して対向し、誘電体基板
層と協働してきわめてQ値の低い弾性波共振器を構成し
ており、細い接地電極の場合に比較して、デバイスチッ
プ上に設定された種々の寸法に起因して発生する他の共
振を起こりにくくすることが期待される。
くは、100倍以上の幅に設定される。幅広の接地電極
は音速の異なる基板との接合面で振動の伝播を妨げ、振
幅を減衰する。また、接地電極と信号電極は、連続的に
変化する電界に沿った長さを介して対向し、誘電体基板
層と協働してきわめてQ値の低い弾性波共振器を構成し
ており、細い接地電極の場合に比較して、デバイスチッ
プ上に設定された種々の寸法に起因して発生する他の共
振を起こりにくくすることが期待される。
【0033】幅広の接地電極は、接地電極近傍の誘電体
基板における電界の変動レベルを、信号電極近傍におけ
る変動レベルよりも小さくするから、他の光導波路を並
列に配置する場合、他の光導波路側に接地電極を配置す
れば、他の光導波路に作用する振動のレベルを抑制でき
る。
基板における電界の変動レベルを、信号電極近傍におけ
る変動レベルよりも小さくするから、他の光導波路を並
列に配置する場合、他の光導波路側に接地電極を配置す
れば、他の光導波路に作用する振動のレベルを抑制でき
る。
【0034】請求項2の光導波路デバイスでは、配線部
分が、別の接地電極を設けた誘電体基板上に形成され
る。別の接地電極は、接地電極と信号電極の間に形成さ
れる静電容量を増すが、基板の厚さが非対称ストリップ
線路の対向間隔に比較してはるかに大きいため、実際に
追加される静電容量はわずかで、高周波数領域における
信号電極の入力インピーダンスの低下は小さい。
分が、別の接地電極を設けた誘電体基板上に形成され
る。別の接地電極は、接地電極と信号電極の間に形成さ
れる静電容量を増すが、基板の厚さが非対称ストリップ
線路の対向間隔に比較してはるかに大きいため、実際に
追加される静電容量はわずかで、高周波数領域における
信号電極の入力インピーダンスの低下は小さい。
【0035】幅広の別の接地電極は、連続的に変化する
誘電体基板の厚みを介して細い信号電極に対向し、誘電
体基板層と協働してきわめてQ値の低い弾性波共振器を
構成しており、細い接地電極の場合に比較して、デバイ
スチップ上に設定された種々の寸法に起因して発生する
他の共振を起こりにくくすることが期待される。
誘電体基板の厚みを介して細い信号電極に対向し、誘電
体基板層と協働してきわめてQ値の低い弾性波共振器を
構成しており、細い接地電極の場合に比較して、デバイ
スチップ上に設定された種々の寸法に起因して発生する
他の共振を起こりにくくすることが期待される。
【0036】また、表面側の接地電極と裏面側の接地電
極とで挟まれた誘電体基板の部分では、信号電極に印加
される変調信号とほとんど無関係に一定の電界状態が維
持されるから、変調信号の影響による振動発生が少な
く、しかも、誘電体基板と裏面の接地電極の音速の異な
る広い界面が、この部分を通過する振動を減衰する。
極とで挟まれた誘電体基板の部分では、信号電極に印加
される変調信号とほとんど無関係に一定の電界状態が維
持されるから、変調信号の影響による振動発生が少な
く、しかも、誘電体基板と裏面の接地電極の音速の異な
る広い界面が、この部分を通過する振動を減衰する。
【0037】請求項3〜5の光導波路デバイスでは、入
口と出口を共有して中間で分岐した一対の光導波路が信
号電極と協働してマッハツェンダ光変調器を構成する。
口と出口を共有して中間で分岐した一対の光導波路が信
号電極と協働してマッハツェンダ光変調器を構成する。
【0038】請求項4の光導波路デバイスでは、幅広の
接地電極が一対の光導波路の片方に対応する電極を兼ね
る。
接地電極が一対の光導波路の片方に対応する電極を兼ね
る。
【0039】請求項5の光導波路デバイスでは、一対の
光導波路のそれぞれに独立した信号電極が配置され、幅
広の接地電極は、両方の光導波路の間隔に、両方の光導
波路に共通に設けられる。
光導波路のそれぞれに独立した信号電極が配置され、幅
広の接地電極は、両方の光導波路の間隔に、両方の光導
波路に共通に設けられる。
【0040】請求項6〜9の光導波路デバイスは、筐体
と中継部材を用いた実装構造に関しており、筐体─中継
部材─信号電極─接地電極と続く信号伝達経路の途中に
インピーダンスの段差を形成しないために、筐体─中継
部材間、および中継部材─基板間でインピーダンス整合
が調整され、好ましくは、ワイヤボンディングを含む空
中配線が必要最小限の長さに留められる。
と中継部材を用いた実装構造に関しており、筐体─中継
部材─信号電極─接地電極と続く信号伝達経路の途中に
インピーダンスの段差を形成しないために、筐体─中継
部材間、および中継部材─基板間でインピーダンス整合
が調整され、好ましくは、ワイヤボンディングを含む空
中配線が必要最小限の長さに留められる。
【0041】中継部材の中継配線は、基板側の信号電極
と接地電極の配線部分を、筐体側の複数の接続端子(外
部接続用のコネクタや筐体)に対してそれぞれ接続す
る。中継部材は、(a) 筐体側からの振動や応力を遮断し
てデバイスチップに作用する外乱を抑制し,また、(b)
基板と筐体の間隔を埋めて必要な空中配線の長さを短く
済ませる。
と接地電極の配線部分を、筐体側の複数の接続端子(外
部接続用のコネクタや筐体)に対してそれぞれ接続す
る。中継部材は、(a) 筐体側からの振動や応力を遮断し
てデバイスチップに作用する外乱を抑制し,また、(b)
基板と筐体の間隔を埋めて必要な空中配線の長さを短く
済ませる。
【0042】請求項6の光導波路デバイスでは、中継基
板が基板とほぼ等しい誘電率の誘電体材料(例えば基板
と同一の材料)で形成されるから、基板の縁部分におけ
る複数の配線部分と、それぞれの配線部分に対応する中
継基板上の中継配線との間で幾何学的な配置関係と寸法
を揃えるだけで、配線部分と中継配線の間に形成される
インピーダンスの段差が解消される。中継配線が中継部
材の表面側にのみ配置される場合でも、好ましくは、中
継基板と基板の厚さを揃える。
板が基板とほぼ等しい誘電率の誘電体材料(例えば基板
と同一の材料)で形成されるから、基板の縁部分におけ
る複数の配線部分と、それぞれの配線部分に対応する中
継基板上の中継配線との間で幾何学的な配置関係と寸法
を揃えるだけで、配線部分と中継配線の間に形成される
インピーダンスの段差が解消される。中継配線が中継部
材の表面側にのみ配置される場合でも、好ましくは、中
継基板と基板の厚さを揃える。
【0043】これにより、基板と中継基板を接近させて
配置しても、配線部分から中継配線へ、または中継配線
から配線部分への高周波信号の伝達が効率的になる。基
板に対する中継基板の接近は、基板側の配線部分と中継
基板側の中継配線とのほぼ一致させた配置関係と寸法と
の相乗効果で、筐体側の接続端子から基板側の配線部分
までの間に配置される空中配線(例えばワイヤボンディ
ング)の必要な長さを短くする。
配置しても、配線部分から中継配線へ、または中継配線
から配線部分への高周波信号の伝達が効率的になる。基
板に対する中継基板の接近は、基板側の配線部分と中継
基板側の中継配線とのほぼ一致させた配置関係と寸法と
の相乗効果で、筐体側の接続端子から基板側の配線部分
までの間に配置される空中配線(例えばワイヤボンディ
ング)の必要な長さを短くする。
【0044】請求項7の光導波路デバイスでは、中継基
板が基板に比較してかなり短く形成される。数10mmを
越える光導波路を有する光導波路デバイスでは、基板が
50〜60mmにも達するから、同程度に長い1個の中継
基板では、基板との対向間隔を全長にわたって一定にす
ることが困難になる。対向間隔を揃えることは、実装さ
れた光導波路デバイスの信号経路におけるインピーダン
スの段差を減少して高周波信号の伝達を効率的にするた
めに必要である。
板が基板に比較してかなり短く形成される。数10mmを
越える光導波路を有する光導波路デバイスでは、基板が
50〜60mmにも達するから、同程度に長い1個の中継
基板では、基板との対向間隔を全長にわたって一定にす
ることが困難になる。対向間隔を揃えることは、実装さ
れた光導波路デバイスの信号経路におけるインピーダン
スの段差を減少して高周波信号の伝達を効率的にするた
めに必要である。
【0045】短い中継基板は、中継基板と基板の対向間
隔を揃え易くし、また、筐体側との電気的および機械的
な接続によって中継基板に発生する応力を軽減する。
隔を揃え易くし、また、筐体側との電気的および機械的
な接続によって中継基板に発生する応力を軽減する。
【0046】短い中継基板には、信号電極と接地電極を
組み合わせた基板側の配線部分のグループ(例えば非対
称ストリップ線路)の位置に配置され、好ましくは、基
板の支持機構とは独立させた別の支持機構によって、筐
体に対して位置決め固定される。
組み合わせた基板側の配線部分のグループ(例えば非対
称ストリップ線路)の位置に配置され、好ましくは、基
板の支持機構とは独立させた別の支持機構によって、筐
体に対して位置決め固定される。
【0047】請求項8の光導波路デバイスでは、表面側
の信号電極と組み合わせる形式で誘電体基板の裏面にも
接地電極が配置(例えば請求項2)され、この裏面の接
地電極は、中継基板の裏面の中継配線で中継されて、筐
体側に連絡される。中継基板の裏面の中継配線は、誘電
体基板の縁部分における裏面の接地電極に対して、その
配置と寸法をほぼ一致させて形成され、幅一杯に多数の
ワイヤボンディングを配置する等して基板側に接続さ
れ、反対側の縁部分では、同様に幅一杯を用いた形式で
筐体側に接続される。
の信号電極と組み合わせる形式で誘電体基板の裏面にも
接地電極が配置(例えば請求項2)され、この裏面の接
地電極は、中継基板の裏面の中継配線で中継されて、筐
体側に連絡される。中継基板の裏面の中継配線は、誘電
体基板の縁部分における裏面の接地電極に対して、その
配置と寸法をほぼ一致させて形成され、幅一杯に多数の
ワイヤボンディングを配置する等して基板側に接続さ
れ、反対側の縁部分では、同様に幅一杯を用いた形式で
筐体側に接続される。
【0048】請求項9の光導波路デバイスでは、誘電体
基板に並列な2本の光導波路が配置され、2本の光導波
路のそれぞれに対応させて信号電極が2個配置(例えば
請求項5)され、それぞれの信号電極は背中合わせの反
対方向に配線部分を引き出して配置される。中継部材
は、誘電体基板側の配線部分の配置に合わせて、基板側
の2つの縁部分のそれぞれに沿って配置される。中継部
材における中継配線の配置に適合させて筐体側にも2系
統に端子が配置される。
基板に並列な2本の光導波路が配置され、2本の光導波
路のそれぞれに対応させて信号電極が2個配置(例えば
請求項5)され、それぞれの信号電極は背中合わせの反
対方向に配線部分を引き出して配置される。中継部材
は、誘電体基板側の配線部分の配置に合わせて、基板側
の2つの縁部分のそれぞれに沿って配置される。中継部
材における中継配線の配置に適合させて筐体側にも2系
統に端子が配置される。
【0049】請求項10の光導波路デバイスでは、誘電
体基板を横断する方向で該基板の表面層に形成されて印
加された電界の強度に応じて光路の屈折率を変化させる
一対の光導波路と、該一対の光導波路の一方に対応させ
て前記基板上に配置した信号電極と、該一対の光導波路
の他方に対応させて前記基板上に配置した接地電極とを
有し、前記信号電極が、前記一方の光導波路に沿った部
分の両端から前記光導波路と交差する方向に引き出され
て前記基板の一方の縁部分まで延長された配線部分を有
し、前記接地電極が、前記信号電極の前記縁部分の側に
配置されるとともに、前記他方の光導波路に沿った部分
の両端から前記配線部分にほぼ一定の間隔で対向して前
記縁部分まで延長された光導波路デバイスにおいて、前
記接地電極と協働して前記配線部分を挟み込み、前記信
号電極の前記一方の光導波路に沿った部分にも部分的に
対向して前記両端を基点にして次第に対向間隔を拡大す
る別の接地電極を前記基板の表面に形成したものであ
る。
体基板を横断する方向で該基板の表面層に形成されて印
加された電界の強度に応じて光路の屈折率を変化させる
一対の光導波路と、該一対の光導波路の一方に対応させ
て前記基板上に配置した信号電極と、該一対の光導波路
の他方に対応させて前記基板上に配置した接地電極とを
有し、前記信号電極が、前記一方の光導波路に沿った部
分の両端から前記光導波路と交差する方向に引き出され
て前記基板の一方の縁部分まで延長された配線部分を有
し、前記接地電極が、前記信号電極の前記縁部分の側に
配置されるとともに、前記他方の光導波路に沿った部分
の両端から前記配線部分にほぼ一定の間隔で対向して前
記縁部分まで延長された光導波路デバイスにおいて、前
記接地電極と協働して前記配線部分を挟み込み、前記信
号電極の前記一方の光導波路に沿った部分にも部分的に
対向して前記両端を基点にして次第に対向間隔を拡大す
る別の接地電極を前記基板の表面に形成したものであ
る。
【0050】請求項10の光導波路デバイスでは、配線
部分を両側から幅広の接地電極で挟み込むコプレーナス
トリップ線路とし、信号電極の曲がり部分を越えた位置
から先の電極部分の中央部分を、信号電極の片側に幅広
の接地電極を対向させる非対称ストリップ線路とし、コ
プレーナストリップ線路と非対称ストリップ線路の境界
の部分を、「一方の接地電極が信号電極から次第に遠ざ
かる形式の線路」としている。
部分を両側から幅広の接地電極で挟み込むコプレーナス
トリップ線路とし、信号電極の曲がり部分を越えた位置
から先の電極部分の中央部分を、信号電極の片側に幅広
の接地電極を対向させる非対称ストリップ線路とし、コ
プレーナストリップ線路と非対称ストリップ線路の境界
の部分を、「一方の接地電極が信号電極から次第に遠ざ
かる形式の線路」としている。
【0051】この「一方の接地電極が信号電極から次第
に遠ざかる形式の線路」は、配線部分と電極部分の境界
部分におけるインピーダンスの変化をゆるやかにして段
差を解消する。そして、信号電極の大きな部分を占める
電極部分で信号電極と接地電極の対向長さを節約し、信
号電極の全体をコプレーナストリップ線路とする場合よ
りも、電極と接地電極の間の静電容量を小さく済ませ
る。
に遠ざかる形式の線路」は、配線部分と電極部分の境界
部分におけるインピーダンスの変化をゆるやかにして段
差を解消する。そして、信号電極の大きな部分を占める
電極部分で信号電極と接地電極の対向長さを節約し、信
号電極の全体をコプレーナストリップ線路とする場合よ
りも、電極と接地電極の間の静電容量を小さく済ませ
る。
【0052】
【実施例】図2は第1実施例のマッハツェンダ型光変調
器の説明図、図3は図2の光変調器におけるマイクロ波
の透過特性の線図、図4は図2の光変調器における光応
答特性の線図、図5は図2の光変調器における電気的干
渉の測定結果を示す線図である。図2中、(a) は実施
例、(b) は(a) とは電極配置を異ならせた比較例であ
る。また、図3〜図4中、実線は図2(a) の光変調器、
破線は図2(b) の光変調器における測定結果である。
器の説明図、図3は図2の光変調器におけるマイクロ波
の透過特性の線図、図4は図2の光変調器における光応
答特性の線図、図5は図2の光変調器における電気的干
渉の測定結果を示す線図である。図2中、(a) は実施
例、(b) は(a) とは電極配置を異ならせた比較例であ
る。また、図3〜図4中、実線は図2(a) の光変調器、
破線は図2(b) の光変調器における測定結果である。
【0053】図2のマッハツェンダ型光変調器は、二電
極型のもので、上下対称に形成された一対の光導波路を
それぞれの信号電極3sで独立に制御して、第3実施例
として後述する単一電極型のものよりも複雑な光変調を
可能にしている。
極型のもので、上下対称に形成された一対の光導波路を
それぞれの信号電極3sで独立に制御して、第3実施例
として後述する単一電極型のものよりも複雑な光変調を
可能にしている。
【0054】図2(a) において、光変調器は次のように
して製作された。まず、幅2mm、厚さ1mmのLiNbO3結晶
のZカット基板上にTiを0.095μm の厚さに成膜
し、所望の光導波路の形状にパターンニングし、100
0°Cで8時間加熱してLiNbO3結晶中にTi原子を熱拡散
させ、Y型分岐路Yi、Yoを有する高屈折率の光導波
路2i〜2oを形成した。次に、基板の表面に1.2μ
m のバッファ層を薄膜形成し、さらにバッファ層上に2
0μm の金属層を薄膜形成して、金属層から各電極を成
形した。ここで、アース(接地)電極3eの幅は1mm、
電極長は50mm、信号電極3sの幅はそれぞれ5μm 、
信号電極3sと接地電極3eの間隔は15μm に定めら
れた。電極厚さ20μm とバッファ層厚さ1.2μm の
組み合わせは、光とマイクロ波との速度が整合する条件
である。
して製作された。まず、幅2mm、厚さ1mmのLiNbO3結晶
のZカット基板上にTiを0.095μm の厚さに成膜
し、所望の光導波路の形状にパターンニングし、100
0°Cで8時間加熱してLiNbO3結晶中にTi原子を熱拡散
させ、Y型分岐路Yi、Yoを有する高屈折率の光導波
路2i〜2oを形成した。次に、基板の表面に1.2μ
m のバッファ層を薄膜形成し、さらにバッファ層上に2
0μm の金属層を薄膜形成して、金属層から各電極を成
形した。ここで、アース(接地)電極3eの幅は1mm、
電極長は50mm、信号電極3sの幅はそれぞれ5μm 、
信号電極3sと接地電極3eの間隔は15μm に定めら
れた。電極厚さ20μm とバッファ層厚さ1.2μm の
組み合わせは、光とマイクロ波との速度が整合する条件
である。
【0055】このように構成されたマッハツェンダ型光
変調器では、波長1.55μm の半導体レーザ光に対し
て、一方の信号電極3sを接地して単一電極型に動作さ
せた場合の動作電圧は3.2V、相補信号で動作させた
場合の動作電圧は1.6Vであった。また、特性インピ
ーダンスは周波数**Hzを中心とする帯域で50Ωを確
保でき、11GHz以下におけるマイクロ波の反射は−1
8dB以下であった。すなわち、2つの信号電極3sをい
ずれも非対称ストリップラインとし、非対称ストリップ
ラインの形式を、曲がり部7の外側に幅広の接地電極を
平行に組み合わせる形式に選択したから、電極間の静電
容量を小さくして特性インピーダンスの低減を防止でき
た。
変調器では、波長1.55μm の半導体レーザ光に対し
て、一方の信号電極3sを接地して単一電極型に動作さ
せた場合の動作電圧は3.2V、相補信号で動作させた
場合の動作電圧は1.6Vであった。また、特性インピ
ーダンスは周波数**Hzを中心とする帯域で50Ωを確
保でき、11GHz以下におけるマイクロ波の反射は−1
8dB以下であった。すなわち、2つの信号電極3sをい
ずれも非対称ストリップラインとし、非対称ストリップ
ラインの形式を、曲がり部7の外側に幅広の接地電極を
平行に組み合わせる形式に選択したから、電極間の静電
容量を小さくして特性インピーダンスの低減を防止でき
た。
【0056】図3はマイクロ波の透過特性を示す図であ
り、実線は第1実施例における測定結果である。破線
は、図2(a) と基板の大きさや光導波路の条件を揃え
て、図2(b) のように電極を配置し直した比較例におけ
る測定結果である。
り、実線は第1実施例における測定結果である。破線
は、図2(a) と基板の大きさや光導波路の条件を揃え
て、図2(b) のように電極を配置し直した比較例におけ
る測定結果である。
【0057】従来、幅が1mm以上、厚さが0.5mm以上
の基板を用いると、高周波数領域で動作が不安定にな
り、電極の通過特性に破線のような共振によるスパイク
状の落ち込みが発生することが報告されており、実際に
図2(b) の電極配置でも通過特性の落ち込みが確認され
た。しかし、図2(a) の電極配置の採用によって、幅2
mm、厚さ1mmといった大型の基板を用いても高周波数領
域におけるスパイク状の落ち込みは回避されることとな
り、高周波数領域における光変調器の動作が安定化され
た。このことは、基板の断面方向におけるマイクロ波の
共振が解消されたためであると推察される。
の基板を用いると、高周波数領域で動作が不安定にな
り、電極の通過特性に破線のような共振によるスパイク
状の落ち込みが発生することが報告されており、実際に
図2(b) の電極配置でも通過特性の落ち込みが確認され
た。しかし、図2(a) の電極配置の採用によって、幅2
mm、厚さ1mmといった大型の基板を用いても高周波数領
域におけるスパイク状の落ち込みは回避されることとな
り、高周波数領域における光変調器の動作が安定化され
た。このことは、基板の断面方向におけるマイクロ波の
共振が解消されたためであると推察される。
【0058】図4は光応答特性を比較する図であり、実
線は第1実施例における測定結果である。図3の結果に
も対応して、従来または図2(b) の比較例の電極配置の
ものでは、破線のように10GHz以上で光応答特性が急
激に悪化していたが、第1実施例では、実線で示される
ように、20GHzまでフラットな特性が得られており、
3dB帯域は16GHzにまで達していた。この結果から、
第1実施例のマッハツェンダ型光変調器では、光とマイ
クロ波の速度整合がほぼ取れているものと推察される。
線は第1実施例における測定結果である。図3の結果に
も対応して、従来または図2(b) の比較例の電極配置の
ものでは、破線のように10GHz以上で光応答特性が急
激に悪化していたが、第1実施例では、実線で示される
ように、20GHzまでフラットな特性が得られており、
3dB帯域は16GHzにまで達していた。この結果から、
第1実施例のマッハツェンダ型光変調器では、光とマイ
クロ波の速度整合がほぼ取れているものと推察される。
【0059】図5は信号電極間の電気的干渉を測定した
結果である。結果は−18dB以下と良好であり、中央に
アース電極3eを設けたことによる効果が確認できた。
図2(b) のアース電極3mに比較して、第1実施例のア
ース電極は、電極間の電気干渉を抑制する点でも優れて
いることが確認され、図2(b) のアース電極3mを除去
したことによる悪影響は認められなかった。
結果である。結果は−18dB以下と良好であり、中央に
アース電極3eを設けたことによる効果が確認できた。
図2(b) のアース電極3mに比較して、第1実施例のア
ース電極は、電極間の電気干渉を抑制する点でも優れて
いることが確認され、図2(b) のアース電極3mを除去
したことによる悪影響は認められなかった。
【0060】図6は第2実施例のマッハツェンダ型光変
調器の説明図である。図中、(a) は裏面、(b) は(a) 図
中のX─X断面である。ここでは、第1実施例の二電極
型のマッハツェンダ型光変調器の裏面側に別の接地電極
が追加された。
調器の説明図である。図中、(a) は裏面、(b) は(a) 図
中のX─X断面である。ここでは、第1実施例の二電極
型のマッハツェンダ型光変調器の裏面側に別の接地電極
が追加された。
【0061】図6において、図2のマッハツェンダ型光
変調器の裏面には、表面側の信号電極3sおよびアース
電極3eに共通に対向して幅全体を覆うアース電極3g
が設けられた。
変調器の裏面には、表面側の信号電極3sおよびアース
電極3eに共通に対向して幅全体を覆うアース電極3g
が設けられた。
【0062】このように構成されたマッハツェンダ型光
変調器では、図2のマッハツェンダ型光変調器よりも、
さらに図3〜図5の各特性が改善された。
変調器では、図2のマッハツェンダ型光変調器よりも、
さらに図3〜図5の各特性が改善された。
【0063】図7は、第3実施例のマッハツェンダ型光
変調器の説明図である。図中、(a)は第3実施例、(b)
、(c) は、(a) に対して電極配置のみを異ならせた比
較例を示す。ここでは、単一電極型のマッハツェンダ型
光変調器が示される。
変調器の説明図である。図中、(a)は第3実施例、(b)
、(c) は、(a) に対して電極配置のみを異ならせた比
較例を示す。ここでは、単一電極型のマッハツェンダ型
光変調器が示される。
【0064】図7において、第1実施例と同様なLiNbO3
結晶のZカット基板上には、第1実施例と同様の製造方
法で、光導波路2i〜2o、信号電極3s、アース電極
3eが形成される。ただし、Y分岐Yi、Yoの間の光
導波路2a、2bの間隔は15μm と非常に狭く定めて
ある。これは、この間隔がほぼそのまま信号電極3sと
アース電極3eの間隔となり、この間隔を拡大すると、
一定の印加電圧に対して光導波路2a、2bに作用する
電界が弱まるからである。
結晶のZカット基板上には、第1実施例と同様の製造方
法で、光導波路2i〜2o、信号電極3s、アース電極
3eが形成される。ただし、Y分岐Yi、Yoの間の光
導波路2a、2bの間隔は15μm と非常に狭く定めて
ある。これは、この間隔がほぼそのまま信号電極3sと
アース電極3eの間隔となり、この間隔を拡大すると、
一定の印加電圧に対して光導波路2a、2bに作用する
電界が弱まるからである。
【0065】光導波路2bの直上に設けた信号電極3s
の電極部分の両端から、配線部分が手前側の辺に向かっ
て引き出される。一方、光導波路2aの直上から反対側
の辺に向かって拡張されたアース電極3eの電極部分の
両端から、信号電極3sの曲がり部分7を外側から囲む
形式で、配線部分が手前側の辺に向かって引き出され
る。
の電極部分の両端から、配線部分が手前側の辺に向かっ
て引き出される。一方、光導波路2aの直上から反対側
の辺に向かって拡張されたアース電極3eの電極部分の
両端から、信号電極3sの曲がり部分7を外側から囲む
形式で、配線部分が手前側の辺に向かって引き出され
る。
【0066】このように構成されたマッハツェンダ型光
変調器では、アース電極3eの外側に信号電極3sを配
置した(b) の比較例のマッハツェンダ型光変調器に比較
して高周波数領域で特性の安定化が著しい。この理由の
1つは、(b) の電極配置では信号電極3sの電極部分と
配線部分の境界部分7aにインピーダンスのくびれが形
成されるためと考えられる。
変調器では、アース電極3eの外側に信号電極3sを配
置した(b) の比較例のマッハツェンダ型光変調器に比較
して高周波数領域で特性の安定化が著しい。この理由の
1つは、(b) の電極配置では信号電極3sの電極部分と
配線部分の境界部分7aにインピーダンスのくびれが形
成されるためと考えられる。
【0067】また、信号電極3sを両側からアース電極
3eで挟み混む(c) の別の比較例のマッハツェンダ型光
変調器に比較して、信号電極3sとアース電極3eの間
隔を同じに設定した場合のマッハツェンダ型光変調器の
入力インピーダンスが大きくなる。これは、信号電極3
sとアース電極3eの対向長さが少ない分、両者間の静
電容量が小さくなるためである。
3eで挟み混む(c) の別の比較例のマッハツェンダ型光
変調器に比較して、信号電極3sとアース電極3eの間
隔を同じに設定した場合のマッハツェンダ型光変調器の
入力インピーダンスが大きくなる。これは、信号電極3
sとアース電極3eの対向長さが少ない分、両者間の静
電容量が小さくなるためである。
【0068】図8は第4実施例のマッハツェンダ型光変
調器の説明図である。ここでは、単一電極型のマッハツ
ェンダ型光変調器が示される。
調器の説明図である。ここでは、単一電極型のマッハツ
ェンダ型光変調器が示される。
【0069】図7において、第1実施例と同様なLiNbO3
結晶のZカット基板上には、第1実施例と同様の製造方
法で、光導波路2i〜2o、信号電極3s、アース電極
3eが形成される。また、光導波路2a、2bに関する
寸法は第3実施例と同様に定めてある。
結晶のZカット基板上には、第1実施例と同様の製造方
法で、光導波路2i〜2o、信号電極3s、アース電極
3eが形成される。また、光導波路2a、2bに関する
寸法は第3実施例と同様に定めてある。
【0070】光導波路2bの直上に設けたアース電極3
eは、手前側の辺まで拡張されて配線部分を形成する。
筐体に実装された際に、この辺の全長には、多数のワイ
ヤボンディングが配列され、アース電極3sは筐体側と
面状に連絡される。一方、信号電極3sの曲がり部分7
の外側には、信号電極3sの配線部分に沿って上述の辺
にまで延長されるとともに、信号電極3sの電極部分の
両端から中央に向かって電極部分から次第に遠ざかる別
の接地電極3eが配置される。
eは、手前側の辺まで拡張されて配線部分を形成する。
筐体に実装された際に、この辺の全長には、多数のワイ
ヤボンディングが配列され、アース電極3sは筐体側と
面状に連絡される。一方、信号電極3sの曲がり部分7
の外側には、信号電極3sの配線部分に沿って上述の辺
にまで延長されるとともに、信号電極3sの電極部分の
両端から中央に向かって電極部分から次第に遠ざかる別
の接地電極3eが配置される。
【0071】このように構成されたマッハツェンダ型光
変調器では、図7(b) の比較例のマッハツェンダ型光変
調器に比較して高周波数領域で特性の安定化が著しく、
さらに、図7(c) の別の比較例のマッハツェンダ型光変
調器に比較して、マッハツェンダ型光変調器の入力イン
ピーダンスが大きくなる。
変調器では、図7(b) の比較例のマッハツェンダ型光変
調器に比較して高周波数領域で特性の安定化が著しく、
さらに、図7(c) の別の比較例のマッハツェンダ型光変
調器に比較して、マッハツェンダ型光変調器の入力イン
ピーダンスが大きくなる。
【0072】図9は、LiNbO3等の異方性結晶から製作さ
れる光導波路デバイスの2つの形式の説明図である。図
中、(a) はZカット基板によるもの、(b) はXカット基
板によるものである。ここでは、第1〜第4実施例が、
Zカット以外の他の結晶面上にも形成できることを説明
する。
れる光導波路デバイスの2つの形式の説明図である。図
中、(a) はZカット基板によるもの、(b) はXカット基
板によるものである。ここでは、第1〜第4実施例が、
Zカット以外の他の結晶面上にも形成できることを説明
する。
【0073】光導波路デバイスは、LiNbO3やLiTaO3等の
電気光学結晶の表面にTi等の金属薄膜による所望のパタ
ーンを形成した後、金属薄膜の原子を結晶中に熱拡散さ
せたり、安息香酸等の酸性溶液中に浸漬してプロトン交
換することによって光導波路を形成し、基板の方向に適
合させて光導波路に電極を組み合わせて形成される。
電気光学結晶の表面にTi等の金属薄膜による所望のパタ
ーンを形成した後、金属薄膜の原子を結晶中に熱拡散さ
せたり、安息香酸等の酸性溶液中に浸漬してプロトン交
換することによって光導波路を形成し、基板の方向に適
合させて光導波路に電極を組み合わせて形成される。
【0074】図9において、LiNbO3等の異方性結晶で
は、結晶のZ方向に強い電気光学特性が得られるため、
電極配置は、光導波路にZ方向の電界が作用されるよう
に決定される。
は、結晶のZ方向に強い電気光学特性が得られるため、
電極配置は、光導波路にZ方向の電界が作用されるよう
に決定される。
【0075】図9(a) では、表面側をX−Y平面とした
Zカット基板1zを用いるので、光導波路2a、2bの
直上に信号電極3sおよびアース電極3eを配置し、光
導波路2a、2bに対してZ方向、すなわち垂直に電界
5を作用させる。
Zカット基板1zを用いるので、光導波路2a、2bの
直上に信号電極3sおよびアース電極3eを配置し、光
導波路2a、2bに対してZ方向、すなわち垂直に電界
5を作用させる。
【0076】図9(b) では、表面側をZ−Y平面とした
Xカット基板1xを用いるので、光導波路2a、2bを
挟み込む形式で信号電極3sおよびアース電極3eを配
置し、光導波路2a、2bに対してZ方向、すなわち水
平に電界5を作用させる。
Xカット基板1xを用いるので、光導波路2a、2bを
挟み込む形式で信号電極3sおよびアース電極3eを配
置し、光導波路2a、2bに対してZ方向、すなわち水
平に電界5を作用させる。
【0077】第1実施例〜第4実施例では、Zカット基
板を用いたマッハツェンダ型光変調器が示されるが、電
極と光導波路の配置関係を図9(b) のように変更するこ
とによって、Xカット基板やYカット基板でも同様にマ
ッハツェンダ型光変調器を構成できる。
板を用いたマッハツェンダ型光変調器が示されるが、電
極と光導波路の配置関係を図9(b) のように変更するこ
とによって、Xカット基板やYカット基板でも同様にマ
ッハツェンダ型光変調器を構成できる。
【0078】図10は、図7(c) の別の比較例における
特性インピーダンスの実測値と信号電極とアース電極の
対向間隔の関係を示す線図である。
特性インピーダンスの実測値と信号電極とアース電極の
対向間隔の関係を示す線図である。
【0079】図10において、信号電極3sは、その両
側をアース電極3eで挟み込んだコプレーナストリップ
線路に形成されている。信号電極3sとアース電極3e
とはギャップGの空気層および誘電体基板内に形成され
る電界に沿った長さの誘電体層を介して対向して静電容
量を構成する。信号電極3sとアース電極3eの高さh
を共に10μm とするとき、マッハツェンダ型光変調器
の特性インピーダンスを規格の50Ωとするには、電極
間隔を40μm にも定める必要があった。しかし、図7
(a) の第3実施例によれば、電極間隔を20μm 以下に
定めても50Ωの特性インピーダンスを確保できる。こ
のことは、50Ωの特性インピーダンスを確保してより
強い電界を光導波路に作用できる、換言すれば、より低
い動作電圧または光路長さで十分な光変調を獲得できる
ことを意味する。
側をアース電極3eで挟み込んだコプレーナストリップ
線路に形成されている。信号電極3sとアース電極3e
とはギャップGの空気層および誘電体基板内に形成され
る電界に沿った長さの誘電体層を介して対向して静電容
量を構成する。信号電極3sとアース電極3eの高さh
を共に10μm とするとき、マッハツェンダ型光変調器
の特性インピーダンスを規格の50Ωとするには、電極
間隔を40μm にも定める必要があった。しかし、図7
(a) の第3実施例によれば、電極間隔を20μm 以下に
定めても50Ωの特性インピーダンスを確保できる。こ
のことは、50Ωの特性インピーダンスを確保してより
強い電界を光導波路に作用できる、換言すれば、より低
い動作電圧または光路長さで十分な光変調を獲得できる
ことを意味する。
【0080】図11は、第5実施例の実装されたマッハ
ツェンダ型光変調器の説明図である。図中、(a) は正面
図、(b) は(a) 図中のX−X断面図である。ここでは、
第3実施例型デバイスチップを筐体に中継基板を用いて
実装した構造が示され、中継基板にデバイスチップの基
板と同一材料が選択され、デバイスチップの基板と中継
基板の両方の裏面に接地電極が配置される。
ツェンダ型光変調器の説明図である。図中、(a) は正面
図、(b) は(a) 図中のX−X断面図である。ここでは、
第3実施例型デバイスチップを筐体に中継基板を用いて
実装した構造が示され、中継基板にデバイスチップの基
板と同一材料が選択され、デバイスチップの基板と中継
基板の両方の裏面に接地電極が配置される。
【0081】図11において、LiNbO3単結晶基板110
の表面層には、基板110を長手方向に横断して光導波
路120が形成される。光導波路120は、入口と出口
を共有する2本の光導波路121、122を有し、光導
波路120の入口と出口に対応させて、基板110の左
右の2辺に光コネクタ111が設けられる。
の表面層には、基板110を長手方向に横断して光導波
路120が形成される。光導波路120は、入口と出口
を共有する2本の光導波路121、122を有し、光導
波路120の入口と出口に対応させて、基板110の左
右の2辺に光コネクタ111が設けられる。
【0082】光導波路121の上には、図示しない低屈
折率層を介して信号電極130が形成され、信号電極1
30は、光導波路121に沿った電極部分131の両端
から直角に曲げて下辺にまで延長した配線部分132を
有する。信号電極130の配線部分132の一方には図
示しない信号源、他方には図示しない抵抗を介して筐体
(接地レベル)がそれぞれ接続され、信号電極130
は、高周波信号の反射端を形成しない進行波電極として
使用される。
折率層を介して信号電極130が形成され、信号電極1
30は、光導波路121に沿った電極部分131の両端
から直角に曲げて下辺にまで延長した配線部分132を
有する。信号電極130の配線部分132の一方には図
示しない信号源、他方には図示しない抵抗を介して筐体
(接地レベル)がそれぞれ接続され、信号電極130
は、高周波信号の反射端を形成しない進行波電極として
使用される。
【0083】光導波路122の上には、図示しない低屈
折率層を介して接地電極140が配置され、接地電極1
40は、光導波路122に沿った電極部分141の両端
から配線部分132と同じ方向に引き出した配線部分1
42を有する。
折率層を介して接地電極140が配置され、接地電極1
40は、光導波路122に沿った電極部分141の両端
から配線部分132と同じ方向に引き出した配線部分1
42を有する。
【0084】信号電極130の細い配線部分132と接
地電極140の幅広の接地部分142は、基板110上
で、実際には50μm 以下の狭い間隔で対向して非対称
ストリップ線路を構成する。
地電極140の幅広の接地部分142は、基板110上
で、実際には50μm 以下の狭い間隔で対向して非対称
ストリップ線路を構成する。
【0085】細い中継配線152と幅広の中継配線15
3は、基板110と結晶方位を揃えたLiNbO3単結晶の中
継基板151上に、基板110の下辺における配線部分
132と配線部分142に対して、その幾何学的な配置
と寸法を揃えて形成される。中継配線152と中継配線
153は、中継部材150上で非対称ストリップ線路を
構成する。中継部材150の裏面側には、基板110の
裏面の接地電極117に揃えて、接地電極157が形成
される。
3は、基板110と結晶方位を揃えたLiNbO3単結晶の中
継基板151上に、基板110の下辺における配線部分
132と配線部分142に対して、その幾何学的な配置
と寸法を揃えて形成される。中継配線152と中継配線
153は、中継部材150上で非対称ストリップ線路を
構成する。中継部材150の裏面側には、基板110の
裏面の接地電極117に揃えて、接地電極157が形成
される。
【0086】光導波路デバイスを外部環境から保護して
外部の装置との接続を容易にする筐体160には、光コ
ネクタ164、高周波コネクタ161、基板110と中
継基板151を共通に支持する支持板168がそれぞれ
固定される。光コネクタ164は、基板110側の光コ
ネクタ111に対して光ファイバー165によって接続
される。柔軟な配線162は、中継基板151上の中継
配線153を筐体160に接続する。
外部の装置との接続を容易にする筐体160には、光コ
ネクタ164、高周波コネクタ161、基板110と中
継基板151を共通に支持する支持板168がそれぞれ
固定される。光コネクタ164は、基板110側の光コ
ネクタ111に対して光ファイバー165によって接続
される。柔軟な配線162は、中継基板151上の中継
配線153を筐体160に接続する。
【0087】このように構成されたマッハツェンダ型光
変調器では、中継部材150が、基板110と筐体16
0の間隔を埋めて空中配線の長さを最小にする。中継部
材150は、中央で2つに分割され、左右両方の配線部
分248における基板110と中継部材150の間隔調
整を容易にしている。基板110と中継部材150の対
応する部分同志は、ワイヤボンディング138、148
で接続される。裏面側の接地電極は支持部材168を通
じて短絡する。中継部材150の中継配線152は、筐
体160のコネクタ161の芯線163に接続される。
変調器では、中継部材150が、基板110と筐体16
0の間隔を埋めて空中配線の長さを最小にする。中継部
材150は、中央で2つに分割され、左右両方の配線部
分248における基板110と中継部材150の間隔調
整を容易にしている。基板110と中継部材150の対
応する部分同志は、ワイヤボンディング138、148
で接続される。裏面側の接地電極は支持部材168を通
じて短絡する。中継部材150の中継配線152は、筐
体160のコネクタ161の芯線163に接続される。
【0088】そして、信号電極130を進行波電極と
し、光導波路120にレーザー光を入射させ、信号電極
130に変調信号を印加すると、光導波路121、12
2を伝播する光の位相差が制御され、出力される光がO
N−OFF変調される。
し、光導波路120にレーザー光を入射させ、信号電極
130に変調信号を印加すると、光導波路121、12
2を伝播する光の位相差が制御され、出力される光がO
N−OFF変調される。
【0089】図12は、第6実施例の実装されたマッハ
ツェンダ型光変調器の説明図である。ここでは、第1実
施例型デバイスチップを筐体に中継基板を用いて実装し
た構造が示される。
ツェンダ型光変調器の説明図である。ここでは、第1実
施例型デバイスチップを筐体に中継基板を用いて実装し
た構造が示される。
【0090】図12において、LiNbO3単結晶基板210
の表面層には、光導波路220が形成される。光導波路
220は、2本の光導波路221、222を有し、基板
210の左右の2辺に光コネクタ211が設けられる。
の表面層には、光導波路220が形成される。光導波路
220は、2本の光導波路221、222を有し、基板
210の左右の2辺に光コネクタ211が設けられる。
【0091】光導波路221の上には信号電極230の
電極部分231、光導波路222の上には信号電極27
0の電極部分271がそれぞれ配置され、信号電極23
0の配線部分232は基板210の下辺に、信号電極2
70の配線部分272は基板210の上辺に引き出され
る。
電極部分231、光導波路222の上には信号電極27
0の電極部分271がそれぞれ配置され、信号電極23
0の配線部分232は基板210の下辺に、信号電極2
70の配線部分272は基板210の上辺に引き出され
る。
【0092】光導波路221と光導波路222の間の基
板210表面にはH型の接地電極240が配置され、接
地電極240は、配線部分231に沿った配線部分24
2および配線部分272に沿った配線部分244を有
し、信号電極230、270の細い配線部分132に対
して、接地電極140の配線部分242、244は10
0倍以上の幅に設定される。
板210表面にはH型の接地電極240が配置され、接
地電極240は、配線部分231に沿った配線部分24
2および配線部分272に沿った配線部分244を有
し、信号電極230、270の細い配線部分132に対
して、接地電極140の配線部分242、244は10
0倍以上の幅に設定される。
【0093】中継基板251は、基板210と結晶方位
を揃えたLiNbO3単結晶材料で形成され、中継配線252
と中継配線153は、基板210の下辺における配線部
分232と配線部分242の幾何学的な配置と寸法を揃
えて形成される。また、中継基板281は、基板210
と結晶方位を揃えたLiNbO3単結晶材料で形成され、中継
配線282と中継配線283は、基板210の上辺にお
ける配線部分272と配線部分244に対して、その幾
何学的な配置と寸法を揃えて形成される。
を揃えたLiNbO3単結晶材料で形成され、中継配線252
と中継配線153は、基板210の下辺における配線部
分232と配線部分242の幾何学的な配置と寸法を揃
えて形成される。また、中継基板281は、基板210
と結晶方位を揃えたLiNbO3単結晶材料で形成され、中継
配線282と中継配線283は、基板210の上辺にお
ける配線部分272と配線部分244に対して、その幾
何学的な配置と寸法を揃えて形成される。
【0094】筐体260には、光コネクタ264、高周
波コネクタ261、266、基板210と中継基板25
1、281を共通に支持する支持板268、がそれぞれ
固定される。光コネクタ264は、基板210側の光コ
ネクタ211に対して光ファイバー265によって接続
される。柔軟な配線262、267は、中継基板25
1、281上の中継配線253、283を筐体260に
接続する。
波コネクタ261、266、基板210と中継基板25
1、281を共通に支持する支持板268、がそれぞれ
固定される。光コネクタ264は、基板210側の光コ
ネクタ211に対して光ファイバー265によって接続
される。柔軟な配線262、267は、中継基板25
1、281上の中継配線253、283を筐体260に
接続する。
【0095】このように構成されたマッハツェンダ型光
変調器では、中継部材250、280は、配線部分23
2、242、272、244の配置部分のみを占める狭
い形状に形成される。基板210と中継部材250の対
応する部分同志は、ワイヤボンディング238、24
8、272、247で接続される。中継部材250、2
80の中継配線252、282は、筐体160のコネク
タ261、266の芯線263、268に接続される。
変調器では、中継部材250、280は、配線部分23
2、242、272、244の配置部分のみを占める狭
い形状に形成される。基板210と中継部材250の対
応する部分同志は、ワイヤボンディング238、24
8、272、247で接続される。中継部材250、2
80の中継配線252、282は、筐体160のコネク
タ261、266の芯線263、268に接続される。
【0096】そして、信号電極230、270を進行波
電極とし、光導波路120にレーザー光を入射させ、信
号電極230、270に変調信号を印加すると、光導波
路221、222を伝播する光の位相差が制御され、出
力される光がON−OFF変調される。
電極とし、光導波路120にレーザー光を入射させ、信
号電極230、270に変調信号を印加すると、光導波
路221、222を伝播する光の位相差が制御され、出
力される光がON−OFF変調される。
【0097】
【発明の効果】請求項1の光導波路デバイスによれば、
非対称ストリップ線路における接地電極の配置方向を特
定の方向に定め、接地電極の幅を信号電極よりも大きく
定めたため、(a) デバイスチップに定めた寸法の共振現
象が抑制され、(b) 信号経路を通じたインピーダンスの
段差が解消され、コプレーナストリップ線路を採用する
場合よりも信号電極のインピーダンスが大きい。従っ
て、光導波路デバイスの高周波数領域における特性が安
定化される。また、光導波路デバイスの入力インピーダ
ンスを確保しつつ、信号電極と接地電極の間隔を狭くで
きるから、光導波路デバイスの低電圧動作や小型化が容
易になる。
非対称ストリップ線路における接地電極の配置方向を特
定の方向に定め、接地電極の幅を信号電極よりも大きく
定めたため、(a) デバイスチップに定めた寸法の共振現
象が抑制され、(b) 信号経路を通じたインピーダンスの
段差が解消され、コプレーナストリップ線路を採用する
場合よりも信号電極のインピーダンスが大きい。従っ
て、光導波路デバイスの高周波数領域における特性が安
定化される。また、光導波路デバイスの入力インピーダ
ンスを確保しつつ、信号電極と接地電極の間隔を狭くで
きるから、光導波路デバイスの低電圧動作や小型化が容
易になる。
【0098】請求項2の光導波路デバイスによれば、光
導波路デバイスの高周波数領域における特性がさらに安
定化される。
導波路デバイスの高周波数領域における特性がさらに安
定化される。
【0099】請求項3〜5の光導波路デバイスによれ
ば、マッハツェンダ光変調器の入力インピーダンスを確
保しつつ、その高周波数領域における特性を安定化でき
る。
ば、マッハツェンダ光変調器の入力インピーダンスを確
保しつつ、その高周波数領域における特性を安定化でき
る。
【0100】請求項6〜9の光導波路デバイスによれ
ば、筐体─中継部材─信号電極─接地電極と続く信号伝
達経路におけるインピーダンスの段差が解消され、光導
波路デバイスの損失が減少し、高周波数領域における動
作も安定化される。また、途中のワイヤボンディングを
含む空中配線が必要最小限の長さで済み、ワイヤボンデ
ィングの自動化等、組立の自動化も容易になる。
ば、筐体─中継部材─信号電極─接地電極と続く信号伝
達経路におけるインピーダンスの段差が解消され、光導
波路デバイスの損失が減少し、高周波数領域における動
作も安定化される。また、途中のワイヤボンディングを
含む空中配線が必要最小限の長さで済み、ワイヤボンデ
ィングの自動化等、組立の自動化も容易になる。
【0101】請求項10の光導波路デバイスによれば、
光導波路デバイスの入力インピーダンスを大きく定める
ことができる。
光導波路デバイスの入力インピーダンスを大きく定める
ことができる。
【図1】請求項1および請求項6の光導波路デバイスの
説明図である。
説明図である。
【図2】第1実施例のマッハツェンダ型光変調器の説明
図である。
図である。
【図3】図2の光変調器におけるマイクロ波の透過特性
の線図である。
の線図である。
【図4】図2の光変調器における光応答特性の線図であ
る。
る。
【図5】図2の光変調器における電気的干渉の測定結果
を示す線図である。
を示す線図である。
【図6】第2実施例のマッハツェンダ型光変調器の説明
図である。
図である。
【図7】第3実施例のマッハツェンダ型光変調器の説明
図である。
図である。
【図8】第4実施例のマッハツェンダ型光変調器の説明
図である。
図である。
【図9】LiNbO3等の異方性結晶から製作される光導波路
デバイスの2つの形式の説明図である。
デバイスの2つの形式の説明図である。
【図10】図7(c) の別の比較例における特性インピー
ダンスの実測値と信号電極とアース電極の対向間隔の関
係を示す線図である。
ダンスの実測値と信号電極とアース電極の対向間隔の関
係を示す線図である。
【図11】第5実施例の実装されたマッハツェンダ型光
変調器の説明図である。
変調器の説明図である。
【図12】第6実施例の実装されたマッハツェンダ型光
変調器の説明図である。
変調器の説明図である。
10 基板 20 光導波路 30 信号電極 40 接地電極 50 中継部材 60 筐体
Claims (10)
- 【請求項1】 誘電体基板を横断する方向で該基板の表
面層に形成され、印加された電界の強度に応じて光路の
屈折率を変化させる光導波路(20)と、該光導波路
(20)に対応させて前記基板(10)上に形成した信
号電極(30)と、該信号電極(30)に対向させて前
記基板(10)上に形成した接地電極(40)とを有
し、該信号電極(30)が、前記光導波路(20)に沿
った電極部分(31)の両端から前記光導波路(20)
に交差する方向に引き出されて前記基板(10)の片方
の縁部分にまで延長された一対の配線部分(32)を有
する光導波路デバイスにおいて、前記配線部分(32)
よりも幅広な前記接地電極(40)の配線部分(42)
を、前記接地電極(40)の電極部分(40)に連続さ
せる形式で前記配線部分(32)に対して一定の間隔で
対向させて、前記信号電極(30)の曲がり部分の外側
を含む一方の側にのみ配置したことを特徴とする光導波
路デバイス。 - 【請求項2】 請求項1の光導波路デバイスにおいて、
少なくとも前記接地電極の外縁と前記信号電極の内縁と
が前記基板上に切り取る面積を覆う別の接地電極を、前
記基板の裏面に形成したことを特徴とする光導波路デバ
イス。 - 【請求項3】 請求項1〜2いずれかの光導波路デバイ
スにおいて、前記光導波路は、入口と出口を共有して中
間で分岐した一対の光導波路で構成され、前記信号電極
と協働してマッハツェンダ光変調器を構成していること
を特徴とする光導波路デバイス。 - 【請求項4】 請求項3の光導波路デバイスにおいて、
前記一対の光導波路の一方に対応して前記信号電極が配
置され、該信号電極に対向させた前記接地電極が他方の
前記光路に対応する電極を兼ねて、単一電極型マッハツ
ェンダ光変調器を構成することを特徴とする光導波路デ
バイス。 - 【請求項5】 請求項3の光導波路デバイスにおいて、
前記一対の光導波路のそれぞれに対応して、独立の前記
信号電極が対称に一対配置されて二電極型マッハツェン
ダ光変調器を構成するとき、一対の前記信号電極にそれ
ぞれ対向する一対の前記接地電極が中央で一体化された
H型の平面形状に形成されていることを特徴とする光導
波路デバイス。 - 【請求項6】 誘電体基板を横断する方向で該基板の表
面層に形成され、印加された電界の強度に応じて光路の
屈折率を変化させる光導波路(20)と、該光導波路
(20)に対応させて前記基板(10)上に形成した信
号電極(30)と、該信号電極(30)に対向させて前
記基板(10)上に形成した接地電極(40)とを有
し、前記基板(10)の片方の縁部分にまで延長された
前記信号電極(30)および接地電極(40)のそれぞ
れの配線部分(32、42)を、中継部材(50)で中
継して、筐体(60)側の複数の端子(61、62)に
それぞれ接続する形式で実装された光導波路デバイスに
おいて、前記中継部材(50)は、前記基板(10)と
ほぼ等しい誘電率の誘電体材料から形成された中継基板
(51)に、前記基板(10)の縁部分におけるそれぞ
れの前記配線部分(32、42)の幾何学的な配置と寸
法をほぼ等しく再現した形式で、それぞれの中継配線
(52、53)を形成して構成されることを特徴とする
光導波路デバイス。 - 【請求項7】 請求項6の光導波路デバイスにおいて、
前記中継基板が複数個に分割され、該複数個が前記基板
の縁部分に沿って配置されることを特徴とする光導波路
デバイス。 - 【請求項8】 請求項6の光導波路デバイスにおいて、
前記基板を介して前記信号電極と前記接地電極の両方に
対向する別の接地電極が前記基板の裏面に形成されると
き、前記中継基板を介して一対の前記中継配線の両方に
対向する幅広の別の中継配線を用いて、前記別の接地電
極を前記筐体側の別の端子に中継することを特徴とする
光導波路デバイス。 - 【請求項9】 請求項6の光導波路デバイスにおいて、
前記基板に前記光導波路が並列に一対配置され、該一対
の光導波路のそれぞれに対応して、独立の前記信号電極
が対称に一対配置され、該一対の信号電極の配線部分が
前記基板の対向する2つの縁部分に引き出されるとき、
前記中継部材が、前記2つの縁部分のそれぞれに沿って
配置され、前記筐体側にも前記2つの縁部分のそれぞれ
に対応させて前記端子が配置されることを特徴とする光
導波路デバイス。 - 【請求項10】 誘電体基板を横断する方向で該基板の
表面層に形成されて印加された電界の強度に応じて光路
の屈折率を変化させる一対の光導波路と、該一対の光導
波路の一方に対応させて前記基板上に配置した信号電極
と、該一対の光導波路の他方に対応させて前記基板上に
配置した接地電極とを有し、前記信号電極が、前記一方
の光導波路に沿った部分の両端から前記光導波路と交差
する方向に引き出されて前記基板の一方の縁部分まで延
長された配線部分を有し、前記接地電極が、前記信号電
極の前記縁部分の側に配置されるとともに、前記他方の
光導波路に沿った部分の両端から前記配線部分にほぼ一
定の間隔で対向して前記縁部分まで延長された光導波路
デバイスにおいて、前記接地電極と協働して前記配線部
分を挟み込み、前記信号電極の前記一方の光導波路に沿
った部分にも部分的に対向して前記両端を基点にして次
第に対向間隔を拡大する別の接地電極を前記基板の表面
に形成したことを特徴とする光導波路デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4284242A JPH06130338A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 光導波路デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4284242A JPH06130338A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 光導波路デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06130338A true JPH06130338A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17676008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4284242A Withdrawn JPH06130338A (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | 光導波路デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06130338A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2014119744A1 (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器 |
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JP2018173595A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 住友大阪セメント株式会社 | 光通信モジュール及びそれに用いる光変調器 |
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-
1992
- 1992-10-22 JP JP4284242A patent/JPH06130338A/ja not_active Withdrawn
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7319800B2 (en) | 2004-05-18 | 2008-01-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical waveguide device |
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JP5298849B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2013-09-25 | 住友大阪セメント株式会社 | 光制御素子 |
US8644647B2 (en) | 2006-03-31 | 2014-02-04 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical control device |
WO2008038778A1 (fr) * | 2006-09-30 | 2008-04-03 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Élément de commande de la lumière |
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WO2014119744A1 (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-07 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器 |
JP2014149394A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 光変調器 |
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US20220381977A1 (en) * | 2021-05-28 | 2022-12-01 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Optical waveguide device, manufacturing method of optical modulation element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission apparatus |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000104 |