[go: up one dir, main page]

WO2016158283A1 - 光変調器 - Google Patents

光変調器 Download PDF

Info

Publication number
WO2016158283A1
WO2016158283A1 PCT/JP2016/057520 JP2016057520W WO2016158283A1 WO 2016158283 A1 WO2016158283 A1 WO 2016158283A1 JP 2016057520 W JP2016057520 W JP 2016057520W WO 2016158283 A1 WO2016158283 A1 WO 2016158283A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical waveguide
mach
electrode
wiring
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/057520
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
原　徳隆
徳一 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority to US15/514,505 priority Critical patent/US10409136B2/en
Priority to CN201680002409.4A priority patent/CN106796362B/zh
Publication of WO2016158283A1 publication Critical patent/WO2016158283A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0121—Operation of devices; Circuit arrangements, not otherwise provided for in this subclass
    • G02F1/0123—Circuits for the control or stabilisation of the bias voltage, e.g. automatic bias control [ABC] feedback loops
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/212—Mach-Zehnder type
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/20—LiNbO3, LiTaO3
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator, and more particularly to an optical modulator having a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating through the optical waveguide. .
  • Optical modulators are used in the optical communication field and the optical measurement field.
  • a substrate having an electrooptic effect such as lithium niobate (LN) on which an optical waveguide and a control electrode for controlling a light wave propagating through the optical waveguide are formed is used.
  • LN lithium niobate
  • Patent Document 1 an optical modulator having a configuration in which a modulation electrode for inputting an RF modulation signal and a DC electrode for applying a DC bias voltage are separated as a control electrode is known.
  • the substrate constituting the optical modulator includes an X-cut substrate and a Z-cut substrate.
  • an electric field in a direction parallel to the substrate surface is applied to the optical waveguide.
  • An electric field in a direction perpendicular to the surface is applied to the optical waveguide.
  • a control electrode it is necessary to form a control electrode immediately above the optical waveguide.
  • a buffer layer is provided between the optical waveguide and the control electrode. Is provided.
  • the control electrode is arranged so as to sandwich the optical waveguide. Therefore, it is not necessary to provide a buffer layer, but it is indispensable to cross the optical waveguide from the relationship of the control electrode wiring. In this case, a part of the light wave propagating through the optical waveguide is absorbed by the wiring.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a DC electrode formed on an X-cut substrate.
  • FIG. 1 shows an optical modulator in which two Mach-Zehnder type waveguides are arranged in parallel.
  • the two branch waveguides (A3, B3) of the main Mach-Zehnder type optical waveguide and the sub-Mach-Zehnder type optical waveguide are A1, A2, B1, and B2.
  • a part of a nested optical waveguide in which a) is incorporated in a nested form is shown.
  • DC electrodes (C1, C2) are formed so as to sandwich the optical waveguide, and a DC bias voltage (V1, V2) is applied to each DC electrode (C1, C2).
  • V1, V2 DC bias voltage
  • the other Mach-Zehnder type optical waveguides (B1 to B3) are formed with DC electrodes (C3, C4) sandwiching the optical waveguide, and DC bias voltages (V3, V4) are applied to the DC electrodes (C3, C4). ) Is applied.
  • the wiring crosses the optical waveguide (A1, B1) at the locations indicated by the dotted lines E1 and E2. For this reason, a part of the light wave propagating through the optical waveguide (A1) is absorbed, the light intensity is different between the branched waveguide A1 and the branched waveguide A2, and the extinction ratio when the two are combined is deteriorated. It has become.
  • optical modulators incorporating a large number of Mach-Zehnder optical waveguides such as nested optical waveguides
  • advanced modulation techniques such as high-speed modulation or multilevel modulation are used. It will cause a great influence on the characteristics of the modulator.
  • the symmetrical axis of the optical waveguide in the case of a Mach-Zehnder type optical waveguide, two branched waveguides
  • the wiring arrangement tends to be asymmetric with respect to the line passing through the middle of the line. In FIG. 1, there is no wiring in a portion (dotted line E4) that is symmetrical to the wiring portion of the dotted line E3.
  • This asymmetry causes the internal stress exerted by the electrode (wiring) on the optical waveguide to be different in each optical waveguide, and further deterioration of the extinction ratio or temperature drift phenomenon (temperature change due to changes in the mode field diameter of each optical waveguide) This causes a phenomenon in which the operating point of the Mach-Zehnder type optical waveguide shifts.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an optical modulator that solves the above-described problems, suppresses the deterioration of the extinction ratio, and further suppresses the temperature drift phenomenon.
  • the optical modulator of the present invention has the following technical features.
  • the optical waveguide includes at least one optical waveguide.
  • the control electrode has a DC electrode for applying a DC bias
  • a wiring for supplying the DC bias to the DC electrode is connected to two branches of the Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • the first dummy electrode crosses one of the waveguides at a specific position of the other branch waveguide, and the wiring is relatively symmetrical with the position crossing the one branch waveguide. Is provided.
  • the optical waveguide has at least two Mach-Zehnder optical waveguides arranged in parallel with each other, and a part of one Mach-Zehnder optical waveguide is Crossed by the wiring and the first dummy electrode, and at a specific position of the other Mach-Zehnder type optical waveguide, the wiring and the first dummy electrode crossed the one Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • a second dummy electrode is provided at a specific position which is symmetrical with respect to the position.
  • the width of the wiring or the dummy electrode crossing the optical waveguide is a portion before and after crossing the optical waveguide. It is characterized by being narrower than the width of.
  • the wiring includes a parallel wiring portion disposed in parallel with a stretching direction of the Mach-Zehnder optical waveguide, and the stretching A third dummy electrode having substantially the same shape is formed at a position that is parallel to the direction and symmetrical with the parallel wiring portion with respect to the central axis that is the symmetry axis of the Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • the present invention provides an optical modulator having a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating through the optical waveguide, wherein the optical waveguide includes at least One or more Mach-Zehnder type optical waveguides are provided, the control electrode has a DC electrode for applying a DC bias, and a wiring for supplying the DC bias to the DC electrodes has two wirings of the Mach-Zehnder type optical waveguide. The first dummy is crossed over one of the branching waveguides, at a specific position of the other branching waveguide, and the wiring is relatively symmetric with respect to the position crossing the one branching waveguide. Since the electrodes are provided, it is possible to set the propagation loss of the light wave by each branch waveguide to the same level, and to suppress the deterioration of the extinction ratio of the optical modulator.
  • the wiring has a parallel wiring portion arranged in parallel to the extending direction of the Mach-Zehnder type optical waveguide, and is parallel to the central axis that is parallel to the extending direction and that is the symmetry axis of the Mach-Zehnder type optical waveguide. Since another dummy electrode (third dummy electrode) having substantially the same shape is formed at a position symmetrical to the wiring portion, the internal stress applied to the branching waveguide by the DC electrode becomes equal, so that a temperature drift phenomenon is generated. It can also be suppressed.
  • the optical modulator of the present invention includes a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a control electrode for controlling a light wave propagating through the optical waveguide.
  • the optical waveguide has at least one Mach-Zehnder type optical waveguide (A1 to A3, B1 to B3), and the control electrode is a DC electrode (C1 to C4) for applying a DC bias.
  • a wiring for supplying a DC bias to the DC electrode crosses one of the two branch waveguides of the Mach-Zehnder optical waveguide, and is at a specific position of the other branch waveguide,
  • a first dummy electrode (dotted lines E5 and E6) is provided at a specific position that is relatively symmetrical with the position crossing the one branching waveguide.
  • the substrate used for the optical modulator of one embodiment of the present invention is a substrate having an electrooptic effect such as a single crystal of LiNbO 3 , LiTaO 5 or PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), a semiconductor such as InP, or a polymer. Can be suitably used. In particular, LiNbO 3 and LiTaO 5 that are frequently used in optical modulators may be used.
  • the optical modulator of one embodiment of the present invention is preferably applied to an optical modulator using an X-cut type substrate. However, even in a Z-cut type substrate, a propagation loss is caused by a control electrode or a temperature drift phenomenon occurs. If so, it may be applied.
  • An optical waveguide is formed on the substrate.
  • the optical waveguide formed on the substrate is formed, for example, by thermally diffusing titanium (Ti) or the like on a LiNbO 3 substrate (LN substrate).
  • a ridge-type optical waveguide in which irregularities along the optical waveguide are formed on the substrate can also be used.
  • the pattern shape of the optical waveguide includes at least one Mach-Zehnder type waveguide. For example, various shapes depending on the use of the optical modulator, such as a nested waveguide combining a plurality of Mach-Zehnder type waveguides. Can be adopted.
  • the control electrode can be formed by forming a Ti / Au electrode pattern on the substrate surface and using a gold plating method or the like.
  • the dummy electrode of one embodiment of the present invention is difficult to apply to a modulation electrode that applies an RF modulation signal, and may be applied exclusively to a DC electrode.
  • the DC electrode is composed of hot electrodes (C2, C4) and ground electrodes (C1, C3). Between the adjacent Mach-Zehnder type optical waveguides, a ground electrode is separately disposed as shown by reference D in FIG. With such a configuration, the electric field generated at the DC electrode provided in the Mach-Zehnder type optical waveguide is prevented from affecting the DC electrodes of other optical waveguides.
  • the guided light is transmitted between the branched waveguides A1 and A2 or B1 and B2. It is possible to set the propagation loss to the same level.
  • the dummy electrodes can be provided not only on the hot electrodes (C2, C4) but also on the ground electrodes (C1, C3).
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a second embodiment relating to the optical modulator of the present invention.
  • the optical waveguide has at least two Mach-Zehnder type optical waveguides (A1 to A3 and B1 to B3) arranged in parallel with each other, and a part of one of the Mach-Zehnder type optical waveguides (A1 to A3) includes wiring and A specific position of the other Mach-Zehnder type optical waveguide (B1 to B3) crossed by the dummy electrode, relative to the position where the wiring and the dummy electrode cross the one Mach-Zehnder type optical waveguide
  • the second other dummy electrode (dotted line E7) is provided at a specific position that is symmetrical.
  • the mutual propagation loss can be set to the same level between the Mach-Zehnder type optical waveguides (A1 to A3) and the other Mach-Zehnder type optical waveguides (B1 to B3).
  • the extinction ratio when the two Mach-Zehnder type optical waveguides are combined can be maintained with high quality.
  • the wiring (or the dummy electrode) is an optical waveguide (A1). , A2), the width of the portion crossing the optical waveguide may be narrower than the width of the portion before and after the optical waveguide.
  • the wiring has parallel wiring portions (E9, E11) arranged parallel to the extending direction of the Mach-Zehnder type optical waveguide, and is parallel to the extending direction and the symmetry axis of the Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • a third dummy electrode (E10, E12) having substantially the same shape is formed at a position symmetrical to the parallel wiring portion with respect to the central axis.
  • FIG. 5 shows a dummy electrode on the ground electrode (C3) side
  • FIG. 6 shows a dummy electrode on the hot electrode (C4) side.
  • the dummy electrode may normally be electrically connected to the DC electrodes (C1 to C4). With such a configuration, the potential of the dummy electrode can be stabilized.
  • the dummy electrode may be connected to either the hot electrode or the ground electrode, but in order to maintain the symmetry of the electric field formed by the DC electrode, an asymmetric shape that causes the dummy electrode is formed. It may be connected to the same type of electrode as the wiring that is connected.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

　消光比の劣化を抑制し、さらに温度ドリフト現象を抑制した光変調器を提供すること。　電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有する光変調器において、該光導波路は、少なくとも一つ以上のマッハツェンダー型光導波路（Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３）を有し、該制御電極は、ＤＣバイアスを印加するＤＣ電極（Ｃ１～Ｃ４）を有し、該ＤＣ電極にＤＣバイアスを給電する配線が、該マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路の一方を横切っており、他方の分岐導波路の特定位置であって、該配線が前記一方の分岐導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第１のダミー電極（点線Ｅ５，Ｅ６）を設けたことを特徴とする。

Description

光変調器
　本発明は、光変調器に関し、特に、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有する光変調器に関する。
　光通信分野及び光計測分野において光変調器が利用されている。光変調器としては、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）などの電気光学効果を有する基板に、光導波路と該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極を形成したものが用いられる。特許文献１に示すように、制御電極をＲＦ変調信号を入力する変調電極とＤＣバイアス電圧を印加するＤＣ電極とを分離した構成を備えた光変調器が知られている。
　また、光変調器を構成する基板には、Ｘカット型基板とＺカット型基板があり、Ｘカット型基板では基板表面に平行な方向の電界を光導波路に印加し、Ｚカット型基板では基板表面に垂直な方向の電界を光導波路に印加している。特に、Ｚカット型基板では光導波路の直上に制御電極を形成する必要があり、光導波路を伝搬する光波が制御電極で吸収されないようにするため、光導波路と制御電極との間にはバッファ層が設けられている。
　これに対し、Ｘカット型基板では、光導波路を挟むように制御電極が配置されるので、バッファ層を設ける必要は無いが、制御電極の配線の取り回しの関係から光導波路を横切ることが不可欠であり、その際には、光導波路を伝搬する光波の一部が配線により吸収されることとなる。
　図１は、Ｘカット型基板に形成されたＤＣ電極の一例を示す図である。図１では、２つのマッハツェンダー型導波路を並列配置した光変調器を示している。例えば、主マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路（Ａ３，Ｂ３）に、副マッハツェンダー型光導波路（副マッハツェンダー型光導波路の分岐導波路は、Ａ１とＡ２，Ｂ１とＢ２となる。）を入れ子型に組み込んだネスト型光導波路の一部が図示されている。
　一方のマッハツェンダー型光導波路（Ａ１～Ａ３）には、ＤＣ電極（Ｃ１，Ｃ２）が光導波路を挟むように形成され、各ＤＣ電極（Ｃ１，Ｃ２）にＤＣバイアス電圧（Ｖ１，Ｖ２）が印加される。また、他方のマッハツェンダー型光導波路（Ｂ１～Ｂ３）には、ＤＣ電極（Ｃ３，Ｃ４）が光導波路を挟むように形成され、各ＤＣ電極（Ｃ３，Ｃ４）にＤＣバイアス電圧（Ｖ３，Ｖ４）が印加される。
　図１のＤＣ電極では、例えば、点線Ｅ１と点線Ｅ２で示した箇所では、配線が光導波路（Ａ１，Ｂ１）を横切ることとなる。このため、光導波路（Ａ１）を伝搬する光波の一部が吸収され、分岐導波路Ａ１と分岐導波路Ａ２とでは、光の強度が異なり、両者を合成した場合の消光比が劣化する原因となっている。光導波路（Ｂ１～Ｂ３）についても同様である。特に、ネスト型光導波路などのように、多数のマッハツェンダー型光導波路を組み込んだ光変調器においては、高速変調又は多値変調など高度な変調技術が使用され、僅かな消光比の劣化も光変調器の特性に大きな影響を与える原因となる。
　また、ＤＣ電極への給電が光変調器の一方の側面側から行われる場合など、ＤＣ電極の配線の取り回しにより、光導波路の対称軸（マッハツェンダー型光導波路の場合は、２つの分岐導波路の中間を通過する線）に対して配線の配置が非対称となり易い。図１では、点線Ｅ３の配線部分に対称となる部分（点線Ｅ４）には配線が存在しない。このような非対称性は、光導波路に電極（配線）が及ぼす内部応力が、各光導波路で異なる原因となり、各光導波路のモードフィールド径の変化によりさらなる消光比の劣化又は温度ドリフト現象（温度変化によりマッハツェンダー型光導波路の動作点がシフトする現象）を引き起こす。
特開２００５－２４４６５５号公報
　本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、消光比の劣化を抑制し、さらに温度ドリフト現象を抑制した光変調器を提供することである。
　上記課題を解決するため、本発明の光変調器は、次のような技術的特徴を備えている。
（１）　電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有する光変調器において、該光導波路は、少なくとも一つ以上のマッハツェンダー型光導波路を有し、該制御電極は、ＤＣバイアスを印加するＤＣ電極を有し、該ＤＣ電極にＤＣバイアスを給電する配線が、該マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路の一方を横切っており、他方の分岐導波路の特定位置であって、該配線が前記一方の分岐導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第１のダミー電極を設けたことを特徴とする。
（２）　上記（１）に記載の光変調器において、該光導波路は、少なくとも互いに並列に配置された２つのマッハツェンダー型光導波路を有し、一方のマッハツェンダー型光導波路の一部が、該配線及び該第１のダミー電極によって横切られており、他方のマッハツェンダー型光導波路の特定位置であって、該配線及び該第１のダミー電極が前記一方のマッハツェンダー型光導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第２のダミー電極を設けたことを特徴とする。
（３）　上記（１）又は（２）に記載の光変調器において、該光導波路を横切る該配線又は該ダミー電極は、該光導波路を横切る部分の幅は、該光導波路を横切る前後の部分の幅よりも狭くなっていることを特徴とする。
（４）　上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光変調器において、該配線が、該マッハツェンダー型光導波路の延伸方向と平行に配置される平行配線部を有し、該延伸方向に平行かつ該マッハツェンダー型光導波路の対称軸となる中心軸に対し、該平行配線部と対称となる位置にほぼ同じ形状をした第３のダミー電極を形成したことを特徴とする。
（５）　上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光変調器において、該ダミー電極は、該ＤＣ電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
　本発明は、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有する光変調器において、該光導波路は、少なくとも一つ以上のマッハツェンダー型光導波路を有し、該制御電極は、ＤＣバイアスを印加するＤＣ電極を有し、該ＤＣ電極にＤＣバイアスを給電する配線が、該マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路の一方を横切っており、他方の分岐導波路の特定位置であって、該配線が前記一方の分岐導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第１のダミー電極を設けるので、各分岐導波路による光波の伝搬損失を同程度に設定でき、光変調器の消光比の劣化を抑制することが可能となる。
　しかも、配線が、マッハツェンダー型光導波路の延伸方向と平行に配置される平行配線部を有し、該延伸方向に平行かつ該マッハツェンダー型光導波路の対称軸となる中心軸に対し、該平行配線部と対称となる位置にほぼ同じ形状をした他のダミー電極（第３のダミー電極）を形成するので、ＤＣ電極により分岐導波路に加わる内部応力が等しくなるので、温度ドリフト現象の発生を抑制することも可能となる。
従来のＤＣ電極の構成を説明する図である。 本発明の光変調器に関する第１の実施例を説明する図である。 本発明の光変調器に関する第２の実施例を説明する図である。 本発明の光変調器に関し、分岐導波路と配線とが交差する部分を説明する図である。 本発明の光変調器に関する第３の実施例を説明する図である。 本発明の光変調器に関する第４の実施例を説明する図である。
　以下、本発明の光変調器について、好適例を用いて詳細に説明する。
　本発明の光変調器は、図２に示すように、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有する光変調器において、該光導波路は、少なくとも一つ以上のマッハツェンダー型光導波路（Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３）を有し、該制御電極は、ＤＣバイアスを印加するＤＣ電極（Ｃ１～Ｃ４）を有し、該ＤＣ電極にＤＣバイアスを給電する配線が、該マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路の一方を横切っており、他方の分岐導波路の特定位置であって、該配線が前記一方の分岐導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第１のダミー電極（点線Ｅ５，Ｅ６）を設けたことを特徴とする。
　本発明の一態様の光変調器に用いる基板は、ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５又はＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）のいずれかの単結晶又はＩｎＰなどの半導体、ポリマーなど、電気光学効果を有する基板が好適に利用可能である。特に、光変調器で多用されているＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５が用いられても良い。本発明の一態様の光変調器は、Ｘカット型基板を用いた光変調器により好適に適用されるが、Ｚカット型基板においても、制御電極により伝搬損失を伴う場合又は温度ドリフト現象が発生する場合には、適用しても良い。
　基板には光導波路が形成されている。基板に形成する光導波路は、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板（ＬＮ基板）上にチタン（Ｔｉ）などを熱拡散することにより形成される。また、基板に光導波路に沿った凹凸を形成したリッジ型光導波路も利用可能である。光導波路のパターン形状としては、少なくとも一つのマッハツェンダー型導波路を備えており、例えば、複数のマッハツェンダー型導波路を組み合わせたネスト型導波路など、光変調器の用途に応じて種々の形状を採用することが可能である。
　制御電極は、基板表面に、Ｔｉ・Ａｕの電極パターンを形成し、金メッキ方法などにより形成することが可能である。本発明の一態様のダミー電極は、ＲＦ変調信号を印加する変調電極には適用することが難しく、専らＤＣ電極に対して適用しても良い。
　ＤＣ電極は、図２に示すように、ホット電極（Ｃ２，Ｃ４）と接地電極（Ｃ１，Ｃ３）で構成される。隣接するマッハツェンダー型光導波路の間では、図２の符号Ｄに示すように、接地電極を別途配置している。このような構成により、マッハツェンダー型光導波路に設けられたＤＣ電極で発生した電界が、他の光導波路のＤＣ電極に影響を及ぼすことを抑制する。
　図２では、ホット電極（Ｃ２，Ｃ４）の配線の一部にダミー電極（点線Ｅ５，Ｅ６）を設けることで、分岐導波路のＡ１とＡ２、又はＢ１とＢ２との間で、導波光の伝搬損失を同程度に設定することを可能としている。ダミー電極は、ホット電極（Ｃ２，Ｃ４）だけでなく、接地電極（Ｃ１，Ｃ３）に設けることも可能である。
　図３は、本発明の光変調器に関する第２の実施例を説明する図である。光導波路は、少なくとも互いに並列に配置された２つのマッハツェンダー型光導波路（Ａ１～Ａ３とＢ１～Ｂ３）を有し、一方のマッハツェンダー型光導波路（Ａ１～Ａ３）の一部が、配線及びダミー電極によって横切られており、他方のマッハツェンダー型光導波路（Ｂ１～Ｂ３）の特定位置であって、該配線及び該ダミー電極が前記一方のマッハツェンダー型光導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第２の他のダミー電極（点線Ｅ７）を設けたのである。
　図３のような構成を採用することで、マッハツェンダー型光導波路（Ａ１～Ａ３）と他のマッハツェンダー型光導波路（Ｂ１～Ｂ３）との間で、互いの伝搬損失を同程度に設定できる。又、この２つのマッハツェンダー型光導波路を合波した際の消光比を、高品質に維持することが可能になる。
　さらに、配線又はダミー電極による導波光の伝搬損失を低減する方法としては、図３の点線Ｅ８の部分を拡大した図である図４に示すように、配線（又はダミー電極）が光導波路（Ａ１，Ａ２）を横切る部分の幅は、矢印Ｆのように、該光導波路を横切る前後の部分の幅よりも狭くしてもよい。
　図５及び図６は、本発明の光変調器に関する第３及び第４の実施例を説明する図である。具体的には、配線が、マッハツェンダー型光導波路の延伸方向と平行に配置される平行配線部（Ｅ９，Ｅ１１）を有し、該延伸方向に平行かつ該マッハツェンダー型光導波路の対称軸となる中心軸に対し、該平行配線部と対称となる位置にほぼ同じ形状をした第３のダミー電極（Ｅ１０，Ｅ１２）を形成したことを特徴とする。本構成により温度ドリフト現象を抑制し、更に消光比の劣化を抑制することできる。
　図５は、接地電極（Ｃ３）側にダミー電極を設けており、図６は、ホット電極（Ｃ４）側にダミー電極を構成している。ダミー電極は、通常、ＤＣ電極（Ｃ１～Ｃ４）に電気的に接続されてもよい。このような構成により、ダミー電極の電位も安定させることが可能になる。また、ダミー電極は、ホット電極と接地電極の何れに接続してもよいが、ＤＣ電極が形成する電界の対称性を維持するためには、ダミー電極を設ける原因となる、非対称な形状を形成している配線と同じ種類の電極に接続してもよい。
　以上説明したように、本発明によれば、消光比の劣化を抑制し、さらに温度ドリフト現象を抑制した光変調器を提供することができる。
　Ａ１～Ａ３，Ｂ１～Ｂ３　光導波路
　Ｃ１～Ｃ４　ＤＣ電極
　Ｖ１～Ｖ４　ＤＣバイアス電圧
　Ｄ　接地電極
　Ｆ　凹部

Claims (5)

  1. 　電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有する光変調器において、
    　該光導波路は、少なくとも一つ以上のマッハツェンダー型光導波路を有し、
    　該制御電極は、ＤＣバイアスを印加するＤＣ電極を有し、
    　該ＤＣ電極にＤＣバイアスを給電する配線が、該マッハツェンダー型光導波路の２つの分岐導波路の一方を横切っており、
    　他方の分岐導波路の特定位置であって、該配線が前記一方の分岐導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第１のダミー電極を設けたことを特徴とする光変調器。
  2. 　請求項１に記載の光変調器において、該光導波路は、少なくとも互いに並列に配置された２つのマッハツェンダー型光導波路を有し、
    　一方のマッハツェンダー型光導波路の一部が、該配線及び該第１のダミー電極によって横切られており、
    　他方のマッハツェンダー型光導波路の特定位置であって、該配線及び該第１のダミー電極が前記一方のマッハツェンダー型光導波路を横切った位置と相対的に対称となる特定位置に、第２のダミー電極を設けたことを特徴とする光変調器。
  3. 　請求項１又は２に記載の光変調器において、該光導波路を横切る該配線又は該ダミー電極は、該光導波路を横切る部分の幅は、該光導波路を横切る前後の部分の幅よりも狭くなっていることを特徴とする光変調器。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調器において、該配線が、該マッハツェンダー型光導波路の延伸方向と平行に配置される平行配線部を有し、
    　該延伸方向に平行かつ該マッハツェンダー型光導波路の対称軸となる中心軸に対し、該平行配線部と対称となる位置にほぼ同じ形状をした第３のダミー電極を形成したことを特徴とする光変調器。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載の光変調器において、該ダミー電極は、該ＤＣ電極に電気的に接続されていることを特徴とする光変調器。
PCT/JP2016/057520 2015-03-31 2016-03-10 光変調器 Ceased WO2016158283A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/514,505 US10409136B2 (en) 2015-03-31 2016-03-10 Optical modulator
CN201680002409.4A CN106796362B (zh) 2015-03-31 2016-03-10 光调制器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-071835 2015-03-31
JP2015071835A JP6233342B2 (ja) 2015-03-31 2015-03-31 光変調器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016158283A1 true WO2016158283A1 (ja) 2016-10-06

Family

ID=57004925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/057520 Ceased WO2016158283A1 (ja) 2015-03-31 2016-03-10 光変調器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10409136B2 (ja)
JP (1) JP6233342B2 (ja)
CN (1) CN106796362B (ja)
WO (1) WO2016158283A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109031708A (zh) * 2018-09-29 2018-12-18 深圳市芯思杰智慧传感技术有限公司 一种具有预相位调制功能的光波导相位调制器芯片
CN116699921A (zh) * 2022-02-25 2023-09-05 华为技术有限公司 一种马赫曾德调制器、电光调制方法和光发射装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08509079A (ja) * 1994-02-11 1996-09-24 フィリップス、エレクトロニクス、ネムローゼ、フェンノートシャップ 位相調整アレイを有する光学装置
JPH09211403A (ja) * 1996-02-01 1997-08-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光制御素子
JP2007025370A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Ricoh Co Ltd 有機導波路型光変調器・光通信システム
JP2009162933A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型光回路
JP2009181108A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光導波路素子
JP2011028014A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Fujitsu Optical Components Ltd 光デバイスおよび光送信機

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3195033B2 (ja) * 1992-03-10 2001-08-06 日本放送協会 光導波路およびその形成方法
JPH11271699A (ja) * 1998-03-26 1999-10-08 Ngk Insulators Ltd 光導波路素子
JP3841793B2 (ja) * 2004-02-26 2006-11-01 独立行政法人情報通信研究機構 無線光融合通信システムにおける周波数変換方法及び基地局
JP4388987B2 (ja) * 2008-03-31 2009-12-24 住友大阪セメント株式会社 マッハツェンダー導波路型光変調器
EP2453295B1 (en) * 2009-07-10 2014-09-10 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical modulator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08509079A (ja) * 1994-02-11 1996-09-24 フィリップス、エレクトロニクス、ネムローゼ、フェンノートシャップ 位相調整アレイを有する光学装置
JPH09211403A (ja) * 1996-02-01 1997-08-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光制御素子
JP2007025370A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Ricoh Co Ltd 有機導波路型光変調器・光通信システム
JP2009162933A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型光回路
JP2009181108A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光導波路素子
JP2011028014A (ja) * 2009-07-27 2011-02-10 Fujitsu Optical Components Ltd 光デバイスおよび光送信機

Also Published As

Publication number Publication date
US10409136B2 (en) 2019-09-10
US20180307116A1 (en) 2018-10-25
JP2016191827A (ja) 2016-11-10
JP6233342B2 (ja) 2017-11-22
CN106796362A (zh) 2017-05-31
CN106796362B (zh) 2021-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5120341B2 (ja) 光デバイス
JP5326860B2 (ja) 光導波路デバイス
US7447389B2 (en) Optical modulator
US6501867B2 (en) Chirp compensated Mach-Zehnder electro-optic modulator
JP5092573B2 (ja) 光導波路デバイス
JP6107869B2 (ja) 光変調器
JP5007629B2 (ja) 光導波路素子
JP2014071383A (ja) 光変調器
CN106662766A (zh) 光波导元件
JP5077480B2 (ja) 光導波路素子
JPWO2008117449A1 (ja) 光デバイス
JP4151798B2 (ja) 光変調器
JP5229378B2 (ja) 光導波路素子
JP2014112171A (ja) 光変調器
JP6233342B2 (ja) 光変調器
JP6222250B2 (ja) 光変調器及びそれを用いた光送信装置
JP4703158B2 (ja) 光制御素子
JP2010134115A (ja) 光変調器
JP2009300888A (ja) 光導波路デバイス
JP2017032753A (ja) 光変調器及びそれを用いた光送信装置
JP2008009314A (ja) 光導波路素子、光変調器および光通信装置
WO2015147276A1 (ja) 光導波路デバイス
JP4544479B2 (ja) 光導波路型変調器
JP5428716B2 (ja) 方向性結合器
JP5001310B2 (ja) 光変調器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16772167

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15514505

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16772167

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1