CN101310210A - 光波导器件 - Google Patents

Abstract

在光波导基板的末端部分使光波导折回的方式的光波导器件中，使调制频带能够宽带化。光波导器件(1A)具备：由光电材料构成的基板主体(2)；光波导(6)；以及用于向光波导(6)施加电压的调制用电极(3、4、5)。光波导(6)具备：第一主部(6e、6f)；第一弯曲部(7A)；设置在第一弯曲部(7A)和折回点(8)之间的第一折回部(6g、6h)；第二主部(6m、6n)；第二弯曲部(7B)；以及设置在第二弯曲部(7B)和折回点(8)之间的第二折回部(6j、6k)。在从第一弯曲部(7A)及第二弯曲部(7B)到折回点(8)的折回区域设有信号电极的至少一部分。

Description

光波导器件

技术领域

本发明涉及行波光调制器等的光波导器件。

背景技术

在特开平4-355714中，通过光控元件的光波导在基板的末端面折回，来增加光波和已调制波的相互作用长度，降低驱动电压，补偿光波和信号波的匹配速度差而实现高速动作。

在“ECOC 2004 PD Th 4.2.3”“Compact Zero-Chip LiNbO3 Modulator for10-Gb/s Small-Form-Factor Transponder”中，尝试了通过使光波导在光调制器内弯曲、弯折为环状，即使在减小基板长度的情况下也确保较长的相互作用长度。

在特开平4-355714的光控元件中，由于光波导在其特性上难以急剧地弯曲，所以光波导长度在折回部比电极长度长很多。因此，通过电和光之间的到达时间差而限制调制频带。

此外，在“ECOC 2004 PD Th 4.2.3”“Compact Zero-Chip LiNbO3Modulator for 10-Gb/s Small-Form-Factor Transponder”记载的光调制元件中，为实现零线性调频脉冲特性，除了通常的工序外还需要进行域反转工序，成为烦杂或者成本增加的原因。此外，由于使用Z板，所以存在工作稳定性(DC漂移、温度漂移)差的缺点。

发明内容

本发明的课题是在使光波导在光波导基板的末端部分折回的方式的光波导器件中，使调制频带能够宽带化。

本发明是一种光波导器件，具备由光学材料构成的基板主体、光波导及用于向上述光波导施加电压的信号电极及接地电极，其特征在于，

光波导具备第一主部；第一弯曲部；设置在第一弯曲部和折回点之间的第一折回部；第二主部、第二弯曲部；以及设置在第二弯曲部和折回点之间的第二折回部，在从第一弯曲部及第二弯曲部到折回点的折回区域设有信号电极的至少一部分。

根据本发明，通过在从第一弯曲部及第二弯曲部到折回点的折回区域设置信号电极的至少一部分，可显著地减小光波导内的光路长度和调制用电极的长度之差。因此，可使调制频带显著地宽带化。以往没有尝试在比光波导的弯曲部靠前的折回区域设置信号电极的设计。

附图说明

图1是概要地表示涉及本发明一个实施方式的光波导器件1A的俯视图。

图2是概要地表示光波导器件1A的剖视图。

图3是概要地表示涉及本发明另一比较例的光波导器件21的俯视图。

图4是概要地表示涉及本发明另一实施方式的光波导器件1B的俯视图。

图5是表示在比较例中使微波有效折射率为2.2时的调制频带的曲线图。

图6是表示在比较例中使微波有效折射率为2.8时的调制频带的曲线图。

图7是表示在本发明实施例中使微波有效折射率为2.3时的调制频带的曲线图。

图8是表示涉及本发明的器件31的俯视图。

图9是表示涉及本发明的器件41的俯视图。

图10是表示涉及本发明的器件51的俯视图。

图11是表示涉及本发明的器件61的俯视图。

图12是表示在图8的器件中使微波有效折射率为2.2时的调制频带的曲线图。

具体实施方式

在优选实施方式中，构成为，除了第一主部、第二主部外，还在第一折回部、第二折回部中通过信号电极及接地电极来向光波导施加电压。以往，光波导中弯曲点跟前的区域被称为“相互作用部”，本领域技术人员没有想到在比弯曲点更靠基板末端侧的折回部使电极和光波导相互作用。其结果，在增大光波导中调制电压的施加部分的长度的同时，可显著地减小光波导内的光路长度和调制用电极的长度之差。这样，可减小驱动电压，并使调制频带显著地宽带化。

此外，在优选实施方式中，第一延伸设置部相对于光波导的第一折回部向朝基板主体的外缘扩展的方向倾斜。此外，在优选实施方式中，第二延伸设置部相对于光波导的第二折回部向朝基板主体的外缘扩展的方向倾斜。

这样，可延长信号电极，并可显著地减小光波导内的光路长度和信号电极的长度之差。从而，可减小驱动电压，并使调制频带显著地宽带化。

下面适当地参照附图来更详细地说明本发明。

图1是概要地表示本发明一个实施方式的光波导器件1A的俯视图，图2是图1的光波导器件1A的横剖视图。图3是概要地表示比较用光波导器件21的俯视图。

图1的光波导器件1A具备基板主体2。基板主体2可如图2所示那样经粘接层22而粘接到支撑基板23上。在本例中，虽然基板主体2为平板形状，但该形状并不限于平板。在基板主体2的一个主面2a上，形成有规定的接地电极3、5及信号电极4。在本例中，虽然采用所谓的共面型(Coplanarwaveguide：CPW电极)的电极配置，但对电极的配置方式不作特别限定。在本例中，在邻接的信号电极和接地电极的间隙中，分别形成有光波导，且对各光波导在大体水平方向上施加信号电压。

从光波导6的端部6a入射的光在分叉点6b分叉，通过入射部6c、6d，而从第三弯曲部7C分别向第一主部6e、6f入射。主部6e、6f是以往被称为“相互作用部”的部分，由两条相互平行的光波导6e、6f构成。接着，在各主部6e、6f传播的光分别通过第一弯曲部7A而在各折回部6g、6h传播。各折回部6g、6h分别相对于各主部6e、6f倾斜规定角度。

光还在折回点8反射，分别在第二折回部6j、6k传播，接着通过第二弯曲部7B而分别在第二主部6m、6n传播。而且，从第四弯曲部7D在各出射部6p、6q传播，在合波点6r合波，并进入出射部6s。

标记3、5是接地电极，标记5是信号电极。在本例中，在接地电极3、5和信号电极4之间的各间隙中向光波导6施加电压。

内侧的接地电极3具备与未图示的馈通孔连接的供电部3a和与主部大体平行地延伸的一列电极部3b。外侧的接地电极5具备：跨越光波导的连接部5c、从连接部5c向两侧延伸的电极部5b及从各电极部5b与主部6e、6f平行地延伸的电极部5a、5e。信号电极4具备：一对供电部4a、4g、从各供电部4a、4g与各主部6e、6f平行地延伸的电极部4b、4f、将从各电极部4b、4f延伸的各电极部4c、4e及电极部4c和4e连接的连接部4d。

其结果，在第一主部6e、6f、第一折回部6g、6h、第二折回部6j、6k、第二主部6m、6n中，构成有相互作用部10、11。在各相互作用部，对在光波导中传播的光波施加电压。其全长为“2a+2b”。此外，在本例中，在第一主部6f及6m上存在相互作用部。其长度的合计为c。

与之相对，在现有的光波导器件21的设计图案中有如图3所示的光波导器件图案。从光波导6的端部6a入射的光在分叉点6b分叉，通过入射部6c、6d，而从第三弯曲部7C分别向第一主部6e、6f入射。主部6e、6f是相互作用部。接着，在各主部6e、6f传播的光分别通过第一弯曲部7A而在各折回部6g、6h传播。各折回部6g、6h分别相对于各主部6e、6f倾斜规定角度。

光还在折回点8反射，分别在第二折回部6j、6k传播，接着通过第二弯曲部7B而分别在第二主部6m、6n传播。而且，从第四弯曲部7D在各出射部6p、6q传播，在合波点6r合波，并进入出射部6s。

标记13、15是接地电极，标记14是信号电极。在本例中，在接地电极13、15和信号电极14之间的各间隙中向光波导6施加电压。

内侧的接地电极13具备与未图示的馈通孔连接的供电部13a和与主部大体平行地延伸的一列电极部13b。外侧的接地电极15具备：跨越光波导的连接部15b；以及从连接部15b向两侧与主部16e、16f平行地延伸的电极部15a、15c。信号电极14具备：一对供电部14a、14e；以及从各供电部14a、14e与各主部6e、6f平行地延伸的电极部14b、14d。标记14c是连接部。

其结果，在第一主部6e、6f、第二主部6m、6n中，构成有相互作用部10。在各相互作用部，对在光波导中传播的光波施加电压。其全长为2a。

其结果，在图3所示的光波导器件21中，由于在第一折回部、第二折回部没有电极和光波导的相互作用部，所以光波导的长度与信号电极14的长度相比显著地增大。具体地，由于在长度d的区域不存在信号电极，所以电极长度与光波导的长度相比显著地减小。其结果，由于光波导在其特性上难以急剧地弯曲，所以光波导长度在折回部比电极长度长很多。因此，调制频带由电和光之间的到达时间差所限制。

与之相对，例如，根据图1所示的光波导器件1A，由于在第一折回部、第二折回部设置相互作用部，所以光波导长度和电极长度之差显著地减小，电和光的到达时间差也显著地减小。其结果，调制频带显著地变宽，可提供以往难以提供的频带的光控元件，还可显著地减小驱动电压。

图4的光波导器件1B具备基板主体2。基板主体2可如图2所示那样经粘接层22而粘接到支撑基板23上。在本例中，虽然基板主体2为平板形状，但该形状并不限于平板。在基板主体2的一个主面2a上，形成有规定的接地电极3、5A及信号电极4A。在本例中，虽然采用所谓的共面型(Coplanarwaveguide：CPW电极)的电极配置，但对电极的配置方式不作特别限定。在本例中，在邻接的信号电极和接地电极的间隙中，分别形成有光波导，且对各光波导在大体水平方向上施加信号电压。

从光波导6的端部6a入射的光在分叉点6b分叉，通过入射部6c、6d，而从第三弯曲部7C分别向第一主部6e、6f入射。主部6c、d是以往被称为“相互作用部”的部分，由两条相互平行的光波导6e、6f构成。接着，在各主部6e、6f传播的光分别通过第一弯曲部7A而在各折回部6g、6h传播。各折回部6g、6h分别相对于各主部6e、6f倾斜规定角度。

光还在折回点8反射，分别在第二折回部6j、6k传播，接着通过第二弯曲部7B而分别在第二主部6m、6n传播。而且，从第四弯曲部7D在各出射部6p、6q传播，在合波点6r合波，并进入出射部6s。

内侧的接地电极3具备与未图示的馈通孔连接的供电部3a和与主部大体平行地延伸的一列电极部3b。外侧的接地电极5A具备：跨越光波导的连接部5c；以及从连接部5c向两侧延伸的电极部5b、5d及从各电极部5b、5d与主部6e、6f平行地延伸的电极部5a、5e。信号电极4A具备：一对供电部4a、4g；以及从各供电部4a、4g与各主部6e、6f平行地延伸的电极部4b、4f；以及从各电极部4b、4f延伸的各电极部4c、4e及连接电极部4c和4e的连接部4d。

其结果，在第一主部6e、6f、第一折回部6g、6h、第二折回部6j、6k、第二主部6m、6n中，构成有相互作用部10、11。在各相互作用部，对在光波导中传播的光波施加电压。其全长为“2a+2b”。此外，在本例中，在入射部6d、6p上存在相互作用部13。在本例中，相互作用部13的长度w大，且很靠近分叉点6b、6r。这样，即使在与反射点8相反的一侧也可扩张相互作用部，并使调制频带扩展相当于该扩张的量，而减小驱动电压。

图8是表示光波导器件31的俯视图。

图8的光波导器件31具备基板主体2。基板主体2可如图2所示那样经粘接层22而粘接到支撑基板23上。在基板主体2的一个主面2a上，形成有规定的接地电极3A、35及信号电极34。在本例中，虽然采用所谓的共面型(Coplanar waveguide：CPW电极)的电极配置，但对电极的配置方式不作特别限定。在本例中，在邻接的信号电极和接地电极的间隙中，分别形成有光波导，且对各光波导在大体水平方向上施加信号电压。

从光波导6的端部6a入射的光在分叉点6b分叉，通过入射部6c、6d，而从第三弯曲部7C分别向第一主部6e、6f入射。主部6e、6f是以往被称为“相互作用部”的部分，由两条相互平行的光波导6e、6f构成。接着，在各主部6e、6f传播的光分别通过第一弯曲部7A而在各折回部6g、6h传播。各折回部6g、6h分别相对于各主部6e、6f倾斜规定角度。

光还在折回点8反射，分别在第二折回部6j、6k传播，接着通过第二弯曲部7B而分别在第二主部6m、6n传播。而且，从第四弯曲部7D在各出射部6p、6q传播，在合波点6r合波，并进入出射部6s。

内侧的接地电极3A具备与未图示的馈通孔连接的供电部3a、与主部大体平行地延伸的一列电极部3b、在电极部3b的前端设置的扩径部3c。外侧的接地电极35具备：跨越光波导的连接部35c；以及一对电极部35a及与延伸设置部对应的连接部35b。

信号电极34A具备：一对供电部34a、34m；从各供电部34a、34m与各主部6e、6f平行地延伸的主部34b、34j；以及将从各主部朝向折回点8弯折而弯曲的延伸设置部34c、34h。标记34p是弯曲点。而且，延伸设置部34d、34g分别从主部34b、34h朝向外侧(相对于光波导6的中心轴L向外侧)延伸，各延伸设置部34d、34g连接到与接地电极的连接部35c大体平行的延伸设置部34e、34f。延伸设置部34e和34f通过连接部34n而互相连接。

在图8的器件中，可从信号电极34b及34j对光波导6中的主部6e、6f、6m、6n施加电压。此外，对于光波导6的折回部6g、6h、6j、6k的一部分，也可从信号电极的弯曲部34c、34h施加电压。因此，由于在第一及第二折回部设置相互作用部，所以光波导长度和电极长度之差显著地减小，电和光的到达时间差也显著地减小。其结果，调制频带显著地变宽，可提供以往难以提供的频带的光控元件，还可显著地减小驱动电压。

再有，在本例中，在信号电极34上设有延伸设置部34c、34d、34e、34f、34g、34h。这样，可延长信号电极，并可显著地减小光波导内的光路长度和信号电极的长度之差。从而，可减小驱动电压，并使调制频带显著地宽带化。

图9的光波导器件41具备基板主体2。基板主体2可如图2所示那样经粘接层22而粘接到支撑基板23上。在基板主体2的一个主面2a上，形成有规定的接地电极13A、45及信号电极44。

从光波导6的端部6a入射的光在分叉点6b分叉，通过入射部6c、6d，而从第三弯曲部7C分别向第一主部6e、6f入射。接着，在各主部6e、6f传播的光分别通过第一弯曲部7A而在各折回部6g、6h传播。各折回部6g、6h分别相对于各主部6e、6f倾斜规定角度。

光还在折回点8反射，分别在第二折回部6j、6k传播，接着通过第二弯曲部7B而分别在第二主部6m、6n传播。而且，从第四弯曲部7D在各出射部6p、6q传播，在合波点6r合波，并进入出射部6s。

内侧的接地电极13A具备：与未图示的馈通孔连接的供电部13a；与主部大体平行地延伸的一列电极部13b；以及在电极部13b的前端设置的扩径部13c。外侧的接地电极45具备：跨越光波导的连接部45c；以及一对电极部45a、45e及与延伸设置部对应的连接部45b、45d。

信号电极44具备：一对供电部44a、44h；以及从各供电部44a、44h与各主部6e、6f平行地延伸的主部44b、44g。而且，延伸设置部44c、44f分别从主部44b、44g朝向外侧(相对于光波导6的中心轴L向外侧)延伸，各延伸设置部44c、44f连接到与接地电极的连接部45大体平行的延伸设置部44d、44e。延伸设置部44d和44e通过连接部44n而互相连接。

在图9的器件中，在信号电极44上设有延伸设置部44c、44d、44e、44f。这样，可延长信号电极，并可显著地减小光波导内的光路长度和信号电极的长度之差。从而，可减小驱动电压，并使调制频带显著地宽带化。

图10的光波导器件51具备基板主体2。在基板主体2的一个主面2a上，形成有规定的接地电极3A、35及信号电极54。

各折回部6g、6h分别相对于各主部6e、6f倾斜规定角度α。内侧的接地电极3A具备：与未图示的馈通孔连接的供电部3a；以及与主部大体平行地延伸的一列电极部3b。外侧的接地电极35具备：跨越光波导的连接部35b；以及一对电极部35a、35c。

信号电极54具备：一对供电部54a、54j；以及从各供电部与各主部6e、6f平行地延伸的主部54b、54h。而且，各延伸设置部54c、54h分别从主部54b、54h相对于光波导6的中心轴L稍向内侧倾斜地延伸，进一步连接到与中心轴A大体平行地延伸的延伸设置部54d、54f。延伸设置部54d、54f连接到与接地电极的连接部35b大体平行的延伸设置部54e。延伸设置部54d、54f与中心轴L大体平行，若与所对应的折回部相比，则以角度α朝向基板外缘倾斜地扩展。

在图10的器件51中，在信号电极44上设有延伸设置部54c、54d、54f、54g。这样，可延长信号电极，并可显著地减小光波导内的光路长度和信号电极的长度之差。从而，可减小驱动电压，并使调制频带显著地宽带化。

图11的光波导器件61具备基板主体2。在基板主体2的一个主面2a上，形成有规定的接地电极3A、35及信号电极64。

各折回部6g、6h分别相对于各主部6e、6f倾斜规定角度α。内侧的接地电极3A具备：与未图示的馈通孔连接的供电部3a；与主部大体平行地延伸的一列电极部3b。外侧的接地电极35具备：跨越光波导的连接部35b；以及一对电极部35a、35c。

信号电极64具备：一对供电部64a、64f；以及从各供电部与各主部6e、6f平行地延伸的主部64b、64h。而且，各延伸设置部64c、64e从各主部64b、64f相对于光波导6的中心轴L稍向内侧倾斜地延伸。延伸设置部64c、64e连接到与接地电极的连接部35b大体平行的延伸设置部64d。虽然延伸设置部64c、64e相对于中心轴L向内侧倾斜仅角度β，但β比α还小。因此，延伸设置部64c、64e若与所对应的折回部相比，分别以角度(α-β)朝向基板外缘倾斜地扩展。

在图11的器件61中，在信号电极44上设有延伸设置部64c、64e。这样，可延长信号电极，并可显著地减小光波导内的光路长度和信号电极的长度之差。从而，可减小驱动电压，并使调制频带显著地宽带化。

光波导可以是在基板的一个主面上直接形成的脊型光波导，也可以是在基板的一个主面上经其它层而形成的脊型光波导，还可以是在基板的内部通过内扩散法或离子交换法而形成的光波导例如钛扩散光波导、质子交换光波导。具体地，光波导可以是从基板表面突出的脊型光波导。脊型的光波导可通过激光加工、机械加工而形成。或者，通过在基板上形成高折射率膜，并对该高折射率膜进行机械加工或激光消融加工而能够形成脊型的三维光波导。高折射率膜可通过例如化学气相生长法、物理气相生长法、有机金属化学气相生长法、溅射法、液相外延法而形成。

在上述各例中，电极虽然设置在基板的表面上，但可直接在基板的表面上形成，也可在低介电常数层或缓冲层上形成。低介电常数层可使用氧化硅、氟化镁、氮化硅及氧化铝等公知材料。这里所说的低介电常数层指由具有比构成基板主体的材质的介电常数低的介电常数的材料构成的层。

构成基板2、保持基体23的材料由强介电性的光电材料优选单结晶构成。虽然只要可进行光的调制，则对这样的结晶不作特别限定，但可举例示出铌酸锂、钽酸锂、铌酸锂-钽酸锂固溶体、铌酸钾锂、KTP、GaAs及水晶等。

基体23的材质除了上述强介电性的光电材料外还可以是石英玻璃等玻璃。

粘接剂由介电常数比基板主体2还低的材料构成，虽然只要满足上述条件则对具体例不作特别限定，但可举例示出环氧系粘接剂、热固化型粘接剂、紫外线固化性粘接剂、具有与铌酸锂等具有光电效果的材料比较接近的热膨胀系数的アロン陶瓷C(商品名，东亚合成社制)(热膨胀系数为13×10-6/K)。

在上述各例中，虽然对在振幅调制器中应用了本发明的情况进行了描述，但可知即使对于光波导配置不同的相位调制器也可使用本发明。

实施例

(比较例1)

制作了图2、图3所示的光波导器件21，并与保持基板粘接。

具体地，使用按X形状切割的3英寸晶片(LiNbO₃单结晶)，通过钛扩散工序和光刻法，而在晶片的表面上形成了马赫曾德型光波导6。光波导的尺寸在例如1/e²处切成为10μm。接着，通过电镀工序来形成了信号电极14及接地电极13、15。

接着，在研磨定盘上固定研磨仿真基板，并在其上使电极面向下地粘贴调制器用的基板主体。接着，用横向研磨、磨光及抛光(CMP)来将调制器用的基板主体2加工变薄至7.5μm厚度。接着，在平板状的支撑基板上固定了基板主体2。粘接固定用的树脂做成树脂厚度为50μm。研磨光波导的端面(向光纤的连接部)，用切割机切断晶片，而得到了各芯片。使芯片的宽度为2mm，使器件的整体厚度为0.5mm。

分别制作保持了1.55μm用偏振波保持光纤或者1.3μm单模光纤的单芯光纤阵列，以前者为输入侧并以后者为输出侧而结合到光调制器芯片上，对光纤和光波导进行调芯，并用紫外线固化型树脂粘接。

使信号电极和接地电极的间隙为21.5μm。使电极的厚度为20μm。使各弯曲部的曲率半径为15mm，使折回部分的全角θ为10°，使偏移量e为500μm，使折回部光路的往复长度为7.0mm。此外，折回部的信号电极长度为500μm，在光和电产生6.5mm的电长度-光路长度之差。相互作用电极长度在第一级、第二级均为15mm。关于此类行波光调制器，在进行了仔细的频带计算后，发现在使微波有效折射率为2.2以便在相互作用部进行速度匹配的情况下，可知调制频带被限制在4.5GHz。将该结果在图5中表示。

此外，在该比较例的光调制器中，为了调节整体的光和电的信号到达时间差，由于电长度相对较短，所以通过使微波有效折射率比2.2大而能够缩小光和电信号的到达时间差，从而可实现频带改善。但是发现即使将例如微波有效折射率提高到2.9，在计算上频带也限制在8.8GHz(图6)。

(实施例1)

制作了图1、图2所示的光波导器件1A，并与保持基板粘接。

具体地，使用按X形状切割的3英寸晶片(LiNbO₃单结晶)，通过钛扩散工序和光刻法，而在晶片的表面上形成了马赫曾德型光波导6。光波导的尺寸在例如1/e²处切成为10μm。接着，通过电镀工序来形成了信号电极4及接地电极3、5。

接着，在研磨定盘上固定研磨仿真基板，并在其上使电极面向下地粘贴调制器用的基板主体。接着，用横向研磨、磨光及抛光(CMP)来将调制器用的基板主体2加工变薄至7.5μm厚度。接着，在平板状的支撑基板上固定了基板主体2。粘接固定用的树脂做成树脂厚度为50μm。研磨光波导的端面(向光纤的连接部)，用切割机切断晶片，而得到了各芯片。使芯片的宽度为2mm，使器件的整体厚度为0.5mm。

分别制作保持了1.55μm用偏振波保持光纤或者1.3μm单模光纤的单芯光纤阵列，以前者为输入侧并以后者为输出侧而结合到光调制器芯片上，对光纤和光波导进行调芯，并用紫外线固化型树脂粘接。

使信号电极和接地电极的间隙为21.5μm。使电极的厚度为20μm。使各弯曲部的曲率半径为15mm，使折回部分的全角θ为10°，使偏移量e为500μm，使折回部光路的往复长度为7.0mm。此外，折回部的信号电极长度第一级和第二级加起来为5.8mm。相互作用电极长度在第一级、第二级均为17.9mm。电极长度和光路长度之差小到1.2mm。关于此类行波光调制器，在进行了仔细的频带计算后，在使微波有效折射率为2.3以便在相互作用部进行速度匹配时，调制频带改善到28GHz(图7)。(实施例2)

制作了图8、图2所示的光波导器件31，并与保持基板粘接。

具体地，使用按X形状切割的3英寸晶片(LiNbO₃单结晶)，通过钛扩散工序和光刻法，而在晶片的表面上形成了马赫曾德型光波导6。光波导的尺寸在例如1/e²处切成为10μm。接着，通过电镀工序来形成了信号电极34及接地电极3A、35。

接着，在研磨定盘上固定研磨仿真基板，并在其上使电极面向下地粘贴调制器用的基板主体。接着，用横向研磨、磨光及抛光(CMP)来将调制器用的基板主体2加工变薄至7.5μm厚度。接着，在平板状的支撑基板上固定了基板主体2。粘接固定用的树脂做成树脂厚度为50μm。研磨光波导的端面(向光纤的连接部)，用切割机切断晶片，而得到了各芯片。使芯片的宽度为2mm，使器件的整体厚度为0.5mm。

分别制作保持了1.55μm用偏振波保持光纤或者1.3μm单模光纤的单芯光纤阵列，以前者为输入侧并以后者为输出侧而结合到光调制器芯片上，对光纤和光波导进行调芯，并用紫外线固化型树脂粘接。

使信号电极和接地电极的间隙为21.5μm。使电极的厚度为20μm。使各弯曲部的曲率半径为15mm，使折回部分的全角θ为10°，使偏移量e为500μm，使折回部光路的往复长度为7.0mm。折回部的信号电极长度为7.0mm。相互作用电极长度在第一级、第二级均为16mm。各延伸设置部34d、34g、34e、34f的离中心轴的最大距离为0.23mm。这样，电极长度和光路长度的差大体为零。

在使用了按X形状切割的铌酸锂单结晶基板的情况下，在延伸设置部34e-34f，结晶轴和电信号的传播轴为平行。因此，若与成为Y传播及大体Y传播的部分相比，则微波折射率增高。在该情况下，通过设定为微波折射率和物理电极长度的积的总和与光波导折射率和光波导总长的积相等，可实现完全的速度匹配和宽带化。

关于此类行波光调制器，在进行详细的频带计算后，在使微波有效折射率为2.2以在相互作用部进行速度匹配时，调制频带改善到约47GHz(图12)。

虽然说明了本发明的特定的实施方式，但本发明并不限于这些特定的实施方式，在不脱离申请范围的情况下可一边进行各种变更和改变一边实施。

Claims (9)

1.一种光波导器件，具备由光电材料构成的基板主体、光波导及用于向上述光波导施加电压的信号电极及接地电极，其特征在于，

光波导具备：第一主部；第一弯曲部；设置在上述第一弯曲部和折回点之间的第一折回部；第二主部；第二弯曲部；以及设置在上述第二弯曲部和上述折回点之间的第二折回部，在从上述第一弯曲部及上述第二弯曲部到上述折回点的折回区域设有上述信号电极的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的光波导器件，其特征在于，

构成为，在上述第一主部、上述第一折回部、上述第二折回部及上述第二主部中通过上述信号电极及上述接地电极而向光波导施加电压。

3.根据权利要求1或2所述的光波导器件，其特征在于，

上述光波导设置在上述接地电极和上述信号电极之间。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光波导器件，其特征在于，

构成为，上述光波导具备与上述第一主部连续的入射部及与上述第二主部连续的出射部，在上述入射部及上述出射部向上述光波导施加电压。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光波导器件，其特征在于，

构成为，上述信号电极具备：第一主部；第二主部；从上述第一主部延伸的第一延伸设置部；从上述第二主部延伸的第二延伸设置部；以及设置在上述第一延伸设置部和上述第二延伸设置部之间的连接部，至少在上述第一主部及上述第二主部向上述光波导施加电压。

6.根据权利要求5所述的光波导器件，其特征在于，

上述第一延伸设置部相对于上述光波导的上述第一折回部朝向上述基板主体的外缘倾斜。

7.根据权利要求6所述的光波导器件，其特征在于，

上述第二延伸设置部相对于上述光波导的上述第二折回部朝向上述基板主体的外缘倾斜。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的光波导器件，其特征在于，

上述光波导是马赫曾德型光波导。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的光波导器件，其特征在于，

上述光波导器件是行波光调制器。

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