CN104471466A - 光调制器以及光发送器 - Google Patents

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Abstract

光调制器具备：基板，其形成有光波导路，该光波导路包含将输入的光进行分支的分支部、分别传播由上述分支部分支的光的一对臂以及合并从上述一对臂输出的光的合波部；和1个以上的电极，它们在上述基板上与上述光波导路的一部分重叠，并根据所施加的电压在上述光波导路中产生电场，上述光波导路被设置为，具有宽度比其它部分窄的窄幅部与上述1个以上的电极不重叠。

Description

光调制器以及光发送器
技术领域
本发明涉及光调制器以及光发送器。
背景技术
已知有LiNbO3(LN)基板、LiTaO2基板等采用电光结晶的光波导路器件。例如，通过在基板表面的一部分上形成钛等金属膜后使其进行热扩散来形成光波导路。或者，通过在基板上进行金属膜的构图(patterning)之后在安息香酸(benzoic acid)中实施质子交换来形成光波导路。另外，光波导路器件在光波导路附近设置有控制用的电极。作为这样的光波导路器件，例如可举出马赫曾德尔(Mach-Zehnder)型(以下，表述为“MZ型”)光调制器。
MZ型光调制器用于光发送器等光器件中，对从外部光源输入的光进行强度调制而生成光信号。MZ型光调制器的导波路具有：分支部，其将从光源输入的光进行分支；一对臂，它们分别传播分支的光；以及合波部，其使在臂中传播的光再次合并。
MZ型光调制器通过对设置于导波路上部的电极施加电压来产生电场，并利用波克尔斯效应(Pockels effect)来控制导波路内的光的折射率而进行调制。通过该控制，MZ型光调制器在合波部中合并的两个光是相同相位时成为光波增强合并后输出的接通状态(on-state)，另一方面，MZ型光调制器在两者是相反相位(即，相位差为π的状态)时成为光波相互抵消而没有输出光的关断状态(off-state)。
接通状态以及关断状态的输出光强度之比称为消光比，其作为与通信品质相关的参数之一而被公知。消光比在理想条件下为无限大，但实际上由于在一对臂中传播的光的功率之比以及高阶模式的光等的影响而成为有限值。
关于MZ型光调制器，例如在专利文献1中公开了利用电压调整使在各个臂中传播的光的功率均等的技术。在专利文献2中公开了通过在合波部的后级设置高阶模式用的输出导波路来防止输出光中混入模式不匹配光的技术。在专利文献3中公开了通过在分支部上设置折射率比其它部分低的部位来使分支部的分支比成为50(％)的技术。
另外，在专利文献4中公开了如下技术：通过在臂的一部分上设置宽度缓缓变窄之后缓缓变宽的部位，来吸收在导波路作成时于导波路中产生的应力而抵消复折射。在专利文献5中公开了如下技术：通过在一对臂的一方上设置宽度比其它地方窄的部位而在另一方上设置宽度比其它部分宽的部位，来补偿在制造工序中产生的导波路的宽度以及角度的误差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-80189号公报
专利文献2：日本特开2010-237376号公报
专利文献3：日本特开2011-257634号公报
专利文献4：日本特开平7-281041号公报
专利文献5：日本特开2011-118055号公报
发明内容
发明所要解决的课题
伴随着高速光通信网络的普及，取代二进制调制方式，DQPSK(DifferentialQuadrature Phase Shift Keying：差分四相相移键控)等的多值调制方式被频繁采用。因此，期望改善MZ型光调制器的消光比。
例如，在臂是多模导波路的情况下，在分支部中分支的光即使功率均等也包含高阶模式的光。高阶模式的光因为电极所产生的电场的调制程度与基本模式的光不同，所以在关断状态下在两个臂中传播的光的相位差不为π而作为噪声光输出，结果使消光比降低。此外，专利文献3所公开的技术即使假设能够去除在合波部中产生的高阶模式的光也无法去除在臂中传播并在合波部中与基本模式的光结合的高阶模式的光。
因此，本申请是鉴于上述课题而作出的，其目的是提供有效改善消光比的光调制器以及光发送器。
解决问题的手段
本说明书所记载的光调制器具备：基板，其形成有光波导路，该光波导路包含将输入的光进行分支的分支部、分别传播由上述分支部分支的光的一对臂以及合并从上述一对臂输出的光的合波部；和1个以上的电极，它们在上述基板上与上述光波导路的一部分重叠，并根据所施加的电压在上述光波导路中产生电场，上述光波导路被设置为，具有宽度比其它部分窄的窄幅部与上述1个以上的电极不重叠。
发明效果
本说明书所记载的光调制器以及光发送器能起到有效改善消光比这样的效果。
附图说明
图1是比较例的光调制器的俯视图。
图2是示出基于图1的II-II线的截面的剖视图。
图3是示出接通状态下的光波导路的各部分的光谱的图。
图4是示出关断状态下的光波导路的各部分的光谱的图。
图5是第1实施例的光调制器的俯视图。
图6是第2实施例的光调制器的俯视图。
图7是放大地示出窄幅部的光波导路的俯视图。
图8是第3实施例的光调制器的俯视图。
图9是第4实施例的光调制器的俯视图。
图10是第5实施例的光调制器的俯视图。
图11是第6实施例的光调制器的俯视图。
图12是示出光发送器的结构的结构图。
具体实施方式
(比较例)
图1是比较例的光调制器的俯视图。光调制器1具有形成有光波导路2的基板10；接地电极31、33；信号电极32；偏压电极(bias electrode)34、35；信号源41；终端电阻42和直流电源43、44。此外，在图1中，电极31～35形成于基板10的板面上，因此为了与光波导路2的形状进行区分而利用虚线进行表示。
光调制器1对从光波导路2的入口20输入的光Lin进行调制，作为输出光Lout从出口29进行输出。输出光Lout具有接通状态以及关断状态，计算各个状态的光功率之比作为消光比。
基板10是LN基板以及LiTaO2基板等的电光结晶，具有矩形状的板面。在基板10上形成MZ型光波导路2。即，光波导路2包含：分支部21，其对所输入的光进行分支；一对臂22、33，其分别传播由分支部21分支的光；以及合波部24，其对从一对臂22、33输出的光进行合并。此外，在图1中，各部分21～24的边界通过在光波导路2上在Y轴方向延伸的虚线表示。另外，在以后的说明中，将X轴方向的尺寸定义为“长度”，将Y轴方向的尺寸定义为“宽”方向，将Z轴方向的尺寸定义为“厚度”。
一对臂22、33是平行延伸的直线状的导波路。分支部21包含一对输入导波路211、212，该一对输入导波路211、212具有Y形状并分别从光进行分支的分支点P1延伸到一对臂22、33。另外，合波部24包含一对输出导波路241、242，该一对输出导波路241、242具有Y形状并分别从一对臂22、33延伸到光进行合并的合并点P2。一对输入导波路211、212以及一对输出导波路241、242是例如具有S形状的曲线的弯曲导波路。
光波导路2是多模导波路(multimode waveguide)，所以在分支部21内进行功率分支的光中不仅包含基本模式的光还包含高阶模式的光。该光的传播模式根据在作为核心的光波导路2与作为包层的外部的边界进行全反射的光的入射角来决定。
图2示出基于图1的II-II线的截面。光波导路2(这里为臂22、33)具有半圆状的截面，例如通过在基板10表面的一部分上形成钛等金属膜后使其进行热扩散来形成。此外，光波导路2不仅限于此，例如可通过在基板10上进行金属膜的构图之后于安息香酸中进行质子交换来形成。
在基板10之上依次层叠有缓冲层11以及电极31～33。缓冲层11例如由SiO2形成，具有0.2～2.0(μm)的厚度。缓冲层11防止在臂22、33中分别传播的光被信号电极32以及接地电极31、33所吸收。
在缓冲层11之上设置由金等导电体形成的电极31～35。在基板10是沿着结晶光学轴的Z方向的Z切割的基板时，为了利用Z方向的电场，在光波导路2的正上方设置有信号电极32以及偏压电极34、35。
信号电极32以及偏压电极34、35在基板10上与光波导路2的一部分重叠，根据所施加的电压在光波导路2中产生电场。由此，在光波导路2中进行传播的光产生1阶电光效应即波克尔斯效应，通过折射率变化来进行相位调制。
如图1所示，信号电极32形成为沿着一个臂23延伸而与该臂23中的从分支部21连接的部分重叠。信号电极32的两端向基板10的侧部进行弯曲。
偏压电极34、35形成为沿着一对臂22、33分别延伸而与该臂22、33中的从合波部24连接的部分重叠。偏压电极34、35的一端向基板10的侧部弯曲。
另外，接地电极31、33被施加接地电位。一个接地电极31形成为沿着基板10的一个侧部延伸，其一部分与臂22中的从分支部21连接的部分重叠。接地电极31的两端部向基板10的另一侧部弯曲。另一个接地电极31沿着与接地电极31相反侧的基板10的侧部形成为矩形状。即，将接地电极31、33设置为在基板10上夹住信号电极32。此外，各电极31～35具有共面(coplanar)线路型的电极结构。
信号电极32是行进波电极，用于对光进行调制的调制信号S从信号源41被输入。调制信号S是电高频信号(微波)，其被输入信号电极32中的、臂23的输入端的附近部分，沿着光的传播方向被传送，从臂23的输出端的附近部分被输出到终端电阻42。终端电阻42的一端与臂23连接，另一端接地。此外，终端电阻42的电阻值根据信号源41以及信号电极32等的电气特性来决定。
由此，一对臂22、33的折射率例如按照成为+ΔNa、-ΔNb的方式变化，在各个臂22、33内分别传播的光中产生相位差。并且，在各个臂22、33内分别传播的光在合波部24中合并时产生马赫曾德尔干涉，并根据上述相位差输出接通状态或关断状态的输出光Lout。此外，调制信号S利用控制信号电极32的截面形状来调整臂23的执行折射率，由此进行与在臂23中传播的光波的速度匹配，所以光调制器1具有例如10(GHz)以上的宽动作频带。
偏压电极34、35与直流电源44、43分别进行连接。直流电源44、43为了补偿由于温度变化等而引起的调制信号S的特性上的动作点的移位，而对偏压电极34、35施加偏置电压Eb1、Eb2。例如，根据由光电二极管等获得的输出光Lout的电平来决定偏置电压Eb1、Eb2。此外，在本例中，虽然将偏压电极34、35与信号电极32分开设置，但也可以采用偏压T电路将偏压电极34、35设置为与信号电极32共同的电极。
另外，为了针对一对臂22、33分别独立地进行控制而分别设置有偏压电极34、35。此外，在臂23的上部与信号电极32的终端侧部分隔着一定的间隔设置有一个偏压电极35。
接着，说明在本例的调制器1的光波导路2中进行传播的光。图3示出接通状态下的光波导路2的各部分的光谱。
曲线图G10是输入至分支部21的光的光谱。输入的光由分支部21进行功率分支，在一对臂22、33中成为曲线图G11～G14示出的光。
在一个臂22中传播曲线图G11示出的基本模式(0次模式)的光以及曲线图G12示出的高阶模式的光。在另一个臂23中传播曲线图G12示出的基本模式的光以及曲线图G14示出的高阶模式的光。这样地产生高阶模式的光如上所述是由于光波导路2是多模导波路的缘故。
在接通状态下，信号电极32被施加调制信号S的电压，以使在臂22、33中传播的光的相位差为0。为此，在臂22、33中传播的光在保持同一相位的状态下被输入合波部24。此时的基本模式的光谱在曲线图G15、G16中示出，高阶模式的光谱在曲线图G17、G18中示出。
在合波部24中合并的光因为是同一相位，所以增强地合并功率成为曲线图G19中示出的基本模式的光之后被输出。此时，在臂22、33中传播的高阶模式的光(G16、G18的光)由于干涉而成为基本模式的光，与输出光结合。
另一方面，图4示出关断状态下的光波导路2的各部分的光谱。曲线图G20表示输入至分支部21的光的光谱。另外，曲线图G21、G23表示由分支部21分支的光的基本模式的光谱，曲线图G21、G23表示高阶模式的光谱。
在关断状态下，信号电极32被施加调制信号S的电压，以使在臂22、33中传播的光的相位差成为π。因此，如曲线图G25、G27所示，在臂22、33中传播的基本模式的光成为相位正相反而输入到合波部24。因此，已合并的光成为曲线图G29所示的高阶模式的光而被放射至外部。即，曲线图G25、G27所示的光在合波部24中被抵消。
另一方面，由于高阶模式的光与基本模式的光的区别在于对光波导路2的封闭性，所以基于电场的调制程度(即，电场的施加效率)不同。即，用于使曲线图G26、G28所示的高阶模式的光的相位差成为π的调制信号S的电压与曲线图G25、G27所示的基本模式的光不同。
因此，曲线图G26、G28所示的高阶模式的光在合波部24中未被抵消而残留，且作为曲线图G30所示的基本模式的噪声光从出口29被输出至外部。该噪声光成为使消光比恶化的一个原因。因此，在以下记述的实施例中，为了去除高阶模式的光而在光波导路2上设置具有比其它部分窄的宽度的窄幅部。
(第1实施例)
图5是第1实施例的光调制器1的俯视图。在图5中，对功能与图1所示的比较例相同的结构标注同一符号，并省略其说明。
在本实施例中，在一对臂25、26上分别设置具有比其它部分窄的宽度的窄幅部251、261。一个臂26的窄幅部261设置在与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35重叠的部分之间。另一个臂25的窄幅部251设置在长度方向上且在与上述窄幅部261相同的位置处。
窄幅部251、261按照使在臂25、26中光的封闭性减弱的方式进行作用。这是因为，当宽度狭窄时，在臂25、26内扩散的杂质的浓度降低，由此饱和折射率降低。因此，在窄幅部251、261中，高阶模式的光被放射至外部，仅基本模式的光能通过窄幅部251、261。即，窄幅部251、261作为过滤多模式的光的单模导波路发挥功能。
利用窄幅部251、261去除多模式的光是根据在光波导路2中通过光来确认的。例如，在光波导路2的入口20连接光纤，从光源输入光，另一方面，在光波导路2的出口29处设置用于观测输出光Lout的照相机。并且，当移动入口20的光纤时，只要从照相机获得的输出光Lout的观测图像没有变化，就能够确认利用窄幅部251、261去除了多模式的光。
另外，窄幅部251、261避开臂25、26中的与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35重叠的部分而设置。因此，可避免光波导路2中的电场强度比较高的部分(电场线集中的部分)的光的封闭性降低。假设当窄幅部251、261设置在与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35重叠的部分时，由于光的封闭性降低，基于调制信号S的调制效率降低。
该倾向如本例的LN调制器那样在光的封闭性比较弱的情况下较显著。当调制效率降低时，因为信号源41的驱动电压增加，所以功耗以及发热量增加。另外，当为了补偿调制效率的降低而延长信号电极32以及偏压电极35的长度或延长臂25、26的长度时，导致光调制器1大型化。
这样，通过选择光波导路2中的电场强度弱的部分设置窄幅部251、261，无需使光调制器1的驱动电压以及尺寸增加，就能够从光波导路2中去除高阶模式的光。在图3以及图4的例子的情况下，利用窄幅部251、261来去除曲线图G12、G14、G22、G24示出的高阶模式的光。因此，没有产生曲线图G30示出的噪声光，可改善光调制器1的消光比。这一点通过发明人进行的数值模拟得到的、比较例的消光比是-24.6(dB)而与此相对本实施例的消光比是-35.2(dB)这样的结果也能理解。此外，在本实施例中，在一对臂25、26的双方上都设置有窄幅部251、261，但即使是仅在臂25、26的一方上设置窄幅部的情况下，也能够降低噪声光，所以可获得同样的作用效果。
(第2实施例)
在第1实施例中，考虑了由于信号电极32与偏压电极35的间隔而导致窄幅部251、261中的宽度突然变化而产生光的散射损失的情况。这里，图6所示的第2实施例的光调制器1构成为光波导路2的宽度向窄幅部252、262缓缓变窄。此外，在图6中，对功能与图1所示的比较例相同的结构标注同一符号，并省略其说明。
在本实施例中，在一对臂25、26上分别设置有窄幅部252、262。光波导路2成为朝着窄幅部252、262以楔状变细。
在一个臂26中，为了避免上述调制效率的降低，而将宽度开始变化的位置设定为避开与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35重叠的部分。另外，在另一个臂25中，为了避免上述调制效率的降低，而将宽度开始变化的位置设定为避开接地电极31的电场强度较高的部分以及与偏压电极34重叠的部分。
这样，通过使光波导路2的宽度向着窄幅部252、262缓缓进行变化，既能够抑制上述光的散射损失，又能够改善消光比。另外，在本实施例中，不仅仅是窄幅部252、262，宽度朝着窄幅部252、262变化的部分即上述楔状部分也有助于去除高阶模式的光，所以能够更有效地改善消光比。此外，在本实施例中列举了宽度以楔状变化的方式，但不限于此，例如，还可采用如下方式：通过使窄幅部252、262的附近部分的侧部成为阶梯形状来使宽度向着窄幅部252、262阶梯性变化。
另外，可通过使窄幅部252、262的尺寸等形成为相同的尺寸，来进一步降低在窄幅部252、262中可产生的损失。例如，在图7所示的窄幅部252、262的放大图中，可使窄幅部252、262的宽度W1、W2相同。另外，可使与窄幅部252、262连接的楔状部分的长度L11、L12、L21、L22分别相同。这里，楔状部分的长度L11、L12分别是从宽度开始变化的位置x11、x12到窄幅部252为止的各个长度。另外，楔状部分的长度L21、L22分别是从宽度开始变化的位置x21、x22到窄幅部262为止的各个长度。
(第3实施例)
在第2实施例中，将与窄幅部262连接的楔状部分设置为避开与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35重叠的部分，但不仅限于此。在图8中示出按照如下方式形成的光调制器1的例子：光波导路2的宽度从与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35重叠的部分起朝着窄幅部263缓缓变窄。在图8中，对功能与图1所示的比较例相同的结构标注同一符号，并省略其说明。
在图8所示的例子中，关于另一个窄幅部253也是同样，其光波导路2的宽度从与偏压电极34重叠的部分起朝着窄幅部253缓缓变窄。即，将与窄幅部253、263连接的楔状部分的宽度开始变化的位置设定为与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35、34重叠的部分。
根据此结构，由于能够增大宽度变化的楔状部分的长度尺寸，所以在小型的光调制器1中可改善消光比。此外，与窄幅部263连接的楔状部分的宽度开始变化的位置不限定于与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极35重叠的部分双方，可以是任意一方。
另外，在上述的结构中，因为光波导路2的宽度从与信号电极32重叠的部分以及与偏压电极34、35重叠的部分开始变窄，所以光的调制效率会受到影响。尤其是，在变更与信号电极32重叠的部分的宽度时，由于光的调制效率发生变化，从而还会影响调制频带，而不仅仅是驱动电压。该调制频带根据在臂26中对调制效率进行积分而获得的值来决定。
调制效率依赖于调制信号S的频率，而且还根据光波导路2内的位置而变化。因为频率越高则微波的损失越大，所以在臂26中的输出部与调制信号S的输入部相比调制效率降低。
在本实施例中，光波导路2的宽度从信号电极32中的与调制信号S的终端侧部分321重叠的部分起向窄幅部263缓缓变窄。这里，所谓调制信号S的终端侧的部分321是指信号电极32中与终端电阻42的连接位置的附近部分。
根据此结构，在调制效率本来就低的臂26的输出部即调制信号S的终端侧的部分321中，光波导路2的宽度变窄，所以能够降低对上述调制频带的影响。
(第4实施例)
在第1～3实施例中，虽然一对臂25、26分别设置有窄幅部251～253、261～263，但不仅限于此。在图9中示出在分支部27的一对输入导波路271、272上分别设置有窄幅部2711、2721的光调制器1的例子。在图9中，对功能与图1所示的比较例相同的结构标注相同的符号，并省略其说明。
在本实施例中，一对输入导波路271、272的宽度朝着窄幅部2711、2721缓缓变窄。即，光波导路2朝着窄幅部2711、2721以楔状变细。这里，光波导路2的宽度开始变化的位置也可以与信号电极32重叠。
根据本实施例，因为与窄幅部2711、2721连接的光波导路2的宽度缓缓变窄，所以能够获得与上述第2以及第3实施例相同的作用效果。另外，在本实施例中，由于一对臂22、33上没有设置窄幅部2711、2721，所以能够缩短臂22、33的长度。因此，根据本实施例，在小型的光调制器1中可改善消光比。
(第5实施例)
在第4实施例中，虽然窄幅部2711、2721设置在分支部271上，但不仅限于此，也可以设置在合波部24上。在图10中示出窄幅部2811、2821分别设置在合波部28的一对输出导波路281、282上的光调制器1的例子。在图10中，对功能与图1所示的比较例相同的结构标注同一符号，并省略其说明。
在本实施例中，一对输出导波路281、282的宽度朝着窄幅部2811、2821缓缓变窄。即，光波导路2向窄幅部2811、2821以楔状变细。这里，光波导路2的宽度开始变化的位置也可以与偏压电极34、35重叠。
根据本实施例，因为与窄幅部2811、2821连接的光波导路2的宽度缓缓变窄，所以能够获得与上述第2以及第3实施例同样的作用效果。另外，根据本实施例，在一对臂22、33上没有设置窄幅部2811、2821，所以能够获得与第4实施例同样的作用效果。此外，在之前所述的实施例中，窄幅部设置在分支部27、一对臂25、26以及合波部28的任意一方上，但不仅限于此，也可以设置在多个部分上。
(第6实施例)
在图11中示出了高速光通信用的DQPSK等多值调制方式中使用的光调制器1的例子。光调制器1的光波导路7是形成在基板6上的多模导波路。光波导路7包含第1分支部70、一对子导波路7a、7b以及第1合波部79。此外，在图11中利用在光波导路7上以宽度方向延伸的虚线来表示各部70～79的边界。
第1分支部70具有Y形状，并对所输入的光进行分支后导入一对子导波路7a、7b。一对子导波路7a、7b是同样的MZ型导波路，分别包含第2分支部71、72、一对臂73～76以及第2合波部77、78。即，一对子导波路7a、7b分别具有与上述实施例的光波导路2相同的结构。
第2分支部71、72具有Y形状，并对从第1分支部70输入的光进行分支后分别导入一对臂73～76。一对臂73～76分别传播第2分支部71、72所分支的光。一对臂73～76分别将光导入第2合波部77、78。
第2合波部77、78具有Y形状，并分别合并从一对臂73～76输出的光，然后导入第1合波部79。第1合波部79具有Y形状，其将从一对子导波路7a、7b即第2合波部77、78输出的光合并后输出到外部。因此，当整体性地进行观察时，本实施例中的光波导路7构成MZ型导波路。此外，第1以及第2分支部70～72的支部以及第1以及第2合波部77～79的支部是例如具有S形状的曲线的弯曲导波路。
另外，光调制器1具有第1以及第2信号电极82、83、接地电极80、811、812以及第1～第6偏压电极84～89。将第1以及第2信号电极82、83、接地电极80以及第1～第6偏压电极84～89在基板6上设置成与光波导路7部分重叠。与上述实施例相同，在基板6上隔着缓冲层层叠有各个电极80～89、811、812。
第1以及第2信号电极82、83在一对臂73～76内产生电场，从信号源输入用于调制光的调制信号。第1以及第2信号电极82、83以沿着臂73、76延伸的方式分别形成，并与该臂73、76中的从第2分支部71、72连接的部分重叠。第1以及第2信号电极82、83的两端向基板6的侧部进行弯曲。
第1～第6偏压电极84～89与直流电源分别连接，为了补偿由于温度变化等而导致的调制信号的特性上的动作点的移位，而施加偏置电压。第1～第6偏压电极84～89以沿着臂73～76延伸的方式形成，并与该臂73～76中的从第2合波部77、78连接的部分重叠。第1～第6偏压电极84～89的一端向基板6的侧部进行弯曲。
另外，接地电极80、811、812被施加接地电位。接地电极80与臂74、75中的从第2分支部71、72分别连接的部分重叠。接地电极80的两端部向基板6的侧部弯曲。
接地电极811、812沿着基板6的侧部形成为矩形状。将接地电极80、811、812在基板6上设置成夹持第1以及第2信号电极82、83。此外，各电极80～89、811、812具有共面(coplanar)线路型的电极结构。
光波导路7设置有宽度比其它部分窄的窄幅部710、711、730、740、750、760。将窄幅部710、711、730、740、750、760设置为与第1以及第2信号电极82、83以及第1～第6偏压电极84～89不重叠。
窄幅部710、711分别设置在第2分支部71、72中的与第1分支部70的边界和对光进行分支的分支点P11、P21之间。第2分支部71、72的宽度朝着窄幅部710、711缓缓变窄。更具体地说，第2分支部71、72向窄幅部710、711以楔状变细。窄幅部710、711去除在第1分支部70中产生的高阶模式的光。
一个臂73、76在与第1以及第2信号电极82、83重叠的部分和与偏压电极84、87重叠的部分之间分别设置有窄幅部730、760。臂73、76的宽度朝着窄幅部730、760缓缓变窄。更具体地说，臂73、76向窄幅部730、760以楔状变细。
光波导路7a、7b的宽度可从与第1以及第2信号电极82、83和第1以及第4偏压电极84、87重叠的部分起向窄幅部730、760缓缓变窄。即，对于与窄幅部730、760连接的楔状部分，其宽度开始变化的位置可处于第1以及第2信号电极82、83和第1以及第4偏压电极84、87重叠的部分。
在长度方向上，在与上述窄幅部730、760相同的位置处分别设置有另一个臂74、75的窄幅部740、750。臂74、75的宽度朝着窄幅部730、760缓缓变窄。更具体地说，臂74、75向窄幅部740、750以楔状变细。
光波导路7a、7b的宽度也可以从与第2以及第5偏压电极85、88重叠的部分朝着窄幅部740、750缓缓变窄。即，对于与窄幅部740、750连接的楔状部分，其宽度开始变化的位置可处于与第2以及第5偏压电极85、88重叠的部分。此外，在一对臂73～76中，窄幅部730、760的宽度以及与窄幅部730、760连接的楔状部分的长度相等。
窄幅部730、740去除在第2分支部71中产生的高阶模式的光。另外，窄幅部750、760去除在第2分支部72中产生的高阶模式的光。
根据上述的结构，可有效地改善DQPSK等多值调制方式中使用的光调制器1的消光比。此外，在本实施例中，对设置有窄幅部的位置没有限定。例如，窄幅部可以仅设置在一对臂73～76的一方，另外，也可以设置在第1分支部70或第1以及第2合波部77～79等上。
(光发送器的实施例)
接着，对采用上述光调制器1的光发送器进行说明。图12示出光发送器的结构例。
光发送器9包含光调制器1、光源90以及数据生成部91。光源90例如是激光二极管，将无调制连续波(CW：Continuous Wave)的光经由光纤输出至光调制器1。此外，连接光调制器1与光源90的光纤可以是单模式光纤以及多模光纤中的任意一种。
另外，数据生成部91根据作为输出对象的数据来生成驱动信号，并输出至光调制器1。光调制器1根据驱动信号生成调制信号S，调制从光源90输入至光波导路2、7的光后进行输出。所输出的光经由与光波导路2、7的出口29连接的光纤5被输出至外部。
光发送器9因为包含上述的光调制器1，所以起到已经描述的作用效果。此外，光发送器9能够与接收光信号的光接收器一起构成为单一的模块。
以上，参照优选的实施例具体说明了本发明的内容，显而易见的是，本领域技术人员能够根据本发明的基本技术思想以及示教而采用各种变形的方式。
符号说明
1  光调制器
10 基板
2、7 光波导路
21、27 分支部
22、33、25、26 一对臂
24、28 合波部
32 信号电极
31、33 接地电极
34、35 偏压电极
251～253、261～263 窄幅部
211、212、271、272 一对输入导波路
241、242、281、282 一对输出导波路
2711、2721、2811、2821 窄幅部
7a、7b 子导波路
70 第1分支部
71、72 第2分支部
73～76 一对臂
79 第1合波部
77、78 第2合波部
710、711、730、740、750、760 窄幅部
82 第1信号电极
83 第2信号电极
80、811、812 接地电极
84～89 第1～第6偏压电极
9  光发送器
90 光源

Claims (19)

1.一种光调制器，其特征在于，该光调制器具备：
基板，其形成有光波导路，该光波导路包含将输入的光进行分支的分支部、分别传播由所述分支部分支的光的一对臂以及合并从所述一对臂输出的光的合波部；和
1个以上的电极，它们在所述基板上与所述光波导路的一部分重叠，并根据所施加的电压在所述光波导路中产生电场，
所述光波导路被设置为，宽度比其它部分窄的窄幅部与所述1个以上的电极不重叠。
2.根据权利要求1所述的光调制器，其特征在于，
所述窄幅部设置在所述一对臂的一方或双方。
3.根据权利要求2所述的光调制器，其特征在于，
所述1个以上的电极包含被输入用于调制所述光的调制信号的信号电极以及被施加偏置电压的偏压电极，
所述一对臂的一方在与所述信号电极重叠的部分以及与所述偏压电极重叠的部分之间设置有所述窄幅部。
4.根据权利要求3所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路的宽度朝着设置于所述一对臂的所述窄幅部缓缓变窄。
5.根据权利要求4所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路的宽度从与所述信号电极重叠的部分以及与所述偏压电极重叠的部分中的至少一方起朝着设置于所述一对臂的所述窄幅部缓缓变窄。
6.根据权利要求5所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路的宽度从所述信号电极中的与所述调制信号的终端侧的部分重叠的部分起朝着设置于所述一对臂的所述窄幅部缓缓变窄。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路朝着设置于所述一对臂的所述窄幅部以楔状变细。
8.根据权利要求7所述的光调制器，其特征在于，
与分别设置于所述一对臂的所述窄幅部连接的楔状部分的长度相等。
9.根据权利要求2至8中任意一项所述的光调制器，其特征在于，
分别设置于所述一对臂部的所述窄幅部的宽度相等。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的光调制器，其特征在于，
所述分支部包含从光进行分支的分支点分别延伸到所述一对臂为止的一对输入导波路，
所述窄幅部设置在所述一对输入导波路的一方或双方。
11.根据权利要求10所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路的宽度朝着设置于所述一对输入导波路的所述窄幅部缓缓变窄。
12.根据权利要求11所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路的宽度从与所述1个以上的电极重叠的部分朝着设置于所述一对输入导波路的所述窄幅部缓缓变窄。
13.根据权利要求11或12所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路朝着设置于所述一对输入导波路的所述窄幅部以楔状变细。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的光调制器，其特征在于，
所述合波部包含从所述一对臂分别延伸到光进行合并的合并点为止的一对输出导波路，
所述窄幅部设置在所述一对输出导波路的一方或双方。
15.根据权利要求14所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路的宽度朝着设置于所述一对输出导波路的所述窄幅部缓缓变窄。
16.根据权利要求15所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路的宽度从与所述1个以上的电极重叠的部分起朝着设置于所述一对输出导波路的所述窄幅部缓缓变窄。
17.根据权利要求15或16所述的光调制器，其特征在于，
所述光波导路朝着设置于所述一对输出导波路的所述窄幅部以楔状变细。
18.根据权利要求1至17中任意一项所述的光调制器，其特征在于，
所述基板形成有一对所述光波导路，
输入的光分支后被导入一对所述光波导路，从一对所述光波导路分别输出而被合并。
19.一种光发送器，其特征在于，具有：
光源；以及
权利要求1至18中任意一项所述的光调制器，
所述光调制器对从所述光源输入至所述导波路的光进行调制后输出。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023045845A1 (zh) * 2021-09-22 2023-03-30 华为技术有限公司 一种光信号发送装置
WO2024007677A1 (zh) * 2022-07-06 2024-01-11 苏州极刻光核科技有限公司 电光调制器

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10018888B2 (en) * 2012-06-06 2018-07-10 Eospace, Inc. Advanced techniques for improving high-efficiency optical modulators
CN108700709A (zh) * 2016-03-14 2018-10-23 日本电气株式会社 光分路回路
JP6778154B2 (ja) * 2017-06-28 2020-10-28 日本電信電話株式会社 干渉計導波路
JP2020166100A (ja) 2019-03-29 2020-10-08 Tdk株式会社 電気光学デバイス
US10534130B1 (en) 2019-05-21 2020-01-14 Psiquantum, Corp. Interferometer filters with compensation structure
US11101880B1 (en) * 2020-03-16 2021-08-24 Amazon Technologies, Inc. Wide/multiband waveguide adapter for communications systems
US11609392B1 (en) * 2022-02-24 2023-03-21 X Development Llc Photonic coupler
WO2023199441A1 (ja) * 2022-04-13 2023-10-19 日本電信電話株式会社 光回路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6360432A (ja) * 1986-08-30 1988-03-16 Fujitsu Ltd 導波路光位相変調器の駆動方法
CN1221118A (zh) * 1997-12-08 1999-06-30 三星电子株式会社 利用隔离器的光调制器和包含这种光调制器的发送器
CN101292190A (zh) * 2005-08-19 2008-10-22 安立股份有限公司 光调制器
US20100027936A1 (en) * 2006-06-14 2010-02-04 John Heaton Tuneable electro-optic modulator
US20110305412A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Fujitsu Optical Components Limited Optical waveguide, optical modulator and optical coupler

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3102874B2 (ja) 1990-11-05 2000-10-23 日本板硝子株式会社 Ｙ分岐光回路
JPH0593891A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Nec Corp 導波型光変調器及びその駆動方法
JPH07281041A (ja) 1994-04-07 1995-10-27 Hitachi Cable Ltd 導波路及びそれを用いたマッハツェンダ型光回路
JPH1073791A (ja) * 1996-08-30 1998-03-17 Hitachi Ltd 半導体マッハツェンダ型光変調器、光変調器モジュールおよび光伝送装置
US20090009259A1 (en) * 2006-01-13 2009-01-08 Tomoaki Ohira Angle modulator
JP5061817B2 (ja) 2007-09-25 2012-10-31 住友大阪セメント株式会社 光変調装置
JP4745415B2 (ja) 2009-03-31 2011-08-10 住友大阪セメント株式会社 光変調器
JP5310511B2 (ja) 2009-12-01 2013-10-09 富士通株式会社 光デバイス、光ハイブリッド回路、光受信機
JP5071542B2 (ja) * 2010-09-30 2012-11-14 住友大阪セメント株式会社 光導波路素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6360432A (ja) * 1986-08-30 1988-03-16 Fujitsu Ltd 導波路光位相変調器の駆動方法
CN1221118A (zh) * 1997-12-08 1999-06-30 三星电子株式会社 利用隔离器的光调制器和包含这种光调制器的发送器
CN101292190A (zh) * 2005-08-19 2008-10-22 安立股份有限公司 光调制器
US20100027936A1 (en) * 2006-06-14 2010-02-04 John Heaton Tuneable electro-optic modulator
US20110305412A1 (en) * 2010-06-10 2011-12-15 Fujitsu Optical Components Limited Optical waveguide, optical modulator and optical coupler

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023045845A1 (zh) * 2021-09-22 2023-03-30 华为技术有限公司 一种光信号发送装置
WO2024007677A1 (zh) * 2022-07-06 2024-01-11 苏州极刻光核科技有限公司 电光调制器

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