CN105074547A

CN105074547A - 光调制器

Info

Publication number: CN105074547A
Application number: CN201480017747.6A
Authority: CN
Inventors: 市川润一郎; 片冈利夫; 近藤胜利
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: US20160062155A1; JP2014191096A; CN105074547B; JP5690366B2; WO2014156459A1; US9551887B2

Abstract

本发明提供一种光调制器。本发明的光调制器具备隆脊型光波导和调制电极。调制电极由被供给调制信号的信号电极、第一接地电极、第二接地电极构成，信号电极具有宽幅部，该宽幅部具有比隆脊型光波导的最上部的宽度更宽的宽度，第一接地电极具有以沿第一方向延伸的方式设置于第一面上的中央部接地电极构件，第二接地电极具有以沿第一方向延伸的方式设置于第二面上的中央部接地电极构件。中央部接地电极构件及中央部接地电极构件具有第一贯通孔及第二贯通孔，在俯视时，所述贯通孔与信号电极的宽幅部重叠。

Description

光调制器

技术领域

本发明涉及一种光调制器。

背景技术

在下述专利文献1、2及非专利文献1、2中记载有具有隆脊型光波导的光调制器。下述专利文献1及非专利文献1所记载的光调制器具有设置在隆脊型光波导上的凸缘状信号电极，下述专利文献2以及非专利文献2所记载的光调制器具有蘑菇状信号电极。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平11-101962号公报

专利文献2：日本专利公开平8-122722号公报

非专利文献

非专利文献1：MakotoMinakata,“RecentProgressof40GHzhigh-speedLiNbO3opticalmodulator,”ProceedingsofSPIE,Vol.4532,ActiveandPassiveOpticalComponentsforWDMCommunication,16(July30,2001)p.16-27

非专利文献2：R.Madabushi,“MicrowaveAttenuationReductionTechniquesforWide-BandTi:LiNbO3OpticalModulators”IEICETRANS.ELECTRON.,VOL.E81-C,NO.8AUGUST1998

发明的概要

发明要解决的课题

在专利文献1所记载的具有隆脊型光波导的光调制器中，如该文献的图7、图11所记载，在光波导上设置有凸缘形状(即，具有比该光波导的宽度更宽的宽度的形状)的信号电极。并且，在光波导的隆脊形部的侧面，以与信号电极不接触的方式形成为较薄的接地电极设置成与该光波导的隆脊形部接触。在该文献中记载有根据具有这种结构的光调制器，可实现低驱动电压、在光波导内引导的光和施加于信号电极的调制信号的速度匹配以及低电极损失。

然而，在如专利文献1所记载的以往的光调制器中，由于以下理由而存在难以进行高速调制动作的问题。

即，为了实现高速调制动作而需要实现阻抗匹配，具体而言，需要使供给被施加于调制电极(信号电极及接地电极)的调制信号的外部元件的输出阻抗和光调制器的输入阻抗接近相同的值(例如50Ω)。

然而，在如专利文献1所记载的光调制器中，由于凸缘状的信号电极和设置于光波导的隆脊形部的侧面的接地电极的距离变得较近，因此，信号电极与接地电极之间的静电容量变大。由此，导致信号电极与接地电极之间的阻抗变小。在专利文献1中示出，在如该文献所记载的光调制器中的最佳的设计中，特性阻抗为18.4Ω。其结果是，导致难以实现光调制器与上述外部元件之间的阻抗匹配，因此，将导致实际上难以实现高速调制动作。

同样的情况在专利文献2所记载的具有呈蘑菇状突出的信号电极的光调制器中也成为问题。专利文献2所记载的利用呈蘑菇状突出的信号电极的结构是对实现速度匹配、低电极损失非常有效的结构之一。然而，存在特性阻抗降低的问题。在非专利文献2中记载有在具有呈蘑菇状突出的信号电极的结构中的问题是特性阻抗从50Ω背离以及电极的反射特性S11劣化为-10dB。

通过将阻抗转换器、阻抗转换电路组装到调制器，能够避免因特性阻抗从50Ω背离而引起的反射特性变差的不良影响。然而，即使驱动信号的电力相同，在特性阻抗较低的光调制器中，也存在导致信号电极的作用部电极部中的信号电极-接地电极间电压降低的问题。关于该信号电极-接地电极间电压的降低，尤其是，如通过铌酸锂构成光波导的光调制器那样的基于电光效应(根据施加电场而使折射率发生变化的现象，即普克尔(Pockels)效应及光克尔(OpticalKerr)效应)的光调制器的情况下，从以高效率(低功耗)进行驱动的观点来看，该信号电极-接地电极间的电压的降低极为不利。因此，为了以高效率(低功耗)进行驱动，优选避免特性阻抗的降低而进行设计。

本发明是鉴于这种课题而完成的，其目的在于提供一种具有隆脊型光波导及凸缘状或蘑菇状的信号电极，且能够高速动作的光调制器。

用于解决技术课题的技术方案

本发明基于如下原理：通过切开与信号电极相对而作用的接地电极构件的一部分，减小电极间容量，提高特性阻抗。

即，为了解决上述课题，本发明的一种方式所涉及的光调制器，包括：基体部，具有主面；隆脊型光波导，设置在基体部的主面上并沿第一方向延伸，该第一方向沿着该主面；以及调制电极，用于调制在该隆脊型光波导内引导的光。基体部的主面具有设置面、第一面以及第二面，在设置面设置有隆脊型光波导，第一面以及第二面位于沿第二方向夹持所述设置面的位置，第二方向与第一方向正交且沿着主面。调制电极由被供给调制信号的信号电极、第一接地电极以及第二接地电极构成。信号电极具有宽幅部，该宽幅部为在隆脊型光波导上以沿第一方向延伸的方式设置的部分，并且具有比该隆脊型光波导的最上部的第二方向上的宽度宽的宽度。第一接地电极具有以沿第一方向延伸的方式设置在第一面上的第一接地电极构件，第二接地电极具有以沿第一方向延伸的方式设置在第二面上的第二接地电极构件。第一接地电极构件具有仅设置于该第一接地电极构件的第一方向的一部分的至少一个第一贯通孔，第二接地电极构件具有仅设置于该第二接地电极构件的第一方向的一部分的至少一个第二贯通孔。所述至少一个第一贯通孔在俯视时与信号电极的宽幅部重叠或者与该宽幅部在第二方向上相对，所述至少一个第二贯通孔在俯视时与信号电极的宽幅部重叠或者与该宽幅部在第二方向上相对。贯通孔与宽幅部相对是指从宽幅部发出的电力线到达贯通孔的开口的周围而终止的状态，且是指贯通孔的有无对调制电极的电路的静电容量或特性阻抗值有重要影响的情况(根据贯通孔的有无，静电容量或特性阻抗值的相对差比高频网络分析仪的阻抗校正电路基板的通常的精度0.3％大的情况)。另外，也可以并非从宽幅部直接观察到贯通孔的开口部或贯通孔的底部的方式。

在本发明的一方式所涉及的光调制器中，第一接地电极构件及第二接地电极构件分别具有在俯视时与信号电极的宽幅部重叠，或者与该宽幅部在第二方向上相对的第一贯通孔及第二贯通孔。因此，与第一接地电极构件及第二接地电极构件各自不具有第一贯通孔及第二贯通孔的情况相比，能够降低信号电极与第一接地电极、第二接地电极之间的容量，因此能够提高调制电极的特性阻抗。其结果是，根据本发明的一方式所涉及的光调制器，在信号电极作为集总常数型电极而发挥功能的情况下，能够缩小妨碍高频驱动的、信号电极与第一接地电极、第二接地电极之间的容量，并且，在信号电极作为行波型电极而发挥功能的情况下，能够避免调制电极的特性阻抗的降低，并能够容易实现供给调制信号的外部元件与调制器的阻抗匹配。因此，能够进行高速调制动作以及高效率驱动。

另外，在本发明的一方式所涉及的光调制器中，也可以是，上述至少一个第一贯通孔及上述至少一个第二贯通孔在俯视时具有圆形形状、椭圆形形状、跑道形状或者圆角矩形形状。由此，在俯视时，与第一接地电极构件的第一贯通孔相邻的界面(第一接地电极构件的侧面)、以及在俯视时与第二凹部接地电极构件的第二贯通孔相邻的界面(第二接地电极构件的侧面)成为不具有角部或突起部的曲线形状。其结果是，当调制信号被施加于调制电极时，在该相邻的界面，不易发生过度的电场集中于角部或突起部的情况，因此，能够抑制由第一贯通孔及第二贯通孔的形成而引起的调制信号的传播损失。

另外，在本发明的一方式所涉及的光调制器中，也可以是，第一接地电极构件具有多个第一贯通孔，该多个第一贯通孔沿第一方向依次设置，第二接地电极构件具有多个第二贯通孔，该多个第二贯通孔沿第一方向依次设置。

由此，在信号电极作为集总常数型电极而发挥功能的情况下，能够缩小成为高频驱动的阻碍的电极间的容量，并且，在信号电极作为行波型电极而发挥功能的情况下，能够进一步提高调制电极的特性阻抗。因此，容易更高精度地实现供给调制信号的外部元件与调制器的阻抗匹配。其结果是，根据本发明的一方式所涉及的光调制器，能够进行更高速的调制动作和高效的驱动。

进而，在本发明的一方式所涉及的光调制器中，也可以是，上述至少一个第一贯通孔在俯视时与第一接地电极构件的隆脊型光波导侧的侧面隔开，上述至少一个第二贯通孔在俯视时与第二接地电极构件的隆脊型光波导侧的侧面隔开。

由此，在俯视时，在第一接地电极构件的上述侧面和第二接地电极构件的上述侧面，贯通孔配置成在隆脊型光波导侧开口，由此能够防止在第一接地电极构件、第二接地电极构件的隆脊型光波导侧的侧面侧形成角部。其结果是，在调制信号施加于调制电极时，在该侧面不易产生电场的集中，因此，能够抑制因贯通孔的形成而引起的调制信号的传播损失。

进而，在本发明的一方式所涉及的光调制器中，也可以是，至少一个第一贯通孔在俯视时与第一接地电极构件的隆脊型光波导侧的侧面隔开20μm以上，至少一个第二贯通孔在俯视时与第二接地电极构件的隆脊型光波导侧的侧面隔开20μm。由此，调制电极与第一贯通孔、第二贯通孔的隔开距离也变大，因此，当调制信号施加于调制电极时，在该侧面更加不易产生电场的集中。其结果是，能够进一步抑制调制信号的传播损失。

在第一接地电极构件及第二接地电极构件未设置贯通孔的方式中的调制信号的传播损失，在非专利文献1的结构的情况下为0.2dB/[cm(GHz)^1/2]左右，在专利文献2的类似结构的情况下为0.18dB/[cm(GHz)^1/2]左右，在同时应用专利文献2的结构和隆脊型光波导的情况下为0.15dB/[cm(GHz)^1/2]左右。俯视时的第一贯通孔和隆脊型光波导侧的侧面的隔开距离、以及俯视时的第二贯通孔和隆脊型光波导侧的侧面的隔开距离为20μm左右的情况下，作为第一贯通孔及第二贯通孔，将宽度10μm、长度50μm的圆角长方形贯通孔列以10μm的间隔沿第一方向配置于第一接地电极构件及第二接地电极构件时的调制信号的传播损失的劣化幅度，在非专利文献1的结构的情况下为0.1dB/[cm(GHz)^1/2]左右，在专利文献2的类似结构的情况下为0.02dB/[cm(GHz)^1/2]左右。若将上述隔开距离设为30μm左右，则几乎能够忽略因第一贯通孔及第二贯通孔的形成而引起的调制信号的传播损失。

在俯视时的第一贯通孔和隆脊型光波导的侧面的隔开距离、以及俯视时的第二贯通孔和隆脊型光波导侧的侧面的隔开距离较大的情况下，通过在第一接地电极构件及第二接地电极构件形成第一贯通孔及第二贯通孔而减小信号电极与第一接地电极、第二接地电极间的容量的效果、以及使调制电极的特性阻抗提高的效果相对降低。然而，除了这种方式之外，本发明的一方式还提供如下方法，即在利用由如同铌酸锂的较高的介电常数材料构成的光波导来制作在非专利文献1或非专利文献2等中所记载的结构的光调制器的情况下，用于调整信号电极和第一接地电极、第二接地电极间容量以及调制电极的特性阻抗的实际应用上利用价值高的方法。

在第一接地电极构件及第二接地电极构件，作为第一贯通孔及第二贯通孔，将宽度10μm、长度50μm的圆角长方形贯通孔列以10μm的间隔沿第一方向进行配置时的调制信号的特性阻抗的提高幅度在非专利文献1的结构的情况下很大程度上取决于隆脊波导部的宽度，将光波导宽度设为该结构中的实际值即6～8μm的情况下，能够使调制信号的特性阻抗提高约5～10Ω左右。在类似于非专利文献2的结构的情况下主要取决于信号电极的形状、伸出的信号侧面的形状，能够使调制信号的特性阻抗提高2～5Ω左右。

若将俯视时的第一贯通孔与隆脊型光波导的侧面的隔开距离、以及俯视时的第二贯通孔与隆脊型光波导侧的侧面的隔开距离设为30μm左右，则减小信号电极与第一接地电极、第二接地之间的容量的效果、以及使调制电极的特性阻抗提高的效果相对进一步降低。然而，由于可进行该特性阻抗的数Ω的调整，另一方面，几乎能够忽略因第一贯通孔、第二贯通孔的形成而产生的调制信号的传播损失，因此，实际应用上的利用价值较高。

进而，在本发明的一方式所涉及的光调制器中，也可以是，第一接地电极构件以及第二接地电极构件设置成在俯视时相对于隆脊型光波导的光轴呈大致线对称。由此，光调制器的特性的分析计算的规模可以较小，进而，可期待在光调制器的温度变化时避免基板的应力、应变的偏差，获得光调制器的动作的稳定性。

即使将第一贯通孔、第二贯通孔的配置位置设为非对称，也能够获得减小信号电极与第一接地电极、第二接地电极间的容量的效果以及使调制电极的特性阻抗提高的效果。然而，根据设计情况能够对称配置，以使特性的分析计算的规模较小。若将信号电极的中心部作为对称线而配置第一贯通孔、第二贯通孔，则能够使有限元分析、传播分析的计算规模减半。进而，通过这种对称配置，能够使基板的应力、应变的非对称的偏差分散，能够期待获得光调制器的动作的稳定性。并且，对于第一贯通孔、第二贯通孔的对称配置，具有如下优点，即在应力、应变的设计、分析中，分析计算的规模可以较小。

也可以形成多列第一贯通孔、第二贯通孔，当然，这样的结构能够进一步提高信号电极与第一接地电极、第二接地电极之间的容量降低、调制电极的特性阻抗的提高效果。但是，由于形成第一贯通孔、第二贯通孔，控制信号的传播损失提高，因此在容许控制信号的传播损失特性的范围内，优选形成所需要的最小限度的第一贯通孔、第二贯通孔。

当形成第一贯通孔、第二贯通孔时，也可以从光刻蚀工序中的线宽分辨率、电镀工序中确保再现制的观点考虑。从第一接地电极的隆脊波导侧的边缘、第二接地电极的隆脊波导侧的边缘，能够在隔开与隆脊波导的宽度尺寸相同尺寸或者其以上尺寸的位置，形成第一贯通孔、第二贯通孔。

发明效果

根据本发明，提供一种具备隆脊型光波导及凸缘状或蘑菇状的信号电极，且可高速动作的调制器。尤其是，本发明在解决非专利文献1或非专利文献2所记载的问题即利用由铌酸锂构成的光波导的光调制器中显然存在的特性阻抗降低的问题时有效。

附图说明

图1是表示第一实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图。

图2是沿图1的II-II线的光调制器的剖视图。

图3是图2的剖视图附近的光调制器的立体图。

图4是表示第二实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图。

图5是沿图4的V-V线的光调制器的剖视图。

图6是表示第三实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图。

图7是沿图6的VII-VII线的光调制器的剖视图。

图8是表示第四实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图。

图9是沿图8的IX-IX线的光调制器的剖视图。

图10是第五实施方式所涉及的光调制器的剖视图。

图11是表示第六实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图。

图12是沿图11的IX-IX线的光调制器的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式所涉及的光调制器详细地进行说明。另外，在各附图中，在可能的情况下对同一构件使用相同标号。并且，对于附图中的构成构件内及构成构件间的尺寸比例，为了附图的易读性而分别任意设定。

以下说明的本实施方式的光调制器的特征基于如下原理，即通过切开与信号电极相对而作用的接地电极构件的一部分，从而减小这些电极间的容量，且提高特性阻抗的原理，在以下说明为了改善实用价值高的光调制器的特性而尤其有效的实施方式。进而，在本实施方式的光调制器中，还配合采用用于抑制该原理的导入的弊端即信号电极的传播损失的技术，成为通过在生产性上价值高的技术来赋予特征的光调制器。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图，图2是沿图1的II-II线的光调制器的剖视图，图3是图2的剖视图附近的光调制器的立体图。

如图1～图3所示，本实施方式的光调制器100是对作为由光纤等导入的连续光的输入光CL进行调制并向外部输出调制光ML的装置。光调制器100能够包括基体部3、隆脊型光波导5及调制电极15。

基体部3为例如由铌酸锂(LiNb0₃)等发挥电光效应的电介质材料构成的板状的部件。基体部3具有大致平坦的主面3S。图1示出正交坐标系RC，在平行于主面3S的方向上设定X轴及Y轴，在正交于主面3S的方向上设定Z轴。在图2之后的各附图中，根据需要，以与图1对应的方式示出正交坐标系RC。

基体部3具有沿Y轴方向(第一方向)延伸的长条形状。基体部3的主面3S由设置有隆脊型光波导5的设置面3E、第一面3A及第二面3B构成。设置面3E、第一面3A及第二面3B为分别沿Y轴方向延伸的面，从基体部3的Y轴负方向的一端延伸至Y轴正方向的另一端。第一面3A及第二面3B以沿X轴方向(第二方向)夹持设置面3E的方式配置。

在本实施方式中，隆脊型光波导5设置于主面3S的整个设置面3E上。隆脊型光波导5为沿Z轴方向突出且沿Y轴方向延伸的形状的光波导。输入光CL从隆脊型光波导5的芯部5A的Y轴负方向的端面导入到光调制器100内，且在芯部5A内沿该芯部5A的光轴5AX引导，作为调制光ML而从芯部5A的Y轴正方向的端面输出至光调制器100的外部。

隆脊型光波导5由分别沿Y轴方向延伸的芯部5A、包层部5B及缓冲层5C构成。芯部5A由折射率比包层部5B高的材料构成。芯部5A及包层部5B分别由发挥电光效应的电介质材料构成。芯部5A例如由含有钛(Ti)等金属的铌酸锂(LiNbO₃)构成，包层部5B例如由铌酸锂(LiNbO₃)构成。缓冲层5C由折射率比芯部5A低的材料构成，例如由二氧化硅(SiO₂)等电介质材料构成。缓冲层5C通过介设于芯部5A与信号电极7之间而降低由信号电极7引起的在芯部5A内引导的光的传播损失。隆脊型光波导5也可以不具有缓冲层5C。

由上述的基体部3和设置于基体部3上的隆脊型光波导5构成的结构体，例如能够以下述方式获得。即，例如准备由铌酸锂(LiNbO₃)等电介质材料构成的板状的初始基板，并在该初始基板的主面附近的应成为芯部5A的区域使钛(Ti)等金属扩散。接着，在该整个主面上形成构成缓冲层5C的由电介质材料构成的电介质膜之后，对该初始基板及该电介质膜进行蚀刻，以便残留应成为隆脊型光波导5及基体部3的区域，由此，能够获得该结构体。或者，也能够通过准备基体部3并在基体部3的主面3S的设置面3E上形成隆脊型光波导5，从而获得该结构体。

基体部3由SiO₂、Al₂O₃或光学玻璃、光学树脂等光学材料构成，隆脊型光波导5由铌酸锂等发挥电光效应的电介质材料构成等，基体部3和隆脊型光波导5能够由彼此不同的材料来构成。该结构能够通过如下方式获得：例如在基体部材料和隆脊型光波导部的材料彼此粘贴，或者在基体部材料上形成隆脊部波导材料的膜之后，通过对这些材料进行蚀刻，以便残留应成为隆脊型光波导5及基体部3的区域。在该情况下，在用于光调制器的入射光的波长及偏振条件下，需要选择这些材料的组合，以使基体部材料的折射率小于隆脊型光波导部材料的折射率。并且，在该结构的情况下，由于隆脊型光波导5整体作为光波导的芯部而发挥功能，因此也可以在隆脊型光波导5不形成折射率高的部分(芯部5A)。

调制电极15具有信号电极7、第一接地电极11以及第二接地电极12。调制电极15为具有沿XY平面延伸的形状的电极，由在高频中是优良导体的材料，例如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等金属或超导材料构成。调制电极15是为了调制在隆脊型光波导5内引导的输入光CL而设置的。

在本实施方式中，信号电极7具有输入侧传递部7T1、宽幅部7W以及输出侧传递部7T2。输入侧传递部7T1由输入垫7P1及信号传递部7E1构成。输入垫7P1例如设置于基体部3的主面3S中的X轴正侧的端部附近，且作为输入从外部元件供给的调制信号的输入部而发挥功能。该调制信号中包括例如10GHz以上的高频电信号。信号传递部7E1的一端与输入垫7P1电连接，信号传递部7E1将输入到输入垫7P1的调制信号传递至宽幅部7W。信号传递部7E1的宽幅部7W附近的部分具有以越接近宽幅部7W则俯视时(从Z轴方向观察的情况)的宽度越接近宽幅部7W的宽度的方式逐渐增加的形状，成为防止产生由阻抗的不匹配引起的反射损失的结构。

宽幅部7W的一端电连接于信号传递部7E1的另一端。宽幅部7W以沿Y轴方向延伸的方式设置在隆脊型光波导5上。宽幅部7W的X轴方向的宽度W7W比隆脊型光波导5的最上部的X轴方向的宽度W5大。因此，在正交于Y轴方向的剖面，宽幅部7W相对于隆脊型光波导5具有图1～图3所示的凸缘状或者蘑菇状。在此，宽幅部7W具有凸缘状是指，信号电极7的宽幅部7W从隆脊型光波导5的上表面相对于该隆脊型光波导5以在第二方向上比该隆脊型光波导5的宽度W5更宽的方式伸出，且如在隆脊型光波导5的上表面安装有凸缘的剖面结构。并且，宽幅部7W具有蘑菇状是指，信号电极7的宽幅部7W具有与隆脊型光波导5的上表面接触的基部及比该基部靠上方的部分且宽度比上述基部更宽的上方部分的状态，即信号电极7的宽幅部7W具有相对于隆脊型光波导5向第二方向突出的悬突部(上述的上方部分)且宽幅部7W比隆脊型光波导5的隆脊型光波导5w更宽的状态，并且是指宽幅部7W的剖面形状为设置于隆脊型光波导5的上表面的蘑菇状。

宽幅部7W作为对在芯部5A内引导的光提供调制作用的调制作用部而发挥功能。具体而言，能够通过宽幅部7W对隆脊型光波导5的芯部5A施加电场，根据被施加的电场的强度、构成芯部5A的材料的种类以及芯部5A的介质极化的方向等，芯部5A的折射率发生变化。若调制信号供给到信号电极7，则宽幅部7W将对应于该调制信号的电场施加于隆脊型光波导5的芯部5A，使芯部5A内的折射率根据该调制信号而产生变化。由此，输入光CL根据调制信号而被调制。

宽幅部7W的正交于Y轴的剖面的形状并不限定于如图2所示的作为凸缘状的一种方式的平板状，也可以是例如矩形状、椭圆形状或者呈逐渐突出的倒梯形形状伸出的形状，也可以是呈蘑菇状伸出的形状，还可以是这些形状的中间形状或这些形状的复合形状等。

输出侧传递部7T2由输出垫7P2及信号传递部7E2构成。信号传递部7E2的一端电连接于宽幅部7W的另一端，信号传递部7E2将在宽幅部7W内传递的调制信号传递至输出垫7P2。信号传递部7E2的宽幅部7W附近的部分具有随着接近输出垫7P2而俯视时的宽度逐渐减少的形状，成为防止产生由阻抗的不匹配引起的反射损失的结构。信号传递部7E2的另一端电连接于输出垫7P2。输出垫7P2例如设置于基体部3的主面3S中的X轴正侧的端部附近，并作为输出调制信号的输出部而发挥功能。输出垫7P2也可以电连接于作为调制信号的电气终端的终端部(未图示)所具有的电阻器。

第一接地电极11及第二接地电极12为连接于接地电位的电极。第一接地电极11及第二接地电极12为分别具有沿XY平面延伸的形状的电极，并设置于基体部3的主面3S上。第一接地电极11及第二接地电极12分别例如由金(Au)等金属构成。

第一接地电极11由一端部接地电极构件11E1、作为第一接地电极构件的中央部接地电极构件11C及另一端部接地电极构件11E2构成。一端部接地电极构件11E1为第一接地电极11中的Y轴负侧方向侧的电极构件，中央部接地电极构件11C为第一接地电极11中的Y轴方向中央部的电极构件，另一端部接地电极构件11E2为第一接地电极11中的Y轴正侧方向侧的电极构件。

同样地，第二接地电极12由一端部接地电极构件12E1、作为第二接地电极构件的中央部接地电极构件12C及另一端部接地电极构件12E2构成。一端部接地电极构件12E1为第二接地电极12中的Y轴负侧方向的电极构件。中央部接地电极构件12C为第二接地电极12中的Y轴方向中央部的电极构件。另一端部接地电极构件12E2为第二接地电极12中的Y轴正侧方向的电极构件。

一端部接地电极构件11E1及一端部接地电极构件12E1分别从输入垫7P1的附近延伸至中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C的Y轴负侧方向的一端，并与该一端电连接。另一端部接地电极构件11E2及另一端部接地电极构件12E2分别从输出垫7P2的附近延伸至中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C的Y轴正侧方向的另一端，并与该另一端电连接。第一接地电极11及第二接地电极12在一端部接地电极构件11E1及一端部接地电极构件12E1的输入垫7P1附近的区域中能够电连接于具有外部的接地电位的构件，并且，在另一端部接地电极构件11E2及另一端部接地电极构件12E2的输出垫7P2附近的区域中能够电连接于具有外部的接地电位的构件。

中央部接地电极构件11C以沿Y轴方向延伸的方式，即以沿宽幅部7W的延伸方向延伸的方式设置于基体部3的主面3S的第一面3A上。在本实施方式中，中央部接地电极构件11C在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5接触。因此，在俯视时，中央部接地电极构件11C的一部分与宽幅部7W重叠。中央部接地电极构件11C的Z轴方向的厚度T11C小于隆脊型光波导5的Z轴方向的高度T5。因此，中央部接地电极构件11C在Z轴方向上与宽幅部7W隔开。中央部接地电极构件11C的厚度T11C例如为1μm以上且3μm以下，隆脊型光波导5的高度T5例如能够设为3μm以上且10μm以下。

中央部接地电极构件11C具有多个第一贯通孔11B。第一贯通孔11B为沿Z轴方向贯通中央部接地电极构件11C的孔。各第一贯通孔11B设置于中央部接地电极构件11C中的在俯视时与宽幅部7W重叠的区域。因此，各第一贯通孔11B在俯视时与宽幅部7W重叠。并且，各第一贯通孔11B在俯视时，在X轴方向上与中央部接地电极构件11C的隆脊型光波导5侧的侧面11S隔开。并且，各第一贯通孔11B具有在俯视时不具有角部的形状，例如圆形形状、椭圆形状、跑道形状或者圆角矩形形状。另外，跑道形状是指如下形状，即其外缘具有第一圆弧部及第二圆弧部、第一直线部及第二直线部，第一圆弧部及第二圆弧部配置成第一圆弧部的开口和第二圆弧部的开口相对，第一圆弧部的一端和位于该一端侧的第二圆弧部的一端由第一直线部连接，第一圆弧部的另一端和第二圆弧部的另一端由第二直线部连接。多个第一贯通孔11B可以具有相同的俯视形状，也可以具有局部或全部彼此不同的俯视形状。

多个第一贯通孔11B沿Y轴方向依次以周期P11B周期性地设置。从显现减小信号电极7与第一接地电极11、第二接地电极12之间容量的效果以及使调制电极15的特性阻抗提高的效果的观点来看，也可以沿第一方向周期性地配置相同形状的第一贯通孔11B。例如，也可以配置形状不同的多种第一贯通孔11B，还可以分散地或者沿信号电极7的延伸方向以预定周期配置多种第一贯通孔11B。与分散地配置第一贯通孔11B或者配置不同形状的多种第一贯通孔11B相比，在周期性地配置相同形状的多个第一贯通孔11B时，由于特性分析计算的规模可以较小，因此在设计上有利，且设计分析变得容易。由此，容易防止由意外的阻抗的不匹配引起的传播信号的损失的特性变差的情况。

另外，在周期性地设置第一贯通孔11B的结构的情况下，由于该结构作为对应于特定的频率的带通滤波器电路而发挥作用，因此存在特定的频率信号与该带通滤波器电路接合而使在信号电极中传播的信号劣化的可能性。通过将设置第一贯通孔11B的周期设为调制信号的主要频率分量的波长(带通滤波器电路中的其频率分量的波长)的1/4以下，能够避免该调制信号的劣化。

同样地，中央部接地电极构件12C以沿Y轴方向延伸的方式，即沿宽幅部7W的延伸方向延伸的方式设置于基体部3的主面3S的第二面3B上。在本实施方式中，中央部接地电极构件12C在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5接触。因此，在俯视时，中央部接地电极构件12C的一部分与宽幅部7W重叠。中央部接地电极构件12C的Z轴方向的厚度T12C小于隆脊型光波导5的Z轴方向的高度T5。因此，中央部接地电极构件12C在Z轴方向上与宽幅部7W隔开。中央部接地电极构件12C的厚度T12C例如为1μm以上且3μm以下。

中央部接地电极构件12C具有多个第二贯通孔12B。第二贯通孔12B为沿Z轴方向贯通中央部接地电极构件12C的孔。各第二贯通孔12B设置于中央部接地电极构件12C中的在俯视时与宽幅部7W重叠的区域。因此，各第二贯通孔12B在俯视时与宽幅部7W重叠。并且，各第二贯通孔12B在俯视时，在X轴方向上与中央部接地电极构件12C的隆脊型光波导5侧的侧面12S隔开。各第二贯通孔12B具有在俯视时不具有角部的形状，例如圆形形状、椭圆形状、跑道形状或者圆角矩形形状。

多个第二贯通孔12B沿Y轴方向依次以周期P12B周期性地设置。关于第二贯通孔的配置的周期性、形状的注意点与上述说明的第一贯通孔11B的情况相同。进而，第一贯通孔11B和第二贯通孔12B是在俯视时相对于芯部5A的光轴5AX呈线对称的方式的情况下，由于设计分析中的计算规模可以较小，因此优选。

在如上所述的本实施方式所涉及的光调制器100中，中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C分别具有在俯视时与信号电极7的宽幅部7W重叠的第一贯通孔11B及第二贯通孔12B(参照图1及图2)。因此，与中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C各自不具有第一贯通孔11B及第二贯通孔12B的情况相比，能够降低信号电极7与第一接地电极11及第二接地电极12之间的静电容量，因此能够提高调制电极15的特性阻抗。

其结果是，根据本实施方式所涉及的光调制器100，当信号电极7作为集总常数型电极而发挥功能的情况下，能够减小成为高频驱动的阻碍的信号电极7与第一接地电极11、第二接地电极12之间的容量，并且，当信号电极7作为行波型电极而发挥功能的情况下，能够避免调制电极15的特性阻抗的下降，且容易实现供给调制信号的外部元件与调制器的阻抗匹配。因此，能够进行高速调制动作及高效率驱动。

这种在本实施方式中采用的技术是在将调制电极15的特性阻抗设计得较高时以及在进行降低信号电极7与第一接地电极11、第二接地电极12之间的容量的设计时有效的技术。因此，利用由铌酸锂这样的相对介电常数较高的材料(铌酸锂的相对介电常数中存在各向异性，该相对介电常数为28和45)构成的基体部3来制作光调制器100时尤其有效。并且，在制作以包含GHz带的分量的高频控制信号、宽带控制信号驱动的光调制器100时尤其有效。

并且，尤其是，在本实施方式所涉及的光调制器100中，各第一贯通孔11B及第二贯通孔12B设置成在俯视时与宽幅部7W重叠(参照图1)。由此，信号电极7与第一接地电极11及第二接地电极12之间的整体的静电容量降低相当于与第一贯通孔11B及第二贯通孔12B和贯通孔的总面积对应的平行平板状电容器的容量的量，因此能够进一步提高调制电极15的特性阻抗。

进而，在本实施方式所涉及的光调制器100中，各第一贯通孔11B及第二贯通孔12B具有在俯视时呈圆形形状或椭圆形状等不具有角部的形状(参照图1及图3)。由此，在俯视时，中央部接地电极构件11C的与第一贯通孔11B相邻的界面以及在俯视时中央部接地电极构件12C的与第二贯通孔12B相邻的界面成为不具有角部的曲线形状。其结果是，当调制信号施加于调制电极15时，在该相邻的界面不易产生电场的集中，因此能够抑制调制信号的传播损失。

进而，在本实施方式所涉及的光调制器100中，中央部接地电极构件11C具有多个第一贯通孔11B，该多个第一贯通孔11B沿Y轴方向依次设置，中央部接地电极构件12C具有多个第二贯通孔12B，该多个第二贯通孔12B沿Y轴方向依次设置(参照图1及图3)。

由此，能够进一步提高调制电极15的阻抗，因此，容易更高精度地实现供给调制信号的外部元件与光调制器100的阻抗匹配。其结果是，根据本实施方式所涉及的光调制器100，能够以更高速进行调制动作。

进而，在本实施方式所涉及的光调制器100中，第一贯通孔11B在俯视时与中央部接地电极构件11C的隆脊型光波导5侧的侧面11S隔开，第二贯通孔12B在俯视时与中央部接地电极构件12C的隆脊型光波导5侧的侧面12S隔开(参照图1)。

由此，能够防止俯视时在中央部接地电极构件11C的上述侧面11S和中央部接地电极构件12C的上述侧面12S形成角部。其结果是，在调制信号施加于调制电极15时，在该侧面11S、12S不易产生电场的集中，因此能够抑制调制信号的传播损失。

并且，在本实施方式所涉及的光调制器100中，中央部接地电极构件11C在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5接触，中央部接地电极构件12C在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5接触(参照图1～图3)。由此，在俯视时与宽幅部7W重叠的中央部接地电极构件11C的区域以及与宽幅部7W重叠的中央部接地电极构件12C的区域变大，因此，在宽幅部7W与中央部接地电极构件11C的区域之间及宽幅部7W与中央部接地电极构件12C的区域之间的空隙传递的控制信号的功率的比例变大，调制信号的速度提高，能够使在隆脊型光波导5内引导的光和施加于信号电极7的调制信号的速度匹配。进而，由于中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C的表面积变宽，且可避免电场的集中，因此能够更容易实现低电极损失。

由此，在以往的结构的光调制器中，对于使用呈凸缘状伸出的信号电极的结构的缺点即电极间容量的增大和特性阻抗的降低，在本实施方式的光调制器100中，通过在中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C设置各第一贯通孔11B及第二贯通孔12B而能够改善。

并且，在本实施方式所涉及的光调制器100中，各第一贯通孔11B在俯视时能够与中央部接地电极构件11C的隆脊型光波导5侧的侧面11S在X轴方向上隔开2μm以上，各第二贯通孔12B在俯视时能够与中央部接地电极构件12C的隆脊型光波导5侧的侧面12S在X轴方向上隔开2μm以上。通常用作与高频对应的光调制器的电极材料的优良导体即金、银或铜的基于频率10GHz时的趋肤效应的表皮深度大约小于1μm。在上述可能的方式中，各第一贯通孔11B及各第二贯通孔12B在俯视时从中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C的隆脊型光波导5侧的侧面11S及12S隔开上述表层深度以上的距离。由此，即使由于边缘效应而使电场集中在中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C中的各第一贯通孔11B及各第二贯通孔12B的附近，也能够确保对于高频电流足够的表皮深度，因此能够抑制调制信号的传播损失的产生。

并且，从抑制传播损失的产生的观点来看，俯视时的各第一贯通孔11B与中央部接地电极构件11C的隆脊型光波导5侧的侧面11S在X轴方向上的隔开距离并无特别的限制，根据信号电极7与第一接地电极11、第二接地电极12之间的容量或者调制电极15的特性阻抗的设计适当地确定即可。若该隔开距离较大，则信号电极7与第一接地电极11、第二接地电极12之间容量的降低和调制电极15的特性阻抗增大的效果呈现变小的倾向。但是，各第一贯通孔11B及第二贯通孔12B设置成在俯视时与宽幅部7W重叠，因此，该效果对该隔开距离的依赖性比较小。对于与中央部接地电极构件12C的隆脊型光波导5侧的侧面12S在X轴方向上的隔开距离也是同样的。因此，信号电极7与第一接地电极11、第二接地电极12之间的容量的降低和调制电极15的特性阻抗的增大并非利用上述隔开距离来进行调整，而能够主要利用第一贯通孔11B和第二贯通孔12B的在俯视时的总面积来进行调整。

并且，在本实施方式所涉及的光调制器100中，中央部接地电极构件11C及中央部接地电极构件12C能够设置成在俯视时相对于隆脊型光波导5的芯部5A的光轴呈大致线对称(参照图1)。由此，特性的设计中所需要的分析计算的规模可以较小。进而，可避免因第一贯通孔11B和第二贯通孔12B的不均等的配置而引起的温度变化时基板的应力、应变的偏差，能够期待获得光调制器的动作的稳定性。

(第二实施方式)

接着，对于本发明的第二实施方式进行说明。关于第二实施方式之后的各实施方式，主要对与其他实施方式的不同点进行说明，对于与其他实施方式的构件相同的构件，有时通过附加相同的标号而省略其详细说明。

图4是表示第二实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图，图5是沿图4的V-V线的光调制器的剖视图。本实施方式的光调制器200在设置有第一贯通孔的位置以及设置有第二贯通孔的位置上与第一实施方式的光调制器100不同。

即，如图4及图5所示，本实施方式的调制电极215具有第一接地电极211、信号电极7及第二接地电极212。并且，第一接地电极211所具有的中央部接地电极构件211C在形成有多个第一贯通孔的位置上与第一实施方式的中央部接地电极构件11C不同。具体而言，本实施方式的多个第一贯通孔211B设置于中央部接地电极构件211C中的在俯视时与宽幅部7W不重叠的区域。因此，各第一贯通孔211B在俯视时在X轴方向上与宽幅部7W相对。

同样地，第二接地电极212所具有的中央部接地电极构件212C在形成有多个第二贯通孔的位置上与第一实施方式的中央部接地电极构件12C不同。具体而言，本实施方式的多个第二贯通孔212B设置于中央部接地电极构件212C中的在俯视时与宽幅部7W不重叠的区域。因此，各第二贯通孔212B在俯视时在X轴方向上与宽幅部7W相对。

与第一实施方式的第一贯通孔11B同样地，多个第一贯通孔211B沿Y轴方向依次以周期P211B周期性地设置。从显现减小信号电极7与第一接地电极11、第二接地电极12之间的容量的效果、以及使调制电极215的特性阻抗提高的效果的观点来看，也可以不将相同形状的第一贯通孔11B沿方向1周期性地配置。例如，也可以配置形状不同的多种第一贯通孔11B，还可以分散地或者沿信号电极7的延伸方向以预定周期配置多种第一贯通孔11B。与分散地配置第一贯通孔11B或者配置不同形状的多种第一贯通孔相比，在周期性地配置相同形状的多个第一贯通孔11B时，由于特性分析计算的规模可以较小，因此在设计上有利，且设计分析变得容易。由此，容易防止由意外的阻抗的不匹配引起的传播信号的损失的特性变差的情况。

另外，在周期性地设置第一贯通孔11B的结构的情况下，由于该结构作为对应于特定的频率的带通滤波器电路而发挥作用，因此存在特定的频率信号与该带通滤波器电路接合而使在信号电极中传播的信号劣化的可能性。通过将设置第一贯通孔11B的周期设为调制信号的主要频率分量的波长(带通滤波器电路中的其频率分量的波长)的1/4以下，能够避免该调制信号的劣化。关于多个第二贯通孔12B也是同样的。

根据本实施方式所涉及的光调制器200，基于与第一实施方式的光调制器100相同的理由，容易实现供给调制信号的外部元件和光调制器200的阻抗匹配，因此能够进行高速调制动作。

进而，在本实施方式的光调制器200中，多个第一贯通孔211B设置于中央部接地电极构件211C中的在俯视时与宽幅部7W不重叠的区域，多个第二贯通孔212B设置于中央部接地电极构件212C中的在俯视时与宽幅部7W不重叠的区域(参照图4及图5)。由此，由于调制电极215和第一贯通孔211B较大地隔开，因此在第一贯通孔211B的边缘不易产生边缘效应，能够减少与第一贯通孔211B的存在相伴的调制信号的传播损失。

其中，在调制电极215的剖面形状为平板的凸缘状的结构的情况下，若上述隔开距离较大，则信号电极7与第一接地电极211、第二接地电极212之间的容量的降低和调制电极215的特性阻抗增大的效果变小。在利用铌酸锂构成基体部及隆脊波导部的方式中，在本实施方式中能够实现速度匹配和调制信号的低损失的传播是在例如将信号电极7的宽幅部7W的宽度W7W设为隆脊型光波导5的宽度W5的3～5倍左右时，但是，若将上述隔开距离分离到隆脊波导部的宽度W5的8倍左右，则有时电极间容量的降低和特性阻抗的提高效果相对降低。

另一方面，在调制电极215的剖面形状为矩形状、椭圆形状、倒梯形形状或蘑菇状等相当于侧面的部分的面积较大的结构的情况下则状况不同。中央部接地电极构件211C中的在俯视时与宽幅部7W不重叠的区域相当于与调制电极15的侧面部分实际上相对而发挥作用的区域。因此，在该部分形成第一贯通孔211B是对于信号电极7与第一接地电极211、第二接地电极212之间的容量的降低、以及调制电极215的特性阻抗的提高来说有效的方法。尤其是，与信号电极7的宽幅部7W的宽度W7W相比，信号电极的高度T607W(参照图12)较大的情况下效果较好。无论是在中央部接地电极构件211C中的在俯视时与宽幅部7W重叠的区域形成第一贯通孔211B，还是在不重叠的区域形成第一贯通孔211B，都能够获得信号电极7与第一接地电极211、第二接地电极212之间的容量的降低和调制电极215的特性阻抗提高的效果，但是，在不重叠的区域形成时，在减小调制信号损失方面有利。

(第三实施方式)

接着，对本发明的第三实施方式进行说明。图6是表示第三实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图，图7是沿图6的VII-VII线的光调制器的剖视图。第三实施方式的光调制器300在第一贯通孔及第二贯通孔的俯视形状上与第二实施方式的光调制器200不同。

即，如图6及图7所示，本实施方式的调制电极315具有第一接地电极311、信号电极7及第二接地电极312。并且，在第一接地电极311所具有的中央部接地电极构件311C中设置的多个第一贯通孔311B的俯视形状与第二实施方式的第一贯通孔211B(参照图4)不同，而分别为矩形形状等具有角部的形状。同样地，在第二接地电极312所具有的中央部接地电极构件312C中设置的多个第二贯通孔312B的俯视形状与第二实施方式的第二贯通孔212B(参照图4)不同，而分别为矩形形状等具有角部的形状。

根据本实施方式所涉及的光调制器200，基于与第一实施方式的光调制器100相同的理由，容易实现供给调制信号的外部元件与光调制器200的阻抗匹配，因此能够进行高速调制动作。

进而，在本实施方式的光调制器300中，多个第一贯通孔311B的俯视形状分别为矩形形状等具有角部的形状，多个第二贯通孔312B的俯视形状分别为矩形形状等具有角部的形状(参照图6)，因此，能够大幅减少设计所需的特性分析的计算规模。由于各第一贯通孔311B及各第二贯通孔312B为不包括曲线部的简单的结构，因此，与这些贯通孔包括曲线部的情况相比，在有限元分析中无需对构件的尺寸进行细分化而能够大幅减少计算规模。并且，发挥在计算的模型输入时大幅度地节省劳力的效果。

在中央部接地电极构件311C及中央部接地电极构件312C中的在俯视时与信号电极7的宽幅部7W重叠的区域形成具有角部的第一贯通孔311B及第二贯通孔312B的情况下，由于第一贯通孔311B及第二贯通孔312B与宽幅部7W的距离较近，因此，有时边缘效应的影响相对增加，有可能会使信号电极7的损失相对增大。然而，如同本实施方式，在中央部接地电极构件311C及各第二贯通孔312B中的在俯视时与信号电极7的宽幅部7W不重叠的区域形成第一贯通孔311B及各第二贯通孔312B的情况下，由于第一贯通孔311B及第二贯通孔312B与宽幅部7W的距离较大，因此边缘效应的影响较轻微，能够降低信号电极的损失。

(第四实施方式)

接着，对本发明的第四实施方式进行说明。图8是表示第四实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图，图9是沿图8的IX-IX线的光调制器的剖视图。第四实施方式的光调制器400在还具备第一平台部3T1和第二平台部3T2这一点、以及第一接地电极11还具有平台上接地电极构件11D这一点、以及第二接地电极12还具有平台上接地电极构件12D这一点上，与第一实施方式的光调制器100(参照图1～图3)不同。

第一平台部3T1为设置于主面3S的第一面3A上的平台状部件，第二平台部3T2为设置于主面3S的第二面3B上的平台状部件。第一平台部3T1及第二平台部3T2具有与隆脊型光波导5大致相同的高度。通过第一平台部3T1和隆脊型光波导5，在第一面3A及设置面3E上规定第一凹部3C1。通过第二平台部3T2和隆脊型光波导5，在第二面3B及设置面3E上规定第二凹部3C2。第一凹部3C1及第二凹部3C2分别具有在俯视时沿Y轴方向延伸的形状，本实施方式的隆脊型光波导5的形状由第一凹部3C1及第二凹部3C2规定。

第一平台部3T1及第二平台部3T2分别由铌酸锂(LiNbO₃)等发挥电光效应的电介质材料构成，也可以由与基体部3相同的材料构成。例如能够如下方式获得由这样的基体部3、隆脊型光波导5、第一平台部3T1及第二平台部3T2构成的结构体。即，准备例如由铌酸锂(LiNbO₃)等电介质材料构成的板状的初始基板，且在该初始基板的主面附近的应成为芯部5A的区域使钛(Ti)等金属扩散。接着，在该整个主面上形成由构成缓冲层5C的电介质材料构成的电介质膜之后，对该初始基板及该电介质膜进行蚀刻，以便残留应成为隆脊型光波导5、基体部3、第一平台部3T1及第二平台部3T2的区域，由此获得该结构体。或者，准备基体部3，并在基体部3的主面3S的设置面3E上形成隆脊型光波导5，在第一面3A及第二面3B上形成第一平台部3T1及第二平台部3T2，由此，也能够获得该结构体。

第一接地电极11的平台上接地电极构件11D例如由与中央部接地电极构件11C相同的金属材料构成，并以电连接于该中央部接地电极构件11C的方式设置于第一平台部3T1的侧面及上表面。同样地，第二接地电极12的平台上接地电极构件12D例如由与中央部接地电极构件12C相同的金属材料构成，并以电连接于该中央部接地电极构件12C的方式设置于第二平台部3T2的侧面及上表面。第一平台部3T1的上表面上的平台上接地电极构件11D的厚度能够设为比中央部接地电极构件11C的厚度厚，例如能够设为10μm以上且80μm以下。同样地，第二平台部3T2的上表面上的平台上接地电极构件12D的厚度能够设为比中央部接地电极构件12C的厚度厚，例如能够设为10μm以上且80μm以下。

根据本实施方式所涉及的光调制器400，基于与第一实施方式的光调制器100相同的理由，容易实现供给调制信号的外部元件和光调制器400的阻抗匹配，因此能够进行高速调制动作。

进而，在本实施方式的光调制器400中，具有：平台上接地电极构件11D，电连接于中央部接地电极构件11C，且设置于第一平台部3T1上；及平台上接地电极构件12D，电连接于中央部接地电极构件12C，且设置于第二平台部3T2上，因此容易将平台上接地电极构件12D和信号电极7形成为相同高度或接近的高度。由此具有如下优点，即容易进行使用将调制器芯片安装于壳体时的接合线、倒装接合及GSG(Ground-Signal-Ground)型高频探头的特性检查。并且，在使用铌酸锂来制作隆脊型光波导的情况下，主要使用反应性离子蚀刻或机械加工。然而，在使用任一方法的情况下，当加工部分的面积小时，工序上的状况良好，因此，优选使第一面3A及第二面3B的形成限定于所需要的最小限度。因此，如本实施方式这样的对相当于第一平台部3T1及第二平台部3T2的部分不进行加工而使其存留的结构是现实的结构。

(第五实施方式)

接着，对本发明的第五实施方式进行说明。图10是第五实施方式所涉及的光调制器的剖视图，是对应于第四实施方式的图9的图。第五实施方式的光调制器500在第一接地电极的中央部接地电极构件及第二接地电极的中央部接地电极构件的形态这一点上与第四实施方式的光调制器400(参照图8及图9)不同。

即，如图10所示，在本实施方式的光调制器500中，第一接地电极11所具有的中央部接地电极构件511C在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5隔开。同样地，本实施方式的第二接地电极12所具有的中央部接地电极构件512C在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5隔开。例如能够将中央部接地电极构件511C与隆脊型光波导5在X轴方向上的隔开距离、以及中央部接地电极构件512C与隆脊型光波导5在X轴方向上的隔开距离设为1μm以上且160μm以下。中央部接地电极构件511C及中央部接地电极构件512C的一部分在俯视时与宽幅部7W重叠。

根据本实施方式所涉及的光调制器500，基于与第一实施方式的光调制器100相同的理由，容易实现供给调制信号的外部元件与光调制器500的阻抗匹配，因此能够进行高速调制动作。

并且，根据本实施方式所涉及的光调制器500，由于中央部接地电极构件511C及中央部接地电极构件512C，在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5隔开，因此具有如下优点，即容易降低信号电极7与第一接地电极511、第二接地电极512之间的容量以及容易提高调制电极的特性阻抗。本实施结构能够简单考虑成如下，即与利用信号电极7和中央部接地电极构件511C来夹持隆脊型光波导5及基体部3的电容器、利用信号电极7和中央部接地电极构件512C来夹持隆脊型光波导5及基体部3的电容器、利用信号电极7和中央部接地电极构件511C来夹持空气层的电容器以及利用信号电极7和中央部接地电极构件512C来夹持空气层的电容器的并联电路等价。

若这样考虑，则基体部3的主面3S上的中央部接地电极构件511C及中央部接地电极构件512C与隆脊型光波导5的隔开距离的增加相当于电容器之间的隔开距离的增加，因此直接有助于信号电极7与第一接地电极511、第二接地电极512之间的容量的降低以及调制电极的特性阻抗的提高。其中，基体部3的主面3S上的中央部接地电极构件511C及中央部接地电极构件512C与隆脊型光波导5的隔开距离直接影响隆脊型光波导5中的有效电场。因此，在信号电极7与接地电极构件之间施加相同的电压的情况下，隔开距离越大，则隆脊型光波导5中的有效电场越小，因此光调制器的驱动效率降低。因此，需要考虑所需要的驱动效率和特性阻抗的大小而设计该隔开距离。

(第六实施方式)

接着，对本发明的第六实施方式进行说明。图11是表示第六实施方式所涉及的光调制器的结构的俯视图，图12是沿图11的XII-XII线的光调制器的剖视图。第六实施方式的光调制器600在调制电极的形态这一点上与第四实施方式的光调制器400不同。

具体而言，如图11及图12所示，本实施方式的调制电极615具有第一接地电极611、第二接地电极612及信号电极607。与第四实施方式的中央部接地电极构件11C、12C(参照图8及图9)不同地，第一接地电极611所具有的中央部接地电极构件611C及第二接地电极612所具有的中央部接地电极构件612C在俯视时与调制电极615的信号电极607不重叠。因此，设置在中央部接地电极构件611C及中央部接地电极构件612C中的第一贯通孔611B及第二贯通孔612B在俯视时也与信号电极607的宽幅部607W不重叠。

调制电极615具有宽幅部607W作为本实施方式的宽幅部，第一接地电极611具有作为本实施方式的平台上接地电极构件的平台上接地电极构件611D、以及中央部接地电极构件611C。第二接地电极612具有作为本实施方式的平台上接地电极构件的平台上接地电极构件612D、以及中央部接地电极构件612C。并且，宽幅部607W、平台上接地电极构件611D及平台上接地电极构件612D的沿着Z轴方向的厚度比第四实施方式的宽幅部7W、平台上接地电极构件11D及平台上接地电极构件12D的沿着Z轴方向的厚度厚。并且，在本实施方式中，中央部接地电极构件611C的Z轴方向的厚度及中央部接地电极构件612C的Z轴方向的厚度分别比隆脊型光波导5的高度T5大。

信号电极607的宽幅部607W可以不是如图12所示的构成凸缘状的矩形状，即使为椭圆形状或如非专利文献2所示的逐渐突出而呈倒梯形形状伸出的形状、呈蘑菇状伸出的形状，或者这些形状的中间形状或这些形状的复合形状，也能够获得相同的效果。并且，平台上接地电极构件611D的设置于第一面3A的部分以及平台上接地电极构件612D的设置于第二面3B的部分比设置于平台上的部分薄，但也可以是比该部分厚的结构。也能够将该部分的厚度设为与平台上接地电极构件611D的第一平台部3T1的上表面上的沿Z轴方向的厚度T611D以及平台上接地电极构件612D的第二平台部3T2的上表面上的沿Z轴方向的厚度T612D大致相同的厚度。

在如第六实施方式这样的信号电极607的宽幅部607W以及平台上接地电极构件611D、612D的厚度较厚的情况下，与第一贯通孔611B及第二贯通孔612B的形状、尺寸、位置及数量相比，调制电极的特性阻抗值反而很大程度上取决于中央部接地电极构件611C、612C与隆脊型光波导5的隔开距离以及宽幅部607W的形状，尤其是宽幅部607W的沿X轴方向伸出的侧面的形状。虽然基于第一贯通孔611B及第二贯通孔612B的形状、尺寸、位置或数量的特性阻抗的调整是有效的，但只作为辅助性调整。

因此，在使调制电极的特性阻抗大幅提高时，首先，将中央部接地电极构件611C、612C与隆脊型光波导5的隔开距离设为较大即可。然而，中央部接地电极构件611C、612C和隆脊型光波导5的隔开距离与隆脊型光波导5中的电场的强度具有权衡关系。因此，若增大该隔开距离，则会导致隆脊型光波导5中的电场的强度下降，无法实现有效的调制。因此，与阻抗相比使调制效率更优先地设计中央部接地电极构件611C、612C与隆脊型光波导5的隔开距离，根据第一贯通孔611B及第二贯通孔612B的形状、尺寸、位置及数量等来对过低的阻抗特性进行调整校正，由此能够设计中央部接地电极构件611C、612C与隆脊型光波导5的隔开距离使其成为所希望的特性值。由此，能够实现特性良好的光调制器。

并且，在第六实施方式的情况下，中央部接地电极构件611C、612C与隆脊型光波导5的隔开距离较大，即使在中央部接地电极构件611C、612C设置第一贯通孔611B及第二贯通孔612B，高频控制信号的损失也较小，因此，因第一贯通孔611B及第二贯通孔612B引起的对其他特性的不良影响几乎不存在。这样一来，高频光调制器、宽带光调制器的设计、制作中的优点较大。

宽幅部607W的沿着Z轴方向的厚度T607W例如能够设为25μm以上且80μm以下。平台上接地电极构件611D的第一平台部3T1的上表面上的沿Z轴方向的厚度T611D以及平台上接地电极构件612D的第二平台部3T2的上表面上的沿Z轴方向的厚度T612D例如能够分别设为25μm以上且80μm以下。由此，宽幅部607W与中央部接地电极构件611C、612C彼此相对而作用的有效的表面积大幅增大，从而避免对特定部位的电场的集中，大幅降低控制信号的传播损失。

厚度T607W例如能够设为隆脊型光波导5的宽度W5的4倍以上且10倍以下，或者宽幅部607W的X轴方向的宽度W的2倍以上且5倍以下。厚度T611D及厚度T612D例如能够分别设为与厚度T607W相同大小。

根据本实施方式所涉及的光调制器600，基于与第一实施方式的光调制器100相同的理由，容易实现供给调制信号的外部元件与光调制器600的阻抗匹配，因此能够进行高速调制动作。作为特性阻抗的调整方法，虽然是辅助性方法，但是，由于并不会伴随其他特性的劣化，因此实际应用上是有效的。

进而，根据本实施方式所涉及的光调制器600，宽幅部607W、平台上接地电极构件611D及平台上接地电极构件612D的厚度比其他实施方式中所对应的构件的厚度厚，信号电极607的宽幅部607W和中央部接地电极构件611C、612C彼此相对而作用的有效的表面积尤其大。因此，发挥可避免对特定部位的电场的集中且大幅降低控制信号的传播损失的效果。在作为中央部接地电极构件611C、612C的材料而使用信号传播损失较少的金、银或者铜的情况下，在10GHz以上的频率中，由于趋肤效应而使电流集中的表皮深度成为1μm以下，表皮损失变得显著。在利用包含这种高频分量的控制信号进行驱动的情况下，能够大幅增加有效的表面积的第六实施方式的光调制器600所发挥的效果较大。

并且，容易将平台上接地电极构件611D、612D和宽幅部607W形成为相同高度，且容易进行使用将调制器芯片安装于壳体时的接合线、倒装接合及GSG(Ground-Signal-Ground)型高频探头的特性检查。

本发明并不限定于上述实施方式，可进行各种变形方式。例如，在上述各实施方式中，多个第一贯通孔11B、211B、311B、611B在俯视时沿X轴方向与中央部接地电极构件11C、211C、311C、611C的隆脊型光波导5侧的侧面11S隔开(参照图1、图4、图6、图8及图11)，但也可以是，在俯视时与中央部接地电极构件11C、211C、311C、611C的隆脊型光波导5侧的侧面11S接触。

同样地，在上述各实施方式中，第二贯通孔12B、212B、312B、612B在俯视时沿X轴方向与中央部接地电极构件12C、212C、312C、612C的隆脊型光波导5侧的侧面12S隔开(参照图1、图4、图6、图8及图11)，但也可以是，在俯视时与中央部接地电极构件12C、212C、312C、6112C的隆脊型光波导5侧的侧面12S接触。

并且，在上述各实施方式中，多个第一贯通孔11B、211B、311B、611B沿Y轴方向依次周期性地设置(参照图1、图4、图6、图8及图11)，但也可以非周期性地设置。同样地，并且，在上述各实施方式中，多个第二贯通孔12B、212B、312B、612B沿Y轴方向依次周期性地设置(参照图1、图4、图6、图8及图11)，但也可以非周期性地设置。

并且，在上述各实施方式中，第一接地电极11、211、311、611的中央部接地电极构件11C、211C、311C、611C具有多个第一贯通孔11B、211B、311B、611B(参照图1、图4、图6、图8及图11)，但也可以仅具有一个第一贯通孔。同样地，在上述各实施方式中，第二接地电极12、212、312、612的中央部接地电极构件12C、212C、312C、612C具有多个第二贯通孔12B、212B、312B、612B(参照图1、图4、图6、图8及图11)，但也可以仅具有一个第一贯通孔。

并且，也可以是组合上述各实施方式中的两个或三个以上的特征的方式。例如，第一实施方式的光调制器100中的第一贯通孔11B及第二贯通孔12B的俯视形状也可以是如第三实施方式的光调制器300中的第一贯通孔311B及第二贯通孔312B的矩形形状等具有角部的形状(参照图1、图4、图6、图8及图11)。

并且，在第一～第四实施方式的光调制器100、200、300、400中，关于中央部接地电极构件11C、211C、311C及中央部接地电极构件12C、212C、312C，也可以是，如第五实施方式的光调制器500中的中央部接地电极构件511C及中央部接地电极构件512C那样，在基体部3的主面3S上沿X轴方向与隆脊型光波导5隔开(参照图2、图5、图7及图9)。

并且，在第一～第五实施方式的光调制器100、200、300、400、500中，关于中央部接地电极构件11C、211C、311C、511C及中央部接地电极构件12C、212C、312C、512C，也可以是，如第六实施方式的中央部接地电极构件611C及中央部接地电极构件612C那样，能够根据所需要的效果来选择在俯视时是否与宽幅部7W重叠(参照图1、图4、图6、图8及图11)。

并且，在上述各实施方式的光调制器100、200、300、400、500、600具备由一个隆脊型光波导5及设置于隆脊型光波导5上的一个凸缘状宽幅部7W、607W构成的1组(参照图1、图4、图6、图8及图11)，但也可以具备多个该组。在该情况下，能够将本发明适用于该多组的各组。例如，在具备马赫-曾德尔型光波导、以及与设置于其上的本申请的宽幅部所对应的凸缘状的信号电极的光调制器中，能够将本发明适用于该马赫-曾德尔型光波导的两个臂光波导的各光波导。

在上述各实施方式的光调制器中，信号电极的宽幅部具有从隆脊型光波导沿X轴方向伸出的平板状或者矩形状的凸缘状，但本发明的信号电极的宽幅部7W并不限定于具有这种形状。例如，信号电极的宽幅部也可以具有如非专利文献2所示逐渐突出且呈倒梯形形状伸出的形状等的蘑菇状，还可以是这些形状的中间形状或这些形状的复合形状。并且，在上述各实施方式的光调制器中，在正交于Y轴方向的剖面，信号电极的宽幅部具有相对于隆脊型光波导在第二方向(X轴方向)上对称的形状，但是，本发明的光调制器中的信号电极的宽幅部并不限定于具有这种形状。例如，在该剖面中，信号电极的宽幅部可以相对于隆脊型光波导向沿着第二方向的任一方向(+X轴方向或-X轴方向)偏移设置，或者也可以相对于隆脊型光波导仅向该任一方向伸出，例如，还可以具有相对于隆脊型光波导向沿着第二方向的任一方向(+X轴方向或-X轴方向)偏移的凸缘状、或者具有相对于隆脊型光波导沿第二方向的伸出的部分呈非对称的蘑菇状。并且，如国际公开第2005/089332号手册所示，在具有沿预定方向延伸的两个隆脊型光波导的光调制器中，在正交于该预定的方向的剖面，信号电极的宽幅部也可以具有从一个隆脊型光波导上延伸到另一个隆脊型光波导上的形状。只要是信号电极具有比隆脊型光波导的X轴方向的宽度更大的宽度的宽幅部的光调制器即可，针对上述各实施方式进行说明的技术在具有接地电极配置于比信号电极低的位置上的结构的光调制器中尤其有效。

并且，关于上述各实施方式的光调制器，将行波型电极结构作为前提进行了说明。通常，光调制器的行波电极的作用部的长度较长，需要根据该电极的长度和贯通孔的大小及密度来形成多个贯通孔。重要的设计指标为将信号电极和接地电极看作线路时的特性阻抗。另一方面，当作为集总常数型电极而驱动的光调制器的情况下，所形成的电极的长度通常较短。因此，贯通孔的形成根据对应于驱动频率的电极间容量而适当地设计并设置大小、形状、数量。当电极长度及面积较小的情况下，所设置的贯通孔的数量可以较少。

上述各实施方式的光调制器为在直线状的隆脊型光波导5上配置直线状的信号电极的相位调制器，但是，本发明的光调制器并不限定于这种结构的光调制器。本发明的光调制器是指通过电光效应(折射率根据施加电场而变化的现象，即普克尔效应及光克尔效应)使材料的折射率改变，控制所传播的光的位相、传播模式的设备，包括组合传播光的相位及模式的控制而进行光的强度、相位、前进方向、模式、光脉冲的控制及整形等的设备。

标号说明

3-基体部，3S-基体部的主面，3A-主面的第一面，3B-主面的第二面，3E-主面的设置面，5-隆脊型光波导，7-信号电极，11-第一接地电极，11C-中央部接地电极构件(第一接地电极构件)，12-第二接地电极，12C-中央部接地电极构件(第二接地电极构件)，11B-第一贯通孔，12B-第二贯通孔，15-调制电极。

Claims

1.一种光调制器，

包括：基体部，具有主面；隆脊型光波导，设置在所述基体部的所述主面上并沿第一方向延伸，该第一方向沿着所述主面；以及调制电极，用于调制在该隆脊型光波导内引导的光，

所述基体部的所述主面具有设置面、第一面以及第二面，在所述设置面设置有所述隆脊型光波导，所述第一面以及第二面位于沿第二方向夹持所述设置面的位置，所述第二方向与所述第一方向正交且沿着所述主面，

所述调制电极由被供给调制信号的信号电极、第一接地电极以及第二接地电极构成，

所述信号电极具有宽幅部，该宽幅部为在所述隆脊型光波导上以沿所述第一方向延伸的方式设置的部分，并且具有比该隆脊型光波导的最上部的所述第二方向上的宽度宽的宽度，

所述第一接地电极具有以沿所述第一方向延伸的方式设置在所述第一面上的第一接地电极构件，

所述第二接地电极具有以沿所述第一方向延伸的方式设置在所述第二面上的第二接地电极构件，

所述第一接地电极构件具有仅设置于该第一接地电极构件的所述第一方向的一部分的至少一个第一贯通孔，

所述第二接地电极构件具有仅设置于该第二接地电极构件的所述第一方向的一部分的至少一个第二贯通孔，

所述至少一个第一贯通孔在俯视时与所述信号电极的所述宽幅部重叠或者与该宽幅部在所述第二方向上相对，

所述至少一个第二贯通孔在俯视时与所述信号电极的所述宽幅部重叠或者与该宽幅部在所述第二方向上相对。

2.根据权利要求1所述的光调制器，其中，

所述至少一个第一贯通孔以及所述至少一个第二贯通孔在俯视时具有圆形形状、椭圆形形状、跑道形状或者圆角矩形形状。

3.根据权利要求1或2所述的光调制器，其中，

所述第一接地电极构件具有多个第一贯通孔，该多个第一贯通孔沿所述第一方向依次设置，

所述第二接地电极构件具有多个第二贯通孔，该多个第二贯通孔沿所述第一方向依次设置。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光调制器，其中，

所述至少一个第一贯通孔在俯视时与所述第一接地电极构件的所述隆脊型光波导侧的侧面隔开，

所述至少一个第二贯通孔在俯视时与所述第二接地电极构件的所述隆脊型光波导侧的侧面隔开。

5.根据权利要求4所述的光调制器，其中，

所述至少一个第一贯通孔在俯视时与所述第一接地电极构件的所述隆脊型光波导侧的侧面隔开2μm以上，

所述至少一个第二贯通孔在俯视时与所述第二接地电极构件的所述隆脊型光波导侧的侧面隔开2μm以上。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的光调制器，其中，

所述第一接地电极构件以及所述第二接地电极构件设置成在俯视时相对于所述隆脊型光波导的光轴呈大致线对称。