CN106796362A - 光调制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光调制器，其抑制消光比的劣化，进而能够抑制温度漂移现象。光调制器具有：基板，具有电光效应；光波导，形成于该基板；及控制电极，用于控制在该光波导中传播的光波，所述光调制器的特征在于，该光波导具有至少一个以上的马赫‑曾德尔型光波导(A1～A3、B1～B3)，该控制电极具有施加DC偏压的DC电极(C1～C4)，向该DC电极供给DC偏压的配线横跨该马赫‑曾德尔型光波导的2个分支波导中的一个，在另一个分支波导的特定位置设有第1虚设电极(虚线E5、E6)，所述特定位置与该配线横跨所述一个分支波导的位置相对对称。

Description

光调制器
技术领域
本发明涉及一种光调制器，尤其涉及一种具备具有电光效应的基板、形成于该基板的光波导及用于控制在该光波导中传播的光波的控制电极的光调制器。
背景技术
在光通信领域及光测量领域中利用光调制器。作为光调制器，使用在铌酸锂(LN)等的具有电光效应的基板上形成有光波导和用于控制在该光波导中传播的光波的控制电极的光调制器。如专利文献1所示，已知有具备将控制电极分离为输入RF调制信号的调制电极和施加DC偏置电压的DC电极的结构的光调制器。
并且，构成光调制器的基板中有X切割型基板和Z切割型基板，在X切割型基板中，向光波导施加与基板表面平行的方向的电场，在Z切割型基板中，向光波导施加与基板表面垂直的方向的电场。尤其在Z切割型基板中，需要在光波导的正上方形成控制电极，且为了避免在光波导中传播的光波被控制电极吸收，而在光波导与控制电极之间设有缓冲层。
相对于此，在X切割型基板中，以夹着光波导的方式配置控制电极，因此无需设置缓冲层，但从控制电极的配线的布线关系考虑，横跨光波导是不可避免的，此时，在光波导中传播的光波的一部分被配线吸收。
图1是表示形成于X切割型基板的DC电极的一例的图。图1中示出将2个马赫-曾德尔型波导并排配置而成的光调制器。例如，图示出在主马赫-曾德尔型光波导的2个分支波导(A3、B3)中以嵌入型组装副马赫-曾德尔型光波导(副马赫-曾德尔型光波导的分支波导成为A1和A2、B1和B2)而成的嵌套型光波导的一部分。
对于一个马赫-曾德尔型光波导(A1～A3)而言，DC电极(C1、C2)以夹着光波导的方式形成，DC偏置电压(V1、V2)施加于各DC电极(C1、C2)。并且，对于另一个马赫-曾德尔型光波导(B1～B3)而言，DC电极(C3、C4)以夹着光波导的方式形成，DC偏置电压(V3、V4)施加于各DC电极(C3、C4)。
图1的DC电极中，例如在虚线E1和虚线E2所示的部位，配线横跨光波导(A1、B1)。因此，在光波导(A1)中传播的光波的一部分被吸收，在分支波导A1和分支波导A2中光的强度不同，成为合成两者时的消光比劣化的原因。关于光波导(B1～B3)也相同。尤其如嵌套型光波导等那样将多个马赫-曾德尔型光波导组装而成的光调制器中，使用高速调制或多值调制等高级的调制技术，消光比的稍微劣化也会成为对光调制器的特性带来较大影响的原因。
并且，在从光调制器的一个侧面侧向DC电极供电等的情况下，由于DC电极的配线的布线，配线的配置相对于光波导的对称轴(在马赫-曾德尔型光波导的情况下，为通过2个分支波导的中间的线)容易成为非对称。图1中，在与虚线E3的配线部分对称的部分(虚线E4)不存在配线。这种非对称性成为电极(配线)对光波导带来的内部应力在各光波导中不同的原因，因各光波导的模场直径的变化而进一步引起消光比的劣化或温度漂移现象(因温度变化而马赫-曾德尔型光波导的工作点位移的现象)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-244655号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
本发明所要解决的课题在于解决如上所述的问题，并提供一种抑制消光比的劣化、进而能够抑制温度漂移现象的光调制器。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题，本发明的光调制器具备如下技术特征。
(1)一种光调制器，其具有：基板，具有电光效应；光波导，形成于该基板；及控制电极，用于控制在该光波导中传播的光波，所述光调制器的特征在于，该光波导具有至少一个以上的马赫-曾德尔型光波导，该控制电极具有施加DC偏压的DC电极，向该DC电极供给DC偏压的配线横跨该马赫-曾德尔型光波导的2个分支波导中的一个，在另一个分支波导的特定位置设有第1虚设电极，所述特定位置与该配线横跨所述一个分支波导的位置相对对称。
(2)上述(1)所述的光调制器的特征在于，该光波导至少具有彼此并排配置的2个马赫-曾德尔型光波导，一个马赫-曾德尔型光波导的一部分被该配线及该第1虚设电极横跨，在另一个马赫-曾德尔型光波导的特定位置设有第2虚设电极，所述特定位置与该配线及该第1虚设电极横跨所述一个马赫-曾德尔型光波导的位置相对对称。
(3)上述(1)或(2)所述的光调制器的特征在于，横跨该光波导的该配线或该虚设电极中，横跨该光波导的部分的宽度窄于横跨该光波导的前后的部分的宽度。
(4)上述(1)至(3)中任一个所述的光调制器的特征在于，该配线具有与该马赫-曾德尔型光波导的延伸方向平行地配置的平行配线部，在相对于与该延伸方向平行且成为该马赫-曾德尔型光波导的对称轴的中心轴而与该平行配线部对称的位置形成有呈大致相同的形状的第3虚设电极。
(5)上述(1)至(4)中任一个所述的光调制器的特征在于，该虚设电极与该DC电极电连接。
发明效果
本发明的光调制器，其具有：基板，具有电光效应；光波导，形成于该基板；及控制电极，用于控制在该光波导中传播的光波的控制电极，其中，该光波导具有至少一个以上的马赫-曾德尔型光波导，该控制电极具有施加DC偏压的DC电极，向该DC电极供给DC偏压的配线横跨该马赫-曾德尔型光波导的2个分支波导中的一个，在另一个分支波导的特定位置设有第1虚设电极，所述特定位置与该配线横跨所述一个分支波导的位置相对对称，因此能够将由各分支波导产生的光波的传播损失设定为相同程度，能够抑制光调制器的消光比劣化。
而且，配线具有与马赫-曾德尔型光波导的延伸方向平行地配置的平行配线部，在相对于与该延伸方向平行且成为该马赫-曾德尔型光波导的对称轴的中心轴而与该平行配线部对称的位置形成有呈大致相同形状的其他的虚设电极(第3虚设电极)，因此通过DC电极施加于分支波导的内部应力相等，因此也能够抑制温度漂移现象的发生。
附图说明
图1是说明现有的DC电极的结构的图。
图2是说明有关本发明的光调制器的第1实施例的图。
图3是说明有关本发明的光调制器的第2实施例的图。
图4是有关本发明的光调制器且说明分支波导与配线交叉的部分的图。
图5是说明有关本发明的光调制器的第3实施例的图。
图6是说明有关本发明的光调制器的第4实施例的图。
具体实施方式
以下，利用优选例对本发明的光调制器进行详细说明。
如图2所示，本发明的光调制器具有：基板，具有电光效应；光波导，形成于该基板；及控制电极，用于控制在该光波导中传播的光波，所述光调制器的特征在于，该光波导具有至少一个以上的马赫-曾德尔型光波导(A1～A3、B1～B3)，该控制电极具有施加DC偏压的DC电极(C1～C4)，向该DC电极供给DC偏压的配线横跨该马赫-曾德尔型光波导的2个分支波导中的一个，在另一个分支波导的特定位置设有第1虚设电极(虚线E5、E6)，所述特定位置与该配线横跨所述一个分支波导的位置相对对称。
用于本发明的一方式的光调制器的基板可以优选利用LiNbO3、LiTaO5或PLZT(锆钛酸铅镧)中的任一单晶或InP等半导体、聚合物等具有电光效应的基板。尤其，可以使用多用于光调制器的LiNbO3、LiTaO5。本发明的光调制器更优选应用于使用了X切割型基板的光调制器，但对于Z切割型基板而言，在因控制电极而伴随传播损失的情况下或发生温度漂移现象的情况下也可以应用。
基板上形成有光波导。形成于基板的光波导例如通过在LiNbO3基板(LN基板)上使钛(Ti)等热扩散而形成。并且，也可以利用基板上形成有沿光波导的凹凸的脊型光波导。作为光波导的图案形状，具备至少一个马赫-曾德尔型波导，例如将多个马赫-曾德尔型波导组合而成的嵌套型波导等，可以根据光调制器的用途采用各种形状。
控制电极能够通过在基板表面形成Ti·Au的电极图案，通过镀金方法等而形成。本发明的虚设电极难以应用于施加RF调制信号的调制电极，优选专门应用于DC电极。
如图2所示，DC电极由热电极(C2、C4)和接地电极(C1、C3)构成。在相邻的马赫-曾德尔型光波导之间，如图2的标号D所示那样另外配置有接地电极。这是为了抑制在设置于马赫-曾德尔型光波导的DC电极中产生的电场对其他光波导的DC电极带来影响的情况。
图2中，通过在热电极(C2、C4)的配线的一部分设置虚设电极(虚线E5、E6)，能够在分支波导的A1与A2、或B1与B2之间将导波光的传播损失设定为相同程度。虚设电极不仅可以设置于热电极(C2、C4)，也可以设置于接地电极(C1、C3)。
图3是说明有关本发明的光调制器的第2实施例的图。光波导至少具有彼此并排配置的2个马赫-曾德尔型光波导(A1～A3和B1～B3)，一个马赫-曾德尔型光波导(A1～A3)的一部分被配线及虚设电极横跨，在另一个马赫-曾德尔型光波导(B1～B3)的特定位置设有另一个虚设电极(虚线E7)，所述特定位置与该配线及该虚设电极横跨所述一个马赫-曾德尔型光波导的位置相对对称。
通过采用如图3的结构，能够在马赫-曾德尔型光波导(A1～A3)与另一个马赫-曾德尔型光波导(B1～B3)之间将彼此的传播损失设定为相同程度，能够将这2个马赫-曾德尔型光波导合波时的消光比维持为高品质。
另外，作为降低由配线或虚设电极产生的导波光的传播损失的方法，如将图3的虚线E8部分放大的图4所示，配线(或虚设电极)横跨光波导(A1、A2)的部分的宽度优选如箭头F那样比横跨该光波导的前后的部分的宽度窄。
图5及图6是说明有关本发明的光调制器的第3实施例及第4实施例的图。具体而言，其特征在于，配线具有与马赫-曾德尔型光波导的延伸方向平行地配置的平行配线部(E9、E11)，在相对于与该延伸方向平行且成为该马赫-曾德尔型光波导的对称轴的中心轴而与该平行配线部对称的位置形成有呈大致相同的形状的第3虚设电极(E10、E12)。通过本结构，能够抑制温度漂移现象，进而能够抑制消光比的劣化。
图5中，在接地电极(C3)侧设有虚设电极，图6中，在热电极(C4)侧构成虚设电极。虚设电极通常优选与DC电极(C1～C4)电连接。由此，还能够使虚设电极的电位稳定。并且，虚设电极可以连接于热电极和接地电极中的任一个，但为了维持DC电极所形成的电场的对称性，优选连接于与成为设置虚设电极的原因的、形成非对称形状的配线相同种类的电极。
产业上的可利用性
如以上说明，根据本发明，可以提供一种抑制消光比的劣化、进而抑制温度漂移现象的光调制器。
标号说明
A1～A3、B1～B3 光波导
C1～C4 DC 电极
V1～V4 DC 偏置电压
D 接地电极
F 凹部

Claims (5)

1.一种光调制器，其具有：基板，具有电光效应；光波导，形成于该基板；及控制电极，用于控制在该光波导中传播的光波，所述光调制器的特征在于，
该光波导具有至少一个以上的马赫-曾德尔型光波导，
该控制电极具有施加DC偏压的DC电极，
向该DC电极供给DC偏压的配线横跨该马赫-曾德尔型光波导的2个分支波导中的一个，
在另一个分支波导的特定位置设有第1虚设电极，所述特定位置与该配线横跨所述一个分支波导的位置相对对称。
2.根据权利要求1所述的光调制器，其特征在于，
该光波导至少具有彼此并排配置的2个马赫-曾德尔型光波导，
一个马赫-曾德尔型光波导的一部分被该配线及该第1虚设电极横跨，
在另一个马赫-曾德尔型光波导的特定位置设有第2虚设电极，所述特定位置与该配线及该第1虚设电极横跨所述一个马赫-曾德尔型光波导的位置相对对称。
3.根据权利要求1或2所述的光调制器，其特征在于，
横跨该光波导的该配线或该虚设电极中，横跨该光波导的部分的宽度窄于横跨该光波导的前后的部分的宽度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光调制器，其特征在于，
该配线具有与该马赫-曾德尔型光波导的延伸方向平行地配置的平行配线部，
在相对于与该延伸方向平行且成为该马赫-曾德尔型光波导的对称轴的中心轴而与该平行配线部对称的位置形成有呈大致相同的形状的第3虚设电极。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光调制器，其特征在于，
该虚设电极与该DC电极电连接。
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