CN107430296A - 光调制器及使用光调制器的光发送装置 - Google Patents

光调制器及使用光调制器的光发送装置 Download PDF

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Abstract

在施加抖动信号的偏压电极与监控在光波导内传播的光信号的光检测器设置于同一基板上的光调制器中，提高通过该光检测器检测的抖动信号成分强度的检测精度，进行稳定的偏压控制。本光调制器具备：具有压电效应的基板(102)；形成在该基板上的光波导(116a等)；控制在该光波导中传播的光波的偏压电极(158a等)；及形成在所述基板上并监控在所述光波导中传播的光信号的光检测器(168a等)，在所述基板上的形成有所述偏压电极的区域与配置所述光检测器的部分之间，配置抑制从所述偏压电极向所述光检测器传播的声表面波的至少一个抑制单元(190等)。

Description

光调制器及使用光调制器的光发送装置
技术领域
本发明涉及光调制器及使用光调制器的光发送装置，尤其是涉及将偏压电极和监控出射光的光检测器形成在同一基板上的光调制器、及使用这样的光调制器的光发送装置。
背景技术
在高速/大容量光纤通信系统中，多数使用装入了波导型的光调制器的光发送装置。其中，将具有电光效应的LiNbO3(以下，也称为LN)用于基板的光调制器与使用了磷化铟(InP)、硅(Si)或者砷化镓(GaAs)等半导体系材料的调制器相比，能实现光的损失少且宽带的光调制特性，因此广泛地使用于高速/大容量光纤通信系统。
在该使用了LN的光调制器中，形成有马赫-曾德尔光波导、用于将作为调制信号的高频信号向光波导施加的RF电极部、为了良好地确保该光调制器的调制特性而用于进行各种调整的偏压电极。作为这样的偏压电极，存在例如为了补偿以环境的温度变化等为起因的偏压点的变动(所谓温度漂移现象)而用于向光波导施加电场的偏压电极、或用于进行光相位调整的偏压电极。
另一方面，关于光纤通信系统的调制方式，受到近年来的传送容量的增大化的趋势的影响，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying(正交相移键控))或DP-QPSK(DualPolarization-Quadrature Phase Shift Keying(双偏振正交相移键控))等多值调制，或者在多值调制中取入了偏波多重的传送制式成为主流。
进行QPSK调制的光调制器(QPSK调制器)或进行DP-QPSK调制的光调制器(DP-QPSK调制器)具备嵌套式的多个马赫-曾德尔光波导，且具备多个高频信号电极及多个偏压电极(例如，参照专利文献1)，因此设备尺寸存在大型化的倾向，尤其是小型化的需求强烈。
以往，作为用于这样的小型化的技术，提出了提高各电极与光波导之间的相互作用，即便在长度短的电极中也能够降低驱动电压的方法。例如，已知有对于各波导，将偏压电极构成作为由推用电极和挽用电极构成的梳形电极(或编带状电极)，来降低应向偏压电极施加的电压(偏压)的结构(例如，参照专利文献2)。
图13是表示现有的DP-QPSK调制器的结构的一例的图。该DP-QPSK调制器1300例如由Z切割的LN基板1302上形成的嵌套式的马赫-曾德尔光波导(图示粗线的虚线)和电极(图示阴影部分)构成。在该光调制器中，来自激光二极管等光源(未图示)的光从图示右方向入射，调制后的光从图示左方向出射。出射的光例如通过空间光学系统而合波，向与光传送路相连的光纤入射。
光波导由接受来自图示右方向的入射光的入射波导1304、对于在该入射波导中传播的光进行分支的光分支部1306、对于在光分支部1306分支的各自的光进行调制的两个马赫-曾德尔光波导部1310a、1310b构成。
马赫-曾德尔光波导部1310a具有入射波导1312a、对于在该入射波导1312a中传播的光进行分支的光分支部1314a、使在光分支部1314a分支的各自的光传播的平行波导1316a、1318a、对于在该平行波导1316a、1318a中传播的光进行合波的合波部1320a、和使在该合波部1320a合波的光向外部出射的出射波导1322a。而且，马赫-曾德尔光波导部1310a具有在上述平行波导1316a及1318a的一部分上分别形成的马赫-曾德尔光波导1330a(图示虚线所示的矩形内的部分)、1332a(图示双点划线所示的矩形内的部分)。
在马赫-曾德尔光波导1330a的平行波导1334a、1336a的光出射侧(图示左方)和马赫-曾德尔光波导1332a的平行波导1338a、1340a的光出射侧(图示左方)分别形成由电极1342a、1344a构成的偏压电极1346a和由电极1348a、1350a构成的偏压电极1352a。而且，在马赫-曾德尔光波导部1310a的平行波导1316a、1318a的光出射侧(图示左方)形成有由电极1354a、1356a构成的偏压电极1358a。
马赫-曾德尔光波导部1310b的结构如图所示与马赫-曾德尔光波导部1310a的结构相同。由此，光调制器1300具备由标号1346a、1352a、1358a、1346b、1352b、1358b表示的6个偏压电极。而且，在光调制器1300中，在4个马赫-曾德尔光波导1330a、1332a、1330b、1332b的8条平行波导1334a、1336a、1338a、1340a、1334b、1336b、1338b、1340b上也分别形成有由电极1370、1372、1374、1376、1378、1380、1382、1384、1386构成的RF电极。
在此，偏压电极1346a、1352a、1346b、1352b分别是用于调整由马赫-曾德尔光波导1330a、1332a、1330b、1332b构成的光调制器的偏压点的偏压电极，偏压电极1358a及1358b分别是用于调整从出射波导1322a及1322b出射的光的相位的偏压电极。
另外，在光调制器1300中，为了降低偏压点调整或相位调整用的向各偏压电极1346a、1352a、1358a、1346b、1352b、1358b应施加的电压，而这些偏压电极如图所示构成作为梳形电极。
然而，将光调制器装入于实用装置而使用时，为了补偿上述温度漂移并将光传送特性维持成良好的状态，需要准确地控制偏压，以避免产生偏压点的变化。因此，向用于补偿温度漂移的偏压电极施加用于检测偏压点的变化的低频信号(抖动信号)和补偿该变化而用于使偏压点返回规定值的直流电压(DC偏压)。
即，将抖动信号向偏压电极施加，并通过光检测器监控从光调制器输出的光信号，以使该光信号包含的该抖动信号的强度成为最小的方式调整向该偏压电极施加的DC偏压，由此来补偿温度漂移等的偏压点的变化。
这样的DC偏压的控制用的光检测器例如图13所示，可设为在对在出射波导1322a、1322b中传播的出射光(调制光)的一部分进行分支的分支波导1360a、1360b的一部分(即，形成有分支波导1360a、1360b的LN基板1302的表面的一部分)上分别配置的光检测器1362a、1362b而实现。光检测器1362a及1362b的输出分别经由通过电极1364a、1366a构成的监控电极1368a及通过电极1364b、1366b构成的监控电极1368b而向光调制器1300的外部输出。
图14A、图14B、图14C是以安装有光检测器1362a的LN基板1302的部分的沿着分支波导1360a的剖面表示用于使在分支波导1360a中传播的光的一部分向光检测器1362a入射的结构的例子的图。在图14A所示的结构中，在分支波导1360a上配置光检测器1362a，光检测器1362a通过透明树脂1400而粘结于分支波导1360a。在该结构中，通过在光检测器1362a的图示下部边缘附近配置的受光器(未图示)使从分支波导1360a渗出的光(倏逝光(evanescent light))入射而接收。而且，在图14B所示的结构中，在分支波导1360a′上部的LN基板1302′的表面设置凹凸部1402而使表面粗糙度变粗，使在分支波导1360a′中传播的光在该表面散射而向基板外放射，使该放射的光向光检测器1362a入射而接收。而且，在图14C所示的结构中，在形成有分支波导1360a″的LN基板1302″的表面部分形成槽1404，使在分支波导1360a″中传播的光从该槽的壁面出射，使该出射的光向光检测器1362a入射而接收。
向偏压电极1358a等施加的上述抖动信号的频率尤其是比向RF电极施加的高频信号低的频率，选择不会对该高频信号造成影响的频率。而且，在使用多个偏压电极的情况下，按照各偏压电极而使用不同频率的抖动信号，以容易判别是向哪个偏压电极施加的抖动信号。
这种情况下，向各设备电极施加的抖动信号考虑不会对RF信号频率(通常为几十GHz)造成影响的情况、相互的频率不接近的情况、以及能进行所需的速度的反馈控制的情况等而在几kHz至几百MHz的范围内选择。
具有上述的结构的现有的光调制器通常能良好地补偿温度漂移等而适当地动作。然而，在如上所述使用了多个偏压电极的光调制器(例如DP-QPSK调制器)中，会产生在具备单一的偏压电极的光调制器中不会出现的关于偏压控制的新问题。该问题是使用多个偏压电极的光调制器的特征，观测到以下的现象。
·当向一个偏压电极施加抖动信号时，存在一个或多个其他的偏压电极的光特性控制(相位调整或温度漂移补偿)变得不稳定的情况。在这种情况下，除了其他的偏压电极之外，在该一个偏压电极中有时也会观测到上述不稳定现象。
·上述不稳定现象不仅在相邻的或接近的偏压电极间产生，在不相邻的偏压电极间或不接近的偏压电极间也会产生。
·上述不稳定现象存在根据光调制器的周围的环境温度而产生或不产生的情况。
·当抖动信号的频率变更为其他的频率时，上述不稳定现象有时会消除。
·在向各偏压电极仅施加DC电压的情况下，上述不稳定现象不产生。
上述的不稳定现象是在“接近的电极间产生的电气性的干扰”中无法说明的现象，长久以来其主要原因不明。
本申请发明的发明人详细地研讨了具备多个偏压电极的光调制器的偏压控制动作的上述不稳定现象的结果是，得到了该不稳定现象的原因由于向LN基板上的偏压电极施加抖动信号而产生的声表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)的见解。即，当向LN基板上形成的一个偏压电极施加抖动信号时，通过作为基板原料的LN具有的压电效应而在基板表面产生声表面波(Surface Acoustic Wave:SAW)，该声表面波在基板表面传播而到达其他的偏压电极，由此该其他的偏压电极接收上述向一个偏压电极施加的抖动信号，该接收的抖动信号会给该其他的偏压电极的偏压控制动作造成干扰而产生不良影响。
该声表面波是在基板表面进行传播、反射、散射的声波，也作用于未接近的分离的偏压电极，而且根据由温度变化引起的基板物性变化(尤其是基板表面的声波的传播速度、基板的线膨胀)等而其强度或频率变化。因此，在不相邻或不接近的偏压电极间也会产生上述不稳定现象，而且，根据环境温度而上述不稳定现象产生或不产生。
另外，由于使用梳形电极作为偏压电极，因此将与表示施加给梳形电极的电信号转换成声表面波时的效率(例如，产生的声表面波的功率与施加的电信号的功率之比)的电声转换效率成为最大的特性频率相等的频率的抖动信号向该偏压电极施加时，上述不稳定现象变得显著。并且，该特性频率通过作为偏压电极的梳形电极的电极间隔来确定。
图15是表示光调制器的偏压电极使用的梳形电极的结构的一例的图。图示的梳形电极1500由两个电极1502和1504构成，电极1502、1504分别具有沿图示水平方向相互并行地延伸的3个电极1510、1512、1514及1520、1522、1524(以下，将电极1510、1512、1514及1520、1522、1524那样的梳形电极具有的相互并行的电极部分也称为“构成梳形电极的电极”)。总计6个电极1520、1510、1522、1512、1524、1514具有相同的电极宽度h且以间隙(电极间隙)a分隔。因此，电极间隔(间距)p由下式(1)提供。
【表达式1】
p＝a+h (1)
此时，梳形电极1500的特性频率f0(即，电声转换效率成为最大的频率)由下式(2)提供。
【表达式2】
在此，v是基板表面的声表面波的传播速度，λ是声表面波的波长。换言之，具有电极间隔p的梳形电极具有由式(2)表示的特性频率f0，当施加具有与该特性频率f0相等的频率的电压信号时，较强地激励出与该特性频率f0相等的频率的声表面波。反之，与该特性频率f0相等的频率的声表面波向具有特性频率f0的梳形电极入射时，在该梳形电极较强地感应出具有与该特性频率f0相等的频率的电信号。在具有梳形电极构造的偏压电极中，该感应出的电信号成为强杂音信号而给偏压控制动作造成不良影响。
从式(2)可知，变更电极宽度h和/或电极间隙a而改变电极间隔p，由此能够使特性频率f0变化。
声表面波的传播速度v根据基板使用的材料的种类、相对于该材料的分子排列(例如结晶取向)的基板表面的方向、及声表面波的传播方向等而具有不同的值。例如，在使用Y切割的LN基板作为基板的情况下，在沿Z方向传播的声表面波中，成为3500m/s左右的传播速度，在使用128°Y切割的LN基板作为基板的情况下，在沿X方向传播的声表面波中，成为4000m/s左右的传播速度。
电极宽度h和电极间隙a考虑在光波导中传播的光波的横向的场图或场直径(通常约10μm左右)来确定。
例如，在电极间隔15μm、电极宽度20μm、声表面波的速度为3500m/s的情况下，特性频率f0成为50MHz左右。这种情况下，向图示的由梳形电极1500构成的偏压电极施加具有接近于50MHz的频率成分的抖动信号时，激励出强声表面波。该声表面波朝向与构成该梳形电极1500的电极(例如电极1520)的长度方向正交的方向(图示上下方向)而在基板表面传播，到达其他的偏压电极(梳形电极)。在该其他的偏压电极中，通过压电效应而将该声表面波转换成电信号，产生上述频率的杂音信号，偏压控制动作受到影响。
其他的偏压电极受到的影响的程度在该其他的偏压电极配置在上述声表面波从与构成该其他的偏压电极的电极的长度方向正交的方向到来的位置，且在具有与该声表面波的频率相同的特性频率的情况下成为最强。而且，该影响的程度也依赖于根据该其他的设备的该特性频率的电声转换效率的值，该效率越大，则该影响的程度越大。
本申请发明的发明人基于上述见解，考虑经由声表面波的用于抑制或降低偏压电极间的干扰的新的结构，验证了该结构对于该干扰的抑制有效的情况(关于具体的结构，记载在日本特愿2016-036962中)。
然而，如图13所示的光调制器1300那样，用于检测通过向偏压电极1358a等施加的抖动信号而调制的光信号(更具体而言，在出射波导1322a中传播的出射光)包含的该抖动信号成分的大小的(偏压点检测用的)光检测器1362a、1362b设置在基板1302上的情况下，作为进一步的问题，在偏压电极1358a等产生的声表面波在LN基板1302的基板表面传播而到达光检测器1362a、1362b的安装区域，在光检测器1362a、1362b接收的光的功率会产生变动。
即，光检测器1362a、1362b如图14A、图14B、图14C所示接近分支波导1360a、1360b的上部配置，因此在LN基板1302的表面传播的声表面波到来时，光检测器1362a、1362b与分支波导1360a、1360b之间的几何学距离稍微变动。因此，由于该稍微的几何学距离的变动，而从分支波导1360a、1360b出射并通过光检测器1362a、1362b接收的光量(接收光量)会发生变动。
另外，当声表面波作用于光波导时，通过光弹性效应(压力作用时，折射率变化的现象)等而传播光的状态变化，通过光检测器1362a、1362b接收的光量会发生变动。
该接收光量的变动包括传播的各种声表面波的频率成分(即，向偏压电极1358a等施加的抖动信号的频率成分)，因此，会产生光检测器1362a、1362b关于在出射波导1322a中传播的出射光(调制光)包含的抖动信号成分的强度的检测误差。其结果是，使用光检测器1362a、1362b进行的偏压控制动作(也称为偏压控制动作)会产生不稳定现象，通过光调制器1300调制的光的传送品质变差。
并且，形成在与偏压电极相同的基板上的光检测器中的以这样的声表面波为起因的抖动信号成分的检测误差不仅在图13所示那样的包含多个偏压电极而产生较多的声表面波的光调制器中产生，而且在仅具有单一的偏压电极的光调制器中也会产生，需要谋求该检测误差的降低。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2010-237497号公报
【专利文献2】日本特开2003-233042号公报
发明内容
【发明的概要】
【发明要解决的课题】
出于上述背景，在施加偏压和抖动信号的偏压电极与监控出射光包含的抖动信号成分的强度的光检测器设置在同一基板上的光调制器中，希望降低通过该光检测器检测的抖动信号成分强度的检测误差，消除偏压控制动作的不稳定现象。
【用于解决课题的方案】
本发明的一形态是光调制器。本光调制器具备：具有压电效应的基板；形成在该基板上的光波导；控制在该光波导中传播的光波的偏压电极；及形成在所述基板上并监控在所述光波导中传播的光信号的光检测器，在所述基板上的形成有所述偏压电极的区域与配置有所述光检测器的部分之间配置有至少一个抑制单元，该抑制单元抑制从所述偏压电极向所述光检测器传播的声表面波。
根据本发明的其他的形态，所述抑制单元由在所述基板上的形成有所述偏压电极的区域与配置有所述光检测器的部分之间设置的金属膜构成。
根据本发明的其他的形态，所述金属膜是连接所述光检测器的电极。
根据本发明的其他的形态，所述抑制单元由在所述基板上的形成有所述偏压电极的区域与配置有所述光检测器的部分之间涂布的树脂构成。
根据本发明的其他的形态，所述抑制单元由以包围所述光检测器的周围的方式形成在所述基板上的金属膜构成。
根据本发明的其他的形态，所述抑制单元由在所述光检测器的边缘部周边的所述基板上涂布的树脂构成。
根据本发明的其他的形态，所述抑制单元由以包围所述光检测器的周围的方式涂布在所述基板上的树脂构成。
本发明的其他的形态是具备上述任一个光调制器的光发送装置。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的光调制器的结构的图。
图2是图1所示的光调制器的作为声表面波抑制单元的保护图案的周边的局部详细图。
图3是表示能够使用于图1所示的光调制器的、声表面波抑制单元的第一变形例的图。
图4是表示能够使用于图1所示的光调制器的、声表面波抑制单元的第二变形例的图。
图5是表示能够使用于图1所示的光调制器的、声表面波抑制单元的第三变形例的图。
图6是表示能够使用于图1所示的光调制器的、声表面波抑制单元的第四变形例的图。
图7A是表示能够使用于图1所示的光调制器的、声表面波抑制单元的第五变形例的图。
图7B是图7A所示的声表面波抑制单元的AA剖视向视图。
图8是表示能够使用于图1所示的光调制器的、声表面波抑制单元的第六变形例的图。
图9是表示能够使用于图1所示的光调制器的、声表面波抑制单元的第七变形例的图。
图10是表示本发明的第二实施方式的光调制器的结构的图。
图11是图10所示的光调制器的作为声表面波抑制单元的槽部的周边的局部详细图。
图12是表示本发明的第三实施方式的光发送装置的结构的图。
图13是表示现有的光调制器的结构的图。
图14A是表示光调制器中的用于使在分支波导中传播的光的一部分向光检测器入射的结构的一例的图。
图14B是表示光调制器中的用于使在分支波导中传播的光的一部分向光检测器入射的结构的另一例的图。
图14C是表示光调制器中的用于使在分支波导中传播的光的一部分向光检测器入射的结构的又一例的图。
图15是表示梳形电极的结构的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。需要说明的是，本实施方式所示的光调制器为例如DP-QPSK调制器，但是本发明并不局限于此，可以通过将偏压电极和监控(监视)出射光(调制光)的光检测器设置在同一基板上的各种类型的光调制器实施。
<第一实施方式>
首先，说明本发明的第一实施方式。图1是表示本发明的第一实施方式的光调制器的结构的图。如上所述，本实施方式的光调制器100是例如DP-QPSK调制器，其基本结构与图13所示的现有的DP-QPSK调制器1300相同。即，本光调制器100由例如形成在Z切割的LN基板102上的嵌套式的马赫-曾德尔光波导(图示粗线的虚线)和电极(图示阴影部分)构成。在该光调制器中，来自激光二极管等光源(未图示)的光从图示右方向入射，调制后的光从图示左方向出射。出射的光例如通过空间光学系统进行合波，向与光传送路相连的光纤入射。
光波导由接受来自图示右方向的入射光的入射波导104、对于在该入射波导104中传播的光进行分支的光分支部106、和对于在光分支部106分支的各自的光进行调制的两个马赫-曾德尔光波导110a、110b构成。
马赫-曾德尔光波导110a具有：入射波导112a；对于在该入射波导112a中传播的光进行分支的光分支部114a；使在光分支部114a分支的各自的光传播的平行波导116a、118a；对于在该平行波导116a、118a中传播的光进行合波的合波部120a；使在该合波部120a合波后的光向外部出射的出射波导122a。而且，马赫-曾德尔光波导110a具有在上述平行波导116a及118a的一部分上分别形成的马赫-曾德尔光波导130a(图示虚线所示的矩形内的部分)、132a(图示双点划线所示的矩形内的部分)。
在马赫-曾德尔光波导130a的平行波导134a、136a的光出射侧(图示左方)和马赫-曾德尔光波导132a的平行波导138a、140a的光出射侧(图示左方)分别形成有由电极142a、144a构成的偏压电极146a和由电极148a、150a构成的偏压电极152a。而且，在马赫-曾德尔光波导110a的平行波导116a、118a的光出射侧(图示左方)形成有由电极154a、156a构成的偏压电极158a。并且，各偏压电极146a、152a、158a、146b、152b、158b分别如图所示构成梳形电极。
马赫-曾德尔光波导110b的结构如图所示与马赫-曾德尔光波导110a的结构相同。而且，在光调制器100中，在4个马赫-曾德尔光波导130a、132a、130b、132b的8条平行波导134a、136a、138a、140a、134b、136b、138b、140b上还分别形成有由电极170、172、174、176、178、180、182、184、186构成的RF电极。
在此，偏压电极146a、152a、146b、152b分别是用于调整由马赫-曾德尔光波导130a、132a、130b、132b构成的光调制器的偏压点的偏压电极，偏压电极158a及158b分别是用于调整从出射波导122a及122b出射的光的相位的偏压电极。
另外，光调制器100还具备：从合波部120a、120b分别延伸而对于在出射波导122a、122b中传播的出射光的一部分分别进行分支的分支波导160a、160b；配置在形成有分支波导160a、160b的LN基板102的基板面上的光检测器162a、162b。在此，光检测器162a、162b例如使用光电二极管(PD：Photo Diode)作为光检测元件(未图示)而构成，为了通过该光检测元件分别检测来自分支波导160a、160b的光而将该光检测元件配置成为与分支波导160a、160b面对的位置。
另外，光检测器162a、162b通过例如使用了透明树脂的粘结剂而固定于LN基板102的基板表面的形成有分支波导160a、160b的部分，例如与图14A所示的结构同样地，分别接收从分支波导160a、160b渗出的光(倏逝光)。
光检测器162a及162b的输出分别经由通过电极164a、166a构成的监控电极168a及通过电极164b、166b构成的监控电极168b而向光调制器100的外部输出。
尤其是本实施方式的光调制器100在LN基板102上的形成有具有产生声表面波的梳形电极构造的偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域与配置光检测器162a、162b的部分(或区域)之间，将由金属膜构成的保护图案190形成在LN基板102上。该保护图案190作为在LN基板102的表面传播的声表面波的吸收体发挥作用，构成对于从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生而到达光检测器162a、162b的安装部分的声表面波进行抑制(或阻止)的抑制单元(以下，也称为声表面波抑制单元)。
图2是图1所示的光调制器100的保护图案190的周边的局部详细图。从比保护图案190靠图示右侧的形成有偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域到来的声表面波(通过图示波线箭头而示意性地表示)由保护图案190吸收，阻止或抑制向光检测器162a、162b的安装部分的到达。需要说明的是，保护图案190只要配置在形成有具有产生声表面波的梳形电极构造的偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域与配置光检测器162a、162b的部分(或区域)之间即可，可以设置在任意的位置。
该保护图案190例如可以使用金(Au)构成，沿着从形成有偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域朝向配置光检测器162a、162b的区域的方向测量的保护图案190的宽度d20越宽，则保护图案190对声表面波的吸收效果越高，而且保护图案190的膜厚越厚，则保护图案190对声表面波的吸收效果越高。因此，保护图案190的尺寸(包含厚度)优选根据从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生的声表面波的强度来决定。尤其是从有效地吸收声表面波的观点出发，保护图案190的宽度d20优选至少比声表面波的波长长，因此，特别优选比从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生的声表面波的最长的波长λmax更宽(即，d20≥λmax)。
另外，通常在光波导上形成有金属膜的情况下，已知在该光波导中传播的光被该金属膜吸收而减衰的情况。因此，为了防止这样的光的减衰，例如，可以在保护图案190与LN基板102的表面之间形成使用了折射率比形成在该LN基板102上的光波导(例如116a、116b等)低的材料(例如SiO2)的缓冲层。而且，作为防止上述光的减衰的其他的结构，可以将图1及图2所示的保护图案190中的形成在光波导(例如，116a、116b等)上的部分除去而通过多个金属膜部分构成保护图案190。
在上述的本实施方式中，在形成有产生声表面波的偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域与配置光检测器162a、162b的部分(区域)之间，设置由吸收声表面波的金属膜构成的保护图案190作为声表面波抑制单元。但是，在其他的实施方式中，并不局限于此，只要能够抑制或阻止从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生而到达光检测器162a、162b的声表面波即可，可以使用各种声表面波抑制单元。
以下，使用图3～图9说明关于本实施方式的声表面波抑制单元的变形例。图3～图9示出可以取代保护图案190而使用的各种声表面波抑制单元。需要说明的是，在图3～图9中，以光检测器162a的周边部分为例，示出了可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元，但是图3～图9所示的结构也同样地适用于光检测器162b的周边部分，能够抑制或阻止到达光检测器162b的声表面波。
〔第一变形例〕
首先，说明图1所示的光调制器100使用的声表面波抑制单元的第一变形例。在本变形例中，作为声表面波抑制单元，可以取代保护图案190而使用吸收声表面波的树脂。
图3是表示本变形例的可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元的图。需要说明的是，在图3中，关于与图1及图2所示的结构元件相同的结构元件，使用与图1及图2所示的标号相同的标号表示，并引用上述的关于图1及图2的说明。
在图3所示的变形例中，在LN基板102上的形成有具有产生声表面波的梳形电极构造的偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域与配置光检测器162a的部分(区域)之间，向LN基板102上涂布树脂390作为声表面波抑制单元。该树脂390作为在LN基板102的表面传播的声表面波的吸收体发挥作用，构成对于从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生而到达光检测器162a的安装部分的声表面波进行抑制或阻止的声表面波抑制单元。树脂390可以设为例如紫外线固化型的粘结剂和/或环氧系的粘结剂。
需要说明的是，沿着从形成有偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域朝向配置光检测器162a、162b的区域的方向测量的树脂390的宽度d30越宽，则树脂390对声表面波的吸收效果越高，而且，树脂390的厚度越厚，则树脂390对声表面波的吸收效果越高。因此，树脂390的尺寸(包含厚度)优选根据从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生的声表面波的强度来决定。尤其是从有效地吸收声表面波的观点出发，树脂390的幅d30优选至少比声表面波的波长长，因此，特别优选比从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b发生的声表面波的最长的波长λmax宽(即，d30≥λmax)。
〔第二变形例〕
接下来，说明图1所示的光调制器100使用的声表面波抑制单元的第二变形例。
图4是表示本变形例的可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元的图。需要说明的是，在图4中，关于与图1及图2所示的结构元件相同的结构元件，使用与图1及图2所示的标号相同的标号，并引用上述的关于图1及图2的说明。
在本变形例中，如图4所示，以相对于形成有产生声表面波的偏压电极146a等的区域而包围光检测器162a的安装部分(或安装区域)的方式，在LN基板102上形成基于吸收表面声表面波的金属(例如金(Au))的矩形框状的保护图案490作为声表面波抑制单元。通过该保护图案490，能有效地抑制或阻止从光检测器162a的四方到达该光检测器162a的声表面波。
保护图案490对声表面波的抑制(阻止)效果依赖于构成该保护图案490的带状金属图案的宽度d40及厚度。如图4所示与该光检测器162a连接的电极164a、166a等接近地配置于光检测器162a的周边，因此在无法充分大地确保宽度d40的情况下，需要使该带状金属图案的厚度变厚。但是，为了有效地抑制声表面波，构成保护图案490的带状金属图案的宽度d40优选至少比到来的声表面波长，因此，特别优选比从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生的声表面波的最长的波长λmax宽(即，d40≥λmax)。
〔第三变形例〕
接下来，说明图1所示的光调制器100使用的声表面波抑制单元的第三变形例。
图5是表示本变形例的可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元的图。需要说明的是，在图5中，关于与图1及图2所示的结构元件相同的结构元件，使用与图1及图2所示的标号相同的标号表示，并引用上述的关于图1及图2的说明。
在本变形例中，如图5所示，以相对于形成有产生声表面波的偏压电极146a等的区域而包围光检测器162a的安装部分(或安装区域)的方式，将吸收表面声表面波的树脂590涂布在LN基板102上作为声表面波抑制单元。通过该树脂590，能有效地抑制或阻止从光检测器162a的四方到达该光检测器162a的声表面波。关于树脂590的宽度及厚度的优选条件与图3所示的第一变形例的树脂390相同，特别优选d50≥λmax(λmax是产生的声表面波的最长的波长)。
〔第四变形例〕
接下来，说明图1所示的光调制器100使用的声表面波抑制单元的第四变形例。
图6是表示本变形例的可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元的图。需要说明的是，在图6中，关于与图1及图2所示的结构元件相同的结构元件，使用与图1及图2所示的标号相同的标号，并引用上述的关于图1及图2的说明。
在本变形例中，如图6所示，构成与光检测器162a连接的监控电极368a的电极366a、366b延伸形成至形成有产生声表面波的偏压电极146a等的区域与配置光检测器162a的区域之间，电极366a、366b作为声表面波抑制单元发挥功能。在此，从有效地抑制声表面波的观点出发，特别优选电极366a、366b的宽度d60、d62中的至少一方比从偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b产生的声表面波的最长的波长λmax宽。
〔第五变形例〕
接下来，说明图1所示的光调制器100使用的声表面波抑制单元的第五变形例。
图7A、图7B是表示本变形例的可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元的图。需要说明的是，在图7A、图7B中，关于与图1及图2所示的结构元件相同的结构元件，使用与图1及图2所示的标号相同的标号，并引用上述的关于图1及图2的说明。
图7A是光检测器162a周边的局部详细图，图7B是光检测器162a的部分的AA剖视向视图。需要说明的是，在图7B中，省略分支波导160a的记载。
在本变形例中，如图7A、图7B所示，在光检测器162a的与形成有产生声表面波的偏压电极146a等的区域面对的一侧(即，图示右侧)的边缘(以下，也称为“声表面波到来方向的边缘”)的部分，将树脂790从该边缘涂布至长度d70。该树脂790作为声表面波抑制单元发挥功能，抑制从形成有偏压电极146a等的区域向光检测器162a到来的声表面波。
树脂790的涂布长度d70是从光检测器162a的声表面波到来方向的边缘直至测量的树脂790的端部为止的长度，从有效地阻止声表面波的观点出发，优选为到来的声表面波中的最长的波长λmax以上(即，d70≥λmax)。需要说明的是，树脂790与图3所示的第一变形例的树脂390同样，可以设为例如紫外线固化型的粘结剂和/或环氧系的粘结剂。
此外，本粘结剂可以使用与将光检测器162a固定在基板上的粘结剂相同的材料。这种情况下，涂布比将光检测器162a固定在基板上的通常的粘结剂量多的量，在固定时粘结剂向光检测器边缘部周边溢出。这样的话，不会使组装工时增加而能够实现抑制声表面波的影响的结构，因此优选。
需要说明的是，在图7A、图7B所示的结构中，在光检测器162a的与声表面波到来方向的边缘相对的边缘部分也涂布与在声表面波到来方向的边缘部分涂布的树脂790等量的树脂。这是因为，例如将与作为粘结材料的树脂790等量的树脂向相对的边缘部分涂布，由此在相对的边缘部分涂布的这些树脂部分在环境温度变动时热膨胀/收缩大致等量，抑制分支波导160a与光检测器162a之间的光耦合效率的以环境温度变动为起因的变动。
另外，在图7A、图7B所示的本变形例中，设为向光检测器162a的声表面波到来方向的边缘和与该边缘相对的边缘涂布树脂的结构，但是并不局限于此，也可以向光检测器162a的整个周围的边缘涂布树脂。这种情况下，从光检测器162a的边缘朝向外侧扩展的树脂涂布部分的距离与上述长度d70同样地优选为到来的声表面波中的最长的波长λmax以上。由此，能够有效地抑制从四方朝向光检测器162a到来的声表面波。
〔第六变形例〕
接下来，说明图1所示的光调制器100使用的声表面波抑制单元的第六变形例。
图8是表示本变形例的可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元的图。需要说明的是，在图8中，关于与图1及图2所示的结构元件相同的结构元件，使用与图1及图2所示的标号相同的标号，并引用上述的关于图1及图2的说明。
本变形例是将图4所示的第二变形例的保护图案490与图7A、图7B所示的第五变形例的树脂790组合的结构。即，在本变形例中，如图8所示，以包围光检测器162a的安装部分的方式形成由宽度d80的带状金属膜(例如金(Au))构成的矩形框状的保护图案890，而且，在光检测器162a的形成有产生声表面波的偏压电极146a等的区域的方向的一侧的边缘部，将树脂892从该边缘涂布至距离d82。即，在本变形例中，保护图案890和树脂892作为声表面波抑制单元发挥功能，能够更有效地阻止到来的声表面波。需要说明的是，从有效地阻止声表面波的观点出发，宽度d80及距离d82中的至少一方优选为到来的声表面波中的最长的波长λmax以上。
〔第七变形例〕
接下来，说明图1所示的光调制器100使用的声表面波抑制单元的第六变形例。
图9是表示本变形例的可以取代保护图案190使用的声表面波抑制单元的图。需要说明的是，在图9中，关于与图1及图2所示的结构元件相同的结构元件，使用与图1及图2所示的标号相同的标号，并引用上述的关于图1及图2的说明。
本变形例是将图6所示的第四变形例的监控电极668a与图7A、图7B所示的第五变形例的树脂790组合的结构。即，在本变形例中，如图9所示，构成与光检测器162a连接的监控电极968a的电极964a、966a分别以宽度d90、d92，延伸形成至形成有产生声表面波的偏压电极146a等的区域与配置光检测器162a的部分(区域)之间。而且，在光检测器162a的与形成有产生声表面波的偏压电极146a等的区域面对的一侧(即，图示右侧)的边缘部(即，声表面波到来方向的边缘部)，将树脂990从该边缘涂布至长度d94。即，在本变形例中，电极964a、966a和树脂990作为声表面波抑制单元发挥功能，更有效地抑制到来的声表面波。
需要说明的是，从有效地阻止声表面波的观点出发，优选d90、d92、d94中的至少一个为到来的声表面波中的最长的波长λmax以上。
在上述的本变形例中，如图9所示，树脂990涂布于光检测器162a的声表面波到来方向的边缘部。但是，在其他的实施方式中，并不局限于此，例如在通过电极964a、966a能够充分地阻止向该边缘部到来的声表面波的情况下，为了进一步阻止从该电极964a，966a的端部(图示下方的端部)绕过去而向光检测器162a到来的声表面波，可以在光检测器162a的图示下方的边缘部涂布树脂990。
<第二实施方式>
接下来，说明本发明的第二实施方式。图10是表示本发明的第二实施方式的光调制器的结构的图。在图10中，关于与图1所示的第一实施方式的光调制器100相同的结构元件，使用与图1的标号相同的标号，并引用上述的关于第一实施方式的说明。
图10所示的本实施方式的光调制器1000具有与第一实施方式的光调制器100同样的结构，但是取代LN基板102而具有LN基板1002，LN基板1002取代保护图案190而在合波部120a及120b的附近具有槽部1090a、1090b及1090c(也总称为槽部1090)。
槽部1090与光调制器100的保护图案190同样，配置在形成有具有产生声表面波的梳形电极构造的偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域与配置光检测器162a、162b的区域之间，构成光调制器1000的声表面波抑制单元。
图11是图10所示的光调制器1000的槽部1090周边的局部详细图。从比槽部1090(即，槽部1090a、1090b、1090c)靠图示右侧的形成有偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域到来的声表面波(通过图示波线箭头示意性地表示)通过槽部1090阻止其传播，且被抑制向光检测器162a、162b的安装部分的到达。
需要说明的是，槽部1090以避开LN基板1002上的光波导的形成部分的方式形成，但是光波导的宽度为10μm左右非常窄，因此穿过避开光波导的形成部分且未形成槽部1090的部分(即，槽部1090a与1090b之间、及槽部1090b与1090c之间)而到达光检测器162a、162b的声表面波的强度几乎可以忽视。
需要说明的是，槽部1090只要是位于形成有具有产生声表面波的梳形电极构造的偏压电极146a、152a、146b、152b、158a、158b的区域与配置光检测器162a、162b的区域之间即可，可以配置在任意的位置。但是，如上所述，槽部1090需要以避开光波导的形成部分的方式形成，因此优选以使通过光波导形成部断开的部位减少的方式配置。例如，在图10所示的例子中，槽部1090配置在仅避开合波部120a、120b即可的位置(即，在比该位置向图示左右方向偏离的位置处，在4个光波导(116a、118a、116b、118b或160a、122a、122b、160b)的形成部分(即，4个部位)处被断开，相对于此在图10所示的槽部1090的位置处被断开的部位成为两个部位)。
<第三实施方式>
接下来，说明本发明的第三实施方式。本实施方式是搭载有第一及第二实施方式所示的光调制器100(包含图3～图9所示的任意的变形例)及1000中的任一个的光发送装置。
图12是表示本实施方式的光发送装置的结构的图。本光发送装置1200具有：包含光调制器1210的光调制单元1220；使光向光调制器1210入射的光源1230；对从光调制单元1220输出的光进行传送的光纤1240。
光调制单元1220还具备：对于从光调制器1210输出的两个正交双偏振光的一部分分别进行分支的光分支器1250及1252；分别接受由光分支器1250及1252分支的一方的光的受光器1260及1262。受光器1260及1262的输出作为反馈信号向偏压控制部1280(后述)输出。
此外，光调制单元1220具备偏波合成器1270。
光调制单元1220包含的光调制器1210是图1及图10所示的光调制器100(包含图3～图9所示的任意的变形例)及1000中的任一个，偏波合成器1270对从光调制器1210输出而分别通过了光分支器1250及1252的两个正交双偏振光进行合波，向光纤1240输入。
光发送装置1200还具有偏压控制部1280，该偏压控制部1280是对光调制器1210具备的偏压电极进行控制的控制装置。偏压控制部1280将用于检测偏压点的变动的抖动信号与偏压点控制用的直流电压重叠的偏压向光调制器1210具备的偏压电极施加。并且，偏压控制部1280通过监控从光调制单元1220内的受光器1260、1262输出的反馈信号内的抖动信号频率成分的强度，来控制向光调制器1210具备的偏压电极施加的上述直流电压的大小。
偏压控制部1280而且在光调制器1210具备多个偏压电极时，将按照各偏压电极而使用了不同频率的抖动信号的偏压向各个偏压电极施加。
需要说明的是，抖动信号并不局限于正弦波，也可以设为锯齿波、脉冲波、三角波、阶梯波等具有任意的波形的信号。
另外，抖动信号未必非要是始终施加的信号，也可以是出于检测偏压点的目的而间歇地施加的电信号。
另外，在前述实施例中，例示了光检测器设置在分支成两部分的波导的一个上的结构，但是光检测器只要在基板上构成即可，也可以与波导的分支数无关而且在不是波导上的部分设置光检测器。
以上，如说明所述，上述的实施方式所示的光调制器(100、1000)将多个偏压电极(158a等)和用于监控出射光(调制光)的强度的光检测器(162a等)设置在同一基板(102等)上，在该基板上的形成有偏压电极的区域与配置光检测器的部分之间，具备用于抑制从偏压电极产生而到达光检测器的声表面波的声表面波抑制单元(190等)。
由此，在本光调制器100、1000中，通过光检测器162a等检测的出射光的强度不会产生以由于向偏压电极158a等施加的抖动信号而从该偏压电极158a等产生的声表面波为起因的变动。其结果是，使用光检测器162a等能够高精度地检测该出射光包含的抖动信号成分强度，因此能够进行稳定的偏压控制动作，能够良好地维持使用了该光调制器100、1000的光信号传送的传送品质。
【标号说明】
100、1000…光调制器，102、1002…基板，104、112a、112b…入射波导，106、114a、114b…光分支部，110a、110b、130a、130b、132a、132b…马赫-曾德尔光波导，116a、116b、134a、134b、136a、136b…平行波导，120a、120b…合波部，122a、122b…出射波导，146a、146b、152a、152b、158a、158b…偏压电极，160a、160b…分支波导，162a、162b…光检测器，168a、168b、668、968…监控电极，190、490、890…保护图案，170、172、174、176、178、180、182、184、186…RF电极，390、590、790、892、990…树脂，1090…槽部，1200…光发送装置，1210…光调制器，1220…光调制单元，1230…光源，1240…光纤，1250、1252…光分支器，1260、1262…受光器，1270…偏波合成器，1280…偏压控制部。

Claims (8)

1.一种光调制器，具备：
具有压电效应的基板；
形成在该基板上的光波导；
控制在该光波导中传播的光波的偏压电极；及
形成在所述基板上并监控在所述光波导中传播的光信号的光检测器，
在所述基板上的形成有所述偏压电极的区域与配置有所述光检测器的部分之间配置有至少一个抑制单元，该抑制单元抑制从所述偏压电极向所述光检测器传播的声表面波。
2.根据权利要求1所述的光调制器，其中，
所述抑制单元由在所述基板上的形成有所述偏压电极的区域与配置有所述光检测器的部分之间设置的金属膜构成。
3.根据权利要求2所述的光调制器，其中，
所述金属膜是连接所述光检测器的电极。
4.根据权利要求1所述的光调制器，其中，
所述抑制单元由在所述基板上的形成有所述偏压电极的区域与配置有所述光检测器的部分之间涂布的树脂构成。
5.根据权利要求1所述的光调制器，其中，
所述抑制单元由以包围所述光检测器的周围的方式形成在所述基板上的金属膜构成。
6.根据权利要求1、3、5中任一项所述的光调制器，其中，
所述抑制单元由在所述光检测器的边缘部周边的所述基板上涂布的树脂构成。
7.根据权利要求1所述的光调制器，其中，
所述抑制单元由以包围所述光检测器的周围的方式涂布在所述基板上的树脂构成。
8.一种光发送装置，具备权利要求1～7中任一项所述的光调制器。
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