CN113050301A - 光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置 - Google Patents

光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113050301A
CN113050301A CN202011320777.8A CN202011320777A CN113050301A CN 113050301 A CN113050301 A CN 113050301A CN 202011320777 A CN202011320777 A CN 202011320777A CN 113050301 A CN113050301 A CN 113050301A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
optical waveguide
electrode
resin layer
intersection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011320777.8A
Other languages
English (en)
Inventor
冈桥宏佑
菅又彻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Publication of CN113050301A publication Critical patent/CN113050301A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • G02F1/0356—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305—Constructional arrangements
    • G02F1/0316—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • G02F1/2252—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure in optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/07—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 buffer layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明为一种光波导元件、光调制器、光调制模块及光发送装置，其课题在于光波导元件中，有效地减少在光波导与电极的交叉部可能产生的、波导光的光吸收损耗而不导致光学特性的劣化及长期可靠性的降低。本发明的光波导元件包括：光波导，形成于基板；以及电极，对在所述光波导中传播的光波进行控制，且所述电极具有在所述光波导上交叉的交叉部，且在所述基板中包含所述交叉部的部分，在所述光波导与电极之间局部地设有树脂层，树脂层在沿着电极的延伸方向的截面中，其电极侧的角落由曲线构成。

Description

光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置
技术领域
本发明涉及一种光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置。
背景技术
在高速/大容量光纤通信系统中，多使用组入有光调制元件的光调制器，所述光调制元件为由形成于基板上的光波导构成的光波导元件。其中，将具有光电效应的LiNbO3(以下也称为LN)用于基板的光调制元件由于光的损耗少且可实现宽带域的光调制特性，因而被广泛地用于高速/大容量光纤通信系统。这种使用LN基板的光调制元件中，例如设有马赫曾德(Mach-Zehnder)型光波导及信号电极，所述信号电极用于对所述光波导施加作为调制信号的高频电信号。
尤其关于光纤通信系统的调制方式，受近年来传送容量的增大化潮流的影响，四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)或双极化四相相移键控(DualPolarization-Quadrature Phase Shift Keying，DP-QPSK)等多值调制或对多值调制导入了极化多工的传送格式成为主流，除了用于基干光传送网以外，也逐渐被导入至城域网(metro network)。
进行QPSK调制的光调制器(QPSK光调制器)或进行DP-QPSK调制的光调制器(DP-QPSK光调制器)包括多个马赫曾德型光波导，所述多个马赫曾德型光波导成为被称为所谓嵌套式的衬套结构，且所述多个马赫曾德型光波导各自包括至少一个信号电极。而且，使用这种马赫曾德型光波导的光调制器中，通常也形成有偏压电极，此偏压电极用于补偿由所谓直流(Direct Current，DC)漂移(drift)所引起的、偏压点的变动。
这些信号电极或偏压电极(以下，也统称而简称为电极)为了与基板外部的电气电路连接，而以延伸至LN基板的外周附近的方式形成。因此，在基板上，多个光波导与多个电极复杂地交叉，形成电极在光波导上横穿的多个交叉部。
若在所述交叉部中以光波导与电极直接接触的方式形成，则在这些交叉部中，在光波导中传播的光被构成电极的金属吸收，从而产生光损耗(光吸收损耗)。所述光损耗例如可能使构成马赫曾德型光波导的两个并行波导间产生光损耗差，使经调制的光的消光比劣化。光调制器所需求的调制速度越高，则对消光比的要求条件越严格，因而预想这种消光比的劣化随着伴随传送容量的增大化的、调制速度的高速化而不断变明显。
而且，如上所述那样的交叉部不仅在使用马赫曾德型光波导的光调制器中形成，而且在定向耦合器或使用构成Y分支的光波导的光调制器和/或光开关等的光波导元件中，也可能广泛地普遍形成。另外，若伴随光波导元件的进一步的小型化或多通道化、和/或高集成化而光波导图案及电极图案变得复杂，则基板上的交叉部的个数不断增加，可能成为无法忽视的损耗原因而限制所述光波导元件的性能。
作为减少这种由形成于光波导上的电极金属所致的光吸收损耗的技术，以往已知在形成有光波导的基板的表面设置包含SiO2的缓冲层，在所述缓冲层的上部形成电极金属(例如专利文献1)。
但是，SiO2与LN基板相比而刚性高，因而在LN基板上形成有SiO2层的情况下，不仅从SiO2层自身对基板施加应力，而且也从形成于其上部的电极金属经由SiO2层对基板施加应力。另外，这种应力可能通过LN基板的光弹性效应而对光波导元件的光学特性或电特性也造成不良影响。
尤其在为了进一步增强基板中的信号电场与波导光的相互作用(即，为了提高电场效率)而将LN基板形成得薄(例如厚度为20μm以下)那样的光波导元件中，从SiO2层及其上部的电极金属对基板赋予的应力可能对光学特性和/或电特性造成无法忽视的影响，并且也会因由SiO2层与LN基板的线膨胀系数差引起的局部应变，而成为在制造时和/或经时诱发SiO2层自身或其上部的电极产生破裂或断线等损伤的因素。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2009-181108号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
根据所述背景，要求在光波导元件中，有效地减少在光波导与电极的交叉部可能产生的、由电极金属所致的波导光的光吸收损耗而不导致所述光波导元件的光学特性的劣化及长期可靠性的降低。
[解决问题的技术手段]
本发明的一实施例为一种光波导元件，包括：光波导，形成于基板；以及电极，对在所述光波导中传播的光波进行控制，且具有在所述光波导上交叉的交叉部，并且所述光波导元件中，在所述基板中包含所述交叉部的部分，在所述光波导与所述电极之间局部地设有树脂层，所述树脂层在沿着所述电极的延伸方向的截面中，所述电极侧的角落由曲线构成。
根据本发明的另一实施例，所述树脂层在所述截面中，从构成所述角落的曲线的起点到端部的、沿所述电极的延伸方向测量的距离，较从所述基板的面测量的所述树脂层的高度更大。
根据本发明的另一实施例，所述树脂层沿着所述电极的延伸方向，以所述交叉部中的所述光波导的宽度的3倍以上的距离而设置。
根据本发明的另一实施例，在所述交叉部，在所述光波导与所述电极之间，沿着所述电极的延伸方向以阶梯状层叠地设有多个所述树脂层。
根据本发明的另一实施例，在所述交叉部，在所述光波导与所述树脂层之间形成有包含SiO2的绝缘层。
根据本发明的另一实施例，构成所述树脂层的树脂为使用包含交联剂的光致抗蚀剂所形成的树脂。
根据本发明的另一实施例，所述树脂层横跨邻接的所述交叉部而形成。
根据本发明的另一实施例，所述电极至少在所述交叉部中形成得比10μm厚。
根据本发明的另一实施例，所述基板为20μm以下的厚度。
本发明的另一实施例为一种光调制器，包括：所述任一个光波导元件，为进行光的调制的光调制元件；框体，收容所述光波导元件；向所述光波导元件输入光的光纤；以及将所述光波导元件输出的光向所述框体的外部引导的光纤。
本发明的另一实施例为一种光调制模块，包括：所述任一个光波导元件，为进行光的调制的光调制元件；以及驱动电路，驱动所述光波导元件。
本发明的又一实施例为一种光发送装置，包括：所述光调制器或所述光调制模块；以及电子电路，生成用于使所述光波导元件进行调制动作的电信号。
[发明的效果]
根据本发明，可在光波导元件中，有效地减少在基板上的光波导与电极的交叉部可能产生的、由电极金属所致的波导光的光吸收损耗而不导致所述光波导元件的光学特性的劣化及长期可靠性的降低。
附图说明
图1为表示本发明的第一实施方式的光调制器的结构的图。
图2为表示图1所示的光调制器中所使用的光调制元件的结构的图。
图3为图2所示的光调制元件的A部的部分详细图。
图4为图3所示的B部的平面图。
图5为图4所示的B部的V-V截面箭视图。
图6为图3所示的C部的VI-VI截面箭视图。
图7为图3所示的D部的VII-VII截面箭视图。
图8为图3所示的E部的VIII-VIII截面箭视图。
图9为图3所示的F部的IX-IX截面箭视图。
图10为表示本发明的第二实施方式的光调制模块的结构的图。
图11为表示本发明的第三实施方式的光发送装置的结构的图。
图12为表示以往的光波导元件中的光波导与电极的交叉部的结构的一例的、沿着所述电极的延伸方向的所述交叉部的截面图。
图13为表示以往的光波导元件中的光波导与电极的交叉部的结构的另一例的、沿着所述电极的延伸方向的所述交叉部的截面图。
[符号的说明]
100：光调制器
102：框体
104：光调制元件
106：中继基板
108：馈通部
110a、110b、110c、110d：信号脚
112a、112b：终端器
114：输入光纤
116：光学单元
118、130、134：透镜
120：输出光纤
122、124：支架
230、2130：基板
232：输入波导
234：分支波导
240a、240b：嵌套式马赫曾德型光波导
244a、244b、246a、246b：马赫曾德型光波导
244a-1、244b-1、244b-2：并行波导
248a、248b：输出波导
250a、250b、252a、252b、252b：信号电极
254a、254b、254b-1、256a、256b、258a、258b、260a、260b：垫
262a、262b、264a、264b、264b-1：偏压电极
280a、280b、280c、280d：边
452、652、752-1、752-2、752-3、852、952：树脂层
452-1、452-2、652-1、652-1、852-1、852-2、952-1、952-2：曲线
470、670、770、870、970、2140、2140、2240：交叉部
590、2142：粘接层
592、2144：支撑基板
990、2138：SiO2层
1000：光调制模块
1006：电路基板
1008：驱动电路
1100：光发送装置
1104：光源
1106：调制器驱动部
1108：调制信号生成部
2134：光波导
2136、2236：电极
2150、2152：断线
2254、2256：破裂
具体实施方式
作为减小所述现有技术的结构中从SiO2层对基板施加的应力的对策，考虑下述结构，即：并非在基板的整个面设置SiO2层，而是仅在光波导与电极交叉的基板部分形成SiO2层，在所述SiO2层的上部形成电极。
但是，如图12所示，在交叉部2140中在基板2130上局部地形成有SiO2层2138的情况下，由于所述SiO2层2138的阶差部分的急剧的形状变化、或由SiO2层2138与基板2130之间的线膨胀系数差所引起的局部应变，而在电极2136中，在SiO2层2138的角部附近可能产生断线2150、断线2152。
此外，图12中，光波导2134沿图示右上所示的坐标轴的Y方向延伸。而且，由金属层构成的电极(或信号线路)2136沿Z方向延伸，在光波导2134上交叉而形成交叉部2140。
而且，在电极构成得更厚的情况下，如图13所示，在交叉部2240中，由于来自电极2236的应力(形成作为金属层的电极2236时蓄积于所述金属层的内部或与SiO2层2138的界面的应力等)、和/或由于由SiO2层2138与基板2130之间的线膨胀系数差所引起的局部应变，而在SiO2层2138的角部可能产生破裂2254、破裂2256。
此外，图13中，光波导2134沿图示右上所示的坐标轴的Y方向延伸。而且，由金属层构成的电极2236沿Z方向延伸，在光波导2134上交叉而形成交叉部2240。
此外，图12及图13中，基板2130为经薄板化至20μm以下(例如10μm)的厚度的LN基板，经由粘接层2142而固定于支撑基板2144上。支撑基板2144例如为玻璃基板、LN基板、Si基板等。
如以下所示的实施方式那样使用马赫曾德型光波导的光调制元件中，通常偏压电极等传播低频信号的电极以0.3μm～5μm左右的厚度形成，担心产生图12那样的电极金属层的断裂。而且，传播调制信号的高频信号电极通常以20μm～40μm左右的厚度形成，担心产生图13那样的SiO2层的破裂。
本发明的光波导元件防止这种光波导与在所述光波导上交叉的电极的交叉部的、断线或破裂的产生，有效地减少所述交叉部的、由电极金属所致的波导光的光吸收损耗而不导致所述光波导元件的光学特性的劣化及长期可靠性的降低。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1为表示光调制器100的结构的图，所述光调制器100使用作为本发明第一实施方式的光波导元件的光调制元件。光调制器100包括框体102、收容在所述框体102内的光调制元件104、及中继基板106。光调制元件104例如为DP-QPSK调制器。框体102最终在其开口部固定有作为板体的盖(未图示)，其内部经气密密封。
而且，光调制器100具有：信号脚110a、信号脚110b、信号脚110c、信号脚110d，用于输入光调制元件104的调制中使用的高频电信号；以及馈通部108，用于将这些信号脚110a、信号脚110b、信号脚110c、信号脚110d导入至框体102内。
进而，光调制器100在框体102的同一面，具有用于向框体102内输入光的输入光纤114、及将经光调制元件104调制的光向框体102的外部引导的输出光纤120。
此处，输入光纤114及输出光纤120分别经由作为固定构件的支架122及支架124而固定于框体102。从输入光纤114输入的光经配置于支架122内的透镜130准直化后，经由透镜134而向光调制元件104输入。但是，此为一例，光向光调制元件104的输入也可按照现有技术而例如通过下述方式进行：将输入光纤114经由支架122而导入至框体102内，将所述导入的输入光纤114的端面连接于光调制元件104的基板230的端面。
而且，光调制器100具有光学单元116，此光学单元116对从光调制元件104输出的两束经调制的光进行极化合成。从光学单元116输出的极化合成后的光经配置于支架124内的透镜118聚光而耦合至输出光纤120。
中继基板106利用形成于所述中继基板106的导体图案(未图示)，将从信号脚110a、信号脚110b、信号脚110c、信号脚110d输入的高频电信号向光调制元件104进行中继。中继基板106上的所述导体图案例如通过引线键合(wire bonding)等，而分别连接于构成光调制元件104的信号电极的一端的垫(后述)。而且，光调制器100在框体102内包括具有规定阻抗的两个终端器112a及112b。
图2为表示收容于图1所示的光调制器100的框体102内的、作为光波导元件的光调制元件104的结构的一例的图。光调制元件104例如由形成于由LN构成的基板230上的光波导(图示粗线的点线)所构成，例如进行200G的DP-QPSK调制。这些光波导可通过使Ti在基板230的表面进行热扩散而形成。
基板230例如为矩形，具有沿图示上下方向延伸且相向的图示左右的两条边280a、280b、以及沿图示左右方向延伸且相向的图示上下的边280c、边280d。此外，图2中，如图示左上部示出的坐标轴所示，将朝向图2的纸面内里(从表面向背面)的法线方向设为X方向，将图示右方向设为Y方向，将图示下方向设为Z方向。
光调制元件104包括：输入波导232，在基板230的图示左方的边280b的图示下侧，接收来自输入光纤114的输入光(朝向图示右方的箭头)；以及分支波导234，将所输入的光分支为具有相同光量的两束光。而且，光调制元件104包括作为对经分支波导234分支的各个光进行调制的两个调制部的、所谓嵌套式马赫曾德型光波导240a及嵌套式马赫曾德型光波导240b(分别由图示一点划线包围的部分)。
嵌套式马赫曾德型光波导240a、嵌套式马赫曾德型光波导240b分别包括设于形成一对并行波导的两个波导部分的各自两个马赫曾德型光波导244a(图示虚线内部分)、246a(图示二点划线内部分)及244b(图示虚线内部分)、246b(图示二点划线内部分)。由此，嵌套式马赫曾德型光波导240a、嵌套式马赫曾德型光波导240b在对经分支波导234分支为两束的输入光各自进行QPSK调制后，将调制后的光(输出)从各自的输出波导248a、输出波导248b向图示左方输出。
然后，所述两束输出光经配置于基板230外的光学单元116极化合成而汇成一个光束。以下，将形成于光调制元件104的基板230上的输入波导232、分支波导234、以及嵌套式马赫曾德型光波导240a、嵌套式马赫曾德型光波导240b及这些所含的马赫曾德型光波导244a、马赫曾德型光波导246a、马赫曾德型光波导244b、马赫曾德型光波导246b等光波导也统称为光波导232等。
在基板230上，设有信号电极250a、信号电极252a、信号电极250b、信号电极252b，所述信号电极250a、信号电极252a、信号电极250b、信号电极252b用于使构成嵌套式马赫曾德型光波导240a、嵌套式马赫曾德型光波导240b的合计四个马赫曾德型光波导244a、246a、244b、246b各自进行调制动作。信号电极250a、信号电极252a的图示左方折曲，延伸至基板230的图示上方的边280c，连接于垫254a、垫256a。而且，信号电极250a、信号电极252a的图示右方延伸至基板230的图示右方的边280a，连接于垫258a、垫260a。
同样地，信号电极250b、信号电极252b的图示左方延伸至基板230的图示下方的边280d，连接于垫254b、垫256b，信号电极250b、信号电极252b的图示右方延伸至基板230的图示右方的边280a，连接于垫258b、垫260b。垫258a、垫260a、垫258b、垫260b通过引线键合等而与上文所述的中继基板106连接。
此外，根据现有技术，信号电极250a、信号电极252b、信号电极250b、信号电极252b与形成于基板230上的接地导体图案(未图示)一起而构成例如具有规定阻抗的共面(coplanar)传送线路。接地导体图案例如以不形成于光波导232等上的方式设置，接地导体图案中由光波导232等分割而形成的多个区域间例如可通过引线键合等而相互连接。
垫254a、垫256a及垫254b、垫256b连接于上文所述的终端器112a及终端器112b。由此，从连接于垫258a、垫260a、垫258b、垫260b的中继基板106输入的高频电信号成为行进波，在信号电极250a、信号电极252a、信号电极250b、信号电极252b中传播，对在马赫曾德型光波导244a、马赫曾德型光波导246a、马赫曾德型光波导244b、马赫曾德型光波导246b中传播的光波分别进行调制。
此处，为了进一步增强信号电极250a、信号电极252a、信号电极250b、信号电极252b在基板230内形成的电场与在马赫曾德型光波导244a、马赫曾德型光波导246a、马赫曾德型光波导244b、马赫曾德型光波导246b中传播的波导光的相互作用而能以更低电压进行高速调制动作，基板230形成为20μm以下的厚度，优选10μm以下的厚度。此外，基板230的背面(与图2所示的面相向的面)经由粘接层而粘接于玻璃等支撑基板(图2中未图示。在后述的图4等中，记载为粘接层590及支撑基板592)。
而且，在光调制元件104设有偏压电极262a、偏压电极264a及偏压电极262b、偏压电极264b，所述偏压电极262a、偏压电极264a及偏压电极262b、偏压电极264b用于补偿由所谓DC漂移所致的、偏压点的变动。偏压电极262a、偏压电极262b分别由两组电极对构成，分别用于马赫曾德型光波导244a、马赫曾德型光波导246a及马赫曾德型光波导244b、马赫曾德型光波导246b的偏压点变动的补偿。而且，偏压电极264a及偏压电极264b分别用于嵌套式马赫曾德型光波导240a及嵌套式马赫曾德型光波导240b的偏压点变动的补偿。
这些偏压电极262a、偏压电极264a及偏压电极262b、偏压电极264b也分别延伸至基板230的边280c及边280d，在所述边280c及边280d的附近部分，经由例如设于框体102的侧面的引脚(lead pin，未图示)，而与框体外部的偏压控制电路连接。由此，通过所述偏压控制电路来驱动偏压电极262a、偏压电极264a、偏压电极262b、偏压电极264b，补偿对应的各马赫曾德型光波导的偏压点变动。以下，将信号电极250a、信号电极252a、信号电极250b、信号电极252b及偏压电极262a、偏压电极264a、偏压电极262b、偏压电极264b统称为电极250a等。
偏压电极262a、偏压电极264a及偏压电极262b、偏压电极264b为施加有直流或低频的电信号的电极，例如以0.3μm以上且5μm以下的范围的厚度形成。相对于此，关于所述信号电极250a、信号电极252b、信号电极250b、信号电极252b，为了减少施加至所述信号电极的高频电信号的导体损耗，而以例如20μm以上且40μm以下的范围形成。
如上所述那样构成的光调制元件104包含电极250a等在光波导232等上交叉(横穿)的多个交叉部分。如根据图2的记载容易理解那样，图2中表示光波导232等的图示粗线点线与表示电极250a等的图示带状部分交叉的部分全部为电极250a等在光波导232等上交叉的交叉部分。本实施方式中，光调制元件104包含总共50处交叉部分。
图3为图2所示的光调制元件104的A部的部分详细图。
以下，取作为图3所示的交叉部分的B部、C部、D部、E部及F部为例，对这些交叉部分的结构进行说明。
首先，对作为交叉部分的第一结构例的、图3所示的B部的结构进行说明。图4及图5为表示作为偏压电极264b的一部分的偏压电极264b-1在输入波导232上交叉的B部的结构的部分详细图。此处，图4为B部的平面图，图5为图4所示的B部的V-V截面箭视图。
此外，图4、图5所示的结构为光调制元件104中的光波导232等与电极250a等交叉的部分的结构的一例，且也可同样地用于B部以外的、光波导232等与电极250a等交叉的任意部分。
图4中，沿图示上下方向(Z方向)延伸的偏压电极264b-1与沿图示左右方向(Y方向)延伸的输入波导232交叉，形成交叉部470(由图示一点划线的矩形包围的部分)。
尤其如图5所示，本实施方式中，在基板230中包含交叉部470的基板部分，在输入波导232与偏压电极264b-1之间局部地设有树脂层452。另外，树脂层452在沿着偏压电极264b-1的延伸方向的截面(即，例如图5所示的截面)中，偏压电极264b-1侧的角落由曲线452-1、曲线452-2构成。即，树脂层452以下述方式构成：与偏压电极264b-1的边界线以曲线452-1、曲线452-2与树脂层452的端部相连。
此处，树脂层452例如可设为电极250a等的图案化工序中所使用的光致抗蚀剂。而且，构成偏压电极264b-1侧的角的曲线452-1、曲线452-2的部分例如可通过将所述光致抗蚀剂的、图案化后的高温处理时的温度上升率设为比通常的1℃/分大的速度(例如5℃/分)而形成。或者，曲线452-1、曲线452-2的部分例如可通过对构成树脂层452的光致抗蚀剂进行等离子体处理(例如灰化处理)而形成。
而且，如上文所述，偏压电极264b-1为厚度0.3μm～5μm的范围且形成得相对较薄，因而树脂层452以与现有技术的SiO2层的厚度相同程度的、厚度0.3μm～1μm的范围形成。
此外，图5中，基板230经由粘接层590而固定于支撑基板592。此处，粘接层590例如由热硬化性树脂等构成，支撑基板592例如包括玻璃基板、LN基板、Si基板等。
在具有所述结构的光调制元件104的B部中，在交叉部470中，在输入波导232与偏压电极264b-1之间设有树脂层452。由此，可防止输入波导232的波导光产生由构成偏压电极264b-1的金属所致的吸收损耗。
尤其是构成树脂层452的例如光致抗蚀剂那样的树脂，其杨氏模量为1GPa～2GPa左右，相对于所述现有技术中用于电极与光波导之间的SiO2的杨氏模量72GPa～74GPa而小一位数，与SiO2相比而刚性低。因此，在光调制元件104的B部，从树脂层452自身施加至基板230的应力与使用SiO2层的现有技术的结构相比降低，并且从偏压电极264b-1传向基板230的应力也减轻。而且，由于树脂层452自身所具有的所述那样的低刚性，因此也可抑制因树脂层452与基板230之间的线膨胀系数差而在所述树脂层452的端部附近可能产生的、局部应变的产生。
进而，树脂层452在图5所示的沿着偏压电极264b-1的延伸方向的截面中，偏压电极264b-1侧的角落由曲线452-1、曲线452-2构成，因而所述角落周边的偏压电极264b-1的形状的连续性提高(即，形状的急剧变化得到缓和)。因此，与因树脂层452的所述低刚性而应变得到抑制相辅相成地，可抑制偏压电极264b-1产生断线。而且，除了所述应变的抑制以外，通过所述曲线452-1、曲线452-2来防止应力从偏压电极264b-1向树脂层452的角落部集中，因而可抑制树脂层452产生破裂。
其结果为，光调制元件104中，通过将与B部相同的结构也用于电极250a等与光波导232等的其他交叉部，可有效地减少在基板230上的光波导232等与电极250a等的交叉部可能产生的、由构成电极250a等的金属所致的波导光的光吸收损耗而不导致所述光调制元件104的光学特性的劣化及长期可靠性的降低。
此外，从抑制树脂层452的角落产生破裂及抑制所述角落周边的偏压电极264b-1产生断线的观点来看，理想的是从构成所述角落的曲线452-1、曲线452-2的起点到树脂层452的端部的、沿偏压电极264b-1的延伸方向测量的距离L1、距离L2比树脂层452的厚度t1更大。即，理想的是L1≧t1、L2≧t1。
接下来，对作为交叉部分的第二结构例的、图3所示的C部的结构进行说明。图6为输入波导232与信号电极252b交叉的C部的、VI-VI截面箭视图。
此外，图6所示的结构为光调制元件104中的光波导232等与电极250a等交叉的部分的结构的一例，且也可同样地用于C部以外的、光波导232等与电极250a等交叉的任意部分。
图6中，沿图示左右方向(Z方向)延伸的信号电极252b在沿纸面法线方向(Y方向)延伸的输入波导232上交叉(横穿)，形成交叉部670(由图示一点划线的矩形包围的部分)。
与图5所示的B部的结构同样地，图6所示的C部的结构在基板230中包含交叉部670的基板部分，在信号电极252b与输入波导232之间局部地设有树脂层652。
一般来说，从电极250a等传至基板230的应力随着电极250a等的厚度增厚而增加，因而理想的是电极250a等的厚度越厚，则设于电极250a等与光波导232等之间的树脂层的厚度t1越厚。如上文所述，信号电极252b是以20μm～40μm左右的厚度形成，与以0.3μm～5μm左右的厚度形成的偏压电极264b等相比而厚一位数程度。因此，关于图6所示的树脂层652，其厚度t1是以比现有技术的SiO2层的厚度大一位数程度的、厚度2μm～7.5μm的范围形成，成为与现有技术相比而非常厚的层。
而且，与图5所示的树脂层452同样地，树脂层652在沿着信号电极252b的延伸方向的、所述树脂层652的截面(即，例如图6所示的截面)中，信号电极252b侧的角落由曲线652-1、曲线652-2构成。即，树脂层652以下述方式构成：与信号电极252b的边界线以曲线652-1、曲线652-2与树脂层652的端部相连。
而且，关于树脂层652，作为上文所述的理想实施方式，从曲线652-1、曲线652-2的起点至端部的、沿信号电极252b的延伸方向测量的距离L1、距离L2形成得比树脂层552的厚度t1更大(即，成为L1≧t1、L2≧t1)。由此，在交叉部670中，与图5所示的交叉部470同样地，可提高信号电极252b的形状的连续性而抑制树脂层652的角落部附近的信号电极252b产生断线，并且抑制应力从信号电极252b向树脂层652的角落部集中而防止所述角落部产生破裂。
而且，从光波导232等的光传播特性的稳定化的观点来看，理想的是从树脂层652向光波导232等施加的应力均匀，因而树脂层652的上表面(即，与信号电极252b接触的面)中，与输入波导232的上部相应的范围(即，图示的宽度W的范围)形成得平坦(即，所述范围的树脂层652的厚度为一定)。
另外，尤其作为树脂层652的理想结构，沿信号电极252b的延伸方向测量的长度Lz成为交叉部670中的输入波导232的宽度W的3倍以上的值，即Lz≧3W。由此，交叉部670中，树脂层652与基板230的接触面积变大，因而进一步降低从信号电极252b经由树脂层652传至输入波导232的应力。因此，例如可抑制下述情况：通过由LN构成的基板230的光弹性效应，因所述应力而输入波导232的实效折射率变化。其结果为，例如即便在形成超过10μm那样的厚厚的信号电极252b的情况下，也可防止由来自所述厚厚的电极252b的应力引起的、光调制元件104的光学特性的劣化或恶化。
进而，作为树脂层652的理想结构，从曲线652-1、曲线652-2的起点到端部的、沿信号电极252b的延伸方向测量的距离L1、距离L2形成得不仅比树脂层552的厚度t1更大，而且比交叉部670中的输入波导232的宽度W更大(即，成为L1≧W、L2≧W)。
由此，来自信号电极252b的应力容易集中的树脂层652的角落部远离输入波导232，因而可进一步减轻经由树脂层652施加至输入波导232的所述应力。
此外，树脂层652例如可使用含有交联剂的光致抗蚀剂，经过例如由高温加热所致的交联反应而形成。由包含交联剂的光致抗蚀剂形成的树脂可通过交联反应及高温处理(例如200℃)而使变形的程度比通常的微细加工用的光致抗蚀剂大，因而可将如树脂层652那样以超过1μm的厚度形成的树脂层的角落部以广范围容易地曲线化。包含交联剂的光致抗蚀剂由于伴随交联反应的收缩无法避免，因而不适于要求次微米(submicron)精度的微细加工，但由于经时的物性变化(变质)或气体的产生少，因而在与光波导232等相比而不要求高精度的加工精度的树脂层652中，适合作为在如框体102那样的气密框体内长期使用的树脂。
除了所述高温处理以外，树脂层652所具有的曲线652-1、曲线652-2的部分可与树脂层452同样地，通过将图案化后的高温处理时的温度上升率设为比通常的1℃/分大的速度(例如5℃/分)，和/或通过对构成树脂层652的光致抗蚀剂进行等离子体处理(例如灰化处理)而形成。
此外，本实施方式中，设信号电极250a、信号电极252b、信号电极250b、信号电极252b以例如20μm以上且40μm以下的范围形成，但不限于此。图13所示那样的SiO2层的角部的破裂2254、破裂2256在其上部的电极的厚度厚于10μm的情况下，其产生概率可能逐渐变高。因此，在电极250a等的厚度至少在与光波导232等的交叉部中厚于10μm的情况下，与使用SiO2层的以往结构相比，通过图5或后述的图6至图9所示的结构，可有效地防止光调制元件104的光学特性的劣化及长期可靠性的降低，并且减少由电极250a等所致的、波导光的光吸收损耗。
接下来，对作为交叉部分的第三结构例的、图3所示的D部的结构进行说明。图7为输入波导232与信号电极250b交叉的D部的、VII-VII截面箭视图。此外，图7所示的结构为光调制元件104中的光波导232等与电极250a等交叉的部分的结构的一例，且也可同样地用于D部以外的、光波导232等与电极250a等交叉的任意部分。
图7中，沿图示左右方向(Z方向)延伸的信号电极250b在沿纸面法线方向(Y方向)延伸的输入波导232上交叉(横穿)，形成交叉部770(由图示一点划线的矩形包围的部分)。
另外，在基板230中包含交叉部770的基板部分，在信号电极250b与输入波导232之间，局部地设有多个(例如三个)树脂层752-1、752-2、752-3。另外，树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3各自的信号电极250b侧的角落由曲线构成。而且，树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3沿着信号电极250b的延伸方向，以从基板230的面测量的高度成为阶梯状的方式层叠地设置。此外，上文所述的L1、L2、Lz等的理想条件可对树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3分别适用。
图7所示的结构中，多个树脂层752-1、752-2、752-3沿着信号电极250b的延伸方向形成为阶梯状，因而可与这些树脂层的角落部由曲线形成相辅相成地，进一步提高交叉部770的信号电极250b的形状的连续性(即，进一步缓和形状的变化程度)，进一步抑制交叉部770的信号电极250b产生断线。而且，角落部由曲线形成的树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3形成为阶梯状，因而来自信号电极250b的应力向树脂层各自的角落部分散地施加，进一步抑制在这些角落部产生破裂。
而且，由于使用多个树脂层，因而可将树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3总体的厚度设为所期望的厚度，且将树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3各自的层厚设为一定的厚度以下。因此，例如可利用具有次微米加工精度的通常的光致抗蚀剂来构成各个树脂层，高精度地决定树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3总体的位置或形状，并且将这些树脂层总体的厚度设为与信号电极250b的厚度相应的大的值。
接下来，对作为交叉部分的第四结构例的、图3所示的E部的结构进行说明。本结构例中，横跨两个交叉部设有一个树脂层。图8为E部的VIII-VIII截面图，所述E部包含信号电极252b在构成马赫曾德型光波导244b的两根并行波导244b-1及244b-2各自上交叉的两个交叉部870-1、870-2。
此外，图8所示的结构不仅可适用于构成马赫曾德型光波导的并行波导与电极的交叉部，还可同样地适用于光波导232等与电极250a等交叉的任意的交叉部分且邻接的多个交叉部。
图8中，沿图示左右方向(Z方向)延伸的信号电极252b在沿纸面法线方向(Y方向)延伸的并行波导244b-1及并行波导244b-2上交叉(横穿)，分别形成交叉部870-1及交叉部870-2。
另外，设于信号电极252b与基板230之间的树脂层852以横跨邻接的交叉部870-1及交叉部870-2而延伸的方式形成。由此，在交叉部870-1及交叉部870-2中，在信号电极252b与并行波导244b-1及并行波导244b-2之间，分别设有树脂层852。
而且，树脂层852在沿着信号电极252b的延伸方向的截面(即，例如图8所示的截面)中，信号电极252b侧的角落由曲线852-1、曲线852-2构成。即，树脂层852以下述方式构成：与信号电极252b的边界线以曲线852-1、曲线852-2与所述树脂层852的端部相连。
根据所述结构，横跨多个交叉部870-1、870-2设有一个树脂层852，因而可减少形成于基板230上的树脂层数而提高制造良率。而且，横跨多个交叉部870-1、870-2设有一个树脂层852的结果为，所述树脂层852的、与基板230的面接触的部分的面积变大，因而可提高树脂层852对基板230的密接性。
进而，在横跨交叉部870-1、交叉部870-2形成树脂层852的情况下，可将树脂层852中包含交叉部870-1及交叉部870-2的宽度Fw的范围的厚度容易地形成为均匀厚度。因此，在如图8所示的结构那样，邻接的两个交叉部870-1、870-2包含并行波导244b-1、并行波导244b-2的情况下，可使两个并行波导244b-1、244b-2各自从树脂层852(和/或经由树脂层852)承受的应力等条件变得均匀，抑制由所述应力等的不均匀所引起的并行波导244b-1、并行波导244b-2间的附加的光相位差，抑制由设置树脂层852引起的、马赫曾德型光波导244b的附加的动作点变动。
接下来，对作为交叉部分的第五结构例的、图3所示的F部的结构进行说明。本结构例中，在光波导232等上，为了减少由电极250a等所致的光吸收损耗，而设有与现有技术同样的SiO2层，在此SiO2层上，设有图12、图13所示那样的作为用于防止SiO2层破裂和/或电极断线的保护层的、树脂层。
图9为信号电极252a在马赫曾德型光波导244a的其中一个并行波导244a-1上交叉的F部的IX-IX截面图。此外，图9所示的结构为光调制元件104中的光波导232等与电极250a等交叉的部分的结构的一例，也可同样地用于F部以外的、光波导232等与电极250a等交叉的任意部分。
图9中，沿图示左右方向(Z方向)延伸的信号电极252a在沿纸面法线方向(Y方向)延伸的并行波导244a-1上交叉(横穿)，形成交叉部970(由图示一点划线的矩形包围的部分)。
在交叉部970，在并行波导244a-1上与现有技术同样地形成有SiO2层990。但是，与现有技术不同，在交叉部970中，在SiO2层990与信号电极252a之间设有树脂层952。由此，与图5所示的交叉部470同样地，交叉部970成为在包含所述交叉部970的基板部分，在信号电极252a与并行波导244a-1之间局部地设有树脂层952的结构。另外，树脂层952的信号电极252a侧的角落由曲线952-1、曲线952-2构成。此处，与现有技术同样地，SiO2层的厚度为例如0.5μm，此厚度为减少由信号电极252a所致的并行波导244a-1的光吸收损耗的充分厚度。而且，树脂层952例如以厚度3μm形成。
根据所述结构，在交叉部970中，设于并行波导244a-1上的SiO2层990由树脂层952保护，可防止因来自信号电极252a的应力而在SiO2层990的角部产生破裂。而且，与图5所示的交叉部470及图6所示的交叉部670同样地，通过构成树脂层952的角落的曲线952-1、曲线952-2，而可防止因来自信号电极252a的应力而在树脂层952产生破裂，且可防止树脂层952的角落部附近的信号电极252a的部分产生断线。
图9所示的结构尤其适于下述情况：要利用SiO2层所具有的高的电绝缘性、透明性、经时稳定性，并且抑制交叉部的电极250a等的断线。
[第二实施方式]
接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式为光调制模块1000，此光调制模块1000使用第一实施方式的光调制器100所包括的光调制元件104。图10为表示本实施方式的光调制模块1000的结构的图。图10中，对于与图1所示的第一实施方式的光调制器100相同的构成元件，使用与图1所示的符号相同的符号来表示，援用与所述图1相关的说明。
光调制模块1000具有与图1所示的光调制器100相同的结构，但包括电路基板1006来代替中继基板106的方面与光调制器100不同。电路基板1006包括驱动电路1008。驱动电路1008基于经由信号脚110a、信号脚110b、信号脚110c、信号脚110d从外部供给的例如调制信号，而生成驱动光调制元件104的高频电信号，并向光调制元件104输出所述生成的高频电信号。
具有所述结构的光调制模块1000与所述第一实施方式的光调制器100同样地，包括在光波导232等与电极250a等的交叉部分中具有图4至图9所示的结构的、光调制元件104。因此，在光调制模块1000中，与光调制器100同样地，可有效地减少在基板230上的光波导232等与电极250a等的交叉部分可能产生的、波导光的光吸收损耗而不导致光调制元件104的光学特性的劣化及长期可靠性的降低，实现良好的调制特性，进行良好的光传送。
[第三实施方式]
接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。本实施方式为搭载有第一实施方式的光调制器100的光发送装置1100。图11为表示本实施方式的光发送装置1100的结构的图。所述光发送装置1100包括光调制器100、向光调制器100入射光的光源1104、调制器驱动部1106及调制信号生成部1108。此外，也可使用所述光调制模块1000来代替光调制器100及调制器驱动部1106。
调制信号生成部1108为生成用于使光调制器100进行调制动作的电信号的电子电路，基于从外部给予的发送数据，生成作为用于使光调制器100按照所述调制数据进行光调制动作的高频信号的调制信号，并向调制器驱动部1106输出。
调制器驱动部1106将从调制信号生成部1108输入的调制信号放大，输出用于对光调制器100所包括的光调制元件104的四个信号电极250a、252a、250b、252b进行驱动的四个高频电信号。
所述四个高频电信号输入至光调制器100的信号脚110a、信号脚110b、信号脚110c、信号脚110d，驱动光调制元件104。由此，从光源1104输出的光由光调制器100进行例如DP-QPSK调制，成为调制光并从光发送装置1100输出。
尤其在光发送装置1100中，使用包括光调制元件104的光调制器100，所述光调制元件104可有效地减少光波导232等与电极250a等的交叉部分的光吸收损耗，因而可实现良好的调制特性，进行良好的光传送。
此外，本发明不限于所述实施方式的结构及其代替结构，可在不偏离其主旨的范围内以各种方式实施。
例如，所述第一实施方式中，在光调制元件104中，关于作为输入波导232与偏压电极264b-1的交叉部分的B部、作为输入波导232与信号电极252b的交叉部分的C部、作为输入波导232与信号电极250b的交叉部分的D部、包含并行波导244b-1及并行波导244b-2与信号电极252b的两个交叉部分的E部、及作为并行波导244a-1与信号电极252a的交叉部分的F部，设分别具有图4、图5、图6、图7、图8及图9所示的结构，但不限于此。
作为光波导元件的光调制元件104可设为，关于光波导232等与电极250a等的一部分或全部的交叉部分，具有图4、图5、图6、图7、图8及图9所示的任一结构。因此，例如可将对包含信号电极250b、信号电极252b或信号电极252a的交叉部所示的图6至图9所示的任一结构，适用于包含偏压电极264b等的任一交叉部。
而且，如本领域技术人员容易理解那样，可将图4、图5、图6、图7、图8及图9所示的B部、C部、D部、E部、F部的特征结构组合，适用于光波导232等与电极250a等的任一交叉部。例如，可将图7的结构与图9的结构组合，在形成有SiO2层的光波导232等与电极250a等的交叉部分，形成多阶地层叠的多个树脂层。
而且，例如也可将图7的结构与图8的结构组合，横跨两个交叉部而形成多阶地层叠的多个树脂层。或者，也可将图8与图9组合，横跨形成有SiO2层的光波导232等与电极250a等的、邻接的两个交叉部，形成多阶地层叠的多个树脂层。
而且，图7所示的D部的结构中，作为多阶地层叠的多个树脂层，示出了包含树脂层752-1、树脂层752-2、树脂层752-3此三个树脂层的结构，但不限于此。多阶地层叠的树脂层的个数可设为两个或四个以上。
而且，图9所示的F部的结构中，示出了在并行波导244a-1上设有SiO2层990的结构，但不限于此。在光波导232等的上部，除了SiO2以外，也可形成由SiN等具有比所述光波导232等更大的折射率及电绝缘性的任意材料构成的绝缘层或透明绝缘层(例如由SiN等构成的层)。
而且，所述第一实施方式中，设包含B部至F部的交叉部是通过电极250a等与光波导232等正交而构成，但不限于此。所述图3至图9所示的交叉部的结构也可适用于下述交叉部，此交叉部为通过电极250a等在光波导232等上横穿而形成的、所述电极250a等与光波导232等的交叉部，且电极250a等相对于光波导232等(不平行)以任意的角度交叉。
而且，所述实施方式中，作为光波导元件的一例，示出了利用LN(LiNbO3)的基板230所形成的光调制元件104，但不限于此，光波导元件也可设为由任意的材料(除了LN以外，为InP、Si等)的基板构成的、具有任意功能(除了光调制以外，为光开关、光定向耦合器等)的元件。
如以上所说明那样，所述第一实施方式的光调制器100包括光调制元件104。作为光波导元件的光调制元件104具有：光波导232等，形成于基板230；以及电极250a等，对在所述光波导232等中传播的光波进行控制，且具有在光波导232等上交叉的交叉部470等。另外，在基板230中包含交叉部470等的部分，在光波导232等与电极250a等之间局部地设有树脂层452等，树脂层452等在沿着电极250a等的延伸方向的截面中，电极250a等侧的角落由曲线构成。
根据所述结构，可有效地减少在基板230上的光波导232等与电极250a等的交叉部470等可能产生的、由电极金属所致的波导光的光吸收损耗而不导致光调制元件104的光学特性的劣化及长期可靠性的降低。
而且，光调制元件104中，树脂层452等在所述截面中，从构成所述角落的曲线的起点到端部的、沿电极250a等的延伸方向测量的距离比从基板230的面测量的所述树脂层452等的高度的值更大。根据所述结构，可由具有一定值以上的曲率的曲线来构成树脂层452等的角落，进一步提高交叉部470等的电极250a等的形状的连续性，并且将从电极250a等施加至树脂层的角落部的应力进一步分散。因此，可更有效地抑制交叉部470等的电极250a等产生断线或树脂层452等的角落部产生破裂。其结果为，可更有效地防止光调制元件104的光学特性的劣化及长期可靠性的降低，减少在基板230上的光波导232等与电极250a等的交叉部470等可能产生的、由电极金属所致的波导光的光吸收损耗。
而且，例如光调制元件104的树脂层652沿着信号电极252b的延伸方向，以交叉部670中的输入波导232的宽度的3倍以上的距离而设置。根据所述结构，而抑制信号电极252b的应力集中作用于光波导，因而例如可抑制通过由LN构成的基板230的光弹性效应而光波导的实效折射率变化。其结果为，例如即便在形成超过10μm那样的厚厚的信号电极252b的情况下，也可防止由来自所述厚厚的信号电极252b的应力引起的、光调制元件104的光学特性的劣化或恶化。
而且，例如在光调制元件104的交叉部770，在输入波导232与信号电极250b之间，沿着信号电极250b的延伸方向以阶梯状层叠地设有多个树脂层752-1、752-2、752-3。根据所述结构，可进一步提高交叉部770或周边的信号电极250b的形状的连续性，进一步抑制交叉部770的信号电极250b产生断线或树脂层752-1等的角落部产生破裂。
而且，例如在光调制元件104的交叉部970，在并行波导244a-1与树脂层952之间形成有作为绝缘层的SiO2层990。根据所述结构，可利用SiO2具有的高的电绝缘性、透明性、经时稳定性，并且抑制例如信号电极252a产生断线，且防止SiO2层990及树脂层952产生破裂。
而且，例如构成光调制元件104的树脂层652的树脂为使用包含交联剂的光致抗蚀剂形成的树脂。根据所述结构，与使用通常的微细加工用的光致抗蚀剂的情况相比，可容易地在树脂层652的角落部以广范围形成曲线部分。
而且，例如光调制元件104的树脂层852横跨邻接的交叉部870-1、交叉部870-2而形成。根据所述结构，可扩大树脂层852与基板230的接触面积，提高树脂层852对基板230的密接性。而且，可在包含两个交叉部的范围内以均等的厚度容易地形成树脂层852，因而例如可在分别包含马赫曾德型光波导244b的两个并行波导244b-1、244b-2的两个交叉部870-1、870-2中，将树脂层852的厚度形成为相同厚度，使所述两个并行波导各自从树脂层852承受的应力等条件变得均匀。其结果为，可抑制马赫曾德型光波导244b的附加的动作点变动，而实现良好的调制特性。
而且，光调制元件104中，电极250a等至少在与光波导232等的交叉部中形成得比10μm厚。而且，光调制元件104中，基板230为20μm以下的厚度。根据这些结构，即便在采用如现有技术那样使用SiO2层时电极的断线或所述SiO2层的角落部的破裂的产生频率易变得相对较高的、电极结构及基板结构的情况下，也可有效地抑制这些断线及破裂的产生。
而且，第一实施方式的光调制器包括：所述任一个光调制元件104，为光波导元件；框体102，收容光调制元件104；输入光纤114，向光调制元件104输入光；以及输出光纤120，将光调制元件104输出的光向框体102的外部引导。
而且，第二实施方式的光调制模块1000包括：光调制元件104，为光波导元件，进行光的调制；以及驱动电路1008，驱动所述光调制元件104。
而且，第三实施方式的光发送装置1100包括：光调制器100或光调制模块1000；以及调制信号生成部1108，为生成用于使光调制元件104进行调制动作的电信号的电子电路。
根据这些结构，可实现具有良好特性的光调制器100、光调制模块1000或光发送装置1100。

Claims (12)

1.一种光波导元件，包括：
光波导，形成于基板；以及
电极，对在所述光波导中传播的光波进行控制，且具有在所述光波导上交叉的交叉部，并且所述光波导元件中，
在所述基板中包含所述交叉部的部分，在所述光波导与所述电极之间局部地设有树脂层，
所述树脂层在沿着所述电极的延伸方向的截面，所述电极侧的角落由曲线构成。
2.根据权利要求1所述的光波导元件，其中，
所述树脂层在所述截面，从构成所述角落的曲线的起点到端部的沿所述电极的延伸方向测量的距离，较从所述基板的面测量的所述树脂层的高度更大。
3.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述树脂层沿着所述电极的延伸方向，以所述交叉部中的所述光波导的宽度的3倍以上的距离而设置。
4.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
在所述交叉部，在所述光波导与所述电极之间，沿着所述电极的延伸方向以阶梯状层叠地设有多个所述树脂层。
5.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
在所述交叉部，在所述光波导与所述树脂层之间形成有包含SiO2的绝缘层。
6.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
构成所述树脂层的树脂为使用包含交联剂的光致抗蚀剂所形成的树脂。
7.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述树脂层横跨邻接的所述交叉部而形成。
8.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述电极至少在所述交叉部中形成得比10μm厚。
9.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，
所述基板为20μm以下的厚度。
10.一种光调制器，包括：
如权利要求1至9中任一项所述的光波导元件，为进行光的调制的光调制元件；
框体，收容所述光波导元件；
向所述光波导元件输入光的光纤；以及
将所述光波导元件输出的光向所述框体的外部引导的光纤。
11.一种光调制模块，包括：
如权利要求1至9中任一项所述的光波导元件，为进行光的调制的光调制元件；以及驱动电路，驱动所述光波导元件。
12.一种光发送装置，包括：
如权利要求10所述的光调制器、或根据权利要求11所述的光调制模块；以及
电子电路，生成用于使所述光波导元件进行调制动作的电信号。
CN202011320777.8A 2019-12-26 2020-11-23 光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置 Pending CN113050301A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019235614A JP7334616B2 (ja) 2019-12-26 2019-12-26 光導波路素子、光変調器、光変調モジュール、及び光送信装置
JP2019-235614 2019-12-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113050301A true CN113050301A (zh) 2021-06-29

Family

ID=73554280

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202022725662.9U Active CN213581652U (zh) 2019-12-26 2020-11-23 光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置
CN202011320777.8A Pending CN113050301A (zh) 2019-12-26 2020-11-23 光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202022725662.9U Active CN213581652U (zh) 2019-12-26 2020-11-23 光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11333909B2 (zh)
EP (1) EP3842858A1 (zh)
JP (1) JP7334616B2 (zh)
CN (2) CN213581652U (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021179569A (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光デバイス、及びこれを用いた光送受信機
CN115145061A (zh) * 2021-03-30 2022-10-04 Tdk株式会社 光调制器

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04254819A (ja) * 1991-02-07 1992-09-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 光導波路形デバイス
US5895742A (en) * 1996-07-19 1999-04-20 Uniphase Telecommunications Products, Inc. Velocity-matched traveling-wave electro-optical modulator using a benzocyclobutene buffer layer
US6226423B1 (en) * 1998-09-11 2001-05-01 Ngk Insulators, Ltd. Optical waveguide element
JP2001174765A (ja) * 1999-12-15 2001-06-29 Ngk Insulators Ltd 進行波形光変調器
JP2002357797A (ja) * 2001-03-30 2002-12-13 Ngk Insulators Ltd 光導波路デバイス、その製造方法および進行波形光変調器
JP3791394B2 (ja) * 2001-11-01 2006-06-28 日本電気株式会社 光導波路基板
JP3762320B2 (ja) * 2002-03-19 2006-04-05 日本碍子株式会社 光変調器の製造方法
KR101005989B1 (ko) * 2002-06-11 2011-01-05 코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤 표면 처리 방법 및 광학 부품
CA2505087A1 (en) * 2002-11-19 2004-06-03 Lumera Corporation Electro-optic polymer waveguide devices and method for making such devices
JP2004219600A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Ngk Insulators Ltd 光変調用電極および光変調器
JP4004480B2 (ja) * 2003-03-12 2007-11-07 三洋電機株式会社 光導波路
EP2237105A3 (en) * 2003-08-21 2011-01-26 NGK Insulators, Ltd. Optical waveguide devices and travelling wave type optical modulators
JP2005091698A (ja) * 2003-09-17 2005-04-07 Ngk Insulators Ltd 光変調器
US7400787B2 (en) * 2005-04-07 2008-07-15 Photonic Systems, Inc. Optical modulator with coupled coplanar strip electrode and domain inversion
JP2009181108A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光導波路素子
EP2495775B1 (en) * 2009-10-29 2019-08-21 Nichia Corporation Light emitting diode device and method for manufacturing the same
JP5451872B2 (ja) * 2010-03-19 2014-03-26 日本電信電話株式会社 光変調器
JP5428987B2 (ja) * 2010-03-24 2014-02-26 住友電気工業株式会社 マッハツェンダー型光変調素子
CN103430084A (zh) * 2011-03-17 2013-12-04 日本碍子株式会社 光调制元件
JP2013062293A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Ngk Spark Plug Co Ltd 多層配線基板の製造方法
JP6136363B2 (ja) * 2013-02-27 2017-05-31 住友電気工業株式会社 光変調モジュール
JP6398222B2 (ja) * 2013-02-28 2018-10-03 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
JP6201411B2 (ja) * 2013-05-14 2017-09-27 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、及び電子機器
CN103293714B (zh) * 2013-05-30 2015-10-28 吉林大学 具有空气隔离槽结构的低功耗聚合物热光开关及其制备方法
WO2015102107A1 (ja) * 2014-01-06 2015-07-09 株式会社村田製作所 積層配線基板およびこれを備える検査装置
JP6530631B2 (ja) * 2015-04-01 2019-06-12 日本電信電話株式会社 光導波路素子
JP6880635B2 (ja) * 2016-10-11 2021-06-02 住友大阪セメント株式会社 光導波路、および光変調デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
US20210199997A1 (en) 2021-07-01
US11333909B2 (en) 2022-05-17
JP2021105631A (ja) 2021-07-26
CN213581652U (zh) 2021-06-29
JP7334616B2 (ja) 2023-08-29
EP3842858A1 (en) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5326860B2 (ja) 光導波路デバイス
JP5598221B2 (ja) 光制御素子
CN107077016B (zh) 光调制器
CN213581652U (zh) 光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置
US20120207425A1 (en) Optical Waveguide Device
US20230367147A1 (en) Optical waveguide element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission device
CN114846392A (zh) 光波导元件及光调制器
WO2021261605A1 (ja) 光導波路素子、光変調器、光変調モジュール、及び光送信装置
JP2009109929A (ja) 光変調器
CN214311182U (zh) 光波导元件、光调制器、光调制模块及光发送装置
JP3995537B2 (ja) 光変調器
JP5074431B2 (ja) 光変調器
US20220308418A1 (en) Optical waveguide device, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission apparatus
US20220308286A1 (en) Optical waveguide element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission device
JP4128603B1 (ja) 光変調デバイス
US20230367169A1 (en) Optical waveguide element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission device
US20240152021A1 (en) Optical waveguide element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission device
US11977284B2 (en) Optical waveguide device, manufacturing method of optical modulation element, optical modulator, optical modulation module, and optical transmission apparatus
JP4708452B2 (ja) 光変調デバイス
CN116569099A (zh) 光波导元件、光调制器、光调制模块、及光发送装置
JP2010181489A (ja) 光変調器
JP2013130833A (ja) 光変調器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination