JP2003057616A - 光導波路素子、光変調器及び光通信システム - Google Patents

光導波路素子、光変調器及び光通信システム

Info

Publication number
JP2003057616A
JP2003057616A JP2001224839A JP2001224839A JP2003057616A JP 2003057616 A JP2003057616 A JP 2003057616A JP 2001224839 A JP2001224839 A JP 2001224839A JP 2001224839 A JP2001224839 A JP 2001224839A JP 2003057616 A JP2003057616 A JP 2003057616A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
electrode
optical
metal film
conductive transparent
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
JP2001224839A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003057616A5 (ja
Inventor
Minoru Kiyono
實 清野
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.)
Corlux Corp
Original Assignee
Corlux Corp
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 Corlux Corp filed Critical Corlux Corp
Priority to JP2001224839A priority Critical patent/JP2003057616A/ja
Priority to US10/201,433 priority patent/US6853757B2/en
Publication of JP2003057616A publication Critical patent/JP2003057616A/ja
Publication of JP2003057616A5 publication Critical patent/JP2003057616A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/21Devices 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
    • G02F1/225Devices 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/03Devices 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
    • G02F1/035Devices 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本願発明では、金属膜を、導電性透明膜の上
であって、光導波路上ではない領域に形成することによ
り、光損失を防止し、さらなる高速変調を可能とするも
のである.もちろん、金属膜の一部を、光導波路上に重
畳するように配置してもよいが、従来のように100%
重畳するようなことはせず、重畳の度合いも必要最小限
度にとどめる。 【解決手段】 本願発明は、電気光学効果を有する光学
基板1と、前記光学基板の表面付近に形成された少なく
とも1つの光導波路3と、前記光導波路の一部を覆うよ
うに導電性透明膜でもって形成され、前記光導波路に電
界を印加するための第1の電極6aと、前記第1の電極
と対を成し、前記光導波路に電界を印加するための第2
の電極8bと、前記光導波路3の真上を概ね避けた位置
に金属膜により形成され、前記第1の電極と電気的に接
続された第3の電極8aを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願発明は、光通信,光情報
処理,光信号処理等の分野で用いる光導波路素子に係
り、とりわけ、基板中に設けた光導波路を用いて変調を
行う光導波路型の光変調器に関する。
【0002】
【従来の技術】インターネットの爆発的な普及に伴い、
光通信システムの高速化のニーズはますます高まってい
る。一般的なシステムの光信号は、直接的に半導体レー
ザや発光ダイオードの注入電流を変調することによって
得られている。これを直接変調と呼ぶ。しかしながら、
この直接変調では緩和振動等の効果のため数GHz以上
の高速変調が難しく、また、波長変動が発生するため長
距離の伝送には適用が難しい等の欠点がある。
【0003】これを解決する手段としては、外部光変調
器を使用する方法がある。外部光変調器は、半導体レー
ザから出力される一定の光に対して変調を行うものであ
る。これを外部変調と呼ぶ。この方法に用いる光変調器
としては、基板中に形成した光導波路により構成された
導波形の光変調器がある。導波型の光変調器は、一般
に、小形で,高効率であり,また、高速動作が可能であ
る。
【0004】とりわけ、ニオブ酸リチウム(LiNbO
)結晶等の強誘電体材料を用いて光変調器を構成す
れば、低損失で、かつ、高効率の光変調器が得られる。
図1に従来のマッハツェンダ形の光変調器を示す。図1
において、1はニオブ酸リチウム(LiNbO )結
晶基板である。2は入力光導波路であり、LiNbO
結晶基板1上にチタンを拡散して屈折率を基板より大
きくして帯状に形成したものである。ちなみに、LiN
bOの屈折率は約2.14であるが、チタンを拡散す
ると0.2%程度屈折率が上昇し、約2.144程度に
なる。このように、LiNbOの部分と、チタンを拡
散された部分での屈折率の差を利用して、良好な光導波
路が形成されるのである。さて、3及び4は、入力光導
波路2から分岐した長さ数mm〜30mm程度の移送シ
フト光導波路である。5は、位相シフト光導波路3,4
の出射側に接続された出力光導波路である。これらによ
り分岐干渉部が構成されている。
【0005】次に、電極部について説明する。図1には
電極部の一例として進行波型電極部について示してい
る。まず、8は、変調用電極であり、光導波路3及び光
導波路4上に対になって形成されている。ここで、変調
用電極8の出射端は線路インピーダンスに近い抵抗Rで
終端されている。変調用電極8の入射端には、変調用の
電気信号s(t)が入力される。
【0006】図1において、入力光導波路2への入射光
9は、分岐によりエネルギーが分割され、位相シフト光
導波路3,4を通過後、出力光導波路5で合流される。
このとき、位相シフト光導波路3,4を通過した光が同
位相で合流すれば損失は小さく出射光10は大きな光量
となるが、位相シフト光導波路3,4を通過した光が互
いに逆相となる場合は、合流部分で大きな損失となり出
射光10の光量は小さい。そこで、変調用電極8への印
加電圧の大きさにて電極下の光導波路6の屈折率が電気
光学効果によって変化し、そこを通過する光の位相が変
化するので、印加電圧に対応した光出力が得られ、出射
光10は変調される。また、図1では、変調用電極8の
インピーダンスを入力電気信号線のインピーダンス(通
常50Ω)に近づけ、電極をそのインピーダンスに近い
抵抗Rで終端して分布定数化、即ち、進行波形電極とす
ることにより広帯域化をはかっている。
【0007】図1のような光変調器において、金属の変
調用電極8を位相シフト光導波路3,4上に直接敷設し
たのでは、光損失が大きくなってしまう。そこで、光損
失を低減するためには、変調用電極8と位相シフト光導
波路3,4の間にバッファ層を設けることが有効であ
る。バッファ層は、素材として、SiOが用いられる
ことが多かった。このバッファ層をインジウム錫酸化物
(ITO)にて構成することも考えられる。ITOは透
明電極として用いられることが多く、光導波路上に蒸着
して形成される。従来は、このように光導波路上に透明
電極が蒸着され、さらに金属電極が形成されるといった
3層構造からなっていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな3層構造とした場合には、透明電極から金属電極へ
と光が染み出してしまい、とりわけ、高速変調下におい
ては、その染み出しによる光損失が無視できなかった。
【0009】従って、透明電極のみにより電極を構成す
ることが望ましいが、金属電極がなければ、ワイヤーボ
ンディング等を行うことが不可能となり、実質的に光変
調器を構成できない。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願発明は、上記課題を
解決すべく、電気光学効果を有する光学基板と、前記光
学基板の表面付近に形成された少なくとも1つの光導波
路と、前記光導波路の一部を覆うように導電性透明膜で
もって形成され、前記光導波路に電界を印加するための
第1の電極と、前記第1の電極と対を成し、前記光導波
路に電界を印加するための第2の電極と、前記光導波路
の真上を概ね避けた位置に金属膜により形成され、前記
第1の電極と電気的に接続された第3の電極と、を含む
ことを特徴とする光導波路素子を提供する。
【0011】また、本願発明は、上記課題を解決すべ
く、電気光学効果を有する光学基板と、前記光学基板の
表面付近に形成された第1の光導波路と、前記光導波路
の一部を覆うように導電性透明膜でもって形成され、前
記光導波路に電界を印加するための第1の電極と、前記
光学基板の表面付近に形成された第2の光導波路と、前
記光導波路の一部を覆うように導電性透明膜でもって形
成され、前記光導波路に電界を印加するための第2の電
極と、前記第1の電極及び前記第2の電極と対を成し、
前記第1の光導波路及び前記第2の光導波路に対して相
関を有する電界をそれぞれ印加するための第3の電極
と、前記第1の光導波路の真上を概ね避けた位置に金属
膜により形成され、前記第1の電極と電気的に接続され
た第4の電極と、前記第2の光導波路の真上を概ね避け
た位置に金属膜により形成され、前記第2の電極と電気
的に接続された第5の電極と、を含むことを特徴とする
光導波路素子を提供する。
【0012】以上のように、 金属電極を、透明電極の
うち光導波路上に形成された部分を除いた他の部分に形
成することにより、光損失を防止し、さらなる高速変調
を可能とする。もちろん、金属電極の一部を、透明電極
のうち光導波路上に形成された部分に重畳して配置して
もよいが、従来のように100%重畳するようなことは
せず、重畳の度合いも必要最小限度にとどめることが望
ましいだろう。
【0013】また、金属電極を、透明電極のうち光導波
路上に形成された部分には、できる限り重畳しないよう
に形成することにより、光損失を防止し、さらなる高速
変調が達成される。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しつつ、本願
発明についてのいくつかの実施形態を説明する。
【0015】図2に、本実施形態に関連する技術を示
す。図2は、関連技術における光導波路素子の縦断面図
である。1は、LiNbOからなる光学基板であり、
電気光学効果を有している。3は、光学基板1の表面近
くに形成された光導波路である。6は、導電性透明膜か
らなるバッファ層であり、光導波路の一部を覆うように
形成されおり、光導波路に電界を印加することができ
る。なお、光導波路に電界を印加する際には、導電性透
明膜6含む第1の電極と、該導電性透明膜と対になる第
2の電極(不図示)との間に外部から電位差を生じさせ
ることにより、前記光導波路に電界を印加することがで
きる。8は、金属膜であり、その下に形成されている前
記導電性透明膜6と電気的に接続されている。すなわち
金属膜は、導電性透明膜6の電極端子としての役割を果
たす。ここで、特に注目すべき点は、光導波路3、導電
性透明膜6及び金属電極8が全て重畳するように積層さ
れている点である。ここで、重畳とは、光学基板1の表
面の法線方向において重なることをいう。
【0016】しかしながら、このように完全に重畳した
構造とすれば、光導波路3を通過する光が金属膜に吸収
されてしまい、結果として、光変調器の高速変調を妨げ
ることになる。
【0017】そこで、本実施形態では、図3Aに示すよ
うに、金属膜8を光導波路3の真上を概ね避けた位置に
形成することで、光損失を低減しようとするものであ
る。なお、図3Aの例では、金属膜8は、光導波路3と
は全く重なってはいないが、図3Bに示すように、光導
波路3の上に、金属膜8の一部が重なるように配置され
てもよい。すなわち、光導波路3上における金属膜8の
表面積は、光導波路3上における導電性透明膜6の表面
積よりも小さくなることを意味する。さらに換言すれ
ば、金属膜8は、導電性透明膜6上の光導波路3から離
れた側に偏って形成されているとも表現できよう。この
ように、光導波路3の上に金属膜8の一部が重畳しても
よいが、重なりの具合が小さければ小さいほど光の吸収
損失も小さくなるため、できる限り重ならないようにす
ることが望ましい。図3Bには、光導波路3、導電性透
明膜6及び金属電極8についての関係を座標を用いて示
している。図中において、光導波路の左側の端を原点と
し、光学基板1の表面に平行で、光学基板1の縦方向に
伸びる直線座標を考える。光導波路3の幅をdとし、金
属膜8の幅をeとし、金属膜の開始位置をxとすれば、
x>dであれば、全く重ならないことを意味し、0<x
<dであれば、金属膜8の一部が光導波路3と重なって
いることを意味する。
【0018】図は、図3A示した光学導波路素子を真上
から見た図である。真上から見てもわかるように、光導
波路3の直上には金属膜8が存在しておらず、直上から
少し離れた位置に金属膜8が存在している。なお、図4
に示す実施形態では、金属膜8と導電性透明膜6の幅が
同一となっているが、これは例示に過ぎず、金属膜8の
幅がより狭くてもよい。
【0019】図5に、他の実施形態を示す。図5におい
て、6aは、光導波路3上に形成された導電性透明膜で
ある。導電性透明膜6aの上には、光導波路3から離れ
た位置に金属膜8aが形成されている。導電性透明膜6
bは、前記光導波路3の近傍付近から外側に向かって形
成されている。また、金属膜8bは、導電性透明膜6b
上であって、光導波路3から離れた位置に形成されてい
る。すなわち、導電性透明膜6aと金属膜8aからなる
第1の電極と、導電性透明膜6bと金属膜8bからなる
第2の電極とは対になっており、この両端に電気信号を
加えると、この電気信号に相関して光導波路の屈折率が
変化することになる。
【0020】図6には、さらに他の実施形態を示す。6
aは、光導波路3上に形成された導電性透明膜である。
導電性透明膜6aから離れた位置に、導電性透明膜6a
に沿って、金属膜8aが形成されている。この導電性透
明膜6aと金属膜8aとは、金属膜又は導電性透明膜か
らなる細線8cによって、電気的に接続されている。導
電性透明膜6bは、前記光導波路3の近傍付近に、該光
導波路3に沿って形成されている。また、金属膜8b
は、導電性透明膜6bから離れた位置に導電性透明膜6
bに沿って形成されており、金属膜又は導電性膜からな
る細線8dによって電気的に接続されている。なお、各
金属膜の下には、導電性透明膜が形成されていていもよ
い。また、細線8c及び8dは、導電性物質であれば、
金属膜又は導電性透明膜ではない他の物質で構成されて
いてもよい。
【0021】図7Aは、図6の光導波路素子の変形例で
ある。光導波路3上には、導電性透明膜6aが形成され
ており、その外側に、金属膜8aが電気的に接続して形
成されている。なお、金属膜8aの下には、導電性透明
膜6aが延在していてもよい。このような場合は、導電
性透明膜6aの幅は、光導波路の3の幅に対して広くな
る。金属膜8bは、光導波路3から少し離れた位置に、
光導波路3に沿って形成されており、導電性透明膜6a
及び金属膜8aからなる第1の電極と対を成す第2の電
極を構成する。なお、金属膜8bの下には、導電性透明
膜が形成されていてもよい。
【0022】図7Bは、図6に示した光導波路素子の他
の変形例である。この実施形態では、光導波路3側の第
1の電極を図6に記載した電極と同様の構成とし、第1
の電極と対を成す第2の電極を図7Aに記載した電極と
同様の構成としたものである。
【0023】図8は、図5の光導波路素子の変形例であ
る。とりわけ、図8の実施形態では、金属膜8bを、導
電性透明膜6bを全て覆うようにして形成したものであ
る。なお、金属膜8bは、導電性透明膜6bの上ではな
く、光学基板1上に直接形成されていてもよい。
【0024】図9は、本実施形態に係る光導波路素子に
ついての断面図を示している。光導波路3の上には、第
1の電極の一部を構成する導電性透明膜6aが形成され
ている。この導電性透明膜6aから離れた位置に、第2
の電極を構成する導電性透明膜6bと金属膜8bが形成
されている。
【0025】図10A及び図10Bは、図9に示した実
施形態の変形例である。図10Aでは、金属膜8bの表
面積が、導電性透明膜6bの表面積よりも小さくなって
いる。しかも、導電性透明膜6b上であって、光導波路
3から離れた側に偏在している。図10Bでは、導電性
透明膜6bの外側に金属膜8bが形成されている。他の
視点でみれば、金属膜8bの上に導電性透明膜6bの一
部が覆い被さっているともいえる。一部しか覆い被さっ
ていないのは、完全に覆ってしまうと、金属膜8bに対
してワイヤーボンディングを施せないからである。
【0026】図11は、光導波路3上に形成された導電
性透明膜6aと金属膜8bとの間にある光学基板1の一
部に溝を設けた実施形態を示している。この溝は、エッ
チング処理などにより形成することができる。
【0027】図12は、図11の実施形態において、金
属膜8bの下についてもエッチング処理を施したもので
ある。換言すれば、金属膜8bは、光導波路3が形成さ
れている光学基板1の表面領域よりも低い領域の上に形
成されている。
【0028】図13Aは、複数の光導波路を備えた光導
波路素子の実施形態である。図13Aにおいて、第1の
光導波路3側には、第1の光導波路3上に形成された導
電性透明膜6aと、導電性透明膜6aの上であって、第
1の光導波路3から離れた位置に形成された金属膜8a
が存在する。一方、第2の光導波路4側には、第2の光
導波路4上に形成された導電性透明膜6sと、導電性透
明膜6sの上であって、第2の光導波路4から離れた位
置に形成された金属膜8sが存在する。また、電界付加
用の電極として金属膜8bが形成されている。すなわ
ち、本実施形態に係る光学導波路素子は、電気光学効果
を有する光学基板1と、前記光学基板1の表面付近に形
成された第1の光導波路3と、前記第1の光導波路3に
電界を印加するため、前記第1の光導波路3の一部を覆
うように形成された導電性透明膜6aと、前記光学基板
1の表面付近に形成された第2の光導波路4と、前記第
2の光導波路に電界を印加するため、前記第2の光導波
路4の一部を覆うように形成された導電性透明膜6s
と、導電性透明膜6a、6sと対を成し、前記第1の光
導波路3及び前記第2の光導波路4に対して相関を有す
る電界をそれぞれ印加するための電極である金属膜8b
と、前記第1の光導波路3の真上を概ね避けた位置に前
記導電性透明膜6aと電気的に接続されて形成された金
属膜8aと、前記第2の光導波路4の真上を概ね避けた
位置に前記導電性透明膜6sと電気的に接続されて形成
された金属膜8sとを備えている。このような光学導波
路素子を応用すれば、マッハツェンダ型の光変調器を構
成することができる。
【0029】図13Bは、図13Aの変形例である。具
体的には、第1の光導波路3側の導電性透明膜6aを第
2の光導波路4の反対側に張り出すように形成し、その
上に金属膜8aを形成してものである。換言すれば、金
属膜8aと8sのうち少なくとも一方は、第1の光導波
路3と第2の光導波路4とに囲まれた領域の外側に配置
される。このように形成することにより、導電性透明膜
6aと6b間のカップリング現象を低減する効果があ
る。
【0030】図14は、さらに他の変形事例である。よ
り具体的には、光学基板上1に導電性透明膜6bが形成
され、さらにその上に金属膜8bが形成されている。ま
た、この場合も、金属膜8bは、導電性透明膜6b上で
あって、前記第1又は前記第2の光導波路のうちより近
いほうの光導波路3に対して近接した側の前記導電性透
明膜6b上に偏在している。
【0031】図15は、各電極間にエッチング処理によ
り溝11を形成した光導波路素子の実施形態を示してい
る。さらに、この実施形態では、金属膜8s及び導電性
透明膜6sと対になる電極として、金属膜8tを設けて
いる。さて、図15において、溝11を、金属膜8bと
導電性透明膜6aとの間、導電性透明膜6a導電性透明
膜6sとの間、及び、導電性透明膜6sと金属膜6tと
の間に設けている。図15の実施形態では、合計で3つ
の溝が形成されているが、いずれか1つのみ溝を設ける
構成であってもよい。また、3つの溝のうち、任意の組
み合わせからなる2つの溝を設けてもよい。
【0032】図16は、図15の実施形態においてさら
に、金属膜8bと金属膜8tの下にまでエッチング領域
を拡大したものである。換言すると、金属膜8bと金属
膜8tのうち少なくとも一方が、光導波路が形成されて
いる光学基板の表面領域よりも低い領域12の上に形成
されている。
【0033】図17は、図15の実施形態において、溝
11の深さを変更した事例である。より具体的には、溝
11を光学基板1まで掘らずに、薄く導電性透明膜13
を残している。換言すれば、金属膜8aの下に存在する
導電性透明膜と、金属膜8sの下に存在する導電性透明
膜との間に、これらの導電性透明膜よりも薄い導電性透
明膜(薄膜13)が存在するのである。なお、金属膜8
aの下に存在する導電性透明膜と、金属膜8bの下に存
在する導電性透明膜との間や、金属膜8sの下に存在す
る導電性透明膜と、金属膜8tの下に存在する導電性透
明膜との間に、薄膜13を設けてもよい。
【0034】図18は、金属膜の一部が光導波路上を横
切る実施形態である。より具体的には、導電性透明膜6
aが光導波路3及び4の上を横切るよう形成されている
とともに、さらに、金属膜8aも導電性透明膜6a上
に、光導波路3及び4の上を横切るように形成されてい
る。金属膜8aが光導波路3及び4の上を横切るため、
金属膜8aにより光が吸収されることになるが、光導波
路を横切る金属膜の幅wが、光導波路の長さに対して十
分に短い幅であれば実質的に実用に耐えうると思われ
る。ここで、十分に短い幅とは、光導波路3,4中を通
過する光が金属膜8aの一部により吸収される度合いが
システムリクアイアメント満たす程度となるような幅で
あれば問題がないと思われる。
【0035】図19には、複数の光導波路を備えた光導
波路素子の他の実施形態である。図には、第1の電界発
生部30と、第2の電界発生部40が示されている。こ
の第1の電界発生部30と、第2の電界発生部40の少
なくとも一方には、上述の実施形態を適用することがで
きる。とりわけ、一方にのみ上述の実施形態を適用する
場合は、他方には、従来の電極配置構成を適用してもよ
い。もちろん、第1の電界発生部30と、第2の電界発
生部40の双方に上述の実施形態を適用してもよい。
【0036】以上、光導波路素子について様々な実施形
態を解説してきたが、上述の実施形態を採用して、光変
調器や光通信装置を構成してもよいことは、当業者であ
れば理解できよう。
【0037】
【発明の効果】以上のように、 金属電極を、透明電極
のうち光導波路上に形成された部分を除いた他の部分に
形成することにより、光損失を防止し、さらなる高速変
調を可能とする.もちろん、金属電極の一部を、透明電
極のうち光導波路上に形成された部分に重畳して配置し
てもよいが、従来のように100%重畳するようなこと
はせず、重畳の度合いも必要最小限度にとどめることが
望ましいだろう。
【0038】また、金属電極を、透明電極のうち光導波
路上に形成された部分には、できる限り重畳しないよう
に形成することにより、光損失を防止し、さらなる高速
変調が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明に関連する光導波路素子の斜視図で
ある。
【図2】 本願発明に関連する光導波路素子の光導波路
部分における縦方向の断面図である。
【図3A】 実施形態における光導波路素子の縦方向の
断面図である。
【図3B】 金属膜の一部が光導波路に重畳する構成に
ついての実施形態を示す図である。
【図4】 実施形態における光導波路素子の上面図であ
る。
【図5】 L字型の導電性透明膜の単に金属膜を設けた
実施形態を示す図である。
【図6】 導電性透明膜と金属膜とを細線で結合した実
施形態を示す図である。
【図7A】 導電性透明膜と金属膜とを光導波路に沿っ
て形成した実施形態を示す図である。
【図7B】 導電性透明膜と金属膜とを細線で結合して
一方の電極を形成した実施形態を示す図である。
【図8】 他方の電極を、金属膜のみで形成した実施形
態を示す図である。
【図9】 光導波路上にない方の電極を導電性透明膜と
金属膜にて形成した場合の実施形態を示す断面図であ
る。
【図10A】 図9の構成において、金属膜を導電性透
明膜よりも小さく形成した実施形態を示す断面図であ
る。
【図10B】 光導波路上にない方の電極において導電
性透明膜の下に金属膜を形成した実施形態を示す断面図
である。
【図11】 二つの電極間に溝を形成した実施形態を示
す断面図である。
【図12】 二つの電極間に段差を設けた実施形態を示
す断面図である。
【図13A】 複数の光導波路を備える光導波路素子に
ついての実施形態を示す断面図である。
【図13B】 各光導波路に対応する電極を複数の光導
波路の外側に設けた実施形態を示す断面図.である。
【図14】 光導波路上にない方の電極を導電性透明膜
と金属膜とを積層して形成した実施形態を示す断面図で
ある。
【図15】 複数の電極間に溝を形成した実施形態を示
す断面図である。
【図16】 複数の電極間に段差を設けた実施形態を示
す断面図である。
【図17】 複数の導電性透明膜の間をより薄い導電性
透明膜でもって結合した実施形態を示す断面図である。
【図18】 金属膜の一部が光導波路を横断するように
形成された実施形態を示す断面図である。
【図19】 マッハツェンダ型の光変調器において、少
なくとも一方の電界印加部の構成に本願発明の何れかの
実施形態を採用する場合を示す上面図である。
【符号の説明】
1 … LiNbO3 2〜5 … 光導波路 6 … 透明性導電膜(電極) 8 … 金属膜(ワイヤボンディング用の電極) 9 … 入力光 10 … 出力光 11 … エッチィング溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清野 實 神奈川県厚木市岡田1−4−1 Fターム(参考) 2H047 KA03 NA02 QA03 RA08 TA11 TA31 2H079 AA02 AA12 BA01 CA04 DA03 EA05 EB04 EB17 HA15 HA16 JA07

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気光学効果を有する光学基板と、 前記光学基板の表面付近に形成された少なくとも1つの
    光導波路と、 前記光導波路の一部を覆うように導電性透明膜でもって
    形成され、前記光導波路に電界を印加するための第1の
    電極と、 前記第1の電極と対を成し、前記光導波路に電界を印加
    するための第2の電極と、 前記光導波路の真上を概ね避けた位置に金属膜により形
    成され、前記第1の電極と電気的に接続された第3の電
    極と、 を含むことを特徴とする光導波路素子。
  2. 【請求項2】前記第3の電極は、前記第1の電極上であ
    って、前記第1の電極と前記光導波路が重畳している部
    分の一部に重畳して積層されていることを特徴とする請
    求項1に記載の光導波路素子。
  3. 【請求項3】前記第3の電極は、前記第1の電極上であ
    って、前記第1の電極と前記光導波路が重畳している部
    分を除いた位置に積層されていることを特徴とする請求
    項1に記載の光導波路素子。
  4. 【請求項4】前記第2の電極上に金属膜でもって形成さ
    れた第4の電極をさらに備え、 前記第2の電極は、前記光導波路の近傍付近から外側に
    向かって、導電性透明膜でもって形成され、 前記第4の電極は、前記第2の電極上であって、前記光
    導波路の近傍付近から離れた位置に形成されていること
    を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載
    の光導波路素子。
  5. 【請求項5】金属膜でもって形成された第4の電極をさ
    らに備え、 前記第2の電極と前記第4の電極は、導電性物質を介し
    て電気的に接続されていることを特徴とする請求項1乃
    至請求項3の何れか1項に記載の光導波路素子。
  6. 【請求項6】前記導電性物質は、導電性透明膜又は金属
    膜であることを特徴とする請求項5に記載の光導波路素
    子。
  7. 【請求項7】前記第1の電極と前記第3の電極は、導電
    性物質を介して電気的に接続されていることを特徴とす
    る請求項1に記載の光導波路素子。
  8. 【請求項8】前記導電性物質は、導電性透明膜又は金属
    膜であることを特徴とする請求項7に記載の光導波路素
    子。
  9. 【請求項9】前記第1の電極の幅は、前記光導波路の幅
    よりも広いことを特徴とする請求項1に記載の光導波路
    素子。
  10. 【請求項10】前記第2の電極は、前記光導波路に沿っ
    て前記光学基板上に金属膜でもって積層されていること
    を特徴とする請求項1に記載の光導波路素子。
  11. 【請求項11】前記第2の電極と前記光学基板の間に
    は、導電性透明膜が形成されていることを特徴とする請
    求項10に記載の光導波路素子。
  12. 【請求項12】前記第2の電極に係る金属膜の面積は、
    前記第2の電極に係る導電性透明膜の面積よりも小さい
    ことを特徴とする請求項11に記載の光導波路素子。
  13. 【請求項13】前記第2の電極に係る金属膜は、前記第
    2の電極に係る導電性透明膜上の前記光導波路から離れ
    た側に偏って形成されていることを特徴とする請求項1
    1に記載の光導波路素子。
  14. 【請求項14】前記第2の電極に係る金属膜の前記光導
    波路側に電気的に接続されて形成された導電性透明膜を
    さらに備えることを特徴とする請求項10に記載の光導
    波路素子。
  15. 【請求項15】前記第1の電極と前記第2の電極との間
    にある前記光学基板の一部に対してエッチング処理を施
    して形成された溝さらに備えることを特徴とする請求項
    1に記載の光導波路素子。
  16. 【請求項16】前記第2の電極は、前記光導波路が形成
    されている前記光学基板の表面領域よりも低い領域の上
    に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光
    導波路素子。
  17. 【請求項17】前記第2の電極が形成されている部分の
    光学基板は、エッチング処理を施した結果、前記光導波
    路が形成されている部分の光学基板より低く整形されて
    いることを特徴とする請求項16に記載の光導波路素
    子。
  18. 【請求項18】電気光学効果を有する光学基板と、 前記光学基板の表面付近に形成された第1の光導波路
    と、 前記光導波路の一部を覆うように導電性透明膜でもって
    形成され、前記光導波路に電界を印加するための第1の
    電極と、 前記光学基板の表面付近に形成された第2の光導波路
    と、 前記光導波路の一部を覆うように導電性透明膜でもって
    形成され、前記光導波路に電界を印加するための第2の
    電極と、 前記第1の電極及び前記第2の電極と対を成し、前記第
    1の光導波路及び前記第2の光導波路に対して相関を有
    する電界をそれぞれ印加するための第3の電極と、 前記第1の光導波路の真上を概ね避けた位置に金属膜に
    より形成され、前記第1の電極と電気的に接続された第
    4の電極と、 前記第2の光導波路の真上を概ね避けた位置に金属膜に
    より形成され、前記第2の電極と電気的に接続された第
    5の電極と、 を含むことを特徴とする光導波路素子。
  19. 【請求項19】前記光導波路素子は、マッハツェンダ型
    の光変調器であることを特徴とする請求項18に記載の
    光導波路素子。
  20. 【請求項20】前記第4の電極は、前記第1の光導波路
    と前記光導波路とに囲まれた領域の外側に配置されてい
    ることを特徴とする請求項18に記載の光導波路素子。
  21. 【請求項21】前記第5の電極は、前記第1の光導波路
    と前記光導波路とに囲まれた領域の外側に配置されてい
    ることを特徴とする請求項18に記載の光導波路素子。
  22. 【請求項22】前記第3の電極は、さらに、 前記光学基板上に形成された導電性透明膜と、 前記導電性透明膜上に形成された金属膜とを備えること
    を特徴とする請求項18に記載の光導波路素子。
  23. 【請求項23】前記第3の電極に係る金属膜は、前記導
    電性透明膜上であって、前記第1又は前記第2の光導波
    路のうちより近いほうの光導波路に対して近接した側の
    前記導電性透明膜上に偏在していることを特徴とする請
    求項22に記載の光導波路素子。
  24. 【請求項24】第1の電極と第2の電極間に形成された
    溝をさらに備えることを特徴とする請求項18に記載の
    光導波路素子。
  25. 【請求項25】第2の電極と第3の電極間に形成された
    溝ををさらに備えることを特徴とする請求項18に記載
    の光導波路素子。
  26. 【請求項26】前記第3の電極は、 前記第1の電極と対を成し、前記第1の光導波路に対し
    て電界を印加するための第6の電極と、 前記第2の電極と対を成し、前記第2の光導波路に対し
    て電界を印加するための第7の電極とを備えることを特
    徴とする請求項18に記載の光導波路素子。
  27. 【請求項27】前記第1の電極と前記第6の電極間にエ
    ッチング形成された溝を備えることを特徴とする請求項
    26に記載の光導波路素子。
  28. 【請求項28】前記第2の電極と前記第7の電極間にエ
    ッチング形成された溝を備えることを特徴とする請求項
    26に記載の光導波路素子。
  29. 【請求項29】前記第1の電極と前記第2の電極間にエ
    ッチング形成された溝を備えることを特徴とする請求項
    26に記載の光導波路素子。
  30. 【請求項30】前記第3の電極は、前記光導波路が形成
    されている前記光学基板の表面領域よりも低い領域の上
    に形成されているを備えることを特徴とする請求項18
    に記載の光導波路素子。
  31. 【請求項31】前記第3の電極が形成されている部分の
    光学基板は、エッチング処理を施した結果、前記光導波
    路が形成されている部分の光学基板より低く整形された
    ものであることを特徴とする請求項30に記載の光導波
    路素子。
  32. 【請求項32】前記第1の電極と前記第2の電極間に、
    前記第1の電極を構成する導電性透明膜の厚さよりも薄
    い厚さの導電性透明膜を備えるをことを特徴とする請求
    項18に記載の光導波路素子。
  33. 【請求項33】前記第1の電極と前記第3の電極間に、
    前記第1の電極を構成する導電性透明膜の厚さよりも薄
    い厚さの導電性透明膜を備えることを特徴とする請求項
    18に記載の光導波路素子。
  34. 【請求項34】前記第3の電極を構成する金属膜の一部
    が、前記光導波路上を横切るように形成されていること
    を特徴とする請求項18に記載の光導波路素子。
  35. 【請求項35】前記第3の電極を構成する金属膜の一部
    は、前記光導波路の長さに対して十分に短い幅の金属膜
    であることを特徴とする請求項34に記載の光導波路素
    子。
  36. 【請求項36】前記十分に短い幅とは、前記光導波路中
    を通過する光が前記金属膜の一部により吸収される度合
    いがシステムリクアイアメント満たす程度となるような
    幅であることを特徴とする請求項35に記載の光導波路
    素子。
  37. 【請求項37】請求項1乃至請求項16の何れか1項に
    記載された光導波路素子を用いたことを特徴とする光変
    調器。
  38. 【請求項38】請求項1乃至請求項16の何れか1項に
    記載した光導波路素子デバイスを用いたことを特徴とす
    る光通信装置。
JP2001224839A 2001-07-25 2001-07-25 光導波路素子、光変調器及び光通信システム Pending JP2003057616A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001224839A JP2003057616A (ja) 2001-07-25 2001-07-25 光導波路素子、光変調器及び光通信システム
US10/201,433 US6853757B2 (en) 2001-07-25 2002-07-23 Arrangement method of metal electrode and transparent electrode in optical waveguide device and optical modulator using the optical waveguide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001224839A JP2003057616A (ja) 2001-07-25 2001-07-25 光導波路素子、光変調器及び光通信システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003057616A true JP2003057616A (ja) 2003-02-26
JP2003057616A5 JP2003057616A5 (ja) 2008-06-26

Family

ID=19057932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001224839A Pending JP2003057616A (ja) 2001-07-25 2001-07-25 光導波路素子、光変調器及び光通信システム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6853757B2 (ja)
JP (1) JP2003057616A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008171005A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Jds Uniphase Corp 耐湿性電気光学デバイス
JPWO2019039215A1 (ja) * 2017-08-24 2020-09-17 Tdk株式会社 光変調器

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3995537B2 (ja) * 2002-06-14 2007-10-24 富士通株式会社 光変調器
JP4107890B2 (ja) * 2002-06-27 2008-06-25 富士通株式会社 光導波路デバイス
US7324257B2 (en) * 2004-07-27 2008-01-29 Jds Uniphase Corporation Low bias drift modulator with buffer layer
US7408693B2 (en) * 2004-07-27 2008-08-05 Jds Uniphase Corporation Electro-optic device
DE102006045102B4 (de) * 2006-09-21 2011-06-01 Karlsruher Institut für Technologie Elektro-optisches Hochindexkontrast-Wellenleiter-Bauelement
GB201015169D0 (en) 2010-09-13 2010-10-27 Oclaro Technology Ltd Electro-optic devices
US8774565B2 (en) 2010-10-22 2014-07-08 Jds Uniphase Corporation Electro-optic device
JP2023527091A (ja) * 2020-05-30 2023-06-26 華為技術有限公司 電気光変調器、光チップ及び集積チップ

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01128036A (ja) * 1987-11-13 1989-05-19 Nec Corp 光スイッチ・変調器

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS608824A (ja) * 1983-06-29 1985-01-17 Fujitsu Ltd 光導波路
CA2011954C (en) * 1989-03-14 1994-02-22 Hiroshi Hamano Optical modulator
JP2867560B2 (ja) * 1990-03-02 1999-03-08 富士通株式会社 光導波路デバイス
JPH04110831A (ja) * 1990-08-31 1992-04-13 Nec Corp 光制御デバイス
JPH04179931A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Oki Electric Ind Co Ltd 導波型光デバイス
US5138480A (en) * 1991-08-14 1992-08-11 Hewlett-Packard Company Traveling wave optical modulator
JP2713087B2 (ja) * 1993-04-13 1998-02-16 日本電気株式会社 導波形光デバイス
US5895742A (en) * 1996-07-19 1999-04-20 Uniphase Telecommunications Products, Inc. Velocity-matched traveling-wave electro-optical modulator using a benzocyclobutene buffer layer
CA2305279C (en) * 1998-08-10 2003-02-11 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. An optical waveguide modulator
US6069729A (en) * 1999-01-20 2000-05-30 Northwestern University High speed electro-optic modulator
US6480633B1 (en) * 1999-06-17 2002-11-12 Agere Systems Inc. Electro-optic device including a buffer layer of transparent conductive material
US6356673B1 (en) * 2000-05-05 2002-03-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Low loss coplanar waveguide horn for low drive LiNbO3 modulators

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01128036A (ja) * 1987-11-13 1989-05-19 Nec Corp 光スイッチ・変調器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008171005A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Jds Uniphase Corp 耐湿性電気光学デバイス
JPWO2019039215A1 (ja) * 2017-08-24 2020-09-17 Tdk株式会社 光変調器
JP7115483B2 (ja) 2017-08-24 2022-08-09 Tdk株式会社 光変調器

Also Published As

Publication number Publication date
US6853757B2 (en) 2005-02-08
US20030053730A1 (en) 2003-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8655116B2 (en) Optical modulator
US7630587B2 (en) Optical waveguide device
JP5113102B2 (ja) 光変調デバイス
JP5007629B2 (ja) 光導波路素子
JP5742382B2 (ja) 進行波型光変調素子
US20130243363A1 (en) Optical modulator
JP5077480B2 (ja) 光導波路素子
US20090290206A1 (en) Optical waveguide device
JP2003057616A (ja) 光導波路素子、光変調器及び光通信システム
US20130202243A1 (en) Electro-optic Devices
WO2023284370A1 (zh) 折叠型马赫曾德尔调制器
JP5229378B2 (ja) 光導波路素子
JP5050003B2 (ja) 光変調器
JP4703158B2 (ja) 光制御素子
JPH05173099A (ja) 光制御素子
JP2982835B2 (ja) 半導体光変調器
JP2002268025A (ja) 共振型光変調器
JPH04172316A (ja) 導波型光制御デバイス
JP5303848B2 (ja) 光導波路素子、及び光導波路素子の光クロストーク抑止方法
JP3020340B2 (ja) 光導波路型光デバイス
JP2013210568A (ja) 光変調器
EP4350426A1 (en) Waveguide line electrode structure and electro-optical modulator
JP4544479B2 (ja) 光導波路型変調器
JPH05264938A (ja) 光導波路デバイス
JP5622293B2 (ja) ネスト型変調器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080514

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100528

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20101022