JP2004004589A

JP2004004589A - マッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器

Info

Publication number: JP2004004589A
Application number: JP2003058012A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murata; 村田　博司
Original assignee: Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】従来型デバイスに比べて、低電力駆動、低電圧駆動が可能であるマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器を提供する。
【解決手段】マッハツェンダー導波路を構成する２つの光路３Ａ、３Ｂに、それぞれの光路の対応する部分が互いに逆向きの自発分極となるようにして分極反転構造１，２を作製する。さらに、その上部にプッシュプル型の対称コプレーナ構造進行波電極を両接地電極４Ａ、４Ｃが２つの光路の真上になるように配置した構造を用いる。これにより、実効的な電極間隔を従来型光変調器の１／２にすることができ、駆動電力１／４で動作する光変調器を得ることができる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信、光演算、光信号制御に用いられるマッハツェンダー導波路型光変調器に係り、特に、周期ドメイン反転構造を持つ電気光学光強度変調器（光スイッチを含む）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ニオブ酸リチウムなどの強誘電体材料を用いた電気光学変調器は、光通信システムをはじめとして既に実用化されており、光波を４０ＧＨｚ程度の高周波電気信号で変調できる高速変調器が市販されている。
【０００３】
この電気光学変調器は、ニオブ酸リチウムなどの強誘電体材料におけるポッケルス効果を利用するものである。すなわち、強誘電性を持つ光学材料中に電界を印加して、印加電界に比例する屈折率変化を生じさせることで、媒質中を通過した光波の位相を時間的に変える位相変調作用を得ることができる。光の位相ではなくて、その強度を時間的に変える光強度変調作用を得る場合には、位相変調器を光学干渉計と組み合わせることで、光位相変化を光強度変化に変換すればよい。これが光強度変調器の基本構成である。
【０００４】
図７は従来の電気光学強度変調器の構成図であり、図７（ａ）はその電気光学強度変調器の分解斜視図、図７（ｂ）はその電気光学強度変調器の斜視図、図７（ｃ）はバッファ層を有する電気光学強度変調器の横断断面図である。
【０００５】
現在実用化されている高周波数領域で動作する電気光学強度変調器は、図７に示すように、電気光学結晶１００上にマッハツェンダー光導波路１０１と非対称コプレーナ構造進行波電極１０２を用いているもので、プッシュプル型と呼ばれる構成を用いている。つまり、マッハツェンダー光導波路１０１の２本の平行する直線導波路１０１Ａと１０１Ｂの真上に非対称コプレーナ構造進行波電極の中心電極１０２Ａと片側の接地電極１０２Ｂとを配置した構造となっている。
【０００６】
非対称コプレーナ構造進行波電極の中心電極１０２Ａと片側の接地電極１０２Ｂの左側の端子間に変調電源を１０３を、非対称コプレーナ構造進行波電極の中心電極１０２Ａと片側の接地電極１０２Ｂの右側の端子間に終端抵抗１０４を接続し、非対称コプレーナ構造進行波電極の左側より光波入力１０５を印加すると右側より光波出力（強度変調光）１０６が得られる。なお、１０７はバッファ層である。
【０００７】
この構成では、２本の直線導波路１０１Ａと１０１Ｂには互いに逆向きの電界がかかるので、通常、それぞれの導波路部分におけるポッケルス効果による屈折率変化の符号は逆向きとなる。つまり、両直線導波路１０１Ａと１０１Ｂを通過する光波には互いに逆符号の位相変調作用が生じることになり、２つの光波を合波、干渉させると、片方だけの導波路（１０１Ａ又は１０１Ｂ）に位相変調を加えた場合に比べて２倍の位相変化量が得られる。このデバイスは、小型で高効率変調が可能であるから、光通信システムをはじめとしてすでに実用化されるに至っている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−８８９７４号公報
【非特許文献１】
「超高速光エレクトロニクス」末田正、神谷武編　培風館　１９９１年、ｐｐ１８９−２１５、「高速光変調技術」、井筒雅之
【非特許文献２】
Ｗａｎｇ　ｅｔ　ａｌ，ＩＥＥＥ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ　Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．５，Ｍａｙ（１９９７）、ｐｐ６１０−６１２
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
さて、より小さい電力、あるいはより低い電圧で動作する光変調器ほど高性能であるということができる。デバイスの電極間隔を小さくすることができれば、同じ電圧を印加したときでも高電界を得ることができるので、誘起される屈折率変化も大きくなる。つまり、低電力駆動、低電圧駆動が可能である。したがって、低電力、低電圧変調器を得る上では、電極間隔を小さくすることが望まれる。
【００１０】
プッシュプル型の構成を取る場合には、電極間隔はマッハツェンダー導波路を構成する２本の直線導波路の間隔（あるいはその程度）となるので、２本の直線導波路の間隔を小さくすれば低電力・低電圧化が図れるが、これには限界がある。なぜならば、２本の直線導波路の間隔を小さくしすぎると、両導波路を通過する光波モードの間に結合が生じてしまい、それぞれの導波路を通過する光波が独立には伝搬しなくなってしまう。
【００１１】
したがって、マッハツェンダー導波路が果たすべき、光を２つの独立した光路に分けて伝搬させた後、合波干渉させる、という所期の機能を得ることが困難となり、かえって特性の低下を招いてしまう。このことから、プッシュプル型のマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器においては、電極間隔を小さくしようとしても導波路によって決まる下限が生じてしまう。このことが低電力、低電圧駆動デバイスを得る上での一つの障害となっている。
【００１２】
また、低電圧駆動のためには、マッハツェンダー導波路を構成する２本の導波路の上部に、それぞれ独立した２つの変調電極対を装荷して変調を行う構成も考えられる。この構成では、導波路による電極間隔の制約はないので電極間隔を小さくすることで低電圧駆動が可能ではあるが、２つの電極それぞれに電力を給電する必要があることや、電極が１つの場合に比べて給電回路系の構成がやや複雑となること、高周波変調を行う場合に両電極に印加する高周波変調信号の位相を揃えて給電する必要があることなどの問題がある。
【００１３】
本発明は、上記状況に鑑みて、従来型デバイスに比べて、低電力駆動、低電圧駆動が可能であるマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕マッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、マッハツェンダー導波路を構成する２本の直線導波路における自発分極の向きが互いに異なる分極反転構造を施した電気光学材料を用いて構成し、これを対称コプレーナ構造進行波電極と組み合わせた構造を具備することを特徴とする。
【００１５】
〔２〕上記〔１〕記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記分極反転構造が周期分極反転構造であることを特徴とする。
【００１６】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記コプレーナ構造進行波電極は、電極形成前に伝搬損失を防ぐために、バッファ層を具備することを特徴とする。
【００１７】
〔４〕上記〔１〕記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記マッハツェンダー導波路の真上に前記対称コプレーナ構造進行波電極の両接地電極の端部が位置するように配置することを特徴とする。
【００１８】
〔５〕上記〔１〕記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記マッハツェンダー導波路の真上に前記対称コプレーナ構造進行波電極の中心電極の両端部が位置するように配置することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１実施例を示す分極反転構造を用いた低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。
【００２１】
この図において、１は電気光学結晶基板（強誘電体結晶基板）、２はその電気光学結晶の分極反転領域、３はマッハツェンダー導波路であり、２本の直線導波路３Ａと３Ｂからなる。４は対称コプレーナ構造進行波電極であり、この対称コプレーナ構造進行波電極４の第１の接地電極４Ａと中心電極４Ｂと第２の接地電極４Ｃを有している。
【００２２】
そして、第１の接地電極４Ａ及び第２の接地電極４Ｃと中心電極４Ｂとの左側の端子間に変調電源５を、第１の接地電極４Ａ及び第２の接地電極４Ｃと中心電極４Ｂとの右側の端子間に終端抵抗６を接続する。そこで、対称コプレーナ構造進行波電極４の左側より光波入力７を印加すると右側より光波出力（強度変調光）８が得られる。９は後述するバッファ層である。
【００２３】
図２は本発明の第１実施例に示す接地電極の下に導波路（コア）を配置した場合の特性を示す図である。
【００２４】
この図に示すように、変調電界の強度を決める中心電極４Ｂと接地電極４Ａ，４Ｃとの間隔が導波路３Ａ，３Ｂとの間隔に比べて小さいので、従来構成に比べて変調電界が強くなることになり、低電力化が期待できる。
【００２５】
ここでは、導波路間隔は３０μｍ、中心電極幅１．４〜２０μｍ、中心電極と接地電極間隔は５〜１４μｍ、中心電極長は２０ｍｍである。
【００２６】
上記したように、この実施例では、電気光学結晶基板１に分極反転領域２を形成して、分極反転技術を用いて、マッハツェンダー導波路を構成する２本の直線導波路３Ａ，３Ｂにおける自発分極の向きを互いに反転させる。そして、２本の導波路３Ａ，３Ｂの上部には、対称コプレーナ構造進行波電極の２つの接地電極４Ａと４Ｃを配置して、中心電極４Ｂが両導波路３Ａ，３Ｂのちょうど中間部分に配置されるように構成する。
【００２７】
この構成においては、電気信号より両導波路３Ａ，３Ｂ部分に印加される電界の向きは同じである。しかし、両導波路３Ａ，３Ｂ部分における自発分極の向きがお互いに逆向きとなっている。このために、同じ向きの電界が印加されているにもかかわらず両導波路３Ａ，３Ｂで誘起される屈折率変化は逆符号となり、プッシュプル変調動作が得られる。このとき、印加電界の大きさを決める中心電極４Ｂと接地電極４Ａ，４Ｃとの間隔は、従来型強度変調器の約１／２となるので、同じ変調作用を得るために必要な駆動電圧は、従来デバイスに比べておよそ１／２となる。
【００２８】
通常の構成では、駆動電力は電圧の２乗に比例するので、駆動電力で比較すれば従来のデバイスのおよそ１／４の電力で動作することができる高性能デバイスが得られる。
【００２９】
上記したように、本発明によれば、強誘電体結晶基板の分極反転技術を用いて、プッシュプル型のマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の低電力化、低電圧化を図ることができる。
【００３０】
図３は本発明の第２実施例を示す周期分極反転構造による疑似速度整合を用いた場合の低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。
【００３１】
この図において、１１は電気光学結晶基板（強誘電体結晶基板）、１２はその電気光学結晶の周期分極反転領域（周期ドメイン反転構造：市松模様）、１３はマッハツェンダー導波路であり、２本の直線導波路１３Ａと１３Ｂからなる。１４は対称コプレーナ構造進行波電極であり、対称コプレーナ構造進行波電極１４の第１の接地電極１４Ａと中心電極１４Ｂと第２の接地電極１４Ｃを有している。
【００３２】
そして、第１の接地電極１４Ａ及び第２の接地電極１４Ｃと中心電極１４Ｂとの左側の端子間に変調電源１５を、第１の接地電極１４Ａ及び第２の接地電極１４Ｃと中心電極１４Ｂとの右側の端子間に終端抵抗１６を接続する。そこで、対称コプレーナ構造進行波電極１４の左側より光波入力１７を印加すると右側より光波出力（強度変調光）１８が得られる。なお、１９は電極形成前に伝搬損失を防ぐために形成されるバッファ層である。
【００３３】
このように、周期分極反転構造による疑似速度整合技術を、本発明の第１実施例と組み合わせることにより高周波領域において高効率動作することのできる高性能光強度変調器を構成することもできる。
【００３４】
すなわち、図７に示すように、周期は同じであるが極性がちょうど反対の周期分極反転構造をマッハツェンダー導波路１３の２本の直線導波路１３Ａ，１３Ｂに作製して、さらにその上部に対称コプレーナ構造進行波電極１４を２つの接地電極１４Ａ，１４Ｃが両導波路１３Ａ，１３Ｂの直上になるように配置する。これにより、周期分極反転構造疑似速度整合電気光学強度変調器においても駆動電圧を１／２、駆動電力を１／４とすることができる。
【００３５】
上記したように、分極反転構造と対称コプレーナ構造進行波電極とを組み合わせることで、従来型のプッシュプル型のマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器に比べて、マッハツェンダー導波路を構成する２本の直線導波路の間隔を変えることなく実効的な電極間隔を１／２にすることができるので、駆動電圧を１／２、駆動電力を１／４にすることができる。これにより、小型でシンプルな構造の低電力駆動電気光学光強度変調器・光スイッチを実現することができる。
【００３６】
以下、上記した分極反転構造を用いた低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の製造方法について説明する。
【００３７】
強誘電体結晶基板１としては、ＬｉＴａＯ_３の８ｍｍ×４０ｍｍ×０．４ｍｍ（厚さ）、ｚ−ｃｕｔを用いる。ＬｉＮｂＯ_３でもよい。
【００３８】
分極反転領域２は、強誘電体結晶基板１の＋Ｃ面にマスクを用いてＡｌを蒸着した。Ａｌを蒸着後パターニングしてもよい。＋Ｃ面を＋電極、−Ｃ面を−電極とする直流電圧印加法を用いて、分極反転構造を形成する。必要電界は、通常２２ｋＶ／ｍｍで実験では８ｋＶを徐々に印加した。放電を防ぐため、フロロカーボン液中に基板を浸して行った。その後、結晶構造安定化のためアニールを行った（５８０℃、８時間）。
【００３９】
マッハツェンダー導波路３は、その上下導波路間隔は３０μｍ、Ｙ型分岐角は０．０１ｒａｄ、幅３μｍ、深さ０．８μｍであり、その形成には、プロトン交換法を用いた。ここでは安息香酸を用いているが、フタル酸、インフタル酸、ピロリン酸でもよい。２４０℃、１２０分にしたが、条件は溶液、液濃度等に依存する。Ｃｒマスクを用いて選択的にプロトン交換処理を行った。
【００４０】
対称コプレーナ構造進行波電極４は、電極形成前に伝搬損失を防ぐために、バッファ層９としてＳｉＯ_２膜（０．１μｍ）を形成した。コプレーナ構造進行波電極４としてはＡｌを用いた（なお、Ａｕの方が損失が少なくてよい）。また、マッハツェンダー導波路３との位置合わせを丁寧に行った。さらに、終端抵抗５０Ωを取り付けた。４００℃で１時間、再度アニールを行い、厚さ２μｍ、電極間隔５〜１４μｍ、中央電極幅１．４〜２０μｍ、電極長２０ｍｍを形成した。
【００４１】
このようにして得られた低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器は、同一電極間隔で、従来の４．４Ｖに対して、本発明では２．１Ｖとなる。電力は駆動電圧の２乗に比例するので従来比２３％となる。
【００４２】
上記したように、本発明は、マッハツェンダー導波路を用いた電気光学光強度変調器、光スイッチに関し、低電圧、低電力駆動を可能にすることができる。
【００４３】
電場によって屈折率が変化する非線形光学材料を用い、光の位相・強度を制御する光変調器や光スイッチは、光通信・光配線等の分野においてキーデバイスである。分極反転構造を持つマッハツェンダー導波路での低電圧化には電極間距離、即ち導波路間間隔を狭める必要があるが、二つの光波モード間に結合が生じるため下限がある。また、市松模様の周期分極反転構造に着目して本発明を得ることができた。
【００４４】
本発明は、プッシュプル型のマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器において、構成する二つの光路の対応する部分が互いに逆向きの自発分極となる構造とする。光路に対応してプッシュプル型の対称コプレーナ構造進行波電極を接地電極として配置し、中央分極の境界上に中央電極を配置し、その中央電極と両接地電極間に駆動電圧を印加する。分極が反転しているため、二つの光路に加わる電界は同一方向となる。電極間隔は従来比の半分になるため、同一電界強度を得る電圧は半分でよい。電力は電圧の２乗に比例するため、従来比１／４になる。
【００４５】
導波路間距離３０μｍ、作用長２０ｍｍ、電極の特性インピーダンスが５０Ωのとき、従来は４．４Ｖの動作に対し、本発明では２．１Ｖとなる。駆動させる半導体回路の構成が大幅に容易であり、低価格になる。更に、同一方向の電界重畳の考え方により、電極を取り外して、導波管等のキャビティに電界を発生させて光変調器を動作させることが可能となる。
【００４６】
現行品は５〜７Ｖの駆動であり、５Ｖを下回ることは大きな効果である。また、回路との整合性がよいので効果は大きい。
【００４７】
また、従来の導波路を用いた光変調器の別の課題としてチャーピング発生がある。マッハツェンダー導波路を構成する２本の導波路における変調作用の大きさに差があると、チャーピングが発生する。本発明では、電極構造が対称になるためにチャーピング低減に効果がある。
【００４８】
以下、更に構造を改良した分極反転構造を用いた低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器について説明する。
【００４９】
図４は本発明の第３実施例を示す分極反転構造を用いた低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。ここでは、中心電極の下に導波路（コア）を配置するようにしている。
【００５０】
図４（ａ）において、２１は電気光学結晶基板（強誘電体結晶基板）、２２はその電気光学結晶の分極反転領域、２３はマッハツェンダー導波路であり、２本の直線導波路２３Ａと２３Ｂからなる。２４は対称コプレーナ構造進行波電極であり、この対称コプレーナ構造進行波電極２４の第１の接地電極２４Ａと中心電極２４Ｂと第２の接地電極２４Ｃを有している。
【００５１】
そして、図４（ｂ）において、第１の接地電極２４Ａ及び第２の接地電極２４Ｃと中心電極２４Ｂとの左側の端子間に変調電源２５を、第１の接地電極２４Ａ及び第２の接地電極２４Ｃと中心電極２４Ｂとの右側の端子間に終端抵抗２６を接続する。そこで、対称コプレーナ構造進行波電極２４の左側より光波入力２７を印加すると右側より光波出力（強度変調光）２８が得られる。なお、図４（ｃ）において、２９は後述するバッファ層である。
【００５２】
ここでは、電気光学結晶基板（強誘電体結晶基板；ｚ−ｃｕｔ　ＬｉＮｂＯ_３，ＬｉＴａＯ_３基板）２１上にマッハツェンダー導波路２３を構成してその上部にバッファ層２９を介して対称コプレーナ構造進行波電極２４を配置している。
【００５３】
上記した第１及び第２実施例では、両導波路の上に接地電極を、中心電極は両導波路の中間に配置していたが、この実施例では、中心電極２４Ｂの両端部が２本の直線導波路２３Ａ、２３Ｂの真上になるように配置して、その外に第１の接地電極２４Ａと第２の接地電極２４Ｃを配置する。
【００５４】
このように構成したので、両導波路に印加される電界は同方向であるが、各導波路部分での自発分極の向きを反転させておくことで屈折率変化の符号を逆転させてプッシュプル変調を得ることができる。
【００５５】
図５に示すように、変調電界分布は中心電極２４Ｂの両端部分が接地電極２４Ａ，２４Ｃ端に比べ大きいため、第１及び第２実施例に示す、接地電極を導波路上に置く構成に比べて、さらなる低電力化が期待できる。また、中心電極２４Ｂの断面積が大きくなるため、導体損失を低減できる。なお、図５において、導波路間隔は３０μｍ、中心電極幅３０μｍ、中心電極と接地電極間隔は１５μｍ、中心電極長は２０ｍｍである。
【００５６】
電気光学結晶基板２１にｚ−ｃｕｔ　ＬｉＴａＯ_３基板を用いた場合を考えて特性の解析を行ったところ、波長６３３ｎｍ、ＴＭ光、導波路間隔３０μｍ、電極間隔１５μｍ、電極長２５ｍｍとすれば半波長電圧Ｖπは１．４Ｖとなり、第１及び第２実施例の場合と比べて約１／２となる。
【００５７】
試作したデバイスの測定結果によると、プロトン交換による電気光学特性の低下などにより、半波長電圧は設計値よりもやや大きくなったが、第１及び第２実施例の場合と比べて低い電圧での動作を確認した。構造や作製条件の最適化を図ることでさらなる低電圧駆動（Ｖπ＜１Ｖ）が可能と考えられる。
【００５８】
図６は本発明の第４実施例を示す周期分極反転構造による疑似速度整合を用いた場合の低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。
【００５９】
図６（ａ）において、３１は電気光学結晶基板（強誘電体結晶基板）、３２はその電気光学結晶の周期分極反転領域（周期ドメイン反転構造：市松模様）、３３はマッハツェンダー導波路であり、２本の直線導波路３３Ａと３３Ｂからなる。３４は対称コプレーナ構造進行波電極であり、対称コプレーナ構造進行波電極３４の第１の接地電極３４Ａと中心電極３４Ｂと第２の接地電極３４Ｃを有している。
【００６０】
そして、図６（ｂ）に示すように、第１の接地電極３４Ａ及び第２の接地電極３４Ｃと中心電極３４Ｂとの左側の端子間に変調電源３５を、第１の接地電極３４Ａ及び第２の接地電極３４Ｃと中心電極３４Ｂとの右側の端子間に終端抵抗３６を接続する。そこで、対称コプレーナ構造進行波電極３４の左側より光波入力３７を印加すると右側より光波出力（強度変調光）３８が得られる。なお、図６（ｃ）において、３９は電極形成前に伝搬損失を防ぐために形成されるバッファ層である。
【００６１】
このように、周期分極反転構造による疑似速度整合技術を、本発明の第３実施例と組み合わせることにより高周波領域において高効率動作することのできる高性能光強度変調器を構成することもできる。
【００６２】
周期分極反転構造を併用した擬似速度整合強度変調器の試作も行い、設計周波数１５ＧＨｚ帯での帯域変調動作を確認した。
【００６３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００６４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下に示すような効果を奏することができる。
【００６５】
（Ａ）分極反転構造を持つ電気光学材料を利用することにより、従来のプッシュプル型のマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調に比べて１／４の電力で動作する、新しい光変調器を提供することができる。
【００６６】
（Ｂ）分極反転構造を持つマッハツェンダー導波路での低電圧化には電極間距離、即ち導波路間間隔を狭める必要があるが、二つの光波モード間に結合が生じるため下限がある。そこで、さらに、市松模様の周期分極反転構造にすることにより、改善を図ることができた。
【００６７】
（Ｃ）コプレーナ構造進行波電極はＳｉＯ_２膜からなるバッファ層を有することにより、電極形成前に伝搬損失を防ぐことができる。
【００６８】
（Ｄ）中心電極の面積を大きくすることにより、抵抗値が下がり、より高周波特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す分極反転構造を用いた低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に示す接地電極の下に導波路（コア）を配置した場合の特性を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す周期分極反転構造による疑似速度整合を用いた場合の低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。
【図４】本発明の第３実施例を示す分極反転構造を用いた低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。
【図５】本発明の第３実施例に示す接地電極の下に導波路（コア）を配置した場合の特性を示す図である。
【図６】本発明の第４実施例を示す周期分極反転構造による疑似速度整合を用いた場合の低電力駆動マッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の基本構成図である。
【図７】従来のプッシュプル型のマッハツェンダー導波路型電気光学強度変調器の構成図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１　電気光学結晶基板（強誘電体結晶基板）
２，２２　　電気光学結晶の分極反転領域
３，１３，２３，３３　　マッハツェンダー導波路
３Ａ，３Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ，３３Ａ，３３Ｂ　　直線導波路
４，１４，２４，３４　　対称コプレーナ構造進行波電極
４Ａ，１４Ａ，２４Ａ，３４Ａ　　第１の接地電極
４Ｂ，１４Ｂ，２４Ｂ，３４Ｂ　　中心電極
４Ｃ，１４Ｃ，２４Ｃ，３４Ｃ　　第２の接地電極
５，１５，２５，３５　　変調電源
６，１６，２６，３６　　終端抵抗
７，１７，２７，３７　　光波入力
８，１８，２８，３８　　光波出力（強度変調光）
９，１９，２９，３９　　バッファ層
１２，３２　　電気光学結晶の周期分極反転領域（周期ドメイン反転構造）

Claims

マッハツェンダー導波路を構成する２本の直線導波路における自発分極の向きが互いに異なる分極反転構造を施した電気光学材料基板を用いて構成し、これを対称コプレーナ構造進行波電極と組み合わせた構造を具備することを特徴とするマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器。
請求項１記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記分極反転構造が周期分極反転構造であることを特徴とするマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器。
請求項１又は２記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記コプレーナ構造進行波電極は、電極形成前に伝搬損失を防ぐために、バッファ層を具備することを特徴とするマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器。
請求項１記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記マッハツェンダー導波路の真上に前記対称コプレーナ構造進行波電極の両接地電極の端部が位置するように配置することを特徴とするマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器。
請求項１記載のマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器において、前記マッハツェンダー導波路の真上に前記対称コプレーナ構造進行波電極の中心電極の両端部が位置するように配置することを特徴とするマッハツェンダー導波路型電気光学光強度変調器。