JP2007025370A - Organic waveguide type optical modulator and optical communications system - Google Patents

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幸栄 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic waveguide type optical modulator which is free of signal deterioration and can be driven at high speed at a lower voltage. <P>SOLUTION: A Mach-Zehnder optical modulator is shown as an interference type optical modulator, as an example, an optical waveguide 11 to be a passive part comprises a polymer and DAST (4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate) crystals are selectively disposed at both branched optical waveguides 11a and 11b. The organic waveguide type optical modulator 10 has a modulation part 12, to which high frequency modulation signal voltage is applied from a signal power source, a bias-applying part 13 for applying DC voltage for setting an appropriate optical bias, and ground electrodes 17 and 18. Crystal axes of the DAST crystals, disposed at the two branched waveguides, are in the same direction and an electric field formed by a bias electrode 16, and the ground electrode 17 is in a direction opposite to the direction of the crystal axes of the DAST crystals. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、導波路型光変調器に関し、詳細には、有機材料による電気光学効果を応用し、特に低電圧で駆動する有機導波路型光変調器に関する。   The present invention relates to a waveguide type optical modulator, and more particularly, to an organic waveguide type optical modulator that applies an electro-optic effect of an organic material and is driven at a low voltage.

インターネットに代表される情報化社会の急速な進展によって、より多くの情報をやり取りするために、大容量高速の光通信の要求は高まる一方である。そのため、幹線系のネットワークばかりでなく、LAN、ネットワーク端末や電子機器間、ボード間、LSIチップ間にも光を用いた情報伝達が提案されている。
この光インタコネクションにおいて、データ信号を電気信号から光信号に変調するためのデバイスとして、電気光学効果を用いた導波路型光変調器がある。電気光学効果は、光学媒体に電界を印加した場合、この媒体の屈折率が変化する現象であり、電界に比例する屈折率変化であるポッケルス効果と電界の2乗に比例するカー効果とがある。
Due to the rapid development of the information society represented by the Internet, the demand for high-capacity and high-speed optical communication is increasing in order to exchange more information. For this reason, information transmission using light has been proposed not only for trunk-line networks, but also for LANs, network terminals and electronic devices, boards, and LSI chips.
In this optical interconnection, as a device for modulating a data signal from an electrical signal to an optical signal, there is a waveguide type optical modulator using an electro-optic effect. The electro-optic effect is a phenomenon in which the refractive index of the medium changes when an electric field is applied to the optical medium, and includes a Pockels effect that is a refractive index change proportional to the electric field and a Kerr effect that is proportional to the square of the electric field. .

従来の基幹系に用いられている変調器の例としては、無機強誘電性結晶LiNbO(LN)を用いたマッハツェンダ型の光強度変調器がある。光導波路部分は、適当な方位で切り出されたLN結晶に、Tiイオンなどを拡散させることで、屈折率の大きな領域をコア層とし、Tiの拡散のないLN結晶やシリコン酸化膜のバッファ層をクラッド層としている。
また、外部からの電場は、AuやCuなどの金属からなる進行波電極で、平面ストリップラインの変調用電極に印加される。入射光は、入り口側のY分岐で2つのポートに分岐され、ポートを伝搬する光は、電極に印加されたマイクロ波と相互作用して位相変化を起こす。この位相変化を生じた光は、他方を伝搬してきた光と出口側のY分岐で重ね合わされ、合成波は位相変化に起因して強度変化を引き起こし、電気信号に対応した光信号に変換される。
As an example of a modulator used in a conventional backbone system, there is a Mach-Zehnder type light intensity modulator using an inorganic ferroelectric crystal LiNbO 3 (LN). The optical waveguide portion is formed by diffusing Ti ions or the like into an LN crystal cut out in an appropriate orientation, thereby forming a region having a large refractive index as a core layer, and an LN crystal without Ti diffusion or a buffer layer of a silicon oxide film. The cladding layer is used.
An electric field from the outside is a traveling wave electrode made of a metal such as Au or Cu, and is applied to the modulation electrode of the planar stripline. Incident light is branched into two ports at the Y branch on the entrance side, and light propagating through the ports interacts with microwaves applied to the electrodes to cause a phase change. The light causing the phase change is superimposed on the light propagating on the other side by the Y branch on the exit side, and the combined wave causes an intensity change due to the phase change and is converted into an optical signal corresponding to the electrical signal. .

しかし、機器間やボード間、LSIチップ間を結ぶ光インタコネクションにおいては、そこに搭載されているLSIチップの電源電圧は、低電圧化の一途をたどっており、搭載されているLSIにノイズを与えないことや低消費電力のために、光変調器にも低電圧駆動が求められている。さらに、当然のことながら、LDの直接駆動ではできないような、40GHz、80GHzと高速化の要求があり、従来のLNを用いた光変調器では、誘電率ε=28と大きいために、より高速の電気信号を印加できるような進行波形の電極にした場合でも、印加されたマイクロ波の屈折率と光の屈折率(n=2.286,n=2.200)にずれがあることから、材料面での高速化に限界がある。
また、駆動電圧は、電気光学定数と電極構造によって規定され、低電圧駆動のためには、LNの電気光学定数r33=30.8(波長633nm)の、より電気光学定数の大きな材料が求められている。さらに、基幹系で用いられているように、LNの光変調器は、ディスクリートデバイスであり、より集積化に適したデバイスも求められている。
However, in optical interconnections connecting devices, boards, and LSI chips, the power supply voltage of LSI chips mounted on them is constantly decreasing, and noise is applied to mounted LSIs. The optical modulator is also required to be driven at a low voltage because it is not applied and the power consumption is low. Further, as a matter of course, there is a demand for speeding up to 40 GHz and 80 GHz, which cannot be achieved by direct driving of the LD, and the conventional optical modulator using LN has a large dielectric constant ε = 28, so it is faster. even when the electric signal was the electrode of the traveling waveform can be applied, the applied microwave refractive index of the refractive index of the (n o = 2.286, n e = 2.200) that there is a shift in Therefore, there is a limit to speeding up the material.
The driving voltage is defined by the electro-optic constant and the electrode structure. For low-voltage driving, a material having a larger electro-optic constant such as LN electro-optic constant r 33 = 30.8 (wavelength 633 nm) is required. It has been. Furthermore, as used in backbone systems, LN optical modulators are discrete devices, and devices that are more suitable for integration are also required.

そこで、有機結晶や有機高分子材料は、誘電率が無機材料に比べて小さく、薄膜化が可能で、大きな電気光学定数を持つため、低電圧で高速な光変調器として期待されている。また、有機材料であるため、低温プロセスが可能で、光導波路との集積化も可能である。
有機高分子材料としては、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やアモルファスポリカーボネート(APC)などの高分子中に電気光学効果を持つ二次非線形光学材料を溶解したもの、または、二次非線形光学材料を直接またはスペーサー原子団を介して、高分子鎖に結合したものがあり、これら電気光学効果を持つ有機高分子材料をコア層に用いた光変調器が知られている。
その一例として、PMMAにアゾ色素をドープしたもの(Journal of Optical Society of America, B4(1987)968)がある。
Thus, organic crystals and organic polymer materials are expected as low-voltage and high-speed optical modulators because they have a smaller dielectric constant than inorganic materials, can be made thin, and have a large electro-optic constant. In addition, since it is an organic material, it can be processed at a low temperature and can be integrated with an optical waveguide.
As the organic polymer material, a second-order nonlinear optical material having an electro-optic effect dissolved in a polymer such as polymethyl methacrylate (PMMA) or amorphous polycarbonate (APC), or a second-order nonlinear optical material directly or There are some which are bonded to a polymer chain via a spacer atomic group, and an optical modulator using such an organic polymer material having an electro-optic effect as a core layer is known.
One example is PMMA doped with an azo dye (Journal of Optical Society of America, B4 (1987) 968).

これらの有機高分子材料をガラス転移点以上の温度に加熱し、コロナ帯電などのポーリング処理によって配向を固定化し、電気光学効果を発現させるが、有機高分子材料のガラス転移点は低く、分極が温度や経時変化によって緩和してしまうため、光変調器としての信頼性が劣るという問題がある。
そのため、PMMAに対してよりガラス転移点が高いAPCによる耐熱性改善などが検討されているが(Appl.Phys.Lett.,78(2001)3136)、十分ではなく、依然として耐熱性、経時変化が課題となっている。
一方、有機結晶に関して、図5に構造式を示す4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート(DAST)が、東北大学中西研究室において開発され、極めて大きな非線形光学定数d11=1010pm/V(λ=1.3μm)と電気光学定数r11=75pm/V(λ=820nm)を有し、有機結晶特有の低い誘電率(ε=5.2)であるために、低電圧、高速の光変調や検波、ミリ波(または、サブミリ波)発生など関心を集めている。
These organic polymer materials are heated to a temperature higher than the glass transition point, and the orientation is fixed by a poling treatment such as corona charging, so that the electro-optic effect is exhibited. There is a problem that the reliability as an optical modulator is inferior because it is relaxed by temperature and changes with time.
Therefore, although heat resistance improvement by APC having a glass transition point higher than that of PMMA has been studied (Appl. Phys. Lett., 78 (2001) 3136), it is not sufficient, and heat resistance and changes with time are still not achieved. It has become a challenge.
On the other hand, with respect to organic crystals, 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate (DAST), whose structural formula is shown in FIG. 5, was developed in the Nakanishi Laboratory of Tohoku University and has an extremely large nonlinear optical constant d. 11 = 1010 pm / V (λ = 1.3 μm) and electro-optic constant r 11 = 75 pm / V (λ = 820 nm), and because of the low dielectric constant (ε 1 = 5.2) peculiar to organic crystals , Low voltage, high speed light modulation and detection, millimeter wave (or submillimeter wave) generation and so on.

有機結晶であるため、有機高分子のように分極処理を必要とせず、分極緩和のような経時変化はなく安定である。実際に改良シェア法によってDAST結晶の薄膜を形成し、光変調の原理確認を行った報告(M.Thakur他、Appl. Phys.Lett.,Vol.74(1999)635)があるが、面型の光変調器であり、作用長が短いため、変調深さが小さいなどの課題がある。
そこで本出願人は、特開2003−202533号において、DASTを用いた導波路型光変調器を提案している。この発明においては、下層クラッド部にコア溝を形成し、そこに、電気光学効果を示す有機結晶DASTを埋め込み、DASTの特性を劣化しない溶媒を用いて、化学的機械研磨し、溝部以外のDASTを除去、コア部分にDASTを形成することによって、導波路型光変調器を実現している。
Since it is an organic crystal, it does not require a polarization treatment unlike an organic polymer, and is stable without change over time such as polarization relaxation. There is a report (M. Thakur et al., Appl. Phys. Lett., Vol. 74 (1999) 635) in which a DAST crystal thin film was actually formed by the improved shear method and the principle of light modulation was confirmed. However, since the working length is short, there are problems such as a small modulation depth.
Therefore, the present applicant has proposed a waveguide type optical modulator using DAST in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-202533. In the present invention, a core groove is formed in a lower clad portion, an organic crystal DAST showing an electro-optic effect is embedded therein, chemical mechanical polishing is performed using a solvent that does not deteriorate the characteristics of DAST, and DAST other than the groove portion is formed. A waveguide type optical modulator is realized by removing DAST and forming DAST in the core portion.

図6に、特開平5−142504号公報に開示された従来の光変調器を示す。Z軸カットLN基板100にTiを熱拡散させて光導波路101を形成し、この光導波路101に各電極を形成して光変調器を構成している。
特開平5−142504号公報に開示された従来の光変調器を示す。Z軸カットLN基板100にTiを熱拡散させて光導波路101を形成し、この光導波路101に各電極を形成して光変調器を構成している。一対の分岐導波路101a、101bのうち、一方の分岐導波路101aに信号電極102とバイアス電極103を、他方の分岐導波路101bに信号電極102及びバイアス電極103に対応した接地電極104を形成している。
図7に、特開2003−233042号公報に開示された従来の光変調器を示す。Z軸カットされた電気光学効果を有する基板100に、干渉型光導波路101を形成し、信号電極102とバイアス電極103とを備え、バイアス電極103によって、絶対値が同じで且つ符号が逆となる電圧を印加されるように構成することを規定し、有効なバイアス電界を与え、印加される駆動電圧を低減させ、通信システムの運用コストの低減に寄与できるとしている。
具体的な電極としては、櫛状のバイアス電極103を光導波路101上に形成し、基板100に垂直方向のバイアス電極を形成している。
図7において、符号104は接地電極を、105は第1バイアス電極を、106は第2バイアス電極を、107は第1導波路上電極を、108は第1電位供給用電極を、109は第2導波路上電極を、110は第2電位供給用電極を、111は電源を、112はRF信号発生源をそれぞれ示す。
FIG. 6 shows a conventional optical modulator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-142504. An optical waveguide 101 is formed by thermally diffusing Ti in the Z-axis cut LN substrate 100, and each electrode is formed in the optical waveguide 101 to constitute an optical modulator.
1 shows a conventional optical modulator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-142504. An optical waveguide 101 is formed by thermally diffusing Ti in the Z-axis cut LN substrate 100, and each electrode is formed in the optical waveguide 101 to constitute an optical modulator. Of the pair of branch waveguides 101a and 101b, the signal electrode 102 and the bias electrode 103 are formed on one branch waveguide 101a, and the ground electrode 104 corresponding to the signal electrode 102 and the bias electrode 103 is formed on the other branch waveguide 101b. ing.
FIG. 7 shows a conventional optical modulator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-233042. An interference-type optical waveguide 101 is formed on a substrate 100 having an electro-optic effect that is cut in the Z axis, and includes a signal electrode 102 and a bias electrode 103. The bias electrode 103 has the same absolute value and the opposite sign. It is stipulated that the configuration is such that a voltage is applied, an effective bias electric field is applied, the applied drive voltage is reduced, and the operation cost of the communication system can be reduced.
As a specific electrode, a comb-like bias electrode 103 is formed on the optical waveguide 101, and a vertical bias electrode is formed on the substrate 100.
In FIG. 7, reference numeral 104 denotes a ground electrode, 105 denotes a first bias electrode, 106 denotes a second bias electrode, 107 denotes a first electrode on the waveguide, 108 denotes a first potential supply electrode, and 109 denotes a first potential supply electrode. 2 represents an electrode on the waveguide, 110 represents a second potential supply electrode, 111 represents a power source, and 112 represents an RF signal generation source.

特開平5−142504号公報JP-A-5-142504 特開2003−233042号公報JP 2003-233042 A 特開2003−202533号公報JP 2003-202533 A Journal of Optical Society of America, B4(1987)968Journal of Optical Society of America, B4 (1987) 968 Appl.Phys.Lett.,78(2001)3136Appl. Phys. Lett. 78 (2001) 3136 Appl. Phys.Lett.,Vol.74(1999)635Appl. Phys. Lett. , Vol. 74 (1999) 635

ところで、このような干渉型の光変調器においては、光学バイアスを設定するためのDCバイアスを印加する必要があるが、特に有機導波路型光変調器のように、40GHzを超えるような高速の光変調に対応するに従い、高周波信号を劣化させずに、高周波変調信号とDCバイアスを重畳して印加するのが困難であり、また、コストの高い回路またはデバイスが必要になってくるという問題があった。
特許文献1に記載構成では、互いに絶縁された信号電極とバイアス電極に分けているので、コンデンサを介することなく光変調器を駆動できるが、バイアス電極を用いたDCドリフト制御について詳細に記述はあるが、有効な電界の与え方については記述されていない。
特許文献2に記載構成では、複雑な電極構造が同一平面内にあるため、電極間のショートが発生して歩留まりの低下が懸念され、垂直方向の電界を有効に形成するのは困難である。一方、基板に垂直方向の電界を有効に光導波路に印加する、インピーダンスマッチングを取るために、LN基板を加工し、光導波路近傍を凸となるリッジ状に形成し、導波路上電極に対して電位供給用電極が同一平面上にないように基板のLNを加工することもあるが、低電圧化、高速化には課題がある。
By the way, in such an interference type optical modulator, it is necessary to apply a DC bias for setting an optical bias. However, as in the case of an organic waveguide type optical modulator, a high speed exceeding 40 GHz is required. According to the optical modulation, it is difficult to superimpose and apply the high frequency modulation signal and the DC bias without deteriorating the high frequency signal, and a costly circuit or device is required. there were.
In the configuration described in Patent Document 1, since the signal electrode and the bias electrode are separated from each other, the optical modulator can be driven without a capacitor, but there is a detailed description of DC drift control using the bias electrode. However, it does not describe how to apply an effective electric field.
In the configuration described in Patent Document 2, since the complicated electrode structure is in the same plane, there is a concern that a short circuit between the electrodes may occur and the yield may be reduced, and it is difficult to effectively form a vertical electric field. On the other hand, in order to effectively apply an electric field perpendicular to the substrate to the optical waveguide and to obtain impedance matching, the LN substrate is processed, and the vicinity of the optical waveguide is formed into a convex ridge shape, with respect to the electrode on the waveguide. Although the LN of the substrate may be processed so that the potential supply electrodes are not on the same plane, there are problems in reducing the voltage and increasing the speed.

本発明は、信号劣化のない、高速で、より低電圧駆動を可能とした有機導波路型光変調器の提供、その目的とする。
また、本発明は、低電圧駆動が可能で、データ伝送容量が大きい光通信システムの提供、その目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic waveguide type optical modulator capable of being driven at a high speed and a low voltage without causing signal degradation, and an object thereof.
Another object of the present invention is to provide an optical communication system that can be driven at a low voltage and has a large data transmission capacity.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、光の入射、出射が可能で、外部から制御された電場によって屈折率が変化し、光の位相を変化させる電気光学効果の媒体としての有機材料をコア層に持つ光導波路と、光の位相を変化させるための電極とを有し、複数の光導波路上を伝播する光を干渉させる干渉型の有機導波路型光変調器において、前記複数の光導波路に対し、変調信号を印加する信号電極と、印加する信号成分をバイアスするバイアス電極と、接地電極とが各々設けられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the invention, an electro-optic effect medium in which light can be incident and emitted, the refractive index is changed by an externally controlled electric field, and the phase of the light is changed. An optical waveguide having an organic material as a core layer and an electrode for changing the phase of light, and interfering with light propagating on a plurality of optical waveguides. Each of the plurality of optical waveguides is provided with a signal electrode for applying a modulation signal, a bias electrode for biasing an applied signal component, and a ground electrode.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の有機導波路型光変調器において、前記電気光学効果を持つ有機材料は、4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート(DAST)であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the organic waveguide optical modulator according to the first aspect, the organic material having the electro-optic effect is 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium It is a rate (DAST).

請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の有機導波路型光変調器において、干渉する2つの分岐導波路を有し、該2つの分岐導波路に配置される前記DASTの結晶軸は同一方向であり、前記バイアス電極と前記接地電極とで形成される電界は、前記DASTの結晶軸に対して反対方向となることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the organic waveguide type optical modulator according to the second aspect, the DAST crystal axis has two branching waveguides that interfere with each other and is disposed in the two branching waveguides. Are in the same direction, and the electric field formed by the bias electrode and the ground electrode is opposite to the crystal axis of the DAST.

請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の有機導波路型光変調器において、前記バイアス電極として第1及び第2のバイアス電極を有し、これらのバイアス電極に絶対値は等しく符号が反対の電圧を印加することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the organic waveguide type optical modulator according to the third aspect, the first and second bias electrodes are provided as the bias electrodes, and the absolute values of these bias electrodes are equal in sign. Applies the opposite voltage.

請求項5に記載の発明では、請求項3又は4に記載の有機導波路型光変調器において、前記バイアス電極と前記接地電極が、前記2つの分岐導波路の中央線に対して略対称に配置されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the organic waveguide type optical modulator according to the third or fourth aspect, the bias electrode and the ground electrode are substantially symmetrical with respect to a center line of the two branch waveguides. It is arranged.

請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の有機導波路型光変調器において、前記信号電極とこれに対応する接地電極が、前記2つの分岐導波路の中央線に対して略対称に配置されていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the organic waveguide type optical modulator according to the fifth aspect, the signal electrode and the corresponding ground electrode are substantially symmetric with respect to the center line of the two branch waveguides. It is characterized by being arranged.

請求項7に記載の発明では、請求項2乃至6のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器において、前記光導波路の伝播方向は、前記DASTの結晶のb軸方向で、且つ前記信号電極及び前記バイアス電極による電圧印加は、前記DASTの結晶のa軸方向であることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the organic waveguide type optical modulator according to any one of the second to sixth aspects, the propagation direction of the optical waveguide is a b-axis direction of the DAST crystal, and The voltage application by the signal electrode and the bias electrode is in the a-axis direction of the DAST crystal.

請求項8に記載の発明では、請求項2乃至7のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器において、前記バイアス電極と前記コア層に配置された前記DASTが略同一平面に配置されていることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the organic waveguide type optical modulator according to any one of the second to seventh aspects, the bias electrode and the DAST disposed on the core layer are disposed on substantially the same plane. It is characterized by being.

請求項9に記載の発明では、請求項2に記載の有機導波路型光変調器において、干渉する2つの分岐導波路を有し、該2つの分岐導波路に配置される前記DASTの結晶軸は同一方向であり、前記信号電極と前記接地電極とで形成される電界は、前記DASTの結晶軸に対して反対方向となり、プッシュプル駆動することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the organic waveguide type optical modulator according to the second aspect of the present invention, the DAST crystal axis includes two branching waveguides that interfere with each other and is disposed in the two branching waveguides. Are in the same direction, and the electric field formed by the signal electrode and the ground electrode is in the opposite direction to the crystal axis of the DAST, and is driven by push-pull drive.

請求項10に記載の発明では、請求項1乃至9のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器において、前記電気光学効果を持つ有機材料の屈折率を制御し、前記信号電極は、進行波型電極であることを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the organic waveguide optical modulator according to any one of the first to ninth aspects, the refractive index of the organic material having the electro-optic effect is controlled, and the signal electrode is It is a traveling wave type electrode.

請求項11に記載の発明では、光通信システムにおいて、請求項1乃至10のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器を光出力部の構成要素とすることを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the optical communication system, the organic waveguide type optical modulator according to any one of the first to tenth aspects is used as a component of the light output section.

請求項1に記載の発明によれば、DCバイアスと高周波交流信号を重畳する回路またはバイアスTのようなデバイスが不要で、高周波信号に劣化がないため、帯域の制限がなく、高速で低電圧駆動、且つ信頼性が高い有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項2に記載の発明によれば、より高速で低電圧駆動、且つ信頼性の高い有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項3に記載の発明によれば、単一電源で、2倍の位相差を生じることができ、低電圧で光学バイアスを設定できるため、高速化を維持したまま、駆動電圧の低い有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項4に記載の発明によれば、より低電圧での光学バイアスを設定することができ、高速化を維持したまま、低電圧駆動の有機導波路型光変調器を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, there is no need for a device such as a circuit for superimposing a DC bias and a high-frequency AC signal or a bias T, and there is no deterioration in the high-frequency signal. An organic waveguide type optical modulator that can be driven and has high reliability can be provided.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide an organic waveguide type optical modulator that is faster, driven at a lower voltage, and has high reliability.
According to the third aspect of the present invention, since the phase difference can be doubled with a single power source and the optical bias can be set at a low voltage, the organic conductive circuit with a low driving voltage is maintained while maintaining a high speed. A waveguide type optical modulator can be provided.
According to the fourth aspect of the present invention, an optical bias at a lower voltage can be set, and an organic waveguide type optical modulator driven at a low voltage can be provided while maintaining a high speed.

請求項5に記載の発明によれば、金属電極と有機材料の熱膨張によるひずみを対称にでき、動作点シフトが発生しにくく、低電圧駆動で高速な光変調を維持したまま、より信頼性の高い有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項6に記載の発明によれば、2つの分岐導波路に高周波信号が印加される部分における電流による発熱や放熱が等しく、2つの分岐導波路において温度差が生じないため、動作点シフトが発生せず、低電圧駆動で高速な光変調を維持したまま、より信頼性の高い有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項7に記載の発明によれば、DASTの最も大きな電気光学定数を利用することができるため、高速化を維持したまま、低電圧駆動の有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項8に記載の発明によれば、有効にバイアス電圧を印加することができ、より低電圧での光学バイアスを設定することができ、高速化を維持したまま、低電圧駆動の有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項9に記載の発明によれば、高速化を維持したまま、より低電圧駆動の有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項10に記載の発明によれば、高速の信号電圧を印加することができるため、より高速の有機導波路型光変調器を提供することができる。
請求項11に記載の発明によれば、低電圧駆動が可能で、データ伝送容量が大きい光通信システムを提供することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the distortion due to the thermal expansion of the metal electrode and the organic material can be made symmetric, the operating point shift is less likely to occur, and more reliable while maintaining high-speed optical modulation with low voltage driving. It is possible to provide an organic waveguide type optical modulator having a high height.
According to the sixth aspect of the present invention, heat generation and heat dissipation due to current are equal in the portion where the high-frequency signal is applied to the two branch waveguides, and no temperature difference occurs between the two branch waveguides. It is possible to provide an organic waveguide type optical modulator with higher reliability while maintaining high-speed optical modulation with low voltage drive.
According to the seventh aspect of the invention, since the largest electro-optic constant of DAST can be used, it is possible to provide an organic waveguide type optical modulator driven at a low voltage while maintaining a high speed. .
According to the invention described in claim 8, a bias voltage can be effectively applied, an optical bias at a lower voltage can be set, and an organic waveguide driven at a low voltage while maintaining a high speed. Type optical modulator can be provided.
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to provide an organic waveguide type optical modulator that can be driven at a lower voltage while maintaining high speed.
According to the invention described in claim 10, since a high-speed signal voltage can be applied, a higher-speed organic waveguide type optical modulator can be provided.
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to provide an optical communication system that can be driven at a low voltage and has a large data transmission capacity.

以下、本発明の第1の実施形態を図1に基づいて説明する。
まず、具体的構成を述べる前に、DASTの特性、使用態様についての考察を述べる。
DASTのバルク結晶は、a、b軸方向に大きく、c軸方向に小さい菱形平板状の結晶形をとる。また、DAST薄膜結晶の場合も、膜面内にa、b軸があり、c軸は、膜に垂直方向となる。このような幾何学的な構造を持つDASTは、基板に平行面内にa、b軸を形成しやすい。
DASTの最も大きな電気光学定数は、r11であるため、光をb軸伝播させ、a軸方向に電界が印加するのが好ましい。従って、バイアス電極と接地電極で形成する電界(及び信号電極と接地電極で形成する電界)は基板に水平方向となり、以下に示す簡単な構造で、各分岐導波路に逆向きの電界を印加することができる。また、基板に電極埋め込み用溝を形成することで、DAST光導波路と略同一面内にバイアス電極と接地電極を形成することもでき、より有効な電界を形成することも可能である。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
First, before describing the specific configuration, consideration will be given to the characteristics and usage modes of DAST.
The bulk crystal of DAST takes a rhomboid plate-like crystal form that is large in the a and b axis directions and small in the c axis direction. In the case of a DAST thin film crystal, there are a and b axes in the film plane, and the c axis is perpendicular to the film. DAST having such a geometric structure can easily form a and b axes in a plane parallel to the substrate.
Largest electro-optic constant of DAST are the r 11, the light is propagated b axis, preferably an electric field is applied to the a-axis direction. Therefore, the electric field formed by the bias electrode and the ground electrode (and the electric field formed by the signal electrode and the ground electrode) is horizontal to the substrate, and a reverse electric field is applied to each branch waveguide with the simple structure shown below. be able to. Further, by forming an electrode embedding groove on the substrate, a bias electrode and a ground electrode can be formed in substantially the same plane as the DAST optical waveguide, and a more effective electric field can be formed.

従来のLNのXカット基板でも、このように、光導波路を挟む形で電極を形成することができるが、誘電率が大きいため、マイクロ波の実効屈折率nが光の屈折率nに対して大きくなり、マイクロ波と光波の速度不整合により帯域制限を受け、高速化が課題となっている。
それに対して、DASTの誘電率はε=5.2と小さく、また、電極周囲のクラッド層を形成する材料も、誘電率が小さいポリイミド樹脂やエポキシ樹脂、PMMA、アクリル酸エステル系樹脂、シリコン樹脂、シアヌレート樹脂などの樹脂からなるものやSiOなど誘電率の小さな無機膜を用いることで、マイクロ波と光波の速度不整合により帯域制限を受ることなく、電界閉じ込めの大きな進行波型電極を形成できる。
In X-cut substrate of a conventional LN, thus, it is possible to form an electrode in the form sandwiching the optical waveguide, since the dielectric constant is large, the effective refractive index n m of the microwave to the refractive index n 0 of the light On the other hand, the band is limited by the speed mismatch between the microwave and the light wave, and increasing the speed is an issue.
On the other hand, the dielectric constant of DAST is as small as ε 1 = 5.2, and the materials for forming the cladding layer around the electrode are polyimide resin, epoxy resin, PMMA, acrylate ester resin, silicon having a low dielectric constant. A traveling-wave electrode with a large electric field confinement without using a band limit due to mismatch of the speed of the microwave and the light wave by using an inorganic film having a low dielectric constant such as SiO 2 or a resin such as resin or cyanurate resin. Can be formed.

一方、DASTは、波長750nm〜1600nm間での吸収係数は0.5cm−1程度あり、単に光を分波、合波する部分にもDASTを使うのは伝送損失が大きくなり、好ましくない。そこで、電気光学効果による屈折率変化に必要な部分のみをDASTで形成し、その他の部分はより光損失の少ない光導波路で光変調器を形成することで、低損失な光変調器を提供できる。
この低損失な光導波路として、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂、PMMA、アクリル酸エステル系樹脂、シリコン樹脂、シアヌレート樹脂などの樹脂からなるものやSiOやSi、SiNなどの無機膜を用いた光導波路、更には周期的な微細構造を形成したフォトニック結晶を用いた光導波路でもよい。
また、LNのように、光導波路全てが電界効果を持つ場合、電極の配置によっては予期しない部分でも、光導波路に電界が印加され位相変化を生じてしまうのに対して、DASTを特定部分にのみ配置することによって、位相変化の制御が容易となる。
On the other hand, DAST has an absorption coefficient between wavelengths of 750 nm and 1600 nm of about 0.5 cm −1, and it is not preferable to use DAST for the part where light is simply demultiplexed and combined, because transmission loss increases. Therefore, only a portion necessary for the refractive index change due to the electro-optic effect is formed by DAST, and the other portions are formed by an optical waveguide with less optical loss, thereby providing a low-loss optical modulator. .
This as a low loss optical waveguide, polyimide resin or epoxy resin, PMMA, acrylate resin, silicone resin, objects or SiO 2 or Si made of resin, such as cyanurate resin, an optical waveguide using an inorganic film such as SiN, Furthermore, an optical waveguide using a photonic crystal having a periodic fine structure may be used.
In addition, when all of the optical waveguide has a field effect, such as LN, an electric field is applied to the optical waveguide even in an unexpected part depending on the arrangement of the electrodes, resulting in a phase change. By arranging them only, the phase change can be easily controlled.

また、「バイアス電極とコア層に配置されたDASTが略同一平面にある」とは、基板に平行に横方向に電圧を印加するような電極配置において、DASTが配置された分岐光導波路で規定される面内に、バイアス電極及び接地電極、または、第1バイアス電極と第2バイアス電極が形成されていることを示す。
分岐光導波路は、数〜10数μm程度の厚さを持っており、正確には面ではないが、この2つの分岐光導波路で規定される平面と、バイアス電極及び接地電極、または、第1バイアス電極と第2バイアス電極が交差する状態を指し示している。
したがって、バイアス電極及び接地電極、または、第1バイアス電極と第2バイアス電極の厚さが、この光導波路の厚みによって規定されるものではなく、インピーダンスマッチングを取るため、分岐光導波路の上面と下面とで規定される2つの平面とバイアス電極及び接地電極、または、第1バイアス電極と第2バイアス電極が交差しておれば、その上方または下方により厚く形成されていてもかまわない。
In addition, “the DAST disposed on the bias electrode and the core layer is substantially in the same plane” is defined by the branched optical waveguide in which the DAST is disposed in an electrode arrangement in which a voltage is applied in a lateral direction parallel to the substrate. It is shown that a bias electrode and a ground electrode, or a first bias electrode and a second bias electrode are formed in the surface to be formed.
The branched optical waveguide has a thickness of about several to several tens of μm, and is not exactly a plane, but the plane defined by the two branched optical waveguides, the bias electrode and the ground electrode, or the first A state in which the bias electrode and the second bias electrode intersect is indicated.
Therefore, the thicknesses of the bias electrode and the ground electrode, or the first bias electrode and the second bias electrode are not defined by the thickness of the optical waveguide, and the upper and lower surfaces of the branched optical waveguide are used for impedance matching. If the two planes defined by the above and the bias electrode and the ground electrode, or the first bias electrode and the second bias electrode intersect, they may be formed thicker above or below.

このような構成にすることで、バイアス電極に形成される大きな電界がDASTに印加されるため、より低電圧での光学バイアス設定が可能となる。
さらに、バイアス電極と接地電極が、2つの分岐導波路の中央線に対して、面積及び形状が対称に配置されていることによって、両分岐光導波路のDASTによって位相変化が生じる部分において、金属電極と有機材料の熱膨張によるひずみを対称にでき、動作点シフトが発生しにくい。ここでいう「2つの分岐導波路の中央線に対して対称」とは、入射及び出射側の光導波路に平行で、且つ2つの分岐光導波路の対称中心となっている中心線での断面に対して、バイアス電極と接地電極が、左右対称に配置されており、その形状及び面積が等しく形成されている状態を示す。
With such a configuration, since a large electric field formed on the bias electrode is applied to DAST, an optical bias can be set at a lower voltage.
Further, since the bias electrode and the ground electrode are arranged symmetrically with respect to the center line of the two branch waveguides, the metal electrode is formed in the portion where the phase change occurs due to DAST of both branch optical waveguides. The strain due to thermal expansion of the organic material can be made symmetric, and the operating point shift hardly occurs. As used herein, “symmetric with respect to the center line of the two branch waveguides” means a cross section at the center line that is parallel to the optical waveguides on the input and output sides and that is the center of symmetry of the two branch optical waveguides. On the other hand, the bias electrode and the ground electrode are arranged symmetrically, and the shape and area thereof are formed to be equal.

同様に、進行波型電極は、高周波パルス信号を入力する進行波信号電極と接地電極から構成され、進行波信号電極と接地電極が、2つの分岐導波路に対して、面積及び形状が対称に配置されていることによって、両分岐光導波路のDASTによって位相変化が生じる部分において、高周波信号電流によって生じる熱が等しく、温度差が発生しないため、温度ドリフトと呼ばれる動作点シフトが発生しない。
特許文献1、2に記載された従来例では、2つの分岐導波路の中央線A−A’に対して、バイアス電極と接地電極、または信号電極と接地電極のいずれかが非対称であり、動作点シフトを生じやすくなっている。
Similarly, the traveling wave type electrode is composed of a traveling wave signal electrode for inputting a high-frequency pulse signal and a ground electrode. The traveling wave signal electrode and the ground electrode are symmetrical in area and shape with respect to the two branch waveguides. With the arrangement, the heat generated by the high-frequency signal current is equal and the temperature difference does not occur in the portion where the phase change occurs due to DAST of both branch optical waveguides, so that the operating point shift called temperature drift does not occur.
In the conventional examples described in Patent Documents 1 and 2, either the bias electrode and the ground electrode or the signal electrode and the ground electrode are asymmetric with respect to the center line AA ′ of the two branching waveguides. A point shift is likely to occur.

以下、本発明の第1の実施形態を図1に基づいて具体的に説明する。
ここでは、干渉型の光変調器の例として、マッハツェンダ型を示し、受動部である光導波路11はポリマーで形成され、外部の電界により屈折率変化を伴う能動部である両分岐光導波路11a、11bにDASTを選択的に配置している。
また、その光路長は等しいものとした。
有機導波路型光変調器10は、信号電源から高周波変調信号電圧を印加される変調部12と、適切な光学バイアスを設定するためにDC電圧を印加するバイアス印加部13とからなっている。
半導体レーザからのCW光が入射側の光導波路11から入り、Y分岐で2つの分岐光導波路11a、11bに分けられ、そこを通過する際に、信号電極14に印加された高周波変調信号電圧により、分岐導波路11a、11bに選択的に配置された電気光学効果媒体である有機結晶DASTによって、位相差が生じる。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG.
Here, as an example of the interference type optical modulator, a Mach-Zehnder type is shown, and the optical waveguide 11 that is a passive portion is formed of a polymer, and both branched optical waveguides 11a that are active portions with a refractive index change by an external electric field, A DAST is selectively arranged at 11b.
The optical path lengths are assumed to be equal.
The organic waveguide type optical modulator 10 includes a modulation unit 12 to which a high frequency modulation signal voltage is applied from a signal power source, and a bias application unit 13 to apply a DC voltage in order to set an appropriate optical bias.
The CW light from the semiconductor laser enters from the incident-side optical waveguide 11 and is divided into two branch optical waveguides 11a and 11b by the Y branch, and when passing therethrough, the high frequency modulation signal voltage applied to the signal electrode 14 A phase difference is generated by the organic crystal DAST that is an electro-optic effect medium selectively disposed in the branching waveguides 11a and 11b.

次いで、光学バイアスに相当したDC電圧を印加され、これら位相変化を生じた光は、他方を伝搬してきた光と出口側のY分岐で重ね合わされ、合成波は位相変化に起因して強度変化を引き起こし、電気信号に対応した光信号に変換される。
この例では、光変調器10の後段にバイアス印加部が形成されているが、逆でもかまわない。
DASTのバルク結晶は、a、b軸方向に大きく、c軸方向に小さい菱形平板状の結晶形をとる。また、非特許文献3に記載されているように、DAST薄膜結晶の場合も、膜面内にa、b軸があり、c軸は、膜に垂直方向となる。
このような幾何学的な構造をもつDASTは、基板15に平行面内にa、b軸を形成しやすい。DASTの最も大きな電気光学定数r11を使うため、光はb軸伝播させ、a軸方向に電界が印加され、入射光の偏波面もa軸に平行となるように入射するのがよい。
このため、バイアス電極16と接地電極17、及び進行波型信号電極14と接地電極18によって各々形成される電界も、基板15と平行面になるように、DAST光導波路11をバイアス電極16と接地電極17、及び信号電極14と接地電極18で挟む形(図1)のような配置とするのがよい。
Next, a DC voltage corresponding to an optical bias is applied, and the light that has caused the phase change is superimposed on the light propagating through the other side by the Y branch on the exit side, and the combined wave changes in intensity due to the phase change. And is converted into an optical signal corresponding to the electrical signal.
In this example, the bias applying unit is formed at the subsequent stage of the optical modulator 10, but the reverse is also possible.
The bulk crystal of DAST takes a rhomboid plate-like crystal form that is large in the a and b axis directions and small in the c axis direction. Further, as described in Non-Patent Document 3, in the case of a DAST thin film crystal, there are a and b axes in the film plane, and the c axis is perpendicular to the film.
DAST having such a geometric structure can easily form a and b axes in a plane parallel to the substrate 15. Since the electrooptic constant r 11 having the largest DAST is used, it is preferable that the light propagates in the b-axis, an electric field is applied in the a-axis direction, and the polarization plane of incident light is incident so as to be parallel to the a-axis.
Therefore, the DAST optical waveguide 11 is grounded to the bias electrode 16 so that the electric fields formed by the bias electrode 16 and the ground electrode 17 and the traveling wave type signal electrode 14 and the ground electrode 18 are also parallel to the substrate 15. It is preferable to arrange the electrodes 17 and the shape sandwiched between the signal electrode 14 and the ground electrode 18 (FIG. 1).

さらに、分岐光導波路11a、11bの中央に、バイアス電極16を配置し、分岐光導波路11a、11bの外側に接地電極17、18を配置することで、各々DASTに逆向きのDC電界を印加することができ、2倍の位相変化を生じることができるため、より低電圧で、光学バイアスを設定できる。
また、2つの分岐導波路11a、11bの中央線A−A’に対して、バイアス電極16及び接地電極17が対称に配置されている。
一方、同様に、変調部12についても、分岐光導波路中央に進行波信号電極14を配置し、分岐光導波路11a、11bの外側に接地電極18を配置することで、各々DASTに逆向きの電界を印加することができ、プッシュプル動作により2倍の位相変化を生じさせることができるため、より低電圧での駆動を可能にしている。
Further, a bias electrode 16 is disposed at the center of the branch optical waveguides 11a and 11b, and ground electrodes 17 and 18 are disposed outside the branch optical waveguides 11a and 11b, thereby applying a DC electric field in the opposite direction to each DAST. Since the phase change can be doubled, the optical bias can be set with a lower voltage.
Further, the bias electrode 16 and the ground electrode 17 are arranged symmetrically with respect to the center line AA ′ of the two branch waveguides 11a and 11b.
On the other hand, similarly, with respect to the modulation unit 12, the traveling wave signal electrode 14 is disposed at the center of the branch optical waveguide, and the ground electrode 18 is disposed outside the branch optical waveguides 11 a and 11 b. Can be applied, and a double phase change can be caused by the push-pull operation, which enables driving at a lower voltage.

信号電極14は50Ωの終端抵抗を付与した進行波型電極とし、高速な光変調に対応できる電極構造としている。また、信号電極14及び接地電極18について、2つの分岐導波路11a、11bの中央線A−A’に対して、対称に配置されている。
バイアス印加部13は、温度変化やDCドリフトに対応するため、光強度をモニターし、フィードバック回路により、DC電圧を可変としてもよい。
基板15として、ポリイミド基板を用い、その基板15上に、光導波路11のクラッド層として働くポリイミド樹脂をスピンコートする。さらに、マッハツェンダの導波路パターンマスクを用いて、フォトリソグラフィーと酸素ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、コア溝を形成した。
次いで、コアとなる屈折率の大きなポリイミド樹脂を溝部に形成し、低損失な光導波路を形成する。更にリソグラフィーとエッチングを用いて、DASTを選択的に形成する分岐光導波路の選択部分だけ、コアとなるポリイミドを除去し、等しい長さのコア溝を再度形成する。
ここに、メタノールを溶媒に用いた徐冷法によって、DASTを結晶成長させた。結晶方位については種結晶によって、導波路方向をb軸、同じく基板15に平行な面内にa軸、及び基板15に垂直方向がc軸となるように、コア溝を埋め込んだ形でDAST単結晶が形成された。このときコア溝以外にも、結晶成長したDASTが存在する。そこで、研磨により不要部分のDASTの除去を行う。
The signal electrode 14 is a traveling wave electrode provided with a 50Ω termination resistance, and has an electrode structure that can cope with high-speed light modulation. Further, the signal electrode 14 and the ground electrode 18 are arranged symmetrically with respect to the center line AA ′ of the two branch waveguides 11a and 11b.
The bias application unit 13 may monitor the light intensity in order to cope with a temperature change and a DC drift, and may change the DC voltage by a feedback circuit.
A polyimide substrate is used as the substrate 15, and a polyimide resin serving as a cladding layer of the optical waveguide 11 is spin-coated on the substrate 15. Furthermore, using a Mach-Zehnder waveguide pattern mask, reactive ion etching using photolithography and oxygen gas was performed to form a core groove.
Next, a polyimide resin having a large refractive index serving as a core is formed in the groove to form a low-loss optical waveguide. Further, by using lithography and etching, the polyimide serving as the core is removed only in a selected portion of the branched optical waveguide where DAST is selectively formed, and a core groove having an equal length is formed again.
Here, DAST was crystal-grown by a slow cooling method using methanol as a solvent. Regarding the crystal orientation, the DAST single crystal is embedded in a core groove so that the waveguide direction is the b-axis, the a-axis is in a plane parallel to the substrate 15, and the c-axis is the direction perpendicular to the substrate 15. Crystals were formed. At this time, crystal grown DAST exists in addition to the core groove. Therefore, unnecessary portions of DAST are removed by polishing.

研磨は、発泡ウレタンパッドSupreme RN−H(ロデール製)を用いて、シリカの研磨粒子を用いて研磨を行い、コア溝以外のDASTを除去し、DASTを特定のコア溝にのみ残すことができる。分岐光導波路に選択配置したDASTの長さは15mm、厚さ6μmとした。
ここでは、種結晶を用いた徐冷法でDAST層を形成したが、非特許文献に記載されているような改良シェア法によってDAST薄膜を形成してもよい。
この上層に下層のクラッド層と同じポリイミドをスピンコートして形成し、2μm厚さの上部クラッド層とした。
次いで、メッキ法により、Au電極を厚さ8μm形成し、バイアス電極16及び接地電極17、18、信号電極14を形成した。信号電極14及び接地電極17、18には、終端に50Ωの終端抵抗を取り付け、進行波型の信号電極とした。
Polishing can be performed using a urethane foam pad, Supreme RN-H (Rodel), using silica abrasive particles to remove DAST other than the core groove and leave DAST only in a specific core groove. . The length of the DAST selectively arranged in the branch optical waveguide was 15 mm and the thickness was 6 μm.
Here, the DAST layer is formed by a slow cooling method using a seed crystal, but the DAST thin film may be formed by an improved shear method as described in non-patent literature.
This upper layer was formed by spin-coating the same polyimide as the lower cladding layer to form an upper cladding layer having a thickness of 2 μm.
Next, the Au electrode was formed to a thickness of 8 μm by plating, and the bias electrode 16, the ground electrodes 17 and 18, and the signal electrode 14 were formed. The signal electrode 14 and the ground electrodes 17 and 18 were each provided with a terminal resistance of 50Ω to form a traveling wave type signal electrode.

この時、図1に示すように、バイアス電極16及び信号電極14は、分岐導波路11a、11bの中央に形成し、接地電極17、18は分岐導波路11a、11bの外側に形成した。
このように、変調部12及びバイアス印加部13とも、DASTに逆向きの電界を印加することができ、2倍の位相変化を生じさせることができるため、より低電圧での光学バイアス印加及び変調を可能にしている。
また、バイアス電極16と接地電極17は2つの分岐導波路11a、11bの中央線A−A’に対して対称に配置しており、金属電極と有機材料の熱膨張によるひずみを対称にできる。さらに信号電極14と接地電極18も、2つの分岐導波路11a、11bの中央線A−A’に対して対称に配置されているため、両分岐光導波路11a、11bのDASTによって位相変化が生じる部分において、高周波信号電流によって生じる熱が等しく、温度差が発生しないため、温度ドリフトと呼ばれる動作点シフトが発生しない。
At this time, as shown in FIG. 1, the bias electrode 16 and the signal electrode 14 were formed in the center of the branch waveguides 11a and 11b, and the ground electrodes 17 and 18 were formed outside the branch waveguides 11a and 11b.
In this way, both the modulation unit 12 and the bias application unit 13 can apply a reverse electric field to the DAST and cause a double phase change, so that the optical bias application and modulation can be performed at a lower voltage. Is possible.
Further, the bias electrode 16 and the ground electrode 17 are arranged symmetrically with respect to the center line AA ′ of the two branch waveguides 11a and 11b, so that the distortion due to the thermal expansion of the metal electrode and the organic material can be made symmetrical. Further, since the signal electrode 14 and the ground electrode 18 are also arranged symmetrically with respect to the center line AA ′ of the two branch waveguides 11a and 11b, a phase change occurs due to DAST of both branch optical waveguides 11a and 11b. In this portion, heat generated by the high-frequency signal current is equal, and no temperature difference is generated, so that an operating point shift called temperature drift does not occur.

このようにして、マッハツェンダ型の有機導波路型光変調器10を作製した。波長1.3μmのレーザ光を入射しながら、同軸ケーブルを介して電極間に変調信号を入力したところ、光学バイアス設定として、+1Vと低いDC電圧を供給し、変調電圧として1.2Vと低い駆動電圧で、光変調器を駆動できた。
進行波型電極を用いているため40GHzと高速の光強度変調を提供できる。また、変調部12はプッシュプル動作をしているため、チャープの無い光変調が実現できる。
図1において、符号19は信号電源を、20はバイアス電源を示している。
Thus, a Mach-Zehnder type organic waveguide type optical modulator 10 was produced. When a modulation signal is input between electrodes via a coaxial cable while a laser beam having a wavelength of 1.3 μm is incident, a low DC voltage of +1 V is supplied as an optical bias setting, and a low driving voltage of 1.2 V is used as the modulation voltage. The optical modulator could be driven by voltage.
Since a traveling wave type electrode is used, high-speed light intensity modulation of 40 GHz can be provided. Further, since the modulation unit 12 performs a push-pull operation, optical modulation without chirp can be realized.
In FIG. 1, reference numeral 19 denotes a signal power source, and 20 denotes a bias power source.

図2に第2の実施形態を示す。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する(以下の他の実施形態において同じ)。
本実施形態では、第1の実施形態に比べ、バイアス印加部13のバイアス電極に、別個のバイアス電源が接続され、絶対値が等しく且つ符号が反対の電位とするようになっている点が異なっている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。
分岐光導波路中央に、第1バイアス電極21を配置し、第1バイアス電極21に対向して分岐光導波路11a、11bの外側に第2バイアス電極22を配置している。図2において、符号23は第1のバイアス電源を、24は第2のバイアス電源を示している。
FIG. 2 shows a second embodiment. Note that the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and unless otherwise specified, description of the configuration and functions already described is omitted, and only the main part will be described (the same applies to other embodiments below).
This embodiment is different from the first embodiment in that a separate bias power source is connected to the bias electrode of the bias applying unit 13 so that the potentials are equal in absolute value and opposite in sign. ing. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
A first bias electrode 21 is disposed at the center of the branch optical waveguide, and a second bias electrode 22 is disposed outside the branch optical waveguides 11 a and 11 b so as to face the first bias electrode 21. In FIG. 2, reference numeral 23 denotes a first bias power source, and 24 denotes a second bias power source.

第1バイアス電極21にV=V/2の、第2バイアス電極22にV=−V/2の電位を与えることで、第1の実施形態同様Vの電位差を各々分岐導波路11a、11bに配置したDASTに逆向きのDC電界を印加することができ、2倍の位相変化を生じることができるため、第1の実施形態の1/2の電圧である±0.5Vと低いDC電圧で、光学バイアスを設定できる。
本実施形態においても、2つの分岐導波路11a、11bの中央線A−A’に対して、バイアス電極21、22が対称に、信号電極14及び接地電極18も対称に配置されている。
ここでは、第1バイアス電極21にV=V/2の、第2バイアス電極22にV=−V/2の電位を与えたが、第1バイアス電極21にV=−V/2の、第2バイアス電極22にV=V/2の電位を与えてもよい。
Of V = V 0/2 to the first bias electrode 21, by applying a potential of V = -V 0/2 to the second bias electrode 22, each branch waveguide 11a the potential difference in the first embodiment similarly V 0 , 11 b can be applied with a reverse DC electric field, and a double phase change can be generated. Therefore, the voltage is as low as ± 0.5 V, which is a half voltage of the first embodiment. The optical bias can be set with a DC voltage.
Also in this embodiment, the bias electrodes 21 and 22 are symmetrically arranged with respect to the center line AA ′ of the two branching waveguides 11a and 11b, and the signal electrode 14 and the ground electrode 18 are also symmetrically arranged.
Here, the V = V 0/2 to the first bias electrode 21, gave the potential of V = -V 0/2 to the second bias electrode 22, the first bias electrode 21 V = -V 0/2 The potential of V = V 0/2 may be applied to the second bias electrode 22.

図3に第3の実施形態を示す。
図3(a)は、有機導波路型光変調器10の上面図を、図3(b)は、バイアス印加部13のB−B’線での断面図を示している。
第1の実施形態では、光導波路11のクラッド上にバイアス電極16及び接地電極17が形成されていたが、本実施形態では、バイアス電極16と接地電極17はDASTが配置された分岐導波路11a、11bと略同一平面にあることを特徴としている。
図3(b)に示すように、2つの分岐光導波路下面で規定される平面に対して、バイアス電極16及び接地電極17がより深く、形成されている。図3(a)において、ハッチングで表示している部分が、バイアス電極16と信号電極14の「深く形成されている部分」を示している。
基板15として、熱酸化膜を形成したSi基板を用い、クラッド層25としてエポキシ樹脂を、また、DAST以外の部分のコア層として、クラッド層25より屈折率の大きなエポキシ樹脂を用いた。
FIG. 3 shows a third embodiment.
3A is a top view of the organic waveguide type optical modulator 10, and FIG. 3B is a cross-sectional view of the bias applying unit 13 taken along line BB ′.
In the first embodiment, the bias electrode 16 and the ground electrode 17 are formed on the clad of the optical waveguide 11. However, in the present embodiment, the bias electrode 16 and the ground electrode 17 are branched waveguides 11a in which DAST is arranged. , 11b and substantially in the same plane.
As shown in FIG. 3B, the bias electrode 16 and the ground electrode 17 are formed deeper than the plane defined by the lower surfaces of the two branch optical waveguides. In FIG. 3A, hatched portions indicate “deeply formed portions” of the bias electrode 16 and the signal electrode 14.
As the substrate 15, a Si substrate on which a thermal oxide film was formed was used, an epoxy resin was used as the cladding layer 25, and an epoxy resin having a higher refractive index than that of the cladding layer 25 was used as a core layer other than DAST.

公知技術によるリソグラフィーとエッチングによって、光導波路11を形成し、次いで、DASTを選択的に配置するコア溝を形成した。
ここに、第1の実施形態と同様、メタノールを溶媒に用いた徐冷法によって、DASTを結晶成長させた。結晶方位については、種結晶によって、導波路方向をb軸、同じく基板に平行な面内にa軸となるように、コア溝を埋め込んだ形でDAST単結晶が形成された。このときコア溝以外のDASTは、研磨により除去し、DASTを特定のコア溝にのみ残すことができる。
ここで、分岐光導波路に選択配置したDASTの長さは12mm、厚さ6μmとした。下部クラッド層と同じエポキシ樹脂を2μm厚さに上部クラッド層として形成した。
The optical waveguide 11 was formed by lithography and etching according to a known technique, and then a core groove for selectively disposing DAST was formed.
Here, as in the first embodiment, DAST was crystal-grown by a slow cooling method using methanol as a solvent. Regarding the crystal orientation, the DAST single crystal was formed by the seed crystal with the core groove embedded so that the waveguide direction was the b-axis and the a-axis was in a plane parallel to the substrate. At this time, DAST other than the core groove can be removed by polishing, and the DAST can be left only in the specific core groove.
Here, the length of the DAST selectively disposed in the branch optical waveguide is 12 mm and the thickness is 6 μm. The same epoxy resin as the lower clad layer was formed to a thickness of 2 μm as the upper clad layer.

次いで、DASTが配置された2つの分岐光導波路11a、11bの両側に、略同一平面となるようにバイアス電極16と接地電極17を形成する。このとき、進行波形信号電極14と接地電極18も同時に形成する。
まず、図3(a)においてハッチングで表示しているバイアス電極16の部分及び接地電極17、信号電極14及び接地電極18に相当する溝を公知技術によるリソグラフィーとエッチングによって形成する。
溝深さは、分岐光導波路11a、11bとバイアス電極16及び接地電極17とが略同一平面になるように、DAST光導波路の底部から2μmほど深く形成した。蒸着法により電極溝にAuを埋め込み、ダマシン法にて不要なAuを除去して、厚さ10μmのバイアス電極16と接地電極17及び進行波形信号電極14、接地電極18の一部を形成した。
「バイアス電極とコア層に配置されたDASTが略同一平面にある」とは、基板15に平行に横方向に電圧を印加するような電極配置において、DASTが配置された分岐光導波路で規定される面内(図3(b)において一点鎖線で示す略同一平面内)に、バイアス電極16及び接地電極17が形成されていることを指す。
Next, the bias electrode 16 and the ground electrode 17 are formed on both sides of the two branch optical waveguides 11a and 11b on which DAST is arranged so as to be substantially in the same plane. At this time, the traveling waveform signal electrode 14 and the ground electrode 18 are also formed simultaneously.
First, a portion of the bias electrode 16 indicated by hatching in FIG. 3A and a groove corresponding to the ground electrode 17, the signal electrode 14, and the ground electrode 18 are formed by lithography and etching using a known technique.
The groove depth was formed about 2 μm deep from the bottom of the DAST optical waveguide so that the branched optical waveguides 11a and 11b, the bias electrode 16 and the ground electrode 17 were substantially in the same plane. Au was buried in the electrode grooves by vapor deposition, and unnecessary Au was removed by damascene method to form a bias electrode 16 having a thickness of 10 μm, a ground electrode 17, a traveling waveform signal electrode 14, and a part of the ground electrode 18.
“The bias electrode and the DAST arranged in the core layer are substantially in the same plane” is defined by the branch optical waveguide in which the DAST is arranged in an electrode arrangement in which a voltage is applied in the lateral direction parallel to the substrate 15. The bias electrode 16 and the ground electrode 17 are formed in a plane (in substantially the same plane indicated by a one-dot chain line in FIG. 3B).

次いで、図3(a)において、分岐光導波路11a、11bと交わる部分の電極、バイアス電極16の光出射側Y分岐と交わるT字状の引き出し部、及び信号電極14のT字状の引き出し部のAu電極を上部クラッド層上に形成し、信号電極14には終端に50Ωの終端抵抗を取り付け、進行波型電極とした。
このようにして、マッハツェンダ型の有機導波路型光変調器10Bを作製した。このような、バイアス電極16と接地電極17、信号電極14と接地電極18は、2つの分岐光導波路11a、11bの中央線A−A’に対して対称に配置されている。
波長1.3μmのレーザ光を入射しながら、同軸ケーブルを介して電極間に変調信号を入力したところ、バイアス電極16とDASTが略同一平面にあるため、より有効に電界を印加することができ、+0.8Vと低いDC電圧で、光学バイアスを設定でき、低い駆動電圧で光変調器を駆動でき、進行波型電極を用いているため40GHzと高速の光強度変調を行うことができる。
Next, in FIG. 3A, the electrode at the portion that intersects the branched optical waveguides 11a and 11b, the T-shaped lead portion that intersects the Y-branch on the light emission side of the bias electrode 16, and the T-shaped lead portion of the signal electrode 14 The terminal electrode was formed on the upper clad layer, and the terminal end of the signal electrode 14 was provided with a 50Ω termination resistor to form a traveling wave type electrode.
Thus, a Mach-Zehnder type organic waveguide type optical modulator 10B was produced. The bias electrode 16 and the ground electrode 17, the signal electrode 14 and the ground electrode 18 are arranged symmetrically with respect to the center line AA ′ of the two branch optical waveguides 11a and 11b.
When a modulation signal is input between electrodes via a coaxial cable while a laser beam having a wavelength of 1.3 μm is incident, an electric field can be applied more effectively because the bias electrode 16 and DAST are in substantially the same plane. The optical bias can be set with a DC voltage as low as +0.8 V, the optical modulator can be driven with a low driving voltage, and since the traveling wave type electrode is used, high-speed light intensity modulation of 40 GHz can be performed.

図4に第4の実施形態を示す。
上述した有機導波路型光変調器を用いた光通信システムの一例である。この例は、ガラスエポキシでできたボード上に、複数のIC間の光インターコネクションを実現したものである。
光インターコネクションは、高速の信号線に用いており、低速の信号線は図示していないが従来通り電気配線を用いている。
光通信システム30は、ICからの電気信号を光信号に変換して出力するための光出力部31、その光信号を伝送するための光伝送路32及び伝送された光信号を電気信号に変換するための光入力部33からなる。
ここで、光出力部31は、半導体レーザからなる光源34、その光源34から有機導波路型光変調器10へCW光を導く光導波路35、ICからの電気信号をシリアル処理する電気回路と有機導波路型光変調器10を駆動するためのドライバからなる電気信号処理部36、電気信号処理部36からの電気信号を光信号に変換する有機導波路型光変調器10及びそれらの間の電気信号を伝える電気配線39とからなっている。有機導波路型光変調器10は、第1の実施形態に示したものと同じ有機導波路型光変調器を用いている。
FIG. 4 shows a fourth embodiment.
It is an example of the optical communication system using the organic waveguide type optical modulator mentioned above. In this example, an optical interconnection between a plurality of ICs is realized on a board made of glass epoxy.
The optical interconnection is used for a high-speed signal line, and a low-speed signal line is not shown, but an electric wiring is used as usual.
An optical communication system 30 includes an optical output unit 31 for converting an electrical signal from an IC into an optical signal and outputting the optical signal, an optical transmission path 32 for transmitting the optical signal, and converting the transmitted optical signal into an electrical signal. It comprises an optical input unit 33 for this purpose.
Here, the light output unit 31 includes a light source 34 formed of a semiconductor laser, an optical waveguide 35 that guides CW light from the light source 34 to the organic waveguide optical modulator 10, an electric circuit that serially processes an electric signal from the IC, and an organic circuit. An electric signal processing unit 36 composed of a driver for driving the waveguide type optical modulator 10, an organic waveguide type optical modulator 10 for converting an electric signal from the electric signal processing unit 36 into an optical signal, and electric between them It consists of electrical wiring 39 for transmitting signals. The organic waveguide type optical modulator 10 uses the same organic waveguide type optical modulator as that shown in the first embodiment.

一方、光入力部33は、伝送された信号を受光するための受光素子37と、必要に応じて受光素子37からの信号を増幅するためのアンプ及び受光素子37で受けた信号を再度もとのビットに変換するための電気回路からなる電気信号処理部38及びそれらの間の電気信号を伝える電気配線39からなっている。
光伝送路として、シングルモードの光ファイバを用いた。ここでは、光伝送路として、シングルモードの石英光ファイバを用いたが、比較的低速での短距離の伝送など、用途に応じて、マルチモードの光ファイバやPOF、また、ボード内光通信においては、石英や樹脂からなる光導波路を適宜用いることができる。
なお本実施形態では、各々のボード40、41上に光出力、光入力の二つを備えて、双方向の光伝送を可能にした、好ましい光通信システム例ではあるが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
On the other hand, the optical input unit 33 again receives a signal received by the light receiving element 37 for receiving the transmitted signal and an amplifier for amplifying the signal from the light receiving element 37 and the light receiving element 37 as necessary. The electric signal processing unit 38 made of an electric circuit for converting the bit into the bit and the electric wiring 39 for transmitting an electric signal between them.
A single mode optical fiber was used as the optical transmission line. Here, a single-mode quartz optical fiber is used as the optical transmission line, but depending on the application, such as a short-distance transmission at a relatively low speed, a multi-mode optical fiber or POF, or in-board optical communication The optical waveguide made of quartz or resin can be used as appropriate.
In this embodiment, each of the boards 40 and 41 is provided with two optical outputs and an optical input to enable bidirectional optical transmission. However, the present invention is not limited to this. It is not limited to a simple configuration.

少なくとも有機導波路型光変調器10を用いた光出力部を持っており、1対の光出力部と光入力部しかない一方向の伝送しか行わない光通信システムでもかまわない。また、この例では、異なるボード間の光通信システムを示しているが、ICが同一ボード内にあるような場合でもよい。
また、ここでは、有機導波路型光変調器は1つしか形成していないが、必要に応じて複数個をアレイ化しより広帯域な通信を可能にしてもよい。
光出力部31に、電気光学定数がきわめて大きく、且つ誘電率が小さく、有機結晶であるために熱的に安定な4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート(DAST)を電気光学効果の媒体として用いているため高速で低電圧駆動、且つ信頼性が高く、変調信号を印加する信号電極と、印加する信号成分をバイアスするバイアス電極を分離し、バイアス電極と接地電極とで形成される電界は、干渉する2つの分岐導波路に配置されたDAST結晶の結晶軸に対して反対方向に印加することによって、低バイアス電圧で光学バイアスを設定できる有機導波路型光変調器を用いることによって、低電圧駆動が可能で、データ伝送容量が大きい光通信システムを提供することができる。
An optical communication system having at least an optical output unit using the organic waveguide type optical modulator 10 and performing only one-way transmission having only a pair of optical output units and an optical input unit may be used. Further, in this example, an optical communication system between different boards is shown, but an IC may be in the same board.
Here, only one organic waveguide type optical modulator is formed. However, a plurality of optical waveguide optical modulators may be arrayed as necessary to enable wider-band communication.
4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate (DAST) which has a very large electro-optic constant and a small dielectric constant and is an organic crystal in the light output portion 31 Is used as a medium for the electro-optic effect, so that the signal electrode for applying the modulation signal is separated from the bias electrode for biasing the applied signal component by separating the signal electrode for applying the modulation signal from the high speed, low voltage drive and high reliability. The organic waveguide type optical modulation that can set the optical bias with a low bias voltage by applying the electric field formed by the two in the opposite direction to the crystal axis of the DAST crystal disposed in the two branching waveguides that interfere with each other By using the optical device, it is possible to provide an optical communication system that can be driven at a low voltage and has a large data transmission capacity.

本発明の第1の実施形態における有機導波路型光変調器の概要平面図である。It is an outline top view of an organic waveguide type optical modulator in a 1st embodiment of the present invention. 第2の実施形態における有機導波路型光変調器の概要平面図である。It is a general | schematic top view of the organic waveguide type optical modulator in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における有機導波路型光変調器を示す図で、(a)は概要平面図、(b)は(a)のB−B’線における断面図である。It is a figure which shows the organic waveguide type optical modulator in 2nd Embodiment, (a) is a schematic plan view, (b) is sectional drawing in the B-B 'line of (a). 第4の実施形態における光通信システムのブロック図である。It is a block diagram of the optical communication system in 4th Embodiment. DASTの構造式を示す図である。It is a figure which shows the structural formula of DAST. 従来の光変調器の概要平面図である。It is a general | schematic top view of the conventional optical modulator. 従来の他の光変調器の概要平面図である。It is a general | schematic top view of the other conventional optical modulator.

符号の説明Explanation of symbols

10 有機導波路型光変調器
11 光導波路
11a、11b 分岐導波路
14 信号電極
16 バイアス電極
17、18 接地電極
21 第1のバイアス電極
22 第2のバイアス電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Organic waveguide type optical modulator 11 Optical waveguide 11a, 11b Branching waveguide 14 Signal electrode 16 Bias electrode 17, 18 Ground electrode 21 1st bias electrode 22 2nd bias electrode

Claims (11)

光の入射、出射が可能で、外部から制御された電場によって屈折率が変化し、光の位相を変化させる電気光学効果の媒体としての有機材料をコア層に持つ光導波路と、光の位相を変化させるための電極とを有し、複数の光導波路上を伝播する光を干渉させる干渉型の有機導波路型光変調器において、
前記複数の光導波路に対し、変調信号を印加する信号電極と、印加する信号成分をバイアスするバイアス電極と、接地電極とが各々設けられていることを特徴とする有機導波路型光変調器。
An optical waveguide that has an organic material in the core layer as an electro-optic effect medium that changes the refractive index by an externally controlled electric field and changes the phase of the light. An interference type organic waveguide optical modulator that interferes with light propagating on a plurality of optical waveguides.
An organic waveguide type optical modulator comprising a signal electrode for applying a modulation signal, a bias electrode for biasing a signal component to be applied, and a ground electrode for each of the plurality of optical waveguides.
請求項1に記載の有機導波路型光変調器において、
前記電気光学効果を持つ有機材料は、4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート(DAST)であることを特徴とする有機導波路型光変調器。
The organic waveguide optical modulator according to claim 1,
The organic material having an electro-optic effect is 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate (DAST).
請求項2に記載の有機導波路型光変調器において、
干渉する2つの分岐導波路を有し、該2つの分岐導波路に配置される前記DASTの結晶軸は同一方向であり、前記バイアス電極と前記接地電極とで形成される電界は、前記DASTの結晶軸に対して反対方向となることを特徴とする有機導波路型光変調器。
The organic waveguide type optical modulator according to claim 2,
The DAST has two branching waveguides that interfere with each other, the DAST crystal axes arranged in the two branching waveguides are in the same direction, and the electric field formed by the bias electrode and the ground electrode is An organic waveguide type optical modulator characterized by being opposite to the crystal axis.
請求項3に記載の有機導波路型光変調器において、
前記バイアス電極として第1及び第2のバイアス電極を有し、これらのバイアス電極に絶対値は等しく符号が反対の電圧を印加することを特徴とする有機導波路型光変調器。
The organic waveguide type optical modulator according to claim 3,
An organic waveguide type optical modulator having first and second bias electrodes as the bias electrodes, and applying a voltage having the same absolute value and opposite signs to these bias electrodes.
請求項3又は4に記載の有機導波路型光変調器において、
前記バイアス電極と前記接地電極が、前記2つの分岐導波路の中央線に対して略対称に配置されていることを特徴とする有機導波路型光変調器。
In the organic waveguide type optical modulator according to claim 3 or 4,
An organic waveguide type optical modulator, wherein the bias electrode and the ground electrode are disposed substantially symmetrically with respect to a center line of the two branch waveguides.
請求項5に記載の有機導波路型光変調器において、
前記信号電極とこれに対応する接地電極が、前記2つの分岐導波路の中央線に対して略対称に配置されていることを特徴とする有機導波路型光変調器。
The organic waveguide type optical modulator according to claim 5,
An organic waveguide type optical modulator, wherein the signal electrode and a ground electrode corresponding to the signal electrode are arranged substantially symmetrically with respect to a center line of the two branch waveguides.
請求項2乃至6のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器において、
前記光導波路の伝播方向は、前記DASTの結晶のb軸方向で、且つ前記信号電極及び前記バイアス電極による電圧印加は、前記DASTの結晶のa軸方向であることを特徴とする有機導波路型光変調器。
In the organic waveguide type optical modulator according to any one of claims 2 to 6,
The propagation direction of the optical waveguide is the b-axis direction of the DAST crystal, and the voltage application by the signal electrode and the bias electrode is the a-axis direction of the DAST crystal. Light modulator.
請求項2乃至7のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器において、
前記バイアス電極と前記コア層に配置された前記DASTが略同一平面に配置されていることを特徴とする有機導波路型光変調器。
In the organic waveguide type optical modulator according to any one of claims 2 to 7,
An organic waveguide type optical modulator, wherein the bias electrode and the DAST arranged in the core layer are arranged in substantially the same plane.
請求項2に記載の有機導波路型光変調器において、
干渉する2つの分岐導波路を有し、該2つの分岐導波路に配置される前記DASTの結晶軸は同一方向であり、前記信号電極と前記接地電極とで形成される電界は、前記DASTの結晶軸に対して反対方向となり、プッシュプル駆動することを特徴とする有機導波路型光変調器。
The organic waveguide type optical modulator according to claim 2,
The DAST includes two branch waveguides that interfere with each other, the crystal axes of the DAST arranged in the two branch waveguides are in the same direction, and the electric field formed by the signal electrode and the ground electrode is An organic waveguide type optical modulator characterized in that it is in a direction opposite to a crystal axis and is driven by push-pull driving.
請求項1乃至9のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器において、
前記電気光学効果を持つ有機材料の屈折率を制御し、前記信号電極は、進行波型電極であることを特徴とする有機導波路型光変調器。
In the organic waveguide type optical modulator according to any one of claims 1 to 9,
An organic waveguide type optical modulator, wherein a refractive index of an organic material having an electro-optic effect is controlled, and the signal electrode is a traveling wave type electrode.
請求項1乃至10のうちの何れかに記載の有機導波路型光変調器を光出力部の構成要素とする光通信システム。   The optical communication system which uses the organic waveguide type optical modulator in any one of Claim 1 thru | or 10 as a component of an optical output part.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016158283A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 住友大阪セメント株式会社 Light modulator
JP2018136569A (en) * 2018-04-27 2018-08-30 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
US10598849B2 (en) 2018-03-29 2020-03-24 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical device having EO polymer core and specially-polymerized clad

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016158283A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 住友大阪セメント株式会社 Light modulator
JP2016191827A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator
CN106796362A (en) * 2015-03-31 2017-05-31 住友大阪水泥股份有限公司 Optical modulator
US10409136B2 (en) * 2015-03-31 2019-09-10 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulator
CN106796362B (en) * 2015-03-31 2021-05-28 住友大阪水泥股份有限公司 Optical modulator
US10598849B2 (en) 2018-03-29 2020-03-24 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical device having EO polymer core and specially-polymerized clad
JP2018136569A (en) * 2018-04-27 2018-08-30 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element

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