JP2011007972A - 光導波路デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導波部22の伸延方向D1に交差する交差方向D2において、支持部材13による応力の応力分布中心に近い方にある接地電極25の架橋部25c−inと、応力分布中心から遠い方にある接地電極25の架橋部25c−outとが、異なる形状で形成されている、光導波路デバイス10とする。接地電極25の構造を工夫することにより、支持部材13から基板11にかかる応力で生じる、複数の導波部22間の応力特性の相異を打ち消すような応力を、接地電極25から基板11へかける。
【選択図】図1
Description
LN基板2に比べて支持部材6の熱膨張率は小さく、これに起因した熱膨張差により支持部材6からLN基板2にかかる応力は、LN基板2の側面に近づくほど強い。したがって、図10及び図11に示すように、4つの導波部3bがLN基板2において基板幅方向にほぼ対称配置されていて、電極4,5による応力の均一化が基板幅方向において図られている場合、図11に示すように、支持部材6からLN基板2にかかる応力の交差方向D2における分布は、分布中心がほぼ基板幅方向中心と一致し、応力分布中心から基板側面へ向かって次第に強くなる特性を示す。
支持部材に載置された、電気光学効果を有する基板と、前記基板に、前記基板の長さ方向へ伸延して形成された光導波路と、前記基板上に形成され、前記光導波路に対し電界を作用させる電極と、を含んで構成され、
前記光導波路は、光が入力される入力導波部と、前記入力導波部に入力された光を分岐して伝搬する2つの並行する導波路を備えた導波部と、前記導波部を伝搬してきた分岐光を結合する出力導波部と、を有し、
前記電極は、前記導波部ごとに、一方の前記導波路に重なる部分をもつ信号電極と、他方の前記導波路に重なる部分をもつ接地電極と、を備え、
前記接地電極が、前記導波部の伸延方向に交差する交差方向において、前記導波路に重なる幅狭部と、前記幅狭部よりも幅の広い幅広部と、に分割された部分を有し、前記幅狭部と前記幅広部との間を架橋部により連結してあり、
前記接地電極の架橋部の形状が、複数の前記接地電極間で異なる、光導波路デバイスである。
支持部材に載置された、電気光学効果を有する基板と、前記基板に、前記基板の長さ方向へ伸延して形成された光導波路と、前記基板上に形成され、高周波電気信号による電界を前記光導波路に対し作用させる進行波電極と、前記基板上に形成され、前記光導波路の動作点を調整するバイアス電圧が印加される動作点調整電極と、を含んで構成され、
前記光導波路は、光が入力される入力導波部と、前記入力導波部に入力された光を分岐して伝搬する2つの並行する導波路を備えた導波部と、前記導波部を伝搬してきた分岐光を結合する出力導波部と、を有し、
前記動作点調整電極は、前記導波部ごとに、一方の前記導波路に重なる部分をもつバイアス電極と、他方の前記導波路に重なる部分をもつ接地電極と、を備え、
前記接地電極が、前記導波部の伸延方向に交差する交差方向において、前記導波路に重なる幅狭部と、前記幅狭部よりも幅の広い幅広部と、に分割された部分を有し、前記幅狭部と前記幅広部との間を架橋部により連結してあり、
前記接地電極の架橋部の形状が、複数の前記接地電極間で異なる、光導波路デバイスである。
図1及び図2において、光導波路デバイス10は、電気光学効果を有する基板としてLiNbO3(LN)を用いたZカットの基板11を含み、LN基板11に、LN基板11の長さ方向(長手方向)へ伸延する光導波路20が形成される。光導波路20は、Tiなどの金属膜をパターニングして熱拡散させる、あるいは、パターニング後に安息香酸中でプロトン交換するなどの工程により、形成される。
支持部材13は、光導波路デバイス10を実装した筐体の一部又は筐体とは別部品であってステンレス鋼(SUS)製等の金属製であり、LN基板11に比べて熱膨張率が小さい。このため、熱膨張率に起因した熱膨張差が、温度変動に応じてLN基板11と支持部材13との間に発生する。熱膨張差により支持部材13からLN基板11にかかる応力は、LN基板11の側面に近づくほど強い。したがって、図1及び図2に示すように、4つの導波部22がLN基板11において基板幅方向にほぼ対称配置されていて、これに対応して電極24,25も基板幅方向においてほぼ対称に配置される場合、図2に示すように、支持部材13からLN基板11にかかる応力の交差方向D2における分布は、分布中心がほぼ基板幅方向中心と一致し、応力分布中心から基板側面へ向かって次第に強くなる特性を示す。
第3実施形態は、動作点変動補償用のバイアス電圧を導波部22に供給するために、動作点調整電極(DC電極)を進行波電極(RF電極)とは別に設けた実施形態である。進行波電極は、第1実施形態と同様に、抵抗で終端する信号電極24及び接地電極25を含んで構成されるので、同じ符号を付して重複説明は省略する。また、LN基板11及びLN基板11に形成される光導波路20も第1実施形態と同様なので、同じ符号を付して重複説明は省略する。
なお、図5に示す光導波路デバイス50において、進行波電極24,25も、第1実施形態相当の形状として示されている。しかしながら、動作点調整電極を構成するバイアス電極51及び接地電極52が第1実施形態相当の応力構造になっていれば、進行波電極の信号電極24及び接地電極25を同様の構造とする必要はない。
図6において、基板61は、第1実施形態同様に、ZカットのLN基板であり、LN基板61の長さ方向に伸延する光導波路70が、基板幅方向中心から片側に片寄って形成される。
第5実施形態の光導波路90は、基板幅方向中心から片側に片寄って形成され、これに伴って電極94,95もLN基板81の片側に片寄って形成されるので、支持部材13による応力の分布中心が基板幅方向中心と一致しない。この場合でも、応力分布中心からの距離に応じて架橋部95cの形状を変えることにより、第1実施形態同様の効果を得ることができる。
支持部材に載置された、電気光学効果を有する基板と、
前記基板に、前記基板の長さ方向へ伸延して形成された光導波路と、
前記基板上に形成され、前記光導波路に対し電界を作用させる電極と、
を含んで構成され、
前記光導波路は、光が入力される入力導波部と、前記入力導波部に入力された光を分岐して伝搬する2つの並行する導波路を備えた導波部と、前記導波部を伝搬してきた分岐光を結合する出力導波部と、を有し、
前記電極は、前記導波部ごとに、一方の前記導波路に重なる部分をもつ信号電極と、他方の前記導波路に重なる部分をもつ接地電極と、を備え、
前記接地電極が、前記導波部の伸延方向に交差する交差方向において、前記導波路に重なる幅狭部と、前記幅狭部よりも幅の広い幅広部と、に分割された部分を有し、前記幅狭部と前記幅広部との間を架橋部により連結してあり、
前記接地電極の架橋部の形状が、複数の前記接地電極間で異なる、光導波路デバイス。
付記1記載の光導波路デバイスであって、
前記接地電極の架橋部の形状が、前記支持部材から前記基板にかかる応力の前記交差方向における応力分布中心からの距離に応じて異なる、光導波路デバイス。
付記2記載の光導波路デバイスであって、
前記接地電極は、前記応力分布中心に近い側の前記導波路に前記幅狭部が重なる、光導波路デバイス。
付記3記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極の架橋部が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極の架橋部に比べて太く形成される、光導波路デバイス。
付記4記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極の架橋部の幅が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極の架橋部に比べて広く形成される、光導波路デバイス。
付記3記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極における前記幅狭部と前記幅広部との間の間隔が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極における前記幅狭部と前記幅広部との間の間隔に比べて、狭くなっている、光導波路デバイス。
付記3記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極に比べて厚く形成される、光導波路デバイス。
付記7記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極の架橋部及び幅広部が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極の架橋部及び幅広部に比べて厚く形成される、光導波路デバイス。
付記1〜8のいずれか1項記載の光導波路デバイスであって、
前記導波部の導波路脇に沿う溝が前記基板に形成されており、
前記接地電極が、前記接地電極下に位置する前記溝を埋めるように形成される、光導波路デバイス。
付記9記載の光導波路デバイスであって、
前記各導波部の各導波路の両脇に前記溝が形成されており、前記交差方向における前記溝の形成位置に応じて、前記溝の形状が異なる、光導波路デバイス。
付記10記載の光導波路デバイスであって、
前記交差方向における前記溝の形成位置に応じて、前記溝の幅が異なる、光導波路デバイス。
付記10記載の光導波路デバイスであって、
前記交差方向における前記溝の形成位置に応じて、前記溝の深さが異なる、光導波路デバイス。
付記10記載の光導波路デバイスであって、
前記交差方向における前記溝の形成位置に応じて、前記溝の長さが異なる、光導波路デバイス。
付記10〜13のいずれか1項記載の光導波路デバイスであって、
前記基板において前記溝に挟まれた部位に形成されるリッジ部分に前記各導波路が形成されており、前記交差方向における前記リッジ部分の形成位置に応じて、前記リッジ部分の幅が異なる、光導波路デバイス。
付記10記載の光導波路デバイスであって、
前記交差方向において、前記信号電極を対称軸にして前記溝が対称に配置される、光導波路デバイス。
付記1〜15のいずれか1項記載の光導波路デバイスの前記信号電極の一端を抵抗を介して接地し終端してあり、データ信号に従った高周波電気信号を前記信号電極の他端に印加して使用する、マッハツェンダ型光変調器。
支持部材に載置された、電気光学効果を有する基板と、
前記基板に、前記基板の長さ方向へ伸延して形成された光導波路と、
前記基板上に形成され、高周波電気信号による電界を前記光導波路に対し作用させる進行波電極と、
前記基板上に形成され、前記光導波路の動作点を調整するバイアス電圧が印加される動作点調整電極と、
を含んで構成され、
前記光導波路は、光が入力される入力導波部と、前記入力導波部に入力された光を分岐して伝搬する2つの並行する導波路を備えた導波部と、前記導波部を伝搬してきた分岐光を結合する出力導波部と、を有し、
前記動作点調整電極は、前記導波部ごとに、一方の前記導波路に重なる部分をもつバイアス電極と、他方の前記導波路に重なる部分をもつ接地電極と、を備え、
前記接地電極が、前記導波部の伸延方向に交差する交差方向において、前記導波路に重なる幅狭部と、前記幅狭部よりも幅の広い幅広部と、に分割された部分を有し、前記幅狭部と前記幅広部との間を架橋部により連結してあり、
前記接地電極の架橋部の形状が、複数の前記接地電極間で異なる、光導波路デバイス。
付記17記載の光導波路デバイスの前記進行波電極に、データ信号に従った高周波電気信号を印加して使用する、マッハツェンダ型光変調器。
11,61,81 基板
12 バッファ層
20,70,90 光導波路
21,71,91 入力導波部
22,72,92 導波部
22−in,72−in,92−in 応力分布中心に近い方の導波部
22−out,72−out,92−out 応力分布中心から遠い方の導波部
22a,72a,92a 応力分布中心に近い側の導波路
22b,72b,92b 応力分布中心から遠い側の導波路
23,73,93 出力導波部
24,74,94 信号電極
25,75,95 接地電極
25a,75a,95a 幅狭部
25b,75b,95b 幅広部
25c,75c,95c 架橋部
25c−in,75c−in,95c−in 応力分布中心に近い方の架橋部
25c−out,75c−out,95c−out 応力分布中心から遠い方の架橋部
51 バイアス電極
52 接地電極
52a 幅狭部
52b 幅広部
52c 架橋部
52c−in 応力分布中心に近い方の架橋部
52c−out 応力分布中心から遠い方の架橋部
Claims (9)
- 支持部材に載置された、電気光学効果を有する基板と、
前記基板に、前記基板の長さ方向へ伸延して形成された光導波路と、
前記基板上に形成され、前記光導波路に対し電界を作用させる電極と、
を含んで構成され、
前記光導波路は、光が入力される入力導波部と、前記入力導波部に入力された光を分岐して伝搬する2つの並行する導波路を備えた導波部と、前記導波部を伝搬してきた分岐光を結合する出力導波部と、を有し、
前記電極は、前記導波部ごとに、一方の前記導波路に重なる部分をもつ信号電極と、他方の前記導波路に重なる部分をもつ接地電極と、を備え、
前記接地電極が、前記導波部の伸延方向に交差する交差方向において、前記導波路に重なる幅狭部と、前記幅狭部よりも幅の広い幅広部と、に分割された部分を有し、前記幅狭部と前記幅広部との間を架橋部により連結してあり、
前記接地電極の架橋部の形状が、複数の前記接地電極間で異なる、
光導波路デバイス。 - 請求項1記載の光導波路デバイスであって、
前記接地電極は、前記支持部材から前記基板にかかる応力の前記交差方向における応力分布中心に近い側の前記導波路に前記幅狭部が重なる、光導波路デバイス。 - 請求項2記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極の架橋部が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極の架橋部に比べて太く形成される、光導波路デバイス。 - 請求項2記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極における前記幅狭部と前記幅広部との間の間隔が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極における前記幅狭部と前記幅広部との間の間隔に比べて、狭くなっている、光導波路デバイス。 - 請求項2記載の光導波路デバイスであって、
前記応力分布中心から遠い方の前記接地電極が、前記応力分布中心に近い方の前記接地電極に比べて厚く形成される、光導波路デバイス。 - 請求項1〜5のいずれか1項記載の光導波路デバイスであって、
前記導波部の導波路脇に沿う溝が前記基板に形成されており、
前記接地電極が、前記接地電極下に位置する前記溝を埋めるように形成される、光導波路デバイス。 - 請求項1〜6のいずれか1項記載の光導波路デバイスの前記信号電極の一端を抵抗を介して接地し終端してあり、データ信号に従った高周波電気信号を前記信号電極の他端に印加して使用する、マッハツェンダ型光変調器。
- 支持部材に載置された、電気光学効果を有する基板と、
前記基板に、前記基板の長さ方向へ伸延して形成された光導波路と、
前記基板上に形成され、高周波電気信号による電界を前記光導波路に対し作用させる進行波電極と、
前記基板上に形成され、前記光導波路の動作点を調整するバイアス電圧が印加される動作点調整電極と、
を含んで構成され、
前記光導波路は、光が入力される入力導波部と、前記入力導波部に入力された光を分岐して伝搬する2つの並行する導波路を備えた導波部と、前記導波部を伝搬してきた分岐光を結合する出力導波部と、を有し、
前記動作点調整電極は、前記導波部ごとに、一方の前記導波路に重なる部分をもつバイアス電極と、他方の前記導波路に重なる部分をもつ接地電極と、を備え、
前記接地電極が、前記導波部の伸延方向に交差する交差方向において、前記導波路に重なる幅狭部と、前記幅狭部よりも幅の広い幅広部と、に分割された部分を有し、前記幅狭部と前記幅広部との間を架橋部により連結してあり、
前記接地電極の架橋部の形状が、複数の前記接地電極間で異なる、
光導波路デバイス。 - 請求項8記載の光導波路デバイスの前記進行波電極に、データ信号に従った高周波電気信号を印加して使用する、マッハツェンダ型光変調器。
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