JP2011164388A - マッハツェンダ型光変調器 - Google Patents

Abstract

【課題】 主信号が通る光導波路とオフ光導波路との結合効率低下を抑制しつつ、オフ光導波路の製造ばらつきが抑制されたマッハツェンダ型光変調器を提供する。
【解決手段】 マッハツェンダ型光変調器は、電気光学効果を有する基板を備え、基板は、入力導波路部と、入力導波路部から分岐して接続される２つの中間導波路部と、２つの中間導波路部が結合して接続される出力導波路部と、出力導波路部の少なくともいずれかの脇に出力導波路部と離間して設けられ、２つの中間導波路部が結合する結合部から放出されるオフ光をガイドする副光導波路部と、を備え、副光導波路部は、開始点において出力導波路部よりも広い幅を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、マッハツェンダ型光変調器に関する。

ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ）基板、ＬｉＴａＯ_２基板等の電気光学結晶を用いた光導波路デバイスが開発されている。このような光導波路デバイスとして、例えばマッハツェンダ型光変調器があげられる。マッハツェンダ変調器の動作点電圧は環境温度などにより変化するため、出力光をモニタすることによって動作点電圧が一定に保たれる。出力光は、オフ光を用いてモニタすることができる。特許文献１は、主信号（オン光）が通る導波路と別に、放射光（オフ光）を導くための副光導波路部を設ける技術を開示している。

特開平５−５３０８６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、オフ光を効率よく副光導波路部に導くために先端が尖っている副光導波路部を用いている。このような構造では製造プロセスによっては先端の製造ばらつきが問題となることがある。ガイドの先端形状のばらつきは、消光比、モニタ受光感度等のばらつき要因となりうる。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、オフ光の副光導波路部への結合効率低下を抑制しつつ、副光導波路部の製造ばらつきが抑制されたマッハツェンダ型光変調器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、明細書開示のマッハツェンダ型光変調器は、電気光学効果を有する基板を備え、基板は、入力導波路部と、入力導波路部から分岐して接続される２つの中間導波路部と、２つの中間導波路部が結合して接続される出力導波路部と、出力導波路部の少なくともいずれかの脇に出力導波路部と離間して設けられ、２つの中間導波路部が結合する結合部から放出されるオフ光をガイドする副光導波路部と、を備え、副光導波路部は、開始点において出力導波路部よりも広い幅を有するものである。

明細書開示のマッハツェンダ型光変調器によれば、オフ光の副光導波路部への結合効率低下を抑制しつつ、副光導波路部の製造ばらつきを抑制することができる。

（ａ）は実施例１に係るマッハツェンダ型の光変調器の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は出力導波路部付近の拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 比較例１に係る光変調器の出力導波路部付近の平面図である。 比較例２に係る光変調器の出力導波路部付近の平面図である。 （ａ）は実施例２に係る光変調器の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 実施例３に係る光変調器の模式的な平面図である。 実施例３の変形例に係る光変調器の模式的な平面図である。 実施例４に係る光変調器の模式的な平面図である。 実施例４の変形例１に係る光変調器の模式的な平面図である。 実施例４の変形例２に係る光変調器の模式的な平面図である。 実施例５に係る光送信器の全体構成を説明するためのブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、実施例について説明する。

図１（ａ）は、実施例１に係るマッハツェンダ型の光変調器１００の模式的な平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ａ）を参照して、光変調器１００は、入射導波路部１１、中間導波路部１２，１３および出力導波路部１４が形成された基板１０を備える。基板１０は、ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ）基板、ＬｉＴａＯ_２基板等の電気光学結晶を用いた電気光学基板である。

入射導波路部１１、中間導波路部１２，１３および出力導波路部１４は、基板１０にＴｉ等の金属を熱拡散させることによって形成される。入射導波路部１１は、Ｙ字分岐部を介して中間導波路部１２，１３に接続される。中間導波路部１２，１３は、互いに平行に配置されており、Ｙ字結合部を介して出力導波路部１４に接続される。それにより、入射導波路部１１、中間導波路部１２，１３および出力導波路部１４は、信号光導波路を構成する。

図１（ｂ）を参照して、基板１０の信号光導波路側の面には、バッファ層３０が設けられている。それにより、信号光導波路は、バッファ層３０によって覆われる。バッファ層３０は、信号光導波路を伝播する光が後述する電極によって吸収されることを防ぐために設けられる。バッファ層３０は、例えば、厚さ０．２μｍ〜２μｍ程度のＳｉＯ_２等である。

中間導波路部１２，１３上には、バッファ層３０を介して、信号電極２１および接地電極２２が設けられている。それにより、信号電極２１および接地電極２２は、コプレーナ電極を形成する。基板１０としてＺカット基板を用いる場合には、Ｚ方向の電界に起因する屈折率変化を利用するために、上記各電極は導波路の真上に配置される。

光変調器１００を高速で駆動する場合、信号電極２１および接地電極２２の終端を抵抗で接続することによって進行波電極を構成し、進行波電極の入力側からマイクロ波信号を印加する。この場合、生じた電界に起因して中間導波路部１２，１３の屈折率が変化する。それにより、中間導波路部１２，１３の位相差が変化するため、マッハツェンダ干渉が生じる。その結果、出力導波路部１４から、強度変調された信号光が出力される。進行波電極の断面形状を変化させることによって、マイクロ波の実効屈折率を制御することができる。光とマイクロ波の速度とを整合させることによって、高速の光応答特性を得ることができる。

中間導波路部１２，１３上には、信号電極２１および接地電極２２とは別に、バイアス調整用のＤＣ電極２３，２４が設けられている。マッハツェンダ型の変調器の動作点電圧（光出力がオフとなる電圧）は環境温度などにより変化する。しかしながら、ＤＣ電極２３，２４に低周波の信号を印加しながら光変調器１００の出力光の強度に応じてＤＣ電極２３，２４にバイアス電圧を与えることによって、光変調器１００の動作点電圧を一定に保つことができる。

信頼性を確保しつつ光変調器の小型化と低電圧化とを両立する手段を本発明者らは検討した。これまで、低電圧を維持しつつ光変調器を小型化するためには単位長あたりの駆動電圧Ｖπを低下させて相互作用部を短くすることが効果的である、との考えが主流であった。本発明者らはこの主流の考えから離れ、着目点を相互作用部から出力光のモニタ部に移した。まず、これまではあまり議論されることのなかった副光導波路部の開始点の製造精度に着目した。

図２（ａ）および図２（ｂ）は、出力導波路部１４付近の拡大図である。図２（ａ）は、出力導波路部１４付近の拡大平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、出力導波路部１４の各脇に、出力導波路部１４と離間して副光導波路部１５と副光導波路部１６とが設けられている。副光導波路部１５，１６は、中間導波路部１２，１３が結合するＹ字結合部から放出されるオフ光をガイドする機能を有する。

副光導波路部１５，１６と出力導波路部１４との最短距離を、ギャップＳｘとする。また、副光導波路部１５，１６の開始点における出力導波路部１４の幅を幅Ｗｓｉｇとする。副光導波路部１５，１６の開始点における幅は、上記の幅Ｗｓｉｇよりも広く形成されている。出力導波路部１４は、副光導波路部１５，１６の開始点から後段に向かって幅が狭くなるように形成されている。

ここで、実施例１に係る光変調器１００の効果を明確にするために、比較例１について説明する。図３は、比較例１に係る光変調器の出力導波路部付近の平面図である。図３においては、副光導波路部１５，１６が開始点において尖った形状を有している。この場合、オフ光を効率よく副光導波路部１５，１６に導くことができる。しかしながら、このような構造では、製造プロセスにおける副光導波路部１５，１６の先端の製造精度が問題となることがある。

副光導波路部１５，１６の形成には結晶基板上の一部にＴｉ等の金属を熱拡散させる方法等がとられる。こうした方法をとる場合、鋭利な先端形状を有するマスクパターンを用いても、パターニング時のレジストの露光、現像、金属膜のエッチング等の工程で、先端形状が欠けたり丸くなったりすることがある。先端形状の変化は、レジスト塗布の条件、露光の際の光パワーもしくは時間、レジストのベーク条件、エッチング時のエッチャント温度もしくはスターラの速度等、さまざまな条件に依存する。先端形状は、種々の条件の微妙な変化によって大きく変化する。先端形状の変化は、ウエハごとに異なり、同じウエハ内であってもウエハの中央付近にあるチップと周縁付近にあるチップとで異なる場合もある。結果として、ウエハごとまたはチップごとに副光導波路部１５，１６の先端形状が異なってしまう。オフ光の副光導波路部１５，１６への結合効率は、副光導波路部１５，１６の先端の幅、角度等に依存する。また、先端形状の影響は光の波長によっても異なる。したがって先端形状のばらつきは、消光比、モニタ受光感度等のばらつき要因となり、さらにはそれらの波長特性のばらつき要因ともなる。

これに対して、本実施例に係る光変調器１００においては、副光導波路部１５，１６は、開始点において、出力導波路部１４よりも広い幅を有している。この場合、副光導波路部１５，１６の製造精度が高くなる。それにより、副光導波路部１５，１６の先端形状の製造条件に依存する変化が抑制され、製造ばらつきに起因する特性ばらつきを抑えることができる。また、副光導波路部１５，１６の開始点における幅が大きくなることから、オフ光の副光導波路部１５，１６への結合効率が維持される。

副光導波路部１５，１６は、開始点において、マルチモードを実現する幅を有していることが好ましい。この場合、オフ光は、副光導波路部１５，１６の基底モードと結合できなくても、副光導波路部１５，１６の高次モードに結合できるようになる。それにより、高次モードも含めて結合効率を考慮した場合、十分な結合効率が得られる。なお、マルチモードは、波長により必要とされる導波路幅が異なるが、例えば、Ｃバンドの光に対して導波路幅が１０μｍ程度以上あれば実現される。

なお、マルチモードの副光導波路を用いる場合、低次モードと高次モードとで伝播速度が異なりかつ入力部と出力部とでモード間の位相差が異なるため、モードフィールドが変化することがある。この場合、モード分散が新たな問題として浮上するおそれがある。しかしながら、入力部の形状が再現されるように副光導波路部の幅と長さを設計することによって十分に解決される。

また、比較例１に係る光変調器では、出力導波路部１４と副光導波路部１５，１６とが平行する箇所が、特性ばらつきの要因となりうる。図３を参照して、出力導波路部１４と副光導波路部１５，１６とは、ギャップＳｘを隔てて平行に設けられている。このギャップＳｘは、出力導波路部１４の高次モード（オフ光）が副光導波路部１５，１６に結合し、基底モード（オン光）が副光導波路部１５，１６に結合しない値に設定される。ギャップＳｘが適切な設定値よりも小さいと、オン光の損失が増大する。一方で、ギャップＳｘが大きいと、オフ光の結合効率が低下し、消光比の劣化、モニタ光の受光感度劣化等につながる。

このように、光変調器の特性は、ギャップＳｘに敏感である。特に、オフ光の副光導波路部１５，１６への結合効率が、ギャップＳｘに応じて大きく変化する。副光導波路部１５，１６の先端形状と同様に、ギャップＳｘもパターニング、エッチング等の条件に依存し、ウエハごとまたはチップごとに異なる値をとりうる。その結果、特性のばらつきが発生し、歩留まりが劣化するおそれがある。

また、出力導波路部１４と副光導波路部１５，１６との平行箇所は、波長特性の問題も引き起こす。伝播光の波長が長いほど、基底モードおよび高次モードの両方とも副光導波路部１５，１６への結合効率が大きくなる。それにより、モニタ光の受光感度は上がり、オン光の損失が大きくなる。言い換えれば、波長ごとに適切なギャップの値が異なることになる。その結果、設計した波長付近でのみ所望の特性が得られることになる。または、製造条件が微妙に変化しただけで、設計波長から離れた波長では要求仕様が満たされなくなってしまう。

製造条件の問題を回避するためには、導波路製造プロセスの精度、再現性等を改善するか、導波路とは別に高精度なプロセスを追加導入する必要がある。この場合、プロセス中の温度、湿度等の環境管理、膜厚（金属膜、レジスト）の調整、パターニング時の光照射条件の管理などが新たに加わり、多岐にわたって装置の管理を徹底させる必要が生じる。その結果、設備の導入および管理がコストアップにつながる。

製造精度の問題のほかに、比較例１に係る光変調器は、サイズの問題も有している。出力導波路部と副光導波路部とを平行に設ける構成は、両副光導波路部の方向性結合を利用している。そのため、高次モードを副光導波路部に対して完全結合させるために、上記平行部分は、数１０ｍｍ程度の長さを必要とする。そのため、上記平行部分を導入するためには、チップを長くするなどの対応が必要となる。現実的には、結合効率を犠牲にして完全結合長よりも短く設計することになる。しかしながら、副光導波路部による効果を得ようとすると、少なくとも１０ｍｍ程度の長さが必要となる。限られたサイズのチップで１０ｍｍの長さを実現しようとすると、相互作用部を短くするなどの対処が必要となる。その結果、駆動電圧増大等の別の問題が生じる。

サイズの問題は、上記の他に、オフ光とオン光との間隔を広げる部分にも起因する。比較例１に係る光変調器では、副光導波路部１５，１６の幅をテーパ状に広げることによってオフ光のモードフィールドを広げ、オン光とオフ光との距離を実質的に離すようにしている。この構成ではオフ光の中心は徐々にオン光から離れていく。しかしながら、副光導波路部１５，１６と出力導波路部１４とのギャップＳｘは、始点から端面まで一定であることから、出力導波路部１４と副光導波路部１５，１６との最短距離は変化しない。この場合、副光導波路部１５，１６を伝わるオフ光の一部が出力導波路部１４の近くに残ってしまう。出力導波路部１４の近くのオフ光は、端面から出力された後にオン光に干渉し、オン光の消光比を劣化させる。

消光比の改善のためには、端面に至るまでに、オフ光とオン光との距離を大きくすることが重要である。そのための方策として、図４の比較例２に係る光変調器のように、平行部の後段に曲がり部を設けることが考えられる。比較例２に係る光変調器では、副光導波路部１５，１６は、出力導波路部１４との距離が大きくなるように曲率半径Ｒで曲げられている。比較例２に係る光変調器では、副光導波路部１５，１６は、曲率半径Ｒで約９０度曲げられており、オフ光はチップの側面から放射される。

図４の曲がり副光導波路部を用いる場合、チップサイズへの影響が懸念される。チップサイズを維持するためには副光導波路部の曲率半径Ｒを小さくすることが好ましい。しかしながら、曲率半径Ｒを小さくすると副光導波路部を伝わるオフ光が放射され、信号光の消光比劣化、モニタ光強度の低下等が生じる。また、図４のように副光導波路部を９０度曲げる場合には、チップの幅が２Ｒ以上となるので、曲率半径Ｒを２ｍｍと小さくしても、チップ幅は４ｍｍ以上と広くなってしまう。チップの幅は、通常１ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、４ｍｍ以上になるとウエハ１枚から製造されるチップ本数が低下し、チップ単価が高くなる。

したがって、放射損失が小さくかつ曲率半径Ｒの小さい副光導波路部が必要となる。そのための方策として、国際公開ＷＯ２００６／０９０８６３は、基板を薄くする方法を提案している。基板の厚みを２０μｍ以下にすることによって、導波路をスラブ導波路として機能させ、曲率半径が５ｍｍでも、低損失で副光導波路部を曲げることができる。

しかしながら、市販されているウエハの厚さは、一般的には０．５ｍｍ〜１ｍｍである。ウエハ厚さを２０μｍにするためには、ウエハの全面研磨もしくは機械加工、エキシマレーザ加工もしくはサンドブラスト加工等による部分加工が施される。しかしながら加工時および加工後の信頼性については課題が残されている。例えば、基板の薄い部分が破損しやすいという問題が残されている。また、特に部分加工においては量産性に向けた対策も必要となり、新プロセス導入によるコストアップをいかに抑えるかが課題となる。

加工技術の開発が進められる一方で、光変調器の特性改善に対する要求は近年急速に強まっている。背景のひとつとして、パッケージの規格化に伴って通信装置への搭載部品の小型化が求められていることが挙げられる。光変調器についてもパッケージを小さくすることが求められている。特に、ＬＮ変調器は、短小化が重要な課題である。別の背景として、変調方式の変化が挙げられる。ＮＲＺ変調からＤＰＳＫ変調等へ変調方式が移り変わるに伴い、駆動電圧が従来のＶπから２Ｖπへと変わりつつある。これに対応するため、ドライバアンプの性能が改善され高出力化が進んでいるが、変調器に対しても駆動電圧の低減が強く求められている。したがって、駆動電圧Ｖπの低減が重要課題となっている。

残る課題として、オフ光とオン光との分離がある。基板を薄くすることによって曲率半径Ｒの小さい副光導波路の放射損失を減らすことも考えられるが、前述のように加工時等の信頼性に問題がある。信頼性を確保するためには基板を薄く加工することなくオフ光をオン光から離す手段が必要であり、本発明者らは代替案を検討した。例えば、図２のように、曲率半径Ｒを小さくする代わりに副光導波路部１５，１６が開始点で出力導波路部１４から離れる方へ角度をなすようにする。この構成を用いることによって、曲率半径Ｒを５ｍｍ以上に大きくでき、基板の厚みを２０μｍより大きくしても比較的短い伝播距離でオン光とオフ光とを離すことができる。

比較例１，２に係る光変調器と本実施例に係る光変調器１００とを比較すると、光変調器１００においては、副光導波路部１５，１６と出力導波路部１４との平行部が設けられていない。そこで、光変調器１００において、出力導波路部１４と副光導波路部１５，１６との最短距離（ギャップＳｘ）を１０μｍ未満とする。それにより、結合効率が補償される。

また、本実施例に係る光変調器１００では、短い伝播距離でオン光とオフ光との距離を大きくすることができることから、基板１０の厚みを２０μｍ以下にしなくてもチップの小型化と消光比の改善とを両立させることができる。したがって、基板１０の厚みは２０μｍを上回ることが好ましい。この場合、基板１０の破損等が抑制される。また、高い加工精度が要求されないことから、コスト増加を抑制することができる。

なお、信号光導波路と副光導波路部１５，１６とは、異なる材料で形成されていてもよいが、同一の材料で形成されていることが好ましい。この場合、信号光導波路および副光導波路部１５，１６とを同一工程で形成できることから、製造工程が簡素化される。また、副光導波路部１５，１６の曲率半径を５ｍｍ以上とすることが好ましい。この場合、放射損失が抑制される。

オフ光が副光導波路部１５，１６に放射される点は、Ｙ字結合部から導波路が狭くなってシングルモードとなったポイントである。したがって、副光導波路部１５，１６の開始位置は、出力導波路部１４の幅が後段に向かって狭くなる開始点に隣り合うことが好ましい。高次モードがカットオフとなる導波路幅を考慮すると、副光導波路部１５，１６の開始点における出力導波路部１４の幅Ｗｓｉｇは、４μｍ〜７μｍであることが好ましい。このとき、カットオフとなる導波路の幅が光の波長により異なることが問題となる。そこで、副光導波路部１５，１６の開始点における出力導波路部１４の幅の変化率は、伝播方向１ｍｍあたり２μｍ以上であることが好ましい。

なお、本実施例に係る光変調器１００においては、出力導波路部１４の両脇にオフ光用の副光導波路が設けられているが、いずれか一方に設けられていればオフ光のモニタは可能である。したがって、副光導波路部１５，１６のいずれか一方が設けられていればよい。ここで、オフ光とオン光との距離を大きくすることによって消光比が改善されるが、消光比をさらに改善するためには、オン光を中心軸としてオフ光が対称に伝播することが好ましい。したがって、光変調器１００のように、出力導波路部１４の両側にオフ光用の副光導波路が設けられていることが好ましい。

さらに、消光比改善の観点からすれば、副光導波路部１５，１６の開始点が信号光の伝播方向において等しいことが好ましい。また、副光導波路部１５，１６の開始点における幅が等しいことが好ましい。さらに、出力導波路部１４と副光導波路部１５，１６との距離が等しいことが好ましい。また、出力導波路部１４と副光導波路部１５，１６とのなす角度が等しいことが好ましい。

図５（ａ）は、実施例２に係る光変調器１０１の模式的な平面図である。図５（ａ）を参照して、光変調器１０１においては、副光導波路部１５と出力導波路部１４との間に溝４１が形成され、副光導波路部１６と出力導波路部１４との間に溝４２が形成されている。溝４１は、副光導波路部１５に沿って延びるように形成されている。溝４２は、副光導波路部１６に沿って延びるように形成されている。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。図５（ｂ）を参照して、溝４１，４２を埋めるように、バッファ層３０が形成されている。なお、バッファ層３０は、溝４１，４２においては形成されていなくてもよい。

ここで、オフ光用の副光導波路をマルチモードにすると、高次モードは副光導波路の曲がり部で放射しやすくなる。しかしながら、本実施例のように副光導波路部１５，１６と出力導波路部１４との間に溝を形成することによって、高次モードのオン光に対する干渉を抑制することができる。

また、副光導波路部１５，１６をマルチモード導波路とする場合、高次モードでのモードフィールドの波長依存性が大きくなる。この場合、溝が浅いと、溝の効果がオフ光の波長に依存して異なるおそれがある。そこで、モードフィールド径を考慮すると、溝４１，４２の深さは３μｍ以上あることが好ましい。

図６は、実施例３に係る光変調器１０２の模式的な平面図である。図６を参照して、光変調器１０２においては、副光導波路部１５，１６の幅が、オフ光の伝播方向にテーパ状に狭くなるように形成されている。この場合、オフ光を逆相のモニタ光として利用する場合に、オフ光と受光素子との結合効率を向上させることができる。

（変形例）
図７は、実施例３の変形例に係る光変調器１０３の模式的な平面図である。図７を参照して、光変調器１０３においては、副光導波路部１５，１６の幅が、オフ光の伝播方向において不連続に狭くなっている。この場合においても、オフ光を逆相のモニタ光として利用する場合に、オフ光と受光素子との結合効率を向上させることができる。

ただし、副光導波路部１５，１６の開始点におけるモードフィールドが、副光導波路の幅の狭くなる点において鏡像を結ぶことが好ましい。そこで、下記式（１）が成立するように副光導波路部１５，１６の幅を決定することが好ましい。
Ｌ ≒ Ｎ・（４ｎＷ^２／λ） （１）
Ｎ：整数
ｎ：副光導波路部の実効屈折率
Ｗ：副光導波路部１５，１６の開始点における幅
λ：オフ光の波長
Ｌ：副光導波路部１５，１６において幅Ｗを有する部分の長さ

オフ光用の副光導波路をマルチモードにすると、光の閉じ込め作用が強まる。したがって、基板１０に垂直な方向においては、オン光とオフ光との位置がほぼ同じとなる。この場合、オフ光がオン光に干渉するおそれがある。そこで、実施例５においては、オフ光のオン光への干渉を抑制する構造について説明する。図８は、実施例４に係る光変調器１０４の模式的な平面図である。図８を参照して、光変調器１０４においては、副光導波路部１５，１６が端面まで形成されていない。すなわち、副光導波路部１５，１６は、端面に到達するまでに終端する。この場合、オフ光を下方（バッファ層３０と反対側）に逃がすことができる。それにより、オフ光のオン光への干渉を抑制することができる。

（変形例１）
図９（ａ）は、実施例４の変形例１に係る光変調器１０５の模式的な平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して、光変調器１０５においては、副光導波路部１５，１６は基板端面まで形成されているが、途中で溝４３，４４がオフ光の伝播方向と略直角に形成されている。この場合においても、オフ光を下方（バッファ層３０と反対側）に逃がすことができる。それにより、オフ光のオン光への干渉を抑制することができる。

（変形例２）
図１０は、実施例４の変形例２に係る光変調器１０６の模式的な平面図である。光変調器１０６においては、オフ光が出力導波路部１４と反対側に反射されるように、溝４３，４４が傾斜している。この場合、反射戻りオフ光のオン光への干渉を抑制することができる。

また、本実施例において、副光導波路部１５，１６をマルチモード導波路とする場合、高次モードでのモードフィールドの波長依存性が大きくなる。この場合、溝が浅いと、溝の効果がオフ光の波長に依存して異なるおそれがある。そこで、モードフィールド径を考慮すると、溝４３，４４の深さは３μｍ以上あることが好ましい。

図１１は、実施例５に係る光送信器２００の全体構成を説明するためのブロック図である。図１１を参照して、光デバイス２１０、受光素子２２０、データ生成部２３０等を備える。光デバイス２１０は、上記いずれかの光変調器を備えた半導体レーザ等である。データ生成部２３０は、光デバイス２１０を駆動するための駆動信号を光デバイスに送信する。光デバイスは、データ生成部２３０からの駆動信号に応じて光変調信号を出力する。出力された光変調信号は、光ファイバ等を介して外部に出力される。受光素子２２０は、光変調信号のオフ光を受光し、その受光結果をデータ生成部２３０に送信する。光デバイス２１０に搭載される光変調器は、小型化されるとともに高消光比を有することから、光送信器２００は、高特性光信号を出力することができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

（付記）
（付記１）
電気光学効果を有する基板を備え、
前記基板は、入力導波路部と、前記入力導波路部から分岐して接続される２つの中間導波路部と、前記２つの中間導波路部が結合して接続される出力導波路部と、前記出力導波路部の少なくともいずれかの脇に前記出力導波路部と離間して設けられ、前記２つの中間導波路部が結合する結合部から放出されるオフ光をガイドする副光導波路部と、を備え、
前記副光導波路部は、開始点において前記出力導波路部よりも広い幅を有することを特徴とするマッハツェンダ型光変調器。
（付記２）
前記電気光学効果を有する基板は、２０μｍを上回る厚みを有することを特徴とする付記１記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記３）
前記副光導波路部の開始点における、前記副光導波路部と前記出力導波路部とのギャップは、１０μｍ未満であることを特徴とする付記１または２記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記４）
前記副光導波路部は、開始点において、前記出力導波路部から遠ざかる方向へ角度をなすことを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記５）
前記出力導波路部と前記副光導波路部との間に、溝が形成されていることを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記６）
前記副光導波路部は、前記出力導波路部から離れる方へ湾曲することを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記７）
前記副光導波路部の曲率半径は、５ｍｍ以上であることを特徴とする付記６記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記８）
前記副光導波路部は、オフ光の伝播方向に徐々にまたは段階的に幅が狭くなることを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記９）
前記副光導波路部は、前記基板の端面に到達する前に終端することを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１０）
前記副光導波路部には、幅方向に横切る溝が形成されていることを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１１）
前記溝は、オフ光が前記出力導波路部と反対側に反射されるように、オフ光の伝播方向に傾斜して形成されていることを特徴とする付記１０記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１２）
前記溝は、３μｍ以上の深さを有することを特徴とする付記１０または１１記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１３）
前記副光導波路部の開始点における前記出力導波路部の幅は、４μｍ〜７μｍであることを特徴とする付記１〜１２のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１４）
前記出力導波路部および前記副光導波路部は、同一の材料からなることを特徴とする付記１〜１３のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１５）
前記出力導波路部は、オン光の伝播方向に幅が変化する部分を有し、
前記副光導波路部の開始点は、前記出力導波路部の幅が変化する部分に隣り合うことを特徴とする付記１〜１４のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１６）
前記出力導波路部の幅の変化率は、オン光の伝播方向１ｍｍあたり、２μｍ以上であることを特徴とする付記１５記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１７）
前記副光導波路部は、前記出力導波路部の両脇に、前記出力導波路部を中心に対称に形成されていることを特徴とする付記１〜１６のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１８）
前記２つの副光導波路部の開始点は、前記出力導波路部のオン光の伝播方向において等しいことを特徴とする付記１７記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記１９）
前記２つの副光導波路部の開始点における幅が等しいことを特徴とする付記１７または１８記載のマッハツェンダ型光変調器。
（付記２０）
前記２つの副光導波路部が前記出力導波路部となす角が等しいことを特徴とする付記１７〜１９のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。

１０ 基板
１１ 入射導波路部
１２，１３ 中間導波路部
１４ 出力導波路部
１５，１６ 副光導波路部
２１ 信号電極
２２ 接地電極
２３，２４ ＤＣ電極
３０ バッファ層
４１〜４４ 溝
１００ 光変調器
２００ 光送信器

Claims (10)

1. 電気光学効果を有する基板を備え、
   前記基板は、入力導波路部と、前記入力導波路部から分岐して接続される２つの中間導波路部と、前記２つの中間導波路部が結合して接続される出力導波路部と、前記出力導波路部の少なくともいずれかの脇に前記出力導波路部と離間して設けられ、前記２つの中間導波路部が結合する結合部から放出されるオフ光をガイドする副光導波路部と、を備え、
   前記副光導波路部は、開始点において前記出力導波路部よりも広い幅を有することを特徴とするマッハツェンダ型光変調器。
2. 前記電気光学効果を有する基板は、２０μｍを上回る厚みを有することを特徴とする請求項１記載のマッハツェンダ型光変調器。
3. 前記副光導波路部の開始点における、前記副光導波路部と前記出力導波路部とのギャップは、１０μｍ未満であることを特徴とする請求項１または２記載のマッハツェンダ型光変調器。
4. 前記副光導波路部は、開始点において、前記出力導波路部から遠ざかる方向へ角度をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
5. 前記出力導波路部と前記副光導波路部との間に、溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
6. 前記副光導波路部は、前記出力導波路部から離れる方へ湾曲することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
7. 前記副光導波路部の曲率半径は、５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項６記載のマッハツェンダ型光変調器。
8. 前記副光導波路部は、オフ光の伝播方向に徐々にまたは段階的に幅が狭くなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
9. 前記副光導波路部は、前記基板の端面に到達する前に終端することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。
10. 前記副光導波路部には、幅方向に横切る溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のマッハツェンダ型光変調器。

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