JP2012247516A - 光変調器およびその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板1上に形成された複数の光導波路3と、光導波路3内を通過する光を変調するために設けられる信号線電極4と、光導波路3上に信号線電極4を配してなる光変調部12とを備える光変調器において、信号線電極4がその周囲を誘電体絶縁膜5によって覆われ、誘電体絶縁膜5がその外側をグラウンド電極6によって覆われるようにした。
【選択図】図1
Description
図9に示すように、従来のマッハツェンダー変調器は二つの光導波路3と、二つの光カプラー10,11と、二つの光カプラー10,11の間に配設され光導波路3に高周波信号を印加する信号線電極4とを備えて構成されている。そして、信号線電極4によって光導波路3に高周波信号が印加される領域が二つの変調部12として構成されている。
図1に本実施形態に係る光変調器の光変調部における断面構造を示す。図1に示すように、本実施形態に係る光変調器の変調部は、基板1上にグラウンド層2を介して形成された光導波路3の直上にそれぞれ信号線電極4がパターンニングされて構成されている。そしてこの光導波路3および信号線電極4の周囲に誘電体絶縁膜5が形成され、さらにこの誘電体絶縁膜5の周囲にグラウンド電極6が蒸着されている。なお、光導波路3は光導波路コア層3aと、光導波路コア層3aの上下に形成される光導波路クラッド層3bとから構成されている。
なお、本実施形態において光導波路3は、例えばSi,Al,Ga,In,As,PまたはSbの中の少なくとも二種類以上の元素からなるIII−V族化合物半導体で構成すれば好適である。
図2ないし図4に基づいて本発明に係る光変調器およびその作製方法の第一の実施例を説明する。本実施例は、本発明の効果を示す一つの例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行い得ることは言うまでもない。
り、ここでは詳しい説明は省略する。
本実施例ではDFBレーザ7のチャネル間隔を50μmとし、光合波器8としてマルチモード干渉型合波器(以下、MMIカプラという)を用いた。
また、DFBレーザ7のバイアス電流はそれぞれ100mA、信号振幅電圧は2Vppとした。光ファイバは10kmとした。DFBレーザ7から出射される光の波長は1305nm、1310nmとした。
以下に、本実施例に係る光変調器によって信号線間におけるクロストークを低減することができる理由について説明する。本実施例においては、図1に示し上述した構成と同様に、従来の構成に比較して、信号線電極4が誘電体絶縁膜5とグラウンド電極6で覆われている。これにより、信号線電極4からの電磁波は静電遮蔽されるため、グラウンド電極6の外側に広がることがない。よって、隣り合う導波路3上の信号線間クロストークを抑制することが可能となる。
図4は2チャネル導波路型EADFBレーザアレイの変調特性を測定するための測定系である。図4に示す2チャネルパルスパターン発生器(以下、2Ch-PPGという)101からは40Gbpsの信号がそれぞれ出力されており、2チャネル導波路型EADFBレーザアレイを備えた多チャネル光送信モジュール102内の導波路型EA変調器9にそれぞれつながっている。また、2チャネルレーザ駆動電源103は多チャネル光送信モジュール102内の各DFBレーザ7のチャネルに接続されている。多チャネル光送信モジュール102のEADFBレーザアレイから出力された光はシングルモードファイバ104を介して、光分波器105に入る。そして、分波された光のうち1つが光可変減衰器106で減衰された後、フォトディテクタ107に入力され、電気信号に変換される。この電気信号がエラーディテクタ108に入る。観測したチャネルは波長1305nmのチャネルとした。
以上より、静電遮蔽構造を有する本実施例に係る変調器を備えた導波路型EADFBレーザアレイはクロストーク低減に有効であり、つまりレーザアレイの小型化に有効であることが明らかである。
図5および図6に基づいて本発明に係る光変調器およびその作製方法の第2の実施例を説明する。本実施例は、本発明の効果を示す一つの例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行い得ることは言うまでもない。
また、レーザ光源からの出力は+5dBm、波長1550nm、信号振幅電圧は3Vppとした。また、光ファイバは40kmとした。
なお、図5に示す静電遮蔽型マッハツェンダー変調器の変調部12におけるI−I断面
構造は、図1に示し上述したものとおおむね同様であり、ここでは詳しい説明は省略する。
変調部12の導波路3上の信号線間でクロストークを減らせる理由について説明する。本実施例においては、図1に示し上述した構成と同様に、従来の構成に比較して、信号線電極4が誘電体絶縁膜5とグラウンド電極6で覆われている。これにより、信号線電極4からの電磁波は静電遮蔽されるため、グラウンド電極6の外側に広がることがない。よって、隣り合う導波路上の信号線間クロストークを抑制することが可能となる。
図6はマッハツェンダー変調器の変調特性を測定するための測定系である。パルスパターン発生器(以下、PPGという)111からは40Gbpsの信号と反転信号がそれぞれ出力されており、光変調器モジュール112内のマッハツェンダー変調器にそれぞれつながっている。また、レーザ光源113から出力された光は光変調器モジュール112で変調された後、シングルモードファイバ114を介して、サンプリングオシロスコープ115に入力され、アイパターンが観測できる。
比較として、導波路間隔を50μmとした、従来構造のマッハツェンダー変調器をいれた光変調器モジュールで同様の測定を行った結果、消光比は8.1dBであった。これは、クロストークよる信号劣化で消光比が小さくなったと考えられる。
図7および図8に基づいて本発明に係る光変調器およびその作製方法の第三の実施例を説明する。本実施例は、本発明の効果を示す一つの例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行い得ることは言うまでもない。
また、レーザ光源からの出力はそれぞれ+5dBm、波長は1550nmと1560nm、信号振幅電圧はそれぞれ3Vppとした。また、光ファイバは40kmとした。
なお、図7に示す静電遮蔽型マッハツェンダー変調器の変調部におけるI−I断面構造
は、図1に示し上述したものとおおむね同様であり、ここでは詳しい説明は省略する。
本実施例において変調部12の導波路3上に設けられた信号線間でクロストークが減らせる理由について説明する。本実施例においては、図1に示し上述した構成と同様に、従来の構成に比較して、信号線電極4が誘電体絶縁膜5とグラウンド電極6で覆われている。これにより、信号線電極4からの電磁波は静電遮蔽されるため、グラウンド電極6の外側に広がることがない。よって、隣り合う導波路3上の信号線間クロストークを抑制することが可能となる。
図8はマッハツェンダー変調器アレイの変調特性を測定するための測定系である。2チャネルパルスパターン発生器(以下、2Ch−PPGという)121からは二つの40Gbpsの信号が出力され、それぞれ、信号と反転信号の出力があり、光変調器モジュール122内のマッハツェンダー変調器アレイにそれぞれつながっている。また、2チャネルレーザ光源123から出力された光は光変調器モジュール122で変調された後、シングルモードファイバ124を介して、分波器125で1つの波長だけ切り出された後、サンプリングオシロスコープ126に入力され、アイパターンが観測できる。観測したチャネルは波長1550nmのチャネルとした。
比較として、導波路間隔を同様の50μmとし、従来構造のマッハツェンダー変調器アレイをいれた光変調器モジュールで同様の測定を行った結果、片方のチャネルだけ動かしたときの消光比は8.3dB、両方のチャネルを同時に動かしたときの消光比は7.6dBであった。これは、クロストークよる信号劣化で消光比が小さくなったと考えられる。
2 グラウンド層
3 光導波路
3a 光導波路コア
3b 光導波路クラッド
4 信号線電極
5 誘電体絶縁膜
6 グラウンド電極
7 分布帰還形半導体レーザ(DFBレーザ)
8 光合波器
9 導波路型EA変調器
10,11,13 光カプラー
12 光変調部
101 2チャネルパルスパターン発生器(2Ch−PPG)
102 多チャネル光送信モジュール
103 2チャネルレーザ駆動電源
104 光ファイバ
105 光分波器
106 光可変減衰器
107 フォトディテクタ
108 パルスパターンジェネレータ
111 パルスパターン発生器(PPG)
112 光変調器モジュール
113 レーザ光源
114 光ファイバ
115 サンプリングオシロスコープ
121 2チャネルパルスパターン発生器(2Ch−PPG)
122 光変調器モジュール
123 レーザ光源
124 光ファイバ
125 光分波器
126 サンプリングオシロスコープ
Claims (4)
- 基板上に並行して形成された複数の光導波路と、前記光導波路内を通過する光を変調するために前記光導波路に沿ってそれぞれ設けられる複数の信号線電極とにより光変調部が構成される光変調器において、
前記光変調部が、前記信号線電極の周囲を覆う誘電体と、
前記誘電体の外周を覆うグラウンド電極とを備える
ことを特徴とする光変調器。 - 前記光変調部がマッハツェンダー型光変調器の光変調部を構成する
ことを特徴とする請求項1記載の光変調器。 - 前記光変調部が少なくとも二つの前記マッハツェンダー型光変調器を有するマッハツェンダー変調器アレイの光変調部を構成する
ことを特徴とする請求項1記載の光変調器。 - 基板上に並行して形成された複数の光導波路と、前記光導波路内を通過する光を変調するために前記光導波路に沿ってそれぞれ設けられる複数の信号線電極とにより光変調部が構成される光変調器の作製方法であって、
基板上に前記光変調器の素子の表面構造として前記光導波路層、誘電体絶縁膜、前記信号線電極およびグラウンド電極を形成する工程と、
前記素子の表面にパターンニングで前記信号線電極の周囲のみに前記誘電体絶縁膜を形成する工程と、
前記誘電体絶縁膜の周囲に蒸着によってグラウンド電極を形成する工程とを有する
ことを特徴とする光変調器の作製方法。
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