JP2016142755A - 光変調器 - Google Patents
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Abstract
【課題】光変調器の基板またはその近傍に蓄積される電荷の放電を抑制する。【解決手段】光変調器は、第１および第２の分岐光導波路が形成される強誘電体基板と、第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、第１の分岐光導波路の近傍に形成されて第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、第２の分岐光導波路の近傍に形成されて第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、第１の電極に電気的に接続されて第２の電極の両側に形成される第３の電極と、第２の電極に電気的に接続されて第１の電極の両側に形成される第４の電極とを備える。第１の電極と第４の電極との間の第１の間隔と、第２の電極と第３の電極との間の第２の間隔とはほぼ同じである。第３の電極と第４の電極との間の間隔は、第１の間隔の１〜５倍である。【選択図】図７
Description
本発明は、強誘電体基板上に形成される光変調器に係わる。
強い電気光学効果を有する強誘電体は、電気信号を光信号に変換する光デバイスとして使用される。例えば、LiNbO3（ニオブ酸リチウム）基板を利用して構成される光変調器が広く実用化されている。LiNbO3基板を利用して構成される光変調器は、ＬＮ変調器と呼ばれることがある。ＬＮ変調器は、チャープが小さく、高速変調を実現できる。
図１は、光変調器の構成の一例を示す。図１（ａ）は、光変調器を上方から見た上面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す光変調器のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
基板１は、LiNbO3結晶のＺ軸方向に形成されたＺカットLiNbO3基板である。光導波路２は、基板１の表面の近傍に形成される。一例としては、光導波路２は、基板１の表面の近傍にＴｉ等の金属不純物を導入し、その金属不純物を熱で拡散することにより形成される。光導波路２は、入力光導波路２ａ、１組の直線光導波路２ｂ、２ｃ、出力光導波路２ｄを含む。直線光導波路２ｂ、２ｃは、入力光導波路２ａに光学的に結合されている。また、直線光導波路２ｂ、２ｃは、出力光導波路２ｄにも光学的に結合されている。なお、直線光導波路２ｂ、２ｃは、互いにほぼ平行に形成されている。以下の記載では、基板１の２つの面のうち、光導波路２が形成されている面を「上面」または「実装面」と呼ぶことがある。また、基板１の他方の面を「底面」と呼ぶことがある。
基板１の上面には、信号電極３および接地電極４が形成されている。信号電極３および接地電極４の材料は、たとえば、金である。図１に示す例では、信号電極３は、１組の直線光導波路２ｂ、２ｃのうちの一方（この例では、直線光導波路２ｂ）の近傍に形成されている。信号電極３の一方の端部は電気信号源１１に電気的に接続され、信号電極３の他方の端部は抵抗を利用して終端される。なお、電気信号源１１は、送信データを表す電気信号を生成する。基板１の上面の他の領域には、接地電極４が形成されている。この実施例では、直線光導波路２ｃの上方領域にまで接地電極４が形成されている。バッファ層５は、基板１の上面と各電極（信号電極３および接地電極４）との間に形成される。バッファ層５を設けることにより、光導波路（２ａ〜２ｄ）から電極（３、４）への光の伝達が抑制される。なお、バッファ層５は、SiO2などの絶縁膜により実現される。
上記構成の光変調器において、不図示のレーザ光源により生成される連続光が入力光導波路２ａに入力される。入力光は、分岐されて直線光導波路２ｂ、２ｃに導かれる。直線光導波路２ｂ、２ｃを介して伝搬される光は、合波され、出力光導波路２ｄを介して出力される。
ここで、信号電極３に電気信号が与えられると、図１（ｂ）に示すように、信号電極３と接地電極４との間に電界が発生する。そして、この電界に起因するLiNbO3の電気光学効果により、直線光導波路２ｂ、２ｃの屈折率が変化する。すなわち、直線光導波路２ｂを介して伝搬される光と直線光導波路２ｃを介して伝搬される光との間に、電気信号に対応する位相差が発生する。この結果、与えられる電気信号に対応する変調光信号が生成される。
ただし、基板１は強誘電体基板なので、温度変化に対して集電効果が生じる。ここで、基板１がＺカット基板である場合、図２に示すように、基板１の上面近傍領域および底面近傍領域において電荷が偏在する。図２に示す例では、基板１の上面の近傍領域に正電荷が多く存在し、基板１の底面の近傍領域に負電荷が多く存在している。さらに、基板１の上面の近傍領域に正電荷が多く存在しているので、各電極３、４の近傍領域には負電荷が多く存在している。
基板１において電荷の偏在が発生すると、基板１内の電界が乱れる。そして、基板１内の電界が乱れると、直線光導波路２ｂ、２ｃを介して伝搬される光の位相が乱れる。この結果、図３に示すように、印加電圧に対する光出力カーブがシフトする現象が発生する。以下の記載では、この現象を「温度ドリフト」と呼ぶことがある。なお、温度ドリフトが発生すると、光変調器の動作点が最適点からずれる。この場合、光変調器により生成される変調光信号の品質が劣化してしまう。
なお、電荷の偏在を緩和するための技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、動作点を調整する機能を備えた光変調器が知られている（例えば、特許文献２）。
集電効果により生じる電荷の量は、温度変化の速度に比例する。このため、光変調器の温度が急速に変化すると、基板１およびその近傍に蓄積される電荷の量が増加する。そして、基板１およびその近傍に蓄積される電荷の量が上限を超えると、その電荷が放電されることがある。基板１およびその近傍に蓄積されていた電荷が放電されると、基板１の電界分布が急激に変化するので、直線光導波路２ｂ、２ｃを介して伝搬される光の位相が急激に変化する。この結果、光変調器によって生成される変調光信号の品質が劣化してしまう。なお、蓄積電荷の放電に起因する光位相の変化は「位相ジャンプ」と呼ばれることがある。
本発明の１つの側面に係わる目的は、光変調器の基板またはその近傍に蓄積される電荷の放電を抑制することである。
本発明の１つの態様の光変調器は、入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される第１および第２の分岐光導波路と、前記第１および第２の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、前記第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、前記第１の電極に電気的に接続されて、前記第２の電極の両側に形成される第３の電極と、前記第２の電極に電気的に接続されて、前記第１の電極の両側に形成される第４の電極と、を備える。前記第１の電極と前記第４の電極との間の第１の間隔と、前記第２の電極と前記第３の電極との間の第２の間隔とは、ほぼ同じである。前記第３の電極と前記第４の電極との間の間隔は、前記第１の間隔の１〜５倍である。
上述の態様によれば、光変調器の基板またはその近傍に蓄積される電荷の放電が抑制される。
図４は、本発明の実施形態に係わる光変調器が実装される光送信器の一例を示す。光送信器２０は、図４に示すように、ＬＤモジュール２１、ドライバ２３、ＤＣ電源２４、光変調器２５を備え、データ信号生成器２２から入力される電気信号を光信号に変換する。
ＬＤモジュール２１は、所定の波長の連続光を生成する。ＬＤモジュール２１により生成される連続光は、光変調器２５に導かれる。データ信号生成器２２は、送信データを表す電気信号を生成する。なお、データ信号生成器２２は、指定された変調方式に対応するマッパを備えていてもよい。ドライバ２３は、増幅器を含み、データ信号生成器２２により生成される電気信号を増幅する。ドライバ２３により増幅される電気信号は、ＲＦ信号として光変調器２５の信号電極に与えられる。ＤＣ電源２４は、光変調器２５の動作点を制御するためのＤＣ電圧を出力する。ＤＣ電源２４は、光変調器２５により生成される変調光信号の特性を最適化するように、ＤＣ電圧を制御してもよい。そして、ＤＣ電源２４から出力されるＤＣ電圧は、光変調器２５のＤＣ電極に印加される。
光変調器２５は、ドライバ２３から与えられるＲＦ信号（すなわち、データ信号生成器２２により生成される電気信号）でＬＤモジュール２１により生成される連続光を変調することにより、変調光信号を生成する。このとき、光変調器２５の動作点は、ＤＣ電源２４から印加されるＤＣ電圧により制御される。
図５は、動作点を調整する機能を備える光変調器の一例を示す。光変調器の動作点は、強誘電体基板に形成されている光導波路にＤＣ電圧を印加することにより調整される。したがって、光変調器は、ＤＣ電圧を印加するための電極（以下、ＤＣ電極）を備える。
基板１は、LiNbO3結晶のＺ軸方向に形成されたＺカットLiNbO3基板である。基板１の表面の近傍には、光導波路が形成されている。光導波路は、例えば、基板１の表面の近傍にＴｉ等の金属不純物を導入し、その金属不純物を熱で拡散することにより形成される。光導波路は、入力光導波路２ａ、１組の直線光導波路２ｂ、２ｃ、出力光導波路２ｄを含む。直線光導波路２ｂ、２ｃは、入力光導波路２ａに光学的に結合されている。すなわち、入力光導波路２ａに入射される光は、分岐されて直線光導波路２ｂ、２ｃに導かれる。また、直線光導波路２ｂ、２ｃは、出力光導波路２ｄにも光学的に結合されている。すなわち、直線光導波路２ｂ、２ｃを介して伝搬する光は、合波されて出力光導波路２ｄに導かれる。なお、直線光導波路２ｂ、２ｃは、互いにほぼ平行に形成されている。
以下の記載では、基板１の２つの面のうち、光導波路（２ａ〜２ｄ）が形成されている面を「上面」または「実装面」と呼び、基板１の他方の面を「底面」または「裏面」と呼ぶことがある。また、直線光導波路２ｂ、２ｃを「分岐光導波路」と呼ぶことがある。
基板１の上面には、信号電極３ｘ、３ｙ、および接地電極４が形成されている。信号電極３ｘ、３ｙ、および接地電極４の材料は、例えば、金である。信号電極３ｘは、直線光導波路２ｂの近傍に形成されている。また、信号電極３ｘの一方の端部は、電気信号源１１ｘに電気的に接続され、信号電極３ｘの他方の端部は終端される。同様に、信号電極３ｙは、直線光導波路２ｃの近傍に形成されている。また、信号電極３ｙの一方の端部は、電気信号源１１ｙに電気的に接続され、信号電極３ｘの他方の端部は終端される。すなわち、信号電極３ｘ、３ｙには、それぞれ、電気信号源１１ｘ、１１ｙから出力される電気信号が与えられる。なお、電気信号源１１ｘ、１１ｙは、図４に示すデータ信号生成器２２またはドライバ２３に相当する。また、この例では、電気信号源１１ｙにより生成される電気信号は、電気信号源１１ｘにより生成される電気信号の反転信号である。
基板１の上面において、信号電極３ｘ、３ｙの周辺には接地電極４が形成されている。また、基板１の上面において、信号電極３ｘ、３ｙに対して出力端側に、ＤＣ電圧を印加するためのＤＣ電極が形成されている。
ＤＣ電極６ａは、直線光導波路２ｂの近傍に形成されている。また、ＤＣ電極６ａは、ＤＣ電源１２ｘに電気的に接続されている。即ち、ＤＣ電極６ａには、ＤＣ電源１２ｘから出力されるＤＣ電圧が印加される。同様に、ＤＣ電極６ｂは、直線光導波路２ｃの近傍に形成されている。また、ＤＣ電極６ｂは、ＤＣ電源１２ｙに電気的に接続されている。即ち、ＤＣ電極６ｂには、ＤＣ電源１２ｙから出力されるＤＣ電圧が印加される。
ＤＣ電源１２ｘ、１２ｙは、図４に示すＤＣ電源２４に相当する。また、ＤＣ電源１２ｘ、１２ｙの出力電圧は、不図示のコントローラにより、光変調器により生成される変調光信号の特性を最適化するように制御される。なお、ＤＣ電源１２ｘ、１２ｙの出力電圧は、特に限定されるものではないが、例えば、絶対値が同じであり、且つ、符号が互いに逆になるように制御される。この例では、ＤＣ電源１２ｘは負のＤＣ電圧を出力し、ＤＣ電源１２ｙは正のＤＣ電圧を出力する。
ＤＣ電極６ｃは、ＤＣ電極６ｂを挟むようにＤＣ電極６ｂの両側に形成される。また、ＤＣ電極６ｃは、ＤＣ電極６ａに電気的に接続されている。よって、ＤＣ電極６ｃにもＤＣ電源１２ｘから出力されるＤＣ電圧が印加される。同様に、ＤＣ電極６ｄは、ＤＣ電極６ａを挟むようにＤＣ電極６ａの両側に形成される。また、ＤＣ電極６ｄは、ＤＣ電極６ｂに電気的に接続されている。よって、ＤＣ電極６ｄにもＤＣ電源１２ｙから出力されるＤＣ電圧が印加される。
上述のように、基板１の上面において、信号電極３ｘ、３ｙは、それぞれ、直線光導波路２ｂ、２ｃの近傍に形成される。また、ＤＣ電極６ａ、６ｂは、それぞれ、直線光導波路２ｂ、２ｃの近傍に形成される。ここで、「光導波路の近傍」は、この実施例では、基板１の上面であって光導波路の真上の領域を意味する。ただし、基板１と電極との間にはバッファ層などが設けられている。
また、図５においては、信号電極３ｘ、３ｙおよびＤＣ電極６ａ、６ｂの幅が直線光導波路２ｂ、２ｃの幅よりも広く描かれている。しかし、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、信号電極３ｘ、３ｙおよびＤＣ電極６ａ、６ｂの幅は、直線光導波路２ｂ、２ｃの幅とほぼ同じであってもよい。
上記構成の光変調器において、レーザ光源（例えば、図４に示すＬＤモジュール２１）により生成される連続光が入力光導波路２ａに入力される。入力光は、分岐されて直線光導波路２ｂ、２ｃに導かれる。直線光導波路２ｂ、２ｃを介して伝搬される光は、合波され、出力光導波路２ｄを介して出力される。
信号電極３ｘに電気信号が与えられると、信号電極３ｘと接地電極４との間に電界が発生する。また、信号電極３ｙに電気信号が与えられると、信号電極３ｙと接地電極４との間に電界が発生する。この電界により、直線光導波路２ｂ、２ｃの屈折率がそれぞれ変化する。すなわち、光変調器は、電気信号源１１ｘ、１１ｙにより生成される電気信号に対応する変調光信号を生成する。
このとき、不図示のコントローラにより、変調光信号の品質がモニタされる。そして、ＤＣ電源１２ｘ、１２ｙの出力電圧は、このコントローラにより、変調光信号の品質を最適化するように制御される。
尚、ＤＣ電源１２ｘは−Ｖｘを出力し、ＤＣ電源１２ｙはＶｘを出力するものとする。この場合、ＤＣ電源６ａに−Ｖｘが印加され、ＤＣ電源６ｄにＶｘが印加される。したがって、直線光導波路２ｂに対して、実質的に、−２Ｖｘに対応する電界が発生する。同様に、ＤＣ電源６ｂにＶｘが印加され、ＤＣ電源６ｃに−Ｖｘが印加される。したがって、直線光導波路２ｃに対して、実質的に、２Ｖｘに対応する電界が発生する。
図６は、集電効果による電荷の偏在について説明する図である。なお、図６は、図５に示す光変調器のＡ−Ａ断面を示す断面図に相当する。
基板１の上面には、図６に示すように、バッファ層５および半導電性膜７が形成されている。バッファ層５は、SiO2などの絶縁膜により実現される。また、半導電性膜７は、電極間の抵抗値が１０Ｍオーム〜１００Ｍオームとなるように形成される。そして、半導電性膜７の上面に信号電極３ｘ、３ｙ、接地電極４、ＤＣ電極６ａ〜６ｄが形成される。
ここで、基板１は強誘電体基板なので、温度変化に対して集電効果が生じる。基板１がＺカット基板である場合、図６に示すように、基板１の上面近傍領域および底面近傍領域において電荷が偏在する。図６に示す例では、基板１の上面の近傍領域に正電荷が多く存在し、基板１の底面の近傍領域に負電荷が多く存在している。さらに、基板１の上面の近傍領域に正電荷が多く存在しているので、各電極６ａ〜６ｄの近傍領域にそれぞれ負電荷が多く存在している。
ところが、図５〜図６に示す構成では、各ＤＣ電極６ｃ、６ｄの幅が狭い。このため、ＤＣ電極６ｃとＤＣ電極６ｄとの間の間隔（図６では、ＳＳ）が大きい。また、図６に示すように、基板１の端部に近い領域には、ＤＣ電極が形成されていない。すなわち、基板１の幅Ｗに対して、ＤＣ電極６ａ〜６ｄが形成されている領域の比率が小さい。
したがって、基板１の集電効果に起因して半導電性膜７内で偏在する電荷は、ＤＣ電極６ａ〜６ｄの近傍領域に集中することになる。さらに、光変調器の温度が急速に変化すると、その温度変化の速度に比例して電荷の量が増加する。そして、基板１およびその近傍に蓄積される電荷の量が上限を超えると、その電荷が放電されることがある。電荷が放電されると、基板１の電界分布が急激に変化するので、光変調器により生成される変調光信号の品質が劣化してしまう。
そこで、本発明の実施形態に係わる光変調器は、集電効果に起因する電荷の放電を抑制する構成を備える。以下、幾つかの実施形態を示す。
＜第１の実施形態＞
図７は、本発明の第１の実施形態の光変調器の構成を示す。第１の実施形態の光変調器１００は、図５に示す光変調器と同様に、基板１を利用して構成される。基板１には、入力光導波路２ａ、１組の直線光導波路２ｂ、２ｃ、出力光導波路２ｄが形成されている。すなわち、マッハツェンダ干渉計を構成する光導波路が基板１の上面の近傍に形成されている。基板１の上面には、図６に示す構成と同様に、バッファ層５および半導電性膜７が形成され、その上に信号電極３ｘ、３ｙ、接地電極４、ＤＣ電極６ａ、６ｂが形成されている。ただし、光変調器１００は、図５に示すＤＣ電極６ｃ、６ｄの代わりに、ＤＣ電極６ｅ、６ｆを備える。
図７は、本発明の第１の実施形態の光変調器の構成を示す。第１の実施形態の光変調器１００は、図５に示す光変調器と同様に、基板１を利用して構成される。基板１には、入力光導波路２ａ、１組の直線光導波路２ｂ、２ｃ、出力光導波路２ｄが形成されている。すなわち、マッハツェンダ干渉計を構成する光導波路が基板１の上面の近傍に形成されている。基板１の上面には、図６に示す構成と同様に、バッファ層５および半導電性膜７が形成され、その上に信号電極３ｘ、３ｙ、接地電極４、ＤＣ電極６ａ、６ｂが形成されている。ただし、光変調器１００は、図５に示すＤＣ電極６ｃ、６ｄの代わりに、ＤＣ電極６ｅ、６ｆを備える。
ＤＣ電極６ｅは、ＤＣ電極６ｂを挟むようにＤＣ電極６ｂの両側に形成される。また、ＤＣ電極６ｅは、ＤＣ電極６ａに電気的に接続されている。よって、ＤＣ電極６ｅにもＤＣ電源１２ｘから出力されるＤＣ電圧が印加される。同様に、ＤＣ電極６ｆは、ＤＣ電極６ａを挟むようにＤＣ電極６ａの両側に形成される。また、ＤＣ電極６ｆは、ＤＣ電極６ｂに電気的に接続されている。よって、ＤＣ電極６ｆにもＤＣ電源１２ｙから出力されるＤＣ電圧が印加される。
このように、ＤＣ電極６ｅ、６ｆは、それぞれ、図５に示すＤＣ電極６ｃ、６ｄと実質的に同じ電圧が印加される。すなわち、ＤＣ電極６ｅ、６ｆの機能は、それぞれ、実質的に図５に示すＤＣ電極６ｃ、６ｄと同じである。ただし、ＤＣ電極６ｅ、６ｆの形状は、それぞれ、図５に示すＤＣ電極６ｃ、６ｄと異なっている。
具体的には、ＤＣ電極６ｂに対して基板１の中心側に形成されるＤＣ電極６ｅの幅は、対応するＤＣ電極６ｃの幅よりも広い。同様に、ＤＣ電極６ａに対して基板１の中心側に形成されるＤＣ電極６ｆの幅は、対応するＤＣ電極６ｄの幅よりも広い。また、ＤＣ電極６ｂに対して基板１の端部側に形成されるＤＣ電極６ｅは、基板１の端部（または、端部の近傍）まで広がっている。同様に、ＤＣ電極６ａに対して基板１の端部側に形成されるＤＣ電極６ｆは、基板１の端部（または、端部の近傍）まで広がっている。
図８は、第１の実施形態による効果を説明する図である。なお、図８は、図７に示す光変調器１００のＡ−Ａ断面を示す断面図に相当する。なお、光変調器１００においても、図５に示す光変調器と同様に、基板１の上面にバッファ層５および半導電性膜７が形成されている。
光変調器１００においては、ＤＣ電極６ｅとＤＣ電極６ｆとの間の間隔ＳＳが、ＤＣ電極６ａとＤＣ電極６ｆとの間の間隔Ｓ（または、ＤＣ電極６ｂとＤＣ電極６ｅとの間の間隔Ｓ）とほぼ同じまたは間隔Ｓの数倍となるように、ＤＣ電極６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆが形成される。また、ＤＣ電極６ａに対して基板１の端部側に形成されるＤＣ電極６ｆは基板１の端部まで広がっており、ＤＣ電極６ｂに対して基板１の端部側に形成されるＤＣ電極６ｅも基板１の端部まで広がっている。したがって、基板１の幅Ｗに対して、ＤＣ電極６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆが形成される領域の比率が大きい。換言すれば、基板１の幅Ｗに対して、ＤＣ電極６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆが形成されていない領域の比率は小さい。
間隔Ｓは、対応する直線光導波路２ｂ、２ｃに効率的に電界が与えられるように、十分に狭く設定される。例えば、間隔Ｓは、直線光導波路２ｂ、２ｃの幅の１〜３倍である。一例として、直線光導波路２ｂ、２ｃの幅が７μｍであり、間隔Ｓは１５μｍである。また、間隔ＳＳは、間隔Ｓの１〜５倍である。例えば、間隔Ｓが１５μｍであるときに、間隔ＳＳは、３０μｍである。
なお、間隔Ｓは、信号電極３ｘと接地電極４との間の間隔または信号電極３ｙと接地電極４との間の間隔とほぼ同じであってもよい。この場合、ＤＣ電極６ｅとＤＣ電極６ｆとの間の間隔ＳＳは、信号電極３ｘと接地電極４との間の間隔または信号電極３ｙと接地電極４との間の間隔の１〜５倍としてもよい。
このように、第１の実施形態の光変調器１００においては、基板１にＤＣ電圧を印加するためのＤＣ電極（特に、ＤＣ電極６ｅ、６ｆ）が形成される面積が広い。このため、基板１の集電効果に起因して半導電性膜７内で電荷が偏在する場合であっても、それらの電荷が狭い領域に集中することはない。したがって、集電効果の電荷によって発生する電位が放電閾値に到達しにくくなる。すなわち、集電効果に起因する放電が抑制され、位相ジャンプが発生しにくくなるので、光変調器１００により生成される変調光信号の品質が安定する。
図９は、第１の実施形態の変形例を示す。図９に示す光変調器１１０の構成は、図７に示す光変調器１００とほぼ同じである。ただし、光変調器１１０においては、図９に示すように、各ＤＣ電極６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆの開放端が丸められている。すなわち、各ＤＣ電極６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆは、その開放端が鋭角を有していないように形成される。このような構成とすることにより、ＤＣ電極から電荷が放電される現象がさらに抑制される。
なお、図７および図９に示す例では、直線光導波路２ｂ、２ｃの近傍にそれぞれ信号電極３ｘ、３ｙが形成されているが、第１の実施形態の光変調器はこの構成に限定されるものではない。すなわち、第１の実施形態の光変調器は、図１に示すように、直線光導波路２ｂ、２ｃのうちの一方の近傍に信号電極が形成される構成であってもよい。
＜第２の実施形態＞
図１０は、本発明の第２の実施形態の光変調器の構成を示す。第２の実施形態の光変調器２００の構成は、図５〜図６に示した光変調器とほぼ同じである。ただし、光変調器２００の半導電性膜３１の抵抗は、図６に示す半導電性膜７の抵抗よりも低い。一例としては、半導電性膜３１は、ＤＣ電極６ａ、６ｄ間の抵抗値およびＤＣ電極６ｂ、６ｃ間の抵抗値がそれぞれ１Ｍオーム以下となるように形成される。また、半導電性膜３１は、例えば、抵抗率が調整されたＳｉ膜により実現される。
図１０は、本発明の第２の実施形態の光変調器の構成を示す。第２の実施形態の光変調器２００の構成は、図５〜図６に示した光変調器とほぼ同じである。ただし、光変調器２００の半導電性膜３１の抵抗は、図６に示す半導電性膜７の抵抗よりも低い。一例としては、半導電性膜３１は、ＤＣ電極６ａ、６ｄ間の抵抗値およびＤＣ電極６ｂ、６ｃ間の抵抗値がそれぞれ１Ｍオーム以下となるように形成される。また、半導電性膜３１は、例えば、抵抗率が調整されたＳｉ膜により実現される。
このように、半導電性膜３１の抵抗を小さくすると、温度変化に起因する集電効果で発生する電荷は、図１０に示すように、半導電性膜３１を介して移動しやすくなる。このため、電荷の集中が緩和される。したがって、集電効果の電荷によって発生する電位が放電閾値に到達しにくくなり、放電が抑制される。
ただし、半導電性膜３１の抵抗が小さすぎると、ＤＣ電極６ａ〜６ｄ間で電流が流れやすくなるので、基板１に適切な電界を発生させることは困難である。このため、半導電性膜３１の抵抗は、大き過ぎないように且つ小さ過ぎないように決定される。一例としては、半導電性膜３１は、ＤＣ電極６ａ、６ｄ間の抵抗値およびＤＣ電極６ｂ、６ｃ間の抵抗値がそれぞれ１００Ｋオーム〜１Ｍオームとなるように形成される。
なお、図１０に示す例では、基板１の上面にＤＣ電極６ａ〜６ｄが形成されているが、第２の実施形態はこの構成に限定されるものではない。すなわち、第２の実施形態の光変調器２００は、第１の実施形態と同様に、基板１の上面にＤＣ電極６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆが形成される構成であってもよい。
図１１は、第２の実施形態の変形例を示す。図１１に示す光変調器２１０の構成は、図１０に示す光変調器２００とほぼ同じである。ただし、光変調器２１０においては、基板１の上面だけでなく、基板１の底面にも半導電性膜が形成されている。すなわち、基板１の底面には半導電性膜３２が形成されている。なお、半導電性膜３１、３２の材質は互いに同じでよい。また、半導電性膜３１と半導電性膜３２とを電気的に接続するために、基板１の側面に低抵抗層３３が設けられている。低抵抗層３３は、半導電性膜３１、３２と同じ材料（例えば、Ｓｉ）で実現してもよいし、他の半導電性材料で実現してもよいし、Ｔｉなどの金属で実現してもよい。
図１１に示す構成によれば、図１０に示す構成と比較して、集電効果で発生する電荷が移動する領域が大きくなる。このため、集電効果に起因する放電がさらに抑制される。なお、光変調器２１０も、第１の実施形態と同様に、基板１の上面にＤＣ電極６ａ、６ｂ、６ｅ、６ｆが形成される構成であってもよい。
＜第３の実施形態＞
図１２は、本発明の第３の実施形態の光変調器の構成を示す。第３の実施形態の光変調器３００は、並列に設けられた１組の光変調器要素を含む。各光変調器要素は、変調光信号を生成する。そして、１組の光変調器要素により生成される１組の変調光信号が合波されて出力される。したがって、光変調器３００は、ＱＰＳＫ変調光信号を生成することができる。
図１２は、本発明の第３の実施形態の光変調器の構成を示す。第３の実施形態の光変調器３００は、並列に設けられた１組の光変調器要素を含む。各光変調器要素は、変調光信号を生成する。そして、１組の光変調器要素により生成される１組の変調光信号が合波されて出力される。したがって、光変調器３００は、ＱＰＳＫ変調光信号を生成することができる。
基板１の上面の近傍には、第１の光変調器要素のための光導波路および第２の光変調器要素のための光導波路が形成される。各光変調器要素のための光導波路は、実質的に、図５〜図１１に示す光導波路２ａ〜２ｄと同じである。また、基板１の上面には、接地電極４が形成されている。
第１の光変調器要素においては、光導波路の近傍に信号電極４１ａが形成される。信号電極４１ａには、電気信号源５１ａにより生成される電気信号が与えられる。なお、信号電極４１ａの両側には、接地電極４が形成されている。また、第１の光変調器要素においては、ＤＣ電極４２ａおよびＤＣ電極４３ａが形成される。ＤＣ電極４２ａは、光導波路の近傍に形成される。そして、ＤＣ電源５２ａから出力されるＤＣ電圧がＤＣ電極４２ａに印加される。ＤＣ電極４３ａは、ＤＣ電極４２ａの両側に形成される。そして、ＤＣ電源５３ａから出力されるＤＣ電圧がＤＣ電極４３ａに印加される。ここで、ＤＣ電極４２ａ、４３ａ間の間隔は、例えば、光導波路の幅の１〜３倍程度に形成される。
同様に、第２の光変調器要素においては、光導波路の近傍に信号電極４１ｂが形成される。信号電極４１ｂには、電気信号源５１ｂにより生成される電気信号が与えられる。なお、信号電極４１ｂの両側には、接地電極４が形成されている。また、第２の光変調器要素においては、ＤＣ電極４２ｂおよびＤＣ電極４３ｂが形成される。ＤＣ電極４２ｂは、光導波路の近傍に形成される。そして、ＤＣ電源５２ｂから出力されるＤＣ電圧がＤＣ電極４２ｂ印加される。ＤＣ電極４３ｂは、ＤＣ電極４２ｂの両側に形成される。そして、ＤＣ電源５３ｂから出力されるＤＣ電圧がＤＣ電極４３ｂに印加される。ここで、ＤＣ電極４２ｂ、４３ｂ間の間隔は、例えば、光導波路の幅の１〜３倍程度に形成される。
接地電極４は、第１の光変調器要素のＤＣ電極（４２ａ、４３ａ）と第２の光変調器要素のＤＣ電極（４２ｂ、４３ｂ）との間の領域まで広がって形成されている。すなわち、第１の光変調器要素のＤＣ電極（４２ａ、４３ａ）および第２の光変調器要素のＤＣ電極（４２ｂ、４３ｂ）は、接地電極４によって電気的に分離されている。また、接地電極４とＤＣ電極４３ａとの間の間隔、および接地電極４とＤＣ電極４３ｂとの間の間隔は、いずれもＤＣ電極４２ａ、４３ａ間の間隔（または、ＤＣ電極４２ｂ、４３ｂ間の間隔）の１〜５倍程度に形成される。加えて、ＤＣ電極４３ａおよびＤＣ電極４３ｂは、それぞれ基板１の端部まで形成されている。したがって、第１の実施形態と同様に、第３の実施形態においても、集電効果に起因する放電が抑制される。
さらに、基板１の上面には、ＤＣ電源５４ａから出力されるＤＣ電圧を第１の光変調器要素の光導波路に印加するためのＤＣ電極４４ａ、およびＤＣ電源５４ｂから出力されるＤＣ電圧を第２の光変調器要素の光導波路に印加するためのＤＣ電極４４ｂが形成されている。ここで、ＤＣ電極４４ａの両側にＤＣ電極４４ｂが形成される領域において、ＤＣ電極４４ａおよびＤＣ電極４４ｂが互いに近接するように、ＤＣ電極４４ａ、４４ｂは形成される。また、ＤＣ電極４４ｂの両側にＤＣ電極４４ａが形成される領域においても、ＤＣ電極４４ａおよびＤＣ電極４４ｂが互いに近接するように、ＤＣ電極４４ａ、４４ｂは形成される。
＜第４〜第６の実施形態＞
ダイシングにより強誘電体ウエハから基板１を切り出す際に、基板１の端部に形成されている光導波路は、破損するおそれがある。このため、基板１に形成される光導波路パターンを保護するために、基板１の端部に保護部材が設けられることがある。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す例では、保護部材６１は、基板１の入力端および出力端に設けられる。入力端は、入力光導波路２ａが形成されている側の基板１の端部を意味する。また、出力端は、出力光導波路２ｄが形成されている側の基板１の端部を意味する。なお、保護部材６１は、光変調器の光導波路に光学的に結合される光ファイバを保持する役割も有する。
ダイシングにより強誘電体ウエハから基板１を切り出す際に、基板１の端部に形成されている光導波路は、破損するおそれがある。このため、基板１に形成される光導波路パターンを保護するために、基板１の端部に保護部材が設けられることがある。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示す例では、保護部材６１は、基板１の入力端および出力端に設けられる。入力端は、入力光導波路２ａが形成されている側の基板１の端部を意味する。また、出力端は、出力光導波路２ｄが形成されている側の基板１の端部を意味する。なお、保護部材６１は、光変調器の光導波路に光学的に結合される光ファイバを保持する役割も有する。
保護部材６１は、基板１と同じ熱膨張係数を有する材料で構成されることが好ましい。即ち、LiNbO3基板を利用して光変調器が構成されるときは、保護部材６１もLiNbO3で実現することが好ましい。よって、以下の記載では、基板１の入力端および出力端に設けられる保護部材６１を強誘電体部材と呼ぶことがある。
ただし、保護部材６１の形状によっては、集電効果に起因する電荷が保護部材６１から放電されるおそれがある。そこで、第４〜第６の実施形態の光変調器は、集電効果に起因する電荷が保護部材６１から放電されることを抑制する構成を備える。
図１４は、本発明の第４の実施形態の光変調器の構成を示す。なお、図１４（ａ）は、第４の実施形態の光変調器４００を上方から見た上面図である。図１４（ｂ）は、光変調器４００を側方から見た側面図である。側面図において、電極は省略されている。また、基板１に形成される光導波路、バッファ層、電極、保護部材は、図１３および図１４において実質的に同じであるものとする。
第４の実施形態では、図１４に示すように、保護部材６１は、導電性材料で覆われている。導電性材料は、例えば、導電性接着剤である。ただし、光変調器チップの端面は、導電性材料で覆われないように構成される。光変調器チップの端面は、ここでは、レーザ光源（例えば、図４に示すＬＤモジュール２１）により生成される連続光が入射される面、および光変調器により生成される光信号が出射される面を意味する。このように、保護部材６１が導電性材料で覆われると、集電効果に起因する電荷が保護部材６１から放電されにくくなる。
図１５は、本発明の第５の実施形態の光変調器の構成を示す。なお、図１５（ａ）は、第５の実施形態の光変調器５００を上方から見た上面図である。図１５（ｂ）は、光変調器５００を側方から見た側面図である。側面図において、電極は省略されている。また、基板１に形成される光導波路、バッファ層、電極、保護部材は、図１３および図１５において実質的に同じであるものとする。
第５の実施形態では、図１５に示すように、保護部材６１の表面に金属膜が形成されている。金属膜は、例えば、Ｎｉ膜、Ｔｉ膜、Ｃｕ膜、Ａｇ膜、Ａｕ膜などにより実現される。或いは、保護部材６１の表面には、導電性のよいＳｉ膜を形成してもよい。ただし、光変調器チップの端面は、金属膜またはＳｉ膜が形成されないように構成される。このように、保護部材６１の表面に金属膜またはＳｉ膜が形成されると、集電効果に起因する電荷が保護部材６１から放電されにくくなる。
図１６は、本発明の第６の実施形態の光変調器の構成を示す。なお、図１６は、第６の実施形態の光変調器６００を側方から見た側面図である。また、図１６において、電極は省略されている。
第６の実施形態では、図１６に示すように、保護部材６１は、導電性接着剤を用いて基板１に貼り付けられている。この構成であっても、第４または第５の実施形態と同様に、集電効果に起因する電荷が保護部材６１から放電されにくくなる。
なお、基板と同じ強誘電体材料に還元処理を施して保護部材６１を構成すれば、図１４に示す導電性材料または図１５に示す金属膜などを形成しなくても、第４〜図６と同様の効果が得られる。
また、強誘電体材料の代わりに、焦電効果のない材料で、熱膨張係数が強誘電体基板とほぼ同じ材料を用いて保護部材６１を構成すれば、図１４に示す導電性材料または図１５に示す金属膜などを形成しなくても、第４〜図６と同様の効果が得られる。
さらに、基板１に取り付けられる保護部材６１は、基板１と同じ強誘電体で形成しなくてもよい。すなわち、保護部材６１は、焦電効果がなく、かつ、熱膨張係数が基板１とほぼ等しい材料で形成することができる。
＜その他の実施形態＞
第１〜第６の実施形態は、矛盾しない範囲で任意に組み合わせてもよい。例えば、第１〜第３の実施形態の光変調器１００、１１０、２００、２１０、３００の基板に保護部材６１を設け、その保護部材６１に対して第４、第５、または第６の実施形態の構成を導入してもよい。
第１〜第６の実施形態は、矛盾しない範囲で任意に組み合わせてもよい。例えば、第１〜第３の実施形態の光変調器１００、１１０、２００、２１０、３００の基板に保護部材６１を設け、その保護部材６１に対して第４、第５、または第６の実施形態の構成を導入してもよい。
基板１は、Ｚカット基板（LiNbO3の場合）に限定されるものではない。例えば、第４〜第６の実施形態の構成は、Ｘカット等の他の方位においても効果が得られる。
以上記載した各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される第１および第２の分岐光導波路と、前記第１および第２の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、
前記第１の電極に電気的に接続されて、前記第２の電極の両側に形成される第３の電極と、
前記第２の電極に電気的に接続されて、前記第１の電極の両側に形成される第４の電極と、を備え、
前記第１の電極と前記第４の電極との間の第１の間隔と、前記第２の電極と前記第３の電極との間の第２の間隔とは、ほぼ同じであり、
前記第３の電極と前記第４の電極との間の間隔は、前記第１の間隔の１〜５倍である
ことを特徴とする光変調器。
（付記２）
前記第１の電極に対して前記強誘電体基板の端部側に形成される前記第４の電極は、前記強誘電体基板の端部の近傍まで形成されており、
前記第２の電極に対して前記強誘電体基板の端部側に形成される前記第３の電極は、前記強誘電体基板の端部の近傍まで形成されている、
ことを特徴とする付記１に記載の光変調器。
（付記３）
前記第１〜第４の電極の開放端が丸められている
ことを特徴とする付記１または２に記載の光変調器。
（付記４）
前記第１の間隔および前記第２の間隔は、それぞれ、前記第１または第２の分岐光導波路の幅の１〜３倍である
ことを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の光変調器。
（付記５）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される第１および第２の分岐光導波路と、前記第１および第２の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、
前記信号電極、前記第１の電極、および前記第２の電極と前記強誘電体基板との間において、前記信号電極、前記第１の電極、および前記第２の電極に接して形成される半導電性膜と、
前記半導電性膜と前記強誘電体基板との間に形成される絶縁膜と、を備え、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記半導電性膜の電気抵抗は、１Ｍオーム以下である
ことを特徴とする光変調器。
（付記６）
前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜をさらに備え、
前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜は、前記強誘電体基板の表面に形成される半導電性膜に電気的に接続されている
ことを特徴とする付記５に記載の光変調器。
（付記７）
前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜は、前記強誘電体基板の側面に形成される金属膜により、前記強誘電体基板の表面に形成される半導電性膜に電気的に接続されている
ことを特徴とする付記６に記載の光変調器。
（付記８）
第１の光変調器要素を構成する第１の光導波路および第２の光変調器要素を構成する第２の光導波路が形成される強誘電体基板と、
前記強誘電体基板の表面に形成される接地電極と、を備え、
前記第１の光変調器要素は、
前記第１の光導波路の近傍に形成される第１の信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第１の電極の両側に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、を含み、
前記第２の光変調器要素は、
前記第２の光導波路の近傍に形成される第２の信号電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第３のＤＣ電圧が印加される第３の電極と、
前記第３の電極の両側に形成されて、第４のＤＣ電圧が印加される第４の電極と、を含み、
前記接地電極は、前記第２の電極と前記第４の電極との間にまで広がって形成され、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の第１の間隔と、前記第３の電極と前記第４の電極との間の第２の間隔とは、ほぼ同じであり、
前記接地電極と前記第２の電極との間の間隔および前記接地電極と前記第４の電極との間の間隔は、前記第１の間隔の１〜５倍である
ことを特徴とする光変調器。
（付記９）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる強誘電体部材と、を備え、
前記強誘電体部材に導電性材料が接触している
ことを特徴とする光変調器。
（付記１０）
前記強誘電体部材の少なくとも一部は、導電性接着剤で覆われている
ことを特徴とする付記９に記載の光変調器。
（付記１１）
前記強誘電体部材の少なくとも一部は、金属膜で覆われている
ことを特徴とする付記９に記載の光変調器。
（付記１２）
前記強誘電体部材は、導電性接着剤で前記強誘電体基板に貼り付けられている
ことを特徴とする付記９に記載の光変調器。
（付記１３）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる強誘電体部材と、を備え、
前記強誘電体部材は、還元処理が施されている
ことを特徴とする記載の光変調器。
（付記１４）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる部材と、を備え、
前記強誘電体基板に取り付けられる部材は、焦電効果がなく、かつ、熱膨張係数が前記強誘電体基板とほぼ等しい材料で形成される
ことを特徴とする光変調器。
（付記１）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される第１および第２の分岐光導波路と、前記第１および第２の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、
前記第１の電極に電気的に接続されて、前記第２の電極の両側に形成される第３の電極と、
前記第２の電極に電気的に接続されて、前記第１の電極の両側に形成される第４の電極と、を備え、
前記第１の電極と前記第４の電極との間の第１の間隔と、前記第２の電極と前記第３の電極との間の第２の間隔とは、ほぼ同じであり、
前記第３の電極と前記第４の電極との間の間隔は、前記第１の間隔の１〜５倍である
ことを特徴とする光変調器。
（付記２）
前記第１の電極に対して前記強誘電体基板の端部側に形成される前記第４の電極は、前記強誘電体基板の端部の近傍まで形成されており、
前記第２の電極に対して前記強誘電体基板の端部側に形成される前記第３の電極は、前記強誘電体基板の端部の近傍まで形成されている、
ことを特徴とする付記１に記載の光変調器。
（付記３）
前記第１〜第４の電極の開放端が丸められている
ことを特徴とする付記１または２に記載の光変調器。
（付記４）
前記第１の間隔および前記第２の間隔は、それぞれ、前記第１または第２の分岐光導波路の幅の１〜３倍である
ことを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の光変調器。
（付記５）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される第１および第２の分岐光導波路と、前記第１および第２の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、
前記信号電極、前記第１の電極、および前記第２の電極と前記強誘電体基板との間において、前記信号電極、前記第１の電極、および前記第２の電極に接して形成される半導電性膜と、
前記半導電性膜と前記強誘電体基板との間に形成される絶縁膜と、を備え、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記半導電性膜の電気抵抗は、１Ｍオーム以下である
ことを特徴とする光変調器。
（付記６）
前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜をさらに備え、
前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜は、前記強誘電体基板の表面に形成される半導電性膜に電気的に接続されている
ことを特徴とする付記５に記載の光変調器。
（付記７）
前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜は、前記強誘電体基板の側面に形成される金属膜により、前記強誘電体基板の表面に形成される半導電性膜に電気的に接続されている
ことを特徴とする付記６に記載の光変調器。
（付記８）
第１の光変調器要素を構成する第１の光導波路および第２の光変調器要素を構成する第２の光導波路が形成される強誘電体基板と、
前記強誘電体基板の表面に形成される接地電極と、を備え、
前記第１の光変調器要素は、
前記第１の光導波路の近傍に形成される第１の信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第１の電極の両側に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、を含み、
前記第２の光変調器要素は、
前記第２の光導波路の近傍に形成される第２の信号電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第３のＤＣ電圧が印加される第３の電極と、
前記第３の電極の両側に形成されて、第４のＤＣ電圧が印加される第４の電極と、を含み、
前記接地電極は、前記第２の電極と前記第４の電極との間にまで広がって形成され、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の第１の間隔と、前記第３の電極と前記第４の電極との間の第２の間隔とは、ほぼ同じであり、
前記接地電極と前記第２の電極との間の間隔および前記接地電極と前記第４の電極との間の間隔は、前記第１の間隔の１〜５倍である
ことを特徴とする光変調器。
（付記９）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる強誘電体部材と、を備え、
前記強誘電体部材に導電性材料が接触している
ことを特徴とする光変調器。
（付記１０）
前記強誘電体部材の少なくとも一部は、導電性接着剤で覆われている
ことを特徴とする付記９に記載の光変調器。
（付記１１）
前記強誘電体部材の少なくとも一部は、金属膜で覆われている
ことを特徴とする付記９に記載の光変調器。
（付記１２）
前記強誘電体部材は、導電性接着剤で前記強誘電体基板に貼り付けられている
ことを特徴とする付記９に記載の光変調器。
（付記１３）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる強誘電体部材と、を備え、
前記強誘電体部材は、還元処理が施されている
ことを特徴とする記載の光変調器。
（付記１４）
入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる部材と、を備え、
前記強誘電体基板に取り付けられる部材は、焦電効果がなく、かつ、熱膨張係数が前記強誘電体基板とほぼ等しい材料で形成される
ことを特徴とする光変調器。
１ 基板
２ａ 入力光導波路
２ｂ、２ｃ 直線光導波路（分岐光導波路）
２ｄ 出力光導波路
３、３ｘ、３ｙ 信号電極
４ 接地電極
５ バッファ層
６ａ〜６ｆ ＤＣ電極
７ 半導電性膜
１１、１１ｘ、１１ｙ 電気信号源
１２ｘ、１２ｙ ＤＣ電源
２５ 光変調器
３１、３２ 半導電性膜
３３ 低抵抗層
６１ 保護部材
１００、１１０、２００、２１０、３００、４００、５００、６００ 光変調器
２ａ 入力光導波路
２ｂ、２ｃ 直線光導波路（分岐光導波路）
２ｄ 出力光導波路
３、３ｘ、３ｙ 信号電極
４ 接地電極
５ バッファ層
６ａ〜６ｆ ＤＣ電極
７ 半導電性膜
１１、１１ｘ、１１ｙ 電気信号源
１２ｘ、１２ｙ ＤＣ電源
２５ 光変調器
３１、３２ 半導電性膜
３３ 低抵抗層
６１ 保護部材
１００、１１０、２００、２１０、３００、４００、５００、６００ 光変調器
Claims (9)
- 入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される第１および第２の分岐光導波路と、前記第１および第２の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、
前記第１の電極に電気的に接続されて、前記第２の電極の両側に形成される第３の電極と、
前記第２の電極に電気的に接続されて、前記第１の電極の両側に形成される第４の電極と、を備え、
前記第１の電極と前記第４の電極との間の第１の間隔と、前記第２の電極と前記第３の電極との間の第２の間隔とは、ほぼ同じであり、
前記第３の電極と前記第４の電極との間の間隔は、前記第１の間隔の１〜５倍である
ことを特徴とする光変調器。 - 前記第１の電極に対して前記強誘電体基板の端部側に形成される前記第４の電極は、前記強誘電体基板の端部の近傍まで形成されており、
前記第２の電極に対して前記強誘電体基板の端部側に形成される前記第３の電極は、前記強誘電体基板の端部の近傍まで形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の光変調器。 - 前記第１〜第４の電極の開放端が丸められている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光変調器。 - 入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される第１および第２の分岐光導波路と、前記第１および第２の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記第１または第２の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、
前記信号電極、前記第１の電極、および前記第２の電極と前記強誘電体基板との間において、前記信号電極、前記第１の電極、および前記第２の電極に接して形成される半導電性膜と、
前記半導電性膜と前記強誘電体基板との間に形成される絶縁膜と、を備え、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記半導電性膜の電気抵抗は、１Ｍオーム以下である
ことを特徴とする光変調器。 - 前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜をさらに備え、
前記強誘電体基板の底面に形成される導電膜または半導電性膜は、前記強誘電体基板の表面に形成される半導電性膜に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項４に記載の光変調器。 - 第１の光変調器要素を構成する第１の光導波路および第２の光変調器要素を構成する第２の光導波路が形成される強誘電体基板と、
前記強誘電体基板の表面に形成される接地電極と、を備え、
前記第１の光変調器要素は、
前記第１の光導波路の近傍に形成される第１の信号電極と、
前記第１の分岐光導波路の近傍に形成されて、第１のＤＣ電圧が印加される第１の電極と、
前記第１の電極の両側に形成されて、第２のＤＣ電圧が印加される第２の電極と、を含み、
前記第２の光変調器要素は、
前記第２の光導波路の近傍に形成される第２の信号電極と、
前記第２の分岐光導波路の近傍に形成されて、第３のＤＣ電圧が印加される第３の電極と、
前記第３の電極の両側に形成されて、第４のＤＣ電圧が印加される第４の電極と、を含み、
前記接地電極は、前記第２の電極と前記第４の電極との間にまで広がって形成され、
前記第１の電極と前記第２の電極との間の第１の間隔と、前記第３の電極と前記第４の電極との間の第２の間隔とは、ほぼ同じであり、
前記接地電極と前記第２の電極との間の間隔および前記接地電極と前記第４の電極との間の間隔は、前記第１の間隔の１〜５倍である
ことを特徴とする光変調器。 - 入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる強誘電体部材と、を備え、
前記強誘電体部材に導電性材料が接触している
ことを特徴とする光変調器。 - 入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる強誘電体部材と、を備え、
前記強誘電体部材は、還元処理が施されている
ことを特徴とする記載の光変調器。 - 入力光導波路と、前記入力光導波路に光学的に結合される１組の分岐光導波路と、前記１組の分岐光導波路に光学的に結合される出力光導波路とが形成される強誘電体基板と、
前記１組の分岐光導波路の少なくとも一方の近傍に形成される信号電極と、
前記入力光導波路が形成される前記強誘電体基板の入力端および前記出力光導波路が形成される前記強誘電体基板の出力端にそれぞれ取り付けられる部材と、を備え、
前記強誘電体基板に取り付けられる部材は、焦電効果がなく、かつ、熱膨張係数が前記強誘電体基板とほぼ等しい材料で形成される
ことを特徴とする光変調器。
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