JP2017173365A - Optical modulator - Google Patents

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健 都築
Takeshi Tsuzuki
健 都築
浩太郎 武田
Kotaro Takeda
浩太郎 武田
健太郎 本田
Kentaro Honda
健太郎 本田
宗彦 長谷
Munehiko Hase
宗彦 長谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of reflection points in a Mach-Zehnder type light modulator connected to a differential type open-collector driver, and to suppress reflection at a terminal resistance.SOLUTION: An optical modulator includes: a differential type open-collector driver; a Mach-Zehnder type light modulator with a pair of RF electrodes that is connected to the differential type open-collector driver; and a terminal resistance connected to the Mach-Zehnder type light modulator. Signal lines are isometric that respectively connect: a pair of differential output terminals of the differential type open-collector driver; and input pads of a pair of RF electrodes. Signal lines are isometric that respectively connect: output pads of a pair of RF electrodes; and a pair of input terminals connected respectively to a pair of resistances of the terminal resistances. Electrodes are arranged so that a center line between the pair of RF electrodes, a center line between the input pads of the pair of RF electrodes, and a center line between the output pads of the pair of RF electrodes are substantially parallel to each other.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、光通信システムや光情報処理システムにおいて用いられる光変調器に関し、より詳細には、変調器駆動ドライバICと集積された、低消費電力で、周波数特性に優れた、光変調器を提供するための構造に関するものである。   The present invention relates to an optical modulator used in an optical communication system and an optical information processing system. More specifically, the present invention relates to an optical modulator integrated with a modulator driver IC and having low power consumption and excellent frequency characteristics. It relates to a structure for providing.

マッハツェンダ(MZ)型光変調器は、光導波路に入射した光を2つの光導波路に1:1の強度で分岐し、分岐した光を一定の長さ伝搬させた後に、再度合波させる構造を持つ。2つに分岐された光導波路に設けられた位相変調部により、光導波路に入射した2つの光の位相を変化させ、2つの光が合波されるときの光の干渉条件を変え、光の強度及び位相を変調することができる。   A Mach-Zehnder (MZ) type optical modulator has a structure in which light incident on an optical waveguide is split into two optical waveguides at an intensity of 1: 1, the branched light is propagated for a certain length, and then multiplexed again. Have. The phase modulation unit provided in the optical waveguide branched into two changes the phase of the two lights incident on the optical waveguide, changes the interference condition of the light when the two lights are combined, The intensity and phase can be modulated.

マッハツェンダ型光変調器において、光導波路を構成する材料として、LiNbO3等の誘電体、又はInP、GaAs及びSi(シリコン)等の半導体が用いられる。これらの材料により構成された光導波路近傍に電極を配置して、電極に変調電気信号を入力して光導波路に電圧を印加することで、光導波路を伝搬する光の位相を変化させる。 In the Mach-Zehnder type optical modulator, a dielectric such as LiNbO 3 or a semiconductor such as InP, GaAs, and Si (silicon) is used as a material constituting the optical waveguide. An electrode is arranged in the vicinity of an optical waveguide made of these materials, and a phase of light propagating through the optical waveguide is changed by inputting a modulated electric signal to the electrode and applying a voltage to the optical waveguide.

光の位相を変化させる原理としては、LiNbO3においてはポッケルス効果、InP、GaAsにおいてはポッケルス効果や量子閉じ込めシュタルク効果(Quantum Confined Stark Effect:QCSE)が主に用いられ、Siにおいてキャリアプラズマ効果が主に用いられる。 As the principle of changing the phase of light, the Pockels effect is mainly used in LiNbO 3 , the Pockels effect and the quantum confined stark effect (QCSE) are mainly used in InP and GaAs, and the carrier plasma effect is mainly used in Si. Used for.

高速で低消費電力な光通信を行うためには、変調速度が速く、駆動電圧の低い光変調器が必要となる。10Gbps以上の高速で、数ボルトの振幅電圧での光変調を行うためには、高速の電気信号と位相変調器の中を伝搬する光の速度とを整合させ、伝搬させながら相互作用を行うようにする進行波電極が必要となる。進行波電極で電極の長さを数ミリメートルから数十ミリメートルにした光変調器が実用化されている(例えば非特許文献1)。進行波電極を使用した光変調器においては、電気信号や光導波路を伝搬する光の強度を落とさずに伝搬することができるよう、低損失で反射の少ない電極構造および光導波路構造が求められる。   In order to perform optical communication with high speed and low power consumption, an optical modulator having a high modulation speed and a low driving voltage is required. In order to perform optical modulation with an amplitude voltage of several volts at a high speed of 10 Gbps or more, the high-speed electrical signal and the speed of light propagating in the phase modulator are matched, and the interaction is performed while propagating. A traveling wave electrode is required. An optical modulator using a traveling wave electrode having an electrode length of several millimeters to several tens of millimeters has been put into practical use (for example, Non-Patent Document 1). In an optical modulator using a traveling wave electrode, an electrode structure and an optical waveguide structure with low loss and low reflection are required so that an electric signal and light propagating through the optical waveguide can be transmitted without being reduced.

また、マッハツェンダ型光変調器には、光導波路をSiにより構成したSi光変調器がある。Si光変調器は、Si基板の表面を熱酸化した酸化膜(BOX)層上にSiの薄膜を張り付けたSOI(Silicon on Insulator)基板から構成される。SOI層を光が導波できるように、酸化膜(BOX)層上にSi薄膜を細線に加工した後、p型及びn型の半導体となるように細線のSi薄膜にドーパントを注入し、光のクラッド層となるSiO2の堆積、電極の形成等を行い作製する。このとき、光導波路は光損失が小さくなるように設計・加工する必要がある。光の損失発生を小さく抑えるとともに、高速電気信号の反射や損失を小さく抑えるように、p型及びn型のドーピング、並びに電極の作成を行う必要がある。 As the Mach-Zehnder type optical modulator, there is a Si optical modulator in which an optical waveguide is made of Si. The Si optical modulator is composed of an SOI (Silicon on Insulator) substrate in which a Si thin film is pasted on an oxide film (BOX) layer obtained by thermally oxidizing the surface of a Si substrate. After the Si thin film is processed into a thin line on the oxide film (BOX) layer so that light can be guided through the SOI layer, a dopant is injected into the thin Si thin film so as to become p-type and n-type semiconductors. It is fabricated by depositing SiO 2 which will be the cladding layer of this, forming electrodes, and the like. At this time, the optical waveguide needs to be designed and processed so as to reduce the optical loss. It is necessary to perform p-type and n-type doping and to create an electrode so as to suppress the generation of light loss and to suppress reflection and loss of high-speed electrical signals.

図1は、従来のSi光変調器の基本となる光導波路100の光の導波方向に垂直の方向の断面を示す図である。図1の光導波路100は、SiO2クラッド層110と、SiO2クラッド層110上に形成されたSi層120と、Si層120上に形成されたSiO2クラッド層130を備える。 FIG. 1 is a diagram showing a cross section in a direction perpendicular to the light guiding direction of an optical waveguide 100 which is the basis of a conventional Si optical modulator. The optical waveguide 100 in FIG. 1 includes a SiO 2 cladding layer 110, a Si layer 120 formed on the SiO 2 cladding layer 110, and a SiO 2 cladding layer 130 formed on the Si layer 120.

Si層120は、光を閉じ込めるために厚さに差があるリブ導波路と呼ばれる構造を取っており、中央の厚い部分のコア層となるリブ部101と、リブ部101の両側のスラブ部102及びスラブ部103とから構成される。リブ部101は、周囲のSiO2クラッド層110及び130との屈折率差を利用して紙面垂直方向に伝搬する光を閉じ込めている。 The Si layer 120 has a structure called a rib waveguide having a difference in thickness in order to confine light, and includes a rib portion 101 serving as a core layer at a central thick portion, and slab portions 102 on both sides of the rib portion 101. And a slab portion 103. The rib portion 101 confines light propagating in the direction perpendicular to the paper surface by utilizing the difference in refractive index with the surrounding SiO 2 cladding layers 110 and 130.

Si層120のスラブ部102の、リブ部101と反対側の端部は、高濃度p型半導体領域123となり、Si層120のスラブ部103の、リブ部101と反対側の端部は、高濃度n型半導体領域124となる。また、Si層120のスラブ部102のリブ部101側と、リブ部101のスラブ部102側とは、中濃度p型半導体領域121となる。また、Si層120のスラブ部103のリブ部101側と、リブ部101のスラブ部103側とは、中濃度n型半導体領域122となる。   The end of the slab portion 102 of the Si layer 120 opposite to the rib portion 101 is a high-concentration p-type semiconductor region 123, and the end of the slab portion 103 of the Si layer 120 opposite to the rib portion 101 is high. A concentration n-type semiconductor region 124 is formed. In addition, the rib portion 101 side of the slab portion 102 of the Si layer 120 and the slab portion 102 side of the rib portion 101 form a medium concentration p-type semiconductor region 121. In addition, the rib portion 101 side of the slab portion 103 of the Si layer 120 and the slab portion 103 side of the rib portion 101 form an intermediate concentration n-type semiconductor region 122.

高濃度p型半導体領域123と中濃度p型半導体領域121との境界は接しており、高濃度n型半導体領域124と中濃度n型半導体領域122との境界も接している。これらの境界は重なり合ってドーピングがなされていても良い。また、リブ部101は、中濃度p型半導体領域121と中濃度n型半導体領域122とが接するpn接合構造となる。また、他の例として中濃度p型半導体領域121と中濃度n型半導体領域122との間にi型(真性)半導体領域が挟まれたpin接合構造としてもよい。   The boundary between the high-concentration p-type semiconductor region 123 and the medium-concentration p-type semiconductor region 121 is in contact, and the boundary between the high-concentration n-type semiconductor region 124 and the medium-concentration n-type semiconductor region 122 is also in contact. These boundaries may overlap and be doped. The rib portion 101 has a pn junction structure in which the medium concentration p-type semiconductor region 121 and the medium concentration n-type semiconductor region 122 are in contact with each other. As another example, a pin junction structure in which an i-type (intrinsic) semiconductor region is sandwiched between a medium-concentration p-type semiconductor region 121 and a medium-concentration n-type semiconductor region 122 may be employed.

図1に図示はないが高濃度p型半導体領域123に接する金属電極及び高濃度n型半導体領域124に接する金属電極を設け、pn接合部に金属電極よりRF(高周波)の変調電気信号とともに逆バイアス電界(図1では右から左)を印加する。これにより、光導波路100のコア層内部のキャリア密度を変化させ、光導波路の屈折率を変えて(キャリアプラズマ効果)、光の位相を変調することができる。   Although not shown in FIG. 1, a metal electrode in contact with the high-concentration p-type semiconductor region 123 and a metal electrode in contact with the high-concentration n-type semiconductor region 124 are provided, and the pn junction is reversed together with an RF (high frequency) modulated electric signal from the metal electrode. A bias electric field (from right to left in FIG. 1) is applied. Thereby, the carrier density inside the core layer of the optical waveguide 100 can be changed, the refractive index of the optical waveguide can be changed (carrier plasma effect), and the phase of light can be modulated.

導波路寸法はコア/クラッドとなる材料の屈折率に依存するため、一意には決定できないが、図1に記載のような光導波路100のリブ部(コア層)とスラブ部102及び103を備えるリブ導波路の構造とした場合の一例を挙げると、リブ部101の幅(導波路コア幅)400〜600(nm)×高さ150〜300(nm)×スラブ部の厚さ50〜200(nm)×長さ数(mm)程度になる。   Since the waveguide dimension depends on the refractive index of the material to be the core / cladding, it cannot be uniquely determined, but includes the rib portion (core layer) and the slab portions 102 and 103 of the optical waveguide 100 as shown in FIG. As an example of a rib waveguide structure, the rib part 101 width (waveguide core width) 400 to 600 (nm) × height 150 to 300 (nm) × slab part thickness 50 to 200 ( nm) × number of lengths (mm).

図2は、従来のSi光変調器200を示す平面図である。また、図3は、図2のA−A´における断面図である。図2のSi光変調器200は、シングル電極と呼ばれる構造のマッハツェンダ型光変調器であり(例えば非特許文献2参照)、入力光導波路211と、入力光導波路211からの光が分岐されて導波される光導波路212及び213と、光導波路212からの光と光導波路213からの光とを合波する出力光導波路214とを備える。光導波路212の基板縁側の脇には差動の変調電気信号(RF信号)を入力するための高周波線路(RF電極)221が形成され、光導波路213の基板縁側の脇にも差動のRF信号)を入力するためのRF電極222が形成され、光導波路212と213との間には共通のバイアス電圧を印加するためのDC電極223が形成される。光導波路212及び213は、図1の光導波路100と同様の断面構造を持つ光導波路を左右対称に2つ並べた構造をしている。   FIG. 2 is a plan view showing a conventional Si optical modulator 200. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The Si optical modulator 200 in FIG. 2 is a Mach-Zehnder optical modulator having a structure called a single electrode (see, for example, Non-Patent Document 2), and the light from the input optical waveguide 211 and the input optical waveguide 211 is branched and guided. The optical waveguides 212 and 213 to be waved, and the output optical waveguide 214 that combines the light from the optical waveguide 212 and the light from the optical waveguide 213 are provided. A high-frequency line (RF electrode) 221 for inputting a differential modulation electric signal (RF signal) is formed on the side of the substrate edge side of the optical waveguide 212, and a differential RF is also formed on the side of the substrate side of the optical waveguide 213. Signal) is formed, and a DC electrode 223 for applying a common bias voltage is formed between the optical waveguides 212 and 213. The optical waveguides 212 and 213 have a structure in which two optical waveguides having the same cross-sectional structure as the optical waveguide 100 in FIG.

入力光導波路211からの光が、光導波路212と213とに分岐される。光導波路212を導波する光は、RF電極221とDC電極223との間に印加される変調電気信号(RF信号)により位相変調され、光導波路213を導波する光は、RF電極222とDC電極223の間に印加される変調電気信号(RF信号)により位相変調される。光導波路212及び光導波路213を導波する位相変調された光は、結合されて出力光導波路214から出力される。   Light from the input optical waveguide 211 is branched into optical waveguides 212 and 213. The light guided through the optical waveguide 212 is phase-modulated by a modulated electric signal (RF signal) applied between the RF electrode 221 and the DC electrode 223, and the light guided through the optical waveguide 213 is Phase modulation is performed by a modulated electric signal (RF signal) applied between the DC electrodes 223. The phase-modulated light guided through the optical waveguide 212 and the optical waveguide 213 is combined and output from the output optical waveguide 214.

図3を参照すると、Si光変調器200は、SiO2クラッド層110と、SiO2クラッド層110上に形成されたSi層120と、Si層120上に形成されたSiO2クラッド層130を備える。 Referring to FIG. 3, the Si optical modulator 200 includes a SiO 2 cladding layer 110, a Si layer 120 formed on the SiO 2 cladding layer 110, and a SiO 2 cladding layer 130 formed on the Si layer 120. .

Si層120は、第1のコア層となる第1のリブ部101−1と、第2のコア層となる第2のリブ部101−2と、第1のリブ部101−1の第2のリブ部101−2とは反対側に配置された第1のスラブ部102−1と、第2のリブ部101−2の第1のリブ部101−1とは反対側に配置された第2のスラブ部102−2と、第1のリブ部101−1と第2のリブ部101−2との間に配置された第3のスラブ部103とから構成される。   The Si layer 120 includes a first rib portion 101-1 serving as a first core layer, a second rib portion 101-2 serving as a second core layer, and a second rib portion 101-1. The first slab portion 102-1 disposed on the opposite side of the rib portion 101-2 and the first slab portion 102-1 disposed on the opposite side of the second rib portion 101-2 from the first rib portion 101-2. 2 slab portions 102-2, and a third slab portion 103 disposed between the first rib portion 101-1 and the second rib portion 101-2.

Si層120の第1のスラブ部102−1の、第1のリブ部101−1と反対側は、高濃度p型半導体領域123−1となり、第3のスラブ部103の、第1のリブ部101−1と反対側は、高濃度n型半導体領域124となる。また、第1のスラブ部102−1の第1のリブ部101−1側と、第1のリブ部101−1の第1のスラブ部102−1側とは、中濃度p型半導体領域121−1となる。また、第3のスラブ部103の第1のリブ部101−1側と、第1のリブ部101−1の第3のスラブ部103側とは、中濃度n型半導体領域122−1となる。   The opposite side of the first slab part 102-1 of the Si layer 120 to the first rib part 101-1 is a high-concentration p-type semiconductor region 123-1, and the first rib of the third slab part 103 is the first rib. The side opposite to the portion 101-1 is a high concentration n-type semiconductor region 124. Also, the first rib portion 101-1 side of the first slab portion 102-1 and the first slab portion 102-1 side of the first rib portion 101-1 are in the medium concentration p-type semiconductor region 121. -1. Further, the first rib portion 101-1 side of the third slab portion 103 and the third slab portion 103 side of the first rib portion 101-1 become the intermediate concentration n-type semiconductor region 122-1. .

一方で、Si層120の第2のスラブ部102−2の、第2のリブ部101−2と反対側の端部は、高濃度p型半導体領域123−2となり、第3のスラブ部103の、第2のリブ部101−2と反対側の端部は、高濃度n型半導体領域124となる。また、第2のスラブ部102−2の第2のリブ部101−2側と、第2のリブ部101−2の第2のスラブ部102−2側とは、中濃度p型半導体領域121−2となる。また、第3のスラブ部103の第2のリブ部101−2側と、第2のリブ部101−2の第3のスラブ部103側とは、中濃度n型半導体領域122−2となる。   On the other hand, the end of the second slab portion 102-2 of the Si layer 120 opposite to the second rib portion 101-2 becomes the high-concentration p-type semiconductor region 123-2, and the third slab portion 103 is formed. The end opposite to the second rib portion 101-2 becomes a high-concentration n-type semiconductor region 124. In addition, the second rib portion 101-2 side of the second slab portion 102-2 and the second slab portion 102-2 side of the second rib portion 101-2 include the medium concentration p-type semiconductor region 121. -2. Further, the second rib portion 101-2 side of the third slab portion 103 and the third slab portion 103 side of the second rib portion 101-2 become the intermediate concentration n-type semiconductor region 122-2. .

RF電極221は、高濃度p型半導体領域123−1に接しており、RF電極222は高濃度p型半導体領域123−2に接しており、DC電極223は高濃度n型半導体領域124に接している。DC電極223にRF電極221及び222に対してプラスの電圧を印加することで、DC電極223の両脇の2つのpn接合部に逆バイアスを印加することができる。   The RF electrode 221 is in contact with the high-concentration p-type semiconductor region 123-1, the RF electrode 222 is in contact with the high-concentration p-type semiconductor region 123-2, and the DC electrode 223 is in contact with the high-concentration n-type semiconductor region 124. ing. By applying a positive voltage to the DC electrode 223 relative to the RF electrodes 221 and 222, a reverse bias can be applied to the two pn junctions on both sides of the DC electrode 223.

図4は、従来の光変調器400を示す平面図である。また、図5は、図4のB−B´における断面図である。図4の光変調器400は、デュアル電極と呼ばれる構造のSiマッハツェンダ型光変調器であり、入力光導波路411と、入力光導波路411からの光が分岐されて導波される光導波路412及び413と、光導波路412からの光と光導波路413からの光とを合波する出力光導波路414とを備える。光導波路412の基板中心側の脇には差動のRF信号を入力するためのRF電極421が形成され、光導波路413の基板中心側の脇にも差動のRF信号を入力するためのRF電極422が形成される。また、光導波路412の基板縁側の脇にはグラウンド電極423が形成され、光導波路413の基板縁側の脇にもグラウンド電極424が形成される。また、RF電極421と422との間にはグラウンド電極425が形成される。光導波路412及び413は、図1の光導波路100と同様の断面構造を持つ光導波路を左右対称に2つ並べた構造をしている。   FIG. 4 is a plan view showing a conventional optical modulator 400. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 4 is a Si Mach-Zehnder optical modulator having a structure called a dual electrode, and includes an input optical waveguide 411 and optical waveguides 412 and 413 in which light from the input optical waveguide 411 is branched and guided. And an output optical waveguide 414 that multiplexes the light from the optical waveguide 412 and the light from the optical waveguide 413. An RF electrode 421 for inputting a differential RF signal is formed on the side of the optical waveguide 412 on the substrate center side, and an RF electrode for inputting a differential RF signal on the side of the optical waveguide 413 on the substrate center side is formed. An electrode 422 is formed. A ground electrode 423 is formed on the side of the substrate edge side of the optical waveguide 412, and a ground electrode 424 is also formed on the side of the substrate side of the optical waveguide 413. A ground electrode 425 is formed between the RF electrodes 421 and 422. The optical waveguides 412 and 413 have a structure in which two optical waveguides having the same cross-sectional structure as the optical waveguide 100 in FIG.

入力光導波路411からの光が、光導波路412と413とに分岐される。光導波路412を導波する光は、RF電極421とグラウンド電極423との間に印加される変調電気信号(RF信号)により位相変調され、光導波路413を導波する光は、RF電極422とグラウンド電極424の間に印加される変調電気信号(RF信号)により位相変調される。光導波路412及び光導波路413を導波する位相変調された光は、結合されて出力光導波路414から出力される。   Light from the input optical waveguide 411 is branched into optical waveguides 412 and 413. The light guided through the optical waveguide 412 is phase-modulated by a modulated electric signal (RF signal) applied between the RF electrode 421 and the ground electrode 423, and the light guided through the optical waveguide 413 is transmitted to the RF electrode 422. Phase modulation is performed by a modulated electric signal (RF signal) applied between the ground electrodes 424. The phase-modulated light guided through the optical waveguide 412 and the optical waveguide 413 is combined and output from the output optical waveguide 414.

図5を参照すると、光変調器400は、SiO2クラッド層410と、SiO2クラッド層410上に形成されたSi層420と、Si層420上に形成されたSiO2クラッド層430を備える。 Referring to FIG. 5, the optical modulator 400 includes a SiO 2 cladding layer 410, a Si layer 420 formed on the SiO 2 cladding layer 410, and a SiO 2 cladding layer 430 formed on the Si layer 420.

Si層420は、第1のコア層となる第1のリブ部101−1と、第1のリブ部101−1の基板縁側に配置された第1のスラブ部102−1と、第1のリブ部101−1の基板中心側に配置された第2のスラブ部103−1とから構成される。   The Si layer 420 includes a first rib portion 101-1 serving as a first core layer, a first slab portion 102-1 disposed on the substrate edge side of the first rib portion 101-1, The second slab portion 103-1 is disposed on the substrate center side of the rib portion 101-1.

Si層420の第1のスラブ部102−1の、第1のリブ部101−1と反対側は、高濃度p型半導体領域123−1となり、第2のスラブ部103−1の、第1のリブ部101−1と反対側は、高濃度n型半導体領域124−1となる。また、第1のスラブ部102−1の第1のリブ部101−1側と、第1のリブ部101−1の第1のスラブ部102−1側とは、中濃度p型半導体領域121−1となる。また、第2のスラブ部103−1の第1のリブ部101−1側と、第1のリブ部101−1の第2のスラブ部103−1側とは、中濃度n型半導体領域122−1となる。   The opposite side of the first slab part 102-1 of the Si layer 420 to the first rib part 101-1 is the high-concentration p-type semiconductor region 123-1, and the first slab part 103-1 has the first The side opposite to the rib portion 101-1 is a high-concentration n-type semiconductor region 124-1. Also, the first rib portion 101-1 side of the first slab portion 102-1 and the first slab portion 102-1 side of the first rib portion 101-1 are in the medium concentration p-type semiconductor region 121. -1. Further, the first rib portion 101-1 side of the second slab portion 103-1 and the second slab portion 103-1 side of the first rib portion 101-1 are the medium concentration n-type semiconductor region 122. -1.

RF電極421は、高濃度n型半導体領域124−1に接しており、グラウンド電極423は高濃度p型半導体領域123−1に接している。グラウンド電極425は半導体層には接していないが、RF電極421に対してグラウンド電極423および425でGSGの高周波伝送線路を形成することで、特性インピーダンスの調整、伝送特性の向上を行うことができる。また、RF電極がグラウンド電極に囲われているため、信号の漏洩が少なく、クロストークや伝播損失の少ない光変調器を形成することが可能となる。   The RF electrode 421 is in contact with the high concentration n-type semiconductor region 124-1, and the ground electrode 423 is in contact with the high concentration p-type semiconductor region 123-1. Although the ground electrode 425 is not in contact with the semiconductor layer, by forming a GSG high-frequency transmission line with the ground electrodes 423 and 425 with respect to the RF electrode 421, the characteristic impedance can be adjusted and the transmission characteristics can be improved. . In addition, since the RF electrode is surrounded by the ground electrode, it is possible to form an optical modulator with less signal leakage and less crosstalk and propagation loss.

Si光変調器の高周波伝送線路としての特性インピーダンスは、Si層のpn接合部の容量が大きく影響する。このため、シングル電極のSiマッハツェンダ型光変調器の特性インピーダンスは、シングルエンドでは25Ω程度であり、差動駆動とすることで50Ω程度にすることができる。一方、デュアル電極のSiマッハツェンダ型光変調器は、特性インピーダンスの調整が比較的容易であり、シングルエンドで50Ω程度、差動駆動で100Ω程度にすることが可能であり、シングル電極のSi光変調器よりも高い特性インピーダンスとすることができる。   The characteristic impedance of the Si optical modulator as a high-frequency transmission line is greatly influenced by the capacitance of the pn junction of the Si layer. Therefore, the characteristic impedance of the single-electrode Si Mach-Zehnder type optical modulator is about 25Ω at the single end, and can be set to about 50Ω by differential driving. On the other hand, the dual-electrode Si Mach-Zehnder type optical modulator is relatively easy to adjust the characteristic impedance, and can be about 50Ω at a single end and about 100Ω at a differential drive. Characteristic impedance higher than that of the device.

大容量・低消費電力の光通信を行うためには、高速で光を変調することが可能な光変調器、および消費電力が低い変調器駆動ドライバICが必要となる。図2に記載のシングル電極のSiマッハツェンダ型光変調器の特性インピーダンスは、シングルエンドで25Ω程度、差動駆動とすることで50Ω程度になるが、一般的な変調器駆動ドライバICであるバックターミネーション型のドライバは、測定器が一般的にシングルエンド50Ω、差動100Ωであるため、送端抵抗に50Ωの抵抗を入れて50Ω出力としている。このため、シングルエンドで出力された50Ωのドライバ信号を50Ωの差動信号に変換する、不平衡−平衡変換回路(バラン回路)等が必要となる。   In order to perform optical communication with large capacity and low power consumption, an optical modulator capable of modulating light at high speed and a modulator drive driver IC with low power consumption are required. The characteristic impedance of the single-electrode Si Mach-Zehnder type optical modulator shown in FIG. 2 is about 25Ω at a single end and about 50Ω by differential driving, but is a back termination that is a general modulator driver IC. Since the type of driver generally has a single-ended 50Ω and a differential of 100Ω, a 50Ω resistor is added to the sending end resistor to obtain a 50Ω output. For this reason, an unbalanced-balanced conversion circuit (balun circuit) or the like for converting a 50Ω driver signal output at a single end into a 50Ω differential signal is required.

一方、オープンコレクタドライバは、送端抵抗がなく、どのようなインピーダンスの光変調器でも接続することが可能である。このため、オープンコレクタドライバを使用すると、送端抵抗で消費される電力が削減できるとともに、差動駆動のドライバICを利用することができ、電力効率の高い、低消費電力な光変調器を提供することができる。   On the other hand, the open collector driver does not have a sending end resistor and can be connected to an optical modulator having any impedance. For this reason, when an open collector driver is used, the power consumed by the sending end resistor can be reduced, and a differential drive driver IC can be used, providing an optical modulator with high power efficiency and low power consumption. can do.

図6は、一般的なオープンコレクタドライバの構成を示す回路図である。図6のオープンコレクタドライバ600は、最終段トランジスタ601と、トランジスタ601のベース(ゲート)に接続された入力端子602と、トランジスタ601のコレクタ(ドレイン)に接続された出力端子603と、トランジスタ601のエミッタ(ソース)に接続された抵抗604と、抵抗604に接続された電流源605と、電流源605に接続されたグランド端子606とを備える。出力端子603は被駆動体610に接続されている。   FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a general open collector driver. 6 includes a final-stage transistor 601, an input terminal 602 connected to the base (gate) of the transistor 601, an output terminal 603 connected to the collector (drain) of the transistor 601, A resistor 604 connected to the emitter (source), a current source 605 connected to the resistor 604, and a ground terminal 606 connected to the current source 605 are provided. The output terminal 603 is connected to the driven body 610.

オープンコレクタドライバ600は、一般にバックターミネーション型のドライバと比べて送端抵抗で消費される電力が削減されるため、電力効率が高いという事が知られている(たとえば非特許文献3)。また接続される被駆動体610のみがトランジスタ601の負荷として扱われる。従ってバックターミネーション型ドライバのように被駆動体を送端抵抗のインピーダンスに合わせて設計する必要が無く、被駆動体の設計自由度が高い事が知られている。   The open collector driver 600 is generally known to have high power efficiency because the power consumed by the terminal resistor is reduced as compared with a back-termination type driver (for example, Non-Patent Document 3). Further, only the driven body 610 to be connected is handled as a load of the transistor 601. Therefore, it is known that the driven body need not be designed in accordance with the impedance of the sending end resistor unlike the back termination type driver, and it is known that the driven body is highly designed.

一方でコレクタ端子である出力端子603は解放されているため、被駆動体610からみたオープンコレクタドライバ600は非常に高いインピーダンスになっている。このため被駆動体610をオープンコレクタドライバ600に接続した場合、被駆動体610に対してオープンコレクタドライバ600は高インピーダンスとなり、オープンコレクタドライバ600へのRF信号入力は出力端子603において大きく反射する。また、オープンコレクタドライバ600に対して被駆動体610は低インピーダンスになっているためオープンコレクタドライバ600から被接続体610への入力も、被駆動体610の接続点611で反射が起こる。従って両反射により入力信号の共振が起こり発振の原因となる。   On the other hand, since the output terminal 603 which is a collector terminal is released, the open collector driver 600 viewed from the driven body 610 has a very high impedance. Therefore, when the driven body 610 is connected to the open collector driver 600, the open collector driver 600 has a high impedance with respect to the driven body 610, and the RF signal input to the open collector driver 600 is largely reflected at the output terminal 603. In addition, since the driven body 610 has a low impedance with respect to the open collector driver 600, the input from the open collector driver 600 to the connected body 610 is also reflected at the connection point 611 of the driven body 610. Therefore, resonance of the input signal occurs due to both reflections, causing oscillation.

この入力信号の反射の影響を抑えるために、被駆動体610とオープンコレクタドライバ600の接続距離(図6の出力端子603と接続点611との間の距離)を、RF信号の波長より十分短くする必要がある(一般に1/10〜1/20程度)。接続距離をRF信号の波長より十分短くした場合、被駆動体610はインピーダンスがどのような値であっても反射の影響なく駆動することが可能となる。   In order to suppress the influence of the reflection of the input signal, the connection distance between the driven body 610 and the open collector driver 600 (the distance between the output terminal 603 and the connection point 611 in FIG. 6) is sufficiently shorter than the wavelength of the RF signal. (Generally about 1/10 to 1/20). When the connection distance is sufficiently shorter than the wavelength of the RF signal, the driven body 610 can be driven without being affected by reflection regardless of the impedance.

五井一宏,小田研二,日下裕幸,小川 憲介, Tsung-Yang Liow, Xiaoguang Tu, Guo-Qiang Lo, Dim-Lee Kwong,「Si Mach−Zehnderプッシュプル変調器の20Gbps二値位相変調特性」2012年電子情報通信学会ソサイエティ大会,C−3−50,2012.Kazuhiro Goi, Kenji Oda, Hiroyuki Kusaka, Kensuke Ogawa, Tsung-Yang Liow, Xiaoguang Tu, Guo-Qiang Lo, Dim-Lee Kwong, “20 Gbps binary phase modulation characteristics of Si Mach-Zehnder push-pull modulator” 2012 IEICE Society Conference, C-3-50, 2012. Po Dong,Long Chen,and Young-kai Chen, 「High-speed low-voltage single-drive push-pull silicon Mach-Zehnder modulators」 Opt. Express vol.20, no.6, pp.6163-6169, 2012.Po Dong, Long Chen, and Young-kai Chen, `` High-speed low-voltage single-drive push-pull silicon Mach-Zehnder modulators '' Opt.Express vol.20, no.6, pp.6163-6169, 2012. N. Wolf, L. Yan, J.-H. Choi, T. Kapa, S. Wunsch, R. Klotzer, K.-O. Velthaus, H.-G. Bach, M. Schell, 「Electro-Optical Co-Design to Minimize Power Consumption of a 32 GBd Optical IQ-Transmitter Using InP MZ-Modulators」2015 IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS 2015), H.3, pp.117, 2015.N. Wolf, L. Yan, J.-H. Choi, T. Kapa, S. Wunsch, R. Klotzer, K.-O. Velthaus, H.-G. Bach, M. Schell, `` Electro-Optical Co -Design to Minimize Power Consumption of a 32 GBd Optical IQ-Transmitter Using InP MZ-Modulators '' 2015 IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSICS 2015), H.3, pp.117, 2015.

図7は、マッハツェンダ型光変調器に差動型オープンコレクタドライバを接続した光変調器の構成を示す平面図である。差動型オープンコレクタドライバ710の差動出力端子711にはマッハツェンダ型光変調器720の高周波伝送線路(RF電極)721の入力パッド723と接続されており、差動出力端子712にはRF電極722の入力パッド724と接続されている。マッハツェンダ型光変調器720のRF電極721は、終端抵抗730の入力端子734を介して抵抗731が接続され、RF電極722は、終端抵抗730の入力端子735を介して抵抗732が接続される。このとき差動型オープンコレクタドライバ710の被駆動体は、RF電極721および722、並びに抵抗731および732になる。また、オープンコレクタドライバ710の動作点に合わせるため、RF電極721および722と抵抗731および732へは、端子733において電位(Vcc)を与えている。   FIG. 7 is a plan view showing a configuration of an optical modulator in which a differential open collector driver is connected to a Mach-Zehnder optical modulator. A differential output terminal 711 of the differential open collector driver 710 is connected to an input pad 723 of a high frequency transmission line (RF electrode) 721 of a Mach-Zehnder optical modulator 720, and an RF electrode 722 is connected to the differential output terminal 712. The input pad 724 is connected. The RF electrode 721 of the Mach-Zehnder optical modulator 720 is connected to the resistor 731 via the input terminal 734 of the termination resistor 730, and the RF electrode 722 is connected to the resistor 732 via the input terminal 735 of the termination resistor 730. At this time, the driven bodies of the differential open collector driver 710 are the RF electrodes 721 and 722 and the resistors 731 and 732. Further, in order to match the operating point of the open collector driver 710, a potential (Vcc) is applied to the RF electrodes 721 and 722 and the resistors 731 and 732 at the terminal 733.

マッハツェンダ型光変調器720のRF電極721および722の特性インピーダンスと、抵抗731および732のインピーダンスとが一致している場合は、オープンコレクタドライバ710からの入力信号の反射点はRF電極721の入力パッド723およびRF電極722の入力パッド724となる。この場合、オープンコレクタドライバ710とRF電極721および722との間の接続距離(差動出力端子711と入力パッド723との間の距離、および差動出力端子712と入力パッド724との間の距離)を、RF電極721および722に印加するRF信号の波長より十分短くすることで、入力パッド723および724における反射の影響を抑えることが出来る。このとき、RF電極721および722の特性インピーダンスと抵抗731および732のインピーダンスとは、整合していればどんな値をもっても良い。   When the characteristic impedance of the RF electrodes 721 and 722 of the Mach-Zehnder type optical modulator 720 matches the impedance of the resistors 731 and 732, the reflection point of the input signal from the open collector driver 710 is the input pad of the RF electrode 721. 723 and the input pad 724 of the RF electrode 722. In this case, the connection distance between the open collector driver 710 and the RF electrodes 721 and 722 (the distance between the differential output terminal 711 and the input pad 723, and the distance between the differential output terminal 712 and the input pad 724). ) Is sufficiently shorter than the wavelength of the RF signal applied to the RF electrodes 721 and 722, the influence of reflection at the input pads 723 and 724 can be suppressed. At this time, the characteristic impedance of the RF electrodes 721 and 722 and the impedance of the resistors 731 and 732 may have any values as long as they match.

一方で、RF電極721および722の特性インピーダンスと、抵抗731および732のインピーダンスとが不一致であった場合、およびRF電極721および722の途中で反射の起きる構造である場合、またはRF電極721および722に構造上の欠陥である欠陥部727があった場合は、ドライバからの信号反射点は抵抗731および732、およびRF電極721および722の途中の構造的な反射点、または欠陥部727となる。   On the other hand, when the characteristic impedance of the RF electrodes 721 and 722 and the impedance of the resistors 731 and 732 do not coincide with each other, and when the reflection occurs in the middle of the RF electrodes 721 and 722, or the RF electrodes 721 and 722 If there is a defect portion 727 which is a structural defect, the signal reflection points from the driver are the resistance reflection points 731 and 732 and the structural reflection points in the middle of the RF electrodes 721 and 722, or the defect portion 727.

一般に、マッハツェンダ型光変調器のRF電極はmmオーダーを超える長さのため、反射による共振が起こる距離(差動出力端子711と欠陥部727または入力端子734との間の距離、および差動出力端子712と入力端子735との間の距離、または差動出力端子711および712とRF電極721および722の途中の構造的な反射点との間の距離など)がRF信号の波長より十分短くならない。従って、GHz帯のRF信号を入力すると、差動出力端子711と入力端子734との間において、RF電極721の途中の欠陥部727における信号の反射と、差動出力端子711における信号の反射などとの間で共振が起きてしまう。反射による共振が起きた場合、RF電極721(および722)を伝播する高周波信号には、エネルギーの漏洩、反射の増大や透過損失の増大などの伝搬特性の劣化が生じる。さらに、特定の周波数で発生する共振は、オープンコレクタドライバ710内での反射量の変動をおこし、ドライバICの意図しない発振による異常動作、ノイズの増大などの原因となる。従って、マッハツェンダ型光変調器720のRF電極721および722の特性インピーダンスの値と抵抗731および732のインピーダンスの値とは完全に整合し、かつRF電極721および722と抵抗731および732との間には反射点がないことが望ましい。   In general, since the RF electrode of the Mach-Zehnder type optical modulator has a length exceeding the order of mm, the distance at which resonance due to reflection occurs (the distance between the differential output terminal 711 and the defect portion 727 or the input terminal 734, and the differential output). The distance between the terminal 712 and the input terminal 735, or the distance between the differential output terminals 711 and 712 and the structural reflection point in the middle of the RF electrodes 721 and 722) is not sufficiently shorter than the wavelength of the RF signal. . Therefore, when an RF signal in the GHz band is input, between the differential output terminal 711 and the input terminal 734, the reflection of the signal at the defective portion 727 in the middle of the RF electrode 721, the reflection of the signal at the differential output terminal 711, and the like. Resonance occurs between the two. When resonance due to reflection occurs, the high-frequency signal propagating through the RF electrode 721 (and 722) deteriorates propagation characteristics such as energy leakage, increased reflection, and increased transmission loss. Furthermore, the resonance that occurs at a specific frequency causes a change in the amount of reflection in the open collector driver 710, causing abnormal operation due to unintended oscillation of the driver IC, an increase in noise, and the like. Therefore, the characteristic impedance values of the RF electrodes 721 and 722 of the Mach-Zehnder type optical modulator 720 and the impedance values of the resistors 731 and 732 are perfectly matched, and the RF electrodes 721 and 722 and the resistors 731 and 732 are between It is desirable that there is no reflection point.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、差動出力のオープンコレクタドライバに接続したマッハツェンダ型光変調器の位相変調部内における反射点を削減すること、および終端抵抗での反射を抑制することで、周波数応答特性の劣化、ドライバ特性の劣化を抑えたマッハツェンダ型光変調器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and its object is to reduce reflection points in the phase modulation section of a Mach-Zehnder optical modulator connected to a differential output open collector driver. It is another object of the present invention to provide a Mach-Zehnder type optical modulator that suppresses the deterioration of frequency response characteristics and the deterioration of driver characteristics by suppressing reflection at the terminating resistor.

このような目的を達成するために、本発明の第1の態様は、差動型オープンコレクタドライバと、前記差動型オープンコレクタドライバに接続された1組のRF電極を備えたマッハツェンダ型光変調器と、前記マッハツェンダ型光変調器に接続された終端抵抗とを備える光変調器であって、前記オープンコレクタドライバの1組の差動出力端子と、前記1組のRF電極の入力パッドとをそれぞれ接続する信号線が等長であり、前記1組のRF電極の出力パッドと、前記終端抵抗の1組の抵抗にそれぞれ接続された1組の入力端子とをそれぞれ接続する信号線が等長であり、前記1組のRF電極の間の中央線と、前記1組のRF電極の前記入力パッドの間の中央線と、前記1組のRF電極の出力パッドの間の中央線とは、略平行となるように電極が配置されていることを特徴とする。   In order to achieve such an object, a first aspect of the present invention provides a Mach-Zehnder optical modulation comprising a differential open collector driver and a set of RF electrodes connected to the differential open collector driver. And a termination resistor connected to the Mach-Zehnder type optical modulator, comprising: a set of differential output terminals of the open collector driver; and an input pad of the set of RF electrodes. The signal lines to be connected are of equal length, and the signal lines to connect the output pads of the set of RF electrodes and the input terminals of the set connected to the set of resistors of the termination resistor, respectively, are of equal length. A center line between the set of RF electrodes, a center line between the input pads of the set of RF electrodes, and a center line between output pads of the set of RF electrodes, Electricity so that it is approximately parallel Wherein the but are arranged.

また、本発明の第2の態様は、第1の態様の光変調器であって、前記マッハツェンダ型光変調器の1組のRF電極は、前記ドライバICの信号出力端面に対して垂直方向に配置されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical modulator according to the first aspect, wherein one set of RF electrodes of the Mach-Zehnder optical modulator is in a direction perpendicular to the signal output end face of the driver IC. It is arranged.

また、本発明の第3の態様は、第1の態様の光変調器であって、前記マッハツェンダ型光変調器は、シングル電極構造のマッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光変調器。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical modulator according to the first aspect, wherein the Mach-Zehnder type optical modulator is a Mach-Zehnder type optical modulator having a single electrode structure. Or the optical modulator of 2.

また、本発明の第4の態様は、第1又は第2の態様の光変調器であって、前記マッハツェンダ型光変調器は、デュアル電極構造のマッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光変調器。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical modulator of the first or second aspect, wherein the Mach-Zehnder type optical modulator is a Mach-Zehnder type optical modulator having a dual electrode structure. The optical modulator according to claim 1.

また、本発明の第5の態様は、第1乃至第4のいずれか1つの態様の光変調器であって、前記マッハツェンダ型光変調器の光導波路は、シリコンで形成されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the optical modulator according to any one of the first to fourth aspects, wherein the optical waveguide of the Mach-Zehnder optical modulator is formed of silicon. And

また、本発明の第6の態様は、第1乃至第5のいずれか1つの態様の光変調器であって、前記差動型オープンコレクタドライバは2組以上の差動出力端子を備え、前記マッハツェンダ型光変調器は、前記2組以上の差動出力端子にそれぞれ接続された2組以上のRF電極を備え、前記終端抵抗は、前記2組以上のRF電極にそれぞれ接続された2組以上の抵抗を備え、前記マッハツェンダ型光変調器の2組以上のRF電極は、前記ドライバICの信号出力端面に対して垂直方向に配置され、前記マッハツェンダ型光変調器の2つ以上のRF電極は、高周波伝送線路が直線の形状に形成されていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the optical modulator according to any one of the first to fifth aspects, wherein the differential open collector driver includes two or more sets of differential output terminals, The Mach-Zehnder type optical modulator includes two or more sets of RF electrodes connected to the two or more sets of differential output terminals, respectively, and the termination resistors are two or more sets connected to the two or more sets of RF electrodes, respectively. The two or more RF electrodes of the Mach-Zehnder type optical modulator are arranged in a direction perpendicular to the signal output end face of the driver IC, and the two or more RF electrodes of the Mach-Zehnder type optical modulator are The high-frequency transmission line is formed in a linear shape.

本発明に係るマッハツェンダ型光変調器においては、反射量の変動によるドライバの意図しない発振による異常動作、ノイズの増大などのドライバ特性の劣化や、光変調器の周波数応答特性の劣化による高速変調時の波形品質の劣化を防ぐことができる。さらに、送信光信号内あるいは送信・受信間の信号のクロストークの増大などの悪影響を改善することを可能としている。このため、高周波特性に優れた、波形品質の良い、光変調器を提供することができる。   In the Mach-Zehnder type optical modulator according to the present invention, abnormal operation due to unintended oscillation of the driver due to fluctuations in reflection amount, deterioration of driver characteristics such as increase in noise, and high-speed modulation due to deterioration of frequency response characteristics of the optical modulator. It is possible to prevent deterioration of waveform quality. Furthermore, it is possible to improve adverse effects such as an increase in crosstalk of signals within a transmission optical signal or between transmission and reception. Therefore, it is possible to provide an optical modulator having excellent high frequency characteristics and good waveform quality.

従来のSi光変調器の基本となる光導波路の光の導波方向に垂直の方向の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the direction perpendicular | vertical to the light-guiding direction of the light of the optical waveguide used as the basis of the conventional Si optical modulator. 従来のシングル電極マッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows the conventional single electrode Mach-Zehnder type | mold optical modulator. 図2のA−A´における断面図である。It is sectional drawing in AA 'of FIG. 従来のデュアル電極マッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows the conventional dual electrode Mach-Zehnder type | mold optical modulator. 図4のB−B´における断面図である。It is sectional drawing in BB 'of FIG. 従来のオープンコレクタドライバを示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the conventional open collector driver. 差動型オープンコレクタドライバを使用したマッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows the Mach-Zehnder type | mold optical modulator which uses a differential type open collector driver. 本発明の第1の実施形態に係るマッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。1 is a plan view showing a Mach-Zehnder optical modulator according to a first embodiment of the present invention. 図8のC−C´における断面図である。It is sectional drawing in CC 'of FIG. RF電極に屈曲部を設けて光の入出力部とRF信号の入出力部を異なる箇所に配置した従来のマッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a conventional Mach-Zehnder type optical modulator in which a bent portion is provided in an RF electrode and an optical input / output unit and an RF signal input / output unit are arranged at different locations. 本発明の第2の実施形態に係るマッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows the Mach-Zehnder type | mold optical modulator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図11のD−D´における断面図である。It is sectional drawing in DD 'of FIG. 本発明の第3の実施形態に係るマッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows the Mach-Zehnder type | mold optical modulator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態の変形例に係るマッハツェンダ型光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows the Mach-Zehnder type | mold optical modulator which concerns on the modification of embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図8は、本発明の第1の実施形態に係る光変調器の構成を示す平面図である。図8の光変調器800は、差動型オープンコレクタドライバ810と、差動型オープンコレクタドライバ810に接続されたシングル電極のSiマッハツェンダ型光変調器820と、マッハツェンダ型光変調器820に接続された終端抵抗830とを備える。マッハツェンダ型光変調器820は、入力光導波路801と、入力光導波路801からの光が分岐されて導波される光導波路802及び803と、光導波路802からの光と光導波路803からの光とを合波する出力光導波路804とを備える。
[First Embodiment]
FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the optical modulator according to the first embodiment of the present invention. 8 is connected to a differential open collector driver 810, a single-electrode Si Mach-Zehnder optical modulator 820 connected to the differential open collector driver 810, and a Mach-Zehnder optical modulator 820. Terminal resistor 830. The Mach-Zehnder optical modulator 820 includes an input optical waveguide 801, optical waveguides 802 and 803 into which light from the input optical waveguide 801 is branched, and light from the optical waveguide 802 and light from the optical waveguide 803. And an output optical waveguide 804 for combining the two.

光導波路802の基板縁側の脇には差動の変調電気信号(RF信号)を入力するための高周波線路(RF電極)821が形成され、光導波路803の基板縁側の脇にも差動のRF信号を入力するためのRF電極822が形成される。また、光導波路802と803との間には共通のバイアス電圧を印加するためのDC電極823が形成される。RF電極821の差動型オープンコレクタドライバ810側には入力パッド824が形成され、差動型オープンコレクタドライバ810の差動出力端子811と信号線(ワイヤ)841により接続されている。RF電極821の終端抵抗830側に出力パッド826が形成され、終端抵抗830の入力端子834と信号線843により接続されている。RF電極822の差動型オープンコレクタドライバ810側には入力パッド825が形成され、差動型オープンコレクタドライバ810の差動出力端子812と信号線842により接続されている。RF電極822の終端抵抗830側に出力パッド827が形成され、終端抵抗830の入力端子835と信号線844により接続されている。   A high-frequency line (RF electrode) 821 for inputting a differential modulation electric signal (RF signal) is formed on the side of the substrate edge side of the optical waveguide 802, and a differential RF is also provided on the side of the substrate side of the optical waveguide 803. An RF electrode 822 for inputting a signal is formed. Further, a DC electrode 823 for applying a common bias voltage is formed between the optical waveguides 802 and 803. An input pad 824 is formed on the differential open collector driver 810 side of the RF electrode 821 and is connected to the differential output terminal 811 of the differential open collector driver 810 by a signal line (wire) 841. An output pad 826 is formed on the termination resistor 830 side of the RF electrode 821, and is connected to the input terminal 834 of the termination resistor 830 by a signal line 843. An input pad 825 is formed on the RF electrode 822 on the differential open collector driver 810 side, and is connected to the differential output terminal 812 of the differential open collector driver 810 by a signal line 842. An output pad 827 is formed on the termination resistor 830 side of the RF electrode 822, and is connected to the input terminal 835 of the termination resistor 830 by a signal line 844.

終端抵抗830の入力端子834は抵抗831を介して端子833に接続され、入力端子835は抵抗832を介して端子833に接続されている。端子833は、差動型オープンコレクタドライバ810の動作点に合わせるため、RF電極821および822と抵抗831および832へ電位(VCC)を与えている。   The input terminal 834 of the termination resistor 830 is connected to the terminal 833 through the resistor 831, and the input terminal 835 is connected to the terminal 833 through the resistor 832. The terminal 833 applies a potential (VCC) to the RF electrodes 821 and 822 and the resistors 831 and 832 in order to match the operating point of the differential open collector driver 810.

図9は、マッハツェンダ型光変調器820のC−C´における断面図である。図9を参照すると、マッハツェンダ型光変調器820は、SiO2クラッド層910と、SiO2クラッド層910上に形成されたSi層920と、Si層920上に形成されたSiO2クラッド層930とを備える。 FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of the Mach-Zehnder optical modulator 820. Referring to FIG. 9, the Mach-Zehnder optical modulator 820 includes an SiO 2 cladding layer 910, an Si layer 920 formed on the SiO 2 cladding layer 910, and an SiO 2 cladding layer 930 formed on the Si layer 920. Is provided.

また、Si層920は、第1のコア層となる第1のリブ部921−1と、第2のコア層となる第2のリブ部921−2と、第1のリブ部921−1の第2のリブ部921−2とは反対側に配置された第1のスラブ部922−1と、第2のリブ部921−2の第1のリブ部921−1とは反対側に配置された第2のスラブ部922−2と、第1のリブ部921−1と第2のリブ部921−2との間に配置された第3のスラブ部923とから構成される。   In addition, the Si layer 920 includes a first rib portion 921-1 serving as a first core layer, a second rib portion 921-2 serving as a second core layer, and a first rib portion 921-1. The 1st slab part 922-1 arrange | positioned on the opposite side to the 2nd rib part 921-2, and the 1st rib part 921-1 of the 2nd rib part 921-2 are arrange | positioned on the opposite side. The second slab portion 922-2, and the third slab portion 923 disposed between the first rib portion 921-1 and the second rib portion 921-2.

また、マッハツェンダ型光変調器820のSi層920の第1のスラブ部922−1の、第1のリブ部921−1と反対側は、高濃度p型半導体領域943−1となり、第3のスラブ部923の、第1のリブ部921−1と反対側は、高濃度n型半導体領域944となる。また、第1のスラブ部922−1の第1のリブ部921−1側と、第1のリブ部921−1の第1のスラブ部922−1側とは、中濃度p型半導体領域941−1となる。また、第3のスラブ部923の第1のリブ部921−1側と、第1のリブ部921−1の第3のスラブ部923側とは、中濃度n型半導体領域942−1となる。   The first slab part 922-1 of the Si layer 920 of the Mach-Zehnder optical modulator 820 is opposite to the first rib part 921-1 in the high-concentration p-type semiconductor region 943-1. On the opposite side of the slab portion 923 from the first rib portion 921-1, a high-concentration n-type semiconductor region 944 is formed. The first rib portion 921-1 side of the first slab portion 922-1 and the first slab portion 922-1 side of the first rib portion 921-1 are an intermediate concentration p-type semiconductor region 941. -1. Further, the first rib portion 921-1 side of the third slab portion 923 and the third slab portion 923 side of the first rib portion 921-1 become the intermediate concentration n-type semiconductor region 942-1. .

一方で、Si層920の第2のスラブ部922−2の、第2のリブ部921−2と反対側の端部は、高濃度p型半導体領域943−2となり、第3のスラブ部923の、第2のリブ部921−2と反対側は、高濃度n型半導体領域944となる。また、第2のスラブ部922−2の第2のリブ部921−2側と、第2のリブ部921−2の第2のスラブ部922−2側とは、中濃度p型半導体領域941−2となる。また、第3のスラブ部923の第2のリブ部921−2側と、第2のリブ部921−2の第3のスラブ部923側とは、中濃度n型半導体領域942−2となる。   On the other hand, the end of the second slab part 922-2 of the Si layer 920 opposite to the second rib part 921-2 is a high-concentration p-type semiconductor region 943-2, and the third slab part 923 is formed. The side opposite to the second rib portion 921-2 is a high-concentration n-type semiconductor region 944. Further, the second rib portion 921-2 side of the second slab portion 922-2 and the second slab portion 922-2 side of the second rib portion 921-2 are the medium concentration p-type semiconductor region 941. -2. Further, the second rib portion 921-2 side of the third slab portion 923 and the third slab portion 923 side of the second rib portion 921-2 become the intermediate concentration n-type semiconductor region 942-2. .

また、RF電極821は、高濃度p型半導体領域943−1に接しており、RF電極822は高濃度p型半導体領域943−2に接しており、DC電極823は高濃度n型半導体領域944に接している。DC電極823にRF電極821及び822に対してプラスの電圧を印加することで、DC電極823の両脇の2つのpn接合部に逆バイアスを印加することができる。   The RF electrode 821 is in contact with the high-concentration p-type semiconductor region 943-1, the RF electrode 822 is in contact with the high-concentration p-type semiconductor region 943-2, and the DC electrode 823 is in the high-concentration n-type semiconductor region 944. Is in contact with By applying a positive voltage to the DC electrode 823 relative to the RF electrodes 821 and 822, a reverse bias can be applied to the two pn junctions on both sides of the DC electrode 823.

オープンコレクタドライバを使用したマッハツェンダ型光変調器は、RF電極の特性インピーダンスと、終端抵抗のインピーダンスとが不一致であった場合、オープンコレクタドライバとRF電極との接続点、およびRF電極と終端抵抗と接続点の間で反射による共振が起きてしまう。また、オープンコレクタドライバとRF電極との接続配線内またはRF電極と終端抵抗と接続配線内等に高周波伝送線路の欠陥点などのRF信号の反射点があった場合でも、その部分での反射と、オープンコレクタドライバとの接続端の反射を節とする高周波信号の共振を起こすことがある。   A Mach-Zehnder type optical modulator using an open collector driver has a connection point between an open collector driver and an RF electrode, and an RF electrode and a termination resistance when the characteristic impedance of the RF electrode and the impedance of the termination resistance do not match. Resonance due to reflection occurs between the connection points. Even if there is a reflection point of the RF signal such as a defect point of the high-frequency transmission line in the connection wiring between the open collector driver and the RF electrode or in the RF electrode and the termination resistor and the connection wiring, In some cases, the high-frequency signal may resonate with the reflection at the connection end with the open collector driver as a node.

また、Si光変調器は、光導波路の曲げ半径を10μm程度と非常に小さくすることができるため、光の合分波回路や曲げ部分を小さく構成することができる。このため、光変調器の光入出力部は、オープンコレクタドライバや終端抵抗と異なる箇所に配置することが容易である。一方、LiNbO3やInPなど、Si以外の材料で構成された光変調器では、光導波路の曲げ半径を小さくすることが困難なため、光導波路は極力曲げず、RF電極を曲げることで、光の入出力部とRF信号の入出力部を異なる箇所に配置する。図10は、RF電極に屈曲部を設けて光の入出力部とRF信号の入出力部を異なる箇所に配置したマッハツェンダ光変調器の構成を示す図である。 In addition, since the Si optical modulator can make the bending radius of the optical waveguide as small as about 10 μm, the optical multiplexing / demultiplexing circuit and the bending portion can be made small. For this reason, it is easy to arrange the optical input / output unit of the optical modulator at a location different from the open collector driver and the termination resistor. On the other hand, in an optical modulator composed of a material other than Si, such as LiNbO 3 or InP, it is difficult to reduce the bending radius of the optical waveguide. The input / output unit and the RF signal input / output unit are arranged at different locations. FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a Mach-Zehnder optical modulator in which a bent portion is provided in an RF electrode and an optical input / output unit and an RF signal input / output unit are arranged at different locations.

図10の光変調器1000は、マッハツェンダ型光変調器1020のRF電極1021および1022の入力側に曲線部を設け、RF電極1021および1022の電極端および差動型オープンコレクタドライバ1010の差動出力端子1011および1012を入力光導波路1001から離間させている。また、マッハツェンダ型光変調器1020のRF電極1021および1022の出力側にも曲線部を設け、RF電極1021および1022の電極端および終端抵抗1030の入力端子1034および1035を出力光導波路1004から離間させている。   The optical modulator 1000 of FIG. 10 is provided with a curved portion on the input side of the RF electrodes 1021 and 1022 of the Mach-Zehnder optical modulator 1020, the electrode ends of the RF electrodes 1021 and 1022, and the differential output of the differential open collector driver 1010. Terminals 1011 and 1012 are separated from the input optical waveguide 1001. Further, curved portions are also provided on the output sides of the RF electrodes 1021 and 1022 of the Mach-Zehnder optical modulator 1020, and the electrode ends of the RF electrodes 1021 and 1022 and the input terminals 1034 and 1035 of the termination resistor 1030 are separated from the output optical waveguide 1004. ing.

しかし、マッハツェンダ型光変調器のRF電極に曲線部が設けられ、高周波伝送線路が屈曲している場合、高周波伝送線路内の曲線部はRF信号の反射点となり、その部分での反射と、オープンコレクタドライバとの接続端の反射を節とする高周波信号の共振を起こすことがある。さらに、差動信号を伝播させるマッハツェンダ型光変調器において、高周波伝送線路であるRF電極に曲線部が有り、2本のRF電極の長さに差があると、対になる差動信号の信号間に位相の差が生じる。信号間に位相差がある状態は、伝搬する差動信号に本来の差動信号である差動モードとノイズとなるコモンモードとの2つのモードが混在した状態であると考えることができる。差動モードとコモンモードとが混在した状態で長いRF電極に信号を伝播させると、RF電極を屈曲した方向と逆方向に再度曲げて、伝搬線路長の差を解消しても、2つのモードでは伝搬速度が異なるため、コモンモードを消滅させることができなくなる。差動モードとコモンモードとでは特性インピーダンスの値が異なるため、終端抵抗においてコモンモードの反射が発生する。この反射が、オープンコレクタドライバとマッハツェンダ型光変調器との接続部における反射を節とする高周波信号の共振を起こすことがある。   However, when the RF electrode of the Mach-Zehnder type optical modulator is provided with a curved part and the high-frequency transmission line is bent, the curved part in the high-frequency transmission line becomes a reflection point of the RF signal, and reflection and open at that part. There is a possibility that resonance of a high-frequency signal having a node at the reflection of the connection end with the collector driver. Further, in a Mach-Zehnder type optical modulator for propagating a differential signal, if the RF electrode which is a high-frequency transmission line has a curved portion and there is a difference in the length of the two RF electrodes, the signal of the differential signal to be paired There is a phase difference between them. A state in which there is a phase difference between signals can be considered as a state in which two modes, ie, a differential mode that is an original differential signal and a common mode that causes noise are mixed in a propagating differential signal. When a signal is propagated to a long RF electrode in a state in which a differential mode and a common mode are mixed, the two modes are maintained even if the RF electrode is bent in the opposite direction to the bent direction to eliminate the difference in propagation line length. Then, since the propagation speed is different, the common mode cannot be eliminated. Since the value of the characteristic impedance is different between the differential mode and the common mode, common mode reflection occurs in the termination resistor. This reflection may cause resonance of a high-frequency signal having a node at the connection between the open collector driver and the Mach-Zehnder optical modulator.

このように、オープンコレクタドライバを使用したマッハツェンダ型光変調器は、差動型オープンコレクタドライバの信号の差動出力端子とRF電極との間の反射が大きいため、RF電極上に別の反射点があるような場合、および終端抵抗における反射があると、信号の出力端子とRFの反射点との間において高周波信号の共振が起こり易い。   As described above, the Mach-Zehnder type optical modulator using the open collector driver has a large reflection between the differential output terminal of the signal of the differential open collector driver and the RF electrode. In such a case, and when there is reflection at the terminating resistor, resonance of the high-frequency signal is likely to occur between the signal output terminal and the RF reflection point.

一方で、図8に記載の本実施形態の光変調器800は、差動型オープンコレクタドライバ810とマッハツェンダ型光変調器820との接続点である差動出力端子811から、マッハツェンダ型光変調器820と終端抵抗830との接続点である入力端子834まで、高周波伝搬的に直線の形状になるように構成されている。また、差動型オープンコレクタドライバ810とマッハツェンダ型光変調器820との接続点である差動出力端子812から、マッハツェンダ型光変調器820と終端抵抗830との接続点である入力端子835まで、高周波伝搬的に直線の形状になるように構成されている。この部分について、RF電極内に曲がり部分がなく直線の形状になるように構成すると、高周波信号の伝播方向が常に一定方向になる。   On the other hand, the optical modulator 800 of this embodiment shown in FIG. 8 includes a Mach-Zehnder optical modulator from a differential output terminal 811 that is a connection point between the differential open-collector driver 810 and the Mach-Zehnder optical modulator 820. The input terminal 834 which is a connection point between the terminal 820 and the terminating resistor 830 is configured to have a linear shape in terms of high-frequency propagation. Further, from a differential output terminal 812 that is a connection point between the differential open collector driver 810 and the Mach-Zehnder optical modulator 820 to an input terminal 835 that is a connection point between the Mach-Zehnder optical modulator 820 and the termination resistor 830. It is configured to have a linear shape in terms of high-frequency propagation. When this portion is configured to have a straight shape without a bent portion in the RF electrode, the propagation direction of the high-frequency signal is always constant.

さらには、コモンモードの発生を防ぐために、差動型オープンコレクタドライバ810の差動出力端子811とマッハツェンダ型光変調器820のRF電極821の入力パッド824との距離、および差動出力端子812と入力パッド825との距離が等距離に配置されており、差動出力端子811と入力パッド824とを結ぶ信号線841、および差動出力端子812と入力パッド825とを結ぶ信号線842が等長である。また、マッハツェンダ型光変調器820のRF電極の出力パッド826と終端抵抗830の入力端子834との距離、および出力パッド827と入力端子835との距離が等距離に配置されており、出力パッド826と入力端子834とを結ぶ信号線843、および出力パッド827と入力端子835とを結ぶ信号線844が等長である。そのため、RF電極821および822は、差動型オープンコレクタドライバ810の信号出力端面(差動出力端子811と812とを結ぶ線)に対して垂直方向に配置されている。   Further, in order to prevent the occurrence of common mode, the distance between the differential output terminal 811 of the differential open collector driver 810 and the input pad 824 of the RF electrode 821 of the Mach-Zehnder optical modulator 820 and the differential output terminal 812 The distance between the input pad 825 and the input pad 825 is equal, and the signal line 841 connecting the differential output terminal 811 and the input pad 824 and the signal line 842 connecting the differential output terminal 812 and the input pad 825 are of equal length. It is. Further, the distance between the output pad 826 of the RF electrode of the Mach-Zehnder type optical modulator 820 and the input terminal 834 of the termination resistor 830 and the distance between the output pad 827 and the input terminal 835 are arranged at equal distances. The signal line 843 that connects the input terminal 834 and the signal line 844 that connects the output pad 827 and the input terminal 835 have the same length. Therefore, the RF electrodes 821 and 822 are arranged in a direction perpendicular to the signal output end surface of the differential open collector driver 810 (a line connecting the differential output terminals 811 and 812).

ここで、マッハツェンダ型光変調器820の位相変調部、マッハツェンダ型光変調器820の位相変調部以外の配線、差動型オープンコレクタドライバ810と接続するための入力パッド824および825、並びに終端抵抗830と接続するための出力パッド826および827は、特性インピーダンスを一定値に整合させるため、電極間隔および電極幅は適宜調整される。電極間隔および電極幅がそれぞれの領域で変更されるため、電極の外周や中心線は直線ではなくなるが、高周波信号の伝播方向が一定方向になっておれば、高周波伝搬的には直線であるということができる。   Here, the phase modulation unit of the Mach-Zehnder type optical modulator 820, wiring other than the phase modulation unit of the Mach-Zehnder type optical modulator 820, input pads 824 and 825 for connection to the differential type open collector driver 810, and the termination resistor 830 The output pads 826 and 827 for connecting to the electrode have the characteristic impedance matched to a constant value, so that the electrode spacing and the electrode width are adjusted as appropriate. Since the electrode spacing and electrode width are changed in each region, the outer periphery and center line of the electrode are not straight, but if the propagation direction of the high-frequency signal is constant, it is said that the high-frequency propagation is a straight line be able to.

マッハツェンダ型光変調器820のRF電極821および822は、高周波伝送線路の部分が直線になるように構成されているため、曲線部によるRF信号の反射が生じない。さらに、RF電極に曲線部を設けた場合のように2本のRF電極間での差動信号間の時間的なずれが発生しないため、コモンモードの発生を防止することができる。従って、これらの反射によるRF信号の共振により、反射量の変動による、ドライバICの意図しない発振による異常動作、ノイズの増大などのドライバ特性の劣化や、光変調器の周波数応答特性の劣化による、高速変調時の波形品質の劣化を防ぐことができる。さらに、送信光信号内あるいは送信・受信間の信号のクロストークの増大などの悪影響を改善することを可能としている。このため、高周波特性に優れた、波形品質の良い、光変調器を提供することができる。   Since the RF electrodes 821 and 822 of the Mach-Zehnder type optical modulator 820 are configured so that the high-frequency transmission line portion is a straight line, the RF signal is not reflected by the curved portion. Further, since a time lag between the differential signals between the two RF electrodes does not occur as in the case where the curved portion is provided in the RF electrode, the occurrence of the common mode can be prevented. Therefore, due to the resonance of the RF signal due to these reflections, due to fluctuations in the amount of reflection, abnormal operation due to unintended oscillation of the driver IC, deterioration of driver characteristics such as increase in noise, and deterioration of frequency response characteristics of the optical modulator, It is possible to prevent deterioration of waveform quality during high-speed modulation. Furthermore, it is possible to improve adverse effects such as an increase in crosstalk of signals within a transmission optical signal or between transmission and reception. Therefore, it is possible to provide an optical modulator having excellent high frequency characteristics and good waveform quality.

[第2の実施形態]
図11は本発明の第2の実施形態に係る光変調器の構成を示す平面図である。図11の光変調器1100は、差動型オープンコレクタドライバ1110と、差動型オープンコレクタドライバ1110に接続されたデュアル電極のSiマッハツェンダ型光変調器1120と、マッハツェンダ型光変調器に接続された終端抵抗1130とを備える。
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a plan view showing a configuration of an optical modulator according to the second embodiment of the present invention. The optical modulator 1100 of FIG. 11 is connected to a differential open collector driver 1110, a dual-electrode Si Mach-Zehnder optical modulator 1120 connected to the differential open collector driver 1110, and a Mach-Zehnder optical modulator. And a terminating resistor 1130.

マッハツェンダ型光変調器1120は、入力光導波路1101と、入力光導波路1101からの光が分岐されて導波される光導波路1102及び1103と、光導波路1102からの光と光導波路1103からの光とを合波する出力光導波路1104とを備える。   The Mach-Zehnder optical modulator 1120 includes an input optical waveguide 1101, optical waveguides 1102 and 1103 in which light from the input optical waveguide 1101 is branched and guided, light from the optical waveguide 1102, and light from the optical waveguide 1103. And an output optical waveguide 1104 for combining the two.

光導波路1102の基板中心側の脇には差動の変調電気信号(RF信号)を入力するための高周波伝送線路(RF電極)1121が形成され、光導波路1103の基板中心側の脇にも差動のRF信号を入力するためのRF電極1122が形成される。また、光導波路1102の基板縁側の脇にはグラウンド電極1123が形成され、光導波路1103の基板縁側の脇にもグラウンド電極1124が形成される。RF電極1121と1124との間にはグラウンド電極1125が形成される。RF電極1121の差動型オープンコレクタドライバ1110側には入力パッド1126が形成され、差動型オープンコレクタドライバ1110の差動出力端子1111と信号線1141により接続されている。RF電極1121の終端抵抗1131側に出力パッド1128が形成され、終端抵抗1130の入力端子1134と信号線1143により接続されている。RF電極1122の差動型オープンコレクタドライバ1110側には入力パッド1127が形成され、差動型オープンコレクタドライバ1110の差動出力端子1112と信号線1142により接続されている。RF電極1122の終端抵抗1130側に出力パッド1129が形成され、終端抵抗1130の入力端子1135と信号線1144により接続されている。   A high-frequency transmission line (RF electrode) 1121 for inputting a differential modulated electric signal (RF signal) is formed on the side of the optical waveguide 1102 on the substrate center side. An RF electrode 1122 for inputting a dynamic RF signal is formed. A ground electrode 1123 is formed on the side of the substrate edge side of the optical waveguide 1102, and a ground electrode 1124 is formed on the side of the substrate side of the optical waveguide 1103. A ground electrode 1125 is formed between the RF electrodes 1121 and 1124. An input pad 1126 is formed on the RF electrode 1121 on the differential open collector driver 1110 side, and is connected to the differential output terminal 1111 of the differential open collector driver 1110 by a signal line 1141. An output pad 1128 is formed on the termination resistor 1131 side of the RF electrode 1121, and is connected to an input terminal 1134 of the termination resistor 1130 by a signal line 1143. An input pad 1127 is formed on the RF electrode 1122 on the differential open collector driver 1110 side, and is connected to the differential output terminal 1112 of the differential open collector driver 1110 by a signal line 1142. An output pad 1129 is formed on the termination resistor 1130 side of the RF electrode 1122, and is connected to an input terminal 1135 of the termination resistor 1130 by a signal line 1144.

終端抵抗1130の入力端子1134は抵抗1131を介して端子1133に接続され、入力端子1135は抵抗1132を介して端子1133に接続されている。端子1133は、差動型オープンコレクタドライバ1110の動作点に合わせるため、RF電極1121および1122と抵抗1131および1132へ電位(Vcc)を与えている。   The input terminal 1134 of the termination resistor 1130 is connected to the terminal 1133 via the resistor 1131, and the input terminal 1135 is connected to the terminal 1133 via the resistor 1132. The terminal 1133 applies a potential (Vcc) to the RF electrodes 1121 and 1122 and the resistors 1131 and 1132 in order to match the operating point of the differential open collector driver 1110.

図12は、マッハツェンダ型光変調器1120のD−D´における断面図である。図12を参照すると、マッハツェンダ型光変調器1120は、SiO2クラッド層1210と、SiO2クラッド層1210上に形成されたSi層1220と、Si層1220上に形成されたSiO2クラッド層1230とを備える。 FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of the Mach-Zehnder optical modulator 1120. Referring to FIG. 12, a Mach-Zehnder optical modulator 1120 includes an SiO 2 cladding layer 1210, an Si layer 1220 formed on the SiO 2 cladding layer 1210, and an SiO 2 cladding layer 1230 formed on the Si layer 1220. Is provided.

また、Si層1220は、第1のコア層となる第1のリブ部1221−1と、第1のリブ部921−1の基板縁側に配置された第1のスラブ部1222−1と、第1のリブ部1221−1の基板中心側に配置された第2のスラブ部1223−1とから構成される。   Further, the Si layer 1220 includes a first rib portion 1221-1 serving as a first core layer, a first slab portion 1222-1 disposed on the substrate edge side of the first rib portion 921-1, And a second slab portion 1223-1 disposed on the substrate center side of one rib portion 1221-1.

また、マッハツェンダ型光変調器1120のSi層1220の第1のスラブ部1222−1の、第1のリブ部1221−1と反対側は、高濃度p型半導体領域1243−1となり、第2のスラブ部1223−1の、第1のリブ部1221−1と反対側は、高濃度n型半導体領域1244−1となる。また、第1のスラブ部1222−1の第1のリブ部1221−1側と、第1のリブ部1221−1の第1のスラブ部1222−1側とは、中濃度p型半導体領域1241−1となる。また、第2のスラブ部1223−1の第1のリブ部1221−1側と、第1のリブ部1221−1の第2のスラブ部1223−1側とは、中濃度n型半導体領域1242−1となる。   The first slab part 1222-1 of the Si layer 1220 of the Mach-Zehnder type optical modulator 1120 is opposite to the first rib part 1221-1 to form a high-concentration p-type semiconductor region 1243-1. The opposite side of the slab portion 1223-1 to the first rib portion 1221-1 is a high-concentration n-type semiconductor region 1244-1. Further, the first rib portion 1222-1 side of the first slab portion 1222-1 and the first slab portion 1222-1 side of the first rib portion 1222-1 are an intermediate concentration p-type semiconductor region 1241. -1. In addition, the first rib portion 1221-1 side of the second slab portion 1223-1 and the second slab portion 1223-1 side of the first rib portion 1221-1 are an intermediate concentration n-type semiconductor region 1242. -1.

また、RF電極1121は、高濃度n型半導体領域1244−1に接しており、グラウンド電極1123は高濃度p型半導体領域1243−1に接している。グラウンド電極1125は半導体領域には接していないが、RF電極1121に対してグラウンド電極1123および1125でGSGの高周波伝送線路を形成することで、特性インピーダンスの調整、伝送特性の向上を行うことができる。また、RF電極がグラウンド電極に囲われているため、信号の漏洩が少なく、クロストークや伝播損失の少ない光変調器を形成することが可能となる。   The RF electrode 1121 is in contact with the high-concentration n-type semiconductor region 1244-1, and the ground electrode 1123 is in contact with the high-concentration p-type semiconductor region 1243-1. Although the ground electrode 1125 is not in contact with the semiconductor region, the GSG high-frequency transmission line is formed with the ground electrodes 1123 and 1125 with respect to the RF electrode 1121, thereby adjusting the characteristic impedance and improving the transmission characteristics. . In addition, since the RF electrode is surrounded by the ground electrode, it is possible to form an optical modulator with less signal leakage and less crosstalk and propagation loss.

本実施形態の光変調器1100は、差動型オープンコレクタドライバ1110とマッハツェンダ型光変調器1120との接続点である差動出力端子1111から、マッハツェンダ型光変調器1120と終端抵抗1130との接続点である入力端子1134まで、直線の形状になるように構成されている。また、差動型オープンコレクタドライバ1110とマッハツェンダ型光変調器1120との接続点である差動出力端子1112から、マッハツェンダ型光変調器1120と終端抵抗1130との接続点である出力端子1135まで、高周波伝搬的に直線の形状になるように構成されている。この部分について、RF電極内に曲がり部分がなく直線の形状になるように構成すると、高周波信号の伝播方向が常に一定方向になる。   The optical modulator 1100 of this embodiment is connected to the Mach-Zehnder optical modulator 1120 and the termination resistor 1130 from a differential output terminal 1111 that is a connection point between the differential open-collector driver 1110 and the Mach-Zehnder optical modulator 1120. The input terminal 1134, which is a point, is configured to have a linear shape. Further, from the differential output terminal 1112 that is a connection point between the differential open collector driver 1110 and the Mach-Zehnder optical modulator 1120 to the output terminal 1135 that is a connection point between the Mach-Zehnder optical modulator 1120 and the termination resistor 1130. It is configured to have a linear shape in terms of high-frequency propagation. When this portion is configured to have a straight shape without a bent portion in the RF electrode, the propagation direction of the high-frequency signal is always constant.

マッハツェンダ型光変調器1120のRF電極1121および1122は、直線になるように構成されているため、曲線部によるRF信号の反射が生じない。さらに、RF電極に曲線部を設けた場合のように2本のRF電極間での差動信号間の時間的なずれが発生しないため、コモンモードの発生を防止することができる。従って、これらの反射によるRF信号の共振により、反射量の変動による、ドライバICの意図しない発振による異常動作、ノイズの増大などのドライバ特性の劣化や、光変調器の周波数応答特性の劣化による、高速変調時の波形品質の劣化を防ぐことができる。さらに、送信光信号内あるいは送信・受信間の信号のクロストークの増大などの悪影響を改善することを可能としている。このため、高周波特性に優れた、波形品質の良い、光変調器を提供することができる。   Since the RF electrodes 1121 and 1122 of the Mach-Zehnder optical modulator 1120 are configured to be straight, no RF signal is reflected by the curved portion. Further, since a time lag between the differential signals between the two RF electrodes does not occur as in the case where the curved portion is provided in the RF electrode, the occurrence of the common mode can be prevented. Therefore, due to the resonance of the RF signal due to these reflections, due to fluctuations in the amount of reflection, abnormal operation due to unintended oscillation of the driver IC, deterioration of driver characteristics such as increase in noise, and deterioration of frequency response characteristics of the optical modulator, It is possible to prevent deterioration of waveform quality during high-speed modulation. Furthermore, it is possible to improve adverse effects such as an increase in crosstalk of signals within a transmission optical signal or between transmission and reception. Therefore, it is possible to provide an optical modulator having excellent high frequency characteristics and good waveform quality.

[第3の実施形態]
図13は本発明の第3の実施形態に係る光変調器の構成を示す平面図である。図13の光変調器1300は、差動型オープンコレクタドライバ1310と、差動型オープンコレクタドライバ1310に接続されたマッハツェンダ型光変調器アレイ1320と、マッハツェンダ型光変調器アレイ1320に接続された終端抵抗1330とを備える。
[Third Embodiment]
FIG. 13 is a plan view showing a configuration of an optical modulator according to the third embodiment of the present invention. The optical modulator 1300 of FIG. 13 includes a differential open collector driver 1310, a Mach-Zehnder optical modulator array 1320 connected to the differential open-collector driver 1310, and a termination connected to the Mach-Zehnder optical modulator array 1320. A resistor 1330.

差動型オープンコレクタドライバ1310は、4組の差動出力端子1311−1〜1311−4および1312−1〜1312−4を備えている。マッハツェンダ型光変調器アレイ1320は、4つのシングル電極のマッハツェンダ型光変調器1320−1〜1320−4を備え、マッハツェンダ型光変調器1320−1〜1320−4のそれぞれは、第1の実施形態の光変調器800のマッハツェンダ型光変調器820と同一の構成を有している。マッハツェンダ型光変調器1320−1は差動出力端子1311−1および1312−1に、マッハツェンダ型光変調器1320−2は差動出力端子1311−2および1312−2に、マッハツェンダ型光変調器1320−3は差動出力端子1311−3および1312−3に、マッハツェンダ型光変調器1320−4は差動出力端子1311−4および1312−4に、それぞれ接続されている。マッハツェンダ型光変調器1320−1は終端抵抗1330の入力端子1331−1および端子1332−1に接続されている。マッハツェンダ型光変調器1320−2は終端抵抗1330の入力端子1331−2および端子1332−2に接続されている。マッハツェンダ型光変調器1320−3は終端抵抗1330の入力端子1331−3および端子1332−3に接続されている。マッハツェンダ型光変調器1320−4は終端抵抗1330の入力端子1331−4および端子1332−4に接続されている。   The differential open collector driver 1310 includes four sets of differential output terminals 1311-1 to 1311-4 and 1312-1 to 1312-4. The Mach-Zehnder optical modulator array 1320 includes four single-electrode Mach-Zehnder optical modulators 1320-1 to 1320-4, and each of the Mach-Zehnder optical modulators 1320-1 to 1320-4 is the first embodiment. The optical modulator 800 has the same configuration as the Mach-Zehnder type optical modulator 820. The Mach-Zehnder optical modulator 1320-1 is connected to the differential output terminals 1311-1 and 1312-1, the Mach-Zehnder optical modulator 1320-2 is connected to the differential output terminals 1311-2 and 1312-2, and the Mach-Zehnder optical modulator 1320 is connected. -3 is connected to the differential output terminals 1311-3 and 1312-3, and the Mach-Zehnder optical modulator 1320-4 is connected to the differential output terminals 1311-4 and 1312-4, respectively. The Mach-Zehnder optical modulator 1320-1 is connected to the input terminal 1331-1 and the terminal 1332-1 of the termination resistor 1330. The Mach-Zehnder optical modulator 1320-2 is connected to the input terminal 1331-2 and the terminal 1332-2 of the termination resistor 1330. The Mach-Zehnder optical modulator 1320-3 is connected to the input terminal 1331-3 and the terminal 1332-3 of the termination resistor 1330. The Mach-Zehnder optical modulator 1320-4 is connected to the input terminal 1331-4 and the terminal 1332-4 of the termination resistor 1330.

本実施形態の光変調器1300は、差動型オープンコレクタドライバ1310の差動出力端子1311−1〜1311−4から、終端抵抗1330の入力端子1331−1〜1331−4まで、直線の形状になるように構成されている。また、差動型オープンコレクタドライバ1310の差動出力端子1312−1〜1312−4から、終端抵抗1330の入力端子1332−1〜1332−4まで、直線の形状になるように構成されている。この部分について、RF電極内に曲がり部分がなく直線の形状になるように構成すると、高周波信号の伝播方向が常に一定方向になる。   The optical modulator 1300 of the present embodiment has a linear shape from the differential output terminals 1311-1 to 1311-4 of the differential open collector driver 1310 to the input terminals 1331-1 to 1331-4 of the termination resistor 1330. It is comprised so that it may become. The differential open collector driver 1310 is configured to have a linear shape from the differential output terminals 1312-1 to 1312-4 to the input terminals 1332-1 to 1332-4 of the termination resistor 1330. When this portion is configured to have a straight shape without a bent portion in the RF electrode, the propagation direction of the high-frequency signal is always constant.

マッハツェンダ型光変調器1320−1〜1320−4のRF電極は、直線になるように構成されているため、曲線部によるRF信号の反射が生じない。さらに、RF電極に曲線部を設けた場合のように2本のRF電極間での差動信号間の時間的なずれが発生しないため、コモンモードの発生を防止することができる。従って、これらの反射によるRF信号の共振により、反射量の変動による、ドライバICの意図しない発振による異常動作、ノイズの増大などのドライバ特性の劣化や、光変調器の周波数応答特性の劣化による、高速変調時の波形品質の劣化を防ぐことができる。さらに、送信光信号内あるいは送信・受信間の信号のクロストークの増大などの悪影響を改善することを可能としている。このため、高周波特性に優れた、波形品質の良い、光変調器を提供することができる。   Since the RF electrodes of the Mach-Zehnder optical modulators 1320-1 to 1320-4 are configured to be straight, no RF signal is reflected by the curved portion. Further, since a time lag between the differential signals between the two RF electrodes does not occur as in the case where the curved portion is provided in the RF electrode, the occurrence of the common mode can be prevented. Therefore, due to the resonance of the RF signal due to these reflections, due to fluctuations in the amount of reflection, abnormal operation due to unintended oscillation of the driver IC, deterioration of driver characteristics such as increase in noise, and deterioration of frequency response characteristics of the optical modulator, It is possible to prevent deterioration of waveform quality during high-speed modulation. Furthermore, it is possible to improve adverse effects such as an increase in crosstalk of signals within a transmission optical signal or between transmission and reception. Therefore, it is possible to provide an optical modulator having excellent high frequency characteristics and good waveform quality.

なお、図13に示す光変調器は、シングル電極のマッハツェンダ型光変調器でも、デュアル電極のマッハツェンダ型光変調器でも構成することができる。   The optical modulator shown in FIG. 13 can be a single-electrode Mach-Zehnder optical modulator or a dual-electrode Mach-Zehnder optical modulator.

[変形例]
図14は本発明の第1乃至第3の実施形態の変形例に係る光変調器を示す平面図である。図14(a)の光変調器1400は第1の変形例で、第1の実施形態の光変調器800のRF電極の入力パッド同士および出力パッド同士を離間させて配置させた例である。つまり、RF電極1421の入力パッド1423とRF電極1422の入力パッド1424とを離間させ、またRF電極1421の出力パッド1425とRF電極1422の出力パッド1426とを離間させている。これにより、インピーダンスを整合させることができる。
[Modification]
FIG. 14 is a plan view showing an optical modulator according to a modification of the first to third embodiments of the present invention. An optical modulator 1400 shown in FIG. 14A is a first modification, and is an example in which the input pads and the output pads of the RF electrode of the optical modulator 800 of the first embodiment are spaced apart. That is, the input pad 1423 of the RF electrode 1421 and the input pad 1424 of the RF electrode 1422 are separated from each other, and the output pad 1425 of the RF electrode 1421 and the output pad 1426 of the RF electrode 1422 are separated from each other. Thereby, impedance can be matched.

図14(b)の光変調器1500は第2の変形例で、第1の実施形態の光変調器800の差動型オープンコレクタドライバ810に、差動出力端子の他にグラウンド端子が存在する例である。光変調器1500の差動型オープンコレクタドライバ1510には、差動出力端子1511および1512と、グラウンド端子1513〜1515が設けられている。また、終端抵抗1530には、入力端子1531および1532と、グラウンド端子1533〜1535が設けられている。このような構成でも、差動出力端子とRF電極の入力パッドとを接続する信号線が等長であり、およびRF電極の出力パッドと終端抵抗の入力端子とを接続する信号線も等長であれば良い。   An optical modulator 1500 shown in FIG. 14B is a second modification, and the differential open collector driver 810 of the optical modulator 800 of the first embodiment includes a ground terminal in addition to the differential output terminal. It is an example. The differential open collector driver 1510 of the optical modulator 1500 is provided with differential output terminals 1511 and 1512 and ground terminals 1513 to 1515. The termination resistor 1530 is provided with input terminals 1531 and 1532 and ground terminals 1533 to 1535. Even in such a configuration, the signal line connecting the differential output terminal and the input pad of the RF electrode is the same length, and the signal line connecting the output pad of the RF electrode and the input terminal of the termination resistor is also the same length. I just need it.

図14(c)の光変調器1600は第3の変形例で、第1の実施形態の光変調器800のRF電極の入力パッドおよび出力パッドの位置を変更して配置させた例である。具体的には、マッハツェンダ型光変調器1620のRF電極1621の入力パッド1623とRF電極1622の入力パッド1624とを平行にシフトさせ、またRF電極1621の出力パッド1625とRF電極1622の出力パッド1626とを平行にシフトさせている。この第3の変形例、および前述の第1の変形例の場合、RF電極と入力パッドおよび出力パッドとの間に曲線部が存在することになるが、差動信号間の時間的なずれが発生しないように、光変調器の入力パッドおよび出力パッドを、RF電極から平行にシフトさせることにより、素子内の配置を調整することが可能となる。つまり、1組のRF電極(1621および1622)の間の中央線と、1組のRF電極の入力パッド(1623および1624)の間の中央線と、1組のRF電極の出力パッド(1625および1626)の間の中央線とが、略平行となっていれば良い。   An optical modulator 1600 shown in FIG. 14C is a third modification, and is an example in which the positions of the input pads and the output pads of the RF electrode of the optical modulator 800 according to the first embodiment are changed. Specifically, the input pad 1623 of the RF electrode 1621 and the input pad 1624 of the RF electrode 1622 of the Mach-Zehnder optical modulator 1620 are shifted in parallel, and the output pad 1625 of the RF electrode 1621 and the output pad 1626 of the RF electrode 1622 are shifted. Are shifted in parallel. In the case of the third modification and the first modification described above, a curved portion exists between the RF electrode, the input pad, and the output pad, but there is a time lag between the differential signals. By shifting the input pad and the output pad of the optical modulator in parallel from the RF electrode so as not to occur, the arrangement in the element can be adjusted. That is, a center line between a set of RF electrodes (1621 and 1622), a center line between a set of RF electrode input pads (1623 and 1624), and a set of RF electrode output pads (1625 and 1626) should be substantially parallel to the center line.

図14(d)の光変調器1700は第4の変形例で、第2の実施形態の光変調器1100の差動型オープンコレクタドライバ1110に、差動出力端子の他にグラウンド端子が存在する例である。光変調器1700の差動型オープンコレクタドライバ1710には、差動出力端子1711および1712と、グラウンド用端子1713〜1715が設けられている。また、終端抵抗1730には、RF電極の入力端子1731および1732と、グラウンド端子1733〜1735が設けられている。マッハツェンダ型光変調器1720のRF電極1721の入力パッドは差動出力端子1711と接続され、RF電極1721の出力パッドは終端抵抗1730の入力端子1731と接続されている。マッハツェンダ型光変調器1720のRF電極1722の入力パッドは差動出力端子1712と接続され、RF電極1722の出力パッドは終端抵抗1730の入力端子1732と接続されている。マッハツェンダ型光変調器1720のグラウンド電極1723の入力パッドはグラウンド端子1713と接続され、グラウンド電極1723の出力パッドは終端抵抗1730の入力端子1733と接続されている。マッハツェンダ型光変調器1720のグラウンド電極1724の入力パッドはグラウンド端子1714と接続され、グラウンド電極1724の出力パッドは終端抵抗1730の入力端子1734と接続されている。マッハツェンダ型光変調器1720のグラウンド電極1725の入力パッドはグラウンド端子1715と接続され、グラウンド電極1725の出力パッドは終端抵抗1730の入力端子1735と接続されている。   An optical modulator 1700 in FIG. 14D is a fourth modification example, and the differential open collector driver 1110 of the optical modulator 1100 of the second embodiment has a ground terminal in addition to the differential output terminal. It is an example. The differential open collector driver 1710 of the optical modulator 1700 is provided with differential output terminals 1711 and 1712 and ground terminals 1713 to 1715. The termination resistor 1730 is provided with RF electrode input terminals 1731 and 1732 and ground terminals 1733 to 1735. The input pad of the RF electrode 1721 of the Mach-Zehnder optical modulator 1720 is connected to the differential output terminal 1711, and the output pad of the RF electrode 1721 is connected to the input terminal 1731 of the termination resistor 1730. The input pad of the RF electrode 1722 of the Mach-Zehnder optical modulator 1720 is connected to the differential output terminal 1712, and the output pad of the RF electrode 1722 is connected to the input terminal 1732 of the termination resistor 1730. The input pad of the ground electrode 1723 of the Mach-Zehnder optical modulator 1720 is connected to the ground terminal 1713, and the output pad of the ground electrode 1723 is connected to the input terminal 1733 of the termination resistor 1730. The input pad of the ground electrode 1724 of the Mach-Zehnder optical modulator 1720 is connected to the ground terminal 1714, and the output pad of the ground electrode 1724 is connected to the input terminal 1734 of the termination resistor 1730. The input pad of the ground electrode 1725 of the Mach-Zehnder optical modulator 1720 is connected to the ground terminal 1715, and the output pad of the ground electrode 1725 is connected to the input terminal 1735 of the termination resistor 1730.

100、211〜214、411〜414、801〜804、1001〜1004、1101〜1104 光導波路
101、101−1、101−2、921−1、921−2、1221−1、1221−2 リブ部
102、102−1、102−2、103−1、103−2、922−1、922−2、923、1222−1、1222−2、1223−1、1223−2 スラブ部
110、130、410、430、910、930、1210、1220 Siクラッド層
120、420、920、1220 Si層
120、121−1、121−2、941−1、941−2、1241−1、1241−2 中濃度p型半導体領域
122、122−1、122−2、942−1、942−2、1242−1、1242−2 中濃度n型半導体領域
123、123−1、123−2、943−1、943−2、1243−1、1243−2 高濃度p型半導体領域
124、124−1、124−2、944、1244−1、1244−2 高濃度n型半導体領域
200、400 光変調器
221、222、421、422、721、722、821、822、1021、1022、1121、1122、1421、1422、1621、1622、1721、1722 RF電極
223、823 DC電極
423〜425、1123〜1125、1723〜1725 グラウンド電極
600 オープンコレクタドライバ
601 トランジスタ
602、603、606、733、833、1033、1133、 端子
604 抵抗
605 電流源
610 被駆動体
611 接続点
710、810、1010、1110、1310、1410、1510、1610、1710 差動型オープンコレクタドライバ
711、712、811、812、1011、1012、1111、1112、1311−1〜1311−4、1312−1〜1312−4、1511、1522、1711、1712 差動出力端子
720、820、1020、1120、1320、1320−1〜1320−4、1420、1520、1620、1720 マッハツェンダ型光変調器
723、724、824、825、1126、1127、1423、1424、1623、1624 入力パッド
727 欠陥
730、830、1030、1130、1330、1430、1530、1630、1730 終端抵抗
731、732、831、832、1031、1032、1131、1132 抵抗
734、735、833、834、1034、1035、1134、1135、1331−1〜1331−4、1332−1〜1332−4、1531、1532、1731、1732 入力端子
826、827、1128、1129、1425、1426、1625、1626 出力パッド
841〜832、1141〜1144 信号線
1523〜1525、1533〜1535、1713〜1715、1733〜1735 グラウンド端子
100, 211-214, 411-414, 801-804, 1001-1004, 1101-1104 Optical waveguide 101, 101-1, 101-2, 921-1, 921-2, 1221-1, 1221-2 Rib part 102, 102-1, 102-2, 103-1, 103-2, 922-1, 922-2, 923, 1222-1, 1222-2, 1223-1, 1223-2 Slab parts 110, 130, 410 430, 910, 930, 1210, 1220 Si cladding layer 120, 420, 920, 1220 Si layer 120, 121-1, 121-2, 941-1, 941-2, 1241-1, 1241-2 Medium concentration p Type semiconductor regions 122, 122-1, 122-2, 942-1, 942-2, 1242-1, 1242-2 Medium-concentration n-type semiconductor regions 123, 123-1, 123-2, 943-1, 943-2, 1243-1, 1243-2 High-concentration p-type semiconductor regions 124, 124-1, 124-2, 944, 1244-1, 1244-2 High-concentration n-type semiconductor region 200, 400 Optical modulator 221, 222, 421, 422, 721, 722, 821, 822, 1021, 1022, 1121, 1122, 1421, 1422, 1621, 1622, 1721, 1722 RF electrode 223 , 823 DC electrodes 423 to 425, 1123 to 1125, 1723 to 1725 Ground electrodes 600 Open collector driver 601 Transistors 602, 603, 606, 733, 833, 1033, 1133, terminal 604 Resistance 605 Current source 610 Driven object 611 Connection point 710, 810, 1010, 1 110, 1310, 1410, 1510, 1610, 1710 Differential open collector drivers 711, 712, 811, 812, 1011, 1012, 1111, 1112, 1311-1 to 1311-4, 1312-1 to 1312-4, 1511 , 1522, 1711, 1712 Differential output terminals 720, 820, 1020, 1120, 1320, 1320-1 to 1320-4, 1420, 1520, 1620, 1720 Mach-Zehnder type optical modulators 723, 724, 824, 825, 1126, 1127, 1423, 1424, 1623, 1624 Input pad 727 Defect 730, 830, 1030, 1130, 1330, 1430, 1530, 1630, 1730 Termination resistor 731, 732, 831, 832, 1031, 1032, 1131 1132 Resistance 734, 735, 833, 834, 1034, 1035, 1134, 1135, 1331-1 to 1331-4, 1332-1 to 1332-4, 1531, 1532, 1731, 1732 Input terminals 826, 827, 1128, 1129 , 1425, 1426, 1625, 1626 Output pads 841-832, 1141-1144 Signal lines 1523-1525, 1533-1535, 1713-1715, 1733-1735 Ground terminals

Claims (6)

差動型オープンコレクタドライバと、前記差動型オープンコレクタドライバに接続された1組のRF電極を備えたマッハツェンダ型光変調器と、前記マッハツェンダ型光変調器に接続された終端抵抗とを備える光変調器であって、
前記差動型オープンコレクタドライバの1組の差動出力端子と、前記1組のRF電極の入力パッドとをそれぞれ接続する信号線が等長であり、
前記1組のRF電極の出力パッドと、前記終端抵抗の1組の抵抗にそれぞれ接続された1組の入力端子とをそれぞれ接続する信号線が等長であり、
前記1組のRF電極の間の中央線と、前記1組のRF電極の前記入力パッドの間の中央線と、前記1組のRF電極の出力パッドの間の中央線とは、略平行となるように電極が配置されていることを特徴とする光変調器。
An optical device comprising: a differential open collector driver; a Mach-Zehnder optical modulator including a pair of RF electrodes connected to the differential open collector driver; and a termination resistor connected to the Mach-Zehnder optical modulator. A modulator,
The signal lines connecting the pair of differential output terminals of the differential type open collector driver and the input pads of the pair of RF electrodes are equal in length,
The signal lines that connect the output pads of the one set of RF electrodes and the one set of input terminals respectively connected to the one set of resistors of the termination resistor are equal in length,
A center line between the set of RF electrodes, a center line between the input pads of the set of RF electrodes, and a center line between output pads of the set of RF electrodes are substantially parallel to each other. An optical modulator, wherein electrodes are arranged so as to be.
前記光変調器の1組のRF電極は、前記差動型オープンコレクタドライバの信号出力端面に対して垂直方向に配置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。   2. The optical modulator according to claim 1, wherein the set of RF electrodes of the optical modulator is arranged in a direction perpendicular to a signal output end face of the differential open collector driver. 前記マッハツェンダ型光変調器は、シングル電極構造のマッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光変調器。   3. The optical modulator according to claim 1, wherein the Mach-Zehnder optical modulator is a single-electrode Mach-Zehnder optical modulator. 前記マッハツェンダ型光変調器は、デュアル電極構造のマッハツェンダ型光変調器であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光変調器。   The optical modulator according to claim 1, wherein the Mach-Zehnder optical modulator is a dual-electrode Mach-Zehnder optical modulator. 前記マッハツェンダ型光変調器の光導波路は、シリコンで形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光変調器。   5. The optical modulator according to claim 1, wherein an optical waveguide of the Mach-Zehnder optical modulator is made of silicon. 前記差動型オープンコレクタドライバは2組以上の差動出力端子を備え、
前記マッハツェンダ型光変調器は、前記2組以上の差動出力端子にそれぞれ接続された2組以上のRF電極を備え、
前記終端抵抗は、前記2組以上のRF電極にそれぞれ接続された2組以上の抵抗を備え、
前記光変調器の2組以上のRF電極は、前記ドライバICの信号出力端面に対して垂直方向に配置され、
前記光変調器の2つ以上のRF電極は、高周波伝送線路が直線の形状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光変調器。
The differential open collector driver has two or more sets of differential output terminals,
The Mach-Zehnder type optical modulator includes two or more sets of RF electrodes respectively connected to the two or more sets of differential output terminals,
The termination resistor comprises two or more sets of resistors respectively connected to the two or more sets of RF electrodes,
Two or more sets of RF electrodes of the optical modulator are arranged in a direction perpendicular to the signal output end face of the driver IC,
The optical modulator according to any one of claims 1 to 5, wherein the two or more RF electrodes of the optical modulator have a high-frequency transmission line formed in a linear shape.
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