JP2019109442A

JP2019109442A - 光変調器及び光モジュール

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Publication number: JP2019109442A
Application number: JP2017244221A
Authority: JP
Inventors: 杉山　昌樹; Masaki Sugiyama; 昌樹杉山
Original assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Current assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-07-04
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: JP7397567B2; US10948800B2; US20190187536A1

Abstract

【課題】光導波路の折り返される部分における光損失を抑えつつ、小型化を促進する。【解決手段】光変調器は、基板上に形成され、一部が折り返される光導波路と、光導波路の折り返される部分に沿って基板上に形成され、基板よりも屈折率が低い低屈折率部とを有し、光導波路は、互いに並列に配置された複数の直線状部と、光導波路の折り返される部分において複数の直線状部間の間隔よりも狭い間隔で基板上の所定の中心位置を中心に同心円状に配置され、各円弧状部の中心角が各円弧状部と中心位置とが近いほど大きい複数の円弧状部と、複数の直線状部と複数の円弧状部とをそれぞれ連結し、少なくとも一部の連結部が各円弧状部が屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する複数の連結部とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、光変調器及び光モジュールに関する。

従来、光を変調する光変調器を搭載する光モジュールにおいては、入力用の光ファイバと出力用の光ファイバとがそれぞれ光変調器の両側に直列に接続される。しかしながら、入力用の光ファイバと出力用の光ファイバとが光変調器の両側に接続されると、光変調器の実装面積が増大してしまう。

そこで、光モジュールにおいて、並列に配置された入力用の光ファイバ及び出力用の光ファイバを光変調器の片側に接続することにより、実装面積の削減が図られることがある。

並列に配置された入力用の光ファイバ及び出力用の光ファイバを光変調器の片側に接続する光モジュールでは、入力用の光ファイバの端部と、出力用の光ファイバの端部との間において光の方向転換が行われる。例えば、光変調器チップ（基板）上の光導波路の一部を折り返し、光導波路の折り返される部分によって、入力用の光ファイバの端部と出力用の光ファイバの端部との間で光の進行方向を１８０°転換する。光導波路の一部を折り返すことにより、特に基板の長手方向に沿って光変調器のサイズが小さくなるので、光変調器を搭載する装置の小型化を図ることができる。

ただし、光導波路の一部が折り返される場合、折り返される部分から光が放射されるので、光損失が増大することが問題となる。これに対し、光導波路の折り返される部分に沿って基板よりも屈折率が低い溝部を設けることにより、折り返される部分から放射される光を減少させる技術が提案されている。

特開２００４−２８７０９３号公報

ところで、光変調器において光導波路の一部が折り返される場合、光導波路は、複数の直線状部及び複数の半円弧状部によって構成されることがある。この場合、光導波路の折り返される部分以外の部分には、複数の直線状部が並列に配置され、光導波路の折り返される部分には、複数の半円弧状部が複数の直線状部間と同じ間隔で基板上の所定の中心位置を中心に同心円状に配置される。そして、複数の直線状部と複数の半円弧状部とは、それぞれ連結される。

ここで、各半円弧状部の曲率半径は、各半円弧状部が同心円の中心位置に近いほど、小さいので、各半円弧状部から放射される光は、各半円弧状部が同心円の中心位置に近いほど、多くなる。つまり、光導波路の折り返される部分における光損失は、同心円の中心位置に近いほど、増大する。この光損失の増大は、光導波路の折り返される部分に沿って溝部が設けられた場合であっても、同様に発生する。

そこで、光導波路の折り返される部分において複数の直線状部間の間隔よりも狭い間隔で複数の半円弧状部を同心円状に配置するとともに、複数の直線状部と複数の半円弧状部とを屈曲する複数の連結部によってそれぞれ連結する構成が考えられる。この構成では、各円弧状部が同心円の中心位置から離れるので、同心円の中心位置に近い各半円弧状部の曲率半径が増大する。結果として、光導波路の折り返される部分における光損失を減少させることができる。

しかしながら、複数の直線状部と複数の半円弧状部とを屈曲する複数の連結部によってそれぞれ連結する構成では、複数の連結部のうち、少なくとも一部の連結部が複数の半円弧状部が屈曲する方向と同一の方向及び反対の方向の双方に屈曲する。このため、複数の直線状部と、複数の直線状部間の間隔よりも狭い間隔で配置された複数の半円弧状部とをそれぞれ連結するための各連結部の長さが基板の長手方向に増大してしまい、結果として、装置の小型化が阻害される恐れがある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、光導波路の折り返される部分における光損失を抑えつつ、小型化を促進することができる光変調器及び光モジュールを提供することを目的とする。

本願の開示する光変調器は、一つの態様において、基板上に形成され、一部が折り返される光導波路と、前記光導波路の折り返される部分に沿って前記基板上に形成され、前記基板よりも屈折率が低い低屈折率部とを有し、前記光導波路は、互いに並列に配置された複数の直線状部と、前記光導波路の折り返される部分において前記複数の直線状部間の間隔よりも狭い間隔で前記基板上の所定の中心位置を中心に同心円状に配置され、各円弧状部の中心角が各円弧状部と前記中心位置とが近いほど大きい複数の円弧状部と、前記複数の直線状部と前記複数の円弧状部とをそれぞれ連結し、少なくとも一部の連結部が各前記円弧状部が屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する複数の連結部とを有する。

本願の開示する光変調器の一つの態様によれば、光導波路の折り返される部分における光損失を抑えつつ、小型化を促進することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係る光変調器の構成を示す平面模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を示す図である。図３Ａは、前提技術の説明に供する図である。図３Ｂは、実施例１における連結部の構造の説明に供する図である。図４は、実施例２における連結部の構造の説明に供する図である。図５は、実施例３における溝部の構造の説明に供する図である。図６は、実施例４における連結部の構造の説明に供する図である。図７は、実施例５における円弧状部の構造の説明に供する図である。図８は、実施例６における連結部の構造及び円弧状部の構造の説明に供する図である。図９は、実施例７における円弧状部の構造の説明に供する図である。図１０は、実施例８における連結部の構造及び円弧状部の構造の説明に供する図である。図１１は、光送受信装置の構成例を示すブロック図である。

以下に、本願の開示する光変調器及び光モジュールの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。

（実施例１）
図１は、実施例１に係る光変調器１００の構成を示す平面模式図である。図１に示す光変調器１００は、並列に配置された入力用の光ファイバ１００ａ及び出力用の光ファイバ１００ｂに接続される。例えば、光変調器１００において、光ファイバ１００ａから光が入力され、光ファイバ１００ｂから信号光が出力される。光変調器１００は、パッケージ１１０、光変調器チップ１２０及び偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ：Polarization Beam Combiner）１３０を有する。また、光変調器１００は、ＤＣ（Direct Current）中継基板１４０、ＲＦ（Radio Frequency）中継基板１５０、ＤＣ端子１６０及びＲＦ端子１７０を有する。

パッケージ１１０は、光変調器１００を構成する各種の部品を収容する。パッケージ１１０は、図示しないプリント回路板に実行される。プリント回路板には、例えば高周波のＲＦ信号を生成するドライバや、直流のＤＣ信号を出力するＬＳＩ（Large Scale Integration）などが実装される。

光変調器チップ１２０は、光導波路１２１と信号電極及び接地電極とを有し、光ファイバ１００ａから入力される光を光導波路１２１によって伝搬しつつ、光変調を行って光信号を生成する。光変調器チップ１２０は、信号電極として、ＤＣ信号用の信号電極であるＤＣ電極１２３と、ＲＦ信号用の信号電極であるＲＦ電極１２４とを有する。光変調器チップ１２０は、ＲＦ端子１７０からＲＦ電極１２４に供給されるＲＦ信号に基づいて光変調を行う。また、光変調器チップ１２０は、ＤＣ端子１６０からＤＣ電極１２３に供給されるＤＣ信号に基づいて光信号の位相制御等を行う。

光導波路１２１は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃（ＬＮ））やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）などの電気光学結晶を用いた基板上の一部に、チタン（Ｔｉ）などの金属膜を形成し熱拡散することによって形成される。一方、信号電極及び接地電極は、光導波路１２１に沿って形成されるコプレーナ電極である。光導波路１２１の一部は、折り返されている。光導波路１２１の折り返される部分によって、光ファイバ１００ａの端部と光ファイバ１００ｂの端部との間で光の進行方向が１８０°転換される。光導波路１２１の一部が折り返されることにより、特に基板の長手方向（つまり、光変調器チップ１２０の長手方向）に沿って光変調器１００のサイズが小さくなるので、光変調器１００を搭載する装置の小型化を図ることができる。光導波路１２１の構造については、後に詳述する。

また、光変調器チップ１２０は、光導波路１２１の折り返される部分に沿って基板上に溝部１２２を有する。溝部１２２は、基板よりも屈折率が低く、光導波路１２１の折り返される部分から放射される光を減少させる。

ここで、光導波路１２１の構造について詳細に説明する。光導波路１２１は、図１に示すように、８つの直線状部１２１ａ、８つの直線状部１２１ｂ、８つの円弧状部１２１ｃ、８つの連結部１２１ｄ及び８つの連結部１２１ｅを有する。

８つの直線状部１２１ａは、光ファイバ１００ａに対向する光導波路１２１の一端から順次分岐され、光変調器チップ１２０の幅方向に互いに並列に配置されている。８つの直線状部１２１ｂは、光変調器チップ１２０の幅方向に互いに並列に配置されており、光ファイバ１００ｂに対向する光導波路１２１の他端へ順次合流される。

８つの円弧状部１２１ｃは、光導波路１２１の折り返される部分において８つの直線状部１２１ａ間の間隔又は８つの直線状部１２１ｂ間の間隔よりも狭い間隔で基板上の所定の中心位置Ｃを中心に同心円状に配置されている。各円弧状部１２１ｃの中心角θは、各円弧状部１２１ｃと中心位置Ｃとが近いほど大きくなっている。本実施例では、各円弧状部１２１ｃの中心角θは、１８０°以上であり、中心位置Ｃから最も遠い円弧状部１２１ｃの中心角θが、１８０°であり、中心位置Ｃに最も近い円弧状部１２１ｃの中心角θが最大となっている。以下では、中心位置Ｃから最も遠い円弧状部１２１ｃを適宜「最外円弧状部１２１ｃ」と表記し、中心位置Ｃに最も近い円弧状部１２１ｃを適宜「最内円弧状部１２１ｃ」と表記する。

８つの円弧状部１２１ｃのうち、最外円弧状部１２１ｃの一端は、８つの直線状部１２１ａのうち、中心位置Ｃから最も遠い直線状部１２１ａを延長して得られる延長線上に配置される。また、最外円弧状部１２１ｃの他端は、８つの直線状部１２１ｂのうち、中心位置Ｃから最も遠い直線状部１２１ｂを延長して得られる延長線上に配置される。

また、上記の溝部１２２は、図２に示すように、各円弧状部１２１ｃの外周に沿って基板上に形成される。なお、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面を示す図である。

図１の説明に戻る。８つの連結部１２１ｄは、８つの直線状部１２１ａと８つの円弧状部１２１ｃとをそれぞれ連結し、少なくとも一部の連結部１２１ｄが各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する。８つの連結部１２１ｄのうち、中心位置Ｃから最も遠い連結部１２１ｄは、中心位置Ｃから最も遠い直線状部１２１ａを延長して得られる延長線に沿って直線状に形成されている。すなわち、中心位置Ｃから最も遠い連結部１２１ｄを除く７つの連結部１２１ｄが、各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する。これにより、８つの直線状部１２１ａと８つの円弧状部１２１ｃとの間でピッチ変換が行われる。以下では、中心位置Ｃから最も遠い連結部１２１ｄを適宜「最外連結部１２１ｄ」と表記し、最外連結部１２１ｄを除く７つの連結部１２１ｄを適宜「少なくとも一部の連結部１２１ｄ」と表記する。

８つの連結部１２１ｅは、８つの直線状部１２１ｂと８つの円弧状部１２１ｃとをそれぞれ連結し、少なくとも一部の連結部１２１ｅが各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する。８つの連結部１２１ｅのうち、中心位置Ｃから最も遠い連結部１２１ｅは、中心位置Ｃから最も遠い直線状部１２１ｂを延長して得られる延長線に沿って直線状に形成されている。すなわち、中心位置Ｃから最も遠い連結部１２１ｅを除く７つの連結部１２１ｅが、各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する。これにより、８つの直線状部１２１ｂと８つの円弧状部１２１ｃとの間でピッチ変換が行われる。以下では、中心位置Ｃから最も遠い連結部１２１ｅを適宜「最外連結部１２１ｅ」と表記し、最外連結部１２１ｅを除く７つの連結部１２１ｅを適宜「少なくとも一部の連結部１２１ｅ」と表記する。なお、連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造については、後に詳述する。

ＰＢＣ１３０は、光変調器チップ１２０から出力される２つの光信号を合成し、偏波方向が直交する２つの偏波を含む光信号を出力する。すなわち、ＰＢＣ１３０は、光変調器チップ１２０から出力される一方の光信号の偏波方向を回転させた後、他方の光信号と合成する。

ＤＣ中継基板１４０は、ＤＣ端子１６０から入力されるＤＣ信号を光変調器チップ１２０へ中継し、光変調器チップ１２０のＤＣ電極１２３へ入力する。

ＲＦ中継基板１５０は、ＲＦ端子１７０から入力されるＲＦ信号を光変調器チップ１２０へ中継し、光変調器チップ１２０のＲＦ電極１２４へ入力する。

ＤＣ端子１６０は、例えばＬＳＩから出力される直流のＤＣ信号が入力される端子である。光変調器１００の側面には、光変調器チップ１２０に備えられるＤＣ電極１２３の数に応じて、複数のＤＣ端子１６０が例えば一列に並んで設けられる。ＤＣ端子１６０に入力されるＤＣ信号によって、光変調器チップ１２０において得られる光信号の位相制御等が行われる。

ＲＦ端子１７０は、例えばドライバによって生成された高周波のＲＦ信号が入力される端子である。光変調器１００の側面には、光変調器チップ１２０に備えられるＲＦ電極１２４の数に応じて、複数のＲＦ端子１７０が設けられる。ＲＦ端子１７０に入力されるＲＦ信号によって光変調器チップ１２０を駆動することにより、光源からの光が光変調された光信号が得られる。

ここで、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、本実施例における連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造について詳細に説明する。まず、前提技術について説明する。図３Ａは、前提技術の説明に供する図である。前提技術では、８つの直線状部１２１ａ間の間隔よりも狭い間隔で８つの半円弧状部２２１ｃが中心位置Ｃ´を中心に同心円状に配置されるものとする。さらに、８つの直線状部１２１ａと８つの半円弧状部２２１ｃとが８つの連結部２２１ｄによってそれぞれ連結され、８つの直線状部１２１ｂと８つの半円弧状部２２１ｃとが８つの連結部２２１ｅによってそれぞれ連結されるものとする。図３Ａに示す前提技術では、８つの連結部２２１ｄのうち、少なくとも一部の連結部２２１ｄは、各半円弧状部２２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に曲率半径Ｒ２で屈曲し、且つ各半円弧状部２２１ｃが屈曲する方向と同一の方向に曲率半径Ｒ２で屈曲する。なお、曲率半径Ｒ２は、各半円弧状部２２１ｃの曲率半径Ｒ１よりも小さい。また、図３Ａに示す前提技術では、８つの連結部２２１ｅのうち、少なくとも一部の連結部２２１ｅは、各半円弧状部２２１ｃが屈曲する方向と同一の方向に曲率半径Ｒ２で屈曲し、且つ各半円弧状部２２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に曲率半径Ｒ２で屈曲する。

続いて、本実施例における連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造について説明する。図３Ｂは、実施例１における連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造の説明に供する図である。本実施例では、８つの連結部１２１ｄのうち、少なくとも一部の連結部１２１ｄは、図３Ｂに示すように、各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向のみに曲率半径Ｒ２で屈曲する。また、本実施例では、８つの連結部１２１ｅのうち、少なくとも一部の連結部１２１ｅは、図３Ｂに示すように、各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向のみに曲率半径Ｒ２で屈曲する。このように、少なくとも一部の連結部１２１ｄ及び少なくとも一部の連結部１２１ｅが各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向のみに屈曲することにより、各連結部１２１ｄ及び各連結部１２１ｅの長さを抑制することができる。つまり、本実施例では、前提技術と比較して、各半円弧状部２２１ｃが屈曲する方向と同一の方向に屈曲する部分を省略することができるので、基板の長手方向に沿った各連結部１２１ｄ及び各連結部１２１ｅの長さを、当該部分の長さだけ削減することができる。結果として、特に基板の長手方向（つまり、光変調器チップ１２０の長手方向）に沿って光変調器チップ１２０のサイズが小さくなるので、光変調器チップ１２０を搭載する光変調器１００の小型化を促進することができる。

以上のように、本実施例によれば、光導波路の折り返される部分において、所定の中心位置に近い各円弧状部の中心角が大きくなるように、狭い間隔で複数の円弧状部を配置し、一方向に屈曲する連結部により複数の直線状部と複数の円弧状部とをそれぞれ連結する。これにより、同心円の中心位置に近い各円弧状部の曲率半径を増大させることができるとともに、基板の長手方向に沿った各連結部の長さを抑制することができる。結果として、光導波路の折り返される部分における光損失を抑えつつ、基板の長手方向に沿って光変調器チップのサイズを小さくし、光変調器チップを搭載する光変調器の小型化を促進することができる。

（実施例２）
実施例２に係る光変調器は、連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造を除き、上記実施例１に係る光変調器１００と同様の構成を有する。したがって、実施例２では、上記実施例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

図４は、実施例２における連結部１２１ｅの構造の説明に供する図である。なお、図４では、説明の便宜を図るため、円弧状部１２１ｃの上半分、溝部１２２の上半分及び連結部１２１ｄが省略されている。図４に示すように、８つの連結部１２１ｅのうち、少なくとも一部の連結部１２１ｅは、当該少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃよりも曲率半径が小さい。すなわち、少なくとも一部の連結部１２１ｅの曲率半径Ｒ１ａは、当該少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃの曲率半径Ｒ１よりも小さい。さらに、図示を省略するが、８つの連結部１２１ｄのうち、少なくとも一部の連結部１２１ｄは、当該少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃよりも曲率半径が小さい。すなわち、少なくとも一部の連結部１２１ｄの曲率半径Ｒ１ａは、当該少なくとも一部の連結部１２１ｄに対応する各円弧状部１２１ｃの曲率半径Ｒ１よりも小さい。これにより、基板の長手方向に沿った各連結部１２１ｄの長さ及び各連結部１２１ｅの長さをより抑制することができる。結果として、基板の長手方向に沿って光変調器チップ１２０のサイズをさらに小さくすることができる。

また、少なくとも一部の連結部１２１ｅの外周に沿って基板上に溝部１２６が形成されている。さらに、図示を省略するが、少なくとも一部の連結部１２１ｄの外周に沿って基板上に溝部１２６が形成されている。溝部１２６は、基板よりも屈折率が低く、少なくとも一部の連結部１２１ｄ及び少なくとも一部の連結部１２１ｅから放射される光を減少させる。これにより、少なくとも一部の連結部１２１ｄの曲率半径及び少なくとも一部の連結部１２１ｅが小さくなった場合であっても、少なくとも一部の連結部１２１ｄ及び少なくとも一部の連結部１２１ｅにおける光損失を抑えることができる。

（実施例３）
実施例３に係る光変調器は、溝部１２２の構造を除き、上記実施例１に係る光変調器１００と同様の構成を有する。したがって、実施例３では、上記実施例１と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

図５は、実施例３における溝部１２２の構造の説明に供する図である。なお、図５では、説明の便宜を図るため、円弧状部１２１ｃの上半部、溝部１２２の上半分及び連結部１２１ｄが省略されている。図５に示すように、溝部１２２は、溝部１２２の下半分において、延伸部１２２ａを有する。延伸部１２２ａは、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｅとの連結部分Ｊに対応する位置から延伸し、連結部分Ｊから徐々に離間する形状を有する。溝部１２２が延伸部１２２ａを有することにより、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｅとの連結部分Ｊにおける曲率の変化に起因して連結部分Ｊから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｊにおける光損失を抑えることができる。

なお、図示を省略するが、溝部１２２は、溝部１２２の上半分において、延伸部１２２ａを有する。延伸部１２２ａは、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｄとの連結部分Ｋに対応する位置から延伸し、連結部分Ｋから徐々に離間する形状を有する。これにより、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｄとの連結部分Ｋにおける曲率の変化に起因して連結部分Ｋから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｋにおける光損失を抑えることができる。

（実施例４）
実施例４に係る光変調器は、連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造を除き、上記実施例３と同様の構成を有する。したがって、実施例４では、上記実施例３と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

図６は、実施例４における連結部１２１ｅの構造の説明に供する図である。なお、図６では、説明の便宜を図るため、円弧状部１２１ｃの上半分、溝部１２２の上半分及び連結部１２１ｄが省略されている。図６に示すように、８つの連結部１２１ｅのうち、少なくとも一部の連結部１２１ｅは、屈曲部１２１ｅ−１及び直線状部１２１ｅ−２を有する。屈曲部１２１ｅ−１は、少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する。直線状部１２１ｅ−２は、屈曲部１２１ｅ−１と、少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃとの間に配置されている。

このように、屈曲部１２１ｅ−１と、少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃとの間に直線状部１２１ｅ−２を配置するのは、以下の理由による。すなわち、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｅとの連結部分Ｊでは、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれが発生することがある。光のモードフィールドの中心軸間のずれのずれ量が大きくなると、連結部分Ｊから散乱する光が増大する恐れがある。そこで、本実施例では、光のモードフィールドの中心軸間のずれのずれ量を小さくするために、屈曲部１２１ｅ−１と、少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃとの間に直線状部１２１ｅ−２を配置している。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれのずれ量が小さくなるので、連結部分Ｊから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｊにおける光損失をより抑えることができる。

なお、図示を省略するが、８つの連結部１２１ｄのうち、少なくとも一部の連結部１２１ｄは、上記少なくとも一部の連結部１２１ｅと同様に、屈曲部及び直線状部を有する。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｄを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれのずれ量が小さくなる。したがって、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｄとの連結部分Ｋから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｋにおける光損失をより抑えることができる。

（実施例５）
実施例５に係る光変調器は、円弧状部１２１ｃの構造を除き、上記実施例３と同様の構成を有する。したがって、実施例５では、上記実施例３と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

図７は、実施例５における円弧状部１２１ｃの構造の説明に供する図である。なお、図７では、説明の便宜を図るため、円弧状部１２１ｃの上半分、溝部１２２の上半分及び連結部１２１ｄが省略されている。図７に示すように、各円弧状部１２１ｃは、各円弧状部１２１ｃの下半分において、屈曲部１２１ｃ−１及び屈曲部１２１ｃ−２を有する。屈曲部１２１ｃ−１は、中心位置Ｃを中心として曲率半径Ｒ１で屈曲する。屈曲部１２１ｃ−２は、屈曲部１２１ｃ−１に連結され、基板上の他の中心位置Ｃ１を中心として曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ１ｂで屈曲し、各連結部１２１ｅに連結される。

このように、曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ１ｂで屈曲する屈曲部１２１ｃ−１を各円弧状部１２１ｃに設けるのは、以下の理由による。すなわち、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｅとの連結部分Ｊでは、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれが発生することがある。光のモードフィールドの中心軸間のずれのずれ量が大きくなると、連結部分Ｊから散乱する光が増大する恐れがある。そこで、本実施例では、光のモードフィールドの中心軸間のずれのずれ量を小さくするために、曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ１ｂで屈曲する屈曲部１２１ｃ−１を各円弧状部１２１ｃに設けている。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれのずれ量が小さくなるので、連結部分Ｊから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｊにおける光損失をより抑えることができる。

なお、図示を省略するが、各円弧状部１２１ｃは、各円弧状部の上半分において、屈曲部１２１ｃ−１及び屈曲部１２１ｃ−２を有する。屈曲部１２１ｃ−２は、屈曲部１２１ｃ−１に連結され、基板上の他の中心位置Ｃ１を中心として曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ１ｂで屈曲し、各連結部１２１ｄに連結される。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｄを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれのずれ量が小さくなる。したがって、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｄとの連結部分Ｋから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｋにおける光損失をより抑えることができる。

（実施例６）
実施例６に係る光変調器は、連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造、並びに円弧状部１２１ｃの構造を除き、上記実施例３と同様の構成を有する。したがって、実施例６では、上記実施例３と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

図８は、実施例６における連結部１２１ｅの構造及び円弧状部１２１ｃの構造の説明に供する図である。なお、図８では、説明の便宜を図るため、円弧状部１２１ｃの上半分、溝部１２２の上半分及び連結部１２１ｄが省略されている。図８に示すように、８つの連結部１２１ｅのうち、少なくとも一部の連結部１２１ｅは、屈曲部１２１ｅ−１及び直線状部１２１ｅ−２を有する。屈曲部１２１ｅ−１は、少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃが屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する。直線状部１２１ｅ−２は、屈曲部１２１ｅ−１と、少なくとも一部の連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃとの間に配置されている。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれのずれ量が小さくなる。したがって、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｅとの連結部分Ｊから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｊにおける光損失をより抑えることができる。

また、各円弧状部１２１ｃは、各円弧状部１２１ｃの下半分において、屈曲部１２１ｃ−１及び屈曲部１２１ｃ−２を有する。屈曲部１２１ｃ−１は、中心位置Ｃを中心として曲率半径Ｒ１で屈曲する。屈曲部１２１ｃ−２は、屈曲部１２１ｃ−１に連結され、基板上の他の中心位置Ｃ１を中心として曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ１ｂで屈曲し、各連結部１２１ｅに連結される。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸との間のずれのずれ量が小さくなる。したがって、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｅとの連結部分Ｊから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｊにおける光損失をより抑えることができる。

（実施例７）
実施例７に係る光変調器は、円弧状部１２１ｃの構造を除き、上記実施例４と同様の構成を有する。したがって、実施例７では、上記実施例４と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

図９は、実施例７における円弧状部１２１ｃの構造の説明に供する図である。なお、図９では、説明の便宜を図るため、円弧状部１２１ｃの上半分、溝部１２２の上半分及び連結部１２１ｄが省略されている。図９に示すように、各円弧状部１２１ｃの幅は、光導波路１２１における他の部分（例えば、各連結部１２１ｅ）の幅よりも大きい。これにより、各円弧状部１２１ｃにおける光の閉じ込めを強化することができ、結果として、各円弧状部１２１ｃにおける光損失をより抑えることができる。

（実施例８）
実施例８に係る光変調器は、連結部１２１ｄ及び連結部１２１ｅの構造、並びに円弧状部１２１ｃの構造を除き、上記実施例７と同様の構成を有する。したがって、実施例８では、上記実施例７と共通する構成要素には、同一の参照符号を用いると共に、その詳細な説明は省略する。

図１０は、実施例８における連結部１２１ｅの構造及び円弧状部１２１ｃの構造の説明に供する図である。なお、図１０では、説明の便宜を図るため、円弧状部１２１ｃの上半分、溝部１２２の上半分及び連結部１２１ｄが省略されている。また、図１０では、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｅとの連結部分Ｊ近傍の構成が拡大して示されている。各連結部１２１ｅの中心軸と、各連結部１２１ｅに対応する各円弧状部１２１ｃの中心軸とは、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸とが一致するように、オフセットされる。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｅを伝搬する光のモードフィールドの中心軸とが一致するので、連結部分Ｊから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｊにおける光損失をより抑えることができる。

なお、図示を省略するが、各連結部１２１ｄの中心軸と、各連結部１２１ｄに対応する各円弧状部１２１ｃの中心軸とは、各連結部１２１ｄを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸とが一致するように、オフセットされる。これにより、各円弧状部１２１ｃを伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各連結部１２１ｄを伝搬する光のモードフィールドの中心軸とが一致するので、各円弧状部１２１ｃと各連結部１２１ｄとの連結部分Ｋから散乱する光を減少させることができる。結果として、連結部分Ｋにおける光損失をより抑えることができる。

上記各実施例において説明した光変調器は、例えば光信号を送受信する光送受信装置などの光モジュールに適用することが可能である。図１１は、光送受信装置５００の構成例を示すブロック図である。図１１に示す光送受信装置５００は、光変調器５１０、光受信回路５２０、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５３０及び光源５４０を有する。

光変調器５１０は、上記各実施例において説明した光変調器であり、光変調器５１０に図示しないドライバが接続された構成を有する。光変調器５１０とドライバとは、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）によって接続されており、ドライバから出力されるＲＦ信号は、ＲＦ端子１７０から光変調器５１０へ入力される。光変調器５１０は、光源５４０からの光を光変調して、例えば光ファイバなどへ光信号を出力する。

光受信回路５２０は、光信号を受信し、受信した光信号と光源５４０からの光を干渉させて光電変換などの所定の光受信処理を実行し、得られた受信信号をＤＳＰ５３０へ出力する。

ＤＳＰ５３０は、光受信回路５２０から出力される受信信号に対して、例えばデジタル復調及び復号などの種々のデジタル信号処理を実行する。また、ＤＳＰ５３０は、送信データに対して、例えば符号化及びデジタル変調などの種々のデジタル信号処理を実行し、得られた送信信号を光変調器５１０に接続されたドライバへ出力する。この送信信号は、ドライバによって、光を変調するためのＲＦ信号に変換され、光変調器５１０を駆動する。

１００光変調器
１１０パッケージ
１２０光変調器チップ
１２１光導波路
１２１ａ、１２１ｂ直線状部
１２１ｃ円弧状部
１２１ｃ−１、１２１ｃ−２屈曲部
１２１ｄ、１２１ｅ連結部
１２１ｅ−１屈曲部
１２１ｅ−２直線状部
１２２、１２６溝部
１２２ａ延伸部
１２３ＤＣ電極
１２４ＲＦ電極
１４０ＤＣ中継基板
１５０ＲＦ中継基板
１６０ＤＣ端子
１７０ＲＦ端子

Claims

基板上に形成され、一部が折り返される光導波路と、
前記光導波路の折り返される部分に沿って前記基板上に形成され、前記基板よりも屈折率が低い低屈折率部とを有し、
前記光導波路は、
互いに並列に配置された複数の直線状部と、
前記光導波路の折り返される部分において前記複数の直線状部間の間隔よりも狭い間隔で前記基板上の所定の中心位置を中心に同心円状に配置され、各円弧状部の中心角が各円弧状部と前記中心位置とが近いほど大きい複数の円弧状部と、
前記複数の直線状部と前記複数の円弧状部とをそれぞれ連結し、少なくとも一部の連結部が各前記円弧状部が屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する複数の連結部と
を有することを特徴とする光変調器。
前記複数の円弧状部のうち、前記中心位置から最も遠い円弧状部の一端は、前記複数の直線状部のうち、前記中心位置から最も遠い直線状部を延長して得られる延長線上に配置され、
前記複数の連結部のうち、前記中心位置から最も遠い連結部は、前記延長線に沿って直線状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
前記低屈折率部は、各前記円弧状部の外周に沿って前記基板上に形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調器。
前記低屈折率部は、各前記円弧状部と各前記連結部との連結部分に対応する位置から延伸し、前記連結部分から徐々に離間する形状を有する延伸部を有することを特徴とする請求項３に記載の光変調器。
前記少なくとも一部の連結部は、当該少なくとも一部の連結部に対応する各前記円弧状部よりも曲率半径が小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光変調器。
前記少なくとも一部の連結部の外周に沿って前記基板上に形成され、前記基板よりも屈折率が低い他の低屈折率部をさらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光変調器。
前記少なくとも一部の連結部は、
前記少なくとも一部の連結部に対応する各前記円弧状部が屈曲する方向とは反対の方向に屈曲する屈曲部と、
前記屈曲部と、前記少なくとも一部の連結部に対応する各前記円弧状部との間に配置された直線状部と
を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の光変調器。
各前記円弧状部は、
前記中心位置を中心として第１の曲率半径で屈曲する第１の屈曲部と、
前記第１の屈曲部に連結され、前記基板上の他の中心位置を中心として前記第１の曲率半径よりも大きい第２の曲率半径で屈曲し、各前記連結部に連結される第２の屈曲部と
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の光変調器。
各前記円弧状部の幅は、前記光導波路における他の部分の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の光変調器。
各前記連結部の中心軸と、各前記連結部に対応する各前記円弧状部の中心軸とは、各前記連結部を伝搬する光のモードフィールドの中心軸と、各前記円弧状部を伝搬する光のモードフィールドの中心軸とが一致するように、オフセットされることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の光変調器。
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の光変調器を有することを特徴とする光モジュール。