JP2651183B2 - 導波路型光変調器の製造方法 - Google Patents
導波路型光変調器の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光通信システム等に利用される導波路型光変調器の製
造方法に関し、簡単な製造プロセスを用いて、変調帯域
の広帯域化を実現できることを目的とし、基板に導波路
を形成し、該導波路に対応して電極を形成することによ
り導波路型光変調器を得る、導波路型光変調器の製造方
法において、前記基板に対し、その端面から前記電極下
にかけてカッティングソーで溝を形成する工程を備える
ように構成する。
造方法に関し、簡単な製造プロセスを用いて、変調帯域
の広帯域化を実現できることを目的とし、基板に導波路
を形成し、該導波路に対応して電極を形成することによ
り導波路型光変調器を得る、導波路型光変調器の製造方
法において、前記基板に対し、その端面から前記電極下
にかけてカッティングソーで溝を形成する工程を備える
ように構成する。
本発明は、光通信システム等に利用される導波路型光
変調器及びその製造方法に関する。
変調器及びその製造方法に関する。
近年、数Gb/s以上の変調速度を持つ光通信システムが
活発に研究されており、例えばLiNbO3導波路を用いた導
波路型光変調器は上記のような高速変調に有望と考えら
れている。
活発に研究されており、例えばLiNbO3導波路を用いた導
波路型光変調器は上記のような高速変調に有望と考えら
れている。
〔従来の技術〕 従来の導波路型光変調器の一例として、マッハツェン
ダ型光変調器の構成を第３図に示す。同図（ａ）は斜視
図であり、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ拡大断面図である。
同図において、基板１はＺ板LiNbO3からなり、その所定
領域にTi拡散を施すことにより導波路２が形成されてい
る。更に、基板１上には、導波路２のうちの分岐された
平行な２本の導波路2a,2bに対応して、一対の非対称な
電極3a,3bからなる進行波電極が配設されている。
ダ型光変調器の構成を第３図に示す。同図（ａ）は斜視
図であり、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ拡大断面図である。
同図において、基板１はＺ板LiNbO3からなり、その所定
領域にTi拡散を施すことにより導波路２が形成されてい
る。更に、基板１上には、導波路２のうちの分岐された
平行な２本の導波路2a,2bに対応して、一対の非対称な
電極3a,3bからなる進行波電極が配設されている。
ここに示した光変調器では、上記進行波電極の長さｌ
が例えば2cmと長く形成されており、一方の電極3aに対
し、導波路２中の光波の進行方向と同一方向にマイクロ
波を伝播させて光変調を行う。すなわち、上記のマイク
ロ波に含まれる変調信号に応じて、２本の導波路2a,2b
中を伝播する光波に「０」もしくは「π」の位相差を生
じさせ、これらの光波が合流（干渉）して得られる強弱
の光を変調光として出力するものである。
が例えば2cmと長く形成されており、一方の電極3aに対
し、導波路２中の光波の進行方向と同一方向にマイクロ
波を伝播させて光変調を行う。すなわち、上記のマイク
ロ波に含まれる変調信号に応じて、２本の導波路2a,2b
中を伝播する光波に「０」もしくは「π」の位相差を生
じさせ、これらの光波が合流（干渉）して得られる強弱
の光を変調光として出力するものである。
第３図に示したようなLiNbO3導波路を利用した光変調
器では、光波に対する屈折率が約2.14であるのに対し、
マイクロ波に対する屈折率は約３〜４と大きい。ここで
マイクロ波に対する屈折率を問題にするのは、マイクロ
波が電極から基板内へ深く染み出しているためである。
すると、上記の屈折率差から、光波とマイクロ波の間に
は速度差が生じることになる。このような速度差がある
と、特に、上述したような進行波電極を持つものでは、
その長い電極下において光波が変調信号を追い越してし
まうような場合が考えられるため、このようなことのな
いように変調速度には限界を設けなければならなかっ
た。すなわち、変調帯域が狭く限定されるという問題点
があった。
器では、光波に対する屈折率が約2.14であるのに対し、
マイクロ波に対する屈折率は約３〜４と大きい。ここで
マイクロ波に対する屈折率を問題にするのは、マイクロ
波が電極から基板内へ深く染み出しているためである。
すると、上記の屈折率差から、光波とマイクロ波の間に
は速度差が生じることになる。このような速度差がある
と、特に、上述したような進行波電極を持つものでは、
その長い電極下において光波が変調信号を追い越してし
まうような場合が考えられるため、このようなことのな
いように変調速度には限界を設けなければならなかっ
た。すなわち、変調帯域が狭く限定されるという問題点
があった。
なお、マイクロ波に対するLiNbO3導波路の屈折率を小
さくする目的で、基板全体の厚さを数10μｍ程度に薄く
しようとする提案もなされている。しかし、基板全体を
このように薄く形成することは製造上極めて困難であ
り、しかも機械的強度が非常に弱くなるため通常の使用
に耐えうるものでなくなってしまう。
さくする目的で、基板全体の厚さを数10μｍ程度に薄く
しようとする提案もなされている。しかし、基板全体を
このように薄く形成することは製造上極めて困難であ
り、しかも機械的強度が非常に弱くなるため通常の使用
に耐えうるものでなくなってしまう。
本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な製造プロセスを
用いて、変調帯域の広帯域化を実現できる導波路型光変
調器及びその製造方法を提供することを目的とする。
用いて、変調帯域の広帯域化を実現できる導波路型光変
調器及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の導波路型光変調器の製造方法は、導波路及び
電極の形成された基板に対し、その端面から上記電極下
にかけてカッティングソーで溝を形成する工程を備えた
ものである。
電極の形成された基板に対し、その端面から上記電極下
にかけてカッティングソーで溝を形成する工程を備えた
ものである。
上記の溝は、基板の底面まで達していてもよい。
基板に対し、上記のように溝を形成した場合、電極下
の基板（屈折率大）の厚さが溝の分だけ薄くなり、しか
もその分だけ空気層（屈折率小）が生じることになる。
すると、マイクロ波に対する実効屈折率が、溝（空気
層）のある分だけ小さくなり、光波に対する屈折率に近
づく。よって、光波とマイクロ波の間に生じる速度差は
極めて小さくなるため、変調速度を上げることができ、
すなわち変調帯域の広帯域化が可能になる。上記の溝を
基板の底面まで達するように形成すれば、この効果は一
層大きくなる。
の基板（屈折率大）の厚さが溝の分だけ薄くなり、しか
もその分だけ空気層（屈折率小）が生じることになる。
すると、マイクロ波に対する実効屈折率が、溝（空気
層）のある分だけ小さくなり、光波に対する屈折率に近
づく。よって、光波とマイクロ波の間に生じる速度差は
極めて小さくなるため、変調速度を上げることができ、
すなわち変調帯域の広帯域化が可能になる。上記の溝を
基板の底面まで達するように形成すれば、この効果は一
層大きくなる。
しかも、上記のような溝は、カッティングソーを用い
れば簡単に形成できるので、製造プロセスも非常に単純
で済む。
れば簡単に形成できるので、製造プロセスも非常に単純
で済む。
また、基板は電極下のみが薄くなるので、機械的強度
も十分である。
も十分である。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の導波路型光変調
器の一実施例の斜視図及びそのＢ−Ｂ拡大断面図であ
る。同図には、マッハツェンダ型の光変調器を示した。
器の一実施例の斜視図及びそのＢ−Ｂ拡大断面図であ
る。同図には、マッハツェンダ型の光変調器を示した。
同図において、基板11はＺ板LiNbO3からなり、その所
定領域には、第３図に示したのと同様な導波路２がTi拡
散により形成されている。また、基板11上には、やはり
第３図に示したのと同様な一対の非対称な電極3a,3bか
らなる進行波電極が配設されている。この電極の寸法
は、後述するマイクロ波に対する実効屈折率が小さくな
るように設定されており、例えば、長さｌが約2cm程
度、幅ｗが数10μｍ、ギャップ長ｄが約15μｍ、高さｈ
が数μｍから10μｍ程度である。
定領域には、第３図に示したのと同様な導波路２がTi拡
散により形成されている。また、基板11上には、やはり
第３図に示したのと同様な一対の非対称な電極3a,3bか
らなる進行波電極が配設されている。この電極の寸法
は、後述するマイクロ波に対する実効屈折率が小さくな
るように設定されており、例えば、長さｌが約2cm程
度、幅ｗが数10μｍ、ギャップ長ｄが約15μｍ、高さｈ
が数μｍから10μｍ程度である。
更に、基板11は、電極3aに対し例えば数μｍ程度まで
近接した位置に端面11aを有している。この端面11aは、
例えば第３図に示した基板１の端部（端面1a側）を、同
図（ｂ）の一点鎖線Ｄに沿ってカッティングソーで切り
落とすことにより得られる。また、この端面11aから電
極3a,3b下にかけて、一定幅の溝11bが形成されている。
ここで、溝11bの深さｆは電極3a,3bの位置に合わせて例
えば数10μｍ〜100μｍ程度であり、基板11の表面から
溝11bの上面までの厚さｇは例えば10μｍ〜数10μｍ程
度である。また、導波路2aから端面11aまでの間隔と導
波路2aから溝11bの上面までの間隔は、導波路2aを伝播
する光に影響がない程度に狭く設定されている。このよ
うな溝11bは、カッティングソーを用いることにより簡
単に形成できる。
近接した位置に端面11aを有している。この端面11aは、
例えば第３図に示した基板１の端部（端面1a側）を、同
図（ｂ）の一点鎖線Ｄに沿ってカッティングソーで切り
落とすことにより得られる。また、この端面11aから電
極3a,3b下にかけて、一定幅の溝11bが形成されている。
ここで、溝11bの深さｆは電極3a,3bの位置に合わせて例
えば数10μｍ〜100μｍ程度であり、基板11の表面から
溝11bの上面までの厚さｇは例えば10μｍ〜数10μｍ程
度である。また、導波路2aから端面11aまでの間隔と導
波路2aから溝11bの上面までの間隔は、導波路2aを伝播
する光に影響がない程度に狭く設定されている。このよ
うな溝11bは、カッティングソーを用いることにより簡
単に形成できる。
上記構成からなる本実施例の導波路型光変調器では、
電極3aを伝播されるマイクロ波が、従来と同様に基板11
に対して比較的深くまで染み出すことになる。その場
合、上記のように溝11bが形成されていることから、電
極3a下の基板の厚さが溝11bの分だけ薄く、しかもその
分だけ空気層が生じている。すると、LiNbO3の基板11の
誘電率が30程度と大きいのに比べ、溝11b（空気層）の
誘電率が１と小さいので、この溝11bのある分だけマイ
クロ波に対する実効屈折率が小さくなる。よって、マイ
クロ波の速度が光波の速度に近づき、すなわちマイクロ
波と光波の速度差が極めて小さくなる。このことから、
変調速度を従来の限界を越えて向上させることができ、
従って変調帯域の広帯域化が可能になる。
電極3aを伝播されるマイクロ波が、従来と同様に基板11
に対して比較的深くまで染み出すことになる。その場
合、上記のように溝11bが形成されていることから、電
極3a下の基板の厚さが溝11bの分だけ薄く、しかもその
分だけ空気層が生じている。すると、LiNbO3の基板11の
誘電率が30程度と大きいのに比べ、溝11b（空気層）の
誘電率が１と小さいので、この溝11bのある分だけマイ
クロ波に対する実効屈折率が小さくなる。よって、マイ
クロ波の速度が光波の速度に近づき、すなわちマイクロ
波と光波の速度差が極めて小さくなる。このことから、
変調速度を従来の限界を越えて向上させることができ、
従って変調帯域の広帯域化が可能になる。
しかも、溝11bは、上述したようにカッティングソー
を用いることにより簡単に形成できるので、製造プロセ
スが非常に単純なものとなる。
を用いることにより簡単に形成できるので、製造プロセ
スが非常に単純なものとなる。
また、従来のように基板全体を薄くしたものと比べ、
本実施例は電極下のみを薄く形成してあるので、機械的
強度が強く、通常の使用に十分に耐えうることができ
る。
本実施例は電極下のみを薄く形成してあるので、機械的
強度が強く、通常の使用に十分に耐えうることができ
る。
次に、本発明の導波路型光変調器の他の実施例を第２
図（ａ）及び（ｂ）に示す。
図（ａ）及び（ｂ）に示す。
ここに示した実施例は、第１図の構成において、溝11
bを基板11の底面まで達するように幅広く形成したもの
である。このようにすることにより、屈折率の小さな空
気層を一段と厚くすることができるので、マイクロ波に
対する実効屈折率も一段と小さくなる。よって、マイク
ロ波の速度が光波の速度に更に近づくため、変調速度の
より一層の向上を実現できる。
bを基板11の底面まで達するように幅広く形成したもの
である。このようにすることにより、屈折率の小さな空
気層を一段と厚くすることができるので、マイクロ波に
対する実効屈折率も一段と小さくなる。よって、マイク
ロ波の速度が光波の速度に更に近づくため、変調速度の
より一層の向上を実現できる。
なお、第１図に示したl,w,d,h,f,g等の各寸法は、前
述した数値に限定されるものではなく、光変調基の各特
性等を考慮して適宜設定されるものである。
述した数値に限定されるものではなく、光変調基の各特
性等を考慮して適宜設定されるものである。
また、基板11と電極3a,3bの間には、SiO2等からなる
バッファ層を数1000Å程度形成してもよい。このような
バッファ層はLiNbO2基板と比べ屈折率が非常に小さいの
で、上述した溝11bとの相乗作用により、マイクロ波に
対する実効屈折率を一段と低減させることができる。な
お、実験結果によれば、マイクロ波に対する実効屈折率
を低減させるためには、上記のようにバッファ層を設け
ると共に、電極を厚くし、かつ電極幅を狭くすればよい
ことが確認された。
バッファ層を数1000Å程度形成してもよい。このような
バッファ層はLiNbO2基板と比べ屈折率が非常に小さいの
で、上述した溝11bとの相乗作用により、マイクロ波に
対する実効屈折率を一段と低減させることができる。な
お、実験結果によれば、マイクロ波に対する実効屈折率
を低減させるためには、上記のようにバッファ層を設け
ると共に、電極を厚くし、かつ電極幅を狭くすればよい
ことが確認された。
更に、上述した各実施例ではマッハツェンダ型を採用
したが、本発明はこれに限らず各種の導波路型光変調器
に適用でき、特には進行波電極を用いたもので大きな効
果が期待できる。
したが、本発明はこれに限らず各種の導波路型光変調器
に適用でき、特には進行波電極を用いたもので大きな効
果が期待できる。
以上説明したように、本発明によれば、屈折率の小さ
な空気層を電極下に設けることができるので、その分だ
けマイクロ波に対する実効屈折率を低減でき、従って変
調速度の向上が可能になり、すなわち変調帯域の広帯域
化が実現される。しかも、基板の一部にのみ溝を形成す
るだけで済むことから、製造プロセスは極めて簡単であ
り、機械的強度も十分である。
な空気層を電極下に設けることができるので、その分だ
けマイクロ波に対する実効屈折率を低減でき、従って変
調速度の向上が可能になり、すなわち変調帯域の広帯域
化が実現される。しかも、基板の一部にのみ溝を形成す
るだけで済むことから、製造プロセスは極めて簡単であ
り、機械的強度も十分である。
第１図（ａ）は本発明の導波路型光変調器の一実施例の
斜視図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）におけるＢ−Ｂ拡大断面
図、 第２図（ａ）は本発明の導波路型光変調器の他の実施例
の斜視図、 第２図（ｂ）は第２図（ａ）におけるＣ−Ｃ拡大断面
図、 第３図（ａ）は従来の導波路型光変調器の斜視図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）におけるＡ−Ａ拡大断面図
である。 2,2a,2b……導波路、 3a,3b……電極、 11……基板、 11a……端面、 11b……溝．
斜視図、 第１図（ｂ）は第１図（ａ）におけるＢ−Ｂ拡大断面
図、 第２図（ａ）は本発明の導波路型光変調器の他の実施例
の斜視図、 第２図（ｂ）は第２図（ａ）におけるＣ−Ｃ拡大断面
図、 第３図（ａ）は従来の導波路型光変調器の斜視図、 第３図（ｂ）は第３図（ａ）におけるＡ−Ａ拡大断面図
である。 2,2a,2b……導波路、 3a,3b……電極、 11……基板、 11a……端面、 11b……溝．
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−234219（ＪＰ，Ａ) ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓ，Ｖｏｌ．ＱＥ−22 Ｎｏ．６ Ｐ. 902〜Ｐ．906（1986)
Claims (2)
- 【請求項１】基板（11）に導波路（2a、2b）を形成し、
該導波路に対応して電極（3a、3b）を形成することによ
り導波路型光変調器を得る、導波路型光変調器の製造方
法において、 前記基板に対し、その端面（11a）から前記電極下にか
けてカッティングソーで溝（11b）を形成する工程を備
えたことを特徴とする導波路型光変調器の製造方法。 - 【請求項２】前記基板（11）の端部を前記電極（3a）に
近接した位置から切断し、該切断によって新たに得られ
た端面（11a）から前記溝（11b）を形成することを特徴
とする請求項１記載の導波路型光変調器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044511A JP2651183B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 導波路型光変調器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63044511A JP2651183B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 導波路型光変調器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219819A JPH01219819A (ja) | 1989-09-01 |
| JP2651183B2 true JP2651183B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=12693575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63044511A Expired - Fee Related JP2651183B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 導波路型光変調器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2651183B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873748B2 (en) | 2002-02-07 | 2005-03-29 | Fujitsu Limited | Optical modulator module and optical modulator |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3603977B2 (ja) * | 1996-09-06 | 2004-12-22 | 日本碍子株式会社 | 進行波形光変調器およびその製造方法 |
| JP3954251B2 (ja) | 1999-08-27 | 2007-08-08 | 日本碍子株式会社 | 進行波形光変調器 |
| JP4875807B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2012-02-15 | 住友大阪セメント株式会社 | 光変調器 |
| JP5239551B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2013-07-17 | 富士通株式会社 | 光変調素子の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63234219A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調器 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63044511A patent/JP2651183B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．ＱＥ−２２ Ｎｏ．６ Ｐ．９０２〜Ｐ．９０６（１９８６） |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873748B2 (en) | 2002-02-07 | 2005-03-29 | Fujitsu Limited | Optical modulator module and optical modulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01219819A (ja) | 1989-09-01 |
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