JP2728150B2 - 光変調素子 - Google Patents
光変調素子Info
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- JP2728150B2 JP2728150B2 JP3052851A JP5285191A JP2728150B2 JP 2728150 B2 JP2728150 B2 JP 2728150B2 JP 3052851 A JP3052851 A JP 3052851A JP 5285191 A JP5285191 A JP 5285191A JP 2728150 B2 JP2728150 B2 JP 2728150B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/035—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
- G02F1/0356—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動作速度が極めて速い光
変調素子に関するものである。
変調素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の光変調素子と比較して光変調帯域
を大幅に広帯域化したマッハツェンダ形のTi熱拡散Ｌｉ
ＮｂＯ3 （リチウムナイオベート）光変調器として、図
１および図２に示すシールド系速度整合形の光変調器が
ある（河野他：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，Ｌｅｔｔ．，ｖｏ
ｌ．２５，ｐｐ．１３８２−１３８３，１９８９）。図
１は平面図、図２はそのＡＡ′線に沿う断面図である。
を大幅に広帯域化したマッハツェンダ形のTi熱拡散Ｌｉ
ＮｂＯ3 （リチウムナイオベート）光変調器として、図
１および図２に示すシールド系速度整合形の光変調器が
ある（河野他：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ，Ｌｅｔｔ．，ｖｏ
ｌ．２５，ｐｐ．１３８２−１３８３，１９８９）。図
１は平面図、図２はそのＡＡ′線に沿う断面図である。
【０００３】この例では、電気光学効果を有するｚカッ
トＬｉＮｂＯ3 基板１にＴｉ熱拡散によりマッハツェン
ダ形光導波路２が形成されている。その基板１の上には
厚さＤのＳｉＯ2 バッファ層３が形成され、さらにその
バッファ層３の上に中心導体（中心電極）４およびアー
ス導体（アース電極）５から構成されたコプレーナウェ
ーブガイド（ＣＰＷ）形の進行波電極が形成されてい
る。６はＣＰＷ電極４と５の間に接続された終端抵抗、
７は電極４と５に接続され、変調用マイクロ波信号をこ
れら電極４および５に供給する変調用マイクロ波信号給
電線（給電用同軸線）である。さらに光導波路２とＣＰ
Ｗ電極４，５とが相互作用する領域の近傍にオーバーレ
イ８を介してシールド導体９が配置されている。
トＬｉＮｂＯ3 基板１にＴｉ熱拡散によりマッハツェン
ダ形光導波路２が形成されている。その基板１の上には
厚さＤのＳｉＯ2 バッファ層３が形成され、さらにその
バッファ層３の上に中心導体（中心電極）４およびアー
ス導体（アース電極）５から構成されたコプレーナウェ
ーブガイド（ＣＰＷ）形の進行波電極が形成されてい
る。６はＣＰＷ電極４と５の間に接続された終端抵抗、
７は電極４と５に接続され、変調用マイクロ波信号をこ
れら電極４および５に供給する変調用マイクロ波信号給
電線（給電用同軸線）である。さらに光導波路２とＣＰ
Ｗ電極４，５とが相互作用する領域の近傍にオーバーレ
イ８を介してシールド導体９が配置されている。
【０００４】この光変調器に変調用マイクロ波信号給電
線７から駆動電力が供給されると、この光変調器では中
心導体４とアース導体５との間に電界が加わる。ＬｉＮ
ｂＯ3 基板１は電気光学効果を有するので、この電界に
より屈折率変化を生じる。その結果、２本の光導波路２
を伝搬する光の位相にずれが生じる。このずれがπ（ラ
ジアン）になった場合、マッハツェンダ形光導波路２の
合波部で高次モードを励振し、光はＯＦＦ状態となる。
この光変調器の場合、ＣＰＷ電極４および５は進行波電
極として構成されているので、このＣＰＷ電極を伝搬す
る変調用マイクロ波信号と光導波路２を伝搬する光との
間に速度の差がなければ、理想的には光変調帯域の制限
はない。
線７から駆動電力が供給されると、この光変調器では中
心導体４とアース導体５との間に電界が加わる。ＬｉＮ
ｂＯ3 基板１は電気光学効果を有するので、この電界に
より屈折率変化を生じる。その結果、２本の光導波路２
を伝搬する光の位相にずれが生じる。このずれがπ（ラ
ジアン）になった場合、マッハツェンダ形光導波路２の
合波部で高次モードを励振し、光はＯＦＦ状態となる。
この光変調器の場合、ＣＰＷ電極４および５は進行波電
極として構成されているので、このＣＰＷ電極を伝搬す
る変調用マイクロ波信号と光導波路２を伝搬する光との
間に速度の差がなければ、理想的には光変調帯域の制限
はない。
【０００５】しかしながら、実際にはマイクロ波伝搬損
失の他、マイクロ波信号波と光の速度との間の差によっ
て変調帯域が制限される。信号波に対するＣＰＷ電極の
マイクロ波実効屈折率をｎm 、光に対する光導波路２の
実効屈折率をｎ0 とすると、３dB光変調帯域Δｆは１／
（ｎm −ｎ0 ）に反比例する。但し、この比例関係の式
では、マイクロ波の伝搬損失を無視している。従って、
光変調の帯域を拡大するためには、マイクロ波と光の実
効屈折率を近付けること、すなわち、マイクロ波と光の
速度を整合させることが不可欠である。
失の他、マイクロ波信号波と光の速度との間の差によっ
て変調帯域が制限される。信号波に対するＣＰＷ電極の
マイクロ波実効屈折率をｎm 、光に対する光導波路２の
実効屈折率をｎ0 とすると、３dB光変調帯域Δｆは１／
（ｎm −ｎ0 ）に反比例する。但し、この比例関係の式
では、マイクロ波の伝搬損失を無視している。従って、
光変調の帯域を拡大するためには、マイクロ波と光の実
効屈折率を近付けること、すなわち、マイクロ波と光の
速度を整合させることが不可欠である。
【０００６】そのために図１および図２の従来例の光変
調器では、バッファ層３の厚みＤを厚くし、かつシール
ド導体９を用いてマイクロ波と光との実効屈折率を近づ
け、速度整合を図っている。例えば、中心導体４の幅２
Ｗが８μｍ、中心導体４とアース導体５とのギャップ２
Ｇが１５μｍ、ＳｉＯ2 バッファ層３の厚みＤが１．２
μｍ、オーバーレイ８の厚みが４．３μｍの場合におい
てマイクロ波と光の速度の完全整合がとれることが確認
されている。なお、実験的には、進行波電極を構成する
導体４および５の厚みＴは４μｍである。
調器では、バッファ層３の厚みＤを厚くし、かつシール
ド導体９を用いてマイクロ波と光との実効屈折率を近づ
け、速度整合を図っている。例えば、中心導体４の幅２
Ｗが８μｍ、中心導体４とアース導体５とのギャップ２
Ｇが１５μｍ、ＳｉＯ2 バッファ層３の厚みＤが１．２
μｍ、オーバーレイ８の厚みが４．３μｍの場合におい
てマイクロ波と光の速度の完全整合がとれることが確認
されている。なお、実験的には、進行波電極を構成する
導体４および５の厚みＴは４μｍである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例の構造においてマイクロ波と光速度との完全
整合をとるためには、オーバーレイ８の厚みを上記のよ
うに薄くする必要があるので、特性インピーダンスが下
がる（この場合４３Ω）、あるいはマイクロ波の伝搬損
失が増加するなどの欠点があった。さらに、これを避け
るためにＳｉＯ2バッファ層３の厚みＤを厚くすると、
駆動電圧が上昇してしまうという欠点があった。
うな従来例の構造においてマイクロ波と光速度との完全
整合をとるためには、オーバーレイ８の厚みを上記のよ
うに薄くする必要があるので、特性インピーダンスが下
がる（この場合４３Ω）、あるいはマイクロ波の伝搬損
失が増加するなどの欠点があった。さらに、これを避け
るためにＳｉＯ2バッファ層３の厚みＤを厚くすると、
駆動電圧が上昇してしまうという欠点があった。
【０００８】そこで、本発明の目的は、特性インピーダ
ンスが下がる、あるいはマイクロ波の伝搬損失が増加す
るなどのことがなく、低駆動電圧が低く、かつマイクロ
波と光の速度とを完全に整合させた広帯域の光変調素子
を提供することにある。
ンスが下がる、あるいはマイクロ波の伝搬損失が増加す
るなどのことがなく、低駆動電圧が低く、かつマイクロ
波と光の速度とを完全に整合させた広帯域の光変調素子
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、少なくとも１本の光導波路を備えた電気
光学効果を有する基板と、前記基板の上に形成されたバ
ッファ層と、前記バッファ層の上に配置された進行波電
極とを備えた光学素子において、前記進行波電極を伝搬
するマイクロ波電界強度が強い領域である進行波電極の
直近の前記基板の一部分の厚さを掘り下げにより少なく
して前記基板に形成した突起部分に前記少なくとも１本
の光導波路を配置し、かつ前記進行波電極が前記基板に
接触せずかつ前記進行波電極の底面の少くとも一部が前
記バッファ層に接するように前記進行波電極、前記バッ
ファ層および前記基板とを配置した構造を有し、かつ前
記進行波電極に印加されるマイクロ波の実効屈折率が前
記光導波路を伝搬する光の実効屈折率に近づくととも
に、前記進行波電極の特性インピーダンスが外部電気回
路の特性インピーダンスに近づくように、前記進行波電
極の厚み、前記掘り下げの深さおよび前記バッファ層の
厚みを定め、かつ駆動電圧が前記掘り下げを行わない場
合の駆動電圧に比ベて小さく、前記基板の一部分の厚さ
を少なくした掘り下げ箇所には前記バッファ層の上面の
位置を前記進行波電極の中心導体の底面の位置よりも低
くしたことを特徴とする。
め、本発明は、少なくとも１本の光導波路を備えた電気
光学効果を有する基板と、前記基板の上に形成されたバ
ッファ層と、前記バッファ層の上に配置された進行波電
極とを備えた光学素子において、前記進行波電極を伝搬
するマイクロ波電界強度が強い領域である進行波電極の
直近の前記基板の一部分の厚さを掘り下げにより少なく
して前記基板に形成した突起部分に前記少なくとも１本
の光導波路を配置し、かつ前記進行波電極が前記基板に
接触せずかつ前記進行波電極の底面の少くとも一部が前
記バッファ層に接するように前記進行波電極、前記バッ
ファ層および前記基板とを配置した構造を有し、かつ前
記進行波電極に印加されるマイクロ波の実効屈折率が前
記光導波路を伝搬する光の実効屈折率に近づくととも
に、前記進行波電極の特性インピーダンスが外部電気回
路の特性インピーダンスに近づくように、前記進行波電
極の厚み、前記掘り下げの深さおよび前記バッファ層の
厚みを定め、かつ駆動電圧が前記掘り下げを行わない場
合の駆動電圧に比ベて小さく、前記基板の一部分の厚さ
を少なくした掘り下げ箇所には前記バッファ層の上面の
位置を前記進行波電極の中心導体の底面の位置よりも低
くしたことを特徴とする。
【００１０】ここで、前記光導波路と前記進行波電極と
が相互作用する領域の近傍にオーバーレイを介して配設
されたシールド導体を備え、かつ前記進行波電極に印加
されるマイクロ波の実効屈折率が前記光導波路を伝搬す
る光の実効屈折率に近づくとともに、前記進行波電極の
特性インピーダンスが外部電気回路の特性インピーダン
スに近づくように、前記進行波電極の厚み、前記掘り下
げの深さ、前記バッファ層の厚みおよび前記オーバーレ
イの厚みを設定し、かつ駆動電圧が前記掘り下げを行わ
ない場合の駆動電圧に比べて小さいとすることができ
る。
が相互作用する領域の近傍にオーバーレイを介して配設
されたシールド導体を備え、かつ前記進行波電極に印加
されるマイクロ波の実効屈折率が前記光導波路を伝搬す
る光の実効屈折率に近づくとともに、前記進行波電極の
特性インピーダンスが外部電気回路の特性インピーダン
スに近づくように、前記進行波電極の厚み、前記掘り下
げの深さ、前記バッファ層の厚みおよび前記オーバーレ
イの厚みを設定し、かつ駆動電圧が前記掘り下げを行わ
ない場合の駆動電圧に比べて小さいとすることができ
る。
【００１１】あるいはまた、前記基板の一部分の厚さを
少なくした掘り下げ箇所には前記バッファ層の上面の位
置を前記進行波電極の中心導体の底面の位置よりも低く
することができる。
少なくした掘り下げ箇所には前記バッファ層の上面の位
置を前記進行波電極の中心導体の底面の位置よりも低く
することができる。
【００１２】あるいはまた、前記進行波電極の中心導体
の付近に配置させられた光導波路を含む前記突起部分の
幅を、該中心導体の幅にほぼ等しいかあるいは狭くする
ことができる。
の付近に配置させられた光導波路を含む前記突起部分の
幅を、該中心導体の幅にほぼ等しいかあるいは狭くする
ことができる。
【００１３】
【００１４】あるいはまた、前記基板上に掘り下げした
箇所が少なくとも２つ以上にすることができる。
箇所が少なくとも２つ以上にすることができる。
【００１５】
【００１６】あるいはまた、前記少なくとも１本の光導
波路のうちの少なくとも１本の光導波路を前記バッファ
層を介して前記進行波電極の中心導体の真下に配置する
ことができる。
波路のうちの少なくとも１本の光導波路を前記バッファ
層を介して前記進行波電極の中心導体の真下に配置する
ことができる。
【００１７】
【作用】本発明では、進行波電極を伝搬するマイクロ波
電界強度が強い領域である進行波電極の直近の基板の一
部をエッチングした構造にし、また進行波電極に印加さ
れるマイクロ波の実効屈折率が光導波路を伝搬する光の
実効屈折率に近づくとともに、進行波電極の特性インピ
ーダンスが外部電気回路の特性インピーダンスに近づく
ように、進行波電極の厚み、掘り下げの深さおよびバッ
ファ層の厚みを定め、かつ駆動電圧が掘り下げを行わな
い場合の駆動電圧に比べて小さくしており、またシール
ド導体を具備する場合には、進行波電極に印加されるマ
イクロ波の実効屈折率が光導波路を伝搬する光の実効屈
折率に近づくとともに、進行波電極の特性インピーダン
スが外部電気回路の特性インピーダンスに近づくよう
に、オーバーレイの厚みも考慮して構造パラメータを定
めており、またこれらの速度整合構造においてエッチン
グ層のバッファ層の上面の位置を進行波電極の中心導体
の底面の位置よりも低くしているので、特性インピーダ
ンスが下がるとか、あるいはマイクロ波の伝搬損失が増
加することはなくなり、しかも駆動電圧が低く、かつマ
イクロ波と光の速度を完全に整合させることができる。
電界強度が強い領域である進行波電極の直近の基板の一
部をエッチングした構造にし、また進行波電極に印加さ
れるマイクロ波の実効屈折率が光導波路を伝搬する光の
実効屈折率に近づくとともに、進行波電極の特性インピ
ーダンスが外部電気回路の特性インピーダンスに近づく
ように、進行波電極の厚み、掘り下げの深さおよびバッ
ファ層の厚みを定め、かつ駆動電圧が掘り下げを行わな
い場合の駆動電圧に比べて小さくしており、またシール
ド導体を具備する場合には、進行波電極に印加されるマ
イクロ波の実効屈折率が光導波路を伝搬する光の実効屈
折率に近づくとともに、進行波電極の特性インピーダン
スが外部電気回路の特性インピーダンスに近づくよう
に、オーバーレイの厚みも考慮して構造パラメータを定
めており、またこれらの速度整合構造においてエッチン
グ層のバッファ層の上面の位置を進行波電極の中心導体
の底面の位置よりも低くしているので、特性インピーダ
ンスが下がるとか、あるいはマイクロ波の伝搬損失が増
加することはなくなり、しかも駆動電圧が低く、かつマ
イクロ波と光の速度を完全に整合させることができる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１９】本発明の第１の実施例であるマッハツェン
ダ形光変調素子の平面図および横断面図を図３および図
４にそれぞれ示す。ここで、図１および図２と同様の個
所には同一符号を付す。この実施例において、基板１は
図１および図２に示した従来例と同様にｚカットＬｉＮ
ｂＯ3 基板としているが、その従来例の構造と異なっ
て、ＣＰＷ進行波電極を構成する中心導体４およびアー
ス導体５の近傍のマイクロ波電界強度の強い領域の基板
部分を、図４に示すように、エッチングなどで掘り込ん
でリブ構造に形成している。すなわち、エッチングなど
で掘り込むことによりマイクロ波電界強度の強い領域の
基板部分を突起状になし、このようにして突起部分２Ａ
の形成された基板１の表面上に、表面が平坦になるよう
にバッファ層３を配置する。その際、この突起部分２Ａ
上に、２つの光導波路２のうちの一方をバッファ層３を
介して中心導体４の真下に配置し、他方の光導波路２を
アース導体５の真下に配置する。したがって、バッファ
層３の厚さは、アース導体５の真下およびギャップ１０
と１１の真下において厚く、アース導体５のうち光導波
路２に対応する部分の真下および中心導体４の真下にお
いて薄い。
ダ形光変調素子の平面図および横断面図を図３および図
４にそれぞれ示す。ここで、図１および図２と同様の個
所には同一符号を付す。この実施例において、基板１は
図１および図２に示した従来例と同様にｚカットＬｉＮ
ｂＯ3 基板としているが、その従来例の構造と異なっ
て、ＣＰＷ進行波電極を構成する中心導体４およびアー
ス導体５の近傍のマイクロ波電界強度の強い領域の基板
部分を、図４に示すように、エッチングなどで掘り込ん
でリブ構造に形成している。すなわち、エッチングなど
で掘り込むことによりマイクロ波電界強度の強い領域の
基板部分を突起状になし、このようにして突起部分２Ａ
の形成された基板１の表面上に、表面が平坦になるよう
にバッファ層３を配置する。その際、この突起部分２Ａ
上に、２つの光導波路２のうちの一方をバッファ層３を
介して中心導体４の真下に配置し、他方の光導波路２を
アース導体５の真下に配置する。したがって、バッファ
層３の厚さは、アース導体５の真下およびギャップ１０
と１１の真下において厚く、アース導体５のうち光導波
路２に対応する部分の真下および中心導体４の真下にお
いて薄い。
【００２０】進行波電極４および５の厚みＴ1 を増加し
たときの効果を明らかにするために、まずリブ構造がな
い、すなわち基板がエッチングされていない（Ｔ3 ＝
０）光変調器について考察する。図５はＣＰＷ進行波電
極の中心導体４の幅２Ｗを８μｍ、ギャップ２Ｇを１５
μｍ、バッファ層３のＴ2 の部分の厚みを１．２μｍ、
エッチングの深さ（突起部２Ａの厚み）Ｔ3 を０μｍと
し、進行波電極４および５の厚みＴ1 を変数とした時の
マイクロ波実効屈折率ｎm と特性インピーダンスＺの計
算結果を示している。図５から分るように、進行波電極
４および５の厚みＴ1 が厚くなるにしたがって、マイク
ロ波実効屈折率ｎm は下がって、光の実効屈折率ｎ0 に
近づき、その厚みＴ1 が１５μｍ程度でマイクロ波と光
の完全な速度整合を実現することができる。ところがこ
の場合には、特性インピーダンスＺが４０Ω以下に下が
ってしまって、５０Ωの外部回路との整合性が悪くなっ
てしまうという問題がある。
たときの効果を明らかにするために、まずリブ構造がな
い、すなわち基板がエッチングされていない（Ｔ3 ＝
０）光変調器について考察する。図５はＣＰＷ進行波電
極の中心導体４の幅２Ｗを８μｍ、ギャップ２Ｇを１５
μｍ、バッファ層３のＴ2 の部分の厚みを１．２μｍ、
エッチングの深さ（突起部２Ａの厚み）Ｔ3 を０μｍと
し、進行波電極４および５の厚みＴ1 を変数とした時の
マイクロ波実効屈折率ｎm と特性インピーダンスＺの計
算結果を示している。図５から分るように、進行波電極
４および５の厚みＴ1 が厚くなるにしたがって、マイク
ロ波実効屈折率ｎm は下がって、光の実効屈折率ｎ0 に
近づき、その厚みＴ1 が１５μｍ程度でマイクロ波と光
の完全な速度整合を実現することができる。ところがこ
の場合には、特性インピーダンスＺが４０Ω以下に下が
ってしまって、５０Ωの外部回路との整合性が悪くなっ
てしまうという問題がある。
【００２１】次に、図６には、中心導体４の幅２Ｗを８
μｍ、ギャップ２Ｇを１５μｍ、進行波電極の厚みＴ1
を４μｍ、バッファ層３の厚みＴ2 を１．２μｍとし、
エッチングによる掘り込みの深さＴ3 を変数とした場合
のマイクロ波実効屈折率ｎm と特性インピーダンスＺの
計算結果を示している。図６から分るように、エッチン
グによる掘り込みの深さＴ3 が深くなると、マイクロ波
実効屈折率ｎm が下がるが、特性インピーダンスＺの方
は上昇する。なお、実験的に実現する上で困難でない深
さＴ3 は２μｍから３μｍ程度の深さであるので、ここ
ではＴ3 を３μｍとして考察を進める。
μｍ、ギャップ２Ｇを１５μｍ、進行波電極の厚みＴ1
を４μｍ、バッファ層３の厚みＴ2 を１．２μｍとし、
エッチングによる掘り込みの深さＴ3 を変数とした場合
のマイクロ波実効屈折率ｎm と特性インピーダンスＺの
計算結果を示している。図６から分るように、エッチン
グによる掘り込みの深さＴ3 が深くなると、マイクロ波
実効屈折率ｎm が下がるが、特性インピーダンスＺの方
は上昇する。なお、実験的に実現する上で困難でない深
さＴ3 は２μｍから３μｍ程度の深さであるので、ここ
ではＴ3 を３μｍとして考察を進める。
【００２２】そこで、本発明実施例では、図４に示すよ
うに、進行波電極４および５の厚みＴ1 をある程度厚く
して、マイクロ波実効屈折率ｎmの値を下げる一方、そ
の時に付随して低下する特性インピーダンスＺをリブ構
造の掘り込み深さＴ3 を２μｍ〜３μｍと深くすること
により上昇させ、これにより外部回路との特性インピー
ダンスの整合を図っている。特に、リブ構造を採用して
いるので、マイクロ波実効屈折率ｎm も低下しており、
従ってマイクロ波と光との完全な速度整合を実現するの
に必要な進行波電極４および５の厚みＴ1 は比較的に薄
くてよい。従って、進行波電極４および５の厚みＴ1 を
厚くすることによって生じる特性インピーダンスＺの低
下も小さく抑えることができて、進行波電極４および５
の製作も容易となり、さらにはマイクロ波伝搬損失の増
大を抑えることができるなどの利点が得られる。
うに、進行波電極４および５の厚みＴ1 をある程度厚く
して、マイクロ波実効屈折率ｎmの値を下げる一方、そ
の時に付随して低下する特性インピーダンスＺをリブ構
造の掘り込み深さＴ3 を２μｍ〜３μｍと深くすること
により上昇させ、これにより外部回路との特性インピー
ダンスの整合を図っている。特に、リブ構造を採用して
いるので、マイクロ波実効屈折率ｎm も低下しており、
従ってマイクロ波と光との完全な速度整合を実現するの
に必要な進行波電極４および５の厚みＴ1 は比較的に薄
くてよい。従って、進行波電極４および５の厚みＴ1 を
厚くすることによって生じる特性インピーダンスＺの低
下も小さく抑えることができて、進行波電極４および５
の製作も容易となり、さらにはマイクロ波伝搬損失の増
大を抑えることができるなどの利点が得られる。
【００２３】これらを説明するために、本発明の第１の
実施例における計算結果を図７に示す。すなわち、図７
は進行波電極の中心導体４の幅２Ｗを８μｍ、ギャップ
２Ｇを１５μｍ、バッファ層３の厚みＴ2 を１．２μ
ｍ、リブの突起部２Ａの厚み（エッチングの深さ）Ｔ3
を３μｍとし、進行波電極の厚みＴ1 を変数としたマイ
クロ波実効屈折率ｎm と特性インピーダンスＺを有限要
素法により算出した結果を示している。図７から進行波
電極４および５の厚みＴ1 は６μｍ程度が好ましいと分
る。なお、リブ構造によるマイクロ波実効屈折率ｎm の
低減効果と特性インピーダンスＺの上昇効果を大きくす
るには、エッチングにより形成されたリブ（突起部分）
２Ａの幅を進行波電極の中心導体４の幅とほぼ等しくす
るか、あるいは狭くした方がよい。また、エッチングは
少なくとも進行波電極の中心導体４とアース導体５間の
ギャップ１０および１１の直下に行うことが効果的であ
る。
実施例における計算結果を図７に示す。すなわち、図７
は進行波電極の中心導体４の幅２Ｗを８μｍ、ギャップ
２Ｇを１５μｍ、バッファ層３の厚みＴ2 を１．２μ
ｍ、リブの突起部２Ａの厚み（エッチングの深さ）Ｔ3
を３μｍとし、進行波電極の厚みＴ1 を変数としたマイ
クロ波実効屈折率ｎm と特性インピーダンスＺを有限要
素法により算出した結果を示している。図７から進行波
電極４および５の厚みＴ1 は６μｍ程度が好ましいと分
る。なお、リブ構造によるマイクロ波実効屈折率ｎm の
低減効果と特性インピーダンスＺの上昇効果を大きくす
るには、エッチングにより形成されたリブ（突起部分）
２Ａの幅を進行波電極の中心導体４の幅とほぼ等しくす
るか、あるいは狭くした方がよい。また、エッチングは
少なくとも進行波電極の中心導体４とアース導体５間の
ギャップ１０および１１の直下に行うことが効果的であ
る。
【００２４】また、図８は進行波電極の中心導体４の幅
２Ｗを８μｍ、ギャップ２Ｇを１５μｍ、進行波電極の
厚みＴ1 を４μｍ、バッファ層３の厚みＴ2 を１．２μ
ｍとしたときの本発明実施例における半波長電圧（Ｖ
π）と相互作用長（Ｌ）との積Ｖπ・Ｌに対するエッチ
ング深さＴ3 の影響を示す。この図から分るように、本
例では深さＴ3 が３μｍ程度の時が上記積Ｖπ・Ｌの値
が最小、すなわち駆動電圧が最小となって、好ましい。
２Ｗを８μｍ、ギャップ２Ｇを１５μｍ、進行波電極の
厚みＴ1 を４μｍ、バッファ層３の厚みＴ2 を１．２μ
ｍとしたときの本発明実施例における半波長電圧（Ｖ
π）と相互作用長（Ｌ）との積Ｖπ・Ｌに対するエッチ
ング深さＴ3 の影響を示す。この図から分るように、本
例では深さＴ3 が３μｍ程度の時が上記積Ｖπ・Ｌの値
が最小、すなわち駆動電圧が最小となって、好ましい。
【００２５】次に、本発明の第２の実施例の光変調素子
の平面図および横断面図を図９および図１０に示す。本
実施例は図３および図４に示した第１の実施例の構成に
加えてさらにシールド導体９を配置している。すなわ
ち、光導波路２とＣＰＷ進行波電極とが相互作用する領
域の近傍において、例えば空気などによる、誘電率の低
いオーバーレイ８を介して、シールド導体９を中心導体
４を内包するようにしてアース導体５に固着する。残余
の構成は図３および図４の第１の実施例と同様である。
の平面図および横断面図を図９および図１０に示す。本
実施例は図３および図４に示した第１の実施例の構成に
加えてさらにシールド導体９を配置している。すなわ
ち、光導波路２とＣＰＷ進行波電極とが相互作用する領
域の近傍において、例えば空気などによる、誘電率の低
いオーバーレイ８を介して、シールド導体９を中心導体
４を内包するようにしてアース導体５に固着する。残余
の構成は図３および図４の第１の実施例と同様である。
【００２６】シールド導体９はマイクロ波実効屈折率ｎ
m を低減する効果がある。そのため、リブ構造（Ｔ3 ≠
０）の採用と進行波電極の厚みＴ1 を厚くすることによ
るマイクロ波実効屈折率ｎm の低減効果では、マイクロ
波と光との速度の完全整合を十分にとることができない
場合にも、シールド導体９によりこの完全整合達成でき
る。また、リブ構造を採用したことにより、シールド導
体９がない場合のマイクロ波実効屈折率ｎm をすでに低
減できているので（図６参照）、シールド導体９を用い
て速度整合を図る場合に、オーバーレイ８の厚みＨをか
なり厚くできる。その結果、リブ構造を用いたことによ
る特性インピーダンスの上昇効果も加わり、シールド導
体９を設けたことによる特性インピーダンスＺの低下を
小さくできるので、特性インピーダンスＺは外部回路の
特性インピーダンスの５０Ωに近づくとともに、進行波
電極を伝搬するマイクロ波の伝搬損失の増大を小さくで
き、広帯域な光変調を実現できる。また、この実施例で
はリブの深さＴ3 が比較的浅い場合にも容易に完全な速
度整合を達成できるという利点がある。
m を低減する効果がある。そのため、リブ構造（Ｔ3 ≠
０）の採用と進行波電極の厚みＴ1 を厚くすることによ
るマイクロ波実効屈折率ｎm の低減効果では、マイクロ
波と光との速度の完全整合を十分にとることができない
場合にも、シールド導体９によりこの完全整合達成でき
る。また、リブ構造を採用したことにより、シールド導
体９がない場合のマイクロ波実効屈折率ｎm をすでに低
減できているので（図６参照）、シールド導体９を用い
て速度整合を図る場合に、オーバーレイ８の厚みＨをか
なり厚くできる。その結果、リブ構造を用いたことによ
る特性インピーダンスの上昇効果も加わり、シールド導
体９を設けたことによる特性インピーダンスＺの低下を
小さくできるので、特性インピーダンスＺは外部回路の
特性インピーダンスの５０Ωに近づくとともに、進行波
電極を伝搬するマイクロ波の伝搬損失の増大を小さくで
き、広帯域な光変調を実現できる。また、この実施例で
はリブの深さＴ3 が比較的浅い場合にも容易に完全な速
度整合を達成できるという利点がある。
【００２７】図１１および図１２は、図９および図１０
に示した本発明の第２の実施例について、上述の利点を
説明するために、それぞれ、マイクロ波実効屈折率ｎm
と特性インピーダンスＺを有限要素法により算出した結
果を示す。図中、ｎ0 は光の実効屈折率である。ここ
で、ＣＰＷ進行波電極の中心導体４の幅２Ｗを８μｍ、
中心導体４とアース導体５の厚みＴ1 を６μｍ、ギャッ
プ２Ｇを１５μｍ、ＳｉＯ2 バッファ層３のＴ2 部分の
厚みを１．２μｍとし、パラメータとしてリブ構造の突
起部２Ａの厚み（エッチング深さ）Ｔ3 を取り、Ｔ3 ＝
２μｍ、０μｍの場合についてオーバーレイ８の厚みＨ
に対する計算結果を示している。すなわち、比較のた
め、リブ構造を用いた本発明の実施例（Ｔ3 ＝２μｍ）
とリブ構造を用いない場合（Ｔ3 ＝０μｍ）について示
している。
に示した本発明の第２の実施例について、上述の利点を
説明するために、それぞれ、マイクロ波実効屈折率ｎm
と特性インピーダンスＺを有限要素法により算出した結
果を示す。図中、ｎ0 は光の実効屈折率である。ここ
で、ＣＰＷ進行波電極の中心導体４の幅２Ｗを８μｍ、
中心導体４とアース導体５の厚みＴ1 を６μｍ、ギャッ
プ２Ｇを１５μｍ、ＳｉＯ2 バッファ層３のＴ2 部分の
厚みを１．２μｍとし、パラメータとしてリブ構造の突
起部２Ａの厚み（エッチング深さ）Ｔ3 を取り、Ｔ3 ＝
２μｍ、０μｍの場合についてオーバーレイ８の厚みＨ
に対する計算結果を示している。すなわち、比較のた
め、リブ構造を用いた本発明の実施例（Ｔ3 ＝２μｍ）
とリブ構造を用いない場合（Ｔ3 ＝０μｍ）について示
している。
【００２８】図１１のｎm の計算結果からわかるよう
に、本実施例のようなエッチングによる深さＴ3 を有す
るリブ構造であれば、厚みＨの厚いオーバーレイ８でマ
イクロ波と光の速度整合（ｎm ＝ｎ0 ）を達成できる。
また図１２のＺ（Ω）の計算結果からわかるように、本
実施例のようにエッチングによる深さＴ3 を有するリブ
構造であれば、同じ厚みのオーバーレイ８に対して特性
インピーダンスＺが上昇し、オーバーレイ８の厚みＨが
ほぼ１０μｍ程度で特性インピーダンスＺを５０Ωに近
づけさせ、外部回路との整合をとることができる。
に、本実施例のようなエッチングによる深さＴ3 を有す
るリブ構造であれば、厚みＨの厚いオーバーレイ８でマ
イクロ波と光の速度整合（ｎm ＝ｎ0 ）を達成できる。
また図１２のＺ（Ω）の計算結果からわかるように、本
実施例のようにエッチングによる深さＴ3 を有するリブ
構造であれば、同じ厚みのオーバーレイ８に対して特性
インピーダンスＺが上昇し、オーバーレイ８の厚みＨが
ほぼ１０μｍ程度で特性インピーダンスＺを５０Ωに近
づけさせ、外部回路との整合をとることができる。
【００２９】ここで、オーバーレイ８の厚みＨを厚くす
ることによって、進行波電極の中心導体４およびアース
導体５の表面からシールド導体９までの距離を長くで
き、従って、上述したようにシールド導体９に起因する
マイクロ波伝搬損失を小さくできるという利点がある。
しかも、進行波電極の厚みＴ1 を厚くすることによっ
て、その断面積が大きくなり、低周波付近でのマイクロ
波伝搬損失を低減できる効果もある。なお、高周波では
表皮効果によりマイクロ波伝搬損失が決まるので、かか
る厚みＴ1 を厚くする必要はない。
ることによって、進行波電極の中心導体４およびアース
導体５の表面からシールド導体９までの距離を長くで
き、従って、上述したようにシールド導体９に起因する
マイクロ波伝搬損失を小さくできるという利点がある。
しかも、進行波電極の厚みＴ1 を厚くすることによっ
て、その断面積が大きくなり、低周波付近でのマイクロ
波伝搬損失を低減できる効果もある。なお、高周波では
表皮効果によりマイクロ波伝搬損失が決まるので、かか
る厚みＴ1 を厚くする必要はない。
【００３０】図１３は本発明の第３の実施例の構成を示
す。光導波路２の近傍をエッチングした後、バッファ層
３を堆積すると、突起部２Ａとエッチング部との段差の
ために多くの場合、符号２０で示すように、進行波電極
の中心導体４とアース導体５間のギャップ部分でバッフ
ァ層３がくぼむことになる。この場合、進行波電極の中
心導体４とアース導体５との間に走っている電気力線は
くぼみ２０の部分の空気を感じることになり、そのため
マイクロ波実効屈折率ｎm の低減効果と特性インピーダ
ンスＺの上昇効果は一層顕著になり、広帯域光変調が可
能となる。
す。光導波路２の近傍をエッチングした後、バッファ層
３を堆積すると、突起部２Ａとエッチング部との段差の
ために多くの場合、符号２０で示すように、進行波電極
の中心導体４とアース導体５間のギャップ部分でバッフ
ァ層３がくぼむことになる。この場合、進行波電極の中
心導体４とアース導体５との間に走っている電気力線は
くぼみ２０の部分の空気を感じることになり、そのため
マイクロ波実効屈折率ｎm の低減効果と特性インピーダ
ンスＺの上昇効果は一層顕著になり、広帯域光変調が可
能となる。
【００３１】さらに、図１４は図１３に示した本発明の
第３の実施例の構成に加えて、シールド導体９を配置し
た本発明の第４の実施例を示す。なお、このくぼみ２０
は進行波電極の中心導体４やアース導体５をマスクにし
て進行波電極の上からドライエッチングあるいはウェッ
トエッチングの加工処理を行うことにより意図的に形成
することもできるし、そのくぼみ２０深さをより深くす
ることもできる。従って、図４あるいは図１０に示した
エッチング構造の素子においても、バッファ層３にくぼ
み２０を意図的に形成することも可能である。
第３の実施例の構成に加えて、シールド導体９を配置し
た本発明の第４の実施例を示す。なお、このくぼみ２０
は進行波電極の中心導体４やアース導体５をマスクにし
て進行波電極の上からドライエッチングあるいはウェッ
トエッチングの加工処理を行うことにより意図的に形成
することもできるし、そのくぼみ２０深さをより深くす
ることもできる。従って、図４あるいは図１０に示した
エッチング構造の素子においても、バッファ層３にくぼ
み２０を意図的に形成することも可能である。
【００３２】図１５は本発明の第５の実施例の構成を示
す。本実施例の光変調素子は、光導波路として一対の方
向性光導波路２５からなる方向性結合器を用いている。
また、進行波電極として、非対称コプレーナストリップ
を用いているが、これに代ってこれまでの第１〜第４の
実施例に示してきた対称なコプレーナウエーブガイド、
あるいはその中心導体４とアース導体５との２つのギャ
ップの幅を異なる値に設定した非対称コプレーナウエー
ブガイドでもよいし、これらの構成に前述のシールド導
体を加えてもよいことは言うまでもない。本実施例で
は、２本の光導波路２５，２５間の光の結合が可能であ
るので、光スイッチを構成することができる。
す。本実施例の光変調素子は、光導波路として一対の方
向性光導波路２５からなる方向性結合器を用いている。
また、進行波電極として、非対称コプレーナストリップ
を用いているが、これに代ってこれまでの第１〜第４の
実施例に示してきた対称なコプレーナウエーブガイド、
あるいはその中心導体４とアース導体５との２つのギャ
ップの幅を異なる値に設定した非対称コプレーナウエー
ブガイドでもよいし、これらの構成に前述のシールド導
体を加えてもよいことは言うまでもない。本実施例で
は、２本の光導波路２５，２５間の光の結合が可能であ
るので、光スイッチを構成することができる。
【００３３】なお、これまでの本発明の実施例の説明に
おいてはエッチング箇所が複数個ある場合に、そのエッ
チング箇所の深さを異ならしめてもよいことは勿論であ
る。
おいてはエッチング箇所が複数個ある場合に、そのエッ
チング箇所の深さを異ならしめてもよいことは勿論であ
る。
【００３４】以上の実施例では、ｚカットＬｉＮｂＯ3
基板を用いたが、ｘカットのＬｉＮｂＯ3 基板を用いて
もよいし、電気光学効果を有するその他の基板を用いて
もよい。また、エッチングの範囲については、進行波電
極を伝搬するマイクロ波電界の強い所をエッチングする
ことが重要であり、マイクロ波電界強度の弱い所はエッ
チングしなくてもよい。こうすることにより、エッチン
グに生じた基板表面のダメージに起因するドリフトを小
さく抑えることができる。
基板を用いたが、ｘカットのＬｉＮｂＯ3 基板を用いて
もよいし、電気光学効果を有するその他の基板を用いて
もよい。また、エッチングの範囲については、進行波電
極を伝搬するマイクロ波電界の強い所をエッチングする
ことが重要であり、マイクロ波電界強度の弱い所はエッ
チングしなくてもよい。こうすることにより、エッチン
グに生じた基板表面のダメージに起因するドリフトを小
さく抑えることができる。
【００３５】さらに、進行波電極としては、上述したコ
プレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）に限らず非対称コプ
レーナストリップや対象コプレーナストリップなどのそ
の他のマイクロ波電極を用いてもよいことは明白であ
り、上記の実施例において進行波電極の種類を入れ換え
てもよいことは言うまでもない。
プレーナウェーブガイド（ＣＰＷ）に限らず非対称コプ
レーナストリップや対象コプレーナストリップなどのそ
の他のマイクロ波電極を用いてもよいことは明白であ
り、上記の実施例において進行波電極の種類を入れ換え
てもよいことは言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
進行波電極を伝搬するマイクロ波電界強度が強い領域で
ある進行波電極の直近の基板の一部をエッチングなどで
堀い込むなどして基板部を突起を有する構造にし、また
進行波電極に印加されるマイクロ波の実効屈折率が光導
波路を伝搬する光の実効屈折率に近づくとともに、かつ
同時に進行波電極の特性インピーダンスが外部電気回路
の特性インピーダンスに近づくように、進行波電極の厚
み、掘り下げの深さおよびバッファ層の厚みを定め、か
つ駆動電圧が掘り下げを行わない場合の駆動電圧に比べ
て小さくする。また、シールド導体を具備する場合に
は、進行波電極に印加されるマイクロ波の実効屈折率が
光導波路を伝搬する光の実効屈折率に近づくとともに、
進行波電極の特性インピーダンスが外部電気回路の特性
インピーダンスに近づくように、オーバーレイの厚みも
考慮して構造パラメータを定める。また、これらの速度
整合構造においてエッチング層のバッファ層の上面の位
置を進行波電極の中心導体の底面の位置よりも低い窪み
にする。従って、本発明によれば、マイクロ波と光との
完全な速度整合を実現できますとともに、特性インピー
ダンスを外部回路と整合する５０Ωに近くすることが可
能で，またマイクロ波の伝搬損失を小さく抑えることが
でき、更に駆動電圧を低減できるため、広帯域かつ低駆
動電圧な光変調が可能となる。
進行波電極を伝搬するマイクロ波電界強度が強い領域で
ある進行波電極の直近の基板の一部をエッチングなどで
堀い込むなどして基板部を突起を有する構造にし、また
進行波電極に印加されるマイクロ波の実効屈折率が光導
波路を伝搬する光の実効屈折率に近づくとともに、かつ
同時に進行波電極の特性インピーダンスが外部電気回路
の特性インピーダンスに近づくように、進行波電極の厚
み、掘り下げの深さおよびバッファ層の厚みを定め、か
つ駆動電圧が掘り下げを行わない場合の駆動電圧に比べ
て小さくする。また、シールド導体を具備する場合に
は、進行波電極に印加されるマイクロ波の実効屈折率が
光導波路を伝搬する光の実効屈折率に近づくとともに、
進行波電極の特性インピーダンスが外部電気回路の特性
インピーダンスに近づくように、オーバーレイの厚みも
考慮して構造パラメータを定める。また、これらの速度
整合構造においてエッチング層のバッファ層の上面の位
置を進行波電極の中心導体の底面の位置よりも低い窪み
にする。従って、本発明によれば、マイクロ波と光との
完全な速度整合を実現できますとともに、特性インピー
ダンスを外部回路と整合する５０Ωに近くすることが可
能で，またマイクロ波の伝搬損失を小さく抑えることが
でき、更に駆動電圧を低減できるため、広帯域かつ低駆
動電圧な光変調が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のシールド形光変調器の平面図である。
【図２】従来のシールド形光変調器の横断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施例を示す横断面図である。
【図５】進行波電極の厚みの効果を説明する図である。
【図６】エッチングの掘り込みの深さの効果を説明する
図である。
図である。
【図７】本発明の第１の実施例における進行波電極の厚
みの効果を説明する図である。
みの効果を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施例における半波長電圧（Ｖ
π）と相互作用長（Ｌ）との積に対するエッチングの掘
り込みの深さの影響を説明する図である。
π）と相互作用長（Ｌ）との積に対するエッチングの掘
り込みの深さの影響を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施例を示す平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例を示す横断面図であ
る。
る。
【図１１】本発明の第２の実施例におけるマイクロ波実
効屈折率ｎm に対するオーバーレイの厚みの影響を説明
する図である。
効屈折率ｎm に対するオーバーレイの厚みの影響を説明
する図である。
【図１２】本発明の第２の実施例における特性インピー
ダンスＺに対するオーバーレイの厚みの影響を説明する
図である。
ダンスＺに対するオーバーレイの厚みの影響を説明する
図である。
【図１３】本発明の第３の実施例を示す横断面図であ
る。
る。
【図１４】本発明の第４の実施例を示す横断面図であ
る。
る。
【図１５】本発明の第５の実施例を示す横断面図であ
る。
る。
１ カットＬｉＮｂＯ3 基板 ２ Ti熱拡散マッハツェンダ形の光導波路 ２Ａ 突起部分 ３ ＳｉＯ2 バッファ層 ４ コプレーナウエーブガイドの中心導体 ５ アース導体 ６ 終端抵抗 ７ 変調用マイクロ波信号給電線 ８ オーバーレイ ９ シールド導体 １０ ギャップ １１ ギャップ ２０ バッファ層に形成したくぼみ ２５ 方向性結合器形光導波路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−289821（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−232323（ＪＰ，Ａ) 特許2612948（ＪＰ，Ｂ２) 電子情報通信学会技術研究会報告 Ｏ ＱＥ88−18 ＰＰ．41−48 （1988年５ 月30日発行） 並木武文 ＥＴ．Ａ Ｌ．， 「ＴＩ：ＬＩＮＢＯ▲下３▼ 進行波型変調器の帯域拡大の検討」 ＩＥＥＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｑ ＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ Ｓ，ＶＯＬ．ＱＥ−22 ＮＯ．６ Ｐ Ｐ．902−906 （1986） Ｈ．ＨＡＧＡ ＥＴ．ＡＬ．， 「ＬＩＮＢＯ▲下３ ▼ ＴＲＡＶＥＬＩＮＧ−ＷＡＶＥ Ｌ ＩＧＨＴ ＭＯＤＵＬＡＴＯＲ／ＳＷＩ ＴＣＨ ＷＩＴＨ ＡＮ ＥＴＣＨＥＤ ＧＲＯＯＶＥ」 電子通信学会論文誌 ＶＯＬ．Ｊ69− Ｃ ＮＯ．10 ＰＰ．1291−1296 （1986） 佐藤稔 ＥＴ．ＡＬ．，「準 速度整合進行波型光変調電極とその解 析」 昭和60年度電子通信学会総合全国大会 講演論文集 第４分冊 Ｐ．４−83 川 端孝史 ＥＴ．ＡＬ．， 「速度整合可 能な進行波型光変調電極とその解析−そ の２−」
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも１本の光導波路を備えた電気
光学効果を有する基板と、前記基板の上に形成されたバ
ッファ層と、前記バッファ層の上に配置された進行波電
極とを備えた光学素子において、 前記進行波電極を伝搬するマイクロ波電界強度が強い領
域である進行波電極の直近の前記基板の一部分の厚さを
掘り下げにより少なくして前記基板に形成した突起部分
に前記少なくとも１本の光導波路を配置し、 かつ前記進行波電極が前記基板に接触せずかつ前記進行
波電極の底面の少くとも一部が前記バッファ層に接する
ように前記進行波電極、前記バッファ層および前記基板
とを配置した構造を有し、 かつ前記進行波電極に印加されるマイクロ波の実効屈折
率が前記光導波路を伝搬する光の実効屈折率に近づくと
ともに、前記進行波電極の特性インピーダンスが外部電
気回路の特性インピーダンスに近づくように、前記進行
波電極の厚み、前記掘り下げの深さおよび前記バッファ
層の厚みを定め、 かつ駆動電圧が前記掘り下げを行わない場合の駆動電圧
に比ベて小さく、 前記基板の一部分の厚さを少なくした掘り下げ箇所には
前記バッファ層の上面の位置を前記進行波電極の中心導
体の底面の位置よりも低くした ことを特徴とする光変調
素子。 - 【請求項２】 前記光導波路と前記進行波電極とが相互
作用する領域の近傍にオーバーレイを介して配設された
シールド導体を備え、かつ前記進行波電極に印加される
マイクロ波の実効屈折率が前記光導波路を伝搬する光の
実効屈折率に近づくとともに、前記進行波電極の特性イ
ンピーダンスが外部電気回路の特性インピーダンスに近
づくように、前記進行波電極の厚み、前記掘り下げの深
さ、前記バッファ層の厚みおよび前記オーバーレイの厚
みを設定し、 かつ駆動電圧が前記掘り下げを行わない場合の駆動電圧
に比ベて小さいことを特徴とする請求項１に記載の光変
調素子。 - 【請求項３】 前記基板の一部分の厚さを少なくした掘
り下げ箇所には前記バッファ層の上面の位置を前記進行
波電極の中心導体の底面の位置よりも低くしたことを特
徴とする請求項２に記載の光変調素子。 - 【請求項４】 前記進行波電極の中心導体の付近に配置
させられた光導波路を含む前記突起部分の幅を、該中心
導体の幅にほぼ等しいかあるいは狭くしたことを特徴と
する請求項１ないし３のいずれかの項に記載の光変調素
子。 - 【請求項５】 前記基板上に掘り下げした箇所が少なく
とも２つ以上あることを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかの項に記載の光変調素子。 - 【請求項６】 前記少なくとも１本の光導波路のうちの
少なくとも１本の光導波路を前記バッファ層を介して前
記進行波電極の中心導体の真下に配置したことを特徴と
する請求項１ないし５のいずれかの項に記載の光変調素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3052851A JP2728150B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 光変調素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3052851A JP2728150B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 光変調素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288518A JPH04288518A (ja) | 1992-10-13 |
| JP2728150B2 true JP2728150B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=12926356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3052851A Expired - Lifetime JP2728150B2 (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 光変調素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2728150B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6891982B2 (en) | 2001-05-25 | 2005-05-10 | Anritsu Corporation | Optical modulation device having excellent electric characteristics by effectively restricting heat drift |
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