JP2806425B2

JP2806425B2 - 導波型光デバイス

Info

Publication number: JP2806425B2
Application number: JP8115944A
Authority: JP
Inventors: ランガラージュマダブシ
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: JPH09304745A; US6021232A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速光通信、光ス
イッチングネットワーク、光情報処理、光画像処理な
ど、各種光システムに用いられる、導波型光変調器や導
波型光スイッチなどに関する。

【０００２】

【従来の技術】導波型光変調器および導波型光スイッチ
は、高速光通信、光スイッチングネットワーク、光情報
処理、光画像処理など、各種光システムの実現において
非常に重要な要素となるものである。導波型光変調器
は、さまざまな製造方法により、注目される数種の基板
上に形成される。しかしながら、導波型光デバイスの研
究の大半は、ＬｉＮｂＯ_３や半導体（たとえばＧａＡｓ
系の）基板に関するものである。ＬｉＮｂＯ_３へのチタ
ンの内拡散法によれば、良好な電気光学特性を備えた低
損失ストリップ状導波路を基板に形成するための、便利
で比較的簡単な方法が得られる。導波型光変調器の重要
なパラメータは、駆動電力（あるいは駆動電圧）と、変
調帯域幅と、挿入損失である。これらのパラメータのう
ち、変調帯域幅と駆動電圧とはトレード・オフの関係に
あった。すなわち、広い変調帯域幅と低い駆動電圧に対
する要請を、同時に満足することは困難であった。そこ
で、導波型光変調器の研究は、このトレード・オフの関
係を最適化することに集中している。

【０００３】導波型光変調器の帯域幅は、おもに、電極
の種類・材料・配置と、基板の誘電率に依存する。広帯
域の用途には、進行波電極が広く用いられている。その
概念は、電極を駆動伝送線路の延長として構成すること
である。そのため、電極の特性インピーダンスは、電源
およびケーブルの特性インピーダンスと同じでなくては
ならない。この場合の変調速度は、光波およびマイクロ
波の走行時間（または位相速度または有効屈折率）の差
により制限される。用い得る進行波電極構造としては、
1)非対称ストリップライン（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＳ
ｔｒｉｐＬｉｎｅ（以下、ＡＳＬと略称する））型ま
たは非対称平面ストリップ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＣ
ｏｐｌａｎａｒＳｔｒｉｐ（以下、ＡＣＰＳと略称す
る））型電極構造と、2)平面導波（Ｃｏｐｌａｎａｒ
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ（以下、ＣＰＷと略称する））型
電極構造の２種類がある。

【０００４】２つの対称電極を備えたマッハ・ツェンダ
干渉計光変調器の基本構成を図１１に示す。この光変調
器は破線で示した２つのＹ字分岐結合導波路（入射側お
よび出射側の両側にあって、入射側では電力分配器とし
て、出射側では結合器として機能する）２および３と、
２本のアームからなる位相シフト導波路構造から構成さ
れる。２つの電極が位相シフト導波路構造の２本のアー
ムの上方に配置されている。入射側Ｙ字分岐導波路によ
り２つの等しい部分（光波）に分割された入射光波は、
位相シフト導波路構造の２本のアーム内を伝搬する。２
本のアーム間に位相シフトが与えられない場合には（す
なわち、外部電圧が印加されない場合には）、２つの光
波は同位相で結合され、出射側Ｙ字分岐導波路内に弱ま
ることなく伝搬する。外部電圧を印加することにより、
位相シフトπが２つの光波間に与えられた場合には、２
つの光波は、出射側Ｙ字分岐導波路内で相殺的干渉を受
け、光出力強度（すなわち、出力側において送出される
光）は、最小値または０となる。このように、外部電圧
の印加は、光波の「オン」「オフ」状態を導き、このこ
とは、切替または変調動作として考えることができる。

【０００５】広帯域の用途には、２つの電極の代わり
に、ＡＳＬ型電極構造（２つの電極からなる、図１２参
照）およびＣＰＷ型電極構造（３つの電極からなる、図
１３参照）のいずれかの進行波電極構造が用いられてい
る。

【０００６】上述したように、駆動電圧と帯域幅とは、
トレード・オフの関係にある。駆動電圧は、他のパラメ
ータに加え、電波（すなわち、マイクロ波）と光波との
重なり積分、即ち、オーバーラップ積分に関連する。そ
して、重なり積分は、バッファ層の厚さが増加するにつ
れて減少し、バッファ層の厚さの増加は、駆動電圧を増
大させる。１．駆動電圧（電圧−長さの積）導波型光変調器において、電極は導波路上に配置され、
電界が電極を介して印加される。直線的光電効果（ポッ
ケルス効果）により、導波路の屈折率プロファイルは印
加電圧に比例して変化する。この屈折率の変化の結果、
電気光学的に位相シフトが誘導され、この位相シフトの
結果として、変調が行なわれる。

【０００７】一般に、電気光学的に誘導された屈折率の
変化Δｎは、（印加電圧Ｖの関数として）下記の数式１
で表される。

【０００８】

【数１】ここで、ｎ_ｅは基板結晶の異常光屈折率、ｒ₃₃は基板結
晶の電気光学係数、Ｅ（ｘ，ｙ）は印加電界、Ｖは印加
電圧、Ｇは電極間の距離、Γは印加電界と光学モードフ
ィールド（以下、単に、光学フィールドと呼ぶ）との重
なり積分である。この重なり積分の値は、電極間の距離
と、導波路光学モードプロファイルと、電界プロファイ
ルと、バッファ層の厚さに依存する。そして、このΓの
値は０と１の間にあり、下記の数式２で与えられる。

【０００９】

【数２】ここで、Φ（ｘ，ｙ）は二次元光学フィールドであり、
Ｅ（ｘ，ｙ）は二次元電界である。印加電界プロファイ
ルと光学フィールドプロファイル（すなわちモードプロ
ファイル）は異なるため、重なり積分Γは、これら２つ
のモードプロファイル間のオーバーラップ量をあらわ
す。電圧を減少させるためには、Γの値を、理論的限界
である１に限りなく近くなるよう増加させる必要がある
が、実際に達成可能な値は、バッファ層の厚さ、電極の
幅、間隔などのパラメータにより、０．３〜０．６の範
囲であった。

【００１０】相互作用長Ｌ（すなわち電極の長さ）にわ
たる誘導総位相シフト量Δβは下記の数式３で与えられ
る。

【００１１】

【数３】ここで、λは動作波長である。スイッチング動作（即
ち、オン−オフ動作）は、この誘導位相シフト量がゼロ
（オン状態）またはπ（オフ状態）をとることによって
可能である。

【００１２】ここで、電圧が０ボルトであるときには、
位相シフトは起こらず、変調器／スイッチはオンの状態
になる。他方、電圧Ｖが与えられると、πラジアンの位
相シフトが生じ、変調器／スイッチはオフの状態にな
る。

【００１３】ΔβＬの代わりに、πを置き換え、（３）
式を変形すると、電圧と長さの積ＶＬが下記の数式４で
あらわされる。

【００１４】

【数４】Ｖ_π（＝Ｖ）は位相シフトπに対応する印加電圧で、ス
イッチング電圧とも呼ばれる。このようにして、Γおよ
びＶ_πを計算することができる。まず、導波路の屈折率
プロファイルを計算し、次に、光学フィールドを（固
有）モード計算により計算する。また、印加電界プロフ
ァイルも計算され、重なり積分Γと、Ｖ_πＬ（またはＶ
Ｌ）とが、（２）式および（４）式から得られる。２．進行波変調器の周波数応答および帯域幅光出力強度は、下記の数式５の位相△Φ（ｔ）の総変化
により決定される。

【００１５】

【数５】ここで、△Φ_１および△Φ_２は各アームにおける位相の
変化である。

【００１６】また、位相△Φ（ｔ）は、下記の数式６で
与えられる。

【００１７】

【数６】ここで、Ｚは変調器のインピーダンス、Ｚ_ｓは光源のイ
ンピーダンス、Ｌは電極の長さ、Ｖ_ｇｃｏｓ（２πｆ
ｔ）はマイクロ波発生電圧、λは自由空間光波長であ
る。

【００１８】周波数応答関数Ｈ（ｆ）は、下記の数式７
で与えられ、印加されるマイクロ波電圧から生じる周波
数依存総位相シフトから導き出すことができる。

【００１９】

【数７】ここで、ｕは、下記の数式８で与えられる。

【００２０】

【数８】 αは、マイクロ波減衰量であり、下記の数式９で与えら
れる。

【００２１】

【数９】Ｃは光速である。

【００２２】小信号相対周波数応答Φ（ｆ）／Φ（ｆ＝
０）は、（７）式のＨ（ｆ）により容易に与えられる。
そして、帯域幅は、Ｈ（ｆ）＝１／√２となるような周
波数についてこれを解くことにより決定される。無損失
の場合については、Ｈ（ｆ）を正弦関数に変形し、帯域
幅は、周知の解により下記の数式１０で与えられる。

【００２３】

【数１０】変調器の帯域幅は、マイクロ波減衰αと、光波およびマ
イクロ波の速度不整合ｎ_ｍ−ｎ_ｏにより制限される。速
度不整合（および特性インピーダンス）を抑制するに
は、バッファ層パラメータおよび電極パラメータ、特
に、信号電極の幅と、信号電極と接地電極（ＡＣＰＳ型
電極構造の場合には１つ、ＣＰＷ型電極構造の場合には
複数の接地電極）の間隔とを最適化すればよい。

【００２４】速度不整合が減じられたとしても、変調器
の帯域幅はマイクロ波減衰により制限される。

【００２５】本発明者らは、厚い従来のＣＰＷ型電極構
造（ここでは従来型として考える、図１３参照）を用
い、しかも、広帯域で比較的駆動電圧の低い光変調器を
実現した。これは、「Ａｗｉｄｅ−ｂａｎｄＴｉ：
ＬｉＮｂＯ_３ｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｏｒｗ
ｉｔｈａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｐｌａｎ
ａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅｔｙｐｅｅｌｅｃｔｒｏ
ｄｅ（従来の平面導波型電極を備えた、広帯域ＴＩ：Ｌ
ｉＮｂＯ_３光変調器）」と題する論文（ＩＥＥＥＰｈ
ｏｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒ
ｓ、第４巻第９号（１９９２年）、１０２０〜１０２２
頁）に開示されている。本発明者らは、種々の電極およ
びバッファ層のパラメータを最適化することにより、電
極長２．５ｃｍに対して帯域幅２０ＧＨｚ、駆動電圧５
Ｖを達成し、完璧に近い速度整合を実現した。デバイス
の長さを２．５ｃｍから４ｃｍに長くすることにより、
駆動電圧を５Ｖから３Ｖに低減することが試みられた。
しかし、その結果、帯域幅も狭くなった。駆動電圧に悪
影響を与えずに帯域幅をさらに広げるためには、マイク
ロ波減衰を低減させる必要もある。３．マイクロ波減衰マイクロ波減衰は以下の事象によって引き起こされる。

【００２６】ａ．電極の配置、電極材料の抵抗率、バッ
ファ層のパラメータなどの関数であるストリップライン
導体の損失、ｂ．ＬｉＮｂＯ_３基板の誘電率およびｔａｎδ（損失タ
ンジェント）の関数である誘電損失、ｃ．高次モード伝搬による損失、ｄ．ストリップラインの曲りおよびテーパ状になること
による損失、ｅ．５０Ωの光源および負荷とのインピーダンス不整合
による損失、ｆ．コネクタ及びコネクタ用ストリップライン（信号電
極）コンタクトにおける損失を含む搭載パッケージ、お
よび外側パッケージによる損失。

【００２７】本発明者らは、上記の要因を減らすことに
より、マイクロ波減衰を抑制することを試みた。導波路
上のバッファ層の厚さを変えることにより、駆動電圧の
低減を達成したが、特性インピーダンスの減少ならびに
マイクロ波減衰の増大、ひいては帯域幅の減縮といった
問題がある。したがって、比較的低い駆動電圧と、低い
マイクロ波減衰量と、広い帯域幅を提供する新しい構造
が要請されている。

【００２８】従来型の導波型光デバイスを図７〜９に示
す。電気光学効果を有する結晶基板１上に、入射側Ｙ字
型導波路２、出射側Ｙ字型導波路３、位相シフト部４
が、チタン金属膜ストリップを成膜し、結晶中に内拡散
することにより形成される。すなわち、入射側Ｙ字型導
波路２および出射側Ｙ字型導波路３の機能を果たす２つ
のＹ字分岐型導波路と、２本のアームを有する位相シフ
ト部（マッハ・ツェンダ干渉計型）４が設けられてい
る。均一の厚さを有するバッファ層５（誘電体層）で被
覆する。バッファ層５上に、信号電極６および２つの接
地電極７からなる平面導波路（ＣＰＷ）型電極構造が形
成される。入射側および出射側には、ファイバ／ファイ
バ用マウント９が取り付けられ、光学フィールド（光
線）はこれを通過して入射側および出射側Ｙ字分岐型導
波路に入力／出力する。コネクタ及びコネクタ用パッケ
ージ／マウント８がデバイスに取り付けられている。マ
イクロ波（電波）がコネクタを介して信号電極に与えら
れる。図７は図１２のものと同様の構造を示している。
図８の断面図では、バッファ層とＣＰＷ型電極構造が均
一に配置されている。図９は、位相シフト部のみをより
明確に示した導波型光デバイスの立体図である。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】バッファ層の厚さと、
信号電極の厚さおよび幅と、距離（電極間の）などのバ
ッファ層のパラメータおよび電極のパラメータを制御し
て、所望の速度整合状態（すなわち、有効マイクロ波屈
折率の低減）と、特性インピーダンス（５０Ωにできる
だけ近く）と、マイクロ波減衰の低減とを達成する。そ
の結果、駆動電圧も固定されることになる。駆動電圧を
さらに低減するためには、バッファ層の厚さを減じる必
要があるが、これは特性インピーダンスと帯域幅に悪影
響を及ぼす。したがって、バッファ層の厚さを単に小さ
くするだけでは、可能な帯域幅が制限されてしまう。

【００３０】本発明の目的は、比較的低い駆動電圧と、
低いマイクロ波減衰量と、広い帯域幅を達成することが
できる導波型光デバイスを提供することである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、互いに
直交するｘ軸及びｙ軸によって規定される平面を備えた
電気光学効果を有する結晶基板と、前記結晶基板に設け
られた少なくとも１つの導波路と、電極直下領域で、前
記ｘ軸及び前記ｙ軸並びに前記ｘ軸及び前記ｙ軸に直交
するｚ軸方向に変化するような形状に構成されたバッフ
ァ層とを有し、前記バッファ層は、１．１〜４０の誘電
率を有し、前記バッファ層上には、ＣＰＷ［平面導波
（ＣｏｐｌａｎａｒＷａｖｅｇｕｉｄｅｓ）］型電極
構造が設けられている導波型光デバイスが、得られる。

【００３２】また、本発明によれば、互いに直交するｘ
軸及びｙ軸によって規定される平面を備えた電気光学効
果を有する結晶基板と、前記結晶基板に設けられた少な
くとも１つの導波路と、電極直下領域で、前記ｘ軸及び
前記ｙ軸並びに前記ｘ軸及び前記ｙ軸に直交するｚ軸方
向に変化するような形状に構成されたバッファ層とを有
し、前記バッファ層は、１．１〜４０の誘電率を有し、
前記バッファ層上には、ＡＣＰＳ［非対称平面ストリッ
プ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＣｏｐｌａｎａｒＳｔｒｉ
ｐ）］型またはＡＳＬ［非対称ストリップライン（Ａｓ
ｙｍｍｅｔｒｉｃＳｔｒｉｐＬｉｎｅ）］型電極構
造が設けられている導波型デバイスが、得られる。

【００３３】

【作用】本発明によれば、位相シフト部の２本のアーム
上で、バッファ層の厚さと幅を変える（三次元におい
て）ことにより上記問題を解決し、特性インピーダンス
の低下を小さい値におさえると同時に、低い駆動電圧を
達成することができる。図１０は、ほとんど速度整合状
態について、従来例および本発明による駆動電圧と特性
インピーダンス値の計算値を示している。特性インピー
ダンスを５０Ωから２〜４Ωの差（５０Ωの４〜８％）
に保ちながら、駆動電圧を３．４Ｖから２．８Ｖに低減
（約１８％）することができる。マスクと部分的ウェッ
ト／ドライエッチングの組み合わせを用いて、大きな困
難なく、この構造を形成することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】

第１の実施の形態本発明による基本的な導波型光デバイスの構造を図１〜
５に示す。

【００３５】図１は導波型光デバイスの二次元構造を示
す図である。図２は図１の３つの異なった位置における
導波型光デバイスの横断面図であり、バッファ層５およ
び信号／接地電極６、７の幅および厚さが３次元的に変
化している。図３は導波型光デバイスの立体図であり、
位相シフト部４のみがより明らかに示されている。図４
は、バッファ層および電極（図３のバッファ層および電
極と同様）を図示を簡略化するために分離して示した図
である。

【００３６】図１〜４において、電気光学効果を有する
結晶基板１上に、入射側Ｙ字型導波路２、出射側Ｙ字型
導波路３、位相シフト部４が、幅５〜２０μｍ、厚さ５
００〜１２００オングストロームのチタン金属膜ストリ
ップを成膜し、９００〜１１００℃で５〜１２時間、結
晶中に内拡散することにより形成されている。

【００３７】図１に示すように、入射側Ｙ字型導波路２
および出射側Ｙ字型導波路３として機能する２つのＹ字
分岐型導波路と、位相シフト部４が設けられている。位
相シフト部４は、図３および４に示されるように、厚さ
（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５（誘電率１．１〜４
０の誘電体層）で被覆される。バッファ層５は、バッフ
ァ層の厚さおよび幅の少なくとも一つが位相シフト部の
２本のアーム上で３次元的に、即ち、図１〜３のｘ、
ｙ、ｚ軸方向に変化するような形状に構成されている。
ここでは、バッファ層の幅は、位相シフト部４の中央
（図１のＥ−Ｆ線上の断面）において位相シフト部４の
入射側と出射側の幅の半分（図２および４）になり、そ
の厚さは、入射端と出射端での厚さに対して中央部でよ
り薄くなる。バッファ層５上に、下のバッファ層と同じ
形状の平面導波（ＣＰＷ）型電極構造が形成される。こ
の電極構造は信号電極６と２つの接地電極７とにより構
成され（図２）、信号電極は幅（Ｗ）５〜２０μｍ、長
さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０μｍのサイズを
有し、他方、接地電極は幅１００〜９０００μｍ、長さ
１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０μｍのサイズを有してい
る。信号電極６と接地電極７との距離Ｇは、Ｗ／Ｇの値
が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μｍ）になるよ
うな距離に選ばれている。

【００３８】更に、コネクタ及びコネクタ用パッケージ
８（図１）がデバイスに取り付けられる。マイクロ波
（電波）がコネクタを介して信号電極６に与えられる。
デバイスの両側には、ファイバ／ファイバ用マウント９
が取り付けられ、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能としている。

【００３９】このように、位相シフト部に沿って、バッ
ファ層５の幅をｙ軸方向に変化させることによって、比
較的低い駆動電圧における動作を可能とし、且つ、マイ
クロ波特性の劣化を防止できる。更に、広帯域特性をも
実現できる。第２の実施の形態本発明による基本的な導
波型光デバイスの構造を図５及び６に示す。

【００４０】図５は導波型光デバイスの二次元構造を示
す図である。図６は３つの異なった位置（Ａ−Ｂ線、Ｃ
−Ｄ線、及びＥ−Ｆ線）における導波型光デバイスの横
断面図であり、バッファ層５および信号電極６／接地電
極７の幅が３次元的に変化している。図示された導波型
光デバイスは非対称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型また
は非対称ストリップライン（ＡＳＬ）型電極構造を有し
ている点で、図１〜４と異なっている。具体的に言え
ば、電気光学効果を有する結晶基板１上に、入射側Ｙ字
型導波路２、出射側Ｙ字型導波路３、位相シフト部４
が、幅５〜２０μｍ、厚さ５００〜１２００オングスト
ロームのチタン金属膜ストリップを成膜し、９００〜１
１００℃で５〜１２時間、結晶中に内拡散することによ
り形成されている。入射側Ｙ字型導波路２および出射側
Ｙ字型導波路３として機能する２つのＹ字分岐型導波路
と、位相シフト部４が設けられている。厚さ（Ｔ）１〜
１０μｍのバッファ層５（誘電率１．２〜４０の誘電体
層）で被覆する。バッファ層５は、バッファ層の厚さ／
幅が位相シフト部の２本のアーム上で３方向（ｘ、ｙ、
ｚ軸）において変化するような形状に構成され、バッフ
ァ層の幅は、位相シフト部の中央において位相シフト部
の入射側と出射側の値の半分になり、その厚さは、入射
端と出射端での厚さに対して中央部でより小さくなる。
バッファ層５上に、下のバッファ層と同じ形状の非対称
平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型または非対称ストリップ
ライン（ＡＳＬ）型電極構造が形成される。これは、幅
（Ｗ）５〜２０μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ
３〜４０μｍの信号電極６と、幅１００〜９０００μ
ｍ、長さ１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０μｍの単一の接
地電極７からなる。信号電極と接地電極との距離Ｇは、
Ｗ／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μ
ｍ）になるような距離である。つぎに、コネクタ及びコ
ネクタ用パッケージ８がデバイスに取り付けられる。マ
イクロ波（電波）がコネクタを介して信号電極に与えら
れる。デバイスの両側には、ファイバ／ファイバ用マウ
ント９が取り付けられ、デバイスに光が入射し、出射す
るのを可能としている。

【００４１】図１０を参照して、本発明の第１および第
２の実施の形態に係わる導波型光デバイスと、図７〜９
に示された導波型光デバイスとの特性を比較して説明す
る。図１０では、図７〜９に示されているように、一様
な厚さのバッファ層５を有する導波型光デバイスをタイ
プ１とし、図１〜６に示すように、厚さ、幅を変化させ
たバッファ層５を有する導波型光デバイスをタイプ２と
している。ここで、両タイプ１および２の導波型光デバ
イスは、７μｍの幅（Ｗ）、２８μのギャップ（Ｇ）、
および４ｃｍの電極長（Ｌ）を持っているものとする。

【００４２】図１０からも明らかなように、タイプ２の
駆動電圧（Ｖ）はタイプ１の駆動電圧に比較して低く、
また、タイプ２の特性インピーダンス（Ω）も、タイプ
１の特性インピーダンスより低くできることが判明す
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、位相シフト部の２本の
アーム上で、バッファ層の厚さと幅をｘ軸及びｙ軸によ
って規定される平面内で、少なくとも２次元的、好まし
くは、３次元的に変えることにより上記問題を解決し、
特性インピーダンスの低下を小さい値におさえると同時
に、低い駆動電圧を達成することができる。特性インピ
ーダンスを５０Ωから２〜４Ωの差（５０Ωの４〜８
％）に保ちながら、駆動電圧を３．４Ｖから２．８Ｖに
低減（約１８％）することができる。マスクと部分的ウ
ェット／ドライエッチングの組み合せを用いて、容易に
この構造を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による導波型光デバ
イスの基本構成を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ｂ線、Ｃ−Ｄ線、及びＥ−Ｆ線に沿
う断面図である。

【図３】図１の構造を分かり易く説明するために、バッ
ファ層の一部を分割して示す斜視図である。

【図４】図１の構造を分解して説明する分解斜視図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態による導波型光デバ
イスの基本構成を示す平面図である。

【図６】図５のＡ−Ｂ線、Ｃ−Ｄ線、及びＥ−Ｆ線に沿
う断面図である。

【図７】従来の導波型光デバイスの基本構成を示す平面
図である。

【図８】図７のＡ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図９】図７の構造を説明するための斜視図である。

【図１０】従来例および本発明による特性インピーダン
スと駆動電圧との計算値である。

【図１１】２つの対称電極構造を備えたマッハ・ツェン
ダ干渉計型光変調器の基本構成を示す図である。

【図１２】非対称ストリップライン（ＡＳＬ）型電極構
造（２つの電極からなる）を備えたマッハ・ツェンダ干
渉計型光変調器の基本構成を示す図である。

【図１３】平面導波（ＣＰＷ）型電極構造（３つの電極
からなる）を備えたマッハ・ツェンダ干渉計型光変調器
の基本構成を示す図である。

【符号の説明】

１結晶基板２入射側Ｙ字型導波路３出射側Ｙ字型導波路４位相シフト部（マッハ・ツェンダ干渉計の２つのア
ームからなる）５バッファ層６信号電極７接地電極８コネクタ及びコネクタ用パッケージ／マウント９ファイバ／ファイバ用マウント

フロントページの続き (56)参考文献特開平９−197358（ＪＰ，Ａ) 特開平７−306324（ＪＰ，Ａ) 特開平４−149408（ＪＰ，Ａ) 特開平４−190322（ＪＰ，Ａ) 特開平４−172316（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−165122（ＪＰ，Ａ) 1996年電子情報通信学会総合大会講演論文集エレクトロニクス１Ｐ．289 マダプシ・ランガラージュＥＴ．ＡＬ．，「Ｃ−289 ＡＷＩＤＥ−ＢＡＮＤＴＩ：ＬＩＮＢＯ３ＯＰＴＩＣＡＬＭＯＤＵＬＡＴＯＲＷＩＴＨＬＯＷＤＲＩＶＩＮＧＶＯＬＴＡＧＥ」 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/00 - 1/035 G02F 1/29 - 1/313 G02B 6/12 - 6/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに直交するｘ軸及びｙ軸によって規
定される平面を備えた電気光学効果を有する結晶基板
と、前記結晶基板に設けられた少なくとも１つの導波路
と、電極直下領域で、前記ｘ軸及び前記ｙ軸並びに前記
ｘ軸及び前記ｙ軸に直交するｚ軸方向に変化するような
形状に構成されたバッファ層とを有し、前記バッファ層
は、１．１〜４０の誘電率を有し、前記バッファ層上に
は、ＣＰＷ［平面導波（ＣｏｐｌａｎａｒＷａｖｅｇ
ｕｉｄｅｓ）］型電極構造が設けられていることを特徴
とする導波型光デバイス。
【請求項２】互いに直交するｘ軸及びｙ軸によって規
定される平面を備えた電気光学効果を有する結晶基板
と、前記結晶基板に設けられた少なくとも１つの導波路
と、電極直下領域で、前記ｘ軸及び前記ｙ軸並びに前記
ｘ軸及び前記ｙ軸に直交するｚ軸方向に変化するような
形状に構成されたバッファ層とを有し、前記バッファ層
は、１．１〜４０の誘電率を有し、前記バッファ層上に
は、ＡＣＰＳ［非対称平面ストリップ（Ａｓｙｍｍｅｔ
ｒｉｃＣｏｐｌａｎａｒＳｔｒｉｐ）］型またはＡ
ＳＬ［非対称ストリップライン（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ
ＳｔｒｉｐＬｉｎｅ）］型電極構造が設けられている
ことを特徴とする導波型光デバイス。
【請求項３】前記導波路は、前記結晶基板内におい
て、２つに分岐されたアームによって構成された位相シ
フト部を有していることを特徴とする請求項１又は２記
載の導波型光デバイス。
【請求項４】前記導波路は前記ｘ軸方向に延在し、前
記ｘ軸方向の両端部には、光コネクターが設けられてい
ることを特徴とする請求項１又は２記載の導波型光デバ
イス。