JP2817295B2 - 光変調器 - Google Patents

光変調器

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JP2817295B2 JP1324611A JP32461189A JP2817295B2 JP 2817295 B2 JP2817295 B2 JP 2817295B2 JP 1324611 A JP1324611 A JP 1324611A JP 32461189 A JP32461189 A JP 32461189A JP 2817295 B2 JP2817295 B2 JP 2817295B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光変調器に関し、 高速駆動の外部光変調において、動作電圧や変調帯域
などの変調器特性を劣化させることなく変調器動作点を
制御することを目的とし、 平面に加工した電気光学効果を有する基板上に、第1
および第2の分岐光導波路を有する光導波路を設け、前
記第1の分岐光導波路と第2の分岐光導波路を伝播する
光の間に位相差を生じさせるように、信号電極および接
地電極を配設してなるマッハツェンダ型光変調器におい
て、前記2つの分岐光導波路のいずれか一方の、位相変
調部を構成する分岐光導波路中央部の平行光導波路部分
を除く分岐光導波路部分に湾曲部を形成して、前記第1
の分岐光導波路と第2の分岐光導波路の間に光路長差を
生じさせるように光変調器を構成する。
また、前記光導波路の光入射側部分と光出射側部分
を、位相変調部を構成する分岐光導波路中央部の平行光
導波路部分に対して、両方ともに同じ方向に傾けて形成
し、前記第1の分岐光導波路と第2の分岐光導波路の間
に光路長差を生じさせるように光変調器を構成してもよ
い。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高速で光変調を行うための外部光変調器の
光導波路の構成に関する。
最近の光通信システムの光送信系において、たとえ
ば、1.6GHz程度までの光通信システムおいては、レーザ
ダイオード(LD)を直接変調する方式を用いてきたが、
変調周波数がより高くなると変調光波長の時間的微小変
動,いわゆる、チャーピング現象が起こり高速化と長距
離通信への限界となる。
一方、今後ますます大容量・長距離通信の要求が強ま
ってくるので、より高速・低駆動電圧で,しかも、変調
器動作点が制御できる外部変調器の開発が求められてい
る。
〔従来の技術〕
高速光変調方式としては、半導体レーザ光を外部で変
調する外部変調方式がよく知られてる。
とくに、電気光学効果を有する基板上に分岐光導波路
を設け、進行波電極を用いて駆動するマッハツェンダ型
光変調器が有力視されている。
第3図は光変調器の基本構成例を示す図で、同図
(イ)は平面図で、主として基板上の電極,導波路配置
を示し、同図(ロ)はY−Y′断面図である。図中、1
は電気光学効果を有する基板、20は光導波路で中間に分
岐光導波路20a,20bが形成されている。この光導波路は
通常基板の表面にTiなどの金属を、光導波路部分だけに
選択的に拡散させ、その部分の屈折率を回りの部分より
も少し大きくなるようにしてある。3は信号電極、4は
接地電極である。5は光導波路上の金属電極層への光の
吸収を小さくするためのバッファ層で,通常、SiO2など
の薄膜が用いられている。
信号電極3と接地電極4は、バッファ層5を介して光
導波路上に、Auなどの金属を蒸着あるいはメッキによっ
て形成している。
いま,たとえば、図示してない半導体レーザからの直
流光が左側の光導波路20から入り、分岐光導波路20a,20
bで2つに分けられ、そこを通過する間に、信号電極3
に高周波変調信号源6から変調信号電圧を印加すると、
基板上に設けられた前記分岐光導波路20a,20bにおける
電気光学効果によって分岐された両光に位相差が生じ
る。この両光を再び合波点で合流させて右側の光導波路
20の光出射端から変調された光信号出力を取り出し、こ
ゝには図示してない光検知器で受光して電気信号に変換
するように構成されている。なお、RTは終端抵抗であ
る。
第4図は光変調器の動作特性を示す図で、縦軸には変
調光強度を、横軸には印加電圧をとってある。すなわ
ち、前記第3図に示した分岐光導波路20a,20bにおける
両光の位相差が0およびπになるように駆動電圧(0お
よびVπ)を印加すれば、実線で示した光強度特性から
光信号出力はON−OFFのパルス信号として得られるので
ある。
一方、光変調器として実際に使用する場合に、動作点
をシフトさせて,たとえば、第4図の破線で示したよう
な変調特性を持たせるようにしたいことがある。すなわ
ち、変調器動作点を制御することが実用上重要となる。
動作点の制御法には変調電圧にDCバイアスを印加する
ことが考えられるが、大巾な動作点シフトに対しては大
きなバイアス電圧が必要となり、動作点の経時変化,い
わゆる、DCドリフトが発生するという問題がある。
これに対して、分岐光導波路20a,20b間に光路長差を
持たせる非対称な導波路構造を用いる方法が提案されて
いる。
第5図は従来の動作点制御型分岐光導波路を有する光
変調器の例を示す図である。
この場合、分岐光導波路の一方,たとえば、分岐光導
波路2″aを光導波路2″の入出射ライン,すなわち、
X−X′ラインから引き離して非対称にすることによ
り、2つの分岐光導波路間に光路長差を生じさせ、変調
器動作点を制御するようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記従来の非対称な導波路構造を用いる光変
調器においては、たとえば、分岐光導波路2″aを光導
波路2″の入出射ライン,すなわち、X−X′ラインか
ら引き離して配置しなければならず、必然的に分岐光導
波路2″a,2″b間の間隔d1は従来の対称配置の場合のd
0よりも大きくなり、変調電圧の上昇を招いたり、変調
帯域が低下するなどの問題を生じており、その解決が求
められていた。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、電気光学効果を有する基板上に、一つの
光導波路を二分岐する第1及び第2の分岐部と、 前記第1及び第2の分岐部を接続している第1と第2
の分岐光導波路と、 前記第1及び第2の分岐光導波路の一方に変調信号電
極、他方に接地電極を配設したマッハツェンダ型光変調
器において、 前記第1及び第2の分岐光導波路部の一方に彎曲部を
形成し前記第1及び第2の分岐光導波路間に光路長差を
生じさせ、 前記第1と2の分岐部の前記分岐前の光導波路部に対
する開き角は前記分岐部での分岐光の強さを等しくする
開き角に構成したとことを特徴とした光変調器によって
解決される。
又、前記マッハツェンダ型変調器において、前記変調
信号電極及び前記接地電極が配設された第1と第2の分
岐光導波路は平行に配置し、 前記第1と第2の分岐部の分岐前の前記一つの光導波
路は前記変調用電極及び前記接地用電極が配設された前
記第1と第2の分岐光導波路の間に光路長差を生じさせ
るように前記第1と第二の分岐導波路に対して斜めに配
置し、 前記第1と2の分岐部の前記分岐前の光導波路部に対
する開き角は前記分岐部での分岐光の強さを等しくする
開き角に構成したことを特徴とした光変調器によっても
解決される。
〔作用〕
本発明の構成によれば、位相変調部,すなわち、変調
用電極形成部を構成する分岐光導波路の間隔を従来の対
称導波路配置の場合と同じにしたまま、光路長差を変化
させることができるので、半波長電圧(Vπ)の増大や
変調帯域の劣化を招くことなく、変調器動作点を巾広く
制御することができる。
〔実施例〕
以下の説明において、本発明の光変調器の光導波路
は、光入力側及び光出力側光導波路2、分岐部2a1、2
b1、変調用電極が形成される平行な分岐光導波路2a2、2
b2及び、合成部2a3、2b3の各部から構成される。
第1図は本発明の実施例を示す図で、同図(イ)は平
面図、同図(ロ)はY−Y′断面図である。
基板1には大きさ40mm×2mm,厚さ1mmのLiNbO3のZ板
の表面を鏡面研磨して使用した。この基板の上にTiを約
100nmの厚さに真空蒸着し、分岐光導波路2a2及び2b2
含む光導波路2に相当する部分にTiが残るように通常の
ホトエッチング法で処理したのち、約1050℃,酸素中で
10時間加熱しTiをLiNbO3中に熱拡散して深さ約6μmの
分岐光導波路2a2及び2b2を含む光導波路2を形成した。
200は光導波路2の分岐点、210は同じく合波点であ
る。分岐点200と合波点210の間隔は30mm、光導波路の幅
は全て7μmになるように調整し、位相変調部,すなわ
ち、変調用電極形成部を構成する分岐光導波路2a2,2b2
の間隔d0=15μmにし、平行配置した。
分岐部2a1と2b1が光導波路2に対してなす開き角θ
は、分岐光の強さを等しくするためにいずれも0.5゜と
し、合波点210においても全く同様の関係になるように
した。
分岐部と合成部の湾曲部2a1,2a3は分岐光導波路2a2,2
b2の両側に円弧状になるように形成しその曲率半径は10
9mmとした。
他方の側は分岐部側、合成部側とも直線導波路2b1,2b
3とし、前記第3図に示した対称電極配置の場合の片側
に準じて形成した。
次いで、バッファ層としてSiO2を500nmの厚さにスパ
ッタ法で形成した。
信号電極3はTi−Au合金膜を蒸着したのち、分岐光導
波路2a2及び2b2の上に幅10μmの電極形状にパターンエ
ッチングし、さらに、その上に厚さ3μmのAuをめっき
により付着形成した。接地電極4はできるだけ大きくな
るように設計し、信号電極3と同様のプロセスで信号電
極形成と同時形成した。
なお、前記の諸図面で説明したものと同等の部分につ
いては同一符号を付し、かつ、同等部分についての説明
は省略する。
以上説明した実施例において、波長1.55μmのレーザ
光を光導波路2に入射させたところ、分岐光導波路2a2
及び2b2間の光路長差が丁度半波長となり第4図の破線
で示すような半波長電圧だけ動作点がシフトした光変調
器が得られた。
上記実施例では、湾曲部2a1,2a3の形を円弧とした
が、これに限定されるものでなく他の湾曲形状を用いて
もよいことは言うまでもない。
また、湾曲部は分岐光導波路2a2,2b2の両側でなく片
側だけに形成し、もう一方は直線にしておいてもよく、
その選択は動作点シフトの大きさによ適宜決めればよ
い。
第2図は本発明の他の実施例を示す図で、同図(イ)
は平面図、同図(ロ)はY−Y′断面図である。
本実施例では、光導波路2′の光入射側部分と光出射
側部分を、位相変調部を構成する分岐光導波路2′a2,
2′b2に対して:両方ともに同じ方向に角度φだけ傾け
て形成し、第1の分岐光導波路2′aと第2の分岐光導
波路2′bの間に光路長差を生じさせるようにした例で
ある。
前記第1図で説明した実施例と同様に、光導波路の幅
は全て7μmになるように調整し、位相変調部,すわわ
ち、変調用電極形成部を構成する分岐光導波路2′a2,
2′b2の間隔もd0=15μmとし、平行配置した。
また、分岐部2′a1と2′b2が光導波路2′に対して
なす開き角θは、分岐光の強さを等しくするためにいず
れも0.5゜とし、合波点210においても全く同様の関係に
なるようにした。
光導波路2′の光入射側部分と光出射側部分の傾き角
φ=0.673゜として、前記実施例と同様にして光変調器
を形成した。その結果、波長1.55μmのレーザ光を光導
波路2′に入射させたところ、分岐光導波路2′aと
2′b間の光路長差が丁度半波長となり、第4図の破線
で示すような半波長電圧だけ動作点がシフトした光変調
器が得られた。
上記実施例では分岐光導波路部分2′a2,2′b2の両側
の光入射側部分と光出射側部分を、両方とも分岐光導波
路部分2′a2,2′b2に対して傾けたが、それらの一方だ
けを傾け、もう一方は平行にしておいてもよく、その選
択は動作点シフトの大きさにより適宜決めればよい。
以上述べた実施例は例を示したもので、本発明の趣旨
に添うものである限り、使用する素材や構成など適宜好
ましいもの、あるいはその組み合わせを用いることがで
きることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の構成によれば、位相変
調部,すなわち、変調用電極形成部を構成する分岐光導
波路2a2,2b2の間隔d0を従来の対称導波路配置の場合と
同じにしたまゝ、分岐光導波路2a2及び2b2間の光路長差
を変化させることができるので、半波長電圧(Vπ)の
増大や変調帯域の劣化を招くことなく、変調器動作点を
巾広く制御することができ、高速光変調器の性能および
品質の向上に寄与するところが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す図、 第2図は本発明の他の実施例を示す図、 第3図は光変調器の基本構成例を示す図、 第4図は光変調器の動作特性を示す図、 第5図は従来の動作点制御型分岐光導波路を有する光変
調器の例を示す図である。 図において、 1は基板、 2(2a,2b)は光導波路、 3は信号電極、 4は接地電極、 5はバッファ層である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−28621(JP,A) 特開 平3−21916(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/00 - 1/035 G02B 6/12 - 6/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気光学効果を有する基板上に、一つの光
    導波路を二分岐する第1及び第2の分岐部と、 前記第1及び第2の分岐部を接続している第1と第2の
    分岐光導波路と、 前記第1及び第2の分岐光導波路の一方に変調信号電
    極、他方に接地電極を配設したマッハツェンダ型光変調
    器において、 前記第1及び第2の分岐光導波路部の一方に彎曲部を形
    成し前記第1及び第2の分岐光導波路間に光路長差を生
    じさせ、 前記第1と2の分岐部の前記分岐前の光導波路部に対す
    る開き角は前記分岐部での分岐光の強さを等しくする開
    き角に構成したとことを特徴とした光変調器。
  2. 【請求項2】電気光学効果を有する基板上に、一つの光
    導波路を二分岐する第1及び第2の分岐部と、 前記第1及び第2の分岐部を接続している第1と第2の
    分岐光導波路と、 前記第1及び第2の分岐光導路の一方に変調信号電極、
    他方に接地電極を配設したマッハツェンダ型光変調器に
    おいて、 前記変調信号電極及び前記接地電極が配設された第1と
    第2の分岐光導波路は平行に配置し、 前記第1と第2の分岐部の分岐前の前記一つの光導波路
    は前記変調用電極及び前記接地用電極が配設された前記
    第1と第2の分岐光導波路の間に光路長差を生じさせる
    ように前記第1と第二の分岐導波路に対して斜めに配置
    し、 前記第1と2の分岐部の前記分岐前の光導波路部に対す
    る開き角は前記分岐部での分岐光の強さを等しくする開
    き角に構成したとことを特徴とした光変調器。
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JP6186713B2 (ja) * 2012-12-05 2017-08-30 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光変調器及び光送信機

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