JP2848454B2

JP2848454B2 - 導波型光デバイス

Info

Publication number: JP2848454B2
Application number: JP8296521A
Authority: JP
Inventors: ランガラージュマダブシ
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1996-11-08
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: JPH10142566A

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、各種光システムを実現する上で
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（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＳｔ
ｒｉｐＬｉｎｅ（以下、ＡＳＬと略称する））型また
は非対称平面ストリップ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＣｏ
ｐｌａｎａｒＳｔｒｉｐ（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】図３１は、光導波路構造（マッハ・ツェン
ダ干渉計）およびＣＰＷ電極構造を備えたマッハ・ツェ
ンダ干渉計光変調器の基本構成（すなわち従来技術の構
成）を示している。図３２は、図３１のＡ−Ａ´線に沿
う断面図である。図３３は、図３１の光導波路構造（マ
ッハ・ツェンダ干渉計）の層を分離して示し、図３４
は、図３１のＣＰＷ電極構造の層を分離して示してい
る。電気光学効果を有する結晶基板１上に、光導波路
２、３、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。光導波路構造は、
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、マッハ・ツェンダ
干渉計の２本のアームからなる位相シフト導波路構造４
から構成される。その上には、均一の厚さを有するバッ
ファ層５（誘電体層、例えば、ＳｉＯ_２層）が被覆され
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、光学的フィールドが形成さ
れ、光はこのマウント９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
電極上に与えられる。

【０００５】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。

【０００６】電極構造は、単純な２電極構造であっても
よいし、あるいは、広帯域の用途には、ＡＳＬ電極構造
（２つの電極からなる）およびＣＰＷ電極構造（３つの
電極からなる）のいずれかの進行波電極構造が用いられ
ている。

【０００７】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（Ａ
ＣＰＳ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。

【０００８】速度不整合が零になったとしても、変調器
の帯域幅は、電極構造によるマイクロ波減衰により制限
される。

【０００９】速度整合を達成し、マイクロ波減衰を低減
するために、さまざまな手法及び設計が報告されてい
る。以下に、そのいくつかの例を示す。１．「Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ
ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ（導波路型電気光学変調器）」
（ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭｉｃｒ
ｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｉｑｕ
ｅｓ，Ｖｏｌ．ＭＴＴ−３０，Ｎｏ．８（１９８２
年），１１２１〜１１３７頁）２．「Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ−ｗａｖｅｅｌｅｃｔｒｏ
−ｏｐｔｉｃｍｏｄｕｌａｔｏｒｗｉｔｈｍａｘ
ｉｍｕｍｂａｎｄｗｉｄｔｈ−ｌｅｎｇｔｈｐｒｏｄ
ｕｃｔ（帯域幅−長さの積を最大化した進行波電気光学
変調器）」（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔ
ｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．１１（１９８４年），
１１６８〜１１７０頁）３．「Ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｎｓｉｔｙｍｏｄｕ
ｌａｔｏｒｔｏ４０ＧＨｚｕｓｉｎｇａｗａ
ｖｅｇｕｉｄｅｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃｓｗｉｔｃ
ｈ（導波路型電気光学スイッチを用いる４０ＧＨｚの光
学強度変調器）」（ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ
Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．５０，Ｎｏ．２３（１９８７
年），１６３１〜１６３３頁）４．「Ｎｅｗｔｒａｖｅｌｉｎｇ−ｗａｖｅｅｌｅ
ｃｔｒｏｄｅＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒｏｐｔｉｃ
ａｌｍｏｄｕｌａｔｏｒｗｉｔｈ２０ＧＨｚ
ｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄ４．７Ｖｄｒｉｖｉ
ｎｇｖｏｌｔａｇｅａｔ１．５５２ μｍ（１．
５５２μｍにおいて帯域幅２０ＧＨｚと駆動電圧４．７
Ｖを有する新規な進行波電極マッハ・ツェンダ光変調
器）」（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖ
ｏｌ．２５，Ｎｏ．２０（１９８９年），１３８２〜１
３８３頁）５．「２０ＧＨｚ３−ｄＢ−ｂａｎｄｗｉｄｔｈ
Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ_３Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒｍｏ
ｄｕｌａｔｏｒ（３−ｄＢ−帯域幅が２０ＧＨｚのＴ
ｉ：ＬｉＮｂＯ_３マッハ・ツェンダ変調器）」（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ＥＣＯＣ´９０，Ｐｏｓｔｄｅａｄｌｉｎｅｓｅ
ｓｓｉｏｎ）本発明者らは、また、厚い従来のＣＰＷ型電極構造を用
いて、広帯域で、しかも比較的駆動電圧の低い光変調器
を実現した。これは、「Ａｗｉｄｅ−ｂａｎｄＴ
ｉ：ＬｉＮｂＯ_３ｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｏ
ｒｗｉｔｈａｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｃｏｐｌ
ａｎａｒｗａｖｅｇｕｉｄｅｔｙｐｅｅｌｅｃｔ
ｒｏｄｅ（従来の平面導波型電極を備えた、広帯域Ｔ
Ｉ：ＬｉＮｂＯ_３光変調器）」と題する論文（ＩＥＥＥ
ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔ
ｔｅｒｓ、第４巻第９号（１９９２年）、１０２０〜１
０２２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５Ｖを達成し、完璧に近い速度整合を実現した。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。

【００１０】上述したすべての例において、入射側Ｙ字
分岐部と、出射側Ｙ字分岐部と、干渉計部の２本のアー
ムを含む光導波路は、伝搬方向、この場合は、Ｙ方向
（図３３）にすべて平行に形成される。特に、入射側Ｙ
字分岐導波路および出射側Ｙ字分岐導波路は直線的に形
成されており、光波を一方の端部から他方の端部に通過
させることができる。一方、信号電極（またはストリッ
プラインと呼ばれる）の一部と接地電極は、マッハ・ツ
ェンダ干渉計の２本のアーム上に配置されると共に、他
の部分は９０°だけ曲げられ、導波路（すなわちＹ軸）
に垂直に配置されたコネクタに接続されている。このよ
うに、コネクタを介するマイクロ波接続を容易にするた
めに、光導波路は直線経路を形成し、電極は屈曲されて
いる。

【００１１】光変調器の帯域幅を制限するマイクロ波減
衰は、以下の事象によって引き起こされる。

【００１２】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／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。

【００１３】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。本発明
者らは、ストリップラインの屈曲による損失は少なから
ぬものであり、さらにこの損失を低減する必要があると
いうことを見出した。理想的には、屈曲を避けたほうが
好ましく、実際には、屈曲のない電極構造（図４）に示
すものと同様な）がマイクロ波減衰値を低減させること
を見出だした。

【００１４】しかし、既存の光導波路構造において屈曲
のない電極構造を形成することは、実現不可能である。
その理由は、特性やコストの要件を保ちながら、大きさ
や配置、及び、市販のコネクタによって定められる要
件、信頼性のための気密シール要件などを含むその他の
パッケージ条件により、ファイバ／ファイバ用パッケー
ジを同じ側にコネクタパッケージと同一の側面に配置す
ることは非常に難しいからである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明で、マイクロ波
減衰を大幅に低減し帯域幅を制限した屈曲のない電極構
造を与えると共に、ファイバ／ファイバ用パッケージと
コネクタ／コネクタ用パッケージを異なる軸上に配置す
ることを可能とする。このため、本発明においては、適
切かつ最適な導波路構造により導波路屈曲損失を最小化
しつつ導波路構造に屈曲を設けることによって、電極構
造の屈曲という上記問題を解決する。これにより、導波
路伝搬損失を最小化した非常に広い帯域幅（４０〜１０
０ＧＨｚ程度）を達成することができる。

【００１６】この構造は作製容易であり、ファイバ／フ
ァイバ用パッケージとコネクタ／コネクタ用パッケージ
を介して、光波およびマイクロ波が容易に入力できる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、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
位相シフト部と入射側Ｙ字型導波路および出射側Ｙ字型
導波路からなる導波路群と、前記結晶基板上に形成され
たバッファ層と、１つの信号電極と少なくとも一つの接
地電極からなる電極群とを備え、前記位相シフト部は伝
搬軸（例えばＹ軸）と平行に設けられ、前記入射側Ｙ字
型導波路および前記出射側Ｙ字型導波路は伝搬方向を交
差する方向に設けられており、前記電極構造の内、少な
くとも前記信号電極は、伝搬方向と平行になるように構
成されており、当該信号電極の両端には前記伝搬方向と
平行に位置付けられたコネクタ部が備えられていること
を特徴とする導波型光デバイスが得られる。

【００１８】

【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に
示す。

【００１９】ここで、図１は、光導波路部と電極構造を
含む、全体の構造図である。図２は、図１の位相シフト
位置におけるデバイスの断面図である。図３は、図１の
電極構造を取り除いて、光導波路構造のみを詳細に示し
ている。図４は、同様に、図１の電極構造のみを詳細に
示している。

【００２０】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路はＹ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平
行に直線的に折り曲げられ、入射側および出射側Ｙ字型
導波路の両方が同じ側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、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、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との間隔Ｇは、Ｗ／Ｇの値
が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μｍ）になるよ
うな長さに選択される。接地電極は、ファイバ／ファイ
バ用コネクタの入口部および出口部にギャップを設けて
対称的に形成され、他方においても同様の対称的なギャ
ップを設けて構成されている。電極構造は、信号電極お
よび接地電極がテーパ部と共に、伝搬方向と平行になる
ように形成されている。

【００２１】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００２２】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に
示す。

【００２３】ここで、図５は、光導波路部と電極構造を
含む、全体構造図である。図６は、図５の位相シフト位
置におけるデバイスの断面図である。図７は、図５の電
極構造を取り除いて、光導波路構造のみを詳細に示して
いる。図８は、同様に、図５の電極構造のみを詳細に示
している。

【００２４】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路はＹ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平
行に直線的に折り曲げられ、入射側および出射側Ｙ字型
導波路が互いに反対側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、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、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との間隔Ｇは、Ｗ／Ｇの値
が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μｍ）になるよ
うな長さに選択される。接地電極は、ファイバ／ファイ
バ用コネクタの入口部および出口部にギャップを設けて
対称的に形成され、他方においても同様の対称的なギャ
ップを設けて構成されている（図４に示された接地電極
と同様）。電極構造は、信号電極および接地電極がテー
パ部と共に、伝搬方向と平行になるように形成されてい
る。

【００２５】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００２６】第３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９に
示す。

【００２７】ここで、図９は、光導波路部と電極構造を
含む、全体の構造図である。図１０は、図９の位相シフ
ト位置におけるデバイスの断面図である。図１１は、図
９の電極構造を取り除いて、光導波路構造のみを詳細に
示している。図１２は、同様に、図９の電極構造のみを
詳細に示している。

【００２８】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路はＹ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平
行に直線的に折り曲げられ、入射側および出射側Ｙ字型
導波路が互いに反対側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、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、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との間隔Ｇは、Ｗ／Ｇの値
が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μｍ）になるよ
うな長さに選択される。接地電極は、相互に対称である
とともにその一方においてファイバ／ファイバ用コネク
タの入口部にギャップを設け、他方においてファイバ／
ファイバ用コネクタの出口部にギャップを設けて構成さ
れている。電極構造は、信号電極および接地電極がテー
パ部と共に、伝搬方向と平行になるように形成されてい
る。

【００２９】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００３０】第４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１３
に示す。

【００３１】ここで、図１３は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。図１４は、図１３の位相シ
フト位置におけるデバイスの断面図である。図１５は、
図１３の電極構造を取り除いて、光導波路構造のみを詳
細に示している。図１６は、同様に、図１３の電極構造
のみを詳細に示している。

【００３２】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行になるように形成される。入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路は、導波路伝搬損失を低減
するために、Ｙ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行に湾
曲した導波路湾曲部を用いて曲げられ、入射側および出
射側Ｙ字型導波路の両方が同じ側に位置するように構成
されている。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッ
ファ層５（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆され
る。バッファ層５上に、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、信号電極は幅（Ｗ）５〜２０
μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０μｍの
サイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０００μ
ｍ、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との間隔Ｇは、Ｗ
／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μｍ）
になるような長さに選択される。接地電極は、ファイバ
／ファイバ用コネクタの入口部および出口部にギャップ
を設けて対称的に形成され、他方においても同様の対称
的なギャップを設けて構成されている（図４に示された
接地電極と同様）。電極構造は、信号電極および接地電
極がテーパ部と共に、伝搬方向と平行になるように形成
されている。

【００３３】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００３４】第５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１７
に示す。

【００３５】ここで、図１７は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。図１８は、図１７の位相シ
フト位置におけるデバイスの断面図である。図１９は、
図１７の電極構造を取り除いて、光導波路構造のみを詳
細に示している。図２０は、同様に、図１７の電極構造
のみを詳細に示している。

【００３６】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行になるように形成される。入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路は、導波路伝搬損失を低減
するために、Ｙ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行に湾
曲した導波路湾曲部を用いて曲げられ、入射側および出
射側Ｙ字型導波路が互いに反対側に位置するように構成
されている。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッ
ファ層５（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆され
る。バッファ層５上に、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、信号電極は幅（Ｗ）５〜２０
μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０μｍの
サイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０００μ
ｍ、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との間隔Ｇは、Ｗ
／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μｍ）
になるような長さに選択される。接地電極は、ファイバ
／ファイバ用コネクタの入口部および出口部にギャップ
を設けて対称的に形成され、他方においても同様の対称
的なギャップを設けて構成されている（図４に示された
接地電極と同様）。電極構造は、信号電極および接地電
極がテーパ部と共に、伝搬方向と平行になるように形成
されている。

【００３７】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００３８】第６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２１
に示す。

【００３９】ここで、図２１は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。図２２は、図２１の位相シ
フト位置におけるデバイスの断面図である。図２３は、
図２１の電極構造を取り除いて、光導波路構造のみを詳
細に示している。図２４は、同様に、図２１の電極構造
のみを詳細に示している。

【００４０】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行になるように形成される。入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路は、導波路伝搬損失を低減
するために、Ｙ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行に湾
曲した導波路湾曲部を用いて曲げられ、入射側および出
射側Ｙ字型導波路が互いに反対側に位置するように構成
されている。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッ
ファ層５（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆され
る。バッファ層５上に、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、信号電極は幅（Ｗ）５〜２０
μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０μｍの
サイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０００μ
ｍ、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との間隔Ｇは、Ｗ
／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００μｍ）
になるような長さに選択される。接地電極は、相互に対
称であるとともにその一方においてファイバ／ファイバ
用コネクタの入口部にギャップを設け、他方においてフ
ァイバ／ファイバ用コネクタの出口部にギャップを設け
て構成されている（図１２に示された接地電極と同
様）。電極構造は、信号電極および接地電極がテーパ部
と共に、伝搬方向と平行になるように形成されている。

【００４１】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００４２】第７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２５
に示す。

【００４３】ここで、図２５は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。

【００４４】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路はＹ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平
行に直線的に折り曲げられ、入射側および出射側Ｙ字型
導波路の両方が同じ側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、非対称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電
極構造が形成される。この電極構造は信号電極６と１つ
の接地電極７とにより構成され、信号電極は幅（Ｗ）５
〜２０μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０
μｍのサイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０
００μｍ、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との間隔Ｇ
は、Ｗ／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００
μｍ）になるような長さに選択される。接地電極は、フ
ァイバ／ファイバ用コネクタの入口部および出口部にそ
れぞれギャップを設けて構成されている。電極構造は、
信号電極および接地電極がテーパ部と共に、伝搬方向と
平行になるように形成されている。

【００４５】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００４６】第８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２６
に示す。

【００４７】ここで、図２６は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。

【００４８】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路はＹ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平
行に直線的に折り曲げられ、入射側および出射側Ｙ字型
導波路が互いに反対側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、非対称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電
極構造が形成される。この電極構造は信号電極６と１つ
の接地電極７とにより構成され、信号電極は幅（Ｗ）５
〜２０μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０
μｍのサイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０
００μｍ、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との間隔Ｇ
は、Ｗ／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００
μｍ）になるような長さに選択される。接地電極は、フ
ァイバ／ファイバ用コネクタの入口部と出口部の反対側
の位置とにそれぞれギャップを設けて構成されている
（図２５に示された接地電極と同様）。電極構造は、信
号電極および接地電極がテーパ部と共に、伝搬方向と平
行になるように形成されている。

【００４９】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００５０】第９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２７
に示す。

【００５１】ここで、図２７は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。

【００５２】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路はＹ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平
行に直線的に折り曲げられ、入射側および出射側Ｙ字型
導波路が互いに反対側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、非対称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電
極構造が形成される。この電極構造は信号電極６と１つ
の接地電極７とにより構成され、信号電極は幅（Ｗ）５
〜２０μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０
μｍのサイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０
００μｍ、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との間隔Ｇ
は、Ｗ／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００
μｍ）になるような長さに選択される。接地電極のファ
イバ／ファイバ用コネクタの入口部にギャップを設けて
構成されている。電極構造は、信号電極および接地電極
がテーパ部と共に、伝搬方向と平行になるように形成さ
れている。

【００５３】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００５４】第１０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２８
に示す。

【００５５】ここで、図２８は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。

【００５６】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路はＹ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平
行に湾曲した導波路湾曲部を用いて曲げられ、入射側お
よび出射側Ｙ字型導波路の両方が同じ側に位置するよう
に構成されている。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍ
のバッファ層５（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被
覆される。バッファ層５上に、非対称平面ストリップ
（ＡＣＰＳ）型電極構造が形成される。この電極構造は
信号電極６と１つの接地電極７とにより構成され、信号
電極は幅（Ｗ）５〜２０μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍ
ｍ、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との間隔Ｇは、Ｗ／Ｇの値が１〜０．１（すなわ
ちＧ＝５〜２００μｍ）になるような長さに選択され
る。接地電極は、ファイバ／ファイバ用コネクタの入口
部および出口部にそれぞれギャップを設けて構成されて
いる（図２５に示された接地電極と同様）。電極構造
は、信号電極および接地電極がテーパ部と共に、伝搬方
向と平行になるように形成されている。

【００５７】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００５８】第１１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２９
に示す。

【００５９】ここで、図２９は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。

【００６０】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路は、導波路伝搬損失を低減するため
に、Ｙ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行に湾曲した導
波路湾曲部を用いて曲げられ、入射側および出射側Ｙ字
型導波路が互いに反対側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、非対称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電
極構造が形成される。この電極構造は信号電極６と１つ
の接地電極７とにより構成され、信号電極は幅（Ｗ）５
〜２０μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０
μｍのサイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０
００μｍ、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との間隔Ｇ
は、Ｗ／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００
μｍ）になるような長さに選択される。接地電極は、フ
ァイバ／ファイバ用コネクタの入口部と出口部の反対側
の位置とにそれぞれギャップを設けて構成されている
（図２５に示された接地電極と同様）。電極構造は、信
号電極および接地電極がテーパ部と共に、伝搬方向と平
行になるように形成されている。

【００６１】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００６２】第１２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３０
に示す。

【００６３】ここで、図３０は、光導波路部と電極構造
を含む、全体構造図である。

【００６４】図示されているように、電気光学効果を有
する結晶基板１上に、導波路２、３、４が、幅５〜２０
μｍ、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、９００〜１１００℃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。すなわち、入射側導波路２および出射側導波路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。位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ
軸）と平行に設けられる。入射側Ｙ字型導波路および出
射側Ｙ字型導波路は、導波路伝搬損失を低減するため
に、Ｙ軸に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行に湾曲した導
波路湾曲部を用いて曲げられ、入射側および出射側Ｙ字
型導波路が互いに反対側に位置するように構成されてい
る。その上に、厚さ（Ｔ）１〜１０μｍのバッファ層５
（誘電率１．２〜４０の誘電体層）が被覆される。バッ
ファ層５上に、非対称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電
極構造が形成される。この電極構造は信号電極６と１つ
の接地電極７とにより構成され、信号電極は幅（Ｗ）５
〜２０μｍ、長さ（Ｌ）１０〜７０ｍｍ、厚さ３〜４０
μｍのサイズを有し、他方、接地電極は幅１００〜９０
００μｍ、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との間隔Ｇ
は、Ｗ／Ｇの値が１〜０．１（すなわちＧ＝５〜２００
μｍ）になるような長さに選択される。接地電極のファ
イバ／ファイバ用コネクタの入口部にギャップを設けて
構成されている（図２７に示された接地電極と同様）。
電極構造は、信号電極および接地電極がテーパ部と共
に、伝搬方向と平行になるように形成されている。

【００６５】更に、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。この電極構造は、従来
構造のような屈曲部を有していない。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、デバイスに光が入射し、出射するのを
可能とするために、ファイバ及びファイバ用パッケージ
９は、コネクタ用パッケージ８に対して垂直な方向にお
いて、両方とも同じ側に取り付けられている。

【００６６】

【発明の効果】本発明では、信号の伝搬方向に対して、
信号電極を平行に、且つ、屈曲がないように構成する一
方、光導波路の入射側及び出射側を屈曲させることによ
り、電極構造の屈曲による影響を低減できる。

【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図である。

【図２】図１の位相シフト位置におけるデバイスの断面
図である。

【図３】図１の電極構造を取り除いて、光導波路構造の
みを詳細に示している。

【図４】図１の電極構造のみを詳細に示している。

【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図である。

【図６】図５の位相シフト位置におけるデバイスの断面
図である。

【図７】図５の電極構造を取り除いて、光導波路構造の
みを詳細に示している。

【図８】図５の電極構造のみを詳細に示している。

【図９】本発明の第３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図である。

【図１０】図９の位相シフト位置におけるデバイスの断
面図である。

【図１１】図９の電極構造を取り除いて、光導波路構造
のみを詳細に示している。

【図１２】図９の電極構造のみを詳細に示している。

【図１３】本発明の第４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図である。

【図１４】図１３の位相シフト位置におけるデバイスの
断面図である

【図１５】図１３の電極構造を取り除いて、光導波路構
造のみを詳細に示している。

【図１６】図１３の電極構造のみを詳細に示している。

【図１７】本発明の第５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図である。

【図１８】図１７の位相シフト位置におけるデバイスの
断面図である。

【図１９】図１７の電極構造を取り除いて、光導波路構
造のみを詳細に示している。

【図２０】図１７の電極構造のみを詳細に示している。

【図２１】本発明の第６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図である。

【図２２】図２１の位相シフト位置におけるデバイスの
断面図である。

【図２３】図２１の電極構造を取り除いて、光導波路構
造のみを詳細に示している。

【図２４】図２１の電極構造のみを詳細に示している。

【図２５】本発明の第７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図である。

【図２６】本発明の第８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図である。

【図２７】本発明の第９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図である。

【図２８】本発明の第１０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図である。

【図２９】本発明の第１１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図である。

【図３０】本発明の第１２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図である。

【図３１】従来の導波型光デバイスの基本構成を示す図
である。

【図３２】図３１の位相シフト位置におけるデバイスの
断面図である。

【図３３】図３１の電極構造を取り除いて、光導波路構
造のみを詳細に示している。

【図３４】図３１の電極構造のみを詳細に示している。

【符号の説明】

１電気光学結晶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／ファイバ用パッケージ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と少なくとも一つの接地電極からなる進行波型電極群と
を備え、前記位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と平
行に設けられ、前記入射側Ｙ字型導波路および前記出射
側Ｙ字型導波路は伝搬方向を交差する方向に設けられて
おり、前記進行波型電極群の電極構造の内、少なくとも
前記信号電極は、伝搬方向と平行になるように構成され
ており、当該信号電極の両端には前記伝搬方向と平行に
位置付けられたコネクタ部が備え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】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と前記信号電極を囲む２つの接地電極からなる進行波型
電極群と、前記光導波路の両端に取り付けられたコネク
タ及びコネクタ用パッケージ／マウントと、伝搬方向に
垂直に取り付けられたファイバ及びファイバパッケージ
とを備え、前記位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と
平行に設けられ、前記入射側Ｙ字型導波路および前記出
射側Ｙ字型導波路は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸
に平行にかつ前記入射側および前記出射側Ｙ字型導波路
の両方が同じ側に位置するように直線的に折り曲げられ
て、前記接地電極は相互に対称であるとともにその一方
において前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部お
よび出口部に対称的なギャップが設けられており、他方
においても同様の対称的なギャップが設けられ、前記進
行波型電極群の電極構造は、前記信号電極および前記接
地電極がテーパ部と共に、伝搬方向と平行になるように
構成され、且つ、前記信号電極の両端には、前記伝搬方
向に平行に位置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッ
ケージ／マウントが備え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】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と前記信号電極を囲む２つの接地電極からなる進行波型
電極群と、前記光導波路の両端に取り付けられたコネク
タ及びコネクタ用パッケージ／マウントと、伝搬方向に
垂直に取り付けられたファイバ及びファイバパッケージ
とを備え、前記位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と
平行に設けられ、前記入射側Ｙ字型導波路および前記出
射側Ｙ字型導波路は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸
に平行にかつ前記入射側および前記出射側Ｙ字型導波路
が互いに反対側に位置するように直線的に折り曲げられ
て、前記接地電極は相互に対称であるとともにその一方
において前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部お
よび出口部に対称的なギャップが設けられており、他方
においても同様の対称的なギャップが設けられ、前記進
行波型電極群の電極構造は、前記信号電極および前記接
地電極がテーパ部と共に、伝搬方向と平行になるように
構成され、且つ、前記信号電極の両端には前記伝搬方向
に平行に位置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッケ
ージ／マウントが備えられていることを特徴とする導波
型光デバイス。
【請求項４】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と前記信号電極を囲む２つの接地電極からなる進行波型
電極群と、前記光導波路の両端に取り付けられたコネク
タ及びコネクタ用パッケージ／マウントと、伝搬方向に
垂直に取り付けられたファイバ及びファイバパッケージ
とを備え、前記位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と
平行に設けられ、前記入射側Ｙ字型導波路および前記出
射側Ｙ字型導波路は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸
に平行にかつ前記入射側および前記出射側Ｙ字型導波路
が互いに反対側に位置するように直線的に折り曲げられ
て、前記接地電極は相互に対称であるとともにその一方
において前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部に
ギャップを設け、他方において前記ファイバ／ファイバ
用コネクタの出口部にギャップを設けて構成され、前記
進行波型電極群の電極構造は、前記信号電極および前記
接地電極がテーパ部と共に伝搬方向と平行になるように
構成され、且つ、前記信号電極の両端には前記伝搬方向
に平行に位置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッケ
ージ／マウントが備えられていることを特徴とする導波
型光デバイス。
【請求項５】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と前記信号電極を囲む２つの接地電極からなる進行波型
電極群と、前記光導波路の両端に取り付けられたコネク
タ及びコネクタ用パッケージ／マウントと、伝搬方向に
垂直に取り付けられたファイバ及びファイバパッケージ
とを備え、前記位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と
平行に設けられ、前記入射側Ｙ字型導波路および前記出
射側Ｙ字型導波路は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸
に平行にかつ前記入射側および前記出射側Ｙ字型導波路
の両方が同じ側に位置するように導波路湾曲部を用いて
曲げられ、前記接地電極は相互に対称であるとともにそ
の一方において前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入
口部および出口部に対称的なギャップを設け、他方にお
いても同様の対称的なギャップを設けて構成され、前記
進行波型電極群の電極構造は、前記信号電極および前記
接地電極がテーパ部と共に伝搬方向と平行になるように
構成され、且つ、前記信号電極の両端には前記伝搬方向
に平行に位置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッケ
ージ／マウントが備えられていることを特徴とする導波
型光デバイス。
【請求項６】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と前記信号電極を囲む２つの接地電極からなる進行波型
電極群と、前記光導波路の両端に取り付けられたコネク
タ及びコネクタ用パッケージ／マウントと、伝搬方向に
垂直に取り付けられたファイバ及びファイバパッケージ
とを備え、前記位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と
平行に設けられ、前記入射側Ｙ字型導波路および前記出
射側Ｙ字型導波路は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸
に平行にかつ前記入射側および前記出射側Ｙ字型導波路
が互いに反対側に位置するように導波路湾曲部を用いて
曲げられ、前記接地電極は相互に対称であるとともにそ
の一方において前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入
口部および出口部に対称的なギャップを設け、他方にお
いても同様の対称的なギャップを設けて構成され、前記
進行波型電極群の電極構造は、前記信号電極および前記
接地電極がテーパ部と共に伝搬方向と平行になるように
構成され、且つ、前記信号電極の両端には前記伝搬方向
に平行に位置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッケ
ージ／マウントが備えられていることを特徴とする導波
型光デバイス。
【請求項７】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と前記信号電極を囲む２つの接地電極からなる進行波型
電極群と、前記光導波路の両端に取り付けられたコネク
タ及びコネクタ用パッケージ／マウントと、伝搬方向に
垂直に取り付けられたファイバ及びファイバパッケージ
とを備え、前記位相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と
平行に設けられ、前記入射側Ｙ字型導波路および前記出
射側Ｙ字型導波路は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸
に平行にかつ前記入射側および前記出射側Ｙ字型導波路
が互いに反対側に位置するように導波路湾曲部を用いて
曲げられ、前記接地電極は相互に対称であるとともにそ
の一方において前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入
口部にギャップを設け、他方において前記ファイバ／フ
ァイバ用コネクタの出口部にギャップを設けて構成さ
れ、前記進行波型電極群の電極構造は、前記信号電極お
よび前記接地電極がテーパ部と共に伝搬方向と平行にな
るように構成され、且つ、前記信号電極の両端には前記
伝搬方向に平行に位置付けられたコネクタ及びコネクタ
用パッケージ／マウントが備えられていることを特徴と
する導波型光デバイス。
【請求項８】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と１つの接地電極からなる進行波型電極群と、前記光導
波路の両端に取り付けられたコネクタ及びコネクタ用パ
ッケージ／マウントと、伝搬方向に垂直に取り付けられ
たファイバ及びファイバパッケージとを備え、前記位相
シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と平行に設けられ、前
記入射側Ｙ字型導波路および前記出射側Ｙ字型導波路は
伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行にかつ前記入
射側および前記出射側Ｙ字型導波路の両方が同じ側に位
置するように直線的に折り曲げられて、前記接地電極の
前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部および出口
部にそれぞれギャップを設け、前記進行波型電極群の電
極構造は、前記信号電極および前記接地電極がテーパ部
と共に伝搬方向と平行になるように構成され、且つ、前
記信号電極の両端には前記伝搬方向に平行に位置付けら
れたコネクタ及びコネクタ用パッケージ／マウントが備
えられていることを特徴とする導波型光デバイス。
【請求項９】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導波
路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前記
結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電極
と１つの接地電極からなる進行波型電極群と、前記光導
波路の両端に取り付けられたコネクタ及びコネクタ用パ
ッケージ／マウントと、伝搬方向に垂直に取り付けられ
たファイバ及びファイバパッケージとを備え、前記位相
シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と平行に設けられ、前
記入射側Ｙ字型導波路および前記出射側Ｙ字型導波路は
伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行にかつ前記入
射側および前記出射側Ｙ字型導波路が互いに反対側に位
置するように直線的に折り曲げられて、前記接地電極の
前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部と出口部の
反対側の位置とにそれぞれギャップを設け、前記進行波
型電極群の電極構造は、前記信号電極および前記接地電
極がテーパ部と共に伝搬方向と平行になるように構成さ
れ、且つ、前記信号電極の両端には前記伝搬方向に平行
に位置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッケージ／
マウントが備えられていることを特徴とする導波型光デ
バイス。
【請求項１０】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導
波路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前
記結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電
極と１つの接地電極からなる進行波型電極群と、前記光
導波路の両端に取り付けられたコネクタ及びコネクタ用
パッケージ／マウントと、伝搬方向に垂直に取り付けら
れたファイバ及びファイバパッケージとを備え、前記位
相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と平行に設けられ、
前記入射側Ｙ字型導波路および前記出射側Ｙ字型導波路
は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行にかつ前記
入射側および前記出射側Ｙ字型導波路が互いに反対側に
位置するように直線的に折り曲げられて、前記接地電極
の前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部にギャッ
プを設け、前記進行波型電極群の電極構造は、前記信号
電極および前記接地電極がテーパ部と共に伝搬方向と平
行になるように構成され、且つ、前記信号電極の両端に
は前記伝搬方向に平行に位置付けられたコネクタ及びコ
ネクタ用パッケージ／マウントが備えられていることを
特徴とする導波型光デバイス。
【請求項１１】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導
波路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前
記結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電
極と１つの接地電極からなる進行波型電極群と、前記光
導波路の両端に取り付けられたコネクタ及びコネクタ用
パッケージ／マウントと、伝搬方向に垂直に取り付けら
れたファイバ及びファイバパッケージとを備え、前記位
相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と平行に設けられ、
前記入射側Ｙ字型導波路および前記出射側Ｙ字型導波路
は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行にかつ前記
入射側および前記出射側Ｙ字型導波路の両方が同じ側に
位置するように導波路湾曲部を用いて曲げられ、前記接
地電極の前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部お
よび出口部にそれぞれギャップを設け、前記進行波型電
極群の電極構造は、前記信号電極および前記接地電極が
テーパ部と共に伝搬方向と平行になるように構成され、
且つ、前記信号電極の両端には前記伝搬方向に平行に位
置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッケージ／マウ
ントが備えられていることを特徴とする導波型光デバイ
ス。
【請求項１２】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導
波路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前
記結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電
極と１つの接地電極からなる進行波型電極群と、前記光
導波路の両端に取り付けられたコネクタ及びコネクタ用
パッケージ／マウントと、伝搬方向に垂直に取り付けら
れたファイバ及びファイバパッケージとを備え、前記位
相シフト部は伝搬軸（例えばＹ軸）と平行に設けられ、
前記入射側Ｙ字型導波路および前記出射側Ｙ字型導波路
は伝搬方向に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行にかつ前記
入射側および前記出射側Ｙ字型導波路が互いに反対側に
位置するように導波路湾曲部を用いて曲げられ、前記接
地電極の前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部と
出口部の反対側の位置とにそれぞれギャップを設け、前
記進行波型電極群の電極構造は、前記信号電極および前
記接地電極がテーパ部と共に伝搬方向と平行になるよう
に構成され、且つ、前記信号電極の両端には前記伝搬方
向に平行に位置付けられたコネクタ及びコネクタ用パッ
ケージ／マウントが備えられていることを特徴とする導
波型光デバイス。
【請求項１３】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位相シフト部と入射側Ｙ字型導
波路および出射側Ｙ字型導波路からなる導波路群と、前
記結晶基板上に形成されたバッファ層と、１つの信号電
極と１つの接地電極からなる電極群と、前記光導波路の
両端に取り付けられたコネクタ及びコネクタ用パッケー
ジ／マウントと、伝搬方向に垂直に取り付けられたファ
イバ及びファイバパッケージとを備え、前記位相シフト
部は伝搬軸（例えばＹ軸）と平行に設けられ、前記入射
側Ｙ字型導波路および前記出射側Ｙ字型導波路は伝搬方
向に垂直に、すなわち、Ｘ軸に平行にかつ前記入射側お
よび前記出射側Ｙ字型導波路が互いに反対側に位置する
ように導波路湾曲部を用いて曲げられ、前記接地電極の
前記ファイバ／ファイバ用コネクタの入口部にギャップ
を設け、前記進行波型電極群の電極構造は、前記信号電
極および前記接地電極がテーパ部と共に伝搬方向と平行
になるように構成され、且つ、前記信号電極の両端には
前記伝搬方向に平行に位置付けられたコネクタ及びコネ
クタ用パッケージ／マウントが備えられていることを特
徴とする導波型光デバイス。