JP2871645B2

JP2871645B2 - 導波路型光デバイス

Info

Publication number: JP2871645B2
Application number: JP9001962A
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: 1997-01-09
Filing date: 1997-01-09
Publication date: 1999-03-17
Anticipated expiration: 2017-01-09
Also published as: JPH10197836A

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、光画像処理等の
各種システムに用いられる導波路型光変調器や導波路型
光スイッチ等の導波路型光デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】光変調器や光スイッチは、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
等の各種システムの実現において非常に重要な要素とな
る。光変調器や光スイッチには、広帯域、超高速かつ低
電力で動作することが要求されるため、原理的に、動作
速度の速い電気光学効果が利用されることが多い。電気
光学効果とは、物質に電界を印加することによりその物
質の屈折率が変化する現象のことをいい、この効果を利
用した様々な導波路型光デバイスが開発されている。

【０００３】導波路型光変調器は、電気光学効果を有す
る基板上に光導波路を形成し、さらにその上に、バッフ
ァ層を介して信号電極を形成することで構成される。基
板としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃ ）や、例
えばＧａＡｓ系の半導体を用いることが多い。基板とし
てニオブ酸リチウムを用いた場合、基板にチタン（Ｔ
ｉ）を熱拡散させて光導波路を形成する。この方法は、
良好な電気光学特性を備えた低損失光導波路を基板上に
形成するための、比較的簡便な方法である。

【０００４】導波路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）、変調帯域幅および挿入
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・オフの関係にあり、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の
は困難であった。そこで、導波路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。

【０００５】導波路型光変調器の帯域幅は、主に、電極
の種類・材料・配置や、基板の誘電率に依存する。広帯
域の用途には、進行波電極（Traveling wave electrod
e）が広く用いられている。その概念は、電極を伝送線
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、マイクロ波電源および負荷（Lo
ad）の特性インピーダンスと同じでなくてはならない。
そ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。広く使われている進行波電極構造としては、
非対称ストリップライン（ＡＳＬ；Asymmetric Strip
Line ）型、または非対称平面ストリップ（ＡＣＰＳ；
Asymmetric Co-planar Strip）型電極構造と、平面導
波（ＣＰＷ；Co-planar Waveguide ）型電極構造、との
２種類がある。

【０００６】変調器の帯域幅は、マイクロ波減衰と、光
波およびマイクロ波の速度不整合、または有効屈折率の
差によって制限される。速度不整合や特性インピーダン
スやマイクロ波減衰は、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、信号電極と接地電
極との間隔）を最適化することによって抑制することが
できる。しかし、速度不整合が減少しても、変調器の帯
域幅はマイクロ波減衰により制限される。そこで、この
マイクロ波減衰を低減することは、変調器の広い帯域を
実現するために最も重要である。同時に、帯域幅とトレ
ード・オフの関係にある駆動電圧も、マイクロ波減衰を
低減することによってコントロールすることも可能であ
る。

【０００７】マイクロ波減衰は、以下の事象によって引
き起こされる。（ａ）電極の形状または構造（信号電極の幅、信号電極
と接地電極との間隔、電極厚さ等）と、電極材料の抵抗
と、バッファ層パラメータ等の関数である、ストリップ
ライン導体の損失。（ｂ）ニオブ酸リチウム基板の誘電率および損失タンジ
ェント（ｔａｎδ）の関数である誘電損失。（ｃ）高次モード伝搬による損失。（ｄ）５０Ωの電源と負荷とのインピーダンス不整合に
よる損失。（ｅ）ストリップラインの曲りおよびテーパ形状による
損失。（ｆ）コネクタ、コネクタと接続する信号電極のフィー
ダ部分、その接続方法または材料等、損失を含む搭載パ
ッケージ、および外部側パッケージによる損失。

【０００８】上記の損失のうち、（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）については、電極パラメータやバッファ
層パラメータ等の最適化の研究が行われている。本発明
者等も、厚いＣＰＷ電極構造を用い、しかも広帯域（２
０ＧＨｚ）で比較的低い駆動電圧（５Ｖ）の光変調器を
実現した。これは、「ＡｗｉｄｅｂａｎｄＴｉ：
ＬｉＮｂＯ₃ ｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｏｒ
ｗｉｔｈａｃｏｖｅｎｔｉｏｎａｌＣｏｐｌａｎ
ａｒｗａｖｅｇｉｄｅｔｙｐｅｅｌｅｃｔｒｏ
ｄｅ（従来の平面導波型電極を備えた、広帯域Ｔｉ：Ｌ
ｉＮｂＯ₃ 変調器）」と題する論文（ＩＥＥＥＰｈｏ
ｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒ
ｓ、第４巻第９号（１９９２）、１０２０〜１０２２
頁）に開示されている。しかし、更なる高速通信システ
ムを目指すためには、もっと広い変調器帯域（＞２０Ｇ
Ｈｚ）と、低い駆動電圧（＜３．５Ｖ）をもつ光変調器
の実現が必要である。そのため、マイクロ波損失を更に
低減することが不可欠となる。

【０００９】上記（ａ）〜（ｆ）の損失のうち、マイク
ロ波損失に関わる損失は（ｅ）、（ｆ）であり、これら
の損失を低減することは、広帯域（＞２０ＧＨｚ）の変
調器を実現するためのかぎとなる。

【００１０】従来の導波路型光デバイスについて、光変
調器を例に挙げて説明する。図１２は、従来の光変調器
の一例の構成を示す平面図である。図１２において、電
気光学効果を有する結晶基板１０１上には、光導波路１
０２が、チタン金属膜ストリップを成膜し結晶内に拡散
させることにより形成される。光導波路１０２は、一端
を光入射端１０２ａとする一方、他方を光出射端１０２
ｃとし、その中間部において、二股に分岐した後、再び
合流している。この二股に分岐した部分が、マッハ・ツ
ェンダ干渉計型の位相シフタ部１０２ｂとして機能す
る。

【００１１】光導波路１０２が形成された結晶基板１０
１上には、その全面にわたって、誘電体からなるバッフ
ァ層１０３が形成されている。さらに、バッファ層１０
３の上には、信号電極１０４および２つの接地電極１０
５ａ，１０５ｂからなるＣＰＷ型電極構造が形成され
る。光入射端１０２ａおよび光出射端１０２ｃにはそれ
ぞれファイバ用マウント１０６が取り付けられており、
光は、これらを通して光導波路１０２に入出力する。ま
た、信号電極１０４の両端部には、それぞれ外部セラミ
ックストリップライン電極構造１１１がＡｕワイヤ１１
２によって接続される。外部セラミックストリップライ
ン電極構造１１１にはコネクタ１０７が取り付けられ、
これにより、マイクロ波信号が信号電極１０４に与えら
れる。信号電極１０４の両端部すなわちフィーダ部の幅
は、コネクタ１０７の幅と等しいか、それよりも大きく
なっている。コネクタ１０７は、Ａｕワイヤ１１２を介
して信号電極１０４に直接接続されてもよい。

【００１２】光入射端１０２ａからの入射光は、位相シ
フタ部１０２ｂで２つの等しい光波に分岐され、位相シ
フタ部１０２ｂを伝搬する。位相シフタ部１０２ｂに位
相シフトが与えられない場合、すなわち信号電極１０４
に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、弱まることなく光出射端１０２ｃに伝搬
する。外部電圧を印加することにより位相シフタ部１０
２ｂにπだけ位相シフトが与えられた場合には、２つの
光波は、位相シフタ部１０２ｂで相殺的干渉を受け、光
出力強度すなわち光出射端１０２ｃに送出される光は、
最小値またはゼロとなる。

【００１３】このように、外部電圧の印加は、光波の
「オン」、「オフ」状態を導く。このことは、切替また
は変調動作として考えられる。この外部電圧としていわ
ゆる高周波マイクロ波信号を与えることにより、高帯域
光変調器として作動する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、光変
調器の帯域幅はマイクロ波の減衰により制限されるの
で、特に、コネクタを通して信号電極に与えられるマイ
クロ波の減衰は、高い周波数の領域では増える傾向にあ
る。また、同時に、特性インピーダンスの周波数による
変化も見られる。従来の光変調器の電気特性（Ｓパラメ
ータ）の測定結果を図１３に示す。図１３において、横
軸は周波数である。左側の縦軸は、マイクロ波の減衰Ｓ
₂₁を表し、右側の縦軸は、マイクロ波の反射Ｓ₁₁、間接
的には特性インピーダンスを表す。マイクロ波の減衰
は、理論的には周波数の関数であるが、周波数が１０〜
１５ＧＨｚを超えると、その関数によらず、減衰傾向は
もっと大きくなる。一方、マイクロ波の反射は、周波数
が５ＧＨｚ以上になると高くなる。このマイクロ波の損
失は、主に、信号電極のフィーダ部分、コネクタと信号
電極との接続、コネクタ用パッケージ等によることが実
験的に確かめられた。

【００１５】一般的には、信号電極の幅、信号電極と接
地電極との間隔等の電極パラメータ、およびバッファ層
のパラメータの最適化により、特性インピーダンス、光
波およびマイクロ波の速度不整合、または有効屈折率の
差を必要な値にもってくることは可能である。しかし、
それによって決まる電極パラメータにより、電極のマイ
クロ波減衰の一部であるストリップライン導体損失も決
まる。例えば、特開平７−９８４４２号公報には、信号
電極とコネクタとの間に、これらのインピーダンスを整
合させるインピーダンス整合回路を設けたものが開示さ
れているが、インピーダンス整合回路を設けることによ
って、このインピーダンス整合回路によるマイクロ波損
失が増えることが予想される。

【００１６】ところで、信号電極の幅は、一般的には５
〜１０μｍであり、信号電極と接地電極との間隔は１０
〜３０μｍである（例えば、上記論文、特開平７−９８
４４２号公報、「ＡｗｉｄｅｂａｎｄＴｉ：ＬｉＮ
ｂＯ₃ ｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｏｒｗｉｔ
ｈａｎｏｖｅｌｌｏｗ−ｍｉｃｒｏｗａｖｅａｔ
ｔｅｎｕａｔｉｏｎＣＰＷｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ
ｔｒｕｃｔｕｒｅ（低マイクロ波損失ＣＰＷ電極を用い
た新広帯域Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ₃ 光変調器）」と題する論
文（国際学会集、ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＯ
ＯＣ−９５、論文番号ＷＤ１−３、１９９５年）等）。
また、一般的に用いられるコネクタの幅は、およそ０．
２２〜０．５ｍｍである。

【００１７】理想的には、マイクロ波損失を小さくする
ためには、信号電極の幅を一定とし、さらに、コネクタ
の幅と等しくすればよい。しかし、実用的に用いられる
コネクタの幅は上記のように０．２２〜０．５ｍｍであ
り、しかも、コネクタを信号電極に接続したときに接地
電極がコネクタと接触しないようにするためには、信号
電極のフィーダ部の幅をテーパ状に広くする必要があ
る。その結果、信号電極のテーパ状部によるマイクロ波
損失は理想的な損失よりも大きくなり、帯域を増やすこ
とは困難である。

【００１８】そこで本発明は、信号電極の幅よりも大き
なコネクタを用いつつも、マイクロ波損失をより小さく
する導波路型光デバイスを提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の導波路型光デバイスは、光導波路が形成された
基板と、前記基板上に形成されたバッファ層と、前記バ
ッファ層上に形成された、接地電極および信号電極で構
成される進行波電極構造とを有し、前記信号電極は、マ
イクロ波信号の印加により前記光導波路に電気光学効果
を生じさせるアクティブ部と、前記マイクロ波信号を印
加するためのコネクタと接続されるフィーダ部とを含
み、前記フィーダ部の前記コネクタと接続される側の端
の幅が、前記アクティブ部の幅よりも大きく、かつ、前
記コネクタの幅よりも小さい。

【００２０】本発明では、信号電極のフィーダ部の幅を
上記のように規定することで、信号電極のフィーダ部の
幅は、コネクタが接続されたときに、コネクタが進行波
電極構造の接地電極に接触しない程度に最小限に抑えら
れる。その結果、マイクロ波はコネクタから少ない損失
で信号電極に与えられ、さらに、少ない損失でアクティ
ブ部に伝搬される。その結果、マイクロ波反射特性もよ
くなり、電気特性（Ｓパラメータ特性）および光特性が
最大限に伸びる。従って、広変調帯域、良好なマイクロ
波反射特性、さらに少ない特性インピーダンス差をもつ
導波路型光デバイスが得られる。

【００２１】ここで、フィーダ部は、テーパ状の部分を
介してアクティブ部とつながる構造としてもよいし、フ
ィーダ部自体をテーパ形状としてアクティブ部とつなげ
てもよい。また、アクティブ部は、直角に曲ってフィー
ダ部とつながっていてもよいし、円弧状に曲ってフィー
ダ部とつながっていてもよい。さらに、進行波電極構造
としては、平面導波型電極構造、非対称ストリップライ
ン型電極構造、あるいは非対称平面ストリップ型電極構
造のいずれも適用可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２３】（第１の実施形態）図１は、本発明の導波
路型光デバイスの第１の実施形態の構成を示す平面図で
ある。図２は、図１に示した導波路型光デバイスの、バ
ッファ層を形成する前の平面図である。図３は、図１に
示した導波路型光デバイスにコネクタを接続した状態を
示す平面図である。ここでは、導波路型光デバイスとし
て、光変調器を例に挙げて説明する。

【００２４】図１において、電気光学効果を有する結晶
基板１上には、光導波路２が形成され、さらに、その光
導波路２が形成された結晶基板１上に、誘電体からなる
バッファ層３が結晶基板１の全面に形成されている。そ
して、バッファ層３の上に、進行波電極構造として、信
号電極４と２つの接地電極５ａ，５ｂからなる平面導波
（ＣＰＷ）型電極構造が形成されている。

【００２５】光導波路２は、図２に示すように、結晶基
板１の一端から他端にわたる金属ストリップとして形成
され、一端が光入射端２ａとなり、他端が光出射端２ｃ
となる。光導波路２は、中間部が二股に分岐しており、
この二股に分岐した部分が、マッハ・ツェンダ干渉計型
の位相シフタ部２ｂとして機能する。

【００２６】光導波路２は、結晶基板１上に幅が５〜２
０μｍ、膜厚が５００〜１２００オングストロームのチ
タン金属膜をスパッタ法等により成膜した後、９００〜
１１００℃の雰囲気中で５〜１２２０時間の熱処理を行
い、チタンを結晶基板１の結晶中に拡散させることによ
り形成される。バッファ層３は、誘電率が１．１〜４０
であり、厚さは１〜１０μｍである。信号電極４は、マ
イクロ波信号の印加により光導波路２に電気光学効果を
生じさせるアクティブ部４ａと、アクティブ部４ａの両
端に電気的につながり、マイクロ波信号を印加するため
のコネクタ７に接続されるフィーダ部４ｂとを有する。

【００２７】アクティブ部４ａは、幅Ｗが５〜２０μ
ｍ、厚さが３〜４０μｍで両端部が直角に曲げられてお
り、光導波路２と平行な部分の長さＬが１０〜７０μｍ
である。フィーダ部４ｂは、厚さはアクティブ部４ａと
同じであるが、幅Ｗ_padは１０〜２００μｍと、アクテ
ィブ部４ａの幅Ｗよりも広くなっている。そのため、ア
クティブ部４ａとフィーダ部４ｂとを繋ぐ部分はテーパ
状となっている。また、フィーダ部４ｂの幅Ｗ_padは、
光変調器に一般的に用いられるコネクタ７の幅Ｗ_conn よ
りも小さい。

【００２８】接地電極５ａ，５ｂは、幅が１００〜９０
００μｍ、長さが１０〜７０μｍ、厚さが３〜４０μｍ
である。

【００２９】アクティブ部４ａにおける信号電極４と接
地電極５ａ，５ｂとの距離Ｇ、およびフィーダ部４ｂに
おける信号電極４と接地電極５ａ，５ｂとの距離Ｇ_pad
は、それぞれ信号電極４のアクティブ部４ａの幅Ｗおよ
びフィーダ部４ｂの幅Ｗ_padに基づいて設計される（電
圧を小さくするため、できるだけ小さく設計される）。
上記距離Ｇは、Ｗ／Ｇの値が０．１〜１となるように設
定される（すなわち、Ｇ＝５〜２００μｍ）。さらに、
上記距離Ｇ_pad、は、Ｗ_pad／Ｇ_padの値が、上記Ｗ／
Ｇの値以下になるように設定される。さらに、信号電極
４のフィーダ部４ｂにおける接地電極５ａ，５ｂ間の間
隔（Ｗ_pad＋２Ｇ_pad）は、コネクタ７の幅Ｗ_connより
も大きく、コネクタ７が接続されてもコネクタ７は信号
電極５ａ，５ｂには接触しない。例えば、Ｇ_padは、コ
ネクタ７の幅Ｗ_connの２分の１とされる。

【００３０】そして、図３に示すように、信号電極４の
フィーダ部４ｂに、コネクタ７が直接または間接的に取
り付けられ、コネクタ７を介してマイクロ波信号が信号
電極４に与えられる。一方、光導波路２の光入射端２ａ
および光出射端２ｃには、それぞれファイバ用マウント
６が取り付けられ、光は、これらを通して光導波路２に
入出力する。

【００３１】図１に示した構造を持つ光変調器の電気特
性（Ｓパラメータ）の測定結果を図４に示す。図４は図
１３と対応するグラフで、周波数に対するマイクロ波の
反射Ｓ₁₁および減衰Ｓ₂₁を示している。図４から、マイ
クロ波の減衰Ｓ₂₁については、ほぼ理論に基づいて、周
波数の関数を示すことがわかる。さらに、周波数が１５
ＧＨｚを超えても、マイクロ波の減衰Ｓ₂₁は従来の構造
の光変調器に比べると少ない。一方、マイクロ波の反射
Ｓ₁₁についても従来の構造の光変調器と比べて全体的に
よく、−２０ｄＢ〜−１０ｄＢの範囲に抑えられてい
る。

【００３２】以上述べたように、信号電極４のフィーダ
部４ｂの幅を、アクティブ部４ａの幅よりも大きく、か
つ、コネクタ７の幅よりも小さくし、フィーダ部４ｂと
アクティブ部４ａとをテーパ形状の部分でつなげること
で、コネクタ７を信号電極５ａ，５ｂに接触しないよう
にしつつもフィ−ダ部４ｂの幅が抑えられ、コネクタ７
からのマイクロ波は少ない損失で信号電極４に与えられ
る。さらに、信号電極４に与えられたマイクロ波は、フ
ィーダ部４ｂ、テーパ部、屈曲部を通じて、少ない損失
でアクティブ部４ａ伝搬する。その結果、マイクロ波反
射特性も良くなり、電気特性（Ｓパラメータ）および光
特性を最大限に向上させることができる。したがって、
マイクロ波損失、および反射特性を従来の導波路型光デ
バイスに比べて大幅に改善することができ、２０ＧＨｚ
以上の広変調帯域および良好な反射特性を持つ光変調器
（導波路型光デバイス）を達成することができる。

【００３３】（第２の実施形態）図５は、本発明の導波
路型光デバイスの第２の実施形態の構成を、一部を破断
して示す平面図である。図５に示した光デバイスも光変
調器であり、第１の実施形態と同様に、光導波路２２が
形成された結晶基板２１上に、バッファ層２３が形成さ
れ、さらにその上に、信号電極２４と２つの接地電極２
５ａ，２５ｂとからなるＣＰＷ型電極構造が形成されて
いる。

【００３４】本実施形態の光変調器が第１の実施形態の
光変調器と異なるのは、信号電極２４のフィーダ部２４
ｂの形状である。すなわち、フィーダ部２４ｂはアクテ
ィブ部２４ａに直接つながっており、コネクタ２７と接
続される側の端からアクティブ部２４ａとつながる部分
へと幅が徐々に狭くなっていくテーパ形状をしている。
フィーダ部２４ｂの、コネクタ２７と接続される側の端
の幅は、第１の実施形態と同様に、アクティブ部２４ａ
の幅よりも大きく、かつ、コネクタ２７の幅よりも小さ
くなっている。その他の構造、形状および大きさについ
ても第１の実施形態と同様である。

【００３５】このように、信号電極２４のフィーダ部２
４ｂ自体をテーパ形状としてアクティブ部２４ｂにつな
げる構造としても、第１の実施形態と同様の効果を得る
ことができる。

【００３６】（第３の実施形態）図６は、本発明の導波
路型光デバイスの第３の実施形態の構成を、一部を破断
して示す平面図である。図６に示した光デバイスも光変
調器であり、第１の実施形態と同様に、光導波路３２が
形成された結晶基板３１上に、バッファ層３３が形成さ
れ、さらにその上に、信号電極３４と２つの接地電極３
５ａ，３５ｂとからなるＣＰＷ型電極構造が形成されて
いる。

【００３７】本実施形態の光変調器が第１の実施形態の
光変調器と異なるのは、信号電極３４のアクティブ部２
４ａの形状である。すなわち、本実施形態では、信号電
極３４のアクティブ部２４ａは、両端部が円弧状に曲げ
られた形状をしている。フィーダ部３４ｂやその他の構
造、形状および大きさについては第１の実施形態と同様
である。

【００３８】このように、信号電極３４のアクティブ部
３４ａの両端部の曲げ形状を変更しても、第１の実施形
態と同様の効果を得ることができる。

【００３９】（第４の実施形態）図７は、本発明の導波
路型光デバイスの第４の実施形態の構成を、一部を破断
して示す平面図である。図７に示した光デバイスも光変
調器であり、上述した各実施例と同様に、光導波路４２
が形成された結晶基板４１上に、バッファ層４３が形成
され、さらにその上に、信号電極４４と２つの接地電極
４５ａ，４５ｂとからなるＣＰＷ型電極構造が形成され
ている。

【００４０】本実施形態の光変調器は、信号電極４４の
フィーダ部４４ｂの構造に第２の実施形態と同様の構造
を適用し、信号電極４４のアクティブ部４４ａの構造に
第３の実施形態と同様の構造を適用したものである。す
なわち、フィーダ部４４ｂを、コネクタ４７と接続され
る側の端の幅が、アクティブ部４４ａの幅よりも大き
く、かつ、コネクタ４７の幅よりも小さい、テーパ形状
としてアクティブ部４４ａにつなげている。さらに、ア
クティブ部４４ａの両端部は円弧状に曲げられている。
その他の構造、形状および大きさについては第１の実施
形態と同様である。

【００４１】このように、第２の実施形態と第３の実施
形態とを組み合わせた構造としても、マイクロ波損失お
よび反射特性を大幅に改善することができる。

【００４２】（第５の実施形態）図８は、本発明の導波
路型光デバイスの第５の実施形態の構成を、一部を破断
して示す平面図である。図８に示した光デバイスは、第
１の実施形態と同様に、光導波路５２が形成された結晶
基板５１上にバッファ層５３を形成し、さらにその上に
進行波電極構造を設けた光変調器であるが、バッファ層
５３上に形成される進行波電極構造が第１の実施形態と
異なっている。本実施形態では、進行波電極構造とし
て、信号電極５４と１つの接地電極５５ａとからなる、
非対称ストリップライン（ＡＳＬ）型、または非対称平
面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電極構造を用いている。そ
の他、接地電極５５ａを除く構成についての形状等は、
第１の実施形態と同様である。このように、電極構造が
ＣＰＷ型電極構造以外のものであっても、マイクロ波損
失および反射特性を大幅に改善することができる。

【００４３】（第６の実施形態）図９は、本発明の導波
路型光デバイスの第６の実施形態の構成を、一部を破断
して示す平面図である。図９に示した光デバイスは、第
２の実施形態と同様に、光導波路６２が形成された結晶
基板６１上にバッファ層６３を形成し、さらにその上に
進行波電極構造を設けた光変調器であるが、バッファ層
６３上に形成される進行波電極構造が第２の実施形態と
異なっている。本実施形態では、進行波電極構造とし
て、信号電極６４と１つの接地電極６５ａとからなる、
非対称ストリップライン（ＡＳＬ）型、または非対称平
面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電極構造を用いている。そ
の他、接地電極６５ａを除く構成についての形状等は、
第２の実施形態と同様である。このように、電極構造が
ＣＰＷ型電極構造以外のものであっても、マイクロ波損
失および反射特性を大幅に改善することができる。

【００４４】（第７の実施形態）図１０は、本発明の導
波路型光デバイスの第７の実施形態の構成を、一部を破
断して示す平面図である。図１０に示した光デバイス
は、第３の実施形態と同様に、光導波路７２が形成され
た結晶基板７１上にバッファ層７３を形成し、さらにそ
の上に進行波電極構造を設けた光変調器であるが、バッ
ファ層７３上に形成される進行波電極構造が第３の実施
形態と異なっている。本実施形態では、進行波電極構造
として、信号電極７４と１つの接地電極７５ａとからな
る、非対称ストリップライン（ＡＳＬ）型、または非対
称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電極構造を用いてい
る。その他、接地電極７５ａを除く構成についての形状
等は、第３の実施形態と同様である。このように、電極
構造がＣＰＷ型電極構造以外のものであっても、マイク
ロ波損失および反射特性を大幅に改善することができ
る。

【００４５】（第８の実施形態）図１１は、本発明の導
波路型光デバイスの第８の実施形態の構成を、一部を破
断して示す平面図である。図１１に示した光デバイス
は、第４の実施形態と同様に、光導波路８２が形成され
た結晶基板８１上にバッファ層８３を形成し、さらにそ
の上に進行波電極構造を設けた光変調器であるが、バッ
ファ層８３上に形成される進行波電極構造が第４の実施
形態と異なっている。本実施形態では、進行波電極構造
として、信号電極８４と１つの接地電極８５ａとからな
る、非対称ストリップライン（ＡＳＬ）型、または非対
称平面ストリップ（ＡＣＰＳ）型電極構造を用いてい
る。その他、接地電極８５ａを除く構成についての形状
等は、第４の実施形態と同様である。このように、電極
構造がＣＰＷ型電極構造以外のものであっても、マイク
ロ波損失および反射特性を大幅に改善することができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の導波路型光
デバイスは、信号電極のフィーダ部のコネクタと接続さ
れる側の端の幅を、アクティブ部の幅よりも大きく、か
つ、コネクタの幅よりも小さくすることで、マイクロ波
損失、および反射特性を従来の導波路型光デバイスに比
べて大幅に改善することができ、広変調帯域および良好
な反射特性を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導波路型光デバイスの第１の実施形態
の構成を示す平面図である。

【図２】図１に示した導波路型光デバイスの、バッファ
層を形成する前の平面図である。

【図３】図１に示した導波路型光デバイスにコネクタを
接続した状態を示す平面図である。

【図４】図１に示した導波路型光デバイスの電気特性を
示すグラフである。

【図５】本発明の導波路型光デバイスの第２の実施形態
を、一部を破断して示す平面図である。

【図６】本発明の導波路型光デバイスの第３の実施形態
を、一部を破断して示す平面図である。

【図７】本発明の導波路型光デバイスの第４の実施形態
を、一部を破断して示す平面図である。

【図８】本発明の導波路型光デバイスの第５の実施形態
を、一部を破断して示す平面図である。

【図９】本発明の導波路型光デバイスの第６の実施形態
を、一部を破断して示す平面図である。

【図１０】本発明の導波路型光デバイスの第７の実施形
態を、一部を破断して示す平面図である。

【図１１】本発明の導波路型光デバイスの第８の実施形
態を、一部を破断して示す平面図である。

【図１２】従来の光変調器の構成を示す平面図である。

【図１３】従来の光変調器の電気特性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１結
晶基板２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２光
導波路２ａ光入射端２ｂ位相シフタ部２ｃ光出射端３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３バ
ッファ層４，２４，３４，４４，５４，６４，７４，８４信
号電極４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａアクティブ部４ｂ，２４ｂ，３４ｂ，４４ｂフィーダ部５ａ，５ｂ，２５ａ，２５ｂ，３５ａ，３５ｂ，４５
ａ，４５ｂ，５５ａ，６５ａ，７５ａ，８５ａ接地
電極６ファイバ用マウント７，２７，４７コネクタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光導波路が形成された基板と、前記基板上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された、接地電極および信号電
極で構成される進行波電極構造とを有し、前記信号電極は、マイクロ波信号の印加により前記光導
波路に電気光学効果を生じさせるアクティブ部と、前記
マイクロ波信号を印加するためのコネクタと接続される
フィーダ部とを含み、前記フィーダ部の前記コネクタと
接続される側の端の幅が、前記アクティブ部の幅よりも
大きく、かつ、前記コネクタの幅よりも小さい導波路型
光デバイス。
【請求項２】前記フィーダ部は、テーパ状の部分を介
して前記アクティブ部とつながっている請求項１に記載
の導波路型光デバイス。
【請求項３】前記フィーダ部はテーパ形状である請求
項１に記載の導波路型光デバイス。
【請求項４】前記アクティブ部は、両端部が直角に曲
って前記フィーダ部とつながっている請求項１、２また
は３に記載の導波路型光デバイス。
【請求項５】前記アクティブ部は、両端部が円弧状に
曲って前記フィーダ部とつながっている請求項１、２ま
たは３に記載の導波路型光デバイス。
【請求項６】前記進行波電極構造が、平面導波型電極
構造である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の導
波路型光デバイス。
【請求項７】前記進行波電極構造が、非対称ストリッ
プライン型電極構造または非対称平面ストリップ型電極
構造である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の導
波路型光デバイス。