JP3851825B2 - 光変調器モジュールおよび光変調器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムにおいて用いて好適の、光変調器モジュールおよび光変調器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、光通信システムにおいては、伝送すべき光信号を変調するために、LiNbO3やLiTaO2基板などの電気光学結晶を用いた光導波路デバイスが用いられている。この光導波路デバイスは、結晶基板上の一部に金属膜を形成し熱拡散させる、あるいはパターニング後に安息香酸中でプロトン交換するなどして光導波路を形成した後、光導波路近傍に電極を設けることで形成されるようになっている。
【0003】
図14(a)および図14(b)はZカットのLiNbO3を用いて構成された従来のマッハツェンダ型光変調器106を示す模式図であり、図14(a)はその上視図、図14(b)は図14(a)におけるA−A′断面図である。この図14(a),(b)に示す光変調器106は、LiNbO3基板101,光導波路102,信号電極103および接地電極104をそなえて構成されている。
【0004】
光導波路102は、入射導波路102a,2本の平行導波路102b,102cおよび出射導波路102dからなるマッハツェンダ型のもので、信号電極103は、図14(b)に示すように、Z方向の電界による屈折率変化を利用するために平行導波路102bの真上に配置され、接地電極104は、光導波路101が形成された基板面全体にわたり、信号電極103の外縁を所定の間隔を空けて形成する。
【0005】
なお、図14(b)において、105はバッファ層であり、このバッファ層105は、平行導波路102b,102c中を伝搬する光が信号電極103および接地電極104によって吸収されるのを防ぐために、基板101と信号電極103および接地電極104との間に積層されたものである。
この光変調器は、例えば図15に示すような光変調器モジュール100として実際の通信システムにおいて適用することができるようになっている。この図15においては、筐体107に基板101が装着されている。この筐体107の内壁109は、基板101の光導波路102の形成面に対する長側面を一様に挟むように、一部が内側に延在して筐体107と一体に構成されている。
【0006】
また、108は信号電極103に接続されて外部からの入力信号を信号電極103に供給するコネクタであって、光変調器106を高速で駆動する場合は、出力端としての信号電極103の一端と接地電極104の終端とを抵抗Rで接続して進行波電極とし、入力端としての信号電極103の他端からマイクロ波信号を印加する。これにより、信号電極103に印加されたマイクロ波信号による電界変化によって光導波路102の屈折率が+Δn、−Δnのように変化し、平行導波路102b,102c間の位相差が変化するために出射導波路102dから変調された信号光を出力できるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の光変調器モジュールおよび光変調器100では、進行波電極に高周波信号を印加した場合、ある周波数をもつマイクロ波が基板101内において共振する。そのため、信号電極103を伝搬するマイクロ波の周波数特性(S21特性)に図16に見られるディップ110が生じて、光応答特性が劣化するという課題がある。
【0008】
従来、このディップを抑制するため、基板の厚さや幅を縮小して構成したり、基板の裏面に溝を入れたり(特開平5−241115号公報参照)、基板断面の形状を長手方向で変化させて構成する(特開平7−128623号公報参照)などの方法が考えられていた。しかし、これらの方法では基板自体を加工するため機械的強度が減少し、基板の扱いが困難になるとともに、長期信頼性が低下するという課題がある。
【0009】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、基板自体を加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができるようにした、光変調器モジュールおよび光変調器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の光変調器モジュールは、電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路と、該光導波路の近傍に形成された進行波電極とをそなえてなる光変調器とともに、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体をそなえてなる光変調器モジュールであって、前記の光導波路面に対する基板の側長面に対向する該筐体の側壁についての該光導波路面に平行もしくは垂直な長手方向断面の形状、または、前記の光導波路面に対する基板の裏面に対向する該筐体の低壁についての該光導波路面に平行もしくは垂直な長手方向断面の形状が、前記長手方向に平行な軸線に対する二等分垂線について非対称であることを特徴とし、このような構成により、進行波電極にマイクロ波を伝播させた場合のマイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させている。
【0011】
また、本発明の光変調器モジュールは、電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえてなる光変調器と、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体をそなえてなる光変調器モジュールであって、前記筐体が、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体本体と、該筐体本体を蓋う蓋部とをそなえて構成され、前記蓋部についての該光導波路面に平行もしくは垂直な長手方向断面の形状が、前記の信号電極が光導波路に平行する部分における長手方向を二等分する垂線について非対称であることを特徴としている。
さらに、本発明の光変調器は、電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路と、該光導波路の近傍に形成された進行波電極とをそなえるとともに、前記の光導波路面に対する基板の側長面または裏面の一部に膜が形成され、該膜についての当該側長面または裏面に平行な断面の形状が、前記長手方向で、該信号電極を通じて印加される電気信号の上流側部分、中流域部分および下流域部分に行くに従って、連続的に又はステップ状に変化するように構成されたことを特徴とし、このような構成においても、進行波電極にマイクロ波を伝播させた場合のマイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させている。
【0012】
また、電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路と、該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極と、該光導波路が形成される基板表面上において該信号電極および該信号電極から所定の距離の範囲内にある領域ならびに該導波路が形成される基板表面の一長辺をなす端部を除くすべての領域について形成された接地電極と、をそなえるとともに、該接地電極の形成領域から除かれる該導波路が形成される基板表面の一長辺をなす端部が、前記の光導波路および進行波電極が形成されない領域として構成されたことを特徴とし、このような構成においても、進行波電極にマイクロ波を伝播させた場合のマイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させている。
【0013】
さらに、電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路と、該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極と、該光導波路が形成される基板表面上において該信号電極および該信号電極から所定の距離の範囲内にある領域を除いて形成される接地電極と、をそなえるとともに、前記の接地電極の光導波路面に平行な断面の形状が、該信号電極を通じて印加される電気信号の上流側部分、中流域部分および下流域部分に行くに従って、該光導波路が形成される側の外縁は該光導波路と前記所定の距離を保ちつつ、該光導波路が形成される側該基板表面の一長辺側の外縁は当該接地電極の幅が狭くなる形状を有するように構成されたことを特徴とし、このような構成においても、進行波電極にマイクロ波を伝播させた場合のマイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態を説明する。
[1]本発明の第1実施形態の説明
図1(a)〜図1(c)は本発明の第1実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、図1(a)はその光導波路の形成面に着目した斜視図、図1(b)は図1(a)のA1−A1′断面の矢印方向正視図、図1(c)は図1(a)のB1−B1′断面の矢印方向正視図である。
【0015】
さて、この図1(a)において、15は光変調器モジュールであり、この光変調器モジュール15は、光変調器16と光変調器16を内部に収納し固定する筐体5とを有するものである。光変調器16は、伝送される光信号を変調するためのものであって、電気光学効果を有する基板1と、基板1の表面に形成されたマッハツェンダ型の光導波路2と、信号電極3および接地電極4をそなえて構成されている。
【0016】
ここで、この図1に示すU字溝状の筐体5は、基板1の側長面1−1,1−2にそれぞれ対向する側壁5−1,5−2とともに基板1の裏面(光導波路面の反対側の面)に対向する底壁5−3からなり、真鍮等の材質で一体に形成されている。また、信号電極3は、光導波路2の近傍で光導波路2に平行する部分を含んで形成されたもので、コネクタ6を介して外部から印加すべき電気信号が与えられる。接地電極4は、基板1における光導波路面1−1上において、信号電極3および信号電極3から所定の距離の範囲内にある領域を除くすべての領域について形成されたもので、接地された筐体5に接続されている。
【0017】
すなわち、信号電極3は、例えば結晶軸方向のZ軸に平行にカットされた基板1においては、マッハツェンダ型の光導波路2をなす分岐された平行導波路部分〔図14(a)の符号102b参照〕の上部を覆うようにして形成される。これにより、上述のコネクタ6を介して外部からマイクロ波の電気信号が与えられて、光導波路2を伝播する光に対する相互作用、即ち光を偏光させるための電界変化を与えることができるようになっている。
【0018】
換言すれば、光導波路2における分岐された平行導波路上において信号電極3が光導波路2に平行して上述の相互作用が与えられた光と、電界変化による偏光が生じていない他方の光とが、光導波路2をなす合流点〔図14(a)の符号102d参照〕において合波されて、変調された光信号とすることができるのである。
【0019】
ついで、本願発明の特徴的な構造である筐体5の側壁5−1,5−2の構造について説明する。ここで、図1(b)は、A1−A1′断面(光導波路面に平行な長手方向断面)の形状を示すものであり、図1(c)は、B1−B1′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の形状を示すものである。
ここで、光変調器モジュール15は、例えば図1(b)に示すように、光変調器モジュール15を構成する基板1以外の部分(第1実施形態においては筐体5の側壁5−1,5−2)についての長手方向断面としてのA1−A1′断面の形状が、図中垂線Pについて非対称となるように構成されている。なお、この垂線Pは、信号電極3が光導波路2に平行する基板領域としての相互作用部7について長手方向を二等分するものである。
【0020】
すなわち、図1(b)に示すように、光導波路面1−1に対する基板1の側長面1−2に対向する側壁5−1,5−2についての、光導波路面1−1に平行な長手方向断面(A1−A1′断面)の形状が、垂線Pについて非対称となるように構成されている。即ち、この図1(b)または図1(c)に示すように、側壁5−1,5−2は、垂線Pについて左側部分が、右側部分に比べて筐体5の内部側に突き出て厚みを有した突出部8として構成されている。
【0021】
この場合においては、側壁5−1,5−2のA1−A1′断面の形状は、図1(a),(b)中、垂線Pを境界とした左側部分の突出部8により基板1の側長面1−2に接触しているが、垂線Pを境界とした右側部分は基板1の側長面1−2には接触しないようになっている。これにより、筐体5の両側壁5−1,5−2を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせている。
【0022】
なお、両側壁5−1,5−2における突出部8は、図1(b)に示すA1−A1′断面に示すように、基板1について対称の位置,形状となるように配置されている。また、上述の両側壁5−1,5−2における突出部8は、基板1上の光導波路面の高さにほぼ等しい高さとなるように構成されている。
なお、光変調器モジュール15として、実装上は、上述の筐体5を蓋う図示しない蓋部を設けて構成してもよい。
【0023】
上述の構成により、本発明の第1実施形態にかかる光変調器モジュール15では、図1(a)〜(c)に示すように、筐体5の両側壁5−1,5−2を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0024】
このように、本発明の第1実施形態にかかる光変調器モジュール15によれば、側壁5−1,5−2の特徴的な構成により、基板自体を加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0025】
[1−1]第1実施形態の第1変形例の説明
図2(a)〜図2(d)は本発明の第1実施形態の第1変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、図2(a)〜図2(d)に示す光変調器モジュール15Aは、前述の第1実施形態におけるもの〔図1(a)〜図1(c)参照〕に比して、筐体5Aの両壁5−11,5−21に、前述の第1実施形態の場合と構造の異なる突出部81をそなえている点が異なるが、筐体5Aの側壁5−11,5−21が垂線Pについて非対称となるように構成されている点等、その他の構成については同様である。
【0026】
ここで、図2(a)は本変形例にかかる光変調器モジュール15Aの光導波路の形成面に着目した斜視図であり、図2(b)は、図2(a)のA2−A2′断面(光導波路面に平行な長手方向断面)の形状を示すものであり、図2(c)は、図2(a)のB2−B2′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の形状を示すものであり、図2(d)は、図2(a)のC2−C2′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の形状を示すものである。なお、図2(a)〜図2(d)中、図1(a)〜図1(c)と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【0027】
すなわち、この図2(a)〜図2(d)に示すように、突出部81を有する側壁5−11,5−21の壁厚は、長手方向に複数段(図2の場合は3段)のステップ状に変化するように構成されている。この場合においては、側壁5−1,5−2は、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って3段のステップ状に壁厚が薄くなるように、且つ基板1から離れるように構成されている。
【0028】
換言すれば、この側壁5−11,5−21と基板1の側長面との間が、相互作用部7を長手方向で3等分した間隔をもって、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従ってステップ状に離れるように構成されている。このとき、マイクロ波の上流側部分の位置においては側壁5−11,5−21と基板1とがほぼ接するようにしているが、中流域部分から下流域部分に行くに従って側壁5−11,5−21と基板1との間隔が3段のステップ状に変化するように構成されている。これにより、筐体5Aの両側壁5−11,5−21を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせている。
【0029】
なお、両側壁5−11,5−21における突出部81は、図2(b)に示すA2−A2′断面に示すように、基板1について対称の位置,形状となるように配置されている。また、上述の両側壁5−11,5−21における突出部81は、基板1上の光導波路面の高さにほぼ等しい高さとなるように構成されている。
上述の構成により、本発明の第1実施形態の第1変形例にかかる光変調器モジュール15Aでは、図2(a)〜(d)に示すように、筐体5Aの両側壁5−11,5−21を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数ー透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0030】
このように、本発明の第1実施形態の第1変形例においても、前述の第1実施形態の場合と同様、側壁5−1,5−2の特徴的な構成により、基板自体を加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0031】
[1−2]第1実施形態の第2変形例の説明
図3(a)〜図3(c)は本発明の第1実施形態の第2変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、図3(a)〜図3(c)に示す光変調器モジュール15Bは、前述の第1実施形態におけるもの〔図1(a)〜図1(c)参照〕に比して、筐体5Bの両壁5−12,5−22に、前述の第1実施形態の場合と構造の異なる突出部82をそなえている点が異なるが、筐体5Bの側壁5−12,5−22が垂線Pについて非対称となるように構成されている点等、その他の構成については同様である。
【0032】
ここで、図3(a)は本変形例にかかる光変調器モジュール15Bの光導波路の形成面に着目した斜視図であり、図3(b)は、図3(a)のA3−A3′断面(光導波路面に平行な長手方向断面)の形状を示すものであり、図3(c)は、図3(a)のB3−B3′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の形状を示すものである。なお、図3(a)〜図3(c)中、図1(a)〜図1(c)と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【0033】
すなわち、この図3(a)〜図3(c)に示すように、突出部82を有する側壁5−12,5−22の壁厚は、長手方向に連続的に変化するように構成されている。この場合においては、側壁5−12,5−22は、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に壁厚が薄くなるように、且つ基板1から離れるように構成されている。
【0034】
換言すれば、マイクロ波の上流側部分の位置においては側壁5−12,5−22と基板1とが接するようにしているが、中流域部分から下流域部分に行くに従って側壁5−12,5−22と基板1との間隔が連続的に(徐々に)広がるように構成されている。これにより、筐体5Bの両側壁5−12,5−22を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせている。
【0035】
なお、両側壁5−12,5−22における突出部82は、図3(b)に示すA3−A3′断面に示すように、基板1について対称の位置,形状となるように配置されている。また、上述の両側壁5−12,5−22における突出部82は、基板1上の光導波路面の高さにほぼ等しい高さとなるように構成されている。
上述の構成により、本発明の第1実施形態の第2変形例にかかる光変調器モジュール15Bでは、図3(a)〜(c)に示すように、筐体5Bの両側壁5−12,5−22を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0036】
このように、本発明の第1実施形態の第2変形例においても、側壁5−12,5−22の特徴的な構成により、基板1自体を加工することなく機械的強度を保持し基板1の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0037】
[1−3]第1実施形態の第3変形例の説明
図4(a)〜図4(d)は本発明の第1実施形態の第3変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、図4(a)はその光導波路の形成面に着目した斜視図、図4(b)は図4(a)のA4−A4′断面(光導波路面に平行な長手方向断面)の矢印方向正視図、図4(c)は図4(a)のB4−B4′断面(光導波路面に平行な長手方向断面)の矢印方向正視図である。図4(d)は図4(a)のC4−C4′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の矢印方向正視図である。
【0038】
この図4(a)〜図4(d)に示す光変調器モジュール15Cは、前述の第1実施形態におけるもの〔図1(a)〜図1(c)参照〕に比して、筐体5Cの両壁5−13,5−23に、前述の第1実施形態の場合と構造の異なる突出部83をそなえている点が異なるが、筐体5Cの側壁5−13,5−23が垂線Pについて非対称となるように構成されている点等、その他の構成については同様である。なお、図4(a)〜図4(d)中、図1(a)〜図1(c)と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【0039】
特に、図4(d)に示すように、光導波路面に対する基板1の側長面1−1,1−2に対向する、筐体の側壁5−13,5−23についての光導波路面に垂直な幅手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称となるように、光変調器モジュール15Cが構成される。換言すれば、突出部83を有する側壁5−13,5−23における突出部83は、高さが長手方向に3段のステップ状に変化するように構成されている。
【0040】
このとき、マイクロ波の上流側部分の位置においては突出部83の高さと基板1の高さとはほぼ一致するようにしているが、中流域部分から下流域部分に行くに従って突出部83の高さが3段のステップ状に順次低くなるように構成されている。これにより、筐体5Cの両側壁5−13,5−23を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせている。
【0041】
なお、両側壁5−13,5−23における突出部83は、図4(b)に示すA4−A4′断面に示すように、基板1について対称の位置,形状となるように配置されている。また、上述の両側壁5−13,5−23における突出部83は、基板1における側長面上の光導波路面の高さにほぼ等しい高さとなるように構成されている。
【0042】
上述の構成により、本発明の第1実施形態の第3変形例にかかる光変調器モジュール15Cでは、図4(a)〜(d)に示すように、筐体5Cの両側壁5−13,5−23を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0043】
このように、本発明の第1実施形態の第3変形例においても、側壁5−13,5−23の特徴的な構成により、基板1自体を加工することなく機械的強度を保持し基板1の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0044】
[1−4]第1実施形態の第4変形例の説明
図5(a)〜図5(c)は本発明の第1実施形態の第4変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、図5(a)〜図5(c)に示す光変調器モジュール15Dは、前述の第1実施形態におけるもの〔図1(a)〜図1(c)参照〕に比して、筐体5Dの両壁5−14,5−24に、前述の第1実施形態の場合と構造の異なる突出部84をそなえている点が異なるが、筐体5Dの側壁5−14,5−24が垂線Pについて非対称となるように構成されている点等、その他の構成については同様である。
【0045】
ここで、図5(a)は本変形例にかかる光変調器モジュール15Dの光導波路の形成面に着目した斜視図であり、図5(b)は、図5(a)のA5−A5′断面(光導波路面に平行な長手方向断面)の形状を示すものであり、図5(c)は、図5(a)のB5−B5′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の形状を示すものである。なお、図5(a)〜図5(c)中、図1(a)〜図1(c)と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【0046】
また、第4変形例にかかる突出部84は、金属ではなく磁性体により構成されている点が前述の第1実施形態における突出部8と異なっているが、前述の垂線Pについて左側部分が、右側部分に比べて筐体5の内部側に突き出て厚みを有した突出部8として構成されている点については同様である。
この場合においては、側壁5−14,5−24のA5−A5′断面の形状は、図5(a),(b)中、垂線Pを境界とした左側部分の突出部84により基板1の側長面1−2に接触しているが、垂線Pを境界とした右側部分は基板1の側長面1−2には接触しないようになっている。これにより、筐体5Dの両側壁5−14,5−24を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせている。
【0047】
なお、両側壁5−14,5−24における突出部84は、図5(b)に示すA5−A5′断面に示すように、基板1について対称の位置,形状となるように配置されている。また、上述の両側壁5−14,5−24における突出部84は、基板1上の光導波路面の高さにほぼ等しい高さとなるように構成されている。
上述の構成により、本発明の第1実施形態の第4変形例にかかる光変調器モジュール15Dでは、図5(a)〜(c)に示すように、筐体5Dの両側壁5−14,5−24を内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0048】
このように、本発明の第1実施形態の第4変形例においても、側壁5−14,5−24の特徴的な構成により、基板1自体を加工することなく機械的強度を保持し基板1の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0049】
[1−5]第1〜第4実施形態に適用される光変調器の製造方法の説明
ところで、上述の本発明の第1実施形態およびその各変形例並びに後述する第2〜第4実施形態に適用される光変調器16,106としては、基本的には前述の図14に示すものと同様、以下に示す工程によって形成されるようになっている。なお、第5〜第7実施形態にかかる光変調器においては、後述するように、第1〜第4実施形態にかかる光変調器を製造するための工程に、新たな工程が加わることになる。
【0050】
以下 、本発明の第1〜第4実施形態において適用される光変調器の製造方法の一例について図14(a)および図14(b)を参照しながら概略的に説明していくこととする。
たとえば、長さ40mm、幅2mm、厚さ1mm程度のLiNbO3(ニオブ酸リチウム)からなる板の表面を鏡面研磨して基板1とし、例えば約100nm程度の厚さに真空蒸着したTi(チタン)を光導波路に相当する部分が残るように公知のフォトエッチング法で処理し、例えば約1050℃で10時間程度加熱してTiをLiNbO3中に熱拡散させて光導波路2b,2cを形成する。
【0051】
ついで、バッファ層14〔図14(b)参照〕としては、例えばSiO2膜を500nm程度の厚さに真空蒸着し、その上に例えば厚さ150nmのAuを金属下地層として蒸着する。更に、信号電極3と接地電極4の形成領域、その領域を接続するブリッジ部分および周辺部分を残し、それ以外の部分に被着した金属下地層をフォトエッチング法によって除去する。
【0052】
その後、上述のごとく処理された基板1の上に所望の信号電極の厚さと同等の厚さのレジストを例えばスピンコートし、公知のフォトリソグラフィの技術によって信号電極3および接地電極4となる領域以外の部分にレジストパターンを形成する。
さらに、上述の処理の施された基板1のレジストパターンが形成されていない金属下地層の上に、例えば前記レジストパターンの上面に一致する程度の厚さにAuをメッキし、信号電極3および接地電極4を形成する。
【0053】
しかる後、基板1のレジストパターンを適当な剥離液で除去することによって、バッファ層12の上に所望する幅と厚さを有する信号電極3および接地電極4を形成することができる。
[1−6]その他
なお、上述の第1実施形態および各変形例においては、筐体5,5A〜5Dを、側壁5−1,5−2,5−11〜5−14,5−21〜5−24が基板1の側長面1−2に接触する部分と接触しない部分の境界を、相互作用部7における長手方向の二等分垂線Pについて対称となる位置としているが、これに限定されず、図1(b)〜図5(b)中左または右に移動させて、垂線Pについて非対称位置となるように構成することもできる。このようにすれば、ディップの周波数特性を変化させることができ、信号電極3に印加しようとする電気信号に応じて、所望のマイクロ波の周波数を得ることができるように、光変調器モジュール15,15A〜15Cを構成することができる。
【0054】
さらには、上述の第1実施形態および各変形例においては、両側壁5−1,5−2,5−11〜5−14,5−21〜5−24における突出部8,81〜84は、基板1について対称の位置,形状となるように配置されているが、本発明によればこれに限定されず、周波数特性の改善、実装の簡易さ等を考慮して、両側壁の突出部が非対称になるような構造にすることも可能である。
【0055】
また、上述の第1実施形態および各変形例においては、突出部8,81〜83は、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に厚さが薄く、又は高さが低くなるように構成されているが、本発明によればこれに限定されず、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に厚さが厚く、又は高さが高くなるように構成することとしてもよい。
【0056】
[2]第2実施形態の説明
図6(a),図6(b)は本発明の第2実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、この図6(a),図6(b)に示す光変調器モジュール15Eは、前述の第1実施形態におけるもの〔図1(a)〜図1(c)参照〕に比して、光変調器モジュール15Eを構成する基板101以外の部分についての長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称である点は共通するが、筐体107の側壁5−11,5−21の断面でなく、蓋部107Aが垂線Pについて非対称となるように構成されている点が異なっている。
【0057】
ここで、図6(a)はその蓋部上面に着目した斜視図、図6(b)は図6(a)のD1−D1′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の矢印方向正視図である。また、図6(a),図6(b)中、図15と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
第2実施形態にかかる光変調器モジュール15Eは、前述の図14(a),図14(b)と同様の光変調器106と、光変調器106を内部に収容し固定する筐体本体107および筐体本体107を蓋う蓋部107Aを有してなる筐体とをそなえて構成されている。
【0058】
また、蓋部107Aについての光導波路面に垂直な長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称となるように構成されている。即ち、この図6(b)に示すように、蓋部107Aの厚さが長手方向に異なる、具体的には、複数段〔図6(a),図6(b)の場合は2段〕のステップ状に変化するように構成されている。例えばこの図6(b)に示すように、蓋部107Aは、信号電極103にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って2段のステップ状に厚さが厚くなるように構成されている。
【0059】
換言すれば、この蓋部107Aと基板1の光導波路面との間が、相互作用部7を長手方向で2等分した間隔をもって、信号電極103にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従ってステップ状に近づくように構成されている。
上述の構成により、本発明の第2実施形態にかかる光変調器モジュール15Dでは、図6(b)に示すように、蓋部107Aを内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極103に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0060】
このように、本発明の第2実施形態においても、蓋部107Aの特徴的な構成により、前述の第1実施形態の場合と同様、基板自体を加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0061】
なお、上述の第2実施形態にかかる光変調器モジュール15Eにおいては、蓋部107Aについての光導波路面に垂直な長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称となるように構成されているが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の図1に示す側壁5−1,5−2の形状に倣って、蓋部107Aについての光導波路面に平行な長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称となるように構成することとしてもよい。
【0062】
[3]第3実施形態の説明
図7(a),図7(b)は本発明の第3実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、この図7(a),図7(b)に示す光変調器モジュール15Fは、前述の第1実施形態におけるもの〔図1(a)〜図1(c)参照〕に比して、光変調器モジュール15Eを構成する基板101以外の部分についての長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称である点は共通するが、筐体107の側壁107−1,107−2ではなく、低壁107Bの厚さが垂線Pについて非対称となるように構成されている点が異なっている。
【0063】
ここで、図7(a)はその光導波路面に着目した斜視図、図7(b)は図7(a)のD2−D2′断面(光導波路面に垂直な長手方向断面)の矢印方向正視図である。なお、光変調器モジュール100を構成する光変調器106の構成等は、基本的に図14(a),図14(b)に示すものと同様であり、図7(a),図7(b)中、図15と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【0064】
このとき、低壁107Bについての光導波路面に垂直な長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称となるように構成されている。即ち、この図7(b)に示すように、低壁107Bの厚さは、長手方向に複数段(図2の場合は2段)のステップ状に変化するように構成されている。例えばこの図7(b)に示すように、低壁107Bは、信号電極103にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って2段のステップ状に厚さが厚くなるように構成されている。
【0065】
換言すれば、この低壁107Bと対向する基板1の底面との間が、相互作用部7を長手方向で2等分した間隔をもって、信号電極103にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従ってステップ状に離れるように構成されている。
上述の構成により、本発明の第3実施形態にかかる光変調器モジュール15Fでは、図7(b)に示すように、低壁107Bを内面がフラットでない構成、即ち形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極103に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0066】
このように、本発明の第3実施形態においても、低壁107Bの特徴的な構成により、前述の第1,第2実施形態の場合と同様、基板自体を加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0067】
なお、上述の第3実施形態にかかる光変調器モジュール15Eにおいては、低壁107Bについての光導波路面に垂直な長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称となるように構成されているが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の図1に示す側壁5−1,5−2の形状に倣って、低壁107Bについての光導波路面に平行な長手方向断面の形状が、垂線Pについて非対称となるように構成することとしてもよい。
【0068】
[4]第4実施形態の説明
図8は本発明の第4実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図であり、図8に示す光変調器モジュール15Gは、前述の各実施形態におけるものに比して、筐体5Gの両壁5−15,5−25には前述の各実施形態のごとき突出部をそなえることなく、前述の各実施形態の場合と異なる光変調器16Aをそなえて構成されている点が異なっている。なお、図8中、図1〜図7と同一の符号は、それぞれ同様の部分を示している。
【0069】
ここで、第4実施形態にかかる光変調器モジュール15Gに適用される光変調器16Aとしては、前述の第1〜第3実施形態における光変調器16の場合に比して、基板1の側長面1−1,1−2の一部に例えばAu(金)等の金属膜13を蒸着するプロセスを製造工程に付加することにより製造される。
また、この図8に示す金属膜13は、幅が基板1の長手方向で連続的に変化するようにパターンで形成される。即ち、基板1の光導波路面に対する側長面1−1,1−2の一部に膜13が形成され、膜13についての当該側長面1−1,1−2に平行な断面の形状が、基板1における長手方向で変化するように構成されているのである。
【0070】
換言すれば、側長面1−1,1−2に形成される膜13の幅は、信号電極3を通じて印加されるマイクロ波の上流側部分の位置においては、当該側長面1−1,1−2の幅にほぼ等しく、中流域部分から下流域部分に行くに従って、幅が連続的に(徐々に)狭くなるように構成されている。これにより、基板1の側長面1−1,1−2の形状に分布ないし変化を持たせている。
【0071】
なお、膜13と筐体5G内面の材料は異なるものが選択される。また、筐体5Gと膜13が形成された側長面1−1,1−2との間は空隙が設けられており、これにより、共振周波数の変化を大きくすることができるようになっている。
上述の構成により、本発明の第4実施形態にかかる光変調器モジュール15Gでは、図8に示すように、基板1の側長面1−1,1−2の形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0072】
このように、本発明の第4実施形態においても、基板1の側長面1−1,1−2に特徴的な構成を持つ光変調器16Aにより、前述の各実施形態の場合と同様、基板自体に溝を掘る等の加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0073】
なお、上述の第4実施形態においては、側長面1−1,1−2に蒸着された膜13は、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に幅が狭くなるように構成されているが、本発明によればこれに限定されず、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に幅が広がるように構成することとしてもよい。
【0074】
また、上述の膜13の材質としては、Au等の金属以外に、筐体5Gと材質が異なるようにしながら、その他の金属や、磁性体あるいは誘電体で構成することも、もちろん可能である。
[5]第5実施形態の説明
図9は本発明の第5実施形態にかかる光変調器を示す模式図であり、第5実施形態にかかる光変調器においても、実際の通信システムにおいては、前述の第4実施形態の場合と同様の筐体5Gに装着されて、光変調器モジュールとして適用することができるようになっている。
【0075】
また、第5実施形態にかかる光変調器モジュールは、前述の第4実施形態におけるものに比して、光変調器16Bとして、基板1の側長面1−1,1−2ではなく裏面1−3の一部に例えばAu等の金属膜13−1が蒸着されている点が異なっている。なお、図9中、図1〜図8と同一の符号は、それぞれ同様の部分を示している。
【0076】
ここで、第5実施形態における光変調器16Bとしても、前述の第1〜第3実施形態における光変調器16の場合に比して、基板1の裏面1−3の一部に例えばAu等の金属膜13−1を蒸着するプロセスを製造工程が付加される。
また、この図9に示す金属膜13−1は、幅が基板1の長手方向で連続的に変化するようにパターンで形成される。即ち、基板1の裏面1−3の一部に膜13−1が形成され、膜13−1についての当該裏面1−3に平行な断面の形状が、基板1における長手方向で変化するように構成されているのである。
【0077】
このとき、裏面1−3に形成される膜13−1の幅は、信号電極3を通じて印加されるマイクロ波の上流側部分の位置においては、当該裏面1−3の幅にほぼ等しく、中流域部分から下流域部分に行くに従って、幅が連続的に(徐々に)狭くなるように構成されている。これにより、基板1の裏面1−3の形状に分布ないし変化を持たせている。
【0078】
なお、膜13−1と筐体5G内面の材料は異なるものが選択される。また、筐体5Gの低壁には、図示しない溝を設けることができ、これにより、膜13−1が形成された裏面1−3と筐体低壁との間に空隙を設けて、共振周波数の変化を大きくすることができるようになっている。
上述の構成により、本発明の第5実施形態にかかる光変調器モジュールでは、図9に示すように、基板1の低面1−3の形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0079】
このように、本発明の第5実施形態においても、基板1の裏面1−3に特徴的な構成を持つ光変調器16Bにより、前述の各実施形態の場合と同様、基板自体に溝を掘る等の加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0080】
なお、上述の第5実施形態においては、裏面に蒸着された膜13−1は、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に幅が狭くなるように構成されているが、本発明によればこれに限定されず、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に幅が広がるように構成することとしてもよい。
【0081】
また、上述の膜13−1の材質としては、Au等の金属以外に、筐体5Gと材質が異なるようにしながら、その他の金属や、磁性体あるいは誘電体で構成することも、もちろん可能である。
[6]第6実施形態の説明
図10は本発明の第6実施形態にかかる光変調器を示す模式図であり、第6実施形態にかかる光変調器においても、実際の通信システムにおいては、前述の第4実施形態の場合と同様の筐体5Gに装着されて、光変調器モジュールとして適用することができるようになっている。
【0082】
また、第6実施形態にかかる光変調器モジュールは、前述の第4実施形態におけるものに比して、光変調器16Cとして、基板1の側長面1−1,1−2や裏面1−3に膜13,13−1を蒸着せずに、接地電極4Aの幅が長手方向で変化する構成を有している点が異なっている。なお、図10中、図1〜図9と同一の符号は、それぞれ同様の部分を示す。
【0083】
すなわち、第6実施形態における光変調器16Cを製造する工程においては、前述の第1〜第3実施形態における光変調器16を製造する工程において、信号電極3および接地電極4となる領域以外の部分に形成されるレジストパターンとして、信号電極3が形成される輪郭にそった領域のほかに、図10に示す領域4AAをレジストパターンとする。次いで、[1−6]にて前述したその後の工程によって、信号電極3とともに第6実施形態にかかる特徴的なパターンを有する接地電極4Aを形成することができる。
【0084】
また、この図10に示す接地電極4Aは、幅が基板1の長手方向で連続的に変化するようなパターンで形成される。即ち、接地電極4Aについての当該光導波路面1−4に平行な断面の形状が、基板1における長手方向で変化するように構成されているのである。
このとき、光導波路面1−4に形成される接地電極4Aの幅は、信号電極3を通じて印加されるマイクロ波の上流側部分の位置においては狭く、中流域部分から下流域部分に行くに従って、幅が連続的に(徐々に)広がるように構成されている。これにより、基板1以外の構成としての接地電極4Aの形状に分布ないし変化を持たせている。
【0085】
上述の構成により、本発明の第6実施形態にかかる光変調器モジュールでは、図10に示すように、接地電極4Aの形状に分布ないし変化を持たせるようにすることで、信号電極3に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0086】
このように、本発明の第6実施形態においても、基板1の接地電極4Aに特徴的な構成を持つ光変調器により、前述の各実施形態の場合と同様、基板自体に溝を掘る等の加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0087】
なお、上述の第6実施形態においては、接地電極4Aは、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に幅が広がるように構成されているが、本発明によればこれに限定されず、信号電極3にて伝播するマイクロ波の伝播方向に従って連続的に幅が狭くなるように構成することとしてもよい。
[7]第7実施形態の説明
図11は本発明の第7実施形態にかかる光変調器を示す模式図であり、第7実施形態にかかる光変調器においても、実際の通信システムにおいては、前述の第4実施形態の場合と同様の筐体5Gに装着されて、光変調器モジュールとして適用することができるようになっている。
【0088】
また、第7実施形態にかかる光変調器モジュールは、前述の第6実施形態におけるものに比して、光変調器16Dとして、導波路2が形成される基板1の表面(光導波路面1−4)の一長辺をなす端部1−41が、光導波路2および電極(進行波電極)3,4が形成されない領域として構成されている。なお、図11中、図1〜図10と同一の符号は、それぞれ同様の部分を示す。
【0089】
すなわち、第7実施形態における光変調器16Dを製造する工程においては、前述の第1〜第3実施形態における光変調器16を製造する工程において、信号電極3および接地電極4となる領域以外の部分に形成されるレジストパターンとして、信号電極3が形成される輪郭に沿った領域のほかに、図11に示す端部1−41の領域をレジストパターンとする。次いで、[1−6]にて前述したその後の工程によって、信号電極3および接地電極4を形成することができる。
【0090】
このとき、端部1−41の幅は、基板全体の幅の半分以上を有して構成することもできる。なお、この場合においては、接地電極4としての幅を狭くすることで、前述の第1〜第6実施形態において用いられた大きさの基板を用いながら端部1−41の幅を確保することもできる。
上述の構成により、本発明の第7実施形態にかかる光変調器モジュールでは、図11に示すように、光導波路面1−4の一長辺をなす端部1−41が、光導波路2および電極3,4が形成されない領域として構成することで、信号電極3に印加するマイクロ波によって発生する共振を抑制し、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0091】
このように、本発明の第7実施形態においても、光導波路面1−4に特徴的な構成を持つ光変調器16Dにより、前述の各実施形態の場合と同様、基板自体に溝を掘る等の加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0092】
[8]第8実施形態の説明
図12は本発明の第8実施形態にかかる光変調器を示す模式図であり、第8実施形態にかかる光変調器においても、実際の通信システムにおいては、前述の第4実施形態の場合と同様の筐体5Gに装着されて、光変調器モジュールとして適用することができるようになっている。
【0093】
また、第8実施形態にかかる光変調器モジュールは、前述の第7実施形態におけるものに比して、光変調器16Eとして、導波路2が形成される基板1の表面(光導波路面1−4)の一長辺をなす端部1−41が、光導波路2および電極(進行波電極)3B−1,3B−2,4Bが形成されない領域として構成されている点は共通するが、信号電極3B−1,3B−2および接地電極4Bの形成パターンが異なっている。なお、図12中、図1〜図12および図14と同一の符号は、それぞれ同様の部分を示している。
【0094】
ここで、2つの信号電極3B−1,3B−2は幅方向における両端点に渡って、マッハツェンダ型光導波路2を構成する2分岐された平行導波路2b,2c上にそれぞれ形成されたもので、端部1−41側にも一端が伸びている。これにより、上述の両端点に図示しないコネクタ〔図1(a)の符号6参照〕が接続されて、プッシュプル駆動されるようになっている。
【0095】
また、上述の信号電極3B−1,3B−2の形成領域の輪郭に沿って、所定間隔をあけながら接地電極4が形成されており、端部1−41に伸びた信号電極3B−1,3B−2に対しては、当該信号電極3B−1,3B−2に沿って帯状に形成されるようになっている。これにより、信号電極3B−1,3B−2の一端および接地電極4Bが、端部1−41を2つの領域1−42,1−43に仕切るように構成されている。
【0096】
なお、第8実施形態における光変調器16Eを製造する工程においては、前述の第1〜第3実施形態における光変調器16を製造する工程において、信号電極3Bおよび接地電極4Bとなる領域以外の部分に形成されるレジストパターンとして、信号電極3Bと接地電極4Bとの間の領域のほかに、図12に示す2つの領域1−42,1−43に仕切られた端部1−41の領域をレジストパターンとする。次いで、[1−6]にて前述したその後の工程によって、信号電極3B−1,3B−2および接地電極4Bを形成することができる。
【0097】
この場合においても、端部1−41の幅は、基板全体の幅の半分以上を有して構成することもできる。
上述の構成により、本発明の第8実施形態にかかる光変調器モジュールでは、図12に示すように、信号電極3B−1,3B−2および接地電極4Bの特徴的な形状により、電極を形成しない領域1−42,1−43を設けることにより、信号電極3B−1,3B−2に印加するマイクロ波によって共振する周波数に分布を持たせ、例えば図13の周波数−透過特性(S21特性)に示すように特定の周波数帯における鋭いディップの発生を防止する。
【0098】
このように、本発明の第8実施形態においても、光導波路面1−4に特徴的な構成を持つ光変調器により、前述の各実施形態の場合と同様、基板自体に溝を掘る等の加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【0099】
[9]その他
上述の第4〜第8実施形態における特徴的な構成を有する光変調器16A〜16Dは、前述の第1〜第3実施形態における筐体本体または蓋部に特徴を有する光変調器モジュールに適用することも、もちろん可能である。
また、上述の各実施形態における筐体の材質としては、真鍮や磁性体以外にも、例えば銅,ステンレスを用いることもできる。更に、筐体5の内壁をガラス、ニオブ酸リチウム,セラミックあるいは樹脂等の誘電体や、フェライトなどのほか、第1実施形態の第4変形例の場合における突出部84と同質の磁性体で構成することでも効果を上げることができる。
【0100】
また、上述した各実施形態以外においても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
さらに、上述した各実施形態により、本発明にかかる装置を製造することは可能である。
(付記1) 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえてなる光変調器と、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体をそなえてなる光変調器モジュールであって、前記光変調器モジュールを構成する該基板以外の部分についての長手方向断面の形状が、前記の信号電極が光導波路に平行する基板領域における長手方向を二等分する垂線について非対称であることを特徴とする、光変調器モジュール。
【0101】
(付記2) 該筐体についての長手方向断面の形状が、前記垂線について非対称であることを特徴とする、付記1記載の光変調器モジュール。
(付記3) 前記の光導波路面に対する基板の側長面に対向する、該筐体の側壁についての該光導波路面に平行な長手方向断面の形状が、前記垂線について非対称であることを特徴とする、付記2記載の光変調器モジュール。
【0102】
(付記4) 前記の光導波路面に対する基板の側長面に対向する、該筐体の側壁についての該光導波路面に垂直な長手方向断面の形状が、前記垂線について非対称であることを特徴とする、付記2記載の光変調器モジュール。
(付記5) 前記筐体が、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体本体と、該筐体本体を蓋う蓋部とをそなえて構成され、
前記蓋部についての該光導波路面に平行な長手方向断面の形状が、前記垂線について非対称であることを特徴とする、付記2記載の光変調器モジュール。
【0103】
(付記6) 前記筐体が、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体本体と、該筐体本体を蓋う蓋部をそなえるとともに、
前記蓋部についての該光導波路面に垂直な長手方向断面の形状が、前記垂線について非対称であることを特徴とする、付記2記載の光変調器モジュール。
(付記7) 前記の光導波路面に対する基板の裏面に対向する、該筐体の低壁についての該光導波路面に平行な長手方向断面の形状が、前記垂線について非対称であることを特徴とする、付記2記載の光変調器モジュール。
【0104】
(付記8) 前記の光導波路面に対する基板の裏面に対向する、該筐体の低壁についての該光導波路面に垂直な長手方向断面の形状が、前記垂線について非対称であることを特徴とする、付記2記載の光変調器モジュール。
(付記9) 前記の光導波路面に対する基板の両側長面に対向する、該筐体の両側部が、該基板について対称の位置にあることを特徴とする、付記2〜8のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
【0105】
(付記10) 該筐体内面の一部、もしくは全体が、金属で形成されたことを特徴とする、付記2〜8のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
(付記11) 該筐体内面の一部、もしくは全体が、磁性体で形成されたことを特徴とする、付記2〜8のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
(付記12) 該筐体内面の一部、もしくは全体が、誘電体で形成されたことを特徴とする、付記2〜8のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
【0106】
(付記13) 前記の光導波路面に対する基板の側長面の一部に膜が形成され、該膜についての該基板の側長面に平行な断面の形状が、前記長手方向で変化するように構成されたことを特徴とする、付記1記載の光変調器モジュール。
(付記14) 前記の光導波路面に対する基板の裏面の一部に膜が形成され、該膜についての該基板の裏面に平行な断面の形状が、前記長手方向で変化するように構成されたことを特徴とする、付記1記載の光変調器モジュール。
【0107】
(付記15) 該膜が金属で構成されたことを特徴とする、付記13または14記載の光変調器モジュール。
(付記16) 該膜が磁性体で構成されたことを特徴とする、付記13または14記載の光変調器モジュール。
(付記17) 該膜が誘電体で構成されたことを特徴とする、付記13または14記載の光変調器モジュール。
【0108】
(付記18) 前記の膜と筐体内面との間に隙間が設けられたことを特徴とする、付記13〜17のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
(付記19) 前記の膜および筐体内面の材料が異なることを特徴とする、付記13〜18のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
(付記20) 前記の接地電極についての光導波路面に平行な断面の形状が、前記長手方向で変化するように構成されたことを特徴とする、付記1記載の光変調器モジュール。
【0109】
(付記21) 前記断面の形状が、長手方向に連続的に変化するように構成されたことを特徴とする、付記1〜20のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
(付記22) 前記断面の形状が、長手方向にステップ状に変化するように構成されたことを特徴とする、付記1〜20のいずれか一項記載の光変調器モジュール。
【0110】
(付記23) 前記断面の形状が、長手方向に複数段のステップ状に変化するように構成されたことを特徴とする、付記22記載の光変調器モジュール。
(付記24) 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえるとともに、前記の光導波路面に対する基板の側長面または裏面の一部に膜が形成され、該膜についての当該側長面または裏面に平行な断面の形状が、前記長手方向で変化するように構成されたことを特徴とする、光変調器。
【0111】
(付記25) 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえるとともに、前記の接地電極の光導波路面に平行な断面の形状が、前記長手方向で変化するように構成されたことを特徴とする、光変調器。
【0112】
(付記26) 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえるとともに、該導波路が形成される基板表面の一長辺をなす端部が、前記の光導波路および進行波電極が形成されない領域として構成されたことを特徴とする、光変調器。
【0113】
(付記27) 該端部の幅が、該基板全体の幅の半分以上を有して構成されたことを特徴とする、付記26記載の光変調器。
(付記28) 前記の信号電極および接地電極の一端が、該端部を2つの領域に仕切るように構成されたことを特徴とする、付記26または27記載の光変調器。
【0114】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の光変調器モジュールおよび光変調器によれば、基板自体に溝を掘る等の加工することなく機械的強度を保持し基板の扱いを容易にしながら長期信頼性を確保しつつ、直流成分から高周波成分にわたり、マイクロ波の周波数特性に生じるディップを低減させることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)はいずれも本発明の第1実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図2】(a)〜(d)はいずれも本発明の第1実施形態の第1変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図3】(a)〜(c)はいずれも本発明の第1実施形態の第2変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図4】(a)〜(d)はいずれも本発明の第1実施形態の第3変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図5】(a)〜(c)はいずれも本発明の第1実施形態の第4変形例にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図6】(a),(b)はいずれも本発明の第2実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図7】(a),(b)はいずれも本発明の第3実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図8】本発明の第4実施形態にかかる光変調器モジュールを示す模式図である。
【図9】本発明の第5実施形態にかかる光変調器モジュールの要部を示す模式図である。
【図10】本発明の第6実施形態にかかる光変調器モジュールの要部を示す模式図である。
【図11】本発明の第7実施形態にかかる光変調器モジュールの要部を示す模式図である。
【図12】本発明の第8実施形態にかかる光変調器モジュールの要部を示す模式図である。
【図13】本発明の各実施形態にかかる光変調器モジュールおよび光変調器による効果を説明するための図である。
【図14】(a),(b)はともに従来の光変調器を示す模式図である。
【図15】従来の光変調器モジュールを示す模式図である。
【図16】従来の光変調器モジュールにおける課題を説明するための図である。
【符号の説明】
1 基板
1−1,1−2 側長面
1−3 裏面
1−4 光導波路面
1−41 端部
1−42,1−43 領域
2 光導波路
2a 入射導波路
2b,2c 平行導波路
2d 出射導波路
3,3B−1,3B−2 信号電極
4,4A,4B 接地電極
4AA 領域
5,5A〜5D,5G 筐体
5−1,5−2,5−11〜5−14,5−21〜5−24 側壁
5−3 低壁
6 コネクタ
7 相互作用部
8,81〜84 突出部
13,13−1 膜
15,15A〜15G 光変調器モジュール
16,16A〜16D 光変調器
101 基板
102 光導波路
102a 入射導波路
102b,102c 平行導波路
102d 出射導波路
103 信号電極
104 接地電極
106 光変調器
107 筐体(筐体本体)
107A 蓋部
107−1,107−2 側壁
107−3,107B 低壁
108 コネクタ
110 ディップ
Claims (5)
- 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえてなる光変調器と、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体をそなえてなる光変調器モジュールであって、前記の光導波路面に対する基板の側長面に対向する該筐体の側壁についての該光導波路面に平行もしくは垂直な長手方向断面の形状、または、前記の光導波路面に対する基板の裏面に対向する該筐体の低壁についての該光導波路面に平行もしくは垂直な長手方向断面の形状が、前記の信号電極が光導波路に平行する部分における長手方向を二等分する垂線について非対称であることを特徴とする、光変調器モジュール。
- 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえてなる光変調器と、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体をそなえてなる光変調器モジュールであって、
前記筐体が、前記光変調器を内部に収納し固定する筐体本体と、該筐体本体を蓋う蓋部とをそなえて構成され、
前記蓋部についての該光導波路面に平行もしくは垂直な長手方向断面の形状が、前記の信号電極が光導波路に平行する部分における長手方向を二等分する垂線について非対称であることを特徴とする、光変調器モジュール。 - 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路とともに該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極および接地電極をそなえるとともに、前記の光導波路面に対する基板の側長面または裏面の一部に膜が形成され、該膜についての当該側長面または裏面に平行な断面の形状が、前記基板についての長手方向で、該信号電極を通じて印加される電気信号の上流側部分、中流域部分および下流域部分に行くに従って、連続的に又はステップ状に変化するように構成されたことを特徴とする、光変調器。
- 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路と、該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極と、該光導波路が形成される基板表面上において該信号電極および該信号電極から所定の距離の範囲内にある領域ならびに該導波路が形成される基板表面の一長辺をなす端部を除くすべての領域について形成された接地電極と、をそなえるとともに、該接地電極の形成領域から除かれる該導波路が形成される基板表面の一長辺をなす端部が、前記の光導波路および進行波電極が形成されない領域として構成されたことを特徴とする、光変調器。
- 電気光学効果を有する基板と、該基板の表面に形成された光導波路と、該光導波路の近傍で該光導波路に平行する部分を含んで形成されて電気信号を印加する信号電極と、該光導波路が形成される基板表面上において該信号電極および該信号電極から所定の距離の範囲内にある領域を除いて形成される接地電極と、をそなえるとともに、前記の接地電極の光導波路面に平行な断面の形状が、前記基板についての長手方向で、該信号電極を通じて印加される電気信号の上流側部分、中流域部分および下流域部分に行くに従って、該光導波路が形成される側の外縁は該光導波路と前記所定の距離を保ちつつ、該光導波路が形成される側該基板表面の一長辺側の外縁は当該接地電極の幅が狭くなる形状を有するように構成されたことを特徴とする、光変調器。
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