JP4227595B2 - 光変調器 - Google Patents
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Description
電気光学効果を有し、少なくともx−カット又はy−カットの面方位を含む基板(1)と、該基板に形成された光を導波するための光導波路(3)と、前記光を変調するための電圧を印加する、前記基板の一方の面側に形成された中心導体(4a)及び該中心導体を挟んで形成された第1及び第2の接地導体(4b,4c)からなる電極と、前記光導波路が前記中心導体と前記第1及び第2の接地導体との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するために、前記基板の他方の面側に所定の間隔をおいて形成された第1及び第2の相互作用光導波路(3a,3b)とを具備する光変調器において、
前記基板上面における前記第1の相互作用光導波路(3a)と前記第2の相互作用光導波路(3b)との間である前記基板の中央部及び前記第1及び第2の相互作用光導波路 (3a,3b)に対しそれぞれ前記中央部と逆側である前記基板の両端部を除いて、前記第1及び第2の相互作用光導波路の直上を含む部分にそれぞれ形成された複数の第1のバッファ層(9)と、
前記複数の第1のバッファ層の上面に前記第1及び第2の相互作用光導波路の直上を含む部分が除去されて形成されると共に、前記複数の第1のバッファ層のそれぞれの両側から前記基板上面まで延びて形成された複数の導電層(10)と、
前記複数の導電層の前記基板上面まで延びた部分の上面であって、前記基板の両端部の二つの部分及び前記基板の中央部の一つの部分とにそれぞれ形成された複数の第2のバッファ層(11)とをさらに具備し、
前記中心導体は、前記複数の第2のバッファ層のうち、前記基板の中央部の一つの部分に形成されている前記第2のバッファ層の直上に形成されており、
前記第1及び第2の接地導体は、それぞれ、前記複数の第2のバッファ層のうち、前記基板の両端部の二つの部分に形成されている前記第2のバッファ層の直上に形成されており、
前記中心導体と第1及び第2の接地導体間は、前記導電層が除去されて電気的に分離されており、
前記中心導体もしくは前記第1及び第2の接地導体の少なくとも一方と前記導電層が電気的に接触していると共に、前記中心導体と第1及び第2の接地導体とが互いに前記導電層で接続しないようになされていることを特徴としている。
前記中心導体の下方で、前記導電層が前記基板に電気的に接触するように形成されていることを特徴としている。
前記導電層が、前記中心導体と前記接地導体との間で隔置して形成されていることを特徴としている。
図1の(a)〜(f)は、本発明による光変調器における第1実施形態の製造工程の手順(ステップ)を示す。
このステップでは、x−カットLN基板1にTiを熱拡散して形成した光導波路3a、3bを形成した後、SiO2などの第1バッファ層9を堆積する。
このステップでは、第1バッファ層9を部分的にエッチングし、窓を開ける。
このステップでは、エッチングしたSiO2とエッチングにより開けられたSiO2の窓から見えているx−カットLN基板1の上に、SiやSiOxからなる導電層10とSiO2などからなる第2バッファ層11を堆積する。
このステップでは、第2バッファ層11をエッチングし、導電層10を部分的にむき出しにする。
このステップでは、後述するステップで形成する中心導体4aと接地導体間4b、4c間の抵抗を高めるために、光導波路3a、3bの上の導電層10をエッチングにより除去する。
このステップでは、中心導体4aと接地導体4b、4cを形成するが、このとき、導電層10を介して、中心導体4aと接地導体4b、4cをx−カットLN基板1の表面に電気的に接触させる。
RLN>>RC …(1)
の関係が成り立てば、第1の従来技術において説明した図14のSiO2バッファ層2の抵抗RBにおける電圧降下を防ぐことができる。
図3は、本発明による光変調器の第2実施形態を示す断面図である。第1実施形態では中心導体4aと接地導体間4b、4c間の導電層10のみを除去したが、本実施形態ではさらに中心導体4aと接地導体間4b、4c間の第1のバッファ層9も除去することにより、第1実施形態と比較して、中心導体4aと接地導体間4b、4c間の抵抗をより高くしている。
図4は、本発明による光変調器の第3実施形態を示す断面図である。本実施形態では、図3に示した第2実施形態の構成に加えて、接地導体4b、4cに接触している導電層10が、中心導体4aと接地導体間4b、4cの間において、x−カットLN基板1に接触している。
図5は、本発明による光変調器の第4実施形態を示す断面図である。本実施形態では、図3に示した第2実施形態の構成に加えて、接地導体4b、4cと導電層10との接触面積を大きくとっているとともに、本実施形態においても、接地導体4b、4cに接触している導電層10が、中心導体4aと接地導体間4b、4cの間において、x−カットLN基板1に接触している。
図6は、本発明による光変調器の第5実施形態を示す断面図である。この第5実施形態では、第2実施形態と異なり、導電層10が第1のバッファ層9の側面に形成され、さらに延びてx−カットLN基板1の表面に接触して形成されている。
図7は、本発明による光変調器の第6実施形態を示す断面図である。本実施形態では製造工程を工夫することにより、光導波路の相互作用部において、バッファ層として、第1のバッファ層9のみを複数使用し、第2のバッファ層を使用しなくても本発明の原理を実現できるようにしている。
図8は、本発明による光変調器の第7実施形態を示す断面図である。本実施形態では、図7に示した第6実施形態において、中心導体4aと接地導体間4b、4c間の第1バッファ層9を除去することにより、中心導体4aと接地導体間4b、4c間の抵抗をより高くすることが可能となる。
図9は、本発明による光変調器の第8実施形態を示す断面図である。本実施形態でも製造工程を工夫することにより、光導波路の相互作用部において、バッファ層として、第1のバッファ層9のみを複数使用し、第2のバッファ層を使用しなくても本発明の原理を実現できるようにしている。
図10は、本発明による光変調器の第9実施形態を示す断面図である。この第9実施形態では、中心導体4aと接地導体間4b、4cの下にある第1のバッファ層9の一部を導電層10と置き換えることにより、本発明による光変調器の原理を具現化している。
図11は、本発明による光変調器の第10実施形態を示す断面図である。この第10実施形態では、中心導体4aや接地導体4b、4cに電気的に接触したSiやSiOxなどの導電材料からなる第2の導電層14が導電層10の上にあり、電気的に接触している。その結果、中心導体4aと接地導体4b、4cの下にある導電層10との電気的接触を実現でき、本発明による光変調器の原理を具現化している。
図12は、本発明による光変調器の第11実施形態を示す断面図である。本実施形態では基板として、z−カットLN基板5を用いている。図中、参照符号3a、3bはz−カットLN基板5に形成したマッハツェンダ光導波路である。
本発明による光変調器では中心導体と接地導体が電気的に絶縁されているため、上述したようにDCドリフト抑圧の効果を有している。
2:SiO2バッファ層、
3:光導波路、
3a、3b:相互作用部の光導波路、
4:進行波電極、
4a:中心導体、
4a、4b:接地導体、
5:z−カットLN基板、
6a、6b:SiO2バッファ層、
7:導電層、
8a:中心導体、
8b:接地導体、
9:第1バッファ層、
10:導電層、
11:第2バッファ層、
12a、12b、12c:導電層、
13a、13b:絶縁ギャップ
14:第2の導電層
Claims (1)
- 電気光学効果を有し、少なくともx−カット又はy−カットの面方位を含む基板(1)と、該基板に形成された光を導波するための光導波路(3)と、前記光を変調するための電圧を印加する、前記基板の一方の面側に形成された中心導体(4a)及び該中心導体を挟んで形成された第1及び第2の接地導体(4b,4c)からなる電極と、前記光導波路が前記中心導体と前記第1及び第2の接地導体との間に前記電圧を印加することにより前記光の位相を変調するために、前記基板の他方の面側に所定の間隔をおいて形成された第1及び第2の相互作用光導波路(3a,3b)とを具備する光変調器において、
前記基板上面における前記第1の相互作用光導波路(3a)と前記第2の相互作用光導波路(3b)との間である前記基板の中央部及び前記第1及び第2の相互作用光導波路 (3a,3b)に対しそれぞれ前記中央部と逆側である前記基板の両端部を除いて、前記第1及び第2の相互作用光導波路の直上を含む部分にそれぞれ形成された複数の第1のバッファ層(9)と、
前記複数の第1のバッファ層の上面に前記第1及び第2の相互作用光導波路の直上を含む部分が除去されて形成されると共に、前記複数の第1のバッファ層のそれぞれの両側から前記基板上面まで延びて形成された複数の導電層(10)と、
前記複数の導電層の前記基板上面まで延びた部分の上面であって、前記基板の両端部の二つの部分及び前記基板の中央部の一つの部分とにそれぞれ形成された複数の第2のバッファ層(11)とをさらに具備し、
前記中心導体は、前記複数の第2のバッファ層のうち、前記基板の中央部の一つの部分に形成されている前記第2のバッファ層の直上に形成されており、
前記第1及び第2の接地導体は、それぞれ、前記複数の第2のバッファ層のうち、前記基板の両端部の二つの部分に形成されている前記第2のバッファ層の直上に形成されており、
前記中心導体と第1及び第2の接地導体間は、前記導電層が除去されて電気的に分離されており、
前記中心導体もしくは前記第1及び第2の接地導体の少なくとも一方と前記導電層が電気的に接触していると共に、前記中心導体と第1及び第2の接地導体とが互いに前記導電層で接続しないようになされていることを特徴とする光変調器。
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CN113467109A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | Tdk株式会社 | 光调制器 |
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2005
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