JP4703158B2 - Light control element - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、光制御素子に関し、特に、異なる光導波路に同一の変調信号を印加するための光制御素子に関する。   The present invention relates to a light control element, and more particularly to a light control element for applying the same modulation signal to different optical waveguides.

従来、光通信技術や光計測技術において、高周波の光変調手段として外部光変調器などの光制御素子が利用されている。中でも、ニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する材料を基板に用い、該基板上に光導波路や電極を形成した光制御素子は、動作の安定性や、高速動作性などの点から、特に注目されている。   Conventionally, in an optical communication technique or an optical measurement technique, a light control element such as an external light modulator is used as a high-frequency light modulation means. In particular, a light control element in which a material having an electro-optic effect such as lithium niobate is used for a substrate and an optical waveguide or an electrode is formed on the substrate is particularly noticeable in terms of operational stability and high-speed operation. Has been.

光制御素子の例としては、図1に示すように、電気光学効果を有する基板1に、光波を導波するための光導波路2と、該光波にマイクロ波帯域の高速変調信号を印加するための変調電極3及び接地電極4が形成されている。図1(a)の一点鎖線における断面図を図1(b)に示す。なお、図1(a)では、省略されているが、基板と電極との間に、SiOなどのバッファ層が形成されている。光導波路2は、2つの分岐光導波路を有するマッハツェンダー型光導波路(以下、「MZ型光導波路」という)であり、単一の変調電極3により該光導波路を伝播する光波が光変調を受けるように構成されている。 As an example of the light control element, as shown in FIG. 1, an optical waveguide 2 for guiding a light wave is applied to a substrate 1 having an electro-optic effect, and a high-speed modulation signal in a microwave band is applied to the light wave. The modulation electrode 3 and the ground electrode 4 are formed. FIG. 1B shows a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line in FIG. Although not shown in FIG. 1A, a buffer layer such as SiO 2 is formed between the substrate and the electrode. The optical waveguide 2 is a Mach-Zehnder type optical waveguide (hereinafter referred to as “MZ type optical waveguide”) having two branched optical waveguides, and a light wave propagating through the optical waveguide is subjected to optical modulation by a single modulation electrode 3. It is configured as follows.

図1のような光制御素子では、光変調に掛る駆動電圧が高く、2つの分岐光導波路に印加される電界も対称なものではないことから、光制御素子から出射される光波にチャープ現象が生じ長距離伝送などを制限する原因ともなる。このため、駆動電圧を低減し、ゼロチャープを実現するものとして、図2に示すような、2つの変調電極5を利用したデュアル型の光制御素子も実用化されている。ただし、図2に示すデュアル型光制御素子では、2つの変調電極に同一信号かつ逆位相の変調信号を正確に印加することが必要であるため、装置の設定調整が煩雑化し、部品点数も増大するなど高コスト化の原因ともなっている。   In the light control element as shown in FIG. 1, since the driving voltage applied to the light modulation is high and the electric field applied to the two branch optical waveguides is not symmetrical, the chirp phenomenon occurs in the light wave emitted from the light control element. It also becomes a cause of limiting long-distance transmission. For this reason, a dual-type light control element using two modulation electrodes 5 as shown in FIG. 2 has been put into practical use as a device for reducing drive voltage and realizing zero chirp. However, in the dual-type light control element shown in FIG. 2, since it is necessary to accurately apply the same signal and opposite phase modulation signals to the two modulation electrodes, the setting adjustment of the apparatus becomes complicated and the number of parts increases. This is also a cause of high costs.

特許文献1では、基板の一部、特に、一方の分岐光導波路を含む基板の領域を分極反転し、図2で必要な2つの変調電極を、単一の線路から分岐した分岐線路を有する変調電極で構成している。このような分極反転を利用した光制御素子においては、デュアル型光制御素子の低駆動電圧とゼロチャープを実現すると共に、変調電極への変調信号の印加を、図1の単一変調電極と同様に簡素化できる。
特開2003−202530号公報
In Patent Document 1, a part of the substrate, in particular, a region of the substrate including one of the branched optical waveguides is polarization-inverted, and a modulation having a branch line in which two modulation electrodes required in FIG. 2 are branched from a single line It consists of electrodes. In such a light control element using polarization inversion, the low drive voltage and zero chirp of the dual light control element are realized, and the modulation signal is applied to the modulation electrode in the same manner as the single modulation electrode in FIG. It can be simplified.
JP 2003-202530 A

他方、特許文献2に示すように、光制御素子の短尺化や偏波無依存化を図るため、電気光学効果を有する基板の一端部において、基板上に形成された光導波路を折り返すものも提案されている。図3に示すように、基板1に形成された光導波路10は、基板の一端部(図の右側)で折り返され、各分岐光導波路には変調電極13,15と接地電極14,16が配置されている。偏波無依存型光制御素子では、折り返し部に反射ミラー12と1/4波長板11を配置し、伝播する光波の偏波面を90°回転するよう構成されている。
特開平7−325276号公報
On the other hand, as shown in Patent Document 2, in order to shorten the length of the light control element and to make it independent of polarization, a device that folds the optical waveguide formed on the substrate at one end portion of the substrate having the electro-optic effect is also proposed. Has been. As shown in FIG. 3, the optical waveguide 10 formed on the substrate 1 is folded at one end of the substrate (right side in the figure), and modulation electrodes 13 and 15 and ground electrodes 14 and 16 are arranged on each branch optical waveguide. Has been. In the polarization-independent light control element, the reflection mirror 12 and the quarter-wave plate 11 are arranged in the folded portion, and the polarization plane of the propagating light wave is rotated by 90 °.
JP 7-325276 A

このような折り返し光導波路を持つ光制御素子では、変調電極13,15に変調信号を印加するためには、例えば、図4に示すような、単一の変調電極20を用いる必要があり、図1と同様に、駆動電圧の上昇、チャープ現象の発生の原因ともなる。21,22は接地電極を示す。仮に、図2に示すような2つの変調電極を用いる場合には、電極13と15、並びに電極14と16とを各々結線する際に信号線路がクロスし、ジャンパー線を用いることが必要となるため、変調信号の伝搬損失が著しく増加する原因となる。   In the light control element having such a folded optical waveguide, in order to apply a modulation signal to the modulation electrodes 13 and 15, for example, it is necessary to use a single modulation electrode 20 as shown in FIG. As in the case of 1, the driving voltage rises and a chirp phenomenon occurs. Reference numerals 21 and 22 denote ground electrodes. If two modulation electrodes as shown in FIG. 2 are used, when connecting the electrodes 13 and 15 and the electrodes 14 and 16, respectively, the signal lines need to be crossed and jumper wires must be used. For this reason, the propagation loss of the modulation signal is remarkably increased.

本発明が解決しようとする課題は、上述した問題を解決し、基板の一端部で折り返された光導波路などのように複雑な光導波路を有する光制御素子に対しても、変調電極の取り回しが可能であり、しかも、低駆動電圧やゼロチャープを実現可能な光制御素子を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to handle a modulation electrode even for a light control element having a complicated optical waveguide such as an optical waveguide folded at one end of a substrate. It is also possible to provide a light control element that can realize a low driving voltage and zero chirp.

請求項1に係る発明では、電気光学効果を有する材料からなる基板と、該基板上に形成された2つの分岐光導波路を有するマッハツェンダー型の光導波路であり、かつ、該分岐光導波路の一部が該基板の側面部で折り返されるよう構成されており、該分岐光導波路に電界を印加する変調電極とを有する光制御素子において、該変調電極は、一つの線路を複数の線路に分岐し、分岐した該線路を再度、一つの線路に合流させる分岐・合流線路を、同一線路上に少なくとも2組以上有すると共に、該分岐・合流線路における分岐した各線路は、異なる分岐光導波路に同一の変調信号を印加するよう設定され、少なくとも該折り返しの前後の各分岐光導波路に、同一線路上にある分岐・合流線路が各々配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a Mach-Zehnder type optical waveguide having a substrate made of a material having an electro-optic effect and two branched optical waveguides formed on the substrate, and one of the branched optical waveguides. And a modulation electrode for applying an electric field to the branch optical waveguide. The modulation electrode branches one line into a plurality of lines. And at least two sets of branching / merging lines that merge the branched lines again into one line, and the branched lines in the branching / merging line are identical to different branch optical waveguides. A branching / merging line on the same line is disposed at least in each branching optical waveguide before and after the turn- up, and is set to apply a modulation signal.

また、請求項2に係る発明では、請求項1に記載の光制御素子において、該基板は、該分岐・合流線路の分岐した線路により電界が印加される分岐光導波路を含む基板の一部が、分極反転されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the light control element according to the first aspect, the substrate includes a part of a substrate including a branched optical waveguide to which an electric field is applied by a branched line of the branching / merging line. The polarization is inverted.

請求項1に係る発明により、変調電極が、一つの線路を複数の線路に分岐し、分岐した該線路を再度、一つの線路に合流させる分岐・合流線路を、同一線路上に少なくとも2組以上有すると共に、該分岐・合流線路における分岐した各線路は、異なる光導波路に同一の変調信号を印加するよう設定されているため、光導波路に変調電極による電界を印加する領域(以下、「作用部」という)においては分岐・合流線路を利用し、ある作用部から他の作用部に変調電極を取り回す際には、一本の線路を利用することが可能となるため、複数の線路がクロスする状態を避けることができる。しかも、変調電極の取り回し時には線路が一つとなるため、複数の線路を取り回す際の線路間の伝搬損失差も発生しない。
分岐・合流線路とは、一つの線路を電気的に複数の線路に分岐させ、分岐した線路を再度、一つの線路に合流させる形状を有する電極を意味する。特に、マイクロ波などの変調信号を用いる電極においては、合流時に、分岐した線路を伝搬するマイクロ波の位相が一致するように、分岐した線路の長さや形状が設定されている。
また、分岐光導波路の一部が基板の側面部で折り返されており、少なくとも該折り返しの前後の各分岐光導波路に、同一線路上にある分岐・合流線路が各々配置されているため、折り返し型の光導波路を有する光制御素子であっても、単一の変調電極による取り回しが可能となる。
According to the invention of claim 1, the modulation electrode branches at least two sets of branching / merging lines on the same line by branching one line into a plurality of lines and joining the branched lines again into one line. In addition, each branching line in the branching / merging line is set to apply the same modulation signal to different optical waveguides. )), A branching / merging line is used, and when a modulation electrode is routed from one action part to another action part, a single line can be used. You can avoid the situation. In addition, since there is only one line when the modulation electrode is routed, there is no difference in propagation loss between the lines when a plurality of lines are routed.
The branching / merging line means an electrode having a shape in which one line is electrically branched into a plurality of lines and the branched lines are joined again to one line. In particular, in an electrode using a modulation signal such as a microwave, the length and shape of the branched line are set so that the phases of the microwaves propagating through the branched line coincide at the time of joining.
Further, a part of the branch optical waveguide is folded at the side surface portion of the substrate, and at least the branch optical waveguides before and after the folding are respectively arranged with branching / merging lines on the same line, so that the folding type Even a light control element having a single optical waveguide can be handled by a single modulation electrode.

請求項2に係る発明により、基板は、分岐・合流線路の分岐した線路により電界が印加される分岐光導波路を含む基板の一部が、分極反転されているため、同一線路から分岐した電極により同一の変調信号を異なる光導波路に印加する場合でも、実質的に逆相状態の変調が実現できるため、光制御素子の駆動電圧の低減化並びにゼロチャープ化が可能となる。 According to the invention of claim 2, since the substrate is partly inverted including a branched optical waveguide to which an electric field is applied by a branched / merged line, the electrode is branched from the same line. Even when the same modulation signal is applied to different optical waveguides, modulation in a substantially opposite phase can be realized, so that the drive voltage of the light control element can be reduced and zero chirp can be achieved.

本発明に係る光制御素子について、以下に詳細に説明する。
図5は、本発明に係る光制御素子に利用される変調電極の基本的原理を示す図である。変調電極は、例えば、単一の線路に導入線路a、第1の分岐・合流線路b、単一の中間線路c、第2の分岐・合流線路d、及び導出線路eから構成される。必要に応じ、分岐・合流線路をさらに追加することも可能である。
The light control element according to the present invention will be described in detail below.
FIG. 5 is a diagram showing the basic principle of the modulation electrode used in the light control element according to the present invention. The modulation electrode includes, for example, an introduction line a, a first branch / merge line b, a single intermediate line c, a second branch / merge line d, and a lead-out line e on a single line. Further branching / merging lines can be added as necessary.

図5のような変調電極においては、導入線路aから入力されたマイクロ波は、第1の分岐・合流線路bにおいて、2つのマイクロ波A,Bに分岐され、その後中間線路cにおいて再度一つのマイクロ波Cに合成される。さらに、第2の分岐・合流線路dにおいても同様に2つのマイクロ波D,Eに分岐され、導出線路eにて一つのマイクロ波Fとなる。なお、変調電極の最終端においては、図5のように導出線路eを設けず、分岐・合波線路中の分岐した線路の端部に終端器を直接接続することも可能である。   In the modulation electrode as shown in FIG. 5, the microwave input from the introduction line a is branched into two microwaves A and B in the first branching / merging line b, and then once again in the intermediate line c. Synthesized into microwave C. Further, the second branch / merging line d is similarly branched into two microwaves D and E, and becomes one microwave F on the lead-out line e. Note that, at the final end of the modulation electrode, it is possible to connect the terminator directly to the end of the branched line in the branching / combining line without providing the lead-out line e as shown in FIG.

分岐したマイクロ波A,B,D,及びEは、個別に光導波路へ印加されるため、各光導波路と分岐した変調電極との位置関係や各変調電極の形状(長さや幅、電極の高さなど)に応じて、必要な強度比に分けられる。通常は、分岐したマイクロ波AとB、またはDとEは、印加される変調電極が各々対称な形状を有するため、同じ強度となるよう分岐される。また、分岐したマイクロ波の合流に際しては、マイクロ波の強度を最大限に高めるため、分岐したマイクロ波の位相差が実質的にゼロとなるよう調整されている。なお、定常波で変調する場合には、定常波の周期の整数倍に相当する位相差に調整することも可能である。   Since the branched microwaves A, B, D, and E are individually applied to the optical waveguide, the positional relationship between each optical waveguide and the branched modulation electrode, and the shape (length, width, electrode height) of each modulation electrode. Depending on the strength ratio, etc. Usually, the branched microwaves A and B, or D and E are branched so as to have the same intensity because the applied modulation electrodes have symmetrical shapes. When the branched microwaves are merged, the phase difference of the branched microwaves is adjusted to be substantially zero in order to maximize the intensity of the microwaves. In addition, when modulating with a standing wave, it is also possible to adjust to the phase difference equivalent to the integral multiple of the period of a standing wave.

次に、上述した変調電極を用いて、図3のような折り返し型光導波路を有する光制御素子に適用した実施例について説明する。
図6は、MZ型光導波路30を基板1の端部で折り返したものであり、光導波路の折り返し部には、反射効率を上げるための反射ミラー35が設置されている。
電気光学効果を有する基板1としては、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、PLZT(ジルコン酸チタン酸鉛ランタン)、及び石英系の材料から構成され、具体的には、これら単結晶材料の、Xカット板、Yカット板、及びZカット板から構成され、特に、光導波路デバイスとして構成されやすく、かつ異方性が大きいという理由から、ニオブ酸リチウム(LN)を用いることが好ましい。また、後述する分極反転の形成し易さを考慮して、図6ではZカット板を利用する例を示す。
Next, an embodiment applied to a light control element having a folded optical waveguide as shown in FIG. 3 using the above-described modulation electrode will be described.
In FIG. 6, the MZ type optical waveguide 30 is folded at the end of the substrate 1, and a reflection mirror 35 for increasing the reflection efficiency is provided at the folded portion of the optical waveguide.
The substrate 1 having the electro-optic effect is composed of, for example, lithium niobate, lithium tantalate, PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), and a quartz-based material. It is composed of an X-cut plate, a Y-cut plate, and a Z-cut plate. In particular, lithium niobate (LN) is preferably used because it is easily constructed as an optical waveguide device and has high anisotropy. Further, considering the ease of forming polarization reversal described later, FIG. 6 shows an example using a Z-cut plate.

基板上の光導波路30は、Tiなどを熱拡散法やプロトン交換法などで基板表面に拡散させることにより形成することができる。また、変調電極や変調電極を取り巻く接地電極などは、Ti・Auの電極パターンの形成及び金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体SiO等のバッファ層を設けることや、変調電極が形成する電界が効率的に導波路に印加されるようにリッジ構造を設けることも可能である。 The optical waveguide 30 on the substrate can be formed by diffusing Ti or the like on the substrate surface by a thermal diffusion method or a proton exchange method. The modulation electrode, the ground electrode surrounding the modulation electrode, and the like can be formed by forming a Ti / Au electrode pattern, a gold plating method, or the like. Furthermore, if necessary, a buffer layer such as dielectric SiO 2 is provided on the surface of the substrate after forming the optical waveguide, or a ridge structure is provided so that the electric field formed by the modulation electrode is efficiently applied to the waveguide. Is also possible.

光導波路の折り返しの前後において、変調電極の2つの分岐・合流線路31,34が位置するように配置されている。また、分岐・合流線路の分岐した線路と光導波路30の分岐光導波路との作用部の一部には、基板の分極方向を逆向きにした分極反転領域33,34が形成されている。各分岐・合流線路の領域においては、特許文献1に記載された光変調器と同様に、分岐した線路により同一の変調信号が同位相で各分岐光導波路に印加されると共に、分岐光導波路の分極反転領域に関しては逆位相状態で光変調が行われる。このため、光変調に係る駆動電圧の低下やチャープ現象の発生を抑制することが可能となる。   Before and after the optical waveguide is turned back, the two branch / merging lines 31 and 34 of the modulation electrode are arranged so as to be positioned. In addition, polarization inversion regions 33 and 34 in which the polarization direction of the substrate is reversed are formed in a part of the action part between the branched line of the branching / merging line and the branched optical waveguide of the optical waveguide 30. In the area of each branching / merging line, the same modulation signal is applied to each branching optical waveguide in the same phase by the branched line as in the optical modulator described in Patent Document 1, and With respect to the domain-inverted region, light modulation is performed in an antiphase state. For this reason, it is possible to suppress a decrease in driving voltage and a chirp phenomenon related to light modulation.

さらに、2つの分岐・合流線路31,34は単一の中間線路により接続されているため、光変調を行う作用部においては2つの変調電極は存在するにも拘らず、線路の取り回しに置いて線路がクロスすることが無い。
図7は、第2の実施例であり、MZ型光導波路40,41の折り返しを、GRINレンズ45及び該レンズの一端に取り付けられた反射ミラー46で行ったものを示す。入力側の光導波路40から出射した光波は47で示す軌跡を辿りながら、出力側の光導波路41に入射される。各光導波路40,41に対しては、図6と同様に、2つの分岐・合流線路42,43を有する変調電極が設置されている。また、分極反転領域44も各光導波路の一部に形成されており、図6と同様に動作する。
Furthermore, since the two branching / merging lines 31 and 34 are connected by a single intermediate line, in the operation unit that performs optical modulation, although there are two modulation electrodes, the line is routed. The tracks do not cross.
FIG. 7 shows a second embodiment in which the MZ type optical waveguides 40 and 41 are folded by the GRIN lens 45 and the reflection mirror 46 attached to one end of the lens. The light wave emitted from the optical waveguide 40 on the input side enters the optical waveguide 41 on the output side while following the locus indicated by 47. For each of the optical waveguides 40 and 41, as in FIG. 6, a modulation electrode having two branching / merging lines 42 and 43 is provided. The domain-inverted region 44 is also formed in a part of each optical waveguide and operates in the same manner as in FIG.

次に、第3の実施例を図8に示す。
図8は、基板1上にMZ型光導波路50,51を直列に配置する光導波路を形成したものである。このような複数のMZ型光導波路を利用することにより、一方のMZ型光導波路で光変調された光波を、他のMZ型光導波路により再度光変調を行うことができ、特に、同一変調信号で変調する場合には、変調に係る消光比特性を向上させることが可能となる。
Next, a third embodiment is shown in FIG.
FIG. 8 shows an optical waveguide in which MZ type optical waveguides 50 and 51 are arranged in series on a substrate 1. By using such a plurality of MZ type optical waveguides, the light wave modulated by one MZ type optical waveguide can be optically modulated again by the other MZ type optical waveguide. In the case of modulating with, the extinction ratio characteristic related to the modulation can be improved.

図8においては、2つの分岐・合流線路52,53が各MZ型光導波路の作用部に対応して配置されており、各分岐光導波路の一部には分極反転領域54,55も形成されている。各分岐・合流線路52,53は、単一の中間線路で接続されており、線路の取り回しが簡便になるだけでなく、各MZ型光導波路において2つの分岐光導波路に同じ強さの変調信号が印加されることを可能となる。例えば、図8の変調電極に代えて、各MZ型光導波路に跨る2つの線路を用いる場合(一方のMZ型光導波路の分岐光導波路から他のMZ型光導波路の分岐光導波路まで2つの線路で接続する場合)では、MZ型光導波路間の距離が長くなると、各線路間のマイクロ波の伝搬損失や位相に差が生じ、次のMZ型光導波路に適正な変調信号を印加することが難しくなる。これに対し、上述のような単一の中間線路を利用する場合には、新たなMZ型光導波路に変調信号が導入される際には、常に単一の線路で導入され、その後、分岐・合流線路により2つの分岐した変調信号に分けられるため、MZ型光導波路の各分岐光導波路では、所定の強度の変調信号を得ることが可能となる。   In FIG. 8, two branching / merging lines 52 and 53 are arranged corresponding to the action portions of the MZ type optical waveguides, and polarization inversion regions 54 and 55 are also formed in a part of each branching optical waveguide. ing. Each branch / merging line 52, 53 is connected by a single intermediate line, which not only facilitates the routing of the line, but also in each MZ type optical waveguide, the modulation signal having the same strength is applied to the two branch optical waveguides. Can be applied. For example, in the case of using two lines straddling each MZ type optical waveguide instead of the modulation electrode of FIG. 8 (two lines from the branched optical waveguide of one MZ type optical waveguide to the branched optical waveguide of the other MZ type optical waveguide) When the distance between the MZ type optical waveguides is increased, a difference in the propagation loss and phase of the microwave between the lines occurs, and an appropriate modulation signal may be applied to the next MZ type optical waveguide. It becomes difficult. On the other hand, when a single intermediate line as described above is used, when a modulation signal is introduced into a new MZ type optical waveguide, it is always introduced with a single line, and then branched / Since it is divided into two branched modulation signals by the merge line, each branch optical waveguide of the MZ type optical waveguide can obtain a modulation signal having a predetermined intensity.

また、図8に図示するように、中間線路において変調信号の遅延線路56を形成し、次ぎのMZ型光導波路51に入る変調信号のタイミングを調整することも可能である。   In addition, as shown in FIG. 8, it is also possible to adjust the timing of the modulation signal entering the next MZ type optical waveguide 51 by forming a delay line 56 of the modulation signal in the intermediate line.

図9は、第4の実施例を示すものであり、図8の2つのMZ型光導波路を折り返しにより構成するものである。折り返し部は、反射ミラー66が形成され、また、各MZ型光導波路60,61には、分岐・合流線路62,63や分極反転領域64,65が形成されている。さらに、次のMZ型光導波路61に入る光波と変調信号とのタイミングを調整するため、遅延線路67を形成することも可能である。   FIG. 9 shows a fourth embodiment, in which the two MZ type optical waveguides of FIG. 8 are formed by folding. A reflection mirror 66 is formed in the folded portion, and branching / merging lines 62 and 63 and polarization inversion regions 64 and 65 are formed in the MZ optical waveguides 60 and 61, respectively. Further, a delay line 67 can be formed in order to adjust the timing of the light wave entering the next MZ type optical waveguide 61 and the modulation signal.

図10は、第5の実施例を示すものであり、2つのMZ型光導波路73,74に対し、2つの分岐・合流線路70,71を設ける。特に、分岐・合流線路70においては、遅延線路72を形成し、各分岐光導波路に印加される変調信号の位相差を調整可能に設定されている。さらに、合流時の位相差を実質的にゼロ(定常波で変調する場合には、変調周期の整数倍の差であっても良い)とするための他の遅延線路72が形成されている。なお、遅延線路を形成しない場合には、上述のように分極反転領域75を設けることも可能である。   FIG. 10 shows a fifth embodiment, and two branch / merging lines 70 and 71 are provided for the two MZ type optical waveguides 73 and 74. In particular, in the branching / merging line 70, the delay line 72 is formed, and the phase difference of the modulation signal applied to each branching optical waveguide is set to be adjustable. Furthermore, another delay line 72 is formed to make the phase difference at the time of merging substantially zero (in the case of modulating with a standing wave, the difference may be an integral multiple of the modulation period). When no delay line is formed, the domain-inverted region 75 can be provided as described above.

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、例えば、分岐・合流線路において、分岐時のマイクロ波の反射等を防止するため、分岐前後のインピーダンスを整合させるなど、当該技術分野において公知の技術を、本発明に組合わせることも可能であることは、言うまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in a branching / merging line, in order to prevent reflection of microwaves at the time of branching, impedances before and after branching are matched, and the like in the technical field. It goes without saying that known techniques can be combined with the present invention.

以上のように、本発明によれば、基板の一端部で折り返された光導波路などのように複雑な光導波路を有する光制御素子に対しても、変調電極の取り回しが可能であり、しかも、低駆動電圧やゼロチャープを実現可能な光制御素子を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to handle the modulation electrode even for a light control element having a complicated optical waveguide such as an optical waveguide folded at one end of the substrate, It is possible to provide a light control element capable of realizing a low driving voltage and zero chirp.

従来の単一の変調電極を用いた光制御素子を示す。The conventional light control element using a single modulation electrode is shown. 従来の2つの変調電極を用いた光制御素子を示す。2 shows a conventional light control element using two modulation electrodes. 従来の折り返し型光導波路を用いた光制御素子を示す。1 shows a light control element using a conventional folded optical waveguide. 従来の折り返し型光導波路と単一の変調電極を用いた光制御素子を示す。A conventional light control element using a folded optical waveguide and a single modulation electrode is shown. 本発明に係る変調電極の基本的原理を示す。1 shows the basic principle of a modulation electrode according to the present invention. 本発明に係る第1の実施例を示す。1 shows a first embodiment of the present invention. 本発明に係る第2の実施例を示す。2 shows a second embodiment according to the present invention. 本発明に係る第3の実施例を示す。3 shows a third embodiment according to the present invention. 本発明に係る第4の実施例を示す。4 shows a fourth embodiment according to the present invention. 本発明に係る第5の実施例を示す。5 shows a fifth embodiment according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

a 導入線路
b,d,31,32 分岐・合流線路
c 中間線路
e 導出線路
1 基板
30 光導波路
33,34 分極反転領域
35 反射ミラー
a Introducing lines b, d, 31, 32 Branching / merging line c Intermediate line e Deriving line 1 Substrate 30 Optical waveguides 33, 34 Polarization inversion region 35 Reflecting mirror

Claims (2)

電気光学効果を有する材料からなる基板と、該基板上に形成された2つの分岐光導波路を有するマッハツェンダー型の光導波路であり、かつ、該分岐光導波路の一部が該基板の側面部で折り返されるよう構成されており、該分岐光導波路に電界を印加する変調電極とを有する光制御素子において、
該変調電極は、一つの線路を複数の線路に分岐し、分岐した該線路を再度、一つの線路に合流させる分岐・合流線路を、同一線路上に少なくとも2組以上有すると共に、該分岐・合流線路における分岐した各線路は、異なる分岐光導波路に同一の変調信号を印加するよう設定され、少なくとも該折り返しの前後の各分岐光導波路に、同一線路上にある分岐・合流線路が各々配置されていることを特徴とする光制御素子。
A Mach-Zehnder type optical waveguide having a substrate made of a material having an electro-optic effect and two branched optical waveguides formed on the substrate , and a part of the branched optical waveguide is a side surface portion of the substrate In a light control element that is configured to be folded and has a modulation electrode that applies an electric field to the branched optical waveguide,
The modulation electrode has at least two sets of branching / merging lines for branching one line into a plurality of lines and joining the branched line again to one line on the same line. Each branched line in the line is set to apply the same modulation signal to different branched optical waveguides, and at least the branched optical waveguides before and after the folding are respectively arranged with branching / merging lines on the same line. A light control element.
請求項1に記載の光制御素子において、該基板は、該分岐・合流線路の分岐した線路により電界が印加される分岐光導波路を含む基板の一部が、分極反転されていることを特徴とする光制御素子。 2. The light control element according to claim 1, wherein a part of the substrate including a branched optical waveguide to which an electric field is applied by a branched line of the branching / merging line is inverted in polarization. The light control element.
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