JP5573855B2 - 光デバイス - Google Patents
光デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP5573855B2 JP5573855B2 JP2012006586A JP2012006586A JP5573855B2 JP 5573855 B2 JP5573855 B2 JP 5573855B2 JP 2012006586 A JP2012006586 A JP 2012006586A JP 2012006586 A JP2012006586 A JP 2012006586A JP 5573855 B2 JP5573855 B2 JP 5573855B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical device
- conductive layer
- plane
- dielectric substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
光導波路(A)、(B)とコプレーナ(CPW)電極10、11とからなる。電極は信号電極11とその両側の接地電極10とからなり、中心付近に分極反転領 域13が形成されており、この部分では+Z面に光導波路が形成されている。基板はZ-cutのニオブ酸リチウム(LiNbO3)であり、基板と電極との間 には電極での光吸収を防ぐためバッファ層12としてSiO2が形成されている。また、図には記載されていないがSiO2の上部には焦電によりバッファ層間 にたまる電荷による温度ドリフトを防ぐため、Si膜が形成されているのが望ましい。
・動作点の変動が+Z面で発生していること。
・製造工程によらず+Z面を使用する場合には発生すること。
・従来の焦電効果により発生した光変調器の温度ドリフトに対する信頼性確立方法では上記問題を解決できないこと。
が明らかになった。
図8(a) のように、強誘電体結晶では温度変化が発生すると電荷が発生する。これを焦電効果と呼ぶ。この電荷が絶縁膜であるバッファ層12に、光導波路(A)、 (B)に対して非対称に分布することで、電荷の作る電界により2本の導波路間で非対称に位相が変化して、温度ドリフトの原因となる。そこで、図8(b)のようにバッファ層12上面に導電膜15を形成することで電荷を対称化する方法が知られている。
本発明の課題は、分極反転領域を有する光デバイスにおいて、分極反転領域の特性に起因する性能劣化の発生を有効に防止した光デバイスを提供することである。
図7と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
図1(a)の上面図は、図7(a)と同様であるが、+Z面部分にはバッファ層と基板の間にアモルファス層が形成されている。図1(b)の線A−A’での断面図においては、この部分が分極の非反転領域であるので、アモルファス層は、設けられていない。図1(c) の線B−B’での断面図は、この部分が分極の反転領域であるので、光導波路(A)、(B)の上面を覆うように、アモルファス層が設けられている。本発明の実施形態では、もっとも好ましい例として、アモルファス層を設けることを示しているが、導電性を有する層であれば良い。
図1と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
アモルファス層は+Z面の導波路部分を覆っていることで効果を発揮するが、効果が大きいのは+Z面すべてを覆っている場合である。すなわち、導電層である アモルファス層の面積が大きくなることにより、アモルファス層のアースとしての容量が大きくなるので、+Z面に蓄積した電荷の分布を均一化する能力が大き くなるからである。したがって、図2(c)の線B−B’に沿った断面図に示されているように分極反転領域の全表面を覆うように、アモルファス層が設けられる。
図1と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
基板側面に、導電層21を形成し、アモルファス層20部分と接触させることでより大きな効果を発揮する。すなわち、導電層21とアモルファス層20とが一 体となって、アースとして作用し、より大きな容量を持ったアースで+Z面に生じた電荷の分布を均一化することになり、本発明の効果が大きくなる。また、側 面部の導電層21としては、光損失に影響がないためSiやTiなどが優れている。さらに側面部の導電層21は接地していることが望ましい。導電層21を接 地することにより、アースとしての効果を更に大きくすることができるとともに、側面部に導電層21を設けることにより、接地のための配線を接続しやすくな る。
図1と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
広帯域を要求される40Gbit/sの光変調器の場合には、光導波路の両脇の基板を掘り下げて(リッジ溝23)リッジ構造にすることが知られている。この リッジ溝23は、典型的には、RIE(Reactive Ion Etching)法によって、形成される。分極反転領域を設けた40Gbit/sの光変調器の場合にも本発明は有効であり、図4(a)、(c)のように+Z表面にアモルファス層20を形成する。アモルファス層20は、必ずしもアモルファスである必要はなく、導電性の材質でできた層であれば良い。
図1と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
図1〜図4は、すべてマッハツェンダ型光変調器の構成例を示した。しかし、本発明は温度変化に対する+Z面における光の位相変化に起因する悪影響を問題としているため、位相変調器においても効果を発揮する。図5に、本発明を位相変調器に適用した場合をしめす。図5に示す位相変調器は直線光導波路25上に電極を配置して、RF電圧を印加することで光の位相を変調する。このような変調器においても例えば、図5に示すように一部を分極反転することで低周波領域での変調帯域をフラットにする技術などが知られている。このように、低周波領域において、変調帯域をフラットにすると、伝送効率がよくなることが知られている。したがって、位相変調器においても、図5のように、分極反転領域を設ける構成が用いられる。
図6(a)が従来の変調器の場合を示し、図6(b)が本発明の変調器の場合を示す。
なお、上記実施形態の構成は、従来の図8(b)の構成とともに用いることもでき、これにより、より大きな効果が期待できる。
自発分極を有し、該自発分極の非反転領域と反転領域とを備える誘電体基板と、
該非反転領域の−Z面と、該反転領域の+Z面にわたって形成された光導波路と、
該光導波路の近傍に形成された電極と、
該反転領域の表面近傍の、少なくとも光導波路を覆う面に設けられた導電層と、
を備えることを特徴とする光デバイス。
(付記2)
該導電層は、アモルファス層であることを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記3)
該アモルファス層は、LiNbO3、LiTaO3、あるいは、BaTiO3を材質とすることを特徴とする付記2に記載の光デバイス。
(付記4)
前記導電層の厚さは、5〜1000Åであることを特徴とする付記2に記載の光デバイス。
(付記5)
前記導電層は、前記反転領域の全体を覆っていることを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記6)
前記導電体層が、前記誘電体基板の側面に形成され、前記導電層と接続されていることを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記7)
前記導電体層の前記誘電体基板の側面に設けられた部分は、接地されていることを特徴とする付記6に記載の光デバイス。
(付記8)
前記誘電体基板は、LiNbO3結晶で構成されることを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記9)
前記光デバイスは、前記誘電体基板の−Z面に光導波路を形成後、該誘電体基板の自発分極を反転することによって、該誘電体基板の+Z面に光導波路を形成することを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記10)
前記光導波路の近傍に溝が掘られていることを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記11)
前記導電層と前記電極の間に、バッファ層として絶縁層が設けられていることを特徴とする付記1に記載の光デバイス。
(付記12)
前記バッファ層の上に、誘電膜が設けられていることを特徴とする付記11に記載の光デバイス。
(付記13)
前記光デバイスは、光変調器であることを特徴とする付記1〜12のいずれか1つに記載の光デバイス。
(付記14)
前記光変調器は、マッハツェンダ型光強度変調器であることを特徴とする付記13に記載の光デバイス。
(付記15)
前記光変調器は、光位相変調器であることを特徴とする付記13に記載の光デバイス。
11 信号電極
12 バッファ層
13 分極反転領域
15 導電膜
20 アモルファス層
21 導電層
23 リッジ溝
25 光導波路
Claims (12)
- 自発分極を有し、該自発分極の非反転領域と反転領域とを備える誘電体基板と、
前記誘電体基板上に設けられ、該非反転領域の−Z面と、該反転領域の+Z面とを横切る2本の光導波路と、
該2本の光導波路の近傍に形成された電極と、
該誘電体基板の該反転領域の表面上に設けられ、且つ前記表面及び前記光導波路と直接接するとともに少なくとも前記2本の光導波路を覆う第1の導電層と、
絶縁層からなり、前記第1の導電層と前記電極との間に設けられ、前記第1の導電層と接するバッファ層と、
を備える、
ことを特徴とする光デバイス。 - 前記第1の導電層は、アモルファス層であることを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
- 前記アモルファス層は、LiNbO3、LiTaO3、あるいは、BaTiO3を材質とすることを特徴とする請求項2に記載の光デバイス。
- 前記第1の導電層の厚さは、5〜1000Åであることを特徴とする請求項2に記載の光デバイス。
- 前記第1の導電層は、前記反転領域の全体を覆っていることを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
- 第2の導電層が、前記誘電体基板の側面に形成され、前記第1の導電層と接続されていることを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
- 前記第2の導電層は、接地されていることを特徴とする請求項6に記載の光デバイス。
- 前記誘電体基板は、LiNbO3結晶で構成されることを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
- 前記光デバイスは、前記誘電体基板の−Z面に光導波路を形成後、該誘電体基板の自発分極を反転することによって、該誘電体基板の+Z面に光導波路を形成することを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
- 前記バッファ層は、SiO2を含む材料からなり、前記バッファ層が前記電極での光の吸収を防ぐことを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
- 前記光デバイスは、光変調器であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の光デバイス。
- 前記第1の導電層は、前記非反転領域を除いた前記誘電体基板の表面を覆うことを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012006586A JP5573855B2 (ja) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | 光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012006586A JP5573855B2 (ja) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | 光デバイス |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006151168A Division JP2007322599A (ja) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 光デバイス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012123395A JP2012123395A (ja) | 2012-06-28 |
JP5573855B2 true JP5573855B2 (ja) | 2014-08-20 |
Family
ID=46504835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012006586A Active JP5573855B2 (ja) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | 光デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5573855B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2023079739A1 (ja) * | 2021-11-08 | 2023-05-11 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07120631A (ja) * | 1993-09-06 | 1995-05-12 | Ngk Insulators Ltd | 光導波路型部品 |
JP2002006353A (ja) * | 2000-06-20 | 2002-01-09 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 分極反転結晶 |
US6501867B2 (en) * | 2001-04-17 | 2002-12-31 | Lucent Technologies Inc. | Chirp compensated Mach-Zehnder electro-optic modulator |
EP1271221A1 (en) * | 2001-06-28 | 2003-01-02 | Corning O.T.I. S.p.A. | Integrated optical waveguide device |
JP3957217B2 (ja) * | 2002-12-06 | 2007-08-15 | 富士通株式会社 | 光変調器 |
-
2012
- 2012-01-16 JP JP2012006586A patent/JP5573855B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012123395A (ja) | 2012-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6760493B2 (en) | Coplanar integrated optical waveguide electro-optical modulator | |
US7088875B2 (en) | Optical modulator | |
JP4151798B2 (ja) | 光変調器 | |
JP2007322599A (ja) | 光デバイス | |
EP1271220B1 (en) | Coplanar integrated optical waveguide electro-optical modulator | |
JP2014071383A (ja) | 光変調器 | |
JP6107867B2 (ja) | 導波路型光素子 | |
Lu et al. | Wide-bandwidth high-frequency electro-optic modulator based on periodically poled LiNbO 3 | |
Wang et al. | Photonic crystal slow light Mach–Zehnder interferometer modulator for optical interconnects | |
US20030031400A1 (en) | Integrated optical waveguide device | |
JP5573855B2 (ja) | 光デバイス | |
JP2007079249A (ja) | 光変調器 | |
US7088874B2 (en) | Electro-optic devices, including modulators and switches | |
EP1271221A1 (en) | Integrated optical waveguide device | |
JP2014066737A (ja) | 光変調デバイスの制御方法 | |
CN114185186A (zh) | 包括光调制器的光器件及光收发器 | |
WO2020240676A1 (ja) | 波長変換光学素子 | |
JP5045821B2 (ja) | 光変調装置 | |
JP5421935B2 (ja) | 光変調器 | |
JP2007025369A (ja) | 光変調器 | |
JP5421963B2 (ja) | 光変調器モジュール | |
Wang et al. | Optical switch with an ultralow DC drift based on thin-film lithium tantalate | |
Gaur et al. | Device Placement Problem Analysis in General-Purpose Microwave Photonic Processors (GPMWPPs) Implemented using Barium Titanate Based Electro-optically Tunable Devices | |
JP4907378B2 (ja) | 光変調装置 | |
CN115268123A (zh) | 一种电调光波导相位调制器及相位调制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130618 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130819 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140218 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140418 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140603 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140616 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Ref document number: 5573855 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |