JP5742382B2 - Traveling wave type light modulator - Google Patents

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本発明は、進行波型光変調素子に関するものであり、特に、マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に別々の変調信号を印加する2つの信号電極を有する進行波型光変調素子に関する。   The present invention relates to a traveling wave light modulation element, and more particularly to a traveling wave light modulation element having two signal electrodes for applying different modulation signals to two branch waveguides of a Mach-Zehnder optical waveguide.

光通信分野や光計測分野において、マッハツェンダー型光導波路を有する進行波型光変調素子が多用されている。マッハツェンダー型光導波路は、入力導波路を2つに分岐し、2つの分岐導波路を結合して出力導波路につなげる構成を有している。また、光変調素子の種類に応じて、マッハツェンダー型光導波路を一つのみ使用する場合や、一つのマッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路の途中に他のマッハツェンダー型光導波路を入れ子状に組み込む場合など、種々の形態が存在する。   In the optical communication field and the optical measurement field, a traveling wave type optical modulation element having a Mach-Zehnder type optical waveguide is frequently used. The Mach-Zehnder type optical waveguide has a configuration in which an input waveguide is branched into two, and the two branched waveguides are coupled to be connected to an output waveguide. Depending on the type of optical modulator, only one Mach-Zehnder type optical waveguide is used, or another Mach-Zehnder type optical waveguide is nested in the middle of each branching waveguide of one Mach-Zehnder type optical waveguide. Various forms exist, for example, in the case of incorporating into the device.

マッハツェンダー型光導波路を構成する2つの分岐導波路に、別々の変調信号を印加する際には、各分岐導波路に沿って2つの信号電極が配置され、分岐導波路を伝搬する光波と信号電極を伝搬する変調信号であるマイクロ波とのタイミングを整合させることが不可欠である。特に、基板の同じ辺側に2つの信号電極の入力部が配置される際には、該入力部から各分岐導波路に至るまでの距離が異なるため、タイミング調整を行う工夫が不可欠となる。   When different modulation signals are applied to the two branch waveguides constituting the Mach-Zehnder type optical waveguide, two signal electrodes are arranged along each branch waveguide, and light waves and signals propagated through the branch waveguides. It is essential to match the timing with the microwave that is the modulation signal propagating through the electrode. In particular, when the input portions of the two signal electrodes are arranged on the same side of the substrate, the distance from the input portion to each branching waveguide is different, so a device for adjusting the timing is indispensable.

特許文献1又は2では、マッハツェンダー型光導波路を有する進行波型光変調素子において、信号電極を光導波路上あるいはその近傍に構成し、2つの信号電極を用いて第1光変調と第2光変調する際、遅延線路を形成し、各変調信号に所定の位相関係を持たせ、任意の光変調を行うことが提案されている。   In Patent Document 1 or 2, in a traveling wave optical modulation element having a Mach-Zehnder optical waveguide, a signal electrode is formed on or near the optical waveguide, and the first light modulation and the second light are performed using two signal electrodes. When modulating, it has been proposed to form a delay line so that each modulation signal has a predetermined phase relationship and perform arbitrary optical modulation.

他方、片側の信号電極に印加した変調信号が、もう一方の信号電極に乗り移る電気のクロストークと呼ばれる現象がある。特許文献1又は2のように光変調のタイミングを同じにしようとすると、2つの信号電極が平行且つ近接して配置される部分が長くなるため、電気のクロストークが発生し易くなる。この電気のクロストークを抑制するために、特許文献3では、電気信号の印加部分を低誘電体で構成することが提案されている。   On the other hand, there is a phenomenon called electrical crosstalk in which a modulation signal applied to one signal electrode is transferred to the other signal electrode. When trying to make the timing of optical modulation the same as in Patent Document 1 or 2, the portion where the two signal electrodes are arranged in parallel and close to each other becomes longer, and thus electric crosstalk is likely to occur. In order to suppress this electrical crosstalk, Patent Document 3 proposes that an electric signal application portion is made of a low dielectric material.

また、特許文献2の進行波型光変調素子では、一方の信号電極に長さを調整するコの字の電極を配置することで、2つの信号電極の長さが等しくなるようにしている。しかし、電極をコの字に曲げると信号の通り道が不連続となり、マイクロ波のような高周波は信号電極から漏れ易くなる。そこで漏れた高周波が接地電極を経由し、もう一方の信号電極に乗り移ることがある。このため、意図した光変調信号を得ることが出来ないという問題を生じる。さらに、同様のクロストーク現象は、信号入力部のような接続部分でも発生する。   In the traveling wave type optical modulation element of Patent Document 2, a U-shaped electrode for adjusting the length is arranged on one signal electrode so that the two signal electrodes have the same length. However, if the electrode is bent in a U shape, the signal path becomes discontinuous, and high frequencies such as microwaves are likely to leak from the signal electrode. Therefore, the leaked high frequency may pass through the ground electrode and transfer to the other signal electrode. For this reason, the problem that the intended optical modulation signal cannot be obtained arises. Furthermore, a similar crosstalk phenomenon occurs at a connection portion such as a signal input portion.

また、特許文献3のように、光変調部分の外部に低誘電体基板を接続した場合、電極を形成する基板材料が異なるため、信号電極の途中で電気の反射や接続損失などが発生し、特性の劣化につながる。また、電気配線と光導波路部を別体にすることにより実装上の工数の増加や、基板材料費用により価格が上昇するなどの課題も発生する。   Further, as in Patent Document 3, when a low dielectric substrate is connected to the outside of the light modulation part, since the substrate material for forming the electrode is different, reflection of electricity or connection loss occurs in the middle of the signal electrode, It leads to deterioration of characteristics. In addition, since the electrical wiring and the optical waveguide portion are separated, there are problems such as an increase in man-hours for mounting and an increase in price due to substrate material costs.

特許第3558529号公報Japanese Patent No. 3558529 特開2002−182172号公報JP 2002-182172 A 特開2010−181489号公報JP 2010-181489 A

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、基板の同じ側面側に2つの信号電極の入力部がある場合でも、電気のクロストークを抑制し、製造コストの増加も抑えた進行波型光変調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 problems, and even when there are two signal electrode input portions on the same side of the substrate, the crosstalk of electricity is suppressed and the manufacturing cost is increased. It is an object of the present invention to provide a traveling-wave light modulation element that is suppressed.

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明では、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを備え、該変調電極は、該マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に対して、別々の変調信号を印加する第1の信号電極と第2の信号電極とを有し、かつ、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、各々が各分岐導波路に変調信号を印加する作用部において互いに並行に配置され、さらに、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、該基板の同じ側面側に変調信号入力部を有する進行波型光変調素子において、該作用部の少なくとも一部において、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が一つの接地電極で構成され、各信号電極の該変調信号入力部から、該変調信号が該分岐導波路に印加される作用部までの少なくとも一部の領域では、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該第1の信号電極に沿う第1の接地電極と該第2の信号電極に沿う第2の接地電極に分離され、かつ、該第1の接地電極の幅は、該第1の信号電極の幅の2倍以上10倍以下、該第2の接地電極の幅は、該第2信号電極の幅の2倍以上10倍以下に設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide including a Mach-Zehnder type optical waveguide formed on the substrate, and a light wave propagating through the optical waveguide are modulated. The modulation electrode has a first signal electrode and a second signal electrode for applying different modulation signals to the two branch waveguides of the Mach-Zehnder optical waveguide. And the first signal electrode and the second signal electrode are arranged in parallel with each other in an operation unit that applies a modulation signal to each branching waveguide, and the first signal electrode and the second signal electrode The second signal electrode is a traveling wave optical modulation element having a modulation signal input unit on the same side surface side of the substrate . In at least a part of the action unit, the first signal electrode and the second signal electrode are used. The ground electrode placed between the signal electrode and the Is composed of the ground electrode, at least in some regions, the first signal electrode and said from the modulation signal input of the signal electrodes, to the acting unit modulation signal is applied to the branch waveguide A ground electrode disposed between the first signal electrode and the second signal electrode; and a second ground electrode extending along the second signal electrode; and The width of one ground electrode is set to be 2 to 10 times the width of the first signal electrode, and the width of the second ground electrode is set to be 2 to 10 times the width of the second signal electrode. It is characterized by being.

請求項2に係る発明では、請求項1に記載の進行波型光変調素子において、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該作用部においても該第1の接地電極と該第2の接地電極に、少なくとも一部で分離されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the traveling wave type optical modulation element according to the first aspect, a ground electrode disposed between the first signal electrode and the second signal electrode is provided in the action portion. Is characterized in that the first ground electrode and the second ground electrode are separated at least partially .

請求項3に係る発明では、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを備え、該変調電極は、該マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に対して、別々の変調信号を印加する第1の信号電極と第2の信号電極とを有し、かつ、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、各々が各分岐導波路に変調信号を印加する作用部において互いに並行に配置され、さらに、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、該基板の同じ側面側に変調信号入力部を有する進行波型光変調素子において、各信号電極の該変調信号入力部から、変調信号出力部までの領域で、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該第1の信号電極に沿う第1の接地電極と該第2の信号電極に沿う第2の接地電極に分離されていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 includes a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide including a Mach-Zehnder optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating a light wave propagating through the optical waveguide. The modulation electrode has a first signal electrode and a second signal electrode for applying different modulation signals to the two branch waveguides of the Mach-Zehnder optical waveguide, and the first The signal electrode and the second signal electrode are arranged in parallel with each other in an operation unit that applies a modulation signal to each branch waveguide, and the first signal electrode and the second signal electrode Is a traveling wave optical modulation element having a modulation signal input section on the same side surface side of the substrate, in the region from the modulation signal input section to the modulation signal output section of each signal electrode, A ground electrode disposed between the second signal electrode and the second signal electrode; , Characterized in that it is separated into a second ground electrode along a first ground electrode and the second signal electrode along the first signal electrode.

請求項に係る発明では、請求項1乃至のいずれかに記載の進行波型光変調素子において、該第1の接地電極と該第2の接地電極との間には電気的抵抗体又は溝が配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4, in the traveling wave type optical modulator according to any one of claims 1 to 3, between the first ground electrode and the second ground electrode electrically resistive or A groove is arranged.

請求項1に係る発明により、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを備え、該変調電極は、該マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に対して、別々の変調信号を印加する第1の信号電極と第2の信号電極とを有し、かつ、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、各々が各分岐導波路に変調信号を印加する作用部において互いに並行に配置され、さらに、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、該基板の同じ側面側に変調信号入力部を有する進行波型光変調素子において、該作用部の少なくとも一部において、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が一つの接地電極で構成され、各信号電極の該変調信号入力部から、該変調信号が該分岐導波路に印加される作用部までの少なくとも一部の領域では、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該第1の信号電極に沿う第1の接地電極と該第2の信号電極に沿う第2の接地電極に分離され、かつ、該第1の接地電極の幅は、該第1の信号電極の幅の2倍以上10倍以下、該第2の接地電極の幅は、該第2信号電極の幅の2倍以上10倍以下に設定されているため、第1の信号電極を伝搬する変調信号が第2の信号電極に乗り移る、又はその逆の現象のように、電気のクロストーク現象が発生することを抑制でき、進行波型光変調素子の特性劣化を防止することが可能となる。しかも、本発明は、接地電極の形状を工夫するだけで良いため、製造工程が複雑化及び高コスト化することも無い。また、第1の接地電極の幅は、第1の信号電極の幅の2倍以上10倍以下、第2の接地電極の幅は、第2信号電極の幅の2倍以上10倍以下であるため、電気のクロストーク現象を抑制するだけでなく、接地電極としての機能を果たし、信号電極による変調信号の伝搬を安定化することが可能となる。 The invention according to claim 1 comprises a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide including a Mach-Zehnder optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating a light wave propagating through the optical waveguide. The modulation electrode has a first signal electrode and a second signal electrode for applying different modulation signals to the two branch waveguides of the Mach-Zehnder optical waveguide, and the first The signal electrode and the second signal electrode are arranged in parallel with each other in an operation unit that applies a modulation signal to each branch waveguide, and the first signal electrode and the second signal electrode Is a traveling wave optical modulation element having a modulation signal input section on the same side surface of the substrate, and is disposed between the first signal electrode and the second signal electrode in at least a part of the action section. The ground electrode is composed of one ground electrode. Between the modulation signal inputs of the signal electrodes, in at least some areas to the action part of the modulation signal is applied to the branch waveguide, and said first signal electrode and the second signal electrode Are separated into a first ground electrode along the first signal electrode and a second ground electrode along the second signal electrode, and the width of the first ground electrode is The width of the first signal electrode is set to be not less than 2 times and not more than 10 times, and the width of the second ground electrode is set to be not less than 2 times and not more than 10 times the width of the second signal electrode. The modulation signal propagating through the signal electrode can be transferred to the second signal electrode, or vice versa, to prevent the occurrence of an electrical crosstalk phenomenon and prevent the deterioration of the characteristics of the traveling wave light modulation element It becomes possible to do. In addition, since the present invention only needs to devise the shape of the ground electrode, the manufacturing process is not complicated and expensive. The width of the first ground electrode is 2 to 10 times the width of the first signal electrode, and the width of the second ground electrode is 2 to 10 times the width of the second signal electrode. Therefore, not only can the electrical crosstalk phenomenon be suppressed, but the function as a ground electrode can be achieved, and the propagation of the modulation signal by the signal electrode can be stabilized.

請求項2に係る発明により、第1の信号電極と第2の信号電極との間に配置された接地電極が、作用部においても第1の接地電極と第2の接地電極に、少なくとも一部で分離されているため、変調信号入力部から作用部に至るまでの領域だけでなく、分離された作用部においても電気のストローク現象の発生を抑制することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention , at least a part of the ground electrode disposed between the first signal electrode and the second signal electrode is at least partially connected to the first ground electrode and the second ground electrode in the action portion. in because they are separated, not only the region from the modulation signal input section up to the working portion, it becomes possible to suppress the generation of electrical stroke symptoms in separate working portion.

請求項3に係る発明により、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを備え、該変調電極は、該マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に対して、別々の変調信号を印加する第1の信号電極と第2の信号電極とを有し、かつ、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、各々が各分岐導波路に変調信号を印加する作用部において互いに並行に配置され、さらに、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、該基板の同じ側面側に変調信号入力部を有する進行波型光変調素子において、各信号電極の該変調信号入力部から、変調信号出力部までの領域で、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該第1の信号電極に沿う第1の接地電極と該第2の信号電極に沿う第2の接地電極に分離されているため、変調信号入力部から変調信号出力部の全ての領域に渡り、電気のクロストーク現象の発生を抑制することが可能となる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide including a Mach-Zehnder optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating a light wave propagating through the optical waveguide. The modulation electrode has a first signal electrode and a second signal electrode for applying different modulation signals to the two branch waveguides of the Mach-Zehnder optical waveguide, and the first The signal electrode and the second signal electrode are arranged in parallel with each other in an operation unit that applies a modulation signal to each branch waveguide, and the first signal electrode and the second signal electrode Is a traveling wave optical modulation element having a modulation signal input section on the same side surface side of the substrate, in the region from the modulation signal input section to the modulation signal output section of each signal electrode, A grounding power source disposed between the second signal electrode and the second signal electrode; Are separated into a first ground electrode along the first signal electrode and a second ground electrode along the second signal electrode, so that the modulation signal input unit can be divided into all regions of the modulation signal output unit. It is possible to suppress the occurrence of an electrical crosstalk phenomenon.

請求項に係る発明により、第1の接地電極と第2の接地電極との間には電気的抵抗体又は溝が配置されているため、仮に第1及び第2の接地電極間で変調信号が漏れ出した場合でも、電気的抵抗体により吸収又は溝で放出されるため、電気のクロストーク現象が発生することを、効果的に抑制することが可能となる。 According to the fourth aspect of the present invention, since an electrical resistor or a groove is disposed between the first ground electrode and the second ground electrode, it is assumed that the modulation signal is between the first and second ground electrodes. Even when the liquid leaks out, it is absorbed by the electrical resistor or released through the groove, so that it is possible to effectively suppress the occurrence of the electrical crosstalk phenomenon.

本発明の進行波型光変調素子の第1の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the 1st Example of the traveling wave type | mold light modulation element of this invention. 本発明の進行波型光変調素子の第2の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd Example of the traveling wave type | mold light modulation element of this invention. 図2の一点鎖線A−A’における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along one-dot chain line A-A ′ in FIG. 2. 本発明の進行波型光変調素子の第3の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the 3rd Example of the traveling wave type | mold light modulation element of this invention. 本発明の進行波型光変調素子の第4の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the 4th Example of the traveling wave type | mold light modulation element of this invention. 本発明の進行波型光変調素子の第5の実施例を説明する図である。It is a figure explaining the 5th Example of the traveling wave type | mold light modulation element of this invention.

以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の進行波型光変調素子の第1の実施例を示す。
本発明は、電気光学効果を有する基板1と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路2と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを備え、該変調電極は、該マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路(21,22)に対して、別々の変調信号を印加する第1の信号電極31と第2の信号電極32とを有し、かつ、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、該基板の同じ側面側に変調信号入力部(T1,T2)を有する進行波型光変調素子において、各信号電極の該変調信号入力部(T1,T2)から、該変調信号が該分岐導波路に印加される作用部Sまでの少なくとも一部の領域では、該第1の信号電極31と該第2の信号電極32との間に配置された接地電極が、該第1の信号電極に沿う第1の接地電極41と該第2の信号電極に沿う第2の接地電極42に分離されていることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using preferred examples.
FIG. 1 shows a first embodiment of a traveling wave light modulation device according to the present invention.
The present invention comprises a substrate 1 having an electro-optic effect, an optical waveguide 2 including a Mach-Zehnder optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating a light wave propagating through the optical waveguide, The modulation electrode has a first signal electrode 31 and a second signal electrode 32 that apply different modulation signals to the two branch waveguides (21, 22) of the Mach-Zehnder optical waveguide, In addition, the first signal electrode and the second signal electrode are the traveling wave type light modulation elements having the modulation signal input portions (T1, T2) on the same side surface side of the substrate. In at least a part of the region from the signal input part (T1, T2) to the action part S where the modulation signal is applied to the branching waveguide, the first signal electrode 31 and the second signal electrode 32 A ground electrode disposed between the first signal electrode and the ground electrode Characterized in that it is separated into a second ground electrode 42 along the first signal electrode of the ground electrode 41 and the second.

本発明に利用される電気光学効果を有する基板としては、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、並びにこれらの材料を組み合わせた基板が利用可能である。特に、電気光学効果の高いニオブ酸リチウム(LN)結晶が好適に利用される。   As a substrate having an electro-optic effect used in the present invention, for example, lithium niobate, lithium tantalate, PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), quartz-based materials, and substrates combining these materials are used. Is available. In particular, a lithium niobate (LN) crystal having a high electro-optic effect is preferably used.

基板に光導波路を形成する方法としては、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、光導波路以外の基板をエッチングしたり、光導波路の両側に溝を形成するなど、基板に光導波路に対応する部分を凸状としたリッジ形状の導波路を利用することも可能である。本発明の進行波型光変調素子における光導波路の形状は、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有している。複数のマッハツェンダー型光導波路を並列又は直列に配置したり、一つのメイン・マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路に、2つのサブ・マッハツェンダー型光導波路を組み込んだ入れ子型の光導波路であってもよい。   As a method of forming the optical waveguide on the substrate, it can be formed by diffusing Ti or the like on the substrate surface by a thermal diffusion method or a proton exchange method. It is also possible to use a ridge-shaped waveguide having a convex portion corresponding to the optical waveguide, such as etching a substrate other than the optical waveguide or forming grooves on both sides of the optical waveguide. The shape of the optical waveguide in the traveling wave optical modulation element of the present invention has at least one Mach-Zehnder optical waveguide. Nested optical waveguides in which a plurality of Mach-Zehnder optical waveguides are arranged in parallel or in series, or two sub-Mach-Zehnder optical waveguides are incorporated in each branch waveguide of one main Mach-Zehnder optical waveguide. There may be.

進行波型光変調素子では、基板上に信号電極や接地電極などの変調電極が形成される。このような電極は、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、バッファ層の上に変調電極を形成することも可能である。 In a traveling wave light modulation element, a modulation electrode such as a signal electrode or a ground electrode is formed on a substrate. Such an electrode can be formed by forming a Ti / Au electrode pattern, a gold plating method, or the like. Further, if necessary, a buffer layer such as a dielectric SiO 2 may be provided on the substrate surface after the optical waveguide is formed, and a modulation electrode may be formed on the buffer layer.

本発明の進行波型光変調素子の特徴は、図1に示すように、変調信号入力部(T1,T2)から作用部S(図1では、第1の信号電極31における作用部を符号Sで図示している。)までの範囲において、2つの信号電極(31,32)の間に配置される接地電極が、分離されている。これにより、第1の信号電極31を伝搬する変調信号が第2の信号電極32に乗り移るような、電気のクロストーク現象が発生することを抑制することができる。   As shown in FIG. 1, the traveling wave type optical modulation element of the present invention is characterized in that a modulation signal input part (T1, T2) to an action part S (in FIG. 1, the action part in the first signal electrode 31 is denoted by S The ground electrode disposed between the two signal electrodes (31, 32) is separated. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of an electrical crosstalk phenomenon in which the modulation signal propagating through the first signal electrode 31 is transferred to the second signal electrode 32.

図1では、作用部においても接地電極(41,42)が分離されているが、本発明では、変調信号入力部から作用部までの少なくとも一部の領域で分離されていれば良い。特に、第1及び第2の信号電極が近接した場所や、図1のように、コの字状の遅延線路33を形成し、他の信号電極に向かって変調信号であるマイクロ波が放出され易い場所において、接地電極を分離することが好ましい。   In FIG. 1, the ground electrodes (41, 42) are separated also in the action part. However, in the present invention, it is only necessary to be separated in at least a part of the region from the modulation signal input part to the action part. In particular, a place where the first and second signal electrodes are close to each other or a U-shaped delay line 33 as shown in FIG. 1 is formed, and a microwave as a modulation signal is emitted toward the other signal electrodes. It is preferable to separate the ground electrode at an easy place.

また、図1に示すように、作用部Sにおいても、接地電極(41,42)を分離することで、作用部における電気のクロストーク現象も抑制することが可能となる。特に、変調信号入力部(T1,T2)から作用部全体にかけて接地電極を分離することで、接地電極を介したクロストーク現象を効果的に抑制でき、光変調素子の変調特性の劣化を防止することができる。   Further, as shown in FIG. 1, also in the action part S, by separating the ground electrodes (41, 42), it is possible to suppress the electric crosstalk phenomenon in the action part. In particular, by separating the ground electrode from the modulation signal input part (T1, T2) to the entire action part, the crosstalk phenomenon via the ground electrode can be effectively suppressed, and the deterioration of the modulation characteristics of the light modulation element is prevented. be able to.

図2は、本発明の進行波型光変調素子に係る第2の実施例を示す図である。作用部Sでの信号電極間の間隔が狭い状況では、図2に示すように、作用部Sにおいて、第1の接地電極41と第2の接地電極42とを一体化している。また、信号電極については、第2の信号電極の一部に遅延線路部を設けている。   FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment according to the traveling wave light modulation device of the present invention. In a situation where the interval between the signal electrodes in the action part S is narrow, as shown in FIG. 2, the first ground electrode 41 and the second ground electrode 42 are integrated in the action part S. For the signal electrode, a delay line portion is provided in a part of the second signal electrode.

図2の一点鎖線A−A'における断面図を図3に示す。本発明の進行波型光変調素子では、第1の接地電極と第2の接地電極に分離するため、第1又は第2の接地電極の幅が狭くなることが危惧される。接地電極の幅が狭くなると、信号電極を伝搬する変調信号に対して、接地電極の電位が安定せず、変調信号を安定して伝搬することが困難となる。   A cross-sectional view taken along one-dot chain line AA ′ in FIG. 2 is shown in FIG. 3. In the traveling wave type light modulation element of the present invention, since the first ground electrode and the second ground electrode are separated, there is a concern that the width of the first or second ground electrode becomes narrow. When the width of the ground electrode is narrowed, the potential of the ground electrode is not stable with respect to the modulation signal propagating through the signal electrode, and it becomes difficult to stably propagate the modulation signal.

このため、本発明では、第1の接地電極41の幅w2は、第1の信号電極31の幅w1の2倍以上10倍以下、又は、第2の接地電極42の幅w3は、第2信号電極32の幅w4の2倍以上10倍以下としている。信号電極の幅に対して2倍以上の幅を有することで、接地電極の電位を安定化することが可能であり、10倍を超えると、接地電極の幅が大きくなりすぎるため、配線に係る設計の自由度が制限されることとなる。   Therefore, in the present invention, the width w2 of the first ground electrode 41 is 2 to 10 times the width w1 of the first signal electrode 31, or the width w3 of the second ground electrode 42 is the second The width w4 of the signal electrode 32 is not less than 2 times and not more than 10 times. By having a width more than twice the width of the signal electrode, it is possible to stabilize the potential of the ground electrode. If the width exceeds 10, the width of the ground electrode becomes too large. The degree of design freedom will be limited.

また、本発明では、図4に示すように、第1の接地電極41と第2の接地電極42との間に、電気的抵抗体5を配置することが好ましい。仮に、第1及び第2の接地電極(41,42)間で変調信号が漏れ出した場合でも、電気的抵抗体5により吸収されるため、電気のクロストーク現象が発生することを抑制することが可能となる。電気的抵抗体としては、フェライト等のマイクロ波を吸収できる素材であれば、特に限定されない。   In the present invention, as shown in FIG. 4, it is preferable to dispose the electrical resistor 5 between the first ground electrode 41 and the second ground electrode 42. Even if a modulation signal leaks between the first and second ground electrodes (41, 42), the electrical resistor 5 absorbs the modulation signal, thereby suppressing the occurrence of an electrical crosstalk phenomenon. Is possible. The electrical resistor is not particularly limited as long as it is a material that can absorb microwaves such as ferrite.

さらに、図5に示すように、第1の接地電極41と第2の接地電極42との間、基板1に溝6を形成することも可能である。この溝6により、各接地電極を超えて伝搬する変調信号を基板外に放出することが可能となり、クロストーク現象の抑制が可能となる。   Furthermore, as shown in FIG. 5, it is possible to form a groove 6 in the substrate 1 between the first ground electrode 41 and the second ground electrode 42. This groove 6 makes it possible to emit a modulation signal propagating beyond each ground electrode to the outside of the substrate, and to suppress the crosstalk phenomenon.

図6に示すように、信号電極間に配置される接地電極(41,42)を分離する領域は、変調信号入力部(T1,T2)から変調信号出力部(T3,T4)までの全領域に渡っても良い。これにより、信号電極間の電気のクロストーク現象を効果的に抑制することが可能となる。符号L1は光変調素子に入射する入射光であり、L2は出射光を示している。   As shown in FIG. 6, the region for separating the ground electrodes (41, 42) arranged between the signal electrodes is the entire region from the modulation signal input unit (T1, T2) to the modulation signal output unit (T3, T4). May be passed. This makes it possible to effectively suppress the electrical crosstalk phenomenon between the signal electrodes. Reference numeral L1 indicates incident light incident on the light modulation element, and L2 indicates outgoing light.

以上のように、本発明に係る進行波型光変調素子によれば、基板の同じ側面側に2つの信号電極の入力部がある場合でも、電気のクロストークを抑制し、製造コストの増加も抑えた進行波型光変調素子を提供することが可能となる。   As described above, according to the traveling wave optical modulation element according to the present invention, even when there are two signal electrode input portions on the same side surface of the substrate, electrical crosstalk is suppressed and the manufacturing cost is increased. It is possible to provide a traveling-wave light modulation element that is suppressed.

1 電気光学効果を有する基板
2 光導波路
21,22 分岐導波路
31 第1の信号電極
32 第2の信号電極
41 第1の接地電極
42 第2の接地電極
5 電気的抵抗体
6 溝
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 having electro-optic effect Optical waveguides 21 and 22 Branched waveguide 31 First signal electrode 32 Second signal electrode 41 First ground electrode 42 Second ground electrode 5 Electrical resistor 6 Groove

Claims (4)

電気光学効果を有する基板と、
該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、
該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを備え、
該変調電極は、該マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に対して、別々の変調信号を印加する第1の信号電極と第2の信号電極とを有し、かつ、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、各々が各分岐導波路に変調信号を印加する作用部において互いに並行に配置され、さらに、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、該基板の同じ側面側に変調信号入力部を有する進行波型光変調素子において、
該作用部の少なくとも一部において、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が一つの接地電極で構成され、
各信号電極の該変調信号入力部から、該変調信号が該分岐導波路に印加される作用部までの少なくとも一部の領域では、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該第1の信号電極に沿う第1の接地電極と該第2の信号電極に沿う第2の接地電極に分離され、かつ、該第1の接地電極の幅は、該第1の信号電極の幅の2倍以上10倍以下、該第2の接地電極の幅は、該第2信号電極の幅の2倍以上10倍以下に設定されていることを特徴とする進行波型光変調素子。
A substrate having an electro-optic effect;
An optical waveguide including a Mach-Zehnder type optical waveguide formed on the substrate;
A modulation electrode for modulating a light wave propagating through the optical waveguide,
The modulation electrode has a first signal electrode and a second signal electrode for applying different modulation signals to the two branch waveguides of the Mach-Zehnder optical waveguide, and the first electrode The signal electrode and the second signal electrode are arranged in parallel with each other in the operation unit that applies a modulation signal to each branching waveguide, and further, the first signal electrode and the second signal electrode are In the traveling wave type light modulation element having the modulation signal input part on the same side surface side of the substrate,
In at least a part of the action portion, the ground electrode arranged between the first signal electrode and the second signal electrode is constituted by one ground electrode,
Between the modulation signal inputs of the signal electrodes, in at least some areas to the action part of the modulation signal is applied to the branch waveguide, and said first signal electrode and the second signal electrode Are separated into a first ground electrode along the first signal electrode and a second ground electrode along the second signal electrode, and the width of the first ground electrode is The width of the first signal electrode is set to be 2 to 10 times and the width of the second ground electrode is set to be 2 to 10 times the width of the second signal electrode. Traveling wave type light modulation element.
請求項1に記載の進行波型光変調素子において、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該作用部においても該第1の接地電極と該第2の接地電極に、少なくとも一部で分離されていることを特徴とする進行波型光変調素子。 The traveling wave optical modulation element according to claim 1, wherein a ground electrode disposed between the first signal electrode and the second signal electrode is disposed between the first ground electrode and the action portion. A traveling wave type light modulation element characterized by being separated at least partially from the second ground electrode. 電気光学効果を有する基板と、
該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、
該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを備え、
該変調電極は、該マッハツェンダー型光導波路の2つの分岐導波路に対して、別々の変調信号を印加する第1の信号電極と第2の信号電極とを有し、かつ、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、各々が各分岐導波路に変調信号を印加する作用部において互いに並行に配置され、さらに、該第1の信号電極と該第2の信号電極とは、該基板の同じ側面側に変調信号入力部を有する進行波型光変調素子において、
各信号電極の該変調信号入力部から、変調信号出力部までの領域で、該第1の信号電極と該第2の信号電極との間に配置された接地電極が、該第1の信号電極に沿う第1の接地電極と該第2の信号電極に沿う第2の接地電極に分離されていることを特徴とする進行波型光変調素子。
A substrate having an electro-optic effect;
An optical waveguide including a Mach-Zehnder type optical waveguide formed on the substrate;
A modulation electrode for modulating a light wave propagating through the optical waveguide,
The modulation electrode has a first signal electrode and a second signal electrode for applying different modulation signals to the two branch waveguides of the Mach-Zehnder optical waveguide, and the first electrode The signal electrode and the second signal electrode are arranged in parallel with each other in the operation unit that applies a modulation signal to each branching waveguide, and further, the first signal electrode and the second signal electrode are In the traveling wave type light modulation element having the modulation signal input part on the same side surface side of the substrate,
A ground electrode disposed between the first signal electrode and the second signal electrode in a region from the modulation signal input unit to the modulation signal output unit of each signal electrode is the first signal electrode. The traveling wave type light modulation element is characterized by being separated into a first ground electrode along the second signal electrode and a second ground electrode along the second signal electrode.
請求項1乃至3のいずれかに記載の進行波型光変調素子において、該第1の接地電極と該第2の接地電極との間には電気的抵抗体又は溝が配置されていることを特徴とする進行波型光変調素子。   The traveling wave type light modulation element according to any one of claims 1 to 3, wherein an electrical resistor or a groove is disposed between the first ground electrode and the second ground electrode. A traveling wave type light modulation device characterized.
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