JP6136473B2 - 光変調装置 - Google Patents

Description

本発明は、光変調装置に関する。

光変調装置は、多値変調や偏波合成に対応するために、光波と相互作用して光波を変調する複数の相互作用部を備えている。各相互作用部には、相互作用部毎にそれぞれ設けられた電気配線を介して、光波を変調するための電気信号が供給される。このように、光変調装置が複数の相互作用部を備える場合、各相互作用部へ入力される電気信号の状態等を同じとするために、相互作用部までの電気配線の電気長を揃えることや、相互作用部毎に設けられた電気配線の電気損失を互いに同じとすることが要求される。

例えば、特許文献１に記載された光変調装置は、複数の相互作用部（変調部）と、各相互作用部に電気信号を供給する複数の電気配線とが設けられる光導波路素子部を備えている。また、これらの電気配線のうち、高損失となる配線の厚みを厚くして伝播損失を低減し、各電気配線で損失を同じとしている。

特開２０１０−１８５９７９号公報

電極で損失調整するためには、電極の断面構造を変える必要がある。同一基板上に電気配線を構成している場合には、損失の低い電極構成は他の電極構造と比べ信号電極幅を大きくするか、信号電極と接地電極との間隔を広げる必要があり、電極構造自体が大きくなってしまう。この場合、電気配線間のクロストークが発生しやすくなるため、特性の劣化を抑制するためには電気配線間隔を大きくし、基板サイズを大きくする必要が出てしまう。

変調部の集積が進み、一つの変調器が多数の変調部を有し、それぞれの長さが異なる場合には、配線部分に非常に多くの種類の電気配線構造が必要となり、前述した電極間のクロストークや、曲げ損失などに対し、それぞれの構造に対応した対策を考慮する必要があり、設計が非常に複雑になる。

ここで、光変調装置においては、相互作用部が設けられる光導波路素子部のより一層の小型化が求められている。このため、光導波路素子部に、特許文献１に記載された光変調装置のように高損失となる電気配線の伝播損失を低減する機構を組み入れることが困難となるが、この機構を組み入れない場合には各電気配線で損失を互いに同じとすることができない。

そこで、本発明は、光導波路素子部を小型化しつつ、複数の相互作用部にそれぞれ電気信号を供給する複数の配線同士の相互作用部までの電気配線の電気長及び電気損失を同じとすることができる光変調装置を提供することを目的とする。

本発明の光変調装置は、電気光学効果を有する基板に設けられた光導波路素子部と、光導波路素子部に電気信号を入力する中継基板部とを備え、光導波路素子部における光導波路の分岐導波路上に第１マッハツェンダ部及び第２マッハツェンダ部がそれぞれ設けられたネスト型構造を有する光変調装置である。光導波路素子部は、第１マッハツェンダ部を構成する第１光導波路と、第１光導波路に沿って設けられ、第１光導波路を導波する光波と相互作用する第１相互作用部と、第１相互作用部へ電気信号を入力する第１ＥＯ基板線路と、第２マッハツェンダ部を構成する第２光導波路と、第２光導波路に沿って設けられ、第２光導波路を導波する光波と相互作用する第２相互作用部と、第２相互作用部へ電気信号を入力する第２ＥＯ基板線路と、を備える。中継基板部は、第１ＥＯ基板線路に接続され、第１ＥＯ基板線路に電気信号を伝達する第１中継基板線路と、第２ＥＯ基板線路に接続され、第２ＥＯ基板線路に電気信号を伝達する第２中継基板線路と、電気損失を増大させる損失調整部と、を備える。第１ＥＯ基板線路と第２ＥＯ基板線路とは互いに電気長が異なる。第１ＥＯ基板線路及び第１中継基板線路の組における合計の電気長と、第２ＥＯ基板線路及び第２中継基板線路の組における合計の電気長とは互いに略等しい。第１ＥＯ基板線路及び第１中継基板線路の組における合計の電気損失と、第２ＥＯ基板線路及び第２中継基板線路の組における合計の電気損失とが互いに略等しくなるように、少なくとも電気損失が低い方の組における第１中継基板線路又は第２中継基板線路に損失調整部を設ける。

この光変調装置によれば、中継基板部に設けられた損失調整部が、第１ＥＯ基板線路及び第１中継基板線路の組における合計の電気損失と、第２ＥＯ基板線路及び第２中継基板線路の組における合計の電気損失とが互いに略等しくなるように、少なくとも電気損失が低い方の組における第１中継基板線路又は第２中継基板線路の電気損失を増大させる。このように、電気損失を増大させる損失調整部が中継基板部に設けられているので、複数の相互作用部にそれぞれ電気信号を供給する複数の配線同士の電気損失を同じとしつつ、光導波路素子部を小型化することができる。

損失調整部を、第１ＥＯ基板線路、第２ＥＯ基板線路、第１中継基板線路及び第２中継基板線路とは損失が異なる線路で構成してもよい。この場合には、第１ＥＯ基板線路、第２ＥＯ基板線路、第１中継基板線路及び第２中継基板線路とは損失が異なる電気配線により、電気損失を容易に増大させることができる。

損失調整部を、集中定数回路、又は、分布定数回路によって構成してもよい。このように、集中定数回路又は分布乗数回路を用いることで、電気損失をより好適に増大させることができる。

本発明によれば、光導波路素子部を小型化しつつ、複数の相互作用部にそれぞれ電気信号を供給する複数の配線同士の電気損失を同じとすることができる。

また、本発明によれば、配線の一部にのみ損失調整部を設けるため、その他の配線部分は共通の設計ルールを適用することが可能になり、変調器の電極や中継基板の設計が容易になる。

また、本発明によれば、損失調整部以外の電極（電気配線）には配線小型化に有利な電極構造を選択することが容易になり、デバイスの小型化に効果がある。

一実施形態、第１変形例及び第２変形例に係る光変調装置の構成を概略的に示す図である。 図１の損失調整部の構成を示す図である。 第１変形例における損失調整部の回路構成を示す図であり、（ａ）はコイルと抵抗器とによって構成される回路、（ｂ）は抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、（ｃ）はコイルと抵抗器とコンデンサとによって構成される回路を示す。 第１変形例における電気配線１、電気配線２及び損失調整部の電気損失の特性を示す図である。 第２変形例における損失調整部の概略構成を示す図である。 第２変形例における電気配線１、電気配線２及び損失調整部の電気損失の特性を示す図である。 第３及び第４変形例に係る光変調装置の構成を概略的に示す図である。 第３変形例における損失調整部の回路構成を示す図であり、（ａ）はコイルと抵抗器とによって構成される回路、（ｂ）は抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、（ｃ）はコイルと抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、（ｄ）及び（ｅ）は抵抗器によって構成される回路を示す。 第３変形例における電気配線１、電気配線２及び損失調整部の電気損失の特性を示す図である。 第４変形例における電気配線１、電気配線２及び損失調整部の電気損失の特性を示す図である。 第５変形例における損失調整部の概略構成を示す図である。 第６変形例における損失調整部の概略構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１に示すように、光変調装置１は、光ファイバＦ１によって導入された光波を変調して、光ファイバＦ２に変調光を出力する光デバイスである。光変調装置１は、光入力部２、中継基板部３、光導波路素子部４、終端基板部５、光出力部６、及び、筐体１０を含んで構成される。

筐体１０は、一方向（以下、「方向Ａ」という。）に延びる箱型の部材であって、例えばステンレス鋼から構成されている。筐体１０は、方向Ａにおける両端面である一端面１０ａ及び他端面１０ｂを有する。一端面１０ａには光ファイバＦ１を挿入するための開口が設けられている。他端面１０ｂには光ファイバＦ２を挿入するための開口が設けられている。筐体１０は、例えば、光入力部２、中継基板部３、光導波路素子部４、終端基板部５及び光出力部６を収容する。

光入力部２は、光ファイバＦ１によって導入される光波を光導波路素子部４に供給する。光入力部２は、光ファイバＦ１と光導波路素子部４との接続を補助するための補助部材を備えていても良い。

光導波路素子部４は、中継基板部３から出力される電気信号（変調信号）に応じて、光入力部２から入力される光波を変調光に変換し、光波を合成する。光導波路素子部４は、光導波路基板４１、複数の光導波路４２、及び、相互作用部４３を含んで構成される。光導波路基板４１は、例えばリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ_３、以下「ＬＮ」という。）などの電気光学効果を有する材料から構成されている。光導波路基板４１は方向Ａに沿って延びており、方向Ａにおける両端部である一端部４１ａ及び他端部４１ｂを有する。

光導波路４２は、光導波路基板４１上に設けられている。光導波路４２は、例えばマッハツェンダ（Mach-Zehnder）型の光導波路であって、光導波路素子部４の変調方式に応じた構造を有する。この例では、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying：差動４値位相変調）変調などで用いられるネスト型変調器の構成を用いている。この場合、光導波路４２は、マッハツェンダ部４２０の２つの分岐導波路上に、第１マッハツェンダ部４２１及び第２マッハツェンダ部４２２が設けられた構造を有する。

マッハツェンダ部４２０の入力導波路４２ａは光導波路基板４１の一端部４１ａから方向Ａに沿って延び、分岐されて第１マッハツェンダ部４２１の入力端及び第２マッハツェンダ部４２２の入力端にそれぞれ接続されている。マッハツェンダ部４２０の出力導波路４２ｂでは、マッハツェンダ部４２１の出力端及び第２マッハツェンダ部４２２の出力端から延びる導波路が合流して方向Ａに沿って他端部４１ｂまで延びている。

第１マッハツェンダ部４２１には、方向Ａに沿って延びる光導波路（第１光導波路）４２１ａ及び４２１ｂが設けられ。第２マッハツェンダ部４２２には、方向Ａに沿って延びる光導波路（第２光導波路）４２２ａ及び４２２ｂが設けられる。

相互作用部４３は、第１相互作用部４３１と、第２相互作用部４３２とを備える。第１相互作用部４３１は、第１マッハツェンダ部４２１に設けられた光導波路４２１ａ及び４２１ｂに沿って延び、光導波路４２１ａ及び４２１ｂを導波する光波と相互作用する。

第１相互作用部４３１は、光導波路基板４１上に設けられ、電気信号に応じた電界を光導波路４２１ａ及び光導波路４２１ｂに印加する。この電界により光導波路４２１ａ及び４２１ｂを伝播する光に対し変調作用が及ぶ。第１相互作用部４３１は、主に金（Ａｕ）などで形成される。また、光導波路基板４１には、中継基板部３からの電気信号を第１相互作用部４３１に入力する第１ＥＯ基板線路４３１Ａと、第１相互作用部４３１からの電気信号を終端基板部５に出力する第１出力配線部４３１Ｂとが設けられる。

更に、光導波路基板４１には、第１相互作用部４３１とによって光導波路４２１ａを挟み込むように配置された第１接地電極部４３１Ｃと、第１相互作用部４３１とによって光導波路４２１ｂを挟み込むように配置された第１接地電極部４３１Ｄとが設けられる。第１接地電極部４３１Ｃの一端は、中継基板部３の第１中継基板３Ａに設けられた第１接地電極部３１Ａに接続され、第１接地電極部４３１Ｃの他端は、終端基板部５の第１終端基板５Ａに設けられた第１接地電極部５１Ａに接続される。同様に、第１接地電極部４３１Ｄの一端は、中継基板部３の第１中継基板３Ａに設けられた第１接地電極部３１Ｂに接続され、第１接地電極部４３１Ｄの他端は、終端基板部５の第１終端基板５Ａに設けられた第１接地電極部５１Ｂに接続される。

第２相互作用部４３２は、第２マッハツェンダ部４２２に設けられた光導波路４２２ａ及び４２２ｂに沿って延び、光導波路４２２ａ及び４２２ｂを導波する光波と相互作用する。

第２相互作用部４３２は、光導波路基板４１上に設けられ、電気信号に応じた電界を光導波路４２２ａ及び４２２ｂに印加する。この電界により光導波路４２２ａ及び４２２ｂを伝播する光に対し変調作用が及ぶ。第２相互作用部４３２は、主に金（Ａｕ）などで形成される。また、光導波路基板４１には、中継基板部３からの電気信号を第２相互作用部４３２に入力する第２ＥＯ基板線路４３２Ａと、第２相互作用部４３２からの電気信号を終端基板部５に出力する第２出力配線部４３２Ｂとが設けられる。

更に、光導波路基板４１には、第２相互作用部４３２とによって光導波路４２２ａを挟み込むように配置された第２接地電極部４３２Ｃと、第２相互作用部４３２とによって光導波路４２２ｂを挟み込むように配置された第２接地電極部４３２Ｄとが設けられる。第２接地電極部４３２Ｃの一端は、中継基板部３の第２中継基板３Ｂに設けられた第２接地電極部３２Ａに接続され、第２接地電極部４３２Ｃの他端は、終端基板部５の第２終端基板５Ｂに設けられた第２接地電極部５２Ａに接続される。同様に、第２接地電極部４３２Ｄの一端は、中継基板部３の第２中継基板３Ｂに設けられた第２接地電極部３２Ｂに接続され、第２接地電極部４３２Ｄの他端は、終端基板部５の第２終端基板５Ｂに設けられた第２接地電極部５２Ｂに接続される。

このように、第１マッハツェンダ部４２１及び第２マッハツェンダ部４２２は、いわゆる、Ｘカット板を使用したＱＰＳＫ変調器を構成する。

光入力部２から光導波路素子部４に入力される光波は、入力導波路４２ａによって第１マッハツェンダ部４２１及び第２マッハツェンダ部４２２に分岐して入力される。分岐された光波は、第１マッハツェンダ部４２１及び第２マッハツェンダ部４２２を通過する際に、相互作用部４３に供給された電気信号によりそれぞれ変調される。第１マッハツェンダ部４２１において変調された変調光及び第２マッハツェンダ部４２２において変調された変調光は、不図示の位相差付与手段により９０度の位相差を付与され、出力導波路４２ｂにおいて合波されて光導波路素子部４から出力される。

中継基板部３は、外部から供給される電気信号（一般的に５〜８Ｖ）を中継して光導波路素子部４に出力する。中継基板部３には、例えば筐体１０の側面１０ｃに設けられた電気信号入力用のコネクタを介して電気信号が入力される。より詳細には、中継基板部３は、第１中継基板３Ａ、及び、第２中継基板３Ｂを備える。

第１中継基板３Ａには、第１中継基板線路３１、第１接地電極部３１Ａ、第１接地電極部３１Ｂ、及び、損失調整部１００が設けられる。第１中継基板線路３１は、光導波路基板４１に設けられた第１ＥＯ基板線路４３１Ａに接続され、電気信号を第１ＥＯ基板線路４３１Ａに伝達する。第１接地電極部３１Ａ及び３１Ｂは、それぞれ、光導波路基板４１に設けられた第１接地電極部４３１Ｃ及び４３１Ｄに接続される。

損失調整部１００は、第１中継基板線路３１によって伝達される電気信号の電気損失を増大させる。損失調整部１００について、詳しくは後述する。

第２中継基板３Ｂには、第２中継基板線路３２、第２接地電極部３２Ａ、及び、第２接地電極部３２Ｂが設けられる。第２中継基板線路３２は、光導波路基板４１に設けられた第２ＥＯ基板線路４３２Ａに接続され、電気信号を第２ＥＯ基板線路４３２Ａに伝達する。第２接地電極部３２Ａ及び３２Ｂは、それぞれ、光導波路基板４１に設けられた第２接地電極部４３２Ｃ及び４３２Ｄに接続される。

終端基板部５は、光導波路素子部４に入力される電気信号の電気的終端である。終端基板部５は、第１終端基板５Ａ、及び、第２終端基板５Ｂを備える。第１終端基板５Ａには、第１接地電極部５１Ａ、第１接地電極部５１Ｂ、及び、第１終端基板線路５１が設けられる。第１接地電極部５１Ａ及び５１Ｂは、それぞれ、光導波路基板４１に設けられた第１接地電極部４３１Ｃ及び４３１Ｄに接続される。第１終端基板線路５１は、第１出力配線部４３１Ｂに接続され、第１出力配線部４３１Ｂからの電気信号が出力される。

第２終端基板５Ｂには、第２接地電極部５２Ａ、第２接地電極部５２Ｂ、及び、第２終端基板線路５２が設けられる。第２接地電極部５２Ａ及び５２Ｂは、それぞれ、光導波路基板４１に設けられた第２接地電極部４３２Ｃ及び４３２Ｄに接続される。第２終端基板線路５２は、第２出力配線部４３２Ｂに接続され、第２出力配線部４３２Ｂからの電気信号が出力される。

ここで、第１ＥＯ基板線路４３１Ａと、第２ＥＯ基板線路４３２Ａとは、互いに電気長が異なっている。本実施形態において、第１ＥＯ基板線路４３１Ａは、第２ＥＯ基板線路４３２Ａよりも電気長が短い。また、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組における合計の電気長と、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組における合計の電気長とは互いに略等しい。

光出力部６は、光導波路素子部４から出力される変調光を光ファイバＦ２に出力する。光出力部６は、光導波路基板４１の他端部４１ｂに設けられている。

次に、損失調整部１００の詳細について説明する。損失調整部１００は、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組と、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組とのうち、電気損失が低い方の組における第１中継基板線路３１又は第２中継基板線路３２に設けられる。本実施形態では、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組の合計の電気損失が、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組の合計の電気損失よりも小さい。このため、損失調整部１００は、第１中継基板線路３１に設けられる。

損失調整部１００は、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組の合計の電気損失と、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組の合計の電気損失とが同じとなるように、第１中継基板線路３１の電気損失を増大させる。

損失調整部１００の構成を図２に示す。図２に示すように、損失調整部１００を、第１中継基板線路３１の電気配線の一部の幅を細くした（断面積を小さくした）絞込部１００ａと、第１接地電極部３１Ａ及び３１Ｂのうち、絞込部１００ａに隣接する部位の幅を広くした（断面積を大きくした）幅広部１００ｂとによって構成することができる。

絞込部１００ａを設けることで、第１中継基板線路３１の電気損失が大きくなる。また、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組の合計の電気損失が、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組の合計の電気損失と同じとなるように、絞込部１００ａ及び幅広部１００ｂの形状が設定される。

本実施形態は以上のように構成され、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組の合計の電気損失が、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組の合計の電気損失と同じとなるように、電気損失を増大させる損失調整部１００を中継基板部３に設ける。これにより、第１相互作用部４３１及び第２相互作用部４３２にそれぞれ電気信号を供給する配線同士の電気損失を同じとしつつ、光導波路素子部４を小型化することができる。

第１中継基板線路３１の電気配線の幅を狭くする等によって損失調整部１００を構成する、即ち、第１中継基板線路３１とは異なる線種を用いることで損失調整部１００を構成することで、容易に電気損失を増大させることができる。

また、中継基板部３を第１中継基板３Ａと、第２中継基板３Ｂとによって構成し、それぞれの基板に第１中継基板線路３１と、第２中継基板線路３２とを設ける。これにより、第１中継基板線路３１及び第２中継基板線路３２間でのクロストークを抑制することができる。但し、中継基板部３を第１中継基板３Ａと第２中継基板３Ｂとによって構成することは必須ではなく、一つの基板によって構成してもよい。同様に、終端基板部５を第１終端基板５Ａと、第２終端基板５Ｂとによって構成し、それぞれの基板に第１終端基板線路５１と、第２終端基板線路５２とを設ける。これにより、第１終端基板線路５１及び第２終端基板線路５２間でのクロストークを抑制することができる。但し、終端基板部５を第１終端基板５Ａと第２終端基板５Ｂとによって構成することは必須ではなく、一つの基板によって構成してもよい。

（第１変形例）
次に、損失調整部の第１変形例について説明する。第１変形例では、損失調整部１００Ａ（図１参照）として集中定数回路を用いる。また、損失調整部１００Ａとして、周波数が高くなるにしたがって、損失が増加する回路を用いる。より詳細には、損失調整部１００Ａを、図３（ａ）に示すようにコイルと抵抗器とによって構成される回路、図３（ｂ）に示すように抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、図３（ｃ）に示すようにコイルと抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、或は、これらの回路の組み合わせによって構成することができる。

ここで、図４において、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組（以下「電気配線１」ともいう）の合計の電気損失の特性Ｌ１と、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組（以下「電気配線２」ともいう）の合計の電気損失の特性Ｌ２とを示す。電気配線１及び電気配線２の電気損失は、周波数が高くなるにしたがって大きくなる。本変形例では、電気配線１における電気損失（特性Ｌ１）と損失調整部１００Ａにおける電気損失（図４の特性Ｘ１）との合計の電気損失が、電気配線２の電気損失（特性Ｌ２）となるように、損失調整部１００Ａの回路構成を選択する。このように、コイル、抵抗器及びコンデンサの少なくともいずれかを用いた集中定数回路によって損失調整部１００Ａを構成することで、電気損失をより好適に増大させることができる。

（第２変形例）
次に、損失調整部の第２変形例について説明する。第２変形例では、損失調整部１００Ｂ（図１参照）として分布定数回路を用いる。より詳細には、損失調整部１００Ｂとして、図５に示すように、第１中継基板線路３１、第１接地電極部３１Ａ及び３１Ｂの一部に、他の領域とは異なるインピーダンスを有する領域を形成する（インピーダンスＺ１とインピーダンスＺ２とが異なっていればよく、Ｚ２はＺ１よりも大きくても小さくてよい。）。

この分布定数回路を用いた損失調整部１００Ｂは、インピーダンス差によって発生する反射を利用して電気損失を調整する。損失調整部１００Ｂでは、インピーダンスの大小関係が同じ反射が２回生じるため、反射による位相変化は無反射成分と反射成分の間で同相関係となる。このため、ＤＣの透過が最大で周波数と調整部の長さに応じて透過特性が変化する損失調整部１００Ｂを構成することができる。ここでの透過特性は、無反射成分と反射成分とを合成したものとなる。

ここで、図６において、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組（電気配線１）の合計の電気損失の特性Ｌ１と、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組（電気配線２）の合計の電気損失の特性Ｌ２と、損失調整部１００Ｂの電気損失の特性Ｘ２とを示す。本変形例では、電気配線１における電気損失（特性Ｌ１）と損失調整部１００Ｂにおける電気損失（図６の特性Ｘ２）との合計の電気損失が、電気配線２の電気損失（特性Ｌ２）となるように、損失調整部１００Ｂを形成する。なお、損失調整部１００Ｂは、調整部分の電気配線のインピーダンスと調整部分の長さを変えることにより、周波数に対する電気損失の傾きの調整が可能である。このように、分布定数回路によって損失調整部１００Ｂを構成することで、電気損失をより好適に増大させることができる。

（第３変形例）
次に、損失調整部の第３変形例について説明する。第３変形例では、図７に示すように、光変調装置１Ａの第１中継基板線路３１に損失調整部１００Ｃを設け、更に、光変調装置１Ａの第２中継基板線路３２に損失調整部２００Ｃを設けるものである。損失調整部１００Ｃ及び２００Ｃは、いずれも電気損失を増大させるものである。

損失調整部２００Ｃは、周波数特性を有する損失調整部であり、周波数が高くなるに従って、電気損失が低下する。具体的には、損失調整部２００Ｃは、図８（ａ）に示すようにコイルと抵抗器とによって構成される回路、図８（ｂ）に示すように抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、図８（ｃ）に示すようにコイルと抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、或は、これらの回路の組み合わせによって構成することができる。

損失調整部１００Ｃは、周波数特性を有さない、固定減衰量の損失調整部である。具体的には、損失調整部１００Ｃを、図８（ｄ）及び図８（ｅ）に示すように、複数の抵抗器によって構成することができる。

図９に、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組（電気配線１）の合計の電気損失の特性Ｌ１と、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組（電気配線２）の合計の電気損失の特性Ｌ２と、損失調整部１００Ｃの電気損失の特性Ｘ３と、損失調整部２００Ｃの電気損失の特性Ｘ４とを示す。本変形例では、電気配線１における電気損失（特性Ｌ１）と損失調整部１００Ｃとにおける電気損失（特性Ｘ３）との合計の電気損失が、電気配線２の電気損失（特性Ｌ２）と損失調整部２００Ｃにおける電気損失（特性Ｘ４）との合計の電気損失となるように、損失調整部１００Ｃの回路構成及び損失調整部２００Ｃの回路構成を選択する。

このように、第１中継基板線路３１の電気損失を増大させる損失調整部１００Ｃと、第２中継基板線路３２の電気損失を増大させる損失調整部２００Ｃとを設けることで、電気配線１と電気配線２とにおける電気損失を好適に略等しくすることができる。従って、電気配線１及び電気配線２間の特性差を抑制しながら、より平坦な周波数特性を有する光変調装置を実現することができる。

（第４変形例）
次に、損失調整部の第４変形例について説明する。第４変形例では、図７に示すように、光変調装置１Ｂの第１中継基板線路３１に損失調整部１００Ｄを設け、更に、光変調装置１Ｂの第２中継基板線路３２に損失調整部２００Ｄを設けるものである。損失調整部１００Ｄ及び２００Ｄは、いずれも電気損失を増大させるものである。

損失調整部１００Ｄ及び２００Ｄは、周波数特性を有する損失調整部であり、周波数が高くなるに従って、電気損失が低下する。また、損失調整部１００Ｄと、損失調整部２００Ｄとは、周波数の変化に対する電気損失の変化が、互いに異なる。具体的には、損失調整部１００Ｄ及び２００Ｄを、図８（ａ）に示すようにコイルと抵抗器とによって構成される回路、図８（ｂ）に示すように抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、図８（ｃ）に示すようにコイルと抵抗器とコンデンサとによって構成される回路、或は、これらの回路の組み合わせによって構成することができる。

図１０に、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組（電気配線１）の合計の電気損失の特性Ｌ１と、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組（電気配線２）の合計の電気損失の特性Ｌ２と、損失調整部１００Ｄの電気損失の特性Ｘ５と、損失調整部２００Ｄの電気損失の特性Ｘ６とを示す。本変形例では、電気配線１における電気損失（特性Ｌ１）と損失調整部１００Ｄとにおける電気損失（特性Ｘ５）との合計の電気損失が、電気配線２の電気損失（特性Ｌ２）と損失調整部２００Ｄにおける電気損失（特性Ｘ６）との合計の電気損失となるように、損失調整部１００Ｄの回路構成及び損失調整部２００Ｄの回路構成を選択する。

このように、第１中継基板線路３１の電気損失を増大させる損失調整部１００Ｄと、第２中継基板線路３２の電気損失を増大させる損失調整部２００Ｄとを設けることで、電気配線１と電気配線２とにおける電気損失を好適に略等しくすることができる。従って、電気配線１及び電気配線２間の特性差を抑制しながら、より平坦な周波数特性を有する光変調装置を実現することができる。

（第５変形例）
図１を用いて説明した実施形態では、電気損失を増大させる損失調整部１００を用いたが、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組（電気配線１）の合計の電気損失が、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組（電気配線２）の合計の電気損失よりも大きい場合には、図１１に示すように、第１中継基板線路３１の電気損失を低下させる損失調整部１０１を設けてもよい。

具体的には、図１１に示すように損失調整部１０１を、第１中継基板線路３１の電気配線の一部の幅を太くした幅広部１０１ａと、第１接地電極部３１Ａ及び３１Ｂのうち、幅広部１０１ａに隣接する部位の幅を狭くした絞込部１０１ｂとによって構成することができる。

幅広部１０１ａを設けることで、第１中継基板線路３１の電気損失が小さくなる。また、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組の合計の電気損失が、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組の合計の電気損失と同じとなるように、幅広部１０１ａ及び絞込部１０１ｂの形状が設定される。この場合であっても、第１相互作用部４３１及び第２相互作用部４３２にそれぞれ電気信号を供給する配線同士の電気損失を同じとしつつ、光導波路素子部４を小型化することができる。

（第６変形例）
次に、第６変形例について説明する。第６変形例は、第５変形例の損失調整部１００Ｅの構成を変更したものである。具体的には、図１２に示すように、損失調整部１０２として、第１中継基板線路３１の電気配線の一部の幅を太くした幅広部１０２ａを設ける。更に、第１接地電極部３１Ａのうち、幅広部１０１ａに隣接する部位を除去することでギャップ部１０２ｂを設ける。

幅広部１０２ａを設けることで、第１中継基板線路３１の電気損失が小さくなる。また、ギャップ部１０２ｂを設けることで、電気力線が広がる空間が大きくなる（ギャップ間隔が広がる）。このため、損失調整部１０２において、第１中継基板線路３１の電気損失を小さくすることができる。損失調整部１０２の幅広部１０２ａとギャップ部１０２ｂとは、第１ＥＯ基板線路４３１Ａ及び第１中継基板線路３１の組の合計の電気損失が、第２ＥＯ基板線路４３２Ａ及び第２中継基板線路３２の組の合計の電気損失と同じとなるように、これらの形状等が設定される。この場合であっても、第１相互作用部４３１及び第２相互作用部４３２にそれぞれ電気信号を供給する配線同士の電気損失を同じとしつつ、光導波路素子部４を小型化することができる。

以上、本発明の一実施形態及び種々の変形例について説明したが、本発明は、上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、光導波路素子部４として、いわゆる、Ｚカット板を使用した変調器を用いることができる。また、光導波路素子部４として、マッハツェンダ型の光導波路構造を有するものを用いたが、これ以外の構造の光導波路を用いることもできる。

上記実施形態及び種々の変形例では、第１相互作用部４３１及び第２相互作用部４３２に供給される２本の配線の電気損失を略等しくするものとしたが、３つ以上の信号電極部と、各信号電極部に電気信号を供給する３つ以上信号電極部とが設けられている場合、上述した損失調整部１００等を用いて、少なくとも２以上の電気損失を互いに略等しくすることができる。この場合であっても、上述した場合と同様の効果を得ることができる。

上記実施形態、第５及び第６変形例では、第１中継基板線路３１の信号電極の太さを変更することで電気損失を変更するものとしたが、信号電極と接地電極とのギャップ、電極部の種類を変更することで電気損失を変更することもできる。この場合、例えば、コプレーナ、マイクロストリップ、或は、コプレーナストリップを用いることができる。

１，１Ａ，１Ｂ…光変調装置、３…中継基板部、３Ａ…第１中継基板部、３Ｂ…第２中継基板部、４…光導波路素子部、３１…第１中継基板線路、３２…第２中継基板線路、４２１ａ，４２１ｂ…光導波路（第１光導波路）、４２２ａ，４２２ｂ…光導波路（第２光導波路）、４３１…第１相互作用部、４３２…第２相互作用部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，２００Ｃ，２００Ｄ…損失調整部。

Claims (4)

1. 電気光学効果を有する基板に設けられた光導波路素子部と、前記光導波路素子部に電気信号を入力する中継基板部とを備え、前記光導波路素子部における光導波路の分岐導波路上に第１マッハツェンダ部及び第２マッハツェンダ部がそれぞれ設けられたネスト型構造を有する光変調装置であって、
   前記光導波路素子部は、
   前記第１マッハツェンダ部を構成する第１光導波路と、
   前記第１光導波路に沿って設けられ、前記第１光導波路を導波する光波と相互作用する第１相互作用部と、
   前記第１相互作用部へ電気信号を入力する第１ＥＯ基板線路と、
   前記第２マッハツェンダ部を構成する第２光導波路と、
   前記第２光導波路に沿って設けられ、前記第２光導波路を導波する光波と相互作用する第２相互作用部と、
   前記第２相互作用部へ電気信号を入力する第２ＥＯ基板線路と、
   を備え、
   前記中継基板部は、
   前記第１ＥＯ基板線路に接続され、前記第１ＥＯ基板線路に前記電気信号を伝達する第１中継基板線路と、
   前記第２ＥＯ基板線路に接続され、前記第２ＥＯ基板線路に前記電気信号を伝達する第２中継基板線路と、
   電気損失を増大させる損失調整部と、
   を備え、
   前記第１ＥＯ基板線路と前記第２ＥＯ基板線路とは互いに電気長が異なり、
   前記第１ＥＯ基板線路及び前記第１中継基板線路の組における合計の電気長と、前記第２ＥＯ基板線路及び前記第２中継基板線路の組における合計の電気長とは互いに略等しく、
   前記第１ＥＯ基板線路及び前記第１中継基板線路の組における合計の電気損失と、前記第２ＥＯ基板線路及び前記第２中継基板線路の組における合計の電気損失とが互いに略等しくなるように、少なくとも電気損失が低い方の組における前記第１中継基板線路又は前記第２中継基板線路に前記損失調整部を設ける、
   光変調装置。
2. 前記損失調整部は、前記第１ＥＯ基板線路、前記第２ＥＯ基板線路、前記第１中継基板線路及び第２中継基板線路とは損失が異なる電気配線で構成される、請求項１に記載の光変調装置。
3. 前記損失調整部は、集中定数回路によって構成される、請求項１に記載の光変調装置。
4. 前記損失調整部は、分布定数回路によって構成される、請求項１に記載の光変調装置。

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