JP7099642B2

JP7099642B2 - Ｉｑ光変調器

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Publication number: JP7099642B2
Application number: JP2021545072A
Authority: JP
Inventors: 義弘小木曽; 常祐尾崎; 泰彰橋詰; 光映石川; 伸浩布谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: CA3154351A1; EP4030224A4; EP4030224A1; US11994783B2; CN114365033A; US20220326585A1; WO2021049004A1; JPWO2021049004A1

Description

本発明は、高速かつ広波長帯域動作可能なＩＱ光変調器に関する。

光通信システムの大容量化に伴い、高度な光変調方式に対応した高速光変調器が求められている。特にデジタルコヒーレント技術を用いた多値光変調器は１００Ｇｂｐｓを超える大容量トランシーバ実現に大きな役割を果たしている。これら多値光変調器では光の振幅及び位相にそれぞれ独立の信号を付加させるべく、光入力を２つのアームに分波し、移相後に合波して干渉出力するマッハ・ツェンダー干渉型の光導波路（ＭＺ光導波路）で構成された、ゼロチャープ駆動が可能な光変調器（ＭＺＭ）が並列多段に内蔵されている。

現在通信網への普及が進んでいる代表的な偏波多重型のＩＱ光変調器は、親ＭＺＭの各アームのそれぞれが子ＭＺＭで構成された、いわゆる入れ子構造のＭＺ光導波路が、Ｘ、Ｙの偏波チャネルに対応して２つ並列に設けられ、計４つの子ＭＺＭを有するＭＺＭ（Ｑｕａｄ－ｐａｒａｌｌｅｌＭＺＭ）で構成されている。各子ＭＺＭの２つのアームには、光導波路内を伝搬する光信号に変調動作を行うためのＲＦ変調電気信号が入力される進行波型電極が設けられている。各偏波チャネルにおいて、このような対をなす２つの子ＭＺＭの一方がＩチャネル、他方がＱチャネルにあたる。

かかる偏波多重型のＩＱ光変調器は、子ＭＺＭのアーム光導波路に沿って設けられた変調電極の一端にＲＦ変調電気信号を入力することにより、電気光学効果を生じさせて子ＭＺＭの光導波路内を伝搬する２つの光信号に位相変調を施している。（特許文献１）
また、偏波多重型のＩＱ光変調器はＩＱ光変調器の一つであるが、ＩＱ光変調器としては用いる光信号が２つの偏波光信号に限らず、単一の偏波光信号を用いたものも知られている。単一偏波の場合は、入れ子構造ＭＺＭが１つで構成される。

図１は、従来構造の偏波多重型のＩＱ光変調器１００の一例を示す平面図である。

図１の偏波多重型のＩＱ光変調器１００のチップ１２０右端の中央から入力された入力光１０１は、Ｘ，Ｙ２つの偏波チャネル用の入れ子構造ＭＺＭ１０４X、１０４Yの間を通る入力光導波路１０２を経て、チップ左端の光分岐回路１０３で分岐される。分岐後、１８０°折り返した二つの光は、Ｘ偏波チャネル用の入れ子構造ＭＺＭ１０４XとＹ偏波チャネルの入れ子構造ＭＺＭ１０４Yに入力される。各偏波チャネルの光は入れ子構造ＭＺＭ１０４Xと入れ子構造ＭＺＭ１０４Yにおいて、チップ左端から入力された８本のＲＦ変調信号１０８によって光変調され、チップ右端の上下から変調出力光１１０X、１１０Yとして出力される。

図２は、同様な従来構造の偏波多重型のＩＱ光変調器２００の別例を示す平面図である。また、図３は、図２のチップ上での具体的なレイアウトを示す平面図である。（特許文献２、Fig.7)

図１と図２の２つの従来構造は、入力光導波路２０２がＸ偏波チャネルとＹ偏波チャネルの間に設けられた構造である点は共通するが、図２の偏波多重型のＩＱ光変調器２００では、光分岐回路２０３の構造が図１と異なっている。図１では光分岐回路１０３がＩＱチャネル間で対称な構造であるが、図２ではＩＱチャネル間では非対称な構造になっている。

図１ではＩＱチャネル間で導波路構造が対称であるため、チップ内の温度変動・温度分布に対してチャネル間の特性誤差は小さいが、ＲＦ変調信号入力の引出線路長Ｌ１が長くなるため高周波特性の劣化が懸念される。一方、図２ではＲＦ変調信号入力の引出線路長Ｌ２を短尺化できるメリットがあるものの、ＩＱチャネル間の導波路構造の非対称性に起因した温度変動や長期的安定性に課題を有する。

図４は、このようなＩＱチャネル間での導波路構造の対称性の重要性を説明する図である。図４（ａ）の構造ではチップ４２０ａ上で、チップ右端側から入力した光は、Ｑチャネルの下方に設けられた入力光導波路４０２ａを左方へ伝播し、光分岐回路４０３ａで分岐された後に１８０°折り曲げられて、ＩＱ両チャネルのＭＺＭに入力されている。このためＩＱチャネル間で光導波路の長さにチャネルピッチ相当の非対称が生じており、チップ４２０ａの左側にパッケージ等からの熱源４９０ａがあると仮定すると、熱分布が外環境温度等の影響で変化した際に、チップ端付近でＩＱ両チャネルの光の間の位相差が変動することが懸念される。

これに対し、図４（ｂ）のチップ４２０ｂの構造のように、ＩチャネルとＱチャネルの間に入力光導波路４０２ｂを設けることができれば、光分岐回路４０３ｂで分岐された後に分岐された２つの光を対称に折り曲げることができ、ＩＱチャネルのＭＺＭに分岐・入力する光導波路を対称な構造とすることができる。この構造であれば、ＩチャネルとＱチャネルと入力光導波路４０２ｂの間隔などを適切に（等しく）設計してあれば、パッケージ等の外部からの熱源４９０ｂによる熱分布変化の影響をＩＱ両チャネル間で等しく抑えて、チップ端付近の光位相変動を抑えることが可能となる。このように、光分岐、折り曲げの際には光導波路の構造の対称性が求められる。しかし、入れ子構造のＭＺ光導波路を有するＩＱ光変調器においては、ＩチャネルとＱチャネルの間の領域は親ＭＺＭの分波器、合波器とアーム（子ＭＺＭ）で囲まれているため、入力光導波路をこの領域に引き込むためには光導波路どうしの交差部が必要となり、光学損失の要因となるのが難点であった。

図５は、従来構造の偏波多重型のＩＱ光変調器のまた別例を示す平面図である。
（特許文献２、Fig.6)

図５では、入力光をチップの入力側で分岐して、２本の光入力導波路を光変調領域（全チャネル）の外側に設けた構造となっている。この構造により、チップ外側に位相調整器や光増幅器などの機能回路を設けることが出来るため、高周波特性との独立性が図れるメリットを有する。しかし、この構造においても図２の従来構造と同様にＩＱチャネル間の導波路構造の非対称性に起因した動作安定性に課題は残る。

国際公開ＷＯ／２０１８／１７４０８３号公報国際公開ＷＯ／２０１７／０８５４４７号公報

上述のように従来の構造では、入力光導波路をＸ偏波チャネルとＹ偏波チャネルの間に配置していたが、Ｘ偏波チャネルおよびＹ偏波チャネルの各ＩＱチャネル間で、導波路構造を対称に設計すると、図１のようにＲＦ入力引出線路長Ｌ１が長くなってしまい、高周波特性の劣化が生じる。

一方、図２，３の従来例のようにＲＦ入力引出線路長Ｌ２が短くなる設計をすると、ＩＱチャネル間で導波路構造が非対称になってしまい、チャネル間の特性差が温度に大きく依存してしまう。

さらに一方、図５のように光入力導波路を光変調領域の外側に設けると、高周波特性とは独立して、光増幅器や位相変調器等の機能回路を設計できるという利点があるが、ＩＱチャネル間の導波路構造の非対称性に起因した動作安定性が問題となるという課題があった。

本発明はこのような課題を解決するために、光が同一平面で交差する光交差導波路を介して、光入力導波路をＩＱチャネル間に形成することを特徴とする。光交差導波路は、１×１ＭＭＩカプラを直交させる構成をしており、光高次モードフィルターとして機能する。

実施形態は、例えば以下のような構成を有する。
（構成１）
Ｉチャネルの光変調領域とＱチャネルの光変調領域を有する入れ子構造のＭＺ光導波路を有するＩＱ光変調器であって、
前記ＩＱ光変調器の入力光導波路と出力光導波路の端部が、前記ＩＱ光変調器のチップの同一端面にあり、
前記光変調領域の一方のチャネルの出力光を合波する第１の光合波器と前記出力光導波路に繋がる第２の光合波器との間を繋ぐ光導波路と、前記入力光導波路が、光が同一平面で交差する光交差導波路において交差し、
前記入力光導波路が接続される第１の光分波器が前記Ｉチャネルの光変調領域と前記Ｑチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第１の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
（構成２）
構成１に記載のＩＱ光変調器において、
前記第１の光分波器で分波された光を前記光変調領域の２つのアームに分岐する第２の光分波器が、前記Ｉチャネルの光変調領域と前記Ｑチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第２の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
（構成３）
構成１または２に記載のＩＱ光変調器において、
前記入力光導波路と交差しない他方のチャネルの側にも、交差する光を供給しないダミーの光交差導波路を設ける
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
（構成４）
構成１ないし３のいずれか１項に記載のＩＱ光変調器において、
前記光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された２つの１×１ＭＭＩカプラから構成されている
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
（構成５）
構成４に記載のＩＱ光変調器において、
前記２つの１×１ＭＭＩカプラは、交差する光の伝搬モードの第２集光点において交差する
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
（構成６）
構成１ないし５のいずれか１項に記載のＩＱ光変調器を、Ｘ偏波チャネル用およびＹ偏波チャネル用にチップ上に２つ並列集積した、偏波多重型のＩＱ光変調器であって、
入力光導波路から入力された光をＸ偏波チャネルおよびＹ偏波チャネルに分波して２つの前記ＩＱ光変調器に供給するＸＹ偏波分離器を設けた
ことを特徴とする偏波多重型のＩＱ光変調器。
（構成７）
構成６記載の偏波多重型のＩＱ光変調器において、
前記ＸＹ偏波分離器が、１入力２出力型光分波器、ＤＣ位相調整器、及び２入力２出力型光合分波器から構成される
ことを特徴とする偏波多重型のＩＱ光変調器。

このような構成により、ＩＱチャネル間で光導波路構造が対称の構造となるため、温度変動によるＩＱチャネル間特性差を抑制できる。ＲＦ引出線路長を短くすることが可能となるため、ＩＱ光変調器の高周波特性が向上する。

従来構造の偏波多重型のＩＱ光変調器の一例を示す平面図である。従来構造の偏波多重型のＩＱ光変調器の別例を示す平面図である。図２の具体的なチップ上でのレイアウトを示す平面図である。ＩＱチャネル間での導波路構造の対称性を説明する図である。従来構造の偏波多重型のＩＱ光変調器のまた別例を示す平面図である。実施例１のＩＱ光変調器のチップ平面図である。実施例２の偏波多重型のＩＱ光変調器のチップ平面図である。実施例３の偏波多重型のＩＱ光変調器のチップ平面図である。実施例４の偏波多重型のＩＱ光変調器のチップ平面図である。実施例５の偏波多重型のＩＱ光変調器のチップ平面図である。実施例６のＩＱ光変調器の光交差導波路を説明するための、光伝搬モードの分布図である。１×１ＭＭＩカプラ内を伝搬する光の、０次モードと１次モードの光強度の分布を説明する図である。０次モードと１次モードにおけるＭＭＩ長（横軸）と透過光強度（縦軸）の関係を、２本のグラフに示した図である。実施例６の光交差導波路のチップ平面図である。実施例６の光交差導波路のチップ平面図（ａ）と、透過光強度を示したグラフ（ｂ）である。

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

（実施例１）
図６に、実施例１のＩＱ光変調器のチップ平面図を示す。実施例１のＩＱ光変調器６００は、単一偏波のＩＱ光変調器であって、チップ６２０上に１つの入れ子構造のＭＺＭの子ＭＺＭを構成する、Ｉチャネル光変調領域６０４ａとＱチャネル光変調領域６０４ｂを有する。

図６のＩＱ光変調器６００は、子ＭＺＭとしてＩチャネル光変調領域６０４ａとＱチャネル光変調領域６０４ｂを構成する、入れ子構造のＭＺ光導波路を含むＩＱ光変調器である。光入力部の入力光導波路６０１と光出力部の出力光導波路６１０の端部は、チップ６２０の同一端面（図６の右端面）にある。

一方の、例えばＱチャネル側の子ＭＺＭの光合波器である第１の光合波器６０７ｂと、親ＭＺＭの光合波器である第２の光合波器６０９の間を結ぶ光導波路は、入力光導波路６０１と交差しており、交差部には、光が同一平面で交差する光交差導波路６０２が設けられており、入力光導波路６０１をＩチャネルとＱチャネルの間の領域に引き込んでいる。

この図６の場合には、光交差導波路６０２が設けられているのはＱチャネル側であるが、入力光導波路６０１を図の出力光導波路６１０の上側に配置してＩチャネル側で交差させてもよい。

親ＭＺＭの光分波器である第１の光分波器６０３は、Ｉチャネル光変調領域６０４ａとＱチャネル光変調領域６０４ｂの間に設けられており、第１の光分波器６０３内での光伝搬方向と光変調領域６０４ａ，ｂ内の光伝搬の方向が反対（１８０°）である。

子ＭＺＭの光分波器である第２の光分波器６０６ａ，ｂは、第１の光分波器６０３で分波された２つの光を折り返した先の、Ｉチャネル光変調領域６０４ａ、Ｑチャネル光変調領域６０４ｂの入力側に設けられている。第２の光分波器６０６ａ，ｂについては、Ｉチャネル光変調領域６０４ａとＱチャネル光変調領域６０４ｂの間に設けられる必要はなく、第２の光分波器６０６ａ，ｂ内での光伝搬方向と光変調領域６０４ａ，ｂ内の光伝搬の方向が反対である必要もない。

なお、親ＭＺＭの導波路内の第２の光合波器６０９の入力側にはＤＣ位相調整器６０８ａ，ｂが設けられているが、ＤＣ位相調整器６０８ａ，ｂは、例えば第１の光分波器６０３の出力側から第２の光分波器６０６ａ、ｂの入力側への光導波路上に設けても問題ない。

このような構成により、ＩＱチャネルの変調領域の間で光導波路の構造が対称の構造となるため、温度変動によるＩＱチャネル間の特性差を抑制することができる。

（実施例２）-
図７に示す実施例２のＩＱ光変調器７００は、偏波多重型のＩＱ光変調器であって、実施例１のＩＱ光変調器６００を、Ｘ偏波チャネル用およびＹ偏波チャネル用にチップ７２０上に２つ、並列に集積して、偏波多重型のＩＱ光変調器を構成したものである。計４つのＭＺ変調器をチップ７２０上に集積して、偏波多重の実システムで採用されている構成となっている。

図７の偏波多重型のＩＱ光変調器７００では、入力光導波路７０１から入力された光がＸＹ偏波分離器７３０でＸ偏波チャネルおよびＹ偏波チャネルに分離され、光交差導波路７０２Xと７０２Yを介して、それぞれの偏波チャネルのＩＱチャネル光変調領域７０４XIと７０４XQ、または７０４YIと７０４YQの間に引き込まれた後に、分岐、折り返して光変調される。光変調された後にそれぞれの偏波チャネル別に合波されて、最終的に入力光導波路７０１と同じチップ端面に繋がる出力光導波路７１０Xと７１０Yから、Ｘ偏波変調出力光、Ｙ偏波変調出力光として出力される。

（実施例３）
図８には実施例３の偏波多重型のＩＱ光変調器８００を示す。
実施例３のＩＱ光変調器８００は、実施例２の偏波多重型ＩＱ光変調器７００の構成において、子ＭＺＭの光分波器である第２の光分波器８０６XI、８０６XQ（Ｙ偏波側は図における要素符号は略した）もＩチャネル光変調領域とＱチャネル光変調領域の間に設けたものであり、第２の光分波器内の光伝搬方向と光変調領域内の光伝搬方向が反対（１８０°）となっている。

実施例３の構成にすることで、子ＭＺＭの導波路に設けるＤＣ位相調整器８０８XIa、XQa、XIb、XQb（Ｙ偏波側は図における要素符号は略した）を折り返しの前に形成することが出来るため、ＤＣ位相調整器を光変調領域のＲＦ電極と直列に形成しなくてよくなり、チップ長を短尺化できチップの小型化が可能となる。

なお図８の場合、親ＭＺＭのＤＣ位相調整器８０８XI、XQは第１光分波器８０３と第２光分波器８０６の間に設けてあるが、例えば第１光合波器８０７と第２光合波器８０９の間に設けても問題ない。

また図８では、子ＭＺＭの光分波器である第２光分波器８０６XI、８０６XQが子ＭＺＭの各アームに向けて光を分岐した後に、２本の光導波路を揃えて折り返すこととなるため、子ＭＺＭの２つのアームの内側の（内回りの）アームに当たる光導波路には、外側の（外回りの）アームと光路長を合わせるための折り曲げ部を設けている。

（実施例４）
図９には実施例４の偏波多重型のＩＱ光変調器９００のチップ平面図を示す。図面の各要素の符号が無い、又は２桁目以降の番号が共通する要素は、以前の図の対応する要素と同じ要素であり、説明は省略する。

図９の実施例４の偏波多重型ＩＱ光変調器９００は、実施例１～３の構成に加えて、交差する光導波路がないチャネルに対しても交差する光を供給しない光交差導波路、すなわちダミー光交差導波路９０２X´、９０２Y´を設けるものである。
このような構成にすることで、ＸＹおよびＩＱチャネル間での導波路交差数が等しくなるため、光学特性のチャネル間における差をなくすことができる。

（実施例５）
図１０には、実施例５の偏波多重型のＩＱ光変調器１０００のチップ平面図を示す。

図１０の実施例５の偏波多重型ＩＱ光変調器１０００は、実施例２～４の構成に加えて
ＸＹ偏波分離器１０３０を、１入力２出力型光分波器１０３１、ＤＣ位相調整器１０３２、及び２入力２出力型光合分波器１０３３をこの順に繋げた構成としたものである。

Ｘ偏波、Ｙ偏波のチャネル間の光挿入損失差はＰＤＬ（polarization dependent loss：偏波依存損失）として仕様が決められており、加工プロセス等に起因した不均一化によって偏波多重型ＩＱ光変調器としてのＰＤＬが増大することが課題として挙げられる。

従来このＰＤＬの補償機構としては、各偏波チャネルごとにＶＯＡ（可変光減衰器）が用いられてきたが、このＶＯＡによる補償機構では、光パワー強度の大きいチャネルの光強度をＶＯＡで減衰させてバランス調整を行うため、原理的に過剰な光損失が生じていた。

本実施例５では、ＸＹ偏波分離器１０３０を、１入力２出力型光分波器１０３１、ＤＣ位相調整器１０３２、及び２入力２出力型光合分波器１０３３をこの順に繋げた構成とすることにより、ＸＹ偏波分離器として分岐比を任意に調整可能な、光パワートリミング機構を初段に形成する。これにより、損失無くトータルの光強度を維持したままＰＤＬ補償を行うことが可能となる、という大きなメリットを有している。

（実施例６）
図１１には、実施例６としてＩＱ光変調器の光交差導波路を説明するための、光伝搬モードの分布図を示す。実施例６の光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された２つの１×１ＭＭＩカプラから構成されている。２つの１×１ＭＭＩカプラは、十字型の平面形状をなし、同一のコア・クラッド構造で形成されており、伝搬方向が直交する２つの光が同一平面で交差する構造になっている。

図１１では、図の水平（長手）方向の光導波路を左右に伝搬する光が、十字構造の横棒となる中央の長方形のＭＭＩ部分で形成する伝搬モードに応じた光の強度分布を示している。この場合、中央で交差する垂直方向には光が伝搬していない。実施例１～５のいずれの光交差導波路も、この十字配置の２つの１×１ＭＭＩカプラを用いて構成することができる。

１×１ＭＭＩカプラは光の高次モードフィルタとして機能するので、広帯域な光学特性を得るうえで重要であり、ＭＭＩカプラ内の集光位置（光強度分布のくびれた部分）を光の交差部分とすることで、より低損失な光交差導波路を実現可能となる。
特に２つのＭＭＩカプラの集光位置を合わせて光交差導波路とすることで、光交差導波路の伝搬光への影響を最小限に抑えて低損失な光学特性を得ることが出来る。

図１２は、１つの１×１ＭＭＩカプラ内を横方向に伝搬する光の、０次モードと１次モードにおける光強度分布を対比して説明する図である。図１２において上の図が０次モードの分布図であり、左の導波路から入射する光がＭＭＩの長手方向（ＭＭＩ長、横軸）に形成する３周期分の分布が見えている。図１２の下の図が１次モードの分布図であって、導波路の長手方向（横軸）の同じ区間に４．５周期分の分布が見えている。

光交差導波路をＭＭＩカプラ上に作製する場合、０次モードの集光点で作製すると、０次モードは交差の影響を受けず、光交差導波路における伝搬損失が抑制できる。図１２の上下の図を繋ぐ３本の縦の点線は、０次モードの第１～第３集光点の横軸方向での位置を示している。

０次モードの第１集光点は、１次モードの集光点と異なるため、第１集光点でＭＭＩカプラを構成した場合（ＭＭＩカプラ長が一番左の縦の点線の場合）は、０次モードはＭＭＩカプラに続く光導波路に結合するが、１次モードは光導波路に結合せず、ＭＭＩカプラは１次モードフィルタとして機能する。この場合、光交差導波路を作製しようとすると、０次モードの集光点上に、光交差導波路を作製することができないため、光交差導波路の損失が大きくなってしまう。

一方、０次モードの第２集光点でＭＭＩカプラを構成した場合（ＭＭＩカプラ長が左から２番目の縦の点線の場合）、ＭＭＩカプラ出口で１次モードの集光点と０次モードの集光点が一致しているため、ＭＭＩカプラに続く光導波路に０次モードと１次モードの両方が結合され、伝搬損失が抑制できる。一方で、１次モードフィルタとしての機能はない。しかし、光交差導波路を、０次モードの第１集光点上で作製できるため、光交差導波路の低損失化が可能となる。

図１３は、０次モードと１次モードにおけるＭＭＩの透過光強度（ｄＢ）を縦軸にとり、ＭＭＩ長を横軸（μｍ）にとり、それらの関係を２本のグラフに示したものである。グラフのピークがそれぞれのモードの集光点に当たる。

図１４は、実施例６の光交差導波路のチップ平面図である。光交差導波路を、光伝搬方向が水平と垂直の２つの光について、それらの第３集光点とＭＭＩカプラ長さが一致するように２つのＭＭＩカプラを設計し、第２集光点を一致させて交差させて作製した場合の図である。この構成により、光交差導波路０次モードの低損失化と１次モードのフィルタ特性の両立が可能である。

図１５は、実施例６の光交差導波路のチップ平面図（ａ）と、透過光強度を示したグラフ（ｂ）である。光交差導波路を、第２集光点で交差させて２つのＭＭＩを配置した場合に、横軸のＭＭＩ長（μｍ）に対応する透過光強度（ｄＢ）を示したグラフ（ｂ）を示している。第２集光位置で集光させると透過光強度が最大となっており、伝搬損失がもっとも小さくなることを示す結果である。

以上のように、本発明の光学素子の実装方法では、光が同一平面で交差する光交差導波路を用いて、冷却または加熱によって光学素子が圧力または応力をうけて反るなどしても光学素子の特性が変化することを防止でき、製造プロセスも簡易な光学素子の実装が可能となった。

１００、２００，６００，７００，８００，９００，１０００ＩＱ光変調器
１２０、２２０、４２０ａ、４２０ｂ、６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０チップ
１０１、２０１入力光
１０４Ｘ、１０４Y、２０４X、２０４Y 入れ子構造ＭＺＭ
６０２，７０２X、７０２Y，８０２X、８０２Y，９０２X、９０２Y 光交差導波路
９０２X'、９０２Y' ダミー光交差導波路

６０３，８０３X、９０３X 第１光分波器
６０６ａ、６０６ｂ、８０６XI、８０６XQ 第２光分波器
６０４ａ、６０４ｂ、７０４XI～YQ 光変調領域
６０７ａ、６０７ｂ、８０７XI、XQ 第１光合波器
６０８ａ，６０８ｂ、８０８XI、XQ、XIa～XQb ＤＣ位相調整器
６０９，８０９X,Y 第２光合波器
１０２，２０２、４０２ａ、４０２ｂ，６０１，７０１，８０１，９０１入力光導波路
１０３、２０３、４０３ａ、４０３ｂ光分岐回路
４９０ａ、４９０ｂ熱源
１０８、２０８ＲＦ変調信号
１１０X、１１０Y、２１０X、２１０Y 変調出力光
６１０，７１０X、７１０Y，８１０X、８１０Y，９１０X、９１０Y 出力光導波路
７３０、８３０、９３０、１０３０ＸＹ偏波分離器
１０３１１入力２出力型光分波器
１０３２ＤＣ位相調整器
１０３３２入力２出力型光合分波器

Claims

Ｉチャネルの光変調領域とＱチャネルの光変調領域を有する入れ子構造のＭＺ光導波路を有するＩＱ光変調器であって、
前記ＩＱ光変調器の入力光導波路と出力光導波路の端部が、前記ＩＱ光変調器のチップの同一端面にあり、
前記光変調領域の一方のチャネルの出力光を合波する第１の光合波器と前記出力光導波路に繋がる第２の光合波器との間を繋ぐ光導波路と、前記入力光導波路が、光が同一平面で交差する光交差導波路において交差し、
前記入力光導波路が接続される第１の光分波器が前記Ｉチャネルの光変調領域と前記Ｑチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第１の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
請求項１に記載のＩＱ光変調器において、
前記第１の光分波器で分波された光を前記光変調領域の２つのアームに分岐する第２の光分波器が、前記Ｉチャネルの光変調領域と前記Ｑチャネルの光変調領域の間に設けられ、
前記第２の光分波器内の光伝搬方向と前記光変調領域内の光伝搬方向が反対方向である
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
請求項１または２に記載のＩＱ光変調器において、
前記入力光導波路と交差しない他方のチャネルの側にも、交差する光を供給しないダミーの光交差導波路を設ける
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＩＱ光変調器において、
前記光交差導波路は、光の伝搬方向が直交する十字型に配置された２つの１×１ＭＭＩカプラから構成されている
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
請求項４に記載のＩＱ光変調器において、
前記２つの１×１ＭＭＩカプラは、交差する光の伝搬モードの第２集光点において交差する
ことを特徴とするＩＱ光変調器。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＩＱ光変調器を、Ｘ偏波チャネル用およびＹ偏波チャネル用にチップ上に２つ並列集積した、偏波多重型のＩＱ光変調器であって、
入力光導波路から入力された光をＸ偏波チャネルおよびＹ偏波チャネルに分波して２つの前記ＩＱ光変調器に供給するＸＹ偏波分離器を設けた
ことを特徴とする偏波多重型のＩＱ光変調器。
請求項６記載の偏波多重型のＩＱ光変調器において、
前記ＸＹ偏波分離器が、１入力２出力型光分波器、ＤＣ位相調整器、及び２入力２出力型光合分波器から構成される
ことを特徴とする偏波多重型のＩＱ光変調器。