WO2007052638A1 - 光変調器 - Google Patents

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modulation
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modulation signal
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Ryo Shimizu
Takahisa Fujita
Toru Sugamata
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Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.
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    • G02F1/0356—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator, and more particularly to an optical modulator having a connection substrate or a termination substrate disposed outside a light modulation element.
  • a waveguide type optical modulator in which an optical waveguide and a modulation electrode are formed on a substrate having an electro-optic effect has been widely used.
  • an optical modulator there is a demand for multifunction and compactness of the optical modulator.
  • a connection substrate 4 and a termination substrate 9 are arranged around the optical modulation element 1. These are integrated in the case 10 to form an optical modulator module.
  • the optical modulation element 1 is LiNbO or the like.
  • An optical waveguide (not shown) and a modulation electrode are formed on a substrate having the electro-optic effect 3 !, and the modulation electrode is composed of a signal electrode 2 and a ground electrode (not shown). , Ru An optical fiber 3 for entering or emitting light waves is connected to the light modulation element 1.
  • connection substrate 4 including a functional element 8 such as an amplifier and a termination substrate 5 including a terminator 9 are disposed around the light modulation element 1.
  • the connection substrate 4 and the termination substrate 5 are housed in the case 10 together with the light modulation element 1 to form an optical modulator module.
  • Microwave signal force generated from the modulation signal source 6 is introduced into the GPO connector 7 which is an input terminal of the case 10, and the connector force propagates to the signal input end 11 of the connection board 4 shown in FIG.
  • connection board 4 the modulation signal is derived to the signal output end 12 through the functional element 8 for converting the modulation signal such as an amplifier, a divider, and a phase shifter into various states.
  • the connection substrate 4 is not limited to the one including the functional element 8 and may be, for example, a connection substrate having only a coplanar line as disclosed in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-233043 [0005]
  • the signal output end 12 of the connection board and the electrode pad of the signal electrode 2 of the light modulation element are wire-bonded, and the modulation signal output from the connection board 4 continues to propagate through the signal electrode 2 To do.
  • the light wave propagating in the optical waveguide of the light modulation element is subjected to optical modulation by the modulation signal propagating through the signal electrode 2.
  • Another electrode pad is provided at the terminal portion of the signal electrode 2, and wire bonding is similarly performed between the electrode pad and the end of the signal line of the terminal substrate. Therefore, the modulation signal propagates further from the signal electrode 2 to the termination substrate 5 and is absorbed by the terminator 9 provided in the termination substrate.
  • the modulation curve D of the light modulation element 1 (curve showing the light quantity change I of the modulated light wave with respect to the voltage V applied to the light modulation element) Forms a curve as shown in FIG.
  • the modulation signal applied to the signal electrode 2 of the light modulation element 1 changes so as to vary in the range between the peak at which the light output is maximum and the bottom point at which the light output is minimum, as indicated by symbol a in FIG. Is set.
  • the change in light output when the modulation signal a is marked is indicated by symbol A.
  • the optical output change B becomes smaller than the predetermined amplitude value of the optical output, and the SZN ratio is low. Will be taken down.
  • the modulation signal is larger than the predetermined amplitude value as shown in FIG. 2 (in the case of modulation signal c)
  • the optical output change C becomes smaller than the predetermined amplitude value of the optical output, and the SZN ratio decreases.
  • the optical output waveform is also distorted.
  • the modulation signal for driving the optical modulation element is generally about 5V, whereas the modulation signal output from the modulation signal source 6 is about 0.3V. Amplification is done. For this reason, there is a problem that the amplification factor of the amplifier changes due to a temperature change in the optical modulator module or a temperature difference between the inside and outside of the module, and the amplitude value of the modulation signal applied to the optical modulation element deviates by a predetermined value. It was happening.
  • connection board Various functional elements such as amplifiers, distributors, and phase shifters are incorporated on the connection board.
  • the operating characteristics of these functional elements change depending on the temperature change, and for example, the amplitude value of the modulation signal output from the functional element may change.
  • the amplitude value of the modulation signal applied to the optical modulation element deviates from a predetermined value, which causes the modulation characteristics of the optical modulator to deteriorate, such as a decrease in SZN ratio and signal waveform distortion.
  • connection substrate 4 incorporated in the optical modulator module as shown in FIG. 1 (b), when the microwave signal as the modulation signal is introduced, the signal input end 11 A radiation mode 13 of the microwave signal is generated, causing a phenomenon that a part of the modulation signal is radiated into the connection substrate. For this reason, the amplitude value of the voltage of the modulation signal changes, and it becomes difficult to apply a modulation signal having a predetermined amplitude value to the light modulation element. Moreover, when an amplifier is incorporated in the functional element 8, the modulation signal itself input to the amplifier changes, so that the modulation signal output from the amplifier force is larger and results in a deviation from the predetermined amplitude value.
  • the modulation signal whose voltage amplitude value is monitored is displayed. Then, it is introduced into the optical modulator module via the GPO connector 7. Therefore, when the voltage amplitude of the modulation signal decreases due to the connection loss at the connector 7, the voltage amplitude value of the modulation signal applied to the optical modulation element 1 and the voltage amplitude value of the modulation signal monitored by the monitoring means However, it is difficult to monitor the voltage amplitude value of the modulation signal with high accuracy. Of course, the same applies when an amplifier for the modulation signal is provided outside the optical modulator module.
  • the problem to be solved by the present invention is to solve the above-described problems, and in an optical modulator in which a connection substrate or a termination substrate is disposed outside the optical modulation element, the modulation applied to the optical modulation element An optical modulator capable of always maintaining a signal at an appropriate voltage amplitude value is provided.
  • the substrate having an electro-optic effect and the substrate formed on the substrate.
  • An optical modulation element having an optical waveguide and a modulation electrode for modulating light passing through the optical waveguide; and a modulation signal disposed outside the substrate and driving the optical modulation element.
  • a signal line for propagating a modulation signal is formed on the connection substrate, and the modulation signal is supplied to the light modulation element from the signal line.
  • a modulation signal monitoring output line for monitoring the amplitude of the voltage of the modulation signal is provided immediately before the end of the signal line.
  • “immediately before the end of the signal line” means between the functional element and the end of the signal line when the functional element is arranged on the connection substrate, and there is no functional element. Means that it can be anywhere on the signal line.
  • a functional element for converting the modulation signal into various states is disposed on the signal line, and the modulation signal monitoring output The line is arranged at a position to monitor the amplitude of the voltage of the modulation signal output from the functional element force.
  • the “functional element for converting the modulation signal into various states” in the present invention is arranged on the connection board, and the signal amplification related to the modulation signal, such as an amplifier, a phase shifter, and a distributor, is attenuated. It means an electric circuit element having a function of performing phase adjustment, signal distribution, or multiplexing and converting the state of the modulation signal into a specific state.
  • an optical modulator having a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating light passing through the optical waveguide.
  • An optical modulator comprising: a modulation element; and a termination substrate that is disposed outside the substrate and supplies a modulation signal that drives the light modulation element to the termination device from the light modulation device.
  • a termination device and a modulation signal monitoring output line for monitoring the amplitude of the voltage of the modulation signal introduced into the termination device are provided.
  • the invention according to claim 4 is characterized in that in the optical modulator according to any one of claims 1 to 3, the optical modulator is sealed in a case.
  • an optical modulator comprising a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating light passing through the optical waveguide.
  • the connection substrate includes: a modulation element; and a connection substrate disposed outside the substrate and configured to supply a modulation signal for driving the light modulation element to the light modulation element. For monitoring the modulation signal for monitoring the amplitude of the voltage of the modulation signal immediately before the end of the signal line for supplying the modulation signal from the signal line to the optical modulation element.
  • the modulation signal applied to the light modulation element is monitored immediately before application, so it is possible to grasp the amplitude of the voltage of the modulation signal applied to the light modulation element with extremely high accuracy. It becomes possible. Then, by controlling the output of the modulation signal source and the amplifier based on the result obtained by this monitor, the voltage amplitude value of the modulation signal can be maintained at a predetermined value.
  • a functional element for converting the modulation signal into various states is arranged on the signal line, and the modulation signal monitoring output line is a voltage of the modulation signal output from the functional element.
  • the amplitude of the modulation signal output from the functional element can always be maintained at a predetermined value even when the operating characteristics of the functional element change due to temperature changes. It becomes.
  • an optical modulation comprising a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating light passing through the optical waveguide.
  • An optical modulator comprising: a modulation element; and a termination substrate that is disposed outside the substrate and supplies a modulation signal that drives the light modulation element to the termination device from the light modulation device.
  • a termination device and a modulation signal monitoring output line for monitoring the amplitude of the voltage of the modulation signal introduced to the termination device, so that the modulation signal applied to the light modulation element is transmitted to the signal electrode. Therefore, the voltage of the modulation signal applied to the optical modulation element can be grasped with extremely high accuracy.
  • the voltage amplitude value of the modulation signal can be maintained at a predetermined value by controlling the output of the modulation signal source and the amplifier based on the result obtained by the monitor.
  • the optical modulator since the optical modulator is sealed in the case, even when a temperature difference occurs inside and outside the case, the modulation of the connection board or the termination board arranged in the case is performed.
  • the signal monitor output line makes it possible to accurately grasp the voltage amplitude value of the modulation signal applied to the light modulation element. Based on the results obtained with this monitor, By controlling the modulation signal and various signals introduced into the modulator module, it becomes possible to always drive the optical modulation element with an appropriate modulation signal.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a conventional optical modulator.
  • FIG. 2 is a diagram showing a change in optical output with respect to a modulation signal in an optical modulation element.
  • FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of an optical modulator according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the optical modulator according to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an outlet of a modulation signal monitoring output line.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of the optical modulator according to the present invention.
  • the light modulation element 1 includes a substrate having an electro-optic effect, an optical waveguide formed on the substrate, and a modulation electrode for modulating light passing through the optical waveguide.
  • the material and other structures are not particularly limited.
  • a substrate having an electro-optic effect lithium niobate, lithium tantalate, PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), Quartz-based materials are also available.
  • the optical waveguide on the substrate can be formed by diffusing Ti or the like on the surface of the substrate by a thermal diffusion method or a proton exchange method.
  • the signal electrode and the ground electrode constituting the modulation electrode can be formed by forming an electrode pattern of Ti'Au and a gold plating method. Furthermore, a buffer layer such as a dielectric SiO can be provided on the surface of the substrate after forming the optical waveguide, if necessary.
  • the feature of the present invention according to FIG. 3 is that a signal line that propagates a modulation signal of the connection substrate 20 is modulated immediately before the end of the signal line that supplies the modulation signal from the signal line to the optical modulation element.
  • the modulation signal monitoring output line 25 is provided for monitoring the amplitude of the signal voltage.
  • the outlet 22 of the modulation signal monitoring output line 25 is composed of a branch point 50, resistors 51, 52, etc., and a part of the modulation signal output from the amplifier 21 is output for the modulation signal monitor. It is configured to be introduced on track 25.
  • the modulation signal extraction port 25 is not limited to that shown in FIG. It is also possible to combine various electrical components such as capacitors. Further, it is preferable to use a low dielectric loss material such as alumina or aluminum nitride for the connection substrate 20 or a termination substrate described later.
  • the signal of the modulation signal monitoring output line 25 is introduced to the signal voltage detector 24 installed outside the case 10 via the connector 23, and for example, a predetermined reference value is compared with the detected value. Configure the output of amplifier 21 so that the detected value matches the reference value Is possible.
  • the amplifier 21 is illustrated as the functional element disposed on the connection substrate 20, but the functional element of the present invention is not limited to the amplifier, such as a distributor, a phase shifter, etc. It may be. However, if it is difficult to change the output of the modulation signal by controlling the functional elements, the amplifier (not shown) installed outside the optical modulator module and the signal source 6 itself are controlled to perform modulation. It is also possible to control the signal monitor output line force signal to a predetermined value. Of course, the same control can be performed in the case of a connection board having only a signal line without a functional element.
  • the modulation signal applied to the light modulation element is monitored by the modulation signal monitoring output line 25 immediately before the application, so that the temperature change, the radiation mode of the microwave signal, and the connector It is possible to grasp the amplitude of the voltage of the modulation signal applied to the optical modulation element with extremely high accuracy while suppressing the influence of connection loss in the optical fiber.
  • the voltage amplitude value of the modulation signal can be maintained at a predetermined value by controlling the output of the modulation signal source, amplifier, etc. based on the result obtained by this monitor.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the optical modulator according to the present invention.
  • the termination substrate 30 is provided with a modulation signal monitoring output line 35 for monitoring the amplitude of the voltage of the modulation signal introduced into the terminator.
  • the signal output from the modulation signal monitoring output line 35 is output from the connector 33 to the outside of the optical modulator module via the signal line 32 and input to the signal voltage detector 34.
  • an amplifier 41 is provided on the connection board 40.
  • the extraction port 31 of the modulation signal monitoring output line 35 can also be configured as a circuit similar to FIG.
  • This modulation signal monitoring output line 35 monitors the modulation signal applied to the optical modulation element at the terminal end of the signal electrode, so that the temperature change, the radiation mode of the microwave signal, and the connection at the connector It is possible to grasp the amplitude of the voltage of the modulation signal applied to the optical modulation element with extremely high accuracy while suppressing the influence of loss and the like. Then, based on the results obtained by this monitor, the voltage amplitude value of the modulation signal can be maintained at a predetermined value by controlling the output of the modulation signal source, amplifier, etc., as in the case described in FIG. It will be possible. Further, as shown in FIGS.
  • the optical modulator since the optical modulator is sealed in the case 10, even if a temperature difference occurs inside and outside the case, the optical modulator is arranged in the case.
  • the modulation signal monitoring output lines 25 and 35 on the connection substrate 20 or the termination substrate 30 can accurately grasp the voltage amplitude value of the modulation signal applied to the light modulation element. By controlling the modulation signal and various signals introduced into the optical modulator module based on the result obtained by this monitor, it becomes possible to always drive the optical modulation element with an appropriate modulation signal.
  • the modulation signal applied to the optical modulation element is always subjected to an appropriate voltage amplitude.
  • An optical modulator that can be held at a value can be provided.

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Abstract

　光変調素子の外部に接続基板又は終端基板を配置する光変調器において、光変調素子に印加される変調信号を常に適正な電圧振幅値に保持することが可能な光変調器を提供することを目的とする。 　電気光学効果を有する基板と、該基板上に形成された光導波路と、該光導波路内を通過する光を変調するための変調電極（信号電極２を含む）とを有する光変調素子１と、並びに該基板の外部に配置され、該光変調素子を駆動する変調信号を該光変調素子に供給するための接続基板２０とを含む光変調器において、該接続基板には、変調信号を伝搬する信号線が形成され、該信号線から該光変調素子へ変調信号を供給する信号線の端部の直前に、変調信号の電圧の振幅をモニタするための変調信号モニタ用出力線路２２が設けられていることを特徴とする。

Description

明 細 書
光変 ίί周
技術分野
[0001] 本発明は、光変調器に関し、特に、光変調素子の外部に配置される接続基板又は 終端基板を有する光変調器に関する。
背景技術
[0002] 従来、光通信分野や光測定分野において、電気光学効果を有する基板上に光導 波路や変調電極を形成した導波路型光変調器が多用されている。このような光変調 器においては、光変調器の多機能化及びコンパクト化が求められており、図 1に示す ように、光変調素子 1の周りに接続基板 4や終端基板 9などを配置し、これらをケース 10の中に一体的に組み込み光変調器モジュールを構成することが行なわれている。
[0003] 図 1に示した光変調器の一例について説明すると、光変調素子 1は、 LiNbOなど
3 の電気光学効果を有する基板上に、光導波路 (不図示)と変調電極などが形成され て!、るものであり、変調電極は信号電極 2と接地電極 (不図示）などで構成されて 、る 。光変調素子 1には、光波を入射又は出射させるための光ファイバ 3が接続されてい る。
また、光変調素子 1の周りには増幅器などの機能素子 8を含む接続基板 4や終端 器 9を含む終端基板 5が配置されている。接続基板 4や終端基板 5は、光変調素子 1 と共にケース 10内に収められ、光変調器モジュールを形成している。
[0004] 光変調器の駆動方法にっ 、て説明する。変調信号源 6から発生したマイクロ波信 号力 ケース 10の入力端子である GPOコネクタ 7に導入され、該コネクタ力 、図 l (b )に示す接続基板 4の信号入力端部 11に伝搬する。
接続基板 4の中では、増幅器、分配器、位相器などの変調信号を種々の状態に変 換するための機能素子 8を介して信号出力端部 12に変調信号を導出する。なお、接 続基板 4は機能素子 8を含むものに限らず、特許文献 1に開示されているように、例 えば、コプレーナ線路のみを有する接続基板であっても良い。
特許文献 1：特開 2003 - 233043号公報 [0005] 接続基板の信号出力端部 12と光変調素子の信号電極 2の電極パッドとの間がワイ ャボンディングされており、接続基板 4から出力される変調信号は、引き続き信号電 極 2を伝搬する。そして信号電極 2を伝搬する変調信号により、光変調素子の光導波 路内を伝搬する光波は、光変調を受けることとなる。
[0006] 信号電極 2の終端部には、別の電極パッドが設けられ、該電極パッドと終端基板の 信号線の端部との間が、同様にワイヤボンディングされている。このため、変調信号 は信号電極 2からさらに終端基板 5へと伝搬し、終端基板内に設けられた終端器 9に より吸収されることとなる。
[0007] 一方、光変調素子が光強度変調を行う場合には、光変調素子 1の変調曲線 D (光 変調素子に印加される電圧 Vに対する、変調された光波の光量変化 Iを示す曲線）は 、図 2に示すような曲線を形成する。このため、光変調素子 1の信号電極 2に印加され る変調信号は、図 2の符号 aに示すように、光出力が最大となる頂点と最小となる底点 との範囲で変化するように設定されている。変調信号 aを印カロした際の光出力変化を 符号 Aで示す。
仮に、変調信号が図 2に示すように所定の振幅値より小さい場合 (変調信号 bの場 合）には、光出力変化 Bとなり、光出力の所定の振幅値より小さくなり、 SZN比が低 下することとなる。また、変調信号が図 2に示すように所定の振幅値より大きい場合（ 変調信号 cの場合）には、光出力変化 Cとなり、光出力の所定の振幅値より小さくなり SZN比が低下すると共に、光出力波形も歪むこととなる。
[0008] 上述したように、光変調素子の変調特性を安定に維持するためには、光変調素子 に印加する変調信号の電圧の振幅値を、常に所定の値に維持することが不可欠で ある。
し力しながら、一般に光変調素子を駆動する変調信号は 5V程度であるのに対し、 変調信号源 6から出力される変調信号は 0. 3V程度であるため、増幅器を利用して 変調信号を増幅することが行われている。このため、光変調器モジュール内の温度 変化や、該モジュール内外の温度差などにより、増幅器の増幅率が変化し、光変調 素子に印加される変調信号の振幅値が所定値力 外れるという問題を生じていた。
[0009] また、接続基板上に増幅器、分配器、又は位相器などの各種の機能素子を組み込 む場合にも、これらの機能素子の動作特性が温度変化に依存して変化し、例えば、 機能素子から出力される変調信号の振幅値が変化する場合がある。結果として、光 変調素子に印加される変調信号の振幅値が、所定値から外れ、 SZN比の低下や信 号波形の歪みなど光変調器の変調特性が劣化する原因となっている。
[0010] さらに、光変調器モジュールの中に組み込まれた接続基板 4においては、図 1 (b) に示すように、変調信号であるマイクロ波信号を導入した際に、信号入力端部 11で マイクロ波信号の放射モード 13が発生し、変調信号の一部が接続基板内に放射さ れるという現象を生じる。このため、変調信号の電圧の振幅値が変化し、所定の振幅 値を有する変調信号を光変調素子に印加することが困難となる。しかも、機能素子 8 に増幅器を組み込む場合には、増幅器に入力される変調信号自体が変化して 、る ため、増幅器力 出力される変調信号はより大きく所定振幅値力 外れる結果となる
[0011] しかも、図 1の光変調器モジュールの外部に変調信号の電圧の振幅値をモニタす るモニタ手段 (不図示)を設けた場合には、電圧の振幅値をモニタされた変調信号が 、 GPOコネクタ 7を介して光変調器モジュールの内部に導入されることとなる。このた め、コネクタ 7での接続損失により、変調信号の電圧振幅が減少すると、光変調素子 1に印加される変調信号の電圧振幅値と上記モニタ手段でモニタした変調信号の電 圧振幅値とは、大きく異なり、変調信号の電圧振幅値を高精度にモニタリングするこ とが困難となる。当然、変調信号の増幅器を光変調器モジュールの外部に設けた場 合も同様である。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] 本発明が解決しょうとする課題は、上述したような問題を解決し、光変調素子の外 部に接続基板又は終端基板を配置する光変調器において、光変調素子に印加され る変調信号を常に適正な電圧振幅値に保持することが可能な光変調器を提供するこ とである。
課題を解決するための手段
[0013] 請求項 1に係る発明では、電気光学効果を有する基板と、該基板上に形成された 光導波路と、該光導波路内を通過する光を変調するための変調電極とを有する光変 調素子と、並びに該基板の外部に配置され、該光変調素子を駆動する変調信号を 該光変調素子に供給するための接続基板とを含む光変調器にぉ ヽて、該接続基板 には、変調信号を伝搬する信号線が形成され、該信号線から該光変調素子へ変調 信号を供給する信号線の端部の直前に、変調信号の電圧の振幅をモニタするため の変調信号モニタ用出力線路が設けられて 、ることを特徴とする。
本発明における「信号線の端部の直前」とは、機能素子が接続基板上に配置され る場合には、機能素子と該信号線の端部との間を意味し、機能素子がない場合には 信号線のどの場所でも良いことを意味する。
[0014] 請求項 2に係る発明では、請求項 1に記載の光変調器において、該信号線上には 変調信号を種々の状態に変換するための機能素子が配置され、該変調信号モニタ 用出力線路は該機能素子力 出力される変調信号の電圧の振幅をモニタする位置 に配置されて 、ることを特徴とする。
なお、本発明における「変調信号を種々の状態に変換するための機能素子」とは、 接続基板に配置され、増幅器、位相器、分配器などのように変調信号に係る信号増 幅'減衰、位相調整、信号分配又は合波などを行い、変調信号の状態を特定の状態 に変換する機能を有する電気回路素子を意味する。
[0015] 請求項 3に係る発明では、電気光学効果を有する基板と、該基板上に形成された 光導波路と、該光導波路内を通過する光を変調するための変調電極とを有する光変 調素子と、並びに該基板の外部に配置され、該光変調素子を駆動した変調信号を 該光変調素子から終端器に供給するための終端基板とを含む光変調器において、 該終端基板には、終端器と、該終端器に導入される変調信号の電圧の振幅をモニタ するための変調信号モニタ用出力線路とが設けられていることを特徴とする。
[0016] 請求項 4に係る発明では、請求項 1乃至 3のいずれかに記載の光変調器において 、光変調器は、ケース内に封入されていることを特徴とする。
発明の効果
[0017] 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、該基板上に形成された 光導波路と、該光導波路内を通過する光を変調するための変調電極とを有する光変 調素子と、並びに該基板の外部に配置され、該光変調素子を駆動する変調信号を 該光変調素子に供給するための接続基板とを含む光変調器にぉ ヽて、該接続基板 には、変調信号を伝搬する信号線が形成され、該信号線から該光変調素子へ変調 信号を供給する信号線の端部の直前に、変調信号の電圧の振幅をモニタするため の変調信号モニタ用出力線路が設けられているため、光変調素子に印加される変調 信号を、印加する直前でモニタするため、極めて高精度に光変調素子に印加される 変調信号の電圧の振幅を把握することが可能となる。そして、このモニタで得た結果 に基づいて変調信号源や増幅器の出力を制御することで、変調信号の電圧振幅値 を所定値に維持することが可能となる。
[0018] 請求項 2に係る発明により、信号線上には変調信号を種々の状態に変換するため の機能素子が配置され、変調信号モニタ用出力線路は該機能素子から出力される 変調信号の電圧の振幅をモニタする位置に配置されているため、機能素子が温度 変化により動作特性が変化した場合でも、機能素子から出力される変調信号の電圧 振幅値を常に所定の値に維持することが可能となる。
[0019] 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、該基板上に形成された 光導波路と、該光導波路内を通過する光を変調するための変調電極とを有する光変 調素子と、並びに該基板の外部に配置され、該光変調素子を駆動した変調信号を 該光変調素子から終端器に供給するための終端基板とを含む光変調器において、 該終端基板には、終端器と、該終端器に導入される変調信号の電圧の振幅をモニタ するための変調信号モニタ用出力線路とが設けられているため、光変調素子に印加 された変調信号を、信号電極の終端部分でモニタするため、極めて高精度に光変調 素子に印加されている変調信号の電圧を把握することが可能となる。そして、このモ ユタで得た結果に基づいて変調信号源や増幅器の出力を制御することで、変調信 号の電圧振幅値を所定値に維持することが可能となる。
[0020] 請求項 4に係る発明により、光変調器は、ケース内に封入されているため、ケースの 内外で温度差が生じた場合でも、ケース内に配置された接続基板又は終端基板の 変調信号モニタ用出力線路により、光変調素子に印加されている変調信号の電圧振 幅値を高精度に把握することが可能となる。このモニタで得た結果に基づ 、て光変 調器モジュールに導入する変調信号や各種信号を制御することにより、常に適正な 変調信号で光変調素子を駆動することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0021] [図 1]従来の光変調器の概略図である。
[図 2]光変調素子における変調信号に対する光出力変化の様子を示す図である。
[図 3]本発明に係る光変調器の第 1の実施例を示す図である。
[図 4]本発明に係る光変調器の第 2の実施例を示す図である。
[図 5]変調信号モニタ用出力線路の取出し口の一例を示す図である。
符号の説明
[0022] 1 光変調素子
2 信号電極
3 光ファイバ
4, 20, 40 接続基板
5, 30 終端基板
6 変調信号源
7, 23, 33 コネクタ
8 機能素子
9 終端器
10 ケース
11 信号入力端部
12 信号出力端部
13 マイクロ波の放射モード
21, 41 増幅器
22, 31 変調信号モニタ用出力線路の取出し口
24, 34 信号電圧検出器
25, 35 変調信号モニタ用出力線路
32 信号線
50 分岐点 51, 52 抵抗
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
図 3は、本発明に係る光変調器の第 1の実施例を示したものである。
なお、図 3において、図 1と同じ符号を付した部分は、図 1と同様の構成を意味する 。本発明においては、光変調素子 1として、電気光学効果を有する基板と、該基板上 に形成された光導波路と、該光導波路内を通過する光を変調するための変調電極と を有するものであれば、材料やその他の構造について、特に限定されるものではな いが、例えば、電気光学効果を有する基板としては、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）、及び石英系の材料が利用可能であ る。また、基板上の光導波路は、 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〖こより形成することができる。さら〖こ、変調電極を構成する信号電極 や接地電極などは、 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。またさらに、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も可能である。
2
[0024] 図 3に係る本発明の特徴は、接続基板 20の変調信号を伝搬する信号線において、 該信号線から該光変調素子へ変調信号を供給する信号線の端部の直前に、変調信 号の電圧の振幅をモニタするための変調信号モニタ用出力線路 25を設けることであ る。変調信号モニタ用出力線路 25の取出し口 22は、図 5に示すように、分岐点 50、 抵抗 51, 52などから構成され、増幅器 21が出力する変調信号の一部を変調信号モ ユタ用出力線路 25に導入するよう構成される。なお、光変調素子に出力される変調 信号を大きく減衰させず、該変調信号の電圧を測定可能なものであれば、変調信号 の取出し口 25は図 5に示されるものに限らず、抵抗やコンデンサなど、種々の電気部 品を組合わせて構成することも可能である。また、接続基板 20や後述する終端基板 には、アルミナ、窒化アルミなどの低誘電損失材料を用いることが好ましい。
[0025] 変調信号モニタ用出力線路 25の信号は、コネクタ 23を介してケース 10の外部設 置された信号電圧検出器 24に導入され、例えば、所定の基準値と検出値とを比較し 、検出値が該基準値と一致するように、増幅器 21の出力を制御するよう構成すること が可能である。
[0026] 図 3の実施例では、接続基板 20に配置される機能素子として増幅器 21を例示して いるが、本発明の機能素子は、増幅器に限定されるものではなぐ分配器や位相器 などであっても良い。ただし、機能素子を制御して変調信号の出力を変化させること カ洇難な場合には、光変調器モジュールの外部に設置された増幅器 (不図示)や信 号源 6自体を制御し、変調信号モニタ用出力線路力 の信号が所定の値になるよう 制御することも可能である。当然、機能素子を有しない信号線のみの接続基板の場 合も、同様に制御することが可能である。
[0027] このように変調信号モニタ用出力線路 25により、光変調素子に印加される変調信 号を、印加する直前でモニタするため、温度変化やマイクロ波信号の放射モード、さ らにはコネクタでの接続損失などの影響を抑制した、極めて高精度に光変調素子に 印加される変調信号の電圧の振幅を把握することが可能となる。そして、このモニタ で得た結果に基づいて変調信号源や増幅器などの出力を制御することで、変調信 号の電圧振幅値を所定値に維持することができる。
[0028] 図 4は、本発明に係る光変調器の第 2の実施例を示したものである。
図 4では、終端基板 30において、終端器に導入される変調信号の電圧の振幅をモ ユタするための変調信号モニタ用出力線路 35が設けられている。変調信号モニタ用 出力線路 35から出力される信号は、信号線 32を経て、コネクタ 33から光変調器モジ ユールの外部に出力され、信号電圧検出器 34に入力される。なお、接続基板 40に は、増幅器 41が設けられている。なお、変調信号モニタ用出力線路 35の取出し口 3 1は、図 5と同様な回路を構成することも可能である。
[0029] この変調信号モニタ用出力線路 35により、光変調素子に印加された変調信号を、 信号電極の終端部分でモニタするため、温度変化やマイクロ波信号の放射モード、 さらにはコネクタでの接続損失などの影響を抑制した、極めて高精度に光変調素子 に印加されている変調信号の電圧の振幅を把握することが可能となる。そして、この モニタで得た結果に基づいて、図 3で説明した場合と同様に、変調信号源や増幅器 などの出力を制御することで、変調信号の電圧振幅値を所定値に維持することが可 能となる。 [0030] また、図 3や図 4のように、光変調器は、ケース 10内に封入されているため、仮にケ ースの内外で温度差が生じた場合でも、ケース内に配置された接続基板 20又は終 端基板 30の変調信号モニタ用出力線路 25, 35により、光変調素子に印加されてい る変調信号の電圧振幅値を高精度に把握することが可能となる。そして、このモニタ で得た結果に基づいて光変調器モジュールに導入する変調信号や各種信号を制御 することにより、常に適正な変調信号で光変調素子を駆動することが可能となる。 産業上の利用可能性
[0031] 以上説明したように、本発明によれば、光変調素子の外部に接続基板又は終端基 板を配置する光変調器において、光変調素子に印加される変調信号を常に適正な 電圧振幅値に保持することが可能な光変調器を提供することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 電気光学効果を有する基板と、該基板上に形成された光導波路と、該光導波路内 を通過する光を変調するための変調電極とを有する光変調素子と、並びに該基板の 外部に配置され、該光変調素子を駆動する変調信号を該光変調素子に供給するた めの接続基板とを含む光変調器において、
該接続基板には、変調信号を伝搬する信号線が形成され、
該信号線から該光変調素子へ変調信号を供給する信号線の端部の直前に、変調 信号の電圧の振幅をモニタするための変調信号モニタ用出力線路が設けられて 、る ことを特徴とする光変調器。
[2] 請求項 1に記載の光変調器にお!、て、該信号線上には変調信号を種々の状態に 変換するための機能素子が配置され、該変調信号モニタ用出力線路は該機能素子 から出力される変調信号の電圧の振幅をモニタする位置に配置されていることを特 徴とする光変調器。
[3] 電気光学効果を有する基板と、該基板上に形成された光導波路と、該光導波路内 を通過する光を変調するための変調電極とを有する光変調素子と、並びに該基板の 外部に配置され、該光変調素子を駆動した変調信号を該光変調素子から終端器に 供給するための終端基板とを含む光変調器において、
該終端基板には、終端器と、
該終端器に導入される変調信号の電圧の振幅をモニタするための変調信号モニタ 用出力線路とが設けられて ヽることを特徴とする光変調器。
[4] 請求項 1乃至 3のいずれかに記載の光変調器において、光変調器は、ケース内に 封入されて！ゝることを特徴とする光変調器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4762679B2 (ja) * 2005-11-02 2011-08-31 住友大阪セメント株式会社 光変調器
JP4792276B2 (ja) * 2005-11-16 2011-10-12 住友大阪セメント株式会社 光変調器
JP6217243B2 (ja) * 2013-08-29 2017-10-25 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光モジュールおよび光送信機
JP6217268B2 (ja) * 2013-09-13 2017-10-25 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光モジュールおよび光送信機
CN115453779A (zh) * 2021-06-08 2022-12-09 武汉光迅科技股份有限公司 光波导器件及其制作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003188827A (ja) * 2001-12-18 2003-07-04 Hitachi Cable Ltd 光送信器
JP2003348022A (ja) * 2002-05-29 2003-12-05 Toshiba Corp 光送信装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1042368C (zh) * 1993-07-07 1999-03-03 株式会社东金 光调制装置
US6590691B1 (en) * 2001-07-02 2003-07-08 Phasebridge, Inc. Hybridly integrated optical modulation devices
JP4027109B2 (ja) 2002-02-08 2007-12-26 富士通株式会社 電気光学効果により光位相を変化させる素子を搭載した光モジュール
JP3904947B2 (ja) * 2002-03-01 2007-04-11 三菱電機株式会社 光変調器
CN2566298Y (zh) * 2002-04-22 2003-08-13 北京世维通光通讯技术有限公司 电光调制器
US7184626B1 (en) * 2003-04-07 2007-02-27 Luxtera, Inc Wafer-level testing of optical and optoelectronic chips
WO2004092792A1 (ja) * 2003-04-16 2004-10-28 Fujitsu Limited 光導波路デバイス
JP2005005767A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Hitachi Cable Ltd 信号変換器
CN1300957C (zh) * 2003-09-18 2007-02-14 电子科技大学 超宽带集成光波导微波副载波电磁波接收器
JP4594744B2 (ja) * 2005-01-14 2010-12-08 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光通信デバイス及び光デバイス
JP4762679B2 (ja) * 2005-11-02 2011-08-31 住友大阪セメント株式会社 光変調器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003188827A (ja) * 2001-12-18 2003-07-04 Hitachi Cable Ltd 光送信器
JP2003348022A (ja) * 2002-05-29 2003-12-05 Toshiba Corp 光送信装置

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