WO2009096237A1 - 光導波路デバイス - Google Patents

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WO2009096237A1
WO2009096237A1 PCT/JP2009/050498 JP2009050498W WO2009096237A1 WO 2009096237 A1 WO2009096237 A1 WO 2009096237A1 JP 2009050498 W JP2009050498 W JP 2009050498W WO 2009096237 A1 WO2009096237 A1 WO 2009096237A1
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optical waveguide
electrode
gap
substrate
center line
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PCT/JP2009/050498
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French (fr)
Inventor
Akiyoshi Ide
Jungo Kondo
Osamu Mitomi
Yasunori Iwasaki
Kenji Aoki
Original Assignee
Ngk Insulators, Ltd.
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/125—Bends, branchings or intersections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—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
    • G02F1/01—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 
    • G02F1/21—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  by interference
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    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01—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 
    • G02F1/21—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  by interference
    • G02F1/225—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  by interference in an optical waveguide structure

Definitions

  • the present invention relates to an optical waveguide device such as an optical modulator.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-0 2-1 9 6 0 0 describes a structure in an electrode for an optical modulator that reduces the electrode propagation loss by reducing the thickness of the modulation electrode and at the same time achieves speed matching.
  • an X plate of lithium niobate single crystal is used as the optical waveguide substrate, and the optical waveguide is provided in a gap between the signal electrode and the ground electrode.
  • the optical waveguide is provided near the signal electrode in the optical modulation region where voltage is applied to modulate the optical waveguide.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2007-073 1 3 3 1 3 5 discloses that the radiation loss in the bent portion is reduced by setting the curvature radius of the bent portion of the Mach-Zehnder type optical waveguide to 3 O mm or less. ing.
  • the present applicant has disclosed a method for reducing the half-wavelength voltage electrode length product V TT L by bringing the optical waveguide closer to the center electrode in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-0 16 9 13 33.
  • the present applicant has disclosed a folded optical modulator having a specific structure in WO 2 0 0 7 0 5 8 3 6 6 A 1. Furthermore, the present applicant has disclosed a technique for achieving speed matching necessary for high-frequency modulation operation by making the optical waveguide substrate thin in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-0. Disclosure of the invention
  • the electrode gap between the ground electrode and the signal electrode is preferably as narrow as possible in order to reduce the drive voltage.
  • the present inventor decided to provide electrodes on both sides of the bent portion of the optical waveguide as well as the optical modulation portion that modulates the propagation light by applying a voltage in the Mach-Zehnder type 1 optical waveguide. Are considering. However, in the process, when the electrode gap is narrowed, the light absorption loss due to the electrode becomes remarkable, and it has been found that the light propagation loss increases remarkably.
  • the present applicant disclosed in JP-A-2003-215519 a method for achieving speed matching required for high-frequency modulation operation by thinning the optical waveguide substrate.
  • speed matching and impedance matching can be achieved, enabling high-speed modulation operation.
  • the thickness of the substrate in the portion where the optical waveguide is formed becomes thinner, the spot shape of the propagation mode of the optical waveguide spreads in the lateral direction (gap direction). For this reason, when the optical waveguide substrate is thinned, the propagation loss of light increases more remarkably.
  • speed matching can be achieved without forming an SiO 2 buffer layer. Since S i O 2 is transparent to the modulated light, if the S i 0 2 buffer layer is not formed, the light absorption by the electrode becomes more remarkable.
  • An object of the present invention is to reduce light absorption loss due to an electrode in a bent portion of an optical waveguide in an optical waveguide device including a channel-type optical waveguide, thereby enabling to reduce the electrode gap. It is to be.
  • the present invention is an optical waveguide device comprising a substrate, at least a pair of electrodes formed on the main surface of the substrate, and a channel-type optical waveguide formed in a gap between the pair of electrodes,
  • the optical waveguide is provided with a bent portion, and the center line of the gap is provided on the outer side as viewed from the center of curvature of the bent portion with respect to the center line of the optical waveguide.
  • a gap 1 is formed between a pair of electrodes 4 A (4 C) and 4 B.
  • a bent portion 15 of the optical waveguide 5 A (5 B) is provided in the gap 1.
  • the center of curvature of the bent part 1 5 is O, and the radius of curvature is R. 8 is the normal of the bend 15.
  • the gap 1 is also curved similarly to the bent portion 15.
  • the edge surfaces of the electrodes 4 A (4 C) and 4 B facing the gap 1 are 10 and 9, respectively.
  • the center line C of the gap 1 is provided on the outer side as viewed from the center of curvature O with respect to the center line W C of the bent portion 15 of the optical waveguide 5 A (5 B).
  • the optical waveguide was set at a position offset inward with respect to the gap center line C.
  • the effective light intensity distribution is the inner edge 1 of the bent portion 15. It has a peak at the position shifted to the outer edge 1 5 a, not 5 b. That is, the peak of the light intensity distribution of the propagating light is outside the geometric centerline WC of the 3 ⁇ 4 waveguide. For this reason, bend
  • the inventor offsets the center line C of the electrode gap from the geometric center line WC of the optical waveguide to the electrodes 4 A (4 C) and 4 B.
  • the size G of the electrode gap 1 can be reduced to reduce the electrode loss, and at the same time, the loss due to the absorption of light into the electrode can be suppressed.
  • FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the light intensity distribution in the bent portion.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing an example in which the present invention is applied to a plurality of bent portions.
  • FIG. 4 is a plan view of an optical modulator to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the optical modulator of FIG.
  • FIG. 6 is a plan view showing an optical modulator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a bent portion of the optical modulator of FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing an optical modulator according to still another embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a DC bias electrode.
  • FIG. 9 shows an example in which the present invention is applied to the bent portion of the DC bias electrode of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a plurality of bent portions are provided in the optical waveguide, and an inflection point is provided in the optical waveguide between the adjacent bent portions.
  • the present invention can be applied to each bent portion.
  • FIG. 3 is a plan view according to this embodiment.
  • gaps 1 A and IB are formed between the pair of electrodes 4 A (4 C) and 4 B.
  • 1 2 is the boundary between gaps 1 A and 1 B.
  • a bent portion 15 A of the optical waveguide 5 A (5 B) is provided in the gap 1 A, and a bent portion 15 B ′ of the optical waveguide is provided in the gap 1 B.
  • Curved part 1 5 A The center of curvature is OA and the radius of curvature is RA.
  • the center of curvature of the bent part 1 5 B is OB, and the radius of curvature is RB.
  • the gap 1 A is bent in the same manner as the bent portion 15 A, and the gap 1 B is bent in the same manner as the bent portion 15 B.
  • the centers of curvature OA and OB are on the opposite side of the gap. For this reason, an inflection point P exists at the boundary between the bent portions 15 A and 15 B.
  • the edge surfaces of the electrodes 4 A (4 C) and 4 B facing the gap are 10 and 9, respectively.
  • the center line CA of the gear 1 A is provided outside the center line WC of the optical waveguide 5 A (5 B) as viewed from the center of curvature OA. That is, the optical waveguide is provided at a position offset inward with respect to the gap center line CA.
  • the center line CB of the gap 1 B is provided on the outer side as viewed from the center of curvature OB with respect to the center line WC of the optical waveguide 5 A (5 B). That is, the optical waveguide is provided at a position offset inward with respect to the gap center line CB.
  • the present invention is applied up to the boundary line 1 2 between the gaps 1 A and 1 B. However, an intermediate region to which the present invention is not applied can be provided between the gaps 1 A and 1 B.
  • the center lines ⁇ , CA, and CB of the electrode gaps 1, 1 A, and 18 are the midpoints between the edge surface 10 of the electrode 4 A (4 C) and the edge surface 9 of the electrode 4 B that face each other across the gap. Is a line segment obtained by connecting
  • the center line of the optical waveguide is a line segment obtained by connecting the maximum refractive index points of the optical waveguide in a plane. Specifically, it is determined as follows.
  • optical waveguide is a diffusion optical waveguide, it is the center line of the metal film used to form the optical waveguide.
  • optical waveguide is a ridge type optical waveguide, it is the center line of the upper surface of the ridge.
  • the distance d between the center line C, CA, CB of the gap and the center line WC of the optical waveguide is preferably 0.1 m or more from the viewpoint of reducing loss due to absorption of propagating light into the electrode, It is even more preferable to set it to 0.5 // m or more. This is because the offset amount can be sufficiently increased with respect to the shift amount of the light distribution, and the effect of the present invention becomes more remarkable. Also, if d becomes too large, it means that the gap width G, GA, GB increases compared to the optical waveguide width, so the electrode loss increases.
  • d is preferably 5 ⁇ m or less, and more preferably 3 ⁇ m or less.
  • the electrode gap sizes G, G A and G B are each preferably 40 um or less, and more preferably 30 uni or less, from the viewpoint of lowering the driving voltage. Also, if G, GA, GB is too small, the light propagation loss due to light absorption into the electrode will increase. From this point of view, G, GA, GB is preferably 5 um or more, and 8 um or more More preferably.
  • the optical waveguide device of the present invention is most preferably an optical intensity modulator or an optical phase modulator, but can be applied to other optical waveguide devices such as harmonic generation elements, optical switches, optical signal processors, and sensor devices.
  • the present invention can be applied to an electrode arrangement of a so-called coplanar type (Coplanar waveguide: CPW electrode).
  • coplanar type Coplanar waveguide: CPW electrode.
  • CPW electrode Coplanar waveguide
  • the present invention can also be applied to an independently modulated traveling waveform optical modulator.
  • the optical modulator may be an intensity modulator or a phase modulator.
  • the phase modulation method when using a plurality of phase modulation units is not particularly limited,
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing an optical modulator according to an embodiment of the present invention.
  • the optical waveguide includes an incident part 11, a branching part, and an outgoing part 12, and constitutes a Mach-Zehnder type optical waveguide in plan view. That is, the light incident on the incident portion 11 of the optical waveguide is branched into two at the branching portion, and enters each modulation region E via each curved region F. Then, they are combined via the curve area F and emitted from the emission part 12.
  • a signal voltage is applied in a substantially horizontal direction to each of the branched optical waveguides 5 A and 5 B.
  • the present invention is applied to each gap 1 A and I B in each curved region F.
  • an adhesive layer 30 having a substantially constant thickness is interposed between the lower surface of the optical waveguide substrate 3 and the holding base 3 1 to bond the substrate 3 and the holding base 3 1. is doing.
  • FIG. 6 shows an example in which the present invention is applied to the folded portion of the folded optical modulator described in W O 2 0 7/0 5 8 3 6 6 A 1.
  • Figure 7 shows an enlarged view of the curvature of the optical waveguide at the folded part.
  • the optical waveguide device in FIG. 6 includes a substrate body 3. As shown in FIG. 5, the substrate body 3 may be bonded to a support substrate 31 via an adhesive layer 30. In this example, the substrate body 3 has a flat plate shape, but this shape is not limited to a flat plate.
  • predetermined ground electrodes 7 and 19 and a signal electrode 8 are formed on one main surface 3 a of the substrate body 3.
  • Coplanar waveguide: CPW electrode Coplanar waveguide: CPW electrode
  • the electrode arrangement form is not particularly limited.
  • optical waveguides are formed in the gaps between adjacent signal electrodes and ground electrodes, and a signal voltage is applied to each optical waveguide in a substantially horizontal direction.
  • the light incident from the end 1 3a of the optical waveguide 13 is branched at the branch point 1 3b, divided into branch waveguides 1 3c and 1 3d, and modulated by the electrodes 7, 8, and 19 .
  • the light propagated through the branching waveguides 13 c and 13 d passes through the bent portions 15 and is reflected at the folding points 28.
  • the inner ground electrode 19 includes a feeding portion 19 a connected to a feedthrough (not shown) and a row of electrode portions 19 b extending in parallel with the interaction portion of the branch optical waveguide.
  • the outer ground electrode 7 includes a connecting portion 7c straddling the optical waveguide, electrode portions 7b and 7d extending from the connecting portion 7c to both sides, and electrode portions extending in parallel with the interaction portion from the respective electrode portions 7b and 7d. 7 a, 7 e are provided.
  • the signal electrode 8 includes a pair of power supply portions 8 a and 8 g, electrode portions 8 b and 8 f extending in parallel with the main portions from the power supply portions 8 a and 8 g, and electrode portions 8 b and 8 f. Each electrode portion 8c, 8e, and a connection portion 8d for connecting the electrode portions 8c and 8e are provided.
  • Figure 7 shows an enlarged view of the bent part of the optical waveguide.
  • a gap 1 is provided between the ground electrode 7 and the signal electrode 8, and between the ground electrode 19 and the signal electrode 8, and a branch optical waveguide is provided in each gap.
  • the present invention is applied to the bent portion 15 of each optical waveguide.
  • the edge surfaces of the electrodes facing the gaps 1 are 9 and 10 respectively.
  • the center line WC of each optical waveguide coincides with the center line C of the gap.
  • the center line C of the gap 1 is provided on the outer side as viewed from the center of curvature O of the optical waveguide with respect to the center line WC of the optical waveguide.
  • the optical waveguide is turned inward with respect to the gap center line C. It was decided to place it at the set position. As a result, it was found that the light propagation loss due to the light absorption loss to the electrode was significantly reduced. Also, especially when the size G of the gear 1 is reduced to reduce the electrode loss, the light propagation loss due to the absorption of light into the electrode can be reduced. '
  • curved portions 7 f, 8 h, and 19 c are provided in order to obtain an offset structure.
  • the present invention can be applied to various electrodes such as a DC (direct current) bias electrode and a phase adjusting electrode in addition to the high frequency electrode.
  • DC direct current
  • FIG. 8 shows an example in which the present invention is applied to a DC bias electrode of a dual drive type optical modulator using an asymmetric CPW electrode.
  • ground electrodes 20 B and 20 C and a central ground electrode 20 A are formed on the substrate.
  • a high-frequency signal electrode 21 A is formed between the ground electrodes 20 B and 20 A, and a high-frequency signal electrode 21 B is formed between the ground electrodes 20 C and 2 OA. .
  • a DC bias electrode is provided. That is, grounding electrodes 2 2 and 2 4 for DC bias and a signal electrode 2 3 are provided. A gap 26 is formed between the ground electrode 2 2 and the signal electrode 2 3, and a gap 26 is also formed between the ground electrode 24 and the signal electrode 2 3.
  • the optical waveguide 25 includes an incident part 25a, a branching part 25b, a DC bias applying part 25c, 25d, an interaction part 25e, 25f, a combining part 25g, and an emitting part.
  • the DC bias application units 25 c and 25 d are provided in the gap 26 of the DC bias electrode, respectively.
  • the interaction portions 2 5 e and 25 f are provided in the gap 1 of the high-frequency electrode.
  • the present invention is applied to each bent portion of the optical waveguides 25 c and 25 d. That is, as shown in Fig. 9, the center of curvature of the bent portion 15 of the optical waveguide is O and radius of curvature is R.
  • the gap 26 is curved in the same manner as the bent portion 15.
  • the center of curvature O is located inside the bent part of the gap.
  • the edge surfaces of the electrodes 2 2 and 2 3 facing the gap are 10 and 9, respectively.
  • the gap center line C is provided outside the optical waveguide center line W C when viewed from the center of curvature o. That is, the optical waveguide is provided at a position offset inward with respect to the gap center line C.
  • the optical waveguide may be a ridge-type optical waveguide formed directly on one main surface of the substrate, and a ridge-type optical waveguide formed on one main surface of the substrate via another layer. It may be an optical waveguide, or may be an optical waveguide formed in the substrate by an internal diffusion method or an ion exchange method, for example, a titanium or zinc diffusion optical waveguide, or a proton exchange optical waveguide.
  • the optical waveguide may be a ridge type optical waveguide protruding from the substrate surface.
  • the ridge type optical waveguide can be formed by laser processing or machining.
  • a high-refractive-index film is formed on a substrate, and the high-refractive-index film can be machined or laser ablated to form a lid-type three-dimensional optical waveguide.
  • the high refractive index film can be formed by, for example, chemical vapor deposition, physical vapor deposition, organometallic chemical vapor deposition, sputtering, or liquid phase epitaxy.
  • the electrodes are provided on the surface of the substrate, but may be formed directly on the surface of the substrate or may be formed on the buffer layer.
  • the buffer layer known materials such as silicon oxide, magnesium fluoride, silicon nitride, and alumina can be used.
  • the low dielectric constant layer mentioned here is a dielectric constant lower than the dielectric constant of the material constituting the substrate body.
  • the present invention is particularly effective because light absorption by the electrode at the bent portion can be reduced.
  • the thickness of the adhesive layer 30 is preferably 1 0 0 0 // m or less, more preferably 3 0 0 / m or less, and most preferably 1 0 0 nm or less. Further, although there is no particular lower limit of the thickness of the adhesive layer 30, it may be 10 / Xm or more from the viewpoint of reducing the effective microwave refractive index.
  • the material constituting the optical waveguide substrate 3 and the holding base 31 is a ferroelectric electro-optical material, preferably a single crystal. These crystals are not particularly limited as long as they can modulate light. However, lithium niobate, lithium tantalate, lithium niobate monolithium monotantalate solid solution, lithium niobate, lithium KTP, and quartz Etc. can be illustrated.
  • the material of the holding substrate 31 may be glass such as quartz glass in addition to the above-described ferroelectric electro-optic material.
  • the adhesive 30 are not particularly limited as long as the above conditions are satisfied.
  • Materials having electro-optical effect such as force S, epoxy adhesive, thermosetting adhesive, ultraviolet curable adhesive, lithium niobate, etc.
  • ALON CERAMICC C (trade name, manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.) (thermal expansion coefficient 13 X 10 0 6 / K) having a thermal expansion coefficient relatively close to that.
  • a bent optical waveguide 15 as shown in Fig. 1 was used.
  • the optical waveguide was a titanium diffusion optical waveguide, and the titanium line width was 6 ⁇ .
  • the radius of curvature R of the bent optical waveguide was 30 mm.
  • the width G of electrode gap 1 was set to 13um.
  • the electrodes 4A and 4B are made of Au, and the substrate is made of lithium niobate single crystal.
  • the center line W C of the optical waveguide was provided so as to match the gap center line C.
  • the offset amount d is zero.
  • the propagation loss per unit length was 0.5 dB / cm.
  • the offset amount d was set to 3um.
  • the propagation loss per unit length was reduced to 0.1 dB / cra.
  • An optical modulator with the configuration shown in Figs. 4 and 5 was fabricated.
  • the material of the optical waveguide substrate 3 was a lithium niobate single crystal, a 3-inch substrate, and a thickness of 1 mm.
  • a Mach-Zehnder type optical waveguide was formed on the surface of this substrate by a titanium diffusion process and photolithographic method.
  • Figure 4 shows the planar configuration of the optical waveguide.
  • the titanium line width was 3.6 / xm for the incident part 11 and the outgoing part 12 and 8 um for the bending region F and the light modulation region E.
  • Figure 3 shows the configuration of the optical waveguide in the bending region F. This titanium pattern was thermally diffused at 103 ° C. to obtain an optical waveguide.
  • the ground electrodes 4 A and 4 C and the signal electrode 4 B were formed by staking.
  • the electrode gap was set to 25 m in the light modulation region E.
  • the curvature radii of each bent part 1 5 A and 1 5 8 were 18 and RB was 20 mm.
  • thin plate processing of a lithium niobate substrate was performed. First of all, a metal cloth is applied to the titanium pattern surface of the lithium niobate substrate, and lithium niobate Affixed to a dummy substrate (thickness lmm). In this state, the back surface of the substrate with the titanium pattern was cut by polishing and thin plate processing was performed until the thickness reached 7 ⁇ m.
  • a reinforcing lithium niobate substrate 31 was attached to the rear surface of the substrate with the titanium pattern after this processing via a sheet resin 30 having a thickness of about 50 ⁇ m, and then the original dummy substrate was removed. Finally, chip cutting and end surface polishing were performed to obtain a chip.
  • Optical loss was evaluated by connecting an optical fiber to this chip.
  • a polarization maintaining fiber was connected to the input side of the chip and a single mode fiber was connected to the output side via an adhesive.
  • the electrodes were probed so that a voltage could be applied.
  • the widths G A and G B of the gaps 1 A and I B in each bending region F were set to 13 ⁇ m.
  • the center line W C of the optical waveguide is provided so as to substantially match the gap center line C.
  • the offset amount d is zero.
  • Example 1 the sizes G A and G B of the gaps 1 A and IB in each bending region F were set to 13 ⁇ m.
  • the offset amount d was 3um.
  • the propagation loss per unit length was 0.1 dB / cm.
  • Example 2 the sizes G A and G B of the gaps 1 A and IB in each bending region F were set to 13 ⁇ m.
  • the offset amount d was 3um.
  • the propagation loss per unit length was 0.1 dB / cm.

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Abstract

光導波路デバイスは、強誘電性材料からなる基板、基板の主面に形成されている少なくとも一対の電極４Ａ、４Ｂ、および一対の電極間のギャップ１に形成されているチャンネル型光導波路５Ａを備える。光導波路５Ａが曲がり部分１５を備えている。曲がり部分１５において、ギャップ１の中心線Ｃが、光導波路の中心線ＷＣに対して、曲がり部分の曲率中心Ｏから見て外側に設けられている。

Description

明細書
光導波路デバイス 発明の属する技術分野
本発明は、 光変調器などの光導波路デバイスに関するものである。
背景技術
特開 2 0 0 4 — 2 1 9 6 0 0には、 光変調器用電極において、 変調電 極の膜厚を小さく して電極伝搬損失を低減し、 同時に速度整合を達成す る構造が記載されている。 ここで、 光導波路基板としてはニオブ酸リチ ゥム単結晶の X板を使用し、 光導波路を信号電極と接地電極との間のギ ヤップに設けている。 光導波路は、 電圧を印加して変調する光変調領域 内で、 信号電極の近くに設けられている。
特開 2 0 0 5 — 3 3 1 5 3 1では、 信号電極と接地電極とについて、 電圧印加領域とフィードスルー部との間でギヤップ幅を変化させること によって、 電極の高周波通過特性 （S 2 1 ) こおけるリ ップル発生を防 止することが開示されている。
また、 特開 2 0 0 7— 1 3 3 1 3 5では、 マッハツヱンダー型光導波 路の曲がり部分の曲率半径を 3 O mm以下とすることによって、 曲がり 部分における放射損失を低減することが開示されている。
また、 本出願人は特開 2 0 0 2 — 1 6 9 1 3 3において光導波路を中 心電極に近づけることで半波長電圧電極長積 V TT Lを低減する方法を開 示した。
なお、 本出願人は、 WO 2 0 0 7ノ 0 5 8 3 6 6 A 1において、 特 定構造の折り返し型光変調器を開示した。 更に、 本出願人は、 特開 2 0 0 3—.2 1 5 5 1 9において、 光導波路 基板を薄くすることで高周波変調動作に必要な速度整合を達成する手法 を開示した。 発明の開示
接地電極と信号電極との間の電極ギヤップは、駆動電圧を下げるため、 できるだけ狭くすることが好ましい。 特に、 本発明者は、 マッハツエン ダ一型光導波路のうち、 電圧を印加して伝搬光を変調する光変調部分だ けでなく、 光導波路の曲がり部分においてもその両側に電極を設けるこ とを検討している。 しかし、 その過程で、 電極ギャップを狭くすると 、 電極による光吸収損失が顕著となり、 光の伝搬損失が著しく増加する ことを見いだした。
本出願人は、 特開 2003-215519において光導波路基板を薄くすること で高周波変調動作に必要な速度整合を達成する手法を開示した。 このよ うに光導波路基板を薄くすることで、 速度整合、 インピーダンス整合が 図られ、 高速変調動作が可能となる。 しかし光導波路が形成される部分 の基板肉厚が薄くなるために光導波路の伝搬モードのスポッ ト形状が横 方向 （ギャップ方向） に広がる。 このため、 光導波路基板を薄片化する と光の伝搬損失はより顕著に増加してしまう。 特に、 基板の薄片化を用 いれば S i O 2バッファ層を形成することなく速度整合を達成可能であ る。 S i O 2は変調光に対しては透明であるので、 S i 0 2バッファ層 が形成されていない場合は、 さらに電極による光吸収が顕著となる。
S i 0 2バッファ層を設けることで、 光の伝搬損失を低下することは 可能である。 しかし、 S i O 2バッファ層を用いると、 動作点が変動す る DC ドリフ ト現象などを誘発する。 特に DC電極に S i O 2バッファ層 を設けるのは、 動作安定性の観点から難しい。 本発明の課題は、 チャンネル型光導波路を備えている光導波路デバィ スにおいて、 光導波路の曲がり部分における電極による光吸収損失を低 減することであり、 これによつて電極ギヤップを小さくできるようにす ることである。
本発明は、基板、基板の主面に形成されている少なく とも一対の電極、 および一対の電極間のギヤップに形成されているチャンネル型光導波路 を備えている光導波路デバイスであって、
光導波路が曲がり部分を備えており、 ギヤップの中心線が光導波路の 中心線に対して曲がり部分の曲率中心から見て外側に設けられているこ とを特徴とする。
図 1および図 2を参照しつつ、 本発明の作用効果を説明する。
図 1の平面図においては、 一対の電極 4 A ( 4 C ) と 4 Bとの間にギ ヤップ 1が形成されている。 このギャップ 1内に、 光導波路 5 A ( 5 B ) の曲がり部分 1 5が設けられている。 曲がり部分 1 5の曲率中心は Oで あり、 曲率半径は Rである。 8は曲がり部 1 5の法線である。 ギャップ 1 も曲がり部 1 5と同様に湾曲している。
ここで、 ギャップ 1に面する各電極 4 A ( 4 C ) と 4 Bとの各縁面を 1 0、 9 とする。 本発明においては、 光導波路 5 A ( 5 B ) の曲がり部 分 1 5の中心線 W Cに対して、 ギャップ 1の中心線 Cが曲率中心 Oから 見て外側に設けられている。 即ち、 ギャップ中心線 Cに対して光導波路 を内側へとオフセッ トした位置に設けることにした。 この結果、 電極へ の光吸収損失による光伝搬損失が著しく低下することを見いだした。 ま た、 特にギャップ 1の大きさ Gを小さく して電極損失を低減した場合に も、 電極への光の吸収による光伝搬損失を低減できる。
この理由は以下のように考えることができる。 例えば特開 2 0 04— 2 1 9 6 0 0、 特開 2 0 0 5— 3 3 1 5 3 1、 特開 2 0 0 7— 1 3 3 1 3 5、 WO 2 0 0 7/0 5 8 3 6 6 A 1記載 のように、 光変調器の電圧印加部分では、 光導波路はほぼ真っ直ぐであ るから、 光導波路を伝搬する光の強度分布のピークは、 光導波路のほぼ 中央にある。 従って、 WO 200 7 0 5 8 3 6 6 A 1記載のように 電圧印加領域で光導波路を信号電極に接近させると、 信号電極への光の 吸収を促進する可能性がある。
これに対して、 例えば図 2の平面図に模式的に示すように、 光導波路 の曲がり部分 1 5を光が伝播する際、 実効的な光強度分布は、 曲がり部 分 1 5の内側ェッジ 1 5 bではなく、 外側ェッジ 1 5 a側にシフ トした 位置にピークを持つ。 即ち、 伝搬光の光強度分布のピークは、 ¾導波路 の幾何学的中心線 WCよりも外側にある。 このため、 曲がり部
分の外側にある電極 4 A (4 C) への光の吸収が促進され、 光の伝搬損 失が上昇したものと考えられる。
本発明者は、 この発見に基づき、 光導波路の幾何学的中心線 WCに対 して、電極ギヤップの中心線 Cを外側にオフセッ トさせることによって、 電極 4 A (4 C) および 4 Bへの伝搬光の吸収を最低限とし、 これによ つて光の伝搬損失を低減することに成功した。 この結果、 電極ギャップ 1の大きさ Gを小さく して電極損失を低減するのと同時に、 光の電極 への吸収による損失も抑制することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態を示す平面図である。
図 2は、 曲がり部分における光強度分布を説明するための模式図であ る 図 3は、 複数の曲がり部分に対して本発明を適用した例を模式的に示 す平面図である。
図 4は、 本発明を適用可能な光変調器の平面図である。
図 5は、 図 4の光変調器の横断面図である。
図 6は、 本発明の他の実施形態に係る光変調器を示す平面図である。 図 7は、 図 6の光変調器の曲がり部分の.拡大図である。
図 8は、 本発明の更に他の実施形態に係る光変調器を示す平面図であ り、 D Cバイアス電極に対して本発明が適用されている。
図 9は、 図 8の D Cバイアス電極のギヤップの曲がり部分に本発明を 適用した例を示す。 発明を実施するための最良の形態
好適な実施形態においては、 光導波路に曲がり部分が複数設けられて おり、 隣接する曲がり部分の間において光導波路に変曲点が設けられて いる。 この場合、 各曲がり部分に本発明を適用することができる。
図 3は、 この実施形態に係る平面図である。 本例では、 一対の電極 4 A ( 4 C ) と 4 Bとの間にギャップ 1 A、 I Bが形成されている。 1 2 は、 ギャップ 1 Aと 1 Bとの境界である。 ギャップ 1 A内に光導波路 5 A ( 5 B ) の曲がり部分 1 5 Aが設けられており、 ギャップ 1 B内に光 導波路の曲がり部分 1 5 B'が設けられている。
曲がり部分 1 5 Aの曲率中心は O Aであり、 曲率半径は R Aである。 曲がり部分 1 5 Bの曲率中心は O Bであり、 曲率半径は R Bである。 ギ ヤップ 1 Aは曲がり部分 1 5 Aと同様に湾曲し、 ギャップ 1 Bは曲がり 部分 1 5 Bと同様に湾曲している。 曲率中心 O Aと O Bとは、 ギャップ に対して反対側に位置している。 このため、 曲がり部分 1 5 Aと 1 5 B との境界線に変曲点 Pが存在する。 ここで、 ギャップに面する各電極 4 A ( 4 C) と 4 Bとの各縁面を 1 0、 9 とする。 曲がり部分 1 5 Aにおいて、 光導波路 5 A ( 5 B) の中 心線 WCに対して、 ギヤップ 1 Aの中心線 C Aが曲率中心 OAから見て 外側に設けられている。 即ち、 ギャップ中心線 C Aに対して光導波路を 内側へとオフセッ トした位置に設ける。 また、 曲がり部分 1 5 Bにおい て、 光導波路 5 A ( 5 B) の中心線 WCに対して、 ギャップ 1 Bの中心 線 C Bが曲率中心 OBから見て外側に設けられている。 即ち、 ギャップ 中心線 C Bに対して光導波路を内側へとオフセッ トした位置に設ける。 なお、 図 3の例では、 ギャップ 1 Aと 1 Bとの境界線 1 2に至るまで 本発明を適用した。 しかし、 ギャップ 1 Aと 1 Bとの間には、 本発明を 適用しない中間領域を設けることもできる。
電極ギャップ 1、 1 A、 1 8の中心線〇、 CA、 C Bとは、 ギャップ を挟んで対向する電極 4 A ( 4 C) の縁面 1 0と電極 4 Bの縁面 9 との 中間点を結ぶことによって得られる線分である。
光導波路の中心線とは、 光導波路の屈折率最大点を平面的に結ぶこと によって得られる線分である。 具体的には次のようにして定める。
( 1 ) 光導波路が拡散型光導波路である場合には、 光導波路の形成に 用いた金属膜の中心線である。
(2) 光導波路がリ ッジ型光導波路である場合には、 リ ッジの上面の 中心線である。
ギャップの中心線 C、 CA、 C Bと光導波路の中心線 WCとの間隔 d は、伝搬光の電極への吸収による損失を低減するという観点からは、 0. 1 m以上とすることが好ましく、 0. 5 // m以上とすることが更に好 ましい。 これによつて、 光分布のシフ ト量に対してオフセッ ト量を充分 大きくでき、 本発明の効果が更に顕著となるからである。 また、 dが大きくなりすぎると、 ギャップ幅 G、 G A、 G Bが光導波 路幅に比べて増大することを意味するので、 電極損失が増大する。 ある いは、 ギャップ幅が同じであると考えると、 光導波路の中心線 W Cが内 側の電極に近寄りすぎることを意味するので、 電極への光の吸収による 損失が増大する。 従って、 本発明の観点から、 dは 5um以下であること が好ましく、 3um以下であることが更に好ましい。
電極ギャップの大きさ G、 G A、 G Bは、 それぞれ、 駆動電圧を低く するという観点から、 40um以下であることが好ましく、 30uni以下である ことが更に好ましレ、。 また、 G、 G A、 G Bが小さすぎると、 電極への 光の吸収による光の伝搬損失が大きくなるので、 この観点からは、 G、 G A、 G Bは、 5um以上であることが好ましく、 8um以上であることが更 に好ましい。
本発明の光導波路デバイスは、 光強度変調器、 あるいは光位相変調器 が最も好ましいが、 他の光導波路デバイス、 例えば高調波発生素子、 光 スィッチ、 オプティカルシグナルプロセッサー、 センサーデバイスなど に適用できる。
本発明は、 レ、わゆるコプレーナ型 '（Coplanar waveguide ： C P W電極） の電極配置に適用できる。 コプレーナ型では、 一対の接地電極の間に一 列の信号電極がはさまれている。
また、 本発明は、 独立変調型の進行波形光変調器にも適用できる。 更 に、 光変調器は強度変調器でも位相変調器でもよい。 複数の位相変調部 を用いた場合の位相変調方式は特に限定されず、
DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying)、
SSB(Single Side Band Amplitude modulation) N
DPSK「Differential Phase Shift Keying：差動位相偏移変調」など、種々 の位相変調方式を採用できる。 各変調方式それ自体は公知である。 図 4は、 本発明の一実施形態に係る光変調器を模式的に示す平面図で ある。
本例では、 光導波路は、 入射部 1 1、 分岐部および出射部 1 2を備え ており、平面的に見るとマッハツェンダー型の光導波路を構成している。 即ち、 光導波路の入射部 1 1に入射した光は、 分岐部で二つに分岐し、 各湾曲領域 Fを経由して各変調領域 Eに入射する。 そして、 それぞれ湾 曲領域 Fを経て合波し、 出射部 1 2から出射される。 変調領域 Eにお いて各分岐光導波路 5 A、 5 Bに対して略水平方向に信号電圧を印加す るようになっている。 本発明は、 各湾曲領域 Fにおいて、 各ギャップ 1 A、 I Bに適用する。
好ましくは、 図 5に示すように、 光導波路基板 3の下面と保持基体 3 1 との間に、 厚さが略一定の接着層 3 0が介在し、 基板 3 と保持基体 3 1 とを接着している。
図 6は、 W O 2 0 0 7 / 0 5 8 3 6 6 A 1記載の折り返し型光変調 器の折り返し部に本発明を適用した場合の例である。 折り返し部におけ る光導波路曲率部の拡大図を図 7に示す。
図 6の光導波路デバイスは基板本体 3を備えている。 基板本体 3は、 図 5に示すように、 支持基板 3 1に接着層 3 0を介して接着されていて もよい。 本例では、 基板本体 3は平板形状をしているが、 この形状は平 板に限定されない。
基板本体 3の一方の主面 3 a上には、 所定の接地電極 7、 1 9および 信号電極 8が形成されている。 本例では、 いわゆるコプレーナ型
(Coplanar waveguide ： C P W電極）の電極配置を採用しているが、 電 極の配置形態.は特に限定されない。 本例では、 隣接する信号電極と接地 電極とのギャップに、 それぞれ光導波路が形成されており,， 各光導波路 に対して略水平方向に信号電圧を印加するようになつている。 光導波路 1 3の端部 1 3 aから入射した光は、分岐点 1 3 bで分岐し、 分岐導波路 1 3 c、 1 3 dに分かれ、 電極 7、 8、 1 9による変調を受 ける。 次いで、 分岐導波路 1 3 c、 1 3 dを伝搬した光は、 それぞれ曲 がり部分 1 5を通り、 各折り返し点 2 8で反射する。 そして、 それぞれ 第二の折り返し部を伝搬し、 曲がり部分 1 5を通り、 各分岐導波路 1 3 e、 1 3 f を伝搬する。 そして、 合波点 1 3 gで合波し、 出射部 1 3 h に入る。
内側の接地電極 1 9は、 図示しないフィ一ドスルーに接続される給電 部 1 9 a と、 分岐光導波路の相互作用部と平行に伸びる 1列の電極部 1 9 b とを備えている。 外側の接地電極 7は、 光導波路をまたぐ接続部 7 c、接続部 7 cから両側に伸びる電極部 7 b、 7 dおよび各電極部 7 b、 7 dから相互作用部と平行に伸びる電極部 7 a、 7 eを備えている。 信 号電極 8は、 一対の給電部 8 a、 8 g、 各給電部 8 a、 8 gから各主部 と平行に伸びる電極部 8 b、 8 f 、 各電極部 8 b、 8 f から伸びる各電 極部 8 c、 8 e , および電極部 8 c と 8 e とを接続する接続部 8 dを備 えている。
図 7に光導波路の曲がり部分の拡大図を示す。
接地電極 7と信号電極 8 との間、 接地電極 1 9と信号電極 8との間に は， それぞれギャップ 1が設けられており、 各ギャップに分岐光導波路 が設けられている。 各光導波路の曲がり部分 1 5に対して本発明を適用 する。
ここで、 各ギャップ 1に面する各電極の各縁面を 9、 1 0とする。 曲 がり部分以外では、 各光導波路の中心線 W Cとギヤップの中心線 Cとは 一致している。 しかし、 曲がり部分では、 光導波路の中心線 W Cに対し て、 ギャップ 1の中心線 Cが光導波路の曲率中心 Oから見て外側に設け られている。 即ち、 ギャップ中心線 Cに対して光導波路を内側へとオフ セッ トした位置に設けることにした。 この結果、 電極への光吸収損失に よる光伝搬損失が著しく低下することを見いだした。 また、 特にギヤッ プ 1の大きさ Gを小さく して電極損失を低減した場合にも、 電極への光 の吸収による光伝搬損失を低減できる。 '
なお、 本例では、 オフセッ ト構造とするために、 湾曲部 7 f 、 8 h、 1 9 cを設けている。
本発明は、 高周波電極以外にも、 D C (直流） バイアス電極、 位相調 整電極などの各種電極に対して適用可能である。
図 8は、非対称 C P W電極を用いたデュアル駆動型光変調器の DCバイ ァス電極に本発明を適用した例である。
本例では、 基板上に、 接地電極 2 0 B , 2 0 Cおよび中央接地電極 2 0 Aが形成されている。 接地電極 2 0 Bと 2 0 Aとの間に高周波信号電 極 2 1 Aが形成されており、 接地電極 2 0 Cと 2 O Aとの間に高周波信 号電極 2 1 Bが形成されている。
また、 本例では、 D Cバイアス電極が設けられている。 すなわち、 D Cバイアス用の接地電極 2 2、 2 4および信号電極 2 3が設けられてい る。 接地電極 2 2と信号電極 2 3 との間にギヤップ 2 6が形成されてお り、 接地電極 2 4と信号電極 2 3 との間にもギャップ 2 6が形成されて いる。
光導波路 2 5は、 入射部 2 5 a、 分岐部 2 5 b、 D Cバイアス印加部 2 5 c、 2 5 d、 相互作用部 2 5 e、 2 5 f 、 合波部 2 5 g、 出射部 2 5 hを備えている。 D Cバイアス印加部 2 5 c、 2 5 dは、 それぞれ、 D Cバイアス電極のギヤップ 2 6に設けられている。相互作用部 2 5 e、 2 5 f は、 それぞれ、 高周波電極のギヤップ 1に設けられている。
光導波路 2 5 c、 2 5 dの各曲がり部分に対して本発明を適用する。 すなわち、 図 9に示すように、 光導波路の曲がり部分 1 5の曲率中心は Oであり、 曲率半径は Rである。 ギャップ 2 6は曲がり部分 1 5 と同様 に湾曲している。 曲率中心 Oは、 ギャップの曲がり部分の内側に位置す る。
ここで、 ギャップに面する各電極 2 2、 2 3の各縁面を 1 0、 9 とす る。 曲がり部分 1 5において、 光導波路の中心線 W Cに対して、 ギヤッ プの中心線 Cが曲率中心 oから見て外側に設けられている。 即ち、 ギヤ ップ中心線 Cに対して光導波路を内側へとオフセッ トした位置に設ける。 光導波路は、 基板の一方の主面に直接形成されたリ ッジ型の光導波路 であってよく、 基板の一方の主面の上に他の層を介して形成されたリ ッ ジ型の光導波路であってよく、 また基板の内部に内拡散法やイオン交換 法によって形成された光導波路、 例えばチタンや亜鉛拡散光導波路、 プ 口 トン交換光導波路であってよい。 具体的には、 光導波路が、 基板表面 から突出するリ ッジ型光導波路であってよい。 リ ッジ型の光導波路は、 レーザー加工、 機械加工によって形成可能である。 あるいは、 高屈折率 膜を基板上に形成し、 この高屈折率膜を機械加工やレーザーアブレーシ ョン加工することによって、 リ ッジ型の三次元光導波路を形成できる。 高屈折率膜は、 例えば化学的気相成長法、 物理的気相成長法、 有機金属 化学的気相成長法、 スパッタ リ ング法、 液相ェピタキシャル法によって 形成できる。
上記の例では、 電極は基板の表面に設けられているが、 基板の表面に 直接形成されていてよく、 バッファ層の上に形成されていてよい。 バッ ファ層は、 酸化シリ コン、 弗化マグネシウム、 窒化珪素、 及びアルミナ などの公知の材料を使用することができる。ここで言う低誘電率層とは、 基板本体を構成する材質の誘電率よりも低い誘電率
を有する材料からなる層を言う。 好適な実施形態においては、 少なく とも曲がり部分において、 前記基 板上に前記電極がバッファ層を介することなしに直接形成されている。 すなわち、 基板厚さを 2 0 / m以下とすると、 S i 0 2バッファ層を 形成することなく、 速度整合を達成可能である。 特に、 D C電極に S i O 2バッファ層を設けるのは、 動作安定性の観点から難しい。 しかし、 S i O 2バッファ層が形成されていない場合は、 さらに電極による光吸 収が顕著となる。
この点、 本発明では、 曲がり部分における電極による光吸収を低減で きるので、 特に効果が大きい。
接着層 3 0の厚さは 1 0 0 0 // m以下であることが好ましく、 3 0 0 / m以下であることが更に好ましく、 1 0 0 n m以下であることが最も 好ましい。 また、 接着層 3 0の厚さの下限は特にないが、 マイクロ波実 効屈折率の低減という観点からは、 1 0 /X m以上であってもよい。
光導波路基板 3、 保持基体 3 1を構成する材料は、 強誘電性の電気光 学材料、 好ましくは単結晶からなる。 こう した結晶は、 光の変調が可能 であれば特に限定されなレ、が、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、 ニオブ酸リチウム一タンタル酸リチウム固溶体、 ニオブ酸力リ ウムリチ ゥム、 K T P、 及び水晶などを例示することができる。
保持基体 3 1の材質は、 上記した強誘電性の電気光学材料に加えて、 更に石英ガラス等のガラスであってもよい。
接着剤 3 0の具体例は、 前記の条件を満足する限り特に限定されない 力 S、 エポキシ系接着剤、 熱硬化型接着剤、 紫外線硬化性接着剤、 ニオブ 酸リチウムなどの電気光学効果を有する材料と比較的近い熱膨張係数を 有するァロンセラミ ックス C (商品名、 東亜合成社製） （熱膨張係数 1 3 X 1 0 " 6 / K ) を例示できる。
実施例 (実験 1 )
図 1に示すような曲がり光導波路 1 5を使用した。 光導波路はチタン 拡散光導波路とし、 チタン線幅は 6 μ πιとした。 曲がり光導波路の曲率 半径 Rは 3 0 m mとした。 電極ギヤップ 1の幅 Gを 13umとした。 各電極 4 A、 4 Bの材質は Auとし、基板の材質はニオブ酸リチウム単結晶とす る。
光導波路の中心線 W Cをギヤップ中心線 Cに合うように設けた。 オフ セッ ト量 dは 0である。 この結果、 出力 l mWの光を光導波路に入射さ せたところ、 単位長さ当たりの伝搬損失は 0. 5dB/cmであった。
これに対して、 オフセッ ト量 dを 3umとした。 この結果、 単位長さ当 たりの伝搬損失は 0. ldB/craに低下した。
(実験 2 )
本発明の効果を更に検証すべく試作評価を実施した。 図 4、 図 5に示 した形態の光変調器を作製した。 光導波路基板 3の材質はニオブ酸リチ ゥム単結晶とし、 3インチ基板と し、 厚さは 1 m mとした。
この基板の表面に、 チタン拡散プロセスとフォ トリ ソグラフィ一法と によって、 マッハツェンダー型の光導波路を形成した。 光導波路の平面 的形態は図 4に示す。 チタン線幅は、 入射部 1 1、 出射部 1 2では 3 . 6 /x mとし、 曲がり領域 Fおよび光変調領域 Eでは 8umとした。 曲がり 領域 Fにおける光導波路の形態は図 3に示す。 このチタンパターンを 1 0 3 1 °Cにて熱拡散させ、 光導波路と した。
次に、 接地電極 4 A、 4 Cおよび信号電極 4 Bをめつき加工により形 成した。 電極のギャップは、 光変調領域 E内で 2 5 mと した。 各曲が り部分 1 5 A、 1 5 8の曲率半径1 八、 R Bはそれぞれ 20mmと した。 次に、 ニオブ酸リチウム基板の薄板加工を実施した。 先ずニオブ酸リ チウム基板のチタンパターン面にヮックスを塗布して、 ニオブ酸リチウ ムからなるダミー基板 （厚さ l m m ) に貼り付けた。 この状態にて、 チ タンパターン付きの基板の裏面を研磨加工にて削り込み、 厚さ 7 μ mに なるまで薄板加工を実施した。 さらに、 この加工後のチタンパターン付 き基板裏面に厚さ約 5 0 μ mのシート樹脂 3 0を介して補強用ニオブ酸 リチウム基板 3 1を貼り付け、 次いで当初のダミー基板を取り外した。 最後にチップ切断及び端面研磨加工を実施し、 チップとした。
このチップに光ファイバを接続して光損失評価を実施した。 チップの 入力側には偏波保持ファイバ、 出力側にはシングルモードファイバを接 着剤を介して接続した。 電極には電圧印加できる様プロ一ビングした。 比較例では、 各曲がり領域 Fにおけるギャップ 1 A、 I Bの幅 G A、 G Bを、 それぞれ 13umとした。 また、 光導波路の中心線 W Cをほぼギヤ ップ中心線 Cに合うように設けた。 オフセッ ト量 dは 0である。 出力 1 m Wの光を光導波路に入射させたところ、 単位長さ当たりの伝搬損失は 0. 5dB/cmであった。
実施例 1では、 各曲がり領域 Fにおけるギャップ 1 A、 I Bの大きさ G A、 G Bを、 それぞれ 13umとした。 また、 オフセッ ト量 dは 3umとし た。 出力 l m Wの光を光導波路に入射させたところ、 単位長さ当たりの 伝搬損失は 0. l dB/cmであった。
実施例 2では、 各曲がり領域 Fにおけるギャップ 1 A、 I Bの大きさ G A、 G Bを、 それぞれ 13umとした。 また、 オフセッ ト量 dは 3umとし た。 出力 l m Wの光を光導波路に入射させたところ、 単位長さ当たりの 伝搬損失は 0. l dB/cmであった。
本発明の特定の実施形態を説明してきたけれども、 本発明はこれら特 定の実施形態に限定されるものではなく、 請求の範囲の範囲から離れる ことなく、 種々の変更や改変を行いながら実施できる。

Claims

請求の範囲
1 . 基板、 この基板の主面に形成されている少なく とも一対の電極、 および前記一対の電極間のギヤップに形成されているチャンネル型光導 波路を備えている光導波路デバイスであって、
前記光導波路が曲がり部分を備えており、 前記ギヤップの中心線が前 記光導波路の中心線に対して前記曲がり部分の曲率中心から見て外側に 設けられていることを特徴とする、 光導波路デバイス。
2 . 前記一対の電極が、 前記光導波路を伝搬する光を変調するための 信号電極および接地電極であることを特徴とする、 請求項 1記載の光導 波路デバイス。
3 . 前記光導波路がマッハツェンダー型の光導波路であることを特徴 とする、 請求項 1または 2記載の光導波路デバイス。
4 . 前記光導波路の中心線と前記ギヤップの中心線との間隔が 0. Ι μ m以上であることを特徴とする、 請求項 1〜 3のいずれか一つの請求項 に記載の光導波路デバイス。
5 . 前記光導波路の中心線と前記ギヤップの中心線との間隔が 5 /Z m 以下であることを特徴とする、 請求項 1〜 4のいずれか一つの請求項に 記載の光導波路デバィス。
6 . 前記光導波路に前記曲がり部分が複数設けられており、 隣接する 前記曲がり部分の間において前記光導波路に変曲点が設けられているこ とを特徴とする、 請求項 1〜 5のいずれか一つの請求項に記載の光導波 路デバイス。
7 . 前記電極が D Cバイアス電極であることを特徴とする、 請求項 1 5 〜 6のいずれか一つの請求項に記載の光導波路デバイス。
8 . 前記電極が位相調整部電極であることを特徴とする、 請求項 1〜 6のいずれか一つの請求項に記載の光導波路デバイス。
L0 9 . 前記基板が Xカッ トニオブ酸リチウム基板であることを特徴とす る、 請求項 1 一 8のいずれか一つの請求項に記載の光導波路デバイス。
1 0 . 前記基板の厚さが 2 0 μ m以下であることを特徴とする、 請求 項 1〜 9のいずれか一つの請求項に記載の光導波路デバイス。
15
1 1 . 少なく とも前記曲がり部分において、 前記基板上に前記電極が バッファ層を介することなしに直接形成されていることを特徴とする、 請求項 1〜 1 0のいずれか一つの請求項に記載の光導波路デバイス。
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