WO2014157361A1 - 光制御デバイス - Google Patents

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WO2014157361A1
WO2014157361A1 PCT/JP2014/058581 JP2014058581W WO2014157361A1 WO 2014157361 A1 WO2014157361 A1 WO 2014157361A1 JP 2014058581 W JP2014058581 W JP 2014058581W WO 2014157361 A1 WO2014157361 A1 WO 2014157361A1
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electrode
signal electrode
ground electrode
groove
input
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PCT/JP2014/058581
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Inventor
利夫 片岡
将之 本谷
市川 潤一郎
Original Assignee
住友大阪セメント株式会社
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    • G02F1/21Devices 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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    • G02F1/2255Devices 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 controlled by a high-frequency electromagnetic component in an electric waveguide structure
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Definitions

  • the present invention relates to a light control device.
  • Patent Document 1 describes an optical waveguide element applied to an optical modulator or the like.
  • the optical waveguide device described in the document includes a plurality of optical waveguide portions arranged in parallel with each other on a substrate, and an electric field based on an independent modulation signal (control signal) for each of the optical waveguide portions.
  • An optical modulator having a plurality of optical waveguide portions arranged in parallel and close to each other on a substrate, and a plurality of modulation electrodes for applying independent modulation signals to each of the optical waveguide portions, etc.
  • a separation distance between portions (working electrode portions) for applying an electric field to the plurality of optical waveguide portions among the plurality of modulation electrodes is short.
  • there is a problem of crosstalk between the working electrode portions of the plurality of modulation electrodes (a phenomenon in which a part of the modulation signal transmitted in one working electrode portion shifts to a modulation signal transmitted in the other working electrode portion). It becomes.
  • each modulation electrode includes a working electrode section as described above and an input-side signal electrode that transmits a modulation signal input from the outside to the working electrode section. And have.
  • the distance between the input signal electrodes of the plurality of modulation electrodes can be easily made larger than the distance between the working electrode portions. Therefore, crosstalk between the modulation electrodes (a phenomenon in which a part of the modulation signal transmitted in one modulation electrode is transferred to a modulation signal transmitted in another modulation electrode) is caused by each working electrode having a short separation distance. It is recognized by those skilled in the art that this phenomenon occurs between parts.
  • Various methods for suppressing crosstalk between the working electrode portions such as the method described in Patent Document 1, have been proposed.
  • crosstalk between the modulation electrodes may be a problem even between the input side signal electrodes that are spaced apart from each other by the distance between the working electrode portions.
  • crosstalk occurs between the input side signal electrodes (crosstalk between the input side signal electrodes, that is, a part of the modulation signal transmitted through a certain input side signal electrode is There is no description about a phenomenon of shifting to a modulation signal transmitted in the input side signal electrode) and a method of suppressing crosstalk between the input side signal electrodes.
  • Patent Document 2 discloses a method for suppressing crosstalk between input-side signal electrodes having bent portions where wiring is bent. In this method, the thickness of a substrate used for an optical modulator is set to 30 ⁇ m to It is necessary to make it extremely thin up to 100 ⁇ m.
  • each input-side signal electrode has a bent portion, a meandering portion, a signal electrode width changing portion, and a signal electrode-ground electrode interval.
  • a structure change section such as a change section. Therefore, the present inventors have found that in such a device, the propagation of the control signal (modulated signal) is unstable, so that the control signal crosstalk is particularly likely to occur between the input side signal electrodes.
  • the present invention has been made in view of such problems, and is an optical control device having a plurality of modulation electrodes, and between input signal electrodes of each modulation electrode without reducing the thickness of the substrate.
  • An object of the present invention is to provide a light control device in which the crosstalk of the device is suppressed.
  • a light control device is supplied from the outside, a first optical waveguide that extends along a main surface of the substrate, the first and second optical waveguides provided on the substrate, and the like.
  • a first control signal electrode provided on the main surface of the substrate for changing a refractive index of light propagating in the first optical waveguide based on the first electric signal, the electric field applied to the first optical waveguide;
  • a first working electrode portion extending along the first optical waveguide so as to be able to be applied, and a first input signal extending along the main surface of the substrate so as to transmit the first electric signal to the first working electrode portion
  • a second control signal electrode capable of applying an electric field to the second optical waveguide.
  • the first input side signal electrode and the signal electrode indirect A first groove provided between the electrodes, a second groove provided between the first input-side signal electrode and the first ground electrode, and between the second input-side signal electrode and the inter-signal electrode ground electrode. A third groove provided, and a fourth groove provided between the second input signal electrode and the second ground electrode.
  • the substrate since the substrate has the first groove portion and the second groove portion, compared with a case where the substrate does not have these groove portions, one end of the first ground electrode, The separation distance along the first direction from one end of the signal electrode ground electrode can be reduced.
  • the separation distance is small, the separation distance between the first input-side signal electrode, the first ground electrode, and the inter-signal electrode ground electrode can also be reduced.
  • the spread of the lines of electric force between the first input side signal electrode, the first ground electrode, and the inter-signal electrode ground electrode can be reduced, so that the first ground electrode and the signal electrode indirectly from the first input side signal electrode.
  • the electric lines of force directed to the ground electrode can be terminated more effectively.
  • the separation distance between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode is not large, the electric force generated from the first input side signal electrode by the substrate having the first groove portion and the second groove portion. Since the line is terminated more effectively, the control signal transmitted through the first input signal electrode crosstalks with the control signal transmitted through the second input signal electrode without reducing the thickness of the substrate. This can be reduced.
  • the substrate has the third groove portion and the fourth groove portion, the first end of the second ground electrode and the one end of the signal electrode ground electrode are compared with the case where the substrate does not have these groove portions.
  • the separation distance along one direction can be reduced.
  • the separation distance between the second input-side signal electrode, the second ground electrode, and the inter-signal electrode ground electrode can also be reduced.
  • the spread of the electric lines of force between the second input-side signal electrode, the second ground electrode, and the signal-electrode ground electrode can be reduced, so that the second ground-side electrode and the signal electrode indirectly from the second input-side signal electrode.
  • the electric lines of force directed to the ground electrode can be terminated more effectively.
  • the control signal transmitted through the second input signal electrode crosstalks with the control signal transmitted through the first input signal electrode without reducing the thickness of the substrate. This can be reduced.
  • crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be suppressed.
  • the first groove portion, the second groove portion, the third groove portion, and the fourth groove portion may have a depth of 2 ⁇ m or more. Therefore, the crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be particularly suppressed.
  • the signal electrode ground electrode includes a main portion and a first thin portion that is thinner than the main portion provided on the first groove portion side than the main portion. And / or a second thin part thinner than the main part provided on the third groove part side with respect to the main part, and / or the first ground electrode includes the main part and the main part. And / or a thin part thinner than the main part provided on the second groove part side, and / or the second ground electrode is provided on the fourth groove part side of the main part and the main part. And a thin portion thinner than the main portion formed.
  • the signal electrode ground electrode has a step between the main portion and the first thin portion, and / or the first ground electrode has a step between the main portion and the thin portion. Therefore, the surface area of the signal electrode ground electrode and / or the first ground electrode facing the first input signal electrode increases. As a result, the electric lines of force radiated from the first input-side signal electrode are likely to terminate at the inter-signal electrode ground electrode and / or the first ground electrode, so that the electric lines of force reach the second input-side signal electrode. Is suppressed.
  • the signal electrode ground electrode has a step between the main portion and the second thin portion, and / or the second ground electrode has a step between the main portion and the thin portion.
  • the surface area of the signal electrode ground electrode and / or the second ground electrode facing the second input side signal electrode increases.
  • the electric lines of force radiated from the second input-side signal electrode are easily terminated at the inter-signal electrode ground electrode and / or the second ground electrode, so that the electric lines of force reach the first input-side signal electrode. Is suppressed.
  • crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be further suppressed.
  • the first control signal electrode includes a main portion and a first thin portion thinner than the main portion provided on the first groove portion side with respect to the main portion. And / or the second thin part thinner than the main part provided on the second groove part side with respect to the main part, and / or the second control signal electrode includes the main part, A first thin part thinner than the main part provided on the third groove part side than the main part and / or a second thin part thinner than the main part provided on the fourth groove part side than the main part. , And.
  • the electric field concentrates on the first thin portion and / or the second thin portion having a small thickness.
  • the electric lines of force are mainly emitted from the first thin part and / or the second thin part.
  • the first thin portion and / or the second thin portion of the first input-side signal electrode emits electric lines of force from a position closer to the substrate than the main part, so that the electric lines of force radiated from these are generated on the substrate. Reaching the second input side signal electrode via the upper surface of the main surface is suppressed.
  • the electric field concentrates on the first thin portion and / or the second thin portion having a small thickness.
  • the electric lines of force are mainly emitted from the first thin part and / or the second thin part.
  • the first thin portion and / or the second thin portion of the second input-side signal electrode emits electric lines of force from a position closer to the substrate than the main part, and thus the electric lines of force radiated from these are generated on the substrate. Reaching the first input signal electrode via the upper surface of the main surface is suppressed. As a result, crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be further suppressed.
  • At least one of the signal electrode ground electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode may have a through hole. This increases the surface area of at least one of the signal electrode ground electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode, so that the electric lines of force radiated from the first input side signal electrode are The electric lines of force radiated from the second input-side signal electrode are easily terminated at the inter-signal electrode ground electrode and the second ground electrode. As a result, crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be further suppressed.
  • the light control device is provided in the first groove portion, and in the first groove portion ground electrode and / or in the second groove portion electrically connected to the signal electrode ground electrode.
  • the second groove ground electrode provided and electrically connected to the first ground electrode and / or the third groove ground provided within the third groove and electrically connected to the signal electrode ground electrode.
  • An electrode and / or a fourth in-groove ground electrode provided in the fourth groove and electrically connected to the second ground electrode can be further provided.
  • a part of the electric lines of force radiated from the first input-side signal electrode is terminated at the first groove-in-ground electrode and / or the second groove-in-ground electrode, and / or the second input-side signal electrode.
  • At least one of the first groove-in-ground electrode, the second groove-in-ground electrode, the third-groove-in-ground electrode, and the fourth-groove-in-ground electrode is It can have a through hole.
  • the surface areas of the first groove ground electrode, the second groove ground electrode, the third groove ground electrode, and the fourth groove ground electrode are increased, so that the electric power radiated from the first input side signal electrode is increased.
  • the force lines are more easily terminated at the first groove ground electrode and the second groove ground electrode, and the electric force lines radiated from the second input side signal electrode are the third groove ground electrode and the fourth groove ground. It becomes easier to terminate with an electrode. As a result, crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be further suppressed.
  • the signal electrode ground electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode can each have a recess.
  • the surface areas of the signal electrode ground electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode are increased, so that the electric lines of force radiated from the first input side signal electrode are
  • the electric field lines radiated from the second input-side signal electrode are easily terminated at the inter-signal electrode ground electrode and the second ground electrode.
  • crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be further suppressed.
  • one end of the first ground electrode, one end of the first input-side signal electrode, one end of the inter-signal electrode ground electrode, one end of the second input-side signal electrode, and One end of the second ground electrode is arranged in this order along the first direction along the main surface of the substrate, and the one end of the first input side signal electrode and the one end of the second input side signal electrode are arranged.
  • the separation distance along the first direction between the one end of the first ground electrode and the one end of the signal electrode ground electrode along the first direction, or the second ground electrode When the separation distance along the first direction between the one end and the one end of the signal electrode ground electrode is defined as K, the value of D / K can be 3.0 or less.
  • a light control device having a plurality of modulation electrodes, in which crosstalk between input-side signal electrodes of each modulation electrode is suppressed.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration near one end of a first input signal electrode of a first control signal electrode and a first input signal electrode of a second control signal electrode of the light control device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an end view of the light control device taken along line III-III in FIG. 2. It is a perspective view which shows the structure of the end vicinity of the 1st input side signal electrode and 1st input side signal electrode of the light control device shown in FIG.
  • FIG. 6 is an end view of the light control device taken along line VI-VI in FIG. 5. It is a top view which shows the structure of the end vicinity of the 1st input side signal electrode of the 1st control signal electrode of 3rd Embodiment, and the 1st input side signal electrode of the 2nd control signal electrode.
  • FIG. 8 is an end view of the light control device taken along line VIII-VIII in FIG. 7.
  • FIG. 10 is an end view of the light control device taken along line XX of FIG. 9. It is a top view which shows the structure of the end vicinity of the 1st input signal electrode of the 1st control signal electrode of 5th Embodiment, and the 1st input signal signal electrode of the 2nd control signal electrode.
  • FIG. 12 is an end view of the light control device taken along line XII-XII in FIG. 11.
  • FIG. 14 is an end view of the light control device taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the light control device according to the first embodiment.
  • the light control device 100 controls (for example, modulates) the input light CL, which is continuous light introduced by an optical fiber or the like, and outputs the modulated light ML to the outside.
  • the light control device 100 is a device that controls the input light CL, such as an optical modulator, an optical switch, or a polarization controller.
  • the light control device 100 outputs modulated light ML that is modulated based on an electric signal supplied from the outside.
  • the light control device 100 includes a substrate 1, an optical waveguide structure 3 provided on the substrate 1, a first control signal electrode 5, a second control signal electrode 7, a first ground electrode 11, and a second ground.
  • the electrode 12 and the signal electrode ground electrode 13 may be provided.
  • the optical waveguide structure 3 is indicated by a broken line, and the first ground electrode 11, the second ground electrode 12, and the signal electrode ground electrode 13 are hatched.
  • the substrate 1 is a plate-like member made of a dielectric material that exhibits an electro-optic effect, such as lithium niobate (LiNbO 3 ).
  • the substrate 1 has a longitudinal shape extending along the Y-axis direction (first direction).
  • the substrate 1 has a substantially flat main surface 1S.
  • FIG. 1 shows an orthogonal coordinate system RC in which the X axis and the Y axis are set in a direction parallel to the main surface 1S, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the main surface 1S.
  • the orthogonal coordinate system RC is shown so as to correspond to FIG. 1 as necessary.
  • the shape of the main surface 1S of the substrate 1 in a plan view is a rectangular shape having outer edges along the X-axis and the Y-axis in this embodiment.
  • the optical waveguide structure 3 is provided on the substrate 1.
  • the optical waveguide structure 3 includes a plurality of optical waveguides having a structure corresponding to the light control method of the light control device 100, and each of the plurality of optical waveguides extends along the main surface 1 ⁇ / b> S of the substrate 1.
  • the optical waveguide structure 3 is made of a dielectric material having an electro-optic effect such as lithium niobate (LiNbO 3 ) in which a metal such as titanium (Ti) is diffused.
  • the refractive index of the material constituting the optical waveguide structure 3 is larger than the refractive index of the material constituting the substrate 1. Therefore, the optical waveguide structure 3 functions as a core with respect to the substrate 1, and the substrate 1 functions as a cladding with respect to the optical waveguide structure 3.
  • a structure including the substrate 1 and the optical waveguide structure 3 provided on the substrate 1 as described above prepares a plate-like initial substrate made of a dielectric material such as lithium niobate (LiNbO 3 ), for example. It can be obtained by diffusing a metal such as titanium (Ti) in the region of the initial substrate to be the optical waveguide structure 3 to form a region having a higher refractive index than other regions of the substrate 1. Alternatively, the structure can also be obtained by forming the optical waveguide structure 3 on the main surface 1S of the substrate 1 after preparing the substrate 1.
  • the optical waveguide structure 3 is composed of a Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • the optical waveguide structure 3 includes an input optical waveguide 3D1 that is a Y-branch optical waveguide, a first arm optical waveguide 31 as a first optical waveguide, and a second arm optical waveguide 32 as a second optical waveguide. And an output optical waveguide 3D2 which is a Y-coupled optical waveguide.
  • the input optical waveguide 3D1, the first arm optical waveguide 31, the second arm optical waveguide 32, and the output optical waveguide 3D2 are arranged on the same substrate 1 to constitute a Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • one or both of the input optical waveguide 3D1 and the output optical waveguide 3D2 are disposed on a substrate different from the substrate 1, and the one or both are optically connected to the first arm optical waveguide 31 and the second arm optical waveguide 32.
  • a Mach-Zehnder type optical waveguide may be configured by being connected to.
  • the input optical waveguide 3 ⁇ / b> D ⁇ b> 1 has a light input end provided at one end 1 a in the Y-axis direction of the substrate 1, extends from the light input end along the Y-axis direction, branches, and is input to the first arm optical waveguide 31.
  • the second arm optical waveguide 32 The first arm optical waveguide 31 and the second arm optical waveguide 32 each extend along the Y-axis direction, which is the direction along the main surface 1S of the substrate 1.
  • the output end of the first arm optical waveguide 31 and the output end of the second arm optical waveguide 32 are respectively connected to the two input ends of the output optical waveguide 3D2.
  • the output optical waveguide 3D2 extends from the input end along the Y-axis direction, and extends to the light output end located at the other end 1b of the substrate 1 in the Y-axis direction.
  • the first control signal electrode 5 is an electrode provided on the main surface 1S of the substrate 1 in order to change the refractive index of the first arm optical waveguide 31 based on the first electric signal S1 supplied from the outside.
  • the first control signal electrode 5 includes a first working electrode portion 51, a first input side signal electrode 53, and a first output side signal electrode 59.
  • the first working electrode portion 51 extends along the first arm optical waveguide 31, that is, along the Y-axis direction so that an electric field can be applied to the first arm optical waveguide 31.
  • One end of the first input side signal electrode 53 is located in the vicinity of the one end 1c in the X direction of the substrate 1, and the first electric signal S1 is input to the one end of the first input side signal electrode 53 from the outside.
  • the first input side signal electrode 53 is a first working electrode portion in which the first electric signal S1 input to one end of the first input side signal electrode 53 is connected to the other end of the first input side signal electrode 53.
  • 51 extends along the main surface 1S of the substrate 1 so as to transmit to one end of the substrate 51.
  • the other end of the first working electrode portion 51 is connected to one end of the first output side signal electrode 59.
  • the first output signal electrode 59 transmits the first electric signal S1 transmitted through the first working electrode 51 to the other end of the first output signal electrode 59.
  • the other end of the first output side signal electrode 59 is located in the vicinity of one end 1 c of the substrate 1.
  • the other end of the first output-side signal electrode 59 may be electrically connected to a resistor included in a termination portion (not shown) that is an electrical termination.
  • the second control signal electrode 7 is provided on the main surface 1S of the substrate 1 in order to change the refractive index of the second arm optical waveguide 32 based on the second electric signal S2 supplied from the outside. Electrode.
  • the second control signal electrode 7 includes a second working electrode portion 71, a second input side signal electrode 73, and a first output side signal electrode 79.
  • the second working electrode portion 71 extends along the second arm optical waveguide 32, that is, along the Y-axis direction so that an electric field can be applied to the second arm optical waveguide 32.
  • One end of the second input side signal electrode 73 is located in the vicinity of the one end 1c in the X direction of the substrate 1, and the second electric signal S2 is inputted to the one end of the second input side signal electrode 73 from the outside.
  • the second input side signal electrode 73 is a second working electrode portion in which the second electric signal S2 input to one end of the second input side signal electrode 73 is connected to the other end of the second input side signal electrode 73. It extends along the main surface 1 ⁇ / b> S of the substrate 1 so as to transmit to one end of 71.
  • the other end of the second working electrode portion 71 is connected to one end of the first output side signal electrode 79.
  • the first output side signal electrode 79 transmits the second electric signal S2 transmitted through the second working electrode portion 71 to the other end of the first output side signal electrode 79.
  • the other end of the first output side signal electrode 79 is located in the vicinity of one end 1 c of the substrate 1.
  • the other end of the first output-side signal electrode 79 may be electrically connected to a resistor included in a termination portion (not shown) that is an electrical termination.
  • the input light CL is input from the optical input end of the input optical waveguide 3D1, branched into two by the input optical waveguide 3D1, and then propagates through the first arm optical waveguide 31 and the second arm optical waveguide 32.
  • the first electric signal S1 is supplied to the first input side signal electrode 53
  • the first working electrode unit 51 applies an electric field corresponding to the first electric signal S1 to the first arm optical waveguide 31, and first The refractive index of the arm optical waveguide 31 is changed according to the first electric signal S1.
  • the phase of the branched light of the input light CL guided in the first arm optical waveguide 31 changes.
  • the second electric signal S2 is supplied to the second input side signal electrode 73
  • the second working electrode portion 71 applies an electric field corresponding to the second electric signal S2 to the second arm optical waveguide 32, and
  • the refractive index of the two-arm optical waveguide 32 is changed according to the second electric signal S2.
  • the phase of the branched light of the input light CL guided in the second arm optical waveguide 32 changes.
  • the two branched lights whose phases have been changed are combined in a predetermined manner by the output optical waveguide 3D2, and are output to the outside as control light ML from the output end of the output optical waveguide 3D2.
  • the light control device 100 is an optical modulator
  • the first electric signal S1 and the second electric signal S2 are modulation signals (control signals), and the control light ML is modulated light.
  • the first control signal electrode 5 and the second control signal electrode 7 are each made of a metal such as gold (Au), for example.
  • the first electric signal S1 and the second electric signal S2 are modulation signals each including a high-frequency electric signal of, for example, 10 GHz or more.
  • the first ground electrode 11, the second ground electrode 12, and the signal electrode ground electrode 13 are electrodes connected to a ground potential, and are each made of a metal such as gold (Au).
  • the first ground electrode 11, the second ground electrode 12, and the signal electrode ground electrode 13 are each provided on the main surface 1 ⁇ / b> S of the substrate 1.
  • the first ground electrode 11, the second ground electrode 12, and the inter-signal electrode ground electrode 13 are, for example, layered electrodes, and the thickness of each can be, for example, 10 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the inter-signal-electrode ground electrode 13 is at least between the first input-side signal electrode 53 of the first control signal electrode 5 and the second input-side signal electrode 73 of the second control signal electrode 7 in plan view.
  • the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 are spaced apart from each other.
  • the inter-signal electrode ground electrode 13 is arranged between the first control signal electrode 5 and the second control signal electrode 5 and the second control signal electrode 7 in plan view. It is located away from the control signal electrode 7.
  • the first ground electrode 11 has at least the first input signal electrode 53 on the side opposite to the signal electrode ground electrode 13 with the first input signal electrode 53 of the first control signal electrode 5 interposed therebetween. And are spaced apart. In the present embodiment, the first ground electrode 11 is positioned apart from the first control signal electrode 5 on a side opposite to the inter-signal electrode ground electrode 13 side of the entire first control signal electrode 5 in plan view. is doing.
  • the second ground electrode 12 has, in plan view, at least the second input signal electrode 73 on the side opposite to the signal electrode ground electrode 13 with the second input signal electrode 73 of the second control signal electrode 7 interposed therebetween. And are spaced apart. In the present embodiment, the second ground electrode 12 is positioned apart from the second control signal electrode 7 on the side opposite to the inter-signal electrode ground electrode 13 side of the entire second control signal electrode 7 in plan view. is doing.
  • the first control signal electrode 5, the second control signal electrode 7, the first ground electrode 11, the second ground electrode 12, and the inter-signal electrode ground electrode 13 are in direct contact with the main surface 1S of the substrate 1. It may be provided on the main surface 1S of the substrate 1 via a buffer layer made of a dielectric material such as silicon oxide (SiO 2 ).
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration in the vicinity of one end of the first input signal electrode of the first control signal electrode and the first input signal electrode of the second control signal electrode of the light control device shown in FIG. 3 is an end view of the light control device taken along line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram of the first input side signal electrode and the first input side signal electrode of the light control device shown in FIG. It is a perspective view which shows the structure of one end vicinity.
  • the first input signal electrode 53 of the first control signal electrode 5 includes an input pad 55 and a signal transmission unit 57.
  • the input pad 55 is an element that defines one end 53E of the first input-side signal electrode 53, and functions as an electric signal input unit to which the first electric signal S1 (see FIG. 1) is input.
  • the signal transmission unit 57 transmits the first electric signal S1 input to the input pad 55 to the first working electrode unit 51 (see FIG. 1).
  • the first input side signal electrode 53 extends along the main surface 1S of the substrate 1 with a substantially constant width in plan view, and extends along the X-axis direction in the vicinity of the one end 1c of the substrate 1.
  • the width of the first input side signal electrode 53 in plan view can be appropriately designed in consideration of the continuity of the characteristic impedance between the first working electrode portion 51 and the input pad 55, the signal delay time, and the like. It can be 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the first input side signal electrode 53 can be, for example, 10 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the width and thickness of the input pad 55 can be made larger than the width and thickness of the signal transmission unit 57.
  • the second input side signal electrode 73 of the second control signal electrode 7 includes an input pad 75 and a signal transmission unit 77.
  • the input pad 75 is an element that defines one end 73E of the second input-side signal electrode 73, and functions as an electric signal input unit to which the second electric signal S2 (see FIG. 1) is input.
  • the signal transmission unit 77 transmits the second electric signal S2 input to the input pad 75 to the second working electrode unit 71 (see FIG. 1).
  • the second input side signal electrode 73 extends along the main surface 1S of the substrate 1 with a substantially constant width in plan view, and extends along the X-axis direction in the vicinity of the one end 1c of the substrate 1.
  • the width of the second input side signal electrode 73 in plan view can be appropriately designed in consideration of the continuity of the characteristic impedance between the first working electrode portion 51 and the input pad 55, the signal delay time, and the like. It can be 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the second input side signal electrode 73 can be, for example, 10 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the width and thickness of the input pad 75 can be made larger than the width and thickness of the signal transmission unit 77.
  • One end 73E of the second input-side signal electrode 73 of the electrode 7 and one end 12E of the second ground electrode 12 are along a first direction (Y-axis direction in the present embodiment) along the main surface 1S of the substrate 1. They are arranged in this order.
  • the one ends 11E, 53E, 13E, 73E, and 12E may overlap the one end 1c of the substrate 1 in plan view, or may be separated from the one end 1c of the substrate 1.
  • the separation distance K1 along the first direction between the one end 11E of the first ground electrode 11 and the one end 13E of the signal electrode ground electrode 13 is a method for connecting the connection member to the input pad 55, and an input suitable for the connection member.
  • the width can be appropriately designed according to the width of the pad 55, the width and depth of the first groove D1 and the second groove D2 to be formed, the characteristic impedance of the first control signal electrode 5, and the like.
  • the separation distance K1 can be set to 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, for example.
  • the separation distance K2 along the first direction between the one end 12E of the second ground electrode 12 and the one end 13E of the signal electrode ground electrode 13 can be set to, for example, 30 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the crosstalk characteristic between the electrodes 73 is deteriorated. From this point of view, the value of D can be set to a value of 5 times or more of K1 and / or K2. However, according to the light control device 100 of the present embodiment, the crosstalk between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 can be suppressed as will be described later.
  • the value can be, for example, not more than 3 times K1 and / or K2.
  • the substrate 1 has a first groove part D1, a second groove part D2, a third groove part D3, and a fourth groove part D4.
  • the first groove portion D1 is provided in the first control signal electrode 5 between the first input-side signal electrode 53 and the inter-signal electrode ground electrode 13 in plan view.
  • the second groove portion D2 is provided in the first control signal electrode 5 between the first input signal electrode 53 and the first ground electrode 11 in plan view.
  • the third groove portion D3 is provided in the second control signal electrode 7 between the second input-side signal electrode 73 and the inter-signal electrode ground electrode 13 in plan view.
  • the fourth groove portion D4 is provided in the second control signal electrode 7 between the second input-side signal electrode 73 and the second ground electrode 12 in plan view.
  • the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 are grooves each having a Z-axis direction provided in the main surface 1S of the substrate 1 as a depth direction.
  • Each of the first groove portion D1 and the second groove portion D2 extends along at least a part of the first input-side signal electrode 53 in a plan view, and in the present embodiment, the first groove portion D1 and the second groove portion D2 are first from the one end 1c of the substrate 1 in the plan view. It extends along a part of the input signal electrode 53.
  • first groove portion D1 and the second groove portion D2 respectively extend from the one end 1c of the substrate 1 with a substantially constant width along a part of the first input side signal electrode 53 in a plan view.
  • the width further decreases along the part of the first input side signal electrode 53 and terminates while gradually decreasing.
  • the width in plan view of the first groove portion D1 and the second groove portion D2 may be substantially constant over the whole, or there may be a portion that changes, for example, gradually or stepwise along the extending direction. By changing the width gradually or stepwise, it is possible to prevent reflection and loss of a control signal due to a sudden change in characteristic impedance in each part of the first groove part D1 and the second groove part D2. Further, the first groove portion D1 and the second groove portion D2 may extend along the whole of the first input side signal electrode 53 or in the whole of the first control signal electrode 5 in a plan view. May be. In this case, the first arm optical waveguide 31 of the optical waveguide structure 3 can be a ridge-type waveguide, which is advantageous for widening the bandwidth of the light control device 100 and reducing the driving voltage.
  • the third groove portion D3 and the fourth groove portion D4 each extend along at least a part of the second input side signal electrode 73 in a plan view.
  • the one end 1c of the substrate 1 in the plan view. Extends along a part of the second input-side signal electrode 73.
  • each of the third groove portion D3 and the fourth groove portion D4 extends from the one end 1c of the substrate 1 with a substantially constant width along a part of the second input-side signal electrode 73 in plan view. The width gradually decreases, and further extends along a part of the second input side signal electrode 73 and terminates.
  • the width in plan view of the third groove portion D3 and the fourth groove portion D4 may be substantially constant over the whole, or there may be a portion that changes, for example, gradually or stepwise along the extending direction. By changing the width gradually or stepwise, it is possible to prevent reflection and loss of a control signal due to a sudden change in characteristic impedance in each part of the third groove part D3 and the fourth groove part D4. Further, the third groove portion D3 and the fourth groove portion D4 may extend along the entire second input side signal electrode 73 or extend along the entire second control signal electrode 7 in plan view. May be.
  • the second arm optical waveguide 32 of the optical waveguide structure 3 can be a ridge-type waveguide, which is advantageous for widening the bandwidth of the light control device 100 and reducing the driving voltage.
  • the shape in the cross section orthogonal to the extending direction of the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 is rectangular (for example, the direction orthogonal to the extending direction). Have a long side).
  • the shape is elliptical (for example, has a long side along the direction orthogonal to the extending direction of these grooves), circular, trapezoidal (for example, along the direction orthogonal to the extending direction of these grooves)
  • An inverted trapezoidal shape for example, having a base along the direction perpendicular to the extending direction of these grooves
  • a rhombus shape for example, an edge along the direction orthogonal to the extending direction of these grooves
  • the widths of the first groove D1, the second groove D2, the third groove D3, and the fourth groove D4 in plan view are the widths of the input pads 55 and 75, the first groove D1, the second groove D2, and the third groove. It can be appropriately designed according to the depth of D3 and the fourth groove D4, the characteristic impedance of the first control signal electrode 5 and the second control signal electrode 7, and the like.
  • the width of the input pads 55 and 75 is about 50 to 100 ⁇ m suitable for wire bonding
  • the depth of the first groove D1, the second groove D2, the third groove D3, and the fourth groove D4 is made of lithium niobate.
  • the light control device 100 is designed as a 50 ⁇ -based circuit with a depth of about 5 to 10 ⁇ m, which is often used in the creation of a ridge waveguide device using the first ridge device, the first groove portion D1, the second groove portion D2, and the third groove portion
  • the width in plan view of D3 and the fourth groove portion D4 can be, for example, 100 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, and in this case, the above-described separation distances K1 and K2 can be reduced to 150 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the light control device is designed with a 50 ⁇ system. Then, the above-mentioned separation distances K1 and K2 become 310 ⁇ m or more and 620 ⁇ m or less.
  • the substrate 1 does not have grooves such as the first groove D1, the second groove D2, the third groove D3, and the fourth groove D4, like the light control device 100 of the present embodiment.
  • the value of D / K is approximately 2. Double the size.
  • the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 are formed in the substrate 1, so that the conventional light control is performed.
  • the separation distance K1 along the first direction between the one end 11E of the first ground electrode 11 and the one end 13E of the signal electrode ground electrode 13 and the second ground electrode 12 The distance K2 along the first direction between the one end 12E and the one end 13E of the signal electrode ground electrode 13 can be reduced.
  • the substrate 1 since the substrate 1 has the first groove portion D1 and the second groove portion D2, compared to the case where the substrate 1 does not have these groove portions, The separation distance K1 along the first direction between the one end 11E of the one ground electrode 11 and the one end 13E of the signal electrode ground electrode 13 can be reduced (see FIG. 4).
  • the separation distance K1 is small, for example, the separation distance between the first input-side signal electrode 53 of the coplanar type, the first ground electrode 11, and the inter-signal electrode ground electrode 13 can also be reduced. Thereby, the spread of the lines of electric force between the first input side signal electrode 53 and the first ground electrode 11 and between the first input side signal electrode 53 and the inter-signal electrode ground electrode 13 can be reduced.
  • the electric lines of force from the first input signal electrode 53 to the first ground electrode 11 and the second ground electrode 12 can be more effectively terminated. That is, even if the distance D between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 is not large, the substrate 1 has the first groove portion D1 and the second groove portion D2, so that the first input side signal Since the electric lines of force generated from the electrode 53 are more effectively terminated, the control signal transmitted through the first input side signal electrode 53 crosstalks with the control signal transmitted through the second input side signal electrode 73. Can be reduced (see FIGS. 2 to 4).
  • the substrate 1 has the third groove portion D3 and the fourth groove portion D4, the one end 12E of the second ground electrode 12 and the signal electrode indirect are compared with the case where the substrate 1 does not have these groove portions.
  • the separation distance K2 along the first direction with the one end 13E of the ground electrode 13 can be reduced (see FIG. 4).
  • the separation distance K2 is small, for example, the separation distance between the second input-side signal electrode 73 of the coplanar type, the second ground electrode 12, and the inter-signal electrode ground electrode 13 can also be reduced. Thereby, the spread of the lines of electric force between the second input side signal electrode 73 and the second ground electrode 12 and between the second input side signal electrode 73 and the inter-signal electrode ground electrode 13 can be reduced.
  • the electric lines of force from the second input signal electrode 73 to the second ground electrode 12 and the second ground electrode 12 can be more effectively terminated. That is, even if the separation distance D between the first input-side signal electrode 53 and the second input-side signal electrode 73 is the same, the substrate 1 has the third groove portion D3 and the fourth groove portion D4. Since the electric lines of force generated from the signal electrode 73 are more effectively terminated, the control signal transmitted through the second input side signal electrode 73 crosstalks with the control signal transmitted through the first input side signal electrode 53. This can be reduced (see FIGS. 2 to 4). As a result, according to the light control device 100 according to the present embodiment, crosstalk between the first input-side signal electrode 53 and the second input-side signal electrode 73 can be suppressed.
  • the depth along the Z-axis direction of the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 is larger.
  • the effect of reducing crosstalk between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 is high.
  • the depth can be set to 2 ⁇ m or more, can be set to 4 ⁇ m or more, and can be set to 6 ⁇ m or more.
  • the first groove D1 When the light control device 100 having a 50 ⁇ signal input / output unit is manufactured using the substrate 1 made of a material having a high dielectric constant such as lithium niobate, the first groove D1, the second groove D2, The effect of reducing the separation distances K1 and K2 by the formation of the third groove portion D3 and the fourth groove portion D4 is high.
  • the separation distances K1 and K2 can be reduced by more than 10%, approximately 30%, and slightly less than 40%, respectively.
  • the depth of these groove portions is 2 ⁇ m, the effect of reducing crosstalk between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 is particularly high, and the depth is 4 ⁇ m or more and 6 ⁇ m. In the case of the above, the reduction effect becomes more remarkable.
  • the depth along the Z-axis direction of the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 is a depth of 10 ⁇ m or more.
  • the substrate 1 made of a brittle material that is difficult to process, such as lithium niobate is used, the first groove D1, The processing depth of the second groove part D2, the third groove part D3, and the fourth groove part D4 may be limited.
  • the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 have a rectangular cross-sectional shape (a cross-sectional shape in a plane orthogonal to the extending direction of these groove portions).
  • the cross-sectional shape may be another shape, for example, a trapezoidal shape, an inverted trapezoidal shape, a U shape, or a V shape.
  • the cross-sectional shape and width of the first groove D1, the second groove D2, the third groove D3, and the fourth groove D4 may be the same or different from each other.
  • the groove processing when the groove processing is performed on the substrate 1, a reactive ion etching method, a chemical etching method, an ablation processing by a laser, an abrasive grain or a cemented carbide material.
  • the grooves generally have an inverted trapezoidal shape, U-shape, or V-shape with a wide opening and a narrow bottom.
  • the cross-sectional shapes of the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 can be any one of these shapes.
  • these groove portions can have a rectangular or trapezoidal cross-sectional shape and a symmetrical arrangement of grooves of the same shape so that the characteristic analysis calculation scale can be reduced.
  • the symmetrical arrangement of the grooves having the same shape is desirable also in terms of dispersion of stress and strain of the substrate and maintenance of practical strength of the substrate.
  • One end 73E of the signal electrode 73 and one end 12E of the second ground electrode 12 are arranged in this order along the first direction (Y-axis direction) along the main surface 1S of the substrate 1 (FIG. 2). (See FIG. 4).
  • the distance D along the first direction between the one end 53E of the first input side signal electrode 53 and the one end 73E of the second input side signal electrode 73, and the one end 11E of the first ground electrode 11 The first direction of the separation distance K1 along the first direction with the one end 13E of the signal electrode ground electrode 13 and the one end 12E of the second ground electrode 12 and the one end 13E of the signal electrode ground electrode 13 It is desirable that the value of D / K1 and the value of D / K2 be increased in order to reduce crosstalk.
  • the value of D / K1 And D / K2 may be 3.0 or less, respectively.
  • the inventors of the present invention have the elements corresponding to the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode. It was found that crosstalk between elements corresponding to 73 is particularly likely to occur. Therefore, by applying the invention of this embodiment to a light control device in which the values of D / K1 and / or D / K2 satisfy this condition, the effect of this embodiment is particularly effectively exhibited.
  • FIG. 5 is a plan view showing a configuration in the vicinity of one end of the first input signal electrode of the first control signal electrode and the first input signal electrode of the second control signal electrode according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is an end view of the light control device taken along line VI-VI in FIG. 5.
  • the light control device of the second embodiment differs from the light control device 100 of the first embodiment in the configuration of the first ground electrode, the second ground electrode, and the signal electrode ground electrode.
  • the first ground electrode 211 of the present embodiment includes the main portion 11M and the thin portion 11A provided on the second groove portion D2 side of the main portion 11M in the first embodiment. Different from the first ground electrode 11 (see FIGS. 2 to 4).
  • the thickness of the thin portion 11A is thinner than the main portion 11M, and can be, for example, 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the thickness of the main part 11M is the same as that of the first ground electrode 11 of the first embodiment.
  • the second ground electrode 212 of the present embodiment includes the main portion 12M and the thin portion 12A provided on the fourth groove D4 side of the main portion 12M, so that the second ground of the first embodiment is provided. Different from the electrode 12 (see FIGS. 2 to 4).
  • the thickness of the thin portion 12A is thinner than the main portion 12M, and can be, for example, 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less.
  • the thickness of the main portion 12M is the same as that of the second ground electrode 12 of the first embodiment.
  • the signal electrode ground electrode 213 of the present embodiment includes a main portion 13M, a first thin portion 13A provided on the first groove portion D1 side with respect to the main portion 13M, and a third groove portion D3 side with respect to the main portion 13M. And a second thin portion 13B provided in the.
  • the thickness of the first thin portion 13A and the second thin portion 13B is thinner than the main portion 13M, and can be, for example, 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m or less, respectively.
  • the thickness of the main portion 13M is the same as that of the signal electrode ground electrode 13 of the first embodiment.
  • the thin portion 11A of the first ground electrode 211 and the first thin portion 13A of the inter-signal electrode ground electrode 213 are each one end 11E of the first ground electrode 211 along a part of the first input signal electrode 53 in plan view. And one end 13 ⁇ / b> E of the signal electrode ground electrode 213.
  • the thin portions 11A and 13A may extend from the one end 11E and the one end 13E along the entire first input side signal electrode 53 or the entire first control signal electrode 5 in plan view.
  • the thin portion 12A of the second ground electrode 212 and the second thin portion 13B of the inter-signal electrode ground electrode 213 are each one end 12E of the second ground electrode 212 along a part of the second input side signal electrode 73 in plan view. And one end 13 ⁇ / b> E of the signal electrode ground electrode 213.
  • the thin portions 12A and 13B may extend from the one end 12E and the one end 13E along the entire second input side signal electrode 73 or the entire second control signal electrode 7 in plan view.
  • the first input side signal electrode 53, the first ground electrode 211, and the inter-signal electrode ground electrode 213 are connected. Due to the effect of reducing the spread of the lines of electric force and the effect of reducing the spread of the lines of electric force between the second input-side signal electrode 73, the second ground electrode 212, and the signal-electrode ground electrode 213, the first input-side signal Crosstalk between the electrode 53 and the second input side signal electrode 73 can be suppressed.
  • the signal electrode ground electrode 213 has a step between the main portion 13M and the first thin portion 13A, and the first ground electrode 211 is Since there is a step between the main part 11M and the thin part 11A (see FIG. 6), the surface area of the signal electrode ground electrode 213 and the first ground electrode 211 facing the first input side signal electrode 53 increases. To do. As a result, the electric lines of force radiated from the first input side signal electrode 53 are easily terminated at the inter-signal electrode ground electrode 213 and the first ground electrode 211, so that the electric lines of force are generated by the second input side signal electrode 73. Reaching to is suppressed.
  • the signal electrode ground electrode 213 has a step between the main portion 13M and the second thin portion 13B
  • the second ground electrode 212 has a step between the main portion 12M and the thin portion 12A. Therefore, the surface area of the signal electrode ground electrode 213 and the second ground electrode 212 facing the second input side signal electrode 73 increases (see FIG. 6). As a result, the electric lines of force radiated from the second input side signal electrode 73 are likely to terminate at the inter-signal electrode ground electrode 213 and the second ground electrode 212, so that the electric lines of force become the first input side signal electrode 53. Reaching to is suppressed. As a result, crosstalk between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 can be further suppressed.
  • the means for increasing the frequency is an effective measure for reducing the crosstalk even when used alone, it is essentially a means accompanied by a decrease in characteristic impedance.
  • formation of a groove is particularly effective as a means for increasing characteristic impedance. Therefore, according to the light control device of the second embodiment that uses these in combination, the improvement of crosstalk reduction with good compatibility and the improvement of the degree of design freedom are performed simultaneously, so that a remarkable synergistic effect is exhibited.
  • the thin portion 11A of the first ground electrode 211 and the first thin portion 13A of the inter-signal electrode ground electrode 213 are substantially symmetrical with respect to the extending direction of the first input-side signal electrode 53 in plan view. Although arranged, they may be arranged asymmetrically with respect to the extending direction of the first input signal electrode 53 in plan view. Further, the thickness of the thin portion 11A and the first thin portion 13A may be the same or different.
  • the second thin portion 13B of the signal electrode ground electrode 213 and the thin portion 12A of the second ground electrode 212 are disposed substantially symmetrically with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 73 in plan view. However, they may be arranged asymmetrically with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 73 in plan view.
  • the thickness of the 2nd thin part 13B and the thin part 12A may be the same, and may differ.
  • the first thin portion 13A and the second thin portion 13B formed on the signal electrode ground electrode 213 side of the two control signal electrodes, the first ground electrode 211, and the second ground The ratio of contribution to the effect of suppressing crosstalk differs between the thin portion 11A and the thin portion 12A formed on the electrode 212 side.
  • the thin portion 11A and the first thin portion 13A are arranged symmetrically with respect to the extending direction of the first input side signal electrode 53 so that the scale of the characteristic analysis calculation is small.
  • the second thin portion 13B and the thin portion 12A can be arranged symmetrically with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 73.
  • Such a symmetrical arrangement is desirable also in terms of dispersion of stress and strain of the substrate.
  • there are four thin portions in the ground electrode that is, the thin portion 11A of the first ground electrode 211, the thin portion 12A of the second ground electrode 212, and the first thin portion of the signal electrode ground electrode 213).
  • at least one of these four thin portions may be present, and a plurality of portions 13A and the second thin portion 13B of the signal electrode ground electrode 213 are present. May be present.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a configuration near one end of the first input signal electrode of the first control signal electrode and the first input signal electrode of the second control signal electrode according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is an end view of the light control device taken along line VIII-VIII in FIG. 7.
  • the light control device of the third embodiment is the same as the light control of the first embodiment in the configuration of the first input signal electrode of the first control signal electrode and the first input signal electrode of the second control signal electrode. Different from the device 100.
  • the first input-side signal electrode 355 of the first control signal electrode 5 of the present embodiment includes a main portion 55M and a first thin portion 55A provided on the second groove portion D2 side with respect to the main portion 55M.
  • the second thin portion 55B provided closer to the first groove D1 than the main portion 55M is different from the input pad 55 of the second embodiment (see FIGS. 5 and 6).
  • the thickness of the first thin portion 55A and the second thin portion 55B is thinner than the main portion 55M, and can be set to 2 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, for example.
  • the main portion 55M thickness is the same as that of the input pad 55 of the second embodiment.
  • the second input signal electrode 375 of the first input signal electrode of the second control signal electrode 7 of the present embodiment is a main portion 75M and the third groove portion D3 provided on the third groove D3 side with respect to the main portion 75M. It differs from the input pad 75 (refer FIG.5 and FIG.6) of 2nd Embodiment by the point which has 1 thin part 75A and the 2nd thin part 75B provided in the 4th groove part D4 side rather than the main part 75M. .
  • the thickness of the first thin portion 75A and the second thin portion 75B is thinner than the main portion 75M, and can be, for example, 2 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the main part 75M thickness is the same as that of the input pad 75 of the second embodiment.
  • the first thin portion 55A and the second thin portion 55B are provided in the input pad portion of the first input side signal electrode 53 of the first control signal electrode 5. However, such a thin layer portion may be provided in all or part of the extending direction of the signal transmission portion 57 of the first control signal electrode 5 in addition to or instead of the input pad portion.
  • the first control signal electrode 5 may be provided in all or part of the extending direction.
  • the first thin portion 75A and the second thin portion 75B are provided in the input pad portion of the second input side signal electrode 73 of the second control signal electrode 7. However, such a thin layer portion may be provided in all or part of the extending direction of the signal transmission portion 77 of the second control signal electrode 7 in addition to or instead of the input pad portion.
  • the second control signal electrode 7 may be provided in all or part of the extending direction.
  • the light control device of the present embodiment similarly to the light control device 100 of the first and second embodiments, between the first input-side signal electrode 355 and the first ground electrode 211, and The effect of reducing the spread of the lines of electric force between the first input-side signal electrode 355 and the inter-signal electrode ground electrode 213, the second input-side signal electrode 375 and the second ground electrode 212, and The crosstalk between the first input side signal electrode 355 and the second input side signal electrode 375 is suppressed by the effect of reducing the spread of the lines of electric force between the two input side signal electrodes 375 and the inter-signal electrode ground electrode 213. be able to.
  • the first thin portion 55A and the second thin portion 55B that are thin. Since the electric field is concentrated on the first thin portion 55A and the second thin portion 55B, electric lines of force are mainly emitted. Since the first thin portion 55A and the second thin portion 55B of the first input side signal electrode 355 emit electric lines of force from a position closer to the substrate 1 than the main part 55M, electric lines of force radiated from them are emitted. Is prevented from reaching the second input side signal electrode 375 via the upper surface of the main surface 1S of the substrate 1.
  • the electric field concentrates on the first thin portion 75A and the second thin portion 75B having a small thickness.
  • Electric field lines are mainly radiated from the portion 75A and the second thin portion 75B.
  • the 1st thin part 75A and the 2nd thin part 75B of the 2nd input side signal electrode 375 generate
  • crosstalk between the first input signal electrode 355 and the second input signal electrode 375 can be further suppressed.
  • the means for making the first input side signal electrode 355 and the second input side signal electrode 375 multistage in combination with the formation of the groove in the third embodiment is an effective measure for reducing crosstalk even when used alone.
  • this means is a technique that results in increasing the surface area of these electrodes facing the first ground electrode 211, the second ground electrode 212, and the inter-signal electrode ground electrode 213, which essentially reduces the characteristic impedance.
  • it is particularly effective to form a groove that is highly effective as a means for increasing the characteristic impedance. For this reason, according to the light control device of the third embodiment using both of them, it is possible to improve crosstalk reduction with good compatibility and improve design flexibility at the same time, so that a high synergistic effect is exhibited.
  • the first thin portion 55A and the second thin portion 55B are arranged substantially symmetrically with respect to the extending direction of the first input-side signal electrode in plan view, but these are the first in plan view. You may arrange
  • the second thin portion 55B and the first thin portion 75A When there are two control signal electrodes, the second thin portion 55B and the first thin portion 75A provided closer to the inter-signal electrode ground electrode 213 than the two control signal electrodes, the first ground electrode 211, and the second ground The ratio of contribution to the crosstalk suppression effect is different between the first thin portion 55A and the second thin portion 75B provided on the electrode 212 side.
  • the first thin portion 55A and the second thin portion 55B are arranged symmetrically with respect to the extending direction of the first input-side signal electrode 355 so that the size of the characteristic analysis calculation is small.
  • the first thin portion 75A and the second thin portion 75B may be disposed symmetrically with respect to the extending direction of the second input signal electrode 375.
  • Such a symmetrical arrangement is also desirable in terms of dispersion of the stress and strain of the substrate.
  • there are four thin portions in the signal electrode that is, the first thin portion 55A of the first input side signal electrode 355, the second thin portion 55B of the first input side signal electrode 355, the second thin portion). In the present embodiment, at least one of these four thin portions is present.
  • the first thin portion 75A of the input side signal electrode 375 and the second thin portion 75B of the second input side signal electrode 375 are present. Alternatively, a plurality may be selectively present.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a configuration near one end of the first input signal electrode of the first control signal electrode and the first input signal electrode of the second control signal electrode according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is an end view of the light control device taken along line XX of FIG. 9;
  • the light control device of the fourth embodiment differs from the light control device of the third embodiment in the configuration of the first ground electrode, the second ground electrode, and the signal electrode ground electrode.
  • the first ground electrode 411 of the present embodiment has a thin portion 11C instead of the thin portion 11A (see FIGS. 7 and 8) of the third embodiment. Different from the one ground electrode 211.
  • the thin portion 11C is different from the thin portion 11A of the third embodiment in that it has a plurality of through holes 11CP.
  • the through hole 11CP is a hole that penetrates the thin portion 11C in the thickness direction.
  • the thin portion 11C may have only one through hole 11CP.
  • the second ground electrode 412 of the present embodiment has a thin portion 12C in place of the thin portion 12A (see FIGS. 7 and 8) of the third embodiment, and thus the second ground electrode of the third embodiment. 212.
  • the thin portion 12C is different from the thin portion 12A of the third embodiment in that it has a plurality of through holes 12CP.
  • the through hole 12CP is a hole that penetrates the thin portion 12C in the thickness direction.
  • the thin portion 12C may have only one through hole 12CP.
  • the signal electrode ground electrode 413 of the present embodiment replaces the first thin portion 13A and the second thin portion 13B (see FIGS. 7 and 8) of the third embodiment with the first thin portion 13C and the second thin portion 13C. It differs from the signal electrode ground electrode 213 of the third embodiment in that it has a thin portion 13D.
  • the first thin portion 13C has a plurality of through holes 13CP
  • the second thin portion 13D has a plurality of through holes 13DP.
  • the through hole 13CP is a hole that penetrates the first thin part 13C in the thickness direction
  • the through hole 13DP is a hole that penetrates the second thin part 13D in the thickness direction.
  • the first thin portion 13C may have only one through hole 13CP
  • the second thin portion 13D may have only one through hole 13DP.
  • the thin portion 11C of the first ground electrode 411 and the first thin portion 13C of the inter-signal electrode ground electrode 413 have one end 11E along the entire first input side signal electrode 355 or the entire first control signal electrode 5 in plan view.
  • one or a plurality of through-holes 11CP and 13CP may be provided over the entire thin portion 11C and the first thin portion 13C, or a part thereof.
  • the thin portion 12C of the second ground electrode 412 and the second thin portion 13D of the inter-signal electrode ground electrode 413 have one end 12E along the entire second input side signal electrode 375 or the entire second control signal electrode 7 in plan view.
  • one or a plurality of through holes 12CP and 13DP may be provided over the entire thin portion 12C and the second thin portion 13D, or in a part thereof.
  • Through holes 11CP, 12CP, 13CP, and 13DP can be appropriately disposed in a section where the crosstalk characteristics are desired to be improved.
  • the shape of the through holes 11CP, 12CP, 13CP, and 13DP in plan view is, for example, a rectangular shape, but may be other shapes such as a circular shape and an elliptical shape. Further, the shapes of the through holes 11CP, 12CP, 13CP, and 13DP in plan view may be the same or different from each other.
  • the through holes 11CP, 12CP, 13CP, 13DP may be distributed discretely, and are formed at a predetermined cycle along the extending direction of the first input side signal electrode 53 or the second input side signal electrode 73. Also good.
  • the through holes 11CP, 12CP, 13CP, 13DP Rather than disposing the through holes 11CP, 12CP, 13CP, 13DP discretely or providing the through holes 11CP, 12CP, 13CP, 13DP having different shapes in plan view, the through holes having the same shape in plan view are provided.
  • the holes 11CP, 12CP, 13CP, and 13DP are periodically arranged along the extending direction of the first input side signal electrode 355 or the second input side signal electrode 375, the first control signal electrode 5 and the second control signal electrode 5 are provided. Since the scale of the characteristic simulation of the signal electrode 7 is small, it is easy to design, and it is easy to prevent the loss of the propagation signal due to unintended impedance discontinuity.
  • the structure When the through holes 11CP, 12CP, 13CP, and 13DP are periodically arranged along the extending direction of the first input side signal electrode 355 or the second input side signal electrode 375, the structure has a specific frequency. It acts as a bandpass filter circuit corresponding to. Therefore, a specific frequency signal may be coupled to the band pass filter circuit, and the modulation signal propagating through the first control signal electrode 5 and the second control signal electrode 7 may be deteriorated.
  • the deterioration of the modulation signal causes the period in which the through holes 11CP, 12CP, 13CP, and 13DP are provided to be 1 ⁇ 4 or less of the wavelength of the main frequency component of the modulation signal (the wavelength of the frequency component in the bandpass filter circuit) This can be avoided.
  • the through-hole 11CP and the through-hole 13CP are arranged substantially symmetrically with respect to the extending direction of the first input-side signal electrode 355 in plan view, but these are the first input-side signal in plan view.
  • the electrodes 355 may be disposed asymmetrically with respect to the extending direction.
  • the through hole 12CP and the through hole 13DP are arranged substantially symmetrically with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 375 in plan view, but these extend in the plan view. You may arrange
  • the through holes 13CP and 13DP formed on the signal electrode ground electrode 413 side than the two control signal electrodes, and the first ground electrode 411 and the second ground electrode 412 side are formed.
  • the through holes 11CP and 12CP have different contribution ratios to the crosstalk suppression effect.
  • the through hole 11CP and the through hole 13CP are arranged symmetrically with respect to the extending direction of the first input side signal electrode 355 in plan view so that the characteristic analysis calculation scale is small.
  • the through hole 12CP and the through hole 13DP may be arranged symmetrically with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 375 in plan view. Such a symmetrical arrangement is also desirable in terms of dispersion of the stress and strain of the substrate.
  • the main part 11M may have one or a plurality of through holes similar to the through holes 11CP instead of the thin part 11C.
  • the main portion 13M may have one or a plurality of through holes similar to the through holes 13CP.
  • the main portion 13M may have one or a plurality of through holes similar to the through hole 13DP.
  • the main portion 12M may have one or a plurality of through holes similar to the through hole 12CP.
  • the light control device of the present embodiment similarly to the light control device 100 of the first to third embodiments, between the first input-side signal electrode 355 and the first ground electrode 411, and The effect of reducing the spread of the lines of electric force between the first input-side signal electrode 355 and the inter-signal electrode ground electrode 413, the second input-side signal electrode 375 and the second ground electrode 412;
  • the crosstalk between the first input side signal electrode 355 and the second input side signal electrode 375 is suppressed by the effect of reducing the spread of the lines of electric force between the two input side signal electrodes 375 and the inter-signal electrode ground electrode 413. be able to.
  • the signal electrode ground electrode 413, the first ground electrode 411, and the second ground electrode 412 each have a through hole.
  • the surface area of the signal electrode ground electrode 413, the first ground electrode 411, and the second ground electrode 412 is increased, so that the electric lines of force radiated from the first input signal electrode are
  • the electric field lines radiated from the second input side signal electrode are easily terminated at the inter-signal electrode ground electrode 413 and the second ground electrode 412.
  • crosstalk between the first input side signal electrode and the second input side signal electrode can be further suppressed.
  • the means for making the first input side signal electrode and the second input side signal electrode multistage in combination with the formation of the groove in the fourth embodiment is an effective measure for reducing crosstalk even when used alone.
  • the electric field lines between the first input signal electrode, the first ground electrode, and the inter-signal electrode ground electrode are mainly increased by increasing the surface area of each electrode facing the adjacent electrode. While the effect of suppressing the spread and the spread of the electric lines of force between the second input-side signal electrode, the second ground electrode, and the signal-electrode ground electrode is obtained, the fourth embodiment has a so-called edge effect.
  • the influence on the characteristic impedance depends on the thickness of the thin portion 11C, the first thin portion 13C, the thin portion 12C, the second thin portion 13D, the size of the through holes 11CP, 12CP, 13CP, 13DP, the number of installations, and the like. .
  • According to the light control device of the fourth embodiment in which these are used in combination it is possible to simultaneously improve the reduction of crosstalk and the degree of freedom of design, so that a very high synergistic effect is exhibited.
  • the through hole 11CP there are four types of through holes in the thin portion (that is, there are the through hole 11CP, the through hole 13CP, the through hole 13DP, and the through hole 12CP).
  • the four types of through-holes at least one may be present, or a plurality may be selectively present.
  • FIG. 11 is a plan view showing a configuration in the vicinity of one end of the first input signal electrode of the first control signal electrode and the first input signal electrode of the second control signal electrode according to the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is an end view of the light control device taken along line XII-XII in FIG.
  • the light control device includes a first in-groove ground electrode 21 provided in the first groove D1, a second in-groove ground electrode 22 provided in the second groove D2, and a third groove D3.
  • the third embodiment is different from the light control device of the first embodiment in that a third in-groove ground electrode 23 provided inside and a fourth in-groove ground electrode 24 provided in the fourth groove D4 are further provided.
  • the first in-groove ground electrode 21 is electrically connected to the signal electrode ground electrode 13 through the side surface of the first groove portion D1
  • the second in-groove ground electrode 22 is electrically connected to the second groove portion D2 through the side surface.
  • the first ground electrode 11 is electrically connected
  • the third in-groove ground electrode 23 is electrically connected to the signal electrode ground electrode 13 through the side surface of the third groove D3
  • the fourth in-groove ground electrode 24 is
  • the second ground electrode 12 is electrically connected through the side surface of the fourth groove portion D4.
  • the first groove-in-ground electrode 21, the second groove-in-ground electrode 22, the third groove-in-ground electrode 23, and the fourth groove-in-ground electrode 24 are respectively the first groove D1, the second groove D2, and the third groove D3. And it can have thickness smaller than the depth of the 4th groove part D4.
  • the first in-groove ground electrode 21 and the second in-groove ground electrode 22 are separated from the first input signal electrode 53, respectively.
  • the first groove inner ground electrode 21 and the second groove inner ground electrode 22 may extend in the first groove D1 and the second groove D2 along a part of the first input signal electrode 53 in a plan view.
  • the first input portion signal electrode 53 may extend along the entirety of the first groove portion D1 and the second groove portion D2, or the first control portion signal electrode 5 may be extended along a part or all of the first groove portion D1. And you may extend in the 2nd groove part D2.
  • the third in-groove ground electrode 23 and the fourth in-groove ground electrode 24 are separated from the second input signal electrode 73, respectively.
  • the third in-groove ground electrode 23 and the fourth in-groove ground electrode 24 may extend in the third and fourth groove parts D3 and D4 along a part of the second input side signal electrode 73 in plan view.
  • the second input side signal electrode 73 may extend along the entire third groove portion D3 and the fourth groove portion D4, or the second control signal electrode 7 may be extended along a part or all of the third groove portion D3. And you may extend in the 4th groove part D4.
  • the first groove ground electrode 21 has a plurality of through holes 21P.
  • the second groove inner ground electrode 22 has a plurality of through holes 22P.
  • the third in-groove ground electrode 23 has a plurality of through holes 23P.
  • the fourth in-groove ground electrode 24 has a plurality of through holes 24P.
  • the through-hole 21P, the through-hole 22P, the through-hole 23P, and the through-hole 24P are respectively in the first groove inner ground electrode 21, the second groove inner ground electrode 22, the third groove inner ground electrode 23, and the fourth groove inner.
  • the hole penetrates the ground electrode 24 in the thickness direction.
  • the first in-groove ground electrode 21, the second in-groove ground electrode 22, the third in-groove ground electrode 23, and the fourth in-groove ground electrode 24 each have only one through hole 21P and through hole 22P.
  • the through hole 23P and the through hole 24P may be provided, or the through holes may not be provided.
  • the shape of the through hole 21P, the through hole 22P, the through hole 23P, and the through hole 24P in plan view is, for example, a rectangular shape, but may be other shapes such as a circular shape and an elliptical shape. Design considerations regarding the shape, arrangement position, periodicity, symmetry, and the like of these through holes are the same as in the fourth embodiment.
  • the light control device of the present embodiment similarly to the light control device 100 of the first to fourth embodiments, between the first input-side signal electrode 53 and the first ground electrode 11, and The effect of reducing the spread of the lines of electric force between the first input-side signal electrode 53 and the signal-electrode ground electrode 13, the second input-side signal electrode 73 and the second ground electrode 12, and Crosstalk between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 is suppressed by the effect of reducing the spread of the lines of electric force between the two input side signal electrodes 73 and the inter-signal electrode ground electrode 13. be able to.
  • the first groove inner ground electrode 21, the second groove inner ground electrode 22, the third groove inner ground electrode 23, and the fourth groove inner ground electrode 24 are provided. Therefore, a part of the electric lines of force radiated from the first input side signal electrode 53 are terminated at the first in-groove ground electrode 21 and the second in-groove ground electrode 22, and the second input side signal A part of the lines of electric force radiated from the electrode 73 terminates in the third in-groove ground electrode 23 and the fourth in-groove ground electrode 24.
  • the electric lines of force radiated from the first input side signal electrode 53 and the electric lines of force radiated from the second input side signal electrode 73 are likely to be terminated at a closer location. 53 and the second input signal electrode 73 can be further suppressed.
  • the first groove inner ground electrode 21, the second groove inner ground electrode 22, the third groove inner ground electrode 23, and the fourth groove inner ground electrode 24 are provided.
  • Each have through holes (through holes 21P, 22P, 23P, 24P).
  • through holes 21P, 22P, 23P, 24P through holes 21P, 22P, 23P, 24P.
  • the edge effect in the first groove inner ground electrode 21, the second groove inner ground electrode 22, the third groove inner ground electrode 23, and the fourth groove inner ground electrode 24 is increased, so that the first input side signal electrode
  • the electric lines of force radiated from 53 are more easily terminated at the first groove-in-ground electrode 21 and the second groove-in-ground electrode 22, and the electric lines of force radiated from the second input-side signal electrode 73 are the third groove.
  • first groove inner ground electrode 21, the second groove inner ground electrode 22, the third groove inner ground electrode 23, and the fourth groove inner ground electrode 24 are connected to the first groove D1, the second groove D2, the third groove D3,
  • the difficulty in production is slightly increased by disposing in the fourth groove portion D4
  • the widths of the first groove portion D1, the second groove portion D2, the third groove portion D3, and the fourth groove portion D4 are the same as the separation distances K1 and K2. Free from the constraints on the relationship. Therefore, according to the present embodiment, the degree of freedom in structural design and characteristic design is dramatically improved compared to the case in the fourth embodiment.
  • the groove ground electrode there are four types of through-holes in the groove ground electrode (that is, the through-hole 22P, the through-hole 21P, the through-hole 23P, and the through-hole 24P are present). Of these four types of through-holes, at least one may be present, or these through-holes may not be present. Further, in the present embodiment, four groove ground electrodes, that is, the first groove ground electrode 21, the second groove ground electrode 22, the third groove ground electrode 23, and the fourth groove ground electrode 24 are provided. Although present, in the present embodiment, at least one of these four in-groove ground electrodes may be present, or a plurality may be selectively present.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a configuration near one end of the first input signal electrode of the first control signal electrode and the first input signal electrode of the second control signal electrode according to the sixth embodiment.
  • FIG. 14 is an end view of the light control device taken along line XIV-XIV in FIG. 13.
  • the light control device of the sixth embodiment differs from the light control device of the first embodiment in the configuration of the first ground electrode, the second ground electrode, and the signal electrode ground electrode.
  • the first ground electrode 611 of the present embodiment is different from the first ground electrode 11 of the first embodiment (see FIGS. 2 to 4) in that it has a plurality of recesses 611D.
  • the second ground electrode 612 of this embodiment is different from the second ground electrode 12 of the first embodiment (see FIGS. 2 to 4) in that it has a plurality of recesses 612D.
  • the inter-signal electrode ground electrode 613 of this embodiment is different from the inter-signal electrode ground electrode 13 of the first embodiment (see FIGS. 2 to 4) in that it has a plurality of recesses 613D1 and a plurality of recesses 613D2.
  • Each recess 611D does not penetrate the first ground electrode 611 in the thickness direction, and is provided in order along the side surface of the first ground electrode 611 on the first input side signal electrode 53 side in plan view.
  • Each recess 612D does not penetrate the second ground electrode 612 in the thickness direction, and is provided in order along the side surface of the second ground electrode 612 on the second input side signal electrode 73 side in plan view.
  • Each concave portion 613D1 does not penetrate the signal electrode ground electrode 613 in the thickness direction, and is provided in order along the side surface of the signal electrode ground electrode 613 on the first input side signal electrode 53 side in plan view.
  • Each recess 613D2 does not penetrate the signal electrode ground electrode 613 in the thickness direction, and is provided in order along the side surface of the signal electrode ground electrode 613 on the signal transmission portion 57 side in plan view.
  • the first ground electrode 611 may have only one recess 611D.
  • the second ground electrode 612 may have only one recess 612D.
  • the signal electrode ground electrode 613 may have only one recess 613D1.
  • the signal electrode ground electrode 613 may have only one recess 613D2.
  • each recess 611D, recess 612D, recess 613D1, and recess 613D2 in plan view is, for example, a rectangular shape, but may be other shapes such as a circular shape or an elliptical shape.
  • Design considerations regarding the shape, arrangement, and periodicity of the recesses 611D, 612D, 613D1, and 613D2 are for the through holes 11CP, 12CP, 13CP, and 13DP in the fourth embodiment (see FIGS. 9 and 10). It is the same.
  • the first input-side signal electrode 53, the first ground electrode 611, and the inter-signal electrode ground electrode similarly to the light control device 100 of the first to fifth embodiments, the first input-side signal electrode 53, the first ground electrode 611, and the inter-signal electrode ground electrode.
  • the effect of reducing the spread of the lines of electric force between the first and second signal lines 613 and the effect of reducing the spread of the lines of electric force between the second input-side signal electrode 73 and the second ground electrode 612 and the signal-electrode ground electrode 613 are Crosstalk between the input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 can be suppressed.
  • the inter-signal electrode ground electrode 13, the first ground electrode 11, and the second ground electrode 12 are provided with the recesses (the first groove ground electrode 21D and the second groove portion, respectively).
  • This increases the surface area of the signal electrode ground electrode 13, the first ground electrode 11, and the second ground electrode 12, so that the electric lines of force radiated from the first input side signal electrode 53 It becomes easy to terminate at the electrode 13 and the first ground electrode 11, and the electric lines of force radiated from the second input-side signal electrode 73 are easily terminated at the inter-signal electrode ground electrode 13 and the second ground electrode 12.
  • crosstalk between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 can be further suppressed.
  • the signal electrode ground electrode 13, the first ground electrode 11, and the second ground electrode 12 are used in combination with forming a groove in the substrate.
  • the method of forming the in-groove ground electrode 22D, the third in-groove ground electrode 23D, and the fourth in-groove ground electrode 24D) is an effective measure for reducing crosstalk even when used alone.
  • this method is a method that results in increasing the surface areas of the signal electrode ground electrode 13, the first ground electrode 11, and the second ground electrode 12, as in the second embodiment and the third embodiment.
  • improvement in reduction of crosstalk and improvement in design freedom can be performed at the same time, so that a high synergistic effect is exhibited.
  • the concave portion 611D and the concave portion 613D1 are disposed substantially symmetrically with respect to the extending direction of the first input side signal electrode 53 in plan view, but these are extending directions of the first input side signal electrode 53. May be arranged asymmetrically.
  • the recesses 613D2 and 612D are arranged substantially symmetrically with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 73 in plan view, but they are asymmetric with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 73. May be arranged.
  • the recesses 613D1 and 613D2 formed on the signal-electrode ground electrode 613 side and the recesses 611D and 612D formed on the first ground electrode 611 and the second ground electrode 612 side cause crosstalk.
  • the percentage of contribution to the inhibitory effect is different.
  • the concave portion 611D and the concave portion 613D1 are arranged symmetrically with respect to the extending direction of the first input side signal electrode 53 in plan view so that the scale of the characteristic analysis calculation is small.
  • the recess 613D2 and the recess 612D can be arranged symmetrically with respect to the extending direction of the second input side signal electrode 73 in plan view.
  • Such a symmetrical arrangement is also desirable in terms of dispersion of the stress and strain of the substrate.
  • there are four types of recesses in the ground electrode that is, there are recesses 611D, 612D, 613D1, and 613D2).
  • at least one of these four types of recesses may exist, or a plurality may selectively exist.
  • the first ground electrode 11 is one or a plurality of through holes corresponding to the through hole 11CP of the fourth embodiment, and is a first input side signal electrode in plan view.
  • One or a plurality of through-holes facing the first input-side signal electrode 53 may be provided in a direction (Y-axis direction) orthogonal to the extending direction of 53.
  • the second ground electrode 12 is a single or a plurality of through holes corresponding to the through hole 12CP of the fourth embodiment, and is a second input side signal electrode in plan view. You may have the 1 or several through-hole which opposes the said 2nd input side signal electrode 73 in the direction (Y-axis direction) orthogonal to the extending direction of 73.
  • the signal electrode ground electrode 13 is a single or a plurality of through holes corresponding to the through hole 13CP of the fourth embodiment, and is a first input side signal in plan view. It may have one or a plurality of through holes facing the first input side signal electrode 53 in a direction (Y-axis direction) orthogonal to the extending direction of the electrode 53, and corresponds to the through hole 13DP of the fourth embodiment.
  • the substrate 1 is provided in a region between the first arm optical waveguide 31 and the second arm optical waveguide 32 in a plan view on the main surface 1S of the substrate 1.
  • the first arm optical waveguide 31 and the second arm optical waveguide 32 may have a groove extending along the extending direction.
  • the light control device 100 of each of the above embodiments includes a Mach-Zehnder type optical waveguide as the optical waveguide structure 3, but the present invention is a cross between the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73. It is a technique for reducing talk, and it is naturally possible to apply the present invention to an optical control device having another type of optical waveguide structure.
  • the present invention can also be applied to an optical control device having an optical waveguide structure including a plurality of linear waveguides, crossed waveguides, multi-branch waveguides, ring waveguide resonators, and the like.
  • the light control device in each of the above-described embodiments includes two control signal electrodes, but it goes without saying that the present invention can be applied to a light control device including three or more control signal electrodes. .
  • the suppression method includes crosstalk between each working electrode of each modulation electrode and This is also effective for suppressing crosstalk between the output side signal electrodes from the action part electrode of each modulation electrode to the terminal resistance.
  • the method for suppressing the crosstalk is incorporated in the first control signal electrode 5 and the second control signal electrode 7 as a whole. Alternatively, it may be incorporated into the entire first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73, may be incorporated only into the input pad 55 and the input pad 75, or the input pad 55 and the input pad 75 may be incorporated.
  • the first input side signal electrode 53 and the second input side signal electrode 73 may be incorporated.
  • the introduction method does not need to have the same configuration, and a configuration that is easy to design and manufacture may be selected as appropriate.
  • the input pad 55 and the input pad 75 occupy a small proportion of the total length of the first control signal electrode 5 and the second control signal electrode 7, but the first ground electrode and the signal in the vicinity of the input pad 55 and the input pad 75. Since the distance between the interelectrode ground electrodes and the distance between the second ground electrode and the signal electrode ground electrode are large, crosstalk is particularly likely to occur between the input pad 55 and the input pad 75. Therefore, it is effective to apply the suppression method to the input pad 55 and the input pad 75.
  • each input-side signal electrode part is longer than each input pad, and a bent part, a meandering part, a signal electrode width changing part, a signal, and the like, where crosstalk is likely to occur
  • It is effective to apply the above-described suppression method to each input-side signal electrode part because it often includes a structure change part such as a change part of the electrode-ground electrode interval.
  • the application site and the application method of the suppression method may be appropriately selected according to the desired crosstalk characteristics.
  • the output side signal electrode part also functions as the input side signal electrode part. Needless to say, application to the side signal electrode portion is also effective in improving the characteristics of the optical output signal.
  • the thickness of the substrate 1 has been described without limitation.
  • the substrate 1 having any thickness is used for the effect of suppressing crosstalk between the input-side signal electrodes according to the present invention. Even effectively.
  • the above-described effects of the present invention are effectively exhibited even when a substrate having a thickness of 0.4 mm to 1.00 mm, which is generally used for manufacturing a lithium niobate optical modulator, is used. Even when a substrate having a thickness of 30 ⁇ m to 100 ⁇ m is used as in the case of the present invention, it is effectively exhibited.

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Abstract

 光制御デバイスは、第1、第2光導波路と、第1入力側信号電極を有する第1制御用信号電極と、第2入力側信号電極を有する第2制御用信号電極と、信号電極間接地電極と、第1接地電極と、第2接地電極とを備える。基板は、第1入力側信号電極と第2入力側信号電極との間に設けられた第1溝部、第1入力側信号電極と第1接地電極との間に設けられた第2溝部、第2入力側信号電極と信号電極間接地電極との間に設けられた第3溝部、及び、第2入力側信号電極と第2接地電極との間に設けられた第4溝部を有する。

Description

光制御デバイス
 本発明は、光制御デバイスに関する。
 下記特許文献1には、光変調器等に応用される光導波路素子が記載されている。当該文献に記載された光導波路素子は、基板上に互いに近接して平行に配置された複数の光導波路部分と、当該光導波路部分の各々に対して独立した変調信号(制御信号)に基づく電界を印加するための複数の変調用電極を有している。
特開2009-53444号公報 特開2010-237593号公報
 基板上に互いに近接して平行に配置された複数の光導波路部分と、当該光導波路部分の各々に対して独立した変調信号を印加するための複数の変調用電極とを有する光変調器などの光制御デバイスにおいては、複数の光導波路部分は互いに近接しているため、複数の変調用電極のうちの当該複数の光導波路部分に電界を印加する部分(作用電極部)間の離間距離が短くなる。そのため、複数の変調用電極のうちの各作用電極部間のクロストーク(一方の作用電極部内を伝達する変調信号の一部が、他方の作用電極部内を伝達する変調信号に移る現象)が問題となる。
 上記特許文献1に記載の光導波路素子においては、基板の主面のうち、各作用電極部間の領域に溝を形成することにより、複数の変調用電極のうちの各作用電極部間のクロストークを抑制している。
 一般に、複数の変調用電極が設けられた光制御デバイスにおいては、各変調用電極は、上述のような作用電極部と、外部から入力される変調信号を作用電極部まで伝達させる入力側信号電極と、を有している。そして、一般に、複数の変調用電極のうちの各入力側信号電極間の距離は、各作用電極部間の離間距離よりも、大きくすることが容易である。そのため、各変調用電極間のクロストーク(ある変調用電極内を伝達する変調信号の一部が、他の変調用電極内を伝達する変調信号に移る現象)は、離間距離の短い各作用電極部間において生じる現象であることが当業者間で認識されている。そして、例えば上記特許文献1に記載の方法のような、各作用電極部間のクロストークを抑制する様々な方法が提案されている。
 しかしながら、本発明者らは、各変調用電極間のクロストークは、各作用電極部間の離間距離よりも大きく離間させた各入力側信号電極間においても問題となり得る場合があることを見出した。上記特許文献1には、各入力側信号電極間でクロストークが生じること(各入力側信号電極間のクロストーク、即ち、ある入力側信号電極内を伝達する変調信号の一部が、他の入力側信号電極内を伝達する変調信号に移る現象)、及び、各入力側信号電極間のクロストークを抑制する方法については、何ら記載されていない。上記特許文献2には、配線が折り返す屈曲部を有する入力側信号電極間のクロストークを抑制する方法が開示されているが、当該方法においては、光変調器に用いる基板の厚さを30μm~100μmまで極めて薄くする必要がある。
 また、複数の制御信号電極を有する集積型光制御デバイスの場合、入力側信号電極に信号遅延回路又はインピーダンス変換回路を取り入れることが一般的である。このようなデバイスにおいては、各入力側信号電極の長さを長くする必要がある上に、各入力側信号電極が屈曲部、蛇行部、信号電極幅の変更部、信号電極-接地電極間隔の変更部などの構造変更部を含むことが多い。そのため、このようなデバイスにおいては、制御信号(変調信号)の伝搬が不安定なため、各入力側信号電極間における制御信号のクロストークが特に起こりやすいことを本発明者らは見出した。
 本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、複数の変調用電極を有する光制御デバイスであって、基板の厚さを薄くせずとも各変調用電極の各入力側信号電極間のクロストークが抑制された光制御デバイスを提供することを目的とする。
 上述の課題を解決するため、本発明の一態様に係る光制御デバイスは、基板と、基板に設けられた当該基板の主面に沿って延びる第1及び第2光導波路と、外部から供給される第1電気信号に基づいて第1光導波路内を伝搬する光の屈折率を変化させるために基板の主面上に設けられた第1制御用信号電極であって、第1光導波路に電界を印加可能なように当該第1光導波路に沿って延びる第1作用電極部と、第1作用電極部まで第1電気信号を伝達するように基板の主面に沿って延びる第1入力側信号電極と、を有する第1制御用信号電極と、外部から供給される第2電気信号に基づいて第2光導波路内を伝搬する光の屈折率を変化させるために基板の主面上に設けられた第2制御用信号電極であって、第2光導波路に電界を印加可能なように当該第2光導波路に沿って延びる第2作用電極部と、第2作用電極部まで第2電気信号を伝達するように基板の主面に沿って延びる第2入力側信号電極と、を有する第2制御用信号電極と、平面視で第1入力側信号電極と第2入力側信号電極との間にこれらと離間して位置するように基板の主面に設けられた信号電極間接地電極と、平面視で第1入力側信号電極を挟んで信号電極間接地電極側とは反対側に当該第1入力側信号電極と離間して位置するように基板の主面に設けられた第1接地電極と、平面視で第2入力側信号電極を挟んで信号電極間接地電極側とは反対側に当該第2入力側信号電極と離間して位置するように基板の前記主面に設けられた第2接地電極と、を備え、基板は、平面視で、第1入力側信号電極と信号電極間接地電極との間に設けられた第1溝部、第1入力側信号電極と第1接地電極との間に設けられた第2溝部、第2入力側信号電極と信号電極間接地電極との間に設けられた第3溝部、及び、第2入力側信号電極と第2接地電極との間に設けられた第4溝部を有する。
 本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、基板が第1溝部と第2溝部を有するため、基板がこれらの溝部を有していない場合と比較して、第1接地電極の一端と、信号電極間接地電極の一端との第1方向に沿った離間距離を小さくすることができる。当該離間距離が小さい場合、第1入力側信号電極と第1接地電極、信号電極間接地電極間の離間距離も小さくすることができる。これにより、第1入力側信号電極と第1接地電極、信号電極間接地電極間における電気力線の広がりを小さくすることができるため、第1入力側信号電極から第1接地電極及び信号電極間接地電極へ向かう電気力線をより効果的に終端させることができる。即ち、第1入力側信号電極と第2入力側信号電極間の離間距離が大きくなくても、基板が第1溝部と第2溝部を有することにより、第1入力側信号電極から発生する電気力線がより効果的に終端されるため、基板の厚さを薄くせずとも、第1入力側信号電極内を伝達する制御信号が第2入力側信号電極内を伝達する制御信号へクロストークすることを低減することができる。
 同様に、基板が第3溝部と第4溝部を有するため、基板がこれらの溝部を有していない場合と比較して、第2接地電極の一端と、信号電極間接地電極の一端との第1方向に沿った離間距離を小さくすることができる。当該離間距離が小さい場合、第2入力側信号電極と第2接地電極、信号電極間接地電極間の離間距離も小さくすることができる。これにより、第2入力側信号電極と第2接地電極、信号電極間接地電極間における電気力線の広がりを小さくすることができるため、第2入力側信号電極から第2接地電極及び信号電極間接地電極へ向かう電気力線をより効果的に終端させることができる。即ち、第1入力側信号電極と第2入力側信号電極間の離間距離が大きくなくても、基板が第3溝部と第4溝部を有することにより、第2入力側信号電極から発生する電気力線がより効果的に終端されるため、基板の厚さを薄くせずとも、第2入力側信号電極内を伝達する制御信号が第1入力側信号電極内を伝達する制御信号へクロストークすることを低減することができる。これらの結果、本発明の一態様に係る光制御デバイスによれば、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークを抑制することができる。
 さらに、本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、前記第1溝部、前記第2溝部、前記第3溝部、及び、前記第4溝部の深さは、2μm以上とすることができる。これにより、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークを特に抑制することができる。
 さらに、本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、信号電極間接地電極は、主部と、当該主部よりも前記第1溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第1薄厚部、及び/又は、当該主部よりも第3溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第2薄厚部、とを有する、及び/又は、第1接地電極は、主部と、当該主部よりも前記第2溝部側に設けられた当該主部よりも薄い薄厚部と、を有する、及び/又は、第2接地電極は、主部と、当該主部よりも前記第4溝部側に設けられた当該主部よりも薄い薄厚部と、を有する、ことができる。
 この場合、信号電極間接地電極は、主部と第1薄厚部との間に段差を有することになり、及び/又は、第1接地電極は、主部と薄厚部との間に段差を有することになるため、信号電極間接地電極及び/又は第1接地電極の第1入力側信号電極と対向する表面積が増加する。これにより、第1入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極及び/又は第1接地電極で終端し易くなるため、当該電気力線が第2入力側信号電極に到達することが抑制される。同様に、信号電極間接地電極は、主部と第2薄厚部との間に段差を有することになり、及び/又は、第2接地電極は、主部と薄厚部との間に段差を有することになるため、信号電極間接地電極及び/又は第2接地電極の第2入力側信号電極と対向する表面積が増加する。これにより、第2入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極及び/又は第2接地電極で終端し易くなるため、当該電気力線が第1入力側信号電極に到達することが抑制される。その結果、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークをさらに抑制することができる。
 さらに、本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、第1制御用信号電極は、主部と、当該主部よりも第1溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第1薄厚部、及び/又は、当該主部よりも第2溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第2薄厚部、とを有する、及び/又は、第2制御用信号電極は、主部と、当該主部よりも第3溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第1薄厚部、及び/又は、当該主部よりも第4溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第2薄厚部、とを有することができる。
 この場合、第1制御用信号電極の第1入力側信号電極に外部から第1電気信号が印加された際、厚さの薄い第1薄厚部及び/又は第2薄厚部に電界が集中するため、当該第1薄厚部及び/又は第2薄厚部から主として電気力線が放射される。そして、第1入力側信号電極の第1薄厚部及び/又は第2薄厚部は、主部よりも基板に近く低い位置から電気力線を発するため、これらから放射された電気力線が基板の主面の上方を経由して第2入力側信号電極に到達することが抑制される。同様に、第2制御用信号電極の第2入力側信号電極に外部から第2電気信号が印加された際、厚さの薄い第1薄厚部及び/又は第2薄厚部に電界が集中するため、当該第1薄厚部及び/又は第2薄厚部から主として電気力線が放射される。そして、第2入力側信号電極の第1薄厚部及び/又は第2薄厚部は、主部よりも基板に近く低い位置から電気力線を発するため、これらから放射された電気力線が基板の主面の上方を経由して第1入力側信号電極に到達することが抑制される。その結果、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークをさらに抑制することができる。
 さらに、本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、信号電極間接地電極、第1接地電極、及び、第2接地電極の少なくとも1つは、貫通孔を有していることができる。これにより、信号電極間接地電極、第1接地電極、及び、第2接地電極の少なくとも1つの表面積が増加するため、第1入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極及び第1接地電極で終端し易くなり、第2入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極及び第2接地電極で終端し易くなる。その結果、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークをさらに抑制することができる。
 さらに、本発明の一態様に係る光制御デバイスは、第1溝部内に設けられ、信号電極間接地電極と電気的に接続された第1溝部内接地電極、及び/又は、第2溝部内に設けられ、第1接地電極と電気的に接続された第2溝部内接地電極、及び/又は、第3溝部内に設けられ、信号電極間接地電極と電気的に接続された第3溝部内接地電極、及び/又は、第4溝部内に設けられ、第2接地電極と電気的に接続された第4溝部内接地電極、をさらに備えることができる。
 この場合、第1入力側信号電極から放射される電気力線の一部は、第1溝部内接地電極及び/又は第2溝部内接地電極で終端する、及び/又は、第2入力側信号電極から放射される電気力線の一部は、第3溝部内接地電極及び/又は第4溝部内接地電極で終端する。その結果、第1入力側信号電極から放射される電気力線及び第2入力側信号電極から放射される電気力線が、より近い場所において終端され易くなるため、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークをさらに抑制することができる。
 さらに、本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、第1溝部内接地電極、第2溝部内接地電極、第3溝部内接地電極、及び、第4溝部内接地電極の少なくとも1つは、貫通孔を有していることができる。これにより、第1溝部内接地電極、第2溝部内接地電極、第3溝部内接地電極、及び、第4溝部内接地電極の表面積が増加するため、第1入力側信号電極から放射される電気力線は第1溝部内接地電極及び第2溝部内接地電極でより終端し易くなると共に、第2入力側信号電極から放射される電気力線は第3溝部内接地電極及び第4溝部内接地電極でより終端し易くなる。その結果、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークをさらに抑制することができる。
 また、本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、信号電極間接地電極、第1接地電極、及び、第2接地電極は、それぞれ凹部を有していることができる。これにより、信号電極間接地電極、第1接地電極、及び、第2接地電極の表面積が増加するため、第1入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極及び第1接地電極で終端し易くなり、第2入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極及び第2接地電極で終端し易くなる。その結果、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークをさらに抑制することができる。
 さらに、本発明の一態様に係る光制御デバイスにおいては、第1接地電極の一端、第1入力側信号電極の一端、信号電極間接地電極の一端、第2入力側信号電極の一端、及び、第2接地電極の一端は、基板の主面に沿った第1方向に沿ってこの順に並んで配置されており、第1入力側信号電極の上記一端と、第2入力側信号電極の上記一端との第1方向に沿った離間距離をDとし、第1接地電極の上記一端と、信号電極間接地電極の上記一端との前記第1方向に沿った離間距離、又は、第2接地電極の上記一端と、信号電極間接地電極の上記一端との前記第1方向に沿った離間距離をKとしたとき、D/Kの値は、3.0以下とすることができる。Dの値が大きいほど、クロストークの防止に有利であることは明らかであるが、本発明者らは、Kの値が大きい場合はクロストーク特性が悪化しやすいこと、およびD/Kの値がクロストーク特性の判別式として有効であり、D/Kの値がこの条件を満たすような従来の光制御デバイスにおいては、第1入力側信号電極に相当する要素及び第2入力側信号電極に相当する要素間のクロストークが特に発生し易いことを見出した。そのため、D/Kの値がこの条件を満たすような光制御デバイスに本発明の一態様を適用することにより、本発明の一態様の上記効果が特に有効に発揮される。
 本発明によれば、複数の変調用電極を有する光制御デバイスであって、各変調用電極の各入力側信号電極間のクロストークが抑制された光制御デバイスが提供される。
第1実施形態に係る光制御デバイスの構成を示す平面図である。 図1に示す光制御デバイスの第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図である。 図2のIII-III線に沿った光制御デバイスの端面図である。 図1に示す光制御デバイスの第1入力側信号電極及び第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す斜視図である。 第2実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図である。 図5のVI-VI線に沿った光制御デバイスの端面図である。 第3実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図である。 図7のVIII-VIII線に沿った光制御デバイスの端面図である。 第4実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図である。 図9のX-X線に沿った光制御デバイスの端面図である。 第5実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図である。 図11のXII-XII線に沿った光制御デバイスの端面図である。 第6実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図である。 図13のXIV-XIV線に沿った光制御デバイスの端面図である。
 以下、実施の形態に係る光制御デバイスについて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、可能な場合には同一要素には同一符号を用いる。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
(第1実施形態)
 図1は、第1実施形態に係る光制御デバイスの構成を示す平面図である。図1に示すように、本実施形態の光制御デバイス100は、光ファイバ等によって導入される連続光である入力光CLを制御して(例えば変調して)、外部に変調光MLを出力する装置である。光制御デバイス100は、例えば、光変調器、光スイッチ、偏波コントローラ等の入力光CLを制御するデバイスである。例えば光制御デバイス100が光変調器である場合、光制御デバイス100は、外部から供給される電気信号に基づいて変調された変調光MLを出力する。
 光制御デバイス100は、基板1と、基板1に設けられた光導波路構造3と、第1制御用信号電極5と、第2制御用信号電極7と、第1接地電極11と、第2接地電極12と、信号電極間接地電極13と、を備え得る。なお、図1においては、光導波路構造3は破線で示されており、第1接地電極11、第2接地電極12、及び、信号電極間接地電極13にはハッチングが付されている。
 基板1は、例えばニオブ酸リチウム(LiNbO)等の電気光学効果を奏する誘電体材料から構成される板状の部材である。基板1は、Y軸方向(第1方向)に沿って延びる長手形状を有している。基板1は、略平坦な主面1Sを有する。図1には、直交座標系RCを示しており、主面1Sと平行な方向にX軸及びY軸を設定し、主面1Sと直交する方向にZ軸を設定している。図2以降の各図面においても、必要に応じて図1と対応するように直交座標系RCを示している。基板1の主面1Sの平面視(Z軸方向から見た場合)の形状は、本実施形態では、X軸及びY軸に沿った外縁を有する矩形状である。
 光導波路構造3は、基板1に設けられている。光導波路構造3は、光制御デバイス100の光制御方式に応じた構造を成す複数の光導波路からなり、当該複数の光導波路のそれぞれは、基板1の主面1Sに沿って延びる。光導波路構造3は、例えばチタン(Ti)等の金属を拡散させたニオブ酸リチウム(LiNbO)等の電気光学効果を奏する誘電体材料から構成される。光導波路構造3を構成する材料の屈折率は、基板1を構成する材料の屈折率よりも大きい。そのため、光導波路構造3は基板1に対してコアとして機能し、基板1は光導波路構造3に対してクラッドとして機能する。
 上述のような基板1と基板1に設けられた光導波路構造3とからなる構造体は、例えばニオブ酸リチウム(LiNbO)等の誘電体材料から構成される板状の初期基板を準備し、当該初期基板の光導波路構造3となるべき領域にチタン(Ti)等の金属を拡散させることによって基板1の他の領域より屈折率の高い領域を形成することにより、得ることができる。或いは、当該構造体は、基板1を準備した後に、基板1の主面1S上に光導波路構造3を形成することによっても、得ることができる。
 本実施形態では、光導波路構造3は、マッハツェンダ型光導波路からなる。具体的には、光導波路構造3は、Y分岐型光導波路である入力光導波路3D1と、第1光導波路としての第1アーム光導波路31と、第2光導波路としての第2アーム光導波路32と、Y結合型光導波路である出力光導波路3D2と、からなる。本実施形態では入力光導波路3D1、第1アーム光導波路31、第2アーム光導波路32、及び、出力光導波路3D2が同一の基板1に配置されてマッハツェンダ型光導波路を構成している。しかし、例えば、入力光導波路3D1及び出力光導波路3D2の一方又は両方が基板1とは別の基板に配置され、当該一方又は両方が第1アーム光導波路31及び第2アーム光導波路32と光学的に接続されることにより、マッハツェンダ型光導波路を構成していても良い。
 入力光導波路3D1は基板1のY軸方向の一端1aに設けられた光入力端を有し、当該光入力端からY軸方向に沿って延び、分岐して第1アーム光導波路31の入力端及び第2アーム光導波路32にそれぞれ接続されている。第1アーム光導波路31及び第2アーム光導波路32は、それぞれ、基板1の主面1Sに沿った方向であるY軸方向に沿って延びる。第1アーム光導波路31の出力端及び第2アーム光導波路32の出力端は、出力光導波路3D2の2つの入力端にそれぞれ接続されている。出力光導波路3D2は、当該入力端からY軸方向に沿って延び、結合して基板1のY軸方向の他端1bに位置する光出力端まで延びる。
 第1制御用信号電極5は、外部から供給される第1電気信号S1に基づいて第1アーム光導波路31の屈折率を変化させるために基板1の主面1S上に設けられた電極である。第1制御用信号電極5は、第1作用電極部51と、第1入力側信号電極53と、第1出力側信号電極59と、からなる。
 第1作用電極部51は、第1アーム光導波路31に電界を印加可能なように当該第1アーム光導波路31に沿って、即ち、Y軸方向に沿って延びる。第1入力側信号電極53の一端は、基板1のX方向の一端1cの近傍に位置しており、第1入力側信号電極53の当該一端には、外部から第1電気信号S1が入力される。
 第1入力側信号電極53は、当該第1入力側信号電極53の一端に入力された第1電気信号S1が、当該第1入力側信号電極53の他端に接続された第1作用電極部51の一端まで伝達するように、基板1の主面1Sに沿って延びる。第1作用電極部51の他端は、第1出力側信号電極59の一端に接続されている。第1出力側信号電極59は、第1作用電極部51内を伝達した第1電気信号S1を、当該第1出力側信号電極59の他端まで伝達する。第1出力側信号電極59の当該他端は、基板1の一端1cの近傍に位置している。第1出力側信号電極59の当該他端は、電気的終端である終端部(図示せず)が有する抵抗器に電気的に接続されていてもよい。
 同様に、第2制御用信号電極7は、外部から供給される第2電気信号S2に基づいて第2アーム光導波路32の屈折率を変化させるために基板1の主面1S上に設けられた電極である。第2制御用信号電極7は、第2作用電極部71と、第2入力側信号電極73と、第1出力側信号電極79と、からなる。
 第2作用電極部71は、第2アーム光導波路32に電界を印加可能なように当該第2アーム光導波路32に沿って、即ち、Y軸方向に沿って延びる。第2入力側信号電極73の一端は、基板1のX方向の一端1cの近傍に位置しており、第2入力側信号電極73の当該一端には、外部から第2電気信号S2が入力される。
 第2入力側信号電極73は、当該第2入力側信号電極73の一端に入力された第2電気信号S2が、当該第2入力側信号電極73の他端に接続された第2作用電極部71の一端まで伝達するように、基板1の主面1Sに沿って延びる。第2作用電極部71の他端は、第1出力側信号電極79の一端に接続されている。第1出力側信号電極79は、第2作用電極部71内を伝達した第2電気信号S2を、当該第1出力側信号電極79の他端まで伝達する。第1出力側信号電極79の当該他端は、基板1の一端1cの近傍に位置している。第1出力側信号電極79の当該他端は、電気的終端である終端部(図示せず)が有する抵抗器に電気的に接続されていてもよい。
 入力光CLは、入力光導波路3D1の光入力端から入力し、入力光導波路3D1によって2つに分岐された後に、第1アーム光導波路31及び第2アーム光導波路32内を伝搬する。そして、第1入力側信号電極53に第1電気信号S1が供給されると、第1作用電極部51は第1電気信号S1に応じた電界を第1アーム光導波路31に印加し、第1アーム光導波路31の屈折率を第1電気信号S1に応じて変化させる。これにより、第1アーム光導波路31内を導波する入力光CLの分岐光の位相が変化する。同様に、第2入力側信号電極73に第2電気信号S2が供給されると、第2作用電極部71は第2電気信号S2に応じた電界を第2アーム光導波路32に印加し、第2アーム光導波路32の屈折率を第2電気信号S2に応じて変化させる。これにより、第2アーム光導波路32内を導波する入力光CLの分岐光の位相が変化する。その後、位相が変化した2つの分岐光は、出力光導波路3D2によって所定の態様で結合され、出力光導波路3D2の出力端から制御光MLとして外部に出力する。例えば光制御デバイス100が光変調器である場合、第1電気信号S1及び第2電気信号S2は変調信号(制御信号)であり、制御光MLは変調光となる。
 第1制御用信号電極5及び第2制御用信号電極7は、それぞれ例えば金(Au)等の金属から構成される。例えば光制御デバイス100が光変調器である場合、第1電気信号S1及び第2電気信号S2は、それぞれ例えば10GHz以上の高周波電気信号が含まれた変調信号である。
 第1接地電極11、第2接地電極12、及び、信号電極間接地電極13は、それぞれ接地電位に接続される電極であり、それぞれ例えば金(Au)等の金属から構成される。第1接地電極11、第2接地電極12、及び、信号電極間接地電極13は、それぞれ、基板1の主面1S上に設けられている。第1接地電極11、第2接地電極12、及び、信号電極間接地電極13は、それぞれ例えば層状の電極であり、それぞれの厚さは、例えば10μm以上、80μm以下とすることができる。
 信号電極間接地電極13は、平面視で、少なくとも第1制御用信号電極5の第1入力側信号電極53と、第2制御用信号電極7の第2入力側信号電極73との間に、当該第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73と離間して位置している。本実施形態では、信号電極間接地電極13は、平面視で、第1制御用信号電極5全体と第2制御用信号電極7全体との間に、当該第1制御用信号電極5及び第2制御用信号電極7と離間して位置している。
 第1接地電極11は、平面視で、少なくとも第1制御用信号電極5の第1入力側信号電極53を挟んで信号電極間接地電極13側とは反対側に当該第1入力側信号電極53と離間して位置している。本実施形態では、第1接地電極11は、平面視で、第1制御用信号電極5全体の信号電極間接地電極13側とは反対側に当該第1制御用信号電極5と離間して位置している。
 第2接地電極12は、平面視で、少なくとも第2制御用信号電極7の第2入力側信号電極73を挟んで信号電極間接地電極13側とは反対側に当該第2入力側信号電極73と離間して位置している。本実施形態では、第2接地電極12は、平面視で、第2制御用信号電極7全体の信号電極間接地電極13側とは反対側に当該第2制御用信号電極7と離間して位置している。
 なお、第1制御用信号電極5、第2制御用信号電極7、第1接地電極11、第2接地電極12、及び、信号電極間接地電極13は、基板1の主面1Sと直接接するように設けられていてもよいし、例えば酸化シリコン(SiO)等の誘電体材料からなるバッファ層を介して基板1の主面1S上に設けられていてもよい。
 図2は、図1に示す光制御デバイスの第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図であり、図3は、図2のIII-III線に沿った光制御デバイスの端面図であり、図4は、図1に示す光制御デバイスの第1入力側信号電極及び第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す斜視図である。
 図2~図4に示すように、第1制御用信号電極5の第1入力側信号電極53は、入力パッド55と、信号伝達部57と、からなる。入力パッド55は、第1入力側信号電極53の一端53Eを規定する要素であり、第1電気信号S1(図1参照)が入力される電気信号入力部として機能する。信号伝達部57は、入力パッド55に入力された第1電気信号S1を第1作用電極部51(図1参照)まで伝達する。第1入力側信号電極53は、平面視で略一定の幅で基板1の主面1Sに沿って延びており、基板1の一端1cの近傍では、X軸方向に沿って延びている。第1入力側信号電極53の平面視での幅は、第1作用電極部51と入力パッド55間の特性インピーダンスの連続性及び信号遅延時間などを考慮して適宜設計することができるが、例えば、5μm以上、50μm以下とすることができる。第1入力側信号電極53の厚さは、例えば、10μm以上、80μm以下とすることができる。入力パッド55の幅及び厚さは、信号伝達部57の幅及び厚さよりも大きくすることができる。
 同様に、第2制御用信号電極7の第2入力側信号電極73は、入力パッド75と、信号伝達部77と、からなる。入力パッド75は、第2入力側信号電極73の一端73Eを規定する要素であり、第2電気信号S2(図1参照)が入力される電気信号入力部として機能する。信号伝達部77は、入力パッド75に入力された第2電気信号S2を第2作用電極部71(図1参照)まで伝達する。第2入力側信号電極73は、平面視で略一定の幅で基板1の主面1Sに沿って延びており、基板1の一端1cの近傍では、X軸方向に沿って延びている。第2入力側信号電極73の平面視での幅は、第1作用電極部51と入力パッド55間の特性インピーダンスの連続性及び信号遅延時間などを考慮して適宜設計することができるが、例えば、5μm以上、50μm以下とすることができる。第2入力側信号電極73の厚さは、例えば、10μm以上、80μm以下とすることができる。入力パッド75の幅及び厚さは、信号伝達部77の幅及び厚さよりも大きくすることができる。
 また、本実施形態では、第1接地電極11の一端11E、第1制御用信号電極5の第1入力側信号電極53の一端53E、信号電極間接地電極13の一端13E、第2制御用信号電極7の第2入力側信号電極73の一端73E、及び、第2接地電極12の一端12Eは、基板1の主面1Sに沿った第1方向(本実施形態ではY軸方向)に沿ってこの順に並んで配置されている。一端11E、53E、13E、73E、12Eは、平面視で基板1の一端1cと重複していてもよいし、基板1の一端1cと離間していてもよい。
 第1接地電極11の一端11Eと、信号電極間接地電極13の一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K1は、接続部材を入力パッド55に接続する方法、当該接続部材に適した入力パッド55の幅、形成する第1溝部D1、第2溝部D2の幅及び深さ並びに第1制御用信号電極5の特性インピーダンスなどに応じて適宜設計することができる。ニオブ酸リチウムからなる基板1を用いて光制御デバイス100を50Ω系の回路として設計する場合、離間距離K1は、例えば、30μm以上、100μm以下、とすることができる。第2接地電極12の一端12Eと、信号電極間接地電極13の一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K2も同様に、例えば、30μm以上、100μm以下とすることができる。
 第1入力側信号電極53の一端53Eと、第2入力側信号電極73の一端73Eとの第1方向に沿った離間距離Dは、小さいほど第1入力側信号電極53と第2入力側信号電極73間のクロストーク特性は悪化する。この観点から、Dの値をK1及び/又はK2の5倍以上の大きさとすることができる。しかし、本実施形態の光制御デバイス100によれば、後述のように第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークを抑制することができるため、上記離間距離Dの値を例えばK1及び/又はK2の3倍以下とすることができる。
 また、基板1は、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4を有している。第1溝部D1は、平面視で、第1入力側信号電極53と信号電極間接地電極13との間において第1制御用信号電極5に設けられている。第2溝部D2は、平面視で、第1入力側信号電極53と第1接地電極11との間において第1制御用信号電極5に設けられている。第3溝部D3は、平面視で、第2入力側信号電極73と信号電極間接地電極13との間において第2制御用信号電極7に設けられている。第4溝部D4は、平面視で、第2入力側信号電極73と第2接地電極12との間において第2制御用信号電極7に設けられている。
 第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4は、それぞれ、基板1の主面1Sに設けられたZ軸方向を深さ方向とする溝である。第1溝部D1及び第2溝部D2は、それぞれ、平面視で第1入力側信号電極53の少なくとも一部に沿って延びており、本実施形態では、平面視で基板1の一端1cから第1入力側信号電極53の一部に沿って延びている。より具体的には、第1溝部D1及び第2溝部D2は、それぞれ、平面視で基板1の一端1cから第1入力側信号電極53の一部に沿って略一定の幅で延びた後に、幅が漸次小さくなりながらさらに第1入力側信号電極53の一部に沿って延びて終端している。
 第1溝部D1及び第2溝部D2の平面視での幅は、全体に亘って略一定でもよいし、延び方向に沿って例えば漸次的又は段階的に変化する部分があってもよい。当該幅を漸次的又は段階的に変化させることにより、第1溝部D1及び第2溝部D2の各部での特性インピーダンスの急激な変化による制御信号の反射及び損失を防ぐことができる。また、第1溝部D1及び第2溝部D2は、平面視で、第1入力側信号電極53の全体に沿って延びていてもよいし、第1制御用信号電極5の全体に沿って延びていてもよい。この場合、光導波路構造3の第1アーム光導波路31をリッジ型導波路とすることもでき、光制御デバイス100の広帯域化及び低駆動電圧化に有利となる。
 同様に、第3溝部D3及び第4溝部D4は、それぞれ、平面視で第2入力側信号電極73の少なくとも一部に沿って延びており、本実施形態では、平面視で基板1の一端1cから第2入力側信号電極73の一部に沿って延びている。より具体的には、第3溝部D3及び第4溝部D4は、それぞれ、平面視で基板1の一端1cから第2入力側信号電極73の一部に沿って略一定の幅で延びた後に、幅が漸次小さくなりながらさらに第2入力側信号電極73の一部に沿って延びて終端している。
 第3溝部D3及び第4溝部D4の平面視での幅は、全体に亘って略一定でもよいし、延び方向に沿って例えば漸次的又は段階的に変化する部分があってもよい。当該幅を漸次的又は段階的に変化させることにより、第3溝部D3及び第4溝部D4の各部における特性インピーダンスの急激な変化による制御信号の反射及び損失を防ぐことができる。また、第3溝部D3及び第4溝部D4は、平面視で、第2入力側信号電極73の全体に沿って延びていてもよいし、第2制御用信号電極7の全体に沿って延びていてもよい。この場合、光導波路構造3の第2アーム光導波路32をリッジ型導波路とすることもでき、光制御デバイス100の広帯域化及び低駆動電圧化に有利となる。
 第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の延び方向と直交する断面における形状は、本実施形態では、矩形状(例えば、これらの延び方向と直交する方向に沿った長辺を有する)である。しかし、当該形状は、楕円形状(例えば、これらの溝部の延び方向と直交する方向に沿った長辺を有する)、円形状、台形状(例えば、これらの溝部の延び方向と直交する方向に沿った底辺を有する)、逆台形状(例えば、これらの溝部の延び方向と直交する方向に沿った底辺を有する)、菱形形状(例えば、これらの溝部の延び方向と直交する方向に沿った辺を有する)等の他の形状であってもよい。
 第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の平面視での幅は、入力パッド55、75の幅、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び第4溝部D4の深さ並びに第1制御用信号電極5及び第2制御用信号電極7の特性インピーダンスなどに応じて適宜設計することができる。例えば入力パッド55、75の幅をワイヤボンディングに適した50~100μm程度とし、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び第4溝部D4の深さがニオブ酸リチウムからなる基板を用いたリッジ導波路型デバイスの作成で多用される深さである5~10μm程度として光制御デバイス100を50Ω系の回路として設計した場合、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の平面視での幅は、例えば100μm以上、200μm以下とすることができ、この場合、上述の離間距離K1、K2を150μm以上、300μm以下と小さくすることができる。一方、同様の条件において第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4のような溝部が基板に形成されていない場合には、光制御デバイスを50Ω系で設計すると上述の離間距離K1、K2が310μm以上、620μm以下となる。
 そのため、基板1が第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4のような溝部を有していない場合には、本実施形態の光制御デバイス100のように基板1がこれらの溝部を有する場合と比較して、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間の上記離間距離Dが同じであっても、D/Kの値はほぼ2倍の大きさとなる。このように、本実施形態の光制御デバイス100においては、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4が基板1に形成されているため、従来の光制御デバイスにおける場合と比較して、第1接地電極11の上記一端11Eと、信号電極間接地電極13の上記一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K1、及び、第2接地電極12の上記一端12Eと、信号電極間接地電極13の上記一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K2を小さくすることができる。
 上述のような本実施形態に係る光制御デバイス100においては、基板1が第1溝部D1と第2溝部D2を有するため、基板1がこれらの溝部を有していない場合と比較して、第1接地電極11の上記一端11Eと、信号電極間接地電極13の上記一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K1を小さくすることができる(図4参照)。当該離間距離K1が小さい場合、例えばコプレーナー型である第1入力側信号電極53と第1接地電極11、信号電極間接地電極13間の離間距離も小さくすることができる。これにより、第1入力側信号電極53と第1接地電極11との間、及び、第1入力側信号電極53と信号電極間接地電極13との間における電気力線の広がりを小さくすることができるため、第1入力側信号電極53から第1接地電極11及び第2接地電極12へ向かう電気力線をより効果的に終端させることができる。即ち、第1入力側信号電極53と第2入力側信号電極73間の離間距離Dが大きくなくても、基板1が第1溝部D1と第2溝部D2を有することにより、第1入力側信号電極53から発生する電気力線がより効果的に終端されるため、第1入力側信号電極53内を伝達する制御信号が第2入力側信号電極73内を伝達する制御信号へクロストークすることを低減することができる(図2~図4参照)。
 同様に、基板1が第3溝部D3と第4溝部D4を有するため、基板1がこれらの溝部を有していない場合と比較して、第2接地電極12の上記一端12Eと、信号電極間接地電極13の上記一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K2を小さくすることができる(図4参照)。当該離間距離K2が小さい場合、例えばコプレーナー型である第2入力側信号電極73と第2接地電極12、信号電極間接地電極13間の離間距離も小さくすることができる。これにより、第2入力側信号電極73と第2接地電極12との間、及び、第2入力側信号電極73と信号電極間接地電極13との間における電気力線の広がりを小さくすることができるため、第2入力側信号電極73から第2接地電極12及び第2接地電極12へ向かう電気力線をより効果的に終端させることができる。即ち、第1入力側信号電極53と第2入力側信号電極73間の離間距離Dが同じであっても、基板1が第3溝部D3と第4溝部D4を有することにより、第2入力側信号電極73から発生する電気力線がより効果的に終端されるため、第2入力側信号電極73内を伝達する制御信号が第1入力側信号電極53内を伝達する制御信号へクロストークすることを低減することができる(図2~図4参照)。これらの結果、本実施形態に係る光制御デバイス100によれば、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークを抑制することができる。
 さらに、本実施形態に係る光制御デバイス100においては、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4のZ軸方向に沿った深さは、深い方が第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークの低減効果が高い。この観点から、当該深さは、2μm以上とすることができ、4μm以上とすることもでき、6μm以上とすることもできる。ニオブ酸リチウムのような高い誘電率を持つ材料からなる基板1を用いて50Ω系の信号入出力部を有する光制御デバイス100を作製する場合には、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び第4溝部D4の形成による上記離間距離K1、K2の低減の効果が高い。例えば、これらの溝部の深さが2μm、4μm、及び、6μmである場合、それぞれ上記離間距離K1、K2を1割強、約3割、4割弱低減させることが可能である。そのため、これらの溝部の深さが2μmであれば、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークの低減効果が特に高くなり、当該深さが4μm以上、及び6μm以上である場合には、当該低減効果がさらに顕著となる。
 また、本実施形態に係る光制御デバイス100においては、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4のZ軸方向に沿った深さは、10μm以上の深さとしても良く、深い方が第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストーク低減の効果は高い。しかしながら、ニオブ酸リチウムのような加工が難しい脆性材料からなる基板1を用いる場合には、基板1の破損及び信頼性の低下の回避および加工コストの上昇などに起因して、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の加工深さは制限される場合がある。
 本実施形態においては、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の断面形状(これらの溝部の延び方向と直交する面における断面形状)は矩形状である。しかし、当該断面形状は、他の形状、例えば、台形状、逆台形状、U字状、又はV字状であってもよい。また、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の上記断面形状及び幅は、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 ニオブ酸リチウムからなる基板1を用いた光制御デバイス100の製造では、基板1へ溝加工を行う際に、反応性イオンエッチング法、化学的エッチング法、レーザーによるアブレーション加工、砥粒又は超硬材による機械的加工などが用いられているが、溝は開口部が広く底部が狭い、逆台形状、U字状、V字状を呈することが一般的である。本実施形態においても、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の上記断面形状がこれらのいずれかの形状とすることができる。しかしながら、特性の解析計算の規模が小さくて済むよう、これらの溝部については、矩形又は台形状の断面形状及び、同じ形状の溝の対称的な配置とすることができる。同じ形状の溝の対称的な配置は、基板の応力・歪みの分散、基板の実用強度の維持の点でも、望ましい。
 さらに、上述の本実施形態に係る光制御デバイス100においては、第1接地電極11の一端11E、第1入力側信号電極53の一端53E、信号電極間接地電極13の一端13E、第2入力側信号電極73の一端73E、及び、第2接地電極12の一端12Eは、基板1の主面1Sに沿った第1方向(Y軸方向)に沿ってこの順に並んで配置されている(図2~図4参照)。この場合、第1入力側信号電極53の上記一端53Eと、第2入力側信号電極73の上記一端73Eとの第1方向に沿った離間距離Dと、第1接地電極11の上記一端11Eと、信号電極間接地電極13の上記一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K1と、第2接地電極12の上記一端12Eと、信号電極間接地電極13の上記一端13Eとの第1方向に沿った離間距離K2と、の関係において、D/K1の値及びD/K2の値は、クロストーク低減のためには大きくすることが望ましい。しかし、本実施形態の光制御デバイス100によれば、上述のように第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークを抑制することができるため、D/K1の値及びD/K2の値をそれぞれ3.0以下とすることもできる。
 本発明者らは、D/K1及び/又はD/K2の値がこの条件を満たすような従来の光制御デバイスにおいては、第1入力側信号電極53に相当する要素及び第2入力側信号電極73に相当する要素間のクロストークが特に発生し易いことを見出した。そのため、D/K1及び/又はD/K2の値がこの条件を満たすような光制御デバイスに本実施形態の発明を適用することにより、本実施形態の効果が特に有効に発揮される。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態以降の各実施形態については、他の実施形態との相違点について主として説明し、他の実施形態の要素と同一の要素については、同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する場合がある。
 図5は、第2実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図であり、図6は、図5のVI-VI線に沿った光制御デバイスの端面図である。
 第2実施形態の光制御デバイスは、第1接地電極、第2接地電極、及び、信号電極間接地電極の構成において、第1実施形態の光制御デバイス100と異なる。
 具体的には、本実施形態の第1接地電極211は、主部11Mと、主部11Mよりも第2溝部D2側に設けられた薄厚部11Aと、を有する点において、第1実施形態の第1接地電極11(図2~図4参照)と異なる。薄厚部11Aの厚さは、主部11Mよりも薄く、例えば、1μm以上、3μm以下とすることができる。主部11Mの厚さは、第1実施形態の第1接地電極11と同様である。
 また、本実施形態の第2接地電極212は、主部12Mと、主部12Mよりも第4溝部D4側に設けられた薄厚部12Aと、を有する点において、第1実施形態の第2接地電極12(図2~図4参照)と異なる。薄厚部12Aの厚さは、主部12Mよりも薄く、例えば、1μm以上、3μm以下とすることができる。主部12Mの厚さは、第1実施形態の第2接地電極12と同様である。
 また、本実施形態の信号電極間接地電極213は、主部13Mと、主部13Mよりも第1溝部D1側に設けられた第1薄厚部13Aと、主部13Mよりも第3溝部D3側に設けられた第2薄厚部13Bと、を有する。第1薄厚部13A及び第2薄厚部13Bの厚さは、主部13Mよりも薄く、例えば、それぞれ1μm以上、3μm以下とすることができる。主部13Mの厚さは、第1実施形態の信号電極間接地電極13と同様である。
 第1接地電極211の薄厚部11A及び信号電極間接地電極213の第1薄厚部13Aは、それぞれ、平面視で第1入力側信号電極53の一部に沿って第1接地電極211の一端11E及び信号電極間接地電極213の一端13Eから延びている。薄厚部11A、13Aは、平面視で第1入力側信号電極53全体又は第1制御用信号電極5全体に沿って一端11E及び一端13Eから延びていてもよい。第2接地電極212の薄厚部12A及び信号電極間接地電極213の第2薄厚部13Bは、それぞれ、平面視で第2入力側信号電極73の一部に沿って第2接地電極212の一端12E及び信号電極間接地電極213の一端13Eから延びている。薄厚部12A、13Bは、平面視で第2入力側信号電極73全体又は第2制御用信号電極7全体に沿って一端12E及び一端13Eから延びていてもよい。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、第1実施形態の光制御デバイス100と同様に、第1入力側信号電極53と第1接地電極211、信号電極間接地電極213間における電気力線の広がりを小さくする効果、及び、第2入力側信号電極73と第2接地電極212、信号電極間接地電極213間における電気力線の広がりを小さくする効果により、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークを抑制することができる。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、信号電極間接地電極213は、主部13Mと第1薄厚部13Aとの間に段差を有することになり、第1接地電極211は、主部11Mと薄厚部11Aとの間に段差を有することになるため(図6参照)、信号電極間接地電極213及び第1接地電極211の第1入力側信号電極53と対向する表面積が増加する。これにより、第1入力側信号電極53から放射される電気力線は、信号電極間接地電極213及び第1接地電極211で終端し易くなるため、当該電気力線が第2入力側信号電極73に到達することが抑制される。
 同様に、信号電極間接地電極213は、主部13Mと第2薄厚部13Bとの間に段差を有することになり、第2接地電極212は、主部12Mと薄厚部12Aとの間に段差を有することになるため、信号電極間接地電極213及び第2接地電極212の第2入力側信号電極73と対向する表面積が増加する(図6参照)。これにより、第2入力側信号電極73から放射される電気力線は、信号電極間接地電極213及び第2接地電極212で終端し易くなるため、当該電気力線が第1入力側信号電極53に到達することが抑制される。その結果、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークをさらに抑制することができる。
 第2実施形態において溝部の形成と併用した、第1接地電極211、第2接地電極212、信号電極間接地電極213の第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73と対向する表面積を増やす手段は、単独で用いてもクロストークの低減に有効な策であるが、本質的に特性インピーダンスの低下を伴う手段である。また、ニオブ酸リチウムのような誘電率の高い材料からなる基板上のコプレーナー型電極においては、特性インピーダンスを高める手段として、溝部の形成が特に有効である。そのため、これらを併用する第2実施形態の光制御デバイスによれば、相性のよいクロストークの低減の改善と設計の自由度の改善を同時に行うため、格段の相乗効果を発揮する。
 本実施形態においては、第1接地電極211の薄厚部11Aと信号電極間接地電極213の第1薄厚部13Aとは、平面視で第1入力側信号電極53の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは平面視で第1入力側信号電極53の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。また、薄厚部11Aと第1薄厚部13Aの厚さは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。同様に、信号電極間接地電極213の第2薄厚部13Bと第2接地電極212の薄厚部12Aとは、平面視で第2入力側信号電極73の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは平面視で第2入力側信号電極73の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。また、第2薄厚部13Bと薄厚部12Aの厚さは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 制御用信号電極が2つの場合、この2つの制御用信号電極よりも信号電極間接地電極213側に形成した第1薄厚部13A及び第2薄厚部13Bと、第1接地電極211及び第2接地電極212側に形成した薄厚部11A及び薄厚部12Aとでは、クロストークの抑制効果に対する寄与の割合は異なる。設計の都合上、特性の解析計算の規模が小さくて済むように、薄厚部11Aと第1薄厚部13Aは第1入力側信号電極53の延び方向に対して対称的に配置されていることができ、第2薄厚部13Bと薄厚部12Aは第2入力側信号電極73の延び方向に対して対称的に配置されていることができる。このような対称的な配置は、基板の応力・歪みの分散の点でも、望ましい。また、本実施形態では、接地電極に4つの薄厚部が存在する(即ち、第1接地電極211の薄厚部11A、第2接地電極212の薄厚部12A、信号電極間接地電極213の第1薄厚部13A、及び、信号電極間接地電極213の第2薄厚部13Bが存在する)が、本実施形態では、これらの4つの薄厚部のうち、少なくとも1つが存在してもよく、選択的に複数が存在してもよい。
(第3実施形態)
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。図7は、第3実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図であり、図8は、図7のVIII-VIII線に沿った光制御デバイスの端面図である。
 第3実施形態の光制御デバイスは、第1制御用信号電極の第1入力側信号電極、及び、第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の構成において、第1実施形態の光制御デバイス100と異なる。
 具体的には、本実施形態の第1制御用信号電極5の第1入力側信号電極355は、主部55Mと、主部55Mよりも第2溝部D2側に設けられた第1薄厚部55Aと、主部55Mよりも第1溝部D1側に設けられた第2薄厚部55Bと、を有する点において、第2実施形態の入力パッド55(図5及び図6参照)と異なる。第1薄厚部55A及び第2薄厚部55Bの厚さは、それぞれ主部55Mよりも薄く、例えば、2μm以上、5μm以下とすることができる。主部55M厚さは、第2実施形態の入力パッド55と同様である。
 また、本実施形態の第2制御用信号電極7の第1入力側信号電極の第2入力側信号電極375は、主部75Mと、主部75Mよりも第3溝部D3側に設けられた第1薄厚部75Aと、主部75Mよりも第4溝部D4側に設けられた第2薄厚部75Bと、を有する点において、第2実施形態の入力パッド75(図5及び図6参照)と異なる。第1薄厚部75A及び第2薄厚部75Bの厚さは、それぞれ主部75Mよりも薄く、例えば、2μm以上、5μm以下とすることができる。主部75M厚さは、第2実施形態の入力パッド75と同様である。
 第1薄厚部55A及び第2薄厚部55Bは、第1制御用信号電極5の第1入力側信号電極53の入力パッドの部分に設けられている。しかし、このような薄層部は、入力パッドの部分に加えて又は代えて、第1制御用信号電極5の信号伝達部57の延び方向の全部又は一部に設けられていてもよいし、第1制御用信号電極5の延び方向の全部又は一部に設けられていてもよい。また、第1薄厚部75A及び第2薄厚部75Bは、第2制御用信号電極7の第2入力側信号電極73の入力パッドの部分に設けられている。しかし、このような薄層部は、入力パッドの部分に加えて又は代えて、第2制御用信号電極7の信号伝達部77の延び方向の全部又は一部に設けられていてもよいし、第2制御用信号電極7の延び方向の全部又は一部に設けられていてもよい。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、第1及び第2実施形態の光制御デバイス100と同様に、第1入力側信号電極355と第1接地電極211との間、及び、第1入力側信号電極355と信号電極間接地電極213との間における電気力線の広がりを小さくする効果、及び、第2入力側信号電極375と第2接地電極212との間、及び、第2入力側信号電極375と信号電極間接地電極213との間における電気力線の広がりを小さくする効果により、第1入力側信号電極355及び第2入力側信号電極375間のクロストークを抑制することができる。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスにおいては、第1入力側信号電極355に外部から第1電気信号S1が印加された際、厚さの薄い第1薄厚部55A及び第2薄厚部55Bに電界が集中するため、当該第1薄厚部55A及び第2薄厚部55Bから主として電気力線が放射される。そして、第1入力側信号電極355の第1薄厚部55A及び第2薄厚部55Bは、主部55Mよりも基板1に近く低い位置から電気力線を発するため、これらから放射された電気力線が基板1の主面1Sの上方を経由して第2入力側信号電極375に到達することが抑制される。
 同様に、第2入力側信号電極375に外部から第2電気信号S2が印加された際、厚さの薄い第1薄厚部75A及び第2薄厚部75Bに電界が集中するため、当該第1薄厚部75A及び第2薄厚部75Bから主として電気力線が放射される。そして、第2入力側信号電極375の第1薄厚部75A及び第2薄厚部75Bは、主部75Mよりも基板1に近く低い位置から電気力線を発するため、これらから放射された電気力線が基板1の主面1Sの上方を経由して第1入力側信号電極355に到達することが抑制される。その結果、第1入力側信号電極355及び第2入力側信号電極375間のクロストークをさらに抑制することができる。
 第3実施形態において溝部の形成と併用した、第1入力側信号電極355及び第2入力側信号電極375を多段化する手段は、単独で用いてもクロストークの低減に有効な策である。しかし、当該手段は、これらの電極の第1接地電極211、第2接地電極212、及び、信号電極間接地電極213と対向する表面積を増やす結果となる手法であり本質的に特性インピーダンスの低下を伴う。従って、特性インピーダンスを高める手段として効果の高い、溝部の形成が特に有効である。そのため、これらを併用する第3実施形態の光制御デバイスによれば、相性の良いクロストークの低減の改善と設計の自由度の改善を同時に行うことができるため、高い相乗効果を発揮する。
 本実施形態においては、第1薄厚部55Aと第2薄厚部55Bは、平面視で第1入力側信号電極の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは平面視で第1入力側信号電極の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。また、第1薄厚部55Aと第2薄厚部55Bの厚さは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。同様に、第1薄厚部75Aと第2薄厚部75Bは、平面視で第2入力側信号電極の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは平面視で第2入力側信号電極の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。また、第1薄厚部75Aと第2薄厚部75Bの厚さは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 制御用信号電極が2つの場合、この2つの制御用信号電極よりも信号電極間接地電極213側に設けた第2薄厚部55B及び第1薄厚部75Aと、第1接地電極211及び第2接地電極212側に設けた第1薄厚部55A及び第2薄厚部75Bとでは、クロストークの抑制効果に対する寄与の割合は異なる。設計の都合上、特性の解析計算の規模が小さくて済むように、第1薄厚部55Aと第2薄厚部55Bは第1入力側信号電極355の延び方向に対して対称的に配置されていることができ、第1薄厚部75Aと第2薄厚部75Bは第2入力側信号電極375の延び方向に対して対称的に配置されていることができる。そのような対称的な配置は、基板の応力・歪みの分散の点でも、望ましい。また、本実施形態では、信号電極に4つの薄厚部が存在する(即ち、第1入力側信号電極355の第1薄厚部55A、第1入力側信号電極355の第2薄厚部55B、第2入力側信号電極375の第1薄厚部75A、第2入力側信号電極375の第2薄厚部75Bが存在する)が、本実施形態では、これらの4つの薄厚部のうち、少なくとも1つが存在してもよく、選択的に複数が存在してもよい。
(第4実施形態)
 次に、本発明の第4実施形態について説明する。図9は、第4実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図であり、図10は、図9のX-X線に沿った光制御デバイスの端面図である。
 第4実施形態の光制御デバイスは、第1接地電極、第2接地電極、及び、信号電極間接地電極の構成において、第3実施形態の光制御デバイスと異なる。
 具体的には、本実施形態の第1接地電極411は、第3実施形態の薄厚部11A(図7及び図8参照)に代えて、薄厚部11Cを有する点で、第3実施形態の第1接地電極211と異なる。そして、薄厚部11Cは、複数の貫通孔11CPを有する点で、第3実施形態の薄厚部11Aと異なる。貫通孔11CPは、薄厚部11Cを厚さ方向に貫通する孔である。なお、薄厚部11Cは、貫通孔11CPを1個のみ有していてもよい。
 また、本実施形態の第2接地電極412は、第3実施形態の薄厚部12A(図7及び図8参照)に代えて、薄厚部12Cを有する点で、第3実施形態の第2接地電極212と異なる。そして、薄厚部12Cは、複数の貫通孔12CPを有する点で、第3実施形態の薄厚部12Aと異なる。貫通孔12CPは、薄厚部12Cを厚さ方向に貫通する孔である。なお、薄厚部12Cは、貫通孔12CPを1個のみ有していてもよい。
 また、本実施形態の信号電極間接地電極413は、第3実施形態の第1薄厚部13A及び第2薄厚部13B(図7及び図8参照)に代えて、第1薄厚部13C及び第2薄厚部13Dを有する点で、第3実施形態の信号電極間接地電極213と異なる。そして、第1薄厚部13Cは、複数の貫通孔13CPを有する点で、第3実施形態の第1薄厚部13Aと異なり、第2薄厚部13Dは、複数の貫通孔13DPを有する点で、第3実施形態の第2薄厚部13Bと異なる。貫通孔13CPは、第1薄厚部13Cを厚さ方向に貫通する孔であり、貫通孔13DPは、第2薄厚部13Dを厚さ方向に貫通する孔である。なお、第1薄厚部13Cは、貫通孔13CPを1個のみ有していてもよく、第2薄厚部13Dは、貫通孔13DPを1個のみ有していてもよい。
 第1接地電極411の薄厚部11C及び信号電極間接地電極413の第1薄厚部13Cが、平面視で第1入力側信号電極355全体又は第1制御用信号電極5全体に沿って一端11E及び一端13Eから延びている場合は、薄厚部11C、第1薄厚部13Cの全体にわたって、あるいはその一部に1個又は複数の貫通孔11CP、13CPが設けられていても良い。第2接地電極412の薄厚部12C及び信号電極間接地電極413の第2薄厚部13Dが、平面視で第2入力側信号電極375全体又は第2制御用信号電極7全体に沿って一端12E及び一端13Eから延びている場合も同様に、薄厚部12C、第2薄厚部13Dの全体にわたって、あるいはその一部に1個又は複数の貫通孔12CP、13DPが設けられていても良い。クロストーク特性を改善したい区間に、適宜、貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPを配置することができる。
 貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPの平面視での形状は、例えば矩形状であるが、円形状、楕円形状等の他の形状であってもよい。また、貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPの平面視での形状は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPは離散的に分布していてもよいし、第1入力側信号電極53又は第2入力側信号電極73の延び方向に沿って所定の周期で形成されていてもよい。貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPを離散的に配置したり、互いに平面視での形状の異なる貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPを設けたりするよりも、互いに同じ平面視での形状の貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPを第1入力側信号電極355又は第2入力側信号電極375の延び方向に沿って周期的に配置した方が、第1制御用信号電極5及び第2制御用信号電極7の特性シミュレーションの規模が小さくて済むため設計をし易い上に、意図しないインピーダンスの不連続による伝搬信号の損失などを防ぎやすい。
 なお、貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPが第1入力側信号電極355又は第2入力側信号電極375の延び方向に沿って周期的に配置されている場合には、その構造が特定の周波数に対応したバンドパスフィルター回路として作用する。そのため、特定の周波数信号がそのバンドパスフィルター回路に結合し、第1制御用信号電極5及び第2制御用信号電極7内を伝搬する変調信号が劣化するおそれがある。その変調信号の劣化は、貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPが設けられた周期を変調信号の主要周波数成分の波長(バンドバスフィルター回路における、その周波数成分の波長)の1/4以下にすることで、回避することができる。
 本実施形態においては、貫通孔11CPと貫通孔13CPは、平面視で第1入力側信号電極355の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは平面視で第1入力側信号電極355の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。また、貫通孔12CPと貫通孔13DPは、平面視で第2入力側信号電極375の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは平面視で第2入力側信号電極375の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。
 制御用信号電極が2つの場合、この2つの制御用信号電極よりも信号電極間接地電極413側に形成した貫通孔13CP及び13DPと、第1接地電極411及び第2接地電極412側に形成した貫通孔11CP及び12CPとでは、クロストークの抑制効果に対する寄与の割合は異なる。設計の都合上、特性の解析計算の規模が小さくて済むように、貫通孔11CPと貫通孔13CPは、平面視で第1入力側信号電極355の延び方向に対して対称的に配置されていることができ、貫通孔12CPと貫通孔13DPは、平面視で第2入力側信号電極375の延び方向に対して対称的に配置されていることができる。そのような対称的な配置は、基板の応力・歪みの分散の点でも、望ましい。
 また、薄厚部11Cに代えて主部11Mが貫通孔11CPと同様の単数又は複数の貫通孔を有していてもよい。第1薄厚部13Cに代えて主部13Mが貫通孔13CPと同様の単数又は複数の貫通孔を有していてもよい。第2薄厚部13Dに代えて主部13Mが貫通孔13DPと同様の単数又は複数の貫通孔を有していてもよい。薄厚部12Cに代えて主部12Mが貫通孔12CPと同様の単数又は複数の貫通孔を有していてもよい。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、第1~第3実施形態の光制御デバイス100と同様に、第1入力側信号電極355と第1接地電極411との間、及び、第1入力側信号電極355と信号電極間接地電極413との間における電気力線の広がりを小さくする効果、及び、第2入力側信号電極375と第2接地電極412との間、及び、第2入力側信号電極375と信号電極間接地電極413との間における電気力線の広がりを小さくする効果により、第1入力側信号電極355及び第2入力側信号電極375間のクロストークを抑制することができる。
 上述のような本実施形態に係る光制御デバイスにおいては、信号電極間接地電極413、第1接地電極411、及び、第2接地電極412は、それぞれ貫通孔を有している。これにより、信号電極間接地電極413、第1接地電極411、及び、第2接地電極412の表面積が増加するため、第1入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極413及び第1接地電極411で終端し易くなり、第2入力側信号電極から放射される電気力線は、信号電極間接地電極413及び第2接地電極412で終端し易くなる。その結果、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極間のクロストークをさらに抑制することができる。
 第4実施形態において溝部の形成と併用した、第1入力側信号電極及び第2入力側信号電極を多段化する手段は、単独で用いてもクロストークの低減に有効な策である。第2実施形態および第3実施形態では、主に各電極の隣接する電極と対向する表面積を増やすことによって第1入力側信号電極と第1接地電極、信号電極間接地電極間における電気力線の広がり、及び、第2入力側信号電極と第2接地電極、信号電極間接地電極間における電気力線の広がりを抑える効果を得ているのに対して、第4実施形態では、いわゆるエッジ効果によって、第1入力側信号電極と第1接地電極、信号電極間接地電極間における電気力線の広がり、及び、第2入力側信号電極と第2接地電極、信号電極間接地電極間における電気力線の広がりを抑える効果が大きい。
 特性インピーダンスに対する影響は、薄厚部11C、第1薄厚部13C、薄厚部12C、第2薄厚部13Dの厚さ、及び、貫通孔11CP、12CP、13CP、13DPの大きさ並びに設置数などに依存する。設計によっては、薄厚部11C、第1薄厚部13C、薄厚部12C、第2薄厚部13Dの導入による特性インピーダンスの低下を補うこともできる。これらを併用する第4実施形態の光制御デバイスによれば、クロストークの低減の改善と、設計の自由度の改善とを同時に行うことができるため、非常に高い相乗効果を発揮する。また、本実施形態では、薄厚部に4種類の貫通孔が存在する(即ち、貫通孔11CP、貫通孔13CP、貫通孔13DP、及び、貫通孔12CPが存在する)が、本実施形態では、これらの4種類の貫通孔のうち、少なくとも1つが存在してもよく、選択的に複数が存在してもよい。
(第5実施形態)
 次に、本発明の第5実施形態について説明する。図11は、第5実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図であり、図12は、図11のXII-XII線に沿った光制御デバイスの端面図である。
 第5実施形態の光制御デバイスは、第1溝部D1内に設けられた第1溝部内接地電極21と、第2溝部D2内に設けられた第2溝部内接地電極22と、第3溝部D3内に設けられた第3溝部内接地電極23と、第4溝部D4内に設けられた第4溝部内接地電極24とをさらに備える点において、第1実施形態の光制御デバイスと異なる。
 第1溝部内接地電極21は、第1溝部D1の側面を介して信号電極間接地電極13と電気的に接続され、第2溝部内接地電極22は、第2溝部D2の側面を介して第1接地電極11と電気的に接続され、第3溝部内接地電極23は、第3溝部D3の側面を介して信号電極間接地電極13と電気的に接続され、第4溝部内接地電極24は、第4溝部D4の側面を介して第2接地電極12と電気的に接続されている。
 第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、及び、第4溝部内接地電極24は、それぞれ第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、及び、第4溝部D4の深さよりも小さい厚さを有することができる。
 第1溝部内接地電極21及び第2溝部内接地電極22は、それぞれ第1入力側信号電極53と離間している。第1溝部内接地電極21及び第2溝部内接地電極22は、平面視で第1入力側信号電極53の一部に沿って第1溝部D1及び第2溝部D2内で延びていてもよいし、第1入力側信号電極53の全体に沿って第1溝部D1及び第2溝部D2内で延びていてもよいし、第1制御用信号電極5の一部又は全部に沿って第1溝部D1及び第2溝部D2内で延びていてもよい。
 同様に、第3溝部内接地電極23及び第4溝部内接地電極24は、それぞれ第2入力側信号電極73と離間している。第3溝部内接地電極23及び第4溝部内接地電極24は、平面視で第2入力側信号電極73の一部に沿って第3溝部D3及び第4溝部D4内で延びていてもよいし、第2入力側信号電極73の全体に沿って第3溝部D3及び第4溝部D4内で延びていてもよいし、第2制御用信号電極7の一部又は全部に沿って第3溝部D3及び第4溝部D4内で延びていてもよい。
 また、第1溝部内接地電極21は、複数の貫通孔21Pを有している。第2溝部内接地電極22は、複数の貫通孔22Pを有している。第3溝部内接地電極23は、複数の貫通孔23Pを有している。第4溝部内接地電極24は、複数の貫通孔24Pを有している。貫通孔21P、貫通孔22P、貫通孔23P、及び、貫通孔24Pは、それぞれ第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、及び、第4溝部内接地電極24を厚さ方向に貫通する孔である。なお、第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、及び、第4溝部内接地電極24は、それぞれ、1個のみの貫通孔21P、貫通孔22P、貫通孔23P、及び貫通孔24Pを有していてもよく、また、それぞれ貫通孔を有していなくてもよい。
 貫通孔21P、貫通孔22P、貫通孔23P、及び、貫通孔24Pの平面視での形状は、例えば矩形状であるが、円形状、楕円形状等の他の形状であってもよい。これらの貫通孔の形状、配置位置、周期性、及び、対称性などについての設計上の留意点は、実施形態4における場合と同様である。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、第1~第4実施形態の光制御デバイス100と同様に、第1入力側信号電極53と第1接地電極11との間、及び、第1入力側信号電極53と信号電極間接地電極13との間における電気力線の広がりを小さくする効果、及び、第2入力側信号電極73と第2接地電極12との間、及び、第2入力側信号電極73と信号電極間接地電極13との間における電気力線の広がりを小さくする効果により、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークを抑制することができる。
 さらに、上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、及び、第4溝部内接地電極24を備えているため、第1入力側信号電極53から放射される電気力線の一部は、第1溝部内接地電極21及び第2溝部内接地電極22で終端すると共に、第2入力側信号電極73から放射される電気力線の一部は、第3溝部内接地電極23及び第4溝部内接地電極24で終端する。その結果、第1入力側信号電極53から放射される電気力線及び第2入力側信号電極73から放射される電気力線が、より近い場所において終端され易くなるため、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークをさらに抑制することができる。
 さらに、上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、及び、第4溝部内接地電極24は、それぞれ貫通孔(貫通孔21P、22P、23P、24P)を有している。これにより、第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、及び、第4溝部内接地電極24におけるエッジ効果が高くなるため、第1入力側信号電極53から放射される電気力線は第1溝部内接地電極21及び第2溝部内接地電極22でより終端し易くなると共に、第2入力側信号電極73から放射される電気力線は第3溝部内接地電極23及び第4溝部内接地電極24でより終端し易くなる。その結果、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークをさらに抑制することができる。効能及び設計上の留意点は、実施形態4における場合と同様である。
 また、第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、第4溝部内接地電極24を、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、第4溝部D4内に配置することにより、作製上の難易度が若干上がるものの、第1溝部D1、第2溝部D2、第3溝部D3、第4溝部D4の幅が上記離間距離K1、K2との関係における制約から開放される。そのため、本実施形態によれば、構造設計、特性設計の自由度が実施形態4における場合と比べて飛躍的に改善する。また、本実施形態では、溝部内接地電極に4種類の貫通孔が存在する(即ち、貫通孔22P、貫通孔21P、貫通孔23P、及び、貫通孔24Pが存在する)が、本実施形態では、これらの4種類の貫通孔のうち、少なくとも1つが存在すればよく、又は、これらの貫通孔が存在しなくてもよい。また、本実施形態では、4つの溝部内接地電極、即ち、第1溝部内接地電極21、第2溝部内接地電極22、第3溝部内接地電極23、及び、第4溝部内接地電極24が存在するが、本実施形態では、これらの4つの溝部内接地電極のうち、少なくとも1つが存在してもよく、選択的に複数が存在してもよい。
(第6実施形態)
 次に、本発明の第6実施形態について説明する。図13は、第6実施形態の第1制御用信号電極の第1入力側信号電極及び第2制御用信号電極の第1入力側信号電極の一端近傍の構成を示す平面図であり、図14は、図13のXIV-XIV線に沿った光制御デバイスの端面図である。
 第6実施形態の光制御デバイスは、第1接地電極、第2接地電極、及び、信号電極間接地電極の構成において、第1実施形態の光制御デバイスと異なる。
 具体的には、本実施形態の第1接地電極611は、複数の凹部611Dを有している点で、第1実施形態の第1接地電極11(図2~図4参照)と異なる。本実施形態の第2接地電極612は、複数の凹部612Dを有している点で第1実施形態の第2接地電極12(図2~図4参照)と異なる。本実施形態の信号電極間接地電極613は、複数の凹部613D1及び複数の凹部613D2を有している点で第1実施形態の信号電極間接地電極13(図2~図4参照)と異なる。
 各凹部611Dは、第1接地電極611を厚さ方向に貫通せず、平面視で第1接地電極611の第1入力側信号電極53側の側面に沿って順に設けられている。各凹部612Dは、第2接地電極612を厚さ方向に貫通せず、平面視で第2接地電極612の第2入力側信号電極73側の側面に沿って順に設けられている。各凹部613D1は、信号電極間接地電極613を厚さ方向に貫通せず、平面視で信号電極間接地電極613の第1入力側信号電極53側の側面に沿って順に設けられている。各凹部613D2は、信号電極間接地電極613を厚さ方向に貫通せず、平面視で信号電極間接地電極613の信号伝達部57側の側面に沿って順に設けられている。
 なお、第1接地電極611は、凹部611Dを1個のみ有していてもよい。第2接地電極612は、凹部612Dを1個のみ有していてもよい。信号電極間接地電極613は、凹部613D1を1個のみ有していてもよい。信号電極間接地電極613は、凹部613D2を1個のみ有していてもよい。
 各凹部611D、凹部612D、凹部613D1、及び、凹部613D2の平面視での形状は、例えば矩形状であるが、円形状、楕円形状等の他の形状であってもよい。凹部611D、612D、613D1、613D2の形状、配置、及び、周期性についての設計上の留意点は、第4実施形態における貫通孔11CP、12CP、13CP、13DP(図9及び図10参照)の場合と同様である。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスによれば、第1~第5実施形態の光制御デバイス100と同様に、第1入力側信号電極53と第1接地電極611、信号電極間接地電極613間における電気力線の広がりを小さくする効果、及び、第2入力側信号電極73と第2接地電極612、信号電極間接地電極613間における電気力線の広がりを小さくする効果により、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークを抑制することができる。
 上述のような本実施形態の光制御デバイスにおいては、信号電極間接地電極13、第1接地電極11、及び、第2接地電極12は、それぞれ凹部(第1溝部内接地電極21D、第2溝部内接地電極22D、第3溝部内接地電極23D、第4溝部内接地電極24D)を有している。これにより、信号電極間接地電極13、第1接地電極11、及び、第2接地電極12の表面積が増加するため、第1入力側信号電極53から放射される電気力線は、信号電極間接地電極13及び第1接地電極11で終端し易くなり、第2入力側信号電極73から放射される電気力線は、信号電極間接地電極13及び第2接地電極12で終端し易くなる。その結果、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークをさらに抑制することができる。
 第6実施形態において、基板へ溝部を形成することと併用した、信号電極間接地電極13、第1接地電極11、及び、第2接地電極12に凹部(第1溝部内接地電極21D、第2溝部内接地電極22D、第3溝部内接地電極23D、第4溝部内接地電極24D)を形成する手法は、単独で用いてもクロストークの低減に有効な策である。しかし、当該手法は、第2実施形態、第3実施形態における場合と同様に、信号電極間接地電極13、第1接地電極11、及び、第2接地電極12の表面積を増やす結果となる手法であり本質的に特性インピーダンスの低下を伴う。従って、特性インピーダンスを高める手段として効果の高い、溝部を基板に形成することが特に有効である。これらを併用する第6実施形態の光制御デバイスによれば、クロストークの低減の改善と、設計の自由度の改善とを同時に行うことができるため、高い相乗効果を発揮する。
 本実施形態においては、凹部611Dと凹部613D1は、平面視で第1入力側信号電極53の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは第1入力側信号電極53の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。また、凹部613D2と凹部612Dは、平面視で第2入力側信号電極73の延び方向に対して略対称に配置されているが、これらは第2入力側信号電極73の延び方向に対して非対称に配置されていてもよい。
 制御用信号電極が2つの場合、信号電極間接地電極613側に形成した凹部613D1、613D2と、第1接地電極611、第2接地電極612側に形成した凹部611D、612Dとでは、クロストークの抑制効果に対する寄与の割合は異なる。設計の都合上、特性の解析計算の規模が小さくて済むように、凹部611Dと凹部613D1は、平面視で第1入力側信号電極53の延び方向に対して対称的に配置されていることができ、凹部613D2と凹部612Dは、平面視で第2入力側信号電極73の延び方向に対して対称的に配置されていることができる。そのような対称的な配置は、基板の応力・歪みの分散の点でも、望ましい。また、本実施形態では、接地電極に4種類の凹部が存在する(即ち、凹部611D、凹部612D、凹部613D1、及び、凹部613D2が存在する)。本実施形態では、これらの4種類の凹部のうち、少なくとも1つが存在してもよく、選択的に複数が存在してもよい。
 本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。
 例えば、第1実施形態の光制御デバイス100において、第1接地電極11は、第4実施形態の貫通孔11CPに対応する単数又は複数の貫通孔であって、平面視で第1入力側信号電極53の延び方向と直交する方向(Y軸方向)に当該第1入力側信号電極53と対向する単数又は複数の貫通孔を有していてもよい。また、第1実施形態の光制御デバイス100において、第2接地電極12は、第4実施形態の貫通孔12CPに対応する単数又は複数の貫通孔であって、平面視で第2入力側信号電極73の延び方向と直交する方向(Y軸方向)に当該第2入力側信号電極73と対向する単数又は複数の貫通孔を有していてもよい。
 また、第1実施形態の光制御デバイス100において、信号電極間接地電極13は、第4実施形態の貫通孔13CPに対応する単数又は複数の貫通孔であって、平面視で第1入力側信号電極53の延び方向と直交する方向(Y軸方向)に当該第1入力側信号電極53と対向する単数又は複数の貫通孔を有していてもよく、第4実施形態の貫通孔13DPに対応する単数又は複数の貫通孔であって、平面視で第2入力側信号電極73の延び方向と直交する方向(Y軸方向)に当該第2入力側信号電極73と対向する単数又は複数の貫通孔を有していてもよい。
 また、上述の各実施形態の光制御デバイスにおいて、基板1は、基板1の主面1Sのうち平面視で第1アーム光導波路31と第2アーム光導波路32との間の領域に設けられた、第1アーム光導波路31及び第2アーム光導波路32の延び方向に沿って延びる溝部を有していてもよい。
 また、上述の各実施形態の光制御デバイス100は、光導波路構造3としてマッハツェンダ型光導波路を備えているが、本発明は第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73間のクロストークを低減する技術であり、本発明を他の種類の光導波路構造を備える光制御デバイスに適用することも当然可能である。例えば、複数の直線導波路、交差導波路、多分岐導波路、リング型導波路共振器などからなる光導波路構造を備える光制御デバイスに対しても本発明が適用可能であることは言うまでもない。
 上述の各実施形態における光制御デバイスは、制御用信号電を2つ備えるが、3つ以上の制御用信号電極を備える光制御デバイスに対しても、本発明が適用可能であることは言うまでもない。
 上述の各実施形態においては、各変調用電極の各入力側信号電極間のクロストークの抑制方法について説明してきたが、当該抑制方法は、各変調用電極の各作用部電極間におけるクロストークおよび各変調用電極の作用部電極から終端抵抗に至る各出力側信号電極間のクロストークの抑制にも有効である。
 また、上述の各実施形態においては、特に入力パッド部におけるクロストークの抑制方法を中心に説明してきたが、上記抑制方法を第1制御用信号電極5及び第2制御用信号電極7全体に取り入れても良いし、第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73全体に取り入れても良いし、入力パッド55及び入力パッド75だけに取り入れも良いし、入力パッド55及び入力パッド75を除く第1入力側信号電極53及び第2入力側信号電極73に取り入れても良い。導入する方法は、同じ構成である必要は無く、設計、製造しやすい構成を適宜選べば良い。
 入力パッド55及び入力パッド75は、第1制御用信号電極5及び第2制御用信号電極7全体に占める長さの割合は小さいものの、入力パッド55及び入力パッド75近傍における第1接地電極と信号電極間接地電極間の離間距離及び第2接地電極と信号電極間接地電極間の離間距離が大きいため、入力パッド55と入力パッド75間において特にクロストークが生じやすい。そのため、上記抑制方法を、入力パッド55及び入力パッド75へ適用することは有効である。複数の制御用信号電極を有する集積型デバイスの場合、各入力側信号電極部は、各入力パッドに比べて長く、クロストークが発生しやすい屈曲部、蛇行部、信号電極幅の変更部、信号電極-接地電極間隔の変更部などの構造変更部を含むことが多いため、上記抑制方法を、各入力側信号電極部へ適用することは有効である。所用のクロストーク特性に合わせて、上記抑制方法の適用部位と,適用方法を適宜選べば良い。
 上記抑制方法を、出力側信号電極部へ適用することの効能について、簡単に説明する。広帯域型の進行波型電極型の光制御デバイスの場合、一般的には、制御信号は出力側信号電極部に伝わったあとは終端抵抗によって終端され、光に作用することがない。よって、出力側信号電極部に対して上記抑制方法を適用しても、肝心の変調出力光の特性の改善には結びかない。しかしながら、光制御デバイスの製造において、ネットワークアナライザーにより制御用信号電極の伝搬特性(S21)などを評価する際に、上記抑制方法を適用していれば、各出力側信号電極部間のクロストークによる伝搬特性の不当評価を抑制することができる。一方、制御信号を完全に終端させずに反射させて、再び光に作用させる構成の光制御デバイスにおいては、出力側信号電極部が入力側信号電極部としても機能するため、上記抑制方法を出力側信号電極部へ適用することが、光出力信号の特性改善にも有効であることは、言うまでもない。
 また、上述の各実施形態においては、基板1の厚さを限定せずに説明してきたが、本発明による各入力側信号電極間のクロストーク抑制効果は、いずれの厚さの基板1を用いても有効に発揮される。本発明による上記効果は、ニオブ酸リチウム光変調器の製造に一般に用いられる厚さが0.4mm~1.00mmの基板を用いた場合にも有効に発揮されるし、上記特許文献2に記載の発明における場合のように厚さが30μm~100μmの基板を用いた場合であっても、有効に発揮される。
 1…基板、1S…基板の主面、3…光導波路構造、31…第1アーム光導波路(第1光導波路)、32…第2アーム光導波路(第2光導波路)、5…第1制御用信号電極、7…第2制御用信号電極、11…第1接地電極、12…第2接地電極、13…信号電極間接地電極、53…第1入力側信号電極、73…第2入力側信号電極、D1…第1溝部、D2…第2溝部、D3…第3溝部、D4…第4溝部。

Claims (9)

  1.  基板と、
     前記基板に設けられた当該基板の主面に沿って延びる第1及び第2光導波路と、
     外部から供給される第1電気信号に基づいて前記第1光導波路内を伝搬する光の屈折率を変化させるために前記基板の前記主面上に設けられた第1制御用信号電極であって、
     前記第1光導波路に電界を印加可能なように当該第1光導波路に沿って延びる第1作用電極部と、前記第1作用電極部まで前記第1電気信号を伝達するように前記基板の前記主面に沿って延びる第1入力側信号電極と、を有する第1制御用信号電極と、
     外部から供給される第2電気信号に基づいて前記第2光導波路内を伝搬する光の屈折率を変化させるために前記基板の前記主面上に設けられた第2制御用信号電極であって、
     前記第2光導波路に電界を印加可能なように当該第2光導波路に沿って延びる第2作用電極部と、前記第2作用電極部まで前記第2電気信号を伝達するように前記基板の前記主面に沿って延びる第2入力側信号電極と、を有する第2制御用信号電極と、
     平面視で前記第1入力側信号電極と前記第2入力側信号電極との間にこれらと離間して位置するように前記基板の前記主面に設けられた信号電極間接地電極と、
     平面視で前記第1入力側信号電極を挟んで前記信号電極間接地電極側とは反対側に当該第1入力側信号電極と離間して位置するように前記基板の前記主面に設けられた第1接地電極と、
     平面視で前記第2入力側信号電極を挟んで前記信号電極間接地電極側とは反対側に当該第2入力側信号電極と離間して位置するように前記基板の前記主面に設けられた第2接地電極と、
    を備え、
     前記基板は、平面視で、前記第1入力側信号電極と前記信号電極間接地電極との間に設けられた第1溝部、前記第1入力側信号電極と前記第1接地電極との間に設けられた第2溝部、前記第2入力側信号電極と前記信号電極間接地電極との間に設けられた第3溝部、及び、前記第2入力側信号電極と前記第2接地電極との間に設けられた第4溝部を有する、光制御デバイス。
  2.  前記第1溝部、前記第2溝部、前記第3溝部、及び、前記第4溝部の深さは、2μm以上である、請求項1に記載の光制御デバイス。
  3.  前記信号電極間接地電極は、主部と、当該主部よりも前記第1溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第1薄厚部、及び/又は、当該主部よりも前記第3溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第2薄厚部、とを有する、及び/又は、
     前記第1接地電極は、主部と、当該主部よりも前記第2溝部側に設けられた当該主部よりも薄い薄厚部と、を有する、及び/又は、
     前記第2接地電極は、主部と、当該主部よりも前記第4溝部側に設けられた当該主部よりも薄い薄厚部と、を有する、請求項1又は2に記載の光制御デバイス。
  4.  前記第1制御用信号電極は、主部と、当該主部よりも前記第1溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第1薄厚部、及び/又は、当該主部よりも前記第2溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第2薄厚部、とを有する、及び/又は、
     前記第2制御用信号電極は、主部と、当該主部よりも前記第3溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第1薄厚部、及び/又は、当該主部よりも前記第4溝部側に設けられた当該主部よりも薄い第2薄厚部、とを有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の光制御デバイス。
  5.  前記信号電極間接地電極、前記第1接地電極、及び、前記第2接地電極の少なくとも1つは、貫通孔を有している請求項1~4のいずれか一項に記載の光制御デバイス。
  6.  前記第1溝部内に設けられ、前記信号電極間接地電極と電気的に接続された第1溝部内接地電極、及び/又は、前記第2溝部内に設けられ、前記第1接地電極と電気的に接続された第2溝部内接地電極、及び/又は、前記第3溝部内に設けられ、前記信号電極間接地電極と電気的に接続された第3溝部内接地電極、及び/又は、前記第4溝部内に設けられ、前記第2接地電極と電気的に接続された第4溝部内接地電極、をさらに備える請求項1~5のいずれか一項に記載の光制御デバイス。
  7.  前記第1溝部内接地電極、前記第2溝部内接地電極、前記第3溝部内接地電極、及び、前記第4溝部内接地電極の少なくとも1つは、貫通孔を有している請求項6に記載の光制御デバイス。
  8.  前記信号電極間接地電極、前記第1接地電極、及び、前記第2接地電極の少なくとも1つは、凹部を有している請求項1~7のいずれか一項に記載の光制御デバイス。
  9.  前記第1接地電極の一端、前記第1入力側信号電極の前記一端、前記信号電極間接地電極の一端、前記第2入力側信号電極の前記一端、及び、前記第2接地電極の一端は、前記基板の前記主面に沿った第1方向に沿ってこの順に並んで配置されており、
     前記第1入力側信号電極の前記一端と、前記第2入力側信号電極の前記一端との前記第1方向に沿った離間距離をDとし、前記第1接地電極の前記一端と、前記信号電極間接地電極の前記一端との前記第1方向に沿った離間距離、又は、前記第2接地電極の前記一端と、前記信号電極間接地電極の前記一端との前記第1方向に沿った離間距離をKとしたとき、D/Kの値は、3.0以下である請求項1~8のいずれか一項に記載の光制御デバイス。
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