WO2017171096A1 - 光変調器モジュール - Google Patents

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孝知 伊藤
市川 潤一郎
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住友大阪セメント株式会社
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    • G02F2203/21Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator module, and more particularly to a substrate having a pyroelectric effect, an optical waveguide formed on a main surface of the substrate, a conductive film formed on the substrate, and propagating through the optical waveguide.
  • the present invention relates to an optical modulator module having a control electrode for controlling a light wave.
  • a polarization multiplexing type optical modulator module such as a DP-BPSK modulator and a DP-QPSK modulator
  • lens coupling is performed instead of a butt joint at the connection between the optical waveguide output port of each modulator and the optical fiber. It is common.
  • a module having a lens coupling structure a module is assembled in a clean environment in order to prevent error bursts caused by particles blocking the optical axis (hereinafter, optical axis blocking).
  • each part is thoroughly cleaned in order to prevent the deterioration of light transmission characteristics (increased light loss) caused by adhesion or seizure of substances transported in the gas phase such as mist and sol to the optical waveguide end face.
  • vapor phase transport substances substances in a gaseous state, such as particles, mist, and sol, and substances that are suspended and transported in space are collectively referred to as “vapor phase transport substances”.
  • vapor phase transport material is different from the original meaning from a technical point of view, but is defined as described above in this specification.
  • the probability of particles blocking the optical axis has increased dramatically, and the error burst caused by the optical axis blocking has become a serious problem.
  • the dramatic increase in gas phase transport materials the aging of light transmission characteristics (increased light loss) caused by their adhesion or burn-in becomes significant.
  • the gas phase transport material does not approach the end of the optical waveguide, it can be laser trapped just by crossing the optical axis and fixed on the optical axis, or it may adhere to or be baked on the end face of the waveguide. It was also noticeable.
  • the laser trap is particularly prominent when the light power density is 1 ⁇ 10 5 W / cm 2 (@ 1.55 ⁇ m) or more.
  • the substrate of the LN optical modulator has a conductive film (metal, semiconductor, resistor, etc.) such as an antistatic film or a metal film, except for a surface having an end portion of the optical waveguide (waveguide end surface) in order to ensure operational stability.
  • the body is generally formed (for example, see Patent Documents 1, 2, and 3).
  • an antireflection film may be formed on the end face of the waveguide, but in many cases, the end face of the waveguide remains bare and no conductive film is formed.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an optical modulator module capable of effectively suppressing the occurrence of error bursts caused by a gas phase transport material or an increase in optical loss.
  • the optical modulator module of the present invention has the following technical features.
  • a vapor phase transport material is provided in the vicinity of the end of the optical waveguide.
  • An adsorption means for adsorbing is disposed.
  • the suction unit is disposed on a main surface of the substrate or a surface facing the main surface, and the substrate is X-cut.
  • the substrate is arranged on a side surface in contact with the main surface of the substrate.
  • the adsorption means is a portion where the conductive film is not formed.
  • the adsorption means is a reinforcing member fixed to the substrate.
  • the adsorption unit is arranged at a position separated from the substrate.
  • the adsorption unit has an area of 1.4 mm 2 or more.
  • the suction unit is formed on a surface other than the surface of the substrate having the end of the optical waveguide,
  • the area of the adsorption means is equal to or larger than the area of the surface of the substrate having the end of the optical waveguide.
  • the optical modulator module of the present invention controls a substrate having a pyroelectric effect, an optical waveguide formed on the main surface of the substrate, a conductive film formed on the substrate, and a light wave propagating through the optical waveguide.
  • an optical modulator module according to the present invention includes a substrate 1 having a pyroelectric effect, an optical waveguide 2 formed on the main surface of the substrate 1, and a conductive material formed on the substrate 2. It has a film (not shown) and control electrodes (31 to 33) for controlling the light wave propagating through the optical waveguide 2, and the light wave is transmitted to the end 21 of the optical waveguide by a spatial optical system (not shown).
  • the adsorbing means 4 for adsorbing the vapor transport material is disposed in the vicinity of the end 21 of the optical waveguide. It is characterized by.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an embodiment of an optical modulator module according to an aspect of the present invention.
  • the substrate 1 may be any substrate that can form an optical waveguide such as quartz or semiconductor.
  • LiNbO 3 lithium niobate
  • LiTaO 3 lithium tantalate
  • PLZT zircon
  • Any single crystal of lead lanthanum titanate) can be suitably used.
  • the optical waveguide 2 formed on the substrate 1 is formed, for example, by thermally diffusing a high refractive index material such as titanium (Ti) on a LiNbO 3 substrate (LN substrate).
  • a rib-type optical waveguide in which grooves are formed on both sides of a portion to be an optical waveguide or a ridge-type waveguide in which the optical waveguide portion is convex can be used.
  • the present invention can also be applied to an optical circuit in which an optical waveguide is formed on another waveguide substrate made of a different material and these waveguide substrates are bonded and integrated.
  • the substrate 1 is provided with a control electrode for controlling the light wave propagating through the optical waveguide 2.
  • a control electrode there are a signal electrode 31 constituting a modulation electrode and ground electrodes 32 and 33 surrounding the modulation electrode, and a DC bias electrode for applying a DC bias can also be provided.
  • These control electrodes can be formed by forming a Ti / Au electrode pattern on the substrate surface and laminating them by a plating method or the like.
  • a buffer layer such as a dielectric SiO 2 can be provided on the substrate surface after the formation of the optical waveguide, if necessary.
  • the conductive film may be formed not only on the main surface (electrode formation surface) of the substrate 1 but also on the back surface or side surfaces thereof. However, the conductive film is not formed on the surface having the end portion 21 of the optical waveguide (waveguide end surface).
  • an antistatic film such as a Si film or a metal film can be used.
  • the optical modulator module has a structure in which a light wave is input to the end portion 21 of the optical waveguide by a spatial optical system (not shown), and the waveguide is provided in the vicinity of the end portion 21 of the optical waveguide.
  • Adsorption means 4 for adsorbing the gas phase transport material is provided at a position other than the end face.
  • the suction means 4 is disposed on a surface (main surface or side surface) other than the waveguide end surface of the substrate 1.
  • the adsorption means 4 may be configured to use a substrate portion on which no conductive film is formed, or may be configured to cover that portion with a dielectric film (insulator film).
  • the vapor transport material is collected and adsorbed by the adsorbing means 4. Can be reduced. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of error burst due to the optical axis blocking of the vapor transport material or the increase in light loss due to the adhesion or burn-in of the gas transport material to the end face of the optical waveguide.
  • the distance from the end 21 of the optical waveguide of the adsorption means 4 is effective when it is 1 mm or less, and when it is 0.7 mm or less, the vapor transport material can be adsorbed more efficiently.
  • the suction unit 4 is disposed on at least the main surface of the substrate or the back surface thereof (the surface facing the main surface) when using a Z-cut substrate. If an X-cut substrate is used, it may be disposed on at least the side surface in contact with the main surface of the substrate.
  • the reinforcing member 5 is provided at a position other than the end face of the waveguide near the end 21 of the optical waveguide as shown in FIG. It may be used as an adsorbing means by bonding and fixing.
  • a material having a pyroelectric effect such as LiNbO 3 , LiTaO 3, or PLZT can be used.
  • the reinforcing member 5 needs to have a surface on which no conductive film is formed.
  • the LN crystal strip that is an example of the reinforcing member 5 is provided on the main surface of the substrate 1, but may be provided on the side surface or the back surface of the substrate 1.
  • the reinforcing member 5 fixed to the substrate 1 has a polarization change (main axis of ferroelectric polarization (c-axis, Z-axis)) matched with the polarization direction of the substrate 1 without canceling the generated pyroelectricity, and the temperature change. The difference in thermal expansion between the substrates can be reduced.
  • the suction means 4 is provided on the side surface of the substrate 1 and a member having a pyroelectric effect is disposed as the suction means 7 at a position separated from the substrate 1.
  • a member having an adsorption effect such as modified silicone or adhesive elastomer may be partially disposed on the surface of the reinforcing member 5.
  • the adsorption means may have an area of 1.4 mm 2 or more.
  • the area of the adsorption means refers to the total area. That is, when there are a plurality of suction means or when there are a plurality of surfaces having the suction effect of the suction means, the total of the areas becomes the area of the suction means.
  • the surface of the substrate 1 having the optical waveguide end face (waveguide end face) usually has a slight adsorption effect because no conductive film is formed.
  • the area of the waveguide end face is the area of the adsorption means. Not included in area. Further, the adsorption effect on the end face of the waveguide is smaller for the Z-cut substrate than for the X-cut substrate. Therefore, a higher adsorption effect can be obtained if the adsorption means is provided on the Z-cut substrate.
  • the present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described contents, and it is needless to say that the design can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.
  • the configuration in which the light wave is input to the end portion of the optical waveguide has been described.
  • the present invention can be similarly applied to a configuration in which the light wave is output from the end portion of the optical waveguide. Note that, at the input end portion and the output end portion of the light wave in the optical waveguide, the power density of the light is larger at the input end portion, so that the effect of the laser trap is increased. For this reason, the case where the present invention is applied to the input end of the optical waveguide is more effective.
  • an optical modulator module capable of effectively suppressing the occurrence of error bursts caused by a gas phase transport material or an increase in optical loss.

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Abstract

気相輸送物質に起因するエラーバーストの発生又は光損失の増大を効果的に抑制することができる光変調器モジュールを提供する。 焦電効果を有する基板1と、該基板1の主面に形成された光導波路2と、該基板2上に形成された導電膜(図示略)と、該光導波路2を伝搬する光波を制御するための制御電極(31~33)とを有し、該光波が空間光学系(図示略)により該光導波路の端部21へ入力(または該光導波路の端部21から出力)される光変調器モジュールにおいて、該光導波路の端部21の近傍に、気相輸送物質を吸着するための吸着手段4が配置されたことを特徴とする。

Description

光変調器モジュール
 本発明は、光変調器モジュールに関し、特に、焦電効果を有する基板と、該基板の主面に形成された光導波路と、該基板上に形成された導電膜と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有する光変調器モジュールに関する。
 電子配線を用いる業界では、錫(スズ)ウィスカが時間とともにゆっくり成長し、やがてプリント配線基板上の端子に接触して短絡事故を起こすことが知られている。2000年代前半まで錫に鉛を添加し、ウィスカの発生を抑えていたが、現在は、RoHS(Restriction on Hazardous Substances)など電子機器の環境対応により、鉛フリーの半田をはじめとする鉛フリーの素材が使用されるようになり、再びウィスカによる短絡が問題視されるようになった。
 ニオブ酸リチウム(LiNbO)を導波路基板に用いたLN光変調器においては、金錫半田に含まれる錫に起因する別の問題が起こっている。コネクタと筐体の接続部、光ファイバと筐体の封止接続部などの半田から、錫がLN光変調器の電極間に気相輸送され、電極間に析出成長し、バイアス安定の劣化を引き起こす。鉛フリー化に加えて、DP-BPSK(Dual Polarization - Binary Phase Shift Keying)変調器、DP-QPSK(Dual Polarization - Quadrature Phase Shift Keying)変調器などの電気配線部が増大したこと、筐体内部の空間が狭まったこと等が原因である。更に、2波長対応DP-QPSKにおいては、電気配線数のほか、光ファイバーの接続数も倍増するので、特にその問題が顕著となっている。
 また、DP-BPSK変調器、DP-QPSK変調器などの偏波多重方式の光変調器モジュールでは、各変調器の光導波路出力ポートと光ファイバとの接続において、バットジョイントではなくレンズ結合を行うことが一般的である。レンズ結合の構造のモジュールにおいては、パーティクルが光軸を遮ること(以下、光軸遮り)によって起こるエラーバーストを防止するために、クリーンな環境でのモジュール組み立てが行われる。また、ミスト、ゾルなどの気相輸送される物質の光導波路端面への付着又は焼き付きによって起こる光透過特性の経年劣化(光損失の増大)を防止するために、各部品が徹底して洗浄され、また筐体内部を乾燥窒素で置換し封止した筐体構造が用いられる。本明細書では、パーティクル、ミスト、ゾルなどの、気体の状態にある物質及び空間内に浮遊して輸送される物質を総称して、「気相輸送物質」という。「気相輸送物質」との表現は技術的観点からすると本来の意味とは異なるものであるが、本明細書では上述のように定義する。
 また、近年では、下記(1)~(3)が進んでいる。
(1)筐体の小型化による筐体内部空間の大幅な減少
(2)高度集積化による部品点数の増大による気相輸送物質の源となる材料・部材の増大
(3)伝送距離延長、OSNR(Optical Signal to Noise Ratio;光信号雑音比)改善のための光量の増大
 そのため、パーティクルが光軸を遮る確率が劇的に増大しており、光軸遮りによって起こるエラーバーストが深刻な問題になっている。また、気相輸送物質の劇的な増大により、それらの付着又は焼き付きによって起こる光透過特性の経年劣化(光損失の増大)も顕著となった。更に、光量が増大したことにより、気相輸送物質が光導波路端に近付かなくとも光軸上をよぎるだけでレーザートラップされ、光軸上に固定されたり、導波路端面に付着又は焼き付けを起こしたりすることも顕著になった。レーザートラップは、光のパワー密度が1×10W/cm(@1.55μm)以上の場合、特に顕著となる。
 また、LN結晶自体は強い焦電効果を有し、温度変化により結晶表面が強く帯電する。このため、帯電した気相輸送物質がLN結晶表面に引き付けられやすい。LN光変調器の基板には、動作安定性確保のため、光導波路の端部を有する面(導波路端部面)を除き、帯電防止膜又は金属膜などの導電膜(金属、半導体、抵抗体など)を形成するのが一般的である(例えば、特許文献1,2,3参照)。一方、導波路端部面には、反射防止膜が形成されることはあるが、多くの場合、導波路端部面は裸のままであり、導電膜は形成されない。そのため、帯電したパーティクルなどは、導波路端部面に引き付けられやすい。特に、温度環境変化が激しい環境で使用される場合(例えば、RoF(Radio over Fiber)システム、車載NW(ネットワーク)など)では、深刻な問題である。
特開昭62-173428号公報 特開平3-202810号公報 特開2016-12037号公報
 本発明が解決しようとする課題は、気相輸送物質に起因するエラーバーストの発生又は光損失の増大を効果的に抑制することができる光変調器モジュールを提供することである。
 上記課題を解決するため、本発明の光変調器モジュールは、以下のような技術的特徴を有する。
(1) 焦電効果を有する基板と、該基板の主面に形成された光導波路と、該基板上に形成された導電膜と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有し、該光波が空間光学系により該光導波路の端部へ入力または該光導波路の端部から出力される光変調器モジュールにおいて、該光導波路の端部の近傍に、気相輸送物質を吸着するための吸着手段が配置されたことを特徴とする。
(2) 上記(1)に記載の光変調器モジュールにおいて、該吸着手段は、該基板がZカットの場合は該基板の主面または主面と対向する面に配置され、該基板がXカットの場合は該基板の主面に接する側面に配置されることを特徴とする。
(3) 上記(1)又は(2)に記載の光変調器モジュールにおいて、該吸着手段は、該導電膜を形成しない部位であることを特徴とする。
(4) 上記(1)又は(2)に記載の光変調器モジュールにおいて、該吸着手段は、該基板に固定された補強部材であることを特徴とする。
(5) 上記(4)に記載の光変調器モジュールにおいて、該補強部材の分極方向と該基板の分極方向とを合わせることを特徴とする。
(6) 上記(1)又は(2)に記載の光変調器モジュールにおいて、該吸着手段は、該基板から離間した位置に配置されることを特徴とする。
(7) 上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の光変調器モジュールにおいて、該吸着手段は、1.4mm以上の面積を有することを特徴とする。
(8) 上記(1)、(3)乃至(6)のいずれかに記載の光変調器モジュールにおいて、該吸着手段は、該光導波路の端部を有する該基板の面以外に形成され、該吸着手段の面積は、該光導波路の端部を有する該基板の面の面積以上であることを特徴とする。
 本発明の光変調器モジュールは、焦電効果を有する基板と、該基板の主面に形成された光導波路と、該基板上に形成された導電膜と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有し、該光波が空間光学系により該光導波路の端部へ入力される光変調器モジュールにおいて、該光導波路の端部の近傍に、気相輸送物質を吸着するための吸着手段が配置されたため、気相輸送物質に起因するエラーバーストの発生又は光損失の増大を効果的に抑制することができる。
本発明に係る光変調器モジュールの実施例を示す斜視図である。 本発明に係る光変調器モジュールの他の実施例を示す斜視図である。 光導波路端と焦電効果を有する部材との距離について説明する斜視図である。
 以下、本発明に係る光変調器モジュールについて詳細に説明する。
 本発明に係る光変調器モジュールは、図1に示すように、焦電効果を有する基板1と、該基板1の主面に形成された光導波路2と、該基板2上に形成された導電膜(図示略)と、該光導波路2を伝搬する光波を制御するための制御電極(31~33)とを有し、該光波が空間光学系(図示略)により該光導波路の端部21へ入力(または該光導波路の端部21から出力)される光変調器モジュールにおいて、該光導波路の端部21の近傍に、気相輸送物質を吸着するための吸着手段4が配置されたことを特徴とする。
 図1は、本発明の一態様に係る光変調器モジュールの実施例を示す斜視図である。
 基板1としては、石英、半導体など光導波路を形成できる基板であれば良く、特に、電気光学効果を有する基板である、LiNbO(ニオブ酸リチウム),LiTaO(タンタル酸リチウム)又はPLZT(ジルコン酸チタン酸鉛ランタン)のいずれかの単結晶が好適に利用可能である。
 基板1に形成する光導波路2は、例えば、LiNbO基板(LN基板)上にチタン(Ti)などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。また、光導波路となる部分の両側に溝を形成したリブ型光導波路又は光導波路部分を凸状としたリッジ型導波路も利用可能である。また、材料が異なる別の導波路基板に光導波路を形成し、これらの導波路基板を貼り合せ集積した光回路にも、本発明を適用することが可能である。
 基板1には、光導波路2を伝搬する光波を制御するための制御電極が設けられる。制御電極としては、変調電極を構成する信号電極31及びこれを取り巻く接地電極32,33があり、DCバイアスを印加するDCバイアス電極を設けることもできる。これら制御電極は、基板表面に、Ti・Auの電極パターンを形成し、メッキ法などにより積層し形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体SiO等のバッファ層を設けることも可能である。
 基板1は焦電効果を有する材料が用いられるので、焦電効果を緩和するための導電膜が基板表面またはバッファ層表面に設けられ、その上に制御電極が形成される。また、導電膜は、特許文献1又は特許文献2のように、基板1の主面(電極形成面)だけでなく、その裏面又は側面にも導電膜を形成してもよい。但し、光導波路の端部21を有する面(導波路端部面)には導電膜を形成しない。導電膜としては、Si膜等の帯電防止膜又は金属膜を用いることができる。
 ここで、本発明の一態様に係る光変調器モジュールは、空間光学系(図示略)により光波を光導波路の端部21へ入力する構造であり、光導波路の端部21の近傍で導波路端部面以外の位置に、気相輸送物質を吸着するための吸着手段4が設けられている。図1の例では、基板1の導波路端部面以外の面(主面又は側面)に吸着手段4を配置している。吸着手段4としては、導電膜を形成しない基板部分を用いる構成としてもよく、或いはその部分を誘電体膜(絶縁体膜)で被覆する構成としてもよい。
 このような吸着手段4を光導波路の端部21の近傍に設けることで、気相輸送物質が吸着手段4に捕集、吸着されるので、光導波路の端部21付近の気相輸送物質を減少させることができる。従って、気相輸送物質の光軸遮りによるエラーバーストの発生又は、気相輸送物質の光導波路端面への付着又は焼き付きによる光損失の増大を効果的に抑制することができる。なお、吸着手段4の光導波路の端部21からの距離は、1mm以下にすると効果的であり、0.7mm以下にすると気相輸送物質を更に効率的に吸着することができるので、気相輸送物質の影響が大きいDP-QPSK変調器などのように集積化された変調器においては更に効果的である。また、吸着手段4の面積は、光導波路端面の面積以上にすることが有効であることが、我々の所見としてある。
 導電膜を形成しない基板部分を吸着手段4として用いる構成において、吸着手段4は、Zカットの基板を用いる場合には、少なくとも基板の主面又はその裏面(主面と対向する面)に配置してもよく、Xカットの基板を用いる場合には、少なくとも基板の主面に接する側面に配置してもよい。
 また、図1のように基板1自体に吸着手段4を設ける構成に代えて、図2のように、光導波路の端部21の近傍で導波路端部面以外の位置に、補強部材5を接着・固定して吸着手段として用いるようにしてもよい。補強部材5としては、基板1と同様に、LiNbO,LiTaO又はPLZTなどの焦電効果を有する材料を用いることができる。なお、この場合、補強部材5は、導電膜を形成しない面を持つ必要がある。
 図2では、補強部材5の一例であるLN結晶細片を基板1の主面に設けているが、基板1の側面又は裏面に設けてもよい。基板1に固定する補強部材5は、その分極方向(強誘電分極の主軸(c軸、Z軸))を基板1の分極方向と合わせる方が、発生した焦電気を打ち消すことがなく、温度変化による基板間の熱膨張の差を緩和できる。
 また、LN結晶細片などの焦電効果を有する部材を、図2のように基板1に補強部材5として固定するのではなく、基板1から離間した位置に配置しても、光導波路の端部21付近の気相輸送物質を減少させる効果が得られる。ここで、例えば図3に示すように、基板1の側面に吸着手段4を設けると共に、基板1から離間した位置に、焦電効果を有する部材を吸着手段7として配置したとする。この場合、光導波路の端部21と基板1の側面にある吸着手段4との間の距離をLとし、導波路の端部21と吸着手段7との距離をL’とすると、L>L’となる配置とすることで、更に高い効果を得ることができる。
 また、気相輸送物質を強固に固定するために、変成シリコーン又は粘着性エラストマーなどの吸着効果を有する部材を補強部材5の表面に部分的に配置してもよい。このような構成により、補強部材5の吸着効果と変成シリコーン又は粘着性エラストマーなどの吸着効果とが相乗的に機能するので、気相輸送物質を強固に固定することが可能となる。
 以上のように、種々の形態の吸着手段を光導波路の端部21の近傍に設けることで、光導波路の端部21付近の気相輸送物質を減少させることができる。但し、吸着手段は、1.4mm以上の面積を有してもよい。ここで、吸着手段の面積は、その合計面積を指す。つまり、吸着手段の個数が複数ある場合又は吸着手段の吸着効果を有する面が複数ある場合は、それらの面積の合計が吸着手段の面積となる。なお、光導波路端面を有する基板1の面(導波路端部面)は通常、導電膜が形成されないので若干の吸着効果を有するが、本発明においては導波路端部面の面積は吸着手段の面積に含まれない。また、導波路端部面における吸着効果は、Xカットの基板よりもZカットの基板の方が小さいので、Zカットの基板に吸着手段を設けた方がより高い吸着効果を得ることができる。
 以上、実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した内容に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。
 本説明では、光波が光導波路の端部に入力される構成について説明したが、光波が光導波路の端部から出力される構成においても同様に本発明を適用することができる。なお、光導波路における光波の入力端部と出力端部では、入力端部の方が光のパワー密度が大きいのでレーザートラップの効果が大きくなる。このため、光導波路の入力端部に本発明を適用した場合の方が、より効果的である。
 以上、説明したように、本発明によれば、気相輸送物質に起因するエラーバーストの発生又は光損失の増大を効果的に抑制することができる光変調器モジュールを提供することができる。
1 基板
2 光導波路
4,5,7 吸着手段
6 非導電性接着剤
21 光導波路の端部
31 信号電極
32 接地電極

Claims (8)

  1.  焦電効果を有する基板と、該基板の主面に形成された光導波路と、該基板上に形成された導電膜と、該光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極とを有し、該光波が空間光学系により該光導波路の端部へ入力、もしくは該光導波路の端部から出力される光変調器モジュールにおいて、
     該光導波路の端部の近傍に、気相輸送物質を吸着するための吸着手段が配置されたことを特徴とする光変調器モジュール。
  2.  請求項1に記載の光変調器モジュールにおいて、
     該吸着手段は、該基板がZカットの場合は該基板の主面または主面と対向する面に配置され、該基板がXカットの場合は該基板の主面に接する側面に配置されることを特徴とする光変調器モジュール。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の光変調器モジュールにおいて、
     該吸着手段は、該導電膜を形成しない部位であることを特徴とする光変調器モジュール。
  4.  請求項1又は請求項2に記載の光変調器モジュールにおいて、
     該吸着手段は、該基板に固定された補強部材であることを特徴とする光変調器モジュール。
  5.  請求項4に記載の光変調器モジュールにおいて、
     該補強部材の分極方向と該基板の分極方向とを合わせることを特徴とする光変調器モジュール。
  6.  請求項1又は請求項2に記載の光変調器モジュールにおいて、
     該吸着手段は、該基板から離間した位置に配置されることを特徴とする光変調器モジュール。
  7.  請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の光変調器モジュールにおいて、
     該吸着手段は、1.4mm以上の面積を有することを特徴とする光変調器モジュール。
  8.  請求項1、請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の光変調器モジュールにおいて、
     該吸着手段は、該光導波路の端部を有する該基板の面以外に形成され、
     該吸着手段の面積は、該光導波路の端部を有する該基板の面の面積以上であることを特徴とする光変調器モジュール。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180095301A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulator module
EP3907407A1 (en) 2020-05-06 2021-11-10 Carrier Corporation Fan coil unit with silencer

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7073963B2 (ja) * 2018-07-24 2022-05-24 住友大阪セメント株式会社 光導波路素子
CN112835214A (zh) * 2020-01-13 2021-05-25 天津领芯科技发展有限公司 一种铌酸锂薄膜电光调制器
JP7322784B2 (ja) * 2020-03-31 2023-08-08 住友大阪セメント株式会社 光導波路素子とそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置
JP7371556B2 (ja) * 2020-03-31 2023-10-31 住友大阪セメント株式会社 光導波路素子

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4944189B1 (ja) * 1969-07-14 1974-11-27
JPS565118U (ja) * 1979-06-27 1981-01-17
JPH03202810A (ja) * 1989-12-29 1991-09-04 Fujitsu Ltd 光導波路デバイスおよびその製造方法
JPH03233521A (ja) * 1990-02-09 1991-10-17 Oki Electric Ind Co Ltd 光デバイス
JP2007101641A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器及びその製造方法
JP2013186200A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Japan Oclaro Inc 光モジュール、及び光送信器
JP2016012037A (ja) * 2014-06-30 2016-01-21 住友大阪セメント株式会社 光変調器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62173428A (ja) 1986-01-28 1987-07-30 Fujitsu Ltd 導波路光デバイス
JP6119191B2 (ja) * 2012-10-30 2017-04-26 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 光変調器及び光送信機

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4944189B1 (ja) * 1969-07-14 1974-11-27
JPS565118U (ja) * 1979-06-27 1981-01-17
JPH03202810A (ja) * 1989-12-29 1991-09-04 Fujitsu Ltd 光導波路デバイスおよびその製造方法
JPH03233521A (ja) * 1990-02-09 1991-10-17 Oki Electric Ind Co Ltd 光デバイス
JP2007101641A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 光変調器及びその製造方法
JP2013186200A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Japan Oclaro Inc 光モジュール、及び光送信器
JP2016012037A (ja) * 2014-06-30 2016-01-21 住友大阪セメント株式会社 光変調器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180095301A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulator module
US10338414B2 (en) * 2016-09-30 2019-07-02 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulator module
EP3907407A1 (en) 2020-05-06 2021-11-10 Carrier Corporation Fan coil unit with silencer

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