WO2021200335A1 - 光変調器 - Google Patents

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WO2021200335A1
WO2021200335A1 PCT/JP2021/011695 JP2021011695W WO2021200335A1 WO 2021200335 A1 WO2021200335 A1 WO 2021200335A1 JP 2021011695 W JP2021011695 W JP 2021011695W WO 2021200335 A1 WO2021200335 A1 WO 2021200335A1
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WO
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resistance conductive
frequency line
optical
conductive films
film
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PCT/JP2021/011695
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English (en)
French (fr)
Inventor
遠藤　謙二
岩塚　信治
原　裕貴
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Tdk株式会社
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Publication date
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    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/212—Mach-Zehnder type
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    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • G02F1/2255—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic component in an electric waveguide structure

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-64606 filed in Japan on March 31, 2020, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Optical fiber communication converts an electric signal into an optical signal and transmits the optical signal by an optical fiber, and has features of wide band, low loss, and resistance to noise.
  • Direct modulation does not require an optical modulator and is low cost, but high-speed modulation has its limits, and external modulation methods are used for high-speed and long-distance applications.
  • a Mach-Zehnder-type optical modulator in which an optical waveguide is formed by Ti (titanium) diffusion near the surface of a lithium niobate single crystal substrate has been put into practical use (see, for example, Patent Document 1).
  • the Mach-Zehnder type optical modulator has an optical waveguide (Mach-Zehnder) having a structure of a Mach-Zehnder interferometer that divides the light emitted from one light source into two, passes them through different paths, and then superimposes them again to cause interference.
  • An optical waveguide is used, and a high-speed optical modulator of 40 Gb / s or more has been commercialized, but the major drawback is that the total length is as long as about 10 cm.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a Mach-Zehnder type optical modulator using a c-axis oriented lithium niobate film.
  • the light modulator using the lithium niobate film has realized a significant reduction in size and drive voltage as compared with the light modulator using the lithium niobate single crystal substrate.
  • Patent Document 4 In an optical modulator that has been miniaturized, in order to reduce ripple / crosstalk and realize good characteristics, a configuration having a differential line and no ground electrode, or a differential line A structure having no ground electrode except for the end portion has been proposed (Patent Document 4). However, in order to further reduce the size, it is necessary to narrow the distance between the differential lines, but in this case, there is a problem that the crosstalk characteristics are deteriorated. A configuration that maintains good crosstalk characteristics even if the distance between the differential lines is narrowed is desired.
  • the present inventor has found that the crosstalk characteristics are improved by repeatedly arranging isolated high-resistance conductive films between two adjacent sets of differential lines, and came up with the present invention.
  • An object of the present invention is to provide an optical modulator having good crosstalk characteristics.
  • the present invention provides the following means for solving the above problems.
  • the light modulator includes a Mach Zender optical waveguide composed of two optical waveguides and two light modulators arranged along the two optical waveguides for applying a pair of differential high-frequency signals.
  • a plurality of optical modulation units having a pair of high-frequency lines composed of the signal electrodes of the above are provided, and a plurality of high-resistance conductive films are provided between the adjacent pairs of high-frequency lines.
  • the plurality of high resistance conductive films may be arranged side by side along the direction in which the high frequency line pair extends.
  • At least two or more of the plurality of high resistance conductive films may have the same shape.
  • the conductivity of the high resistance conductive film may be 10 ⁇ 1 ⁇ 10 8 [s / m].
  • FIG. 1A It is a plan schematic diagram of a part of the optical modulator according to the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 1A In a part of the light modulator shown in FIG. 1A, only the optical waveguide is shown.
  • FIG. 1A It is sectional drawing of the optical modulator 100 along the AA' line of FIG. 1A.
  • This is the result of a simulation study of the difference in crosstalk characteristics between adjacent high-frequency line pairs depending on the presence or absence of a high-resistance conductive film.
  • FIG. It is a model which performed the simulation shown by (b) in FIG. This is the result of simulating the difference in crosstalk characteristics between adjacent high-frequency line pairs for the arrangement patterns of various high-resistance conductive films.
  • (A) is a simulation model of FIG. 5 (a)
  • (b) is a simulation model of FIG. 5 (b)
  • (c) is a simulation model of FIG. 5 (c).
  • (D) are the simulation model of FIG. 5 (d)
  • (e) is the simulation model of FIG. 5 (e)
  • (f) is the simulation model of FIG. 5 (f).
  • (g) is a simulation model of FIG. 5 (g)
  • (h) is a simulation model of FIG. 5 (h)
  • (i) is a simulation model of FIG. 5 (i). Is. This is the result of simulating the difference in crosstalk characteristics between adjacent high-frequency line pairs for various arrangement patterns of high-resistance conductive films having a square-shaped solid film in a plan view.
  • FIG. 7 (A) is a simulation model of FIG. 7 (a), (b) is a simulation model of FIG. 7 (b), and (c) is a simulation model of FIG. 7 (c).
  • (D) are the simulation model of FIG. 7 (d), (e) is the simulation model of FIG. 7 (e), and (f) is the simulation model of FIG. 7 (f).
  • (A) is an arrangement pattern of another high resistance conductive film having good crosstalk characteristics
  • (b) is an arrangement pattern in which the crosstalk characteristics are not good as compared with an arrangement pattern having no high resistance conductive film. Is. This is the result of investigating the conductivity dependence of the crosstalk characteristic (S41 characteristic).
  • 1 is a schematic plan view of an entire example including a part of the light modulator shown in FIGS. 1A, 1B and 2.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of only the optical waveguide of the light modulator of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of a part of the optical modulator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows only an optical waveguide.
  • the light modulator 100 shown in FIG. 1A is arranged along the Mach Zender optical waveguides 20A, 20B, 20C, 20D composed of two optical waveguides 20a, 20b and the two optical waveguides 20a, 20b, and a pair of differences.
  • An optical modulation unit 30A, 30B, 30C, 30D having a high frequency line pair 10A, 10B, 10C, 10D composed of two signal electrodes 10a and 10b for applying a dynamic high frequency signal is provided.
  • the light modulator 100 is separated from the high frequency line pair between the adjacent high frequency line pairs 10A and 10B, 10B and 10C, 10C and 10D, respectively, and a plurality of high resistance conductive films 40A-1 to 40A-.
  • the Mach-Zehnder optical waveguides 20A, 20B, 20C, and 20D may be collectively referred to as the Mach-Zehnder optical waveguide 20.
  • the high frequency line pairs 10A, 10B, 10C, and 10D may be collectively referred to as a high frequency line pair 10.
  • the optical modulation units 30A, 30B, 30C, and 30D may be collectively referred to as the optical modulation unit 30.
  • the high resistance conductive films 40A-1 to 40A-5, 40B-1 to 40B-5, and 40C-1 to 40C-5 may be collectively referred to as a high resistance conductive film 40.
  • the light modulator 100 includes a plurality of Mach-Zehnder optical waveguides 20, a plurality of high-frequency line pairs 10, and a plurality of high-frequency conductive films 40 arranged between adjacent high-frequency line pairs 10 apart from the high-frequency line pairs. ing.
  • the four optical modulation units 30A, 30B, 30C, and 30D can have substantially the same structure.
  • Each of the Mach-Zehnder optical waveguides 20A, 20B, 20C, and 20D is an optical waveguide having the structure of a Mach-Zehnder interferometer, and the first and second optical waveguides branched from one optical waveguide by a demultiplexer (not shown).
  • the optical waveguides 20a and 20b of the above are included, and the first and second optical waveguides 20a and 20b are combined into one optical waveguide via a wave guide (not shown).
  • the input light is demultiplexed at the demultiplexing section, travels through the first and second optical waveguides 20a and 20b, respectively, is then combined at the demultiplexing section, and is output from the optical waveguide as modulated light.
  • the optical modulator of the present invention includes at least two Mach-Zehnder optical waveguides in the light modulator, and each Mach-Zehnder optical waveguide has two branched optical waveguides (parallel optical waveguides) of one Mach-Zehnder optical waveguide. Also included are so-called nested light modulators in which other Mach-Zehnder optical waveguides are nested in reference to the optical waveguides shown by reference numerals 20a and 20b).
  • the two signal electrodes 10a and 10b constituting each of the four high-frequency line pairs are arranged side by side in the two optical waveguides 20a and 20b in order to apply a high-frequency differential signal.
  • the signal electrodes 10a and 10b show only the portions where the optical waveguides 20a and 20b extend in parallel and linearly.
  • the light modulator of the present invention does not have a ground electrode and has a plurality of high resistance conductive films that are isolated and float from the surroundings.
  • a plurality of high-resistance conductive films arranged between adjacent high-frequency line pairs are regularly arranged side by side along the direction in which the high-frequency line pairs extend.
  • a plurality of high-resistance conductive films are arranged between adjacent high-frequency line pairs 10A and 10B, 10B and 10C, 10C and 10D.
  • a plurality of high-resistance conductive films may be provided at least one between adjacent high-frequency line pairs 10A and 10B, 10B and 10C, 10C and 10D.
  • the plurality of high-resistance conductive films 40A-1 to 40A-5 arranged apart from each other along the extending direction of the high-frequency line pairs are arranged between the high-frequency line pairs 10A and the high-frequency line pairs 10B.
  • a plurality of high-resistance conductive films 40B-1 to 40B-5 arranged apart from each other along the extending direction of the high-frequency line pairs are arranged between the high-frequency line pairs 10B and the high-frequency line pairs 10C.
  • a plurality of high-resistance conductive films 40C-1 to 40C-5 arranged apart from each other along the extending direction of the high-frequency line pairs are arranged between the high-frequency line pairs 10C and the high-frequency line pairs 10D.
  • the high resistance conductive films 40A-1 to 40A-5, 40B-1 to 40B-5, and 40C-1 to 40C-5 all have the same substantially rectangular shape.
  • the material of the high resistivity conductive film 40 has a lower conductivity than a material having a high conductivity generally used for a signal electrode, in other words, has an electric conductivity as compared with a material having a high electrical conductivity generally used for a signal electrode.
  • a material with high resistivity is used. That is, a material having a lower conductivity than a metal material such as Au, Cu, Ag, Pt, or a material having a high electrical resistivity is used.
  • the high resistance conductive film 40 acts to reduce crosstalk between adjacent high frequency line pairs.
  • the magnetic field generated in the direction perpendicular to the signal electrode generates an electromotive force in each high-resistance conductive film, and an eddy current flows, but because of the high resistance, it is consumed as heat and the power that reaches the adjacent high-frequency line pair is reduced. It is considered that this reduces crosstalk. Therefore, the material of the high-resistance conductive film 40 needs to be conductive to the extent that an eddy current flows, but is required to have an electric resistance to the extent that it is consumed as heat.
  • Material of the high resistance conductive film 40 it is preferably, conductivity 10 2 ⁇ 1 ⁇ 10 6 [s / m] its conductivity is a material which is 10 ⁇ 1 ⁇ 10 8 [s / m] It is more preferably a material, and further preferably a material having a conductivity of 1 ⁇ 10 3 to 1 ⁇ 10 5 [s / m].
  • the material of the high resistance conductive film 40 is preferably a material having an electrical resistivity of 0.1 to 1 ⁇ 10 -8 [ ⁇ ⁇ m], which is 1 ⁇ 10 ⁇ 2.
  • a material having a value of ⁇ 1 ⁇ 10 -6 [ ⁇ ⁇ m] is more preferable, and a material having a size of 1 ⁇ 10 -3 to 1 ⁇ 10 -5 [ ⁇ ⁇ m] is even more preferable.
  • the film thickness of the high resistance conductive film 40 is preferably smaller than the film thickness of the signal electrode, and is preferably 1 ⁇ m or less.
  • Examples of the material of the high resistance conductive film 40 include graphite, ITO, ZnO, CuO, NiCrTa, and TaN.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light modulator 100 along the AA'line of FIG. 1A.
  • the light modulator 100 includes a substrate 1, a waveguide layer 2, a protective layer 3, a buffer layer 4, an insulating layer 5, and a layer having signal electrodes 10a and 10b (hereinafter, may be referred to as an electrode layer 10). It has a multi-layer structure laminated in this order.
  • the substrate 1 is, for example, a sapphire substrate, and a waveguide layer 2 made of a lithium niobate film is formed on the surface of the substrate 1.
  • the waveguide layer 2 has first and second optical waveguides 20a and 20b composed of ridge portions.
  • the widths of the first and second optical waveguides 20a and 20b can be, for example, 1 ⁇ m.
  • the protective layer 3 is formed in a region that does not overlap with the first and second optical waveguides 20a and 20b in a plan view.
  • the protective layer 3 covers the entire surface of the upper surface of the waveguide layer 2 in which the ridge portion is not formed. Since the side surface of the ridge portion is also covered with the protective layer 3, it is possible to prevent the scattering loss caused by the roughness of the side surface of the ridge portion.
  • the thickness of the protective layer 3 is substantially the same as the height of the ridge portion of the waveguide layer 2.
  • the material of the protective layer 3 is not particularly limited, but for example, silicon oxide (SiO 2 ) can be used. It is also possible to omit the protective layer 3 and directly form the buffer layer 4 on the upper surface of the waveguide layer 2.
  • the buffer layer 4 is formed on the upper surface of the ridge portion of the waveguide layer 2 in order to prevent the light propagating in the first and second optical waveguides 20a and 20b from being absorbed by the signal electrodes 10a and 10b.
  • a material having a refractive index smaller than that of the waveguide layer 2 for example, silicon oxide (SiO 2 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) can be used, and the thickness thereof is 0. It may be about 2 to 1 ⁇ m.
  • the buffer layer 4 covers not only the upper surfaces of the first and second optical waveguides 20a and 20b but also the entire surface of the base surface including the upper surface of the protective layer 3. Instead of this configuration, it may be patterned so as to selectively cover only the vicinity of the upper surfaces of the first and second optical waveguides 20a and 20b.
  • the insulating layer 5 is provided to form a step on the lower surface of the signal electrodes 10a and 10b.
  • An opening is formed in a region of the insulating layer 5 that overlaps with the first and second optical waveguides 20a and 20b to expose the upper surface of the buffer layer 4.
  • a step is formed on the lower surface of the signal electrodes 10a and 10b.
  • the thickness T of the insulating layer 5 is preferably 1 ⁇ m or more. When the thickness of the insulating layer 5 is 1 ⁇ m or more, the effect of providing a step on the lower surfaces of the signal electrodes 10a and 10b can be obtained.
  • the electrode layer 10 is provided with signal electrodes 10a and 10b.
  • the signal electrode 10a is provided so as to be overlapped with the ridge portion corresponding to the first optical waveguide 20a in order to modulate the light traveling in the first optical waveguide 20a, and the first optical waveguide 20a is provided via the buffer layer 4. Facing.
  • the signal electrode 10b is provided so as to overlap the ridge portion corresponding to the second optical waveguide 20b in order to modulate the light traveling in the second optical waveguide 20b, and the second optical waveguide 20b is provided via the buffer layer 4. Facing.
  • the signal electrodes 10a and 10b have a two-layer structure, and each has an upper layer portion 10H formed in the electrode layer 10 and a lower layer portion 10L embedded in an opening penetrating the insulating layer 5.
  • the width of the lower surface of each of the lower layer portions 10L of the signal electrodes 10a and 10b is narrower than the width of the upper layer portion 10H (the total width of each of the signal electrodes 10a and 10b).
  • the lower layer portion 10L is formed only in the vicinity of the region overlapping the first and second optical waveguides 20a and 20b in a plan view, and is not formed in the other regions.
  • the width of the lower surfaces of the signal electrodes 10a and 10b is slightly wider than the widths of the first and second optical waveguides 20a and 20b, respectively.
  • the width of the lower surface of the signal electrodes 10a and 10b must be 1.1 to 15 times the width of the first and second optical waveguides 20a and 20b, respectively. It is preferably 1.5 to 10 times, more preferably 1.5 to 10 times.
  • the waveguide layer 2 is not particularly limited as long as it is an electro-optical material, but it is preferably made of lithium niobate (LiNbO 3). This is because lithium niobate has a large electro-optical constant and is suitable as a constituent material for optical devices such as optical modulators.
  • the configuration of the present invention when the waveguide layer 2 is a lithium niobate film will be described in detail.
  • the substrate 1 is not particularly limited as long as it has a lower refractive index than the lithium niobate film, but a substrate capable of forming the lithium niobate film as an epitaxial film is preferable, and a sapphire single crystal substrate or a silicon single crystal substrate is preferable. ..
  • the crystal orientation of the single crystal substrate is not particularly limited.
  • the lithium niobate film has a property of being easily formed as a c-axis oriented epitaxial film on a single crystal substrate having various crystal orientations. Since the c-axis oriented lithium niobate film has three-fold symmetry, it is desirable that the underlying single crystal substrate also has the same symmetry.
  • the c-plane In the case of a silicon single crystal substrate, a (111) plane substrate is preferable.
  • the epitaxial film is a single crystal film in which the crystal orientation is aligned by growing crystals on the underlying single crystal substrate or the single crystal film. That is, the epitaxial film is a film having a single crystal orientation in the film thickness direction and the in-plane direction, and when the in-plane is the XY plane and the film plane is the Z axis, the crystals are formed. It is aligned in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. Whether or not it is an epitaxial film can be proved, for example, by confirming the peak intensity and the extreme point at the orientation position in 2 ⁇ - ⁇ X-ray diffraction.
  • the composition of the lithium niobate film is LixNbAyOz.
  • A represents an element other than Li, Nb, and O.
  • x is 0.5 to 1.2, preferably 0.9 to 1.05.
  • y is 0 to 0.5.
  • z is 1.5 to 4, preferably 2.5 to 3.5.
  • Elements of A include K, Na, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mo, W, Fe, Co, Ni, Zn, Sc, Ce and the like. There may be a combination of two or more types.
  • the film thickness of the lithium niobate film is preferably 2 ⁇ m or less. This is because if the film thickness is thicker than this, it becomes difficult to form a high-quality film. On the other hand, if the thickness of the lithium niobate film is too thin, the light confinement in the lithium niobate film becomes weak, and the light leaks to the substrate or the buffer layer and is guided. Even if an electric field is applied to the lithium niobate film, the change in the effective refractive index of the optical waveguides 20a and 20b may be small. Therefore, it is desirable that the lithium niobate film has a film thickness of about 1/10 or more of the wavelength of the light used.
  • the light modulator 100 can be manufactured by a known method. It can be manufactured using, for example, semiconductor processes with epitaxial growth, photolithography, etching, vapor phase growth and metallization.
  • FIG. 3 shows the results of a simulation study of the difference in crosstalk characteristics between adjacent high-frequency line pairs depending on the presence or absence of a high-resistance conductive film.
  • FIG. 3 is a graph of S41 characteristics in which a signal is applied from one end side of one high-frequency line pair and the signal output from the other end of the adjacent high-frequency line pair is measured.
  • the horizontal axis represents the signal frequency (GHz), and the vertical axis represents the crosstalk (dB) between high frequency line pairs.
  • the graph shown by (a) is the case of the present invention having a high resistance conductive film
  • the graph shown by (b) is the case of not having a high resistance conductive film.
  • the simulation models of FIGS. 3A and 3B are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively.
  • the simulation model has a line length of 0.5 mm, and the result of the crosstalk characteristics by the simulation is converted into the line length of the signal electrode of 10 mm.
  • each high resistance conductive film has a triangular shape in a plan view, and the base of the equilateral triangle is parallel to the extending direction of the signal electrode and in the extending direction of the signal electrode.
  • the vertices of the equilateral triangles are arranged so as to be alternately opposite to each other.
  • a plurality of triangular high-resistance conductive films 41A-1 to 41A-7 arranged between the high-frequency line pair 10A and the high-frequency line pair 10B are separated from each other along the direction in which the high-frequency line pair extends. Adjacent equilateral triangles are arranged alternately and repeatedly so that their vertices are reversed.
  • the high-resistance conductive films 41A-1, 41A-3, 41A-5, and 41A-7 have their equilateral triangle bases arranged parallel to the extending direction of the signal electrodes 10a constituting the high-frequency line pair 10B.
  • the vertices of the equilateral triangles are arranged so as to face the signal electrodes 10b forming the high frequency line pair 10A.
  • the bases of the equilateral triangles are arranged parallel to the extending direction of the signal electrodes 10b constituting the high frequency line pair 10A, and the equilateral triangles thereof.
  • the apex of the line is arranged so as to face the signal electrode 10a side constituting the high frequency line pair 10B.
  • the plurality of triangular high-resistance conductive films 41B-1 to 41B-7 arranged between the high-frequency line pair 10B and the high-frequency line pair 10C are separated from each other along the direction in which the high-frequency line pair extends. Then, the adjacent equilateral triangles are alternately and repeatedly arranged so that their vertices are opposite to each other.
  • the plurality of triangular high-resistance conductive films 41C-1 to 41C-7 arranged between the high-frequency line pair 10C and the high-frequency line pair 10D are separated from each other along the direction in which the high-frequency line pair extends. Then, the adjacent equilateral triangles are alternately and repeatedly arranged so that their vertices are opposite to each other.
  • the case of having the high resistance conductive film has the effect of reducing crosstalk by about 10 dB or more in a wide high frequency region up to 60 GHz as compared with the case of not having the high resistance conductive film. .. Twice
  • FIG. 5 shows the results of simulating the difference in crosstalk characteristics between adjacent high-frequency line pairs for the arrangement patterns of various high-resistance conductive films.
  • FIG. 5 is a graph of S41 characteristics. The horizontal axis represents the signal frequency (GHz), and the vertical axis represents the crosstalk (dB) between high frequency line pairs.
  • the graph shown in FIG. 5A is a case where the high resistance conductive film is not provided (see FIG. 6A).
  • the arrangement patterns of the high resistance conductive films corresponding to the simulation results of FIGS. 5 (b) to 5 (i) are shown in each of FIGS. 6 (b) to 6 (i).
  • FIG. 6A shows a case without a high resistance conductive film, which is shown for comparison.
  • the arrangement pattern of the high-resistance conductive films shown in FIG. 6B is a pattern in which each high-resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view, and the high-frequency line pairs are arranged in a row in the extending direction. be.
  • each high-resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view, and the high-frequency line pairs are arranged in two rows parallel to the extending direction. It is a pattern.
  • each high-resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view, and is parallel to the direction in which the high-frequency line pair extends and is half-shifted from each other in two rows. It is a pattern lined up in.
  • each high-resistance conductive film has a circular shape and is a solid film, and is arranged in two rows parallel to each other in the direction in which the high-frequency line pair extends. It is a pattern that exists.
  • each high-resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view, and the high-frequency line pairs are arranged in three rows parallel to the extending direction. It is a pattern.
  • each high-resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view, and the high-frequency line pairs are arranged in four rows parallel to the extending direction. It is a pattern.
  • the arrangement pattern of the high resistance conductive films shown in FIG. 6 (h) is that each high resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view shorter than that of FIG.
  • the arrangement pattern of the high-resistance conductive films shown in FIG. 6 (i) is a pattern in which each high-resistance conductive film is a square ring-shaped film and is arranged in two rows parallel to the direction in which the high-frequency line pair extends. be.
  • FIGS. 6 (b) to 6 (i) crosstalk between adjacent high-frequency line pairs is reduced at high frequencies up to 60 GHz.
  • FIG. 6 (b), FIG. 6 (c), FIG. 6 (f) and FIG. The pattern with the best crosstalk characteristics was the best.
  • FIGS. 6 (c), 6 (d), 6 (e) and 6 (i) which are patterns in which the high resistance conductive films are arranged in two rows, each high resistance conductive film is viewed in a plan view.
  • the square-shaped solid film pattern had the best crosstalk characteristics.
  • FIG. 7 shows the results of simulating the difference in crosstalk characteristics between adjacent high-frequency line pairs for various arrangement patterns of high-resistance conductive films having a square-shaped solid film in a plan view.
  • FIG. 7 is a graph of S41 characteristics.
  • the horizontal axis represents the signal frequency (GHz), and the vertical axis represents the crosstalk (dB) between high frequency line pairs.
  • the graph shown in FIG. 7A is a case where the high resistance conductive film is not provided (see FIG. 8A).
  • the arrangement patterns of the high resistance conductive films corresponding to the simulation results of FIGS. 8 (b) to 8 (f) are shown in FIGS. 7 (b) to 7 (f), respectively.
  • FIG. 8A shows a case without a high resistance conductive film, which is shown for comparison.
  • the arrangement pattern of the high-resistance conductive film shown in FIG. 8 (b) is the same as the arrangement pattern shown in FIG. 6 (b). Is a pattern in which is arranged in a row in the extending direction.
  • the arrangement pattern of the high resistance conductive film shown in FIG. 8 (c) is the same as the arrangement pattern shown in FIG. 6 (c), and each high resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view. Further, it is a pattern in which high frequency line pairs are arranged in two rows parallel to the extending direction. In the arrangement pattern of the high resistance conductive films shown in FIG.
  • each high resistance conductive film is a solid film having a rectangular shape in a plan view narrower than that of FIG. 8 (c). Further, the high-frequency line pairs are arranged in two rows parallel to the extending direction, and the distance between the rows is larger than that in FIG. 8 (c) due to the narrow width.
  • each high-resistance conductive film is as narrow as FIG. 8 (d) and is a solid film having a rectangular shape in a plan view. Is.
  • each high-resistance conductive film is as narrow as FIG. 8 (d) and is a solid film having a rectangular shape in a plan view.
  • the high-frequency line pairs are arranged in two rows parallel to the extending direction.
  • One row of high-resistance conductive films is close to one high-frequency line pair, and the other row of high-resistance conductive films is close to the other high-frequency line pair.
  • the distance between the rows of the two rows of high-resistance conductive films is larger than the distance between the rows of high-resistance conductive films and the high-frequency line pair, and the pattern has a large space in the central portion.
  • the high resistance conductive film is the pattern in which the high resistance conductive film is spread most densely, which is the high shown in FIG. 8 (c).
  • the arrangement pattern of the resistive conductive film had the best crosstalk characteristics in the entire high frequency range up to 60 GHz.
  • FIG. 9A shows an arrangement pattern of another high resistance conductive film having good crosstalk characteristics.
  • the arrangement pattern of the high-resistance conductive films shown in FIG. 9A includes a plurality of high-resistance conductive films having a square shape in a plan view and a triangular shape in a plan view. Further, this arrangement pattern consists of a first row consisting of a substantially square shape arranged along the extending direction of the high frequency line pairs and a substantially triangular shape arranged so as to sandwich the first row. It is composed of columns of.
  • FIG. 9B shows an arrangement pattern in which the crosstalk characteristics are not improved as compared with the arrangement pattern having no high resistance conductive film.
  • the reason why the crosstalk characteristics are not good in the arrangement pattern of the high resistance conductive film is that it has a continuous film.
  • FIG. 10 shows the results of examining the conductivity dependence of the crosstalk characteristic (S41 characteristic).
  • the graph indicated by the reference numeral (a) in FIG. 10 is an average taken at all frequency points, and the graph indicated by the reference numeral (b) is an average taken at 30 GHz to 60 GHz. From Figure 10, the conductivity in the 4 ⁇ 10 7 [s / m] or less, it can be seen that there is a region in which crosstalk characteristics are improved. When the frequency range is narrowed down to 30 GHz to 60 GHz, the effect of improving the crosstalk characteristics is more remarkable, and the improvement effect is about 10 dB.
  • FIG. 11 shows one of the light modulators (optical modulators having four optical modulation units 30A to 30D and a plurality of high-resistance conductive films 40 between them) according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
  • a schematic plan view of an entire example including a portion is shown.
  • FIG. 11 in order to show the arrangement relationship between the Mach-Zehnder optical waveguide and the high-frequency line pair, the Mach-Zehnder optical waveguide located in a layer below the high-frequency line pair is shown by a dotted line.
  • FIG. 12 shows a schematic plan view of only the optical waveguide of the light modulator of the present invention shown in FIG.
  • the light modulator 100A shown in FIG. 11 includes an optical waveguide 120 including four Machzender optical waveguides 20 having a linear portion and a curved portion, and two signal electrodes 10a for applying a pair of differential high-frequency signals.
  • a high-frequency line 110 including a high-frequency line pair 10 made of 10b, and a plurality of high-resistance conductive films 140 arranged between adjacent high-frequency line pairs so as to be separated from the high-frequency line pair are provided.
  • the plurality of high-resistance conductive films 140 are drawn as continuous films for convenience of illustration, but as illustrated in FIGS. 6, 8 and 9, each of the plurality of isolated high-resistance conductive films 140 is depicted. Shows what consists of.
  • the light modulator 100A shown in FIG. 11 is configured such that the cross-sectional structure of the straight portion (for example, the cross-sectional structure along the BB'line of FIG. 11) corresponds to the cross-sectional structure shown in FIG.
  • the optical waveguide 120 includes an input optical waveguide 120i input by the input optical Si, branched optical waveguides 120ii and 120iji branched from the input optical waveguide 120, and branched optical waveguides 120iii and 120iij branched from the branched optical waveguides 120ii and 120ij, respectively. , Mach Zender optical waveguides 20A, 20B, 20C, 20D branched from the branched optical waveguides 120iji and 120ijj and the branched optical waveguides 120ijj, 120iji, 120iiij and 120iii, respectively, and Machzender optical waveguides 20A, 20B, 20C, 20D.
  • a wave-guided optical waveguide 120o1, 120o2, 120o3 and 120o4 in which the generated light is combined and the combined and modulated modulated light travels.
  • the light traveling through the combined wave optical waveguides 120o1, 120o2, 120o3 and 120o4 is output from the combined wave optical waveguides 120o1, 120o2, 120o3 and 120o4 as modulated lights So1, So2, So3 and So4, respectively.
  • the Mach-Zehnder optical waveguides 20A, 20B, 20C, and 20D constituting the Mach-Zehnder optical waveguide 20 each have a straight portion and a curved portion, and are substantially S-shaped optical waveguides as a whole.
  • the Mach-Zehnder optical waveguide 20A includes straight portions 20As1, 20As2, 20As3 and curved portions 20Ac1, 20Ac2, and is connected in the order of straight portions 20As1, curved portions 20Ac1, straight portions 20As2, curved portions 20Ac2, and straight portions 20As3.
  • the Mach-Zehnder optical waveguide 20B includes straight portions 20Bs1, 20Bs2, 20Bs3 and curved portions 20Bc1, 20Bc2, and is connected in the order of straight portions 20Bs1, curved portions 20Bc1, straight portions 20Bs2, curved portions 20Bc2, and straight portions 20Bs3.
  • the Mach-Zehnder optical waveguide 20C includes straight portions 20Cs1, 20Cs2, 20Cs3 and curved portions 20Cc1, 20Cc2, and is connected in the order of straight portions 20Cs1, curved portions 20Cc1, straight portions 20Cs2, curved portions 20Cc2, and straight portions 20Cs3.
  • the Mach-Zehnder optical waveguide 20D includes straight portions 20Ds1, 20Ds2, 20Ds3 and curved portions 20Dc1, 20Dc2, and is connected in the order of straight portions 20Ds1, curved portions 20Dc1, straight portions 20Ds2, curved portions 20Dc2, and straight portions 20Ds3.
  • the long element length is often an issue for miniaturization.
  • the element length can be significantly shortened and the size can be reduced.
  • the optical waveguide formed of the lithium niobate film is suitable for the present embodiment because it has a feature that the loss is small even if the radius of curvature is reduced to, for example, about 50 ⁇ m.
  • Each of the four high-frequency line pairs 10A, 10B, 10C, and 10D constituting the two signal electrodes 10a and 10b has a straight portion and a curved portion corresponding to the plan-view shape of the Mach Zender optical waveguide. ..
  • the high-frequency line pair 10A has a straight portion 10As1, 10As2 and a curved portion 10Ac, and includes a portion formed by connecting the straight portion 10As1, the curved portion 10Ac, and the straight portion 10As2 in this order.
  • the straight portions 10As1, 10As2 and the curved portion 10Ac of the high-frequency line pair 10A are arranged above the straight portions 20As2 and 20As3 and the curved portion 20Ac2 of the Mach-Zehnder optical waveguide 20A.
  • the high-frequency line pair 10B has a straight portion 10Bs1 and 10Bs2 and a curved portion 10Bc, and includes a portion formed by connecting the straight portion 10Bs1, the curved portion 10Bc, and the straight portion 10Bs2 in this order.
  • the straight portions 10Bs1, 10Bs2 and the curved portion 10Bc of the high-frequency line pair 10B are arranged above the straight portions 20Bs2 and 20Bs3 and the curved portion 20Bc2 of the Mach-Zehnder optical waveguide 20B.
  • the high-frequency line pair 10C has a straight portion 10Cs1, 10Cs2 and a curved portion 10Cc, and includes a portion formed by connecting the straight portion 10Cs1, the curved portion 10Cc, and the straight portion 10Cs2 in this order.
  • the straight portions 10Cs1, 10Cs2 and the curved portion 10Cc of the high-frequency line pair 10C are arranged above the straight portions 20Cs2 and 20Cs3 and the curved portion 20Cc2 of the Mach-Zehnder optical waveguide 20C.
  • the high-frequency line pair 10D has a straight portion 10Ds1 and 10Ds2 and a curved portion 10Dc, and includes a portion formed by connecting the straight portion 10Ds1, the curved portion 10Dc, and the straight portion 10Ds2 in this order.
  • the straight portions 10Ds1, 10Ds2 and the curved portion 10Dc of the high-frequency line pair 10D are arranged above the straight portions 20Ds2 and 20Ds3 and the curved portion 20Dc2 of the Mach-Zehnder optical waveguide 20D.
  • the high frequency line pairs 10A, 10B, 10C, and 10D are connected to the terminating resistors 11A, 11B, 11C, and 11D, respectively.
  • the plurality of high-resistance conductive films 40A, 40B, and 40C arranged between adjacent high-frequency line pairs all have a straight portion and a curved portion corresponding to the plan-view shape of the high-frequency line pair.
  • the plurality of high-resistance conductive films 40A have straight portions 40As1 and 40As2 and curved portions 40Ac, and are connected in the order of straight portions 40As1, curved portions 40Ac, and straight portions 40As2.
  • the straight portions 40As1, 40As2 and the curved portion 40Ac of the plurality of high-resistance conductive films 40A include the straight portion 10As1, the curved portion 10Ac and the straight portion 10As2 of the high frequency line pair 10A, and the straight portion 10Bs1 and the curved portion 10Bc of the high frequency line pair 10B. It is arranged between the straight portion 10Bs2.
  • the plurality of high-resistance conductive films 40B have straight portions 40Bs1 and 40Bs2 and curved portions 40Bc, and are connected in the order of straight portions 40Bs1, curved portions 40Bc, and straight portions 40Bs2.
  • the straight portions 40Bs1, 40Bs2 and the curved portion 40Bc of the plurality of high-resistance conductive films 40B include the straight portion 10Bs1, the curved portion 10Bc and the straight portion 10Bs2 of the high frequency line pair 10B, and the straight portion 10Cs1 and the curved portion 10Cc of the high frequency line pair 10C. It is arranged between the straight portion 10Cs2.
  • the plurality of high-resistance conductive films 40C have straight portions 40Cs1 and 40Cs2 and curved portions 40Cc, and are connected in the order of straight portions 40Cs1, curved portions 40Cc, and straight portions 40Cs2.
  • the straight portions 40Cs1, 40Cs2 and the curved portion 40Cc of the plurality of high-resistance conductive films 40C are the straight portion 10Cs1, the curved portion 10Cc and the straight portion 10Cs2 of the high frequency line pair 10C, and the straight portion 10Ds1 and the curved portion 10Dc of the high frequency line pair 10D. It is arranged between the straight portion 10Ds2 and the straight portion.
  • the plurality of high resistance conductive films 40A, 40B, and 40C all have a straight portion and a curved portion corresponding to the plan view shape of the high frequency line pair, but the present invention is not limited to this.
  • the plurality of high resistance conductive films may have a configuration having only a straight portion.
  • a plurality of high resistance conductive films are arranged apart from each other, but when the plurality of high resistance conductive films are arranged linearly, unlike the case where the plurality of high resistance conductive films are arranged in a curved line, the design is designed to suppress the crosstalk characteristics. Cheap.
  • the configuration has a plurality of high resistance conductive films only between the plurality of straight portions of the high frequency line pair. It may be present, or it may be configured to have a plurality of high resistance conductive films only between a plurality of curved portions of a pair of high frequency lines.

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Abstract

この光変調器（１００）は、２本の光導波路（２０ａ、２０ｂ）からなるマッハツェンダー光導波路（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ）と、２本の光導波路（２０ａ、２０ｂ）に沿って配置し、一対の差動高周波信号を印加するための２本の信号電極（１０ａ、１０ｂ）からなる高周波線路対（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）と、を有する光変調部（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ）を備え、隣接する高周波線路対（１０Ａ及び１０Ｂ、１０Ｂ及び１０Ｃ、１０Ｃ及び１０Ｄ）の間に、高周波線路対から離間して、複数の高抵抗導電膜（４０Ａ－１～４０Ａ－５、４０Ｂ－１～４０Ｂ－５、４０Ｃ－１～４０Ｃ－５）を備えている。

Description

光変調器
　本発明は、光変調器に関する。
　本願は、２０２０年３月３１日に、日本に出願された特願２０２０－６４６０６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　インターネットの普及に伴い通信量は飛躍的に増大しており、光ファイバ通信の重要性が非常に高まっている。光ファイバ通信は、電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバにより伝送するものであり、広帯域、低損失、ノイズに強いという特徴を有する。
　電気信号を光信号に変換する方式としては、半導体レーザによる直接変調方式と光変調器を用いた外部変調方式が知られている。直接変調は光変調器が不要で低コストであるが、高速変調には限界があり、高速で長距離の用途では外部変調方式が使われている。
　光変調器としては、ニオブ酸リチウム単結晶基板の表面付近にＴｉ（チタン）拡散により光導波路を形成したマッハツェンダー型光変調器が実用化されている（例えば特許文献１参照）。マッハツェンダー型光変調器は、１つの光源から出た光を２つに分け、異なる経路を通過させた後、再び重ね合わせて干渉を起こさせるマッハツェンダー干渉計の構造を有する光導波路（マッハツェンダー光導波路）を用いるものであり、４０Ｇｂ／ｓ以上の高速の光変調器が商用化されているが、全長が１０ｃｍ前後と長いことが大きな欠点になっている。
　これに対して、特許文献２及び３にはｃ軸配向のニオブ酸リチウム膜を用いたマッハツェンダー型光変調器が開示されている。ニオブ酸リチウム膜を用いた光変調器は、ニオブ酸リチウム単結晶基板を用いた光変調器と比較して、大幅な小型化及び低駆動電圧化を実現している。
特許第４４８５２１８号公報 特開２００６－１９５３８３号公報 特開２０１５－１１８３７１号公報 特願２０１９－３１７９４号
　小型化を進めた光変調器において、リップル／クロストークを低減し、良好な特性を実現するために、差動線路を有し、かつ、接地電極を有さない構成、あるいは、差動線路の端の部分を除き接地電極を有さない構造が提案されている（特許文献４）。
　しかしながら、さらなる小型化を行うためには差動線路間の間隔を狭くする必要があるが、この場合、クロストーク特性が劣化するという課題があった。差動線路の間隔を狭くしても良好なクロストーク特性を維持する構成が望まれる。
　本発明者は、鋭意検討の結果、隣り合う２組の差動線路間に孤立した高抵抗の導電膜を繰り返し配置することによりクロストーク特性が改善することを見出し、本発明に想到した。
　本発明は、クロストーク特性が良好な光変調器を提供することを目的とする。
　本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。
　本発明の一態様に係る光変調器は、２本の光導波路からなるマッハツェンダー光導波路と、前記２本の光導波路に沿って配置し、一対の差動高周波信号を印加するための２本の信号電極からなる高周波線路対とを有する光変調部を複数備え、隣接する前記高周波線路対の間に複数の高抵抗導電膜を備える。
　上記態様に係る光変調器において、前記複数の高抵抗導電膜は、前記高周波線路対が延在する方向に沿って並んで配置していてもよい。
　上記態様に係る光変調器において、前記複数の高抵抗導電膜は少なくとも２つ以上が同じ形状であってもよい。
　上記態様に係る光変調器は、前記高抵抗導電膜の導電率が１０～１×１０８〔ｓ／ｍ〕であってもよい。
　本発明によれば、クロストーク特性が良好な光変調器を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る光変調器の一部の平面模式図である。 図１Ａに示した光変調器の一部において、光導波路のみを図示したものである。 図１ＡのＡ－Ａ’線に沿った光変調器１００の断面模式図である。 高抵抗導電膜の有無による、隣接する高周波線路対間のクロストーク特性の差異をシミュレーションで検討した結果である。 図３において（ａ）で示したシミュレーションを行ったモデルである。 図３において（ｂ）で示したシミュレーションを行ったモデルである。 種々の高抵抗導電膜の配置パターンについて、隣接する高周波線路対間のクロストーク特性の差異をシミュレーションで検討した結果である。 （ａ）は、図５（ａ）のシミュレーションのモデルであり、（ｂ）は、図５（ｂ）のシミュレーションのモデルであり、（ｃ）は、図５（ｃ）のシミュレーションのモデルであり、（ｄ）は、図５（ｄ）のシミュレーションのモデルであり、（ｅ）は、図５（ｅ）のシミュレーションのモデルであり、（ｆ）は、図５（ｆ）のシミュレーションのモデルであり、（ｇ）は、図５（ｇ）のシミュレーションのモデルであり、（ｈ）は、図５（ｈ）のシミュレーションのモデルであり、（ｉ）は、図５（ｉ）のシミュレーションのモデルである。 種々の、平面視で方形形状のベタ膜の高抵抗導電膜の配置パターンについて、隣接する高周波線路対間のクロストーク特性の差異をシミュレーションで検討した結果である。 （ａ）は、図７（ａ）のシミュレーションのモデルであり、（ｂ）は、図７（ｂ）のシミュレーションのモデルであり、（ｃ）は、図７（ｃ）のシミュレーションのモデルであり、（ｄ）は、図７（ｄ）のシミュレーションのモデルであり、（ｅ）は、図７（ｅ）のシミュレーションのモデルであり、（ｆ）は、図７（ｆ）のシミュレーションのモデルである。 （ａ）は、クロストーク特性が良好な他の高抵抗導電膜の配置パターンであり、（ｂ）は、高抵抗導電膜を有さない配置パターンに比べてクロストーク特性が良好にならない配置パターンである。 クロストーク特性（Ｓ４１特性）の導電率依存性を調べた結果である。 図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示した光変調器の一部を含む全体の一例の平面模式図である。 図１１に示した本発明の光変調器の光導波路のみの平面模式図である。
　以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。なお、以下の各実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には図中、同一符号を付してある場合がある。また、以下の説明で用いる図面は、特徴を分かりやすくするため便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。一つの実施形態で示した構成を他の実施形態に適用することもできる。
　図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る光変調器の一部の平面模式図であり、図１Ｂは、光導波路のみを図示したものである。
　図１Ａに示す光変調器１００は、２本の光導波路２０ａ、２０ｂからなるマッハツェンダー光導波路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと、２本の光導波路２０ａ、２０ｂに沿って配置し、一対の差動高周波信号を印加するための２本の信号電極１０ａ、１０ｂからなる高周波線路対１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄと、を有する光変調部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄを備える。また、光変調器１００は、隣接する高周波線路対１０Ａ及び１０Ｂ、１０Ｂ及び１０Ｃ、１０Ｃ及び１０Ｄの間のそれぞれに、高周波線路対から離間して、複数の高抵抗導電膜４０Ａ－１～４０Ａ－５、４０Ｂ－１～４０Ｂ－５、４０Ｃ－１～４０Ｃ－５を備えている。
　以下では、マッハツェンダー光導波路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄをまとめてマッハツェンダー光導波路２０ということがある。また、高周波線路対１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄをまとめて高周波線路対１０ということがある。また、光変調部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄをまとめて光変調部３０ということがある。また、高抵抗導電膜４０Ａ－１～４０Ａ－５、４０Ｂ－１～４０Ｂ－５、４０Ｃ－１～４０Ｃ－５をまとめて高抵抗導電膜４０ということがある。
　光変調器１００は、複数のマッハツェンダー光導波路２０と、複数の高周波線路対１０と、隣接する高周波線路対１０間に高周波線路対から離間して配置する複数の高抵抗導電膜４０とを備えている。
　４つの光変調部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄは、実質的に同じ構造を有するものとすることができる。
　マッハツェンダー光導波路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄのそれぞれは、マッハツェンダー干渉計の構造を有する光導波路であり、１本の光導波路から分波部（図示せず）によって分岐した第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂを有し、第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂは合波部（図示せず）を介して１本の光導波路にまとめられる。入力光は、分波部で分波されて第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂをそれぞれ進行した後、合波部で合波され、変調光として光導波路から出力される。
　本発明の光変調器は、光変調器内に少なくとも２つマッハツェンダー光導波路を備えるが、各マッハツェンダー光導波路には、１つのマッハツェンダー光導波路の２本の分岐光導波路（並行光導波路。符号２０ａ、２０ｂで示す光導波路参照。）に他のマッハツェンダー光導波路を入れ子型に組み込んだ、いわゆるネスト型光変調器なども含まれる。
　４つの高周波線路対の各々を構成する２本の信号電極１０ａ、１０ｂは、高周波の差動信号を印加するために、２本の光導波路２０ａ、２０ｂにそれぞれ並んで配置されている。
　なお、図１Ａでは、信号電極１０ａ、１０ｂは、光導波路２０ａ、２０ｂが平行にかつ直線状に延在している部分のみを図示している。
　本発明の光変調器は、接地電極を有さず、孤立して周囲から浮遊する複数の高抵抗導電膜を有する構成である。
　隣接する高周波線路対間に配置する複数の高抵抗導電膜は、高周波線路対が延在する方向に沿って規則的に並んで配置している。
　本実施形態では、隣接する高周波線路対間１０Ａ及び１０Ｂ、１０Ｂ及び１０Ｃ、１０Ｃ及び１０Ｄの間のいずれにも、複数の高抵抗導電膜が配置されている。この構成に替えて、隣接する高周波線路対間１０Ａ及び１０Ｂ、１０Ｂ及び１０Ｃ、１０Ｃ及び１０Ｄの間の少なくとも一つに複数の高抵抗導電膜を備える構成とすることができる。
　高周波線路対が延在する方向に沿って離間して配置する複数の高抵抗導電膜４０Ａ－１～４０Ａ－５は、高周波線路対１０Ａと高周波線路対１０Ｂとの間に配置している。高周波線路対が延在する方向に沿って離間して配置する複数の高抵抗導電膜４０Ｂ－１～４０Ｂ－５は、高周波線路対１０Ｂと高周波線路対１０Ｃとの間に配置している。高周波線路対が延在する方向に沿って離間して配置する複数の高抵抗導電膜４０Ｃ－１～４０Ｃ－５は、高周波線路対１０Ｃと高周波線路対１０Ｄとの間に配置している。
　高抵抗導電膜４０Ａ－１～４０Ａ－５、４０Ｂ－１～４０Ｂ－５、４０Ｃ－１～４０Ｃ－５は、すべて同じ略方形形状である。
　高抵抗導電膜４０の材料は、一般に信号電極で用いるような導電性が高い材料に比べて導電率が低い材料、換言すると、一般に信号電極で用いるような電気伝導性が高い材料に比べて電気抵抗率が高い材料が用いられる。すなわち、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔなどの金属材料よりも導電率が低い材料、あるいは、電気抵抗率が高い材料が用いられる。
　高抵抗導電膜４０は、隣接する高周波線路対間のクロストークを低減する作用を奏する。信号電極と直角方向に発生する磁界により、各高抵抗導電膜に起電力を生じて渦電流が流れるが高抵抗であるために、熱として消費され、隣接する高周波線路対に届く電力が減少することによってクロストークが低減されるものと考えられる。
　そのため、高抵抗導電膜４０の材料としては、渦電流が流れる程度の導電性を要するが、それが熱として消費される程度の電気抵抗が求められる。
　高抵抗導電膜４０の材料は、その導電率が１０～１×１０８〔ｓ／ｍ〕である材料であることが好ましく、導電率が１０２～１×１０６〔ｓ／ｍ〕である材料であることがより好ましく、導電率が１×１０３～１×１０５〔ｓ／ｍ〕である材料であることがさらに好ましい。これを電気抵抗率で言い換えると、高抵抗導電膜４０の材料は、電気抵抗率が０．１～１×１０－８[Ω・ｍ]である材料であることが好ましく、１×１０－２～１×１０－６[Ω・ｍ]である材料であることがより好ましく、１×１０－３～１×１０－５[Ω・ｍ]である材料であることがさらに好ましい。高抵抗導電膜４０の膜厚は信号電極の膜厚よりも小さい方が好ましく、１μｍ以下であることが好ましい。
　高抵抗導電膜４０の材料として例えば、グラファイト、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＮｉＣｒＴａ、ＴａＮなどを例示することができる。
　図２は、図１ＡのＡ－Ａ’線に沿った光変調器１００の断面模式図である。
　光変調器１００は、基板１、導波層２、保護層３、バッファ層４、絶縁層５、及び、信号電極１０ａ、１０ｂを備える層（以下、電極層１０と称することがある。）がこの順で積層された多層構造を有している。
　基板１は例えばサファイア基板であり、基板１の表面にはニオブ酸リチウム膜からなる導波層２が形成されている。導波層２はリッジ部からなる第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂを有している。第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂの幅は例えば１μｍとすることができる。
　保護層３は第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂと平面視で重ならない領域に形成されている。保護層３は、導波層２の上面のうちリッジ部が形成されていない領域の全面を覆っている。リッジ部の側面も保護層３に覆われているので、リッジ部の側面の荒れによって生じる散乱損失を防ぐことができる。保護層３の厚さは導波層２のリッジ部の高さとほぼ同じである。保護層３の材料は特に限定されないが、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。保護層３を省略し、導波層２の上面にバッファ層４を直接形成することも可能である。
　バッファ層４は、第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂ中を伝搬する光が信号電極１０ａ、１０ｂに吸収されることを防ぐため、導波層２のリッジ部の上面に形成されるものである。バッファ層４としては、導波層２の屈折率より小さい屈折率を有する材質、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを用いることができ、その厚さは０．２～１μｍ程度であればよい。本実施形態において、バッファ層４は、第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂの上面のみならず保護層３の上面を含む下地面の全面を覆っている。この構成に替えて、第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂの上面付近だけを選択的に覆うようにパターニングされたものであってもよい。
　絶縁層５は、信号電極１０ａ、１０ｂの下面に段差を形成するために設けられたものである。絶縁層５の第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂと重なる領域には開口（スリット）が形成されており、バッファ層４の上面を露出させている。この開口内に電極層１０の一部が埋め込まれることにより、信号電極１０ａ、１０ｂの下面に段差が形成される。絶縁層５の厚さＴは１μｍ以上であることが好ましい。絶縁層５の厚さが１μｍ以上であれば、信号電極１０ａ、１０ｂの下面に段差を設けたことによる効果を得ることができる。
　電極層１０には、信号電極１０ａ、１０ｂが設けられている。信号電極１０ａは、第１の光導波路２０ａ内を進行する光を変調するために第１の光導波路２０ａに対応するリッジ部に重ねて設けられ、バッファ層４を介して第１の光導波路２０ａと対向している。信号電極１０ｂは、第２の光導波路２０ｂ内を進行する光を変調するために第２の光導波路２０ｂに対応するリッジ部に重ねて設けられ、バッファ層４を介して第２の光導波路２０ｂと対向している。
　信号電極１０ａ、１０ｂは二層構造であり、いずれも電極層１０に形成された上層部１０Ｈと、絶縁層５を貫通する開口内に埋め込まれた下層部１０Ｌとを有している。
　信号電極１０ａ、１０ｂのそれぞれの下層部１０Ｌの下面の幅は、上層部１０Ｈの幅（信号電極１０ａ、１０ｂのそれぞれの全幅）よりも狭い。下層部１０Ｌは、第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂのそれぞれと平面視で重なる領域付近にのみ形成され、それ以外の領域には形成されていない。そのため、信号電極１０ａ、１０ｂの下面の幅は、第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂのそれぞれの幅よりも少し広い程度である。信号電極１０ａ、１０ｂに電界を集中させるためには、信号電極１０ａ、１０ｂの下面幅は、第１及び第２の光導波路２０ａ、２０ｂのそれぞれの幅の１．１～１５倍であることが好ましく、１．５～１０倍であることがより好ましい。
　導波層２としては電気光学材料であれば特に限定されないが、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）からなることが好ましい。ニオブ酸リチウムは大きな電気光学定数を有し、光変調器等の光学デバイスの構成材料として好適だからである。以下、導波層２をニオブ酸リチウム膜とした場合の本発明の構成について詳しく説明する。
　基板１としてはニオブ酸リチウム膜より屈折率が低いものであれば特に限定されないが、ニオブ酸リチウム膜をエピタキシャル膜として形成させることができる基板が好ましく、サファイア単結晶基板もしくはシリコン単結晶基板が好ましい。単結晶基板の結晶方位は特に限定されない。ニオブ酸リチウム膜はさまざまな結晶方位の単結晶基板に対して、ｃ軸配向のエピタキシャル膜として形成されやすいという性質を持っている。ｃ軸配向のニオブ酸リチウム膜は３回対称の対称性を有しているので、下地の単結晶基板も同じ対称性を有していることが望ましく、サファイア単結晶基板の場合はｃ面、シリコン単結晶基板の場合は（１１１）面の基板が好ましい。
　ここで、エピタキシャル膜とは、下地の単結晶基板もしくは単結晶膜上で結晶成長させることで結晶方位が揃えられた単結晶の膜のことである。すなわち、エピタキシャル膜とは、膜厚方向および膜面内方向に単一の結晶方位をもった膜であり、膜面内をＸ－Ｙ面とし、膜厚方向をＺ軸としたとき、結晶がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向にともに揃って配向しているものである。エピタキシャル膜かどうかは、例えば、２θ－θＸ線回折における配向位置でのピーク強度と極点の確認を行うことで証明することができる。
　ニオブ酸リチウム膜の組成はＬｉｘＮｂＡｙＯｚである。Ａは、Ｌｉ、Ｎｂ、Ｏ以外の元素を表している。ｘは０．５～１．２であり、好ましくは、０．９～１．０５である。ｙは、０～０．５である。ｚは１．５～４であり、好ましくは２．５～３．５である。Ａの元素としては、Ｋ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｃ、Ｃｅなどがあり、２種類以上の組み合わせでも良い。
　ニオブ酸リチウム膜の膜厚は２μｍ以下であることが望ましい。膜厚がこれ以上厚くなると、高品質な膜を形成するのが困難になるからである。一方、ニオブ酸リチウム膜の膜厚が薄すぎる場合は、ニオブ酸リチウム膜における光の閉じ込めが弱くなり、基板やバッファ層に光が漏れて導波することになる。ニオブ酸リチウム膜に電界を印加しても、光導波路２０ａ、２０ｂの実効屈折率の変化が小さくなるおそれがある。そのため、ニオブ酸リチウム膜は、使用する光の波長の１／１０程度以上の膜厚が望ましい。
　光変調器１００は、公知の方法で製造することができる。例えばエピタキシャル成長、フォトリソグラフィ、エッチング、気相成長及びメタライズとの半導体プロセスを用いて製造することができる。
　図３に、高抵抗導電膜の有無による、隣接する高周波線路対間のクロストーク特性の差異をシミュレーションで検討した結果を示す。図３に示したのは一方の高周波線路対の一端側から信号を印加して隣接する高周波線路対の他端から出てくる信号を測定したＳ４１特性のグラフである。横軸は信号周波数（ＧＨｚ）、縦軸は高周波線路対間のクロストーク（ｄＢ）を示す。図３中で（ａ）で示すグラフが高抵抗導電膜を有する本発明の場合、（ｂ）で示すグラフが高抵抗導電膜を有さない場合である。図３Ａ及び図３Ｂのそれぞれのシミュレーションモデルを、図４Ａ及び図４Ｂに示す。
　シミュレーションモデルは線路長０．５ｍｍ、シミュレーションによるクロストーク特性の結果は信号電極の線路長１０ｍｍに換算している。
　図４Ａに示す光変調器１０１では、各高抵抗導電膜は平面視で三角形状を有し、正三角形の底辺が信号電極の延在方向に平行で、かつ、その信号電極の延在方向に沿って正三角形の頂点が交互に逆向きになるように配置している。
　高周波線路対１０Ａと高周波線路対１０Ｂとの間に配置する三角形状の複数の高抵抗導電膜４１Ａ－１～４１Ａ－７は、高周波線路対が延在する方向に沿って、互いに離間して、隣接する正三角形がその頂点を逆向きとするように交互に繰り返して配置している。高抵抗導電膜４１Ａ－１、４１Ａ－３、４１Ａ－５、４１Ａ－７は、その正三角形の底辺を、高周波線路対１０Ｂを構成する信号電極１０ａの延在方向に平行に配置すると共に、その正三角形の頂点が高周波線路対１０Ａを構成する信号電極１０ｂ側に向くように配置している。他方、高抵抗導電膜４１Ａ－２、４１Ａ－４、４１Ａ－６は、その正三角形の底辺を、高周波線路対１０Ａを構成する信号電極１０ｂの延在方向に平行に配置すると共に、その正三角形の頂点が高周波線路対１０Ｂを構成する信号電極１０ａ側に向くように配置している。
　同様に、高周波線路対１０Ｂと高周波線路対１０Ｃとの間に配置する三角形状の複数の高抵抗導電膜４１Ｂ－１～４１Ｂ－７は、高周波線路対が延在する方向に沿って、互いに離間して、隣接する正三角形がその頂点を逆向きとするように交互に繰り返して配置している。
　同様に、高周波線路対１０Ｃと高周波線路対１０Ｄとの間に配置する三角形状の複数の高抵抗導電膜４１Ｃ－１～４１Ｃ－７は、高周波線路対が延在する方向に沿って、互いに離間して、隣接する正三角形がその頂点を逆向きとするように交互に繰り返して配置している。
　図３から、高抵抗導電膜を有する場合は、高抵抗導電膜を有さない場合と比べて、６０ＧＨｚまでの広い高周波数領域において、クロストークを１０ｄＢ程度以上、低減する効果があることがわかる。　
　図５に、種々の高抵抗導電膜の配置パターンについて、隣接する高周波線路対間のクロストーク特性の差異をシミュレーションで検討した結果を示す。図５に示したのはＳ４１特性のグラフである。横軸は信号周波数（ＧＨｚ）、縦軸は高周波線路対間のクロストーク（ｄＢ）を示す。図５（ａ）で示すグラフは、高抵抗導電膜を有さない場合（図６（ａ）参照）である。図５（ｂ）～図５（ｉ）のそれぞれのシミュレーション結果に対応する、高抵抗導電膜の配置パターンを図６（ｂ）～図６（ｉ）のそれぞれに示す。
　図６（ａ）は、高抵抗導電膜を有さない場合であり、比較のために示した。
　図６（ｂ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に１列に並んでいるパターンである。図６（ｃ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に２列に並んでいるパターンである。図６（ｄ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に互いに半分ずれて２列に並んでいるパターンである。図６（ｅ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が円形形状でベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に互いに半分ずれて２列に並んでいるパターンである。図６（ｆ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に３列に並んでいるパターンである。図６（ｇ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に４列に並んでいるパターンである。図６（ｈ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が図６（ｇ）より短い平面視で方形形状のベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に４列に並んでいるパターンである。図６（ｉ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が方形のリング状の膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に２列に並んでいるパターンである。
　図６（ｂ）～図６（ｉ）のいずれの高抵抗導電膜の配置パターンの場合も、６０ＧＨｚまでの高周波数において、隣接する高周波線路対間のクロストークが低減している。
　各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜のパターンである図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｆ）及び図６（ｇ）の中では、２列に並んでいるパターンが最もクロストーク特性が良好であった。
　各高抵抗導電膜が２列に並んでいるパターンである図６（ｃ）、図６（ｄ）、図６（ｅ）及び図６（ｉ）の中では、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜のパターンが最もクロストーク特性が良好であった。
　なお、図４（ａ）で示した高抵抗導電膜の配置パターンのクロストークの低減効果は、図６（ｂ）～図６（ｉ）で示した高抵抗導電膜の配置パターンよりも大きかった。
　図７に、種々の、平面視で方形形状のベタ膜の高抵抗導電膜の配置パターンについて、隣接する高周波線路対間のクロストーク特性の差異をシミュレーションで検討した結果を示す。図７に示したのはＳ４１特性のグラフである。横軸は信号周波数（ＧＨｚ）、縦軸は高周波線路対間のクロストーク（ｄＢ）を示す。図７（ａ）で示すグラフは、高抵抗導電膜を有さない場合（図８（ａ）参照）である。図８（ｂ）～図８（ｆ）のそれぞれのシミュレーション結果に対応する、高抵抗導電膜の配置パターンを図７（ｂ）～図７（ｆ）のそれぞれに示す。
　図８（ａ）は、高抵抗導電膜を有さない場合であり、比較のために示した。
　図８（ｂ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、図６（ｂ）で示した配置パターンと同じであり、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜で、高周波線路対が延在する方向に１列で並んでいるパターンである。図８（ｃ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、図６（ｃ）で示した配置パターンと同じであり、各高抵抗導電膜が平面視で方形形状のベタ膜である。また、高周波線路対が延在する方向に平行に２列に並んでいるパターンである。図８（ｄ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が図８（ｃ）より幅狭の平面視で方形形状のベタ膜である。また、高周波線路対が延在する方向に平行に２列に並んでおり、幅狭である分、図８（ｃ）よりも列間の距離が大きいパターンである。図８（ｅ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が図８（ｄ）と同程度に図８（ｃ）より幅狭であって平面視で方形形状のベタ膜である。また、高周波線路対が延在する方向に平行に、一方の高周波線路対に寄って２列に並んでおり、その分、高抵抗導電膜の列は他方の高周波線路対からの距離が大きいパターンである。図８（ｆ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、各高抵抗導電膜が図８（ｄ）と同程度に図８（ｃ）より幅狭であって平面視で方形形状のベタ膜であり、高周波線路対が延在する方向に平行に２列に並んでいる。一方の高抵抗導電膜の列は一方の高周波線路対に寄っており、他方の高抵抗導電膜の列は他方の高周波線路対に寄っている。また、２列の高抵抗導電膜の列間の距離は、高抵抗導電膜列と高周波線路対との距離よりも大きく、中央部分の空きが大きいパターンである。
　図８（ｃ）～図８（ｆ）に示す２列の高抵抗導電膜の配置パターンの中で、最も密に高抵抗導電膜が敷き詰められたパターンである、図８（ｃ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンが、６０ＧＨｚまでの高周波数全範囲で最もクロストーク特性が良好であった。
　図９（ａ）に、クロストーク特性が良好な他の高抵抗導電膜の配置パターンを示す。
　図９（ａ）に示す高抵抗導電膜の配置パターンは、複数の高抵抗導電膜が平面視で方形形状のものと平面視で三角形状のものからなる。また、この配置パターンは、高周波線路対が延在する方向に沿って並ぶ、略方形形状のものからなる第１列とその第１列を挟むように配置する略三角形状のものからなる２本の列とで構成されている。
　他方、図９（ｂ）は、高抵抗導電膜を有さない配置パターンに比べてクロストーク特性が良好にならない配置パターンを示す。
　この高抵抗導電膜の配置パターンでクロストーク特性が良好にならないのは、連続膜を有するためである。
　図１０に、クロストーク特性（Ｓ４１特性）の導電率依存性を調べた結果を示す。図１０中の符号（ａ）で示すグラフは、全周波数ポイントで平均をとったものであり、符号（ｂ）で示すグラフは、は３０ＧＨｚ～６０ＧＨｚで平均をとったものである。
　図１０から、導電率４×１０７〔ｓ／ｍ〕以下において、クロストーク特性が改善される領域があることがわかる。
　周波数範囲を３０ＧＨｚ～６０ＧＨｚに絞ると、クロストーク特性の改善効果はより顕著であり、改善効果は１０ｄＢ程度ある。
　図１１に、図１及び図２に示した第１実施形態に係る光変調器（４つの光変調部３０Ａ～３０Ｄとそれらの間に複数の高抵抗導電膜４０を有する光変調器）の一部を含む全体の一例の平面模式図を示す。
　図１１においては、マッハツェンダー光導波路と高周波線路対との配置関係を示すために、高周波線路対よりも下の層に位置しているマッハツェンダー光導波路を点線で図示した。また、図１２に、図１１で示した本発明の光変調器の光導波路のみの平面模式図を示す。
　図１１に示す光変調器１００Ａは、直線部と湾曲部とを有する４つのマッハツェンダー光導波路２０を含む光導波路１２０と、一対の差動高周波信号を印加するための２本の信号電極１０ａ、１０ｂからなる高周波線路対１０を含む高周波線路１１０と、隣接する高周波線路対の間に、高周波線路対から離間して配置する複数の高抵抗導電膜１４０と、を備える。なお、図１１において、複数の高抵抗導電膜１４０は図示の都合上、連続膜として描いているが、図６、図８及び図９に例示したように、孤立した複数の各高抵抗導電膜からなるものを示している。
　図１１に示す光変調器１００Ａは、直線部の断面構造（例えば、図１１のＢ－Ｂ’線に沿った断面構造）が図２に示した断面構造に対応するように構成されている。
　光導波路１２０は、入力光Ｓｉが入力する入力光導波路１２０ｉと、入力光導波路１２０から分岐した分岐光導波路１２０ｉｉ、１２０ｉｊと、分岐光導波路１２０ｉｉ、１２０ｉｊのそれぞれから分岐した分岐光導波路１２０ｉｉｉ及び１２０ｉｉｊと、分岐光導波路１２０ｉｊｉ及び１２０ｉｊｊと、分岐光導波路１２０ｉｊｊ、１２０ｉｊｉ、１２０ｉｉｊ及び１２０ｉｉｉのそれぞれから分岐したマッハツェンダー光導波路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄと、マッハツェンダー光導波路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄを進行してきた光が合波され、合波され変調された変調光が進行する合波光導波路１２０ｏ１、１２０ｏ２、１２０ｏ３及び１２０ｏ４と、を備える。合波光導波路１２０ｏ１、１２０ｏ２、１２０ｏ３及び１２０ｏ４をそれぞれ進行してきた光は、変調光Ｓｏ１、Ｓｏ２、Ｓｏ３及びＳｏ４として合波光導波路１２０ｏ１、１２０ｏ２、１２０ｏ３及び１２０ｏ４から出力される。
　マッハツェンダー光導波路２０を構成するマッハツェンダー光導波路２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄはそれぞれ、直線部と湾曲部とを有し、全体として略Ｓ字形状の光導波路となっている。
　マッハツェンダー光導波路２０Ａは、直線部２０Ａｓ１、２０Ａｓ２、２０Ａｓ３と湾曲部２０Ａｃ１、２０Ａｃ２とを備え、直線部２０Ａｓ１、湾曲部２０Ａｃ１、直線部２０Ａｓ２、湾曲部２０Ａｃ２、直線部２０Ａｓ３の順に連結されてなる。
　マッハツェンダー光導波路２０Ｂは、直線部２０Ｂｓ１、２０Ｂｓ２、２０Ｂｓ３と湾曲部２０Ｂｃ１、２０Ｂｃ２とを備え、直線部２０Ｂｓ１、湾曲部２０Ｂｃ１、直線部２０Ｂｓ２、湾曲部２０Ｂｃ２、直線部２０Ｂｓ３の順に連結されてなる。
　マッハツェンダー光導波路２０Ｃは、直線部２０Ｃｓ１、２０Ｃｓ２、２０Ｃｓ３と湾曲部２０Ｃｃ１、２０Ｃｃ２とを備え、直線部２０Ｃｓ１、湾曲部２０Ｃｃ１、直線部２０Ｃｓ２、湾曲部２０Ｃｃ２、直線部２０Ｃｓ３の順に連結されてなる。
　マッハツェンダー光導波路２０Ｄは、直線部２０Ｄｓ１、２０Ｄｓ２、２０Ｄｓ３と湾曲部２０Ｄｃ１、２０Ｄｃ２とを備え、直線部２０Ｄｓ１、湾曲部２０Ｄｃ１、直線部２０Ｄｓ２、湾曲部２０Ｄｃ２、直線部２０Ｄｓ３の順に連結されてなる。
　光変調器では素子長が長いことが小型化のための課題となることが多い。光変調器１００Ａのように光導波路を折り返して構成することで素子長を大幅に短くでき、小型化が可能となる。特に、ニオブ酸リチウム膜により形成された光導波路は、曲率半径を例えば５０μｍ程度まで小さくしても損失が小さいという特徴があり、本実施形態に適している。
　各々、２本の信号電極１０ａ、１０ｂを構成される４つの高周波線路対１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄはいずれも、マッハツェンダー光導波路の平面視形状に対応して、直線部と湾曲部を有する。
　高周波線路対１０Ａは、直線部１０Ａｓ１、１０Ａｓ２と湾曲部１０Ａｃとを有し、直線部１０Ａｓ１、湾曲部１０Ａｃ、直線部１０Ａｓ２の順に連結されてなる部分を含む。高周波線路対１０Ａの直線部１０Ａｓ１、１０Ａｓ２及び湾曲部１０Ａｃは、マッハツェンダー光導波路２０Ａの直線部２０Ａｓ２及び２０Ａｓ３と湾曲部２０Ａｃ２の上方に配置する。
　高周波線路対１０Ｂは、直線部１０Ｂｓ１、１０Ｂｓ２と湾曲部１０Ｂｃとを有し、直線部１０Ｂｓ１、湾曲部１０Ｂｃ、直線部１０Ｂｓ２の順に連結されてなる部分を含む。高周波線路対１０Ｂの直線部１０Ｂｓ１、１０Ｂｓ２及び湾曲部１０Ｂｃは、マッハツェンダー光導波路２０Ｂの直線部２０Ｂｓ２及び２０Ｂｓ３と湾曲部２０Ｂｃ２の上方に配置する。
　高周波線路対１０Ｃは、直線部１０Ｃｓ１、１０Ｃｓ２と湾曲部１０Ｃｃとを有し、直線部１０Ｃｓ１、湾曲部１０Ｃｃ、直線部１０Ｃｓ２の順に連結されてなる部分を含む。高周波線路対１０Ｃの直線部１０Ｃｓ１、１０Ｃｓ２及び湾曲部１０Ｃｃは、マッハツェンダー光導波路２０Ｃの直線部２０Ｃｓ２及び２０Ｃｓ３と湾曲部２０Ｃｃ２の上方に配置する。
　高周波線路対１０Ｄは、直線部１０Ｄｓ１、１０Ｄｓ２と湾曲部１０Ｄｃとを有し、直線部１０Ｄｓ１、湾曲部１０Ｄｃ、直線部１０Ｄｓ２の順に連結されてなる部分を含む。高周波線路対１０Ｄの直線部１０Ｄｓ１、１０Ｄｓ２及び湾曲部１０Ｄｃは、マッハツェンダー光導波路２０Ｄの直線部２０Ｄｓ２及び２０Ｄｓ３と湾曲部２０Ｄｃ２の上方に配置する。
　高周波線路対１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄはそれぞれ、終端抵抗１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄに接続されている。
　隣接する高周波線路対間に配置する複数の高抵抗導電膜４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、いずれも、高周波線路対の平面視形状に対応して、直線部と湾曲部を有する。
　複数の高抵抗導電膜４０Ａは、直線部４０Ａｓ１、４０Ａｓ２と湾曲部４０Ａｃとを有し、直線部４０Ａｓ１、湾曲部４０Ａｃ、直線部４０Ａｓ２の順に連結されてなる。複数の高抵抗導電膜４０Ａの直線部４０Ａｓ１、４０Ａｓ２及び湾曲部４０Ａｃは、高周波線路対１０Ａの直線部１０Ａｓ１、湾曲部１０Ａｃ、直線部１０Ａｓ２と、高周波線路対１０Ｂの直線部１０Ｂｓ１、湾曲部１０Ｂｃ、直線部１０Ｂｓ２との間に配置する。
　複数の高抵抗導電膜４０Ｂは、直線部４０Ｂｓ１、４０Ｂｓ２と湾曲部４０Ｂｃとを有し、直線部４０Ｂｓ１、湾曲部４０Ｂｃ、直線部４０Ｂｓ２の順に連結されてなる。複数の高抵抗導電膜４０Ｂの直線部４０Ｂｓ１、４０Ｂｓ２及び湾曲部４０Ｂｃは、高周波線路対１０Ｂの直線部１０Ｂｓ１、湾曲部１０Ｂｃ、直線部１０Ｂｓ２と、高周波線路対１０Ｃの直線部１０Ｃｓ１、湾曲部１０Ｃｃ、直線部１０Ｃｓ２との間に配置する。
　複数の高抵抗導電膜４０Ｃは、直線部４０Ｃｓ１、４０Ｃｓ２と湾曲部４０Ｃｃとを有し、直線部４０Ｃｓ１、湾曲部４０Ｃｃ、直線部４０Ｃｓ２の順に連結されてなる。複数の高抵抗導電膜４０Ｃの直線部４０Ｃｓ１、４０Ｃｓ２及び湾曲部４０Ｃｃは、高周波線路対１０Ｃの直線部１０Ｃｓ１、湾曲部１０Ｃｃ、直線部１０Ｃｓ２と、高周波線路対１０Ｄの直線部１０Ｄｓ１、湾曲部１０Ｄｃ、直線部１０Ｄｓ２との間に配置する。
　本実施形態では、複数の高抵抗導電膜４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃはいずれも、高周波線路対の平面視形状に対応して、直線部と湾曲部を有するが、これに限定されない。
　例えば、複数の高抵抗導電膜は直線部のみを有する構成であってもよい。複数の高抵抗導電膜は互いに離隔して配置するが、複数の高抵抗導電膜を直線状に配置する場合には、曲線状に配置する場合と違って、クロストーク特性の抑制の設計がしやすい。
　また、高周波線路対が複数の直線部や複数の湾曲部を有する場合には、高周波線路対の複数の直線部の間のうちのいずれかの間にのみ複数の高抵抗導電膜を有する構成であってもよいし、また、高周波線路対の複数の湾曲部の間のうちのいずれかの間にのみ複数の高抵抗導電膜を有する構成であってもよい。
１ 基板
２ 導波層
３ 保護層
４ バッファ層
５ 絶縁層
１０ 電極層
１０ａ、１０ｂ 信号電極
２０ マッハツェンダー光導波路
２０ａ　第１の光導波路
２０ｂ　第２の光導波路
１００、１００Ａ　光変調器
Ｓｉ 入力光
Ｓｏ１、Ｓｏ２、Ｓｏ３、Ｓｏ４ 変調光

Claims (4)

  1. 　２本の光導波路からなるマッハツェンダー光導波路と、前記２本の光導波路に沿って配置し、一対の差動高周波信号を印加するための２本の信号電極からなる高周波線路対とを有する光変調部を複数備え、
    　隣接する前記高周波線路対の間に、前記高周波線路対から離間して複数の高抵抗導電膜を備える、光変調器。
  2. 　前記複数の高抵抗導電膜は、前記高周波線路対が延在する方向に沿って並んで配置している、請求項１に記載の光変調器。
  3. 　前記複数の高抵抗導電膜は少なくとも２つ以上が同じ形状である、請求項１又は２のいずれかに記載の光変調器。
  4. 　前記高抵抗導電膜の導電率は、１０～１×１０８〔ｓ／ｍ〕である、請求項１～３のいずれか一項に記載の光変調器。
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