光调制器制造技术

本发明专利技术提供一种光调制器。在光调制器中，降低信号电极间的电气串扰，而不会导致由信号电极和接地电极构成的信号线路的高频特性的变化。一种光调制器，由在具有电光效应的基板上设置的多个光波导构成，具备：多个信号电极，对在所述光波导中传播的光波进行控制；以及多个接地电极，以夹着该信号电极的方式设置，至少一个所述接地电极由第一层和形成在该第一层之上的第二层构成，所述第二层形成为，该第二层和与该第二层相邻的信号电极之间的距离大于所述第一层和所述相邻的信号电极之间的距离，由所述第一层及所述第二层构成的所述接地电极的厚度为25μm以上。

【技术实现步骤摘要】
光调制器
本专利技术涉及由形成在基板上的光波导构成的光调制器，尤其是涉及通过向并列地设置在基板上的光波导施加电场来进行光调制等动作的光调制器。
技术介绍
近年来，在光通信或光计测的领域中，大多使用在具有电光效应的基板上形成有光波导的光调制器等波导型光元件。波导型光元件通常与上述光波导一起具备用于控制在该光波导内传播的光波的控制电极。作为这样的波导型光元件，广泛地使用例如将作为强电介质结晶的铌酸锂(LiNbO3)(也称为“LN”)使用于基板而得到的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)型光调制器。马赫-曾德尔型光调制器具备马赫-曾德尔型光波导，该马赫-曾德尔型光波导由用于从外部导入光的入射波导、用于使由该入射波导导入的光分为2条路径传播的分支部、在分支部的后段使分支后的各个光传播的2条并列波导以及用于将在该2条并列波导中传播的光进行合波而向外部输出的出射波导构成。另外，马赫-曾德尔型光调制器具备控制电极，该控制电极用于通过施加电压而利用电光效应来使在上述并列波导内传播的光波的相位变化而进行控制。该控制电极通常由在上述并列波导的上部或其附近形成的RF(高频)信号电极(以下称为“信号电极”)和与该信号电极分离地配置的接地电极构成。近年来，为了满足大容量高速光传送的需要，研究使用了相位调制的多级调制方式，并将一部分进行商用化。例如，在被称为QPSK(四比特相位偏移调制，QuadraturePhaseShiftKeying)或16QAM(直角相位振幅调制，QuadratureAmplitudeModulation)的光调制方式中，使用嵌套式光调制器。该嵌套式光调制器在相当于马赫-曾德尔型光波导的2个并列波导的部分分别形成另外的马赫-曾德尔型光波导，关于构成2个该另外的马赫-曾德尔型光波导的共计4条并列波导，通过使在该并列波导中传播的光波的相位分别变化来进行光调制动作。另一方面，对于光传送容量的增大化的市场要求逐年增加，伴随着对于光传送装置的小型化、宽频带化的不间断的要求，这样的嵌套式光调制器的小型化、宽频带化的要求不断增强。尤其是关于调制频带，例如在100Gbps传送中，目前为止使用最大为32Gbaud的符率，而且，在超过400Gbps的传送系统中，正研究超过于此的最大为64Gbaud的符率的应用。然而，在上述的嵌套式光调制器中，在上述4条并列波导设置的多个信号电极相互接近，因此在调制频率进行宽频带化时，信号电极间的电气串扰引起的特性劣化无法忽视。尤其是在以往的光调制器中，为了在所希望的频带确保高频特性，通常提高信号电极的高度而降低该信号电极的导体损失。因此，信号电极的高度远高于周围的接地电极(ground电极、GND电极)的高度，在相邻的信号电极间设置的接地电极的对于该相邻的信号电极相互的屏蔽效果受限。其结果是，信号电极的高度越高，则该相邻的信号电极间的串扰越显著。为了抑制这样的电气串扰，虽然扩宽信号电极间的间隔有效，但是为此需要扩宽构成嵌套式光调制器的并列波导间的间隔，嵌套式光调制器的宽度方向(与光传播方向正交的方向)的尺寸大型化。而且，从将在光波导中传播的光的损失维持得较低的观点出发，使光波导的曲率减少的情况存在极限，如果并列波导间的间隔变宽，则并列波导至入射波导及出射波导的距离也变大，因此嵌套式光调制器的长度方向(与光传播方向平行的方向)的尺寸也大型化。作为不增宽信号电极间的间隔而降低电气串扰的其他的方法，可考虑通过缩窄信号电极的宽度或缩窄信号电极与接地电极的间隔等，来减小由信号电极和接地电极构成的信号线路的宽度方向尺寸，由此降低从信号电极向空间放射的电力线。然而，这种情况下，除了信号电极的电气损失增加之外，还会导致使嵌套式光调制器动作的驱动电路与上述信号线路的阻抗的不匹配、光波导内的光的传播速度与在上述信号线路中传播的电气信号的传播速度的不匹配(传播速度不匹配)等高频特性的变化，并非上策。作为抑制电气串扰的又一方法，已知有将由信号电极夹着的接地电极的高度形成得比信号电极高，或者将导体丝或导体带在接地电极上呈圆弧状地立起的方法(参照专利文献1)。然而，为了将接地电极形成得比信号电极高而需要附加的电极金属的形成工序，为了使导体丝立起而需要多余的键合工序，从制造工序的复杂度的观点出发都并非上策。而且，如果进行多余的键合，则多余地产生对基板的损害或应力，从成品率下降或可靠性的观点出发也会成为问题。这样的问题在对基板进行了薄板化的情况下尤为显著。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特许第5271369号
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】由于上述背景，在对多个光波导进行调制的多个信号电极并列地形成于基板上的波导型光元件中，希望降低信号电极间的电气串扰，而不会导致制造工序的复杂化，且不会导致由信号电极和接地电极构成的信号线路的高频特性的变化。【用于解决课题的方案】本专利技术的一个方式是一种光调制器，是由在具有电光效应的基板上并列设置的多个光波导构成的波导型光元件。该光调制器具备：多个信号电极，对在所述光波导中分别传播的光波进行控制且并列设置；以及多个接地电极，以在所述基板的面方向上夹着所述信号电极的方式设置。在此，至少一个所述接地电极由第一层和形成在该第一层之上的第二层构成，所述第二层形成为，该第二层和与该第二层相邻的信号电极之间的距离大于所述第一层和所述相邻的信号电极之间的距离，由所述第一层及所述第二层构成的所述接地电极的厚度为25μm以上。根据本专利技术的另一方式，所述信号电极的厚度与所述接地电极的第二层的厚度相同。根据本专利技术的另一方式，所述信号电极由形成在所述基板上的第三层和形成在该第三层之上的第四层构成，所述第二层形成为，该第二层和与该第二层相邻的信号电极的所述第四层之间的距离大于所述第一层和所述相邻的信号电极的所述第三层之间的距离。根据本专利技术的另一方式，所述第三层的厚度与所述第一层的厚度相同，所述第四层的厚度与所述第二层的厚度相同。根据本专利技术的另一方式，所述第一层与所述第二层由彼此不同的材料构成。根据本专利技术的另一方式，所述第一层与所述第三层由相同材料构成，所述第二层与所述第四层由相同材料构成。根据本专利技术的另一方式，所述基板由LiNbO3构成，且厚度小于30μm。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的波导型光元件的结构的俯视图。图2A是图1所示的波导型光元件的AA剖面。图2B是图1所示的波导型光元件的BB剖面。图3A是用于说明图1所示的波导型光元件的、GND电极的上部层的厚度与信号电极间串扰之间的关系的说明图。图3B是用于说明图1所示的波导型光元件的、GND电极的上部层的厚度与信号电极间串扰之间的关系的说明图。图4是表示图1所示的波导型光元件的第一变形例的图。图5是表示图1所示的波导型光元件的第二变形例的图。图6是图5所示的第二变形例的DD剖面。图7是表示图1所示的波导型光元件的第三变形例的剖视图。图8是表示图1所示的波导型光元件的第四变形例的剖视图。标号说明10、10-1、10-2、10-3、10-4···波导型光元件，100、100″′···LN基板，102、104···MZ波导，106···嵌套式MZ波导，108、110、112、114···光波导，118、120、118′、120′、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光调制器，是由在具有电光效应的基板上并列设置的多个光波导构成的波导型光元件，其特征在于，具备：多个信号电极，对在所述光波导中分别传播的光波进行控制且并列设置；以及多个接地电极，以在所述基板的面方向上夹着所述信号电极的方式设置，至少一个所述接地电极由第一层和形成在该第一层之上的第二层构成，所述第二层形成为，该第二层和与该第二层相邻的信号电极之间的距离大于所述第一层和所述相邻的信号电极之间的距离，由所述第一层及所述第二层构成的所述接地电极的厚度为25μm以上。

【技术特征摘要】
2017.03.31 JP 2017-0697351.一种光调制器，是由在具有电光效应的基板上并列设置的多个光波导构成的波导型光元件，其特征在于，具备：多个信号电极，对在所述光波导中分别传播的光波进行控制且并列设置；以及多个接地电极，以在所述基板的面方向上夹着所述信号电极的方式设置，至少一个所述接地电极由第一层和形成在该第一层之上的第二层构成，所述第二层形成为，该第二层和与该第二层相邻的信号电极之间的距离大于所述第一层和所述相邻的信号电极之间的距离，由所述第一层及所述第二层构成的所述接地电极的厚度为25μm以上。2.根据权利要求1所述的光调制器，其中，所述信号电极的厚度与所述接地电极的第二层的厚度相同。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎德一，细川洋一，菅又徹，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP