光调制器制造技术

本发明专利技术提供具有能够减小DC漂移的装置结构的光调制器。光调制器(100)具备：基板(1)；波导层(2)，其由在基板(1)上脊状地形成的电光材料膜构成，且包含互相相邻的第一和第二光波导(10a、10b)；RF部(S

light modulator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光调制器
本专利技术涉及一种在光通信和光学测量领域中使用的光调制器，特别是涉及一种马赫曾德尔型光调制器的电极构造。
技术介绍
随着互联网的普及，通信量急剧增加，光纤通信的重要性变得非常高。光纤通信将电信号转换为光信号，并通过光纤传输光信号，并且具有宽频带、低损耗、抗噪声等的特征。作为将电信号转换为光信号的方式，已知有利用半导体激光器的直接调制方式和使用了光调制器的外部调制方式。直接调制不需要光调制器且成本低，但是对高速调制有极限，在高速且长距离的应用中，使用外部调制方式。作为光调制器，在铌酸锂单晶基板的表面附近通过Ti(钛)扩散形成了光波导的马赫曾德尔型光调制器被实用化(例如，参照专利文献1)。马赫曾德尔型光调制器是使用具有将从一个光源发出的光分成两束，使其通过不同的路径之后，再次使其叠加以引起干涉的马赫曾德尔干涉仪的构造的光波导(马赫曾德尔光波导)的光调制器，40Gb/s以上的高速的光调制器被商用化，但是其全长长达10cm左右成为大的缺点。相对于此，在专利文献2和3中公开了一种使用了c轴取向的铌酸锂膜的马赫曾德尔型光调制器。使用了铌酸锂膜的光调制器与使用了铌酸锂单晶基板的光调制器相比，能够大幅地小型化以及低驱动电压化。在刚对光调制器的电极施加了电压之后以及经过了充分长的时间之后，观察到施加于光波导的电压发生变化，从而来自于光调制器的出射光也发生变化的现象。施加于光波导的电压的变化被称为DC漂移，期望在光调制器中尽可能地抑制DC漂移。在专利文献4中记载了为了在使用了铌酸锂等的晶体基板的波导型的光装置中抑制DC漂移，通过将磷(P)等的V族元素或氯(Cl)掺杂于晶体基板，将晶体基板的内部或表面的可动离子不动化。另外，在专利文献5中记载了在铌酸锂晶体基板上设置有互相接近的两根光波导和在其附近接地的控制用电极而成的定向耦合器型光控制装置中，为了使DC漂移减小，在铌酸锂晶体基板设置电阻率比铌酸锂的块晶的电阻率低的低电阻区域。低电阻区域可以通过将铌酸锂基板浸渍于加热了的苯甲酸或焦磷酸等的酸之中，使铌酸锂中的锂离子(Li+)交换为质子(H+)的质子离子交换法来形成。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4485218号公报专利文献2：日本特开2006-195383号公报专利文献3：日本特开2014-6348号公报专利文献4：日本特开平5-113513号公报专利文献5：日本特开平5-66428号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题如上所述，DC漂移是光调制器中重要的问题，期望一种能够不使用掺杂有P或Cl等的特别的铌酸锂晶体而抑制DC漂移的装置构造。因此，本专利技术的目的在于，提供一种具有使DC漂移减小并且能长期稳定地控制的装置构造的光调制器。解决问题的技术手段为了解决上述问题，本专利技术的光调制器，其特征在于，具备：基板；波导层，其由在所述基板上脊状地形成的电光材料膜构成，且包含互相相邻的第一和第二光波导；RF部，其对所述第一和第二光波导施加调制信号；以及DC部，其对所述第一和第二光波导施加DC偏置，所述DC部包含：缓冲层，其至少覆盖所述第一和第二光波导的上表面；第一偏置电极，其经由所述缓冲层而与所述第一光波导相对；以及第二偏置电极，其邻接于所述第一偏置电极而设置，对所述第一偏置电极和所述第二偏置电极之间施加第一DC偏压，至少在所述第一偏置电极和所述第二偏置电极之间的第一电极分离区域的下方，设置有所述波导层的至少一部分被去除了的波导层去除区域。根据本专利技术，可以阻止由于对第一和第二偏置电极之间持续施加DC偏置而导致的可动离子的移动，从而减小DC漂移。因此，可以提供一种能够长期稳定地控制的光调制器。在本专利技术中，优选，所述DC部还包含：第三偏置电极，其经由所述缓冲层而与所述第二光波导相对；以及第四偏置电极，其邻接于所述第三偏置电极而设置，对所述第三偏置电极和所述第四偏置电极之间施加第二DC偏压，在所述第三偏置电极和所述第四偏置电极之间的第二电极分离区域的下方，设置有所述波导层去除区域。在该情况下，优选，从所述第一偏置电极观察，所述第二偏置电极位于所述第三偏置电极的相反侧，从所述第三偏置电极观察，所述第四偏置电极位于所述第一偏置电极的相反侧。根据该结构，可以减小具有所谓双驱动型的电极构造的光调制器的DC漂移。在本专利技术中，优选，所述DC部还包含：设置于所述第一偏置电极和所述第三偏置电极之间的第五偏置电极，在所述第一偏置电极和所述第五偏置电极之间的第三电极分离区域的下方以及所述第三偏置电极和所述第五偏置电极之间的第四电极分离区域的下方，设置有所述波导层去除区域。根据该结构，可以减小具有所谓双驱动型的电极构造的光调制器的DC漂移。在本专利技术中，优选，所述第二偏置电极经由所述缓冲层而与所述第二光波导相对。根据该结构，可以不仅将DC偏置施加于第一光波导，而且可以施加于第二光波导。在本专利技术中，优选，所述波导层去除区域是所述波导层与所述缓冲层一同被去除而露出所述基板的区域。在该情况下，所述波导层去除区域可以是所述基板的一部分被进一步去除了的区域。再有，所述波导层去除区域可以是所述波导层的一部分与所述缓冲层一同被去除，所述基板被所述波导层的剩余部分覆盖的区域。在任一结构中，由于在DC部的电极分离区域均设置有波导层去除区域，因此可以减小DC漂移。在本专利技术中，优选，所述DC部进一步包含以覆盖所述第一和第二光波导的两侧的侧面的方式形成于所述波导层和所述缓冲层之间的保护层，所述波导层去除区域是所述波导层与所述缓冲层和所述保护层一同被去除了的区域。根据该结构，可以保护光波导的侧面并且减小DC漂移。在本专利技术中，优选，所述RF部包含：第一和第二信号电极，其经由所述缓冲层而与所述第一和第二光波导分别相对；第一接地电极，其邻接于所述第一信号电极而设置；以及第二接地电极，其邻接于所述第二信号电极而设置，所述第一信号电极和所述第一接地电极之间的第五电极分离区域的下方以及第二信号电极和所述第二接地电极之间的第六电极分离区域的下方的所述波导层不被去除而残留。根据该结构，可以一边在RF部中确保期望的电场效率一边减小DC漂移。在本专利技术中，优选，所述第一和第二光波导的各个具有至少一个直线部和至少一个弯曲部，所述RF部设置于在俯视时与所述直线部的一部分重叠的位置，所述DC部设置于在俯视时与所述直线部的另一部分重叠的位置。根据该结构，可以将光波导折返而构成，并且可以缩短元件长度。特别是在使用由铌酸锂膜构成的光波导的情况下，即使将曲率半径减小至例如50μm左右，损耗也小，因此本专利技术的效果显著。因此，可以谋求分别构成RF部和DC部的独立偏置方式的光调制器的小型化。在本专利技术中，优选，所述基板是单晶基板，所述电光材料膜为铌酸锂膜，所述铌酸锂膜是膜厚为2μm以下的外延膜，所述铌酸锂膜的c轴在相对于所述基板的主面垂直方向上取向。在由铌酸锂膜形成光调制器的马赫曾德尔光波导的情况下，可以形成极薄且线宽狭窄的光波导，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光调制器，其中，/n具备：/n基板；/n波导层，其由在所述基板上脊状地形成的电光材料膜构成，且包含互相相邻的第一和第二光波导；/nRF部，其对所述第一和第二光波导施加调制信号；以及/nDC部，其对所述第一和第二光波导施加DC偏置，/n所述DC部包含：/n缓冲层，其至少覆盖所述第一和第二光波导的上表面；/n第一偏置电极，其经由所述缓冲层而与所述第一光波导相对；以及/n第二偏置电极，其邻接于所述第一偏置电极而设置，/n对所述第一偏置电极和所述第二偏置电极之间施加第一DC偏压，/n至少在所述第一偏置电极和所述第二偏置电极之间的第一电极分离区域的下方，设置有所述波导层的至少一部分被去除了的波导层去除区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171002 JP 2017-1928121.一种光调制器，其中，
具备：
基板；
波导层，其由在所述基板上脊状地形成的电光材料膜构成，且包含互相相邻的第一和第二光波导；
RF部，其对所述第一和第二光波导施加调制信号；以及
DC部，其对所述第一和第二光波导施加DC偏置，
所述DC部包含：
缓冲层，其至少覆盖所述第一和第二光波导的上表面；
第一偏置电极，其经由所述缓冲层而与所述第一光波导相对；以及
第二偏置电极，其邻接于所述第一偏置电极而设置，
对所述第一偏置电极和所述第二偏置电极之间施加第一DC偏压，
至少在所述第一偏置电极和所述第二偏置电极之间的第一电极分离区域的下方，设置有所述波导层的至少一部分被去除了的波导层去除区域。


2.根据权利要求1所述的光调制器，其中，
所述DC部还包含：
第三偏置电极，其经由所述缓冲层而与所述第二光波导相对；以及
第四偏置电极，其邻接于所述第三偏置电极而设置，
对所述第三偏置电极和所述第四偏置电极之间施加第二DC偏压，
在所述第三偏置电极和所述第四偏置电极之间的第二电极分离区域的下方，设置有所述波导层去除区域。


3.根据权利要求2所述的光调制器，其中，
从所述第一偏置电极观察，所述第二偏置电极位于所述第三偏置电极的相反侧，
从所述第三偏置电极观察，所述第四偏置电极位于所述第一偏置电极的相反侧。


4.根据权利要求3所述的光调制器，其中，
所述DC部还包含：设置于所述第一偏置电极和所述第三偏置电极之间的第五偏置电极，
在所述第一偏置电极和所述第五偏置电极之间的第三电极分离区域的下方以及所述第三偏置电极和所述第五偏置电极之间的第四电极分离区域的下方，设置有所述波导层去除区域。


5.根据权利要求1所述的光调制器，其中，
所述第二偏置电极经由所述缓冲层而与所述第二光波导相对。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的光调制器，其中，
所述波导层去除区域是所述波导层与所述缓冲层一同被去除而露出所述基板的区域。


7.根据权利要求6所述的光调制器，其中，
所述波导层去除区域是所述基板的一部分被进一步去除了的区域。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的光调制器，其中，
所述波导层去除区域是所述波导层的一部分与所述缓冲层一同被去除，所述基板被所述波导层的剩余部分覆盖的区域。


9.根据权利要求6～8中任一项所述的光调制器，其中，
所述DC部进一步包含以覆盖所述第一和第二光波导的两侧的侧面的方式形成于所述波导层和所述缓冲层之间的保护层，
所述波导层去除区域是所述波导层与所述缓冲层和所述保护层一同被去除了的区域。


10.根据权利要求1～9中任一项所述的光调制器，其中，
所述RF部包含：
第一和第二信号电极，其经由所述缓冲层而与所述第一和第二光波导分别相对；
第一接地电极，其邻接于所述第一信号电极而设置；以及
第二接地电极，其邻接于所述第二信号电极而设置，
所述第一信号电极和所述第一接地电极之间的第五电极分离区域的下方以及第二信号电极和所述第二接地电极之间的第六电极分离区域的下方的所述波导层不被去除而残留。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩塚信治，远藤真，佐佐木权治，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP