光调制器制造技术

本发明专利技术提供一种光调制器，具有：光导（３），其形成在具有光电效应的基板（１）上；行波电极（４），其形成在基板（１）的一侧面、由用于加载对光进行调制的高频电信号的高频电信号用的中心导体（４ａ）及接地导体（４ｂ）、（４ｃ）构成；偏置电极，其由用于对光加载偏置电压的中心导体（２２ａ）、（２３ａ）及接地导体（２２ｂ）、（２２ｃ）、（２３ｂ）、（２３ｃ）构成，在光导（３）上，具有：高频电信号用相互作用部（２０），其通过对行波电极（４）加载高频电信号来调制光的相位；偏压用相互作用部（１９）、（２１），其通过对偏置电极加载偏置电压来调整光的相位，该光调制器隔着高频电信号用相互作用部（２０），在光传播方向的前后具有偏压用相互作用部（１９）、（２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于高速、驱动电压低、且DC偏压小、制作成品率高的光调 制器的领域。
技术介绍
象铌酸锂(LiNb03)那样，通过施加电场改变折射率，在所谓的具有 光电效应的基板(以下，将铌酸锂基板简称为LN基板)上形成光导和行波 电极的行波电极型铌酸锂光调制器(以下，简称为LN光调制器)，因其良 好的线性调频脉冲特性而适用于2.5Gbit/s、 10Gbit/s的大容量光传送系统。 最近，正在研究应用于更大容量的40Gbit/s的超大容量光传送系统，有望作 为关键设备而使用。(第一现有技术)该LN光调制器具有使用z -切割基板的类型和使用x -切割基板的类 型(或y-切割基板)。在此，作为第一现有技术，例举使用x-切割LN基 板和共面波导(CPW)行波电极的x-切割基板LN光调制器，其立体图如 图3所示。图4是图3的A-A，的剖面图。另外，以下的论述对z-切割基 4反也同才羊成立。如图所示，LN光调制器具有x-切害']LN基板1;在1.3^1或1.55jim 等光通信所使用的波长区域，厚度为200nm~ lpm左右透明的Si02緩沖层 2;以及在x-切割LN基板1上蒸镀Ti后，在1050。C热扩散大约10小时 而形成的、构成马赫-泽德干涉系(或马赫-泽德光导)的光导3。另外， 光导3具有在电信号和光相互作用的部位(称为相互作用部)的光导(或 相互作用光导)、即马赫-泽德光导的两条支路3a、 3b。 CPW行波电极4 由中心导体4a、接地导体4b、 4c构成。在该第一现有技术中，因中心导体4a和接地导体4b、 4c之间重叠加 载偏置电压(通常是DC偏置电压)和高频电信号(也称为RF电信号)， 所以，在相互作用光导，不仅RF电信号，而且DC偏置电压也改变光的相位。另外，由于电信号的微波有效折射率nm接近在光导3a、 3b传播的光的 有效折射率n。，所以緩冲层2起到扩大光调制区域的重要作用。接着，说明这样构成的LN光调制器的动作。在使该LN光调制器动作 中，必需在中心导体4a和接地导体4b、 4c之间加载DC偏置电压和RF电 信号。图5所示的电压-光输出特性是某状态下LN光调制器的电压-光输 出特性，Vb是此时的DC偏置电压。如图5所示，通常DC偏置电压Vb 设定在光输出特性的峰和谷的中点上。图6详细地表示第一现有技术的实际安装形态和电连接。在此，安装 的LN光调制器具有由金属形成的框体5;用于将RF电信号即微波从外 部电路输入到LN光调制器的、RF电信号输入用的连接器6; RF电信号输 入用的连接器6的芯线7;用于取出RF电信号的RF电信号输出用的连接 器8; RF电信号输出用的连接器8的芯线9。并且，还具有将内置于电 信号源11中的DC成分截止的电容器10;电气终端12;去除DC成分的电 容器13;用于加载DC偏置电压的DC电源14。因具有两个电容器10和 13，所以来自DC电源14的DC成分不会作为电流流动。通常，为了小型化和降低成本，多数情况下终端12、电容器13内置于 框体5中，并且，来自DC电源14的DC偏置电压经由替换RF电信号输出 用连接器8的、简单的插头、导线供给。在此，有重要的地方需要注意。在光通信中，LN光调制器用于称为发 送应答器的发送接收装置中，但因该发送应答器上搭载有很多机器，所以 LN光调制器和其它机器之间的相对位置被固定。换句话说，用于将RF电 信号输入到LN光调制器中的连接器6的位置相对于框体5不能任意设定， 大致唯一地确定。另 一方面，框体5内的x -切割LN基板1的位置也大致 确定。即，为了输入RF电信号而使用的连接器6的芯线7的位置大致唯一地 确定在x-切割LN基板1上、图6中B所示的位置。图7表示从第一现有实施例的上面看到的示意图。如前所述，在LN 光调制器中，在x-切割LN基板1上，为了输入RF电信号而固定使用的 连接器6的芯线7的位置在图中作为B位置大致自动确定。因此，对行波 电极4的中心导体4a和接地导体4b、4c加载的RF电信号和DC偏置电压，与光相互作用的相互作用部15的长度L,也自动确定。另外，从为了输入RF电信号而使用的连接器6的芯线7的位置B到 光和RF电信号的相互作用部的电极(在图6和图7所示的区域部40称为 馈通部)，通常为了抑制RF电信号的反射，相对于x -切割LN基板1的长 度方向的侧面大致垂直地设定。因此，在马赫-泽德光导的两条光导3a、 3b中，从芯线7的位置B开始的位于光输入侧的区域通常不改变光的相位。并且，在该第一现有技术中，长度L,的相互作用部15具有图4所示的 Si02緩冲层2，对该Si02緩冲层2加载DC偏置电压Vb。但是，众所周知 的是，因该Si02緩沖层2电阻高，所以通过此处的电压下降而产生所谓的 DC漂移。该DC漂移对LN光调制器的可靠性产生恶劣影响。 (第二现有技术)图8表示第二现有技术的、试图解决第一现有技术中的DC漂移问题 而从上方看到的示意图。如前所述，第一现有技术中的大问题即DC漂移是如下所述的原因引 起的，即，对第一现有技术的Si02緩沖层2加载DC偏置电压，在此处因 存在DC电压下降。因此，在该第二现有技术中，首先，由于具有被加载 RF电信号的长度乙2的RF电信号相互作用部17;具有由被加载DC偏置电 压的长度L3的中心导体16a、接地导体16b、 16c构成的偏置电极的DC偏 压用相互作用部18，从而，将加载RF电信号的区域(17)和加载DC偏置 电压的区域(18)分离。并且，由表示图8的C-C，线剖面图的图9可知， DC偏压用相互作用部18没有作为第一现有#_术所示的图4中存在的Si02 緩冲层2。因此，在该第二现有技术中，不存在因Si02缓沖层2而导致的DC漂 移，作为有效提高LN光调制器可靠性的方法而被采用。但是，即便是图8所示的第二现有技术的情况，未图示的为了输入RF 电信号而使用连接器6的芯线7的位置B与图7所示的第一现有技术的情 况相同。即，加载RF电信号的RF电信号用相互作用部17的长度L2和加载DC 偏置电压的DC偏压用相互作用部18的长度L3构成为，把第一现有技术所 示的图7中的RF电信号和DC偏置电压与光相互作用的相互作用部15的 长度L,进行分割。因此，如果增长加载RF电信号的RF电信号用相互作用部17的长度L2，则加载DC偏置电压的DC偏压用相互作用部18的长度 L3变短，与此相反，如果增长fc)C偏庄用相互作用部18的长度L3，则RF 电信号用相互作用部17的长度L2变短。如果DC偏压用相互作用部18的长度L3短，则必需增大加载到DC偏 压用相互作用部18的中心导体16a和接地导体16b、16c上的DC偏置电压。 这样，中心导体16a与接地导体16b、 16c之间的电场强度增高，从而产生 因LN基板1中的高内部电场强度而引起的LN基板内的DC漂移。另一方面，如果RF电信号用相互作用部17的长度L2短，则RF驱动 电压增高。为了避免这种情况，不得不设定厚度薄的RF电信号用相互作用 部17的Si02緩沖层2 (未图示)，从RF电信号和光的速度匹配、以及特性 阻抗来看，导致不利。另外，即便在第二现有技术中，从为了输入RF电信号而使用的未图示 的连接器6的芯线7的位置B到光和R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光调制器，具有：基板，其具有光电效应；光导，其形成在该基板上，用于对光进行导波；行波电极，其形成在所述基板的一侧面、并且有用于加载调制所述光的高频电信号的高频电信号用中心导体及接地导体；偏置电极，其具有用于对所述光加载偏置电压的中心导体及接地导体，在所述光导上，具有：高频电信号用相互作用部，其通过对所述行波电极加载所述高频电信号来调制所述光的相位；偏压用相互作用部，其通过对所述偏置电极加载偏置电压来调整所述光的相位，其特征在于，隔着所述高频电信号用相互作用部，在所述光传播方向的前后具有所述偏压用相互作用部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野健治，名波雅也，佐藤勇治，内田靖二，五十岚信弘，中平彻，仙田宏明，
申请(专利权)人：安立股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]