光波导元件及光调制器制造技术

本发明专利技术的目的在于，在使用凸状光波导的光波导元件中，通过与控制传播光的电极的存在来有效地抑制在传播光中产生损失的情况。本发明专利技术的光波导元件具有：基板(220)，形成有光波导(226a)；及电极(230a、230b)，形成于基板之上，对在光波导中传播的光波进行控制，其中，上述光波导(226a)由在基板上延伸的凸部(300)构成，电极(230a、230b)由基底层(304a、304b)和上部层(302a、302b)构成，基底层(304a、304b)在电极(230a、230b)与上述基板之间由Nb构成，上部层(302a、302b)形成于基底层之上。302b)形成于基底层之上。302b)形成于基底层之上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光波导元件及光调制器


[0001]本专利技术涉及使用光波导的作为功能元件的光波导元件以及使用作为光波导元件的光调制元件的光调制器。

技术介绍

[0002]在高速/大容量光纤通信系统中，较多地使用装入有波导型的光调制器的光发送装置。其中，将具有电光效应的LiNbO3(以下，也称为LN)使用于基板的光调制元件与使用磷化铟(InP)、硅(Si)或砷化镓(GaAs)等半导体系材料的光调制元件相比，光的损失少且能实现宽带的光调制特性，因此在高速/大容量光纤通信系统中广泛使用。
[0003]另一方面，光纤通信系统中的调制方式受到近年来的传送容量的增大化的潮流的影响，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四比特相位偏移调制)、DP
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QPSK(Dual Polarization
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Quadrature Phase Shift Keying，双极化四相相移键控)等多级调制、对多级调制采用了偏振复用的传送制式成为主流。
[0004]近年来的互联网服务的普及加速会招致通信信息量的进一步的增大，光调制元件的进一步的小型化、宽带化、省电力化的研讨也不断推进。
[0005]作为这样的光调制元件的小型化、宽带化、省电力化的一个对策，使用通过在为了进一步增强基板中的信号电场与波导光的相互作用(即，为了提高电场效率)而薄膜化的LN基板(例如，厚度20μm以下)的表面形成带状的凸部所构成的肋型光波导或脊型光波导(以下，总称为凸状光波导)的光调制器也正被实用化(例如，专利文献1、2)。
[0006]目前，由于进一步的高速化，为了进一步提高电场效率，更接近凸状光波导的位置地设置电极的研讨也不断进展。作为电极的构造，主要使用Au(金)，但是Au由于对于LN基板的密合性低，在实用上得不到充分的固定强度，因此通常形成Ti(钛)的膜作为电极的基底层，由此确保电极相对于基板的固定强度。
[0007]然而，在本专利技术的专利技术人的见解中，在将具有上述的结构的以往的电极更接近肋型光波导的位置地设置的情况下，在凸状光波导中传播的光波会产生显著的光损失。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2007
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264548号公报
[0011]专利文献2：国际公开第2018/031916号说明书

技术实现思路

[0012]专利技术要解决的课题
[0013]从上述背景出发，在使用肋型光波导或脊型光波导等凸状光波导的光波导元件中，要求通过与凸状光波导接近设置的电极来抑制在传播光中产生损失的情况。
[0014]用于解决课题的方案
[0015]本专利技术的一方案涉及一种光波导元件，具有：基板，形成有光波导；及电极，形成于
所述基板之上，对在所述光波导中传播的光波进行控制，其中，所述光波导由在所述基板上延伸的凸部构成，所述电极由基底层和上部层构成，该基底层在所述电极与所述基板之间由Nb构成，该上部层形成于基底层之上。
[0016]根据本专利技术的另一方案，所述基底层为30nm以下的厚度。
[0017]根据本专利技术的另一方案，所述基底层形成于含有氧原子的所述基板上，或者形成于在所述基板上形成的氧化物的膜之上。
[0018]根据本专利技术的另一方案，所述基底层含有氧原子，Nb相对于氧的元素比率Nb/O为1.0以上。
[0019]根据本专利技术的另一方案，所述电极由在所述基板上在夹着所述光波导的位置沿着该光波导配置的多个电极构成。
[0020]本专利技术的另一方案涉及一种光调制器，具备：上述任一光波导元件，是进行光的调制的光调制元件；壳体，收容所述光波导元件；光纤，向所述光波导元件输入光；及光纤，将所述光波导元件输出的光向所述壳体的外部引导。
[0021]需要说明的是，本说明书包含在2020年9月30日提出申请的日本国专利申请特愿2020
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164627号的全部内容。
[0022]专利技术效果
[0023]根据本专利技术，在使用肋型光波导或脊型光波导等凸状光波导的光波导元件中，通过与凸状光波导接近设置的电极能够有效地抑制在传播光中产生损失的情况。
附图说明
[0024]图1是表示本专利技术的一实施方式的光调制器的结构的图。
[0025]图2是表示图1所示的光调制器使用的光调制元件的结构的图。
[0026]图3是图2所示的光调制元件的III
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III剖面向视图。
[0027]图4是表示电极的基底层使用各种金属时的光吸收损失的模拟结果的图。
[0028]图5是表示电极的基底层使用各种金属时的电极相对于基板的固定强度的评价结果的图。
[0029]图6是表示在基板上构成包含Nb的基底层的电极时的电极结构部分的剖面的组分分析的结果的图。
[0030]图7是表示本专利技术的光调制元件的另一例的图。
具体实施方式
[0031]以下，关于本专利技术的实施方式，参照附图进行说明。需要说明的是，以下所示的实施方式的光波导元件是使用LN基板构成的光调制元件，但是本专利技术的光波导元件并不局限于此。本专利技术在使用LN基板以外的基板的光波导元件、具有光调制以外的功能的光波导元件中也同样能够适用。
[0032]图1是表示本专利技术的一实施方式的作为光波导元件的光调制元件以及光调制器的结构的图。在本实施方式中，光波导元件是使用马赫
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曾德尔光波导进行光调制的光调制元件102。
[0033]光调制器100在壳体104的内部收容光调制元件102。需要说明的是，壳体104最终
在其开口部固定有作为板体的罩(未图示)而其内部被气密封固。
[0034]光调制器100具有：输入光纤106，用于向壳体104内输入光；及输出光纤108，将由光调制元件102调制后的光向壳体104的外部引导。
[0035]光调制器100还具备：连接器110，用于从外部接收使光调制元件102进行光调制动作用的高频电气信号；及中继基板112，用于将该连接器110接收到的高频电气信号向光调制元件102的电极(例如，信号用电极)的一端进行中继。而且，光调制器100具备连接于光调制元件102的电极的另一端的具有规定的阻抗的终端器114。在此，光调制元件102的电极与中继基板112及终端器114之间通过例如金属线等的键合而电连接。
[0036]图2是表示在图1所示的光调制器100的壳体104收容的作为光波导元件的光调制元件102的结构的图。光调制元件102由形成于基板220上的光波导224构成。基板220例如是被加工成20μm以下(例如2μm)的厚度而薄膜化的具有电光效应的X切割的LN基板。
[0037]光波导是在薄膜化的基板220的表面形成的由呈带状地延伸的凸部构成的凸状光波导(例如，肋型光波导或脊型光波导)。在此，LN基板当施加应力时由于光弹性效应而折射率局部地变化，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光波导元件，具有：基板，形成有光波导；及电极，形成于所述基板之上，对在所述光波导中传播的光波进行控制，其中，所述光波导由在所述基板上延伸的凸部构成，所述电极由基底层和上部层构成，该基底层在所述电极与所述基板之间由Nb构成，该上部层形成于基底层之上。2.根据权利要求1所述的光波导元件，其中，所述基底层为30nm以下的厚度。3.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，所述基底层形成于含有氧原子的所述基板上，或者形成于在所述基板上形成的氧化物的膜之上。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：大石健太，片冈优，高野真悟，
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：