光波导元件、光调制器、光调制模块、及光发送装置制造方法及图纸

在具有凸状光波导与信号电极交叉的多个交叉部的光波导元件中，有效地抑制交叉部的干扰调制的发生，实现良好的动作特性。光波导元件具有：基板，形成有光波导；中间层，形成在基板上；及信号电极和接地电极，形成在中间层的上方，上述光波导由在基板上延伸的凸部构成，上述信号电极具有作用部和交叉部，所述作用部沿着光波导延伸而对在该光波导中传播的光波进行控制，所述交叉部在光波导的上方与所述光波导交叉，上述中间层的交叉部处的厚度形成得比上述中间层的作用部处的厚度厚。比上述中间层的作用部处的厚度厚。比上述中间层的作用部处的厚度厚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光波导元件、光调制器、光调制模块、及光发送装置


[0001]本专利技术涉及光波导元件、光调制器、光调制模块、及光发送装置。

技术介绍

[0002]在高速/大容量光纤通信系统中，较多地使用光调制器，该光调制器装入有作为光波导元件的光调制元件，该光调制元件由形成在基板上的光波导及对在光波导中传播的光波进行控制的控制电极构成。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由于光的损失少且能实现宽带的光调制特性，因此广泛地使用于高速/大容量光纤通信系统。
[0003]特别是光纤通信系统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)、DP
‑
QPSK(Dual Polarization
‑
Quadrature Phase Shift Keying)等多级调制、在多级调制中采用了偏振复用的传送制式成为主流，除了在主干光传送网络中使用之外，也逐渐被导入到城域网中。
[0004]另外，近年来，为了将光调制器自身小型化并实现进一步的低电压驱动及高速调制，使用了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而薄膜化(或薄板化)的LN基板(例如，厚度20μm以下)的表面形成带状的凸部而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际应用(例如，专利文献1、2)。
[0005]另外，除了光调制元件其本身的小型化之外，将电子电路与光调制元件收容于一个壳体并集成化作为光调制模块等的努力也不断进展。例如，提出了将光调制元件和对该光调制元件进行驱动的高频驱动放大器集成地收容于一个壳体内，将光输入输出部并列配置于该壳体的一个面，由此实现小型、集成化的光调制模块的方案。在这样的光调制模块使用的光调制元件中，为了在构成该光调制元件的基板的一条边配设光波导的光输入端和光输出端而将光波导以光的传播方向折返的方式形成在基板上(例如，专利文献3)。以下，将由这样的包含光传播方向的折返部分的光波导构成的光调制元件称为折返型光调制元件。
[0006]然而，进行QPSK调制的光调制器(QPSK光调制器)、进行DP
‑
QPSK调制的光调制器(DP
‑
QPSK光调制器)具备称为所谓嵌套型的成为套匣结构的多个马赫
‑
曾德尔型光波导，其分别具备至少一个被施加高频信号的信号电极。形成在基板上的信号电极通常与在基板面内夹着该信号电极延伸的接地电极一起构成例如共面传送线路。在该情况下，为了将共面传送线路的阻抗在基板面内保持为恒定而将信号电极与接地电极在基板面内保持恒定的间隔地形成(例如，参照专利文献3的图1)。而且，在形成于基板面上的缓冲层等中间层的上方形成信号电极及接地电极的情况下，出于与上述同样的理由，中间层通常在基板面内以均匀的厚度形成。
[0007]另外，这些信号电极为了与基板外部的电气电路的连接而延伸至LN基板的外周附近地形成。因此，在基板上，多个光波导与多个信号电极复杂地交叉，在光波导的上方形成信号电极横穿的多个交叉部。
[0008]在这样的交叉部中，从在光波导的上方与该光波导交叉的信号电极向处于该信号
电极的下部的光波导的部分施加电场，使在该光波导中传播的光的相位一点点地变化来调制该相位。这样的交叉部的光的相位变化或相位调制对于通过信号电极在光波导内产生的正常的调制用的光相位变化而言作为噪音起作用，会扰乱光调制动作。以下，将在这样的交叉部产生的作为噪音的相位调制称为干扰调制。
[0009]关于干扰调制对于光调制器中的光调制动作的噪音效果的程度，在交叉部处从信号电极向光波导施加的电场越强则越大，而且，根据与交叉部的个数成比例的相加效果(例如，根据沿着信号电极的交叉部的长度(交叉长)的总和)也增大。
[0010]例如，在以往的在LN基板的平坦的表面将Ti等金属扩散而形成的光波导(所谓，平面光波导)与在该LN基板的基板平面形成的信号电极交叉的结构中，信号电极仅形成于光波导的上表面(基板面)，相对于此，在上述那样的凸状光波导与信号电极交叉的结构中，信号电极也会形成于凸状光波导的凸部的上表面及两个侧面。因此，在交叉部处从信号电极向光波导施加的电场在凸状光波导的情况下比平面波导的情况下增强，因此，干扰调制产生的噪音在凸状光波导中比平面光波导的情况更大地产生。
[0011]另外，在上述那样的折返型光调制元件中，与由不包含光的折返部的光波导构成的非折返型的光调制元件相比，电极与光波导的交叉部更多地存在(例如，参照专利文献3的图1)，干扰调制产生的噪音也变得更大。例如，在上述的DP
‑
QPSK调制元件的情况下，在非折返型的光调制元件中，一个电极中的交叉部的个数为2～4个左右，交叉长的总和为几十微米(例如20μm～40μm的范围)，相对于此，在折返型光调制元件中，一个电极中的交叉部的个数有时达到十几处，交叉长的总和成为数百微米～几毫米。
[0012]因此，特别是在使用凸状光波导构成的折返型光调制元件中，在交叉部处产生的干扰调制引起的噪音成为对于正常的光调制动作而言无法忽视那样较大的噪音。
[0013]另外，上述那样的交叉部并不局限于LN基板，在将InP等半导体使用于基板的光波导元件、将Si使用于基板的硅光波导器件等各种光波导元件中也同样能形成。而且，这样的光波导元件不仅是使用马赫
‑
曾德尔型光波导的光调制器，而且也是使用了方向性耦合器或构成Y分支的光波导的光调制器、或者光开关等各种光波导元件。
[0014]并且，如果伴随着光波导元件的进一步的小型化、多频道化、及/或高集成化而光波导图案及电极图案复杂化，则基板上的交叉部的个数不断增加，干扰调制产生的噪音成为无法忽视的主要原因而会限制光波导元件的性能。
[0015]在先技术文献
[0016]专利文献
[0017]专利文献1：日本特开2007
‑
264548号公报
[0018]专利文献2：国际公开第2018/031916号说明书
[0019]专利文献3：日本特开2019
‑
152732号公报

技术实现思路

[0020]专利技术要解决的课题
[0021]从上述背景出发，在具有凸状光波导与传播电信号的信号电极交叉的多个交叉部的光波导元件中，要求有效地抑制交叉部的干扰调制的发生，实现良好的动作特性。
[0022]用于解决课题的方案
[0023]本专利技术的一形态涉及光波导元件，具有：基板，形成有光波导；中间层，形成在所述基板的上方；及信号电极和接地电极，形成在所述中间层的上方，其中，所述光波导由在所述基板上延伸的凸部构成，所述信号电极具有作用部和交叉部，所述作用部沿着所述光波导延伸而对在所述光波导中传播的光波进行控制，所述交叉部在所述光波导的上方与所述光波导交叉，所述中间层的所述交叉部处的厚度形成得比所述中间层的所述作本文档来自技高网...

【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；中间层，形成在所述基板的上方；及信号电极和接地电极，形成在所述中间层的上方，其中，所述光波导由在所述基板上延伸的凸部构成，所述信号电极具有作用部和交叉部，所述作用部沿着所述光波导延伸而对在所述光波导中传播的光波进行控制，所述交叉部在所述光波导的上方与所述光波导交叉，所述中间层的所述交叉部处的厚度形成得比所述中间层的所述作用部处的厚度厚。2.根据权利要求1所述的光波导元件，其中，所述中间层形成为该中间层的厚度随着从所述作用部朝向所述交叉部而逐级地及/或连续地变厚。3.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其中，所述中间层由一个或多个层形成，所述中间层的所述交叉部处的层数形成得比所述中间层的所述作用部处的层数多。4.根据权利要求3所述的光波导元件，其中，所述中间层在所述交叉部处包含树脂的层。5.根据权利要求1～4中任一项所述的光波导元件，其中，所述中间层的所述交叉部处的厚度形成得比构成所述光波导的凸部的高度厚。6.根据权利要求1～5中任一项所述的光波导元件，其中，所述接地电极与所述信号电极之间的间隔在所述交叉部处形成得比所述作用部处的该间隔宽。7.一种光波导元件，具有：基板，形成有光波导；中间层，形成在所述基板的上方；及信号电极和接地电极，形...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎德一，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：