马赫－曾德尔波导型光调制器制造技术

本发明专利技术的目的在于抑制光折变现象的影响及杂散光与信号光的耦合。一种马赫－曾德尔波导型光调制器，包括：薄板（１），由具有电光效应的材料形成且厚度在２０μｍ以下；光波导（２），形成于该薄板的表面或背面；以及调制电极，用于调制在该光波导内通过的光，上述马赫－曾德尔波导型光调制器的特征在于，该光波导由输入光波导（２１）、分支光波导（２３～２８）、输出光波导（３０）构成，该分支光波导具有：输入侧分支部（区域Ｂ），从该输入光波导分支为多个光波导；输出侧合波部（区域Ｄ），对连接于输出光波导的多个光波导进行合波；以及平行部（区域Ｃ），形成于输入侧分支部与输出侧合波部之间，输入侧分支部或输出侧合波部中至少一个的沿分支光波导的对称轴的长度ｌ与该平行部中的光波导间隔ｄ的比率ｌ／ｄ为３３～１００。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种马赫-曾德尔波导型光调制器，尤其涉及一种包含由具有电光效 应的材料形成且厚度在20 i! m以下的薄板的马赫_曾德尔波导型光调制器。
技术介绍
在光学通信领域或光学计量领域中多用光调制器。特别是随着多媒体的发展，信 息传递量有增加的趋势，要求实现光调制器的调制频率的宽频带化。作为实现上述宽频带 化的方法的一种，如在铌酸锂(LN)等具有电光效应的基板上形成有光波导及调制电极的 波导型光调制器那样，利用外部调制方式，其多样化正在发展。要实现外部调制方式的宽频 带，需要实现作为调制信号的微波与光波的速度匹配及驱动电压的降低。因此，一直以来尝试着通过弄薄具有电光效应的基板的厚度来满足微波和光波速 度的速度匹配条件，并且同时实现驱动电压的降低。在以下的专利文献1或2中，进行如下操作在具有30 y m以下厚度的薄基板上组 合光波导及调制电极，将比该基板的介电常数低的加强板接合于该基板，降低对微波的有 效折射率，从而实现微波和光波的速度匹配，并且提高基板的机械强度。专利文献1 日本特开昭64-018121号公报专利文献2 日本特开2003-215519号公报但对宽频带光调制器尤其对与40GHZ对应的光调制器等，为长距离传送而加大输 入于光调制器的光输入功率时，产生消光比劣化，光损失增大，偏置点变动等问题。尤其是 光输入功率成为10mW以上时，该问题变得明显。本专利技术人们进行深入研究的结果，得知尤 其最大的原因在于，向光调制器输入激光的输入部及光调制器内的光波导等所产生的杂散 光与在光波导内导波的信号光相互干涉，产生光折变现象，且在光波导部形成光栅。像这种 形成于光波导部的光栅使在光波导内行进的信号光向行进方向的反方向返回或使之向光 波导外反射，从而引起信号光的消光比劣化。而且，杂散光与在光波导中传播的信号光耦 合，也产生消光比的劣化。光折变现象是指光的照射使物质的折射率发生变化的现象，具体而言，由于光引 起物质中的电荷移动的特性，通过光干涉等空间上产生光的强度分布，此时根据该光的强 度分布引起电荷的再分布，且由于该电荷的偏置而使内部电场产生局部变化。内部电场使 物质的折射率发生变化，结果形成与光的强度分布对应的物质的折射率分布。而且，由于光折变现象具有如下特性，即对物质持续照射光时折射率逐渐产生变 化，散射随着时间变强，因此在长时间驱动光调制器时，消光比的劣化及光损失的增大等光 调制器特性的恶化尤其变得明显。在以下专利文献3中，作为解决这些问题的方法，在基板的表面设置杂散光去除 单元，抑制光波导的光折变现象引起的消光比的劣化及光损失的增大等。专利文献3 日本特开2004-093905号公报另一方面，与基板的厚度为0.5 1mm左右的现有类型的光波导型调制相比，如引用文献1、2，将基板的厚度设为30 y m以下，甚至20 y m以下时，被锁入到基板内的杂散光 的密度升高，仅用记载于引用文献3中的杂散光去除单元，无法充分抑制消光比的劣化及 光损失的增大等光调制器特性的恶化。而且，在马赫-曾德尔波导时，将光波导分支而成的 分支波导引导至平行状态为止的区间(输入侧分支部)或接合平行的分支波导为止的区间 (输出侧合波部)缓慢地弯曲(最小曲率半径150mm左右)，以免光波从光波导泄漏，所以 接触杂散光的机会多且受较多光折变现象引起的不良影响。而且，即使在光波导中的由调 制电极形成的电场起作用的部分(作用部)的长度变长时，光折变现象对光波导带来更大 的影响。因此，在马赫-曾德尔波导型光调制器中，缓和光折变现象的影响成为尤为重要的 问题。另外，若在薄板上形成马赫-曾德尔波导，则在分支波导中传播的光波与薄板的 光通过锁入作用扁平化。因此，为了回避分支波导之间的串扰，需要使分支波导之间距离进 一步远离，其结果上述输入侧分支部或输出侧合波部的长度变得更长。这意味着受更强的 光折变现象的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的课题在于，解决上述问题并提供一种马赫_曾德尔波导型光调制 器，即使使用具有20 y m以下的厚度的基板，也能够抑制光折变现象的影响及杂散光与信 号光的耦合，并且能够改善光损失的增加及消光比的劣化。为了解决上述课题，本专利技术人们反复进行深入研究的结果，反过来利用随着基板 厚度变薄而光的锁入变强的特性，缩短光波导的预定方向的长度，由此抑制光折变现象的 影响及杂散光与信号光的耦合。技术方案1所涉及的专利技术中，一种马赫_曾德尔波导型光调制器，包括薄板，由 具有电光效应的材料形成且厚度在20 pm以下；光波导，形成于该薄板的表面或背面；以及 调制电极，用于调制在该光波导内通过的光，上述马赫-曾德尔波导型光调制器的特征在 于，该光波导由输入光波导、分支光波导及输出光波导构成，该分支光波导具有输入侧分 支部，从该输入光波导分支为多个光波导；输出侧合波部，对连接于输出光波导的多个光波 导进行合波；以及平行部，形成于输入侧分支部与输出侧合波部之间，输入侧分支部或输出 侧合波部中至少一个的沿分支光波导的对称轴的长度1与该平行部中的光波导间隔d的比 率1/d为33 100。本专利技术所涉及的“马赫_曾德尔波导型光调制器”，是指在形成于光调制器内的光 波导的至少一部分形成有马赫-曾德尔波导的光调制器，例如不限于光调制器内形成有1 个马赫_曾德尔波导，也包括所谓嵌套式波导等，即在1个马赫_曾德尔波导(主MZ波导) 的2个分支波导，嵌入式插入其他马赫_曾德尔波导(副MZ波导)。技术方案2所涉及的专利技术，其特征在于，在技术方案1所述的马赫-曾德尔波导型 光调制器中，该输入侧分支部或该输出侧合波部中至少一个的光波导的弯曲部的最小曲率 半径R为0. 2 100mm。技术方案3所涉及的专利技术，其特征在于，在技术方案1或2所述的马赫-曾德尔波 导型光调制器中，该平行部的至少一部分具有弯曲部，该弯曲部的最小曲率半径R为0. 2 100mmo4技术方案4所涉及的专利技术，其特征在于，在技术方案1至3中任一项所述的马 赫_曾德尔波导型光调制器中，该光波导的一部分具有脊形结构。技术方案5所涉及的专利技术，其特征在于，在技术方案4所述的马赫-曾德尔波导型 光调制器中，该脊形结构至少形成于具有最小曲率半径的光波导部分。专利技术效果根据技术方案1所涉及的专利技术，一种马赫_曾德尔波导型光调制器，包括薄板，由 具有电光效应的材料形成且厚度在20 pm以下；光波导，形成于该薄板的表面或背面；以及 调制电极，用于调制在该光波导内通过的光，该光波导由输入光波导、分支光波导及输出光 波导构成，该分支光波导具有输入侧分支部，从该输入光波导分支为多个光波导；输出侧 合波部，对连接于输出光波导的多个光波导进行合波；以及平行部，形成于输入侧分支部与 输出侧合波部之间，输入侧分支部或输出侧合波部中至少一个的沿分支光波导的对称轴的 长度1与该平行部中的光波导间隔d的比率1/d为33 100，因此例如形成光波导间隔d 为30 y m的马赫-曾德尔波导时，输入侧分支部或输出侧合波部的沿分支光波导的对称轴 的长度1在以往为光波导间隔d的大约120倍以上即4mm，但在本专利技术中能够缩短至1mm， 通过该缩短能够进一步减少受到光折变现象的影响及杂散光与信号光耦合的光波导部分。 而且，能够抑制这些部分中的杂散本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马赫－曾德尔波导型光调制器，包括：薄板，由具有电光效应的材料形成且厚度在２０μｍ以下；光波导，形成于该薄板的表面或背面；以及调制电极，用于调制在该光波导内通过的光，上述马赫－曾德尔波导型光调制器的特征在于，该光波导由输入光波导、分支光波导及输出光波导构成，该分支光波导具有：输入侧分支部，从该输入光波导分支为多个光波导；输出侧合波部，对连接于输出光波导的多个光波导进行合波；以及平行部，形成于输入侧分支部与输出侧合波部之间，输入侧分支部或输出侧合波部中至少一个的沿分支光波导的对称轴的长度ｌ与该平行部中的光波导间隔ｄ的比率ｌ／ｄ为３３～１００。

【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：及川哲，近藤胜利，市冈雅之，
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：JP[]