(57)【要約】【課題】高速で駆動電圧が低く、かつバイアス電圧が小さい光変調器を提供する。【解決手段】電気光学効果を有する基板と、基板に形成された光を導波するための光導波路と、基板の一方の面側に形成され、光を変調する高周波電気信号を印加するための高周波電極と、光にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極とを有し、光導波路は、親マッハツェンダ光導波路の分岐光導波路上に子マッハツェンダ光導波路をそれぞれ有するネスト型光導波路でなる光変調器において、光導波路は、伝搬する光の方向を略Ｕ字状とする反転光導波路を少なくとも１つ具備し、Ｕ字状の１つのアームに前記高周波電極が配置され、Ｕ字状の他のアームに前記バイアス電極が配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、前記基板の一方の面側に形成され、前記光を変調する高周波電気信号を印加するための高周波電極と、前記光にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極とを有し、
前記光導波路は、入力用光導波路と出力用光導波路との間に親マッハツェンダ光導波路を具備し、当該親マッハツェンダ光導波路の分岐光導波路上に子マッハツェンダ光導波路をそれぞれ有するネスト型光導波路でなる光変調器において、
前記光導波路は、伝搬する光の方向を略Ｕ字状とする反転光導波路を少なくとも１つ具備し、前記Ｕ字状の１つのアームに前記高周波電極が配置され、前記Ｕ字状の他のアームに前記バイアス電極が配置されることを特徴とする光変調器。
【請求項２】
前記親マッハツェンダ光導波路のアーム同士が等長化されるように、前記親マッハツェンダ光導波路、もしくは子マッハツェンダ光導波路の少なくとも一方のアームを変形させたことを特徴とする請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記子マッハツェンダ光導波路のアーム同士が等長化されるように、前記子マッハツェンダ光導波路のアームを変形させたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記バイアス電極は前記親マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項５】
前記バイアス電極は前記子マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極を含むことを特徴とする請求項４に記載の光変調器。
【請求項６】
前記Ｕ字状の前記１つのアームに前記高周波電極と前記子マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極とが配置され、前記他のアームに前記親マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項７】
前記Ｕ字状の前記１つのアームに前記高周波電極が配置され、前記他のアームに前記親マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極と前記子マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極とが配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項８】
前記反転光導波路は、前記電気光学効果を有する基板と同一基板に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項９】
前記反転光導波路は、前記電気光学効果を有する基板とは別体の石英光導波回路で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速で駆動電圧が低く、かつバイアス電圧が小さい光変調器の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ3）のように電界を印加することにより屈折率が変化する、いわゆる電気光学効果を有する基板（以下、リチウムナイオベート基板をＬＮ基板と略す）に光導波路と進行波電極を形成した進行波電極型リチウムナイオベート光変調器（以下、ＬＮ光変調器と略す）は、その優れたチャーピング特性から２．５Ｇｂｉｔ／ｓ、１０Ｇｂｉｔ／ｓの大容量光伝送システムに適用されている。最近はさらに４０Ｇｂｉｔ／ｓの超大容量光伝送システムにも適用が検討されており、キーデバイスとして期待されている。
【０００３】
（第１の従来技術）
近年の４０Ｇｂｉｔ／ｓではＤＱＰＳＫ型とＤＰＳＫ型が、また４０Ｇｂｉｔ／ｓではＤＰＳＫ型の位相変調方式が使用されつつある。
【０００４】
第１の従来技術としてＤＱＰＳＫ型を考える。図１０に特許文献１に開示されたＤＱＰＳＫ型のＬＮ光変調器（あるいはＤＱＰＳＫ光変調器）の概略上面図を示す。図１０からわかるように、ＤＱＰＳＫ光変調器は２つの小さなマッハツェンダ（あるいは、子マッハツェンダや子ＭＺ）光導波路７が大きなマッハツェンダ（あるいは、親マッハツェンダや親ＭＺ）光導波路８に組み込まれた構造（ネスト構造、あるいはネスト型とも呼ばれる）となっている。つまり、ＤＱＰＳＫ光変調器は２つの子ＭＺ光変調器が１つの親ＭＺ光変調器に組み込まれたネスト構造を有している。
【０００５】
ここで、１はｚ−カットＬＮ基板、３は光導波路、３inおよび３outは入力光導波路および出力光導波路、３ａは高周波電気信号や子ＭＺ光導波路用のバイアス信号と光が相互作用する相互作用光導波路、４は長さＬRFの高周波進行波電極（ＲＦ電極）、５は子ＭＺ光変調器の動作点を制御するためのバイアス電圧が印加される長さＬDC(C)の子ＭＺ用バイアス電極、６は親ＭＺの光導波路３ｂを伝搬する光と相互作用させることにより親ＭＺ光変調器の動作点を制御するバイアス電圧を印加するための長さＬDC(P)の親ＭＺ用バイアス電極である。なお、ＬLNはＬＮ基板１の長手方向の長さであり、使用するウェーハサイズにより使用できる限界長さが決まる。
【０００６】
ここで、従来技術の問題点について考察する。従来技術ではＲＦ電極４、子ＭＺ用バイアス電極５、及び親ＭＺ用バイアス電極６が直列な同一方向に並んでいるために、必ずＬRF＋ＬDC(C)＋ＬDC(P)＜ＬLNが成り立たねばならず、各々の長さの設定に制約が生じていた。例えば４インチウェーハを使用する場合、ＬＮ基板１の長さＬLNは約７０ｍｍとなる。４０Ｇｂｉｔ／ｓや１００Ｇｂｉｔ／ｓなどの高周波ではドライバーからの電気出力は４Ｖ以下と限られているので、ＲＦ電圧は３．５Ｖかそれ以下に必ず低減する必要がある。そこでＲＦ電極４の長さＬRFを約４５ｍｍとすると、ＬＮ基板の長さＬLNは約７０ｍｍであるから、例えば子ＭＺ用バイアス電極５の長さＬDC(C)は約６ｍｍ、親ＭＺ用バイアス電極６の長さＬDC(P)も約６ｍｍと自動的に決まる。なお、ＬＮ基板の長さＬLNから子ＭＺ用バイアス電極５の長さＬDC(C)と親ＭＺ用バイアス電極６の長さＬDC(P)を差し引いた長さは配線の引き回しに使用する。
【０００７】
つまり、４０Ｇｂｉｔ／ｓや１００Ｇｂｉｔ／ｓなどの高周波では、ドライバーからの電気出力に制限があるためにＲＦ電極４の長さＬRFを長くすると、子ＭＺ用バイアス電極５の長さＬDC(C)や親ＭＺ用バイアス電極６の長さＬDC(P)が上記のように短くなり、バイアス電圧が約１３Ｖ程度と大きくなる。換言すると、ＲＦ駆動電圧と子ＭＺや親ＭＺのバイアス電圧にはトレードオフの関係があり、高いバイアス電圧は光変調器を制御するためのバイアス電圧の観点から長期信頼性に大きな問題となっていた。
【０００８】
（第２の従来技術）
図１１として、４０Ｇｂｉｔ／ｓや１００Ｇｂｉｔ／ｓなどの高周波で使用されるＤＰ−ＱＰＳＫ型の光変調器の概略上面図を示す。ここで、９は光導波路、９inおよび９outは入力光導波路および出力光導波路、９ａは高周波電気信号やバイアス信号と光が相互作用する相互作用光導波路、１０は長さＬRFの高周波進行波電極（ＲＦ電極）、１１は子ＭＺ光変調器の動作点を制御するためのバイアス電圧が印加される長さＬDC(C)の子ＭＺ用バイアス電極、１２は親ＭＺの光導波路９ｂを伝搬する光と相互作用し、親ＭＺ光変調器の動作点を制御するバイアス電圧が印加される長さＬDC(P)の親ＭＺ用バイアス電極である。また、５０はｚ―カットＬＮ基板１を伝搬するＹ偏波をＸ偏波に変換するための偏波回転子、５１はＸ偏波とＹ偏波を合波する偏波合成器である。
【０００９】
このＤＰ−ＱＰＳＫ型の光変調器においても、ＲＦ電極１０、子ＭＺ用バイアス電極１１、及び親ＭＺ用バイアス電極１２が直列な同一方向に並んでいるために、ＬRF＋ＬDC(C)＋ＬDC(P)＜ＬLNが成り立たねばならず、各々の長さの設定に制約が生じていた。つまり、第１の従来技術と同様に、この第２の従来技術においてもＲＦ駆動電圧と子ＭＺや親ＭＺのバイアス電圧にはトレードオフの関係があり、実際の光通信システムにおいて使用するには長期信頼性における大きな問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２０８４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、従来技術においては、ＲＦ電極の長さと子ＭＺ用もしくは親ＭＺ用のバイアス電極が同一直線状に並んでいた。そのため、それらの長さの間にトレードオフの関係があったので、子ＭＺ用バイアス電極や親ＭＺ用バイアス電極が短くなってしまっていた。その結果、動作点を決める半波長電圧が高くなり、光変調器を実際に使用する上において信頼性上の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の光変調器は、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光を導波するための光導波路と、前記基板の一方の面側に形成され、前記光を変調する高周波電気信号を印加するための高周波電極と、前記光にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極とを有し、前記光導波路は、入力用光導波路と出力用光導波路との間に親マッハツェンダ光導波路を具備し、当該親マッハツェンダ光導波路の分岐光導波路上に子マッハツェンダ光導波路をそれぞれ有するネスト型光導波路でなる光変調器において、前記光導波路は、伝搬する光の方向を略Ｕ字状とする反転光導波路を少なくとも１つ具備し、前記Ｕ字状の１つのアームに前記高周波電極が配置され、前記Ｕ字状の他のアームに前記バイアス電極が配置されることを特徴としている。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の光変調器は、請求項１に記載の光変調器において、前記親マッハツェンダ光導波路のアーム同士が等長化されるように、前記親マッハツェンダ光導波路、もしくは子マッハツェンダ光導波路の少なくとも一方のアームを変形させたことを特徴としている。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の光変調器は、請求項１または２に記載の光変調器において、前記子マッハツェンダ光導波路のアーム同士が等長化されるように、前記子マッハツェンダ光導波路のアームを変形させたことを特徴としている。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の光変調器は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光変調器において、前記バイアス電極は前記親マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極であることを特徴としている。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の光変調器は、請求項４に記載の光変調器において、前記バイアス電極は前記子マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極を含むことを特徴としている。
【００１７】
本発明の請求項６に記載の光変調器は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光変調器において、前記Ｕ字状の前記１つのアームに前記高周波電極と前記子マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極とが配置され、前記他のアームに前記親マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極が配置されていることを特徴としている。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の光変調器は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の光変調器において、前記Ｕ字状の前記１つのアームに前記高周波電極が配置され、前記他のアームに前記親マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極と前記子マッハツェンダ光導波路用のバイアス電極とが配置されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の光変調器は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光変調器において、前記反転光導波路は、前記電気光学効果を有する基板と同一基板に形成されていることを特徴としている。
【００２０】
本発明の請求項９に記載の光変調器は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光変調器において、前記反転光導波路は、前記電気光学効果を有する基板とは別体の石英光導波回路で構成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、親ＭＺ用バイアス電極、あるいは子ＭＺ用バイアス電極、さらにはその両方をＲＦ電極とは逆方向に配置することにより、それらのバイアス電極について長さの設定の自由度が高くなるようにしている。その結果、バイアス電圧を著しく低減できるので、実際の光通信システムにおける長期信頼性を飛躍的に改善することが可能となる。また、子ＭＺ光導波路や親ＭＺ光導波路のアームについて光の位相の観点からの長さを等しくなるようにしているので、光挿入損失において光の波長に対するフィルター特性がなく、広い波長帯域において使用でき、使い易いという特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の光変調器における第１の実施形態の模式的な上面図
【図２】本発明の原理を説明するための図
【図３】本発明の原理を説明するための図
【図４】本発明の原理を説明するための図
【図５】本発明の光変調器における第２の実施形態の模式的な上面図
【図６】本発明の光変調器における第３の実施形態の模式的な上面図
【図７】本発明の光変調器における第４の実施形態の模式的な上面図
【図８】本発明の光変調器における第５の実施形態の模式的な上面図
【図９】本発明の光変調器における第６の実施形態の模式的な上面図
【図１０】第１の従来技術の光変調器の模式的な上面図
【図１１】第２の従来技術の光変調器の模式的な上面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について説明するが、図１０に示した従来の実施形態と同一番号は同一機能部に対応しているため、ここでは同一番号を持つ機能部の説明を省略する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１に本発明を適用したＤＱＰＳＫ型光変調器を、第１の実施形態としてその概略上面図を示す。ここで、１４は光導波路、１４inおよび１４outは入力光導波路および出力光導波路、１５は分岐光導波路の長さＬ15でなるアーム、１６は分岐光導波路の他のアームであり長さはＬ16、１４ａは高周波電気信号やバイアス信号と光が相互作用する相互作用光導波路、４´は長さＬRF´の高周波進行波電極（ＲＦ電極）、５´は子ＭＺ光変調器の動作点を制御するためのバイアス電圧が印加される長さＬDC(C)´の子ＭＺ用バイアス電極、１７は光の伝搬方向を反転するために設けた長さＬ17でなる第１の反転光導波路、同様に１８は光の伝搬方向を反転するために設けた長さＬ18でなる第２の反転光導波路である。６´は親ＭＺの光導波路４０を伝搬する光と相互作用させることにより親ＭＺ光変調器の動作点を制御するバイアス電圧を印加するための長さＬDC(P)´の親ＭＺ用バイアス電極である。なお、１３と１３´はＳｉ基板の上にガラスを堆積し、そのガラスの中にコアを形成して製作する石英光導波回路とした。
【００２５】
本発明において重要なことは、親ＭＺとしての光導波路４０とＲＦ電気信号が印加される光導波路１４ａとについて、それらを伝搬する光の伝搬方向が入力光導波路から出力光導波路に向かって略Ｕ字状に反転していること、この方向が反転された光導波路４０にバイアス電極を設けていること、さらに親ＭＺ光導波路を構成するアームを等長化している点である。
【００２６】
以下、図を用いて詳しく説明する。図１からわかるように、第１の反転光導波路１７の長さＬ17よりも第２の反転光導波路１８の長さＬ18は長い（Ｌ17＜Ｌ18）。ところが、マッハツェンダ光導波路を構成する２本のアームの長さが異なっていると、挿入損失が波長に依存する、いわゆるフィルター特性が生じる。
【００２７】
そのため、本実施形態においては光が入射する側の分岐部の光導波路１５と１６、及び光が出射する側の分岐部の光導波路１９と２０を用いて、第１の反転光導波路１７の長さＬ17と第２の反転光導波路１８の長さＬ18について、それらの長さの差ΔＬ18-17＝Ｌ18―Ｌ17を補正している。つまり、ΔＬ18-17＝（Ｌ15−Ｌ16）＋（Ｌ19−Ｌ20）の関係式が成り立つように光導波路１５、１６、１９、及び２０と反転光導波路１７、１８を構成している。本実施形態では、光導波路１５と１９とを蛇行させて、長さを補正をするようになっている。
【００２８】
図２は、第１の従来技術における親ＭＺ電極５の長さＬDC(P)と親ＭＺとしての半波長電圧ＤＣ  Ｖπ（Ｐ）、及び本実施形態における親ＭＺ電極６´の長さＬDC(P)´と親ＭＺとしての半波長電圧ＤＣ  Ｖπ（Ｐ）´との関係を示す。図１に示したように、本発明を適用することにより約６ｍｍと短かった親ＭＺ電極６の長さＬDC(P)をＬＮ基板１の長さＬLNと同じ程度にまで長くすることができた。その結果、図２からわかるように、第１の従来技術に比較して半波長電圧を極めて小さくすることが可能となる（具体的には、約１３Ｖから約１Ｖへと小さくできた）。
【００２９】
図３は第１の従来技術におけるＲＦ電極４の長さＬRFと４０Ｇｂｉｔ／ｓ動作時におけるＲＦ半波長電圧ＲＦ  Ｖπ、及び本実施形態におけるＲＦ電極の長さＬRF´と４０Ｇｂｉｔ／ｓ動作時におけるＲＦ半波長電圧ＲＦ  Ｖπ´との関係を示す。また、図４は第１の従来技術における子ＭＺ電極５の長さＬDC(C)と半波長電圧ＤＣ  Ｖπ（Ｃ）、及び本実施形態における子ＭＺ電極５´の長さＬDC(C)´とバイアス動作時の半波長電圧ＤＣ  Ｖπ（Ｃ）´との関係を示す。本実施形態では図１０の第１の従来技術における親ＭＺ用バイアス電極６のＬDC(P)の長さを、ＲＦ電極４´と子ＭＺ用バイアス電極５´に割り振ることができるので、ＲＦ半波長電圧ＲＦ  Ｖπ´と半波長電圧ＤＣ  Ｖπ（Ｃ）´についても半波長電圧を数十パーセント低減できた。
【００３０】
なお、この方向が反転された光導波路４０同士間の距離は数十ミクロン程度あれば充分であるので、本発明を適用することによるＬＮ基板１の幅方向の増加は１００〜２００μｍ程度と小さく、基板幅方向の寸法がウェーハから取れる数に影響を与えるほど大きくなることはない。そしてこのことは本発明の全ての実施形態について言うことができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明における第２の実施形態の概略上面図である。
【００３２】
ここで、９´は光導波路、９´inおよび９´outは入力光導波路および出力光導波路、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２は分岐光導波路のアームを構成する光導波路である（いわば、ネスト構造において親ＭＺ光導波路を構成している）。９ａ´は高周波電気信号やバイアス信号と光が相互作用する相互作用光導波路、１０´は長さＬRF´の高周波進行波電極（ＲＦ電極）、１１´は子ＭＺ光変調器の動作点を制御するためのバイアス電圧が印加される長さＬDC(C)´の子ＭＺ用バイアス電極、２７、２８、２９、３０は光の伝搬方向を反転するために設けた各々第１から第４の反転光導波路である。１２´は光導波路６０を伝搬する光と相互作用させることにより親ＭＺ光変調器の動作点を制御するバイアス電圧を印加するための長さＬDC(P)´の親ＭＺ用バイアス電極である。
【００３３】
図５からわかるように、反転光導波路２７、２８、２９、３０はそれらの長さが異なっている。そして、詳細な図示は省略したが、反転光導波路２７、２８、２９、３０の長さを補正するために、第１の実施形態と同様に、ＭＺ光導波路のアームの一部を変形させた長さ調整領域７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆ、７０ｇ、７０ｈを設け、各々の長さの違いを調整している。
【００３４】
第１の実施形態と同様に、本実施形態においても、親ＭＺ光導波路のバイアス電圧を極端に小さくすることができる。また、図１１の第２の従来技術における親ＭＺ用バイアス電極１２のＬDC(P)の長さをＲＦ電極１０´と子ＭＺ用バイアス電極１１´に割り振ることができるので、ＲＦ半波長電圧ＲＦ  Ｖπ´と半波長電圧ＤＣ  Ｖπ（Ｃ）´についても半波長電圧を数十パーセント低減できた。
【００３５】
（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態としてのＤＱＰＳＫ型光変調器について説明する。図６は本発明における第３の実施形態の概略上面図である。
【００３６】
ここで、８０は光導波路、８０inおよび８０outは入力光導波路および出力光導波路、１４ａは高周波電気信号と光が相互作用する相互作用光導波路、４´は高周波進行波電極（ＲＦ電極）、８５は子ＭＺ光変調器の動作点を制御するためのバイアス電圧が印加される子ＭＺ用バイアス電極、８１、８２、８３、８４は光の伝搬方向を反転するために設けた各々第１から第４の反転光導波路である。８６は親ＭＺ光変調器の動作点を制御するバイアス電圧を印加するための親ＭＺ用バイアス電極である。
【００３７】
図６からわかるように、反転光導波路８１、８２、８３、８４はそれらの長さが異なっている。そして、詳細な図示は省略したが、反転光導波路８１、８２、８３、８４の長さを補正するために、第１の実施形態と同様に、ＭＺ光導波路のアームの一部を変形させた長さ調整領域を８７、８８に設け、各々の長さの違いを調整している。
【００３８】
本実施形態では、親ＭＺ光導波路と子ＭＺ光導波路の両方のバイアス電圧を例えば１／３〜１／４など、従来技術の数分の１に低減することができるという大きな特徴がある。
【００３９】
（第４の実施形態）
次に本発明の第４の実施形態としてのＤＱＰＳＫ型光変調器について説明する。図７は本発明における第４の実施形態の概略上面図である。
【００４０】
本実施形態では、図６に示した第３の実施形態における親ＭＺ用バイアス電極８６を簡略化した親ＭＺ用バイアス電極８９を用いている。そして第３の実施形態と同様に、長さ調整領域８７、９０を設けている。
【００４１】
図６の第３の実施形態と比較して図７に示した本実施形態では、親ＭＺ用バイアス電極の構成が簡略化されているので、製作が容易であるという利点がある。
【００４２】
（第５の実施形態）
次に本発明の第５の実施形態としてのＤＰ―ＱＰＳＫ型光変調器について説明する。図８は本発明における第５の実施形態の概略上面図である。
【００４３】
ここで、９１は光導波路、９１inおよび９１outは入力光導波路および出力光導波路、９ａ´は高周波電気信号と光が相互作用する相互作用光導波路、１０´は高周波進行波電極（ＲＦ電極）、１００は子ＭＺ光変調器の動作点を制御するためのバイアス電圧が印加される子ＭＺ用バイアス電極、９２、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９は光の伝搬方向を反転するために設けた各々第１から第８の反転光導波路である。１０１は親ＭＺ光変調器の動作点を制御するバイアス電圧を印加するための親ＭＺ用バイアス電極である。
【００４４】
図８からわかるように、反転光導波路９２、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９はそれらの長さが異なっている。そして、詳細な図示は省略したが、反転光導波路９２、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９の長さを補正するために、第１の実施形態と同様に、ＭＺ光導波路のアームの一部を変形させた長さ調整領域を１０２、１０３に設け、各々の長さの違いを調整している。
【００４５】
本実施形態により、親ＭＺ光導波路と子ＭＺ光導波路の両方のバイアス電圧を従来技術の数分の１に低減することができる。
【００４６】
（第６の実施形態）
次に本発明の第６の実施形態としてのＤＰ−ＱＰＳＫ型光変調器について説明する。図９は本発明における第６の実施形態の概略上面図である。
【００４７】
本実施形態では、図８に示した第５の実施形態における親ＭＺ用バイアス電極１０１を簡略化した親ＭＺ用バイアス電極１０４を用いている。そして第５の実施形態と同様に、長さ調整領域１０２、１０５を設けている。
【００４８】
図８の第５の実施形態と比較して図９に示した本実施形態では、親ＭＺ用バイアス電極の構成が簡略化されているので、製作が容易であるという利点がある。
【００４９】
（各実施形態について）
第１の実施形態および第２の実施形態においては、親ＭＺ用バイアス電極の長さを著しく長くした。さらに、第１の実施形態や第２の実施形態の石英光導波回路において子ＭＺ光導波路としての合波部をなくし、反転光導波路を用いて全ての光導波路の方向を反転する（図１で言えば１３´に４本のＵ字状の光導波路が形成された構成）とともに、ＲＦ電極の下方の光導波路と反対方向の光導波路の上方に親ＭＺ用バイアス電極のみならず子ＭＺ用バイアス電極も形成することができる（第３〜６の実施形態）。つまり、その場合には、親ＭＺ用バイアス電極と子ＭＺ用バイアス電極の長さを両方とも長くすることが可能となり、親ＭＺのみならず子ＭＺの半波長電圧を著しく低減できる。そしてこの場合には、親ＭＺ光導波路のアーム同士の長さを等しくするだけでなく、子ＭＺ光導波路のアームの長さも等しくすることが望ましい。そして、これらのことは本発明の全ての実施形態について言える。
【００５０】
また、本明細書では反転光導波路は交差しない構成で説明したが、これは挿入損失を増加させないためである。光導波路を低損失に交差できる、あるいは光導波路の交差による損失を許容できる場合には、交差構造を採用することにより光導波路の等長化がより簡単になる。
【００５１】
ＤＱＰＳＫとＤＰ−ＱＰＳＫ型の構造について説明したが、本発明はより複雑なネスト構造に適用可能である。本実施形態では光入射側の分岐や合波、さらに反転光導波路を曲率半径が小さな光導波路をし易い石英光導波路としたが、リッジ構造などを用いたＬＮ光導波路としても良いし、半導体光導波路としても良い。つまり、光変調を行う部分のＲＦ相互作用部やバイアス部を形成する基板と光入出力光導波路や反転光導波路を形成する基板とを同種、あるいは同一基板で形成しても良い。
【００５２】
説明を簡単にするために分岐光導波路については図面においてＹ分岐としたが、ＭＭＩや方向性結合器などを用いても良いことは言うまでもない。
【００５３】
さらに光の伝搬方向を反転させるために略Ｕ字状の反転光導波路を図面に対して右側のみ、つまり一度だけ用いたが、さらに加えて左側にも用いてもう一度（この場合には全体でＳ字状になる）、あるいは繰り返し用いても本発明に属することは言うまでない。そして、例えば全体でＳ字状の光導波路になっている場合において、真ん中に位置する光導波路（上下に位置するＵ字状部における共通のアーム）上に一切を配置しない態様であっても、本発明の範囲に属する。
【００５４】
なお、反転光導波路の長さの差は親マッハツェンダ光導波路のみならず子マッハツェンダ光導波路の両方のアームを変形させることにより補正できることも明らかである。勿論、反転光導波路そのものを変形させてもよい。
【００５５】
また、以上の実施形態においては、ｚ−カット基板について説明したが、ｘ−カット、ｙ−カットもしくはｚ−カットの面方位、即ち、基板表面（カット面）に対して垂直な方向に結晶のｘ軸、ｙ軸もしくはｚ軸を持つ基板について適用可能であるし、以上に述べた各実施形態での面方位を主たる面方位とし、これらに他の面方位が副たる面方位として混在しても良い。また、ＬＮ基板のみでなく、リチウムタンタレートや半導体などその他の基板でも良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５６】
１：ｚ−カットＬＮ基板
３、３ａ、３ｂ、９、９ａ、９ａ´、９ｂ、９´、１４、１４ａ、４０、６０、８０、９１：光導波路
３in、９in、９´in、１４in、８０in、９１in：入力光導波路
３out、９out、９´out、１４out、８０out、９１out：出力光導波路
４、４´、１０、１０´、：ＲＦ電極
５、５´、１１、１１´、８５、１００：子ＭＺ用バイアス電極
６、６´、１２、１２´、８６、８９、１０１、１０４：親ＭＺ用バイアス電極
７：子ＭＺ光導波路
８：親ＭＺ光導波路
１３、１３´：石英光導波回路
１５、１６、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２：分岐のアーム
１７、１８、２７、２８、２９、３０、８１、８２、８３、８４、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９：反転光導波路
５０：偏波回転子
５１：偏波合成器
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅ、７０ｆ、７０ｇ、７０ｈ、８７、８８、９０、１０２、１０３、１０５：長さ調整領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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