(57)【要約】【課題】  高いインピーダンス調整精度が得られる光変調装置を提供する。【解決手段】  マッハツェンダ変調器と、マッハツェンダ変調器の半導体導波路からなるアームに沿って互いに離間して設けられアームを伝搬する光の位相を変化させる伝送線路型の複数の位相変調部と、入力電気信号を伝送する伝送線路に接続され伝送線路の特性インピーダンスと実質的に等しい入力インピーダンスを有し入力電気信号を増幅する第１増幅器と、第１増幅器の出力を複数の位相変調部のうちマッハツェンダ変調器の入力側に位置する位相変調部の一端に入力する第１配線と、第１増幅器の出力を複数の位相変調部のうちマッハツェンダ変調器の出力側に位置する位相変調部の一端に入力する第２配線と、複数の位相変調部のそれぞれの他端に接続され、接続された位相変調部の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗を有する複数の終端抵抗と、を備える。【選択図】        図５
2018025610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたメサ状の半導体導波路を含んで構成されるマッハツェンダ変調器と、
前記マッハツェンダ変調器の前記半導体導波路からなるアームに沿って互いに離間して設けられ、前記アームを伝搬する光の位相を変化させる伝送線路型の複数の位相変調部と、
入力電気信号を伝送する伝送線路に接続され、前記伝送線路の特性インピーダンスと実質的に等しい入力インピーダンスを有し、前記入力電気信号を増幅する第１増幅器と、
前記第１増幅器の出力を、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の入力側に位置する前記位相変調部の一端に入力する第１配線と、
前記第１増幅器の出力を、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の出力側に位置する前記位相変調部の一端に入力する第２配線と、
前記複数の位相変調部のそれぞれの他端に接続され、接続された前記位相変調部の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗を有する複数の終端抵抗と、を備える光変調装置。
【請求項２】
前記アームは、Ｓｉを主成分とする前記半導体導波路からなる、請求項１記載の光変調装置。
【請求項３】
前記位相変調部は、前記第１配線または前記第２配線に接続される伝送線路電極と基準電位電極とを備え、
前記伝送線路電極と前記基準電位電極は、前記アームに形成されたｐｎ接合半導体構造、または半導体／絶縁体／半導体構造を介して電気的に接続されている、請求項１または２に記載の光変調装置。
【請求項４】
前記複数の位相変調部は、それぞれ２つの伝送線路電極を備え、
前記第１配線は、前記第１増幅器の出力を増幅し、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の入力側に位置する前記位相変調部の前記２つの伝送線路電極に前記増幅した出力をそれぞれ入力する第１差動出力増幅器を備え、
前記第２配線は、前記第１増幅器の出力を増幅し、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の出力側に位置する前記位相変調部の前記２つの伝送線路電極に前記増幅した出力をそれぞれ入力する第２差動出力増幅器を備える、請求項１に記載の光変調装置。
【請求項５】
前記第１配線において前記第１差動出力増幅器と前記第１増幅器の間に設けられた第２増幅器と、
前記第２配線において前記第２差動出力増幅器と前記第１増幅器の間に設けられた第３増幅器と、を備える、請求項４記載の光変調装置。
【請求項６】
前記第１差動出力増幅器および前記第２差動出力増幅器の出力電圧は、前記第１増幅器の出力電圧の振幅の全範囲に対して実質的に線形に変化する、請求項４に記載の光変調装置。
【請求項７】
前記第１差動出力増幅器の出力電圧は、前記第２増幅器の出力電圧の振幅の全範囲に対して実質的に線形に変化し、前記第２差動出力増幅器の出力電圧は、前記第３増幅器の出力電圧の振幅の全範囲に対して実質的に線形に変化する、請求項５に記載の光変調装置。
【請求項８】
前記マッハツェンダ変調器および前記複数の位相変調部は、変調器チップに設けられ、
前記第１増幅器、前記第１配線および前記第２配線は、ドライバチップに設けられ、
前記変調器チップと前記ドライバチップとはバンプにより接続されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項９】
前記第２配線は、前記第１増幅器の出力を、前記マッハツェンダ変調器の出力側の前記位相変調部の伝送線路電極に、前記第１配線よりも遅延して入力する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項１０】
前記第１配線および前記第２配線の少なくとも一方は、電気信号伝搬時間の可変機構を備える、請求項９記載の光変調装置。
【請求項１１】
前記入力電気信号は、多値振幅変調成分を含む電気信号である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光変調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速の電気入力信号に対応して光を変調する手段として、伝送線路型電極を有し、その電極終端に当該伝送線路型電極の特性インピーダンスと等しい値の抵抗で終端された終端抵抗を有するマッハツェンダ変調器が用いられている。
【０００３】
例えば、分割された伝送線路型の電極をアーム上に有するＬｉＮｂＯ３のマッハツェンダ変調器と、一つの入力信号を分岐し各分岐にドライバアンプを有するマイクロストリップ基板が開示されている（例えば、特許文献１参照）。変調器の分割された各々の伝送線路型電極の一端には、ドライバアンプから電圧信号が入力される。各々の伝送路型電極の他端は、伝送線路型電極の特性インピーダンスと等しい値の抵抗をもつ終端抵抗に各々、接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６９３７７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マイクロストリップ基板上で信号線が３つのブランチを有している場合において、マイクロストリップ基板への信号入力の入力インピーダンスが例えば５０Ωであれば、インピーダンス整合を取るためには、各ブランチの信号線の特性インピーダンスは１００Ω、２００Ω、４００Ωと、分岐後の信号線の特性インピーダンスを大きくする必要がある。しかしながら、同一のマイクロストリップ基板上に特性インピーダンスが大きく異なる信号線を形成するのは難しい。同一基板上での信号線の特性インピーダンスの変更は、信号線の幅を変えることで行い、大きい特性インピーダンスを得るためには信号線の幅を細くする。幅が細い信号線では、信号線の加工精度の限界から、特性インピーダンスの精度が落ち、信号線を伝搬する電気信号の伝搬ロスや伝搬時間にもばらつきが生じる。したがって、分岐後のドライバアンプに至るまでの信号線の設計が困難となる。すなわち、信号線の高いインピーダンスおよび伝搬時間の調整精度が得られず、信号線を通ってマッハツェンダ変調器に送られる電気信号が乱れる。結果として、マッハツェンダ変調器による被変調光信号の変調振幅が十分得られず、光変調効率が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、信号線の高いインピーダンスおよび伝搬時間の調整精度を有し、光変調効率が良好な光変調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光変調装置は、基板上に形成されたメサ状の半導体導波路を含んで構成されるマッハツェンダ変調器と、前記マッハツェンダ変調器の前記半導体導波路からなるアームに沿って互いに離間して設けられ、前記アームを伝搬する光の位相を変化させる伝送線路型の複数の位相変調部と、入力電気信号を伝送する伝送線路に接続され、前記伝送線路の特性インピーダンスと実質的に等しい入力インピーダンスを有し、前記入力電気信号を増幅する第１増幅器と、前記第１増幅器の出力を、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の入力側に位置する前記位相変調部の一端に入力する第１配線と、前記第１増幅器の出力を、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の出力側に位置する前記位相変調部の一端に入力する第２配線と、前記複数の位相変調部のそれぞれの他端に接続され、接続された前記位相変調部の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗を有する複数の終端抵抗と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によれば、信号線の高いインピーダンスおよび伝搬時間の調整精度と良好な光変調効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）および（ｂ）は第１実施形態に係る光変調装置の模式的な側面図である。
【図２】変調器チップに形成されている半導体マッハツェンダ変調器の光導波路部分の平面図である。
【図３】半導体マッハツェンダ変調器の電気回路部分を図２に重ね合わせた図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】ドライバチップの電気回路部分を図３に重ね合わせた図である。
【図６】入力信号伝送路に入力される電気信号を例示する図である。
【図７】位相変化量と、半導体マッハツェンダ変調器の透過光強度との関係を例示する図である。
【図８】（ａ）は１つの位相変調部を設けた場合の電気信号の減衰を例示する図であり、（ｂ）は互いに離間する２つの位相変調部を設けた場合の電気信号の減衰を例示する図である。
【図９】変調器チップおよびドライバチップの配線構造を例示する図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）はドライバチップの信号伝送路の伝送線路構造を例示する図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は信号伝送路の他の例を表す図である。
【図１２】アーム導波路の長さで遅延を調整する例である。
【図１３】図４（ｂ）の他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１１】
本願発明は、（１）基板上に形成されたメサ状の半導体導波路を含んで構成されるマッハツェンダ変調器と、前記マッハツェンダ変調器の前記半導体導波路からなるアームに沿って互いに離間して設けられ、前記アームを伝搬する光の位相を変化させる伝送線路型の複数の位相変調部と、入力電気信号を伝送する伝送線路に接続され、前記伝送線路の特性インピーダンスと実質的に等しい入力インピーダンスを有し、前記入力電気信号を増幅する第１増幅器と、前記第１増幅器の出力を、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の入力側に位置する前記位相変調部の一端に入力する第１配線と、前記第１増幅器の出力を、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の出力側に位置する前記位相変調部の一端に入力する第２配線と、前記複数の位相変調部のそれぞれの他端に接続され、接続された前記位相変調部の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗を有する複数の終端抵抗と、を備える光変調装置である。この構成によれば、信号線の高いインピーダンスおよび伝搬時間の調整精度と良好な光変調効率を得ることができる。
（２）前記アームは、Ｓｉを主成分とする前記半導体導波路からなってもよい。Ｓｉを主成分とする半導体導波路のアームの場合、高周波側での被変調光信号の変調振幅の低下の問題がより顕著となる構成であるが、位相変調部を複数に分割して設けているので、電圧信号の減衰を位相変化の重畳で補うことができ、被変調光信号の変調振幅の低減を抑えて良好な光変調効率を得ることができる。
（３）前記位相変調部は、前記第１配線または前記第２配線に接続される伝送線路電極と基準電位電極とを備え、前記伝送線路電極と前記基準電位電極は、前記アームに形成されたｐｎ接合半導体構造、または半導体／絶縁体／半導体構造を介して電気的に接続されていてもよい。この場合、高周波側での被変調光信号の変調振幅の低下の問題がより顕著となる半導体導波路の構成において、電圧信号の減衰を位相変化の重畳で補うことができ、被変調光信号の変調振幅の低減を抑え、高い光変調効率を維持することができる。
（４）前記複数の位相変調部は、それぞれ２つの伝送線路電極を備え、前記第１配線は、前記第１増幅器の出力を増幅し、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の入力側に位置する前記位相変調部の前記２つの伝送線路電極に前記増幅した出力をそれぞれ入力する第１差動出力増幅器を備え、前記第２配線は、前記第１増幅器の出力を増幅し、前記複数の位相変調部のうち前記マッハツェンダ変調器の出力側に位置する前記位相変調部の前記２つの伝送線路電極に前記増幅した出力をそれぞれ入力する第２差動出力増幅器を備えていてもよい。伝送線路型の位相変調部は、集中定数型と比較して１つ１つの電極を長くしても高速動作に対応することができる。したがって、少ない数の差動出力増幅器で、高速動作時にも高い光変調効率を得ることが可能となる。
（５）前記第１配線において前記第１差動出力増幅器と前記第１増幅器の間に設けられた第２増幅器と、前記第２配線において前記第２差動出力増幅器と前記第１増幅器の間に設けられた第３増幅器と、を備えていてもよい。この構成では、反射波の戻り成分の第１増幅器への影響を抑制することができる。
（６）前記第１差動出力増幅器および前記第２差動出力増幅器の出力電圧は、前記第１増幅器の出力電圧の振幅の全範囲に対して実質的に線形に変化してもよい。この構成では、高品質の信号伝送を実現することができる。
（７）前記第１差動出力増幅器の出力電圧は、前記第２増幅器の出力電圧の振幅の全範囲に対して実質的に線形に変化し、前記第２差動出力増幅器の出力電圧は、前記第３増幅器の出力電圧の振幅の全範囲に対して実質的に線形に変化してもよい。この構成では、高品質の信号伝送を実現することができる。
（８）前記マッハツェンダ変調器および前記複数の位相変調部は、変調器チップに設けられ、前記第１増幅器、前記第１配線および前記第２配線は、ドライバチップに設けられ、前記変調器チップと前記ドライバチップとはバンプにより接続されていてもよい。この構成では、ワイヤボンディングを用いなくてもよくなる。
（９）前記第２配線は、前記第１増幅器の出力を、前記マッハツェンダ変調器の出力側の前記位相変調部の伝送線路電極に、前記第１配線よりも遅延して入力してもよい。この構成では、マッハツェンダ変調器における光の伝搬遅延の影響を抑制することができる。
（１０）前記第１配線および前記第２配線の少なくとも一方は、電気信号伝搬時間の可変機構を備えていてもよい。この構成では、遅延量を調整することができる。
（１１）前記入力電気信号は、多値振幅変調成分を含む電気信号であってもよい。多値振幅変調成分を含む電気信号を用いる変調においても、被変調光信号の所望の変調振幅を得ることができる。
【００１２】
［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光変調装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１３】
（第１実施形態）
図１（ａ）および図１（ｂ）は、第１実施形態に係る光変調装置１００の模式的な側面図である。図１（ａ）で例示するように、光変調装置１００は、変調器チップ２００の一面（上面）にドライバチップ３００がバンプ４００を介して実装された構造を有する。図１（ａ）では、変調器チップ２００は上面が素子形成面であり、ドライバチップ３００は下面（変調器チップ２００と対向する面）が素子形成面である。変調器チップ２００とドライバチップ３００は、各々の素子形成面同士がバンプ４００により電気的に接続されている。ドライバチップ３００の素子形成面が変調器チップ２００と反対側の面（上面）に形成されている場合には、図１（ｂ）で例示するように、ドライバチップ３００に貫通導電ビア５００が形成されていてもよい。変調器チップ２００とドライバチップ３００とは、各々の素子形成面同士がバンプ４００と貫通導通ビア５００とにより電気的に接続されている。図１（ａ）または図１（ｂ）のようにバンプ４００を用いる構成では、ワイヤボンディングを用いる必要がなくなる。それにより、変調器チップ２００とドライバチップ３００との間の電気的接続において、接続配線間の電気信号の伝搬時間の調整精度が向上する。
【００１４】
図２は、変調器チップ２００に形成されている半導体マッハツェンダ変調器１０の光導波路部分の平面図である。図２で例示するように、光導波路部分は、基板上に、入力導波路１１、光カプラ１２、２本のアーム導波路１３ａ，１３ｂ、光カプラ１４、および出力導波路１５を備える。入力導波路１１、光カプラ１２、２本のアーム導波路１３ａ，１３ｂ、光カプラ１４、および出力導波路１５は、メサ状の光導波路からなる。光カプラ１２，１４は、方向性結合器型の光カプラである。
【００１５】
光カプラ１２は、入力導波路１１から入力された光を分岐する。２本のアーム導波路１３ａ，１３ｂは、光カプラ１２で分岐された光を伝搬する。光カプラ１４は、２本のアーム導波路１３ａ，１３ｂを伝搬した光を合波する。光カプラ１４で合波された光は、出力導波路１５から出力される。
【００１６】
図３は、半導体マッハツェンダ変調器１０への電気信号印加に関わる電気回路部分を図２に重ね合わせた図である。図３で例示するように、電気回路部分は複数の位相変調部２１，２２、複数の終端抵抗２３，２５、および複数の終端回路２４，２６を含む。位相変調部２１，２２は光導波路部分と同一の基板上（変調器チップ２００内）に設けられている。アーム導波路１３ａおよびアーム導波路１３ｂに沿って、複数の位相変調部２１，２２が設けられている。複数の位相変調部２１，２２は、アーム導波路１３ａ，１３ｂの延在方向において互いに離間して設けられている。位相変調部２１，２２は、それぞれ伝送線路型の構成を有し、例えば、マイクロストリップライン伝送路の構造を有する。複数の位相変調部のうち位相変調部２１は、半導体マッハツェンダ変調器１０の入力側、すなわち入力導波路１１に近い側に配置されている。複数の位相変調部のうち位相変調部２２は、半導体マッハツェンダ変調器１０の出力側、すなわち出力導波路１５に近い側に配置されている。
【００１７】
位相変調部２１は、基準電位電極２１ａと２つの伝送線路電極２１ｂとを備える。基準電位電極２１ａは、アーム導波路１３ａとアーム導波路１３ｂとの間に配置されている。２つの伝送線路電極２１ｂは、アーム導波路１３ａに対して基準電位電極２１ａと反対側およびアーム導波路１３ｂに対して基準電位電極２１ａと反対側に、それぞれ配置されている。基準電位電極２１ａと２つの伝送線路電極２１ｂは互いに平行に延在し、さらにアーム導波路１３ａおよびアーム導波路１３ｂに対しても平行に延在する。位相変調部２２は、基準電位電極２２ａと２つの伝送線路電極２２ｂとを備える。基準電位電極２２ａは、アーム導波路１３ａとアーム導波路１３ｂとの間に配置されている。２つの伝送線路電極２２ｂは、アーム導波路１３ａに対して基準電位電極２２ａと反対側およびアーム導波路１３ｂに対して基準電位電極２２ａと反対側にそれぞれ配置されている。基準電位電極２２ａと２つの伝送線路電極２２ｂは互いに平行に延在し、さらにアーム導波路１３ａおよびアーム導波路１３ｂに対して平行に延在する。基準電位電極２１ａは、アーム導波路１３ａ，１３ｂの延在方向において基準電位電極２２ａと離間して設けられている。伝送線路電極２１ｂは、アーム導波路１３ａ，１３ｂの延在方向において伝送線路電極２２ｂと離間して設けられている。
【００１８】
伝送線路電極２１ｂ，２２ｂの一端（図３の例では入力導波路１１側）は、後述するように信号線を介して増幅器（ドライバアンプ）に接続されている。伝送線路電極２１ｂの他端（図３の例では出力導波路１５側）は、終端抵抗２３を介して終端回路２４の一端に接続されている。伝送線路電極２２ｂの他端（図３の例では出力導波路１５側）は、終端抵抗２５を介して終端回路２６の一端に接続されている。終端回路２４，２６は、電気抵抗とキャパシタとが並列接続された構造を有する。キャパシタは、例えば、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）キャパシタである。終端回路２４の他端は、基準電位電極２１ａの一端に接続されている。終端回路２６の他端は、基準電位電極２２ａの一端に接続されている。基準電位電極２１ａ，２２ａの他端は、後述するバイアス用直流電圧源に接続されている。
【００１９】
図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面図である。図４（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。図４（ａ）で例示するように、半導体マッハツェンダ変調器１０において位相変調部が形成されていない領域では、Ｓｉ（シリコン）基板３１上に、ＳｉＯ２（二酸化シリコン）層３２、Ｓｉ（シリコン）層３３、およびＳｉＯ２（二酸化シリコン）層３４が形成された構造を有する。Ｓｉ（シリコン）層３３に形成されたメサ形状のリッジ（上面側に突出した部分）が光導波路として機能する。
【００２０】
図４（ｂ）で例示するように、半導体マッハツェンダ変調器１０において位相変調部が形成されている領域では、Ｓｉ基板３１上に、ＳｉＯ２層３２、ｐｎ接合層３５およびＳｉＯ２層３４が形成された構造を有する。ｐｎ接合層３５は、ｎドープ領域３５ａとｐドープ領域３５ｂと両者が接合するｐｎ接合部とを含む。ｎドープ領域３５ａは、基準電位電極２１ａ（Ｎ電極）下に形成されている。ｎドープ領域３５ａと基準電位電極２１ａ（Ｎ電極）とは、メタルコンタクトビア３６ａによって接続されている。２つのｐドープ領域３５ｂは、各伝送線路電極２１ｂ（Ｐ電極）下に形成されている。ｐドープ領域３５ｂと伝送線路電極２１ｂ（Ｐ電極）とは、メタルコンタクトビア３６ｂによって接続されている。ｎドープ領域３５ａとｐドープ領域３５ｂとは、ｐｎ接合層３５に形成されたリッジの中央部分においてｐｎ接合している。基準電位電極２１ａ，２２ａ、伝送線路電極２１ｂ，２２ｂ、およびメタルコンタクトビア３６ｂは金属（例えばアルミニウム、タングステン等）からなる。
【００２１】
基準電位電極２１ａ（Ｎ電極）と伝送線路電極２１ｂ（Ｐ電極）との間に電圧が印加されると、ｎドープ領域３５ａおよびｐドープ領域３５ｂを介してｐｎ接合部に電圧が印加される。当該電圧の印加は、ｐｎ接合部に存在する導電キャリアの密度を変化させる。これにより、当該光導波路の実効屈折率を変化させ、当該部分を伝搬する光の位相を変化させる。したがって、位相変調部に電気信号（電圧）が印加されることにより、二つのアーム導波路１３ａ，１３ｂそれぞれを光が伝搬する間に、アーム導波路１３ａ中の光とアーム導波路１３ｂ中の光の間に位相差が発生する。この２つの光を出力側にある光カプラ１４により重ねあわせることにより、当該位相差が０〜πまでのいずれの値を取るかによって、入力導波路１１から入力された連続光を出力導波路１５の一方に導く状態と、出力導波路１５の他方に導く状態とに振り分けることができる。これにより、電気信号入力に対応した光変調出力を、出力導波路１５に取り出すことができる。
【００２２】
なお、図３のＣ−Ｃ線断面図も、図３のＢ−Ｂ線断面図と同様の積層構造を有する。すなわち、位相変調部２２においても、アーム導波路１３ａ，１３ｂがｐｎ接合部を有する。離間して設けられた位相変調部２１と位相変調部２２の間のアーム導波路１３ａ，１３ｂの断面は、図４（ａ）と同様の構造を有する。
【００２３】
図５は、ドライバチップ３００の電気回路部分を図３に重ね合わせた図である。図５で例示するように、ドライバチップ３００は、入力信号伝送路３０１、第１増幅器３０２、第２増幅器３０３、第３増幅器３０４、第１信号伝送路３０５、第２信号伝送路３０６、第１差動出力増幅器３０７，第２差動出力増幅器３０８、およびバイアス用直流電圧源３０９，３１０を備えている。
【００２４】
図６は、入力信号伝送路３０１に入力される電気信号を例示する図である。一例として、電気信号にＰＡＭ（Pulse-Amplitude Modulation）電気信号が用いられる。ＰＡＭ電気信号は、パルス振幅変調された電気信号である。図６の例では、電気信号の振幅が、シンボルごとに０Ｖ、０．３３３Ｖ、０．６６７Ｖおよび１Ｖの４種類に分けられている。４種類の振幅を用いることで、２ビットの情報を得ることができる。
【００２５】
第１増幅器３０２は、入力信号伝送路３０１から受信するＰＡＭ電気信号を増幅する。増幅されたＰＡＭ電気信号は、第１増幅器３０２からの出力後、短い伝送路によって分岐される。第１増幅器３０２の出力インピーダンスは、入力信号伝送路３０１の特性インピーダンスを「Ｎ」で割った値に設定される。図５の例では、第１増幅器３０２の出力インピーダンスは、２５Ωである。ここで、「Ｎ」は、分岐数のことであり、アーム導波路１３ａ，１３ｂに沿って設けられる複数の位相変調部の数と一致する。本実施例においては、一例として、Ｎ＝２である。第１増幅器３０２より後段の信号伝送路は２分岐される。一方は第２増幅器３０３に接続され、他方は第３増幅器３０４に接続されている。
【００２６】
第１増幅器３０２、第２増幅器３０３および第３増幅器３０４は、１つの電気回路の中に設けることができる。第１増幅器３０２と、第２増幅器３０３および第３増幅器３０４とは、インピーダンスの整合した短い接続線で接続される。第２増幅器３０３および第３増幅器３０４は、分岐した接続線にそれぞれ接続される。第１増幅器３０２の入力インピーダンスは、入力信号伝送路３０１の特性インピーダンスと等しく、一例として５０Ωである。第１増幅器３０２の出力インピーダンスは、例えば２５Ωである。第１増幅器３０２は、入力信号伝送路３０１から入力された電気信号の電圧を、例えば２倍に増幅する。第２増幅器３０３および第３増幅器３０４の入力インピーダンスは例えば５０Ωであり、出力インピーダンスは例えば５０Ωである。第２増幅器３０３および第３増幅器３０４は、第１増幅器３０２から入力される電気信号の電圧を、例えば２倍に増幅する。
【００２７】
第２増幅器３０３および第３増幅器３０４の役割は、以下の通りである。もし、第１増幅器３０２、第２増幅器３０３および第３増幅器３０４の出力インピーダンスと、下流側に設ける回路（第１信号伝送路３０５、第２信号伝送路３０６、第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８）とのインピーダンスの整合が悪い場合には、下流に設ける回路から、電気信号の反射波が第１増幅器３０２、第２増幅器３０３および第３増幅器３０４に戻ってくる場合がある。一般に、このような反射波の戻り成分は、増幅器の動作に悪影響を与える。しかしながら、分岐後に２つの第２増幅器３０３および第３増幅器３０４を設けておくことで、分岐後の２つの第２増幅器３０３および第３増幅器３０４が反射波の戻り強度を減衰させ、第１増幅器３０２に悪影響が及ぶことを抑制することができる。なお、第１増幅器３０２の出力インピーダンスと、第１増幅器３０２の出力からみた、下流側に設ける回路のインピーダンスとが完全にマッチングしていれば、分岐後の２つの第２増幅器３０３および第３増幅器３０４を省略してもよい。
【００２８】
第１配線は、第１増幅器３０２と位相変調部２１とを電気的に接続する。第１配線は、第１信号伝送路３０５と第２増幅器３０３と第１差動出力増幅器３０７とを含む。第１信号伝送路３０５は、第２増幅器３０３と第１差動出力増幅器３０７とを接続する。第１差動出力増幅器３０７は、電気信号を増幅し、得られた差動出力信号を２つの伝送線路電極２１ｂにそれぞれ入力する。第２配線は、第１増幅器３０２と位相変調部２２を電気的に接続する。第２配線は、第２信号伝送路３０６と第３増幅器３０４と第２差動出力増幅器３０８とを含む。第２信号伝送路３０６は、第３増幅器３０４と第２差動出力増幅器３０８とを接続する。第２差動出力増幅器３０８は、電気信号を増幅し、得られた差動出力信号を２つの伝送線路電極２２ｂにそれぞれ入力する。
【００２９】
第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の特性インピーダンスは、５０Ωである。第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６は実質的に等しい幅を有する。第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の長さは、互いに異なっている。長さに差を設けることで、第１増幅器３０２からの電気信号が第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８に到達する時間に差を設けることができる。具体的には、複数の位相変調部のうち出力導波路１５により近い側の位相変調部に接続される差動出力増幅器とつながる信号伝送線路ほど、第１増幅器３０２から位相変調部に電気信号が到達するまでの時間が長くなるように信号伝送路の長さを調整（長く）する。
【００３０】
本実施例においては、電気信号が第１増幅器３０２から伝送線路電極２１ｂに到達する時間τ１よりも、当該電気信号が第１増幅器３０２から伝送線路電極２２ｂに到達する時間τ２が長くなるように、第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の長さが調整されている。例えば、第１差動出力増幅器３０７から伝送線路電極２１ｂまでの伝送路長と第２差動出力増幅器３０８から伝送線路電極２２ｂまでの伝送路長とが同じ場合、第２信号伝送路３０６の長さが第１信号伝送路３０５よりも長くなっている。好ましくは、伝送線路電極２１ｂに対応するアーム導波路１３ａ，１３ｂの部分に光が入力する位置から、伝送線路電極２２ｂに対応するアーム導波路１３ａ，１３ｂの部分に光が入力する位置まで光が伝搬するのにかかる時間と同じ時間だけ、時間τ２が時間τ１よりも長くなるように、第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の長さが調整されている。一例として、第２信号伝送路３０６を蛇行させることで長さを調整してもよい。例えば、時間τ２と時間τ１との差を約４ｐｓとした場合に、第１信号伝送路３０５と第２信号伝送路３０６との長さ差を約０．６ｍｍとすることができる。
【００３１】
第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８の入力インピーダンスは５０Ωであり、出力インピーダンスは３５Ω×２である。終端抵抗２３の抵抗は、位相変調部２１のインピーダンスと等しくなるように調整されている。終端抵抗２５の抵抗は、位相変調部２２のインピーダンスと等しくなるように調整されている。本実施例においては、終端抵抗２３，２５は、それぞれ３５Ωの抵抗を有する。なお、終端抵抗２３，２５および終端回路２４，２６は、ドライバチップ３００に設けられていてもよい。
【００３２】
バイアス用直流電圧源３０９は、半導体マッハツェンダ変調器１０の位相変調部２１を適正な動作点に保持するための直流バイアス電圧を基準電位電極２１ａに印加する。バイアス用直流電圧源３１０は、半導体マッハツェンダ変調器１０の位相変調部２２を適正な動作点に保持するための直流バイアス電圧を基準電位電極２２ａに印加する。終端回路２４は、直流バイアス電圧印加と終端抵抗２３の高周波的な平衡とを両立維持する。終端回路２６は、直流バイアス電圧印加と終端抵抗２５の高周波的な平衡とを両立維持する。
【００３３】
伝送線路型の位相変調部２１，２２に第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８から入力された電気信号は、位相変調部２１，２２上を位相変調部２１，２２の構造で決まる群速度で伝搬しながら、位相変調部２１，２２に平行して延在するアーム導波路１３ａ，１３ｂの各部分に電圧を印加していく。電気信号を伝搬する伝送路型の位相変調部２１，２２は、終端抵抗２３，２５により実質的に無反射で終端される。光がアーム導波路１３ａ，１３ｂを入力側から位相変調部２１に沿って伝搬する間に位相変調部２１によって受ける位相変化量と、光がアーム導波路１３a，１３bを出力側まで位相変調部２２に沿って伝搬する間に受ける位相変化量とは、足し合わされる。
【００３４】
図７は、位相変化量と、半導体マッハツェンダ変調器１０の透過光強度との関係を例示する図である。電気信号によって位相変調部２１，２２に印加される電圧とアーム導波路１３ａ，１３ｂ中を導波する光が受ける位相変化量とはほぼ比例する関係にある。また、高品質の信号伝送を実現するためには、位相変調部２１，２２への印加電圧と半導体マッハツェンダ変調器１０の透過光強度とが線形の関係にあることが好ましい。そこで、２つのアーム導波路１３ａ，１３ｂを通過した２つの光の位相差は、図７の横軸において、０．３から０．７の範囲になるように、位相変調部２１，２２への印加電圧（ＰＡＭ電気信号の電圧）を設定することが好ましい。位相変調部２１，２２への電圧の設定は、第１増幅器３０２、第２増幅器３０３および第３増幅器３０４および第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８の増幅率の設定によって行う。印加電圧と透過光強度の線形関係が維持される範囲の電圧を位相変調部に出力するために、第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８の出力電圧は、第２増幅器３０３および第３増幅器３０４を省略する場合には第１増幅器３０２の出力電圧の全域に対して線形に動作するように設定する。第２増幅器３０３および第３増幅器３０４を用いる場合には、第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８の出力電圧は、それぞれ第２増幅器３０３および第３増幅器３０４の出力電圧全域に対し線形に動作させることが好ましい。第１増幅器３０２、第２増幅器３０３、第３増幅器３０４、および第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８は、リニアアンプであることが好ましい。
【００３５】
図８（ａ）は、アーム導波路１３，１３ｂの入力側から出力側までの全長に沿ってただ１つの位相変調部を設けた場合（比較例）の電気信号の減衰を例示する図である。図８（ｂ）は、本実施例のようにアーム導波路１３，１３ｂの入力側と出力側とに互いに離間する２つの位相変調部を設けた場合の電気信号の減衰を例示する図である。図８（ａ）および図８（ｂ）において、横軸はアーム導波路１３ａ，１３ｂの延在方向における位相変調部の距離（長さ）を表し、縦軸は位相変調部からアーム導波路に印加される電圧を表す。図８（ａ）の例では、長さＬ２の位相変調部を用いている。図８（ｂ）の例では、長さＬ１＝Ｌ２／２の位相変調部を２つ用いている。すなわち、合計の長さは、図８（ａ）および図８（ｂ）の例で同じである。
【００３６】
図８（ａ）および図８（ｂ）で例示するように、低周波数の電気信号（低周波時）は伝送路型の位相変調部を伝搬する間にほとんど減衰しないが、高周波数の電気信号（高周波時）は伝送線路型の位相変調部を電気信号が伝搬する間に、電気信号の電圧振幅が減衰する。位相変調部に沿ったアーム導波路における位相差の発生量は、位相変調部の各部での電圧を位相変調部の長さに沿って積分した作用量に比例する。したがって、低周波での作用量は四角形ＣＢＧＯの面積に比例するが、高周波ではＣＥＧＯの面積分に低下する。ＣＢＧＯの面積に対するＣＥＧＯの面積の比が、被変調光信号の変調振幅の低下に相当する。被変調光信号の変調振幅の低下が小さいほど、マッハツェンダ変調器の変調の電力効率が良くなる。
【００３７】
被変調光信号の変調振幅の低下を小さくする方法としては、位相変調部の長さをたとえば半減してＬ１にする方法がある。低周波での作用量は四角形ＣＡＦＯの面積に比例するが、高周波ではＣＤＦＯの面積分に低下し、ＣＡＦＯの面積に対するＣＤＦＯの面積の比が、被変調光信号の変調振幅の低下に相当する。図８（ａ）から分かるように、この面積の比は、位相変調部の長さがＬ２の場合よりも小さくなる。
【００３８】
しかしながら、位相変調部の長さを半減した構成では位相差発生量（作用量）の絶対値が大きく取れない。そこで、図８（ｂ）のように、位相変調部の長さＬ２／２の構成を２つ並べることができれば、作用量の確保と高周波での被変調光信号の変調振幅の低下の低減の両方を満足できることになる。なお、上記原理から明らかなように、光位相変調部は３つ以上を並べた構成を取っても、上記の効果を引き出すことが可能である。本実施例では、２つの位相変調部を並べた構成について説明しているが、３つ以上を並べた構成についても、同様に適用可能である。
【００３９】
図９は、変調器チップ２００およびドライバチップ３００の配線構造を例示する図である。図９では、変調器チップ２００の上面にドライバチップ３００が実装された状態の上面図である。図９で例示するように、変調器チップ２００の上面には、２つの電極パッド２０１，２０２が設けられている。電極パッド２０１，２０２は、外部の電源に接続されている。ドライバチップ３００の下面には、電源回路３１１が設けられている。電極パッド２０１，２０２と電源回路３１１とは、変調器チップ２００の上面上の配線およびバンプ４００を介して接続されている。電源回路３１１は、ドライバチップ３００の下面の配線を介して第１増幅器３０２、第２増幅器３０３、第３増幅器３０４および第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８に電力を供給する。なお、図９では、第２増幅器３０３および第３増幅器３０４が省略されている。第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８と伝送線路電極２１ｂ，２２ｂとは、変調器チップ２００の上面上の配線およびバンプ４００を介して接続されている。基準電位電極２１ａ，２２ａと電源回路３１１とは、バンプ４００およびドライバチップ３００の下面の配線を介して接続されている。なお、電源回路３１１は、図５で例示したバイアス用直流電圧源３０９，３１０としても機能する。
【００４０】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、ドライバチップ３００の第１信号伝送路３０５の伝送線路構造を例示する図である。図１０（ａ）は、第１信号伝送路３０５の平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）で例示するように、第１信号伝送路３０５は、マイクロストリップラインの構造を有する。なお、第２信号伝送路３０６も、第１信号伝送路３０５と同様の構造を有する。
【００４１】
例えば、ドライバチップ３００は、半導体基板４１上に、第１絶縁層４２、第１配線層４３、第２絶縁層４４、第２配線層４５、第３絶縁層４６、第３配線層４７、第４絶縁層４８、および第４配線層４９が積層された構造を有する。伝送路５１は、第４配線層４９に形成されている。グランド電極５２は、第２配線層４５において伝送路５１よりも大きい幅を有して設けられている。なお、グランド電極５２の両脇は、第４配線層４９まで貫通し、第４配線層４９において露出している。
【００４２】
（変形例１）
第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の少なくともいずれか一方に容量可変ダイオードを設けることで、遅延量を調整してもよい。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の他の例を表す図である。図１１（ａ）は、第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の平面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）で例示するように、伝送路５１の下方において、グランド電極５２が開口している。伝送路５１は、当該開口を通り、第４絶縁層４８、第３配線層４７、第３絶縁層４６、第２配線層４５、第２絶縁層４４、第１配線層４３および第１絶縁層４２を貫通し、半導体基板４１上の容量可変ダイオード５３の一端に接続されている。容量可変ダイオード５３の他端は、第１絶縁層４２を貫通し、第１配線層４３に形成された金属層５４の一端に接続されている。金属層５４の一部は、第２絶縁層４４を介して、第２配線層４５に形成されたグランド電極５２と対向する。この対向領域は、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）キャパシタとして機能する。金属層５４の他端は、第２絶縁層４４、第２配線層４５、第３絶縁層４６、第３配線層４７および第４絶縁層４８を貫通し、第４配線層４９に形成された金属層５５に接続されている。金属層５５は、バイアス電源へ接続されている。
【００４３】
バイアス電源の供給電圧を変更することで、容量可変ダイオード５３の容量を調整することができる。容量可変ダイオード５３の容量を変化させることで、伝送路５１とグランド電極５２との間の容量を変化させることができ、これにより伝送線路を伝搬する時間の遅延量を変えることができる。
【００４４】
図１１（ａ）で例示する１ブロックの遅延時間可変部の長さは、伝送路５１の延在方向に、約１００μｍ程度である。この遅延時間可変部をたとえば１０個、直列に接続することにより、約１０００μｍ長さのマイクロストリップラインの伝送線路を構成することができる。
【００４５】
容量可変ダイオード５３の容量（１個あたり）は、例えば７．５ｆＦ（フェムトファラッド）から１５ｆＦの範囲で可変である。ＭＩＭキャパシタの容量（１個当たり）は２．５ｐＦ（ピコファラッド）である。ＭＩＭキャパシタの容量が容量可変ダイオード５３の容量よりも二〜三桁程度大きいので、伝送路５１とグランド電極５２との間の容量に対して、容量可変ダイオード５３による容量変化がほぼ線形に付加される。これにより、容量可変ダイオード５３の容量を制御することで、遅延時間可変部を伝搬する電気信号の遅延時間を、ほぼ線形に制御することができる。
【００４６】
容量可変ダイオード５３の容量を１個あたり７．５ｆＦから１５ｆＦまで変化させた場合、長さ約１０００μｍの遅延時間可変部からなる伝送線路を伝搬する電気信号の遅延時間は約９ｐｓ（ピコ秒）〜１２ｐｓの間で変化する。
【００４７】
（変形例２）
第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６だけで光と電気の遅延の整合を調整することが困難である場合、アーム導波路１３ａ，１３ｂの長さを変更することで遅延の整合を調整してもよい。例えば、図１２で例示するように、位相変調部２１と位相変調部２２との間でアーム導波路１３ａ，１３ｂに曲がり部を設けることで、遅延を調整してもよい。
【００４８】
（変形例３）
図４（ｂ）ではｐｎ接合構造を用いた位相変調部について説明したが、それに限られない。例えば、半導体／絶縁体／半導体構造を備える位相変調部を用いてもよい。図１３は、図４（ｂ）の他の例である。図１３で例示するように、例えば、半導体マッハツェンダ変調器１０において位相変調部が形成されている領域では、Ｓｉ基板３１上に、ＳｉＯ２層３２、ｐ型Ｓｉ層３７およびＳｉＯ２層３４が形成された構造を有していてもよい。この構成では、光導波路として機能するリッジは、p型Ｓｉから形成されており、リッジの上面にゲート酸化膜３９を介してｎ型のポリＳｉ層３８が設けられている。ｎ型のポリＳｉ層３８は、メタルコンタクトビア３６ｂを介して伝送線路電極２１ｂに接続されている。この構成では、ポリＳｉ／ゲート酸化膜３９／Ｓｉ（結晶）構造に電圧が印加される。当該電圧の印加は、ゲート酸化膜３９／Ｓｉ（結晶）界面に存在するキャリア密度を変化させ、導波する光の位相を変化させる。
【００４９】
（実施例の効果）
本実施例においては、入力信号伝送路３０１からの電気信号を増幅する第１増幅器３０２が設けられている。この構成では、電気信号を分岐する際にインピーダンスを調整することができる。それにより、入力信号伝送路３０１から位相変調部２１，２２に至るまでの信号線の設計が容易になる。すなわち、信号線の高いインピーダンスおよび伝搬時間の調整精度が得られるようになる。その結果、良好な光変調効率を得ることができる。
【００５０】
また、本実施例においては、第１増幅器３０２と第１差動出力増幅器３０７との間に第２増幅器３０３が設けられ、第１増幅器３０２と第２差動出力増幅器３０８との間に第３増幅器３０４が設けられている。第２増幅器３０３および第３増幅器３０４は、第１増幅器３０２の出力インピーダンスと下流側回路とのインピーダンスの整合が悪い場合に生じる反射波の戻り強度を減衰させ、第１増幅器３０２に悪影響が及ぶことを抑制することができる。また、本実施例においては、第１差動出力増幅器３０７および第２差動出力増幅器３０８が設けられている。それにより、位相変調部２１，２２に入力する信号をそれぞれ増幅することができる。
【００５１】
また、本実施例においては、伝送線路型の位相変調部２１，２２を用いている。それにより、集中定数型と比較して、１つ１つの電極を長くしても、高速動作に対応することができる。このため、差動出力増幅器の数を低減することが可能となる。
【００５２】
また、本実施例においては、電気信号が第１増幅器３０２から伝送線路電極２１ｂに到達する時間τ１よりも、当該電気信号が第１増幅器３０２から伝送線路電極２２ｂに到達する時間τ２が長くなるように、第１信号伝送路３０５および第２信号伝送路３０６の長さが調整されている。それにより、アーム導波路１３ａ，１３ｂにおける光の伝搬遅延の光変調効率への影響を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施例においては、複数の位相変調部２１，２２を用いている。それにより、電圧信号の減衰を位相変化の重畳で補うことができる。ここで、伝送線路型電極を電気信号が伝搬する間に電気信号が減衰する場合、高速入力電気信号により高速被変調光信号を形成しようとすると、入力電気信号の周波数（Baud Rate）が高くなるほど、被変調光信号の強度（振幅）が小さくなる。すなわち、変調度が小さくなる。その原因の１つは、伝送路型電極では、高周波の電気信号が伝搬する場合に表皮効果により一般に電極の表面部分にのみ電流が通じるが、電気信号の周波数が高くなるにつれて表皮深さは減少し、伝搬する際の電気抵抗成分が増し、これによる伝搬損失増加が上記周波数特性の劣化を招くことである。また、電極の表皮効果に加えて、半導体マッハツェンダ変調器１０の場合には、図４（ｂ）または図９で例示したように、電流は伝送路型電極の表皮効果に加えて、ｐｎ接合部またはポリＳｉ／ゲート酸化膜／Ｓｉ（結晶）に至るまでの半導体中にも電流が流れる。ｐｎ接合部またはポリＳｉ／ゲート酸化膜／Ｓｉ（結晶）には容量と電気抵抗の直列結合が形成されている。周波数が高くなるほど、容量に対するチャージとディスチャージで電流が往復する回数が増え、当該部分の抵抗成分による損失が大きくなり、電気信号の伝搬損失に加わる。したがって、特に半導体マッハツェンダ変調器１０では、伝送線路型電極を電気信号が伝搬していく間に電気信号が減衰してしまうことによる、高周波側での被変調光信号の変調振幅の低下の問題がより顕著となる問題がある。この問題に対して、複数の位相変調部２１，２２を用いていることが非常に効果的である。
【００５４】
上記各例において、半導体マッハツェンダ変調器１０が、基板上に形成されたメサ状の半導体導波路を含んで構成されるマッハツェンダ変調器の一例として機能する。位相変調部２１，２２が、マッハツェンダ変調器の半導体導波路からなるアームに沿って互いに離間して設けられ、アームを伝搬する光の位相を変化させる伝送線路型の複数の位相変調部の一例として機能する。第１増幅器３０２が、入力電気信号を伝送する伝送線路に接続され、伝送線路の特性インピーダンスと実質的に等しい入力インピーダンスを有し、入力電気信号を増幅する第１増幅器の一例として機能する。第１信号伝送路３０５が、第１増幅器の出力を、複数の位相変調部のうちマッハツェンダ変調器の入力側に位置する位相変調部の一端に入力する第１配線の一例として機能する。第２信号伝送路３０６が、第１増幅器の出力を、複数の位相変調部のうちマッハツェンダ変調器の出力側に位置する位相変調部の一端に入力する第２配線の一例として機能する。終端抵抗２３，２５が、複数の位相変調部のそれぞれの他端に接続され、接続された位相変調部の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗を有する複数の終端抵抗の一例として機能する。第１差動出力増幅器３０７が、第１配線に設けられ、第１増幅器の出力を増幅し、複数の位相変調部のうちマッハツェンダ変調器の入力側に位置する位相変調部の２つの伝送線路電極に増幅した出力をそれぞれ入力する第１差動出力増幅器の一例として機能する。第２差動出力増幅器３０８が、第２配線に設けられ、第１増幅器の出力を増幅し、複数の位相変調部のうちマッハツェンダ変調器の出力側に位置する位相変調部の２つの伝送線路電極に増幅した出力をそれぞれ入力する第２差動出力増幅器の一例として機能する。第２増幅器３０３が、第１配線において第１差動出力増幅器と第１増幅器の間に設けられた第２増幅器の一例として機能する。第３増幅器３０４が、第２配線において第２差動出力増幅器と第１増幅器の間に設けられた第３増幅器の一例として機能する。
【符号の説明】
【００５５】
１０  半導体マッハツェンダ変調器、１１  入力導波路、１２  光カプラ、１３ａ  アーム導波路、１３ｂ  アーム導波路、１４  光カプラ、１５  出力導波路、２１  位相変調部、２１ａ  基準電位電極、２１ｂ  伝送線路電極、２２  位相変調部、２２ａ  基準電位電極、２２ｂ  伝送線路電極、２３  終端抵抗  ２４  終端回路、２５  終端抵抗、２６  終端回路、３１  Ｓｉ基板、３２  ＳｉＯ２層、３３  Ｓｉ層、３４  ＳｉＯ２層、３５  ｐｎ接合層、３５ａ  ｎドープ領域、３５ｂ  ｐドープ領域、３６ａ  メタルコンタクトビア、３６ｂ  メタルコンタクトビア、３７  ｐ型Ｓｉ層、３８  ポリＳｉ層、３９  ゲート酸化膜、４１  半導体基板、４２  第１絶縁層、４３  第１配線層、４４  第２絶縁層、４５  第２配線層、４６  第３絶縁層、４７  第３配線層、４８  第４絶縁層、４９  第４配線層、５１  伝送路  ５２  グランド電極、５３  容量可変ダイオード、５４  金属層、５５  金属層、１００  光変調装置、２００  変調器チップ、２０１  電極パッド、２０２  電極パッド、３００  ドライバチップ、３０１  入力信号伝送路、３０２  第１増幅器、３０３  第２増幅器、３０４  第３増幅器、３０５  信号伝送路、３０６  信号伝送路、３０７  差動出力増幅器、３０８  差動出力増幅器、３０９  バイアス用直流電圧源、３１０  バイアス用直流電圧源、３１１  電源回路、４００  バンプ、５００  貫通導電ビア
【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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【図１２】
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【図１３】
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