(57)【要約】【課題】マッハツェンダ部間のクロストークを抑制すること。【解決手段】電気光学効果を有する基板１０と、前記基板に設けられたメイン導波路１４と、前記基板に設けられ前記メイン導波路に結合された複数の第１導波路と、少なくとも前記第１導波路間と前記第１導波路上とに設けられ前記第１導波路内にＤＣ電界を発生させる第１ＤＣ電極２４と、を備える第１マッハツェンダ部５０と、前記第１導波路それぞれに対応し、前記基板に設けられ前記第１導波路のそれぞれに複数結合された第２導波路１６と、前記第２導波路内にＤＣ電界を発生させる第２ＤＣ電極２６と、を備える複数の第２マッハツェンダ部５２と、を具備し、前記複数の第２マッハツェンダ部のうち少なくとも１つは、前記第２ＤＣ電極が前記第２導波路間に設けられておらず少なくとも前記第２導波路上に設けられている光デバイス。【選択図】図２
2011158652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する基板と、
前記基板に設けられたメイン導波路と、
前記基板に設けられ前記メイン導波路に結合された複数の第１導波路と、少なくとも前記第１導波路間と前記第１導波路上とに設けられ前記第１導波路内にＤＣ電界を発生させる第１ＤＣ電極と、を備える第１マッハツェンダ部と、
前記第１導波路それぞれに対応し、前記基板に設けられ前記第１導波路のそれぞれに複数結合された第２導波路と、前記第２導波路内にＤＣ電界を発生させる第２ＤＣ電極と、を備える複数の第２マッハツェンダ部と、
を具備し、
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち少なくとも１つは、前記第２ＤＣ電極が前記第２導波路間に設けられておらず少なくとも前記第２導波路上に設けられていることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記第２ＤＣ電極は、前記第２導波路上と前記複数の第２マッハツェンダ部間とに設けられたことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つの第２ＤＣ電極と第２導波路との相互作用長は、前記第１マッハツェンダ部の第１ＤＣ電極と第１導波路との相互作用長より大きいことを特徴とする請求項１または２記載の光デバイス。
【請求項４】
前記複数の第２マッハツェンダ部間に設けられた前記第２ＤＣ電極の幅は、前記複数の第２マッハツェンダ部の外側に設けられた前記第２ＤＣ電極より狭いことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項５】
前記複数の第２マッハツェンダ部は、それぞれ前記第２導波路上に設けられ前記第２導波路に高周波電界を印加する高周波電極を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項６】
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つにおいて、前記高周波電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔は、前記第２ＤＣ電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔より広いことを特徴とする請求項５記載の光デバイス。
【請求項７】
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つにおいて、前記第２ＤＣ電極は、前記高周波電極が設けられた領域の前記第２導波路と前記第２ＤＣ電極が設けられた領域の前記第２導波路との間に位置する前記第２導波路間隔が変化する変化部まで延伸して設けられていることを特徴とする請求項５または６記載の光デバイス。
【請求項８】
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つは、屈曲部において前記第２導波路が屈曲しており、
前記高周波電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔は、第２ＤＣ電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔より広く、
前記第２導波路間隔が変化する変化部において、前記屈曲部において内側となる第２導波路は曲がっており、前記屈曲部において外側となる第２導波路は直線であることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項９】
前記第１ＤＣ電極および前記第２ＤＣ電極を引き出すパッドが前記第１マッハツェンダ部横から、前記複数の第２マッハツェンダ部の一部横まで設けられ、
前記複数の第２マッハツェンダ部の一方と他方との間の前記第２導波路間隔は、前記第１マッハツェンダ部から離れるに従い広くなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の光デバイス。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項記載の光デバイスを含む光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスおよび光送信装置に関し、例えばマッハツェンダ部を備える光デバイスおよび光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムにおいて、光変調器に例えばマッハツェンダ部が用いられる。マッハツェンダ干渉を用いたマッハツェンダ部においては、電気光学効果を有する基板に一対の光導波路が設けられている。電極を用い光導波路に電界を印加することにより、光導波路内の屈折率を変化させる。これにより、一対の光導波路間の位相差を変化させる。例えば、一対の光導波路を結合させ、マッハツェンダ干渉させることにより、光強度変調された信号光を出力することができる。
【０００３】
ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調した信号光を出力するため、メインのマッハツェンダ部の一対の光導波路にそれぞれサブのマッハツェンダ部を接続する光変調器が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
このように、複数のマッハツェンダ部を１つの基板に集積化した場合、マッハツェンダ部間のクロストークを抑制するため、マッハツェンダ部間の基板に溝を設けることが知られている（例えば、特許文献２）。また、基板の裏面に溝を設けることが知られている（例えば、特許文献３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許７２７２２７１号明細書
【特許文献２】特開２００９−５３４４４号公報
【特許文献３】特開２００１−１７４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、基板に溝を設ける方法は、製造工程が増大する。また、基板の強度が小さくなる。よって、現実的な方法ではない。このように、マッハツェンダ部間のクロストークを簡単に抑制することが求められている。
【０００７】
本光デバイスおよび光送信装置は、マッハツェンダ部間のクロストークを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例えば、電気光学効果を有する基板と、前記基板に設けられたメイン導波路と、前記基板に設けられ前記メイン導波路に結合された複数の第１導波路と、少なくとも前記第１導波路間と前記第１導波路上とに設けられ前記第１導波路内にＤＣ電界を発生させる第１ＤＣ電極と、を備える第１マッハツェンダ部と、前記第１導波路それぞれに対応し、前記基板に設けられ前記第１導波路のそれぞれに複数結合された第２導波路と、前記第２導波路内にＤＣ電界を発生させる第２ＤＣ電極と、を備える複数の第２マッハツェンダ部と、を具備し、前記複数の第２マッハツェンダ部のうち少なくとも１つは、前記第２ＤＣ電極が前記第２導波路間に設けられておらず少なくとも前記第２導波路上に設けられていることを特徴とする光デバイスを用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本光デバイスおよび光送信装置によれば、マッハツェンダ部間のクロストークを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は比較例１に係る光デバイスの上面図である。
【図２】図２は実施例１に係る光デバイスの上面図である。
【図３】図３は図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は実施例２に係る光デバイスの上面図である。
【図５】図５は実施例３に係る光デバイスの上面図である。
【図６】図６は実施例４に係る光デバイスの上面図である。
【図７】図７は実施例５に係る光デバイスの上面図である。
【図８】図８は比較例２に係る光デバイスの上面図である。
【図９】図９は実施例６に係る光デバイスの上面図である。
【図１０】図１０は実施例７に係る光デバイスの上面図である。
【図１１】図１１は実施例８に係る光デバイスの上面図である。
【図１２】図１２は実施例９に係る光送信装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、比較例１に係る光デバイスについて説明する。比較例１は、ＱＰＳＫ変調された光信号を出力するための光デバイスの例である。図１は比較例１に係る光デバイスの上面図である。図１のように、光デバイス１００ａは、第１マッハツェンダ部５０および複数の第２マッハツェンダ部５２を備えている。電気光学効果を有する基板１０には、光導波路として、メイン導波路１２、第１導波路１４および第２導波路１６が設けられている。また、基板１０上に第１ＤＣ（直流）電極２４、第２ＤＣ電極２６および高周波電極３０が設けられている。第１マッハツェンダ部５０は、メイン導波路１２に結合された複数の第１導波路１４（図では一対）と、第１導波路１４内にＤＣ電界を発生させる第１ＤＣ電極２４と、を備える。第１ＤＣ電極２４は、第１導波路１４上に設けられ電圧Ｐが印加される電極と、第１導波路１４間に設けられ、グランド電圧Ｇｎｄが印加される電極とを含む。
【００１２】
複数の第２マッハツェンダ部５２（図１では一対）は、それぞれ第１マッハツェンダ部５０の第１導波路１４に対応している。複数の第２マッハツェンダ部５２は、それぞれ第２導波路１６内にＤＣ電界を発生させる第２ＤＣ電極２６と、第２導波路１６内に高周波電界を印加する高周波電極３０を備えている。１つの第２マッハツェンダ部５２内の複数の第２導波路１６は、対応する第１導波路１４に結合している。第２ＤＣ電極２６は、第２導波路１６上に設けられ電圧Ｃ１またはＣ２が印加される電極と、第２導波路１６間に設けられ、グランド電圧Ｇｎｄが印加される電極とを含む。高周波電極３０は、第２導波路１６上に設けられた信号電極ＲＦ１およびＲＦ２と、信号電極ＲＦ１およびＲＦ２に沿って設けられたグランド電極Ｇｎｄを含む。信号電極ＲＦ１とグランド電極Ｇｎｄ、信号電極ＲＦ２とグランド電極Ｇｎｄとはそれぞれコプレーナ線路を形成している。
【００１３】
第１マッハツェンダ部５０および第２マッハツェンダ部５２が形成されたチップは短冊型をしている。光導波路は、チップの長辺に沿って延伸している。
【００１４】
右側（第２ＤＣ電極２６と高周波電極３０のうち高周波電極３０側）のメイン導波路１２から入力された光信号は、一対の第２マッハツェンダ部５２の４つの第２導波路１６に分岐される。一対の第２マッハツェンダ部５２では、まず、第２導波路１６上に信号電極ＲＦ１、ＲＦ２が設けられた相互作用領域４６、４８において、光の伝搬方向と同じ方向に伝搬する高周波信号により、光信号の位相が変調される。例えば、相互作用領域４６においては、Ｉ相信号に相当する光信号の変調がなされる。相互作用領域４８においては、Ｑ相信号に相当する光信号の変調がなされる。このように、相互作用領域４６、４８は高周波電極３０に印加された信号が第２導波路１６を伝搬する光に作用する領域である。次に、第２導波路１６上に第２ＤＣ電極２６が設けられた相互作用領域４４において、動作点が調整される。このように、相互作用領域４４は第２ＤＣ電極２６に印加された電圧が第２導波路１６を伝搬する光に作用する領域である。第２ＤＣ電極２６は一対の第２マッハツェンダ部５２間で独立に電圧Ｃ２およびＣ１を印加できる。したがって、一対の第２マッハツェンダ部５２間で動作点を独立に制御できる。第２導波路１６が結合されることにより、Ｉ相信号およびＱ相信号がそれぞれマッハツェンダ干渉により強度変調される。
【００１５】
Ｉ相信号およびＱ相信号は、それぞれ第１マッハツェンダ部５０の一対の第１導波路１４を伝搬する。第１マッハツェンダ部５０においては、第１導波路１４上に第１ＤＣ電極２４が設けられた相互作用領域４２において、Ｉ相信号とＱ相信号との位相差をλ／４（λは光信号の波長）とする。このように、相互作用領域４２は第１ＤＣ電極２４に印加された電圧が第１導波路１４を伝搬する光に作用する領域である。第１導波路１４が結合されることにより、Ｉ相信号とＱ相信号とがメイン導波路１２から出力される。
【００１６】
比較例１のように、第１マッハツェンダ部５０と第２マッハツェンダ部５２とを同一基板に集積化した場合、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークが問題となる。図１において、第２マッハツェンダ部５２間隔を広くするとクロストークは抑制されるがチップサイズが大きくなってしまう。
【００１７】
以下、第２マッハツェンダ部間のクロストークを抑制する実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図２は実施例１に係る光デバイスの上面図である。図２のように、光デバイス１００は、第１マッハツェンダ部５０において、第１ＤＣ電極２４に、ＤＣ電圧Ｐ＋およびＰ−が印加されている。一方の第１導波路１４上の第１ＤＣ電極２４には電圧Ｐ−が印加され、この第１導波路１４の両側の第１ＤＣ電極２４には電圧Ｐ＋が印加される。一方、他方の第１導波路１４上の第１ＤＣ電極２４には電圧Ｐ＋が印加され、この第１導波路１４の両側の第１ＤＣ電極２４には電圧Ｐ−が印加される。第１マッハツェンダ部５０の相互作用領域４２の長さが相互作用長Ｌｐである。相互作用長Ｌｐは例えば数ｍｍである。第１ＤＣ電極２４に電圧Ｐ＋およびＰ−を印加することにより、Ｉ相信号とＱ相信号との位相差を１／４λとする。
【００１９】
第２マッハツェンダ部５２において、第２ＤＣ電極２６に、ＤＣ電圧Ｃ１＋、Ｃ１−、Ｃ２＋およびＣ２−が印加されている。図２の上側の第２マッハツェンダ部５２の第２導波路１６において、一方の第２導波路１６上の第２ＤＣ電極２６には電圧Ｃ１−が、この第２導波路１６の外側の第２ＤＣ電極２６には電圧Ｃ１＋が印加される。他方の第２導波路１６上の第２ＤＣ電極２６には電圧Ｃ１＋が、この第２導波路１６の外側の第２ＤＣ電極２６には電圧Ｃ１−が印加される。図２の下側の第２マッハツェンダ部５２の第２ＤＣ電極２６においても電圧Ｃ２＋およびＣ２−が同様に印加される。第２マッハツェンダ部５２の相互作用領域４４の長さが相互作用長Ｌｃ１およびＬｃ２である。相互作用長Ｌｃ１およびＬｃ２は例えば数ｍｍである。第２ＤＣ電極２６に電圧Ｃ１＋、Ｃ１−、Ｃ２＋およびＣ２−を印加することにより、一対の第２マッハツェンダ部５２の動作点を独立に制御することができる。また、第２マッハツェンダ部５２のうち高周波電極３０が設けられた第２導波路１６の長さは例えば数ｃｍである。その他の構成は、比較例１の図１と同じであり、説明を省略する。
【００２０】
図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図３のように、ＬｉＮｂＯ３またはＬｉＴａＯ３等の電気光学効果を有する基板１０内に光導波路（図３では第２導波路１６）が設けられている。光導波路は、例えば基板１０上にＴｉ等の金属膜を形成し基板１０内に熱拡散させることにより形成される。または、光導波路は、安息香酸中でプロトン交換することにより形成される。光導波路の厚さは例えば数μｍ、幅は例えば数μｍである。基板１０上には、光導波路を伝搬する光が電極（図３では第１電極２６ａおよび第２電極２６ｂ）に漏れることを抑制するためのバッファ層１１が設けられる。バッファ層１１は、例えば酸化シリコン膜であり、例えば、０．２〜２μｍの膜厚である。バッファ層１１上に、例えば、下からＴｉ膜およびＡｕ膜等の金属膜である電極が形成されている。電極の膜厚は例えば数１０ｎｍから数μｍである。
【００２１】
図２のように、実施例１においては、第２マッハツェンダ部５２において、第２ＤＣ電極２６は、第２導波路１６間に設けられていない。一般的に、マッハツェンダ部において、導波路間のＤＣ電極をなくすことは、電極の非対称を生じさせ、導波路への電界の印加効率を低下させる。この結果、ＤＣ電極に印加すべき単位長当りの電圧Ｖπが増加してしまう。また、図２のように、高周波電極３０が設けられた第２導波路１６間隔Ｇｒｆに比べ、第２ＤＣ電極２６が設けられた第２導波路１６間隔Ｇｃ１等が狭い。このため、高周波電極３０が設けられ平行な第２導波路１６と第２ＤＣ電極２６が設けられ平行な第２導波路１６の間に位置する第２導波路１６間隔が変化する変化部３６が設けられている。変化部３６では、第２導波路１６がＳ字状に曲がるため光信号の損失が生じる。さらに、第２導波路１６間隔Ｇｃ１等が狭いと、第２導波路１６間のクロストークが生じてしまう。特に長波長側では、この現象が顕著となる。さらに、第２導波路１６間隔Ｇｃ１等を狭めると、製造が不安定になりやすい。
【００２２】
しかしながら、実施例１においては、クロストークが生じ難い第１マッハツェンダ部５０において、第１ＤＣ電極２４が少なくとも第１導波路１４間と第１導波路１４上とに設けられている。一方、クロストークが問題となる複数の第２マッハツェンダ部５２の少なくとも１つにおいて、第２ＤＣ電極２６は、第２導波路１６間に設けられておらず、少なくとも第２導波路１６上に設けられている。これにより、クロストークの生じ難い第１マッハツェンダ部５０において、第１導波路１４への電界の印加効率を向上させることができる。一方、クロストークの問題となる第２マッハツェンダ部５２の第２ＤＣ電極２６が設けられた領域において、第２導波路１６間隔Ｇｃ１、Ｇｃ２を狭くできる。よって、第２マッハツェンダ部５２間隔Ｇｍを広くすることができ、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークを抑制することができる。
【００２３】
例えば、図２の構造においてシミュレーションしたところ、比較例１から実施例１とすることで、増加する第２ＤＣ電極２６に印加する制御電圧Ｖπ×相互作用長Ｌｃ１またはＬｃ２は、３〜５％である。一方、比較例１から実施例１とすることで、クロストークによる電圧Ｖπは２％改善する。よって、比較例１から実施例１とすることによる制御電圧Ｖπの増加は２％程度である。また、実施例１では比較例１に比べクロストークを４３〜５２％低減できる。第２マッハツェンダ部５２間の間隔Ｇｍを広げることにより同等の効果を得ようとすると、間隔Ｇｍを約３０％広くすることになる。このように、実施例１によれば、制御電圧Ｖπ×相互作用長Ｌｃ１またはＬｃ２が若干大きくなるが、第２マッハツェンダ部５２間の間隔Ｇｍを縮小し、チップサイズを縮小させることができる。
【００２４】
このように、第２マッハツェンダ部５２では、制御電圧Ｖπ×相互作用長Ｌｃ１またはＬｃ２が大きくなる。そこで、複数の第２マッハツェンダ部５２のうち少なくとも１つの第２ＤＣ電極２６と第２導波路１６との相互作用長Ｌｃ１およびＬｃ２は、第１マッハツェンダ部５０の第１ＤＣ電極２４と第１導波路１４との相互作用長Ｌｐより大きくすることが好ましい。例えば、相互作用長Ｌｃ１およびＬｃ２を相互作用長Ｌｐより５％〜１０％大きくする。これにより、第１マッハツェンダ部５０と第２マッハツェンダ部５２の制御電圧Ｖπを同程度とすることができる。
【００２５】
また、実施例１においては、図２のように、第２ＤＣ電極２６が第２導波路１６上と、複数の第２マッハツェンダ部５２間に設けられていることが好ましい。これにより、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークを抑制することができる。
【００２６】
第１電極２６ａの間隔Ｓ２が狭いと第２導波路１６を伝搬する光が互いに干渉し消光比が劣化する可能性がある。一方、間隔Ｓ２を広げると電界の印加効率が劣化し制御電圧Ｖπが大きくなる。また、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークが大きくなる。そこで、図３のように、第２ＤＣ電極２６は、第２導波路１６上に設けられた第１電極２６ａと第２導波路１６の外側に設けられた第２電極２６ｂとを備え、第１電極２６ａ間隔Ｓ２は、第１電極２６ａと第２電極２６ｂとの間隔Ｓ１より広くすることが好ましい。これにより、第２導波路１６間の干渉を抑えつつ、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークを抑制することができる。
【００２７】
高周波電極３０が設けられた領域の第２導波路１６間隔Ｇｒｆは、高周波の帯域を確保するため狭くしないことが好ましい。例えば間隔Ｇｒｆは数１０μｍであることとが好ましい。一方、第２ＤＣ電極２６が設けられた領域の第２導波路１６間隔Ｇｃ１は、第２マッハツェンダ部５２の間隔Ｇｍを広く確保する（例えば数１００μｍ）ため狭い方が好ましい。例えば間隔Ｇｃ１は数μｍであることとが好ましい。このように、間隔Ｇｒｆは、間隔Ｇｃ１より広いことが好ましい。
【００２８】
一方、第１ＤＣ電極２４が設けられた領域の第１導波路１４間隔Ｇｐは、第２マッハツェンダ部５２の間隔Ｇｍ程度となる。よって、間隔Ｇｐは間隔Ｇｒｆより広いことが好ましい。
【００２９】
複数の第２マッハツェンダ部５２のうち少なくとも１つの第２ＤＣ電極２６の本数は、第１マッハツェンダ部５０の第１ＤＣ電極２４の本数より少ないことが好ましい。これにより、第２マッハツェンダ部５２間の間隔Ｇｃを広げることができ、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークを抑制できる。
【実施例２】
【００３０】
実施例２は、第２ＤＣ電極２６が変化部３６まで延伸した例である。図４は、実施例２に係る光デバイスの上面図である。図４の第２ＤＣ電極２６ｃのように、第２ＤＣ電極２６が変化部３６まで延伸して設けられている。これにより、相互作用長を長くすることができる。
【００３１】
また、変化部３６では、第２導波路１６間隔が広くなるため、第２導波路１６上に第２ＤＣ電極２６を設けても、第２導波路１６に印加される電界が弱くなってしまう。そこで、平行な第２導波路１６の間には第２ＤＣ電極２６を設けないが、変化部３６の第２導波路１６間に第２ＤＣ電極２６ｄを設けることが好ましい。これにより、電界印加効率を向上させることができる。
【実施例３】
【００３２】
実施例３は、一方の第２マッハツェンダ部５２において、第２導波路１６間に第２ＤＣ電極２６が設けられている例である。図５は、実施例３に係る光デバイスの上面図である。図５のように、下側の第２マッハツェンダ部５２において、第２導波路１６間に第２ＤＣ電極２６ｅが設けられている。これにより、下側の第２マッハツェンダ部５２の相互作用長Ｌｃ２は上側の相互作用長Ｌｃ１より短くてもよい。また、下側の第２マッハツェンダ部５２には変化部３６が設けられていなくてもよい。
【００３３】
実施例３のように、第２導波路１６間に第２ＤＣ電極２６を設けないのは、複数の第２マッハツェンダ部５２のうち少なくとも１つであればよい。また、複数の第２マッハツェンダ部５２間で相互作用長Ｌｃ１およびＬｃ２が異なっていてもよい。
【実施例４】
【００３４】
図６は、実施例４の上面図である。図６のように、複数の第２マッハツェンダ部５２のうち一方（図６の下側）の第２導波路１６は記第２マッハツェンダ部５２のうちは他方（図６の上側）の第２導波路１６より長く、高周波電極３０が設けられている。例えば、実施例３の図５では、高周波電極３０のうち信号電極ＲＦ１およびＲＦ２は、ともに基板１０の下側長辺から上側長辺に配線されている。一方、図６では、信号電極ＲＦ２は、基板１０の下側長辺から下側長辺（つまり同じ長辺）に配線されている。このため。図６では、上側の第２マッハツェンダ部５２では、信号電極ＲＦ２を上側長辺に配線するための領域６０分高周波電極３０の長さが短くてすむ。
【００３５】
そこで、一方（下側）の第２マッハツェンダ部５２の第２導波路１６間に、第２ＤＣ電極２６を設ける。また、下側の第２マッハツェンダ部５２の第２ＤＣ電極２６と第２導波路１６との相互作用長Ｌｃ２を、他方（上側）の第２マッハツェンダ部５２より短くする。これにより、チップ配置を効率的に行なうことができる。
【実施例５】
【００３６】
図７は、実施例５の上面図である。図７を参照に、第２導波路１６に沿って設けられる第２ＤＣ電極２６は幅が広い方が、第２導波路１６に印加される電界を高めることができる。しかし、第２マッハツェンダ部５２間の第２ＤＣ電極２６は幅Ｗｂｃが広いと、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークが大きくなる。そこで、複数の第２マッハツェンダ部５２間に設けられた領域の第２ＤＣ電極２６の幅Ｗｃｂを複数の第２マッハツェンダ部５２の外側に設けられた領域の第２ＤＣ電極２６の幅Ｗｃａより狭くすることができる。これにより、電界の印加効率を向上させ、クロストークを抑制できる。
【００３７】
また、第１マッハツェンダ部５０においては、マッハツェンダ部間のクロストークの問題がない。そこで、第１導波路１４に沿って設けられた領域の第１ＤＣ電極２４の幅Ｗｐを、第２導波路１６に沿って設けられた領域の第２ＤＣ電極２６の幅ＷｃａおよびＷｃｂより広くすることができる。
【００３８】
複数の第２マッハツェンダ部５２の第２ＤＣ電極２６間にグランド電極３４が設けられている。これにより、第２マッハツェンダ部５２間のクロストークを抑制できる。また、変化部３６における第２導波路１６間隔Ｇｃは、グランド電極３４と第２ＤＣ電極２６間隔Ｇｇより狭いことが好ましい。間隔Ｇｃが間隔Ｇｇより広いと、グランド電極３４と第２ＤＣ電極２６間に電界が印加されてしまうためである。なお、図７では、間隔Ｇｃが間隔Ｇｇより広く図示されているが、実際は間隔Ｇｃが間隔Ｇｇより狭い。
【００３９】
高周波電極３０の信号電極ＲＦ２に沿ったグランド電極Ｇｎｄの幅はコプレーナ線路として機能する範囲で狭くできる。しかし、グランド電極Ｇｎｄを外部と設けるボンディングパッドを設ける場合がある。実施例５においては、図７のように高周波電極３０の一部３２（グランド電極Ｇｎｄ）が第２ＤＣ電極２６側に突出している。この一部３２は、例えばグランド電極Ｇｎｄのボンディングパッドとして用いられる。この一部３２が第２導波路１６の延伸方向に直交する方向に第２ＤＣ電極２６と並んで設けられることが好ましい。これにより、第２導波路１６の延伸方向のチップサイズを小さくできる。
【００４０】
また、一部３２と並んで設けられた箇所での第２ＤＣ電極２６の幅Ｗｃａ２は、一部３２と並んで設けられた箇所以外の第２ＤＣ電極２６の幅Ｗｃａより狭くなっていることが好ましい。これにより、例えばボンディングパットを設ける場所を確保しつつ、第２導波路１６に印加される電界を大きくすることができる。
【実施例６】
【００４１】
実施例６は、第２導波路１６が屈曲した例である。図８は、比較例２に係る光デバイスの上面図である。図８のように、比較例２においては、チップの長さを短くするため、高周波電極３０の入力側で第２導波路１６が屈曲している。屈曲部３８における第２導波路１６の曲げ角度θｉｎ、第２導波路１６の間隔Ｓｗｉｎとすると、屈曲部３８の外側の第２導波路１６は内側の第２導波路１６よりＳｗｉｎ×ｓｉｎ（θｉｎ）長くなる。そこで、第２導波路１６の出力側で、曲げ角度θｏｕｔの屈曲部３９を設ける。屈曲部３９における第２導波路１６の曲げ角度θｏｕｔ、第２導波路１６の間隔Ｓｗｏｕｔとすると、屈曲部３９の外側の第２導波路１６は内側の第２導波路１６よりＳｗｏｕｔ×ｓｉｎ（θｏｕｔ）長くなる。Ｓｗｉｎ×ｓｉｎ（θｉｎ）とＳｗｏｕｔ×ｓｉｎ（θｏｕｔ）とを等しくすることにより、一対の第２導波路１６の長さを等しくすることができる。
【００４２】
しかしながら、比較例２と同様に、実施例１に屈曲部３９を設けると、実施例１では、Ｓｗｏｕｔが小さいため、一対の第２導波路１６の長さを等しくすることが難しい。
【００４３】
図９は、実施例６の上面図である。図９のように、実施例６においては、複数の第２マッハツェンダ部５２の少なくとも１つは、屈曲部３８において第２導波路１６が屈曲している。高周波電極３０が設けられた領域の第２導波路１６間隔は、第２ＤＣ電極２６が設けられた領域の第２導波路１６間隔より広い。第２導波路１６間隔が変化する変化部３６において、屈曲部３８において内側となる第２導波路１６は曲がっており、屈曲部３８において外側となる第２導波路１６は直線であることが好ましい。これにより、一対の第２導波路１６の長さを等しくすることができる。
【００４４】
また、変化部３６において、一対の第２導波路１６間の曲率半径を異ならせる。または、一対の第２導波路１６間の曲がり角度を異ならせることにより、一対の第２導波路１６の長さを等しくすることもできる。
【実施例７】
【００４５】
実施例７は、ＤＣ電極用パッドを設けた例である。図１０は、実施例７に係る光デバイスの上面図である。図１０のように、第１ＤＣ電極２４および第２ＤＣ電極２６を引き出すパッド５８（例えばボンディングパッド）が第１マッハツェンダ部５０横から、複数の第２マッハツェンダ部５２の一部の横まで長辺に沿って設けられている。これにより、パッド５８を長くすることができる。第２マッハツェンダ部５２の一部横までパッド５８が設けられているため、複数の第２マッハツェンダ部５２の第２導波路１６間隔Ｓ１０、Ｓ２０は、第１マッハツェンダ部５０から離れるに従い広くなる。
【００４６】
また、複数の第２マッハツェンダ部５２間にグランド電極３４が設けられている場合、グランド電極３４の幅は、第１マッハツェンダ部５０から離れるに従い広くなる。これにより、第２導波路１６とグランド電極３４との幅を一定に保つことができる。
【実施例８】
【００４７】
実施例８は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization Differential Quadrature Phase Shift Keying）変調器の例である。図１１は、実施例８に係る光デバイスの上面図である。図１１のように、第２マッハツェンダ部５２が４つ、第１マッハツェンダ部５０が２つ設けられている。各第２マッハツェンダ部５２は、偏波直交した信号のそれぞれＩ相信号およびＱ相信号を強度変調している。第１ＤＣ電極２４には電圧Ｐａ＋、Ｐａ−、Ｐｂ＋およびＰｂ−が印加される。第２ＤＣ電極２６には電圧Ｃ１ａ＋、Ｃ１ａ−、Ｃ２ａ＋、Ｃ２ａ−、Ｃ１ｂ＋、Ｃ１ｂ−、Ｃ２ｂ＋がＣ２ｂ−印加される。高周波電極３０は、信号電極ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３およびＲＦ４を含む。
【００４８】
図１１のように、第２マッハツェンダ部５２が３つ以上並列している場合、各第２マッハツェンダ部５２の第２導波路１６間の間隔Ｓ１１、Ｓ１２およびＳ１３が等しく、かつ間隔Ｓ２１、Ｓ２２およびＳ２３が等しくなるように設定する。例えば、第２導波路１６の延伸方向にわたり、各第２マッハツェンダ部５２の第２導波路１６間の間隔が全て等しくなるように設定する。これにより、各第２マッハツェンダ部５２間のクロストークを抑制することができる。
【００４９】
また、各第２マッハツェンダ部５２の第２導波路１６間の間隔が全て等しくなるように設定することが難しい場合、第２マッハツェンダ部５２間の第２ＤＣ電極２６が設けられた第２導波路１６の間隔の第２導波路１６の延伸方向の平均を等しくする。これにより、各第２マッハツェンダ部５２間のクロストークを抑制することができる。
【実施例９】
【００５０】
実施例９は、実施例１〜実施例８に係る光デバイスを含む光送信装置の例である。図１２は実施例９に係る光送信装置のブロック図である。図１２のように、光送信装置１１０は、光デバイス１００およびデータ生成部１０２を備えている。データ生成部１０２で生成されたデータは、光デバイス１００によりＱＰＳＫ変調された光信号として光ファイバ１０６に出力される。
【００５１】
実施例９のように、光送信装置１１０に実施例１〜実施例８に係る光デバイスを用いることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５３】
実施例１〜９を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
付記１： 
電気光学効果を有する基板と、
前記基板に設けられたメイン導波路と、
前記基板に設けられ前記メイン導波路に結合された複数の第１導波路と、少なくとも前記第１導波路間と前記第１導波路上とに設けられ前記第１導波路内にＤＣ電界を発生させる第１ＤＣ電極と、を備える第１マッハツェンダ部と、
前記第１導波路それぞれに対応し、前記基板に設けられ前記第１導波路のそれぞれに複数結合された第２導波路と、前記第２導波路内にＤＣ電界を発生させる第２ＤＣ電極と、を備える複数の第２マッハツェンダ部と、
を具備し、
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち少なくとも１つは、前記第２ＤＣ電極が前記第２導波路間に設けられておらず少なくとも前記第２導波路上に設けられていることを特徴とする光デバイス。
付記２：
前記第２ＤＣ電極は、前記第２導波路上と前記複数の第２マッハツェンダ部間とに設けられたことを特徴とする付記１記載の光デバイス。
付記３：
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つにおいて、前記第２ＤＣ電極は、前記第２導波路上に設けられた第１電極と前記第２導波路の外側に設けられた第２電極とを備え、前記第１電極の間隔は、前記第１電極と前記第２電極との間隔より広いことを特徴とする付記１または２の光デバイス。
付記４：
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つの第２ＤＣ電極と第２導波路との相互作用長は、前記第１マッハツェンダ部の第１ＤＣ電極と第１導波路との相互作用長より大きいことを特徴とする付記１から３のいずれか一項記載の光デバイス。
付記５：
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つの前記第２ＤＣ電極の本数は、前記第１マッハツェンダ部の前記第１ＤＣ電極の本数より少ないことを特徴とする付記１から４のいずれか一項記載の光デバイス。
付記６：
前記複数の第２マッハツェンダ部間に設けられた前記第２ＤＣ電極の幅は、前記複数の第２マッハツェンダ部の外側に設けられた前記第２ＤＣ電極より狭いことを特徴とする付記１から５のいずれか一項記載の光デバイス。
付記７：
前記第１導波路に沿って設けられた前記第１ＤＣ電極の幅は、前記第２導波路に沿って設けられた前記第２ＤＣ電極の幅より広いことを特徴とする付記１から６のいずれか一項記載の光デバイス。
付記８：
前記複数の第２マッハツェンダ部は、それぞれ前記第２導波路上に設けられ前記第２導波路に高周波電界を印加する高周波電極を備えることを特徴とする付記１から７のいずれか一項記載の光デバイス。
付記９：
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つにおいて、前記高周波電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔は、前記第２ＤＣ電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔より広いことを特徴とする付記８記載の光デバイス。
付記１０：
前記第１ＤＣ電極が設けられた領域の前記第１導波路間隔は、前記高周波電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔より広いことを特徴とする付記９記載の光デバイス。
付記１１：
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つにおいて、前記第２ＤＣ電極は、前記高周波電極が設けられた領域の前記第２導波路と前記第２ＤＣ電極が設けられた領域の前記第２導波路との間に位置する前記第２導波路間隔が変化する変化部まで延伸して設けられていることを特徴とする付記９または１０記載の光デバイス。
付記１２：
前記第２ＤＣ電極は、前記変化部内の前記第２導波路間に設けられていることを特徴とする付記１１記載の光デバイス。
付記１３：
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記一方の前記第２導波路は、前記複数の第２マッハツェンダ部のうち他方の前記第２導波路より長く前記高周波電極が設けられ、
前記一方の前記第２導波路間には、前記第２ＤＣ電極が設けられ、前記一方の第２マッハツェンダ部の第２ＤＣ電極と第２導波路との相互作用長は、前記他方の第２マッハツェンダ部より短いことを特徴とする付記８から１２のいずれか一項記載の光デバイス。
付記１４：
前記複数の第２マッハツェンダ部間にグランド電極が設けられ、
前記変化部における前記第２導波路間隔は、前記グランド電極と前記第２ＤＣ電極間隔より広いことを特徴とする付記１１記載の光デバイス。
付記１５：
前記高周波電極の一部が前記第２ＤＣ電極側に突出し、前記一部は前記第２ＤＣ電極と並んで設けられていることを特徴とする付記８から１４記載の光デバイス。
付記１６：
前記第２ＤＣ電極は、前記一部と並んで設けられた箇所において前記箇所以外より幅が狭くなっていることを特徴とする付記１５記載の光デバイス。
付記１７：
前記複数の第２マッハツェンダ部のうち前記少なくとも１つは、屈曲部において前記第２導波路が屈曲しており、
前記高周波電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔は、第２ＤＣ電極が設けられた領域の前記第２導波路間隔より広く、
前記第２導波路間隔が変化する変化部において、前記屈曲部において内側となる第２導波路は曲がっており、前記屈曲部において外側となる第２導波路は直線であることを特徴とする付記８から１６のいずれか一項記載の光デバイス。
付記１８：
前記第１ＤＣ電極および前記第２ＤＣ電極を引き出すパッドが前記第１マッハツェンダ部横から、前記複数の第２マッハツェンダ部の一部横まで設けられ、
前記複数の第２マッハツェンダ部の一方と他方との間の前記第２導波路間隔は、前記第１マッハツェンダ部から離れるに従い広くなることを特徴とする付記１から１７のいずれか一項記載の光デバイス。
付記１９：
前記第２マッハツェンダ部が３つ以上設けられ、
前記第２マッハツェンダ部間の前記第２ＤＣ電極が設けられた前記第２導波路の間隔の平均は等しいことを特徴とする付記１から１８のいずれか一項記載の光デバイス。
付記２０：
付記１から１９のいずれか一項記載の光デバイスを含む光送信装置。
【符号の説明】
【００５４】
１０          基板
１２          メイン導波路
１４          第１導波路
１６          第２導波路
２４          第１ＤＣ電極
２６          第２ＤＣ電極
３０          高周波電極
３４          グランド電極
３６          変化部
３８          屈曲部
５０          第１マッハツェンダ部
５２          第２マッハツェンダ部
【図１】
2011158652.tif 000003
【図２】
2011158652.tif 000004
【図３】
2011158652.tif 000005
【図４】
2011158652.tif 000006
【図５】
2011158652.tif 000007
【図６】
2011158652.tif 000008
【図７】
2011158652.tif 000009
【図８】
2011158652.tif 000010
【図９】
2011158652.tif 000011
【図１０】
2011158652.tif 000012
【図１１】
2011158652.tif 000013
【図１２】
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