(57)【要約】【課題】  複数の信号電極を有し、小型化してもクロストークが発生し難く、帯域特性の劣化を抑止した光制御デバイスを提供することである。また、製造が容易な光制御デバイスを提供すること。【解決手段】  電気光学効果を有する基板１と、該基板に形成された光導波路（不図示）と、該光導波路を伝播する光波を変調する変調電極とを有する光制御デバイスにおいて、該変調電極は、信号電極（２，３）と該信号電極を挟む接地電極（４〜６）とから構成され、該信号電極の少なくとも一部に屈曲部（Ｃ１〜Ｃ３）を有し、該屈曲部に入る信号電極２の延長線上に、任意の信号電極の一部（Ｂ１〜Ｂ３，Ｂ１’）が配置され、前記信号電極の一部を跨ぐように該接地電極間に電気的接続手段（Ｗ１〜Ｗ３）を設けることを特徴とする。【選択図】図２
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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導波路と、該光導波路を伝播する光波を変調する変調電極とを有する光制御デバイスにおいて、
該変調電極は、信号電極と該信号電極を挟む接地電極とから構成され、
該信号電極の少なくとも一部に屈曲部を有し、
該屈曲部に入る信号電極の延長線上に、任意の信号電極の一部が配置され、
前記信号電極の一部を跨ぐように該接地電極間に電気的接続手段を設けることを特徴とする光制御デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光制御デバイスにおいて、該屈曲部から該屈曲部に近い方の該電気的接続手段の端部と接地電極との接続位置までの距離が１００μｍ以内であることを特徴とする光制御デバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光制御デバイスにおいて、前記屈曲部に入る信号電極の延長線上に、接地電極を挟んで任意の信号電極の一部が二箇所以上あり、かつ、該信号電極の間隔は３００μｍ以内であり、該電気的接続手段は、少なくとも二箇所以上の前記信号電極の一部を跨ぐように配置されていることを特徴とする光制御デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光制御デバイスにおいて、該電気的接続手段は、該電気的接続手段が跨ぐ信号電極から３０μｍ以上離れた位置に配置されていることを特徴とする光制御デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光制御デバイスにおいて、該電気的接続手段は、複数本のワイヤーボンディングで形成されていることを特徴とする光制御デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光制御デバイスに関し、特に、電気光学効果を有する基板に変調電極を形成し、該変調電極の信号電極が屈曲部を有する光制御デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光計測技術分野や光通信技術分野において、光変調器や光スイッチなどの電気光学効果を有する基板に光導波路を形成した光制御デバイスが多用されている。これらの光制御デバイスには、光導波路を伝播する光波を変調するための変調電極が形成されている。
【０００３】
デュアルタイプの光変調器や、ＤＱＰＳＫ、ＤＰ−ＱＰＳＫ用変調器など複数の信号電極を有する光変調器などの設計においては、各光導波路を伝播する光波を変調するために複数の信号電極を形成する場合は、信号電極に変調信号を入力する電極パッド部から変調信号の電界が光導波路に作用する作用部の開始点までの信号電極の長さを調整し、各作用部に変調信号が導入されるタイミングを正確に調整することが求められる。
【０００４】
このため、特許文献１に示すように、信号電極の一部を折り返すように配線する部分が形成され易くなる。しかも、光制御デバイスを小型化するためには、信号電極の折り返しの屈曲部での曲率半径を小さくする必要がある。急激に曲がる屈曲部においては、電界が漏出し、他電極と干渉することでクロストークが発生し、帯域特性が劣化するという問題がある。
【０００５】
図１に示すように、基板１の上に、信号電極２及び３とそれを挟むように配置される接地電極４〜６が設けられている。信号電極２に着目すると、信号電極２は、屈曲部Ｃ１〜Ｃ３を有している。このような屈曲部からは、電界が漏出し易く、屈曲部に入る信号電極の延長線上に、電界が漏出する。図１において漏出した電界をＡ１〜Ａ３で表示する。
【０００６】
漏出した電界Ａ１〜Ａ３は、信号電極の一部Ｂ１〜Ｂ３に入り、当該信号電極を伝播している変調信号に影響を与え、クロストーク現象を発生させる。また、Ａ１の漏出電界は、信号電極の一部Ｂ１に作用するだけでなく、当該信号電極（Ｂ１）を超えて伝播し、漏出電界（Ａ１’）として次の信号電極の一部（Ｂ１’）にも影響を与える場合がある。
【０００７】
このような問題を解決するために、屈曲部の基板厚を１００μｍ以下とすることで漏出そのものを抑制する手法も考えられるが、このような光制御デバイスは、作製が難しい上、基板が割れ易くなるといった、新たな問題を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１８２１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、複数の信号電極を有し、小型化してもクロストークが発生し難く、帯域特性の劣化を抑止した光制御デバイスを提供することである。また、製造が容易な光制御デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝播する光波を変調する変調電極とを有する光制御デバイスにおいて、該変調電極は、信号電極と該信号電極を挟む接地電極とから構成され、該信号電極の少なくとも一部に屈曲部を有し、該屈曲部に入る信号電極の延長線上に、任意の信号電極の一部が配置され、前記信号電極の一部を跨ぐように該接地電極間に電気的接続手段を設けることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光制御デバイスにおいて、該屈曲部から該屈曲部に近い方の該電気的接続手段の端部と接地電極との接続位置までの距離が１００μｍ以内であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光制御デバイスにおいて、前記屈曲部に入る信号電極の延長線上に、接地電極を挟んで任意の信号電極の一部が二箇所以上あり、かつ、該信号電極の間隔は３００μｍ以内であり、該電気的接続手段は、少なくとも二箇所以上の前記信号電極の一部を跨ぐように配置されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光制御デバイスにおいて、該電気的接続手段は、該電気的接続手段が跨ぐ信号電極から３０μｍ以上離れた位置に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光制御デバイスにおいて、該電気的接続手段は、複数本のワイヤーボンディングで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明により、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該光導波路を伝播する光波を変調する変調電極とを有する光制御デバイスにおいて、該変調電極は、信号電極と該信号電極を挟む接地電極とから構成され、該信号電極の少なくとも一部に屈曲部を有し、該屈曲部に入る信号電極の延長線上に、任意の信号電極の一部が配置され、前記信号電極の一部を跨ぐように該接地電極間に電気的接続手段を設けるため、屈曲部で漏出した電界が、当該信号電極の一部にクロストーク現象を発生させるのを抑制でき、帯域特性の劣化を防止することが可能となる。
【００１６】
請求項２に係る発明により、屈曲部から該屈曲部に近い方の電気的接続手段の端部と接地電極との接続位置までの距離が１００μｍ以内であるため、屈曲部から漏出した電界を電気的接続手段に効率的に導入することが可能となり、クロストーク現象をより抑制することが可能となる。
【００１７】
請求項３に係る発明により、屈曲部に入る信号電極の延長線上に、接地電極を挟んで任意の信号電極の一部が二箇所以上あり、かつ、該信号電極の間隔は３００μｍ以内であり、該電気的接続手段は、少なくとも二箇所以上の前記信号電極の一部を跨ぐように配置されているため、電気的接続手段の数や配線の手間を削減でき、より製造が容易な光制御デバイスを提供することが可能となる。
【００１８】
請求項４に係る発明により、電気的接続手段は、該電気的接続手段が跨ぐ信号電極から３０μｍ以上離れた位置に配置されているため、屈曲部から漏出した電界が電気的接続手段を伝播する際に、該信号電極にクロストーク現象を発生させることも抑制できる。
【００１９】
請求項５に係る発明により、電気的接続手段は、複数本のワイヤーボンディングで形成されているため、電気的接続手段を容易に形成することができ、製造工程が複雑化するのを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の光制御デバイスにおける信号電極の屈曲部近傍の様子を説明する図である。
【図２】本発明の光制御デバイスにおける信号電極の屈曲部近傍の様子を説明する図である。
【図３】本発明の光制御デバイスと従来例のものとの周波数応答特性を対比したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の光制御デバイスについて、詳細に説明する。
図２に示すように、本発明の光制御デバイスは、電気光学効果を有する基板１と、該基板に形成された光導波路（不図示）と、該光導波路を伝播する光波を変調する変調電極とを有する光制御デバイスにおいて、該変調電極は、信号電極（２，３）と該信号電極を挟む接地電極（４〜６）とから構成され、該信号電極の少なくとも一部に屈曲部（Ｃ１〜Ｃ３）を有し、該屈曲部に入る信号電極２の延長線上に、任意の信号電極の一部（Ｂ１〜Ｂ３，Ｂ１’）が配置され、前記信号電極の一部を跨ぐように該接地電極間に電気的接続手段（Ｗ１〜Ｗ３）を設けることを特徴とする。
【００２２】
電気光学効果を有する基板としては、特に、ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５又はＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）のいずれかの単結晶が好適に利用可能である。特に、光変調器で多用されているＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５が、好ましい。また、基板に形成する光導波路は、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板（ＬＮ基板）上にチタン（Ｔｉ）などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。また、光導波路の側面に溝を形成したり、光導波路部分の厚みを他の基板部分より厚く形成して、リッジ型導波路とすることも可能である。
【００２３】
制御電極は、信号電極や接地電極から構成され、基板表面に、Ｔｉ・Ａｕの電極パターンを形成し、金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体ＳｉＯ２等のバッファ層を設けることも可能である。
【００２４】
本発明の光制御デバイスでは、図２に示すように、信号電極２の屈曲部Ｃ１〜Ｃ３で漏出した電界が、信号電極の一部Ｂ１〜Ｂ３を伝播する変調信号に干渉して、クロストーク現象を発生するのを抑制するため、信号電極の一部Ｂ１〜Ｂ３を跨ぐような電気的接続手段Ｗ１〜Ｗ３を配置している。
【００２５】
電気的接続手段の長さは、特に限定されないが、３００μｍ以下が好ましく、符号Ｗ１で示すように、複数の信号電極の一部を同時に跨ぐ場合には、「３００μｍ×跨ぐ信号電極の本数」以下の長さに設定することも可能である。ただし、電気的接続手段が長くなると、外部から押圧力で電気的接続手段が変形し易く、信号電極と短絡するなどの不具合が生じ易くなる。また、電気的接続手段がアンテナ代わりとなり、他の部分に影響与えるなどの新たな問題も生じるため、１０００μｍ以下が好ましい。
【００２６】
屈曲部から該屈曲部に近い方の電気的接続手段の端部と接地電極との接続位置までの距離は、１００μｍ以内とすることが好ましい。具体的には、屈曲部Ｃ２から、電気的接続手段Ｗ２の接地電極４との接続部分までの距離を１００μｍ以下としている。このように、屈曲部に近接して電気的接続手段を配置することで、屈曲部から漏出した電界を電気的接続手段に効率的に導入することが可能となり、クロストーク現象をより効果的に抑制することが可能となる。
【００２７】
また、屈曲部Ｃ１については、屈曲部に入る信号電極の延長線上に、接地電極４を挟んで信号電極の一部（Ｂ１及びＢ１’）が二箇所あり、かつ、該信号電極（２及び３）の間隔は３００μｍ以内である場合には、電気的接続手段Ｗ１は、該二箇所の信号電極（２及び３）を一度に跨ぐように配置することが好ましい。このように、漏出した電界が干渉する可能性のある信号電極が近接している場合には、電気的接続手段の数や配線の手間を削減し、より製造が容易な光制御デバイスとする。ただし、信号電極の間隔が３００μｍを超える場合には、個々の信号電極毎に電気的接続手段を構成し、上述したような電気的接続手段の変形やアンテナ効果を抑制することが好ましい。
【００２８】
また、屈曲部に入る信号電極の延長線上に、信号電極の一部が二箇所以上存在する場合には、各信号電極の間隔が３００μｍ以下の場合には、例えば、長さが１０００μｍを超えない範囲の一つの電気的接続手段で、全ての信号電極の一部を一度に跨ぐように配線しても良いし、複数の電気的接続手段を使用して、各電気的接続手段が幾つかの信号電極の一部を分担して跨ぐように構成し、結果として全部の信号電極の一部が複数の電気的接続手段で跨がれるように構成することも可能である。
【００２９】
電気的接続手段Ｗ１〜Ｗ３は、該電気的接続手段が跨ぐ信号電極から３０μｍ以上離れた位置に配置することが好ましい。これは、屈曲部から漏出した電界が電気的接続手段を伝播する際に、該信号電極にクロストーク現象を発生させることを避けるためでもある。
【００３０】
電気的接続手段としては、図２に示すように、金線を利用したワイヤーボンディングが好適に利用可能であるが、より好ましくは、１箇所の電気的接続手段に複数本のワイヤーボンディングを利用することで、漏出電界を接地電極から他の接地電極へ確実に逃がすことが可能となる。
【００３１】
図３のグラフは、図１のような従来の光制御デバイスと、図２のような本発明に係る光制御デバイスとを作成し、その周波数応答特性を調べたグラフである。図３のグラフからも、本発明の光制御デバイスの特性が改善していることが容易に理解される。
【００３２】
なお、以上の説明では、信号電極２の屈曲部について説明したが、図２のように、信号電極３においても屈曲部（符号Ｂ２の位置）があるため、信号電極３からの漏出電界についても対策を行うことが、より好ましい。このような場合は、信号電極２の符号Ｃ２で示した付近に、信号電極２を跨ぐように電気的接続手段を配置することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上説明したように、本発明によれば、複数の信号電極を有し、小型化してもクロストークが発生し難く、帯域特性の劣化を抑止した光制御デバイスを提供することである。また、製造が容易な光制御デバイスを提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１  基板
２，３  信号電極
４〜６  接地電極
Ａ１〜Ａ３，Ａ１’  漏出電界
Ｂ１〜Ｂ３，Ｂ１’  漏出電界が干渉する可能性のある信号電極の一部分
Ｃ１〜Ｃ３  屈曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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