(57)【要約】【課題】広帯域または低駆動電圧のシングルエンド駆動の進行波型半導体マッハツェンダ変調器を実現する。【解決手段】半導体基板上に形成された第一及び第二の光導波路２０３，２０４でマッハツェンダ干渉計が形成され、第一と第二の光導波路上に形成された第一と第二の進行波型電極を備えた半導体マッハツェンダ変調器において、前記第一及び第二の進行波型電極は、それぞれ第一のインダクタンスでかつ第一のキャパシタンスでかつ第一の素子長として形成された第一の領域２０５，２０７と、第二のインダクタンスでかつ第二のキャパシタンスでかつ第二の素子長で形成された第二の領域２０６，２０８とを含み、前記第二のインダクタンスは前記第一のインダクタンスよりも大きく、前記第二のキャパシタンスは前記第一のキャパシタンスよりも小さく、前記第一の素子長及び前記第二の領域の素子長は動作周波数に比べ十分に小さい。【選択図】図４
2015129906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、第一の導電性半導体クラッド層とノンドープ半導体コア層と第二の導電性半導体クラッド層を順次積層して形成された光導波路を備えた第一の光導波路及び第二の光導波路でマッハツェンダ干渉計が形成され、前記第一の光導波路と前記第二の光導波路上にそれぞれ形成された第一の進行波型電極と第二の進行波型電極を備えた半導体マッハツェンダ変調器であって、
前記第一の進行波型電極及び前記第二の進行波型電極の各々は、
第一のインダクタンスでかつ第一の素子長で形成された第一の領域と、
第二のインダクタンスでかつ第二の素子長で形成された第二の領域であり前記第一の領域と電気的に接続された前記第二の領域と
を含み、
前記第二の領域のインダクタンスは前記第一の領域のインダクタンスよりも大きく、前記第一の領域及び前記第二の領域の素子長は動作周波数に比べ十分に小さい
ことを特徴とする半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項２】
前記第一の進行波型電極と前記第二の進行波型電極がコプレーナストリップ線路を形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項３】
前記第一の進行波型電極および前記第二の進行波型電極をそれぞれ挟むグランド電極をさらに備え、
前記第一の進行波型電極と前記第二の進行波型電極に差動信号が入力されることを特徴とする請求項１に記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項４】
前記グランド電極における前記第一の進行波型電極側の前記第二の領域に対応する部分、および前記グランド電極における前記第二の進行波型電極側の前記第二の領域に対応する部分の少なくとも１つの形状は、対応する前記第二の領域の形状に応答して変化しており、
前記第一の進行波型電極および前記第二の進行波型電極の前記第二の領域と、前記第二の領域を挟む前記グランド電極との間の距離、または前記第一の進行波型電極および前記第二の進行波型電極の前記第二の領域と、前記第二の領域を挟む前記グランド電極との間の平均距離は、
前記第一の進行波型電極および前記第二の進行波型電極の前記第一の領域と、前記第一の領域を挟む前記グランド電極との間の距離と略同一であることを特徴とする、請求項３に記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項５】
前記第一の進行波型電極及び前記第二の進行波型電極の各々の前記第一の領域は、前記第一のインダクタンスでかつ前記第一の素子長で且つ第一のキャパシタンスで形成され、
前記第一の進行波型電極及び前記第二の進行波型電極の各々の前記第二の領域は、前記第二のインダクタンスでかつ前記第二の素子長で且つ第二のキャパシタンスで形成され、
前記第二の領域のキャパシタンスは前記第一の領域のキャパシタンスよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項６】
前記第一の進行波型電極及び前記第二の進行波型電極が、それぞれ前記第一の領域と前記第二の領域とを複数組有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項７】
前記第一の進行波型電極の前記第一の領域は前記第一の光導波路上に形成され、
前記第二の進行波型電極の前記第一の領域は前記第二の光導波路上に形成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項８】
隣り合う２つの前記第一の領域の間の領域の前記第一の光導波路及び前記第二の光導波路の前記第二の導電性半導体クラッド層は、ノンドープ半導体クラッド層であることを特徴とする請求項６または７に記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項９】
前記第一の進行波型電極の前記第二の領域部分は、前記第一の光導波路上、若しくは前記第一の光導波路横に形成された誘電体、絶縁の半導体、半絶縁の半導体、または空気層上に形成され、
前記第二の進行波型電極の前記第二の領域部分は、前記第二の光導波路上、若しくは前記第二の光導波路横に形成された誘電体、絶縁の半導体、半絶縁の半導体、または空気層上に形成されることを特徴とする１乃至８のいずれかに記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項１０】
前記第一の進行波型電極および前記第二の進行波型電極の前記第二の領域部分は、前記第一の進行波型電極および前記第二の進行波型電極の前記第一の領域部分よりも高い位置に形成されることを特徴とする特徴とする９に記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項１１】
前記第一の導電性半導体クラッド層及び前記第二の導電性半導体クラッド層のうちの一方がｎ型半導体で、他方がｐ型半導体であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項１２】
前記第一の導電性半導体クラッド層及び前記第二の導電性半導体クラッド層の双方がｎ型半導体で、前記ノンドープ半導体コア層と前記第一の導電性半導体クラッド層との間、及び前記ノンドープ半導体コア層と前記第二の導電性半導体クラッド層との間の少なくとも１つにｐ型の第三の導電性半導体クラッド層が挿入されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【請求項１３】
前記ノンドープ半導体コア層の少なくとも一部が多重量子井戸層構造を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の半導体マッハツェンダ変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を光信号に変換する半導体マッハツェンダ変調器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
増大する通信トラフィック需要に対応するために波長多重（ＷＤＭ）技術の開発が進み、現在では、ファイバで伝送可能な帯域は枯渇してきている状況であり、周波数利用効率向上が課題となっている。周波数利用効率向上とさらなる通信システムの大容量化の実現には、１波長あたりの伝送レートを上げることが有用である。
【０００３】
そこで、近年では信号多重度を上げる研究が盛んに行われている。具体的な信号多重度を上げる方式として、１シンボルに２値（多重度２）を割り当てることで伝送容量を２倍にする４値位相変調方式（ＱＰＳＫ）や、１シンボルに４値（多重度４）を割り当てることで伝送容量を４倍にする１６値直交振幅変調方式（１６ＱＡＭ）、１６値振幅位相変調方式（１６ＡＰＳＫ）等の多値変調方式が知られている。また、偏波多重により伝送容量を２倍にする方法も知られている。
【０００４】
通常、これらの多値変調を実行する場合には、光変調器としてＩ／Ｑ変調器が用いられる。Ｉ／Ｑ変調器は別名直交変調器とも呼ばれ、直交する光電界成分（Ｉチャンネル、Ｑチャンネル）を独立して生成可能な変調器であり、マッハツェンダ（ＭＺ：Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）変調器を並列接続した特殊な構成をとるものである。
【０００５】
ＭＺ変調器の代表的なものとしてはLiNbO3（ＬＮ）を用いたＬＮ変調器が広く用いられている。これは、ＬＮに印加される電界に応じて媒質の屈折率が変化する電気光学効果を用いて動作する。しかしながら、材料の物理定数からＬＮ変調器は素子長が比較的長い。近年光送信器モジュールの小型化や低駆動電圧化が課題となっており、光変調器の小型化や低駆動電圧化が必要不可欠な課題となっている。こういった要求に対応するために、小型で低駆動電圧化が可能な半導体ＭＺ変調器の研究が精力的に進められている。
【０００６】
図１は従来構造の半導体ＭＺ変調器を示し（例えば非特許文献１参照）、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は断面図である。図１（ａ）に示すように、半導体ＭＺ変調器は、入力導波路１０１と、入力導波路１０１を導波してくる光を２つに分波する光分波器１０２と、光分波器１０２により分波された光がそれぞれ導波する導波路１０３、１０４と、２つの導波路１０３、１０４をそれぞれ導波してくる光を合波する光合波器１０７と、光合波器１０７で合波された光を出力する出力導波路１０８とを備える。また、図１に示す半導体ＭＺ変調器は、高周波信号源１０９と、高周波信号源１０９に接続され、導波路１０３、１０４を導波する光に電圧を印加するための進行波型電極１０５、１０６と、それぞれ導波路１０３、１０４にバイアス電圧を印加するための電極１１０、１１１とを備える。図１（ｂ）は光分波器１０２と光合波器１０７との間の２つの導波路１０３、１０４部分の断面図である。図１（ｂ）に示すように半導体ＭＺ変調器は、半導体基板１１２と、ｎ型半導体層１１３と、下部クラッド層１１４、コア層１１５と、上部クラッド層１１６とを備え、進行波型電極１０５、１０６が上部クラッド層１１６上に形成されている。
【０００７】
ここで、図１に示す一般的な半導体ＭＺ変調器の構成と動作原理を説明する。入力光は、まず入力導波路１０１から入射し、光分波器１０２により２分岐され２つのアーム（導波路１０３および導波路１０４）に導かれる。電極１０５、１０６から電圧が印加されると半導体コア層１１５における電気光学効果により屈折率変化が発生し、その結果、導波路１０３および導波路１０４を導波する光の位相が変化する。これによる２つのアーム（導波路）を伝搬する光の位相差により、光合波器１０７により合波され出力される出力光強度が変化する。これがＭＺ変調器の動作原理である。
【０００８】
図１に示す構造では、電極１０５と１０６はコプレーナストリップ線路を形成し、高周波信号源１０９からの電気信号を逆相で伝搬するため、２つの導波路１０３、１０４には、互いに逆相の電圧が印加される、いわゆるプッシュプル型の構成となっており、この構成はシングルエンド駆動型ＭＺ変調器と呼ばれている。
【０００９】
図２は、別の従来構造の半導体ＭＺ変調器を示し（例えば非特許文献２または非特許文献３参照。）、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は断面図である。図２の半導体ＭＺ変調器は、差動駆動型ＭＺ変調器とも呼ばれる。図１の半導体ＭＺ変調器と同様に、図２の半導体ＭＺ変調器は、入力導波路１０１と、入力導波路１０１を導波してくる光を２つに分波する光分波器１０２と、光分波器１０２により分波された光がそれぞれ導波する導波路１０３、１０４と、２つの導波路１０３、１０４をそれぞれ導波してくる光を合波する光合波器１０７と、光合波器１０７で合波された光を出力する出力導波路１０８とを備える。また、図２に示す半導体ＭＺ変調器は、高周波信号源１２１、１２２に接続され、導波路１０３、１０４を導波する光に電圧を印加するための進行波型電極１０５、１０６と、進行波型電極１０５、１０６とともに差動駆動型の伝送線路を形成するグランド電極１２３、１２４および１２５とを備える。図２（ｂ）は光分波器１０２と光合波器１０７との間の２つの導波路１０３、１０４部分のうちの導波路１０４部分の断面図である。図２（ｂ）に示すように半導体ＭＺ変調器は、半導体基板１１２と、下部クラッド層１１４、コア層１１５と、上部クラッド層１１６とを備え、進行波型電極１０６が上部クラッド層１１６上に形成されている。導波路１０３部分の断面も図２（ｂ）と同様である。
【００１０】
図２に示す一般的な半導体MZ変調器（差動駆動型ＭＺ変調器）の構成と動作原理について示す。図１に示す一般的な半導体MZ変調器（コプレーナストリップ線路型変調器）と同様に、入力光は、まず入力導波路１０１から入射し、光分波器１０２により２分岐され２つのアーム導波路（導波路１０３および導波路１０４）に導かれる。図２に示す差動駆動型ＭＺ変調器では、図１に示すコプレーナストリップ線路型変調器と異なり、互いに独立した電極１０５、１０６により電圧を印加されることにより、半導体コア層（導波路１０３および導波路１０４）における電気光学効果により、互いに独立した屈折率変化が発生し、その結果、光の位相が変化する。これによる２つのアームの位相差により光合波器により合波され出力される出力光強度が変化する。これが図２の差動駆動型ＭＺ変調器の動作原理である。図２に示す電極構造は、進行波型電極１０５および１０６、並びにグランド電極１２３、１２４および１２５から形成される差動駆動型の電極構造である。
【００１１】
図１および２に示す半導体ＭＺ変調器では、先に述べたように、電極１０５および１０６を伝搬する電気信号により、コア層１１５を伝搬する光に電圧が印加され、光変調器として作用する。この時に単位長さ当たりに受ける屈折率変化は
【００１２】
【数１】
2015129906.tif 000003
【００１３】
と表される。aは１次の電気光学効果（ポッケルス効果）の係数、bは２次の電気光学効果の係数である。
【００１４】
次に図２に示す半導体ＭＺ変調器に用いられている電極について詳しく説明する。高速なマッハツェンダ変調器の実現には進行波型電極構造が有用であることが知られている（例えば非特許文献３参照）。進行波型電極構造では、インピーダンス整合と光変調器における光と電気の速度整合が重要となる。電気の伝送線路モデルは図３のように表され、このような回路モデルでは、インピーダンスZ0と伝播定数γは次式で表される。
【００１５】
【数２】
2015129906.tif 000004
【００１６】
【数３】
2015129906.tif 000005
【００１７】
R，G，LおよびCはそれぞれ単位長さ当たりの抵抗、コンダクタンス、インダクタンスおよびキャパシタンスを表しており、ωL>>R, ωC>>Gの場合、
【００１８】
【数４】
2015129906.tif 000006
【００１９】
【数５】
2015129906.tif 000007
【００２０】
と表すことができ、この時、電気の速度vと実効屈折率nはそれぞれ
【００２１】
【数６】
2015129906.tif 000008
【００２２】
【数７】
2015129906.tif 000009
【００２３】
と表すことができる。このモデルは進行波型電極についても適用することができる。つまり、これは、定性的に光変調器のインダクタンス成分を制御することにより、インピーダンスと電気の速度を調整することができることを示している。
【００２４】
具体的なインピーダンス整合条件としては、インピーダンスが外部電気回路のインピーダンスである５０Ωに近い値になることが望ましい。５０Ωからずれると、電気的な反射が起こり、効率的に電圧を印加できなくなる。
【００２５】
また光と電気の速度差による周波数帯域Δfは、光速c，光導波路を伝搬する光の群速度v0および電極長lを用いて次のように表される。
【００２６】
【数８】
2015129906.tif 000010
【００２７】
この式から、光の群速度v0と電気の速度vが一致した時に最大の周波数帯域を得ることができることがわかる。
【００２８】
以上述べたように、進行波型電極構造のＭＺ変調器の性能を決める上でインピーダンス整合と速度整合が重要となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２９】
【非特許文献１】K. Tsuzuki et al. “0.3 Vpp single-drive push-pull InP Mach-Zehnder modulator module for 43-Gbit/s systems” Optical Fiber Communication Conference, 2006 and the 2006 National Fiber Optic Engineers Conference. OFC 2006
【非特許文献２】C. Rolland et al, “10 Gbit/s, 1.56 μm multiquantum well InP/InGaAsP Mach-Zehnder optical modulator,” Electron. Lett., vol. 29, no. 5, pp. 471-472, 1993
【非特許文献３】R. G. Walker, ”High-Speed III-V Semiconductor Intensity Modulators” IEEE J. Quantum Electron., vol. 27, no. 3, pp. 654-667, 1991
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
通信システムの大容量化や低消費電力化の要望に伴い、半導体マッハツェンダ変調器の高速化や低駆動電圧化が必須となっており、そのためには、インピーダンス整合と速度整合を満たすことが重要である。しかし、従来構造ではこの２つをバランスよく調整することが困難であった。例えば、速度整合を優先すると、インピーダンスが小さくなりすぎるというような傾向があった。
【００３１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、インピーダンスや電気の速度を調整する機構を設けることにより、従来の進行波電極を用いたマッハツェンダ変調器に比べ、広帯域または低駆動電圧の変調器を提供することことにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
このような目的を達成するために、本願発明の第１の態様は、半導体基板上に、第一の導電性半導体クラッド層とノンドープ半導体コア層と第二の導電性半導体クラッド層を順次積層して形成された光導波路を備えた第一の光導波路及び第二の光導波路でマッハツェンダ干渉計が形成され、前記第一の光導波路と前記第二の光導波路上にそれぞれ形成された第一の進行波型電極と第二の進行波型電極を備えた半導体マッハツェンダ変調器である。
【００３３】
一実施形態では、半導体マッハツェンダ変調器の第一の進行波型電極及び第二の進行波型電極の各々は、第一のインダクタンスでかつ第一の素子長で形成された第一の領域と、第二のインダクタンスでかつ第二の素子長で形成された第二の領域とを含み、第一の領域と第二の領域とは電気的に接続されている。第二の領域のインダクタンスは第一の領域のインダクタンスよりも大きく、第一の領域及び第二の領域の素子長は動作周波数に比べ十分に小さい。あるいは、半導体マッハツェンダ変調器の第一の進行波型電極及び第二の進行波型電極の各々は、第一の領域が、第一のインダクタンスでかつ第一の素子長で且つ第一のキャパシタンスで形成され、第二の領域が、第二のインダクタンスでかつ第二の素子長で且つ第二のキャパシタンスで形成され、第二の領域のキャパシタンスは第一の領域のキャパシタンスよりも小さい。
【００３４】
一実施形態では、半導体マッハツェンダ変調器の第一の進行波型電極と第二の進行波型電極はコプレーナストリップ線路を形成する。あるいは、半導体マッハツェンダ変調器は、第一の進行波型電極および第二の進行波型電極をそれぞれ挟むグランド電極をさらに備え、第一の進行波型電極と前記第二の進行波型電極に差動信号が入力される。
【００３５】
一実施形態では、半導体マッハツェンダ変調器は、第一の進行波型電極及び第二の進行波型電極がそれぞれ第一の領域と第二の領域の組を複数有する。第一及び第二の進行波型電極の第一の領域は第一及び第二の光導波路上にそれぞれ形成される。
一実施形態では、グランド電極における第一の進行波型電極側の第二の領域に対応する部分、およびグランド電極における第二の進行波型電極側の第二の領域に対応する部分の少なくとも１つの形状は、対応する第二の領域の形状に応答して変化しており、第一の進行波型電極および第二の進行波型電極の第二の領域と、当該第二の領域を挟むグランド電極との間の距離、または第一の進行波型電極および第二の進行波型電極の第二の領域と、当該第二の領域を挟むグランド電極との間の平均距離は、第一の進行波型電極および第二の進行波型電極の第一の領域と、当該第一の領域を挟むグランド電極との間の距離と略同一である。
【００３６】
一実施形態では、隣り合う２つの第一の領域の間の領域における第一の光導波路及び第二の光導波路の第二の導電性半導体クラッド層は、ノンドープ半導体クラッド層である。
【００３７】
一実施形態では、第一の進行波型電極および第二の進行波型電極の第二の領域部分はそれぞれ、第一の光導波路および第二の光導波路上、若しくは第一の光導波路横および第二の光導波路横に形成された誘電体、絶縁の半導体、半絶縁の半導体、または空気層上に形成される。第一の進行波型電極および第二の進行波型電極の第二の領域部分はそれぞれ、第一の進行波型電極および第二の進行波型電極の第一の領域部分よりも高い位置に形成される。
【００３８】
一実施形態では、第一の導電性半導体クラッド層及び第二の導電性半導体クラッド層のうちの一方がｎ型半導体で、他方がｐ型半導体である。
【００３９】
一実施形態では、第一の導電性半導体クラッド層及び第二の導電性半導体クラッド層の双方がｎ型半導体である。第一の導電性半導体クラッド層とノンドープ半導体コア層との間、及びノンドープ半導体コア層と第二の導電性半導体クラッド層との間の少なくとも１つにｐ型の第三の導電性半導体クラッド層が挿入されている。
【００４０】
一実施形態では、ノンドープ半導体コア層の少なくとも一部が多重量子井戸層構造を有する。
【発明の効果】
【００４１】
以上説明したように、本発明によれば、インピーダンス整合と速度整合を調整する機構を設けることにより、従来のシングルエンド駆動または差動駆動の進行波型半導体マッハツェンダ変調器に比べ、広帯域または低駆動電圧の変調器を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図ある。
【図２】従来の半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図ある。
【図３】伝送線路モデルの等価回路モデルを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）乃至（ｅ）は断面図ある。
【図５】インダクタ装荷後の伝送線路モデルの等価回路モデルを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器の光の進行方向の断面図を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）および（ｃ）は断面図ある。
【図１０】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る半導体マッハツェンダ光変調器を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。図面において同一または類似する符号は、同一または類似する要素を示す。したがって、同一または類似する要素についての繰り返しの説明は省略する。
（第１の実施形態）
本実施形態の光変調器は、従来の進行波型半導体マッハツェンダ変調器をベースにインピーダンス整合と速度整合を調整する機構として、インダクタ調整部を電極構成に設けることで、従来よりも広帯域または低駆動電圧な変調器を実現するものである。
【００４４】
図４に本実施形態の光変調器の構成を示す。図４（ａ）は上面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）は断面図である。図４（ａ）に示すように本実施例の光変調器は、入力導波路２０１と、入力導波路２０１を導波してくる光を２つに分波する光分波器２０２と、光分波器２０２により分波された光がそれぞれ導波する導波路２０３、２０４と、２つの導波路２０３、２０４を導波してくる光を合波する光合波器２０９と、光合波器２０９で合波された光を出力する出力導波路２１０とを備える。また、図４に示す光変調器は、高周波信号源２１１と、高周波信号源２１１に接続された進行波型電極（電極２０５と２０６、および２０７と２０８）と、導波路２０３、２０４にバイアス電圧を印加するための電極２１２、２１３とを備える。
【００４５】
高周波信号源２１１に接続された進行波型電極は、コプレーナストリップ線路を形成し、それぞれ導波路２０３、２０４上の光の伝搬方向の直線部分２０５、２０７と、インピーダンス整合と速度整合を調整するためのインダクタ調整部（インピーダンス・速度調整部ともいう。）２０６、２０８を備える。直線部分２０５、２０７に電圧を印加することで、それぞれの導波路２０３、２０４に電界が発生し、屈折率変化が生じる結果、光の位相が変化する。直線部分２０５とインダクタ調整部２０６とは電気的に接続されている。同様に、直線部分２０７とインダクタ調整部２０８とは電気的に接続されている。
【００４６】
図４（ｂ）は、進行波型電極の直線部分２０５、２０７の断面図である。図４（ｃ）乃至（ｄ）は、インダクタ調整部２０６、２０８の断面図である。図４（ｅ）は、図４（ｄ）に示すインダクタ調整部２０６、２０８の変形例の断面図である。図４（ｂ）乃至（ｅ）の断面図に示すように、光変調器は、半導体基板２１４に順次形成された、ｎ型半導体層２１５と、下部クラッド層２１６と、コア層２１７と、上部クラッド層２１８または２２０とを備える。また、図４（ｂ）乃至（ｄ）に示すように、光変調器は、半導体基板２１４に形成された誘電体または半導体２１９を備えている。図４（ｅ）では、図４（ｄ）における誘電体または半導体２１９の代替として空気層となっている。
【００４７】
図４（ｂ）に示すように、進行波型電極の直線部分２０５、２０７は、当該直線部分の中心がコア層２１７の中心と一致する位置に、クラッド層２１８上に形成されている。また、図４（ｃ）乃至（ｅ）に示すように、インダクタ調整部２０６、２０８は、当該インダクタ調整部の中心がコア層２１７の中心と一致しない位置（インダクタ調整部の一部または全部がコア層２１７と重ならなくないような位置）に、クラッド層２２０上、誘電体または半導体２１９上、もしくは空気層上に形成されている。
【００４８】
本実施形態の光変調器の動作原理を説明する。信号光は、まず入力導波路２０１から入射し、光分波器２０２により２分岐され導波路２０３、２０４に導かれ、進行波型電極の直線部分２０５、２０７部分により電圧を印加されることにより、半導体コア層２１７において電気光学効果により、屈折率変化が発生し、その結果、光の位相が変化する（図４（ｂ））。これによる２つのアーム（導波路）の位相差により光合波器２０９により合波され出力される出力光強度が変化する。これがＭＺ変調器の動作原理である。
【００４９】
インダクタ調整機構２０６、２０８の導入による進行波型電極のインピーダンス整合と速度整合に対する効果について次に説明する。例えば、広帯域化を図る場合、インピーダンス整合と速度整合のみならず、帯域は損失に比例すると言えるので、進行波型電極での伝播損を下げる必要があり、そのためには進行波型電極の幅を広くとる必要がある。例えば２つのコア層の間の間隔が２０μｍ、コア層の厚みが１μｍ、幅２μｍ、電極２０６，２０８幅２０μｍであるとすると、その時の伝搬損失を２／３程度にするには電極幅を１００μｍ以上とする必要がある。しかし電極幅を１００μｍ以上とすると、それに伴いインピーダンスが４０Ω以下となってしまい、大きく５０Ωからずれてしまうため帯域が劣化してしまう。さらにこの時、速度整合の面でも、光の速度に比べ、電気の速度が約３／２倍速いという状況が生じ、速度不整合のため、帯域が劣化してしまう。そのため、伝搬損失低下による帯域の増加というメリットを従来構造では得ることが不可能であった。
【００５０】
ここで、進行波型電極のインピーダンスと速度は次のように表すことができる。
【００５１】
【数９】
2015129906.tif 000011
【００５２】
【数１０】
2015129906.tif 000012
【００５３】
つまり、今、先に書いたように変調部分（直線部分２０５，２０７）の電極を決めると、インダクタンスLと静電容量Cが決まり低インピーダンス、高速という状況が生まれることがわかった。そこに、インダクタ調整部２０６、２０８により、インダクタンスLloadを装荷することができれば、
【００５４】
【数１１】
2015129906.tif 000013
【００５５】
【数１２】
2015129906.tif 000014
【００５６】
と表すことができる。つまり、インピーダンスが低すぎ、さらに速度が速すぎるといった状況を所望のインダクタンスLloadを装荷することで、インピーダンス整合、速度整合を取ることができる。これにより、伝播損の低減、インピーダンス整合、速度整合これらの全ての面をより良くすることができるため、広帯域化することができる。また、電極長を長くすることで、狭帯域化するが低駆動電圧動作化させることも可能である。
【００５７】
進行波型電極の直線部分２０５，２０７のみで構成される変調器に比べ、先に説明したようなインダクタ２０６、２０８部分が装荷された変調器は、インピーダンス整合、速度整合を実現するために、より大きなインダクタンスとなる必要がある。そのためには、装荷するインダクタンス部分２０６、２０８部分（インピーダンス・速度調整部）は直線部分２０５、２０７部分に比べインダクタンスが大きくなければならない。
【００５８】
このインダクタンスLloadはインダクタ調整部分２０６、２０８の数やサイズや構成を調整することで大きく値を変えることができる。図４では例としてループ型インダクタを示している。ここでループ型インダクタとは、図４のインダクタ調整部分２０６、２０８のように進行型電極をループ状（半輪形を含む輪形状）に這わせた構造である。これにより、進行型電極の直線部分２０５、２０７よりも大きなインダクタを実現できる。また、インダクタ調整部分２０６、２０８は、２１６，２１７，２１８で構成された導波路上ではなく、その横に構成された誘電体または半導体２１９上または空中（空気層上）に作製する。例えばより大きなインダクタンスが必要な場合は、単純にインダクタ調整部分２０６、２０８の単位長さ当たりの数を増やすことで、より大きなインダクタンスを装荷することができる。図４ではインダクタ調整部分２０６，２０８部分に１つのループしか示していないがこの部分に複数のループ構造を作製したり、ループの距離・サイズを大きくしたりすることで、より大きなインダクタンスを装荷することができる。
【００５９】
より大きなインダクタンスを装荷するために、進行波型電極を、図６に示すような同一平面上にスパイラル状に形成したスパイラル型や、図７に示すような複数の折り返し部分からなるミアンダ型等の別のインダクタ構成を用いることも可能である。
【００６０】
また、小さいインダクタンスが必要な場合は上述したのと逆に、インダクタ装荷の数を減らしたり、サイズを小さくしたりすれば良い。
【００６１】
本実施形態の構成では、インダクタ調整部分２０６、２０８の相互作用をなくすために、インダクタ調整部分２０６は上方向に、インダクタ調整部分２０８は下方向に向け、互いに離した構成にしているが、インダクタ調整部分２０６を下向き、インダクタ調整部分２０８を上向きのように互いを近づけて、相互作用（相互インダクタンス）を考慮した設計としても良い。
【００６２】
なお、進行波型電極の直線部分２０５、２０７、およびインダクタ調整部分２０６、２０８の長さはそれぞれ、集中定数的にみなせるように、高周波信号の波長に比べ十分小さいものとする。
【００６３】
また上記では単純化のために省いたが、実際にはインダクタを装荷すると同時にキャパシタも装荷されることになる。より正確に本インダクタ装荷による効果を表すために図５に示すような等価回路モデルを考慮すると、進行波型電極のインピーダンスと速度は次のように表すことができる。
【００６４】
【数１３】
2015129906.tif 000015
【００６５】
【数１４】
2015129906.tif 000016
【００６６】
つまり、インピーダンスが低すぎ、さらに速度が速すぎるといった状況をインダクタンスLloadとキャパシタンスCloadを調整して装荷することで実現可能であることがわかる。上記例の場合（インピーダンスが４０Ω以下となり、光の速度に比べ電気の速度が約３／２倍速いという状態である場合）には、定式からインダクタンス成分Lloadを効果的に装荷する必要がある。これはつまり、キャパシタンス成分を小さくすることが効果的であることを示している。
【００６７】
変調部に比べ、インピーダンス・速度調整部（２０６、２０８）のキャパシタンスを大幅に小さくするには、インピーダンス・速度調整部を、直線部分２０５、２０７よりも高い位置に作製すること（例えば、厚みのある誘電媒質上に作製）、且つBCBやポリイミド等の低誘電体媒質上または空気上に作製することが効果的である。なぜならば、キャパシタンス = 誘電率×断面積÷誘電媒質の高さで表されるためである。インダクタンスについて生じる変化は、所望の方向であるインダクタンスが大きくなる方向であるため、このことからも誘電媒質を高くすることが効果的であることが言える。このように誘電媒質の種類や誘電媒質の高さを選択することで、インダクタンスとキャパシタンスの装荷量を所望の値に調整することができる。例えば、インピーダンス・速度調整部（２０６、２０８）の位置が、直線部分（２０５，２０７）の位置よりも１０μｍ程度高くなるように形成すことができるが、インダクタンスとキャパシタンスをどの程度の装荷するかに応じて、変更することが望ましい。また、装荷される単位長さあたりのインダクタンスを大きくし、単位長さあたりのキャパシタンスを小さく制御すれば、調整部の長さを短くできるため、損失の低減にもつながる。
【００６８】
なお、導波路部の横（脇）の部分には、一般的にはBCB等の誘電媒質があるが、効果的にインダクタンスを装荷する（キャパシタンスを低減する）ためには、導波路横は空気であることが望ましい。
【００６９】
続いて図４の断面図を用いて説明する。  
本実施形態に係る光変調器は、SI-InP基板２１４上に、n-InP層２１５、InPからなる下部クラッド層２１６、ノンドープの半導体コア層２１７が順次積層される。上部クラッド層２１８は、図４（ｂ）の断面図では、すなわち進行波型電極の直線部分２０５および２０７の下では導電性クラッド層（例えばp-InP層）からなる。半導体コア層２１７は、光導波層として機能し、たとえば、InGaAsPやInGaAlAsなどの材料系を用い、単一組成の四元混晶のバルク層や多重量子井戸層で構成したり、多重量子井戸層とその上下にバンドギャップが多重量子井戸層よりも大きく、かつ、上部・下部のクラッド層よりもバンドギャップが小さい値を持つ光閉じ込め層を有する構造を用いることもできる。
【００７０】
図４（ｄ）の断面図、すなわち進行波型電極の直線部分２０５や２０７がない部分（インダクタ調整部分（インピーダンス・速度調整部）２０６、２０８が形成される部分）では、上部クラッド層２２０はノンドープのクラッド層（例えばノンドープInP）が使われる。これは導電性クラッド層２１８により光の損失低減と、電気的なアイソレーションを取るためである。断面図（ｂ）と断面図（ｄ）の間は断面図（ｃ）のようになり、上部クラッド層２２０はやはりノンドープのクラッド層が用いられる。
【００７１】
なお、誘電体または半導体２１９の材料はインピーダンスに大きく影響を与え、インダクタ調整部分２０６や２０８を有効に働かせるためには低誘電率の絶縁体が望ましい。材料としては例えばノンドープのInPがある。さらに別の材料としてはBCB（benzocyclobutene）のような低誘電率のものがより望ましい。その他にもポリイミドやエポキシ、各種ポリマーを使用することもできる。GaAsなどの半絶縁の半導体としてもよい。
【００７２】
さらに、誘電体または半導体２１９として低誘電率であり、絶縁に優れた空気を使うこともできる。すなわち断面図（ｅ）のようにインダクタ調整部分２０６、２０８を空中に浮かせた（誘電体または半導体２１９をなくした）構造でも構わない。
【００７３】
図８は、本実施形態に係る光変調器の光の進行方向の断面を説明する図である。同図に示すように、進行波形電極の直線部分２０５、２０７の下では上部クラッド層２１８は導電性クラッド層（例えばp-InP層）からなり、直線部分２０５、２０７ではない進行波形電極の部分（インダクタ調整部分２０６、２０８が形成される部分）では、上部クラッド層２２０はノンドープのクラッド層（例えばノンドープInP）が使われる。
【００７４】
四元混晶のバルク層や多重量子井戸層のバンドギャップ波長は、使用する光波長において、電気光学効果が有効に作用し、かつ、光吸収が問題とならないように設定されている。
【００７５】
図４では、ＭＺ変調器の２本のアーム（導波路）の各々に、進行波形電極の直線部分２０５や２０７が３個ずつ、インダクタ調整部分２０６や２０８（インピーダンス・速度調整部）を２個ずつ配置しているが、これらの数は上記に限定されるものではない。
【００７６】
また本発明はInP系材料に限定されるものではなく、例えば、GaAs基板整合する材料系を用いても構わない。
【００７７】
図４における上部クラッド層および下部クラッド層は、どちらか一方がn型半導体で、他方がp型半導体であって構わない。一方、上部クラッド層および下部クラッド層の両方がｎ型半導体で、上部クラッド層とコア層の間、もしくは下部クラッド層とコア層の間に、第３のp型クラッド層が挿入されている構造とすることもできる。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態によれば、光変調器の伝送線路の伝播損の低減、インピーダンス整合および電気と光の速度整合を改善することができ、広帯域化が可能になる。また、電極長を調整することで、低駆動電圧動作や、より広帯域な動作を実現可能である。
【００７９】
例えば、電極長を長くすることで、狭帯域化が生じるものの、低駆動電圧動作が可能となる。逆に、電極長を短くすることで、高駆動電圧となるものの、広帯域化することができる。
【００８０】
（第二の実施形態）
本実施形態の光変調器は、従来の差動駆動の進行波型半導体マッハツェンダ変調器（図２）をベースにインピーダンス整合と速度整合を調整する機構を電極構成に設けることで、従来よりも広帯域または低駆動電圧な変調器を実現するものである。
【００８１】
図９に、本実施形態の光変調器の構成を示す。図９（ａ）は上面図であり、（ｂ）、および（ｃ）は断面図である。図９（ａ）に示すように本実施例の光変調器は、入力導波路２０１と、入力導波路２０１を導波してくる光を２つに分波する光分波器２０２と、光分波器２０２により分波された光がそれぞれ導波する導波路２０３、２０４と、２つの導波路２０３、２０４を導波してくる光を合波する光合波器２０９と、光合波器２０９で合波された光を出力する出力導波路２１０とを備える。また、図９に示す光変調器は、高周波信号源２２１および２２２にそれぞれ接続された進行波型電極（電極２０５と２０６、および２０７と２０８）、ならびにグランド電極２２３、２２４および２２５を備える。電極２０５と２０６から形成される進行波型電極（シグナル電極）は、グランド電極２２３および２２５に挟まれている。同様に、電極２０７と２０８から形成される進行波型電極（シグナル電極）は、グランド電極２２４および２２５に挟まれている。各進行波型電極の他端は、５０Ωの終端抵抗に接続されている。
【００８２】
高周波信号源２２１および２２２にそれぞれ接続された２つの進行波型電極は、差動駆動型の伝送線路を形成し、それぞれ導波路２０３、２０４上の光の伝搬方向の直線部分２０５、２０７と、インピーダンス整合と速度整合を調整するためのインピーダンス・速度調整部（インダクタ調整部）２０６、２０８を備える。直線部分２０５、２０７は、それぞれ導波路２０３、２０４を伝搬する光に電圧を印加する。直線部分２０５とインピーダンス・速度調整部２０６とは電気的に接続されている。同様に、直線部分２０７とインピーダンス・速度調整部２０８とは電気的に接続されている。
【００８３】
図４のシングルエンド駆動型光変調器においては、単一の信号源からのシングルエンド信号が２つの進行波電極に接続される。進行波電極間に互いに逆相の電圧を印加して相互作用するように駆動する（プッシュプル駆動）。相互作用のため、進行波電極の間隔は、通常２０乃至４０μｍ程度である。他方、本実施形態の光変調器においては、各進行波電極毎に１つ信号源が接続され、２つの進行波電極を独立に制御する。進行波電極間に互いに逆相の電圧（差動信号）を入力することでプッシュプル駆動させる。進行波電極の間隔は、シングルエンド駆動型光変調器における進行波電極の間隔よりも広く、１００μｍ程度である。
【００８４】
図９（ｂ）は、進行波型電極の直線部分２０５、２０７の断面図である。図９（ｃ）は、インピーダンス・速度調整部２０６、２０８の断面図である。図９（ｂ）および（ｃ）の断面図に示すように、光変調器は、半導体基板２１４に順次形成された、下部クラッド層２１６と、コア層２１７と、上部クラッド層２１８または２２０とを備える。また、図４（ｂ）および（ｃ）に示すように、また、光変調器は、半導体基板２１４に形成された誘電体または半導体２１９を備えている。誘電体層２１９は、BCBやポリイミド等の低誘電体媒質または空気層とすることができる。誘電体または半導体２１９の高さは、コア層２１７の高さよりも高く、インピーダンス・速度調整部（２０６、２０８）の位置は、直線部分（２０５，２０７）の位置よりも１０μｍ程度高い位置となっている。
【００８５】
図９（ｂ）に示すように、進行波型電極の直線部分２０５、２０７は、当該直線部分の中心がコア層２１７の中心と一致する位置に、クラッド層２１８上に形成されている。また、図９（ｃ）に示すように、インピーダンス・速度調整部２０６、２０８は、当該インピーダンス・速度調整部の中心がコア層２１７の中心と一致しない位置（インピーダンス・速度調整部の一部または全部がコア層２１７と重ならなくないような位置）に、誘電体または半導体２１９上、もしくは空気層上に形成されている。上記実施形態において図４のモデルを参照して説明したように、コア層２１７の高さよりも高い位置にインピーダンス・速度調整部２０６、２０８を形成することで、キャパシタンスを小さくし、インダクタンスを効果的に装荷することができる。
【００８６】
また、図１０および１１に示すように、より大きなインダクタンスを装荷するために、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部（３０６，３０８，４０６，４０８）の構成を、スパイラル状に形成したスパイラル型や、複数の折り返し部分からなるミアンダ型等の別のインダクタ構成とすることも可能である。
【００８７】
本実施形態においても、図８を参照して説明したように、上部クラッド層および下部クラッド層は、どちらか一方がn型半導体で、他方がp型半導体であって構わない。一方、上部クラッド層および下部クラッド層の両方がｎ型半導体で、上部クラッド層とコア層の間、もしくは下部クラッド層とコア層の間に、第３のp型クラッド層が挿入されている構造とすることもできる。各種材料は、上記実施形態と同様に種々の材料系を用いても構わない。
【００８８】
（第３の実施形態）
本実施形態の光変調器も、上記実施形態に係る光変調器と同様に、インピーダンス整合と速度整合を調整する機構を電極構成に設けることで、従来よりも広帯域または低駆動電圧な変調器を実現するものである。図１２〜図１４に示す光変調器は、図９〜１１に示す光変調器にそれぞれ対応する。図９〜１１の光変調器におけるグランド電極２２３，２２４，２２５と異なり、図１２〜図１４の光変調器では、進行波電極のインダクタ調整部分の形状に対応するよう、グランド電極の形を変えている。図１２〜図１４は、「進行波電極の直線部分」とグランドとの距離と、「進行波電極のインダクタ調整部分」とグランドとの距離をそれぞれほぼ一定とした例である。
【００８９】
図１２に示す光変調器においては、進行波型電極（２０５と２０６、および２０７と２０８）の形状が図９に示す光変調器の進行波型電極の形状と同じであるが、グランド電極（２３３、２３４および２３５）の形状が図９に示す光変調器のグランド電極（２２３、２２４および２３５）の形状と異なる。進行波型電極を挟むグランド電極における進行波型電極側の形状は、進行波型電極の形状に応答し、導波路（２０３、２０４）における光の導波方向について垂直な方向に凹凸を有している。進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３３（２３４）との距離は、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３５との距離に等しく、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）とグランド電極２３３（２３４）との距離は、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）とグランド電極２３５との距離に等しい。また、図１２の光変調器では、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）とグランド電極２３３（２３４）との距離は、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３３（２３４）との距離とも等しい。しかしながら、以下に説明するように、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３３（２３４）との距離と、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）とグランド電極２３３（２３４）との距離とを、個別に調整してもよい。同様に、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３５との距離と、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）とグランド電極２３５との距離とを、個別に調整してもよい。
【００９０】
進行波電極の直線部分とこれを挟むグランド電極との距離と、進行波電極のインピーダンス・速度調整部（インダクタ調整部）とこれを挟むグランド電極との距離をそれぞれ調整することで、インピーダンスや速度の調整が可能になる。例えば、進行波電極のインダクタ調整部分とこれを挟むグランド電極との距離を大きくことでインピーダンスを高くすることができ、距離を小さくすることでインピーダンスを低くすることができる。
進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３５との距離、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）とグランド電極２３５との距離についても同様に個別に調整してもよい。すなわち、図１２の光変調器は、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）の光の進行方向について垂直な位置がいずれの場所においても、グランド電極との距離は等しくなる例であるが、いずれの（すべての）場所で距離を等しくする必要はなく、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部２０６（２０８）の光の進行方向について垂直な個々の場所における距離が等しくないが、平均的に距離が等しくなる（インピーダンス・速度調整部２０６（２０８）が平均的に２つのグランド電極の中間に位置する）ようにしてもよい。同様に、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３３（２３４）との距離、および進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極２３５との距離についても、すべての場所で距離を等しくする必要はない。
【００９１】
図１３に示す光変調器においては、進行波型電極（２０５と３０６、および２０７と３０８）の形状が図１０に示す光変調器の進行波型電極の形状と同じであるが、グランド電極（３２３、３２４および３２５）の形状が図１０に示す光変調器のグランド電極（２２３、２２４および２２５）の形状と異なる。進行波型電極のインピーダンス・速度調整部（３０６，３０８）の構成をスパイラル型とし、グランド電極３２３（３２４）との距離を個別に調整することにより、より大きなインダクタンスを装荷している。グランド電極３２５の場合も同様である。図１２に示す光変調器と同様に、図１３に示す光変調器においては、進行波型電極を挟むグランド電極における進行波型電極側の形状は、進行波型電極のスパイラル形状の部分に応答し、導波路（２０３、２０４）における光の導波方向について垂直な方向に凹凸を有している。進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極３２３（３２４）との平均的な距離は、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極３２５との平均的な距離に等しい。進行波型電極のインピーダンス・速度調整部３０６（３０８）とグランド電極３２３（３２４）との平均的な距離は、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部３０６（３０８）とグランド電極３２５との平均的な距離に等しい。なお、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部３０６（３０８）とグランド電極３２３（３２４）との平均的な距離は、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極３２３（３２４）との距離と等しくしてもよい。グランド電極３２５の場合も同様である。
【００９２】
また、図１４に示す光変調器においては、進行波型電極（２０５と４０６、および２０７と４０８）の形状が図１１に示す光変調器の進行波型電極の形状と同じであるが、グランド電極（４２３、４２４および４２５）の形状が図１１に示す光変調器のグランド電極（２２３、２２４および２２５）の形状と異なる。進行波型電極のインピーダンス・速度調整部（４０６，４０８）の構成をミアンダ型とし、グランド電極４２３（４２４）との距離を個別に調整することにより、より大きなインダクタンスを装荷している。グランド電極４２５の場合も同様である。図１２に示す光変調器と同様に、図１４に示す光変調器においては、進行波型電極を挟むグランド電極における進行波型電極側の形状は、進行波型電極のミアンダ形状の部分に応答し、導波路（２０３、２０４）における光の導波方向について垂直な方向に凹凸を有している。進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極４２３（４２４）との距離（または平均的な距離）は、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極４２５との距離（または平均的な距離）に等しく。進行波型電極のインピーダンス・速度調整部３０６（３０８）とグランド電極３２３（３２４）との距離（または平均的な距離）は、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部３０６（３０８）とグランド電極３２５との距離（または平均的な距離）に等しい。なお、進行波型電極のインピーダンス・速度調整部４０６（４０８）とグランド電極４２３（４２４）との距離（または平均的な距離）は、進行波型電極の直線部分２０５（２０７）とグランド電極４２３（４２４）との距離と等しくしてもよい。グランド電極４２５の場合も同様である。
【符号の説明】
【００９３】
１０１  入力光導波路
１０２  光分波器
１０３、１０４  光導波路
１０５、１０６  進行波型電極
１０７  光合波器
１０８  出力光導波路
１０９、１２１、１２２  高周波信号源
１１０、１１１  バイアス用電極
１１２  半導体基板
１１３  n-InP層
１１４  下部クラッド層
１１５  コア層
１１６  上部クラッド層
１２３、１２４、１２５  グランド電極
２０１  入力光導波路
２０２  光分波器
２０３、２０４  光導波路
２０５、２０７  電圧印加部の電極
２０６、２０８、３０６、３０８、４０６、４０８  インダクタ調整部分の電極
２０９  光合波器
２１０  出力光導波路
２１１、２２１、２２２  高周波信号源
２１２、２１３  バイアス用電極
２１４  半導体基板
２１５  n-InP層
２１６  下部クラッド層
２１７  コア層
２１８  上部クラッド層
２１９  空気、誘電体または半導体
２２３、２２４、２２５、２３３、２３４、２３５  グランド電極
３２３、３２４、３２５、４２３、４２４、４２５  グランド電極
【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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【図１４】
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