(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の主面上に形成され、第１及び第２の光導波路を含むマッハツェンダー光導波路を構成するリッジ部を有する導波層と、
前記第１及び第２の光導波路を覆うバッファ層と、
第１及び第２の接地電極と、平面視で前記第１及び第２の接地電極間に位置する信号電極とを含む電極層とを備え、
前記信号電極は、前記バッファ層を介して前記第１の光導波路を覆う第１の下面を有し、
前記第１の接地電極は、前記バッファ層を介して前記第２の光導波路を覆う第１の下面と、前記第１の下面よりも上方に位置する第２の下面とを有し、
前記信号電極と前記第２の接地電極の間隔は、前記信号電極と前記第１の接地電極の間隔より広いことを特徴とする光変調器。
【請求項２】
前記信号電極の前記第１の下面の幅は、前記第１の接地電極の前記第１の下面の幅よりも広い、請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記信号電極は、前記第１の下面よりも上方に位置する第２の下面をさらに有する、請求項１又は２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記信号電極の前記第１の下面の幅及び前記第１の接地電極の前記第１の下面の幅は、前記第１及び第２の光導波路の幅よりも広い、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項５】
前記バッファ層と前記電極層との間に設けられた絶縁層をさらに備え、
前記絶縁層は、前記第１及び第２の光導波路の上方にそれぞれ位置する第１及び第２の開口を有し、
前記信号電極は、前記電極層に形成された上層部と、前記第１の開口内に埋め込まれた下層部を含み、
前記第１の接地電極は、前記電極層に形成された上層部と、前記第２の開口内に埋め込まれた下層部を含み、
前記第１の接地電極の上層部の幅は、前記第１の接地電極の下層部の幅よりも広い、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項６】
前記信号電極の下層部と前記第１の接地電極の下層部との間の電極分離領域の下方に存在する前記絶縁層の少なくとも一部が除去されている、請求項５に記載の光変調器。
【請求項７】
前記マッハツェンダー光導波路は、少なくとも一つの直線部と少なくとも一つの湾曲部とを有し、
前記信号電極の前記第１の下面は、前記バッファ層を介して前記直線部における前記第１の光導波路を覆っており、
前記第１の接地電極の前記第１の下面は、前記バッファ層を介して前記直線部における前記第２の光導波路を覆っている、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項８】
前記マッハツェンダー光導波路は、
基板上に形成されたニオブ酸リチウム膜により形成され、
前記ニオブ酸リチウム膜のｃ軸は前記基板の主面に対して垂直方向に配向している、請求項１乃至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、光通信及び光計測分野において用いられる光変調器に関し、特に、マッハツェンダー型光変調器の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットの普及に伴い通信量は飛躍的に増大しており、光ファイバ通信の重要性が非常に高まっている。光ファイバ通信は、電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバにより伝送するものであり、広帯域、低損失、ノイズに強いという特徴を有する。【０００３】
電気信号を光信号に変換する方式としては、半導体レーザによる直接変調方式と光変調器を用いた外部変調方式が知られている。直接変調は光変調器が不要で低コストであるが、高速変調には限界があり、高速で長距離の用途では外部変調方式が使われている。【０００４】
光変調器としては、ニオブ酸リチウム単結晶基板の表面付近にＴｉ（チタン）拡散により光導波路を形成したマッハツェンダー型光変調器が実用化されている（例えば特許文献１参照）。４０Ｇｂ／ｓ以上の高速の光変調器が商用化されているが、全長が１０ｃｍ前後と長いことが大きな欠点になっている。マッハツェンダー型光変調器は、マッハツェンダー干渉計の構造を有する光導波路（マッハツェンダー光導波路）を用いた光変調器である。マッハツェンダー干渉計は、１つの光源から出た光を２つに分け、異なる経路を通過させた後、再び重ね合わせて干渉を起こさせる装置であり、これを応用したマッハツェンダー型光変調器は各種の変調光を発生するために用いられる。【０００５】
これに対して、特許文献２〜４にはｃ軸配向のニオブ酸リチウム膜を用いたマッハツェンダー型光変調器が開示されている。ニオブ酸リチウム膜を用いた光変調器は、ニオブ酸リチウム単結晶基板を用いた光変調器と比較して、大幅な小型化、低駆動電圧化を実現している。【０００６】
特許文献１に記載されているように、従来のマッハツェンダー型光変調器においては、波長チャープと呼ばれる変調光の波長変化による信号波形の劣化が問題となっている。平行導波路に対する信号電極の配置の違いによって、各平行導波路に印加される電界の強さが異なり、信号電極に近い一方の導波路の屈折率の変化量（ΔｎＳ）の方が、信号電極から遠い他方の導波路の屈折率の変化量（ΔｎＧ）よりも大きくなる。このため、平行導波路を伝搬する各光の位相変化も絶対値が異なるようになり、信号が「０」から「１」又は「１」から「０」に切り替わるときに、波長チャープが発生して伝送後の信号波形が劣化する。【０００７】
特許文献２に記載された従来の光変調器３００の断面構造を図９（ａ）に示す。サファイア基板２１上にはニオブ酸リチウム膜による一対の光導波路２２ａ，２２ｂが形成され、光導波路２２ａ、２２ｂの上部にはバッファ層２３を介して信号電極２４ａ及び接地電極２４ｂがそれぞれ配置されている。この光変調器３００は１つの信号電極２４ａを有するいわゆるシングル駆動型であり、信号電極２４ａと接地電極２４ｂは対称構造なので、光導波路２２ａ，２２ｂに印加される電界は大きさが等しく、符号が逆となっており、変調光の波長チャープが発生しない構造である。しかし、接地電極２４ｂの面積が狭いため、高周波で動作しないという問題がある。【０００８】
特許文献３に記載された従来の光変調器４００の断面構造を図９（ｂ）に示す。ニオブ酸リチウム膜による一対の光導波路２２ａ，２２ｂの上部にはバッファ層２３を介して２つの信号電極２４ａ１，２４ａ２が配置されると共に、信号電極２４ａ１，２４ａ２と離間して３つの接地電極２４ｃ，２４ｄ，２４ｅが配置されている。２つの信号電極２４ａ１，２４ａ２に大きさが等しく符号が逆の電圧を加えることで、一対の光導波路２２ａ，２２ｂに印加される電界は大きさが等しく、符号が逆となり、変調光の波長チャープは発生しない。また、一対の光導波路２２ａ，２２ｂに加える電圧を調整することで、チャープ量を調整可能という特徴を有している。さらに左右の接地電極２４ｃ，２４ｄの面積が十分に確保されているので、高周波で動作可能な構造である。しかしながら、この光変調器４００は２つの信号電極２４ａ，２４ｂを有するデュアル駆動型であるため、電極構造が複雑という問題がある。また、高周波の電気信号の入力コネクタが２つ必要になると共に、両方の信号電極に対してデータの反転した電気信号の位相を制御しながら印加することが必要になるため、駆動系の回路構成が複雑化するなどの欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４４８５２１８号公報
【特許文献２】特開２００６−１９５３８３号公報
【特許文献３】特開２０１４−６３４８号公報
【特許文献４】特開２０１５−１１８３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
高周波で動作可能なシングル駆動型の光変調器５００の断面構造を図９（ｃ）に示す。この光変調器５００は、単一の信号電極２４ａの左右に第１及び第２の接地電極２４ｂ，２４ｃがそれぞれ設けられており、各接地電極の面積が十分に確保されているので、高周波で動作可能な構造である。しかしながら、接地電極２４ｂの平面サイズが大きいため光導波路２２ｂに電界が集中し難く、光導波路２２ｂに印加される電界よりも光導波路２２ａに印加される電界のほうが大きくなるため、変調光の波長チャープが問題となる。【００１１】
したがって、本発明は、高周波特性が良好で変調光の波長チャープが低減されたシングル駆動型の光変調器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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明による光変調器は、第１及び第２の光導波路を含むマッハツェンダー光導波路と、前記第１及び第２の光導波路を覆うバッファ層と、第１及び第２の接地電極と、平面視で前記第１及び第２の接地電極間に位置する信号電極とを含む電極層とを備え、前記信号電極は、前記バッファ層を介して前記第１の光導波路を覆う第１の下面を有し、前記第１の接地電極は、前記バッファ層を介して前記第２の光導波路を覆う第１の下面と、前記第１の下面よりも上方に位置する第２の下面とを有し、前記信号電極と前記第２の接地電極の間隔は、前記信号電極と前記第１の接地電極の間隔より広いことを特徴とする。【００１３】
本発明によれば、信号電極と第１の接地電極との大きさの違いに起因する一対の光導波路への印加電界の大きさの差をできるだけ小さくし、これにより変調光の波長チャープを低減することができる。また、第２の接地電極を設けることによって放射損失を低減して良好な高周波特性を得ることができる。さらに信号電極と第２の接地電極との間隔を信号電極と前記第１の接地電極との間隔よりも広くすることにより、第２の接地電極の影響による一対の光導波路への印加電界の大きさの差を小さくして変調光の波長チャープを低減することができる。【００１４】
本発明において、前記信号電極の前記第１の下面の幅は、前記第１の接地電極の前記第１の下面の幅よりも広いことが好ましい。この構成によれば、第２の接地電極の影響による一対の光導波路への印加電界の大きさの差をさらに小さくして変調光の波長チャープを低減することができる。【００１５】
本発明において、前記信号電極は、前記第１の下面よりも上方に位置する第２の下面をさらに有することが好ましい。この構成によれば、第１の光導波路に電界を集中させると共に、第１及び第２の光導波路にそれぞれ印加される電界のバランスをとることができる。【００１６】
本発明において、前記信号電極の前記第１の下面の幅及び前記第１の接地電極の前記第１の下面の幅は、前記第１及び第２の光導波路の幅よりも広いことが好ましい。この構成によれば、一対の光導波路に対する電界集中を高めつつ、信号電極を第１の光導波路と確実に対向させることができ、また第１の接地電極を第２の光導波路と確実に対向させることができる。【００１７】
本発明による光変調器は、前記バッファ層と前記電極層との間に設けられた絶縁層をさらに備え、前記絶縁層は、前記第１及び第２の光導波路の上方にそれぞれ位置する第１及び第２の開口を有し、前記信号電極は、前記電極層に形成された上層部と、前記第１の開口内に埋め込まれた下層部を含み、前記第１の接地電極は、前記電極層に形成された上層部と、前記第２の開口内に埋め込まれた下層部を含み、前記第１の接地電極の上層部の幅は、前記第１の接地電極の下層部の幅よりも広いことが好ましい。この構成によれば、高さが異なる第１及び第２の下面を有する電極構造を容易に実現することができる。【００１８】
本発明において、前記信号電極の上層部の幅は、前記信号電極の下層部の幅よりも広いことが好ましく、前記信号電極の下層部の幅と等しいこともまた好ましい。いずれの場合でも、高周波特性が良好で変調光の波長チャープが低減されたシングル駆動型の光変調器を提供することができる。【００１９】
本発明において、前記信号電極の下層部と前記第１の接地電極の下層部との間の電極分離領域の下方に存在する前記絶縁層の少なくとも一部は、除去されていてもよい。また、前記電極分離領域の下方に存在する前記バッファ層の一部は、前記絶縁層の一部と共に除去されていてもよい。さらに、本発明による光変調器は、前記第１及び第２の光導波路を構成するリッジ部を有する導波層と、前記導波層の上面のうち前記リッジ部が形成されていない領域を覆う保護層とをさらに備え、前記バッファ層は、前記リッジ部の上面及び前記保護層の上面を覆っており、前記電極分離領域の下方に存在する前記保護層の一部は、前記絶縁層の一部及び前記バッファ層の一部と共に除去されていてもよい。この構成によれば、進行波電極の実効屈折率を光の実行屈折率と一致させて速度整合を良好にすることができ、高周波特性が良好な光変調器を実現することができる。【００２０】
本発明において、前記マッハツェンダー光導波路は、少なくとも一つの直線部と少なくとも一つの湾曲部とを有し、前記信号電極の前記第１の下面は、前記バッファ層を介して前記直線部における前記第１の光導波路を覆っており、前記第１の接地電極の前記第１の下面は、前記バッファ層を介して前記直線部における前記第２の光導波路を覆っていることが好ましい。この場合において、前記直線部は、互いに平行な第１乃至第３の直線部を有し、前記湾曲部は、前記第１の直線部と前記第２の直線部とを繋ぐ第１の湾曲部と、前記第２の直線部と前記第３の直線部とを繋ぐ第２の湾曲部とを有し、前記信号電極の前記第１の下面は、前記バッファ層を介して前記第１乃至第３の直線部の少なくとも一つにおける前記第１の光導波路を覆っており、前記第１の接地電極の前記第１の下面は、前記バッファ層を介して前記第１乃至第３の直線部の少なくとも一つにおける前記第２の光導波路を覆っていることが好ましい。この構成によれば、光導波路を折り返して構成することができ、素子長を短くすることができる。特に、ニオブ酸リチウム膜により形成された光導波路を用いる場合には、曲率半径を例えば５０μｍ程度まで小さくしても損失が小さいことから、本発明の効果が顕著である。【００２１】
本発明において、前記マッハツェンダー光導波路は、基板上に形成されたニオブ酸リチウム膜により形成され、前記ニオブ酸リチウム膜のｃ軸は前記基板の主面に対して垂直方向に配向していることが好ましい。光変調器のマッハツェンダー光導波路をニオブ酸リチウム膜により形成する場合、非常に薄く線幅が狭い光導波路を形成することができ、小型で高品質な光変調器を構成することが可能であるが、光導波路は薄型で線幅も狭いため電界集中の問題が顕著である。しかし本発明によればそのような問題を解決することができ、高周波特性が良好で変調光の波長チャープが低減されたシングル駆動型の光変調器を実現することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高周波特性が良好で変調光の波長チャープが低減されたシングル駆動型の光変調器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態による光変調器１００の平面図であり、図１（ａ）は光導波路のみ図示し、図１（ｂ）は進行波電極を含めた光変調器１００の全体を図示している。
【図２】図２は、図１（ａ）及び（ｂ）のＡ−Ａ'線に沿った光変調器１００の略断面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態による光変調器２００の構成を示す略断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態による光変調器３００の構成を示す略断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態による光変調器４００の構成を示す略断面図である。
【図５】図５は、本発明の第５の実施の形態による光変調器５００の平面図であり、図５（ａ）は光導波路のみ図示し、図５（ｂ）は進行波電極を含めた光変調器５００の全体を図示している。
【図６】図６は、第１の接地電極の段差の高さＴを変化させるシミュレーション結果の例を示す等電位面の図であり、図６（ａ）はＴ＝０μｍ、図６（ｂ）はＴ＝６μｍの結果を図示している。
【図７】図７は、図６のシミュレーション結果から得られる変調光の波長チャープαを示すグラフである。
【図８】図８は、シミュレーション結果から得られる変調光の波長チャープαを示すグラフである。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、従来の光変調器の構造を示す略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施の形態による光変調器１００の平面図であり、図１（ａ）は光導波路のみ図示し、図１（ｂ）は進行波電極を含めた光変調器１００の全体を図示している。
【００２６】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、この光変調器１００は、基板１上に形成され、互いに平行に設けられた第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂを有するマッハツェンダー光導波路１０と、第１の光導波路１０ａに沿って設けられた信号電極７と、第２の光導波路１０ｂに沿って設けられた第１の接地電極８と、信号電極７から見て第１の接地電極８と反対側に設けられた第２の接地電極９とを備えている。
【００２７】
マッハツェンダー光導波路１０は、マッハツェンダー干渉計の構造を有する光導波路である。一本の入力光導波路１０ｉから分波部１０ｃによって分岐した第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂを有し、第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂは合波部１０ｄを介して一本の出力光導波路１０ｏにまとめられる。入力光Ｓｉは、分波部１０ｃで分波されて第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂをそれぞれ進行した後、合波部１０ｄで合波され、変調光Ｓｏとして出力光導波路１０ｏから出力される。
【００２８】
信号電極７は平面視で第１及び第２の接地電極８，９間に位置している。信号電極７の一端７ｅは信号入力端であり、信号電極７の他端７ｇは終端抵抗１２を介して第１及び第２の接地電極８，９にそれぞれ接続されている。これにより、信号電極７と第１及び第２の接地電極８，９はコプレーナ型進行波電極として機能する。詳細は後述するが、信号電極７及び第１の接地電極８は二層構造であり、破線で示す信号電極７の下層部７ｂは第１の光導波路１０ａと平面視で重なっており、同じく破線で示す第１の接地電極８の下層部８ｂは第２の光導波路１０ｂと平面視で重なっている。
【００２９】
信号電極７の一端７ｅには電気信号（変調信号）が入力される。第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂはニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する材料からなるので、第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂに与えられる電界によって第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂの屈折率がそれぞれ＋Δｎ、−Δｎのように変化し、一対の光導波路間の位相差が変化する。この位相差の変化により変調された信号光が出力光導波路１０ｏから出力される。
【００３０】
このように、本実施形態による光変調器１００は、１つの信号電極７で構成されたシングル駆動型であるため、第１の接地電極８の面積を十分に確保することができ、高周波で動作可能である。また信号電極７を挟んで第１の接地電極８と反対側に第２の接地電極９を配置することで放射損失を低減でき、さらに良好な高周波特性を得ることができる。
【００３１】
図２は、図１（ａ）及び（ｂ）のＡ−Ａ'線に沿った光変調器１００の略断面図である。
【００３２】
図２に示すように、本実施形態による光変調器１００は、基板１、導波層２、保護層３、バッファ層４、絶縁層５及び電極層６がこの順で積層された多層構造を有している。基板１は例えばサファイア基板であり、基板１の表面にはニオブ酸リチウム膜からなる導波層２が形成されている。導波層２はリッジ部２ｒからなる第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂを有している。第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの幅Ｗ０は例えば１μｍとすることができる。
【００３３】
保護層３は第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂと平面視で重ならない領域に形成されている。保護層３は、導波層２の上面のうちリッジ部２ｒが形成されていない領域の全面を覆っており、リッジ部２ｒの側面も保護層３に覆われているので、リッジ部２ｒの側面の荒れによって生じる散乱損失を防ぐことができる。保護層３の厚さは導波層２のリッジ部２ｒの高さとほぼ同じである。保護層３の材料は特に限定されないが、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）を用いることができる。
【００３４】
バッファ層４は、第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂ中を伝搬する光が信号電極７や第１の接地電極８によって吸収されるのを防ぐため、導波層２のリッジ部２ｒの上面に形成されるものである。バッファ層４としては、導波層２の屈折率より小さい屈折率を有する材質、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）や酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを用いることができ、その厚さは０．２〜１μｍ程度であればよい。本実施形態において、バッファ層４は、第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂの上面のみならず保護層３の上面を含む下地面の全面を覆っているが、第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂの上面付近だけを選択的に覆うようにパターニングされたものであってもよい。
【００３５】
絶縁層５は、進行波電極の下面に段差を形成するために設けられたものである。絶縁層５の第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂと重なる領域には開口（スリット）が形成されており、バッファ層４の上面を露出させている。この開口内に電極層６の一部が埋め込まれることにより、信号電極７及び第１の接地電極８の下面に段差が形成される。絶縁層５の厚さＴは１μｍ以上であることが好ましい。絶縁層５の厚さが１μｍ以上であれば、信号電極７及び第１の接地電極８の下面に段差を設けたことによる効果を得ることができる。
【００３６】
電極層６には、信号電極７、第１の接地電極８及び第２の接地電極９が設けられている。信号電極７は、第１の光導波路１０ａ内を進行する光を変調するために第１の光導波路１０ａに対応するリッジ部２ｒに重ねて設けられ、バッファ層４を介して第１の光導波路１０ａと対向している。第１の接地電極８は、第２の光導波路１０ｂ内を進行する光を変調するために第２の光導波路１０ｂに対応するリッジ部２ｒに重ねて設けられ、バッファ層４を介して第２の光導波路１０ｂと対向している。第２の接地電極９は、信号電極７を挟んで第１の接地電極８と反対側に設けられている。
【００３７】
導波層２としては電気光学材料であれば特に限定されないが、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）からなることが好ましい。ニオブ酸リチウムは大きな電気光学定数を有し、光変調器等の光学デバイスの構成材料として好適だからである。以下、導波層２をニオブ酸リチウム膜とした場合の本発明の構成について詳しく説明する。
【００３８】
基板１としてはニオブ酸リチウム膜より屈折率が低いものであれば特に限定されないが、ニオブ酸リチウム膜をエピタキシャル膜として形成させることができる基板が好ましく、サファイア単結晶基板もしくはシリコン単結晶基板が好ましい。単結晶基板の結晶方位は特に限定されない。ニオブ酸リチウム膜はさまざまな結晶方位の単結晶基板に対して、ｃ軸配向のエピタキシャル膜として形成されやすいという性質を持っている。ｃ軸配向のニオブ酸リチウム膜は３回対称の対称性を有しているので、下地の単結晶基板も同じ対称性を有していることが望ましく、サファイア単結晶基板の場合はｃ面、シリコン単結晶基板の場合は（１１１）面の基板が好ましい。
【００３９】
ここで、エピタキシャル膜とは、下地の基板もしくは下地膜の結晶方位に対して、そろって配向している膜のことである。膜面内をＸ−Ｙ面とし、膜厚方向をＺ軸としたとき、結晶がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向にともにそろって配向しているものである。例えば、第１に２θ−θＸ線回折による配向位置でのピーク強度の確認と、第２に極点の確認を行うことで、エピタキシャル膜を証明できる。
【００４０】
具体的には、第１に２θ−θＸ線回折による測定を行ったとき、目的とする面以外の全てのピーク強度が目的とする面の最大ピーク強度の１０％以下、好ましくは５％以下である必要がある。例えば、ニオブ酸リチウムのｃ軸配向エピタキシャル膜では、（００Ｌ）面以外のピーク強度が、（００Ｌ）面の最大ピーク強度の１０％以下、好ましくは５％以下である。（００Ｌ）は、（００１）や（００２）などの等価な面を総称する表示である。
【００４１】
第２に、極点測定において、極点が見えることが必要である。前述の第１の配向位置でのピーク強度の確認の条件においては、一方向における配向性を示しているのみであり、前述の第１の条件を得たとしても、面内において結晶配向がそろっていない場合には、特定角度位置でＸ線の強度が高まることはなく、極点は見られない。ＬｉＮｂＯ３は三方晶系の結晶構造であるため、単結晶におけるＬｉＮｂＯ３（０１４）の極点は３つとなる。ニオブ酸リチウム膜の場合、ｃ軸を中心に１８０°回転させた結晶が対称的に結合した、いわゆる双晶の状態にてエピタキシャル成長することが知られている。この場合、３つの極点が対称的に２つ結合した状態になるため、極点は６つとなる。また、（１００）面のシリコン単結晶基板上にニオブ酸リチウム膜を形成した場合は、基板が４回対称となっているため、４×３＝１２個の極点が観測される。なお、本発明では、双晶の状態にてエピタキシャル成長したニオブ酸リチウム膜もエピタキシャル膜に含める。
【００４２】
ニオブ酸リチウム膜の組成はＬｉｘＮｂＡｙＯｚである。Ａは、Ｌｉ、Ｎｂ、Ｏ以外の元素を表している。ｘは０．５〜１．２であり、好ましくは、０．９〜１．０５である。ｙは、０〜０．５である。ｚは１．５〜４であり、好ましくは２．５〜３．５である。Ａの元素としては、Ｋ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｓｃ、Ｃｅなどがあり、２種類以上の組み合わせでも良い。
【００４３】
ニオブ酸リチウム膜の膜厚は２μｍ以下であることが望ましい。膜厚がこれ以上厚くなると、高品質な膜を形成するのが困難になるからである。一方、ニオブ酸リチウム膜の膜厚が薄すぎる場合は、ニオブ酸リチウム膜における光の閉じ込めが弱くなり、基板やバッファ層に光が漏れて導波することになる。ニオブ酸リチウム膜に電界を印加しても、光導波路（１ａ、１ｂ）の実効屈折率の変化が小さくなるおそれがある。そのため、ニオブ酸リチウム膜は、使用する光の波長の１／１０程度以上の膜厚が望ましい。
【００４４】
ニオブ酸リチウム膜の形成方法としては、スパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法などの膜形成方法を利用するのが望ましい。ニオブ酸リチウムのｃ軸が基板１の主面に垂直に配向されており、ｃ軸に平行に電界を印加することで、電界に比例して光学屈折率が変化する。単結晶基板としてサファイアを用いる場合は、サファイア単結晶基板上に直接、ニオブ酸リチウム膜をエピタキシャル成長させることができる。単結晶基板としてシリコンを用いる場合は、クラッド層（図示せず）を介して、ニオブ酸リチウム膜をエピタキシャル成長により形成する。クラッド層（図示せず）としては、ニオブ酸リチウム膜より屈折率が低く、エピタキシャル成長に適したものを用いる。例えば、クラッド層（図示せず）としてＹ２Ｏ３を用いると、高品質のニオブ酸リチウム膜を形成できる。
【００４５】
なお、ニオブ酸リチウム膜の形成方法として、ニオブ酸リチウム単結晶基板を薄く研磨したり、スライスする方法も知られている。この方法は、単結晶と同じ特性が得られるという利点があり、本発明に適用することが可能である。
【００４６】
信号電極７は二層構造であり、電極層６に形成された上層部７ａと、絶縁層５を貫通する開口（第１の開口）内に埋め込まれた下層部７ｂとを有している。信号電極７の下層部７ｂは、信号電極７の上層部７ａの第１の接地電極８寄りの端部に設けられている。そのため、信号電極７の下層部７ｂの下面（第１の下面）Ｓ１１は、上層部７ａの下面（第２の下面）Ｓ１２よりも第１の接地電極８寄りに設けられている。このような構成により、信号電極７の第１の下面Ｓ１１は、第１の光導波路１０ａの上方においてバッファ層４の上面に接しており、バッファ層４を介して第１の光導波路１０ａを覆っている。信号電極７の第２の下面Ｓ１２は、第１の下面Ｓ１１よりも上方に位置しており、バッファ層４には接していない。
【００４７】
信号電極７の下層部７ｂのＸ方向の幅（第１の下面Ｓ１１の幅）Ｗ１１は、上層部７ａのＸ方向の幅（信号電極７の全幅）Ｗ１０よりも狭い。下層部７ｂは、第１の光導波路１０ａと平面視で重なる領域付近にのみ形成され、それ以外の領域には形成されない。そのため、信号電極７の第１の下面Ｓ１１の幅Ｗ１１は、第１の光導波路１０ａの幅Ｗ０よりも少し広い程度である。信号電極７に電界を集中させるためには、信号電極７の第１の下面Ｓ１１の幅Ｗ１１は、光導波路１０ａの幅Ｗ０の１．１〜１５倍であることが好ましく、１．５〜１０倍であることがより好ましい。
【００４８】
第１の接地電極８も二層構造であり、電極層６に形成された上層部８ａと、絶縁層５を貫通する開口（第２の開口）内に埋め込まれた下層部８ｂとを有している。第１の接地電極８の下層部８ｂは、第１の接地電極８の上層部８ａの信号電極７寄りの端部に設けられている。そのため、第１の接地電極８の上層部８ａの下面（第１の下面）Ｓ２１は、下層部８ｂの下面（第２の下面）Ｓ２２よりも信号電極７寄りに設けられている。このような構成により、第１の接地電極８の第１の下面Ｓ２１は、第２の光導波路１０ｂの上方においてバッファ層４の上面に接しており、バッファ層４を介して第２の光導波路１０ｂを覆っている。第１の接地電極８の第２の下面Ｓ２２は、第１の下面Ｓ２１よりも上方に位置しており、バッファ層４には接していない。
【００４９】
第１の接地電極８の下層部８ｂのＸ方向の幅（第２の下面Ｓ２１の幅）Ｗ２１は、上層部８ａのＸ方向の幅（第１の接地電極８の全幅）Ｗ２０よりも狭い。第１の接地電極８の下層部８ｂは、第２の光導波路１０ｂと平面視で重なる領域付近にのみ形成され、それ以外の領域には形成されない。そのため、第１の接地電極８の第１の下面Ｓ２１の幅Ｗ２１は、第２の光導波路１０ｂの幅Ｗ０よりも少し広い程度である。したがって、第１の接地電極８の下層部８ｂのＸ方向の幅Ｗ２１は、上層部８ａのＸ方向の幅Ｗ２２よりも狭い。第２の光導波路１０ｂに電界を集中させるためには、第１の接地電極８の第１の下面Ｓ２１の幅Ｗ２１は、光導波路１０ｂの幅Ｗ０の１．１〜５倍であることが好ましく、１．５〜３倍であることがより好ましい。
【００５０】
第２の接地電極９は、信号電極７を挟んで第１の接地電極８と反対側に設けられている。第２の接地電極９は電極層６に設けられた導体のみからなる単層構造であるが、信号電極７や第１の接地電極８と同様に二層構造であってもよい。
【００５１】
第１の接地電極８の上層部８ａの幅Ｗ２０は、信号電極７の上層部７ａの幅Ｗ１０よりも広い。また第２の接地電極９の幅Ｗ３０も信号電極７の上層部７ａの幅Ｗ１０よりも広いことが好ましい。第１及び第２の接地電極８，９の各々の面積を信号電極７の面積よりも大きくすることにより、放射損失を低減することができ、良好な高周波特性を得ることができる。
【００５２】
第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂを垂直に切断した図２に示す断面構造において、信号電極７と第２の接地電極９との間隔Ｇ３は、信号電極７と第１の接地電極８との間隔Ｇ２よりも広く設定される。なお信号電極と接地電極との間隔とは、Ｘ方向における両者の最短距離のことを言う。信号電極７と第２の接地電極９との間隔Ｇ３が信号電極７と第１の接地電極８との間隔Ｇ２よりも狭いと、第２の接地電極９の影響により一対の光導波路への印加電界の大きさの差が大きくなり、これが波長チャープの原因となるが、信号電極７と第２の接地電極９との間隔Ｇ３を信号電極７と第１の接地電極８との間隔Ｇ２よりも広く設定することで、第２の接地電極９が一対の光導波路への印加電界に与える影響を低減でき、第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂへの印加電界をできるだけ同じ大きさに調整して波長チャープを低減することができる。
【００５３】
本実施形態において、信号電極７の下面Ｓ１１の幅Ｗ１１は、第１の接地電極８の下面Ｓ２１の幅Ｗ２１よりも広い（Ｗ１１＞Ｗ２１）ことが好ましい。上記のように信号電極７の隣に第２の接地電極９を設けた場合には、放射損失の低減により良好な高周波特性を得ることができるが、電極構造が非対称となるため、波長チャープの問題が生じる。第２の接地電極９が設けられていなければ、信号電極７の下層部７ｂの幅Ｗ１１と第１の接地電極８の下層部８ｂの幅Ｗ２１とを同じ（Ｗ１１＝Ｗ２１）にすることで一対の光導波路に印加される電界の大きさをほぼ同じにすることができるが、上記のように信号電極７の隣に第２の接地電極９を設けた場合において、Ｗ１１＝Ｗ２１とするだけでは第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂにそれぞれ印加される電界の大きさをほぼ同じにすることができない。しかし、Ｗ１１＞Ｗ２１とする場合には、第２の接地電極９の影響を抑えて一対の光導波路にそれぞれ印加される電界をほぼ同じ大きさにすることができ、これにより波長チャープを防止することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態による光変調器１００は、第１及び第２の接地電極８，９の幅Ｗ２０，Ｗ３０が信号電極７の幅Ｗ１０よりも広いので放射損失を低減でき、良好な高周波特性を得ることができる。また第１の接地電極８を二層構造とし、下層部８ｂの第１の下面Ｓ２１の幅Ｗ２１を上層部８ａの幅Ｗ２２よりも狭くすることにより、第２の光導波路１０ｂに電界を集中させることができ、これにより一対の光導波路に印加される電界の大きさの差を小さくして変調光の波長チャープを低減することができる。さらに、信号電極７の下面Ｓ１１の幅Ｗ１１を第１の接地電極８の下層部８ｂの幅Ｗ２１よりも広くすると共に、信号電極７と第２の接地電極９との間隔Ｇ３を信号電極７と第１の接地電極８との間隔Ｇ２よりも広くすることにより、第２の接地電極９の影響による一対の光導波路に印加される電界の大きさの差をさらに小さくすることができ、変調光の波長チャープをさらに低減することができる。
【００５５】
図３は、本発明の第２の実施の形態による光変調器２００の構成を示す略断面図である。
【００５６】
図３に示すように、本実施形態による光変調器２００の特徴は、信号電極７の上層部７ａと下層部７ｂとが同じ幅Ｗ１０であり、両者は共に第１の接地電極８の下層部８ｂの幅Ｗ２１よりも大きい（Ｗ１０＞Ｗ２１）点にある。光変調器２００のその他の構成は第１の実施の形態による光変調器１００と同じである。したがって、本実施形態も第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００５７】
図２に示した第１の実施の形態による光変調器１００では、保護層３、バッファ層４及び絶縁層５が、リッジ部２ｒ、信号電極７の下層部７ｂ及び第１の接地電極８の下層部８ｂを除いた全面に形成されているが、信号電極７と第１の接地電極８との間の保護層３、バッファ層４、絶縁層５は除去されていてもよい。
【００５８】
図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態による光変調器３００の構成を示す略断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第４の実施の形態による光変調器４００の構成を示す略断面図である。
【００５９】
図４（ａ）に示す光変調器３００は、図２に示した光変調器１００の第１の変形例であって、その特徴は、信号電極７の下層部７ｂと第１の接地電極８の下層部８ｂとの間の電極分離領域６ｉの下方に存在する絶縁層５の一部（破線Ｈ１で囲んだ部分）が除去され、これによりバッファ層４の上面の一部が露出している点にある。絶縁層５は、電極分離領域６ｉの全域ではなく一部の領域において除去されていてもよい。
【００６０】
図４（ｂ）に示す光変調器４００は、図２に示した光変調器１００の第２の変形例であって、その特徴は、信号電極７の下層部７ｂと第１の接地電極８の下層部８ｂとの間の電極分離領域６ｉの下方に存在する絶縁層５の一部だけでなく、さらにその下方に位置するバッファ層４及び保護層３の積層体の一部（破線Ｈ２で囲んだ部分）も除去され、これにより導波層２の上面の一部が露出している点にある。バッファ層４及び保護層３の積層体は、電極分離領域６ｉの全域ではなく一部の領域において除去されていてもよい。またバッファ層４及び保護層３の両方を除去するのではなく、バッファ層４のみを絶縁層５と共に除去し、保護層３の上面の一部を露出させてもよい。
【００６１】
光変調器が良好な高周波特性を得るためには、(1)速度整合、(2)電極の損失が低いこと、(3)インピーダンス整合の３つが重要である。(1)の速度整合とは、光の速度と進行波電極の速度の整合であり、両者の実効屈折率を一致させる必要がある。光の実効屈折率は、光導波路に用いられる材料によりほぼ決定され、調整することができない。一方、進行波電極の実効屈折率は、図４（ａ）及び（ｂ）のように、保護層３、バッファ層４、及び絶縁層５の一部を除去することで下げることができ、調整可能である。また、別の層を付加することで実効屈折率を上げることもできる。ただし、実行屈折率の変化と同時にインピーダンスも変化するので、実際には、(1)速度整合と(3)インピーダンス整合とを同時に満足するような条件の最適化が必要である。
【００６２】
以上説明したように、第３の実施の形態による光変調器３００は、信号電極７の下層部７ｂと第１の接地電極８の下層部８ｂとの間の電極分離領域６ｉの下方に存在する絶縁層５の一部が除去されているので、進行波電極の実効屈折率を光の実行屈折率と一致させて速度整合を良好にすることができる。また第４の実施の形態による光変調器４００は、信号電極７の下層部７ｂと第１の接地電極８の下層部８ｂとの間の電極分離領域６ｉの下方に存在する絶縁層５、バッファ層４及び保護層３の積層体の一部（若しくは絶縁層５及びバッファ層４の積層体の一部）が除去されているので、進行波電極の実効屈折率を光の実行屈折率と一致させて速度整合を良好にすることができる。
【００６３】
図１に示した第１の実施の形態による光変調器１００では、マッハツェンダー光導波路１０が直線状に形成されているが、湾曲部を有していてもよい。
【００６４】
図５は、本発明の第５の実施の形態による光変調器５００の平面図であり、図５（ａ）は光導波路のみ図示し、図５（ｂ）は進行波電極を含めた光変調器５００の全体を図示している。
【００６５】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態による光変調器５００の特徴は、マッハツェンダー光導波路１０が直線部と湾曲部との組み合わせにより構成されている点にある。より具体的には、マッハツェンダー光導波路１０は、互いに並行に配置された第１乃至第３の直線部１０ｅ１，１０ｅ２，１０ｅ３と、第１の直線部１０ｅ１と第２の直線部１０ｅ２とを繋ぐ第１の湾曲部１０ｆ１と、第２の直線部１０ｅ２と第３の直線部１０ｅ３とを繋ぐ第２の湾曲部１０ｆ１とを有している。
【００６６】
そして本実施形態による光変調器５００は、図中のＡ−Ａ'線に沿ったマッハツェンダー光導波路１０の直線部１０ｅ１，１０ｅ２，１０ｅ３の断面構造が、図２、図３、図４（ａ）又は図４（ｂ）に示した断面構造となるように構成されている。すなわち、信号電極７の第１の下面Ｓ１１は、バッファ層４を介して第１乃至第３の直線部１０ｅ１，１０ｅ２，１０ｅ３における第１の光導波路１０ａを覆っており、また第１の接地電極８の第１の下面Ｓ２１は、バッファ層４を介して第１乃至第３の直線部１０ｅ１，１０ｅ２，１０ｅ３における第２の光導波路１０ｂを覆っている。信号電極７の第１の下面Ｓ１１及び第１の接地電極８の第１の下面Ｓ２１は、第１乃至第３の直線部１０ｅ１，１０ｅ２，１０ｅ３の全体を覆っていることが好ましいが、例えば第１の直線部１０ｅ１だけを覆っていてもよい。
【００６７】
本実施形態において、入力光Ｓｉは、第１の直線部１０ｅ１の一端に入力され、第１の直線部１０ｅ１の一端から他端に向かって進行し、第１の湾曲部１０ｆ１で折り返して第２の直線部１０ｅ２の一端から他端に向かって第１の直線部１０ｅ１とは逆方向に進行し、さらに第２の湾曲部１０ｆ２で折り返して第３の直線部１０ｅ３の一端から他端に向かって第１の直線部１０ｅ１と同じ方向に進行する。
【００６８】
光変調器では素子長が長いことが実用上大きな課題となっているが、図示のように光導波路を折り返して構成することで素子長を大幅に短くでき、顕著な効果が得られる。特に、ニオブ酸リチウム膜により形成された光導波路は、曲率半径を例えば５０μｍ程度まで小さくしても損失が小さいという特徴があり、本実施形態に適している。
【００６９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００７０】
例えば、上記実施形態においては、基板１上にエピタキシャル成長させたニオブ酸リチウム膜によって形成された一対の光導波路１０ａ，１０ｂを有する光変調器を挙げたが、本発明はそのような構造に限定にされず、ニオブ酸リチウム単結晶基板の表面付近にＴｉ拡散により光導波路を形成したものであってもよい。ただし、ニオブ酸リチウム膜によって形成された光導波路であれば光導波路の幅を狭く形成できるため、電界集中の問題が顕著であり、本発明の効果が大きい。また、導波層２として、電気光学効果を有する半導体材料、高分子材料などを用いてもよい。
【００７１】
また、本発明においては第１の接地電極８及び信号電極７の下面が二段の段差構造を有する場合を例に挙げたが、三段以上の段差構造を有するものであってもよい。その場合、バッファ層４と接する面が第１の下面となり、バッファ層４と接しない面はすべて第２の下面となる。さらには、信号電極７の下層部７ｂや第１の接地電極８の下層部８ｂの幅が第１及び第２の光導波路１０ａ，１０ｂに向けて徐々に狭くなるテーパー形状を有していても構わない。
【００７２】
また、上記実施形態においては、第２の接地電極９は段差構造を有していないが、段差構造を有していてもよく、第２の接地電極９の一部が絶縁層５に形成された開口内に埋め込まれていても構わない。
【実施例】
【００７３】
第１の接地電極８の下層部８ｂの厚さ（絶縁層５の厚さ）Ｔを可変パラメータとしたときの光変調器の変調光の波長チャープαをシミュレーションにより求めた。ここで、ニオブ酸リチウム膜からなる導波層２のリッジ部２ｒを含めた厚さ（導波層２と保護層３の合計の厚さ）は１．５μｍ、リッジ幅（Ｗ０）は１μｍ、バッファ層４の厚さは０．９μｍ、バッファ層４の誘電率は１３とした。また信号電極７及び第１及び第２の接地電極８，９が形成される電極層６の材料はＡｕとし、その最大厚さは１１μｍとした。また、信号電極７の上層部７ａの幅Ｗ１０及び下層部７ｂの幅Ｗ１１は共に３μｍとした。【００７４】
また、可変パラメータである第１の接地電極８の下層部８ｂの厚さ（絶縁層５の厚さ）Ｔは、０μｍ（段差なし），０．５μｍ，１μｍ，２μｍ，３μｍ，４μｍ，５μｍ，６μｍの８通りとした。さらに第１の接地電極８の下層部８ｂの幅Ｗ２１は３μｍ（ただし段差の高さＴ≠０μｍ）とした。信号電極７と第１の接地電極８との間隔Ｇ２は７μｍ、信号電極７と第２の接地電極９との間隔Ｇ３は１２．５μｍとした。【００７５】
図６は、シミュレーション結果の例を示す等電位面の図であり、図６（ａ）はＴ＝０μｍ、図６（ｂ）はＴ＝６μｍの結果を図示している。第２の光導波路１０ｂにおける等電位面の間隔は、Ｔ＝６μｍの方が狭くなっており、電界の大きさが強くなっていることが分かる。【００７６】
図７は、波長チャープαの計算結果を示すグラフである。図７に示すように、Ｔ＝０μｍは段差がない従来の構造（図９（ｃ）参照）であり、波長チャープαの絶対値は０．３６と大きい。またＴ＞０μｍ、すなわち、第１の接地電極８が高さの異なる２種の下面を有し、最下面がバッファ層４の上面と接することで、波長チャープαの絶対値を低減できる。これは、主に、段差の高さＴを大きくすることで、右側の第２の光導波路１０ｂに印加される電界が大きくなるためである。【００７７】
次に、信号電極７の下層部７ｂの幅（第１の下面Ｓ１１の幅）Ｗ１１を変化させたときの光変調器の変調光の波長チャープαをシミュレーションにより求めた。ここで、絶縁層５の厚さＴは２μｍとし、電極層６の厚さは４μｍとした。第１の接地電極８の下層部８ｂの幅Ｗ２１は３μｍとした。また、可変パラメータである信号電極７の下層部７ｂの幅Ｗ１１は、３μｍ，４μｍ，５μｍ，６μｍの４通りとした。さらに信号電極７の上層部７ａの幅Ｗ１０は１５μｍとした。【００７８】
図８は、波長チャープαの計算結果を示すグラフである。図８に示すように、信号電極７の下層部７ｂの幅Ｗ１１を変えると波長チャープαがリニアに変化し、幅Ｗ１１＝約６μｍのときにα＝０となる。第１の接地電極８の下層部８ｂの幅Ｗ２１は３μｍであることから、チャープフリーとなる条件は、信号電極７の下層部７ｂの幅Ｗ１１が第１の接地電極８の下層部８ｂの幅Ｗ２１よりも広いときであることが分かる。このように、信号電極７に高さの異なる第１及び第２の下面Ｓ１１，Ｓ１２を設け、バッファ層４の上面と接する信号電極７の第１の下面Ｓ１１の幅Ｗ１１を調整することで、第１の光導波路１０ａに印加される電界の大きさを微調整し、これにより波長チャープαをほぼゼロにできることが分かった。【００７９】
次に、図４（ａ）に示したように信号電極７と第１の接地電極８との間の電極分離領域６ｉの下方に存在する絶縁層５の一部が除去された光変調器の変調光の波長チャープαをシミュレーションにより求めた。ここで、ニオブ酸リチウム膜からなる導波層２のリッジ部２ｒを含めた厚さ（導波層２と保護層３の合計の厚さ）は１．５μｍ、リッジ幅（Ｗ０）は１．２μｍ、バッファ層４の厚さは０．９μｍ、バッファ層４の誘電率は１３とした。また信号電極７及び第１及び第２の接地電極８，９が形成される電極層６の材料はＡｕとし、信号電極７の上層部７ａ及び第１の接地電極８の上層部８ａの厚さ（電極層６の厚さ）は４μｍとした。さらに、信号電極７の下層部７ｂ及び第１の接地電極８の下層部８ｂの厚さ（絶縁層５の厚さ）Ｔは３μｍとした。【００８０】
信号電極７の上層部７ａの幅Ｗ１０は３４ｍｍ、下層部７ｂの幅Ｗ１１は４μｍとした。第１の接地電極８の上層部８ａの幅Ｗ２０は２０３μｍ、下層部８ｂの幅Ｗ２１は３μｍとした。第２の接地電極９の幅Ｗ３０は２００μｍとした。信号電極７と第１の接地電極８との間隔Ｇ２は８．５μｍ、信号電極７と第２の接地電極９との間隔Ｇ３は６０μｍとした。【００８１】
以上の条件下でシミュレーションを行った結果、相互作用長２５ｍｍにおいて、３２ＧＨｚにおける半波長電圧は２．５Ｖ、帯域は４５ＧＨｚ、波長チャープαは０．０２であり、波長チャープが小さく、駆動電圧が低く、良好な周波数特性が得られた。
【符号の説明】
【００８２】
１    基板
２    導波層
２ｒ    リッジ部
３    保護層
４    バッファ層
５    絶縁層
６    電極層
６ｉ    電極分離領域
７    信号電極
７ａ    信号電極の上層部
７ｂ    信号電極の下層部
７ｅ    信号電極の一端
７ｇ    信号電極の他端
８    第１の接地電極
８ａ    第１の接地電極の上層部
８ｂ    第１の接地電極の下層部
９    第２の接地電極
１０    マッハツェンダー光導波路
１０ａ    第１の光導波路
１０ｂ    第２の光導波路
１０ｃ    分波部
１０ｄ    合波部
１０ｅ１    マッハツェンダー光導波路の第１の直線部
１０ｅ２マッハツェンダー光導波路の第２の直線部
１０ｅ３    マッハツェンダー光導波路の第３の直線部
１０ｆ１    マッハツェンダー光導波路の第１の曲線部
１０ｆ２マッハツェンダー光導波路の第２の曲線部
１０ｉ    入力光導波路
１０ｏ    出力光導波路
１２    終端抵抗
２１    サファイア基板
２２ａ    第１の光導波路
２２ｂ    第２の光導波路
２３    バッファ層
２４ａ，２４ａ１，２４ａ２    信号電極
２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ    接地電極
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，８００    光変調器
Ｇ２    信号電極と第１の接地電極の間隔
Ｇ３    信号電極と第２の接地電極の間隔
Ｓ１１    信号電極の第１の下面（下層部７ｂの下面）
Ｓ１２    信号電極の第２の下面（上層部７ａの下面）
Ｓ２１    第１の接地電極の下面（下層部８ｂの下面）
Ｓ２２    第２の接地電極の下面（上層部８ａの下面）
Ｓｉ    入力光
Ｓｏ    変調光（出力光）
Ｗ０    第１及び第２の光導波路の幅（リッジ幅）
Ｗ１０    信号電極の全幅
Ｗ１１    信号電極の第１の下面の幅
Ｗ１２    信号電極の第２の下面の幅
Ｗ２０    第１の接地電極の全幅
Ｗ２１    第１の接地電極の第１の下面の幅
Ｗ２２    第１の接地電極の第２の下面の幅
Ｗ３０    第２の接地電極の全幅
【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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