(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電効果を有する基板と、
当該基板上に形成された、少なくとも一つのＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を構成するネスト型のマッハツェンダ型光導波路と、
当該光導波路を伝搬する光波を制御する複数のバイアス電極と、
を備え、
前記バイアス電極は、少なくとも、前記ネスト型のマッハツェンダ型光導波路を構成する４つの並行導波路に設けられた光変調信号のバイアス点を調整する４つのバイアス電極と、前記４つの並行導波路のそれぞれ２つの並行導波路が合流する２つの光導波路のそれぞれに設けられて当該２つの光導波路から出射される光の位相を調整する２つのバイアス電極と、を含み、
前記バイアス電極は、櫛形電極であって、
一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、全ての前記バイアス電極について当該バイアス電極を構成する電極の少なくとも一部が曲線で構成され、及び又は全ての前記バイアス電極について当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が変化するように構成されている、
光変調器。
【請求項２】
少なくとも一つの前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、当該少なくとも一つのバイアス電極は、当該バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波に変換される際の効率を表す電気音響変換効率が抑制されるように構成される、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項３】
前記少なくとも一つのバイアス電極は、特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が階段状に変化するよう構成される、
請求項２に記載の光変調器。
【請求項４】
前記少なくとも一つのバイアス電極は、特性周波数が所定の周波数範囲に分布するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が線形又は非線形に変化するよう構成される、
請求項２に記載の光変調器。
【請求項５】
一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、互いに異なる特性周波数を持つように構成される、
請求項１に記載の光変調器。
【請求項６】
一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、相対向する位置から、当該二つのバイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って所定距離だけずれて配置される、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項７】
一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、一方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、他方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、が所定の角度を為すように配置される、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調器。
【請求項８】
前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が階段状に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を階段状に変化させて構成される、
請求項３に記載の光変調器。
【請求項９】
前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が線形又は非線形に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を線形又は非線形に変化させて構成される、
請求項４に記載の光変調器。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光変調器を備える光送信装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調器、及び光変調器を用いた光送信装置に関し、特に複数のバイアス電極を有する光変調器、及びそのような光変調器を用いた光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速／大容量光ファイバ通信システムにおいては、導波路型の光変調器を組み込んだ光送信装置が多く用いられている。中でも、電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ３（以下、ＬＮともいう）を基板に用いた光変調器は、インジウムリン（InP）、シリコン（Si）、あるいはガリウム砒素（GaAs）などの半導体系材料を用いた変調器に比べて、光の損失が少なく且つ広帯域な光変調特性を実現し得ることから、高速／大容量光ファイバ通信システムに広く用いられている。
【０００３】
このＬＮを用いた光変調器では、マッハツェンダ型光導波路と、光導波路に変調信号である高周波信号を印加するためのＲＦ電極部と、当該光変調器における変調特性を良好に保つため種々の調整を行うためのバイアス電極と、が形成されている。このようなバイアス電極として、例えば、環境の温度変化等に起因するバイアス点の変動（いわゆる温度ドリフト現象）を補償すべく光導波路に電界を印加するためのバイアス電極や、光位相調整を行うためのバイアス電極がある。
【０００４】
一方、光ファイバ通信システムにおける変調方式は、近年の伝送容量の増大化の流れを受け、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）やＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual Polarization - Quadrature Phase Shift Keying）等、多値変調や、多値変調に偏波多重を取り入れた伝送フォーマットが主流となっている。
【０００５】
ＱＰＳＫ変調を行う光変調器（ＱＰＳＫ変調器）やＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う光変調器（ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器）は、ネストされた複数のマッハツェンダ型光導波路を備え、複数の高周波信号電極及び複数のバイアス電極を備えることから（例えば、特許文献１参照）、デバイスサイズが増大化する傾向があり、特に小型化の要請が強い。
【０００６】
従来、このような小型化のための技術として、各電極と光導波路との間の相互作用を高めて、長さの短い電極でも駆動電圧を低減することのできる方法が提案されている。例えば、各導波路に対し、バイアス電極をプッシュ用電極とプル用電極とで構成される櫛形電極（又は、すだれ状電極）として構成し、バイアス電極に印加すべき電圧（バイアス電圧）を低減する構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図２１は、従来のＤＰ−ＱＰＳＫ変調器の構成の一例を示す図である。このＤＰ−ＱＰＳＫ変調器２１００は、例えばＺカットのＬＮ基板２１０２上に形成されたネスト型のマッハツェンダ型光導波路（図示太線の点線）と、電極（図示ハッチング部分）とで構成されている。この光変調器では、レーザダイオード等の光源（不図示）からの光が図示右方向から入射し、変調された光が図示左方向から出射する。出射した光は、例えば空間光学系により合波されて、光伝送路につながった光ファイバに入射される。
【０００８】
光導波路は、図示右方向からの入射光を受ける入射導波路２１０４と、当該入射導波路を伝搬する光を分岐する光分岐部２１０６と、光分岐部２１０６で分岐されたそれぞれの光を変調する２つのマッハツェンダ型光導波路２１１０ａ、２１１０ｂ、で構成されている。
【０００９】
マッハツェンダ型光導波路２１１０ａは、入射導波路２１１２ａと、当該入射導波路を伝搬する光を分岐する光分岐部２１１４ａと、光分岐部２１１４ａで分岐されたそれぞれの光を伝搬させる平行導波路２１１６ａ、２１１８ａと、当該平行導波路２１１６ａ、２１１８ａを伝搬した光を合波する合波部２１２０ａと、当該合波部２１２０ａで合波された光を外部へ出射する出射導波路２１２２ａと、を有する。また、マッハツェンダ型光導波路２１１０ａは、上記平行導波路２１１６ａ及び２１１８ａの一部にそれぞれ形成されたマッハツェンダ型光導波路２１３０ａ（図示点線で示す矩形内の部分）、２１３２ａ（図示２点鎖線で示す矩形内の部分）を有する。
【００１０】
マッハツェンダ型光導波路２１３０ａの平行導波路２１３４ａ、２１３６ａの光出射側（図示左方）と、マッハツェンダ型光導波路２１３２ａの平行導波路２１３８ａ、２１４０ａの光出射側（図示左方）と、には、それぞれ、電極２１４２ａ、２１４４ａで構成されるバイアス電極２１４６ａと、電極２１４８ａ、２１５０ａで構成されるバイアス電極２１５２ａが形成されている。また、マッハツェンダ型光導波路２１１０ａの平行導波路２１１６ａ、２１１８ａの光出射側（図示左方）には、電極２１５４ａ、２１５６ａで構成されるバイアス電極２１５８ａが形成されている。
【００１１】
マッハツェンダ型光導波路２１１０ｂの構成は、図示のとおり、マッハツェンダ型光導波路２１１０ａの構成と同様である。これにより、光変調器２１００は、符号２１４６ａ、２１５２ａ、２１５８ａ、２１４６ｂ、２１５２ｂ、２１５８ｂで示される６個のバイアス電極を備える。また、光変調器２１００には、４つのマッハツェンダ型光導波路２１３０ａ、２１３２ａ、２１３０ｂ、２１３２ｂの８本の平行導波路２１３４ａ、２１３６ａ、２１３８ａ、２１４０ａ、２１３４ｂ、２１３６ｂ、２１３８ｂ、２１４０ｂ上に、それぞれ電極２１７０、２１７２、２１７４、２１７６、２１７８、２１８０、２１８２、２１８４、２１８６で構成されるＲＦ電極も形成されている。
【００１２】
ここで、バイアス電極２１４６ａ、２１５２ａ、２１４６ｂ、２１５２ｂは、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路２１３０ａ、２１３２ａ、２１３０ｂ、２１３２ｂで構成された光変調器のバイアス点を調整するためのバイアス電極であり、バイアス電極２１５８ａ及び２１５８ｂは、それぞれ、出射導波路２１２２ａ及び２１２２ｂから出射される光の位相を調整するためのバイアス電極である。
【００１３】
また、光変調器２１００では、バイアス点調整や位相調整のために各バイアス電極２１４６ａ、２１５２ａ、２１５８ａ、２１４６ｂ、２１５２ｂ、２１５８ｂに印加すべき電圧を低減すべく、これらのバイアス電極が、図示のように櫛形電極として構成されている。
【００１４】
ところで、光変調器を実用装置に組み込んで使用する際には、上記温度ドリフトを補償して光伝送特性を良好な状態に維持すべく、バイアス点の変動が生じないようにバイアス電圧を正確に制御する必要がある。このため、温度ドリフトを補償するためのバイアス電極には、バイアス点の変化を検出するための低周波信号（ディザ信号）と、当該変化を補償してバイアス点を所定値に戻すための直流電圧（ＤＣ電圧）と、が印加される。
【００１５】
上記ディザ信号の周波数は、特に、ＲＦ電極に印加される高周波信号よりも低い周波数であって、当該高周波信号に影響が出ないような周波数が選択される。また、バイアス電極が複数使用されている場合には、どのバイアス電極に印加されたディザ信号かを判別しやすいように、バイアス電極毎に異なる周波数のディザ信号が用いられる。
【００１６】
この場合、各デバイス電極に印加さるディザ信号は、ＲＦ信号周波数（通常は数十ＧＨｚ）に影響を与えないこと、互いの周波数が近接していないこと、必要な速度のフィードバック制御を行い得ること、等を考慮して数kHzから数百MHzの範囲で選択される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２０１０−２３７４９７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３３０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記の構成を有する従来の光変調器は、一般には、温度ドリフト等を良好に補償されて適切に動作し得る。しかしながら、上記のように複数のバイアス電極を使用する光変調器（例えばＤＰ−ＱＰＳＫ変調器）では、単一のバイアス電極を備える光変調器では見られなかったバイアス電圧制御についての新たな問題が発生し得る。この問題は、複数のバイアス電極を用いる光変調器に特徴的であり、以下のような現象が観測されている。
・一のバイアス電極にディザ信号を印加すると、一つ又は複数の他のバイアス電極における光特性制御（位相調整や温度ドリフト補償）が不安定になる場合がある。この場合、他のバイアス電極に加えて、当該一のバイアス電極でも上記不安定現象が観測される場合がある。
・上記不安定現象は、隣り合った又は接近したバイアス電極間だけでなく、隣り合っていないバイアス電極間や、接近していないバイアス電極間においても発生し得る。
・上記不安定現象は、光変調器の周囲の環境温度に依存して発生したりしなかったりすることがある。
・上記不安定現象は、ディザ信号の周波数を別の周波数に変更すると解消される場合がある。
・上記不安定現象は、各バイアス電極にＤＣ電圧のみを印加した場合には発生しない。
【００１９】
上記の不安定現象は、「近接した電極間で発生する電気的な干渉」では説明できない現象であって、長らくその要因は分かっていない。
【００２０】
上記背景より、複数のバイアス電極を備える光変調器において、バイアス電極にディザ信号を印加する場合に生ずる上記のようなバイアス制御動作の不安定現象を解消することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の一の態様は、圧電効果を有する基板と、当該基板上に形成された光導波路と、当該光導波路を伝搬する光波を制御する複数のバイアス電極と、を備える光変調器であって、一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、前記バイアス電極が構成され及び又は配置される。
本発明の他の態様によると、少なくとも一つの前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、当該少なくとも一つのバイアス電極は、当該バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波に変換される際の効率を表す電気音響変換効率が抑制されるように構成される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電気音響変換効率が最大となる特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が階段状に変化するよう構成される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電気音響変換効率が最大となる特性周波数が所定の周波数範囲に分布するように、当該バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が線形又は非線形に変化するよう構成される。
本発明の他の態様によると、一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、互いに異なる特性周波数を持つように構成される。
本発明の他の態様によると、一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、相対向する位置から、当該二つのバイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って所定距離だけずれて配置される。
本発明の他の態様によると、一の前記バイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他の前記バイアス電極に受信されるのを抑制するように、少なくとも二つの前記バイアス電極が、一方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、他方の前記バイアス電極を構成する電極の長さ方向と、が所定の角度を為すように配置される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が階段状に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を階段状に変化させて構成される。
本発明の他の態様によると、前記少なくとも一つのバイアス電極は、前記電極間隔が線形又は非線形に変化するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間の間隙及び又は電極幅を線形又は非線形に変化させて構成される。
本発明の他の態様によると、前記バイアス電極を構成する電極は、当該バイアス電極により光波が制御される前記光導波路に沿って直線又は曲線を為すように構成される。
本発明の他の態様によると、前記バイアス電極は、櫛形電極である。
本発明の他の態様は、上記いずれかの光変調器を備える光送信装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。
【図２】図１に示す光変調器の、バイアス電極近傍の部分詳細図である。
【図３】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第１の変形例を示す図である。
【図４】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第２の変形例を示す図である。
【図５】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第３の変形例を示す図である。
【図６】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第４の変形例を示す図である。
【図７】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第５の変形例を示す図である。
【図８】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第６の変形例を示す図である。
【図９】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第７の変形例を示す図である。
【図１０】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第８の変形例を示す図である。
【図１１】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第９の変形例を示す図である。
【図１２】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第１０の変形例を示す図である。
【図１３】図１に示す光変調器に用いることのできる、バイアス電極の第１１の変形例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。
【図１５】図１４に示す光変調器の、バイアス電極近傍の部分詳細図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。
【図１７】図１６に示す光変調器の、バイアス電極近傍の部分詳細図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。
【図１９】図１８に示す光変調器の、バイアス電極近傍の部分詳細図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。
【図２１】従来の光変調器の構成を示す図である。
【図２２】櫛形電極の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本願発明の発明者は、複数のバイアス電極を備える光変調器におけるバイアス制御動作の上記不安定現象を詳細に検討した結果、当該不安定現象の原因が、ＬＮ基板上のバイアス電極にディザ信号が印加されることにより発生する表面弾性波（Surface Acoustic Wave : SAW）である、との知見を得た。すなわち、ＬＮ基板上に形成された一のバイアス電極にディザ信号が印加されると、基板素材であるＬＮが有する圧電効果により基板表面に表面弾性波（Surface Acoustic Wave : SAW）が発生し、当該表面弾性波が基板表面を伝搬して他のバイアス電極に達することで、当該他のバイアス電極が上記一のバイアス電極に印加されたディザ信号を受信し、当該受信されたディザ信号が当該他のバイアス電極におけるバイアス制御動作に干渉を与えて悪影響を及ぼすのである。
【００２４】
この表面弾性波は、基板表面を伝搬、反射、散乱する音波であって、近接しない離れたバイアス電極にも作用し、また温度変化による基板物性変化（特に、基板表面における音波の伝搬速度や、基板の線膨張）等によって、その強度や周波数が変化する。このため、隣り合っていない又は接近していないバイアス電極間でも上記不安定現象が生じ、また、環境温度に依存して上記不安定現象が発生したりしなかったりするのである。
【００２５】
また、バイアス電極として櫛形電極を用いているため、櫛形電極に印加された電気信号が表面弾性波に変換される際の効率（例えば、印加された電気信号のパワーに対する、発生する表面弾性波のパワーの比）を表す電気音響変換効率が最大となる特性周波数に等しい周波数のディザ信号が当該バイアス電極に印加されたときに、上記不安定現象が顕著となる。そして、この特性周波数は、バイアス電極である櫛形電極の電極間隔により定まる。
【００２６】
図２２は、光変調器のバイアス電極に用いられ得る櫛形電極の構成の一例を示す図である。図示の櫛形電極２２００は、２つの電極２２０２と２２０４とで構成され、電極２２０２、２２０４は、それぞれ、図示水平方向に互いに並行に延在する３本の電極２２１０、２２１２、２２１４、及び２２２０、２２２２、２２２４を有している（以下、電極２２１０、２２１２、２２１４、及び２２２０、２２２２、２２２４のような、櫛形電極が有する互いに並行な電極部分を、「櫛形電極を構成する電極」ともいう）。総計６本の電極２２２０、２２１０、２２２２、２２１２、２２２４、２２１４は、同じ電極幅ｈを持ち、間隙（電極間隙）ａで隔てられている。従って、電極間隔（ピッチ）ｐは、次式（１）で与えられる。
【数１】
0006350563.tif 000002
【００２７】
このとき、櫛形電極２２００の特性周波数f0（すなわち、電気音響変換効率が最大となる周波数）は、次の式（２）で与えられる。
【数２】
0006350563.tif 000003
ここで、ｖは、基板表面における表面弾性波の伝搬速度、λは、表面弾性波の波長である。換言すれば、電極間隔ｐを有する櫛形電極は、式（２）で示される特性周波数f0を持ち、当該特性周波数f0に等しい周波数を持つ電圧信号が印加されると、当該特性周波数f0に等しい周波数の表面弾性波を強く励振する。逆に、特性周波数f0を持つ櫛形電極に当該特性周波数f0に等しい周波数の表面弾性波が入射すると、当該櫛形電極には当該特性周波数f0に等しい周波数を持つ電気信号が強く誘導される。櫛形電極構造を有するバイアス電極では、当該誘導された電気信号が強い雑音信号となってバイアス制御動作に悪影響を与える。
【００２８】
式（２）から明らかなように、特性周波数f0は、電極幅ｈ及び又は電極間隙ａを変更して電極間隔ｐを変えることにより変化させることができる。
【００２９】
弾性表面波の伝搬速度vは、基板に用いた材料の種類や、当該材料の分子配列（例えば結晶方位）に対する基板表面の方向、及び弾性表面波の伝搬方向、等に依存して異なる値を持つ。例えば、基板としてＹカットのＬＮ基板を用いた場合、Ｚ方向に伝搬する弾性表面波では3500m/s程度、基板として１２８°ＹカットのＬＮ基板を用いた場合、Ｘ方向に伝搬する弾性表面波では4000m/s程度の伝搬速度となる。
【００３０】
電極幅ｈと電極間隙ａとは、光導波路を伝搬する光波の横方向のフィールドパターンやフィールド径（通常約10μm程度）を考慮して定められる。
【００３１】
例えば、電極間隔15μm、電極幅20μm、表面弾性波の速度が3500m/sの場合、特性周波数f0は50MHz程度となる。この場合、図示の櫛形電極２２００で構成されたバイアス電極に50MHzに近い周波数成分を持ったディザ信号が印加されると、強い表面弾性波が励振される。この表面弾性波は、当該櫛形電極２２００を構成する電極（例えば電極２２２０）の長さ方向に対し直交する方向（図示上下方向）へ向かって基板表面を伝搬し、他のバイアス電極（櫛形電極）に達する。当該他のバイアス電極では、圧電効果によって当該表面弾性波が電気信号に変換され、上記周波数の雑音信号が生じて、バイアス制御動作に影響を受ける。
【００３２】
他のバイアス電極が受ける影響の程度は、当該他のバイアス電極が、当該他のバイアス電極を構成する電極の長さ方向に対し直交する方向から上記弾性表面波が到来する位置に配され、且つ当該弾性表面波の周波数と同じ特性周波数を持っている場合に、最も強くなる。また、当該影響の程度は、当該他のデバイスの当該特性周波数における電気音響変換効率の値にも依存し、当該効率が大きいほど大きい。
【００３３】
本発明は、上述したこれらの知見を背景として為されたものであり、ＬＮ等の圧電効果を有する基板上に形成された少なくとも一つの光導波路の中を伝搬する光波を制御する複数のバイアス電極がある場合に、一のバイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他のバイアス電極に受信されるのを抑制するように、上記バイアス電極が構成され及び又は配置される。
【００３４】
すなわち、バイアス電極から発生する表面弾性波の発生強度が低減され、及び又は表面弾性波を介したバイアス電極間の結合（相互作用）が低減されるように、バイアス電極を構成し及び又は配置することで、当該表面弾性波を介した上記不安定現象（以下、「バイアス電極間の干渉」ともいう）の発生を抑制する。より具体的には、バイアス電極を以下のように構成及び又は配置する。
Ａ：バイアス電極（櫛形電極）を構成する電極の電極間隔の一様性及び又は周期性を乱し、当該バイアス電極全体としての電気音響変換効率を抑制して、表面弾性波の発生強度を低減する。より具体的には、
Ａ−１：少なくとも一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極内において電極間隔が複数存在するものとし、当該バイアス電極内での電極配置の周期性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するか、及び又は、
Ａ−２：少なくとも一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を当該電極の長さ方向に沿って階段状に変化させて構成し、当該バイアス電極内での電極形状の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するか、及び又は、
Ａ−３：少なくとも一つのバイアス電極が、所定の周波数範囲に分布した特性周波数を有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を、当該電極の長さ方向に沿って線形又は非線形に変化する（例えば、増加及び又は減少する）よう構成し、当該バイアス電極内での電極形状の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
Ｂ：少なくとも二つのバイアス電極を、互いに異なる特性周波数を持つように構成して、一方のバイアス電極で発生した表面弾性波が他方のバイアス電極において電気信号に変換されるのを抑制する。及び又は、
Ｃ：少なくとも二つのバイアス電極を、一方のバイアス電極に印加された電気信号が表面弾性波を介して他方のバイアス電極に受信されるのを抑制するように配置する。より具体的には、
Ｃ−１：少なくとも二つのバイアス電極について、当該二つのバイアス電極のうち一方を、当該二つのバイアス電極が相対向する位置から、当該二つのバイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って所定距離だけずらして配置するか、及び又は、
Ｃ−２：少なくとも二つのバイアス電極を、一方のバイアス電極を構成する電極の長さ方向と、他方のバイアス電極を構成する電極の長さ方向と、が所定の角度を為すように配置する。
【００３５】
上記構成により、複数のバイアス電極のそれぞれに異なる周波数のディザ信号が印加される場合であっても、ディザ信号の周波数選択や環境温度に依存しない安定なバイアス制御動作を実現することができる。また、当該構成を有するバイアス電極を備えた光変調器を用いることにより、ディザ信号の周波数選択や環境温度に依存しない安定な光変調動作を行ってロバストな高速大容量光通信を行い得る光送信装置を実現することができる。
【００３６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施形態に示す光変調器は、例えばＤＰ−ＱＰＳＫ変調器であるが、本発明は、これに限らず、複数のバイアス電極を備える種々のタイプの光変調器として実施することができる。
【００３７】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。上述したように、本実施形態に係る光変調器１００は、例えばＤＰ−ＱＰＳＫ変調器であり、その基本構成は図２１に示す従来のＤＰ−ＱＰＳＫ変調器と同様である。すなわち、本光変調器１００は、例えばＺカットのＬＮ基板１０２上に形成されたネスト型のマッハツェンダ型光導波路（図示太線の点線）と、電極（図示ハッチング部分）とで構成されている。この光変調器では、レーザダイオード等の光源（不図示）からの光が図示右方向から入射し、変調された光が図示左方向から出射する。出射した光は、例えば空間光学系により合波されて、光伝送路につながった光ファイバに入射される。
【００３８】
光導波路は、図示右方向からの入射光を受ける入射導波路１０４と、当該入射導波路を伝搬する光を分岐する光分岐部１０６と、光分岐部１０６で分岐されたそれぞれの光を変調する２つのマッハツェンダ型光導波路１１０ａ、１１０ｂと、で構成されている。
【００３９】
マッハツェンダ型光導波路１１０ａは、入射導波路１１２ａと、当該入射導波路を伝搬する光を分岐する光分岐部１１４ａと、光分岐部１１４ａで分岐されたそれぞれの光を伝搬させる平行導波路１１６ａ、１１８ａと、当該平行導波路１１６ａ、１１８ａを伝搬した光を合波する合波部１２０ａと、当該合波部１２０ａで合波された光を外部へ出射する出射導波路１２２ａと、を有する。また、マッハツェンダ型光導波路１１０ａは、上記平行導波路１１６ａ及び１１８ａの一部にそれぞれ形成されたマッハツェンダ型光導波路１３０ａ（図示点線で示す矩形内の部分）、１３２ａ（図示２点鎖線で示す矩形内の部分）を有する。
【００４０】
マッハツェンダ型光導波路１３０ａの平行導波路１３４ａ、１３６ａの光出射側（図示左方）と、マッハツェンダ型光導波路１３２ａの平行導波路１３８ａ、１４０ａの光出射側（図示左方）と、には、それぞれ、電極１４２ａ、１４４ａで構成されるバイアス電極１４６ａと、電極１４８ａ、１５０ａで構成されるバイアス電極１５２ａが形成されている。また、マッハツェンダ型光導波路１１０ａの平行導波路１１６ａ、１１８ａの光出射側（図示左方）には、電極１５４ａ、１５６ａで構成されるバイアス電極１５８ａが形成されている。
【００４１】
マッハツェンダ型光導波路１１０ｂの構成は、図示のとおり、マッハツェンダ型光導波路１１０ａの構成と同様である。また、光変調器１００には、４つのマッハツェンダ型光導波路１３０ａ、１３２ａ、１３０ｂ、１３２ｂの８本の平行導波路１３４ａ、１３６ａ、１３８ａ、１４０ａ、１３４ｂ、１３６ｂ、１３８ｂ、１４０ｂ上に、それぞれ電極１７０、１７２、１７４、１７６、１７８、１８０、１８２、１８４、１８６で構成されるＲＦ電極も形成されている。
【００４２】
ここで、バイアス電極１４６ａ、１５２ａ、１４６ｂ、１５２ｂは、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路１３０ａ、１３２ａ、１３０ｂ、１３２ｂで構成された光変調器のバイアス点を調整するためのバイアス電極であり、バイアス電極１５８ａ及び１５８ｂは、それぞれ、出射導波路１２２ａ及び１２２ｂから出射される光の位相を調整するためのバイアス電極である。
【００４３】
図２は、図１に示す光変調器１００のバイアス電極１５２ａ及び１５２ｂ並びにその周辺の部分詳細図である。
【００４４】
バイアス電極１５２ａは、プッシュ・プル構成のバイアス電極であり、電極１５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極１５０ａ−Ｃと、電極１４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極１４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１５２ａは、中心電極１５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１４８ａから延在して形成された隣接電極１４８ａ−Ａ１及び１４８ａ−Ａ２と、中心電極１４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１５０ａから延在して形成された隣接電極１５０ａ−Ａ１及び１５０ａ−Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１５０ａ−Ｃ、１４８ａ−Ｃ、隣接電極１４８ａ−Ａ１、１４８ａ−Ａ２、１５０ａ−Ａ１、１５０ａ−Ａ２は、バイアス電極１５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【００４５】
これにより、電極１４８ａと１５０ａとの間に電圧を印加すると、光導波路１３８ａ及び１４０ａには、図２の紙面に垂直な方向に、互いに逆方向の電界が印加されることとなり（いわゆる、プッシュ・プル動作）、光導波路１３８ａ及び１４０ａの屈折率は、互いに逆方向に変化する（すなわち、一方が増加するときは、他方が減少する）。
【００４６】
ここで、電極１４８ａ−Ｃ、１４８ａ−Ａ１、１４８ａ−Ａ２、１５０ａ−Ｃ、１５０ａ−Ａ１、１５０ａ−Ａ２の電極幅（それぞれの長さ方向に直交する方向の距離）は、全て同じ幅ｔ１０であり、中心電極１５０ａ−Ｃと隣接電極１４８ａ−Ａ１、１４８ａ−Ａ２との間の電極間隙、及び中心電極１４８ａ−Ｃと隣接電極１５０ａ−Ａ１、１５０ａ−Ａ２との間の電極間隙は、共にｄ１０である。したがって、バイアス電極１５２ａの電極間隔ｐ１０は、
ｐ１０＝ｔ１０＋ｄ１０        （３）
であり、バイアス電極１５２ａは、電極間隔ｐ１０で定まる特性周波数f0-10を持つ。
【００４７】
バイアス電極１５２ｂの構成は、バイアス電極１５２ａと同様に、プッシュ・プル構成であり、電極１５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極１５０ｂ−Ｃと、電極１４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極１４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１５２ｂは、中心電極１５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１４８ｂから延在して形成された隣接電極１４８ｂ−Ａ１及び１４８ｂ−Ａ２と、中心電極１４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１５０ｂから延在して形成された隣接電極１５０ｂ−Ａ１及び１５０ｂ−Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１５０ｂ−Ｃ、１４８ｂ−Ｃ、隣接電極１４８ｂ−Ａ１、１４８ｂ−Ａ２、１５０ｂ−Ａ１、１５０ｂ−Ａ２は、バイアス電極１５２ｂである櫛形電極を構成する電極である）。
【００４８】
ここで、電極１４８ｂ−Ｃ、１４８ｂ−Ａ１、１４８ｂ−Ａ２、１５０ｂ−Ｃ、１５０ｂ−Ａ１、１５０ｂ−Ａ２の電極幅（それぞれの長さ方向に直交する方向の距離）は、全て、バイアス電極１５２ａの中心電極１５０ａ−Ｃ等と同じ幅ｔ１０であり、中心電極１５０ｂ−Ｃと隣接電極１４８ｂ−Ａ１、１４８ｂ−Ａ２との間の電極間隙、及び中心電極１４８ｂ−Ｃと隣接電極１５０ｂ−Ａ１、１５０ｂ−Ａ２との間の電極間隙は、共に、バイアス電極１５２ａにおける電極間隙ｄ１０と異なる大きさ（距離）を持つｄ１２である。したがって、バイアス電極１５２ｂの電極間隔ｐ１２は、
ｐ１２＝ｔ１０＋ｄ１２        （４）
であり、バイアス電極１５２ｂは、電極間隔ｐ１２で定まる特性周波数f0-12を持つ。
【００４９】
上述したように、バイアス電極１５２ａの電極間隙ｄ１０とバイアス電極１５２ｂの電極間隙ｄ１２は異なるため、電極間隔ｐ１０と電極間隔ｐ１２は異なるものとなる。したがって、バイアス電極１５２ａの特性周波数f0-10とバイアス電極１５２ｂの特性周波数f0-12とは異なる値となる。
【００５０】
その結果、一方のバイアス電極１５２ａ（又は１５２ｂ）において強く発生する特性周波数f0-10（又はf0-12）と同じ周波数持つ表面弾性波は、これと異なる特性周波数f0-12（又はf0-10）を持つ他方のバイアス電極１５２ｂ（又は１５２ａ）に到達しても、当該バイアス電極１５２ｂ（又は１５２ａ）においては大きな電気信号（従って、大きな電気雑音）を生成しない。すなわち、本実施形態では、一方のバイアス電極１５２ａ（又は１５２ｂ）に印加された電気信号が表面弾性波を介して他方のバイアス電極１５２ｂ（又は１５２ａ）に受信されるのを抑制するように、二つのバイアス電極１５２ａ、１５２ｂが、互いに異なる特性周波数f0-10、f0-12を持つように構成されることで、バイアス電極１５２ａ−１５２ｂ間における表面弾性波を介した干渉が抑制される。
【００５１】
ここで、間隙ｄ１０及びｄ１２の値は、バイアス電極１５２ａ及び１５２ｂに印加すべきバイアス電圧の大きさに影響を与える。すなわち、間隙ｄ１０及びｄ２０の値を大きくする程、それぞれのバイアス電極１５２ａ及び１５２ｂによって光導波路１３８ａと１４０ａ、及び光導波路１３８ｂと１４０ｂ、に発生させることのできる電界は小さくなるので、バイアス電極１５２ａ及び１５２ｂに印加すべきバイアス電圧は大きくなる。したがって、許容されるバイアス電圧の範囲で、間隙ｄ１０及びｄ１２の値を設定する必要がある。
【００５２】
例えば、間隙ｄ１０及びｄ１２を15μm及び16μmとすれば（約7%程度の相違）、バイアス電極１５２ａ及び１５２ｂにおいて必要となるバイアス電圧の違いは1%程度となって殆ど無視できる。
【００５３】
本実施形態では、バイアス電極１５２ａ及び１５２ｂが異なる特性周波数を持つものとしたが、これに限らず、例えば、光変調器１００が備える複数のバイアス電極１４６ａ、１５２ａ、１５８ａ、１４６ｂ、１５２ｂ、１５８ｂのうちの任意の少なくとも二つのバイアス電極（例えば、最も接近した二つのバイアス電極、あるいは、最も大きなバイアス電圧が印加される二つのバイアス電極など）を、上述したバイアス電極１５２ａ及び１５２ｂのように、互いに異なる特性周波数を持つように構成するものとしても、同様の効果を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態のように、二つのバイアス電極の特性周波数を異なるものとするほか、種々の構成を用いて、バイアス電極間での干渉を抑制することができる。
【００５５】
以下、本実施形態の変形例を、図３〜図１３を用いて説明する。図３〜図１３にそれぞれ示す２つのバイアス電極は、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂ（又は、光変調器１００が備える６つのバイアス電極のうちの任意の少なくとも二つのバイアス電極）に代えて用いることのできるバイアス電極の構成を示している。
【００５６】
〔第１の変形例〕
まず、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第１の変形例について説明する。
【００５７】
図２に示すバイアス電極１５２ａ、１５２ｂでは、相対向する２つの櫛形電極であるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂをそれぞれ構成する電極の、電極幅を同じとし、電極間隙を互いに異なる大きさとすることにより電極間隔を互いに異なるものとして、バイアス電極１５２ａ及び１５２ｂが互いに異なる特性周波数をもつように構成した。
【００５８】
これに対し、本変形例では、相対向する２つの櫛形電極であるバイアス電極について、当該２つのバイアス電極をそれぞれ構成する電極の、電極間隙を同じとし、電極幅を互いに異なる大きさとすることにより電極間隔を互いに異なるものとする。これにより、当該２つのバイアス電極の特性周波数を互いに異なるものとして、当該２つのバイアス電極間の干渉を抑制する。
【００５９】
図３は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極３５２ａ、３５２ｂの構成を示す図である。
【００６０】
バイアス電極３５２ａは、プッシュ・プル構成のバイアス電極であり、電極３５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極３５０ａ−Ｃと、電極３４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極３４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極３５２ａは、中心電極３５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極３４８ａから延在して形成された隣接電極３４８ａ−Ａ１及び３４８ａ−Ａ２と、中心電極３４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極３５０ａから延在して形成された隣接電極３５０ａ−Ａ１及び３５０ａ−Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極３５０ａ−Ｃ、３４８ａ−Ｃ、隣接電極３４８ａ−Ａ１、３４８ａ−Ａ２、３５０ａ−Ａ１、３５０ａ−Ａ２は、バイアス電極３５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【００６１】
ここで、中心電極３４８ａ−Ｃ、３５０ａ−Ｃは電極幅ｔ３０を有し、隣接電極３４８ａ−Ａ１、３４８ａ−Ａ２、３５０ａ−Ａ１、３５０ａ−Ａ２は電極幅ｔ３２を有するものとする。また、中心電極３５０ａ−Ｃと隣接電極３４８ａ−Ａ１、３４８ａ−Ａ２との間の電極間隙、及び中心電極３４８ａ−Ｃと隣接電極３５０ａ−Ａ１、３５０ａ−Ａ２との間の電極間隙は、共にｄ３０であるものとする。したがって、バイアス電極３５２ａの電極間隔ｐ３０は、
ｐ３０＝ｄ３０＋（ｔ３０＋ｔ３２）／２        （５）
であり、バイアス電極３５２ａは、電極間隔ｐ３０で定まる特性周波数f0-30を持つ。
【００６２】
バイアス電極３５２ｂの構成は、バイアス電極３５２ａと同様に、プッシュ・プル構成であり、電極３５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極３５０ｂ−Ｃと、電極３４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極３４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極３５２ｂは、中心電極３５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極３４８ｂから延在して形成された隣接電極３４８ｂ−Ａ１及び３４８ｂ−Ａ２と、中心電極３４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極３５０ｂから延在して形成された隣接電極３５０ｂ−Ａ１及び３５０ｂ−Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極３５０ｂ−Ｃ、３４８ｂ−Ｃ、隣接電極３４８ｂ−Ａ１、３４８ｂ−Ａ２、３５０ｂ−Ａ１、３５０ｂ−Ａ２は、バイアス電極３５２ｂである櫛形電極を構成する電極である）。
【００６３】
ここで、電極３４８ｂ−Ｃ、３５０ｂ−Ｃは、バイアス電極３５２ａの中心電極３４８ａ−Ｃ、３５０ａ−Ｃと同じ電極幅ｔ３０を有し、隣接電極３４８ｂ−Ａ１、３４８ｂ−Ａ２、３５０ｂ−Ａ１、３５０ｂ−Ａ２は、バイアス電極３５２ａの隣接電極３４８ｂ−Ａ１等の電極幅ｔ３２とは異なる大きさの電極幅ｔ３４を有する。また、中心電極３５０ｂ−Ｃと隣接電極３４８ｂ−Ａ１、３４８ｂ−Ａ２との間の電極間隙、及び中心電極３４８ｂ−Ｃと隣接電極３５０ｂ−Ａ１、３５０ｂ−Ａ２との間の電極間隙は、共に、バイアス電極３５２ａにおける電極間隙ｄ３０と同じである。したがって、バイアス電極３５２ｂの電極間隔ｐ３２は、
ｐ３２＝ｄ３０＋（ｔ３０＋ｔ３４）／２        （６）
であり、バイアス電極３５２ｂは、電極間隔ｐ３２で定まる特性周波数f0-32を持つ。
【００６４】
上述したように、バイアス電極３５２ａの隣接電極３４８ａ−Ａ１、３４８ａ−Ａ２、３５０ａ−Ａ１、３５０ａ−Ａ２の電極幅ｔ３２と、バイアス電極１５２ｂの隣接電極３４８ｂ−Ａ１、３４８ｂ−Ａ２、３５０ｂ−Ａ１、３５０ｂ−Ａ２の電極幅ｔ３４と、は大きさが異なるため、電極間隔ｐ３０と電極間隔ｐ３２と、は異なる値となる。したがって、バイアス電極３５２ａの特性周波数f0-30と、バイアス電極３５２ｂの特性周波数f0-32と、は互いに異なる値となる。
【００６５】
その結果、一方のバイアス電極３５２ａ（又は３５２ｂ）において強く発生する特性周波数f0-30（又はf0-32）と同じ周波数持つ表面弾性波は、これと異なる特性周波数f0-32（又はf0-30）を持つ他方のバイアス電極３５２ｂ（又は３５２ａ）に到達しても、当該バイアス電極３５２ｂ（又は３５２ａ）においては大きな電気信号（従って、大きな電気雑音）を生成しない。すなわち、本実施形態では、一方のバイアス電極３５２ａ（又は３５２ｂ）に印加された電気信号が表面弾性波を介して他方のバイアス電極３５２ｂ（又は３５２ａ）に受信されるのを抑制するように、二つのバイアス電極３５２ａ、３５２ｂが、互いに異なる特性周波数f0-30、f0-32を持つように構成されることで、バイアス電極３５２ａ−３５２ｂ間における表面弾性波を介した干渉が抑制される。
【００６６】
〔第２の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第２の変形例について説明する。本変形例では、一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極内において電極間隔が複数存在するものとし、当該バイアス電極内での電極配置の周期性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
【００６７】
例えば図２に示すバイアス電極１５２ａ（又は１５２ｂ）では、中心電極１５０ａ−Ｃと隣接電極１４８ａ−Ａ１、Ａ２とで構成される櫛形電極が有する特性周波数と、中心電極１４８ａ−Ｃと隣接電極１５０ａ−Ａ１、Ａ２とで構成される櫛形電極が有する特性周波数とは、共にf0-10であるため、上記２つの櫛形電極から発生した周波数f0-10の表面弾性波は互いに強めあって基板１０２上を伝搬し得る。
【００６８】
これに対し本変形例では、一のバイアス電極を構成する２つの櫛形電極部分の電極間隔を異ならせて、それぞれの櫛形電極部分が異なる特性周波数を持つものとする。これにより、当該バイアス電極にいずれかの特性周波数と同じ周波数の電気信号が印加された場合には、いずれか一方の櫛形電極部分のみから表面弾性波が発生することとなる。したがって、２つの櫛形電極部分から発生した同じ周波数の表面弾性波が強めあって伝搬することがなく、当該バイアス電極から発生する表面弾性波の強度を低減して、当該バイアス電極から他のバイアス電極への、弾性表面波を介した干渉を抑制することができる。
【００６９】
図４は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極４５２ａ、４５２ｂの構成を示す図である。
【００７０】
バイアス電極４５２ａは、プッシュ・プル構成のバイアス電極であり、電極４５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極４５０ａ−Ｃと、電極４４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極４４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極４５２ａは、中心電極４５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極４４８ａから延在して形成された隣接電極４４８ａ−Ａ１及び４４８ａ−Ａ２と、中心電極４４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極４５０ａから延在して形成された隣接電極４５０ａ−Ａ１及び４５０ａ−Ａ２と、を有する。
【００７１】
ここで、中心電極４４８ａ−Ｃ、４５０ａ−Ｃ、及び隣接電極４４８ａ−Ａ１、４４８ａ−Ａ２、４５０ａ−Ａ１、４５０ａ−Ａ２は、すべて同じ電極幅ｔ４０を有する。一方、中心電極４５０ａ−Ｃと隣接電極４４８ａ−Ａ１、Ａ２との間の電極間隙はｄ４０であり、中心電極４４８ａ−Ｃと隣接電極４５０ａ−Ａ１、Ａ２との間の電極間隙は、ｄ４０とは異なる大きさのｄ４２である。すなわち、バイアス電極４５２ａ内においてｄ４０及びｄ４２の２つの電極間隙が存在することにより、当該バイアス電極４５２ａを構成する電極の周期性が乱されている。
【００７２】
これにより、バイアス電極４５２ａは、中心電極４５０ａ−Ｃ、及び隣接電極４４８ａ−Ａ１、Ａ２で構成される櫛形電極部分４９０ａ−１と、中心電極４４８ａ−Ｃ、及び隣接電極４５０ａ−Ａ１、Ａ２で構成される櫛形電極部分４９０ａ−２と、で構成されるものとなる。そして、櫛形電極部分４９０ａ−１における電極間隔ｐ４０は、
ｐ４０＝ｔ４０＋ｄ４０        （７）
となり、櫛形電極部分４９０ａ−２における電極間隔ｐ４２は、
ｐ４２＝ｔ４０＋ｄ４２        （８）
となって、櫛形電極部分４９０ａ−１及び４９０ａ−２は、それぞれ異なる特性周波数f0-40及びf0-42を持つ。櫛形電極部分４９０ａ−１及び４９０ａ−２はバイアス電極４５２ａに含まれているので、バイアス電極４５２ａは、２つの特性周波数f0-40及びf0-42を持つものとなる。
【００７３】
そして、バイアス電極４５２ａは、相異なる特性周波数f0-40、f0-42を持つ２つの櫛形電極部分４９０ａ−１、４９０ａ−２を有することから、当該バイアス電極４５２ａに特性周波数f0-40、f0-42のいずれかと同じ周波数の電気信号が印加された場合には、櫛形電極部分４９０ａ−１、４９０ａ−２のいずれか一方のみから表面弾性波が発生することとなる。したがって、２つの櫛形電極部分４９０ａ−１、４９０ａ−２から発生した同じ周波数の表面弾性波が強めあって伝搬することがなく、当該バイアス電極４５２ａから発生する表面弾性波の強度を低減して、当該バイアス電極４５２ａから他のバイアス電極（例えば、バイアス電極４５２ｂ）への、弾性表面波を介した干渉を抑制することができる。
【００７４】
バイアス電極４５２ｂの構成は、バイアス電極４５２ａの構成と同様であり、櫛形電極部分４９０ｂ−１と４９０ｂ−２とで構成されている。櫛形電極部分４９０ｂ−１は、櫛形電極部分４９０ａ−１と同様の構成を有し、特性周波数f0-40を有する。また、櫛形電極部分４９０ｂ−１は、櫛形電極部分４９０ａ−１と同様の構成を有し、特性周波数f0-42を有する。これにより、バイアス電極４５２ｂにおいても、バイアス電極４５２ａと同様に、当該バイアス電極４５２ｂから発生する表面弾性波の強度を低減して、当該バイアス電極４５２ｂから他のバイアス電極（例えば、バイアス電極４５２ａ）への、弾性表面波を介した干渉を抑制することができる。
【００７５】
特に、図４に示す構成は、同じ特性周波数を持つ２つの櫛形電極部分（例えば、特性周波数f0-40を有する櫛形電極部分４９０ａ−１と４９０ｂ−１）が隣接して配置されておらず、当該同じ特性周波数を持つ２つの櫛形電極部分間での干渉を軽減する観点から好ましい。
【００７６】
なお、本変形例に示すバイアス電極４５２ａ（又は４５２ｂ）の構成は、一のバイアス電極から生ずる特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するものであり、光変調器１００備える複数のバイアス電極のうち少なくとも一つのバイアス電極が上記構成を有していれば、当該バイアス電極から他のバイアス電極への弾性表面波を介した干渉の抑制効果を期待することができる。
【００７７】
〔第３の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第３の変形例について説明する。
【００７８】
図４に示す第２の変形例では、相対向して配置された２つのバイアス電極４５２ａ及び４５２ｂが、それぞれ同じ２つの異なる特性周波数f0-40、f0-42を有するように構成されている（すなわち、バイアス電極４５２ａもバイアス電極４５２ｂも、特性周波数f0-40、f0-42を有する）。
【００７９】
これに対し、本変形例では、相対向して配置された２つのバイアス電極が、それぞれ２つの特性周波数を有し、一方のバイアス電極が有する２つの特性周波数は、他方のバイアス電極が有する２つの特性周波数のいずれとも異なっている。
【００８０】
これにより、本変形例では、第２の変形例と同様に、特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減すると共に、一方のバイアス電極から発生した表面弾性波に対する他方のバイアス電極における受信感度を低減する。すなわち、一方のバイアス電極から発生する表面弾性波の周波数が他方のバイアス電極のいずれの特性周波数にも一致しないようにして、当該弾性表面波により他のバイアス電極において誘起される雑音信号のパワーを低減することで、バイアス電極間の干渉を更に抑制する。
【００８１】
図５は、本変形例に係るバイアス電極の構成を示す図である。なお、図５において、第２の変形例に係る図４に示すバイアス電極と同じ構成要素については、図４における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した第２の変形例についての説明を援用する。
【００８２】
図５に示すバイアス電極は、図４に示すバイアス電極と同様の構成を有するが、バイアス電極４５２ｂに代えてバイアス電極５５２ｂを備える。バイアス電極５５２ｂは、プッシュ・プル構成のバイアス電極であり、電極５５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極５５０ｂ−Ｃと、電極５４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極５４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極５５２ｂは、中心電極５５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極５４８ｂから延在して形成された隣接電極５４８ｂ−Ａ１及び５４８ｂ−Ａ２と、中心電極５４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極５５０ｂから延在して形成された隣接電極５５０ｂ−Ａ１及び５５０ｂ−Ａ２と、を有する。
【００８３】
ここで、中心電極５４８ｂ−Ｃ、５５０ｂ−Ｃ、及び隣接電極５４８ｂ−Ａ１、５４８ｂ−Ａ２、５５０ｂ−Ａ１、５５０ｂ−Ａ２は、すべて同じ電極幅ｔ４０を有し、一方、中心電極５５０ｂ−Ｃと隣接電極５４８ｂ−Ａ１、Ａ２との間の電極間隙はｄ５０であり、中心電極５４８ｂ−Ｃと隣接電極５５０ｂ−Ａ１、Ａ２との間の電極間隙は、ｄ５０とは異なる大きさのｄ５２である。すなわち、バイアス電極５５２ｂ内においてｄ５０及びｄ５２の２つの電極間隙が存在することにより、当該バイアス電極５５２ｂを構成する電極の周期性が乱されている。
【００８４】
これにより、バイアス電極５５２ｂは、中心電極５４８ｂ−Ｃ、及び隣接電極５５０ｂ−Ａ１、Ａ２で構成される櫛形電極部分５９０ｂ−１と、中心電極５５０ｂ−Ｃ、及び隣接電極５４８ｂ−Ａ１、Ａ２で構成される櫛形電極部分５９０ｂ−２と、で構成されたものとなる。そして、櫛形電極部分５９０ｂ−１における電極間隔ｐ５０は、
ｐ５０＝ｔ４０＋ｄ５０        （９）
となり、櫛形電極部分５９０ａ−２における電極間隔ｐ５２は、バイアス電極５５２ａは、
ｐ５２＝ｔ４０＋ｄ５２        （１０）
となって、櫛形電極部分５９０ｂ−１及び５９０ｂ−２は、それぞれ異なる特性周波数f0-50及びf0-52を持つ。櫛形電極部分５９０ｂ−１及び５９０ｂ−２はバイアス電極５５２ｂに含まれているので、バイアス電極５５２ｂは、上述したように当該バイアス電極５５２ｂを構成する電極の周期性が乱されたことにより、２つの特性周波数f0-50及びf0-52を持つものとなる。
【００８５】
そして、本変形例では、特に、バイアス電極５５２ｂにおける電極間隙ｄ５０及びｄ５２は、バイアス電極４５２ａにおける電極間隙ｄ４０及びｄ４２のいずれにも一致していないものとする。その結果、バイアス電極５５２ｂにおける電極間隔ｐ５０及びｐ５２は、バイアス電極４５２ａにおける電極間隔ｐ４０及びｐ４０のいずれにも一致しないものとなり、バイアス電極５５２ｂは、バイアス電極４５２ａの特性周波数f0-40及びf0-42のいずれにも一致しない特性周波数f0-50及びf0-52を持つものとなる。
【００８６】
〔第４の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第４の変形例について説明する。
【００８７】
図５に示す第３の変形例に係るバイアス電極では、２つのバイアス電極が含む４つの櫛形電極部分を構成する電極の電極幅を全て同じにしつつ、櫛形電極部分ごとに電極間隙を異なるものとすることで、電極間隔を異なるものとして特性周波数を異なるものとした。
【００８８】
これに対し、本変形例では、２つのバイアス電極に含まれる４つの櫛形電極部分の電極間隙を全て同じにしつつ、櫛形電極部分ごとに電極幅を異なるものとすることで、櫛形電極部分ごとの電極間隔を異なるものとして特性周波数を異なるものとする。
【００８９】
これにより、本変形例では、第３の変形例と同様に、特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減すると共に、一方のバイアス電極から発生した表面弾性波に対する他方のバイアス電極における受信感度を低減して、バイアス電極間の干渉を抑制する。
【００９０】
図６は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極６５２ａ、６５２ｂの構成を示す図である。
【００９１】
バイアス電極６５２ａは、２つの櫛形電極部分６９０ａ−１及び６９０ａ−２で構成される。櫛形電極部分６９０ａ−１は、電極６５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極６５０ａ−Ｃと、当該中心電極６５０ａ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極６４８ａから延在して形成された隣接電極６４８ａ−Ａ１、Ａ２と、を備える。
【００９２】
櫛形電極部分６９０ａ−２は、電極６４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極６４８ａ−Ｃと、当該中心電極６４８ａ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極６５０ａから延在して形成された隣接電極６５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を備える。
【００９３】
また、バイアス電極６５２ｂは、２つの櫛形電極部分６９０ｂ−１及び６９０ｂ−２で構成される。櫛形電極部分６９０ｂ−１は、電極６５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極６５０ｂ−Ｃと、当該中心電極６５０ｂ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極６４８ｂから延在して形成された隣接電極６４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、を備える。
【００９４】
櫛形電極部分６９０ｂ−２は、電極６４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極６４８ｂ−Ｃと、当該中心電極６４８ｂ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極６５０ｂから延在して形成された隣接電極６５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を備える。
【００９５】
上記の構成において、櫛形電極部分６９０ａ−１、６９０ａ−２、６９０ｂ−１、６９０ｂ−２は、すべて同じ電極間隙ｄ６０を有し、且つ、中心電極６５０ａ−Ｃ、６４８ａ−Ｃ、６５０ｂ−Ｃ、６４８ｂ−Ｃについて、すべて同じ電極幅ｔ６０を有する。その一方、櫛形電極部分６９０ａ−１、６９０ａ−２、６９０ｂ−１、６９０ｂ−２は、隣接電極６４８ａ−Ａ１及びＡ２、６５０ａ−Ａ１及びＡ２、６４８ｂ−Ａ１及びＡ２、６５０ｂ−Ａ１及びＡ２について、それぞれ異なる電極幅ｔ６２、ｔ６４、ｔ６６、ｔ６８を有している。
【００９６】
これにより、櫛形電極部分６９０ａ−１、６９０ａ−２、６９０ｂ−１、６９０ｂ−２は、それぞれ異なる電極間隔ｐ６０、ｐ６２、ｐ６４、ｐ６６を有するものとなり、それぞれ異なる特性周波数f0-60、f0-62、f0-64、f0-66を有するものとなる。その結果、バイアス電極６５２ａ、６５２ｂは、それぞれ互いに異なる２つの特性周波数f0-60及びf0-62と、f0-64及びf0-66と、を持つこととなり、それぞれに特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度が低減される。また、同時に、一方のバイアス電極６５２ａ（又は６５２ｂ）から発生した表面弾性波に対する他方のバイアス電極６５２ｂ（又は６５２ａ）における受信感度を低減して、バイアス電極６５２ａ−６５２ｂ間の干渉を抑制することができる。
【００９７】
〔第５の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第５の変形例について説明する。本変形例では、一つのバイアス電極が特性周波数を複数有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を当該電極の長さ方向に沿って階段状に変化させて構成し、当該バイアス電極内での電極形状の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
【００９８】
図７は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極７５２ａ、７５２ｂの構成を示す図である。
【００９９】
バイアス電極７５２ａは、２つの櫛形電極部分７９０ａ−１及び７９０ａ−２で構成される。櫛形電極部分７９０ａ−１は、電極７５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極７５０ａ−Ｃと、当該中心電極７５０ａ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極７４８ａから延在して形成された隣接電極７４８ａ−Ａ１、Ａ２と、を備える。ここで、中心電極７５０ａ−Ｃと、隣接電極７４８ａ−Ａ１、Ａ２とは、すべて同じ電極幅ｔ７００を有するものとする。
【０１００】
特に、櫛形電極部分７９０ａ−１は、隣接電極７４８ａ−Ａ１、Ａ２が、当該電極の長さ方向の略中央部においてそれぞれ屈曲し、中心電極７５０ａ−Ｃと、隣接電極７４８ａ−Ａ１、Ａ２と、の間の電極間隙が当該屈曲部分において、図示左から右へ向かってｄ７００からｄ７０２へ階段状に増加している。これにより、櫛形電極部分７９０ａ−１は、図示左側の電極間隙がｄ７００である部分と、図示右側の電極間隙がｄ７０２である部分と、で異なる電極間隔ｐ７００（＝ｔ７００＋ｄ７００）及びｐ７０２（ｔ７００＋ｄ７０２）を有するものとなり、それぞれの部分が相異なる特性周波数f0-70及びf0-72を有するものとなる。
【０１０１】
櫛形電極部分７９０ａ−２の構成は、櫛形電極部分７９０ａ−１の構成と同様である。これにより、櫛形電極部分７９０ａ−２も、の構成は、相異なる特性周波数f0-70及びf0-72を有するものとなる。これにより、バイアス電極７５２ａは２つの特性周波数f0-72及びf0-70を有するものとなり、バイアス電極７５２ａを構成する電極のうち、それぞれの特性周波数を有する電極部分の長さ（図示左右方向に沿った長さ）が電極全体の長さの半分になるので、それぞれの特性周波数における表面弾性波の発生強度が低減される。
【０１０２】
バイアス電極７５２ｂの構成は、バイアス電極７５２ａの構成とは若干異なっている。上述したバイアス電極７５２ａでは、櫛形電極部分７９０ａ−１及び７９０ａ−２が共に、図示左方に電極間隙ｄ７００の部分を持ち、図示右方に電極間隙ｄ７０２の部分を持つ。これに対し、バイアス電極７５２ｂでは、当該バイアス電極７５２を構成する櫛形電極部分７９０ｂ−１が、図示左方に電極間隙ｄ７００の部分（特性周波数f0-70を有する部分）を持ち、図示右方に電極間隙ｄ７０２の部分（特性周波数f0-72を有する部分）を持つのに対し、櫛形電極部分７９０ｂ−２は、図示左方に電極間隙ｄ７０２の部分（特性周波数f0-72を有する部分）を持ち、図示右方に電極間隙ｄ７００の部分（特性周波数f0-70を有する部分）を持つ。
【０１０３】
これにより、バイアス電極７５２ｂでは、バイアス電極７５２ａと同様に２つの特性周波数f0-72及びf0-70を有して、それぞれの特性周波数における表面弾性波の発生強度を低減すると共に、櫛形電極部分７９０ｂ−１の特性周波数f0-70を有する部分（又は特性周波数f0-72を有する部分）に隣接する櫛形電極部分７９０ｂ−２の部分が特性周波数f0-72を有する部分（又は特性周波数f0-72を有する部分）となっているので、各部分から同じ周波数の表面弾性波が同時に発生して互いに強めあうということがなく、表面弾性波の発生強度をさらに低減することができる。
【０１０４】
なお、本変形例に示すバイアス電極７５２ａ（又は７５２ｂ）の構成は、一のバイアス電極から生ずる特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するものであり、光変調器１００備える複数のバイアス電極のうち少なくとも一つのバイアス電極が上記構成を有していれば、当該バイアス電極から他のバイアス電極への弾性表面波を介した干渉の抑制効果を期待することができる。
【０１０５】
〔第６の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第６の変形例について説明する。本変形例では、一つのバイアス電極が所定の周波数範囲に分布した特性周波数を有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔を当該電極の長さ方向に沿って線形に連続的に変化させ（例えば、増加及び又は減少させ）、当該バイアス電極内での電極間隔の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。
【０１０６】
すなわち、本変形例では、バイアス電極を構成する電極の長さ方向に沿って電極間隔が変化するので、当該バイアス電極は、電極間隔の異なる（従って、異なる特性周波数を持つ）微小な長さの微小櫛形電極の集合として振る舞うこととなる。その結果、特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度（すなわち、微小櫛形電極のそれぞれから発生する表面弾性波の強度）は極めて小さいものとなり、これらの表面弾性波を介したバイアス電極間の干渉が抑制される。
【０１０７】
図８は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極８５２ａ、８５２ｂの構成を示す図である。なお、バイアス電極８５２ｂはバイアス電極８５２ａと同様の構成を有するので、以下では、バイアス電極８５２ａの構成についてのみ説明する。
【０１０８】
バイアス電極８５２ａは、２つの櫛形電極部分８９０ａ−１及び８９０ａ−２で構成される。櫛形電極部分８９０ａ−１は、電極８５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極８５０ａ−Ｃと、当該中心電極８５０ａ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極８４８ａから延在して形成された隣接電極８４８ａ−Ａ１、Ａ２と、を備える。ここで、中心電極８５０ａ−Ｃと、隣接電極８４８ａ−Ａ１、Ａ２とは、すべて同じ電極幅ｔ８００を有する。
【０１０９】
特に、櫛形電極部分８９０ａ−１は、中心電極８５０ａ−Ｃと、隣接電極８４８ａ−Ａ１と、の間の電極間隙がｄ８００で一様である一方、中心電極８５０ａ−Ｃと、隣接電極８４８ａ−Ａ２と、の間の電極間隙が、図示左から右へ向かってｄ８００からｄ８０２へ線形に且つ連続的に増加している。これにより、櫛形電極部分８９０ａ−１は、ｐ８００（＝ｔ８００＋ｄ８００）からｐ８０２（＝ｔ８００＋ｄ８０２）まで線形に増加する電極間隔を有し、当該電極間隔ｐ８０２及びｐ８００によりその下限周波数f0-80及び上限周波数f0-82が決定される所定の周波数範囲f0-80〜f0-82に分布した特性周波数を有するものとなる。
【０１１０】
その結果、例えば中心電極８５０ａ−Ｃの長さ方向に沿って一の特性周波数を有する電極の範囲は極めて微小なものとなり、一の特性周波数と同じ周波数を持って発生する弾性表面波の強度（すなわち、弾性表面波のパワースペクトル密度）は極めて小さいものとなるので、これらの表面弾性波を介したバイアス電極間の干渉が抑制される。
【０１１１】
同様に、櫛形電極部分８９０ａ−２は、電極８４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極８４８ａ−Ｃと、当該中心電極８４８ａ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極８５０ａから延在して形成された隣接電極８５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を備える。ここで、中心電極８４８ａ−Ｃと、隣接電極８５０ａ−Ａ１、Ａ２とは、すべて同じ電極幅ｔ８００を有するものとする。
【０１１２】
特に、櫛形電極部分８９０ａ−２は、中心電極８４８ａ−Ｃと、隣接電極８５０ａ−Ａ１、Ａ２と、の間の電極間隙が、図示左から右へ向かってｄ８０２からｄ８００へ線形に且つ連続的に減少している。これにより、櫛形電極部分８９０ａ−２は、ｐ８０２（＝ｔ８００＋ｄ８０２）からｐ８００（＝ｔ８００＋ｄ８００）まで線形に減少する電極間隔を有し、当該電極間隔ｐ８０２及びｐ８００によりその下限周波数f0-80及び上限周波数f0-82が決定される所定の周波数範囲f0-80〜f0-82に分布した特性周波数を有するものとなる。
【０１１３】
したがって、櫛形電極部分８９０ａ−２においても、上記所定の周波数範囲における弾性表面波のパワースペクトル密度は極めて小さいものとなるので、これらの表面弾性波を介したバイアス電極間の干渉が抑制される。
【０１１４】
その結果、バイアス電極８５２ａ全体として、所定の周波数範囲f0-80〜f0-82に分布した特性周波数を有するものとなり、当該所定の周波数範囲における弾性表面波のパワースペクトル密度は極めて小さいものとなるので、バイアス電極８５２ａから他のバイアス電極（例えば、バイアス電極８５２ｂ）への干渉が抑制される。
【０１１５】
なお、図８に示す構成では、特に、図示左から右へ向かって櫛形電極部分８９０ａ−１の電極間隔が増加し、櫛形電極部分８９０ａ−２の電極間隔が減少する。このため、バイアス電極８５２ａに印加される電気信号が上記所定の周波数範囲の下限周波数f0-80又は上限周波数f0-82に近いほど、櫛形電極部分８９０ａ−１と櫛形電極部分８９０ａ−２とで発生する同じ周波数を持つ弾性表面波の発生源は互いに離れることとなる。その結果、図８に示す構成では、櫛形電極部分８９０ａ−１と櫛形電極部分８９０ａ−２とにおいて同時に発生する同じ周波数を持った２つの弾性表面波の重ね合わせは起こりにくくなる。すなわち、図８の構成は、表面弾性波のパワースペクトル密度を低減する効果のほか、表面弾性波の強度加算を回避する効果も有しており、表面弾性波の発生強度を低減する観点から望ましい。
【０１１６】
なお、本変形例に示すバイアス電極８５２ａ（又は８５２ｂ）の構成は、一のバイアス電極から生ずる特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するものであり、光変調器１００備える複数のバイアス電極のうち少なくとも一つのバイアス電極が上記構成を有していれば、当該バイアス電極から他のバイアス電極への弾性表面波を介した干渉の抑制効果を期待することができる。
【０１１７】
〔第７の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第７の変形例について説明する。
本変形例では、第６の変形例と同様に、一つのバイアス電極が、所定の周波数範囲に分布した特性周波数を有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔が当該電極の長さ方向に沿って線形に連続的に変化する（例えば、増加及び又は減少する）よう構成される。これにより、当該バイアス電極内での電極間隔の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。ただし、第６の変形例では、バイアス電極の電極幅を一定として電極間隙を線形且つ連続的に変化させて電極間隔を変化させるのに対し、本変形例では、電極間隙を一定として電極幅を線形且つ連続的に変化させて電極間隔を変化させる。
【０１１８】
図９は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極９５２ａ、９５２ｂの構成を示す図である。
【０１１９】
バイアス電極９５２ａは、２つの櫛形電極部分９９０ａ−１及び９９０ａ−２で構成される。櫛形電極部分９９０ａ−１は、電極９５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極９５０ａ−Ｃと、当該中心電極９５０ａ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極９４８ａから延在して形成された隣接電極９４８ａ−Ａ１、Ａ２と、を備える。ここで、中心電極９５０ａ−Ｃと、隣接電極９４８ａ−Ａ１、Ａ２と、の間は、同じ電極間隙ｄ９００である。
【０１２０】
特に、櫛形電極部分９９０ａ−１は、中心電極９５０ａ−Ｃ及び隣接電極９４８ａ−Ａ１の電極幅がｔ９００で一様である一方、隣接電極９４８ａ−Ａ２の電極幅が、図示左から右へ向かってｔ９０２からｄ９０４へ線形に且つ連続的に増加している。これにより、櫛形電極部分９９０ａ−１は、ｐ９００（＝ｄ９００＋（ｔ９００＋ｔ９０２）／２）からｐ９０２（＝ｄ９００＋（ｔ９００＋ｔ９０４）／２）まで線形に増加する電極間隔を有し、当該電極間隔ｐ９０２及びｐ９００によりその下限周波数f0-90及び上限周波数f0-92が決定される所定の周波数範囲f0-90〜f0-92に分布した特性周波数を有するものとなる。
【０１２１】
同様に、櫛形電極部分９９０ａ−２は、電極９４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極９４８ａ−Ｃと、当該中心電極９４８ａ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極９５０ａから延在して形成された隣接電極９５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を備える。ここで、中心電極９４８ａ−Ｃと、隣接電極９５０ａ−Ａ１、Ａ２と、の間は、同じ電極間隙ｄ９００を有する。
【０１２２】
特に、櫛形電極部分９９０ａ−２は、中心電極９４８ａ−Ｃ及び隣接電極９５０ａ−Ａ２の電極幅がｔ９００で一様である一方、隣接電極９５０ａ−Ａ１の電極幅が、図示左から右へ向かってｄ９０２からｄ９００へ線形に且つ連続的に減少している。これにより、櫛形電極部分９９０ａ−２は、ｐ９０２（＝ｄ９００＋（ｔ９００＋ｔ９０４）／２）からｐ９００（＝ｄ９００＋（ｔ９００＋ｔ９０２）／２）まで線形に減少する電極間隔を有し、当該電極間隔ｐ９０２及びｐ９００によりその下限周波数f0-90及び上限周波数f0-92が決定される所定の周波数範囲f0-90〜f0-92に分布した特性周波数を有するものとなる。
【０１２３】
したがって、バイアス電極９５２ａは、所定の周波数範囲f0-90〜f0-92に分布した特性周波数を有するものとなり、当該所定の周波数範囲におおいて発生する弾性表面波のパワースペクトル密度は極めて小さいものとなるので、バイアス電極９５２ａから他のバイアス電極（例えば、バイアス電極９５２ｂ）への干渉が抑制される。
【０１２４】
なお、バイアス電極９５２ｂの構成は、上述したバイアス電極９５２ａの構成と同様であるので、説明を省略する。
【０１２５】
なお、本変形例に示すバイアス電極９５２ａ（又は９５２ｂ）の構成は、一のバイアス電極から生ずる特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するものであり、光変調器１００備える複数のバイアス電極のうち少なくとも一つのバイアス電極が上記構成を有していれば、当該バイアス電極から他のバイアス電極への弾性表面波を介した干渉の抑制効果を期待することができる。
【０１２６】
〔第８の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第８の変形例について説明する。
【０１２７】
本変形例では、第６の変形例と同様に、一つのバイアス電極が、所定の周波数範囲に分布した特性周波数を有するように、当該バイアス電極を構成する電極の電極間隔が、当該電極の長さ方向に沿って連続的に変化するよう構成されている。これにより、当該バイアス電極内での電極間隔の一様性を乱して、一の特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減する。ただし、第６の変形例ではバイアス電極の電極間隔を線形に変化させているのに対し、本変形例では、バイアス電極の電極間隔を非線形に（例えば、曲線的に）変化させる。
【０１２８】
図１０は、本変形例に係るバイアス電極の構成を示す図である。なお、図１０において、図２に示す第１の実施形態に係るバイアス電極と同じ構成要素については、図２と同じ符号を用いるものとし、上述した第１の実施形態に係るバイアス電極についての説明を援用するものとする。
【０１２９】
本変形例では、図２に示すバイアス電極１５２ａを備えると共に、図２に示すバイアス電極１５２ｂに代えて、バイアス電極１０５２ｂを有する。
【０１３０】
バイアス電極１０５２ｂは、２つの櫛形電極部分１０９０ｂ−１及び１０９０ｂ−２で構成される。櫛形電極部分１０９０ｂ−１は、電極１０５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極１０５０ｂ−Ｃと、当該中心電極１０５０ｂ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極１０４８ｂから延在して形成された隣接電極１０４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、を備える。ここで、中心電極１０５０ｂ−Ｃと、隣接電極１０４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、は同じ電極幅ｔ１０００を有するものとする。
【０１３１】
特に、隣接電極１０４８ｂ−Ａ１は図示下方向に凸な曲線形状を為し、隣接電極１０４８ｂ−Ａ１は図示下方向に凸な曲線形状を為す。これにより、電極１０５０ｂ−Ｃと、隣接電極１０４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、の間の電極間隙は、ｄ１０００からｄ１００２までの範囲で曲線的に変化する。その結果、櫛形電極部分１０９０ｂ−１は、ｐ１０００（＝ｔ１０００＋ｄ１０００）からｐ１００２（＝ｔ１０００＋ｄ１００２）までの範囲で曲線的に変化する電極間隔を有し、当該電極間隔ｐ１００２及びｐ１０００によりその下限周波数f0-100及び上限周波数f0-102が決定される所定の周波数範囲f0-100〜f0-102に分布した特性周波数を有するものとなる。
【０１３２】
同様に、櫛形電極部分１０９０ｂ−２は、電極１０４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極１０４８ｂ−Ｃと、当該中心電極１０４８ｂ−Ｃを図示上下方向から挟んで並走する、電極１０５０ｂから延在して形成された隣接電極１０５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を備える。ここで、中心電極１０４８ｂ−Ｃと、隣接電極１０５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、は同じ電極幅ｔ１０００を有するものとする。
【０１３３】
特に、隣接電極１０５０ｂ−Ａ１は図示上方向に凸な曲線形状を為し、隣接電極１０５０ｂ−Ａ１は図示上方向に凸な曲線形状を為す。これにより、電極１０４８ｂ−Ｃと、隣接電極１０５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、の間の電極間隙は、ｄ１０００からｄ１００２までの範囲で曲線的に変化する。その結果、櫛形電極部分１０９０ｂ−２は、ｐ１０００（＝ｔ１０００＋ｄ１０００）からｐ１００２（＝ｔ１０００＋ｄ１００２）までの範囲で曲線的に変化する電極間隔を有し、当該電極間隔ｐ１００２及びｐ１０００によりその下限周波数f0-100及び上限周波数f0-102が決定される所定の周波数範囲f0-100〜f0-102に分布した特性周波数を有するものとなる。
【０１３４】
したがって、バイアス電極１０５２ｂは、所定の周波数範囲f0-100〜f0-102に分布した特性周波数を有するものとなり、当該所定の周波数範囲におおいて発生する弾性表面波のパワースペクトル密度は極めて小さいものとなるので、バイアス電極１０５２ｂから他のバイアス電極（例えば、バイアス電極１５２ａ）への干渉が抑制される。
【０１３５】
なお、本変形例に示すバイアス電極１０５２ｂの構成は、一のバイアス電極から生ずる特性周波数当たりの表面弾性波の発生強度を低減するものであり、光変調器１００備える複数のバイアス電極のうち少なくとも一つのバイアス電極が上記構成を有していれば、当該バイアス電極から他のバイアス電極への弾性表面波を介した干渉の抑制効果を期待することができる。
【０１３６】
〔第９の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第９の変形例について説明する。
【０１３７】
本変形例では、非直線的（例えば曲線的）に形成された光導波路に電界を印加するように、一のバイアス電極を構成する電極を、当該光導波路の非直線的な形状に沿って形成する。これにより、非直線的な形状に形成されたデバイス電極を構成する各電極の、当該電極の長さ方向に沿った各位置から生ずる表面弾性波の伝搬方向は互いに異なるものとなり、従って、当該バイアス電極から生ずる表面弾性波は、一の方向にまとまって伝搬せず発散することとなるので、他のバイアス電極に到達する当該弾性表面波の強度を低減することができる。その結果、上記一の電極から他の電極への表面弾性波を介した干渉が抑制される。
【０１３８】
図１１は、本変形例に係るバイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極１１５２ａ、１１５２ｂの構成を示す図である。
【０１３９】
バイアス電極１１５２ａは、電極１１５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極１１５０ａ−Ｃと、電極１１４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極１１４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１１５２ａは、中心電極１１５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１１４８ａから延在して形成された隣接電極１１４８ａ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１１４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１１５０ａから延在して形成された隣接電極１１５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１１５０ａ−Ｃ、１１４８ａ−Ｃ、隣接電極１１４８ａ−Ａ１、１１４８ａ−Ａ２、１１５０ａ−Ａ１、１１５０ａ−Ａ２は、バイアス電極１１５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１４０】
同様に、バイアス電極１１５２ｂは、電極１１５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極１１５０ｂ−Ｃと、電極１１４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極１１４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１１５２ｂは、中心電極１１５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１１４８ｂから延在して形成された隣接電極１１４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１１４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１１５０ｂから延在して形成された隣接電極１１５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１１５０ｂ−Ｃ、１１４８ｂ−Ｃ、隣接電極１１４８ｂ−Ａ１、１１４８ｂ−Ａ２、１１５０ｂ−Ａ１、１１５０ｂ−Ａ２は、バイアス電極１１５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１４１】
そして、バイアス電極１１５２ａでは、中心電極１１５０ａ−Ｃ及び１１４８ａ−Ｃが、それぞれ、光合流部１１９０ａに向かって曲線的に形成された並行導波路１３８ａ、１４０ａの部分に沿って曲線を為すように形成され、隣接電極１１４８ａ−Ａ１、Ａ２及び１１５０ａ−Ａ１、Ａ２は、それぞれ、中心電極１１５０ａ−Ｃ及び１１４８ａ−Ｃと並行して曲線的に形成されている。同様に、バイアス電極１１５２ｂでは、中心電極１１５０ｂ−Ｃ及び１１４８ｂ−Ｃが、それぞれ、光合流部１１９０ｂに向かって曲線的に形成された並行導波路１３８ｂ、１４０ｂの部分に沿って曲線を為すように形成され、隣接電極１１４８ｂ−Ａ１、Ａ２及び１１５０ｂ−Ａ１、Ａ２は、それぞれ、中心電極１１５０ｂ−Ｃ及び１１４８ｂ−Ｃと並行して曲線的に形成されている。
【０１４２】
これにより、バイアス電極１１５２ａ（又は１１５２ｂ）で発生する表面弾性波は、一の方向にまとまって伝搬せず発散することとなるので、他のバイアス電極（例えば、バイアス電極１１５２ｂ（又は１１５２ａ））に到達する当該弾性表面波の強度は低下する。その結果、バイアス電極１１５２ａ（又は１１５２ｂ）から他のバイアス電極（例えば、バイアス電極１１５２ｂ（又は１１５２ａ））への干渉が抑制される。
【０１４３】
なお、本変形例では、バイアス電極１１５２ａ及び１１５２ｂのそれぞれが、光導波路の非直線的な形状に沿って形成されているものとしたが、これに限らず、少なくとも一つのバイアス電極について、バイアス電極１１５２ａ又は１１５２ｂのように非直線的な光導波路の形状に沿って電極が構成されていれば（例えば、他のバイアス電極が直線的な光導波路の形状に沿って直線的に形成されていても）、当該一のバイアス電極から他のバイアス電極への表面弾性波を介した干渉を抑制することができる。また、一のバイアス電極を構成する電極は、その長さ方向に沿った少なくとも一部が非直線的に構成されていれば、当該一部において表面弾性波の発散効果を生ずるので、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
〔第１０の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第１０の変形例について説明する。
【０１４５】
本変形例では、二つのバイアス電極について、一方のバイアス電極を、当該二つのバイアス電極のいずれかを構成する電極の長さ方向に沿って、他方のバイアス電極と相対向する位置からずらして配置することにより、一のバイアス電極で発生した表面弾性波のうち、他のバイアス電極へ到達する表面弾性波の割合を減少させて、当該一のバイアス電極から当該他のバイアス電極への干渉を抑制する。
【０１４６】
図１２は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極１２５２ａ、１２５２ｂの構成を示す図である。
【０１４７】
バイアス電極１２５２ａは、電極１２５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極１２５０ａ−Ｃと、電極１２４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極１２４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１２５２ａは、中心電極１２５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１２４８ａから延在して形成された隣接電極１２４８ａ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１２４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１２５０ａから延在して形成された隣接電極１２５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を有する。
【０１４８】
同様に、バイアス電極１２５２ｂは、電極１２５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極１２５０ｂ−Ｃと、電極１２４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極１２４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１２５２ｂは、中心電極１２５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１２４８ｂから延在して形成された隣接電極１２４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１２４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１２５０ｂから延在して形成された隣接電極１２５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を有する。
【０１４９】
特に、本変形例では、一方のバイアス電極１２５２ｂが、バイアス電極１２５２ａと相対向する位置から、バイアス電極１２５２ｂを構成する電極（例えば、中心電極１２４８ｂ−Ｃ）の長さ方向に沿って、所定距離ｄ１２００だけずらして配置されている。
【０１５０】
これにより、バイアス電極１２５２ａ（又は１２５２ｂ）で発生した表面弾性波のうち、他のバイアス電極１２５２ｂ（又は１２５２ａ）へ到達する表面弾性波の割合が減少し、バイアス電極１２５２ａ（又は１２５２ｂ）から他のバイアス電極１２５２ｂ（又は１２５２ａ）への干渉が抑制される。
【０１５１】
なお、本変形例では、バイアス電極１２５２ａ及び１２５２ｂについて、互いの位置を相対向する位置から所定距離だけずらして配置するものとしたが、バイアス電極１２５２ａ及び１２５２ｂに限らず、光変調器１００が備える複数のバイアス電極のうち、任意の少なくとも２つのバイアス電極（例えば、一のバイアス電極と、当該一のバイアス電極に対し所定の距離範囲内にある他のバイアス電極の一つ）について、互いの位置を相対向する位置から所定距離だけずらして配置するものとしてもよい。
【０１５２】
〔第１１の変形例〕
次に、図１に示す光変調器１００に用いられるバイアス電極１５２ａ、１５２ｂの第１１の変形例について説明する。
【０１５３】
本変形例では、第１０の変形例と同様に、二つのバイアス電極について、一方のバイアス電極を、当該二つのバイアス電極のいずれかを構成する電極の長さ方向に沿って、他方のバイアス電極と相対向する位置からずらして配置することにより、一のバイアス電極で発生した表面弾性波のうち、他のバイアス電極へ到達する表面弾性波の割合を減少させて、当該一のバイアス電極から当該他のバイアス電極への干渉を抑制する。
【０１５４】
ただし、第１０の変形例では、２つのバイアス電極１２５２ａ及び１２５２ｂが、互いに対向する部分を残して配置されているのに対し、本変形例では、二つのバイアス電極が相対向した部分を全く持たないように、当該二つのバイアス電極の一方を、当該二つのバイアス電極のいずれかを構成する電極の長さ方向に沿って所定距離だけずらして配置する。これにより、本変形例では、第１０の変形例に比べて、当該二つのバイアス電極間の干渉を更に抑制することができる。
【０１５５】
図１３は、本変形例に係る、バイアス電極１５２ａ、１５２ｂに代えて用いることのできるバイアス電極１３５２ａ、１３５２ｂの構成を示す図である。
【０１５６】
バイアス電極１３５２ａは、電極１３５０ａから延在して光導波路１３８ａ上に形成された中心電極１３５０ａ−Ｃと、電極１３４８ａから延在して光導波路１４０ａ上に形成された中心電極１３４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１３５２ａは、中心電極１３５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１３４８ａから延在して形成された隣接電極１３４８ａ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１３４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１３５０ａから延在して形成された隣接電極１３５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を有する。
【０１５７】
バイアス電極１３５２ｂの構成は、バイアス電極１３５２ａと同様に、電極１３５０ｂから延在して光導波路１３８ｂ上に形成された中心電極１３５０ｂ−Ｃと、電極１３４８ｂから延在して光導波路１４０ｂ上に形成された中心電極１３４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１３５２ｂは、中心電極１３５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１３４８ｂから延在して形成された隣接電極１３４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１３４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１３５０ｂから延在して形成された隣接電極１３５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を有する。
【０１５８】
特に、本変形例では、一方のバイアス電極１３５２ｂが、バイアス電極１３５２ａと相対向する位置から、バイアス電極１３５２ｂを構成する電極（例えば、中心電極１３４８ｂ−Ｃ）の長さ方向に沿って、バイアス電極１３５２ａに対し相対向する部分を全く有さなくなる位置まで、ずらして配置されている。
【０１５９】
バイアス電極１３５２ａに対し相対向する部分を全く有さなくなるバイアス電極１３５２ｂの位置は、例えば、図１３に示すように、バイアス電極１３５２ａのエッジのうちバイアス電極１３５２ｂに近い側のエッジと、バイアス電極１３５２ｂのエッジのうちバイアス電極１３５２ａに近い側のエッジと、の距離が所定の距離ｄ１３００又はそれ以上となる位置とすることができる。
【０１６０】
これにより、一方のバイアス電極（１３５２ａ又は１３５２ｂ）で発生した表面弾性波のうち、図示左右方向に発散して伝搬する僅かな部分のみが他のバイアス電極（１３５２ｂ又は１３５２ａ）へ到達するので、当該一のバイアス電極（１３５２ａ又は１３５２ｂ）から当該他のバイアス電極（１３５２ｂ又は１３５２ａ）への干渉を抑制することができる。
【０１６１】
なお、本変形例では、バイアス電極１３５２ａ及び１３５２ｂについて、互いの位置を相対向する位置からずらして配置するものとしたが、バイアス電極１３５２ａ及び１３５２ｂに限らず、光変調器１００が備える複数のバイアス電極のうち、任意の少なくとも２つのバイアス電極（例えば、一のバイアス電極と、当該一のバイアス電極に対し所定の距離範囲内にある他のバイアス電極の一つ）について、互いの位置を相対向する位置からずらして配置するものとしてもよい。
【０１６２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１４は、本発明の第２の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。図１４において、図１に示す第１の実施形態に係る光変調器１００と同じ構成要素については、図１における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した第１の実施形態についての説明を援用するものとする。
【０１６３】
図１４に示す本実施形態に係る光変調器１４００は、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ａ、１１０ｂに代えて、マッハツェンダ型光導波路１４１０ａ、１４１０ｂを有する。
【０１６４】
マッハツェンダ型光導波路１４１０ａは、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ａと同様の構成を有するが、平行導波路１３４ａ〜１４０ａに代えて、図示右から左へ伝搬する光の方向を図示左部分において図示下方向へ導く平行導波路（又は並行導波路）１４３４ａ、１４３６ａ、１４３８ａ、１４４０ａを有する点が異なる。
【０１６５】
また、マッハツェンダ型光導波路１４１０ｂは、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ｂと同様の構成を有するが、平行導波路１３４ｂ〜１４０ｂに代えて、図示右から左へ伝搬する光の方向を図示左部分において図示上方向へ導く平行導波路（又は並行導波路）１４３４ｂ、１４３６ｂ、１４３８ｂ、１４４０ｂを有する点が異なる。
【０１６６】
また、光変調器１４００は、図１に示すバイアス電極１４６ａ、１５２ａ、１４６ｂ、１５２ｂに代えて、バイアス電極１４４６ａ、１４５２ａ、１４４６ｂ、１４５２ｂを有する。バイアス電極１４４６ａは、電極１４４２ａ及び１４４４ａから成り、バイアス電極１４４６ｂは、電極１４４２ｂ及び１４４４ｂから成る。また、バイアス電極１４５２ａは、電極１４４８ａ及び１４５０ａから成り、バイアス電極１４５２ｂは、電極１４４８ｂ及び１４５０ｂから成る。
【０１６７】
図１５は、図１４に示す光変調器１４００のバイアス電極１４５２ａ及び１４５２ｂ並びにその周辺の部分詳細図である。
【０１６８】
バイアス電極１４５２ａは、電極１４５０ａから延在して光導波路１４３８ａ上に形成された中心電極１４５０ａ−Ｃと、電極１４４８ａから延在して光導波路１４４０ａ上に形成された中心電極１４４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１４５２ａは、中心電極１４５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１４４８ａから延在して形成された隣接電極１４４８ａ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１４４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１４５０ａから延在して形成された隣接電極１４５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１４５０ａ−Ｃ、１４４８ａ−Ｃ、隣接電極１４４８ａ−Ａ１、１４４８ａ−Ａ２、１４５０ａ−Ａ１、１４５０ａ−Ａ２は、バイアス電極１４５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１６９】
同様に、バイアス電極１４５２ｂは、電極１４５０ｂから延在して光導波路１４３８ｂ上に形成された中心電極１４５０ｂ−Ｃと、電極１４４８ｂから延在して光導波路１４４０ｂ上に形成された中心電極１４４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１４５２ｂは、中心電極１４５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１４４８ｂから延在して形成された隣接電極１４４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１４４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１４５０ｂから延在して形成された隣接電極１４５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１４５０ｂ−Ｃ、１４４８ｂ−Ｃ、隣接電極１４４８ｂ−Ａ１、１４４８ｂ−Ａ２、１４５０ｂ−Ａ１、１４５０ｂ−Ａ２は、バイアス電極１４５２ｂである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１７０】
そして、バイアス電極１４５２ａと１４５２ｂとは、バイアス電極１４５２ａを構成する電極（例えば、隣接電極１４５０ａ−Ａ２）の長さ方向と、バイアス電極１４５２ｂを構成する電極（例えば、隣接電極１４５０ｂ−Ａ２）の長さ方向と、が所定の角度θを為すように配置されている。
【０１７１】
バイアス電極１４５２ａから発生する表面弾性波は、主にバイアス電極１４５２ｂを構成する電極の長さ方向に対し直交する方向へ伝播するので、バイアス電極１４５２ａに対し角度θだけ傾いたバイアス電極１４５２ｂから見た当該表面弾性波の波長λ´は、実際の波長λに対して長く（より具体的には、λ´＝λ／ｓｉｎθとなって）見える。したがって、例えば、バイアス電極１４５２ａ及び１４５２ｂの特性周波数が共にf0-13であったとしても、バイアス電極１４５２ａから周波数f0-13で励振された表面弾性波は、バイアス電極１４５２ｂに対しては、特性周波数f0-13とは異なる、より低い周波数（より具体的には、f0-13×ｓｉｎθ）の表面弾性波として振る舞うので、当該弾性表面波がバイアス電極１４５２ｂへ与える干渉は抑制されたものとなる。
【０１７２】
この現象は、バイアス電極１４５２ｂから発生した表面弾性波の、バイアス電極１４５２ａに与える干渉についても当てはまる。したがって、バイアス電極１４５２ａ及び１４５２ｂが同じ特性周波数を有していたとしても、上記構成によりバイアス電極１４５２ａ−１４５２ｂ間の干渉が抑制される。
【０１７３】
なお、本実施形態では、バイアス電極１４５２ａ及び１４５２ｂを互いに角度θを為すように配置するものとしたが、バイアス電極１４５２ａ及び１４５２ｂに限らず、光変調器１４００が備える複数のバイアス電極のうち、任意の少なくとも２つのバイアス電極（例えば、一のバイアス電極と、当該一のバイアス電極に対し所定の距離範囲内にある他のバイアス電極の一つ）について、互いに角度θを為すように配置するものとしてもよい。
【０１７４】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１６は、本発明の第３の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。図１６において、図１に示す第１の実施形態に係る光変調器１００と同じ構成要素については、図１における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した第１の実施形態についての説明を援用するものとする。
【０１７５】
図１６に示す本実施形態に係る光変調器１６００は、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ａ、１１０ｂに代えて、マッハツェンダ型光導波路１６１０ａ、１６１０ｂを有する。
【０１７６】
マッハツェンダ型光導波路１６１０ａは、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ａと同様の構成を有するが、平行導波路１３４ａ〜１４０ａに代えて、図示右から左へ伝搬する光の方向が図示左部分において図示下方向へ曲線に沿って曲がる平行導波路（又は並行導波路）１６３４ａ、１６３６ａ、１６３８ａ、１６４０ａを有する点が異なる。
【０１７７】
また、マッハツェンダ型光導波路１６１０ｂは、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ｂと同様の構成を有するが、平行導波路１３４ｂ〜１４０ｂに代えて、図示右から左へ伝搬する光の方向が図示左部分において図示上方向へ曲線に沿って曲がる平行導波路１６３４ｂ、１６３６ｂ、１６３８ｂ、１６４０ｂを有する点が異なる。
【０１７８】
また、光変調器１６００は、図１に示すバイアス電極１４６ａ、１５２ａ、１４６ｂ、１５２ｂに代えて、バイアス電極１６４６ａ、１６５２ａ、１６４６ｂ、１６５２ｂを有する。バイアス電極１６４６ａは、電極１６４２ａ及び１６４４ａから成り、バイアス電極１６４６ｂは、電極１６４２ｂ及び１６４４ｂから成る。また、バイアス電極１６５２ａは、電極１６４８ａ及び１６５０ａから成り、バイアス電極１６５２ｂは、電極１６４８ｂ及び１６５０ｂから成る。
【０１７９】
図１７は、図１６に示す光変調器１６００のバイアス電極１６５２ａ及び１６５２ｂ並びにその周辺の部分詳細図である。
【０１８０】
バイアス電極１６５２ａは、電極１６５０ａから延在して光導波路１６３８ａ上に形成された中心電極１６５０ａ−Ｃと、電極１６４８ａから延在して光導波路１６４０ａ上に形成された中心電極１６４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１６５２ａは、中心電極１６５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１６４８ａから延在して形成された隣接電極１６４８ａ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１６４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１６５０ａから延在して形成された隣接電極１６５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１６５０ａ−Ｃ、１６４８ａ−Ｃ、隣接電極１６４８ａ−Ａ１、１６４８ａ−Ａ２、１６５０ａ−Ａ１、１６５０ａ−Ａ２は、バイアス電極１６５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１８１】
同様に、バイアス電極１６５２ｂは、電極１６５０ｂから延在して光導波路１６３８ｂ上に形成された中心電極１６５０ｂ−Ｃと、電極１６４８ｂから延在して光導波路１６４０ｂ上に形成された中心電極１６４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１６５２ｂは、中心電極１６５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１６４８ｂから延在して形成された隣接電極１６４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１６４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１６５０ｂから延在して形成された隣接電極１６５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１６５０ｂ−Ｃ、１６４８ｂ−Ｃ、隣接電極１６４８ｂ−Ａ１、１６４８ｂ−Ａ２、１６５０ｂ−Ａ１、１６５０ｂ−Ａ２は、バイアス電極１６５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１８２】
そして、バイアス電極１６５２ａでは、中心電極１６５０ａ−Ｃ及び１６４８ａ−Ｃが、それぞれ図示下方へ曲がる光導波路１６３８ａ及び１６４０ａ上に沿って曲線を為すように形成され、隣接電極１６４８ａ−Ａ１、Ａ２及び１６５０ａ−Ａ１、Ａ２は、それぞれ、中心電極１６５０ａ−Ｃ及び１６４８ａ−Ｃの曲線に沿って形成されている。同様に、バイアス電極１６５２ｂでは、中心電極１６５０ｂ−Ｃ及び１６４８ｂ−Ｃが、それぞれ図示下方へ曲がる光導波路１６３８ｂ及び１６４０ｂ上に沿って曲線を為すように形成され、隣接電極１６４８ｂ−Ａ１、Ａ２及び１６５０ｂ−Ａ１、Ａ２は、それぞれ、中心電極１６５０ｂ−Ｃ及び１６４８ｂ−Ｃの曲線に沿って形成されている。
【０１８３】
また、バイアス電極１６５２ａ及び１６５２ｂは、バイアス電極１６５２ａを構成する電極の長さ方向と、バイアス電極１６５２ｂを構成する電極の長さ方向と、が所定の角度ψを為すように配置されている。ここで、バイアス電極１６５２ａ及び１６５２ｂのように、それらを構成する電極が曲線を為す場合の「電極の長さ方向」は、例えばそれらを構成する電極の接線方向を平均化した方向、あるいはそれらの電極の長さ方向の中点における接線方向（又はそれらの接線方向を平均化した方向）、などとすることができる。
【０１８４】
これにより、第２実施形態に係る光変調器１４００と同様に、例えば、バイアス電極１６５２ａ及び１６５２ｂの特性周波数が共にf0-15であったとしても、バイアス電極１６５２ａ（又は１６５２ｂ）から周波数f0-15で励振された表面弾性波は、バイアス電極１６５２ｂ（又は１６５２ａ）に対しては、特性周波数f0-15とは異なる、より低い周波数の表面弾性波として振る舞うので、当該弾性表面波がバイアス電極１６５２ｂ（又は１６５２ａ）へ与える干渉は抑制されたものとなる。その結果、バイアス電極１６５２ａ−１６５２ｂ間の干渉が抑制される。
【０１８５】
なお、本実施形態では、バイアス電極１６５２ａ及び１６５２ｂを互いに角度ψを為すように配置し、且つ対応する光導波路に沿って曲線形状に形成するものとしたが、バイアス電極１６５２ａ及び１６５２ｂに限らず、光変調器１６００が備える複数のバイアス電極のうち、任意の少なくとも２つのバイアス電極（例えば、一のバイアス電極と、当該一のバイアス電極に対し所定の距離範囲内にある他のバイアス電極の一つ）について、互いに角度ψを為すように配置し、且つ対応する光導波路に沿って曲線形状に形成するものとしてもよい。
【０１８６】
〔第４実施例〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図１８は、本発明の第４の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。図１８において、図１に示す第１の実施形態に係る光変調器１００と同じ構成要素については、図１における符号と同じ符号を用いるものとし、上述した第１の実施形態についての説明を援用するものとする。
【０１８７】
図１８に示す本実施形態に係る光変調器１８００は、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ａに代えて、マッハツェンダ型光導波路１８１０ａを有する。
【０１８８】
マッハツェンダ型光導波路１８１０ａは、図１に示すマッハツェンダ型光導波路１１０ａと同様の構成を有するが、平行導波路１３４ａ〜１４０ａに代えて、図示右から左へ伝搬する光の方向が図示左部分において図示下方向へ曲線に沿って曲がる平行導波路１８３４ａ、１８３６ａ、１８３８ａ、１８４０ａを有する点が異なる。
【０１８９】
また、光変調器１８００は、図１に示すバイアス電極１４６ａ、１５２ａ、１４６ｂ、１５２ｂに代えて、バイアス電極１８４６ａ、１８５２ａ、１８４６ｂ、１８５２ｂを有する。バイアス電極１８４６ａは、電極１８４２ａ及び１８４４ａから成り、バイアス電極１８４６ｂは、電極１８４２ｂ及び１８４４ｂから成る。また、バイアス電極１８５２ａは、電極１８４８ａ及び１８５０ａから成り、バイアス電極１８５２ｂは、電極１８４８ｂ及び１８５０ｂから成る。
【０１９０】
図１９は、図１８に示す光変調器１８００のバイアス電極１８５２ａ及び１８５２ｂ並びにその周辺の部分詳細図である。
【０１９１】
バイアス電極１８５２ａは、電極１８５０ａから延在して光導波路１８３８ａ上に形成された中心電極１８５０ａ−Ｃと、電極１８４８ａから延在して光導波路１８４０ａ上に形成された中心電極１８４８ａ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１８５２ａは、中心電極１８５０ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１８４８ａから延在して形成された隣接電極１８４８ａ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１８４８ａ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１８５０ａから延在して形成された隣接電極１８５０ａ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１８５０ａ−Ｃ、１８４８ａ−Ｃ、隣接電極１８４８ａ−Ａ１、１８４８ａ−Ａ２、１８５０ａ−Ａ１、１８５０ａ−Ａ２は、バイアス電極１８５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１９２】
バイアス電極１８５２ｂの構成は、バイアス電極１８５２ａと同様に、電極１８５０ｂから延在して光導波路１８３８ｂ上に形成された中心電極１８５０ｂ−Ｃと、電極１８４８ｂから延在して光導波路１８４０ｂ上に形成された中心電極１８４８ｂ−Ｃと、を有する。また、バイアス電極１８５２ｂは、中心電極１８５０ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１８４８ｂから延在して形成された隣接電極１８４８ｂ−Ａ１、Ａ２と、中心電極１８４８ｂ−Ｃを図示上下から挟んで並走する、電極１８５０ｂから延在して形成された隣接電極１８５０ｂ−Ａ１、Ａ２と、を有する（すなわち、中心電極１８５０ｂ−Ｃ、１８４８ｂ−Ｃ、隣接電極１８４８ｂ−Ａ１、１８４８ｂ−Ａ２、１８５０ｂ−Ａ１、１８５０ｂ−Ａ２は、バイアス電極１８５２ａである櫛形電極を構成する電極である）。
【０１９３】
そして、バイアス電極１８５２ａでは、中心電極１８５０ａ−Ｃ及び１８４８ａ−Ｃが、それぞれ図示下方へ曲がる光導波路１８３８ａ及び１８４０ａ上に沿って曲線を為すように形成され、隣接電極１８４８ａ−Ａ１、Ａ２及び１８５０ａ−Ａ１、Ａ２は、それぞれ、中心電極１８５０ａ−Ｃ及び１８４８ａ−Ｃの曲線に沿って形成されている。一方、バイアス電極１８５２ｂでは、中心電極１８５０ｂ−Ｃ及び１８４８ｂ−Ｃは、それぞれ光導波路１８３８ｂ及び１８４０ｂ上に沿って直線状に形成され、隣接電極１８４８ｂ−Ａ１、Ａ２及び１８５０ｂ−Ａ１、Ａ２は、それぞれ、中心電極１８５０ｂ−Ｃ及び１８４８ｂ−Ｃに沿って直線状に形成されている。
【０１９４】
また、バイアス電極１８５２ａ及び１８５２ｂは、バイアス電極１８５２ａを構成する電極の長さ方向と、バイアス電極１８５２ｂを構成する電極の長さ方向と、が所定の角度φを為すように配置されている。ここで、バイアス電極１１７２ａのように電極が曲線を為す場合の「電極の長さ方向」は、例えば当該バイアス電極１１７２ａを構成する電極の接線方向を平均化した方向、あるいはそれらの電極の長さ方向の中点における接線方向（又はそれらの接線方向を平均化した方向）、などとすることができる。
【０１９５】
上記の構成により、本実施形態では、第２実施形態に係る光変調器１４００と同様に、例えば、バイアス電極１８５２ａ及び１８５２ｂの特性周波数が共にf0-17であったとしても、バイアス電極１８５２ａ（又は１８５２ｂ）から周波数f0-17で励振された表面弾性波は、バイアス電極１８５２ｂ（又は１８５２ａ）に対しては、特性周波数f0-17とは異なる、より低い周波数の表面弾性波として振る舞うので、当該弾性表面波がバイアス電極１８５２ｂ（又は１８５２ａ）へ与える干渉は抑制されたものとなる。その結果、バイアス電極１８５２ａ−１８５２ｂ間の干渉が抑制される。
【０１９６】
＜第５実施例＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態は、第１〜第４実施形態に示した光変調器１００（図３〜図１３に示す任意の変形例を含む）、１４００、１６００、１８００のいずれかを搭載した光送信装置である。
【０１９７】
図２０は、本実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。本光送信機２０００は、光変調器２０１０を含む光変調ユニット２０２０と、光変調器２０１０に光を入射する光源２０３０と、光変調ユニット２０２０から出力された光を伝送する光ファイバ２０４０と、を有する。
【０１９８】
光変調ユニット２０２０は、また、光変調器２０１０から出力される２つの直交２偏光光の一部をそれぞれ分岐する光分岐器２０５０及び２０５２と、光分岐器２０５０及び２０５２により分岐された一方の光をそれぞれ受ける受光器２０６０及び２０６２を備える。受光器２０６０及び２０６２の出力は、フィードバック信号としてバイアス制御部２０８０（後述）に出力される。
【０１９９】
さらに、光変調ユニット２０２０は、偏波合成器２０７０を備える。
光変調ユニット２０２０に含まれる光変調器２０１０は、図１、図１４、図１６、図１８にそれぞれ示す光変調器１００（図３〜図１３に示す任意の変形例を含む）、１４００、１６００、１８００のいずれかであり、偏波合成器２０７０は、光変調器２０１０から出力されて光分岐器２０５０及び２０５２をそれぞれ通過した２つの直交２偏光光を合波して、光ファイバ２０４０に入力する。
【０２００】
光送信機２０００は、また、光変調器２０１０が備えるバイアス電極を制御する制御装置であるバイアス制御部２０８０を有する。バイアス制御部２０８０は、バイアス点制御のための直流電圧にバイアス点の変動を検出するためのディザ信号を重畳したバイアス電圧を、光変調器２０１０が備えるバイアス電極に印加する。そして、バイアス制御部２０８０は、光変調ユニット２０２０内の受光器２０６０、２０６２から出力されるフィードバック信号内のディザ信号周波数成分の強度をモニタすることにより、光変調器２０１０が備えるバイアス電極に印加する上記直流電圧の大きさを制御する。
【０２０１】
バイアス制御部２０８０は、また、光変調器２０１０が複数のバイアス電極を備えるときは、バイアス電極毎に異なる周波数のディザ信号を用いたバイアス電圧を、それぞれのバイアス電極に印加する。
【０２０２】
なお、ディザ信号は、正弦波に限らず、こぎり波、パルス波、三角波、階段波等、任意の波形を有する信号をすることができる。
【０２０３】
以上、説明したように、上述した実施形態に示す光変調器は、複数のバイアス電極を備え、一のバイアス電極（例えば、バイアス電極１５２ａ）に印加された電気信号が基板上を伝搬する表面弾性波を介して他のバイアス電極（例えば、バイアス電極１５２ｂ）に受信されるのを抑制するように、上記バイアス電極が構成され及び又は配置される。
【０２０４】
これにより、本光変調器は、複数のバイアス電極のそれぞれに異なる周波数のディザ信号が印加される場合であっても、ディザ信号の周波数選択や環境温度に依存しない安定なバイアス制御動作を実現することができる。
【０２０５】
なお、上述した実施形態では、ＺカットのＬＮ基板を用いて作製されたＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を示したが、本発明は、これに限らず、ＹカットやＸカットのＬＮ基板を用いた光変調器や、ＬＮ以外の圧電材料の基板を用いて形成される光変調器にも、広く適用することができる。
【０２０６】
また、上述した実施形態では、バイアス電極が櫛形電極として構成されるものとしたが、本発明は、これに限らず、バイアス電極は、圧電効果を有する基板上に表面弾性波を発生させる限りにおいて、任意の構成を有するものとすることができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１００・・・光変調器、１０２・・・基板、１０４、１１２ａ、１１２ｂ・・・入射導波路、１０６、１１４ａ、１１４ｂ・・・光分岐部、１１０ａ、１１０ｂ、１３０ａ、１３０ｂ、１３２ａ、１３２ｂ・・・マッハツェンダ型光導波路、１１６ａ、１１６ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１３６ａ、１３６ｂ・・・平行導波路、１２０ａ、１２０ｂ・・・合波部、１２２ａ、１２２ｂ・・・出射導波路、１４６ａ、１４６ｂ、１５２ａ、１５２ｂ、１５８ａ、１５８ｂ・・・バイアス電極、１７０、１７２、１７４、１７６、１７８、１８０、１８２、１８４、１８６・・・ＲＦ電極、２０００・・・光送信装置、２０１０・・・光変調器、２０２０・・・光変調ユニット、２０３０・・・光源、２０４０・・・光ファイバ、２０５０、２０５２・・・光分岐器、２０６０、２０６２・・・受光器、２０７０・・・偏波合成器、２０８０・・・バイアス制御部。
【図１】
0006350563.tif 000004
【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】
0006350563.tif 000013
【図１１】
0006350563.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
0006350563.tif 000016
【図１４】
0006350563.tif 000017
【図１５】
0006350563.tif 000018
【図１６】
0006350563.tif 000019
【図１７】
0006350563.tif 000020
【図１８】
0006350563.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
0006350563.tif 000023
【図２１】
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【図２２】
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