(57)【要約】【課題】光通信システムに好適に用いられる変調効率の高い光変調素子に用いられる光導波路を提供し、容易な構成で所望の周波数・減衰量を実現する高周波回路素子を提供する。【解決手段】  電気光学効果を有する材料からなる第１の基板１と第１の基板１に接するように配置された第２の基板２とからなり、第１の基板１の表面側にリッジ構造部分３を有した光導波路において、第１の基板１の裏面側のリッジ構造部分３に対向する位置に複数の溝４を有し、第１の基板１との基板２の境界部分の複数の溝４が形成された部分が中空６になっていることを特徴とする。溝４を第１の基板１の裏面側に形成することで、導波光に効果的に周期的な実効屈折率変化を与えることができ、浅い溝でも大きな効果を得ることが可能となる。さらに、導波路を用いて光変調素子を構成することによって高効率な光変調を実現する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する材料からなる第１の基板と前記第１の基板に接するように配置された第２の基板とからなり、
前記第１の基板の前記第２の基板と接していない方の表面上にリッジ構造部分を有し、
前記第１の基板の前記第２の基板と接している方の表面上の、前記リッジ構造部分に対向する位置に複数の溝を有し、
前記第１の基板と第２の基板の境界部分の前記複数の溝が形成された部分が中空になっていることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記第１の基板はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウム材料からなることを特徴とする請求項１記載の光導波路。
【請求項３】
前記光導波路に、電気光学光変調用電界を印加するための変調電極を備えた請求項１、２いずれかに記載の光変調素子。
【請求項４】
請求項３に記載の光変調素子と、前記光変調素子から出力された変調光を伝送する光ファィバと、前記光変調素子に変調用電気信号を与える手段と、を備えた通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムや光信号処理システムなどに好適に用いられる光変調素子と、当該光変調素子に用いられる光導波路と、当該光変調素子を備えた通信システムに関している。
【背景技術】
【０００２】
光変調素子は、高速光通信や光信号処理システムにおいて基本となる素子であり、将来、超高速で動作できる光変調素子の必要性が益々増大するものと考えられる。
【０００３】
従来、利用されてきた半導体レーザによる直接変調では、超高速光変調に対応することが困難であるため、最近では、高速動作が可能な外部変調型の素子の開発が急がれている。中でも、特に、大きなポッケルス効果を有する誘電体結晶を用いた電気光学型の光変調素子は、超高速動作が可能であり、光変調に伴う光信号の位相の乱れも少ないことから、高速情報伝送や長距離光ファイバ通信などに非常に適している。さらに、光導波路構造を用いれば、小型化と高効率化とを一挙に実現できる可能性がある。
【０００４】
一般に、電気光学型の光変調素子は、電気光学結晶上に設けられた変調電極として機能する伝送導体線路と、伝送導体線路の近傍に形成された光導波路とを備えている。変調用の高周波信号を変調電極に与えることにより、変調電極の周辺に誘起される電界に応じて光導波路部分の屈折率が変化すると、光導波路中を伝搬する光波の位相が変化する。
【０００５】
光変調の効率を決める基本となるパラメータの１つである電気光学係数は、通常の結晶では比較的小さい。従って、電気光学効果を利用する光変調素子で高い変調効率を実現するためには、変調電界と光導波路中の光波との相互作用を増大させることが重要となる。
【０００６】
図１０は、非特許文献１に記載されている従来の光変調素子を示す斜視図である。この光変調素子は、電気光学効果を有する結晶材料の基板８の表面に形成された光導波路（９ａ〜９ｄ）と、光導波路（９ａ〜９ｄ）を伝搬する光に変調用の電気信号（変調波）を印加するための変調電極１０とを備えている。変調電極１０は、互いに平行な２つの導体線路１０ａ、１０ｂによって構成されたコプレナー導体線路構造を有している。
【０００７】
光導波路９ａ〜９ｄは、変調されるべき光（入力光）が導入される入口側光導波路部分９ｃ、変調光が出力される出口側光導波路部分９ｄ、および、入口側光導波路部分９ｃと出口側光導波路部分９ｄとを結合する２つの分岐光導波路部分９ａ、９ｂを有している。  
【０００８】
光導波路９ａ〜９ｄは、２箇所の分岐点１４ａ、１４ｂで２つの分岐光導波路９ａ、９ｂに分岐しており、入口側光導波路９ｃから入力された入力光が一方の分岐点１４ａで分岐して２つの分岐光導波路９ａ、９ｂを通過した後、他方の分岐点１４ｂで共通の出口側光導波路９ｄを進むように構成されている。
【０００９】
なお、変調電極１０を構成する導体線路１０ａ、１０ｂの内側端は、各分岐光導波路９ａ、９ｂのほぼ中央部の直上に位置しており、導体線路１０ａ、１０ｂの各々一端には変調用高周波の信号源１１が接続され、他端には終端抵抗１２が接続されている。
【００１０】
信号源１１から高周波信号（変調波）が変調電極１０に供給されると、変調波は、変調電極１０上に光伝搬方向と方向に伝搬し、間隙部１３に電界を形成する。このため、電気光学効果により、分岐光導波路９ａ、９ｂを構成する材料の屈折率が電界強度に応じて変化する。分岐光導波路９ａと分岐光導波路９ｂとには互いに上下逆方向の電界が印加されるので、基板１が例えばｚカットのニオブ酸リチウム結晶により構成されている場合、２つの分岐光導波路９ａ、９ｂを通る光には互いに逆の位相変化が与えられる。
【非特許文献１】IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. QE-13, no. 4, pp287-290, 1977）
【特許文献１】国際公開第２００５／００１５５９号パンフレット
【特許文献２】米国特許第６５２９６４６号明細書
【特許文献３】特開２００５−２７５１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１０に示す光変調素子によれば、変調電極１０を伝搬する変調波と光導波路９を伝搬する光波とが同一方向に進行させることにより、光波と変調信号波との相互作用を増大させることを目論み、高い効率の光変調を実現しようとするものである。
【００１２】
しかしながら、ニオブ酸リチウムに代表される電気光学結晶の電気光学定数は非常に小さいため、変調電極１０を延長して数ｃｍ程度の長さにしても、充分な変調を得るには、数ボルト程度の高い電圧を電気光学結晶に印加しなければならない。光変調素子を小型化し、また、必要な変調電圧を低減するためには、光波と変調電界との相互作用を向上させることが必要である。
【００１３】
一方、通常利用される光導波路は群速度分散がほとんどないので、伝搬速度（ここでは光波の群速度が意味を持つ）は光導波路の屈折率でほぼ決まる。ニオブ酸リチウムに代表される電気光学結晶の屈折率が約2.1であるのに対し、マイクロ波に対する誘電率が２０〜４０程度と非常に高いため、光の速度がマイクロ波の速度に対して約３倍も高く、その結果、進行波型電極を用いても光変調素子において光と信号波の完全な速度整合がとれないという問題がある。そのため、変調電極を長く設定しても、適切な変調が実現できず、変調効率が向上しない。
【００１４】
また、変調電極の構造を工夫し、マイクロ波の実効誘電率を下げて、速度整合をある程度実現できたとしても、光波の群速度ひ変化はないので（ニオブ酸リチウム基板の場合、真空中の光速の２．１分の１）、効率的な光変調のためには電極長を非常に長くする（光波と変調電界との相互作用長を長くする）必要があるが、そうすると、素子長が非常に大きくなる上に、変調電極でのマイクロ波伝搬損失のために、変調効率の向上にも限界がある。
【００１５】
このような課題に対して特許文献１では、図１１に示すような、リッジ構造導波路においてリッジ構造部分３の表面に周期的な溝４を形成した光導波路を光変調素子に用いることが開示されている。この場合、リッジ構造部分３に溝４を形成することによって光導波路の実効屈折率が周期的に変化し、溝４の幅の周期を１／２波長程度に設定することによって、光波の群速度を低下させることが可能となり、高効率な光変調が実現できることが示されている。
【００１６】
このような、光導波路に周期的な実効屈折率変化を与え、効果的に光波の群速度を低下させるためには、大きな実効屈折率の変化を生じさせる必要がある。しかしながら、特許文献１のように、リッジ構造部分３の表面に溝４を形成した場合、溝４の深さに対して、実効屈折率の周期変化が小さいことが、本発明者らの検討によりわかった。そのため、特許文献１のように、リッジ構造部分３上に溝４を形成する場合には溝４の深さに対して大きな実行屈折率変化を生じさせるためには、深い溝を形成する必要があり、加工プロセス上の課題となる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、主たる目的は、光通信システムに好適に用いられる変調効率の高い光変調素子と、それに用いられる光導波路を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、効率的に光変調が可能な小型の光変調素子を備えた通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決する光導波路は、電気化学効果を有する材料からなる第１の基板１と、第２の基板２とを有する光導波路であって、
第１の基板１の裏面と第２の基板２の表面とが接しており、
第１の基板１の表面にはリッジ３が設けられ、
第１の基板２の裏面には複数の溝４がリッジ３の長手方向（図１（ａ）の紙面前後方向、図１（ｂ）の図面左右方向）と平行に設けられており、
第２の基板２の表面には凹部６がリッジ３の長手方向と平行に設けられており、
平面視において、リッジ３、複数の溝４、および凹部６が重なり合っている。
【００１９】
好ましい実施形態においては、前記第１の基板はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウム材料からなる。
【００２０】
上記課題を解決する光変調素子は、上記の光導波路に、電気光学光変調用電界を印加するための変調電極を備えている。
【００２１】
光変調素子と、光変調素子から出力された変調光を伝送する光ファィバと、前記光変調素子に変調用電気信号を与える手段と、を備えた通信システムもまた、本発明の趣旨に包含される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光導波路によれば、溝４の深さが比較的浅い場合でも大きな実効屈折率の周期的な変化を生じさせることが可能であり、同じ遅延特性の導波路を得るのに、作製プロセスが簡略化され、例えば光変調素子の導波路部分に応用することによって、小型で高効率な変調特性が実現可能である。この光変調素子を用いることにより、非常に小型な構成で、かつ、低電力な駆動回路で高速光変調が可能となるので、高速光ファイバ通信システムの高性能化、小型化が期待でき、とくに、ミリ波信号を用いた光ファイバ無線システムなどで特に有効性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
まず、図１を参照する。
【００２５】
第１の基板１は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）単結晶やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）単結晶などの電気光学材料から構成される。
【００２６】
本実施形態の光導波路は、第１の基板１上に、エッチングなどによって形成されたリッジ構造部分３によって、形成されている。
【００２７】
このリッジ形光導波路の第１の基板１の裏面（すなわち、リッジ部分３が形成されていない方の面）には図１(b)のように周期的に並んでいる複数の溝４が形成されている。
【００２８】
第１の基板１と同じ材料からなる第２の基板２が、前記第１の基板１に接するように配置されている。
【００２９】
リッジ構造部分３に対応する前記第１の基板１と前記第２の基板２の境界部分には中空部分５が、透過平面視により重なる位置関係となるよう形成されている。
【００３０】
前記第２の基板２には図１（ｂ）のように凹部６が形成されている。
【００３１】
但し、図１(b)は、本構成を基板１の裏面側から斜視した図面であり、溝４が良く見えるように、本来接して配置されている基板１と基板２とを分離した状態で図示している。
【００３２】
溝４は、図からもわかるように、基板１の裏面に平行な断面で切断した際の溝４の断面視はほぼ長方形であり、その長手方向は、光導波路を通過する光の進行方向に対して直交している。
【００３３】
ここで、本リッジ型光導波路構造では、光導波路の垂直方向の光波の閉じ込めは、第１の基板１と上下の空気との間の屈折率差によって行われている。光導波路の横方向の光波の閉じ込めは、リッジ構造部分３とその両側のリッジ構造のない基板部分との間の、光波の実効屈折率差によって行われている。
【００３４】
導波光７の断面内の電界分布は、図２(a)に示すように、リッジ構造部分３の内部に収まっているのではなく、電界分布の中心は、リッジ構造部分３の上面よりもむしろ第１の基板１の裏面（リッジ構造部分３が形成されていない方の面）に近いところに存在する。
【００３５】
図２(a)の本構成に示すように、溝４を、第１の基板１の裏面（リッジ構造部分３が形成されていない方の面）に形成することによって、従来例（図１１）のようにリッジ構造部分３の表面に形成するよりも、より溝４の屈折率(1)の影響を受けやすくなり、実効屈折率がより大きく変化することを本発明者らは見いだした。
【００３６】
このことは、同じ形状の溝４を形成した場合、リッジ構造部分３の表面によりも本構成のごとく第１の基板１の裏面の方がより大きな実効屈折率の変化を導波光７に与えることができる。
【００３７】
言い換えれば、同じ実効屈折率変化を実現するのに、浅い溝ですむことになり、エッチングプロセスの簡略化が可能である。
【００３８】
リッジ構造部分３の形成と溝４の形成がそれぞれ別々の基板表面に施すことになるので、従来例のように、溝とリッジ構造部分とを同じ面に２度エッチングするよりも高い加工精度が実現できる。
【００３９】
図３は、この効果を証明するために実際に計算した例である。
【００４０】
図３では、溝４を形成することによる導波光７の実効屈折率の変化量を表している。
【００４１】
実線は、本構成に関するもので、図２(a)に示したように基板１の裏面に溝４を形成した場合を示している。
【００４２】
波線は、従来構造に関するもので、図２(b)に示したようにリッジ構造部分２の表面に溝４を形成した場合を示している。横軸は溝４の深さである。
【００４３】
ここで、第１の基板１の材料はニオブ酸リチウム、リッジ構造部分３の幅は１μｍ、リッジ構造部分の高さ0.7μｍ、リッジ構造部分のない部分の基板１の厚さは0.7μｍとした。
【００４４】
図３からわかるように、第１の基板１のリッジ構造部分３のない側の面に溝を形成する本願発明の構成では、リッジ構造部分の表面に溝を形成する従来構造に比べて、常に、大きな実効屈折率差が得られることがわかる。
【００４５】
例えば、0.3μｍ深さの溝を形成した場合、従来構造では約1.5%の実効屈折率差しか得られないのに、本願発明では約2.5%の実効屈折率差が得られることがわかる。
【００４６】
逆に、1.5%の実効屈折率差を得る必要がある場合には、従来例では約0.3μｍの深さの溝が必要なのに比べて、本願発明では、約0.2μｍの深さの溝でよいことがわかる。
【００４７】
現状に技術において、電気光学結晶上に、このようなサブミクロンの周期の溝を深く形成することは非常に困難であるので、構造的な制約が小さい本願発明の構成は非常に有効である。
【００４８】
また、図４は、実際に光波の群速度低下の効果を計算した結果である。
【００４９】
本願構成と図１１の従来構造において、上記図３の計算の時と同じ導波路構造で、図４(a)にあるように、溝４の周期：λ/2（λは光波の基板中での波長：自由空間波長を実効屈折率で割った商）、溝４の幅：λ/4の１００周期の周期構造部分を、λ/2の共振部分の両側に形成した場合を仮定した。
【００５０】
実際に光波の波長を1.55μｍとし、光波の遅延量の波長変化を計算したものを図４(b)に示す。
【００５１】
溝４の深さは共に0.3μｍである。図４(b)からわかるように、同じ深さの溝で構成された周期構造を有する光導波路において、本願発明の構成では、従来構造に比べて４倍以上の群遅延量が得られることがわかる。
【００５２】
このことは、光波の群速度が従来構造の１／４以下であり、同じ相互作用長で従来構造の４倍以上の電気光学効果が得られることを示しており、本発明の構造が非常に大きな効果があることがわかる。
【００５３】
本構成において、第２の基板２の存在によって、電気光学材料からなる第１の基板１を構造的に保持して機械的強度を保ち、中空部分５をリッジ構造部分３の直下に形成することが可能となる。
【００５４】
第２の基板２の材質については基本的に制約はないが、第１の基板１と第２の基板２の接着を考えた場合、上記実施の形態１の如く、第２の基板２が第１の基板１と同じニオブ酸リチウムあるいはタンタル酸リチウムなどの電気光学材料を用いて、両基板の結晶方位を一致させ、且つ、接着面を研磨し凹凸を極力無くしておくと、自発分極により互いに引力が生じ、自然に接着されるため、非常に有効である。
【００５５】
また、接着剤が必要とはなるが、第２の基板２にシリコンなどの第１の基板１と異なる材料を用いることも可能である。
【００５６】
中空部分５を形成するために、本実施の形態では第２の基板２に凹部６を形成する場合を述べたが、これに限ることはなく、図５に示したように、第１の基板１のリッジ構造部分３のない方の面に凹部６を形成し、前記凹部６の底の部分に溝４を形成することも可能である。
【００５７】
この場合、第２の基板２には凹部６を形成する必要はなくなる。図５(b)についても、図１(b)と同様に本構成を基板１の裏面側から斜視したもので、さらに、溝４が良く見えるように、本来接して配置されている基板１と基板２とを分離した状態で図示している。
【００５８】
溝４の幅と周期に関しては、図４の計算例では溝４の周期λ/2（λは光波の基板中での波長：自由空間波長を実効屈折率で割ったもの）、溝４の幅λ/4の場合に、最も効果的な群遅延効果が得られる。
【００５９】
特に、図４(a)で示したように、周期構造部分をλ/2の長さの共振部分の両側に形成することによって、上記共振部分での共振効果も追加されより大きな群遅延特性が得られる。
【００６０】
用いる光波の波長λについては、本発明の効果を発揮させるために制約が生じることはないが、実際に通信などの分野で良く使われている赤外光（図４(b)の計算例でも用いた１．５５μｍ、あるいは、１．３μｍを中心とした波長帯域の光波）を用いた場合、非常に有効である。この場合、溝４の幅（λ/4）が0.1〜0.5μｍ程度の範囲となり、現在の微細加工技術で作製は可能である。
【００６１】
第１の基板１の断面内の寸法について、図３の計算例では、リッジ構造部分３の、幅が１μｍ、高さが０．７μｍ、第１の基板１の厚さ（リッジ構造部分３がない場所での）が０．７μｍの場合を述べたが、基本的には、光変調素子を構成するためには、光導波路はシングルモード伝搬の必要があるので、リッジ構造部分３の高さと第１の基板１の厚さは概ねλの０．５倍から３倍程度、また、リッジ構造部分３の横幅寸法は概ねλの０．５倍〜５倍程度の範囲内において有効性は高い。
【００６２】
また、それ以上の横幅寸法においても、光波の伝搬は可能であり、本発明は有効である。
【００６３】
中空部分５の高さ（凹部６の深さ）については、あまり小さいと第１の基板１中を伝搬する光波が第２の基板２の中に散乱され、伝搬損失の原因となるので、用いる光波の空気中での波長の概ね１０分の１以上であることが望ましい。
【００６４】
第１の基板１がニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）単結晶やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）単結晶から構成されている場合、リッジ構造部分３や溝４を形成するためのエッチングは、フッ素系ガスプラズマＲＩＥ（反応性イオンエッチング）やＩＣＰ（誘導結合プラズマ）によって行なうことが可能である。
【００６５】
ＩＣＰによる場合、還元性の強いＣＦ4、ＢＣｌ3、Ｃ4Ｆ8などのガスを用いれば、０．５μｍ／分程度のレートで基板１をエッチングすることができる。この方法では、紫外線や電子線用の感光性レジストに対する選択比１を実現できる。なお、ＩＣＰによってＬｉＮｂＯ3をエッチングできることは、第６３回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集２６ａ−Ｄ−２０に記載されている。なお、
（実施の形態２）
図６を参照する。
【００６６】
実施形態１で説明した光導波路を用いて構成した光変調器について説明する。実施形態１で説明した導波路のリッジ構造部分３の周囲に例えば真空蒸着とエッチングにより形成された金属膜からなる変調電極10aと10bで構成される。
【００６７】
ここで、前記電極間に電圧を印加することによって、リッジ構造部分３には垂直方向の電界が印加される。
【００６８】
第１の基板１は電気光学効果を有するので、リッジ構造部分３の屈折率が電界強度に応じて変化し、導波光７に位相変化を生じさせる。
【００６９】
これによって、本素子は光位相変調器として動作する。ニオブ酸リチウム結晶に代表される電気光学結晶は、電気光学係数においても大きな異方性を有しており、その最も大きな電気光学係数はγ33で、これは、結晶のc軸方向に偏光した光波が受ける屈折率が、同じくc軸方向の電界によって変化する係数である。
【００７０】
従って、本構成においては、第１の基板１には、ｃ軸に垂直な面が表面になるようにカットされた結晶基板（z-cut板）を利用し、縦方向に偏光した光波（ＴＭ波）を用いた場合により有効性が高くなる。
【００７１】
ここで、実施形態１で説明したように、本導波路構成においては、導波する光波の群速度を低下させることができるので、電気光学効果による屈折率変化を受ける時間もそれに反比例して長くなり、結果的に光変調効果が増大する。
【００７２】
本構成では、変調電極10a、10b間に電圧を印加すると、リッジ構造部分３には縦方向に強い電界が生じるので、縦方向の電界に対して大きな屈折率変化が生じる第１の基板１（例えば、z-cutのニオブ酸リチウム結晶）を用いる場合に有効である。
【００７３】
（実施の形態３）
他の実施形態の光変調素子を図７に例示する。
【００７４】
本実施形態の光変調素子も光位相変調器として動作する。
【００７５】
本構成では、変調電極10a、10b間に電圧を印加すると、リッジ構造部分３には横方向に強い電界が生じる構成を用いている。
【００７６】
通常の電気光学結晶を用いた場合、横方向の電界に対して大きな屈折率変化が生じさせるためには、先の実施例とは異なり、軸を導波路に対して横方向に向いている第１の基板１（例えば、y-cutのニオブ酸リチウム結晶）を用い、同じく横方向に偏光した光波（ＴＥ波）を用いる場合に本構成は非常に有効である。
【００７７】
（実施の形態４）
次に、図８を参照する。
【００７８】
本構成では、前記実施形態２あるいは３で述べた光変調器構成を発展させ、分岐光導波路部分９a、９bによって、マッハツェンダー干渉計を構成している。この場合、変調電極10a、10b間に電圧を印加すると、２本のｆ構造部分３には、互いに逆方向の電界が生じるので、分岐光導波路部分９a、９bを伝搬する光波には互いに逆の位相変化が生じ、それらが合波されるときに、互いに干渉し、位相変化量に応じた光強度変化に変換される。これによって、本構成の光変調器は変調電極間の電圧に応じた光強度変調が可能となる。本構成においては、前記実施形態２あるいは３で述べた光変調器と、位相変調と強度変調の差はあるが、同様に高効率な光変調が可能である。
【００７９】
（実施の形態５）
次に、図９を参照しながら本発明によるファイバ無線システムの実施形態を説明する。
【００８０】
本実施形態のファイバ無線システム５０は、第２〜４の実施形態における光変調素子を内蔵した光変復調器５１を備えている。そして、アンテナ５３により、通常のインターネット等のデータ通信網や、携帯端末との通信、あるいは、ＣＡＴＶからの信号の受信等を例えばミリ波の搬送波を用いて直接行なうことができる。なお、光変復調器５１には、光変調素子とともに光復調素子（例えばフォトダイオード）が内蔵されている。
【００８１】
一方、ミリ波等の周波数の高い無線信号は長距離の伝送は困難であり、かつ、物体による信号の遮断を受けやすい。そこで、データ通信網６１や、ＣＡＴＶ６２や、携帯電話システム６３との通信を、無線装置６０及び無線装置に付設されたアンテナ６４を用いて行なうこともできる。その場合、ファイバ無線通信システム５０と光ファイバ７０を介して接続される光変復調器５５と、これに付設されるアンテナ５４とをさらに備えておく。そして、アンテナ５４、６４及び光変復調器５５を介して、無線装置６０との間で信号の授受を行なうことができる。光変復調器５５には、光変調素子とともに光復調素子（例えばフォトダイオード）が内蔵されている。長距離伝送を行ないたい場合や、壁等で仕切られた屋内での伝送の際には、光ファイバ７０を通してミリ波等の無線信号で変調された光信号を伝送することが効果的である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の光変調素子は、高速光通信や光信号処理システムなどに好適に用いられる。特に、変調信号に忠実な、位相の乱れなどが少ない光変調信号を生成できるので、高速情報伝送や長距離光ファイバ通信などに適している。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】（ａ）は、本発明による光導波路の第１の実施形態の断面図、（ｂ）は、第２の基板２の側（第１の基板の裏面側）から見た斜視図
【図２】（ａ）は本発明の構造での導波光の分布を表した断面図、（ｂ）は従来例の構造での導波光の分布を表した断面図
【図３】溝４の部分と溝４のない部分での導波光７の実効屈折率の差を、本発明による光導波路と従来構造の導波路とで比較して計算したグラフ
【図４】（ａ）は、光波の群遅延効果を計算した際の周期構造を表した断面図、（ｂ）は、本発明の構造と従来構造とで、実際に（ａ）の周期構造を形成した場合の群遅延量を計算したグラフ
【図５】（ａ）は、本発明による光導波路の他の実施形態の断面図、（ｂ）は、第２の基板２の側（第１の基板の裏面側）から見た斜視図
【図６】（ａ）は、本発明による光変調素子の第１の実施形態の平面図、（ｂ）は、そのＡ−Ａ’線断面図
【図７】（ａ）は、本発明による光変調素子の第２の実施形態の平面図、（ｂ）は、そのＡ−Ａ’線断面図
【図８】（ａ）は、本発明による光変調素子の第３の実施形態の平面図、（ｂ）は、そのＡ−Ａ’線断面図
【図９】本発明による通信システムの実施形態を示す図
【図１０】光変調素子の従来例を示す斜視図
【図１１】光導波路構造の従来例を示す斜視図
【符号の説明】
【００８４】
１    第１の基板
２    第２の基板
３    リッジ構造部分
４    溝
５    中空部分
６    凹部
７    導波光
８    電気光学基板
９ａ  分岐光導波路部分
９ｂ  分岐光導波路部分
９ｃ  入口側光導波路部分
９ｄ  出口側光導波路部分
１０、１０ａ、１０ｂ    変調電極
１１    信号源
１２    終端抵抗
１３    間隙部
１４ａ    分岐点
１４ｂ    分岐点
【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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