(57)【要約】【課題】基板表面に埋設された終端抵抗を備えた高周波回路であって、入力された高周波信号の反射を抑制可能な高周波回路を提供する。【解決手段】高周波回路１０は、基板２１の表面に埋設された終端抵抗１２ａと、基板２１の表面に形成された信号線であって、当該信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を当該信号線の接合区間ＣＪとして、接合区間ＣＪが終端抵抗１２ａの上面の一部に覆い被さり、接合区間ＣＪの幅方向の少なくとも一部において上記開始位置から上記終了位置までが終端抵抗１２ａに接続された信号線１１ａと、を備えている。接合区間ＣＪの上記開始位置における信号線１１ａの幅ＷＳは、当該開始位置における終端抵抗１２ａの上面の幅ＷＴ以上である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に埋設された終端抵抗と、
上記基板の表面に形成された信号線であって、当該信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を当該信号線の接合区間として、当該接合区間が上記終端抵抗の上面の一部に覆い被さり、当該接合区間の幅方向の少なくとも一部において上記開始位置から上記終了位置までが上記終端抵抗に接続された信号線と、を備えている高周波回路であって、
上記接合区間の上記開始位置における上記信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅以上である、
ことを特徴とする高周波回路。
【請求項２】
上記開始位置における上記信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅より広い、
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波回路。
【請求項３】
上記接合区間における信号線の幅は、上記開始位置から上記終了位置に近づくにしたがって狭くなり、上記終了位置において上記終端抵抗の上面の幅以下である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波回路。
【請求項４】
上記接合区間のうち上記終端抵抗と接合されている領域を接合領域とした場合に、
上記終端抵抗の上面の面積に対する、上記接合領域の面積の割合は、１％以上１０％以下である、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項５】
グランド配線を更に備え、
上記信号線と上記グランド配線とはコプレーナ配置されている、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項６】
上記基板は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板である、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項７】
上記終端抵抗は、シリコンにアクセプタを添加したｐ型半導体製、又は、シリコンにドナーを添加したｎ型半導体製である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項８】
上記終端抵抗は、窒化チタニウム製である、
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項９】
上記基板の表面に形成されたバイアス信号線であって、当該バイアス信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間をバイアス信号線の接合区間として、当該バイアス信号線の接合区間が上記終端抵抗の上面の一部に覆い被さり、当該バイアス信号線の接合区間の幅方向の少なくとも一部において上記開始位置から上記終了位置までが上記終端抵抗に接続されたバイアス信号線を更に備え、
上記バイアス信号線の接合区間の上記開始位置における上記バイアス信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅以上である、
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の高周波回路。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の高周波回路と、
少なくとも一方のアーム部に光変調部が設けられたマッハツェンダ型光干渉計であって、当該光変調部が備える一対の電極の少なくとも一方に上記高周波回路が接続されているマッハツェンダ型光干渉計と、を備えていることを特徴とする光変調器。
【請求項１１】
上記一対の電極は、進行波電極である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光変調器。
【請求項１２】
上記信号線と上記進行波電極との接続部における上記信号線の幅は、上記接合区間の上記開始位置における上記信号線の幅より狭く、上記信号線と上記進行波電極との接続部から当該開始位置に近づくにしたがって上記信号線の幅は広くなる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の光変調器。
【請求項１３】
上記マッハツェンダ型光干渉計をなす導波路のうち、上記進行波電極が設けられている区間の導波路は、ｐ型シリコンとｎ型シリコンとからなる横型ｐｎ接合である、
ことを特徴とする請求項１１又は１２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、外部から高周波信号を入力される高周波回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
クラウドサービス及びビックデータ活用などの普及に伴い、ネットワーク中を伝送される情報の伝送量は、増加する一方である。この伝送量の増大に対応するために、光信号を用いた情報伝送、いわゆる光通信が広く普及している。光信号を用いた情報伝送は、電気信号を用いた情報伝送と比較して、情報伝送の大容量化及び高速化を実現できる。
【０００３】
光通信では、情報を表す電気信号を光に重畳した光信号を用いる。その光信号を生成するために、光通信では光変調器が用いられる。複数のタイプの光変調器が存在するが、外部からのノイズの影響を受けにくい、変調動作における温度安定性が高いなどの利点を有することから、マッハツェンダ（Mach-Zehnder, Ｍ−Ｚ）型光変調器が光通信用の光変調器として多く採用されている。
【０００４】
一般的にＭ−Ｚ型光変調器は、入力側の導波路と、光変調部を含むＭ−Ｚ型光干渉計と、変調された光を出力する出力側の導波路とを備えている。Ｍ−Ｚ型光干渉計は、入力側の導波路から分岐した２つのアーム部を備えており、少なくとも一方のアーム部には、光を変調するための電極が設けられている。この電極には、信号線が接続されており、この信号線の一端は、変調信号を発生するパルスパターン発生器に接続され、他端は、終端抵抗に接続されている。この終端抵抗は、信号線の一端から入力された変調信号が他端において反射することを抑制するために設けられている。
【０００５】
終端抵抗の実装方法としては、光変調器の基板表面に抵抗器を実装する方法と、光変調器の信号線の他端と電気的に接続された別基板の基板表面に抵抗器を実装する方法とが一般的である。また、光変調器を構成する基板の内部に抵抗体を形成し、信号線の他端と抵抗体とを接続する方法も知られている。例えば非特許文献１には、シリコン（Ｓｉ）基板内に形成された窒化チタニウム（ＴｉＮ）を、抵抗体として利用する技術が記載されている。また、特許文献１及び２には、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェハを使用し、ＳＯＩウェハのシリコン層内にＳｉとは異なる元素を添加することによって抵抗体を形成する技術が記載されている。抵抗体を基板内部に形成する方法は、抵抗器を基板表面に実装する方法と比較して、抵抗体の占有面積を小さくできる点や、部品実装が不要になる点において有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−８８０６４号公報（２００４年３月１８日公開）
【特許文献２】特開２００６−２２９２２６号公報（２００６年８月３１日公開）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】"40 Gbit/s silicon optical modulator for highspeed applications", ELECTRONICS LETTERS 25th October 2007, Vol. 43, No.22
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光通信に用いる光変調器に入力される変調信号は、周波数がＧＨｚ以上である広帯域な高周波信号である。信号線の他端に接続された終端抵抗が高周波信号である変調信号の反射を抑制するためには、光を変調するために設けられた電極のインピーダンスと、終端抵抗のインピーダンスと、当該電極と終端抵抗とを接続する回路配線（信号線における進行波電極から終端抵抗までの区間）のインピーダンスとが互いに整合している必要がある。なお、以下において回路配線のことを、信号線の他の区間と区別せずに信号線とも表現する。
【０００９】
終端抵抗として基板内部に形成された抵抗体を用いる場合、信号線及び信号線近傍に配置されるグランド配線は、基板表面にコプレーナ配置される。一方、終端抵抗は、基板の表面に埋め込まれた状態で形成される。したがって、信号線と終端抵抗とが接合される接合領域において、信号線は終端抵抗の上面に配置された状態となる。言い換えれば、信号線、グランド配線及び終端抵抗の相対配置は、コプレーナ配置ではない。
【００１０】
その結果、上記接合領域の近傍では、信号線の下層に絶縁体が配置された領域と、信号線の下層に導電体である終端抵抗が配置された領域とが隣接する不連続な構造が形成される。このような別構造同士の境界では誘電率及び導電率に代表される電気特性が大きく変化するため、絶縁体の表面に配置された信号線のインピーダンスと、終端抵抗の上面に配置された信号線のインピーダンスとを整合させることが困難であった。したがって、信号線に高周波信号が入力されている場合に、信号線と終端抵抗とが接続される接続部において、信号線を伝播してきた高周波信号が反射されるという問題があった。信号線を伝播してきた高周波信号が反射された場合、反射された高周波信号は、光変調部に再び到達し、光変調器の動作に悪影響を与える。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板表面に埋設された終端抵抗を備えた高周波回路であって、入力された高周波信号の反射を抑制可能な高周波回路を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明に係る高周波回路は、基板の表面に埋設された終端抵抗と、上記基板の表面に形成された信号線であって、当該信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を当該信号線の接合区間として、当該接合区間が上記終端抵抗の上面の一部に覆い被さり、当該接合区間の幅方向の少なくとも一部において上記開始位置から上記終了位置までが上記終端抵抗に接続された信号線と、を備えている高周波回路であって、上記接合区間の上記開始位置における上記信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅以上であることを特徴とする。
【００１３】
上記信号線と上記終端抵抗とが接続されている区間、すなわち接合区間では、上記信号線の下層に上記終端抵抗が配置されている。したがって、上記信号線と上記終端抵抗との相対的な配置は、コプレーナ配置ではない。言い換えれば、上記信号線を上記終端抵抗に向かって伝播してくる高周波信号から見た場合、上記信号線の下層を構成する構造が上記基板から上記終端抵抗へ不連続に変化する。上記基板と上記終端抵抗との境界である上記接合の開始位置におけるこの不連続な構造は、上記信号線及び上記終端抵抗の周囲に生じる電気力線の形状を著しく変化させる要因になる。
【００１４】
本発明に係る高周波回路では、上記接合区間の上記開始位置において、上記信号線の幅は、上記終端抵抗の幅以上となるように構成されている。そのため、上記信号線と上記終端抵抗とがコプレーナ配置ではない場合であっても、上記信号線を伝播する高周波信号に起因する電気力線の上記開始位置における形状変化を抑制することができる。言い換えれば、上記信号線のインピーダンスと、上記終端抵抗のインピーダンスとにおける不整合を抑制することができ、上記開始位置における高周波信号の反射を抑制することができる。
【００１５】
したがって、上記の構成によれば、信号線の下層に基板と終端抵抗とが形成されていることによる不連続な構造が、信号線を伝播する高周波信号の反射の原因になることを抑制することができ、信号線に入力された高周波信号の反射を抑制可能な高周波回路を実現することができる。
【００１６】
本発明の一態様に係る高周波回路において、上記開始位置における上記信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅より広いことが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、上記開始位置において、上記信号線の幅が上記終端抵抗の幅より広いため、上記信号線の左右両端部は、上記終端抵抗の上ではなく上記基板の上に形成されている。そのため、上記開始位置において、周囲の基板とは異なる誘電率を有する終端抵抗が、上記電気力線に与える影響を抑制することができる。したがって、上記開始位置における上記信号線の幅が上記終端抵抗の幅と等しい場合と比較して、当該構成は、上記電気力線の上記開始位置における形状変化を、より抑制することができる。言い換えれば、上述した不連続な構造が、信号線を伝播する高周波信号の反射の原因になることをより効果的に抑制することができる。
【００１８】
本発明の一態様に係る高周波回路において、上記接合区間における信号線の幅は、上記開始位置から上記終了位置に近づくにしたがって狭くなり、当該終了位置において上記終端抵抗の上面の幅以下であることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、上記信号線と上記終端抵抗との接合区間において、上記信号線の形状は、上記開始位置から上記終了位置（接合の終了位置と言い換えることもできる）に近づくにしたがって狭くなるテーパ形状であり、上記信号線の幅は、上記終了位置において上記終端抵抗の幅以下となるように構成されている。言い換えれば、上記開始位置から上記終端位置までの区間の何れかの位置において、上記信号線の幅は、上記終端抵抗の上面の幅以下となるように構成されている。このことから、上記電気力線の形状は、上記接合区間の上記開始位置のみならず、上記開始位置から上記終了位置までの接合区間においても急激に変化しない。したがって、上記信号線を伝播する高周波信号が接合区間において反射されることを抑制することができる。
【００２０】
本発明の一態様に係る高周波回路において、上記接合区間のうち上記終端抵抗と接合されている領域を接合領域とした場合に、上記終端抵抗の上面の面積に対する、上記接合領域の面積の割合は、１％以上１０％以下であることが好ましい。
【００２１】
高周波回路をコンパクトに設計する観点から、上記接合領域の面積は、できるだけ小さい方が好ましい。その一方で、上記接合領域の面積を小さくしすぎると、上記信号線と上記終端抵抗との接触抵抗が大きくなる可能性がある。これらの相反する要件を満たすために、上記割合は、１％以上１０％以下であることが好ましい。上記割合が１％以上であれば、上記信号線と上記終端抵抗との接触抵抗を実用上問題のない値に低減できる。また、上記割合が１０％以下であれば、上記信号線の下層に終端抵抗が配置されている接合区間の長さを短くできるため、コプレーナ配置から乖離する区間を短くすることができる。したがって、信号線と終端抵抗とのインピーダンス整合を図ることが容易になる。また、本発明の一態様に係る高周波回路を無用に大きくすることもない。
【００２２】
本発明の一態様に係る高周波回路において、グランド配線を更に備え、上記信号線と上記グランド配線とはコプレーナ配置されていることが好ましい。
【００２３】
上記の構成によれば、グランド配線を含む信号線の配線を基板表面のみに限定でき、製造プロセスが容易となる。また、インピーダンス計算が容易となり、上記信号線のインピーダンスを一定値に保ち、信号線１１ａに入力された高周波信号の損失を抑制することが容易になる。
【００２４】
本発明の一態様に係る高周波回路において、上記基板は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板であることが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、安価なＳＯＩ基板を用いて高周波回路を製造することができる。また、高周波回路を製造するための製造プロセスとして、すでに確立されているシリコンデバイス用の製造プロセスを利用することができる。以上のことから、高周波回路の製造コストを抑制することができる。
【００２６】
本発明の一態様に係る高周波回路において、上記終端抵抗は、シリコンにアクセプタを添加したｐ型半導体製、又は、シリコンにドナーを添加したｎ型半導体製である、ことが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、半導体分野で成熟されたシリコンプロセスを用いて高周波回路を製造することができる。したがって、高周波回路の小型化及び集積化を図ることができる。また、大面積の基板を用いることによって、高周波回路のコストを抑制することができる。
【００２８】
本発明の一態様に係る高周波回路において、上記終端抵抗は、窒化チタニウム製であってもよい。
【００２９】
上記の構成によれば、終端抵抗を、ｐ型半導体又はｎ型半導体とは異なる材料である金属化合物を用いて形成することができる。
【００３０】
本発明の一態様に係る高周波回路において、上記基板の表面に形成されたバイアス信号線であって、当該バイアス信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間をバイアス信号線の接合区間として、当該バイアス信号線の接合区間が上記終端抵抗の上面の一部に覆い被さり、当該バイアス信号線の接合区間の幅方向の少なくとも一部において上記開始位置から上記終了位置までが上記終端抵抗に接続されたバイアス信号線を更に備え、上記バイアス信号線の接合区間の上記開始位置における上記バイアス信号線の幅は、当該開始位置における上記終端抵抗の上面の幅以上であることが好ましい。
【００３１】
本発明の一態様に係る高周波回路において、基板の表面に形成されたバイアス信号線の終端点の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を、当該バイアス信号線の接合区間と定義する。当該バイアス信号線の接合区間が上記終端抵抗の上面の一部に覆い被さるように設けられていることによって、上記バイアス信号線と上記終端抵抗とは接続されている。上記バイアス信号線と上記終端抵抗とが接続されている領域では、上記バイアス信号線の下層に上記終端抵抗が配置されている。したがって、上記バイアス信号線と上記終端抵抗との相対的な配置は、コプレーナ配置ではない。言い換えれば、上記信号線を上記終端抵抗に向かって伝播してくる高周波信号が上記終端抵抗において十分に減衰されず上記バイアス信号線に到達した場合、この高周波信号から見て、上記バイアス信号線の下層を構成する構造が上記終端抵抗から上記基板へ不連続に変化すると言える。上記終端抵抗と上記基板との境界である上記バイアス信号線の接合区間の上記開始位置におけるこの不連続な構造は、上記終端抵抗及び上記バイアス信号線の周囲に生じる電気力線の形状を著しく変化させる要因になり得る。
【００３２】
しかし、上記の構成によれば、上記バイアス信号線の接合区間の上記開始位置において、上記バイアス信号線の幅は、上記終端抵抗の上面の幅以上となるように構成されている。そのため、上記バイアス信号線と上記終端抵抗とがコプレーナ配置ではない場合であっても、上記バイアス信号線に到達した高周波信号に起因する電気力線の上記開始位置における形状変化を抑制することができる。言い換えれば、上記終端抵抗のインピーダンスと、上記バイアス信号線のインピーダンスとにおける不整合を抑制することができ、上記開始位置における高周波信号の反射を抑制することができる。したがって、上記の構成によれば、上記バイアス信号線の下層に基板と終端抵抗とが形成されていることによる不連続な構造が、バイアス信号線に到達した高周波信号の反射の原因になることを抑制することができる。
【００３３】
本発明の一態様に係る光変調器は、本発明の一態様に係る高周波回路の何れかと、少なくとも一方のアーム部に光変調部が設けられたマッハツェンダ型光干渉計であって、当該光変調部が備える一対の電極の少なくとも一方に上記高周波回路が接続されているマッハツェンダ型光干渉計と、を備えていることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、本発明の一態様に係る高周波回路と同様の効果を奏する。
【００３５】
本発明の一態様に係る光変調器において、上記一対の電極は、進行波電極であることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、上記一対の電極が進行波電極であるため、上記一対の電極を伝播する高周波信号の方向と、上記導波路を伝播する光の方向とは、互いに一致する。したがって、変調された光信号における劣化を抑制することができる。
【００３７】
本発明の一態様に係る光変調器において、記信号線と上記進行波電極との接続部における上記信号線の幅は、上記接合区間の上記開始位置における上記信号線の幅より狭く、上記信号線と上記進行波電極との接続部から当該開始位置に近づくにしたがって上記信号線の幅は広くなる、ことが好ましい。
【００３８】
終端抵抗である上記終端抵抗の抵抗値を所望の値に設定しようとする場合、一般的に終端抵抗の幅は、進行波電極の幅より広くなる。一方、上記接合区間を含めた上記信号線の全区間に渡って、その幅を上記終端抵抗の幅より広く設定することは、光変調器の無用な大型化を招くために好ましくない。
【００３９】
上記の構成によれば、上記終端抵抗の幅が上記進行波電極の幅より広い場合において、光変調器の大型化を抑制することができる。さらに、上記信号線の形状は、上記信号線と上記進行波電極との接続部から上記接合区間の上記開始位置に近づくにしたがって幅が広くなるテーパ形状であるため、上記信号線におけるインピーダンスの急激な変化を抑制することができる。
【００４０】
本発明の一態様に係る光変調器において、上記マッハツェンダ型光干渉計をなす導波路のうち、上記進行波電極が設けられている区間の導波路は、ｐ型シリコンとｎ型シリコンとからなる横型ｐｎ接合であることが好ましい。
【００４１】
上記の構成によれば、ｐ型シリコンとｎ型シリコンとからなる横型ｐｎ接合を導波路として備えたシリコン光変調器の一部に、本発明の一態様に係る高周波回路を用いることができる。シリコン光変調器は、小型かつ製造コストが低い光変調器として知られている。このようなシリコン光変調器に、上記高周波回路を適用することによって、シリコン光変調器の更なる小型化及びコスト低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明は、信号線の下層に形成された基板及び終端抵抗の不連続な構造が、信号線を伝播する高周波信号の反射の原因になることを抑制可能である。したがって、基板内部に形成された終端抵抗を備えた高周波回路であって、入力された高周波信号の反射を抑制可能な高周波回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る高周波回路を含む光変調器の主要な構成を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）に示すＬ−Ｌ線における第１の光変調部の断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る高周波回路の上面図である。（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線における同高周波回路の断面図である。（ｃ）は、（ａ）に示すＤ−Ｄ線における同高周波回路の断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、図２に示す高周波回路の断面図である。（ａ）は、図２（ａ）に示すＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｂ）は、同図に示すＣ−Ｃ線における断面図であり、（ｃ）は、同図におけるＤ−Ｄ線における断面図であり、（ｄ）は、同図におけるＥ−Ｅ線における断面図であり、（ｅ）は、同図におけるＦ−Ｆ線における断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る高周波回路の上面図である。（ｂ）は、（ａ）に示すＧ−Ｇ線における同高周波回路の断面図である。（ｃ）は、（ａ）に示すＨ−Ｈ線における同高周波回路の断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る高周波回路の上面図である。（ｂ）は、（ａ）に示すＩ−Ｉ線における同高周波回路の断面図である。（ｃ）は、（ａ）に示すＪ−Ｊ線における同高周波回路の断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態の更なる変形例に係る高周波回路の上面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る高周波回路の上面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る高周波回路の上面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の比較例に係る高周波回路の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態に係る高周波回路を備えた光変調器について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る高周波回路１０を備えた光変調器１の主要な構成を示す概略図である。より詳しくは、図１の（ａ）は、光変調器１の斜視図である。図１の（ｂ）は、光変調器１が備えている第１の光変調部３０ａの断面図であり、図１の（ａ）に示すＬ−Ｌ線における断面図である。図２は、本実施形態に係る高周波回路１０の主要な構成を示す図である。より詳しくは、図２の（ａ）は、高周波回路１０の上面図である。図２の（ｂ）は、高周波回路１０の断面図であり、図２の（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。図２の（ｃ）は、高周波回路１０の断面図であり、図２の（ａ）に示すＤ−Ｄ線における断面図である。
【００４５】
（光変調器１の構成）
光変調器１は、光通信に利用可能な光変調器であって、シリコン（Ｓｉ）をベースとするｐｎ接合に変調電界を印加することによって入射した光を変調するシリコン光変調器である。図１及び図２に示すように、光変調器１は、半導体層２１ａと、第１の絶縁体層２１ｂ１及び第２の絶縁体層２１ｂ２からなる絶縁体層２１ｂとがその順で積層された層状構造を有する。以下において、第１の絶縁体層２１ｂ１と第２の絶縁体層２１ｂ２とを区別する必要がない場合には、単に絶縁体層２１ｂと記載する。また、半導体層２１ａ及び絶縁体層２１ｂを、まとめて基板２１と記載する。基板２１には、光変調器１を製造するための基板として、例えばＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いることができる。
【００４６】
ここで、図１に示す座標系を、次のように定義する。（１）信号線１１ａが延設されている方向と平行な軸をｙ軸とする。ｙ軸の向きは、信号線１１ａの接合区間ＣＪから第１の光変調部３０ａに向かう向きが正の向きとなるように定める。（２）信号線１１ａの厚み方向に平行な軸をｚ軸とする。ｚ軸の向きは、基板２１において半導体層２１ａから絶縁体層２１ｂに向かう向きが正の向きとなるように定める。（３）信号線１１ａの幅方向に平行な軸をｘ軸とする。ｘ軸の向きは、このｘ軸が上述したｙ軸及びｚ軸と共に右手系を構成するように定める。
【００４７】
マッハツェンダ（Mach-Zehnder, Ｍ−Ｚ）型光干渉計を構成する光導波路として、入射側導波路２２、出射側導波路２３、第１のアーム部２４ａ、及び第２のアーム部２４ｂが絶縁体層２１ｂの内部に、言い換えると第１の絶縁体層２１ｂ１と第２の絶縁体層２１ｂ２とに挟まれて設けられている。第１のアーム部２４ａ及び第２のアーム部２４ｂは、入射側導波路２２から分岐し、ｙ軸に沿って延伸した後、出射側導波路２３に合流している。第１のアーム部２４ａは、導波路部２４ａ’とｐｎ接合部２４ａ”とを含んでいる。ｐｎ接合部２４ａ”は第１のアーム部２４ａの中央付近に形成され、ｐｎ接合部２４ａ”を除く第１のアーム部２４ａが導波路部２４ａ’となっている。第２のアーム部２４ｂは、導波路部２４ａ’及びｐｎ接合部２４ａ”と同様に構成された導波路部２４ｂ’とｐｎ接合部２４ｂ”とを含む。入射側導波路２２、出射側導波路２３、導波路部２４ａ’、及び導波路部２４ｂ’は、断面形状が長方形である方形導波路である。
【００４８】
入射側導波路２２、出射側導波路２３、導波路部２４ａ’、及び導波路部２４ｂ’は、シリコン製であり、ｐｎ接合部２４ａ”及びｐｎ接合部２４ｂ”はシリコン（Ｓｉ）をベースとしている。このように構成された入射側導波路２２、出射側導波路２３、第１のアーム部２４ａ、及び第２のアーム部２４ｂは、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる第１の絶縁体層２１ｂ１及び第２の絶縁体層２１ｂ２によって、その周囲を囲まれているので、光を伝播させるコアとして機能する。一方、第１の絶縁体層２１ｂ１及び第２の絶縁体層２１ｂ２は、光をコアに閉じ込めるクラッドとして機能する。
【００４９】
（光変調部の構成）
第１のアーム部２４ａの中央付近には、第１の光変調部３０ａが設けられており、第２のアーム部２４ｂの中央付近には、第２の光変調部３０ｂが設けられている。
【００５０】
第１の光変調部３０ａは、第１のアーム部２４ａ、スラブ２５ａ１、スラブ２５ａ２、進行波電極２６ａ１、進行波電極２６ａ２、信号線１１ａ及び第１のグランド配線１３ａによって構成されている。
【００５１】
図１の（ｂ）及び図２の（ａ）に示すように、第１のアーム部２４ａのｐｎ接合部２４ａ”は、ｐ型シリコン導波路２４ａ１と、ｎ型シリコン導波路２４ａ２とからなる。ｐ型シリコン導波路２４ａ１は、シリコンにアクセプタを添加したｐ型シリコン製であり、ｎ型シリコン導波路２４ａ２は、シリコンにドナーを添加したｎ型シリコン製である。ｐ型シリコン導波路２４ａ１とｎ型シリコン導波路２４ａ２とは、それぞれｙｚ面に平行な接合面を持ち互いに接している。したがって、ｐｎ接合部２４ａ”は、ｐｎ接合におけるキャリアの流れる方向と、光が導波路を流れる方向とが交差する横型ｐｎ接合である。
【００５２】
ｚ軸の正方向を上方向としｚ軸の負方向を下方向とすると、ｐ型シリコン導波路２４ａ１の最下部には、ｘ軸の負方向に張り出すスラブ２５ａ１が設けられており、ｎ型シリコン導波路２４ａ２の最下部には、ｘ軸の正方向に張り出すスラブ２５ａ２が設けられている。スラブ２５ａ１及びスラブ２５ａ２各々のｙ軸方向に沿った長さは、ｐｎ接合部２４ａ”のｙ軸方向に沿った長さと同程度である。したがって、第１の光変調部３０ａにおける導波路は、厚さの厚い中央部のリブ（ｐｎ接合部２４ａ”）と、厚さが薄い両サイドのスラブ（２５ａ１及び２５ａ２）とからなるリブ型導波路である。なお、スラブ２５ａ１は、ｐ型シリコン導波路２４ａ１と同じｐ型シリコン製であり、スラブ２５ａ２は、ｎ型シリコン導波路２４ａ２と同じｎ型シリコン製である。
【００５３】
第１の絶縁体層２１ｂ１の上面において、スラブ２５ａ１と対向する位置に、ｙ軸と平行で、かつ光変調器１の光入射側から光出射側へ延伸する信号線１１ａが形成されている。同様に、第１の絶縁体層２１ｂ１の上面において、スラブ２５ａ２と対向する位置に、ｙ軸と平行で、かつ光変調器１の光入射側から光出射側へ延伸する第１のグランド配線１３ａが形成されている。
【００５４】
スラブ２５ａ１は、スラブ２５ａ１の上面からｚ軸の正方向に屹立した進行波電極２６ａ１を介して信号線１１ａに接続されており、スラブ２５ａ２は、進行波電極２６ａ２を介して第１のグランド配線１３ａに接続されている。進行波電極２６ａ１及び進行波電極２６ａ２は、それぞれｙｚ面に平行に正立した平板形状を有し、その厚みは、信号線１１ａ及び第１のグランド配線１３ａの各幅より薄い。また、進行波電極２６ａ１及び進行波電極２６ａ２各々のｙ軸方向に沿った長さは、ｐｎ接合部２４ａ”のｙ軸方向に沿った長さと同程度である。進行波電極２６ａ１及び進行波電極２６ａ２は、何れもアルミニウム（Ａｌ）製である。電極として進行波電極を用いることによって、電極における変調電界の伝播方向と、ｐｎ接合部２４ａ”における光の伝播方向とを一致させることができる。したがって、進行波電極２６ａ１及び進行波電極２６ａ２における変調電界の伝播と、ｐｎ接合部２４ａ”における光の伝播との差を抑制することができ、結果として、変調される光信号を広帯域化することができる。
【００５５】
信号線１１ａ及び第１のグランド配線１３ａは、絶縁体層２１ｂの上面に形成されたアルミニウム製の配線パターンである。信号線１１ａは、第１の端部（ｙ軸正方向側の端部）が図示しないパルスパターン発生器（ＰＰＧ）に接続されており、第２の端部（ｙ軸負方向側の端部）が終端抵抗１２ａに接続されている。第１のグランド配線１３ａは、接地されており、また、図示しない配線によってキャパシタを介して終端抵抗１２ａと接続されている。なお、信号線１１ａの形状、及び、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとの接続の態様については、図２を参照しながら後述する。
【００５６】
図２の（ａ）〜（ｃ）に示すように、終端抵抗１２ａは、信号線１１ａの第１の端部から入力された変調信号が信号線１１ａの第２の端部において反射することを抑制するために設けられており、基板２１の絶縁体層２１ｂ内に形成された抵抗体からなる。終端抵抗１２ａは、例えば窒化チタニウム（ＴｉＮ）などの導電性を有する化合物によって構成されてもよいし、シリコンなどの半導体にアクセプタを添加したｐ型半導体、又は、シリコンなどの半導体にドナーを添加したｎ型半導体によって構成されてもよい。
【００５７】
第２の光変調部３０ｂは、第１の光変調部３０ａと同様に構成されている。具体的には、第２の光変調部３０ｂを構成する第２のアーム部２４ｂのｐｎ接合部２４ｂ”は、ｐ型シリコン導波路とｎ型シリコン導波路とからなるｐｎ接合である。上記ｐ型シリコン導波路は、ｐ型シリコンからなるスラブと進行波電極とを介して、信号線１１ｂと接続されている。上記ｎ型シリコン導波路は、ｎ型シリコンからなるスラブと進行波電極とを介して、第２のグランド配線１３ｂと接続されている。なお、信号線１１ｂの第２のグランド配線１３ｂが設けられている側と反対の側には、図示しない第３のグランド配線が設けられている。
【００５８】
信号線１１ｂ、第２のグランド配線１３ｂ、及び第３のグランド配線は、絶縁体層２１ｂの上面に形成されたアルミニウム（Ａｌ）製の配線パターンである。信号線１１ｂは、第１の端部（ｙ軸正方向側の端部）が図示しないＰＰＧに接続されており、第２の端部（ｙ軸負方向側の端部）が終端抵抗１２ｂに接続されている。第２のグランド配線１３ｂ及び第３のグランド配線は、接地されており、また、図示しない配線によってキャパシタを介して終端抵抗１２ｂと接続されている。
【００５９】
なお、光変調器１が備えているＭ−Ｚ干渉計において、第１のアーム部２４ａ及び第２のアーム部２４ｂのそれぞれに光変調部が設けられているものとして説明した。しかし、光変調器１は、第１のアーム部２４ａ及び第２のアーム部２４ｂの何れか一方のアーム部に光変調部が設けられている構成であってもよい。
【００６０】
（高周波回路１０）
本実施形態に係る高周波回路１０は、信号線１１ａ、終端抵抗１２ａ、第１のグランド配線１３ａ、及び第２のグランド配線１３ｂを備えている。また、信号線１１ｂ、終端抵抗１２ｂ、第２のグランド配線１３ｂ、及び第３のグランド配線も同様に、本実施形態に係る高周波回路を構成する。ここでは、図２及び図３を参照しながら、本実施形態に係る高周波回路１０について説明する。
【００６１】
図２の（ａ）は、高周波回路１０の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線における高周波回路１０の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＤ−Ｄ線における高周波回路１０の断面図である。図３は、高周波回路１０の断面図であり、図２の（ａ）に示すＢ−Ｂ線における断面図であり、（ｂ）は、同図に示すＣ−Ｃ線における断面図であり、（ｃ）は、同図におけるＤ−Ｄ線における断面図であり、（ｄ）は、同図におけるＥ−Ｅ線における断面図であり、（ｅ）は、同図におけるＦ−Ｆ線における断面図である。
【００６２】
図２の（ａ）に示すように、信号線１１ａは、ｙ軸と平行な方向に延設されており、ｙ軸負方向側の端部（終端点）において終端抵抗１２ａと接続されている。図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、終端抵抗１２ａの上面が基板２１の上面と一致するように、終端抵抗１２ａは、基板２１の表面に埋設されている。ここで、基板２１の表面に形成された信号線１１ａの終端点の手前（図２の（ａ）に示すＤ−Ｄ線が表す位置）を開始位置とし当該終端点（図２の（ａ）に示すＥ−Ｅ線が表す位置）を終了位置とする区間を信号線１１ａの接合区間ＣＪとする。接合区間ＣＪが終端抵抗１２ａの上面の一部に覆い被さることによって、接合区間ＣＪの上記開始位置から上記終了位置までが終端抵抗１２ａに接続されている。なお、後述するように、上記開始位置における信号線１１ａの幅は、上記開始位置における終端抵抗１２ａの上面の幅より広い。したがって、信号線１１ａは、接合区間ＣＪの幅方向の一部において上記開始位置から上記終了位置までが終端抵抗１２ａに接続されている。なお、接合区間ＣＪの幅方向は、信号線１１ａの上記幅方向と同一方向である。
【００６３】
以下において、信号線１１ａにおけるｘ軸方向の長さを、幅ＷＳとする。また、終端抵抗１２ａの上面におけるｘ軸方向の長さを、幅ＷＴとする。幅ＷＴはｙ軸方向の位置によらず一定であり、例えば５０μｍである。これに対し、幅ＷＳはｙ軸方向に沿って一定ではなく徐々に変化している。第１の光変調部３０ａにおける幅ＷＳは、数μｍである。したがって、信号線１１ａと進行波電極２６ａ１との接続部における幅ＷＳは、幅ＷＴより明らかに狭い。
【００６４】
一方、図２の（ｃ）に示すように、接合区間ＣＪにおける開始位置（終端抵抗１２ａの第１の端辺；ｙ軸正方向側の端辺）において、終端抵抗１２ａの上面に接続された信号線１１ａの幅ＷＳは、幅ＷＴより広い。したがって、幅ＷＳは、第１の光変調部３０ａから終端抵抗１２ａに近づくにしたがって連続的に広くなるテーパ形状に形成されている。信号線１１ａがこのようなテーパ形状であることによって、信号線１１ａにおけるインピーダンスの急激な変化を抑制することができる。
【００６５】
第１の光変調部３０ａにおいて、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図３の（ａ）に示す。電気力線は、ｐｎ接合部２４ａ”の内部に、ｐ型シリコン導波路２４ａ１からｎ型シリコン導波路２４ａ２への向きで生じる。
【００６６】
信号線１１ａにおける接合区間ＣＪの近傍領域であって、ｙ軸正方向側の近傍領域において、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図３の（ｂ）に示す。電気力線は、より高い誘電率を有する領域に形成される。本実施形態において、絶縁体層２１ｂの誘電率は、大気中の誘電率と比較して大きいため、信号線１１ａの周囲に形成される電気力線は、大気中ではなく絶縁体層２１ｂ中に分布する。具体的には、電気力線は、信号線１１ａにおけるｘ軸正方向側の端部から第１のグランド配線１３ａにおけるｘ軸負方向側の端部に向かって、及び、信号線１１ａにおけるｘ軸負方向側の端部から第２のグランド配線１３ｂにおけるｘ軸正方向側の端部に向かって、絶縁体層２１ｂの内部に形成される。信号線１１ａにおけるｘ軸正方向側の端部、信号線１１ａにおけるｘ軸負方向側の端部、第１のグランド配線１３ａにおけるｘ軸負方向側の端部、及び第２のグランド配線１３ｂにおけるｘ軸正方向側の端部は、電界が集中する場所である。電気力線の始点及び終点は、これらの電界が集中する場所に分布する。第１の光変調部３０ａから、接合区間ＣＪに近づくにしたがって、信号線１１ａの幅ＷＳは、連続的に広くなるように形成されている。
【００６７】
また、幅ＷＳに対する信号線１１ａと第１のグランド配線１３ａとの間隔ＷＧＡＰ（図２の（ａ）参照）の割合、及び、幅ＷＳに対する信号線１１ａと第２のグランド配線１３ｂとの間隔の割合のそれぞれは、第１の光変調部３０ａから終端抵抗１２ａに至るまで一定であることが好ましい。言い換えれば、第１のグランド配線１３ａと、第２のグランド配線１３ｂとの形状及び配置は、グランド配線１３ａ及び１３ｂから見た信号線１１ａのインピーダンスを一定値に保ち、信号線１１ａにおける変調信号の損失及び反射を抑制するように構成されていることが好ましい。
【００６８】
これらのことから、第１の光変調部３０ａから、接合区間ＣＪまでの区間において、電気力線に急激な変化は生じない。
【００６９】
接合区間ＣＪの上記開始位置において、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図３の（ｃ）に示す。この境界において、信号線１１ａの下層には終端抵抗１２ａが、信号線１１ａにとってｙ軸方向に不連続な構造として存在する。しかし、接合区間ＣＪの上記開始位置では、幅ＷＳが幅ＷＴより広いことによって、信号線１１ａの左右両端部（ｘ軸正方向側の端部及びｘ軸負方向側の端部）は、終端抵抗１２ａの上ではなく、絶縁体層２１ｂの上に形成されている。
【００７０】
この構成によれば、終端抵抗１２ａにおけるｘ軸正方向側の側面及びｘ軸負方向側の側面にも電界が生じるものの、電界の多くは、信号線１１ａの左右両端部に集中したままである。そのため、電気力線の始点の一部は、終端抵抗１２ａにおける上記側面にも分布するものの、その多くは、相変わらず信号線１１ａの左右両端部に集中して分布する。具体的には、信号線１１ａから第１のグランド配線１３ａに向かう電気力線、及び、信号線１１ａから第２のグランド配線１３ｂに向かう電気力線は、接合区間ＣＪの上記開始位置の前後においても急激に変化しない。その結果、基板２１の表面に形成された終端抵抗１２ａと、信号線１１ａ、第１のグランド配線１３ａ、及び第２のグランド配線１３ｂとがコプレーナ配置されてはいないものの、高周波回路１０は、信号線１１ａ及び終端抵抗１２ａの接合区間ＣＪの上記開始位置における、周囲の絶縁体層２１ｂとは異なる誘電率を有する終端抵抗１２ａが電気力線に与える影響を抑制することができる。言い換えれば、高周波回路１０は、接合区間ＣＪの上記開始位置における信号線１１ａと終端抵抗１２ａとのインピーダンス不整合を抑制し、反射を抑制することができる。
【００７１】
信号線１１ａの幅ＷＳは、接合区間ＣＪの上記開始位置から上記終了位置に近づくにしたがって連続的に狭くなり、上記終了位置において終端抵抗１２ａの上面の幅ＷＴと一致するように構成されていることが好ましい。言い換えれば、信号線１１ａの接合区間ＣＪにおいて、信号線１１ａを上面視した場合の形状は、上記開始位置から上記終了位置に近づくにしたがって幅ＷＳが連続的に狭くなるテーパ形状であることが好ましい。
【００７２】
信号線１１ａのｙ軸負方向側の終端、すなわち接合区間ＣＪの上記終了位置において、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図３の（ｄ）に示す。接合区間ＣＪにおける幅ＷＳの変化が連続的であるため、接続区間ＣＪにおける電気力線の変化も連続的である。信号線１１ａの接合区間ＣＪの上記終了位置における幅ＷＳが幅ＷＴより広い場合と比較して、上記の構成は、信号線１１ａの接合区間ＣＪの上記終了位置における信号線１１ａと終端抵抗１２ａとのインピーダンス不整合を抑制することができる。
【００７３】
なお、本実施形態において、上記終了位置における幅ＷＳが幅ＷＴと一致するものとして説明した。しかし、上記終了位置における幅ＷＳは、この構成に限定されるものではなく、幅ＷＴ以下となるように構成されていればよい。
【００７４】
信号線１１ａが存在しない領域、すなわち、終端抵抗１２ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界の電気力線を、図３の（ｅ）に示す。信号線１１ａが存在しない領域において生じる電気力線は、図３の（ｄ）に示す信号線１１ａの終端における電気力線と同様である。
【００７５】
以上のように、高周波回路１０は、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとの接合区間ＣＪを含むその近傍領域において、電気力線に急激な変化を生じさせない。したがって、高周波回路１０は、信号線１１ａに入力された高周波信号である変調信号の反射を抑制することができる。
【００７６】
なお、終端抵抗１２ａは、その抵抗値が所定の抵抗値になるように、そのサイズを設計されている。この所定の抵抗値は、信号線１１ａのインピーダンスと、終端抵抗１２ａのインピーダンスとを整合させるために定められる抵抗値であり、例えば５０Ωである。窒化チタニウム、又は、ドーパントを添加した半導体の抵抗率は、信号線１１ａ、第１のグランド配線１３ａ、及び第２のグランド配線１３ｂを構成するアルミニウムの抵抗率と比較して大きい。したがって、抵抗値が５０Ω程度の終端抵抗１２ａを、窒化チタニウム又はドーパントを添加した半導体を用いて形成する場合、終端抵抗１２ａのｚｘ面における断面積は、信号線１１ａのｚｘ面における断面積と比較して広くなる。第２の絶縁体層２１ｂ２の厚さは有限であるため、終端抵抗１２ａの幅ＷＴは、典型的には５０μｍ程度となる。
【００７７】
終端抵抗１２ａのｚｘ面における断面積と、終端抵抗１２ａのｙ軸方向の長さＬＴ（図２の（ｂ）参照）とを共に小さくすることによって、上面視した場合の面積を小さくした抵抗体を、終端抵抗１２ａとして用いることもできる。しかし、小さな抵抗体を終端抵抗１２ａとして用いる場合、終端抵抗１２ａの寸法誤差や、接合区間ＣＪの寸法誤差などが終端抵抗１２ａの抵抗値に与える影響が大きくなる。
【００７８】
また、小さな抵抗体を終端抵抗１２ａとして用いる場合、終端抵抗１２ａの上面の面積に対する、接合領域の面積の割合が大きくなる。ここで、接合領域とは、接合区間ＣＪのうち終端抵抗１２ａと接合されている領域のことを意味する。終端抵抗１２ａの上面の面積に対する、接合領域の面積の割合が大きくなることは、終端抵抗１２ａの多くの部分が信号線１１ａの下層に位置することを意味し、理想的なコプレーナ配置からの乖離がより大きくなることを意味する。したがって、終端抵抗１２ａのサイズを小さくすることによって、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとにおけるインピーダンス整合を図りにくくなる。
【００７９】
更に、小さな抵抗体を終端抵抗１２ａとして用いる場合、小さな終端抵抗１２ａにおいて変調信号の電力が熱に変換されるため、終端抵抗１２ａの単位体積当たりの発熱量が増大する、終端抵抗１２ａの最高到達温度が増大する、終端抵抗１２ａの周囲に生じる熱勾配が増大する、などの問題の原因となり得る。
【００８０】
これらの観点から、終端抵抗１２ａのサイズを小さくしすぎることは好ましくない。経験的に得られた好ましい終端抵抗１２ａのサイズは、幅ＷＴが５０μｍ程度、長さＬＴが１００μｍ程度である。
【００８１】
また、このようなサイズの終端抵抗１２ａに対して、上記接合領域を必要以上に大きく設計することは、高周波回路のコンパクト化の観点からも好ましくない。一方、上記接合領域の面積を狭くしすぎると、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとの接続において接触抵抗が生じる可能性がある。したがって、上記接合領域の面積は、実用上の問題とならない程度に接触抵抗が小さくなる範囲において、できるだけ狭く設計すればよい。
【００８２】
以上の設計指針に基づいて、終端抵抗１２ａの上面の面積に対する上記接合領域の面積の好ましい割合は、１％以上１０％以下である。上記割合が１％以上であれば、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとの接触抵抗を十分に低減できる。また、上記割合が１０％以下であれば、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとのインピーダンス整合を図りやすく、また高周波回路１０を無用に大きくすることもない。
【００８３】
終端抵抗１２ａの上面の形状が長方形であって、幅ＷＴが一定である場合、終端抵抗１２ａの上面の面積に対する、上記接合領域の面積の割合は、終端抵抗１２ａのｙ軸方向の長さＬＴに対する、上記接合領域（接合区間ＣＪ）におけるｙ軸方向の長さＬＣの割合とも表現できる。この場合、長さＬＴに対する長さＬＣの割合は、１％以上１０％以下であることが好ましいと言える。
【００８４】
（光変調器１の動作）
以下に、シリコン光変調器である光変調器１の動作について、図１を参照しながら簡単に説明する。入射側導波路２２から入射した光は、二手に分かれ第１のアーム部２４ａ又は第２のアーム部２４ｂを伝播する。
【００８５】
第１のアーム部２４ａを伝播する光は、第１の光変調部３０ａのｐｎ接合部２４ａ”において変調される。具体的には、第１の光変調部３０ａのｐｎ接合部２４ａ”には、信号線１１ａにＰＰＧから入力された変調信号に応じて、変調電界が印加される。印加された変調電界によって、ｐｎ接合部２４ａ”における自由キャリア濃度が変化し、結果的にｐｎ接合部２４ａ”の屈折率が変化する。この変調電界による屈折率変化を利用して、第１の光変調部３０ａは、ｐｎ接合部２４ａ”を伝播する光を変調する。
【００８６】
同様に、第２のアーム部２４ｂを伝播する光は、第２の光変調部３０ｂにおいて変調される。このように第１の光変調部３０ａ及び第２の光変調部３０ｂにおいてそれぞれ変調された２つの光は、出射側導波路２３において合流する。光変調器１は、Ｍ−Ｚ型光干渉計部分の位相を制御することによって、入射された光に信号を重畳し光信号として出力する。
【００８７】
〔比較例〕
第１の実施形態に係る高周波回路１０の比較例について、図９を参照して説明する。本比較例に係る光変調器５０１は、比較例に係る高周波回路５１０を備えている。図９の（ａ）は、本比較例に係る高周波回路５１０の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＫ−Ｋ線における高周波回路５１０の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＬ−Ｌ線における高周波回路５１０の断面図である。
【００８８】
本比較例に係る光変調器５０１は、第１の実施形態に係る光変調器１が備える高周波回路１０を、本比較例に係る高周波回路５１０に変更することによって得られたものである。図９の（ａ）に示すように、高周波回路５１０は、信号線５１１ａ、終端抵抗５１２ａ、第１のグランド配線５１３ａ、及び第２のグランド配線５１３ｂを備えている。
【００８９】
信号線５１１ａは、ｙ軸に対して平行な方向に延設されており、ｙ軸負方向側の端部が終端抵抗５１２ａの上面の一部に覆い被さるように接合した接合区間ＣＪを介して終端抵抗５１２ａに接続されている。信号線５１１ａのｘ軸方向の長さである幅ＷＳは、光変調器５０１が備えている第１の光変調部から、上記端部に至るまで一定である。したがって、高周波回路５１０において、終端抵抗５１２ａと絶縁体層５２１ｂとの境界における幅ＷＳは、終端抵抗５１２ａのｘ軸方向の幅ＷＴより狭い。
【００９０】
接合区間ＣＪにおける接合の開始位置（終端抵抗５１２の第１の端辺；ｙ軸正方向側の端辺）のｙ軸正方向側近傍において、信号線５１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図９の（ｂ）に示す。電気力線は、信号線５１１ａの両端部から、第１のグランド配線５１３ａ及び第２のグランド配線５１３ｂへの向きで生じる。
【００９１】
接合区間ＣＪの上記開始位置において、信号線５１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図９の（ｃ）に示す。接合区間ＣＪの上記開始位置において、信号線５１１ａの下層には終端抵抗５１２ａが、信号線５１１ａにとってｙ軸方向に不連続な構造として存在する。接合区間ＣＪの上記開始位置では、幅ＷＳが幅ＷＴより狭いため、電気力線は、終端抵抗５１２ａの両側側面から、第１のグランド配線５１３ａ及び第２のグランド配線５１３ｂへの向きで生じる。
【００９２】
したがって、信号線５１１ａと、第１のグランド配線５１３ａ及び第２のグランド配線５１３ｂとの間に生じる電気力線の形状は、接合区間ＣＪの上記開始位置において急激に変化する。この電気力線の形状における急激な変化は、信号線５１１ａ及び終端抵抗５１２ａにおけるインピーダンスの不整合の原因となる。結果として、信号線５１１ａに入力された変調信号の一部は、接合区間ＣＪの上記開始位置において反射され、第１の光変調部に再び到達する。その結果として、第１の光変調部では、ＰＰＧから入力されｙ軸正方向側から伝播してきた変調信号と、接合区間ＣＪの上記開始位置において反射されｙ軸負方向側から伝播してきた変調信号とが重畳する。このように、本比較例に係る光変調器５０１には、第１の光変調部が正しく光を変調することができない可能性がある。
【００９３】
〔変形例１〕
第１の実施形態に係る高周波回路１０の第１の変形例について、図４を参照して説明する。本変形例に係る高周波回路１０は、第１の実施形態に係る高周波回路において、信号線１１ａの端部の形状を変更することによって得られたものである。図４の（ａ）は、本変形例に係る高周波回路１０の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＧ−Ｇ線における高周波回路１０の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＨ−Ｈ線における高周波回路１０の断面図である。
【００９４】
図４の（ａ）に示すように、本変形例に係る高周波回路１０が備える信号線１１ａの幅ＷＳは、接合区間ＣＪの開始位置において終端抵抗１２ａの幅ＷＴより広い。また、幅ＷＳは、接合区間ＣＪの終了位置（信号線１１ａの終端；ｙ軸負方向側の端辺）においても、幅ＷＴより広い。したがって、信号線１１ａは、接合区間ＣＪの幅方向の一部において上記開始位置から上記終了位置までが終端抵抗１２ａに接続されている。
【００９５】
信号線１１ａにおける接合区間ＣＪの上記開始位置の近傍領域であって、ｙ軸正方向側の近傍領域において、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図４の（ｂ）に示す。電気力線は、信号線１１ａの両端部から、第１のグランド配線１３ａ及び第２のグランド配線１３ｂへの向きで生じる。
【００９６】
接合区間ＣＪの上記開始位置において、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図４の（ｃ）に示す。接合区間ＣＪの上記開始位置において、信号線１１ａの下層には終端抵抗１２ａが、信号線１１ａにとってｙ軸方向に不連続な構造として存在する。しかし、接合区間ＣＪの上記開始位置では、幅ＷＳが幅ＷＴより広いことによって、電気力線の一端は、相変わらず信号線１１ａの両端部に集中している。したがって、信号線１１ａから第１のグランド配線１３ａに至る電気力線、及び、信号線１１ａから第２のグランド配線１３ｂに至る電気力線は、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとの境界においても急激に変化しない。このことから、本変形例に係る高周波回路１０は、第１の実施形態に係る高周波回路１０と同様に、接合区間ＣＪの上記開始位置における信号線１１ａと終端抵抗１２ａとのインピーダンス不整合を抑制し、当該境界における変調信号の反射を抑制することができる。
【００９７】
〔変形例２〕
第１の実施形態に係る高周波回路１０の第２の変形例について、図５を参照して説明する。本変形例に係る高周波回路１０は、第１の実施形態に係る高周波回路において、信号線１１ａの終端（ｙ軸負方向側の端部）の形状を変更することによって得られたものである。図５の（ａ）は、本変形例に係る高周波回路１０の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＩ−Ｉ線における高周波回路１０の断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＪ−Ｊ線における高周波回路１０の断面図である。
【００９８】
図５の（ａ）に示すように、本変形例に係る高周波回路１０が備える信号線１１ａの幅ＷＳは、接合区間ＣＪの開始位置（終端抵抗１２ａの第１の端辺；ｙ軸正方向側の端辺）において、終端抵抗１２ａの幅ＷＴと等しい。また、接合区間ＣＪの終了位置（信号線１１ａの終端；ｙ軸負方向側の端辺）においても、幅ＷＳは、幅ＷＴと等しい。すなわち、接合区間ＣＪにおける幅ＷＳは、幅ＷＴと等しく構成されている。したがって、信号線１１ａは、接合区間ＣＪの幅方向の全部において上記開始位置から上記終了位置までが終端抵抗１２ａに接続されている。
【００９９】
信号線１１ａにおける接合区間ＣＪの上記開始位置の近傍領域であって、ｙ軸正方向側の近傍領域において、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図５の（ｂ）に示す。電気力線は、信号線１１ａの両端部から、第１のグランド配線１３ａ及び第２のグランド配線１３ｂへの向きで生じる。
【０１００】
次に、接合区間ＣＪの上記開始位置において、信号線１１ａに正の電圧が印加された場合に生じる電界を表す電気力線を、図５の（ｃ）に示す。接合区間ＣＪの上記開始位置において、信号線１１ａの下層には終端抵抗１２ａが、信号線１１ａにとってｙ軸方向に不連続な構造として存在する。図４の（ｃ）に示した第１の変形例に係る高周波回路１０における電気力線と比較すると、本変形例に係る高周波回路１０における電気力線の形状は、終端抵抗１２ａの厚さ方向（ｚ軸負方向）にある程度広がる。しかし、接合区間ＣＪの上記開始位置における幅ＷＳと幅ＷＴとが等しいことによって、電気力線の終端抵抗１２ａの厚さ方向への広がりが抑制される。
【０１０１】
したがって、信号線１１ａから第１のグランド配線１３ａに至る電気力線、及び、信号線１１ａから第２のグランド配線１３ｂに至る電気力線は、接合区間ＣＪの上記開始位置において急激に変化しない。このことから、本変形例に係る高周波回路１０は、比較例に係る高周波回路５１０と比較して、接合区間ＣＪの上記開始位置における信号線１１ａと終端抵抗１２ａとのインピーダンス不整合を抑制し、当該境界における変調信号の反射を抑制することができる。
【０１０２】
〔更なる変形例〕
第１の実施形態に係る高周波回路１０の更なる変形例について、図６を参照して説明する。第１の実施形態に係る高周波回路１０では、第１の光変調部３０ａにおける信号線１１ａのｘ軸方向の幅ＷＳが終端抵抗１２ａのｘ軸方向の幅ＷＴより狭い構成を前提に、高周波回路１０の説明を進めてきた。しかし、高周波回路１０は、第１の光変調部３０ａにおける幅ＷＳと、幅ＷＴとの大小関係により限定されるものではない。言い換えれば、第１の光変調部３０ａにおける幅ＷＳが接合区間ＣＪにおける接合の開始位置における幅ＷＴより広い構成も、本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１０３】
図６の（ａ）〜（ｄ）は、高周波回路１０の更なる変形例の上面図である。更なる変形例において、幅ＷＳは、第１の光変調部３０ａから、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとの接続部に至るまで一定であり、接合区間ＣＪの上記開始位置における幅ＷＴより広く構成されている。図６の（ａ）〜（ｄ）は、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとの接続部周辺を拡大したものであり、第１のグランド配線１３ａ及び第２のグランド配線１３ｂは、図示されていない。
【０１０４】
図６の（ａ）に示すように、更なる変形例の一例に係る高周波回路１０は、信号線１１ａは、接合区間ＣＪの上記開始位置において幅ＷＳが幅ＷＴより広く、接合区間ＣＪにおける接合の終了位置において幅ＷＳと幅ＷＴとが一致するように構成されている。
【０１０５】
図６の（ｂ）に示すように、更なる変形例の一例に係る高周波回路１０は、図６の（ａ）に示す高周波回路１０において、接合区間ＣＪの上記終了位置における幅ＷＳが幅ＷＴより広くなるように変更することによって得られる。
【０１０６】
図６の（ｃ）に示すように、更なる変形例の一例に係る高周波回路１０は、終端抵抗１２ａを上面視した場合に、その形状が台形である。信号線１１ａの第２の端部（ｙ軸負方向側の端部）は、終端抵抗１２ａの短い底辺（ｙ軸正方向側の底辺）を含む上面の一部に覆い被さるように接合した接合区間ＣＪを介して終端抵抗１２ａに接続されている。このとき、接合区間ＣＪの上記開始位置において幅ＷＳは幅ＷＴより広く、接合区間ＣＪの上記終了位置において幅ＷＳと幅ＷＴとが一致するように構成されている。
【０１０７】
図６の（ｄ）に示すように、更なる変形例の一例に係る高周波回路１０は、図６の（ｃ）に示す高周波回路１０において、接合区間ＣＪの上記終了位置における幅ＷＳが幅ＷＴより広くなるように変更することによって得られる。
【０１０８】
図６の（ａ）〜（ｄ）に示した更なる変形例に係る高周波回路１０のそれぞれが備える信号線１１ａは、接合区間ＣＪにおける上記開始位置において、幅ＷＳが幅ＷＴより広い。これらの構成によれば、信号線１１ａと、グランド配線との間に形成される電気力線は、接合区間ＣＪにおける上記開始位置において急激に変化しない。したがって、信号線１１ａと終端抵抗１２ａとのインピーダンス整合に悪影響を与えることがなく、接合区間ＣＪにおける上記開始位置に起因する変調信号の反射を抑制することができる。
【０１０９】
図６の（ａ）及び（ｃ）に示したように、接合区間ＣＪにおける上記終了位置において、幅ＷＳと幅ＷＴとが一致するように構成されていることがより好ましい。これらの構成によれば、図６の（ｂ）及び（ｄ）に示した構成と比較して、接合区間ＣＪにおける上記終了位置における電気力線の形状の変化を抑制することができる。したがって、信号線１１ａの第２の端部に起因する変調信号の反射を抑制することができる。
【０１１０】
〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態に係る高周波回路を備えた光変調器について、図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同様の部材に関しては、その説明を省略する。
【０１１１】
図７は、本実施形態に係る光変調器２０１が含む高周波回路２１０の上面図である。本実施形態に係る光変調器２０１は、本発明の第１の実施形態に係る光変調器１と比較して、第１の光変調部２３０ａが備えるｐｎ接合部２２４ａ”に接続されている信号線の構成が異なる。より具体的には、光変調器１は、ｐ型シリコン導波路２４ａ１に信号線１１ａが接続され、ｎ型シリコン導波路２４ａ２に第１のグランド配線１３ａが接続されている（図２の（ａ）参照）。したがって、光変調器１は、信号線１１ａに入力された変調信号に従って単動動作により光を変調する。一方、光変調器２０１は、以下に説明する通り、第１の信号線２１１ａ及び第２の信号線２１１ｂのそれぞれに入力された変調信号に従って差動動作により光を変調する。ここで、差動動作とは、Ｍ−Ｚ干渉計が備える２つのアーム（第１のアーム部及び第２のアーム部）間における差動動作ではなく、１つの光変調部（第１の光変調部２３０ａ）におけるキャリア濃度を変動させるための電界印加についての差動動作のことを指している。
【０１１２】
第１の光変調部２３０ａは、ｐ型シリコン導波路２２４ａ１とｎ型シリコン導波路２２４ａ２とからなるｐｎ接合部２２４ａ”、スラブ２２５ａ１、スラブ２２５ａ２、進行波電極２２６ａ１、及び進行波電極２２６ａ２を備えている。ｐ型シリコン導波路２２４ａ１は、スラブ２２５ａ１及び進行波電極２２６ａ１を介して第１の信号線２１１ａに接続されている。ｎ型シリコン導波路２２４ａ２は、スラブ２２５ａ２及び進行波電極２２６ａ２を介して第２の信号線２１１ｂに接続されている。
【０１１３】
第１の信号線２１１ａ及び第２の信号線２１１ｂは、半導体層と絶縁体層とがこの順番で積層された基板の絶縁体層の表面に形成された信号線であり、何れもｙ軸に対して平行な方向に延設されており、それぞれの第１の端部（ｙ軸正方向側の端部）は、図示しないＰＰＧに接続されている。ＰＰＧは、第１の信号線２１１ａ及び第２の信号線２１１ｂのそれぞれに、高周波信号である変調信号を出力する。
【０１１４】
第１の終端抵抗２１２ａ及び第２の終端抵抗２１２ｂは、半導体層と絶縁体層とがこの順番で積層された基板の絶縁体層の表面に埋設された抵抗体である。第１の終端抵抗２１２ａ及び第２の終端抵抗２１２ｂの上面は、上記絶縁体層の表面と一致するように構成されている。第１の終端抵抗２１２ａ及び第２の終端抵抗２１２ｂは、窒化チタニウムのような導電性の化合物によって構成されてもよいし、シリコンなどの半導体にｐ型の添加物を添加したｐ型半導体によって構成されてもよいし、シリコンなどの半導体にｎ型の添加物を添加したｎ型半導体によって構成されてもよい。
【０１１５】
以下において、第１の信号線２１１ａの終端点（第２の端部；ｙ軸負方向側の端部）の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を第１の信号線２１１ａの接合区間（第１の接合区間）ＣＪ１とする。第１の接合区間ＣＪ１が第１の終端抵抗２１２ａの上面の一部に覆い被さるように設けられていることによって、第１の信号線２１１ａと第１の終端抵抗２１２ａとは、互いに接続されている。同様に、第２の信号線２１１ｂの終端点（第２の端部；ｙ軸負方向側の端部）の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を第２の信号線２１１ｂの接合区間（第２の接合区間）ＣＪ２とする。第２の接合区間ＣＪ２が第２の終端抵抗２１２ｂの上面の一部に覆い被さるように設けられていることによって、第２の信号線２１１ｂと第２の終端抵抗２１２ｂとは、互いに接続されている。
【０１１６】
第１の信号線２１１ａのｘ軸負方向側には、第１のグランド配線２１３ａが配置されており、第２の信号線２１１ｂのｘ軸正方向側には、第２のグランド配線２１３ｂが配置されている。第１のグランド配線２１３ａ、第１の終端抵抗２１２ａ、第２の終端抵抗２１２ｂ、及び第２のグランド配線２１３ｂは、図示しない配線によってキャパシタを介して互いに接続されている。
【０１１７】
本実施形態において、高周波回路２１０は、第１の信号線２１１ａ、第１の終端抵抗２１２ａ、第１のグランド配線２１３ａ、第２の信号線２１１ｂ、第２の終端抵抗２１２ｂ、及び第２のグランド配線２１３ｂによって構成されている。第１の信号線２１１ａ、第１のグランド配線２１３ａ、第２の信号線２１１ｂ、及び第２のグランド配線２１３ｂは、何れも基板の絶縁体層の表面にコプレーナ配置されたアルミニウム製の配線パターンである。
【０１１８】
以下において、第１の信号線２１１ａにおけるｘ軸方向の長さを幅ＷＳ１とし、第２の信号線２１１ｂにおけるｘ軸方向の長さを幅ＷＳ２とする。また、第１の終端抵抗２１２ａの上面におけるｘ軸方向の長さを幅ＷＴ１とし、第２の終端抵抗２１２ｂの上面におけるｘ軸方向の長さを幅ＷＴ２とする。
【０１１９】
第１の接合区間ＣＪ１の開始位置（第１の終端抵抗２１２ａにおけるｙ軸正方向側の端辺）において、幅ＷＳ１はＷＴ１より広い。また、第２の接合区間ＣＪ２の開始位置（第２の終端抵抗２１２ｂにおけるｙ軸正方向側の端辺）において、幅ＷＳ２はＷＴ２より広い。
【０１２０】
当該構成によれば、比較例に係る高周波回路５１０と比較した場合に、高周波回路２１０において生じる電界を表す電気力線の形状は、第１の接合区間ＣＪ１の上記開始位置及び第２の接合区間ＣＪ２の上記開始位置において急激に変化しない。したがって、高周波回路２１０は、第１の信号線２１１ａに入力された変調信号が第１の接合区間ＣＪ１の上記開始位置において反射されることを抑制可能であり、第２の信号線２１１ｂに入力された変調信号が第２の接合区間ＣＪ２の上記開始位置において反射されることを抑制可能である。
【０１２１】
第１の接合区間ＣＪ１の上記開始位置から、第１の接合区間ＣＪ１の上記終了位置へ向かうにしたがって、幅ＷＳ１は狭くなり、第１の接合区間ＣＪ１の上記終了位置において、幅ＷＳ１はＷＴ１に一致するように構成されている。また、第２の接合区間ＣＪ２の上記開始位置から、第２の接合区間ＣＪ２の上記終了位置へ向かうにしたがって、幅ＷＳ２は狭くなり、第２の接合区間ＣＪ２の上記終了位置において、幅ＷＳ２はＷＴ２に一致するように構成されている。
【０１２２】
当該構成によれば、高周波回路２１０において生じる電界を表す電気力線の形状は、第１の接合区間ＣＪ１の上記終了位置、及び、第２の接合区間ＣＪ２の上記終了位置において急激に変化しない。したがって、高周波回路２１０は、第１の接合区間ＣＪ１の上記終了位置において第１の信号線２１１ａの幅ＷＳ１が幅ＷＴ１より広く、第２の接合区間ＣＪ２の上記終了位置において第２の信号線２１１ｂの幅ＷＳ２が幅ＷＴ２より広い場合と比較して、第１の信号線２１１ａに入力された変調信号が第１の接合区間ＣＪ１の上記終了位置において反射されることを抑制可能であり、第２の信号線２１１ｂに入力された変調信号が第２の接合区間ＣＪ２の上記終了位置において反射されることを抑制可能である。
【０１２３】
本実施形態では、シリコン変調部におけるキャリア濃度を変動させるための電界印加についての差動動作について述べた。しかし、本実施形態に係る発明は、これに限定されるものではなく、Ｍ−Ｚ干渉計が備える２つのアーム（第１のアーム部及び第２のアーム部）に対する差動動作を実施する場合にも適用可能である。
【０１２４】
〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態に係る高周波回路を備えた光変調器について、図８を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同様の部材に関しては、その説明を省略する。
【０１２５】
図８は、本実施形態に係る光変調器３０１が含む高周波回路３１０の上面図である。本実施形態に係る高周波回路３１０は、本発明の第１の実施形態に係る高周波回路１０と比較して、バイアス信号線３１４ａを備えている点が異なる。
【０１２６】
具体的には、高周波回路３１０は、信号線３１１ａ、終端抵抗３１２ａ、第１のグランド配線３１３ａ、第２のグランド配線３１３ｂ、及びバイアス信号線３１４ａを備えている。バイアス信号線３１４ａは、光変調器３０１における第１の光変調部が備えるｐｎ接合部のｐ型シリコン導波路に対して、直流のバイアス電圧を印加するための配線パターンである。また、バイアス信号線３１４ａは、信号線３１１ａ、第１のグランド配線３１３ａ、及び第２のグランド配線３１３ｂと同様に、基板３２１の絶縁体層の表面にコプレーナ配置されたアルミニウム製の配線パターンである。
【０１２７】
図８に示すように、バイアス信号線３１４ａは、半導体層と絶縁体層とがこの順番で積層された基板の絶縁体層の表面に、ｙ軸と平行な方向に延設されている。バイアス信号線３１４ａの第１の端部（ｙ軸負方向側の端部）は、図示しない直流電圧発生源に接続されている。一方、バイアス信号線３１４ａの第２の端部（終端点；ｙ軸正方向側）の手前を開始位置とし当該終端点を終了位置とする区間を、バイアス信号線３１４ａの接合区間ＣＪＢと定義する。バイアス信号線３１４ａの接合区間ＣＪＢが終端抵抗３１２ａの上面の一部に覆い被さるように設けられていることによって、接合区間ＣＪＢの上記開始位置から上記終了位置までが終端抵抗３１２ａに接続されている。なお、後述するように、上記開始位置におけるバイアス信号線３１４ａの幅は、上記開始位置における終端抵抗３１２ａの上面の幅より広い。したがって、バイアス信号線３１４ａは、幅方向の一部において接合区間ＣＪＢの上記開始位置から上記終了位置までが終端抵抗３１２ａに接続されている。
【０１２８】
なお、信号線３１１ａは、第１の実施形態に記載の信号線１１ａの場合と同様に、接合区間ＣＪＳが終端抵抗３１２ａの上面の一部に覆い被さるように設けられていることによって、終端抵抗３１２ａに接続されている。
【０１２９】
ここで、バイアス信号線３１４ａのｘ軸方向の長さを幅ＷＢとし、終端抵抗３１２ａのｘ軸方向の上面の長さを幅ＷＴとする。接合区間ＣＪＢの上記開始位置（終端抵抗３１２ａのｙ軸負方向側の端辺）における幅ＷＢは、幅ＷＴより広い。また、バイアス信号線３１４ａの幅ＷＢは、接合区間ＣＪＢの上記開始位置から上記終了位置（バイアス信号線３１４ａの終端；ｙ軸正方向側の端辺）に近づくにしたがって連続的に狭くなり、接合区間ＣＪＢの上記終了位置において終端抵抗１２ａの幅ＷＴと一致するように構成されていることが好ましい。言い換えれば、接合区間ＣＪＢにおいて、バイアス信号線３１４ａを上面視した場合の形状は、接合区間ＣＪＢの上記開始位置から上記終了位置に近づくにしたがって幅ＷＢが連続的に狭くなるテーパ形状であることが好ましい。
【０１３０】
上記の構成によれば、信号線３１１ａから終端抵抗３１２ａに入力された変調信号の電圧が十分に降圧されないまま接合区間ＣＪＢに到達した場合であっても、当該変調信号に起因する電気力線の形状は、接合区間ＣＪＢの上記開始位置において急激に変化しない。したがって、高周波回路３１０は、終端抵抗３１２ａに入力された変調信号が接合区間ＣＪＢの上記開始位置において反射することを抑制可能である。
【０１３１】
また、当該変調信号に起因する電気力線の形状は、接合区間ＣＪＢの上記終了位置において急激に変化しない。したがって、高周波回路３１０は、終端抵抗３１２ａに入力された変調信号が接合区間ＣＪＢの上記終了位置において反射することを抑制することができる。
【０１３２】
なお、信号線３１１ａの構成及び効果については、第１の実施形態に係る高周波回路１０の信号線１１ａの構成及び効果と同様であるため、ここでは省略する。
【０１３３】
（高周波回路３１０の変形例）
本実施形態において、幅ＷＢは、接合区間ＣＪＢの上記終了位置において幅ＷＴと一致するものとして説明した。しかし、図４に示す第１の変形例に係る高周波回路１０の場合と同様に、幅ＷＢは、接合区間ＣＪＢの上記終了位置において幅ＷＴより広くなるように構成されていてもよい。
【０１３４】
また、図５に示す第２の変形例に係る高周波回路１０の場合と同様に、幅ＷＢは、接合区間ＣＪＢの上記開始位置において幅ＷＴと等しく、接合区間ＣＪＢの上記終了位置においても、幅ＷＴと等しいようにバイアス信号線３１４ａは、構成されていてもよい。
【０１３５】
これらの変形例に係る高周波回路３１０においても、信号線３１１ａから終端抵抗３１２ａに入力されバイアス信号線３１４ａに到達した変調信号に起因する電気力線の形状は、接合区間ＣＪＢの上記開始位置において急激に変化しない。したがって、高周波回路３１０は、終端抵抗３１２ａに入力された変調信号が接合区間ＣＪＢの上記開始位置において反射することを抑制することができる。
【０１３６】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
本発明は、外部から高周波信号を入力される高周波回路に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３８】
１          光変調器
１０          高周波回路
１１ａ        信号線
１２ａ        終端抵抗
１３ａ        第１のグランド配線
１３ｂ        第２のグランド配線
２１          基板
２１ａ        半導体層
２１ｂ        絶縁体層
２１ｂ１      第１の絶縁体層
２１ｂ２      第２の絶縁体層
２２          入射側導波路
２３          出射側導波路
２４ａ        第１のアーム部
２４ａ’      導波路部
２４ａ”      ｐｎ接合部
２４ａ１      ｐ型シリコン導波路
２４ａ２      ｎ型シリコン導波路
２４ｂ        第２のアーム部
２５ａ１      スラブ
２５ａ２      スラブ
２６ａ１      進行波電極
２６ａ２      進行波電極
３０ａ        第１の光変調部
３０ｂ        第２の光変調部
【図１】
2016014697.tif 000003
【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】
2016014697.tif 000009
【図８】
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【図９】
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