[發(fā)明專利]光調(diào)制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711317588.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN108693664A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮崎德一;細(xì)川洋一;菅又徹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 住友大阪水泥股份有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/03
• 分類號(hào): G02F1/03;G02F1/035
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 方應(yīng)星;高培培

本發(fā)明提供一種光調(diào)制器。在光調(diào)制器中，降低信號(hào)電極間的電氣串?dāng)_，而不會(huì)導(dǎo)致由信號(hào)電極和接地電極構(gòu)成的信號(hào)線路的高頻特性的變化。一種光調(diào)制器，由在具有電光效應(yīng)的基板上設(shè)置的多個(gè)光波導(dǎo)構(gòu)成，具備：多個(gè)信號(hào)電極，對(duì)在所述光波導(dǎo)中傳播的光波進(jìn)行控制；以及多個(gè)接地電極，以夾著該信號(hào)電極的方式設(shè)置，至少一個(gè)所述接地電極由第一層和形成在該第一層之上的第二層構(gòu)成，所述第二層形成為，該第二層和與該第二層相鄰的信號(hào)電極之間的距離大于所述第一層和所述相鄰的信號(hào)電極之間的距離，由所述第一層及所述第二層構(gòu)成的所述接地電極的厚度為25μm以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及由形成在基板上的光波導(dǎo)構(gòu)成的光調(diào)制器，尤其是涉及通過向并列地設(shè)置在基板上的光波導(dǎo)施加電場(chǎng)來進(jìn)行光調(diào)制等動(dòng)作的光調(diào)制器。

背景技術(shù)

近年來，在光通信或光計(jì)測(cè)的領(lǐng)域中，大多使用在具有電光效應(yīng)的基板上形成有光波導(dǎo)的光調(diào)制器等波導(dǎo)型光元件。波導(dǎo)型光元件通常與上述光波導(dǎo)一起具備用于控制在該光波導(dǎo)內(nèi)傳播的光波的控制電極。

作為這樣的波導(dǎo)型光元件，廣泛地使用例如將作為強(qiáng)電介質(zhì)結(jié)晶的鈮酸鋰(LiNbO₃)(也稱為“LN”)使用于基板而得到的馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)型光調(diào)制器。馬赫-曾德爾型光調(diào)制器具備馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，該馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)由用于從外部導(dǎo)入光的入射波導(dǎo)、用于使由該入射波導(dǎo)導(dǎo)入的光分為2條路徑傳播的分支部、在分支部的后段使分支后的各個(gè)光傳播的2條并列波導(dǎo)以及用于將在該2條并列波導(dǎo)中傳播的光進(jìn)行合波而向外部輸出的出射波導(dǎo)構(gòu)成。

另外，馬赫-曾德爾型光調(diào)制器具備控制電極，該控制電極用于通過施加電壓而利用電光效應(yīng)來使在上述并列波導(dǎo)內(nèi)傳播的光波的相位變化而進(jìn)行控制。該控制電極通常由在上述并列波導(dǎo)的上部或其附近形成的RF(高頻)信號(hào)電極(以下稱為“信號(hào)電極”)和與該信號(hào)電極分離地配置的接地電極構(gòu)成。

近年來，為了滿足大容量高速光傳送的需要，研究使用了相位調(diào)制的多級(jí)調(diào)制方式，并將一部分進(jìn)行商用化。例如，在被稱為QPSK(四比特相位偏移調(diào)制，Quadrature PhaseShift Keying)或16QAM(直角相位振幅調(diào)制，Quadrature Amplitude Modulation)的光調(diào)制方式中，使用嵌套式光調(diào)制器。該嵌套式光調(diào)制器在相當(dāng)于馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的2個(gè)并列波導(dǎo)的部分分別形成另外的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，關(guān)于構(gòu)成2個(gè)該另外的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的共計(jì)4條并列波導(dǎo)，通過使在該并列波導(dǎo)中傳播的光波的相位分別變化來進(jìn)行光調(diào)制動(dòng)作。

另一方面，對(duì)于光傳送容量的增大化的市場(chǎng)要求逐年增加，伴隨著對(duì)于光傳送裝置的小型化、寬頻帶化的不間斷的要求，這樣的嵌套式光調(diào)制器的小型化、寬頻帶化的要求不斷增強(qiáng)。尤其是關(guān)于調(diào)制頻帶，例如在100Gbps傳送中，目前為止使用最大為32Gbaud的符率，而且，在超過400Gbps的傳送系統(tǒng)中，正研究超過于此的最大為64Gbaud的符率的應(yīng)用。

然而，在上述的嵌套式光調(diào)制器中，在上述4條并列波導(dǎo)設(shè)置的多個(gè)信號(hào)電極相互接近，因此在調(diào)制頻率進(jìn)行寬頻帶化時(shí)，信號(hào)電極間的電氣串?dāng)_引起的特性劣化無法忽視。

尤其是在以往的光調(diào)制器中，為了在所希望的頻帶確保高頻特性，通常提高信號(hào)電極的高度而降低該信號(hào)電極的導(dǎo)體損失。因此，信號(hào)電極的高度遠(yuǎn)高于周圍的接地電極(ground電極、GND電極)的高度，在相鄰的信號(hào)電極間設(shè)置的接地電極的對(duì)于該相鄰的信號(hào)電極相互的屏蔽效果受限。其結(jié)果是，信號(hào)電極的高度越高，則該相鄰的信號(hào)電極間的串?dāng)_越顯著。

為了抑制這樣的電氣串?dāng)_，雖然擴(kuò)寬信號(hào)電極間的間隔有效，但是為此需要擴(kuò)寬構(gòu)成嵌套式光調(diào)制器的并列波導(dǎo)間的間隔，嵌套式光調(diào)制器的寬度方向(與光傳播方向正交的方向)的尺寸大型化。而且，從將在光波導(dǎo)中傳播的光的損失維持得較低的觀點(diǎn)出發(fā)，使光波導(dǎo)的曲率減少的情況存在極限，如果并列波導(dǎo)間的間隔變寬，則并列波導(dǎo)至入射波導(dǎo)及出射波導(dǎo)的距離也變大，因此嵌套式光調(diào)制器的長(zhǎng)度方向(與光傳播方向平行的方向)的尺寸也大型化。