本發(fā)明涉及一種光調制器，尤其涉及一種具備具有電光效應的基板、形成于該基板的光波導以及用于對在該光波導中傳播的光波進行調制的調制電極的光調制器。

背景技術：

在光通信領域或光測量領域中，使用具有馬赫-曾德爾(machzehnder)型光波導的強度調制器或相位調制器等各種光調制器。從馬赫-曾德爾型光波導輸出的光的強度變化相對于施加于調制電極的電壓例如表現(xiàn)出正弦函數(shù)的特性。根據(jù)光調制器的用途，為了得到最佳的輸出光的強度，需要將施加于調制電極的調制信號設定于適當?shù)墓ぷ髌命c。

因此，以往，將從光調制器輸出的信號光的一部分或從馬赫-曾德爾型光波導的合波部放射的放射光作為監(jiān)視光，利用如光檢測器那樣的受光元件進行檢測，并監(jiān)視光調制器的輸出光的強度的狀態(tài)。并且，根據(jù)受光元件的檢測值(監(jiān)視輸出)來對施加于調制電極的調制信號的工作偏置點進行調整(偏置控制)。

關于這種光調制器，到目前為止提出有各種發(fā)明。

例如，專利文獻1中公開有如下光調制器，該光調制器即使在基板上配置有受光元件的情況下，也提高受光元件的受光靈敏度，并且抑制受光元件的頻帶下降。并且，專利文獻2中公開有如下光調制器，該光調制器即使在同時接收監(jiān)視來自馬赫-曾德爾型光波導的合波部的2束放射光的情況下，也抑制受光元件的頻帶下降。

專利文獻1：日本特開2015-138145號公報

專利文獻2：日本特開2015-194517號公報

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

隨著近年來的通信的大容量化，開發(fā)出了如下結構的光調制器：在1個基板設置多個光調制部，按每個光調制部將不同的調制信號施加于調制電極來進行光調制。并且，還開發(fā)出了具備多個設有多個光調制部的基板的多元件結構的光調制器。這種光調制器構成為，為了在各個光調制部獨立地進行調制信號的偏置控制而在基板上配置多個受光元件并針對每個光調制部檢測監(jiān)視光。

并且，隨著通信的高速化，還推進著受光元件的受光頻帶的高頻率化。為了確保與高速通信相對應的受光頻帶，需要將傳播受光元件的受光信號的電線盡可能短地配線。然而，若想要在基板上配置多個受光元件的結構中將電線較短地配線，則由于配線的自由度小而有可能在基板上產(chǎn)生多處電線的配線交叉(cross)的部位。在電線的配線交叉的附近容易發(fā)生電串擾，擔心發(fā)生在電線中傳播的受光信號包含噪聲的問題。

本發(fā)明所要解決的課題在于解決如上所述的問題，并提供一種能夠抑制在基板上產(chǎn)生電線的配線交叉的部位的光調制器。

用于解決問題的方案

為了解決上述課題，本發(fā)明的光調制器具有如下技術特征。

(1)一種光調制器，其具有：基板，形成有光波導；以及光調制部，對在該光波導中傳播的光波進行調制，所述光調制器的特征在于，接收在該光波導中傳播的光波的受光元件和向該基板的外部輸出該受光元件的受光信號的輸出端子配置于該基板，并且將該受光元件與該輸出端子進行電連接的電線的至少一部分形成于該基板，具有多個該光調制部，針對各光調制部至少設有該受光元件、該輸出端子以及該電線，在針對各光調制部設置的受光元件中，至少1個受光元件配置成光波行進方向上的位置與其他受光元件的光波行進方向上的位置不同，各輸出端子配置成光波行進方向上的排列與各受光元件的光波行進方向上的排列相對應。

(2)上述(1)所述的光調制器的特征在于，該光波導具有并排的多個光波導部分，至少1個受光元件以橫跨相鄰的2個光波導部分的方式配置，并且接收在一個光波導部分中傳播的光波的第1受光部和接收在另一個光波導部分中傳播的光波的第2受光部設置于1個受光元件內。

發(fā)明效果

本發(fā)明的光調制器具有：基板，形成有光波導；以及光調制部，對在該光波導中傳播的光波進行調制，其中，接收在該光波導中傳播的光波的受光元件和向該基板的外部輸出該受光元件的受光信號的輸出端子配置于該基板，并且將該受光元件與該輸出端子進行電連接的電線的至少一部分形成于該基板，具有多個該光調制部，針對各光調制部至少設有該受光元件、該輸出端子以及該電線，在針對各光調制部設置的受光元件中，至少1個受光元件配置成光波行進方向上的位置與其他受光元件的光波行進方向上的位置不同，各輸出端子配置成光波行進方向上的排列與各受光元件的光波行進方向上的排列相對應，因此能夠提供一種能夠抑制在基板上產(chǎn)生電線的配線交叉的部位的光調制器。

附圖說明

圖1是說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第1實施例的俯視圖。

圖2是說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第2實施例的俯視圖。

圖3是說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第3實施例的俯視圖。

圖4是說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第4實施例的俯視圖。

附圖標記說明

1、1a、1b-基板，2-光波導，3(#1)～3(#4)、61(a)、61(b)、62(a)、62(b)-受光元件，4(#1)～4(#4)-電線，5(#1)～5(#4)、81(a)、81(b)、82(a)、82(b)-輸出端子，21-輸出波導，22-監(jiān)視用波導，23-放射光波導，31、31a、31b-受光部，m(a)～m(d)-光調制部。

具體實施方式

以下，對本發(fā)明所涉及的光調制器進行詳細說明。

如圖1～圖3所示，本發(fā)明的光調制器涉及如下光調制器，該光調制器具有：基板1，形成有光波導2；以及光調制部m，對在該光波導2中傳播的光波進行調制。

在該光調制器中，接收在該光波導2中傳播的光波的受光元件3和向該基板1的外部輸出該受光元件3的受光信號的輸出端子5配置于該基板1。并且，將該受光元件3與該輸出端子5進行電連接的電線4的至少一部分形成于該基板1。并且，具有多個該光調制部m，針對各光調制部m至少設有該受光元件3、該輸出端子5以及該電線4。并且，在針對各光調制部m設置的受光元件3中，至少1個受光元件3配置成光波行進方向上的位置與其他受光元件3的光波行進方向上的位置不同。并且，各輸出端子5配置成光波行進方向上的排列與各受光元件3的光波行進方向上的排列相對應。

圖1中示出說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第1實施例的俯視圖。

作為基板1，有石英、半導體等能夠形成光波導的基板、或作為具有電光效應的基板的使用了linbo3(鈮酸鋰)、litao3(鉭酸鋰)和plzt(鋯鈦酸鉛鑭)中的任一單晶等的基板。

形成于基板1的光波導2是例如通過在linbo3基板(ln基板)上使鈦(ti)等高折射率物質熱擴散而形成的。并且，也可以利用在成為光波導的部分的兩側形成有槽的肋型光波導或將光波導部分設為凸狀的脊型波導。并且，對于plc(planarlightwavecircuit：石英系平面光波回路)等的在不同的基板上形成光波導并將這些基板貼合而集成的光回路也可以應用本發(fā)明。

在基板1上設有用于對在光波導2中傳播的光波進行調制的調制電極(未圖示)。調制電極由信號電極和接地電極構成，是在基板表面形成ti/au的電極圖案并通過鍍金方法等形成的。另外，根據(jù)需要也可以在形成光波導之后的基板表面設置電介質sio2等的緩沖層。另外，若在向受光元件3側導出在基板1(光波導2)內傳播的信號光的區(qū)域中形成緩沖層，則難以高效地導出信號光，因此優(yōu)選在該區(qū)域不形成緩沖層。并且，在隔著緩沖層配置受光元件3的情況下，為了確保受光靈敏度，使配置受光元件3的區(qū)域的緩沖層的厚度薄于其他區(qū)域的緩沖層的厚度較好。

受光元件3可以與光波導2直接接觸，但為了高效地抽出從光波導2放射的光(倏逝波，evanescentwave)，優(yōu)選在光波導2上形成高折射率膜后在該高折射率膜之上配置受光元件3。在該情況下，需要將高折射率膜的折射率設定為高于光波導2的折射率且低于受光元件基板的折射率。并且，也可以例如日本特開2013-80009號公報所公開的那樣構成為，在基板1(或光波導2等)處配置槽或反射部件，通過反射將信號光的一部分引導至受光元件側。

本實施例的光調制器具有并排的4個光調制部m(a)～m(d)，所述光調制部m(a)～m(d)對調制電極施加調制信號來進行光調制。光調制部m(a)～m(d)構成為彼此使用不同的調制信號來進行光調制，且各自獨立地進行調制信號的偏置控制。所謂各光調制部并排，并不要求光波行進方向(圖1中的左右方向)上的位置一致，光波行進方向上的位置也可以偏離。

另外，作為彼此使用不同的調制信號來進行光調制的光調制部，并不限定于如本實施例那樣由1個馬赫-曾德爾型光波導形成的光調制部。即，例如可以使用由將2個馬赫-曾德爾型光波導配置成嵌入型的嵌套型光波導形成的光調制部、將2個嵌套型光波導進一步配置成嵌入型而成的光調制部等各種形狀的光調制部。

在基板1上，與各光調制部m相對應地設有利用受光部31接收在光波導2中傳播的光波的受光元件3、向基板1的外部輸出受光元件3的受光信號的輸出端子5、以及將受光元件3與輸出端子5進行電連接的電線4的至少一部分。在本例中，作為基板1，使用了厚度為20μm以下的基板，但基板的厚度是任意的。

在本實施例中，針對光調制部m(a)設有具有受光元件3(#1)、電線4(#1)以及輸出端子5(#1)的第1受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(c)設有具有受光元件3(#2)、電線4(#2)以及輸出端子5(#2)的第2受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(b)設有具有受光元件3(#3)、電線4(#3)以及輸出端子5(#3)的第3受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(d)設有具有受光元件3(#4)、電線4(#4)以及輸出端子5(#4)的第4受光系統(tǒng)。

各受光元件3將在各光調制部m的輸出波導21中傳播并從光調制器輸出的信號光的一部分作為監(jiān)視光而檢測。另外，如后面參考圖2進行說明的那樣，也可以將從構成各光調制部m的各個馬赫-曾德爾型光波導的合波部放射的放射光作為監(jiān)視光而檢測。并且，在基板具有一定程度的厚度的情況下，也可以設為將各受光元件3埋設于基板的結構。

在本實施例中，針對各光調制部m的輸出波導21設有抽出在輸出波導21中傳播的信號光的一部分的監(jiān)視用波導22。該監(jiān)視用波導22形成為將從輸出波導21抽出的信號光引導至相對應的受光元件3。

即，本實施例中的各受光元件3分別為將由相對應的光調制部m調制的信號光的一部分作為監(jiān)視光而檢測的結構。另外，也可以與輸出波導21重疊地配置受光元件3，并且在輸出波導21的剖面的一部分設置槽或反射部件，由此從輸出波導21直接取出信號光的一部分并由受光元件3接收。

從各受光元件3輸出的各個受光信號在連接于該受光元件3的電線4中傳播而到達輸出端子5，并從輸出端子5輸出至基板1的外部。

在本實施例中，將各電線4的整個區(qū)段形成于基板1上，但也可以將一部分區(qū)段以與基板1隔開的方式形成。

在本發(fā)明中，在推進光調制器的小型化時，為了確保各受光元件3的受光頻帶而將各電線4的配線盡可能短地形成，并且為了抑制產(chǎn)生電線4彼此交叉的部位而對受光元件3和輸出端子5的配置進行了研究設計。

即，在本發(fā)明所涉及的光調制器中，為了縮短受光元件部分在基板1的寬度方向上的長度l1，在針對各光調制部m設置的受光元件3中，將至少1個受光元件3配置成光波行進方向上的位置與其他受光元件3的光波行進方向上的位置不同。在此，所謂寬度方向是指與光波行進方向正交且與基板1的表面平行的方向，是圖1中的上下方向。受光元件3在寬度方向上具有一定程度的長度，因此，在將各受光元件3的光波行進方向上的位置對齊的情況下，若將受光元件3的個數(shù)設為n、將受光元件3的寬度方向上的長度設為l2，則基板1的寬度方向上的長度l1成為l1＝l2×n。

與此相對，在本發(fā)明所涉及的光調制器中，由于將至少1個受光元件3配置成光波行進方向上的位置與其他受光元件3的光波行進方向上的位置不同，因此能夠將基板1的寬度方向上的長度l1縮短為l2×n以下。

并且，在本發(fā)明所涉及的光調制器中，將各輸出端子5配置成光波行進方向上的排列與各受光元件3的光波行進方向上的排列相對應。由此，能夠縮短將受光元件3與輸出端子5進行連接的電線4的配線，還能夠減少電線4彼此交叉的部位。

參考圖1對受光元件3、電線4以及輸出端子5的具體配置進行說明。

在圖1中，在基板1的沿光波行進方向的一個端邊(圖中下側的端邊)配置有各輸出端子5。并且，就各受光元件3而言，從與輸出端子側相反的一側的端邊(圖中上側的端邊)起按受光元件3(#1)、3(#3)、3(#2)、3(#4)的順序配置有這些受光元件3。

為了縮短基板1的寬度方向上的長度，這些受光元件3配置成在相鄰的受光元件彼此之間光波行進方向上的位置不同。并且，在這些受光元件3中，將受光元件3(#1)和受光元件3(#2)的光波行進方向上的位置配置成比受光元件3(#3)和受光元件3(#4)的光波行進方向上的位置更向光波行進方向的下游側錯開。

與其對應地，以使輸出端子5(#1)和輸出端子5(#2)的光波行進方向上的位置比輸出端子5(#3)和輸出端子5(#4)的光波行進方向上的位置更靠下游側的排列來配置這些輸出端子5。

并且，在具有光波行進方向上的位置相同的多個受光元件3的情況下，越靠近輸出端子側的端邊的受光元件3所對應的輸出端子5則配置于越靠近受光元件側的位置。例如，在受光元件3(#1)和受光元件3(#2)中，受光元件3(#2)更靠近輸出端子側的端邊，因此將輸出端子5(#2)配置于更靠近受光元件側的位置。

根據(jù)這種結構，能夠將各電線4設為從受光元件3沿光波行進方向延伸之后朝向輸出端子方向延伸的簡單的配線。由此，能夠抑制在基板1上產(chǎn)生電線4的配線交叉的部位，并且能夠縮短電線4的配線。

圖2中示出說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第2實施例的俯視圖。

在本實施例中，針對光調制部m(a)設有具有受光元件3(#1)、電線4(#1)以及輸出端子5(#1)的第1受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(b)設有具有受光元件3(#2)、電線4(#2)以及輸出端子5(#2)的第2受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(c)設有具有受光元件3(#3)、電線4(#3)以及輸出端子5(#3)的第3受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(d)設有具有受光元件3(#4)、電線4(#4)以及輸出端子5(#4)的第4受光系統(tǒng)。

另外，各光調制部m可以設為由1個馬赫-曾德爾型光波導形成的光調制部、將2個馬赫-曾德爾型光波導配置成嵌入型而成為嵌套型光波導的光調制部、將2個嵌套型光波導進一步配置成嵌入型而成的光調制部等各種形狀的光調制部。

并且，在本實施例中，在各光調制部m的輸出波導21的兩側設有引導從構成光調制部m的馬赫-曾德爾型光波導的合波部放射的放射光的放射光波導23，并以覆蓋輸出波導21和放射光波導23的方式配置有受光元件3。

即，本實施例中的各受光元件3分別為將來自構成相對應的光調制部m的馬赫-曾德爾型光波導的合波部的放射光作為監(jiān)視光而檢測的結構。

另外，在輸出波導21與受光元件3之間設有低折射率結構(具有比輸出波導的折射率低的折射率的結構)，從而抑制在輸出波導中傳播的信號光入射到受光元件。作為低折射率結構，可以列舉出配置sio2等的膜的結構、或設置空氣層的結構等。

在圖2中，在基板1的沿光波行進方向的一個端邊(圖中下側的端邊)配置有各輸出端子5。并且，就各受光元件3而言，從與輸出端子側相反的一側的端邊(圖中上側的端邊)起按受光元件3(#1)、3(#2)、3(#3)、3(#4)的順序配置有這些受光元件。

為了縮短基板1的寬度方向上的長度，這些受光元件3配置成光波行進方向上的位置全部都不同。具體而言，從光行進方向的上游朝向下游，按受光元件3(#4)、3(#3)、3(#2)、3(#1)的順序錯開地配置。

與其對應地，從光行進方向的上游朝向下游，以輸出端子5(#4)、5(#3)、5(#2)、5(#1)這樣的排列來配置這些輸出端子5。

即使是這種結構，也能夠將各電線4設為從受光元件3沿光波行進方向延伸之后朝向輸出端子方向延伸的簡單的配線。由此，能夠抑制在基板1上產(chǎn)生電線4的配線交叉的部位，并且能夠縮短電線4的配線。關于通過該配置所導致的電串擾，能夠通過在并行的電線4(#1)～4(#4)之間配設串擾抑制單元來抑制。作為串擾抑制單元，可以使用連接于光調制器的殼體并接地的金屬等。

圖3中示出說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第3實施例的俯視圖。

在本實施例中，針對光調制部m(a)設有具有受光元件3(#1)、電線4(#1)以及輸出端子5(#1)的第1受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(b)設有具有受光元件3(#2)、電線4(#2)以及輸出端子5(#2)的第2受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(c)設有具有受光元件3(#2)、電線4(#3)以及輸出端子5(#3)的第3受光系統(tǒng)。并且，針對光調制部m(d)設有具有受光元件3(#3)、電線4(#4)以及輸出端子5(#4)的第4受光系統(tǒng)。

另外，各光調制部m可以設為由1個馬赫-曾德爾型光波導形成的光調制部、將2個馬赫-曾德爾型光波導配置成嵌入型而成為嵌套型光波導的光調制部、將2個嵌套型光波導進一步配置成嵌入型的光調制部等各種形狀的光調制部。

并且，在本實施例中，與第1實施例(圖1)同樣地，針對各光調制部m的輸出波導21設有抽出在輸出波導21中傳播的信號光的一部分的監(jiān)視用波導22。該監(jiān)視用波導22形成為將從輸出波導21抽出的信號光引導至相對應的受光元件3。

即，本實施例中的各受光元件3分別為將由相對應的光調制部m調制的信號光的一部分作為監(jiān)視光而檢測的結構。另外，也可以與輸出波導21重疊地配置受光元件3，并且在輸出波導21的剖面的一部分設置槽或反射部件，由此從輸出波導21直接取出信號光的一部分并由受光元件3接收。

并且，在本實施例中，成為由光調制部m(b)和光調制部m(c)共用1個受光元件3(#2)的結構。具體而言，針對光調制部m(b)的監(jiān)視用波導22和針對光調制部m(c)的監(jiān)視用波導22并排形成，并以橫跨這些波導部分的方式配置有受光元件3(#2)。在受光元件3(#2)中，接收在針對光調制部m(b)的監(jiān)視用波導22中傳播的光波的第1受光部31a和接收在針對光調制部m(c)的監(jiān)視用波導22中傳播的光波的第2受光部31b設置于1個受光元件內。另外，所謂各監(jiān)視用波導22并排形成，并不要求光波行進方向(圖3中的左右方向)上的位置一致，光波行進方向也可以偏離，但優(yōu)選具有以能夠共用1個受光元件3的程度重復的區(qū)段。

如此，通過設為由1個受光元件3接收多個光波的結構，能夠削減基板上的受光元件數(shù)量，因此在謀求基板的小型化時是有效的。

在圖3中，在基板1的沿光波行進方向的一個端邊(圖中下側的端邊)配置有各輸出端子5。并且，就各受光元件3而言，從與輸出端子側相反的一側的端邊(圖中上側的端邊)起按受光元件3(#1)、3(#2)、3(#3)的順序配置有這些受光元件3。

為了縮短基板1的寬度方向上的長度，這些受光元件3配置成光波行進方向上的位置全部都不同。具體而言，從光行進方向的上游朝向下游，按受光元件3(#3)、3(#2)、3(#1)的順序錯開地配置。

與其對應地，從光行進方向的上游朝向下游，以輸出端子5(#4)、5(#3)、5(#2)、5(#1)這樣的排列來配置這些輸出端子5。

并且，針對最靠近輸出端子側的端邊的受光元件3(#3)的電線4(#4)從相對于針對其他受光元件3(#1)、3(#2)的電線4(#1)～(#3)而言光波行進方向上的不同的位置連接于受光元件3。即，電線4(#1)～(#3)在受光元件3的光行進方向的下游側連接于該受光元件3，與此相對，電線4(#4)在受光元件3的光行進方向的上游側連接于該受光元件3。

即使是這種結構，也能夠將各電線4設為從受光元件3沿光波行進方向延伸之后朝向輸出端子方向延伸的簡單的配線。由此，能夠抑制在基板1上產(chǎn)生電線4的配線交叉的部位，并且能夠縮短電線4的配線。

在到此為止的說明中，以在1片基板上設有多個光調制部的光調制器作為例子，但本發(fā)明也可以應用于具備多個設有多個光調制部的基板的多元件結構的光調制器。

圖4中示出說明本發(fā)明所涉及的光調制器的第4實施例的俯視圖。

該圖的光調制器具備被輸入波長λ1的光波的第1基板1(a)和被輸入波長λ2的光波的第2基板1(b)。基板1(a)具有2個主調制部，這些主調制部分別具有2個副調制部。并且，針對各個副調制部設有受光元件61(a)，并且針對各個主調制部也設有受光元件62(a)。針對主調制部的受光元件62(a)是必須的，而針對副調制部的受光元件61(a)則可以省略，但為了進行更準確的調制控制，優(yōu)選設置受光元件61(a)?；?(a)也具有與基板1(a)的光調制部和受光元件同樣的光調制部和受光元件。

在基板1(b)上設有用于向外部輸出受光元件61(b)、62(b)的受光信號的輸出端子81(b)、82(b)。并且，在基板1(b)上還設有用于向外部輸出基板1(a)側的受光元件61(a)、62(a)的受光信號的輸出端子81(a)、82(a)。即，構成為在基板1(a)上檢測出的受光信號經(jīng)由基板1(b)輸出至外部。

受光元件61(a)與輸出端子81(a)、受光元件62(a)與輸出端子82(a)、受光元件61(b)與輸出端子81(b)、受光元件62(b)與輸出端子82(b)分別通過電線相連接。

即使是這種多元件結構的光調制器，在將受光元件配置成光波行進方向上的位置不同的情況下，通過以與其配置相對應的排列來配置輸出端子，也能夠使將受光元件與輸出端子進行電連接的電線的配線變得簡單。由此，能夠抑制在基板上產(chǎn)生電線的配線交叉的部位，并且能夠縮短電線的配線。

另外，在圖4中，成為受光元件61(a)、61(b)接收在放射光波導中傳播的放射光、且受光元件62(a)、62(b)接收在監(jiān)視用波導中傳播的監(jiān)視光的結構，但當然并不限定于這種結構。即，也可以設為由受光元件61(a)、61(b)接收在輸出波導中傳播的信號光的一部分或在監(jiān)視用波導中傳播的監(jiān)視光的結構。并且，還可以設為由受光元件62(a)、62(b)接收在輸出波導中傳播的信號光的一部分或在放射光波導中傳播的放射光。

以上，根據(jù)實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述內容，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內當然可以適當?shù)剡M行設計變更。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

如上說明，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠抑制在基板上產(chǎn)生電線的配線交叉的部位的光調制器。