光調(diào)制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光調(diào)制器。
【背景技術(shù)】
[0002]在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2及非專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2中記載有具有隆脊型光波導(dǎo)的光調(diào)制器。下述專(zhuān)利文獻(xiàn)I及非專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的光調(diào)制器具有設(shè)置在隆脊型光波導(dǎo)上的凸緣狀信號(hào)電極，下述專(zhuān)利文獻(xiàn)2以及非專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的光調(diào)制器具有蘑菇狀信號(hào)電極。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利公開(kāi)平11-101962號(hào)公報(bào)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利公開(kāi)平8-122722號(hào)公報(bào)
[0007]非專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008]非專(zhuān)利文獻(xiàn)1:Makoto Minakata, “Recent Progress of 40GHz high-speedLiNb03optical modulator,，，Proceedings of SPIE, Vol.4532, Active and PassiveOptical Components for WDM Communicat1n, 16(July 30,2001)p.16-27
[0009]非專(zhuān)利文獻(xiàn)2:R.Madabushi, “Microwave Attenuat1n Reduct1n Techniquesfor Wide-Band T1: LiNb030ptical Modulators，，IEICE TRANS.ELECTRON., VOL.E81-C, N0.8AUGUST 1998
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的具有隆脊型光波導(dǎo)的光調(diào)制器中，如該文獻(xiàn)的圖7、圖11所記載，在光波導(dǎo)上設(shè)置有凸緣形狀(即，具有比該光波導(dǎo)的寬度更寬的寬度的形狀)的信號(hào)電極。并且，在光波導(dǎo)的隆脊形部的側(cè)面，以與信號(hào)電極不接觸的方式形成為較薄的接地電極設(shè)置成與該光波導(dǎo)的隆脊形部接觸。在該文獻(xiàn)中記載有根據(jù)具有這種結(jié)構(gòu)的光調(diào)制器，可實(shí)現(xiàn)低驅(qū)動(dòng)電壓、在光波導(dǎo)內(nèi)引導(dǎo)的光和施加于信號(hào)電極的調(diào)制信號(hào)的速度匹配以及低電極損失。
[0013]然而，在如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的以往的光調(diào)制器中，由于以下理由而存在難以進(jìn)行高速調(diào)制動(dòng)作的問(wèn)題。
[0014]S卩，為了實(shí)現(xiàn)高速調(diào)制動(dòng)作而需要實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，具體而言，需要使供給被施加于調(diào)制電極(信號(hào)電極及接地電極)的調(diào)制信號(hào)的外部元件的輸出阻抗和光調(diào)制器的輸入阻抗接近相同的值(例如50 Ω )。
[0015]然而，在如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的光調(diào)制器中，由于凸緣狀的信號(hào)電極和設(shè)置于光波導(dǎo)的隆脊形部的側(cè)面的接地電極的距離變得較近，因此，信號(hào)電極與接地電極之間的靜電容量變大。由此，導(dǎo)致信號(hào)電極與接地電極之間的阻抗變小。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中示出，在如該文獻(xiàn)所記載的光調(diào)制器中的最佳的設(shè)計(jì)中，特性阻抗為18.4 Ω。其結(jié)果是，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)光調(diào)制器與上述外部元件之間的阻抗匹配，因此，將導(dǎo)致實(shí)際上難以實(shí)現(xiàn)高速調(diào)制動(dòng)作。
[0016]同樣的情況在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的具有呈蘑菇狀突出的信號(hào)電極的光調(diào)制器中也成為問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的利用呈蘑菇狀突出的信號(hào)電極的結(jié)構(gòu)是對(duì)實(shí)現(xiàn)速度匹配、低電極損失非常有效的結(jié)構(gòu)之一。然而，存在特性阻抗降低的問(wèn)題。在非專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載有在具有呈蘑菇狀突出的信號(hào)電極的結(jié)構(gòu)中的問(wèn)題是特性阻抗從50 Ω背離以及電極的反射特性Sll劣化為-10dB。
[0017]通過(guò)將阻抗轉(zhuǎn)換器、阻抗轉(zhuǎn)換電路組裝到調(diào)制器，能夠避免因特性阻抗從50 Ω背離而引起的反射特性變差的不良影響。然而，即使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電力相同，在特性阻抗較低的光調(diào)制器中，也存在導(dǎo)致信號(hào)電極的作用部電極部中的信號(hào)電極-接地電極間電壓降低的問(wèn)題。關(guān)于該信號(hào)電極-接地電極間電壓的降低，尤其是，如通過(guò)鈮酸鋰構(gòu)成光波導(dǎo)的光調(diào)制器那樣的基于電光效應(yīng)(根據(jù)施加電場(chǎng)而使折射率發(fā)生變化的現(xiàn)象，即普克爾(Pockels)效應(yīng)及光克爾(Optical Kerr)效應(yīng))的光調(diào)制器的情況下，從以高效率(低功耗)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，該信號(hào)電極-接地電極間的電壓的降低極為不利。因此，為了以高效率(低功耗)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，優(yōu)選避免特性阻抗的降低而進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0018]本發(fā)明是鑒于這種課題而完成的，其目的在于提供一種具有隆脊型光波導(dǎo)及凸緣狀或蘑菇狀的信號(hào)電極，且能夠高速動(dòng)作的光調(diào)制器。
[0019]用于解決技術(shù)課題的技術(shù)方案
[0020]本發(fā)明基于如下原理:通過(guò)切開(kāi)與信號(hào)電極相對(duì)而作用的接地電極構(gòu)件的一部分，減小電極間容量，提高特性阻抗。
[0021]S卩，為了解決上述課題，本發(fā)明的一種方式所涉及的光調(diào)制器，包括:基體部，具有主面；隆脊型光波導(dǎo)，設(shè)置在基體部的主面上并沿第一方向延伸，該第一方向沿著該主面；以及調(diào)制電極，用于調(diào)制在該隆脊型光波導(dǎo)內(nèi)引導(dǎo)的光?；w部的主面具有設(shè)置面、第一面以及第二面，在設(shè)置面設(shè)置有隆脊型光波導(dǎo)，第一面以及第二面位于沿第二方向夾持所述設(shè)置面的位置，第二方向與第一方向正交且沿著主面。調(diào)制電極由被供給調(diào)制信號(hào)的信號(hào)電極、第一接地電極以及第二接地電極構(gòu)成。信號(hào)電極具有寬幅部，該寬幅部為在隆脊型光波導(dǎo)上以沿第一方向延伸的方式設(shè)置的部分，并且具有比該隆脊型光波導(dǎo)的最上部的第二方向上的寬度寬的寬度。第一接地電極具有以沿第一方向延伸的方式設(shè)置在第一面上的第一接地電極構(gòu)件，第二接地電極具有以沿第一方向延伸的方式設(shè)置在第二面上的第二接地電極構(gòu)件。第一接地電極構(gòu)件具有僅設(shè)置于該第一接地電極構(gòu)件的第一方向的一部分的至少一個(gè)第一貫通孔，第二接地電極構(gòu)件具有僅設(shè)置于該第二接地電極構(gòu)件的第一方向的一部分的至少一個(gè)第二貫通孔。所述至少一個(gè)第一貫通孔在俯視時(shí)與信號(hào)電極的寬幅部重疊或者與該寬幅部在第二方向上相對(duì)，所述至少一個(gè)第二貫通孔在俯視時(shí)與信號(hào)電極的寬幅部重疊或者與該寬幅部在第二方向上相對(duì)。貫通孔與寬幅部相對(duì)是指從寬幅部發(fā)出的電力線(xiàn)到達(dá)貫通孔的開(kāi)口的周?chē)K止的狀態(tài)，且是指貫通孔的有無(wú)對(duì)調(diào)制電極的電路的靜電容量或特性阻抗值有重要影響的情況(根據(jù)貫通孔的有無(wú)，靜電容量或特性阻抗值的相對(duì)差比高頻網(wǎng)絡(luò)分析儀的阻抗校正電路基板的通常的精度0.3%大的情況)。另外，也可以并非從寬幅部直接觀(guān)察到貫通孔的開(kāi)口部或貫通孔的底部的方式。
[0022]在本發(fā)明的一方式所涉及的光調(diào)制器中，第一接地電極構(gòu)件及第二接地電極構(gòu)件分別具有在俯視時(shí)與信號(hào)電極的寬幅部重疊，或者與該寬幅部在第二方向上相對(duì)的第一貫通孔及第二貫通孔。因此，與第一接地電極構(gòu)件及第二接地電極構(gòu)件各自不具有第一貫通孔及第二貫通孔的情況相比，能夠降低信號(hào)電極與第一接地電極、第二接地電極之間的容量，因此能夠提高調(diào)制電極的特性阻抗。其結(jié)果是，根據(jù)本發(fā)明的一方式所涉及的光調(diào)制器，在信號(hào)電極作為集總常數(shù)型電極而發(fā)揮功能的情況下，能夠縮小妨礙高頻驅(qū)動(dòng)的、信號(hào)電極與第一接地電極、第二接地電極之間的容量，并且，在信號(hào)電極作為行波型電極而發(fā)揮功能的情況下，能夠避免調(diào)制電極的特性阻抗的降低，并能夠容易實(shí)現(xiàn)供給調(diào)制信號(hào)的外部元件與調(diào)制器的阻抗匹配。因此，能夠進(jìn)行高速調(diào)制動(dòng)作以及高效率驅(qū)動(dòng)。
[0023]另外，在本發(fā)明的一方式所涉及的光調(diào)制器中，也可以是，上述至少一個(gè)第一貫通孔及上述至少一個(gè)第二貫通孔在俯視時(shí)具有圓形形狀、橢圓形形狀、跑道形狀或者圓角矩形形狀。由此，在俯視時(shí)，與第一接地電極構(gòu)件的第一貫通孔相鄰的界面(第一接地電極構(gòu)件的側(cè)面)、以及在俯視時(shí)與第二凹部接地電極構(gòu)件的第二貫通孔相鄰的界面(第二接地電極構(gòu)件的側(cè)面)成為不具有角部或突起部的曲線(xiàn)形狀。其結(jié)果是，當(dāng)調(diào)制信號(hào)被施加于調(diào)制電極時(shí)，在該相鄰的界面，不易發(fā)生過(guò)度的電場(chǎng)集中于角部或突起部的情況，因此，能夠抑制由第一貫通孔及第二貫通孔的形成而引起的調(diào)制信號(hào)的傳播損失。
[0024]另外，在本發(fā)明的一方式所涉及的光調(diào)制器中，也可以是，第一接地電極構(gòu)件具有多個(gè)第一貫通孔，該多個(gè)第一貫通孔沿第一方向依次設(shè)置，第二接地電極構(gòu)件具有多個(gè)第二貫通孔，該多個(gè)第二貫通孔沿第一方向依次設(shè)置。
[0025]由此，在信號(hào)電極作為集總常數(shù)型電極而發(fā)揮功能的情況下，能夠縮小成為高頻驅(qū)動(dòng)的阻礙的電極間的容量，并且，在信號(hào)電極作為行波型電極而發(fā)揮功能的情況下，能夠進(jìn)一步提高調(diào)制電極的特性阻抗。因此，容易更高精度地實(shí)現(xiàn)供給調(diào)制信號(hào)的外部元件與調(diào)制器的阻抗匹配。其結(jié)果是，根據(jù)本發(fā)明的一方式所涉及的光調(diào)制器，能夠進(jìn)行更高速的調(diào)制動(dòng)作和尚效的驅(qū)動(dòng)。
[0026]進(jìn)而，在本發(fā)明的一方式所涉及的光調(diào)制器中，也可以是，上述至少一個(gè)第一貫通孔在俯視時(shí)與第一接地電極構(gòu)件的隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面隔開(kāi)，上述至少一個(gè)第二貫通孔在俯視時(shí)與第二接地電極構(gòu)件的隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面隔開(kāi)。
[0027]由此，在俯視時(shí)，在第一接地電極構(gòu)件的上述側(cè)面和第二接地電極構(gòu)件的上述側(cè)面，貫通孔配置成在隆脊型光波導(dǎo)側(cè)開(kāi)口，由此能夠防止在第一接地電極構(gòu)件、第二接地電極構(gòu)件的隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面?zhèn)刃纬山遣?。其結(jié)果是，在調(diào)制信號(hào)施加于調(diào)制電極時(shí)，在該側(cè)面不易產(chǎn)生電場(chǎng)的集中，因此，能夠抑制因貫通孔的形成而引起的調(diào)制信號(hào)的傳播損失。
[0028]進(jìn)而，在本發(fā)明的一方式所涉及的光調(diào)制器中，也可以是，至少一個(gè)第一貫通孔在俯視時(shí)與第一接地電極構(gòu)件的隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面隔開(kāi)20 μπι以上，至少一個(gè)第二貫通孔在俯視時(shí)與第二接地電極構(gòu)件的隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面隔開(kāi)20 μ m。由此，調(diào)制電極與第一貫通孔、第二貫通孔的隔開(kāi)距離也變大，因此，當(dāng)調(diào)制信號(hào)施加于調(diào)制電極時(shí)，在該側(cè)面更加不易產(chǎn)生電場(chǎng)的集中。其結(jié)果是，能夠進(jìn)一步抑制調(diào)制信號(hào)的傳播損失。
[0029]在第一接地電極構(gòu)件及第二接地電極構(gòu)件未設(shè)置貫通孔的方式中的調(diào)制信號(hào)的傳播損失，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)的情況下為0.2dB/[cm(GHz)1/2]左右，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的類(lèi)似結(jié)構(gòu)的情況下為0.18dB/[cm(GHz)172]左右，在同時(shí)應(yīng)用專(zhuān)利文獻(xiàn)2的結(jié)構(gòu)和隆脊型光波導(dǎo)的情況下為0.15dB/[cm(GHz)172]左右。俯視時(shí)的第一貫通孔和隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面的隔開(kāi)距離、以及俯視時(shí)的第二貫通孔和隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面的隔開(kāi)距離為20 μπι左右的情況下，作為第一貫通孔及第二貫通孔，將寬度ΙΟμπκ長(zhǎng)度50 μπι的圓角長(zhǎng)方形貫通孔列以10 μπι的間隔沿第一方向配置于第一接地電極構(gòu)件及第二接地電極構(gòu)件時(shí)的調(diào)制信號(hào)的傳播損失的劣化幅度，在非專(zhuān)利文獻(xiàn)I的結(jié)構(gòu)的情況下為0.1dB/[cm(GHz)1/2]左右，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2的類(lèi)似結(jié)構(gòu)的情況下為0.02dB/[cm(GHz)172]左右。若將上述隔開(kāi)距離設(shè)為30 μπι左右，則幾乎能夠忽略因第一貫通孔及第二貫通孔的形成而引起的調(diào)制信號(hào)的傳播損失。
[0030]在俯視時(shí)的第一貫通孔和隆脊型光波導(dǎo)的側(cè)面的隔開(kāi)距離、以及俯視時(shí)的第二貫通孔和隆脊型光波導(dǎo)側(cè)的側(cè)面的隔開(kāi)距離較大的情況下，通過(guò)在第一接地電極構(gòu)件及第二接地電極構(gòu)件形成第一貫通孔及第二貫通孔而減小信號(hào)電極與第一接地電極、第二接地電極間的容量的效果、以及使調(diào)制電極的特性阻抗提高的效果相對(duì)降低。然而，除了這種方式之外，本發(fā)明的一方式還提供如下方法，即在利用由如同鈮酸鋰的較高的介電常數(shù)材料構(gòu)成的光波導(dǎo)來(lái)制作在非專(zhuān)利文獻(xiàn)I或非專(zhuān)利文獻(xiàn)2等中所記載的結(jié)構(gòu)的光調(diào)制器的情況下，用于調(diào)整信號(hào)電極和第一接地電極、第二接地電極間容量以及調(diào)制電極的特性阻抗的實(shí)際應(yīng)用上利用價(jià)值高的方法。
[0031]在第一接地電極構(gòu)件及