光変調器
【課題】
光変調器の出力光とモニタ光との位相差が補償可能であり、かつ簡単な構成で小型化可能な構成を有する光変調器を提供すること。
【解決手段】
基板１と、該基板１に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路２と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路２０を跨ぐように受光素子３を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光（放射光用導波路２１，２２を伝搬する放射光）を共に受光するよう構成されていることを特徴とする。
光変調器の出力光とモニタ光との位相差が補償可能であり、かつ簡単な構成で小型化可能な構成を有する光変調器を提供すること。
【解決手段】
基板１と、該基板１に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路２と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路２０を跨ぐように受光素子３を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光（放射光用導波路２１，２２を伝搬する放射光）を共に受光するよう構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調器に関するものであり、特に、マッハツェンダー型光導波路からの放射光を受光素子で検出する構成を有する光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野や光計測分野において、マッハツェンダー型光導波路を有する強度変調器など光変調器が多用されている。マッハツェンダー型光導波路は、入力導波路を２つに分岐し、２つの分岐導波路を結合して出力導波路につなげる構成を有している。また、光変調器の種類に応じて、マッハツェンダー型光導波路を一つのみ使用する場合や、一つのマッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路の途中に他のマッハツェンダー型光導波路を入れ子状に組み込む場合など、種々の形態が存在する。
【０００３】
マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路を伝搬した光波が合波部分において、同相で結合する場合には、出力用導波路に出力される光波はＯｎ状態となり、逆相の場合には光導波路が形成される基板中に放射又は出力導波路を挟むように配置された放射光用導波路に導入され、出力導波路の出力はＯｆｆ状態となるように動作する。以下では、Ｏｎ状態の出力導波路から出力される光波をＯｎ光と呼び、Ｏｆｆ状態で合波部分から放射される光波をＯｆｆ光又は放射光と呼ぶ。
【０００４】
マッハツェンダー型光導波路から出力される光の強度変化は、正弦関数的な特性を示すため、光変調器の用途に応じて、最適な出力光の強度を得るため、マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極に印加される変調信号は、適切な動作バイアス点に設定することが必要となる。
【０００５】
このため、従来では、光変調器に接続された光ファイバで導出される出力光（Ｏｎ光）の一部、あるいはＯｆｆ光をモニタ光として光検出器のような受光素子で検出し、光変調器の出力光の強度の状態をモニタすることが行われている。そして、受光素子の検出値（モニタ出力）に基づき、変調電極に印加される変調信号の動作バイアス点を調整（バイアス制御）している。
【０００６】
上述のようにモニタでバイアス制御を行う場合でも、光変調器からの出力が適正となるためには、光変調器の光ファイバ出力とモニタ出力との出力関数が、変調電極への印加電圧に対して同相又は逆相の関係にあってその間に位相差が無いことが求められる。このため、モニタ光への不要光混入を防止する構造や、２つのＯｆｆ光を利用する構造が提案されている。
【０００７】
従来の光通信の制御においては、モニタ出力に若干のバイアス点ずれが生じていた場合であっても、重大な問題とはならなかった。これは、信号として検出される光レベルは、マッハツェンダー型光導波路を有する強度変調器の出力関数の最大透過あるいは最小透過のレベルであり、この場合は出力関数の非線形性によって波形整形されるため、数％の位相差は許容可能であった。
【０００８】
これに対し、近年の通信の大容量化に伴い、例えば、差動四相位相偏移変調方式（ＤＱＰＳＫ）などの多値変調フォーマットが利用される場合などでは、出力関数の１／２強度点が出力光レベルとなるようにバイアス設定する必要がある。この場合は、光強度変化に敏感な点にバイアス点が設定されるため、出力信号の品質を良好に保つため、光変調器の動作バイアス点を厳密に、例えば、半波長電圧Ｖπに対して１％以下の精度で制御を行う必要がある。
【０００９】
ところで、マッハツェンダー型光導波路の構造として、合波部のＹ分岐構造において、２つの分岐導波路から光波が同相で合波部に入力される場合には、その大部分は出力用導波路の基本モードに変化されＯｎ光として出力される。しかし、一部の光については、変換損として出力用導波路の両側にＯｎ光と同じ位相で放射される。
【００１０】
また、２つの分岐導波路から光波が逆相で合波部に入力される場合には、出力用導波路は通常、基本モードのみを導波するよう設計されているため、出力用導波路の両側で位相が異なる光（逆相）が放射され、Ｏｆｆ光となる。この結果、放射光には、Ｏｆｆ光（逆相）だけでなく、変換損となった一部の光（Ｏｎ光と同相に変化）が混在するため、２つの放射光は、互いに逆相状態とはならず、逆相状態からずれた位相差を発生することとなる。
【００１１】
このため、特許文献１のように、モニタ光として、放射光の一方のみを検出する構成では、Ｏｆｆ光の正規の位相からずれた状態を検出しているため、上述のような１／２強度点にバイアスを精確に調整することは困難である。
【００１２】
また、光変調器の高性能化のため、基板厚が２０μｍ以下の薄板構造を使用する場合には、特許文献２のように合波部分に放射光用導波路を設ける必要がある。このような場合には、スラブ導波路の特性を有する薄板基板により、不要な光が基板中に広がらずに伝搬していくため、モニタ出力に様々な不要光が混入し易く、光変調器の出力であるメイン出力とモニタ出力との間に位相差を生じ易くなる。
【００１３】
さらに、特許文献３に示すように、出力導波路の両側に放射される２つの放射光をモニタ光として利用することで、モニタ特性の改善を図ることが提案されている。これは、放射光間での位相差のズレが起きる方向がモニタ出力間で符号が異なるため、双方の放射光を利用することで、そのずれを補正することができる。
【００１４】
しかしながら、特許文献３のように、モニタ出力を得るためには、受光部の大きな光検出器、あるいは２つの光検出器を用いる必要がある。前者の場合には、受光径が大きい光検出器は、部品サイズが大きくなる。しかも、モニタ出力の高速周波数応答性が劣るという問題を生じる。また、後者の場合には、部品点数が増え、構造や接続が複雑化し、大型化や高コスト化の原因となる。
【００１５】
さらに、特許文献４では、光変調器に光ファイバを接続する際に使用するガラス製のキャピラリーを利用し、１の受光素子で２つの放射光をモニタすると共に、２つの放射光の位相差を改善する構成を開示している。しかしながら、このような方法では、複数のマッハツェンダー型光導波路を集積した場合や、基板の端面から離れた位置にマッハツェンダー型光導波路が形成され、マッハツェンダー型光導波路とキャピラリーと間に他の光導波路は存在するなど、光導波路の構造が複雑化すると、着目する放射光を精確に受光することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−２８１５０７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３７３７６号公報
【特許文献３】米国特許第６，７９５，６２０号
【特許文献４】特願２０１１−３７７１８号（出願日：２０１１年２月２３日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、光変調器の出力光とモニタ光との位相差が補償可能であり、かつ簡単な構成で小型化可能な構成を有する光変調器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路を跨ぐように受光素子を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光を共に受光するよう構成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光変調器において、該出力導波路と該受光素子との間には低屈折率構造が形成され、該基板の該放射光の伝搬している部分と該受光素子との間には高屈折率構造が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の光変調器において、該低屈折率構造を挟む２つの該高屈折率構造の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の光変調器において、該基板の該放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置し、該放射光を該受光素子に導くことを特徴とする。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項２に記載の光変調器において、該出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光変調器において、該受光素子の配置位置を調整することで、前記２つの放射光の受光量の比を調整することを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の光変調器において、該基板には、該放射光を導波する放射光用導波路が形成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の光変調器において、該基板の厚みは２０μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に係る発明により、基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路を跨ぐように受光素子を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光を共に受光するよう構成されているため、１つの受光素子により２つの放射光を同時に受光することができる。しかも、２つの放射光は光変調器の出力光に対して逆相でそれぞれ正負にずれた特性を持っており、同時受光によりそれぞれの光強度が加算され出力特性が補償される。つまり、該受光素子が出力する電気信号の変化が、該出力導波路に導波される出射光の強度変化と逆相状態となるため、光変調器の出力光（出射光）と逆相状態となるモニタ光（モニタ出力）を容易に得ることができる。
【００２７】
請求項２に係る発明により、出力導波路と受光素子との間には低屈折率構造が形成され、基板の放射光の伝搬している部分と該受光素子との間には高屈折率構造が形成されているため、出力導波路を伝搬する光波を受光するのを抑制しながら、放射光を効率良く受光することが可能となる。
【００２８】
請求項３に係る発明により、低屈折率構造を挟む２つの高屈折率構造の間隔は、出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であるため、出力導波路を伝搬する光波が、高屈折率構造を介して受光素子に入射することを抑制することが可能となる。
【００２９】
請求項４に係る発明により、基板の放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置し、該放射光を受光素子に導くように構成されているため、放射光を効率良く受光素子に入射させることが可能となる。
【００３０】
請求項５に係る発明により、出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であるため、出力導波路を伝搬する光波が、該溝や該反射部材を介して受光素子に入射することを抑制することが可能となる。
【００３１】
請求項６に係る発明により、受光素子の配置位置を調整することで、２つの放射光の受光量の比を調整することにより、極めて簡便に当該受光量比を調整することが可能となる。
【００３２】
請求項７に係る発明により、基板には、放射光を導波する放射光用導波路が形成されているため、放射光の伝搬光路を容易に調整することができ、受光素子との位置関係や出力導波路との位置関係をより最適に設定することが可能となる。
【００３３】
請求項８に係る発明により、基板の厚みは２０μｍ以下であることにより、薄板基板に閉じ込められた不要光が多い場合でも、２つの放射光を利用して精確なモニタ光を得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の光変調器の第１の実施例を説明する平面図である。
【図２】図１に示す光変調器の一点鎖線Ｘ−Ｘ’における断面図を示す図である。
【図３】本発明の光変調器における出力光と放射光との関係を説明する図である。
【図４】図１に示す光変調器の一点鎖線Ｘ−Ｘ’における他の実施例を説明する断面図である。
【図５】本発明の光変調器の第２の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の光変調器の第３の実施例を説明する図である。
【図７】本発明の光変調器の第４の実施例を説明する図である。
【図８】図７に示す光変調器の溝等の構造を説明する断面図である。
【図９】本発明の光変調器の応用例を説明する図である。
【図１０】本発明の光変調器の他の応用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を、好適例を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の光変調器の第１の実施例を示す。図２は、図１の一点鎖線Ｘ−Ｘ’における断面図である。なお、光導波路と受光素子との配置関係を分かり易くするため、変調電極の図示を省略している。
【００３６】
本発明は、基板１と、該基板１に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路２と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極(不図示）とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路２０を跨ぐように受光素子３を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光（ａ１，ａ２）を共に受光するよう構成されていることを特徴とする。
【００３７】
本発明の光変調器における受光素子は、図１又は図２に示すように、出力導波路２０を跨ぐように受光素子３を配置することで、例えば、放射光用導波路（２１，２２）を伝搬する放射光を受光素子の受光部３０に、矢印ａ１とａ２のように同時に入射させる。この構成により、放射光を用いたモニタ光と出力導波路から出射される出力光との間の位相差を補償し、良好なモニタ特性を得ることができる。なお、受光素子の配置位置は、図１又は図２示したものに限らず、２つの放射光が受光できる配置であれば、任意の場所に配置することが可能である。
【００３８】
具体的には、出力光の光強度は、図３のグラフＡで表示される。グラフの横軸は、変調電極に印加されるバイアス電圧（入力電圧）である。２つの放射光（ａ１，ａ２）の光強度は、Ｂ及びＣで表示される。通常、放射光の光強度は、Ｏｆｆ光のみの場合には、出力光に対して逆相で変化し、２つの放射光の電界振幅は互いに逆の状態となる。これに、Ｏｎ光における変換損となる一部の光（Ｏｎ光と同相状態）が混在すると、２つの放射光（ａ１，ａ２）の光強度は、図３のＢ及びＣで表示するように、互いに逆方向にズレて、位相差を生じることになる（２つの放射光が受光素子に到達する際の両者の位相差が０でない状態となる）。そして、放射光（Ｂ及びＣに相当）を同時に受光すると、変換損となる一部の光の影響はキャンセルされ、モニタ出力としてグラフＤを得ることができる。このように、放射光の出力特性が補正され、出力導波路２０から出力される出力光に対して位相差の無いモニタ出力を得ることができる。つまり、モニタ出力Ｄは出力光Ａと逆相状態となる。なお、各グラフの高さは規格化して示している。
【００３９】
実際は、図２の放射光ａ１及びａ２が受光素子に到達する際の光強度分布は同じではない。これは図３のグラフのＢ及びＣの振幅値が異なることを意味している。このため、両者を１つの受光素子３（受光部３０）に入射し、単純に光強度変化を加算してもグラフＤの出力は得られない。本発明では、受光素子が受光する２つの放射光の光量比を調整するため、出力導波路２０又は放射光用導波路（２１，２２）に対して、受光素子３の配置位置を相対的に調整することで、２つの放射光の受光量の比を調整するよう構成できる。このような調整方法は、極めて簡便であり、受光量比を容易に調整することが可能となる。
【００４０】
基板１としては、石英、半導体など光導波路を形成できる基板であれば良く、特に、電気光学効果を有する基板である、ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３又はＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）のいずれかの単結晶が好適に利用可能である。特に、本発明に好適な基板は、基板の厚みが２０μｍ以下のものであり、このような薄板では、基板に閉じ込められた不要光が多いため、本発明のような、２つの放射光を同時に受光することで、より精確なモニタ信号を得ることできる。
【００４１】
基板に形成する光導波路２は、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板（ＬＮ基板）上にチタン（Ｔｉ）などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。また、光導波路となる部分の両側に溝を形成したリブ型光導波路や光導波路部分を凸状としたリッジ型導波路も利用可能である。また、ＰＬＣ等の異なる基板に光導波路を形成し、これらの基板を貼り合せ集積した光回路にも、本発明を適用することが可能である。
【００４２】
変調電極は、信号電極や接地電極から構成され、基板表面に、Ｔｉ・Ａｕの電極パターンを形成し、金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体ＳｉＯ２等のバッファ層を設けることも可能である。なお、放射光を受光素子側に導出する領域においては、バッファ層を形成すると、放射光を効率良く導出することが難しくなるため、当該領域には形成しないことが好ましい。
【００４３】
本発明の光変調器では、放射光を効率良く受光素子に導き、出力導波路を伝搬する出力光を導出しないようにするため、図２に示すように、出力導波路２０と受光素子３との間には低屈折率構造５０が形成され、基板の放射光の伝搬している部分（２１，２２）と該受光素子３との間には高屈折率構造（４０，４１）が形成されている。
【００４４】
低屈折率構造５０としては、基板１、特に、出力導波路２０より屈折率が低い構造であれば良く、例えば、空気層を設けたり、低屈折率の薄板を配置したり、あるいは、透明接着剤を充填するなどで、容易に構成することが可能である。
【００４５】
高屈折率構造（４０，４１）としては、基板１又は放射光用導波路（２１，２２）がある場合には、当該導波路より屈折率が高い材料を配置することで、形成することが可能である。高屈折率の薄板を配置する際には、放射光を効率良く受光素子側に導出するため、高屈折率構造（４０，４１）と基板１との接合は、直接接合又は０．５μｍ以下の厚みの薄い接着剤層を介して接合することが好ましい。
【００４６】
低屈折率構造５０を挟む２つの高屈折率構造（４０，４１）の間隔ｗは、出力導波路２０を伝搬する光波のモード径の２倍以上に設定することで、出力導波路２０を伝搬する光波が、高屈折率構造（４０，４１）を介して受光素子３に入射することを抑制することが可能となる。
【００４７】
低屈折率構造や高屈折率構造として、図４に示すように、受光素子３を構成する基板に、溝５１を形成して、構成することも可能である。受光素子を構成する半導体基板は、光変調器の電気光学効果を有する基板（ＬＮ基板）やガラス基板（基板１で光変調部分以外の基板の一部をガラス基板で置き換えることも可能である）よりも、屈折率が高いため、受光素子の基板に溝５１を形成するだけで、容易に高屈折率構造と低屈折率構造を構成することができる。溝の深さとしては、０．５μｍ以上あることが、出力導波路を伝搬する出力光を受光素子側に導かないためにも好ましい。
【００４８】
放射光を受光素子まで効率良く案内するためには、基板１には、放射光を導波する放射光用導波路（２１，２２）を形成することが好ましい。これにより、放射光の伝搬光路を容易に調整することができ、受光素子との位置関係や出力導波路との位置関係をより最適に設定することが可能となる。
【００４９】
受光素子の受光部の大きさ（受光径）は、２つの放射光を同時に受光し、高速なモニタ信号を出力する必要があるため、１００μｍ以下のものが好ましい。このような場合には、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度の高速なモニタ光の応答特性も実現することが可能である。
【００５０】
図５に示すように、本発明の光変調器では、放射光用導波路を形成しない場合でも、適用が可能である。分岐光などの入射光（Ｌ１，Ｌ２）を導入する導入導波路（２３，２４）と導入導波路を合波する合波部２５、そして、合波部から出力光を導出する出力導波路２０から構成される、Ｙ分岐構造を備えている。
【００５１】
合波部２５から放射光（Ｒ１，Ｒ２）が放射される、当該放射光を効率良く受光するには、受光素子３の受光部３０を、合波部の領域Ｙに掛かるよう配置することが好ましい。これは、合波部で発生した放射光は、基板の深さ方向に広がるためである。合波部の形状がテーパー形状である場合には、図５のように、テーパー形状の部分を含むように受光部３０を配置することが望ましい。受光部３０の形状は、図１のような円形でも、図５のような角丸な四角形状であっても良く、２つの放射光を効率良く受光できる形状であれば、特に限定されない。
【００５２】
放射光用導波路（２１，２２）を設ける場合であっても、図６に示すように、当該導波路の先端を受光部３０の領域内に配置し、端部で放出される放射光を効率良く受光部３０に導入するよう構成することも可能である。光導波路をＴｉ等の熱拡散で形成する場合には、先端を丸く形成することで、基板の平面上で導波路の先端を円形とするだけでなく、基板の深さ方向でも導波路の先端を半円状に形成することが可能となる。このため、導波路の先端部で、放射光が基板の上面方向、つまり、受光部３０方向に反射し易くなり、効率良く放射光を導出することができる。
【００５３】
なお、図１のように、放射光用導波路（２１，２２）を受光部３０の領域を超えて延ばすことにより、受光素子に放射光の一部を提供し、余分な放射光が基板内で迷光とならないよう、基板の外に導出したり、不図示の光吸収部材や高屈折率部材を利用して、余分な放射光を吸収したり外部に放出するよう構成することも可能である。
【００５４】
放射光を受光素子に導く方法としては、上述した方法以外に、基板の放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置する方法がある。図７に示すように、放射光用導波路（２１，２２）に溝（６０，６１）を形成する。当然、溝等の配置位置は、放射光が伝搬している部分であれば良く、放射光用導波路に限定されない。
【００５５】
図８は、図７の放射光用導波路２１に沿った断面図を示している。図８（ａ）のように、基板１に斜め方向の溝６０を設けることで、溝の壁面で放射光用導波路２１を伝搬する放射光が反射し、受光部３０に向かう光波ａ１となる。
【００５６】
また、図８（ｂ）は、溝６０に反射部材である反射板６２を挿入して、反射効率を高める構成を付加したものである。図８（ｃ）は、溝６０の形状を図８（ａ）と異なるものに変更し、溝の内面６３で放射光を反射させている。さらに、図８（ｄ）は、溝６０の内面の一部に反射部材である反射膜６４を形成することにより、同様の効果が得られる。このように、溝や反射部材を設ける場合には、基板１と受光素子３とは、接着剤のみ又はスペーサを介して接着剤で固定されている。
【００５７】
さらに、溝又は反射部材を配置する場合であっても、出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上とすることで、出力導波路を伝搬する光波が受光素子に入射することを抑制することが可能となる。
【００５８】
さらに、図９又は図１０に示すように、複数のマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路においても、放射光を効率良くモニタすることが可能である。例えば、図９は、偏波合成機能を有するネスト型の変調器の例を示す。図９では、入力光Ｌ０を２つに分け、各分岐光をネスト型の光導波路（光変調器）に導入し、各出力光（Ｌ０１，Ｌ０２）を偏波合成部６を使用して合成し、出力光Ｌ１０を得る。この際に、各ネスト型変調部の放射光をモニタするため、受光部３１，３２を配置する。本発明の構成では、このような複雑な光導波路であっても、受光部を含む受光素子を配置するだけで、放射光を効率良くモニタできる。
【００５９】
また、図９のように、複数の受光部を１つの受光素子に組み込むことで、配線等の手間を軽減し、光変調器の構成を小型化することも可能となる。
【００６０】
図１０では、光導波路２に複数のマッハツェンダー型導波路を形成するだけでなく、受光部（３３，３４）でモニタする位置を互いずらして配置し、光変調器の幅（図１０の上下方向の高さ）を狭く構成することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る光変調器によれば、光変調器の出力光とモニタ光との位相差が補償可能であり、かつ簡単な構成で小型化可能な構成を有する光変調器を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 基板
２ 光導波路
２０ 出力導波路
２１，２２ 放射光用導波路
３ 受光素子
３０〜３４ 受光部
４０〜４３ 高屈折率構造
５０，５１ 低屈折率構造
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光変調器に関するものであり、特に、マッハツェンダー型光導波路からの放射光を受光素子で検出する構成を有する光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野や光計測分野において、マッハツェンダー型光導波路を有する強度変調器など光変調器が多用されている。マッハツェンダー型光導波路は、入力導波路を２つに分岐し、２つの分岐導波路を結合して出力導波路につなげる構成を有している。また、光変調器の種類に応じて、マッハツェンダー型光導波路を一つのみ使用する場合や、一つのマッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路の途中に他のマッハツェンダー型光導波路を入れ子状に組み込む場合など、種々の形態が存在する。
【０００３】
マッハツェンダー型光導波路の各分岐導波路を伝搬した光波が合波部分において、同相で結合する場合には、出力用導波路に出力される光波はＯｎ状態となり、逆相の場合には光導波路が形成される基板中に放射又は出力導波路を挟むように配置された放射光用導波路に導入され、出力導波路の出力はＯｆｆ状態となるように動作する。以下では、Ｏｎ状態の出力導波路から出力される光波をＯｎ光と呼び、Ｏｆｆ状態で合波部分から放射される光波をＯｆｆ光又は放射光と呼ぶ。
【０００４】
マッハツェンダー型光導波路から出力される光の強度変化は、正弦関数的な特性を示すため、光変調器の用途に応じて、最適な出力光の強度を得るため、マッハツェンダー型光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極に印加される変調信号は、適切な動作バイアス点に設定することが必要となる。
【０００５】
このため、従来では、光変調器に接続された光ファイバで導出される出力光（Ｏｎ光）の一部、あるいはＯｆｆ光をモニタ光として光検出器のような受光素子で検出し、光変調器の出力光の強度の状態をモニタすることが行われている。そして、受光素子の検出値（モニタ出力）に基づき、変調電極に印加される変調信号の動作バイアス点を調整（バイアス制御）している。
【０００６】
上述のようにモニタでバイアス制御を行う場合でも、光変調器からの出力が適正となるためには、光変調器の光ファイバ出力とモニタ出力との出力関数が、変調電極への印加電圧に対して同相又は逆相の関係にあってその間に位相差が無いことが求められる。このため、モニタ光への不要光混入を防止する構造や、２つのＯｆｆ光を利用する構造が提案されている。
【０００７】
従来の光通信の制御においては、モニタ出力に若干のバイアス点ずれが生じていた場合であっても、重大な問題とはならなかった。これは、信号として検出される光レベルは、マッハツェンダー型光導波路を有する強度変調器の出力関数の最大透過あるいは最小透過のレベルであり、この場合は出力関数の非線形性によって波形整形されるため、数％の位相差は許容可能であった。
【０００８】
これに対し、近年の通信の大容量化に伴い、例えば、差動四相位相偏移変調方式（ＤＱＰＳＫ）などの多値変調フォーマットが利用される場合などでは、出力関数の１／２強度点が出力光レベルとなるようにバイアス設定する必要がある。この場合は、光強度変化に敏感な点にバイアス点が設定されるため、出力信号の品質を良好に保つため、光変調器の動作バイアス点を厳密に、例えば、半波長電圧Ｖπに対して１％以下の精度で制御を行う必要がある。
【０００９】
ところで、マッハツェンダー型光導波路の構造として、合波部のＹ分岐構造において、２つの分岐導波路から光波が同相で合波部に入力される場合には、その大部分は出力用導波路の基本モードに変化されＯｎ光として出力される。しかし、一部の光については、変換損として出力用導波路の両側にＯｎ光と同じ位相で放射される。
【００１０】
また、２つの分岐導波路から光波が逆相で合波部に入力される場合には、出力用導波路は通常、基本モードのみを導波するよう設計されているため、出力用導波路の両側で位相が異なる光（逆相）が放射され、Ｏｆｆ光となる。この結果、放射光には、Ｏｆｆ光（逆相）だけでなく、変換損となった一部の光（Ｏｎ光と同相に変化）が混在するため、２つの放射光は、互いに逆相状態とはならず、逆相状態からずれた位相差を発生することとなる。
【００１１】
このため、特許文献１のように、モニタ光として、放射光の一方のみを検出する構成では、Ｏｆｆ光の正規の位相からずれた状態を検出しているため、上述のような１／２強度点にバイアスを精確に調整することは困難である。
【００１２】
また、光変調器の高性能化のため、基板厚が２０μｍ以下の薄板構造を使用する場合には、特許文献２のように合波部分に放射光用導波路を設ける必要がある。このような場合には、スラブ導波路の特性を有する薄板基板により、不要な光が基板中に広がらずに伝搬していくため、モニタ出力に様々な不要光が混入し易く、光変調器の出力であるメイン出力とモニタ出力との間に位相差を生じ易くなる。
【００１３】
さらに、特許文献３に示すように、出力導波路の両側に放射される２つの放射光をモニタ光として利用することで、モニタ特性の改善を図ることが提案されている。これは、放射光間での位相差のズレが起きる方向がモニタ出力間で符号が異なるため、双方の放射光を利用することで、そのずれを補正することができる。
【００１４】
しかしながら、特許文献３のように、モニタ出力を得るためには、受光部の大きな光検出器、あるいは２つの光検出器を用いる必要がある。前者の場合には、受光径が大きい光検出器は、部品サイズが大きくなる。しかも、モニタ出力の高速周波数応答性が劣るという問題を生じる。また、後者の場合には、部品点数が増え、構造や接続が複雑化し、大型化や高コスト化の原因となる。
【００１５】
さらに、特許文献４では、光変調器に光ファイバを接続する際に使用するガラス製のキャピラリーを利用し、１の受光素子で２つの放射光をモニタすると共に、２つの放射光の位相差を改善する構成を開示している。しかしながら、このような方法では、複数のマッハツェンダー型光導波路を集積した場合や、基板の端面から離れた位置にマッハツェンダー型光導波路が形成され、マッハツェンダー型光導波路とキャピラリーと間に他の光導波路は存在するなど、光導波路の構造が複雑化すると、着目する放射光を精確に受光することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００１−２８１５０７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３７３７６号公報
【特許文献３】米国特許第６，７９５，６２０号
【特許文献４】特願２０１１−３７７１８号（出願日：２０１１年２月２３日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、光変調器の出力光とモニタ光との位相差が補償可能であり、かつ簡単な構成で小型化可能な構成を有する光変調器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路を跨ぐように受光素子を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光を共に受光するよう構成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光変調器において、該出力導波路と該受光素子との間には低屈折率構造が形成され、該基板の該放射光の伝搬している部分と該受光素子との間には高屈折率構造が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の光変調器において、該低屈折率構造を挟む２つの該高屈折率構造の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の光変調器において、該基板の該放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置し、該放射光を該受光素子に導くことを特徴とする。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項２に記載の光変調器において、該出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光変調器において、該受光素子の配置位置を調整することで、前記２つの放射光の受光量の比を調整することを特徴とする。
【００２４】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の光変調器において、該基板には、該放射光を導波する放射光用導波路が形成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項８に係る発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の光変調器において、該基板の厚みは２０μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に係る発明により、基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路を跨ぐように受光素子を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光を共に受光するよう構成されているため、１つの受光素子により２つの放射光を同時に受光することができる。しかも、２つの放射光は光変調器の出力光に対して逆相でそれぞれ正負にずれた特性を持っており、同時受光によりそれぞれの光強度が加算され出力特性が補償される。つまり、該受光素子が出力する電気信号の変化が、該出力導波路に導波される出射光の強度変化と逆相状態となるため、光変調器の出力光（出射光）と逆相状態となるモニタ光（モニタ出力）を容易に得ることができる。
【００２７】
請求項２に係る発明により、出力導波路と受光素子との間には低屈折率構造が形成され、基板の放射光の伝搬している部分と該受光素子との間には高屈折率構造が形成されているため、出力導波路を伝搬する光波を受光するのを抑制しながら、放射光を効率良く受光することが可能となる。
【００２８】
請求項３に係る発明により、低屈折率構造を挟む２つの高屈折率構造の間隔は、出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であるため、出力導波路を伝搬する光波が、高屈折率構造を介して受光素子に入射することを抑制することが可能となる。
【００２９】
請求項４に係る発明により、基板の放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置し、該放射光を受光素子に導くように構成されているため、放射光を効率良く受光素子に入射させることが可能となる。
【００３０】
請求項５に係る発明により、出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であるため、出力導波路を伝搬する光波が、該溝や該反射部材を介して受光素子に入射することを抑制することが可能となる。
【００３１】
請求項６に係る発明により、受光素子の配置位置を調整することで、２つの放射光の受光量の比を調整することにより、極めて簡便に当該受光量比を調整することが可能となる。
【００３２】
請求項７に係る発明により、基板には、放射光を導波する放射光用導波路が形成されているため、放射光の伝搬光路を容易に調整することができ、受光素子との位置関係や出力導波路との位置関係をより最適に設定することが可能となる。
【００３３】
請求項８に係る発明により、基板の厚みは２０μｍ以下であることにより、薄板基板に閉じ込められた不要光が多い場合でも、２つの放射光を利用して精確なモニタ光を得ることできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の光変調器の第１の実施例を説明する平面図である。
【図２】図１に示す光変調器の一点鎖線Ｘ−Ｘ’における断面図を示す図である。
【図３】本発明の光変調器における出力光と放射光との関係を説明する図である。
【図４】図１に示す光変調器の一点鎖線Ｘ−Ｘ’における他の実施例を説明する断面図である。
【図５】本発明の光変調器の第２の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の光変調器の第３の実施例を説明する図である。
【図７】本発明の光変調器の第４の実施例を説明する図である。
【図８】図７に示す光変調器の溝等の構造を説明する断面図である。
【図９】本発明の光変調器の応用例を説明する図である。
【図１０】本発明の光変調器の他の応用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を、好適例を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の光変調器の第１の実施例を示す。図２は、図１の一点鎖線Ｘ−Ｘ’における断面図である。なお、光導波路と受光素子との配置関係を分かり易くするため、変調電極の図示を省略している。
【００３６】
本発明は、基板１と、該基板１に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路２と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極(不図示）とを有する光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路２０を跨ぐように受光素子３を配置し、該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光（ａ１，ａ２）を共に受光するよう構成されていることを特徴とする。
【００３７】
本発明の光変調器における受光素子は、図１又は図２に示すように、出力導波路２０を跨ぐように受光素子３を配置することで、例えば、放射光用導波路（２１，２２）を伝搬する放射光を受光素子の受光部３０に、矢印ａ１とａ２のように同時に入射させる。この構成により、放射光を用いたモニタ光と出力導波路から出射される出力光との間の位相差を補償し、良好なモニタ特性を得ることができる。なお、受光素子の配置位置は、図１又は図２示したものに限らず、２つの放射光が受光できる配置であれば、任意の場所に配置することが可能である。
【００３８】
具体的には、出力光の光強度は、図３のグラフＡで表示される。グラフの横軸は、変調電極に印加されるバイアス電圧（入力電圧）である。２つの放射光（ａ１，ａ２）の光強度は、Ｂ及びＣで表示される。通常、放射光の光強度は、Ｏｆｆ光のみの場合には、出力光に対して逆相で変化し、２つの放射光の電界振幅は互いに逆の状態となる。これに、Ｏｎ光における変換損となる一部の光（Ｏｎ光と同相状態）が混在すると、２つの放射光（ａ１，ａ２）の光強度は、図３のＢ及びＣで表示するように、互いに逆方向にズレて、位相差を生じることになる（２つの放射光が受光素子に到達する際の両者の位相差が０でない状態となる）。そして、放射光（Ｂ及びＣに相当）を同時に受光すると、変換損となる一部の光の影響はキャンセルされ、モニタ出力としてグラフＤを得ることができる。このように、放射光の出力特性が補正され、出力導波路２０から出力される出力光に対して位相差の無いモニタ出力を得ることができる。つまり、モニタ出力Ｄは出力光Ａと逆相状態となる。なお、各グラフの高さは規格化して示している。
【００３９】
実際は、図２の放射光ａ１及びａ２が受光素子に到達する際の光強度分布は同じではない。これは図３のグラフのＢ及びＣの振幅値が異なることを意味している。このため、両者を１つの受光素子３（受光部３０）に入射し、単純に光強度変化を加算してもグラフＤの出力は得られない。本発明では、受光素子が受光する２つの放射光の光量比を調整するため、出力導波路２０又は放射光用導波路（２１，２２）に対して、受光素子３の配置位置を相対的に調整することで、２つの放射光の受光量の比を調整するよう構成できる。このような調整方法は、極めて簡便であり、受光量比を容易に調整することが可能となる。
【００４０】
基板１としては、石英、半導体など光導波路を形成できる基板であれば良く、特に、電気光学効果を有する基板である、ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３又はＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）のいずれかの単結晶が好適に利用可能である。特に、本発明に好適な基板は、基板の厚みが２０μｍ以下のものであり、このような薄板では、基板に閉じ込められた不要光が多いため、本発明のような、２つの放射光を同時に受光することで、より精確なモニタ信号を得ることできる。
【００４１】
基板に形成する光導波路２は、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板（ＬＮ基板）上にチタン（Ｔｉ）などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。また、光導波路となる部分の両側に溝を形成したリブ型光導波路や光導波路部分を凸状としたリッジ型導波路も利用可能である。また、ＰＬＣ等の異なる基板に光導波路を形成し、これらの基板を貼り合せ集積した光回路にも、本発明を適用することが可能である。
【００４２】
変調電極は、信号電極や接地電極から構成され、基板表面に、Ｔｉ・Ａｕの電極パターンを形成し、金メッキ方法などにより形成することが可能である。さらに、必要に応じて光導波路形成後の基板表面に誘電体ＳｉＯ２等のバッファ層を設けることも可能である。なお、放射光を受光素子側に導出する領域においては、バッファ層を形成すると、放射光を効率良く導出することが難しくなるため、当該領域には形成しないことが好ましい。
【００４３】
本発明の光変調器では、放射光を効率良く受光素子に導き、出力導波路を伝搬する出力光を導出しないようにするため、図２に示すように、出力導波路２０と受光素子３との間には低屈折率構造５０が形成され、基板の放射光の伝搬している部分（２１，２２）と該受光素子３との間には高屈折率構造（４０，４１）が形成されている。
【００４４】
低屈折率構造５０としては、基板１、特に、出力導波路２０より屈折率が低い構造であれば良く、例えば、空気層を設けたり、低屈折率の薄板を配置したり、あるいは、透明接着剤を充填するなどで、容易に構成することが可能である。
【００４５】
高屈折率構造（４０，４１）としては、基板１又は放射光用導波路（２１，２２）がある場合には、当該導波路より屈折率が高い材料を配置することで、形成することが可能である。高屈折率の薄板を配置する際には、放射光を効率良く受光素子側に導出するため、高屈折率構造（４０，４１）と基板１との接合は、直接接合又は０．５μｍ以下の厚みの薄い接着剤層を介して接合することが好ましい。
【００４６】
低屈折率構造５０を挟む２つの高屈折率構造（４０，４１）の間隔ｗは、出力導波路２０を伝搬する光波のモード径の２倍以上に設定することで、出力導波路２０を伝搬する光波が、高屈折率構造（４０，４１）を介して受光素子３に入射することを抑制することが可能となる。
【００４７】
低屈折率構造や高屈折率構造として、図４に示すように、受光素子３を構成する基板に、溝５１を形成して、構成することも可能である。受光素子を構成する半導体基板は、光変調器の電気光学効果を有する基板（ＬＮ基板）やガラス基板（基板１で光変調部分以外の基板の一部をガラス基板で置き換えることも可能である）よりも、屈折率が高いため、受光素子の基板に溝５１を形成するだけで、容易に高屈折率構造と低屈折率構造を構成することができる。溝の深さとしては、０．５μｍ以上あることが、出力導波路を伝搬する出力光を受光素子側に導かないためにも好ましい。
【００４８】
放射光を受光素子まで効率良く案内するためには、基板１には、放射光を導波する放射光用導波路（２１，２２）を形成することが好ましい。これにより、放射光の伝搬光路を容易に調整することができ、受光素子との位置関係や出力導波路との位置関係をより最適に設定することが可能となる。
【００４９】
受光素子の受光部の大きさ（受光径）は、２つの放射光を同時に受光し、高速なモニタ信号を出力する必要があるため、１００μｍ以下のものが好ましい。このような場合には、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度の高速なモニタ光の応答特性も実現することが可能である。
【００５０】
図５に示すように、本発明の光変調器では、放射光用導波路を形成しない場合でも、適用が可能である。分岐光などの入射光（Ｌ１，Ｌ２）を導入する導入導波路（２３，２４）と導入導波路を合波する合波部２５、そして、合波部から出力光を導出する出力導波路２０から構成される、Ｙ分岐構造を備えている。
【００５１】
合波部２５から放射光（Ｒ１，Ｒ２）が放射される、当該放射光を効率良く受光するには、受光素子３の受光部３０を、合波部の領域Ｙに掛かるよう配置することが好ましい。これは、合波部で発生した放射光は、基板の深さ方向に広がるためである。合波部の形状がテーパー形状である場合には、図５のように、テーパー形状の部分を含むように受光部３０を配置することが望ましい。受光部３０の形状は、図１のような円形でも、図５のような角丸な四角形状であっても良く、２つの放射光を効率良く受光できる形状であれば、特に限定されない。
【００５２】
放射光用導波路（２１，２２）を設ける場合であっても、図６に示すように、当該導波路の先端を受光部３０の領域内に配置し、端部で放出される放射光を効率良く受光部３０に導入するよう構成することも可能である。光導波路をＴｉ等の熱拡散で形成する場合には、先端を丸く形成することで、基板の平面上で導波路の先端を円形とするだけでなく、基板の深さ方向でも導波路の先端を半円状に形成することが可能となる。このため、導波路の先端部で、放射光が基板の上面方向、つまり、受光部３０方向に反射し易くなり、効率良く放射光を導出することができる。
【００５３】
なお、図１のように、放射光用導波路（２１，２２）を受光部３０の領域を超えて延ばすことにより、受光素子に放射光の一部を提供し、余分な放射光が基板内で迷光とならないよう、基板の外に導出したり、不図示の光吸収部材や高屈折率部材を利用して、余分な放射光を吸収したり外部に放出するよう構成することも可能である。
【００５４】
放射光を受光素子に導く方法としては、上述した方法以外に、基板の放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置する方法がある。図７に示すように、放射光用導波路（２１，２２）に溝（６０，６１）を形成する。当然、溝等の配置位置は、放射光が伝搬している部分であれば良く、放射光用導波路に限定されない。
【００５５】
図８は、図７の放射光用導波路２１に沿った断面図を示している。図８（ａ）のように、基板１に斜め方向の溝６０を設けることで、溝の壁面で放射光用導波路２１を伝搬する放射光が反射し、受光部３０に向かう光波ａ１となる。
【００５６】
また、図８（ｂ）は、溝６０に反射部材である反射板６２を挿入して、反射効率を高める構成を付加したものである。図８（ｃ）は、溝６０の形状を図８（ａ）と異なるものに変更し、溝の内面６３で放射光を反射させている。さらに、図８（ｄ）は、溝６０の内面の一部に反射部材である反射膜６４を形成することにより、同様の効果が得られる。このように、溝や反射部材を設ける場合には、基板１と受光素子３とは、接着剤のみ又はスペーサを介して接着剤で固定されている。
【００５７】
さらに、溝又は反射部材を配置する場合であっても、出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上とすることで、出力導波路を伝搬する光波が受光素子に入射することを抑制することが可能となる。
【００５８】
さらに、図９又は図１０に示すように、複数のマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路においても、放射光を効率良くモニタすることが可能である。例えば、図９は、偏波合成機能を有するネスト型の変調器の例を示す。図９では、入力光Ｌ０を２つに分け、各分岐光をネスト型の光導波路（光変調器）に導入し、各出力光（Ｌ０１，Ｌ０２）を偏波合成部６を使用して合成し、出力光Ｌ１０を得る。この際に、各ネスト型変調部の放射光をモニタするため、受光部３１，３２を配置する。本発明の構成では、このような複雑な光導波路であっても、受光部を含む受光素子を配置するだけで、放射光を効率良くモニタできる。
【００５９】
また、図９のように、複数の受光部を１つの受光素子に組み込むことで、配線等の手間を軽減し、光変調器の構成を小型化することも可能となる。
【００６０】
図１０では、光導波路２に複数のマッハツェンダー型導波路を形成するだけでなく、受光部（３３，３４）でモニタする位置を互いずらして配置し、光変調器の幅（図１０の上下方向の高さ）を狭く構成することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る光変調器によれば、光変調器の出力光とモニタ光との位相差が補償可能であり、かつ簡単な構成で小型化可能な構成を有する光変調器を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 基板
２ 光導波路
２０ 出力導波路
２１，２２ 放射光用導波路
３ 受光素子
３０〜３４ 受光部
４０〜４３ 高屈折率構造
５０，５１ 低屈折率構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、
該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路を跨ぐように受光素子を配置し、 該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光を共に受光するよう構成されていることを特徴とする光変調器。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調器において、該出力導波路と該受光素子との間には低屈折率構造が形成され、該基板の該放射光の伝搬している部分と該受光素子との間には高屈折率構造が形成されていることを特徴とする光変調器。
【請求項３】
請求項２に記載の光変調器において、該低屈折率構造を挟む２つの該高屈折率構造の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする光変調器。
【請求項４】
請求項１に記載の光変調器において、該基板の該放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置し、該放射光を該受光素子に導くことを特徴とする光変調器。
【請求項５】
請求項２に記載の光変調器において、該出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする光変調器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光変調器において、該受光素子の配置位置を調整することで、前記２つの放射光の受光量の比を調整することを特徴とする光変調器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光変調器において、該基板には、該放射光を導波する放射光用導波路が形成されていることを特徴とする光変調器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光変調器において、該基板の厚みは２０μｍ以下であることを特徴とする光変調器。
【請求項１】
基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極とを有する光変調器において、
該マッハツェンダー型光導波路を構成する出力導波路を跨ぐように受光素子を配置し、 該受光素子は、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から放出される２つの放射光を共に受光するよう構成されていることを特徴とする光変調器。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調器において、該出力導波路と該受光素子との間には低屈折率構造が形成され、該基板の該放射光の伝搬している部分と該受光素子との間には高屈折率構造が形成されていることを特徴とする光変調器。
【請求項３】
請求項２に記載の光変調器において、該低屈折率構造を挟む２つの該高屈折率構造の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする光変調器。
【請求項４】
請求項１に記載の光変調器において、該基板の該放射光の伝搬している位置に溝又は反射部材を配置し、該放射光を該受光素子に導くことを特徴とする光変調器。
【請求項５】
請求項２に記載の光変調器において、該出力導波路を挟む２つの溝又は反射部材の間隔は、該出力導波路を伝搬する光波のモード径の２倍以上であることを特徴とする光変調器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光変調器において、該受光素子の配置位置を調整することで、前記２つの放射光の受光量の比を調整することを特徴とする光変調器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の光変調器において、該基板には、該放射光を導波する放射光用導波路が形成されていることを特徴とする光変調器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の光変調器において、該基板の厚みは２０μｍ以下であることを特徴とする光変調器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８０００９（Ｐ２０１３−８０００９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８５８１（Ｐ２０１１−２１８５８１）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
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