WO2008108154A1

WO2008108154A1 - 光位相変調器

Info

Publication number: WO2008108154A1
Application number: PCT/JP2008/052605
Authority: WO
Inventors: Osamu Mitomi; Kenji Aoki; Jungo Kondo; Yuichi Iwata; Tetsuya Ejiri; Akiyoshi Ide
Original assignee: Ngk Insulators, Ltd.
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2008-02-12
Publication date: 2008-09-12
Also published as: EP2116889B1; EP2116889A1; JP5171808B2; US7869669B2; US20090290830A1; JPWO2008108154A1; EP2116889A4

Abstract

本発明は、電気光学材料からなる基板上に、信号電極と、前記信号電極を挟む第一及び第二の接地電極を有する光位相変調器に関する。前記第一の接地電極と前記信号電極との間の第一ギャップの大きさが、前記第二の接地電極と前記信号電極との間の第二ギャップの大きさよりも小さくなるように前記各電極を設けること、さらに第一ギャップに光位相変調部である光導波路を設けるが、第二ギャップには光導波路は設けないことにより、位相変調に必要な駆動電圧を低下させる、インピーダンス整合を容易に図る、及び良好な高周波特性を実現する、という課題を達成する。

Description

明細書

光位相変調器発明の属する技術分野

本発明は、光位相変調器に関するものである。

背景技術

riEICE TRABS. ELECTRON.，」 VOL. E78-C, No.1, January 1995 "Band Operation of Guided-Wave Light Modulators with Filter-Type Coplanar Electrodes" には、いわゆる AC P S型電極を利用した光位相変調器が開示されている。この変調器では、 AC P S型電極の接地電極と信号電極との間にチャンネル光導波路を形成し、光導波路に電圧を印加して伝搬光の位相を変調する。

. 一方、特開平 2— 26 9 3 09号公報には、入射光の振幅を変調する振幅変調器において、マッハツェンダー型光導波路の一対の分岐導波路に対して、非対称コプレナ一型電極から変調電圧を印加することが記載されている（図 9)。このタイプの電極では、一対のギャップの各幅は異なっている。

特開 200 5— 9 1 6 98号公報では、入射光の振幅を変調する振幅変調器において、マッハツェンダー型光導波路の一対の分岐導波路に対して、非対称コプレナ一型電極から変調電圧を印加することが記載されている。これによつて、一対の分岐導波路に加わる電界強度を異ならせ、これによつて各分岐導波路を伝搬する光の変調度を異ならせる。これによってチヤープ特性を得ることを目的としている。

なお、特開 2004— 2 1 96 0 0では、 C P W型、 A C P S型のマッハツヱンダ一光変調器において、接地電極と信号電極とのギャップ G に対する信号電極の幅 Wの比率 WZGを 0. 8以上とすること、特には 2 . 5以上とすることによって、電極伝搬損失を低減できることを開示した発明の開示

本発明者は、動作安定性が高く、インピーダンス整合を行った上で、駆動電圧が低い光位相変調器を作製しようと試みてきた。例えば、「IEICE TRABS. ELECTRON.,] VOL. E78-C, No. 1, January 1995 "Band Operation of Guided- Wave Light Modulators with Filter-Type Coplanar Electrodes"の光位相変調器においては、電極の特性インピーダンスを同軸線路に整合させた上で、駆動電圧を低くすることは困難であった。さらに、コプレナ一型電極のように信号線の両側を GND電極で挟まれるという構造でないため、高周波信号の電界閉じ込めが弱く、信号電極曲げ部及び高周波同軸ケーブルとの接続部等の不連続点を原因として高周波特性にリップルが発生しゃすいという欠点があった。

特開平 2— 2 6 9 3 0 9号公報、特開 2 0 0 5— 9 1 6 9 8号公報の各変調器は、光振幅を変調するさいに、電極の各ギャップ幅を異ならせることで各分岐導波路に加わる電界強度を異ならせ、これによつて所望のチヤープ特性を得るものである。しかし、チヤープ特性を所望の特性に制御する必要があるのは振幅変調器であり、チヤープ量が無限大に固定される光位相変調器には、チヤ一プ量を制御するという概念は適用できない。また、 A C P W型電極を使用しているので、振幅変調の際に、特性ィンピーダンスを整合させたときに、'通常の対称型 CPW電極を用いた場合と比べて駆動電圧は上昇するものである。

本発明の課題は、動作安定性が高く、インピーダンス整合を行った上で、駆動電圧が低い光位相変調器を提供することである。

本発明に係る光位相変調器は、電気光学材料からなる基板、

基板上に設けられた信号電極、

信号電極を挟む第一および第二の接地電極、および

第一の接地電極と信号電極との間の第一ギャップに設けられた光導波路を備えている光位相変調部を備えており、

第一の接地電極と信号電極との間の第一ギヤップの大きさ G iが、第二の接地電極と信号電極との間の第二ギャップの大きさ G 2よりも小さく、第二ギャップに光導波路が設けられておらず、第一の接地電極と信 '号電極との間に変調電圧を印加することによって、光導波路を伝搬する光の位相を変調することを特徴とする。

.本発明によれば、第一の接地電極と信号電極との間の第一ギヤップの大きさ G が、第二の接地電極と信号電極との間の第二ギヤップの大きさ G 2よりも小さくなるようにした上で、第二ギヤップに光導波路を設けない。そして、第一の接地電極と信号電極との間に変調電圧を印加することによって、第一ギャップに設けられた光導波路を伝搬する光の位相を変調する。

このように、第一ギャップに光導波路を設けることで、動作安定性を高くできる。そして、第一ギャップ幅を第二ギャップ幅よりも小さくし、光導波路を幅の狭い第一ギヤップ内に設け、幅の広い第二ギヤップに設けないようにしている。第一ギャップでは、幅が狭いことから、ギヤップ内の光導波路に加わる電界強度は大きくなり、所定の位相変調に必要な駆動電圧は、通常の対称型 CPW電極を用いた場合と比較して低下する。一方、幅の広い第二ギヤップ内の光導波路に加わる電界強度は小さくなる力 S、光位相変調であるので第二ギヤップ内には光導波路を形成しない。そして、幅の広い第二ギャップを設けることによって、電極の特性インピーダンスを大きくし、インピーダンス整合を容易に図ることができる。さらに、信号電極を 2つの GND電極で挟むことにより、電界の閉じ込めを強くし、リップルのない良好な高周波特性を実現することが出来る。

「IEICE TRABS. ELECTRON -，」 VOL. E78-C, No. 1， January 1995 "Band Operation of Guided-Wave Light Modulators with Filter-Type Coplanar Electrodes"記載の光位相変調器では、特性ィンピーダンスを整合を図るためにギヤップを大きくすると、位相変調に必要な駆動電圧は上昇する。

特開平 2— 2 6 9 3 0 9号公報、特開 2 0 0 5— 9 1 6 9 8号公報記載のチヤープ光振幅変調器では、幅の狭いギヤップと幅の広いギヤップとにおける光変調度の差を利用してチヤープ特性を得る変調器であるので、幅の広いギャップを設けることで振幅変調に必要な駆動電圧は上昇してしまう。また、幅の広いほうのギャップにマッハツェンダー導波路の片側の分岐導波路を設けないと振幅変調が不可能である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施形態に係る光位相変調器 1を示す平面図である。

図 2は、図 1の光位相変調器の断面図である。

図 3は, 本発明の他の実施形態に係る光位相変調器 2 1の平面図である。

図 4は. 図 3、図 5、図 7の光位相変調器の断面図である。

図 5は. 本発明の更に他の実施形態に係る光位相変調器 2 1 Aの平面図である _t

図 6は. DPSK光変調を説明するための模式図である。

図 7は. 本発明の更に他の実施形態に係る光位相変調器 2 1 Bの平面図である _c 発明を実施するための最良の形態

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する。

図 1は、本発明に係る光変調器 1を概略的に示す平面図であり、図 2 は断面図である（ハッチング略）。光変調器 1は、例えば平板形状の基板 1 0を備えている。基板 1 0の表面 1 0 a上に、信号電極 3、第一の接地電極 2および第二の接地電極 4が形成されている。光導波路 9は、第一ギヤップ 7内に形成されており、第二ギヤップ 8内には光導波路は形成されていない。第二ギャップ 8の大きさ（幅）は、第一ギャップ 7の大きさ（幅）よりも大きい。信号電極 3と第一の接地電極 2との間に信号電圧を印加することによって、光導波路 9を伝搬する光を位相変調し、これによつて光位相変調部 Aを形成している。 5は、信号電極への電力供給線路であり、 6は、第二の接地電極への電力供給線路である。

相対的に幅が狭い電極ギヤップ 7においては、光導波路に加わる電界強度が大きくなるので、駆動電圧を低減できるが、電極の特性インピーダンスを低下させる傾向がある。一方、相対的に幅が広い電極ギャップ 8では、光の位相変調を行わず、電極の特性インピーダンスを大きくする傾向がある。

図 2の例においては、光導波路基板 1 0は、接合層 1 1を介して支持基体 1 2に対して接合されている。これによつて、基板 1 0を例えば 1 0 0 μ m以下まで薄くしても、取り扱い時に基板 1 0にクラックが発生することを防止できる。

本発明においては、光導波路および電極の形成される基板を構成する材質は、強誘電性の電気光学材料、好ましくは単結晶からなる。こうした結晶は、光の変調が可能であれば特に限定されないが、ニオブ酸リチゥム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム一タンタル酸リチウム固溶体、ニオブ酸カリウムリチウム、 K T P、 G a A s及び水晶などを例示することができる。

接地電極、信号電極は、低抵抗でインピーダンス特性に優れる材料であれば特に限定されるものではなく、金、銀、銅などの材料から構成することができる。

好適な実施形態においては、光導波路基板と電極との間にバッファ層を設けない。これによつて、光導波路を伝搬する光の位相変調に必要な駆動電圧を、一層低減することができる。特に、を極めて小さくした場合、光導波路基板の表面（電極の下）にバッファ層が存在すると、変調電極と光導波路の距離が離れるため、横方向の変調電界は非常に弱くなり、結果として G iを小さくしても駆動電圧が下がらないか、もしくは逆に上がってしまう。バッファ層がなければ、を小さくしても横方向の変調電界が光導波路に効率よく印加されるため、より狭いギヤップで、より低い駆動電圧が実現できる。

光導波路は、基板に形成されており、好ましくは基板の表面側に形成されている。光導波路は、基板の表面に直接形成されたリッジ型の光導波路であってよく、基板の表面上に他の層を介して形成されたリッジ型の光導波路であってよく、また基板の内部に内拡散法やイオン交換法によって形成された光導波路、例えばチタン拡散光導波路、プロトン交換光導波路であってよい。電極は、基板表面側に設けられているが、基板表面に直接形成されていてよく、バッファ層の上に形成されていてよい。. 基板と支持基体とを接着する接着剤の種類は特に限定されないが、厚さ 3 0 0 μ m以下が適当である。また、低誘電率層として用いる好適な低誘電体材料としては、高周波変調信号の伝搬損失を低減する観点から低誘電体損（低 tan S )を有する材料を用いることが望ましい。このような低誘電率、低誘電体損の材質としてはテフロン、アクリル系接着剤が例示できる。また、他の低誘電率材料としては、ガラス系接着剤、ェポキシ系接着剤、半導体製造用層間絶縁体、ポリイミド樹脂を例示できる。本発明における光位相変調器とは、入射光に対して位相変調を加え、出射光から位相変調信号を取り出すものを意味する。従って、位相変調を目的とする限り、その種類は特に限定されず、 DQPSK、 SSB等の各種位相変調方式を利用できる。なお、マッハツェンダー型光導波路を利用した光振幅変調器においては、各分岐導波路内では光の位相を変調しているが、各分岐導波路の出射光を合波し、合波光の光振幅から 0値または 1値を判定している。これは出射光（合波光）の振幅を変調するものであり、本発明で言う光位相変調器には該当しない。

本発明においては、第一の接地電極と信号電極との間の第一ギヤップの大きさ G！が、第二の接地電極と信号電極との間の第二ギヤップの大きさ G ₂よりも小さい。ここで、と G ₂の比（G ₂ / G i ) は、 1. 3以上が好ましく、 2. 0以上がさらに好ましく、 3. 0以上が最も好ましい。また、 G は 2〜30 μ mが好ましく、 8〜18 μ πχが更に好ましい。また、 G 2は、 3〜200 μ mが好ましく、 20〜： 130 mが更に好ましい。

好適な実施形態においては、基板の厚さが 1 0 0 m以下であり、支持基体、およびこの支持基体と基板とを接合する接合層を備えている。この実施形態は図 2に示した。

また、好適な実施形態においては、光位相変調器が、複数の光位相変調部を備えている。この実施形態においては、好ましくは、一つの光位相変調部の第一の接地電極または第二の接地電極が、隣接する光位相変調部の第一の接地電極または第二の接地電極と共通接地電極を構成している。このような共通接地電極を形成することによって、光変調部に必要な寸法を小さくし、チップの小型化に資することができる。

この実施形態においては、共通接地電極の幅は、各光位相変調器の各信号電極の幅以上であることが好ましく、これによつて、隣接する変調部からの影響を防止することができる。また、共通接地電極の幅の上限は特にないが、光位相変調器チップの小型化という観点からは、 3 0 0 μ πι以下が好ましく、 2 0 0 μ m以下が好ましく、 1 5 0 ;u m以下が更に好ましい。

また、好適な実施形態においては、共通接地電極の幅が、共通接地電極以外の各接地電極の各幅と等しい。なお、これは製造上の誤差は許容するものである。

好適な実施形態においては、複数の光導波路を伝搬する各光の位相を変調し、各変調光を合波し、この合波光から位相変調の情報を得る。図 3は、本実施形態に係る光変調器 2 1を概略的に示す平面図であり、図 4は断面図である（ハッチング略）。光変調器 2 1は、例えば平板形状の基板 1 0を備えている。基板 1 0の表面 1 0 a上に、信号電極 3 A、 3 B、共通接地電極 2 2、第一の接地電極 2 Aおよび第二の接地電極 4 Aが形成されている。光導波路 9 A、 9 Bは、それぞれ、第一ギャップ 7 A、 7 B内に形成されている。第二ギャップ 8 A、 8 B内には光導波路は形成されていない。第二ギャップ 8 A、 8 Bの大きさ（幅）は、それぞれ、第一ギャップ 7 A、 7 Bの大きさ（幅）よりも大きい。信号電極 3 A、 3 Bと第一の接地電極 2 2、 4 Aとの間に信号電圧を印加することによって、光導波路 9 A、 9 Bを伝搬する各光を位相変調し、これによって光位相変調部 A、 Bをそれぞれ形成している。 5は、信号電極への電力供給線路であり、 1 3は、共通接地電極への電力供給線路である。

相対的に幅が狭い電極ギャップ 7 A、 7 Bにおいては、光導波路に加わる電界強度が大きくなるので、駆動電圧を低減できるが、電極の特性インピーダンスを低下させる傾向がある。一方、相対的に幅が広い電極ギャップ 8 A、 8 Bでは、光の位相変調を行わず、電極の特性インピーダンスを大きくする傾向がある。

図 4の例においては、光導波路基板 1 0は、接合層 1 1を介して支持基体 1 2 に対して接合されている。これによつて、基板 1 0を薄くしても、取り扱い時に基板 1 0にクラックが発生することを防止できる。図 5は、本実施形態に係る光変調器 2 1 Aを概略的に示す平面図である。この断面は図 4と同様である。光変調器 2 1 Aは、例えば平板形状の基板 1 0を備えている。基板 1 0の表面 1 0 a上に、信号電極 3 A、 3 B、共通接地電極 2 2 A、第二の接地電極 4 A、 4 Bが形成されている。光導波路 9 A、 9 Bは、それぞれ、第一ギャップ 7 A、 7 B内に形成されている。第二ギャップ 8 A、 8 B内には光導波路は形成されていない。第二ギャップ 8 A、 8 Bの大きさ（幅）は、それぞれ、第一ギヤップ 7 A、 7 Bの大きさ（幅）よりも大きレヽ。信号電極 3 A、 3 Bと共通接地電極 2 2 Aとの間に信号電圧を印加することによって、光導波路 9 A、 9 Bを伝搬する各光を位相変調し、これによつて光位相変調部 A、 Bをそれぞれ形成している。 5は、信号電極への電力供給線路であり、 1 3は、共通接地電極への電力供給線路である。

本実施形態では、光導波路は、マッハツェンダー型光導波路を形成している。すなわち、入射部 1 7から入射した光は、分岐部 1 8で分岐し、各光導波路 9 A , 9 Bに入射し、それぞれ独立して位相変調を受ける。次いで、位相変調後の変調光は、合波部 1 9において合波され、変調器外に出力される。この出力された変調光から、位相変調信号の情報を得る。

複数の位相変調部を用いた場合の位相変調方式は特に限定されず、 DQPSK、 SSB、 DPSKなど、種々の位相変調方式を採用できる。各変調方式それ自体は公知である。例えば、図 6は、 DPSK用光位相変調器を示す概念図である。 DPSK変調とは、「Differential Phase Shift Keying：差動位相偏移変調」のことである。まず、人力ポート 1に入力信号 1 (電圧 0と νπ)を入力する。これと同時に、入力ポート 2に、入力信号 1の極性反転信号 2 (電圧 0と一 νπ)を入力する。

この結果、

(状態 1 ) 入力ポート 1に 0V : 入力ポート 2に 0V

(状態 2 ) 入力ポート 1に VTCV : 入力ポート 2に一 VTT V の 2状態がある。両状態で出力される光信号は、共に、光強度が最大の状態である。言い換えると、両分岐導波路 9 A、 9 Bからの各出射光は、合波時に強めあうので、合波後の光強度は最大になる。合波光強度は数 1で示す。そして、両状態間の位相差が πラジアンとなるために、 DPSK 変調できる。 .

： 03 = 0 = π 一方、 2つの高周波入力ポートに同一信号（電圧 V TI) を印加する場合について、図 5の変調器を例として説明する。電極配置の違いから、光導波路にかかる電気力線の方向が図 3の場合とは異なる。 .

まず、入力ポート 1に入力信号 1 (電圧 0 と VTT)を入力する。これと同時に、入力ポート 2に、入力信号 1の極性反転信号 2 (電圧 0 と— V π )を入力する。この結果、 '

(状態 1 ) 入力ポート 1に 0V : 入力ポート 2に 0V

(状態 2 ) 入力ポート 1に ν _π ν : 入力ポート 2に V TT V

の 2状態がある。両状態で出力される光信号は、共に、光強度が最大の状態である。言い換えると、両分岐導波路 9 Α、 9 Βからの各出射光は、合波時に強めあうので、合波後の光強度は最大になる。そして、位相差が πラジアンとなるために、 DPSK変調できる。

むろん、図 3 、図 5 の各位相変調器は、 DPSK の他、 DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying) , SSB(Single Side Band amplitude modulation)にも利用できる。

共通接地電極を使用する場合には、二つの光変調部の駆動電圧（半波長電圧）を一致させるという観点からは、前述したように、上下の接地電極の幅（WGND2と WGND3) と共通接地電極の幅（WGND)とは等しレ、ことが好ましい（図 4参照）。

また、複数の光導波路を伝搬する各光の位相を独立に変調することができる。図 7は、この実施形態に係る位相変調器 2 1 Bを示す平面図である。この断面は図 4に示すものと同様である。光変調器 2 1 Bは、例えば平板形状の基板 1 0を備えている。基板 1 0の表面 1 0 a上に、信号電極 3 A、 3 B、共通接地電極 2 2、第一の接地電極 2 A、 4 Aが形成されている。光導波路 9 A、 9 Bは、それぞれ、第一ギャップ 7 A、 7 B内に形成されている。第二ギャップ 8 A、 8 B内には光導波路は形成されていない。第二ギヤップ 8 A、 8 Bの大きさ（幅）は、それぞれ、第一ギャップ 7 A、 7 Bの大きさ（幅）よりも大きい。信号電極 3 A、 3 Bと各接地電極との間に信号電圧を印加することによって、光導波路 9 A、 9 Bを伝搬する各光を位相変調し、これによつて光位相変調部 C、 Dをそれぞれ形成している。 5は、信号電極への電力供給線路であり、 1 3は、共通接地電極への電力供給線路である。

そして、変調部 Cで変調された変調光は、光導波路 9 Aから出射し、その出射光から位相変調信号が検出される。また、変調部 Dで変調された変調光は、光導波路 9 Bから出射し、その出射光から位相変調信号が検出される。

好適な実施形態においては、信号電極の幅 Wの第一ギヤップの大きさに対する比率（WZG ^ が 2. 3以上である。これによつて、電極損失が著しく低下する。この観点からは、（WZG ^ は 4. 0以上であることが更に好ましい。

(W/G _x) が大きくなるほど、電極損失の低減という観点からは好ましい。しかし、これが大きくなりすぎると、デバイスが大きくなり、特性インピーダンスが低くなり、光波とマイク口波の完全速度整合が難しくなつてくる。このため、（W/G i) は 1 5以下が好ましい。

G 2が大きすぎると電極の非対称性から高周波特性上のリップルが大きくなる。このため、 G ₂は 1 mm以下が好ましく、 500ミクロン以下が更に好ましく、 1 5 0ミクロン以下がいっそう好ましい。実施例

(実施例 1)

図 1および図 2に示す光位相変調器 1を作製し、位相変調実験を行った。ただし、以下のような寸法とした（図 2参照）。

G ₁=16 z m、 G 2=92^ m_N ff=38^ m、 Tm=20 i

Tsub=7.0μ m, Tad=50,u m_N 低誘電率層 1 1の比誘電率 4.0。

電気光学基板 1 0としては、 X カットされたニオブ酸リチウム基板を用いた。この構造で、マイクロ波実効屈折率は 2.2 となり、マイクロ波と光が速度整合した。特性インピーダンスは 43 Ωであった。また、半波長電圧 νπは、電極の相互作用長が 32mmの場合で、 3.3Vにまで低下した。 (実施例 2 )

図 3および図 4に示す光位相変調器 2 1を作製し、位相変調実験を行つた。ただし、以下のような寸法とした。

W= 4 0 m , G 1 6. 5 μ ηι, G ₂ = 9 0 μ m,

WQND = W_GND2 = W_GND3 = 1 0 0 μ m, Tsub= 7 μ να,

電極厚 Tm= 1 7 m，電極相互作用長 L= 3 . 2 cm

電気光学基板 1 としては、 X カツトされたニオブ酸リチウム基板を用いた。この構造で、マイクロ波実効屈折率は 2.2となり、マイクロ波と光が速度整合した。この条件で以下のデータが得られる。

電極導体損失 _α = 0. 3 3 dB- c m^{_ 1}-GHZ^{_ 1/2}

特性ィンピーダンス Z=4 1 Ω

半波長電圧 νπ = 3. 4 V

半波長電圧相互作用長積 V TC L== 1 0. 8 V· c m

3 dB帯域 AF3dB= 2 5 GH z

(実施例 3 )

実施例 2において、接地電極幅 W_GNDへの依存性を調査した。すなわち、図 4において、 W_GNDのみを種々変更した。この結果、接地電極幅 W_GND = 5 0， 1 5 0， 2 0 0， 5 0 0 μ mの時、電極伝搬損失 αは、それぞれ、 0. 3 4 , 0 , 3 2 , 0. 3 1 , 0. 3 1 d Β· cm— ¹ 'GHZ— ^1/2となった。 W_GNDを 50μ m程度まで狭くしても、電極伝搬損失はそれほど変化しないことが分かる。

(実施例 4 )

実施例 2において、電極ギャップ G への依存性を調査した。すなわち、図 4において、電極ギャップ G iのみを種々変更した。この結果、電極ギャップ G ₁ = 2 0， 1 3. 5 , 1 0 mの時、駆動電圧 νπ Lは、それぞれ、 1 2. 7， 9. 2 , 7. 5 V· c mとなった。このように、ギヤップ Gェを小さくすることによって駆動電圧は顕著に低減される。 (実施例 5 )

実施例 2において、電極ギャップ G ₂への依存性を調査した。すなおち、図 4において、 LN基板厚 Tsub= 7 μ mとし、電極ギヤップ G ₂を種々変更した。この結果、電極ギヤップ G ₂ = 4 0 , 6 0， 9 0， 1 5 0 μ mの時、特性インピーダンス Zは、それぞれ、 3 6， 3 9 , 4 1， 4 2

Ωに変化した。すなわち、電極ギヤップ G ₂を大きくすることによって、特性ィンピーダンスは顕著に上昇する。

(実施例 6 )

実施例 2において、電極ギャップ G ₂への依存性 ^調査した。すなわち、図 4において、 LN基板厚 Tsub= 4. 5 mとし、電極ギヤップ G ₂ を種々変更した。この結果、電極ギャップ G ₂ = 4 0， 6 0 , 9 0 , 1 5 0 mの時、特性ィンピーダンス Zは、それぞれ、 4 5， 4 9， 5 1， 5 2 Ωに変化した。すなわち、電極ギャップ G ₂を大きくすることによつて、特性インピーダンスは顕著に上昇する。

(実施例 7 )

実施例 2において、中心導体幅 Wへの依存性を調査した。すなわち、図 4において、 W を 2 0 , 6 0， 1 0 0 μ mに変化させた時、電極伝搬損失 αは、それぞれ、 0. 3 6 , 0 . 3 0 , 0 · 2 8

dB'cm— GHZ一レ ^ώとなった。

(実施例 8 )

図 1および図 2に示す光位相変調器 1を作製し、位相変調実験を行つた。ただし、以下のような寸法とした（図 2参照）。

低誘電率層 1 1の比誘電率 4.0 電気光学基板 1 0としては、 X カットされたニオブ酸リチウム基板を用いた。この構造で、 F E Mを利用してシミュレーションを詳細に行い、マイクロ波実効屈折率が 2 . 2となり、特性インピーダンスが約 4 5 Ω となるような各寸法条件を探索した。ただし、信号電極幅 Wと電極厚さ T mとを変化させる。この結果、表 1に示す各寸法条件が得られた。そして、表 1に示す各寸法条件について、電極伝搬損失 aを算出し、表 1 に示した。表 1

(実施例 9)

G！ =16.5μ m, G 2=90^ Tsub=7.0μ Tad=50 μ m, 低誘電率層 1 1の比誘電率 4.0

電気光学基板 1 0としては、 X カットされたニオブ酸リチウム基板を用いた。この構造で、 F EMを利用してシミュレーションを詳細に行い、マイクロ波実効屈折率が 2. 2となり、特性インピーダンスが約 4 5 Ω となるような各寸法条件を探索した。ただし、信号電極幅 Wと電極厚さ Tmとを変化させる。この結果、表 2に示す各寸法条件が得られた。そして、表 2に示す各寸法条件について、電極伝搬損失 αを算出し、表 2 に示した。

表 2

表 1、表 2に示すように、（WZG ^ が 2. 3以上、 1 5以下、 G ₂が 2 G丄以上、 G ₂力 S 1 mm以下の場合に、特に電極損失を低減できる。

Claims

請求の範囲

1 . 電気光学材料からなる基板、

前記基板上に設けられた信号電極、

前記信号電極を挟む第一おょぴ第二の接地電極、および

前記第一の接地電極と前記信号電極との間の第一ギヤップに設けられた光導波路を備えている光位相変調部を備えており、

前記第一の接地電極と前記信号電極との間の第一ギヤップの大きさ G！が、前記第二の接地電極と前記信号電極との間の第二ギャップの大きさ G ₂よりも小さく、前記第二ギャップに光導波路が設けられておらず、前記第一の接地電極と前記信号電極との間に変調電圧を印加することによって、前記光導波路を伝搬する光の位相を変調することを特徴とする、光位相変調器。

2 . 前記基板の厚さが 1 0 0 μ m以下であり、支持基体、およびこの支持基体と前記基板とを接合する接合層を備えていることを特徴とする、請求項 1記載の光位相変調器。

3 . 複数の前記光位相変調部を備えていることを特徴とする、請求項 1 または 2記載の光位相変調器。

4 . 一つの前記光位相変調部の前記第一の接地電極または前記第二の接地電極が、隣接する前記光位相変調部の前記第一の接地電極または前記第二の接地電極と共通接地電極を構成していることを特徴とする、請求項 3記載の光位相変調器。

5 . 前記共通接地電極の幅が、前記信号電極の幅以上であり、 3 0 0 μ m以下であることを特徴とする、請求項 4記載の光位相変調器。

6 . 複数の前記光導波路を伝搬する各光の位相を独立に変調することを特徴とする、請求項 3〜 5のいずれか一つの請求項に記載の光位相変調

7 . 複数の前記光導波路を伝搬する各光の位相を変調し、各変調光を合波し、この合波光から位相変調の情報を得ることを特徴とする、請求項 3〜 5のいずれか一つの請求項に記載の光位相変調器。

8 . 前記信号電極の幅 Wの前記第一ギヤップの大きさ G！に対する比率 (W/ G！ ) が 2 . 3以上であることを特徴とする、請求項 1〜 7のいずれか一つの請求項に記載の光位相変調器。

9 . 前記第二ギヤップの大きさ G ₂の前記第一ギヤップの大きさ G iに対する比率（G s Z G ^ が 2 . 0以上であることを特徴とする、請求項 1〜 8のいずれか一つの請求項に記載の光位相変調器。