光调制器的制作方法

本发明涉及一种光调制器，尤其涉及一种具备具有电光效应的基板、形成于该基板的光波导以及用于对在该光波导中传播的光波进行调制的调制电极的光调制器。

背景技术：

在光通信领域或光测量领域中，使用具有马赫-曾德尔(machzehnder)型光波导的强度调制器或相位调制器等各种光调制器。从马赫-曾德尔型光波导输出的光的强度变化相对于施加于调制电极的电压例如表现出正弦函数的特性。根据光调制器的用途，为了得到最佳的输出光的强度，需要将施加于调制电极的调制信号设定于适当的工作偏置点。

因此，以往，将从光调制器输出的信号光的一部分或从马赫-曾德尔型光波导的合波部放射的放射光作为监视光，利用如光检测器那样的受光元件进行检测，并监视光调制器的输出光的强度的状态。并且，根据受光元件的检测值(监视输出)来对施加于调制电极的调制信号的工作偏置点进行调整(偏置控制)。

关于这种光调制器，到目前为止提出有各种发明。

例如，专利文献1中公开有如下光调制器，该光调制器即使在基板上配置有受光元件的情况下，也提高受光元件的受光灵敏度，并且抑制受光元件的频带下降。并且，专利文献2中公开有如下光调制器，该光调制器即使在同时接收监视来自马赫-曾德尔型光波导的合波部的2束放射光的情况下，也抑制受光元件的频带下降。

专利文献1：日本特开2015-138145号公报

专利文献2：日本特开2015-194517号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

随着近年来的通信的大容量化，开发出了如下结构的光调制器：在1个基板设置多个光调制部，按每个光调制部将不同的调制信号施加于调制电极来进行光调制。并且，还开发出了具备多个设有多个光调制部的基板的多元件结构的光调制器。这种光调制器构成为，为了在各个光调制部独立地进行调制信号的偏置控制而在基板上配置多个受光元件并针对每个光调制部检测监视光。

并且，随着通信的高速化，还推进着受光元件的受光频带的高频率化。为了确保与高速通信相对应的受光频带，需要将传播受光元件的受光信号的电线尽可能短地配线。然而，若想要在基板上配置多个受光元件的结构中将电线较短地配线，则由于配线的自由度小而导致电线的间隔容易变窄。如此一来，在电线靠近且并行的部分容易发生电串扰，担心发生在电线中传播的受光信号中包含噪声的问题。

本发明所要解决的课题在于解决如上所述的问题，并提供一种能够抑制电串扰等噪声进入到受光元件的受光信号中的光调制器。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，本发明的光调制器具有如下技术特征。

(1)一种光调制器，其具备形成有光波导的基板，且至少具有对在该光波导中传播的光波进行调制的第1光调制部和第2光调制部，所述光调制器的特征在于，接收由所述第1光调制部调制后的光波的第1受光元件和接收由所述第2光调制部调制后的光波的第2受光元件配置于该基板，并且将所述第1受光元件的受光信号引导至该基板的外部的第1电线的至少一部分和将所述第2受光元件的受光信号引导至该基板的外部的第2电线的至少一部分形成于该基板，在形成于该基板的所述第1电线的一部分与所述第2电线的一部分之间设有抑制所述第1电线与所述第2电线之间的串扰的串扰抑制单元。

(2)上述(1)所述的光调制器的特征在于，该串扰抑制单元为接地的金属。

(3)上述(1)或(2)所述的光调制器的特征在于，在所述第1电线与所述第2电线交叉的部分，以横跨所述第1电线的上空的方式设有所述第2电线。

发明效果

本发明的光调制器具备形成有光波导的基板，且至少具有对在该光波导中传播的光波进行调制的第1光调制部和第2光调制部，其中，接收由所述第1光调制部调制后的光波的第1受光元件和接收由所述第2光调制部调制后的光波的第2受光元件配置于该基板，并且将所述第1受光元件的受光信号引导至该基板的外部的第1电线的至少一部分和将所述第2受光元件的受光信号引导至该基板的外部的第2电线的至少一部分形成于该基板，在形成于该基板的所述第1电线的一部分与所述第2电线的一部分之间设有抑制所述第1电线与所述第2电线之间的串扰的串扰抑制单元，因此能够提供一种能够抑制电串扰等噪声进入到受光元件的受光信号中的光调制器。

附图说明

图1是说明本发明所涉及的光调制器的实施例的俯视图。

图2是说明本发明所涉及的光调制器的另一实施例的俯视图。

图3是说明本发明所涉及的光调制器中的受光信号的噪声去除效果的图。

图4是说明本发明所涉及的多元件结构的光调制器的实施例的俯视图。

附图标记说明

1-基板，2-光波导，3a、3b-受光元件，4a、4b-电线，5-金属，21a、21b-输出波导，22a、22b-监视用波导，23a、23b-放射光波导，ma、mb-光调制部。

具体实施方式

以下，对本发明所涉及的光调制器进行详细说明。

图1是说明本发明所涉及的光调制器的实施例的俯视图。

如图1所示，本发明的光调制器涉及如下光调制器，该光调制器具备形成有光波导2的基板1，且至少具有对在该光波导2中传播的光波进行调制的第1光调制部ma和第2光调制部mb。

在该光调制器中，接收由第1光调制部ma调制后的光波的第1受光元件3a和接收由第2光调制部mb调制后的光波的第2受光元件3b配置于该基板1。并且，将第1受光元件3a的受光信号引导至该基板1的外部的第1电线4a的至少一部分和将第2受光元件3b的受光信号引导至该基板1的外部的第2电线4b的至少一部分形成于该基板1。另外，在形成于该基板1的第1电线4a的一部分与第2电线4b的一部分之间设有抑制第1电线4a与第2电线4b之间的串扰的串扰抑制单元5。

作为基板1，有石英、半导体等能够形成光波导的基板、或作为具有电光效应的基板的使用了linbo3(铌酸锂)、litao3(钽酸锂)和plzt(锆钛酸铅镧)中的任一单晶等的基板。

形成于基板1的光波导2是例如通过在linbo3基板(ln基板)上使钛(ti)等高折射率物质热扩散而形成的。并且，也可以利用在成为光波导的部分的两侧形成有槽的肋型光波导或将光波导部分设为凸状的脊型波导。并且，对于plc(planarlightwavecircuit：石英系平面光波回路)等的在不同的基板上形成光波导并将这些基板贴合而集成的光回路也可以应用本发明。

在基板1上设有用于对在光波导2中传播的光波进行调制的调制电极(未图示)。调制电极由信号电极和接地电极构成，是在基板表面形成ti/au的电极图案并通过镀金方法等形成的。另外，根据需要也可以在形成光波导之后的基板表面设置电介质sio2等的缓冲层。另外，若在向受光元件3a、3b侧导出在基板1(光波导2)内传播的信号光的区域中形成缓冲层，则难以高效地导出信号光，因此优选在该区域不形成缓冲层。并且，在隔着缓冲层配置受光元件3a、3b的情况下，为了确保受光灵敏度，使配置受光元件3a、3b的区域的缓冲层的厚度薄于其他区域的缓冲层的厚度较好。

受光元件3a、3b可以与光波导2直接接触，但为了高效地抽出从光波导2放射的光(倏逝波，evanescentwave)，优选在光波导2上形成高折射率膜后在该高折射率膜之上配置受光元件3a、3b。在该情况下，需要将高折射率膜的折射率设定为高于光波导2的折射率且低于受光元件基板的折射率。并且，也可以例如日本特开2013-80009号公报所公开的那样构成为，在基板1(或光波导2等)处配置槽或反射部件，通过反射将信号光的一部分引导至受光元件侧。

图1的光调制器具有对调制电极施加调制信号来进行光调制的2个光调制部ma、mb。光调制部ma、mb构成为彼此使用不同的调制信号来进行光调制，且各自独立地进行调制信号的偏置控制。

另外，作为彼此使用不同的调制信号来进行光调制的光调制部，并不限定于如图1那样由1个马赫-曾德尔型光波导形成的光调制部。即，例如可以使用由将2个马赫-曾德尔型光波导配置成嵌入型的嵌套型光波导形成的光调制部、将2个嵌套型光波导进一步配置成嵌入型而成的光调制部等各种形状的光调制部。

在基板1上配置有接收由光调制部ma调制后的光波的受光元件3a和接收由光调制部mb调制后的光波的受光元件3b。受光元件3a、3b将在光调制部ma、mb各自的输出波导21a、21b中传播并从光调制器输出的信号光的一部分作为监视光而检测。在本例中，作为基板1，使用了厚度为20μm以下的基板，但基板的厚度是任意的。

另外，如后面参考图2进行说明的那样，也可以将从构成光调制部ma、mb的各个马赫-曾德尔型光波导的合波部放射的放射光作为监视光而检测。并且，在基板具有一定程度的厚度的情况下，也可以设为将受光元件3a、3b埋设于基板的结构。

在图1的例子中，在光调制部ma的输出波导21a上设有抽出在输出波导21a中传播的信号光的一部分的监视用波导22a。该监视用波导22a形成为将从输出波导21a抽出的信号光引导至受光元件3a。

并且，在光调制部mb的输出波导21b上设有抽出在输出波导21b中传播的信号光的一部分的监视用波导22b。该监视用波导22b形成为将从输出波导21b抽出的信号光引导至受光元件3b。

即，该图的受光元件3a、3b分别为将由光调制部ma、mb调制的信号光的一部分作为监视光而检测的结构。另外，也可以与输出波导(21a、21b)重叠地配置受光元件(3a、3b)，并且在输出波导的剖面的一部分设置槽或反射部件，由此从输出波导直接取出信号光的一部分并由受光元件接收。

从受光元件3a输出的受光信号通过连接于受光元件3a的电线4a被导出至基板1的外部。并且，从受光元件3b输出的受光信号通过连接于受光元件3b的电线4b被导出至基板1的外部。

在图1的例子中，将电线4a、4b的整个区段形成于基板1上，但也可以将一部分区段以与基板1隔开的方式形成(例如，参考图2)。

为了确保受光元件3a、3b的受光频带，电线4a、4b的配线尽可能短地形成。在该情况下，由于受光元件3a、3b的配置或受光信号的输出端子的配置等的关系，会产生电线4a和电线4b靠近且并行的区段。在该区段，电线4a与电线4b之间的电串扰令人担忧，因此设置金属5来作为串扰抑制单元。该金属5优选连接于光调制器的壳体等并接地。

如此，在连接于不同的受光元件的电线彼此靠近且并行的区段中，通过将接地的金属设置于电线之间，能够抑制电线之间发生串扰，能够降低受光信号的噪声。

另外，串扰抑制单元并不限定于如上所述的将接地的金属设置于电线之间的结构，可以采用能够减少电线之间的串扰的各种结构。例如，即使设为在电线之间的基板部分形成有槽的结构，也能够抑制各电线的电场通过基板内部相互产生影响，因此能够减少电线之间的串扰。

图2中示出说明本发明所涉及的光调制器的另一实施例的俯视图。

在图2的例子中，在光调制部ma的输出波导21a的两侧设有引导从构成光调制部ma的马赫-曾德尔型光波导的合波部放射的放射光的放射光波导23a，并以覆盖输出波导21a和放射光波导23a的方式配置有受光元件3a。

并且，在光调制部mb的输出波导21b的两侧设有引导从构成光调制部mb的马赫-曾德尔型光波导的合波部放射的放射光的放射光波导23b，并以覆盖输出波导21b和放射光波导23b的方式配置有受光元件3b。

另外，在输出波导(21a、21b)与受光元件(3a、3b)之间设有低折射率结构(具有比输出波导的折射率低的折射率的结构)，从而抑制在输出波导中传播的信号光入射到受光元件。作为低折射率结构，可以列举出配置sio2等的膜的结构、或设置空气层的结构等。

即，该图的受光元件3a、3b分别为将来自光调制部ma、mb的放射光作为监视光而检测的结构。

光调制部ma、mb可以设为由1个马赫-曾德尔型光波导形成的光调制部、将2个马赫-曾德尔型光波导配置成嵌入型而成为嵌套型光波导的光调制部、将2个嵌套型光波导进一步配置成嵌入型而成的光调制部等各种形状的光调制部。

从受光元件3a输出的受光信号通过连接于受光元件3a的电线4a被导出至基板1的外部。并且，从受光元件3b输出的受光信号通过连接于受光元件3b的电线4b被导出至基板1的外部。

在该图的例子中，电线4a和电线4b以交叉的方式配线，在该交叉部分，以横跨一个电线(电线4b)的上空的方式形成有另一个电线(电线4a)。

如此，通过使连接于不同的受光元件的电线彼此立体地(空间性地)交叉，能够减少电线彼此靠近且并行的区段。由此，能够抑制发生串扰，能够降低受光信号的噪声。

图3是说明本发明所涉及的光调制器中的受光信号的噪声去除效果的图。图3的(a)是表示未设置串扰抑制单元的情况下的串扰的测定结果的曲线图，图3的(b)是表示设置了串扰抑制单元的情况下的串扰的测定结果的曲线图。两个曲线图中，横轴均表示频率(ghz)，纵轴均表示串扰量(db)。在此，对调制电极输入调制信号，通过电谱分析仪(爱德万测试公司的频谱分析仪：r3267)评价了受光元件间的串扰量。由图3明确可知，通过在靠近且并行的电线之间设置串扰抑制单元，能够有效地去除受光信号的噪声。

为了抑制串扰，电线的间隔w越宽，并行的区段长度l越短，则越有效，但发明人发现，若间隔w为200μm以上、区段长度l为3mm以下，则能够确保在控制光调制器时所需的最低限度的串扰量。

在此，在到此为止的说明中，以在基板上设有2个光调制部的结构作为例子，但也可以设为在基板上设置3个以上的光调制部且与各个光调制部相对应地设置受光元件的结构。在该情况下，也只要在受光元件的电线彼此靠近且并行的区段，在电线之间设置串扰抑制单元即可。

并且，本发明也能够应用于具备多个设有多个光调制部的基板的多元件结构的光调制器。

图4是说明本发明所涉及的多元件结构的光调制器的实施例的俯视图。

该图的光调制器具备第1基板1(a)和第2基板1(b)。在基板1(a)上设有2个光调制部ma(a)和mb(a)、接收由光调制部ma(a)调制后的光波的受光元件3a(a)以及接收由光调制部mb(a)调制后的光波的受光元件3b(a)。并且，在基板1(a)上还形成有传输受光元件3a(a)的受光信号的电线4a(a)和传输受光元件3b(a)的受光信号的电线4b(a)。

同样地，在基板1(b)上也设有2个光调制部ma(b)和mb(b)、接收由光调制部ma(b)调制后的光波的受光元件3a(b)以及接收由光调制部mb(b)调制后的光波的受光元件3b(b)。并且，在基板1(b)上还形成有传输受光元件3a(b)的受光信号的电线4a(b)和传输受光元件3b(b)的受光信号的电线4b(b)。进而，在基板1(b)上还形成有对基板1(a)的受光元件3a(a)的受光信号进行中继的电线4a(a’)和对基板1(a)的受光元件3b(a)的受光信号进行中继的电线4b(a’)。

即，构成为：基板1(a)的受光元件3a(a)、3b(a)的受光信号从电线4a(a)、4b(a)经由基板1(b)的电线4a(a’)、4b(a’)被导出至基板的外部。

在设置于基板1(a)的各电线4a(a)、4b(a)靠近且并行的区段，为了抑制电串扰而在这些电线之间配置有作为串扰抑制单元的一例的金属5a。并且，设置于基板1(b)的各电线4a(a’)、4b(a’)、4a(b)、4b(b)靠近且并行的区段，也为了抑制电串扰而在这些电线之间配置有作为串扰抑制单元的一例的金属5b。

通过这种结构，在多元件结构的光调制器中，不仅能够抑制在传输由基板内的各光调制部调制后的光波的受光信号时的电串扰，还能够抑制对在其他基板上得到的受光信号进行中继时的电串扰。在多元件结构中，针对受光元件的电线如图4那样并排，其长度也较长，因此作为串扰的改善对策，串扰抑制单元(图4中为金属5a、5b)是非常有效的。

多元件结构的光调制器可以在更多的基板上设置光调制部，在由各基板的光调制部分别对不同波长的光波进行光调制的情况下，基于串扰抑制单元的串扰防止效果当然会变大。

另外，各光调制部可以设为由1个马赫-曾德尔型光波导形成的光调制部、将2个马赫-曾德尔型光波导配置成嵌入型而成为嵌套型光波导的光调制部、将2个嵌套型光波导进一步配置成嵌入型而成的光调制部等各种形状的光调制部。在该情况下，不仅可以对由外侧的马赫-曾德尔型光波导构成的主调制部设置受光元件，还可以对由内侧的马赫-曾德尔型光波导构成的副调制部设置受光元件。若为这种结构，则受光元件的数量变多，与其相应地电线也增加，因此设置串扰抑制单元是非常有效的。

以上，根据实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述内容，在不脱离本发明的宗旨的范围内当然可以适当地进行设计变更。

产业上的可利用性

如上说明，根据本发明，能够提供一种能够抑制电串扰等噪声进入到受光元件的受光信号中的光调制器。