专利名称：光调制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光调制器，尤其涉及一种在电介质基板表面形成有马赫曾德尔型波导的光调制器。
背景技术：
在光通信领域、光测量领域中，大多使用在电介质基板表面形成有光波导的光波导元件。其中，为了进行光强度调制等光调制，从易于集成化、光调制高效化等角度出发，形成有马赫曾德尔型波导的光调制器的利用度较高。在具有马赫曾德尔型波导(以下称为“MZ型波导”)的光调制器中，向MZ型波导的至少一个支路(分支波导)施加电场，控制在该支路中传送的光波的相位。并且，LiNbO3 基板因温度变化、长时间的DC偏压控制等，易产生调制信号的动作点移位的所谓“漂移现象”。因此，如专利文献1至3所示，监控来自光调制器的输出光、从MZ型波导的Y合波部放射的放射模式光，调整施加到光调制器的DC偏压，以变为适当的动作点。如图1(a)所示，MZ型波导的理想的Y合波部在两个分支波导1结合的Y合波部的分岔部分中，分支波导间的间隙为0，在从结合部2到输出波导3形状发生变化的部位(区域B和区域C的边界)，放射出放射模式光(高次模光)。并且，通过监控该放射模式光，可判断光调制器的调制状态(参照专利文献2)。但是，实际的光波导的形状如图1(b)所示，分支波导间的间隙G无法是0。这是因为，形成光波导时的最少线宽是有限的。因该间隙的影响，在分支波导1结合的部位(区域 A和区域B的边界)，发生光波的模式不匹配，产生在波导中传送的光波的一部分泄漏的所谓“模式不匹配光”。模式不匹配光成为导致光调制器的光学特性退化的原因。尤其产生传送损失的增大、消光比退化的问题，还会产生因模式不匹配光与放射模式光干扰，或模式不匹配光本身被监控装置检测出，因此会无法准确地检测放射模式光等问题。另一方面，进行了以下尝试将光调制器中使用的电介质基板薄板化到20μπι以下，从而降低用于驱动光调制器的驱动电压，或者实现驱动信号和传送光的速度匹配等。但如专利文献4所示，在薄板化的电介质基板内，从光波导泄漏出的光波在被封闭在基板内的状态下传送，因此无法分离模式不匹配光和放射模式光，根据情况不同，会形成放射模式光和信号光的分离也变得困难的状态。进一步，在薄板化的光调制器中，光波导的线宽从通常(基板厚度数百ym)的 5 7 μ m减少到2 4 μ m左右，因此分支波导的结合部(Y合波部)中的间隙G的影响和通常的相比变大，模式不匹配光的发生更为显著。本申请人在专利文献4中公开了 为使放射模式光与信号光分离，用2X3分支波导形成MZ型波导的Y合波部。但在专利文献4公开的2 X 3分支波导的形状下，2分支波导结合时产生的模式不匹配光的一部分与光波导再结合，产生混入到放射模式光或输出光的问题。
专利文献1 日本特开平5-53086号公报专利文献2 日本特开平5-134220号公报专利文献3 日本特开2001-281507号公报专利文献4 日本特开2006-301612号公报
发明内容
本发明为解决上述课题，提供一种光调制器，其可抑制MZ型波导的Y合波部中的模式不匹配光的发生、模式不匹配光混入到放射模式光、输出光的情况，并且可有效分离提取放射模式光和输出光。为解决上述课题，技术方案1涉及的发明是一种光调制器，在电介质基板表面形成有马赫曾德尔型波导，其特征在于，该马赫曾德尔型波导的出射侧的Y合波部的合波后的波导是多模波导，在将该多模波导变更为成为单模波导的输出主波导的部位，连接作为高次模用波导的输出副波导，该多模波导的长度为150 μ m以上。技术方案2涉及的发明的特征在于，在技术方案1所述的光调制器中，两个该输出副波导被配置成夹持该输出主波导，且以该输出主波导为中心线对称。技术方案3涉及的发明的特征在于，在技术方案1或2所述的光调制器中，通过该 Y合波部结合的两个分支波导的各自的宽度小于该输出主波导的宽度，该输出副波导的宽度小于该分支波导的宽度。技术方案4涉及的发明的特征在于，在技术方案1至3的任意一项所述的光调制器中，该电介质基板的厚度为20 μ m以下。技术方案5涉及的发明的特征在于，在技术方案1至4的任意一项所述的光调制器中，在到该马赫曾德尔型波导的入射侧的Y分支部为止的输入波导的中途，设置从该输入波导分支的高次模用波导。根据技术方案1涉及的发明，在电介质基板表面形成有马赫曾德尔型波导的光调制器中，该马赫曾德尔型波导的出射侧的Y合波部的合波后的波导是多模波导，在将该多模波导变更为成为单模波导的输出主波导的部位，连接作为高次模用波导的输出副波导， 因此在两个分支波导结合的部分，模式不会大幅度变化，不存在泄漏的区域(单模波导)， 因此抑制了模式不匹配光的发生。进一步，该多模波导的长度为150 μ m以上，因此在两个分支波导的结合部产生的模式不匹配光与输出主波导或输出副波导的再次结合也在距离上受到限制，模式不匹配光不会混入到放射模式光或输出光中。根据技术方案2涉及的发明，两个输出副波导夹持输出主波导，且以该输出主波导为中心线对称地配置，因此通过该输出副波导可稳定地导出放射模式光。根据技术方案3涉及的发明，通过Y合波部结合的两个分支波导的各自的宽度小于输出主波导的宽度，输出副波导的宽度小于该分支波导的宽度，因此可使分支波导的结合部的模式直径、与作为接通状态的光波被输出的单模波导的输出主波导的模式直径基本一致，可高效从输出主波导导出输出光。根据技术方案4涉及的发明，该电介质基板的厚度为20 μ m以下，因此模式不匹配光的影响变得明显，需要抑制模式不匹配光。因此，通过适用本发明的光调制器的构成，可降低用于驱动光调制器的驱动电压，并且实现驱动信号和传送光的速度匹配的同时，可抑制模式不匹配光。根据技术方案5涉及的发明，在到马赫曾德尔型波导的入射侧的Y分支部为止的输入波导的中途，设置从该输入波导分支的高次模用波导，因此可通过高次模用波导去除在光输入部产生并在输入波导中传送的高次模光，从而可使Y分支部的光波的分支比接近 1比1。当分支比不是1比1时，Y合波部中产生和调制无关的高次模。该不必要的光混入到输出主波导、输出副波导，消光比等特性退化。通过在入射部附加高次模用波导，可进一步抑制不需要的光的发生率。
图1是说明MZ型波导的Y合波部中的不匹配光、放射模式光的发生状况的图。图2是说明本发明的光调制器中使用的Y合波部附近的波导形状的图。图3是说明Y合波部附近的波导形状差异造成的不同效果的图。图4是表示将高次模用波导连接到输入波导的形态的图。图5是表示图3 (a)及(b)的两个波导形状下的、结合长度和输出副波导的最大光强度的关系的图表。图6是表示图3(b)的波导形状下的两个分支波导的结合部分的间隙(gap)为 (^!11(理想值)、0.8 4111(实际可实施的宽度)时的、结合长度和输出副波导的最大光强度的关系的图表。标记的说明1分支波导2结合波导3输出波导4输出副波导
具体实施例方式以下详细说明本发明的光调制器。图2是表示本发明的光调制器中使用的Y合波部附近的波导形状的图。本发明的特征是，在电介质基板表面形成有马赫曾德尔型波导的光调制器中，该马赫曾德尔型波导的出射侧的Y合波部的合波后的波导2是多模波导，在将该多模波导(2) 变更为成为单模波导的输出主波导C3)的部位(区域B和区域C的边界)，连接作为高次模用波导的输出副波导G)。标记1是MZ型波导的支路，表示在Y合波部结合的两个分支波导。光调制器的输出光的光强度Pc及放射模式光的光强度P士在设MZ型波导的各支路间的相位差为Φ、耦合部的基本模式和高次模式的相位差为S、基本模式光泄漏到两侧的输出副波导的比例为e2时，如下述数式1所示。但是，现有的光强度如上所述，Y合波部的模式不匹配光与作为高次模用波导的输出副波导再次结合，因此并不适用于数式1所示的公式，但本发明的光调制器中，可获得与该式接近的值。(数式1)
权利要求
1.一种光调制器，在电介质基板表面形成有马赫曾德尔型波导，其特征在于， 该马赫曾德尔型波导的出射侧的Y合波部的合波后的波导是多模波导，在将该多模波导变更为成为单模波导的输出主波导的部位，连接作为高次模用波导的输出副波导，该多模波导的长度为150 μ m以上。
2.根据权利要求1所述的光调制器，其特征在于，两个该输出副波导被配置成夹持该输出主波导，且以该输出主波导为中心线对称。
3.根据权利要求1或2所述的光调制器，其特征在于，在该Y合波部结合的两个分支波导的各自的宽度小于该输出主波导的宽度，该输出副波导的宽度小于该分支波导的宽度。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的光调制器，其特征在于， 该电介质基板的厚度为20 μ m以下。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的光调制器，其特征在于，在到该马赫曾德尔型波导的入射侧的Y分支部为止的输入波导的中途，设置从该输入波导分支的高次模用波导。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种光调制器，其可抑制MZ型波导的Y合波部中的模式不匹配光的发生、模式不匹配光混入到放射模式光、输出光的情况，并且可有效分离提取放射模式光和输出光。在电介质基板表面形成有马赫曾德尔型波导的光调制器中，其特征在于，该马赫曾德尔型波导的出射侧的Y合波部的合波后的波导是多模波导(2)，在将该多模波导(2)变更为成为单模波导的输出主波导(3)的部位，连接作为高次模用波导的输出副波导(4)，该多模波导(2)的长度为150μm以上。
文档编号G02B6/126GK102308246SQ20108000702
公开日2012年1月4日 申请日期2010年3月30日 优先权日2009年3月31日
发明者及川哲, 菅又徹, 近藤胜利 申请人:住友大阪水泥股份有限公司