本发明涉及由形成在基板上的光波导构成的光调制器，尤其是涉及通过向并列地设置在基板上的光波导施加电场来进行光调制等动作的光调制器。
背景技术：
近年来，在光通信或光计测的领域中，大多使用在具有电光效应的基板上形成有光波导的光调制器等波导型光元件。波导型光元件通常与上述光波导一起具备用于控制在该光波导内传播的光波的控制电极。
作为这样的波导型光元件，广泛地使用例如将作为强电介质结晶的铌酸锂(LiNbO3)(也称为“LN”)使用于基板而得到的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)型光调制器。马赫-曾德尔型光调制器具备马赫-曾德尔型光波导，该马赫-曾德尔型光波导由用于从外部导入光的入射波导、用于使由该入射波导导入的光分为2条路径传播的分支部、在分支部的后段使分支后的各个光传播的2条并列波导以及用于将在该2条并列波导中传播的光进行合波而向外部输出的出射波导构成。
另外，马赫-曾德尔型光调制器具备控制电极，该控制电极用于通过施加电压而利用电光效应来使在上述并列波导内传播的光波的相位变化而进行控制。该控制电极通常由在上述并列波导的上部或其附近形成的RF(高频)信号电极(以下称为“信号电极”)和与该信号电极分离地配置的接地电极构成。
近年来，为了满足大容量高速光传送的需要，研究使用了相位调制的多级调制方式，并将一部分进行商用化。例如，在被称为QPSK(四比特相位偏移调制，Quadrature Phase Shift Keying)或16QAM(直角相位振幅调制，Quadrature Amplitude Modulation)的光调制方式中，使用嵌套式光调制器。该嵌套式光调制器在相当于马赫-曾德尔型光波导的2个并列波导的部分分别形成另外的马赫-曾德尔型光波导，关于构成2个该另外的马赫-曾德尔型光波导的共计4条并列波导，通过使在该并列波导中传播的光波的相位分别变化来进行光调制动作。
另一方面，对于光传送容量的增大化的市场要求逐年增加，伴随着对于光传送装置的小型化、宽频带化的不间断的要求，这样的嵌套式光调制器的小型化、宽频带化的要求不断增强。尤其是关于调制频带，例如在100Gbps传送中，目前为止使用最大为32Gbaud的符率，而且，在超过400Gbps的传送系统中，正研究超过于此的最大为64Gbaud的符率的应用。
然而，在上述的嵌套式光调制器中，在上述4条并列波导设置的多个信号电极相互接近，因此在调制频率进行宽频带化时，信号电极间的电气串扰引起的特性劣化无法忽视。
尤其是在以往的光调制器中，为了在所希望的频带确保高频特性，通常提高信号电极的高度而降低该信号电极的导体损失。因此，信号电极的高度远高于周围的接地电极(ground电极、GND电极)的高度，在相邻的信号电极间设置的接地电极的对于该相邻的信号电极相互的屏蔽效果受限。其结果是，信号电极的高度越高，则该相邻的信号电极间的串扰越显著。
为了抑制这样的电气串扰，虽然扩宽信号电极间的间隔有效，但是为此需要扩宽构成嵌套式光调制器的并列波导间的间隔，嵌套式光调制器的宽度方向(与光传播方向正交的方向)的尺寸大型化。而且，从将在光波导中传播的光的损失维持得较低的观点出发，使光波导的曲率减少的情况存在极限，如果并列波导间的间隔变宽，则并列波导至入射波导及出射波导的距离也变大，因此嵌套式光调制器的长度方向(与光传播方向平行的方向)的尺寸也大型化。
作为不增宽信号电极间的间隔而降低电气串扰的其他的方法，可考虑通过缩窄信号电极的宽度或缩窄信号电极与接地电极的间隔等，来减小由信号电极和接地电极构成的信号线路的宽度方向尺寸，由此降低从信号电极向空间放射的电力线。然而，这种情况下，除了信号电极的电气损失增加之外，还会导致使嵌套式光调制器动作的驱动电路与上述信号线路的阻抗的不匹配、光波导内的光的传播速度与在上述信号线路中传播的电气信号的传播速度的不匹配(传播速度不匹配)等高频特性的变化，并非上策。
作为抑制电气串扰的又一方法，已知有将由信号电极夹着的接地电极的高度形成得比信号电极高，或者将导体丝或导体带在接地电极上呈圆弧状地立起的方法(参照专利文献1)。然而，为了将接地电极形成得比信号电极高而需要附加的电极金属的形成工序，为了使导体丝立起而需要多余的键合工序，从制造工序的复杂度的观点出发都并非上策。而且，如果进行多余的键合，则多余地产生对基板的损害或应力，从成品率下降或可靠性的观点出发也会成为问题。这样的问题在对基板进行了薄板化的情况下尤为显著。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特许第5271369号
技术实现要素：
【发明要解决的课题】
由于上述背景，在对多个光波导进行调制的多个信号电极并列地形成于基板上的波导型光元件中，希望降低信号电极间的电气串扰，而不会导致制造工序的复杂化，且不会导致由信号电极和接地电极构成的信号线路的高频特性的变化。
【用于解决课题的方案】
本发明的一个方式是一种光调制器，是由在具有电光效应的基板上并列设置的多个光波导构成的波导型光元件。该光调制器具备：多个信号电极，对在所述光波导中分别传播的光波进行控制且并列设置；以及多个接地电极，以在所述基板的面方向上夹着所述信号电极的方式设置。在此，至少一个所述接地电极由第一层和形成在该第一层之上的第二层构成，所述第二层形成为，该第二层和与该第二层相邻的信号电极之间的距离大于所述第一层和所述相邻的信号电极之间的距离，由所述第一层及所述第二层构成的所述接地电极的厚度为25μm以上。
根据本发明的另一方式，所述信号电极的厚度与所述接地电极的第二层的厚度相同。
根据本发明的另一方式，所述信号电极由形成在所述基板上的第三层和形成在该第三层之上的第四层构成，所述第二层形成为，该第二层和与该第二层相邻的信号电极的所述第四层之间的距离大于所述第一层和所述相邻的信号电极的所述第三层之间的距离。
根据本发明的另一方式，所述第三层的厚度与所述第一层的厚度相同，所述第四层的厚度与所述第二层的厚度相同。
根据本发明的另一方式，所述第一层与所述第二层由彼此不同的材料构成。
根据本发明的另一方式，所述第一层与所述第三层由相同材料构成，所述第二层与所述第四层由相同材料构成。
根据本发明的另一方式，所述基板由LiNbO3构成，且厚度小于30μm。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的波导型光元件的结构的俯视图。
图2A是图1所示的波导型光元件的AA剖面。
图2B是图1所示的波导型光元件的BB剖面。
图3A是用于说明图1所示的波导型光元件的、GND电极的上部层的厚度与信号电极间串扰之间的关系的说明图。
图3B是用于说明图1所示的波导型光元件的、GND电极的上部层的厚度与信号电极间串扰之间的关系的说明图。
图4是表示图1所示的波导型光元件的第一变形例的图。
图5是表示图1所示的波导型光元件的第二变形例的图。
图6是图5所示的第二变形例的DD剖面。
图7是表示图1所示的波导型光元件的第三变形例的剖视图。
图8是表示图1所示的波导型光元件的第四变形例的剖视图。
标号说明
10、10-1、10-2、10-3、10-4···波导型光元件，100、100″′···LN基板，102、104···MZ波导，106···嵌套式MZ波导，108、110、112、114···光波导，118、120、118′、120′、118″、120″、500、502、504、506···信号电极，118a、120a···作用部，118b、120b···信号输入端，118c、120c···信号输出端，122、122′、122″、124、124′、124″、126、126′、520、522、524、526、528、530···GND电极，118f、120f、122a、124a、126a、520a、522a、524a、526a、528a、530a···下部层，118g、120g、122b、122b′、122″、124b、124b′、124″、126b、126b′、520b、522b、524b、526b、528b、530b···上部层，550···缓冲层。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的一个实施方式的波导型光元件的结构的图。而且，图2A及图2B分别是图1所示的波导型光元件的AA剖面向视图及BB剖面向视图。
本波导型光元件10例如是QPSK光调制器(各副MZ部的偏压电极及90°相位偏移用电极未图示)，由嵌套式MZ波导106构成，该嵌套式MZ波导106例如由形成在X切割的LN基板即具有电光效应的基板100上的2个MZ波导102、104构成。MZ波导102及104分别具备并列波导即光波导108、110及112、114。
在LN基板100上形成有由金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)或包含它们的合金等高导电性的金属构成的控制电极、即高频(RF)电极118、120，以分别沿基板面方向夹着该信号电极118、120的方式形成GND电极(ground电极、接地电极)122、124、126。由此，信号电极118被GND电极122、124夹着而构成作为信号线路的一个CPW(Coplanar Waveguide，共面波导)电极，信号电极120被GND电极124、126夹着而构成作为信号线路的另一个CPW电极。
在此，嵌套式MZ波导106可以使用例如将金属钛(Ti)向基板100热扩散的方法等已知的各种方法来制作。而且，基板100是例如X切割的LN基板，因此，为了相对于施加电场而得到最大的折射率变化，以在光波导108～114内与基板100的基板面平行地施加电场的方式，将信号电极118、120分别形成在光波导108、110之间及光波导112、114之间，并且以在信号电极118与GND电极122及124之间配置光波导108、110、在信号电极120与GND电极124及126之间配置光波导112、114的方式配置GND电极122、124、126。
信号电极118具有沿着光波导108、110大致平行地形成的作用部118a(斜线部)，同样地，信号电极120具有沿着光波导112、114大致平行地形成的作用部120a(斜线部)。
另外，信号电极118的作用部118a的图示右侧端部延伸至基板100端部，该端部部分构成信号输出端118c。该信号输出端118c与在基板100的外部设置的终端电阻(未图示)连接，由此，从信号电极118的信号输入端118b输入的高频信号通过作用部118a，从信号输出端118c到达上述终端电阻而成为无反射终端。
同样，信号电极120的作用部120a的图示右侧端部延伸至基板100端部，该端部部分构成信号输出端120c。该信号输出端120c与在基板100的外部设置的终端电阻(未图示)连接，由此，从信号电极120的信号输入端120b输入的高频信号通过作用部120a，从信号输出端120c到达上述终端电阻而成为无反射终端。
此外，以下，为了简化记载且便于理解，在称为“信号电极118”及“信号电极120”时，只要没有特别说明就分别是指信号电极118及120的作用部118a及120a。
在图1、图2A及图2B所示的本实施方式的波导型光元件10中，尤其是GND电极122、124、126分别由厚度t1的下部层122a、124a、126a和形成在上述下部层122a、124a、126a之上的厚度t2的上部层122b、124b、126b构成，其中，厚度t2大于厚度t1。并且，在各GND电极122、124、126中，构成为分别从相邻的信号电极118、120至上部层122b、124b、126b为止的距离(d2)大于从该相邻的信号电极118、120至下部层122a、124a、126a为止的距离(d1)(d2>d1)。
另外，尤其是本实施方式的波导型光元件10中，信号电极118、120及GND电极122、124、126的厚度(高度)如后所述成为比现有技术中通常使用的10μm左右的值大几倍以上的几十μm(例如30μm)。因此，信号电极118、120的各自的与GND电极122、124、126的相对面积比现有技术的结构大几倍，从信号电极118、120出来的电力线的几乎全部被关闭在与GND电极122、124、126之间。其结果是，信号电极118、120间的电气串扰有效地降低。
通常，在单纯地增加信号电极及GND电极的厚度的情况下，信号电极与GND电极之间的各自的相对面间的静电电容增加。其结果是，如在现有技术的说明中所述，由信号电极和GND电极构成的信号线路的高频阻抗变化，且在上述信号线路中传播的高频信号的传播速度也变化，作为波导型光元件的动作特性(例如，调制特性)恶化。而且，为了对其进行补偿，仅是扩宽信号电极与GND电极的距离而使静电电容下降至原来的值的情况下，向形成在信号电极与GND电极之间的基板面上的光波导施加的电场下降，作为波导型光元件的动作特性仍恶化。
相对于此，在本实施方式的波导型光元件10中，关于各GND电极122、124、126，分别从相邻的信号电极118、120至上部层122b、124b、126b为止的距离(d2)与从该相邻的信号电极118、120至下部层122a、124a、126a为止的距离(d1)不同，d1及d2可以分别单独设定。并且，向光波导108等施加的电场根据下部层112a等与信号电极118等的距离d1来确定，因此，通过调整距离d1，相对于向信号电极118、120施加的电压而能够向光波导108等施加所希望的电场。
另外，在本实施方式的波导型光元件10中，各GND电极122、124、126由于上部层122b、124b、126b的厚度t2大于下部层122a、124a、126a的厚度t1，因此信号电极118、120与GND电极122、124、126的各相对面间的静电电容通过信号电极118、120与GND电极122、124、126的上部层122b、124b、126b之间的距离d2来确定。因此，通过调整距离d2，能够对上述信号线路的高频阻抗及高频传播速度的变化进行补偿，防止调制特性的恶化。
即，在本实施方式的波导型光元件10中，能够确保光波导108等所需的施加电场，而不会导致信号电极118、120要求的施加电压的增加，并且能够对将信号电极118、120及GND电极122、124、126增厚引起的信号线路的高频特性的变化进行补偿，防止波导型光元件10的动作特性的恶化。
另外，如果例如利用与信号电极118、120相同的金属材料来形成下部层122a、124a、126a及上部层122b、124b、126b，则向基板100上的信号电极118、120的形成能够与下部层122a、124a、126a及上部层122b、124b、126b的形成同时进行，因此不会产生多余的(附加的)金属膜形成工序。
另外，下部层122a等只要是能确保向光波导108等的施加电场的程度的薄层(例如，1μm以上)即可，通过设为1～10μm左右的厚度，能够抑制由电极下层部的电场集中引起的电气损失的增加。而且，如果为1～10μm左右的电极厚度，则能够使用镀敷工序在基板100上进行高精度的成图。而且，关于上部层122b等，与以往的结构相比形成在距信号电极远的位置，因此与以往那样不使用下部层而形成于信号电极的近前的结构相比，电极形成容易。因此，与不使用下部层而通过单纯的柱状构成GND电极的现有技术相比，能够抑制制造偏差而提高成品率。
此外，在本实施方式中，如图1及图2B所示，遍及在从信号电极118及120的信号输入端118b、120b至信号输出端118c、120c的信号电极118及120的整体，分别夹着该信号电极118及120的GND电极122、124、126构成为，分别从相邻的信号电极118、120至上部层122b、124b、126b为止的距离(d2)大于从该相邻的信号电极118、120至下部层122a、124a、126a为止的距离(d1)(d2>d1)。
但是，光波的传播速度与高频信号的传播速度的匹配只要至少在信号电极118、120的作用部118a、120a实现即可。因此，如后述的第一变形例所示，关于夹着信号电极118、120中的作用部118a、120a以外的部分的GND电极122、124、126的部分，并非必须d2>d1，也可以是例如d2＝d1(即，例如下部层122a未从上部层122b的边缘朝向信号电极118延伸)。
另外，在本实施方式中，GND电极122、124、126全部由上部层和下部层构成，但是只要至少一个GND电极(例如被信号电极118、120夹着的GND电极126)由上部层和下部层构成且满足关于t1、t2、d1、d2的上述的条件，就能够得到一定的电气串扰降低效果。
接下来，使用图3A及图3B，说明本实施方式的波导型光元件10的结构中的电极厚度(t1+t2)与信号电极118、120间的电气串扰量之间的关系。图3A是表示电极厚度(t1+t2)与信号电极118、120间的耦合系数βc/k之间的关系的图，图3B是表示耦合系数βc/k与信号电极118、120间的电气串扰量之间的关系的图。在图3A中，横轴是电极厚度(t1+t2)，纵轴是耦合系数βc/k。而且，在图3B中，横轴是耦合系数βc/k，纵轴是信号电极118、120间的电气串扰量。此外，在图3B中，电气串扰量是向RF118、120所构成的2个信号线路中的一个信号线路耦合的高频信号功率相对于向另一个信号线路输入的高频信号功率之比，单位为dB。
在此，βc是信号电极118与120耦合的状态下的高频信号的传播常数，k是波数。信号电极118及120构成的信号线路的结构基本相同，因此信号电极118、120间的电气串扰量P近似地通过P＝sin2(βc·k·L)计算。
在图3A中，使用从信号电极118的中心至信号电极120的中心为止的距离D(参照图2A)相对于从信号电极118的中心至相邻的GND电极126(及122)的下部层126a(及122a)为止的距离d之比(D/d)作为参数，来表示耦合系数βc/k的值。更具体而言，图3A的曲线300、302、304分别表示D/d为6、8、10时的相对于电极厚度(t1+t2)的耦合系数βc/k的值。此外，在图3A所示的图表中，从信号电极120的中心至相邻的GND电极126(及124)的下部层126a(及124a)为止的距离d具有与从信号电极118的中心至相邻的GND电极126(及122)的下部层126a(及122a)为止的距离d相同的值。
另外，在图3B中，曲线310、312分别表示并列区间的信号线路长度为40mm的情况下的信号频率为23GHz、45GHz时的信号电极118、120间的电气串扰量。23GHz、45GHz分别是以符率32GBaud、64GBaud所需的频率范围(符率的约7成)。而且，曲线314、316分别表示并列区间的信号线路长度为30mm的情况下的信号频率为23GHz、45GHz时的信号电极118、120间的电气串扰量。在此，信号线路长度30mm、40mm是市场容许的通常的尺寸的波导型光元件中的信号线路长。
通常，如果电气串扰量为-20dB左右(输入的高频信号功率的1/100左右)，则可认为实质上能充分抑制电气的串扰的影响。信号线路的并列区间的长度越短则越优选，因此如果设信号线路长度的设计典型值的上限为30mm，则在动作频率45GHz下，作为耦合系数βc/k而优选为0.0035以下(图3B)，因此电极厚度(t1+t2)优选为25μm以上。
接下来，说明图1、图2A及图2B所示的波导型光元件10的变形例。
〔第一变形例〕
首先，说明波导型光元件10的第一变形例的波导型光元件10-1。波导型光元件10-1具有与波导型光元件10同样的结构，但是代替信号电极118、120而具备信号电极118′、120′。而且，信号电极118′、120′具有与信号电极118、120同样的结构，但是其高度与信号电极118、120不同。
图4是相当于波导型光元件10的AA剖视图(图2A)的、波导型光元件10-1的剖视图。在图1、图2A、图2B所示的波导型光元件10中，信号电极118、120的高度与GND电极122、124、126的高度相同，相对于此，在本变形例中，信号电极118′、120′的高度(厚度)与GND电极122、124、126的上部层122b、124b、126b的高度(厚度)t2相同。
即，在本结构中，构成为信号电极118′、120′的高度与GND电极122、124、126相比降低下部层122a等的高度t1的量。因此，在本结构中，与波导型光元件10相比，能够进一步降低信号电极118′、120′间的串扰。而且，在本结构中，如果利用相同材料构成信号电极118′、120′和上部层122b、124b、126b，则能够通过1次的膜形成工序同时形成信号电极118′、120′和上部层122b、124b、126b，因此比较方便。
〔第二变形例〕
接下来，说明波导型光元件10的第二变形例。图5是表示波导型光元件10的第二变形例即波导型光元件10-2的结构的图，图6是图5所示的波导型光元件10-2的DD剖面向视图。此外，在图5、图6中，关于与图1及图2B所示的结构要素对应的结构要素且具有与图1及图2B所示的结构要素不同的形状的结构要素，在对应的图1及图2B所示的结构要素的标号上标注撇号(′)来表示。
如上所述，光波的传播速度与高频信号的传播速度的匹配只要至少在信号电极118、120的作用部118a、120a实现即可。因此，本变形例的波导型光元件10-2构成为，关于夹着信号电极118、120中的作用部118a、120a的GND电极122′、124′、126′的部分，成为d2>d1(即，图5中的CC剖面与图2B所示的AA剖面相同)，另一方面构成为，关于夹着作用部118a、120a以外的部分的GND电极122′、124′、126′的部分，上部层的边缘与下部层的边缘成为相同位置。
即，图5所示的波导型光元件10-2的DD剖面与波导型光元件10的BB剖面(图2B)不同，如图6所示，在信号输入端118b、120b的附近，构成为上部层122b′、124b′、126b′的边缘成为与下部层122a、124a、126a的边缘相同的位置。此外，在图6中，作为一例示出了信号电极118、120的信号输入端118b、120b部分的DD剖面，但是在本变形例中，不仅是信号输入端118b、120b部分，而且信号输出端118c的附近、信号输出端120c的附近等、作用部118a、120a以外的部分的结构也与图6同样地构成为上部层122b′、124b′、126b′的边缘成为与下部层122a、124a、126a的边缘相同的位置。
在这样的结构中，也能够在信号电极118、120的作用部118a、120a实现在该作用部118a、120a中传播的高频信号的传播速度与在并列波导108、110、112、114中传播的光波的传播速度的匹配，并降低与信号电极118、120之间的串扰。
此外，关于夹着作用部118a、120a以外的部分的GND电极122′、124′、126′的部分，并非必须分为上部层和下部层，也可以设为例如没有下部层的结构。
〔第三变形例〕
接下来，说明波导型光元件10的第三变形例的波导型光元件10-3。图7是相当于波导型光元件10的AA剖视图(图2A)的、波导型光元件10-3的相当于作用部118a、120a的部分的剖视图。本变形例具有与波导型光元件10同样的结构，但是不同点在于代替信号电极118、120而具有信号电极118″、120″，代替GND电极122、124而具有GND电极122″、124″。
信号电极118″、120″具有与信号电极118、120同样的结构，但是不同点在于分别由具有厚度t3的下部层118f、120f和具有比厚度t3厚的厚度t4的上部层118g、120g构成。
GND电极122″、124″具有与GND电极122、124同样的结构，但是不同点在于代替上部层122b、124b而具有上部层122b″、124b′′。而且，上部层122b″、124b″具有与上部层122b、124b同样的结构，但是不同点在于上部层122b″、124b″的宽度(图7中的图示左右方向的长度)成为与GND电极126的上部层126b的宽度相同的值(d5)。
并且，GND电极122″、124″、126的上部层122b″、124b″、126b与分别相邻的信号电极118″、120″的上部层118g、120g之间的距离d4大于从该相邻的信号电极118″、120″的下部层118f、120f至GND电极122″、124″，126的下部层122a、124a、126a为止的距离d3(d4>d3)。
由此，在本变形例的波导型光元件10-3中，与波导型光元件10同样，将GND电极122″、124″、126的高度(厚度)设为比现有技术的情况大几倍以上的25μm以上的高度而有效地降低信号电极118″、120″间的电气串扰，并调整距离d3而将向光波导108等施加的电场维持得较高，且调整距离d4而对与提高GND电极122″、124″，126的高度相伴的信号电极118″、120″构成的信号线路的高频阻抗的变化及高频传播速度的变化进行补偿，能够防止波导型光元件10-3的动作特性的恶化。
另外，尤其是上部层122b″、124b″的宽度成为与GND电极126的上部层126b的宽度相同的值(d5)，因此并列波导108、110的周边及并列波导112、114的周边的电极构造分别隔着并列波导108、110之间的中心线C1及并列波导112、114之间的中心线C2而左右对称。因此，通过设置信号电极118″、120″及GND电极122″、124″、126而在基板100产生的应力隔着中心线C1、C2分别平衡，作用于并列波导108和110的应力成为彼此同等程度的应力，并且作用于并列波导112和114的应力成为彼此同等程度的应力。其结果是，在并列波导108及110中传播的2个光波的因上述应力而导致的相位偏移量之差成为同等程度，并且在并列波导112及114中传播的2个光波的以上述应力为起因的相位偏移量之差成为同等程度，能够抑制例如进行调制动作时的偏压的温度变动。
此外，GND电极122″、124″、126的下部层122a、124a、126a、上部层122b″、124b″、126b、信号电极118″、120″的下部层118f、120f、上部层118g、120g可以为彼此不同的材料，也可以为相同材料。
另外，信号电极118″、120″的下部层118f、120f的厚度t3可以与GND电极122″、124″、126的下部层122a、124a、126a的厚度t1相同，也可以不同。同样，信号电极118″、120″的上部层118g、120g的厚度t4可以与GND电极122″、124″、126的上部层122b″、124b″、126b的厚度t2相同，也可以不同。
例如，如果设t1＝t3，t2＝t4，GND电极122″、124″、126的下部层122a、124a、126a与信号电极118″、120″的下部层118f、120f由相同材料A构成，GND电极122″、124″、126的上部层122b″、124b″，126b与信号电极118″、120″的上部层118g、120g由相同材料B(可以与材料A不同)构成，则从制造工序的观点出发比较方便。这种情况下，例如，能够通过1次的金属膜形成工序，利用相同材料A以相同厚度t1＝t3形成GND电极122″、124″、126的下部层122a、124a、126a和信号电极118″、120″的下部层118f、120f，并能够通过接下来的另1次的金属膜形成工序，利用相同材料B以相同厚度t2＝t4形成GND电极122″、124″、126的上部层122b″、124b″、126b和信号电极118″、120″的上部层118g、120g。
〔第四变形例〕
接下来，说明波导型光元件10的第四变形例的波导型光元件10-4。图8是相当于波导型光元件10的AA剖视图(图2A)的、波导型光元件10-4的相当于作用部118a、120a的部分的剖视图。本变形例具有与波导型光元件10同样的结构，但是不同点在于代替作为X切割的LN基板的基板100而使用作为Z切割的LN基板的基板100″′。而且，不同点在于代替信号电极118、120而具有在作为并列波导的4条光波导108、110、112、114的正上方分别形成的信号电极500、502、504、506。而且，不同点在于代替GND电极122、124、126而具有以在基板100″′的基板面方向上夹着信号电极500、502、504、506的方式形成的GND电极520、522、524、526、528、530。而且，在基板100″′的表面，以覆盖光波导108、110、112、114的方式形成有由例如SiO2构成的缓冲层550。
并且，与GND电极122、124、126同样，GND电极520、522、524、526、528、530分别由厚度t1的下部层520a、522a、524a、526a、528a、530a和形成在上述下部层520a、522a、524a、526a、528a、530a之上的厚度t2的上部层520b、522b、524b、526b、528b、530b构成，其中，厚度t2大于厚度t1。并且，上部层520b、522b、524b、526b、528b、530b构成为分别至相邻的信号电极500、502、504或506为止的距离d2大于从该相邻的信号电极500、502、504或506至下部层520a、522a、524a、526a、528a、530a为止的距离d1(d2>d1)。
由此，与波导型光元件10同样，本变形例的波导型光元件10-4也将GND电极520、522、524、526、528、530的高度设为25μm以上而有效地降低信号电极500、502、504、506间的电气串扰，并通过调整距离d1、d2而将作用于光波导108等的电场维持得较高，并且对信号电极500、502、504、506构成的信号线路的高频阻抗的变化及信号传播速度的变化进行补偿，能够良好地维持波导型光元件10-4的动作特性。
另外，在本变形例中，GND电极520、522、524的宽度为彼此相同的值d6，GND电极526、528、530的宽度为彼此相同的值d7。由此，在本变形例中，与第二变形例同样，能够使作用于并列波导108及110以及并列波导112及114的应力分别平衡，能够抑制进行调制动作时的偏压的温度变动。此外，如果d6＝d7，则作用于基板100″′的整体的应力也隔着并列波导108、110及并列波导112、114构成的2个MZ型波导所夹着的中心线C3而平衡，能够进一步降低调制动作的温度变动。
如以上说明所述，在本实施方式的波导型光元件10中，夹着信号电极118、120的GND电极122、124、126形成为比现有技术厚几倍左右的25μm以上的厚度，并且其分别由下部层122a、124a、126a和比上述下部层厚的上部层122b、124b、126b形成。并且，上部层122b、124b、126b构成为分别至相邻的信号电极118或120为止的距离d2大于从该相邻的信号电极118、120至下部层122a、124a、126a为止的距离d1(d2>d1)。
因此，在波导型光元件10中，通过将GND电极122、124、126增厚至25μm以上而有效地降低信号电极118、120间的电气串扰，同时，调整距离d1而将向光波导108等施加的电场维持为所希望的强度，并且调整距离d2而将信号电极118、120和GND电极122、124、126构成的信号线路的高频阻抗及信号传播速度维持为所希望的值，能够良好地维持波导型光元件的动作特性。
此外，作为LN基板的基板100、100″′的厚度可以设为小于30μm的厚度。这种情况下，与基板厚的情况相比，能够得到使电极阻抗接近于信号源的阻抗(通常为50Ω)的电极结构。