[发明专利]光波导元件和使用其的光调制器

说明书

光波导元件和使用其的光调制器。本发明提供一种即使减小脊宽也可以抑制TM基模的传播损耗的脊型光波导元件。其具备基板(1)和由形成于基板(1)上的铌酸锂膜构成的波导层(2)。波导层(2)具有：具有规定的厚度的平板部(4)和从平板部(4)突出的脊部(3)。平板部(4)的厚度小于在脊部(3)中传播的光的波长的0.4倍。由此，由于TE平板模的有效折射率充分地降低，因此，TM基模与TE平板模的结合变少。由此，可以抑制TM基模的传播损耗。

技术领域

本发明涉及一种在光通信和光学测量领域中使用的光波导元件和光调制器，特别是涉及一种具有脊形结构的光波导元件和使用其的光调制器。

背景技术

伴随着互联网的普及，通信量飞跃性地增加，光纤通信的重要性非常高。光纤通信是将电信号转换为光信号，并通过光纤来传输光信号的通信方式，具有宽带宽、低损耗、抗噪性强的特征。

作为将电信号转换为光信号的方式，已知有利用半导体激光的直接调制方式和使用了光调制器的外部调制方式。直接调制虽然不需要光调制器而且成本低，但是在高速调制方面有极限，在高速且长距离的用途中使用外部光调制方式。

作为光调制器，通过Ti(钛)扩散在铌酸锂单晶基板的表面附近形成有光波导的光调制器已经被实用化了。40Gb/s以上的高速的光调制器被商用化了，但存在总长长达10cm左右的大的缺点。

相对于此，在专利文献1～3中公开了一种使用了脊型光波导的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)型光调制器，其中，该脊型光波导是通过外延生长在蓝宝石单晶基板上形成膜厚为2μm以下的c轴取向的铌酸锂膜，并将铌酸锂膜加工成脊型而成的。使用了铌酸锂膜的光调制器与使用了铌酸锂单晶基板的光调制器相比，实现了大幅度的小型化、低驱动电压化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-6348号公报

专利文献2：日本特开2014-142411号公报

专利文献3：日本特开2015-14716号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

图30是现有的脊型光波导元件400的截面图。光波导元件400具备基板1和由形成于基板1上的铌酸锂膜构成的波导层2，波导层2具有脊部3。脊部3是具有脊宽W和厚度T1的突出部。位于脊部3的两侧的平板部4的厚度为T2(<T1)。

在现有的脊型光波导元件400中，存在TM基模的传播损耗高的问题。现有的脊型光波导中TM基模的传播损耗变高的原因是对TE高次模的结合。高次模是例如在图30中在位于脊部3的外侧的平板部4传播的模式，并且是不受脊部3限制的波导模式。因此，通过抑制TM基模与TE高次模的结合，从而可以降低TM模的传播损耗。

另外，现有的脊型光波导元件400中，如果减小脊宽W，则存在TM基模的传播损耗变高的问题。

进一步，根据脊部3的形状，有时由于形状的稍微偏差而造成传播损耗急剧地变高。在这样的情况下，存在起因于制作偏差而使传播损耗变高的担忧。

因此，本发明的目的在于提供一种通过抑制TM基模与TE高次模的结合从而抑制了TM基模的传播损耗的脊型的光波导元件以及使用其的光调制器。

本发明的其它目的在于提供一种即使减小脊宽W也可以抑制TM基模的传播损耗的脊型的光波导元件以及使用其的光调制器。

本发明的另外其它目的在于提供一种可以不受制作偏差的影响，并且可以稳定地得到低传播损耗的脊型的光波导元件以及使用其的光调制器。

解决技术问题的手段