[发明专利]光调制器

说明书

本发明提供能够使用差动信号输出进行更低电压驱动的光调制器。一种光调制器，在具有电光效应的基板(1)上形成有光波导(21、22)和控制电极，该光波导具有至少一个马赫‑曾德尔型光波导，所述光调制器的特征在于，该控制电极具备2个接地电极，该2个接地电极夹着3个信号电极，所述3个信号电极由夹着第一(S1)信号电极的第二(S2)信号电极和第三(S3)信号电极构成，该光调制器具备配线结构，该配线结构将差动信号中的一个调制信号(S+)施加到该第一信号电极，并将另一个调制信号(S‑)施加于该第二信号电极及该第三信号电极，该马赫‑曾德尔型光波导的2个分支波导中的一方(21)配置于该第一信号电极与该第二信号电极之间，另一方(22)配置于该第一信号电极与该第三信号电极之间。

技术领域

本发明涉及光调制器，尤其涉及具备至少一个马赫-曾德尔型光波导并由差动信号驱动的光调制器。

背景技术

近年来，对光调制器高速化、小型化的需求不断提高。在组装有马赫-曾德尔型光波导的光调制器中，结构简单且使用上也简便的电极结构如图1所示，是由单一的信号电极(S+)驱动的单端电极。在图1中，在构成马赫-曾德尔型光波导的2个分支波导(21、22)之间配置有信号电极(S+)，在其两侧配置有接地电极(G)。构成为对各分支波导(21、22)同时施加由虚线箭头表示的不同方向的电场。在这样的电极之间配置光波导的结构中，具有电光效应的基板如X切割板的铌酸锂(LN)等基板那样在横截面方向上具有高的电光常数的情况下，调制效率变高。

但是，在超过50Gbaud的动作速率下，为了尽可能减少品质的劣化而对高速的信号进行调制，需要缩短信号传播的传送线路来抑制高频下的传送路径的损失、或者防止因各个部件的电连接而产生的反射、损失导致的特性的劣化。因此，正在研究用作为信号处理元件的DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)的输出信号直接驱动光调制器、或者在光调制器的壳体内内置信号放大用的驱动元件。

在DSP的输出中，为了抑制线路传送中的外部噪声等的影响或者能够进行低电压下的动作，使用差动信号输出结构。而且，在驱动图1那样的单端电极的结构的光调制器的情况下，在驱动元件中，将通过差动信号输入的信号转换成单端的信号，并放大而输出。在这样的驱动元件中，在单一的半导体芯片中，由于元件的输出不能放大到足以驱动光调制器的振幅，所以使用多个半导体芯片构成元件。

而且，为了实现小型化，用DSP直接驱动光调制器或在光调制器的壳体内内置信号放大用的驱动元件是有效的。在内置驱动元件的情况下，对于小型化，优选将由单一的半导体芯片构成的驱动元件集成化。在这样的单一芯片的驱动元件中，通过使用差动信号输出的元件在调制中利用差动的电位差，能够进行高效的调制。为了应对这样的情况，光调制器也需要以差动输出驱动。

图2是使用输入到光调制器的差动信号的同相(S+)和反相(S-)的双方的调制信号并在电极之间配置波导的光调制器的电极结构的一例。在图2中，在接地电极(G)间配置有差动信号的各个信号电极。但是，施加于马赫-曾德尔型光波导的分支波导(21、22)的电场的强度仅施加基于信号电极(S+或S-)与接地电极(G)的电位差的电场强度，不能以差动信号的电位差驱动。因此，即使在使用差动信号的情况下，与使用单端信号的情况相比，调制的效率几乎不变，因此必要的作用部变长，难以使元件尺寸小型化。

在专利文献1中，公开了如下结构，在半导体型的马赫-曾德尔光调制器中，以对2个分支波导分别施加差动信号输出的2个调制信号的方式，对1个分支波导分别配置2个信号电极。由此，能够在各分支波导进行基于差动信号的电位差的驱动，与图2的电极结构相比，驱动电压降低，但由于在1个马赫-曾德尔型光波导配置合计4个信号电极，因此电极结构复杂化，并且光调制器的小型化也变得困难。

另一方，在相干通信用调制器等中，使用将多个马赫-曾德尔型光波导配置成嵌套状的嵌套型光波导等将多个马赫-曾德尔型光波导集成化的光调制器。