[发明专利]光调制器

说明书

技术领域

本发明属于高速、驱动电压低、且DC偏压小、制作成品率高的光调制器的领域。

背景技术

象铌酸锂(LiNbO₃)那样，通过施加电场改变折射率，在所谓的具有光电效应的基板(以下，将铌酸锂基板简称为LN基板)上形成光导和行波电极的行波电极型铌酸锂光调制器(以下，简称为LN光调制器)，因其良好的线性调频脉冲特性而适用于2.5Gbit/s、10Gbit/s的大容量光传送系统。最近，正在研究应用于更大容量的40Gbit/s的超大容量光传送系统，有望作为关键设备而使用。

(第一现有技术)

该LN光调制器具有使用z-切割基板的类型和使用x-切割基板的类型(或y-切割基板)。在此，作为第一现有技术，例举使用x-切割LN基板和共面波导(CPW)行波电极的x-切割基板LN光调制器，其立体图如图3所示。图4是图3的A-A’的剖面图。另外，以下的论述对z-切割基板也同样成立。

如图所示，LN光调制器具有：x-切割LN基板1；在1.3μm或1.55μm等光通信所使用的波长区域，厚度为200nm～1μm左右透明的SiO₂缓冲层2；以及在x-切割LN基板1上蒸镀Ti后，在1050℃热扩散大约10小时而形成的、构成马赫-泽德干涉系(或马赫-泽德光导)的光导3。另外，光导3具有在电信号和光相互作用的部位(称为相互作用部)的光导(或相互作用光导)、即马赫-泽德光导的两条支路3a、3b。CPW行波电极4由中心导体4a、接地导体4b、4c构成。

在该第一现有技术中，因中心导体4a和接地导体4b、4c之间重叠加载偏置电压(通常是DC偏置电压)和高频电信号(也称为RF电信号)，所以，在相互作用光导，不仅RF电信号，而且DC偏置电压也改变光的相位。另外，由于电信号的微波有效折射率n_m接近在光导3a、3b传播的光的有效折射率n_o，所以缓冲层2起到扩大光调制区域的重要作用。

接着，说明这样构成的LN光调制器的动作。在使该LN光调制器动作中，必需在中心导体4a和接地导体4b、4c之间加载DC偏置电压和RF电信号。

图5所示的电压-光输出特性是某状态下LN光调制器的电压-光输出特性，Vb是此时的DC偏置电压。如图5所示，通常DC偏置电压Vb设定在光输出特性的峰和谷的中点上。

图6详细地表示第一现有技术的实际安装形态和电连接。在此，安装的LN光调制器具有：由金属形成的框体5；用于将RF电信号即微波从外部电路输入到LN光调制器的、RF电信号输入用的连接器6；RF电信号输入用的连接器6的芯线7；用于取出RF电信号的RF电信号输出用的连接器8；RF电信号输出用的连接器8的芯线9。并且，还具有：将内置于电信号源11中的DC成分截止的电容器10；电气终端12；去除DC成分的电容器13；用于加载DC偏置电压的DC电源14。因具有两个电容器10和13，所以来自DC电源14的DC成分不会作为电流流动。

通常，为了小型化和降低成本，多数情况下终端12、电容器13内置于框体5中，并且，来自DC电源14的DC偏置电压经由替换RF电信号输出用连接器8的、简单的插头、导线供给。

在此，有重要的地方需要注意。在光通信中，LN光调制器用于称为发送应答器的发送接收装置中，但因该发送应答器上搭载有很多机器，所以LN光调制器和其它机器之间的相对位置被固定。换句话说，用于将RF电信号输入到LN光调制器中的连接器6的位置相对于框体5不能任意设定，大致唯一地确定。另一方面，框体5内的x-切割LN基板1的位置也大致确定。

即，为了输入RF电信号而使用的连接器6的芯线7的位置大致唯一地确定在x-切割LN基板1上、图6中B所示的位置。

图7表示从第一现有实施例的上面看到的示意图。如前所述，在LN光调制器中，在x-切割LN基板1上，为了输入RF电信号而固定使用的连接器6的芯线7的位置在图中作为B位置大致自动确定。因此，对行波电极4的中心导体4a和接地导体4b、4c加载的RF电信号和DC偏置电压，与光相互作用的相互作用部15的长度L₁也自动确定。