[发明专利]光调制器

说明书

本发明是一种光调制器，包括：基板、以及基板上的相位调制部，所述相位调制部包括：光波导、第一行波电极、以及第二行波电极，所述光波导包括：第一包层、半导体层、以及第二包层，所述半导体层层叠在第一包层上，并具有高于第一包层的折射率，所述第二包层层叠在半导体层上，并具有低于半导体层的折射率，半导体层具备：肋部，形成于光波导的光轴方向，作为光波导的芯；第一平板部，沿光轴方向形成于肋部的一侧；第二平板部，沿光轴方向形成于肋部的另一侧；第三平板部，沿光轴方向形成于第一平板部的与肋部相反侧；以及第四平板部，沿光轴方向形成于第二平板部的与肋部相反侧，第一平板部形成为比肋部和第三平板部薄，第二平板部形成为比肋部和第四平板部薄。

技术领域

本发明涉及一种用于光通信系统、光信息处理系统的光调制器，具体而言，涉及一种在低电压下工作且波导损耗小的马赫-曾德尔型光调制器。

背景技术

马赫-曾德尔型(MZ型)光调制器具有如下结构：通过光分路器将入射至光波导的光分路到两个波导，并在使分路后的光传播固定长度后，通过光合波器再次使其合波。在分路成两个的光波导分别设置有相位调制器，使传输至各光波导的光的相位变化，改变被合波的光的干涉条件，调制光的强度或者光的相位。

作为构成MZ型光调制器的光波导的材料，使用LiNbO₃等电介质、InP、GaAs以及Si等半导体，通过配置于光波导附近的行波电极来对光波导施加电压，由此使光的相位变化。作为使光的相位变化的原理，主要使用LiNbO₃的普克尔斯效应(Pockels Effect)、InP和GaAs的普克尔斯效应和量子限制斯塔克效应(Quantum Confined Stark Effect：QCSE)、Si的载流子等离子体效应(Carrier Plasma Effect)。

为了进行高速且低耗电的光通信，需要调制速度快、驱动电压低的光调制器。为了进行10Gbps以上的高速且几伏的振幅电压下的光调制，需要一种行波电极，该行波电极使高速的电信号与在相位调制器中传播的光的速度匹配，使其一边传输一边进行相互作用。目前，将行波电极的电极长度设为几毫米到几十毫米的光调制器已被投入使用(例如非专利文献1)。使用了行波电极的光调制器要求具有能不降低电信号、在波导中传播的光的强度地进行传输的低光损耗且反射少的电极结构以及光波导结构，以使。

此外，在MZ型光调制器中，存在由硅来构成光波导的硅光调制器。硅光调制器通过如下方法进行制作：由对Si基板的表面进行热氧化后的氧化膜(BOX)层上粘贴有Si薄膜的SOI(Silicon on Insulator)基板，加工出能使光在SOI层中进行波导的Si的细线，然后注入掺杂剂，以使加工出的细线成为p型/n型的半导体，并进行构成光的包层的SiO₂的堆积、行波电极的形成等。此时，光的波导需要进行设计/加工，以使光损耗变小，加工出的细线的p型/n型的掺杂、以及行波电极的制作需要进行设计/加工，以将光的损耗发生抑制得较小，并且将高速电信号的反射、损耗抑制得较小。

图1是表示现有的MZ型光调制器100的构成的俯视透视图。MZ型光调制器100是硅光调制器，具备：输入光波导101、将从输入光波导101入射的光1：1分路的光分路器102、以及供来自光分路器102的光入射的光波导103和104。此外，MZ型光调制器100具备：对在光波导103中传输的光的相位进行调制的相位调制部111、对在光波导104中传输的光的相位进行调制的相位调制部112、传输来自相位调制部111的光的光波导105、以及传输来自相位调制部112的光的光波导106。此外，MZ型光调制器100具备：将来自光波导105和106的被调制了相位的光合波的光合波器107、以及将通过光合波器107合波后的光出射的输出光波导108。