[发明专利]光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置

说明书

本发明同时抑制凸状光波导与高频信号电极的多个交叉部中的光波导的光吸收损耗及高频信号电极的信号传播损耗，以实现良好的动作特性。光波导元件具有：基板，形成有光波导；以及电极，形成于基板上且具有在光波导上交叉的交叉部，所述光波导包含在基板上延伸的凸部，在沿着所述电极相邻的所述交叉部具有沿着所述电极填埋所述凸部之间并且覆盖所述凸部的上部的、包含树脂的中间层。

技术领域

本发明涉及一种光波导元件、光调制器、光调制模块以及光发送装置。

背景技术

在高速/大容量光纤通信系统中，多使用装入有作为光波导元件的光调制元件的光调制器，所述光波导元件包含形成于基板上的光波导与对在光波导中传播的光波进行控制的控制电极。其中，将具有光电效应的LiNbO₃(以下也称为LN)用于基板的光调制元件由于光的损耗少且可实现宽带域的光调制特性，因而被广泛地用于高速/大容量光纤通信系统。

尤其关于光纤通信系统的调制方式，受近年来传送容量的增大化潮流的影响，四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)或双极化四相相移键控(DualPolarization-Quadrature Phase Shift Keying，DP-QPSK)等多值调制或对多值调制导入了极化多工的传送格式成为主流，除了用于基干光传送网以外，也逐渐被导入至城域网(metro network)。

另外，近年来，为了光调制器自身的进一步的低电压驱动及高速调制，使用肋(rib)型光波导或脊(ridge)型光波导(以下，统称为凸状光波导)的光调制器也正在实用化，所述肋型光波导或脊型光波导是在为了进一步加强基板中的信号电场与导波光的相互作用而经薄膜化的LN基板(例如，厚度20μm以下)的表面形成带状的凸部而构成。

进行QPSK调制的光调制器(QPSK光调制器)或进行DP-QPSK调制的光调制器(DP-QPSK光调制器)包括多个马赫曾德型光波导，所述多个马赫曾德型光波导成为被称为所谓嵌套式的衬套结构，且所述多个马赫曾德型光波导各自包括至少一个高频信号电极。另外，使用这种马赫曾德型光波导的光调制器中，通常也形成有偏压电极，此偏压电极用于补偿由所谓直流(Direct Current，DC)漂移(drift)所引起的、偏压点的变动。

这些高频信号电极或偏压电极(以下，也统称而简称为电极)为了与基板外部的电气电路连接，而以延伸至LN基板的外周附近的方式形成。因此，在基板上，多个光波导与多个电极复杂地交叉，形成电极在光波导上横穿的多个交叉部。

若在所述交叉部中以光波导与电极直接接触的方式形成，则在这些交叉部中，在光波导中传播的光被构成电极的金属吸收，从而产生光损耗(光吸收损耗)。另外，在凸状光波导与传播高频电信号的高频信号电极交叉的情况下，在交叉部中，在基板上的高频信号电极的上表面及下表面产生沿着凸状波导的截面形状的凹凸，高频电信号通过放射等从所述凹凸的边缘部分泄漏，由此高频信号电极中的信号传播损耗增加。尤其在实现超过100G的调制速度的光调制元件中，高频信号电极所传播的高频电信号成为微波频率的信号，由于表皮效应而在高频信号电极的表面附近传播，因此容易受到由所述表面的凹凸带来的不良影响(传播损耗等)。

而且，这些光损耗或信号传播损耗例如可能使构成马赫曾德型光波导的两个并行波导间产生光损耗差，使经调制的光的消光比劣化。光调制器所需求的调制速度越高，则对消光比的要求条件越严格，因而预想这种消光比的劣化随着伴随传送容量的增大化的、调制速度的高速化而不断变明显。

另外，关于所述交叉部，在将InP等半导体用于基板并不限于LN基板的光波导元件、或将Si用于基板的硅光子波导器件等各种光波导元件中也可同样地形成。另外，此种光波导元件不仅可为使用马赫曾德型光波导的光调制器，也可为使用构成定向耦合器或Y分支的光波导的光调制器，或者光开关等各种光波导元件。