[发明专利]光调制器

说明书

技术领域

本发明涉及小型且消耗电力少的光调制器。

背景技术

在具有如铌酸锂(LiNbO₃)那样通过施加电场而折射率就变化的所谓电光效应的基板上(以下略叫做LN基板)上形成光波导路和行波电极的行波电极型铌酸锂光调制器(以下略叫做LN光调制器)，由于其优良的编码脉冲(チヤピング)特性而被适用在2.5Gbit/s、10Gbit/s的大容量光传送系统中。最近正在讨论还适用于40Gbit/s的超大容量光传送系统，而期待作为关键设备。

[第一现有例]

图7表示使用z-断开LN基板1构成LN光调制器的第一现有例立体图。图8是图7的A-A′剖面图。LN光调制器包括：z-断开LN基板1、SiO₂缓冲层2和马赫-齐纳光波导路3。在此，马赫-齐纳光波导路由把金属Ti在1050℃下约热扩散10小时形成，构成马赫-齐纳干涉系统(或马赫-齐纳光波导路)。在电信号与光相互作用的部(叫做相互作用部)中光波导路(或相互作用光波导路)是马赫-齐纳光波导路的两个臂3a、3b，被称为在各自相互作用部中的第一光波导路和第二光波导路。

作为行波电极4假定使用具有一个中心导体4a和两个接地导体4b、4c的共面波导管(CPW)。

在光波导路中传播的光为了抑制从构成由中心导体4a和接地导体4b、4c构成的行波电极4的金属(一般使用Au)受到的吸收损失，则降低传播行波电极4的电信号的微波等价折射率(或行波电极的微波等价折射率)n_m，使在第一光波导路3a和第二光波导路3b中传播的光的等价折射率(或光波导路的等价折射率)n₀接近，而且使特性阻抗尽量地接近50Ω，因此，在行波电极与z-断开LN基板1之间通常堆积400nm～1μm程度厚度的SiO₂缓冲层2。

图9表示在行波电极的中心导体4a与接地导体4b、4c之间施加电场时电力线5的分布。从该图了解到，横穿第一光波导路3a和第二光波导路3b的电力线5的方向相反。因此，当把在位于中心导体4a下的第二光波导路3b中传播的光的相位变化量设定成Δφ1，把在位于接地导体4b的第一光波导路3a中传播的光的相位变化量设定成Δφ2时，则Δφ1与Δφ2的符号不同。通过把在马赫-齐纳光波导路的第一光波导路3a和第二光波导路3b中传播的光的相位差Δφt(＝|Δφ1|+|Δφ2|)设定成π，则能实现光的OFF状态，能形成光信号脉冲。

但由该第一现有例所示的z-断开LN光调制器形成的光信号脉冲在长度数10Km的单模光纤内传播时，有脉冲的形崩溃的所谓编码脉冲的问题点。下面关于这点进行说明。

如从图9了解到，中心导体4a的宽度比接地导体4b、4c的宽度小，其宽度大致与第二光波导路3b的宽度相同，是6μm～11μm左右。因此，在中心导体4a下的第二光波导路3b中传播的光与电力线5的相互作用效率高。另一方面，由于接地导体4b、4c宽，所以从中心导体4a出来的电力线5在接地导体4b、4c中分布广，接地导体4b侧的第一光波导路3a与电力线5的相互作用效率低。近似地成为|Δφ1|≈5|Δφ2|。因此，在使用该现有实施例的光调制器形成的光脉冲中产生编码脉冲。表示编码脉冲程度的阿尔法参数(或α参数)能使用具有光信号脉冲相位φ和振幅E的(1)式来表现(非专利文献1)。

α＝[dφ/dt]/[(1/E)(dE/dt)]    (1)

这样地，α参数能使用具有输出光信号脉冲的相位变化量和强度变化量来表现。

且具体地，α参数能使用把(1)式发展了的(2)式来表现。

α＝(Γ1-Γ2)/(Γ1+Γ2)    (2)

Γ1：把电信号(振幅)和在第一光波导路3a中传播的光(光焦度)以被1标准化了的重积分表示的效率

Γ2：把电信号(振幅)和在第二光波导路3b中传播的光(光焦度)以被1标准化了的重积分表示的效率

如上，在图7所示第一现有例形成的脉冲中产生编码脉冲的原因，起因于在中心导体4a侧的第二光波导路3b和在接地导体4b侧的第一光波导路3a中产生的相位变化量的绝对值不同。

[第二现有例]

为了解决图7所示第一现有例的问题点，把使用的第二现有例LN光调制器表示在图10。对与第一现有例相同结构元件的号码省略说明。