[发明专利]光调制器

说明书

本发明提供一种具有低折射率且高介电常数的缓冲层的光调制器。本发明的光调制器(100)具备：光波导(10a、10b)；与光波导(10a、10b)相对地设置的电极(7、8)；以及设置于光波导(10a、10b)与电极(7、8)之间的缓冲层(4)。缓冲层(4)的主材料是氟化镧。

技术领域

本发明涉及一种在光通信和光测量领域中使用的光调制器，特别是涉及一种覆盖光波导的缓冲层的材料。

背景技术

随着互联网的普及，通信量急剧增加，光纤通信的重要性变得非常高。光纤通信将电信号转换为光信号，并通过光纤传输光信号，并且具有宽频带、低损耗、抗噪声等的特征。

作为将电信号转换为光信号的方式，已知有利用半导体激光器的直接调制方式和使用了光调制器的外部调制方式。直接调制不需要光调制器且成本低，但是对高速调制有极限，在高速且长距离的应用中，使用外部调制方式。

光调制器作为代表性的电光装置之一，在铌酸锂单晶基板的表面附近通过Ti(钛)扩散形成了光波导的马赫曾德尔型光调制器被实用化。马赫曾德尔型光调制器是使用具有将从一个光源发出的光分成两束，使其通过不同的路径之后，再次使其叠加以引起干涉的马赫曾德尔干涉仪的构造的光波导(马赫曾德尔光波导)的光调制器，40Gb/s以上的高速的光调制器被商用化，但是全长长达10cm左右成为大的缺点。

相对于此，在专利文献1、2中公开了一种使用了铌酸锂膜的马赫曾德尔型光调制器。使用了铌酸锂膜的光调制器与使用了铌酸锂单晶基板的光调制器相比，能够大幅地小型化以及低驱动电压化。

另外，在专利文献3中记载了一种光调制器，具备：相对介电常数为17以下的单晶基板；形成于单晶基板上的光学折射率为nc、膜厚为2μm以下、且主成分组成为LiNbO₃的电光膜；用于对电光膜施加电压的行波电极；以及设置于电光膜和行波电极之间，且相对介电常数为εb、光学折射率为nb的缓冲层，并且满足(nc-nb)εb3.5。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/183484号小册子

专利文献2：国际公开第2016/158650号小册子

专利文献3：日本专利第5853880号公报

发明内容

在光调制器中，已知存在于光波导与RF信号电极之间的缓冲层，其折射率越低，光损耗越降低，且介电常数越高，越能够降低半波长电压Vπ，并且Vπ特性提高。

然而，低折射率与高介电常数处于权衡的关系，由于折射率低的材料的介电常数也低，反之介电常数高的材料的折射率也高，因此，从氧化物材料中选择低折射率且高介电常数的材料的余地几乎没有。树脂材料是低折射率，并且由于能够通过旋涂进行涂布，因此量产性高。然而，由于树脂材料的介电常数低，因此不适合作为缓冲层的材料。

因此，本发明的目的在于，提供一种具有低折射率且高介电常数的缓冲层的光调制器。

为了解决上述技术问题，本发明的光调制器，其特征在于，具备：光波导；与所述光波导相对地设置的电极；以及设置于所述光波导与所述电极之间的缓冲层，所述缓冲层的主材料是氟化镧。

根据本发明，可以形成折射率低且介电常数高的缓冲层，并且可以实现在氧化物材料中不能实现的低折射率和高介电常数的兼得。此外，“缓冲层的主材料是氟化镧”是指，只要缓冲层的主成分组成是LaF₃即可，可以含有一些杂质或添加物。

在本发明中，所述缓冲层的厚度优选为0.3μm以上3μm以下。当以氟化镧为主材料的缓冲层的厚度为0.3μm以上3μm以下时，可以兼得低光吸收损耗和低驱动电压。