特開 2015-69162 光変調器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-69162(P2015-69162A)

(43)【公開日】2015年4月13日

(54)【発明の名称】光変調器

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/01 20060101AFI20150317BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/01 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-205650(P2013-205650)

(22)【出願日】2013年9月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000183266

【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】細川 洋一

(72)【発明者】

【氏名】日隈 薫

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA22

2K102BA03

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102CA20

2K102DA04

2K102DB05

2K102DD04

2K102DD05

2K102DD07

2K102EA02

2K102EA08

2K102EA09

2K102EB10

2K102EB11

2K102EB12

2K102EB29

2K102EB30

(57)【要約】

【課題】複数のマッハツェンダー型光導波路を並列させた場合においてチップ面積の増大を抑制できる光変調器を提供する。
【解決手段】本発明の光変調器は、素子形成面上に、それぞれ光導波路と、光導波路内を伝搬する光を変調するための変調電極と、が形成された第１基板及び第２基板と、光を分岐させ、第１基板及び第２基板にそれぞれ分岐された光を入力する光分岐手段と、第１基板及び第２基板から出力された光を合波する光合波手段と、を備え、第１基板と第２基板とは、少なくとも一部が互いに重なることを特徴とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

素子形成面上に、それぞれ光導波路と、前記光導波路内を伝搬する光を変調するための変調電極と、が形成された第１基板及び第２基板と、
光を分岐させ、前記第１基板及び前記第２基板にそれぞれ分岐された光を入力する光分岐手段と、
前記第１基板及び前記第２基板から出力された光を合波する光合波手段と、
を備え、
前記第１基板と前記第２基板とは、少なくとも一部が互いに重なることを特徴とする光変調器。

【請求項2】

前記第１基板は、前記第２基板と全体が重なる、請求項１に記載の光変調器。

【請求項3】

前記第１基板及び前記第２基板の前記素子形成面の一辺端部には、前記変調電極に電気的に接続された信号電極が形成されており、
前記信号電極は、前記第１基板と前記第２基板との同じ側を向いた辺端部に設けられる、請求項１または２に記載の光変調器。

【請求項4】

前記第１基板と前記第２基板とを保持する筐体と、
前記筐体の一側面に設けられ、前記信号電極と接続された入力端子と、
を備え、
前記第１基板の前記信号電極に接続された前記入力端子と、前記第２基板の前記信号電極に接続された前記入力端子とは、前記筐体の前記側面にジグザグに配置されている、請求項３に記載の光変調器。

【請求項5】

前記第１基板の前記素子形成面と、前記第２基板の前記素子形成面とは、互いに対向しないように配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の光変調器。

【請求項6】

前記光合波手段は、前記第１基板及び前記第２基板から出力された光を、互いに異なる偏光方向となるように変調する偏波回転素子を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の光変調器。

【請求項7】

素子形成面上に、それぞれ光導波路と、前記光導波路内を伝搬する光を変調するための変調電極と、が形成された第１基板及び第２基板と、
光を分岐させ、前記第１基板及び前記第２基板にそれぞれ分岐された光を入力する光分岐手段と、
前記第１基板及び前記第２基板から出力された光を合波する光合波手段と、
を備え、
前記第１基板の前記素子形成面と、前記第２基板の前記素子形成面とは、それぞれ異なる平面上に配置されることを特徴とする光変調器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光変調器に関する。

【背景技術】

【0002】

高速多値変調を行うため、複数のマッハツェンダー型光導波路を並列に配置する光変調器が提案されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−９４９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、上記のような光変調器では、並列するマッハツェンダー型光導波路の数が増加する程、チップ面積が増大し、光変調器が大型化してしまうという問題があった。

【0005】

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、複数のマッハツェンダー型光導波路を並列させた場合においてチップ面積の増大を抑制できる光変調器を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の光変調器の一つの態様は、素子形成面上に、それぞれ光導波路と、前記光導波路内を伝搬する光を変調するための変調電極と、が形成された第１基板及び第２基板と、光を分岐させ、前記第１基板及び前記第２基板にそれぞれ分岐された光を入力する光分岐手段と、前記第１基板及び前記第２基板から出力された光を合波する光合波手段と、を備え、前記第１基板と前記第２基板とは、少なくとも一部が互いに重なることを特徴とする。

【0007】

前記第１基板は、前記第２基板と全体が重なる構成としてもよい。

【0008】

前記第１基板及び前記第２基板の前記素子形成面の一辺端部には、前記変調電極に電気的に接続された信号電極が形成されており、前記信号電極は、前記第１基板と前記第２基板との同じ側を向いた辺端部に設けられる構成としてもよい。

【0009】

前記第１基板と前記第２基板とを保持する筐体と、前記筐体の一側面に設けられ、前記信号電極と接続された入力端子と、を備え、前記第１基板の前記信号電極に接続された前記入力端子と、前記第２基板の前記信号電極に接続された前記入力端子とは、前記筐体の前記側面にジグザグに配置されている構成としてもよい。

【0010】

前記第１基板の前記素子形成面と、前記第２基板の前記素子形成面とは、互いに対向しないように配置される構成としてもよい。

【0011】

前記光合波手段は、前記第１基板及び前記第２基板から出力された光を、互いに異なる偏光方向となるように変調する偏波回転素子を備える構成としてもよい。

【0012】

本発明の光変調器の一つの態様は、素子形成面上に、それぞれ光導波路と、前記光導波路内を伝搬する光を変調するための変調電極と、が形成された第１基板及び第２基板と、光を分岐させ、前記第１基板及び前記第２基板にそれぞれ分岐された光を入力する光分岐手段と、前記第１基板及び前記第２基板から出力された光を合波する光合波手段と、を備え、前記第１基板の前記素子形成面と、前記第２基板の前記素子形成面とは、それぞれ異なる平面上に配置されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一つの態様によれば、複数のマッハツェンダー型光導波路を並列させた場合においてチップ面積の増大を抑制できる光変調器が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の光変調器を示す斜視図である。

【図2】第１実施形態の光変調器を示す図であって、図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図3】第１実施形態の光変調器を示す図であって、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図4】第１実施形態の光変調器を示す平面図である。

【図5】第１実施形態の信号生成部を示す斜視図である。

【図6】第１実施形態の信号生成部を模式的に示す図である。

【図7】第１実施形態の信号生成部における光信号を示す信号空間ダイヤグラムである。

【図8】第１実施形態の信号生成部の他の一例を模式的に示す図である。

【図9】第１実施形態の信号生成部の他の一例における光信号を示す信号空間ダイヤグラムである。

【図10】第２実施形態の信号生成部を模式的に示す図である。

【図11】第２実施形態の信号生成部における光信号を示す信号空間ダイヤグラムである。

【図12】第３実施形態の信号生成部を示す側面図である。

【図13】（Ａ）は、第３実施形態の光変調器を示す側面図であり、（Ｂ）は、第１実施形態の光変調器を示す側面図である。

【図14】第４実施形態の光変調器を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る光変調器について説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

【0016】

（第１実施形態）
図１から図４は、本実施形態の光変調器１０を示す図である。図１は、斜視図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。図４は、平面図である。図５は、光変調器１０の信号生成部９０を示す斜視図である。図４においては、上蓋部１３の図示を省略している。図５においては、第１集光光学系４０ａ及び第２集光光学系４０ｂの図示を省略している。

【0017】

なお、以下の説明においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、筐体１１（図１参照）の厚さ方向をＺ軸方向、筐体１１の長手方向をＸ軸方向、筐体１１の幅方向をＹ軸方向とする。

【0018】

本実施形態においては、光変調器１０が偏波多重１６値直交位相振幅変調（ＤＰ−１６ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式の光変調器である場合について例示する。
本実施形態の光変調器１０は、図１及び図２に示すように、筐体１１と、信号生成部９０と、光入力端子５０と、光出力端子５１と、第１入力端子５２と、第２入力端子５３とを備える。
信号生成部９０は、図２に示すように、第１基板２０と、第２基板２１と、第１支持基板２２と、第２支持基板２３と、第１集光光学系４０ａと、第２集光光学系４０ｂと、入力光分岐手段（光分岐手段）３０と、偏波合成素子（光合波手段）３１とを備える。

【0019】

筐体１１は、第１基板２０と第２基板２１とを保持する。筐体１１は、本実施形態においては、直方体である。筐体１１は、本体部１２と、上蓋部１３と、下蓋部１４とを備える。
本体部１２の上側（＋Ｚ側）には、図２に示すように、第１凹部１２ａが形成されている。本体部１２の下側（−Ｚ側）には、第２凹部１２ｂが形成されている。第１凹部１２ａと、第２凹部１２ｂとに挟まれた部分を仕切部１５とする。仕切部１５は、第１凹部１２ａと第２凹部１２ｂとに共通の底壁である。第１凹部１２ａは、図４に示すように、平面視（ＸＹ面視）矩形状である。第２凹部１２ｂは、第１凹部１２ａと同様に、平面視矩形状である。第１凹部１２ａと第２凹部１２ｂとは、平面視（ＸＹ面視）で互いに全体が重なるように形成されている。

【0020】

第１凹部１２ａの底面１５ａ（仕切部１５の上面）には、図２に示すように、仕切部１５を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する入射側貫通孔１５ｃと、射出側貫通孔１５ｄとが形成されている。第１凹部１２ａと第２凹部１２ｂとは、入射側貫通孔１５ｃと射出側貫通孔１５ｄとをそれぞれ介して、連通している。入射側貫通孔１５ｃ及び射出側貫通孔１５ｄは、図４に示すように、平面視（ＸＹ面視）矩形状である。入射側貫通孔１５ｃ及び射出側貫通孔１５ｄの大きさは、入力光分岐手段３０と偏波合成素子３１とが、それぞれ挿入可能な大きさに設定されている。

【0021】

本体部１２の一つの側面１２ｃには、図１に示すように、第１入力端子５２と第２入力端子５３とが設けられている。第１入力端子５２は、４つの第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを含む。第２入力端子５３は、４つの第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを含む。第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、それぞれ筐体１１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで配置されている。第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、第１入力端子５２よりも下方側（−Ｚ側）に、それぞれ筐体１１の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで配置されている。

【0022】

各第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと、各第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとは、それぞれ、筐体１１の長手方向（Ｘ軸方向）位置が同一となるようにして設けられている。
第１入力端子５２は、図４に示すように、接続ケーブル１５２を介して、第１基板２０と接続されている。第２入力端子５３は、接続ケーブル１５３を介して、第２基板２１と接続されている。

【0023】

本体部１２の前面１２ｄには、光信号Ｓ０が入力される光入力端子５０が設けられている。本体部１２の後面１２ｅには、光信号Ｓ７が出力される光出力端子５１が設けられている。

【0024】

上蓋部１３と下蓋部１４とは、それぞれ本体部１２に接着されている。上蓋部１３と下蓋部１４とによって、第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂが共に封止される。

【0025】

入力光分岐手段３０は、図２に示すように、入射側貫通孔１５ｃに挿入されて固定されている。入力光分岐手段３０は、ビームスプリッター３２と、全反射ミラー３３とを備える。
ビームスプリッター３２は、入射する光のうち半分の光を透過させ、残りの半分の光を射出する性質を有する。ビームスプリッター３２は、図２及び図５に示すように、光入力端子５０に入力された光信号Ｓ０が入射するように設けられている。ビームスプリッター３２は、光信号Ｓ０の光軸に対して斜め４５°の角度となるように設けられている。ビームスプリッター３２に入力された光信号Ｓ０のうち半分の光信号は、透過して第２集光光学系４０ｂに入射され、残りの半分の光信号は９０°折り曲げられて上方側（＋Ｚ側）に反射され、全反射ミラー３３に入射する。

【0026】

全反射ミラー３３は、ビームスプリッター３２から射出された光信号の光軸に対して斜め４５°の角度となるようにして設けられている。全反射ミラー３３に入射された光信号は、９０°折り曲げられて反射され、第１集光光学系４０ａに入射される。

【0027】

第１集光光学系４０ａは、図２及び図４に示すように、直方体状の透明な基体４２ａと、基体４２ａの入力光分岐手段３０側（−Ｘ側）の面に設けられたマイクロレンズ４１ａとを備えている。マイクロレンズ４１ａの光軸は、入力光分岐手段３０の全反射ミラー３３から射出された光信号の光軸と同軸に配置されている。基体４２ａのマイクロレンズ４１ａが設けられている側と反対側（＋Ｘ側）の面は、後述する第１基板２０の光導波路素子６０と光学的に接着されている。

【0028】

基体４２ａは、マイクロレンズ４１ａの焦点距離に相当する厚さを有する。マイクロレンズ４１ａに入射した光信号は、第１基板２０に形成された後述する光導波路素子６０における入力導波路６１の入力端（−Ｘ側端部）に集光される。

【0029】

同様に、第２集光光学系４０ｂは、図２に示すように、直方体状の透明な基体４２ｂと、基体４２ｂの入力光分岐手段３０側（−Ｘ側）の面に設けられたマイクロレンズ４１ｂとを備えている。マイクロレンズ４１ｂの光軸は、入力光分岐手段３０のビームスプリッター３２を透過して射出された光信号の光軸と同軸に配置されている。基体４２ｂのマイクロレンズ４１ｂが設けられている側と反対側（＋Ｘ側）の面は、後述する第２基板２１の光導波路素子６０と光学的に接着されている。

【0030】

基体４２ｂは、マイクロレンズ４１ｂの焦点距離に相当する厚さを有する。マイクロレンズ４１ｂに入射した光は、第２基板２１に形成された後述する光導波路素子６０における入力導波路６１の入力端（−Ｘ側端部）に集光される。

【0031】

第１基板２０は、第１支持基板２２を介して、第１凹部１２ａの底面１５ａ上に設置されている。第１基板２０は、図４に示すように、平面視（ＸＹ面視）矩形状である。本実施形態においては、第１基板２０の幅（Ｙ軸方向長さ）は、第１凹部１２ａの幅（Ｙ軸方向長さ）と同じ長さに設定されている。第１基板２０における第１凹部１２ａの開口側（＋Ｚ側）の素子形成面２０ａ上には、光導波路素子６０と、電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄと、信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄとが形成されている。素子形成面２０ａとは、第１基板２０の主面である。

【0032】

第２基板２１は、図２に示すように、第２支持基板２３を介して、第２凹部１２ｂの底面１５ｂ上に設置されている。第２基板２１の形状及び大きさは、第１基板２０と同様である。第２基板２１における第２凹部１２ｂの開口側（−Ｚ側）の素子形成面２１ａ上には、図示は省略するが、第１基板２０と同様にして、光導波路素子６０と、電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄと、信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄとが形成されている。第２基板２１における各電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは、第１基板２０と同様にして設けられている。素子形成面２１ａとは、第２基板２１の主面である。

【0033】

第１基板２０の素子形成面２０ａは、第２基板２１の素子形成面２１ａと全体が重なっている。すなわち、平面視（ＸＹ面視）において、第１基板２０の素子形成面２０ａと第２基板２１の素子形成面２１ａとが、全体で重なるようにして、第１基板２０と第２基板２１とが設けられている。第１基板２０の素子形成面２０ａと、第２基板２１の素子形成面２１ａとは、平行に設けられている。

【0034】

素子形成面２０ａ上と、素子形成面２１ａ上とに、それぞれ形成された光導波路素子６０、電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ、及び信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、平面視（ＸＹ面視）において、互いに重なっていても、重なっていなくてもよい。また、素子形成面２０ａ上と、素子形成面２１ａ上とに、それぞれ形成された光導波路素子６０、電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ、及び信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄが、平面視（ＸＹ面視）において、互いに重なっている場合には、全体で重なっていてもよく、一部で重なっていてもよい。

【0035】

また、第１基板２０の素子形成面２０ａと、第２基板２１の素子形成面２１ａとは、互いに対向しないようにして配置されている。より詳細には、図２に示すように、第１基板２０の素子形成面２０ａは、上方側（＋Ｚ側）を向いており、第２基板２１の素子形成面２１ａは、下方側（−Ｚ側）を向いている。

【0036】

第１基板２０及び第２基板２１は、本実施形態の場合、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３：ＬＮ）基板である。第１基板２０及び第２基板２１としては、タンタル酸リチウム、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）、石英系の材料、及びこれらの組み合わせが利用可能である。

【0037】

図６は、信号生成部９０を模式的に示す図である。図６においては、説明のため素子形成面２０ａと素子形成面２１ａとを幅方向に並べて示している。また、図６においては、適宜図示を省略している。
なお、第１基板２０の素子形成面２０ａ上に形成された光導波路素子６０と、第２基板２１の素子形成面２１ａ上に形成された光導波路素子６０とは、同一の構成であるため、以下の説明においては、代表して第１基板２０の素子形成面２０ａ上に形成された光導波路素子６０についてのみを説明する場合がある。

【0038】

光導波路素子６０は、図６に示すように、入力導波路（光導波路）６１と、光分岐部６６と、光変調部７０と、光合成部８０とを備える。
入力導波路６１は、第１基板２０の第１集光光学系４０ａと接合された辺端から延びて、光分岐部６６と接続している。第１集光光学系４０ａから射出された光信号は、入力導波路６１に第１集光光学系４０ａ側の端部から入力される。そして、入力導波路６１に入力された光信号は、光分岐部６６によって２つの光信号に分岐され、分岐された光信号は、それぞれ後述するマッハツェンダー導波路６４，６５から光変調部７０に入力される。

【0039】

光変調部７０は、マッハツェンダー導波路（光導波路）６４，６５と、位相変調部７１，７２，７３，７４と、バイアス電極部６４ａ，６５ａとを備える。
位相変調部７１，７２は、マッハツェンダー導波路６４の間に設けられている。位相変調部７３，７４は、マッハツェンダー導波路６５の間に設けられている。バイアス電極部６４ａは、マッハツェンダー導波路６４の出力端側に設けられている。バイアス電極部６５ａは、マッハツェンダー導波路６５の出力端側に設けられている。
マッハツェンダー導波路６４，６５に入力された光信号は、それぞれさらに分岐され、位相変調部７１，７２，７３，７４に入力される。

【0040】

位相変調部７１，７２，７３，７４は、それぞれマッハツェンダー導波路（光導波路）と変調電極７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａとを備える。
変調電極７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａは、光導波路素子６０における導波路を伝搬する光信号を変調する。図４に示すように、位相変調部７１の変調電極７１ａには、電気配線５４ａを介して、信号電極５５ａが電気的に接続されている。位相変調部７２の変調電極７２ａには、電気配線５４ｂを介して、信号電極５５ｂが電気的に接続されている。位相変調部７３の変調電極７３ａには、電気配線５４ｃを介して、信号電極５５ｃが電気的に接続されている。位相変調部７４の変調電極７４ａには、電気配線５４ｄを介して、信号電極５５ｄが電気的に接続されている。

【0041】

信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを介して、それぞれ変調電極７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａに光信号に施す変調に応じた変調信号を入力する。図５に示すように、信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、平面視（ＸＹ面視）において、第１基板２０と第２基板２１との同じ側（−Ｙ側）を向いた辺端部に設けられている。電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは、それぞれ同じ長さとなるように形成されている。

【0042】

各信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄには、図４に示すように、接続ケーブル１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄが接続されている。各信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、接続ケーブル１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄを介して、各第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと接続されている。各接続ケーブル１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄは、同一の長さに設定されている。

【0043】

また、同様に、第２基板２１においても、各信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄは、接続ケーブル１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄを介して、各第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄと接続されている。各接続ケーブル１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄは、同一の長さに設定されている。

【0044】

各第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄから、各接続ケーブル１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄと、各信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄと、各電気配線５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄとを介して、変調電極７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａに変調信号が入力されることで、位相変調部７１，７２，７３，７４によって、入力された光信号に所望の位相変調を施すことができる。

【0045】

本実施形態においては、位相変調部７１，７２に入力された光信号は、それぞれ分岐され、分岐された光信号は互いに位相が１８０°反転した光信号に変調されるように設定されている。これにより、図６に示すように、位相変調部７１，７２から、それぞれ二位相偏移変調（ＢＰＳＫ：Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）された光信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂが出力される。位相変調部７３，７４においても、同様にして、二位相偏移変調された光信号が出力される。

【0046】

図７（Ａ）〜（Ｅ）は、信号生成部９０における光信号を示す信号空間ダイヤグラムである。図７（Ａ）〜（Ｅ）において、それぞれ縦軸は直交位相軸Ｑ、横軸は同相軸Ｉである。図７（Ｅ）における黒丸と白丸とは、それぞれ光信号の偏光方向が異なることを示している。後述する、図９（Ｄ），（Ｅ）及び図１１（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）においても同様である。
図７（Ａ）に示すように、二位相偏移変調された光信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂは、２値（１ビット）の情報を有する光信号である。

【0047】

位相変調部７１，７２から出力された光信号Ｓ１ａ，Ｓ１ｂに含まれる各信号は、図６に示すように、マッハツェンダー導波路６４の出力端側に設けられたバイアス電極部６４ａによって、互いの位相関係が直交となるように位相変調される。そして、光信号Ｓ１ａと光信号Ｓ１ｂとは、マッハツェンダー導波路６４の出力端で合成され光信号Ｓ２ａとなって、マッハツェンダー導波路６４から出力される。同様にして、位相変調部７３，７４から出力された光信号は、マッハツェンダー導波路６５の出力端側に設けられたバイアス電極部６５ａによって、互いに直交するように位相変調された後に合成され、マッハツェンダー導波路６５から光信号Ｓ２ｂとして出力される。

【0048】

図７（Ｂ）に示すように、光信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、４値（２ビット）の情報を有する信号である。すなわち、マッハツェンダー導波路６４，６５は、入力された光信号をそれぞれ四位相偏移変調（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）して出力する。
マッハツェンダー導波路６４，６５から出力された光信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、光合成部８０に入力される。

【0049】

光合成部８０は、図６に示すように、マッハツェンダー導波路６４，６５の出力端からそれぞれ延びる光導波路を合流させる光結合部８１と、光結合部８１から第１基板２０の辺端に延びる出力導波路（導波路）８２と、マッハツェンダー導波路６５の出力端に接続され、マッハツェンダー導波路６５から出力された光信号Ｓ２ｂの振幅を調整する光振幅調整部８３とを備える。
本実施形態においては、マッハツェンダー導波路６５から出力された光信号Ｓ２ｂは、光振幅調整部８３によって振幅が調整され、図７（Ｃ）に示すように、光信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂよりも振幅が小さい光信号Ｓ３となる。光信号Ｓ２ａと光信号Ｓ３との振幅比（強度比）は、例えば、２：１（４：１）である。

【0050】

光結合部８１は、方向性結合器やマルチモード干渉（ＭＭＩ：Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）カプラなどの光の振幅比（強度比）が調整可能な導波路構成である。図６に示すように、マッハツェンダー導波路６４から出力された光信号Ｓ２ａと、マッハツェンダー導波路６５から出力され、光振幅調整部８３によって振幅調整された光信号Ｓ３とは、それらの振幅比（強度比）を維持するように光結合部８１において合成され光信号Ｓ４となる。

【0051】

光信号Ｓ４は、図７（Ｄ）に示すように、１６値（４ビット）の情報を有する信号である。すなわち、光導波路素子６０は、入力された光信号を直角位相振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）して、１６値のＱＡＭ信号（以下、１６ＱＡＭ信号）を生成する。生成された１６ＱＡＭ信号は、出力導波路８２を介して、第１基板２０から出力される。
また、図６に示すように、同様にして、第２基板２１から、１６ＱＡＭ信号である光信号Ｓ５が出力される。出力された光信号Ｓ４，Ｓ５は、偏波合成素子３１に入射する。

【0052】

偏波合成素子３１は、図２に示すように、筐体１１の射出側貫通孔１５ｄに挿入されて設けられている。偏波合成素子３１は、図２及び図６に示すように、全反射ミラー３４と、偏波回転素子３６と、偏光ビームスプリッター３５とを備えている。
全反射ミラー３４は、第２基板２１から射出された光信号Ｓ５が入射される位置に設けられている。全反射ミラー３４は、入射される光の光軸に対して斜め４５°の角度となるようにして設けられている。全反射ミラー３３に入射された光信号Ｓ５は、９０°折り曲げられて上方側（＋Ｚ側）に反射され、偏波回転素子３６に入射される。

【0053】

偏波回転素子３６は、入射された光信号Ｓ５の偏光方向を回転させて射出する。偏波回転素子３６によって回転される偏光方向の角度は、例えば、９０°である。偏波回転素子３６としては、例えば、λ／２板を用いることができる。偏波回転素子３６に入射された光信号Ｓ５は、偏光方向が回転され、第１基板２０から出力された光信号Ｓ４と異なる偏光を有する光信号Ｓ６（図７（Ｅ）参照）となって、偏光ビームスプリッター３５に入射する。

【0054】

偏波回転は、光が入力側のビームスプリッター３２を通過してから、偏光ビームスプリッター３５に入射する前までに行われていればよい。そのため、例えば、導波路上に偏波回転素子を形成する、もしくは、導波路上に波長板を挿入する事で、光導波路伝搬中に入射される光信号を偏波回転させてもよい。

【0055】

偏光ビームスプリッター３５は、第１基板２０から射出された光信号Ｓ４が入射される位置に設けられている。偏光ビームスプリッター３５は、入射される光信号Ｓ４の光軸に対して斜め４５°の角度となるようにして設けられている。偏光ビームスプリッター３５は、第１基板２０から射出された光信号Ｓ４、すなわち、光入力端子５０から入力された光信号Ｓ０の偏光方向と同一の偏光方向を有する光信号を透過させ、偏波回転素子３６によって偏光方向が回転された光信号を反射させる性質を有する。

【0056】

偏光ビームスプリッター３５に入射された光信号Ｓ６は、偏波回転素子３６によって偏光方向が回転されているため、９０°折り曲げられて第１基板２０から出力された光信号の方向と同一の向きに反射される。これにより、第１基板２０から出力された光信号Ｓ４と第２基板２１から出力された光信号Ｓ６とが偏波合成され、光信号Ｓ７として光出力端子５１から出力される。

【0057】

光信号Ｓ７は、図７（Ｅ）に示すように、偏光方向が異なる２つの１６ＱＡＭ信号である光信号Ｓ４と光信号Ｓ６とを含む。これにより、光信号Ｓ７は、３２値（５ビット）の情報を有する。すなわち、本実施形態の光変調器１０は、入力された光信号Ｓ０を３２値の情報を有する光信号Ｓ７として出力するＤＰ−１６ＱＡＭ方式の光変調器である。

【0058】

本実施形態によれば、第１基板２０と第２基板２１とは、素子形成面２０ａと素子形成面２１ａとが、互いに全体が重なるようにして設けられている。そのため、平面視（ＸＹ面視）において、第１基板２０と第２基板２１とを幅方向（Ｙ方向）に並べて配置する場合に比べて、チップ面積、すなわち、光導波路素子６０が形成されている面積を小さくすることができる。したがって、本実施形態によれば、複数のマッハツェンダー型光導波路を並列させた場合においてチップ面積の増大を抑制できる光変調器が提供される。

【0059】

また、本実施形態によれば、第１基板２０と第２基板２１とを鉛直方向（Ｚ軸方向）に重ねて配置しているため、それぞれの素子形成面２０ａ，２１ａ上に形成された信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄを平面視（ＸＹ面視）において同じ側、すなわち、本実施形態においては、図５に示すように、各素子形成面２０ａ，２１ａの手前側（−Ｙ側）の辺端部に設けることができる。

【0060】

これにより、第１基板２０に接続された第１入力端子５２と、第２基板２１に接続された第２入力端子５３とを筐体１１の同じ側（本実施形態においては、側面１２ｃ）に設ける場合、第１基板２０の信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄから第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄまでの距離と、第２基板２１の信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄから第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄまでの距離とを同一にすることが容易である。すなわち、信号電極５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄと第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ及び第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとを接続する接続ケーブル１５２及び接続ケーブル１５３の長さをそれぞれ同一に設定することが容易である。

【0061】

したがって、本実施形態によれば、第１入力端子５２及び第２入力端子５３から入力される変調信号が、接続ケーブル１５２，１５３を介して変調電極７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａに到達するまでの時間のずれを低減することが容易である。

【0062】

また、本実施形態によれば、第１基板２０と接続される接続ケーブル１５２と、第２基板２１と接続される接続ケーブル１５３とを、共に第１基板２０及び第２基板２１の同じ側（−Ｙ側）に接続することができる。そのため、第１基板２０及び第２基板２１における接続ケーブル１５２，１５３を接続した側に近い側の筐体１１の側面（本実施形態においては、側面１２ｃ）に、第１入力端子５２及び第２入力端子５３を共に設置することで、接続ケーブル１５２及び接続ケーブル１５３の長さを共に短くできる。これにより、本実施形態によれば、第１入力端子５２及び第２入力端子５３から入力された変調信号が、変調電極７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａに入力されるまでの長さを短くでき、変調信号が帯域劣化してしまうことを抑制できる。

【0063】

以上より、本実施形態によれば、光変調器を、マッハツェンダー型光導波路を８並列以上集積化する必要がある４００Ｇｂｐｓ対応の光変調器とした場合であっても、小型で、かつ、出力信号品質に優れた光変調器が得られる。

【0064】

また、本実施形態によれば、第１基板２０の素子形成面２０ａと、第２基板２１の素子形成面２１ａとは、互いに対向しないように配置されている。そのため、素子形成面２０ａ，２１ａが筐体の外側（第１凹部１２ａ及び第２凹部１２ｂの開口側）に向いており、筐体１１を上下方向（Ｚ軸方向）に反転させることにより、素子形成面２０ａ，２１ａ上におけるボンディングを容易にできる。

【0065】

また、本実施形態によれば、図２に示すように、光信号Ｓ０は、厚さ方向（Ｚ軸方向）に重ねられた第１基板２０及び第２基板２１のうち、下方側（−Ｚ側）に設けられた第２基板２１の側から入力され、光信号Ｓ７は、上方側（＋Ｚ側）に設けられた第１基板２０の側から出力される。そのため、入力光分岐手段３０のビームスプリッター３２によって分岐された光は、それぞれ、入力光分岐手段３０から偏波合成素子３１までの距離と、第２基板２１から第１基板２０までの距離とを足し合わせた距離だけ進んで合波される。したがって、本実施形態によれば、ビームスプリッター３２によって分岐された光信号が再び合成されるまでの光路長がそれぞれ同一となり、光変調器１０から各光信号がずれて出力されることが抑制される。

【0066】

また、本実施形態によれば、第１基板２０及び第２基板２１が、厚さ方向（Ｚ軸方向）に重ねて設けられているため、一方の基板から漏れた光信号が、他方の基板に入力されることを抑制できる。すなわち、本実施形態によれば、第１基板２０と第２基板２１とのクロストークを抑制できる。

【0067】

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。

【0068】

上記説明した本実施形態においては、第１基板２０の素子形成面２０ａは、第２基板２１の素子形成面２１ａと互いに全体が重なっているが、これに限られない。本実施形態においては、第１基板２０の素子形成面２０ａと第２基板２１の素子形成面２１ａとが、平面視（ＸＹ面視）において、少なくとも一部で重なっていればよい。

【0069】

ここで、第１基板２０の素子形成面２０ａと第２基板２１の素子形成面２１ａとが、平面視（ＸＹ面視）において、少なくとも一部で重なっているとは、一方の基板の素子形成面に対する法線がもう一方の基板を通過する立体的な配置関係を意味する。

【0070】

また、上記説明した本実施形態においては、第１基板２０の素子形成面２０ａと、第２基板２１の素子形成面２１ａとは、平行であるが、これに限られない。一方の基板の素子形成面が、他方の基板の素子形成面に対して傾いて設けられていてもよい。

【0071】

また、上記説明した本実施形態によれば、光分岐手段として、ビームスプリッター３２と全反射ミラー３３とを組み合わせた入力光分岐手段３０を用いたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、光分岐手段として、平面光波回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）や、ファイバーカプラ等を用いてもよい。

【0072】

また、上記説明した本実施形態においては、信号生成部９０を、第２基板２１から出力された光信号Ｓ５の偏光方向を回転させて、第１基板２０から出力された光信号Ｓ４と偏波合成することによって３２値（５ビット）の情報を含む光信号Ｓ７を生成するような構成としたが、これに限られない。例えば、本実施形態の信号生成部９０は、図８及び図９（Ａ）〜（Ｅ）に記載するような構成であってもよい。

【0073】

図８は、本実施形態の他の一例である光変調器１１０の信号生成部１９０を模式的に示す図である。
信号生成部１９０は、図８に示すように、第１基板１２０と、第２基板１２１と、第１集光光学系４０ａと、第２集光光学系４０ｂと、入力光分岐手段１３０と、偏波合成素子（光合波手段）１３１とを備える。

【0074】

入力光分岐手段１３０は、ビームスプリッター１３２と、全反射ミラー１３３とを備える。ビームスプリッター１３２は、入射する光のうち２０％の光を透過させて、残りの８０％の光を反射させる性質を有する。ビームスプリッター１３２は、光信号Ｓ１０が入射するように設けられている。ビームスプリッター１３２は、光信号Ｓ１０の光軸に対して斜め４５°の角度となるように設けられている。ビームスプリッター１３２に入力された光信号Ｓ１０のうち２０％の光信号Ｓ１０ａは、透過して第２集光光学系４０ｂに入射され、残り８０％の光信号Ｓ１０ｂは９０°折り曲げられて上方側（＋Ｚ側）に反射され、全反射ミラー１３３を介して、第１集光光学系４０ａに入力される。
ここで、光の強度比は、振幅比の二乗に比例するため、１：４（２０％：８０％）の強度比を有する光信号Ｓ１０ａと光信号Ｓ１０ｂとは、振幅比が１：２となる。

【0075】

第１基板１２０の素子形成面１２０ａ上及び第２基板１２１の素子形成面１２１ａ上には、それぞれ光導波路素子１６０が形成されている。
光導波路素子１６０は、入力導波路６１と、光分岐部６６と、光変調部７０と、光合成部１８０とを備える。
光合成部１８０は、光結合部８１と、出力導波路８２と、偏波回転素子１８４とを備える。
偏波回転素子１８４は、第１実施形態における偏波回転素子３６と同様に、入射した光信号の偏光方向を回転させる素子である。

【0076】

図９（Ａ）〜（Ｅ）は、信号生成部９０における光信号を示す信号空間ダイヤグラムである。図９（Ａ）〜（Ｅ）において、それぞれ縦軸は直交位相軸Ｑ、横軸は同相軸Ｉである。
第１基板１２０の光導波路素子１６０に光信号Ｓ１０ｂが入射されると、第１実施形態と同様にして、位相変調部７１から、図９（Ａ）に示す光信号Ｓ１１が出力され、マッハツェンダー導波路６４から、光信号Ｓ１２ａが出力される（図９（Ｂ）参照）。同様にして、マッハツェンダー導波路６５から、光信号Ｓ１２ｂが出力される（図９（Ｂ）参照）。

【0077】

マッハツェンダー導波路６５から出力された光信号Ｓ１２ｂは、図８に示すように、偏波回転素子１８４に入力される。そして、光信号Ｓ１２ｂは、偏光方向が回転され、光信号Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂと偏光方向が直交する光信号Ｓ１３として出力される（図９（Ｂ）参照）。

【0078】

光信号Ｓ１２ａと光信号Ｓ１３とは、光結合部８１で合成され、光信号Ｓ１４となって出力導波路８２から出力される。光信号Ｓ１４は、図９（Ｂ）に示すように、偏光方向が異なるＱＰＳＫ信号である光信号Ｓ１２ａ，Ｓ１３を含む。これにより、光信号Ｓ１４は、８値（３ビット）の情報を有する光信号となる。

【0079】

第２基板１２１における光導波路素子１６０においても同様にして、マッハツェンダー導波路６４，６５から、図９（Ｃ）に示すような４値（２ビット）のＱＰＳＫ信号である光信号Ｓ１５ａ，Ｓ１５ｂが出力される。
ここで、第２基板１２１に入力された光信号Ｓ１０ａは、第１基板１２０に入力された光信号Ｓ１０ｂに対して振幅が１／２であるため、光信号Ｓ１５ａ，Ｓ１５ｂの振幅も、光信号Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂの振幅の１／２である。光信号Ｓ１５ｂは、第１基板１２０と同様にして、偏波回転素子１８４によって、偏光方向が回転され、光信号Ｓ１５ａと偏光方向が異なる光信号Ｓ１６となる。そして、光信号Ｓ１５ａと光信号Ｓ１６とは、合成され、図９（Ｄ）に示すような、８値（３ビット）の情報を有する光信号Ｓ１７となって、第２基板１２１から出力される。

【0080】

偏波合成素子１３１は、光信号Ｓ１７と光信号Ｓ１４とを合成して、光信号Ｓ１８として出力する。偏波合成素子１３１としては、平面光波回路（ＰＬＣ）やファイバーカプラ等を用いることができる。光信号Ｓ１８は、図９（Ｅ）に示すように、光信号Ｓ１２ａと光信号Ｓ１５ａとによって生成された１６ＱＡＭ信号である光信号Ｓ１８ａと、光信号Ｓ１３と光信号Ｓ１６とによって生成された１６ＱＡＭ信号である光信号Ｓ１８ｂとによって構成される。これにより、この構成によれば、３２値（５ビット）の情報を有する光信号Ｓ１８が出力される光変調器が得られる。

【0081】

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態に対して、光導波路素子が形成された基板が３つ備えられている点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の記号を付す等により、説明を省略する場合がある。

【0082】

図１０は、本実施形態の光変調器２１０の信号生成部２９０を模式的に示す図である。
信号生成部２９０は、第１基板１２０と、第２基板１２１と、第３基板１２２と、入力光分岐手段２３０と、偏波合成素子（光合波手段）２３１とを備える。第３基板１２２の素子形成面１２２ａ上には、第１基板１２０及び第２基板１２１と同様に、光導波路素子１６０が形成されている。また、第３基板１２２の信号が入力される側（入力光分岐手段２３０側）には、第１基板１２０及び第２基板１２１と同様に、マイクロレンズ４１ｃと基体４２ｃとを備える第３集光光学系４０ｃが設けられている。

【0083】

図示は省略するが、第１基板１２０と、第２基板１２１と、第３基板１２２とは、第１実施形態における第１基板２０と第２基板２１との配置関係と同様に、平面視において、それぞれ互いに全体が重なって設けられている。また、第１基板１２０の素子形成面１２０ａと、第２基板１２１の素子形成面１２１ａと、第３基板１２２の素子形成面１２２ａとは、それぞれ互いに対向しないようにして配置されている。

【0084】

入力光分岐手段２３０は、第１ビームスプリッター２３２と、第２ビームスプリッター２３３と、全反射ミラー２３４とを備えている。
第１ビームスプリッター２３２は、入射する光のうち約７６％（１６／２１）の光を透過させて、残りの約２４％（５／２１）の光を反射させる性質を有する。第１ビームスプリッター２３２は、光信号Ｓ２０が入射するように設けられている。第１ビームスプリッター２３２は、光信号Ｓ２０の光軸に対して斜め４５°の角度となるように設けられている。第１ビームスプリッター２３２に入力された光信号Ｓ２０のうち約７６％（１６／２１）の光信号Ｓ２０ａは、透過して第３集光光学系４０ｃに入射され、残り約２４％（５／２１）の光信号Ｓ２０ｂは、９０°折り曲げられて上方側に反射され、第２ビームスプリッター２３３に入射される。

【0085】

第２ビームスプリッター２３３は、第１実施形態のビームスプリッター３２と同様に、入射する光のうち２０％の光を透過させ、残りの８０％の光を反射させる性質を有する。第２ビームスプリッター２３３は、入射する光信号Ｓ２０ｂの光軸に対して斜め４５°の角度となるように設けられている。第２ビームスプリッター２３３に入力された光信号Ｓ２０ｂのうち８０％の光信号、すなわち、光信号Ｓ２０に対して約１９％（４／２１）の強度を有する光信号Ｓ２０ｃは、９０°折り曲げられて第２基板１２１側に反射され、第２集光光学系４０ｂに入射される。そして、光信号Ｓ２０ｂのうち残り２０％の光信号、すなわち、光信号Ｓ２０に対して約５％（１／２１）の強度を有する光信号Ｓ２０ｄは、第２ビームスプリッター２３３を透過し、全反射ミラー２３４を介して、第１集光光学系４０ａに入射される。

【0086】

このようにして、第１基板１２０に入力される光信号Ｓ２０ｄと、第２基板１２１に入力される光信号Ｓ２０ｃと、第３基板１２２に入力される光信号Ｓ２０ａとの強度比が、１：４：１６となる。言い換えると、第１基板１２０に入力される光信号Ｓ２０ｄと、第２基板１２１に入力される光信号Ｓ２０ｃと、第３基板１２２に入力される光信号Ｓ２０ａとの振幅比が、１：２：４となる。

【0087】

図１１（Ａ）〜（Ｆ）は、本実施形態における光導波路素子１６０の光信号を示す信号空間ダイヤグラムである。図１１（Ａ）〜（Ｅ）において、それぞれ縦軸は直交位相軸Ｑ、横軸は同相軸Ｉである。
第１基板１２０におけるマッハツェンダー導波路６４からは、図１１（Ａ）に示す４値のＱＰＳＫ信号である光信号Ｓ２１が出力される。第２基板１２１におけるマッハツェンダー導波路６４からは、図１１（Ｂ）に示す４値のＱＰＳＫ信号である光信号Ｓ２２が出力される。第３基板１２２におけるマッハツェンダー導波路６４からは、図１１（Ｃ）に示す４値のＱＰＳＫ信号である光信号Ｓ２３ａが出力される。光信号Ｓ２１と、光信号Ｓ２２と、光信号Ｓ２３ａとの振幅比は、１：２：４である。

【0088】

第３基板１２２におけるマッハツェンダー導波路６５からは、マッハツェンダー導波路６４と同様に、４値のＱＰＳＫ信号である光信号Ｓ２３ｂが出力される（図１１（Ｃ）参照）。出力された光信号Ｓ２３ｂは、偏波回転素子１８４によって偏光方向が回転され、光信号Ｓ２３ａ及び光信号Ｓ２３ｂに対して偏光方向が異なる光信号Ｓ２４となる（図１１（Ｄ）参照）。光信号Ｓ２３ａと光信号Ｓ２４とは、光結合部８１によって合成され、図１１（Ｄ）に示す８値（３ビット）の情報を有する光信号Ｓ２５となる。第１基板１２０及び第２基板１２１からも、同様にして、８値の情報を有する光信号が出力される。

【0089】

偏波合成素子２３１は、第１基板１２０、第２基板１２１及び第３基板１２２から出力された光信号を合成する。偏波合成素子２３１としては、平面光波回路（ＰＬＣ）やファイバーカプラ等を用いることができる。第２基板１２１から出力された光信号と第３基板１２２から出力された光信号Ｓ２５とが合成されることで、図１１（Ｅ）に示すように、偏光方向が互いに異なる１６値のＱＡＭ信号である光信号Ｓ２６ａと光信号Ｓ２６ｂとを有する光信号Ｓ２６が生成される。そして、この光信号Ｓ２６と第１基板１２０から出力された光信号とが合成されることにより、図１１（Ｆ）に示すように、偏光方向が互いに異なる６４値（６ビット）のＱＡＭ信号である光信号Ｓ２７ａと光信号Ｓ２７ｂとを有する光信号Ｓ２７が生成される。光信号Ｓ２７は、１２８値（７ビット）の情報を有する。

【0090】

本実施形態によれば、基板を３つ備えているため、より光信号の情報を多値化できる。また、本実施形態によれば、第１基板１２０と、第２基板１２１と、第３基板１２２とが、平面視において、それぞれ互いに全体が重なって設けられているため、チップ面積の増大を抑制でき、光変調器が大型化することを抑制できる。

【0091】

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態に対して、第１基板２０と第２基板２１とがずれて設けられている点において異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。

【0092】

図１２は、本実施形態の光変調器３１０の信号生成部３９０を示す側面図である。図１３（Ａ）は、本実施形態の光変調器３１０を示す側面図である。図１３（Ｂ）は、第１実施形態の光変調器１０を示す側面図である。
図１２に示すように、本実施形態においては、第１基板２０が第２基板２１に対して、前側（−Ｘ側）にずれて設けられている。言い換えると、第１基板２０と第２基板２１とは、平面視（ＸＹ面視）において、一部のみが重なるようにして設けられている。
第１基板２０と第２基板２１とのずれている距離Ｄ４は、ビームスプリッター３２と全反射ミラー３３との距離Ｄ２と同一となるように設定されている。

【0093】

また、図１３（Ａ）に示すように、筐体３１１における本体部３１２の側面３１２ｃには、第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとが設けられている。各第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと各第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとは、ジグザグに配置されている。また、一方の入力端子同士の間の領域には、他方の入力端子の一部が含まれるようにして配置されている。言い換えると、光入力端子５０側から視た場合において（ＹＺ面視において）、第１入力端子５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと第２入力端子５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとは、一部が重なり合うように配置されている。

【0094】

本実施形態によれば、第２基板２１の鉛直方向上方側（＋Ｚ側）に設置されている第１基板２０が、第２基板２１よりも前側（−Ｘ側）にずれて配置されていることにより、第１基板２０及び第２基板２１に光信号が入力されるタイミングを合わせることができる。以下詳細に説明する。

【0095】

光変調器３１０に入力される光信号Ｓ３０は、図１２に示すように、ビームスプリッター３２によって分岐され、それぞれ、第１基板２０、第２基板２１に入力される。このとき、第２基板２１に入力される光信号は、ビームスプリッター３２を透過し、距離Ｄ１だけ進んで第２基板２１に入力される。一方、第１基板２０に入力される光信号は、ビームスプリッター３２から全反射ミラー３３までの距離Ｄ２と、全反射ミラー３３から第１基板２０までの距離Ｄ３とを足し合わせた距離だけ進んで第１基板２０に入力される。

【0096】

ここで、第１基板２０は、第２基板２１よりも前側（−Ｘ側）に距離Ｄ４だけずれているため、全反射ミラー３３から第１基板２０までの距離Ｄ３は、ビームスプリッター３２から第２基板２１までの距離Ｄ１よりも距離Ｄ４の分だけ短い。そして、第１基板２０と第２基板２１とのずれている距離Ｄ４は、ビームスプリッター３２と全反射ミラー３３との距離Ｄ２と同一に設定されているため、距離Ｄ１と、距離Ｄ２及び距離Ｄ３を足し合わせた距離とは、同一の大きさとなる。したがって、ビームスプリッター３２によって分岐されてから各基板に入力されるまでの距離が、第１基板２０、第２基板２１共に同一となるため、第１基板２０に光信号が入力されるタイミングと第２基板２１に光信号が入力されるタイミングとが同時となる。

【0097】

これにより、本実施形態によれば、第１基板２０及び第２基板２１上に形成された光導波路素子の位相変調部に変調信号を入力するタイミングを同時とすることができるため、変調信号入力の制御が容易である。

【0098】

また、本実施形態によれば、第１入力端子５２と第２入力端子５３とがジグザグに配置され、一方の入力端子の間の領域に、他方の入力端子の一部が含まれるように第１入力端子５２と第２入力端子５３とを設けることができる。そのため、図１３（Ｂ）に示すように、各第１入力端子５２と各第２入力端子５３との筐体１１における長手方向（Ｘ軸方向）位置が同一となっている場合の筐体１１の厚さＷ２と比べて、筐体３１１の厚さＷ１を小さくすることができる。

【0099】

また、本実施形態においては、表面実装技術を用いることで、入力端子を同一直線上に配置する事も出来る。この場合、さらに筐体３１１の厚さを薄くする事が可能である。

【0100】

（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態に対して、第１基板２０と第２基板２１との配置関係が異なる。
なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成については、適宜同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。

【0101】

図１４は、本実施形態の光変調器４１０を示す断面図（ＹＺ面図）である。
図１４に示すように、第１基板２０と第２基板２１とは、素子形成面２０ａと素子形成面２１ａとが、平面視（ＸＹ面視）において、重ならないように設けられている。第１基板２０の素子形成面２０ａと第２基板２１の素子形成面２１ａとは、平行である。すなわち、第１基板２０の素子形成面２０ａと第２基板２１の素子形成面２１ａとは、それぞれ異なる平面上に配置されている。

【0102】

第１基板２０は、接続ケーブル４５２によって、筐体４１１の側面４１１ａに設けられた第１入力端子５２と接続されている。第２基板２１は、接続ケーブル４５３によって、側面４１１ａに設けられた第２入力端子５３と接続されている。接続ケーブル４５２と接続ケーブル４５３とは、同一の長さに設定されている。

【0103】

本実施形態によれば、第１基板２０の素子形成面２０ａと第２基板２１の素子形成面２１ａとが異なる平面上に設けられているため、図１４に示すようにして、それぞれの基板を平面視（ＸＹ面視）した際に同じ側（＋Ｙ側）から接続ケーブル４５２，４５３を取り回すことができる。これにより、接続ケーブル４５２，４５３の長さを同一とすることができ、第１入力端子５２及び第２入力端子５３から、第１基板２０及び第２基板２１にそれぞれ入力される変調信号のタイミングがずれることを抑制できる。

【符号の説明】

【0104】

１０，１１０，２１０，３１０，４１０…光変調器、１１，３１１，４１１…筐体、１２ｃ，３１２ａ，４１１ａ…側面、２０，１２０…第１基板、２１，１２１…第２基板、２０ａ，２１ａ，１２０ａ，１２１ａ…素子形成面、３０，１３０，２３０…入力光分岐手段（光分岐手段）、３１，１３１，２３１…偏波合成素子（光合波手段）、３６…偏波回転素子、５２ａ，５２ｂ、５２ｃ，５３ｄ…第１入力端子（入力端子）、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ…第２入力端子（入力端子）、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄ…信号電極、６１…入力導波路（光導波路）、６４…マッハツェンダー導波路（光導波路）、７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａ…変調電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】