特開 2020-166160 光変調素子、及び光変調モジュール

(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2020-166160(P2020-166160A)

(43)【公開日】2020年10月8日

(54)【発明の名称】光変調素子、及び光変調モジュール

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/035 20060101AFI20200911BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/035

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-67621(P2019-67621)

(22)【出願日】2019年3月29日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、国立研究開発法人情報通信研究通信機構、「高度通信・放送研究開発委託研究／高い環境耐性を有するキャリアコンバータ技術の研究開発」、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(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】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中田 悠

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 徳一

(72)【発明者】

【氏名】及川 哲

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA22

2K102BA03

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA04

2K102CA13

2K102CA20

2K102DA04

2K102DA05

2K102DB05

2K102DB08

2K102DC04

2K102DC08

2K102DD05

2K102EA03

2K102EA08

2K102EA09

2K102EA16

2K102EA17

2K102EA21

2K102EB10

2K102EB12

2K102EB16

2K102EB30

(57)【要約】

【課題】高周波特性及び光変調特性の劣化を招くことなく、かつ筺体サイズの増大を招くことなく、同一筺体内に電子回路と共に収容し得る光変調素子を実現する。
【解決手段】基板に設けられた２つのマッハツェンダ型光導波路と、基板の外部から入力される入力光を２つに分岐する分岐導波路と、分岐導波路により分岐された光を２つのマッハツェンダ型光導波路へそれぞれ導く２つの接続導波路と、２つのマッハツェンダ型光導波路を構成する光導波路を伝搬する光波をそれぞれ制御する電極と、により構成され、２つのマッハツェンダ型光導波路のそれぞれの並行導波路は、基板の一の辺に沿って延在するよう構成されており、分岐導波路は、上記一の辺のある方向から光が入力されるよう配され、当該分岐導波路に入力される光の伝搬方向に関し線対称であって且つ分岐された２つの光が当該伝搬方向と異なる方向へ出力されるように形成されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に設けられた２つのマッハツェンダ型光導波路と、前記基板の外部から入力される入力光を２つに分岐する分岐導波路と、前記分岐導波路により分岐された光を前記２つのマッハツェンダ型光導波路へそれぞれ導く２つの接続導波路と、前記２つのマッハツェンダ型光導波路を構成する光導波路を伝搬する光波をそれぞれ制御する電極と、により構成される光変調素子であって、
前記２つのマッハツェンダ型光導波路のそれぞれの並行導波路は、前記基板の一の辺に沿って延在するよう構成されており、
前記分岐導波路は、
前記一の辺のある方向から光が入力されるよう配され、
当該分岐導波路に入力される光の伝搬方向に関し線対称であって且つ分岐された２つの光が当該伝搬方向と異なる方向へ出力されるように形成されている、
光変調素子。

【請求項2】

前記分岐導波路は、当該分岐導波路に入力される光の伝搬方向に関し線対称に形成されたＹ分岐光導波路で構成される、
請求項１に記載の光変調素子。

【請求項3】

前記分岐導波路は、前記線対称に形成された部分を出るときの２つの分岐出力光の間隔が、前記２つのマッハツェンダ型光導波路のそれぞれの光入力端の間隔よりも小さく形成されている、
請求項１または２に記載の光変調素子。

【請求項4】

前記電極は、それぞれ、前記２つのマッハツェンダ型光導波路が延在する方向に沿って前記一の辺と異なる前記基板の他の辺まで延在するよう形成されている、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光変調素子。

【請求項5】

前記２つのマッハツェンダ型光導波路は、それぞれ、当該マッハツェンダ型光導波路を構成する２つの並行導波路のそれぞれに他のマッハツェンダ型光導波路を含むネスト型マッハツェンダ型光導波路である、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光変調素子。

【請求項6】

前記２つの接続導波路は、共に直線導波路と曲がり導波路とで構成され、前記分岐導波路の光の流入部から、前記２つのマッハツェンダ型光導波路のそれぞれの光入力端に至るまでの全伝搬損失が、互いに等しくなるように構成される、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調素子。

【請求項7】

前記２つの接続導波路は、前記分岐導波路の光の流入部から前記２つのマッハツェンダ型光導波路の光入力端までのそれぞれの光路長が互いに同じとなるように構成される、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光変調素子。

【請求項8】

前記基板は、２つの対向する短辺と、前記短辺より長い２つの対向する長辺と、を有する矩形であり、
前記一の辺は前記長辺のいずれかであり、
前記分岐導波路に入力される際の光の伝搬方向は前記短辺に沿った方向である、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光変調素子。

【請求項9】

請求項１ないし８のいずれか一項に記載の光変調素子と、
前記光変調素子を駆動する電子回路と、
前記光変調素子と前記電子回路とを収容する筺体と、
を有する光変調モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光変調器及び光変調モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

高速／大容量光ファイバ通信システムにおいては、導波路型の光変調器を組み込んだ光送信装置が多く用いられている。中でも、電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ_３（以下、ＬＮともいう）を基板に用いた光変調素子は、インジウムリン（ＩｎＰ）、シリコン（Ｓｉ）、あるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体系材料を用いた変調素子に比べて、光の損失が少なく且つ広帯域な光変調特性を実現し得ることから、高速／大容量光ファイバ通信システムに広く用いられている。

【0003】

一方、光ファイバ通信システムにおける変調方式は、近年の伝送容量の増大化の流れを受け、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＰ−ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ − Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等、多値変調や、多値変調に偏波多重を取り入れた伝送フォーマットが主流となっている。

【0004】

近年のインターネットサービスの普及加速は通信トラフィックのより一層の増大を招き、光通信システムについての、継続的な高速大容量化の検討が今も進められている。その一方で、装置の小型化に対する要求は不変であり、光変調素子そのものの小型化に加えて、電子回路と光変調素子とを一つの筺体に収容し、光変調モジュールとして集積化する等の取り組みも進められている。

【0005】

例えば、光変調素子と当該光変調素子を駆動する高周波ドライバアンプとを一つの筺体内に集積して収容し、光入出力部を当該筺体の片側短辺に並列配置することで、小型・集積化を図った光変調モジュールが提案されている。

【0006】

図６は、上記のような集積化が行われる前の、単体として用いられるＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を構成する光変調素子の、従来の構成の一例を示す図である。ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を構成する光変調素子６００は、ＬＮである基板５３０上に構成され、図示左方から入力された光を受ける入力導波路５３２と、入力された光を同じ光量を有する２つの光に分岐する分岐導波路５３４と、を含む。また、光変調素子６００は、分岐導波路５３４により分岐されたそれぞれの光を変調する２つの変調部である、いわゆるネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂ（それぞれ、図示一点鎖線で囲まれた部分）を含む。

【0007】

ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂは、それぞれ、一対の並行導波路を成す２つの導波路部分のそれぞれに設けられた２つのマッハツェンダ型光導波路５４４ａ（図示破線内部分）、５４６ｂ（図示二点鎖線内部分）、および５４４ｂ（図示破線内部分）、５４６ｂ（図示二点鎖線内部分）を含む。これにより、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂは、それぞれ変調光入力端５４２ａ、５４２ｂから入力された光を、それぞれＱＰＳＫ変調した後、変調後の光（出力）をそれぞれの出力導波路５４８ａ、５４８ｂから図示右方へ出力する。

【0008】

これら２つの出力光は、その後、基板５３０外に配された光学部品により偏波合成されて一つの光ビームにまとめられ、例えばレンズを介して光ファイバ端末へ入力されて、伝送路ファイバへと導かれる。

【0009】

基板５３０上には、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂを構成する合計４つのマッハツェンダ型光導波路５４４ａ、５４６ａ、５４４ｂ、５４６ｂのそれぞれに変調動作を行わせるための信号電極５５０ａ、５５２ａ、５５０ｂ、５５２ｂが設けられている。信号電極５５０ａ、５５２ａ、５５０ｂ、５５２ｂは、例えば、それぞれ２つの接地電極と、当該２つの接地電極に挟まれた１つの中心電極とで構成されている。

【0010】

信号電極５５０ａ、５５２ａは、例えば、基板５３０の図示上側の長辺の左方及び右方に、それぞれ両端部が配列されている。また、信号電極５５０ｂ、５５２ｂは、例えば、基板５３０の図示下側の長辺の左方及び右方に、それぞれ両端部が配列されている。信号電極５５０ａ、５５２ａ、および５５０ｂ、５５２ｂは、図示右方の端部配列５５４ａおよび５５４ｂに接続された終端抵抗（不図示）により終端される。これにより、図示左方に配列された端部から入力された高周波電気信号は、進行波となって信号電極５５０ａ、５５２ａ、５５０ｂ、５５２ｂ内を伝搬する。この高周波電気信号は、例えば光変調素子６００に１００Ｇｂ／ｓを超える伝送レートの変調を行わせる際には、マイクロ波領域の周波数を有する。

【0011】

なお、基板５３０上には、必要に応じて、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂの動作点を調整するためのバイアス電極５５６ａ、５５８ａ、５５６ｂ、５５８ｂも設けられる。

【0012】

上記の構成を有する従来のＤＰ−ＱＰＳＫ変調器は、単体として良好に機能するものの、更なる高速化に向けて上記のような電子回路との集積化を行う場合には、いくつかの改善の余地を有する。その一つは、光の入出力部（入力導波路５３２、出力導波路５４８ａ、５４８ｂ）が基板５３０の図示左右において対向する２つの短辺に設けられていることから、信号電極５５０ａ、５５２ａ、および５５０ｂ、５５０ｂの端部が、これらの短辺を避けて基板５３０の図示上下の２つの長辺にそれぞれ設けられる点である。すなわち、配置の競合を避けるため、光の入出力部は２つの短辺に、信号電極５５０ａ等の端部は２つの長辺にそれぞれ配されている。

【0013】

一般に、マイクロ波を伝搬させる信号電極は、当該信号電極を伝搬するマイクロ波エネルギの空中への漏れをできる限り防止すべく、屈曲部や曲がり部を極力含まないように構成することが望ましい。これに対し、上記従来の光変調素子６００では、上記光の入出力部との配置スペースの競合を避けるべく、信号電極５５０ａ、５５２ａ、および５５０ｂ、５５０ｂのそれぞれの端部を基板５３０のそれぞれの長辺に設ける結果、信号電極５５０ａ、５５２ａ、５５０ｂ、５５０ｂのそれぞれは、マッハツェンダ型光導波路５４４ａ、５４６ａ、５４４ｂ、５４６ｂのそれぞれに至るまでの間に曲がり線路（曲線線路）等により構成される屈曲部を含むこととなり得る。

【0014】

このような、信号電極における屈曲部を減らす構成として、従来、図７に示す光変調素子７００のように、Ｌ字型に曲がった入力導波路６３２を備えて、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂの光導波路の延在方向に対し直交する方向からの光入力を受ける構成が提案されている（特許文献１）。

【0015】

また、他の構成として、従来、図８に示す光変調素子８００のように、図６における分岐導波路５３４に代えて、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂの光導波路の延在方向に対し直交する方向に伝搬する光入力を２つの光に分岐して、２つの分岐光を当該光入力の伝搬方向と同じ方向へ出力するＭＭＩカプラ７３４を備える構成が提案されている（特許文献２）。この構成では、ＭＭＩカプラ７３４を出たそれぞれの分岐光は、それらの伝搬方向を９０度曲げるための曲がり導波路で構成される接続導波路を介して、それぞれネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂへ入力される。

【0016】

なお、図７、図８において、図６に示す構成要素と同じ構成要素については、図６に示す符号と同じ符号を用いて示している。

【0017】

図７および図８に示す光変調素子７００、７００は、入力光が基板５３０の長辺側（それぞれ図示上側の辺）から入力されるため、信号電極６５０ａ、６５２ａ、６５０ｂ、６５２ｂ、及び信号電極７５０ａ、７５２ａ、７５０ｂ、７５０ｂを、基板５３０の一の短辺（それぞれ図示左側の辺）から、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂまで、屈曲することなく、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂの延在方向に沿って直線状に構成することができる。このため、伝送レートの高速化に伴って高周波信号の周波数が増加しても、これらの信号電極からのマイクロ波の漏洩が回避され得る。

【0018】

しかしながら、図７に一例を示した特許文献１の構成では、Ｌ字型の入力導波路６３２を導入したため、図示の長さａにわたり基板５３０が長さ方向に長くならざるを得ない。このため、上述した光変調素子の小型化への要求に反することとなる。また、分岐導波路５３４をそのまま用いるため、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂ間のクロストークを低減すべく、これらのネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂの間隔を広げると、分岐導波路５３４からネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂのそれぞれに至る接続導波路の長さが長くなって、基板５３０の長さは長くなる。これは、接続導波路の長さを一定にしたまま上記間隔を広げるためには、接続導波路に設ける曲がり部分の曲率半径を小さくする必要が生ずるが、曲がり損失との関係から、上記曲率半径を際限なく小さくすることはできないためである。

【0019】

したがって、例えば伝送レートの増加等に起因してネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂを駆動する高周波電気信号の周波数が増加したような場合に、上記間隔を広げてクロストークを低減しようとすると、基板５３０の長さ方向が更に拡大されることとなり、上記小型化の要請に応えることが更に困難となる。

【0020】

また、図８に一例を示した特許文献２の構成では、上述のように、ＭＭＩカプラ７３４を出たそれぞれの分岐光は、それらの伝搬方向を９０度曲げるための曲がり導波路を含んだ接続導波路を介して、それぞれネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂへ入力される。このため、上記と同様に、曲がり導波路部分の曲率半径の制約から、接続導波路を形成するためには、基板部分の面積を一定以上確保する必要が生じ、基板５３０の小型化を図ることが困難となる。

【0021】

一方、ＭＭＩカプラ７３４の分岐出力光を、当該ＭＭＩカプラ７３４の入力光の伝搬方向と異なる方向へ出力させようとすると、ＭＭＩカプラ７３４を構成するモード干渉部分の設計が複雑化し、所望の（例えば１：１の）分岐比を精度よく実現することが困難となり得る。

【0022】

すなわち、上述した従来の光変調素子は、電子回路と共に同一の筺体内に収容する用途においては、更に改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0023】

【特許文献1】特開２０１４−１６４２４３号公報

【特許文献2】特開２０１４−１１２２１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0024】

上記背景より、高周波特性及び光変調特性の劣化を招くことなく、かつ筺体サイズの増大を招くことなく、同一の筺体内に電子回路と共に収容することのできる光変調素子を実現することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0025】

本発明の一の態様は、基板上に設けられた２つのマッハツェンダ型光導波路と、前記基板の外部から入力される入力光を２つに分岐する分岐導波路と、前記分岐導波路により分岐された光を前記２つのマッハツェンダ型光導波路へそれぞれ導く２つの接続導波路と、前記２つのマッハツェンダ型光導波路を構成する光導波路を伝搬する光波をそれぞれ制御する電極と、により構成される光変調素子であって、前記２つのマッハツェンダ型光導波路のそれぞれの並行導波路は、前記基板の一の辺に沿って延在するよう構成されており、前記分岐導波路は、前記一の辺のある方向から光が入力されるよう配され、当該分岐導波路に入力される光の伝搬方向に関し線対称であって且つ分岐された２つの光が当該伝搬方向と異なる方向へ出力されるように形成されている。
本発明の他の態様によると、前記分岐導波路は、当該分岐導波路に入力される光の伝搬方向に関し線対称に形成されたＹ分岐光導波路で構成される。
本発明の他の態様によると、前記分岐導波路は、前記線対称に形成された部分を出るときの２つの分岐出力光の間隔が、前記２つのマッハツェンダ型光導波路のそれぞれの光入力端の間隔よりも小さく形成されている。
本発明の他の態様によると、前記電極は、それぞれ、前記２つのマッハツェンダ型光導波路が延在する方向に沿って前記一の辺と異なる前記基板の他の辺まで延在するよう形成されている。
本発明の他の態様によると、前記２つのマッハツェンダ型光導波路は、それぞれ、当該マッハツェンダ型光導波路を構成する２つの並行導波路のそれぞれに他のマッハツェンダ型光導波路を含むネスト型マッハツェンダ型光導波路である。
本発明の他の態様によると、前記２つの前記接続導波路は、共に直線導波路と曲がり導波路とで構成され、前記分岐導波路の光の流入部から、前記２つのマッハツェンダ型光導波路のそれぞれの光る入力端に至るまでの全伝搬損失が、互いに等しくなるように構成される。
本発明の他の態様によると、前記２つの接続導波路は、前記分岐導波路の光の流入部から前記２つのマッハツェンダ型光導波路の光入力端までのそれぞれの光路長が互いに同じとなるように構成される。
本発明の他の態様によると、前記基板は、２つの対向する短辺と、前記短辺より長い２つの対向する長辺と、を有する矩形であり、前記一の辺は前記長辺のいずれかであり、前記分岐導波路に入力される際の光の伝搬方向は前記短辺に沿った方向である。
本発明の他の態様は、上記いずれかの光変調素子と、前記光変調素子を駆動する電子回路と、前記光変調素子と前記電子回路とを収容する筺体と、を有する光変調モジュールである。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、高周波特性及び光変調特性の劣化を招くことなく、かつ筺体サイズの増大を招くことなく、同一の筺体内に電子回路と共に収容することのできる光変調素子を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る光変調モジュールの構成を示す図である。

【図2】図１に示す光変調モジュールに用いられる光変調素子の構成を示す図である。

【図3】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第１の変形例を示す図である。

【図4】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第２の変形例を示す図である。

【図5】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第３の変形例を示す図である。

【図6】単体で使用され得る従来の光変調素子の構成を示す図である。

【図7】電子回路と共に同一筺体内に収容される光変調素子の第１の従来例を示す図である。

【図8】電子回路と共に同一筺体内に収容される光変調素子の第２の従来例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る光変調モジュール１００の構成を示す図である。光変調モジュール１００は、筺体１０２と、当該筺体１０２内に収容された光変調素子１０４および当該光変調素子１０４を駆動する電子回路１０６と、を有する。光変調素子１０４は、例えば、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器である。また、光変調素子１０４は、例えば、一対の短辺と、当該短辺より長い一対の長辺とを有する矩形で構成される。なお、筺体１０２は、最終的にはその開口部に板体であるカバー（不図示）が固定されて、その内部が気密封止される。

【0029】

光変調モジュール１００は、また、光変調素子１０４の変調に用いる電気信号を入力するための信号ピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄと、これらの信号ピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを筺体１０２内に導入するためのフィードスルー部１０８と、を有する。本実施例では、光変調素子１０４が備える２つのネスト型マッハツェンダ変調器を構成する４つのマッハツェンダ変調器のそれぞれを駆動するための４つの電気信号が、上記４つの信号ピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄから入力される。

【0030】

さらに、光変調モジュール１００は、筺体１０２内に光を入力するための入力光ファイバ１１４と、光変調素子１０４により変調された光を筺体１０２の外部へ導く出力光ファイバ１２０と、を有する。

【0031】

ここで、入力光ファイバ１１４及び出力光ファイバ１２０は、固定部材であるサポート１２２及び１２４を介して筺体１０２にそれぞれ固定されている。入力光ファイバ１１４から入力された光は、サポート１２２内に配されたレンズ１３０によりコリメートされた後、プリズム１３２およびレンズ１３４を介して光変調素子１０４の一の長辺側（図示上側の長辺側）から当該光変調素子１０４へ入力される。ただし、これは一例であって、光変調素子１０４への光の入力は、例えば、入力光ファイバ１１４を、サポート１２２を介して筺体１０２内に導入し、当該導入した入力光ファイバ１１４の端部を光変調素子１０４の一の長辺側に配置することで行うものとすることもできる。

【0032】

光変調モジュール１００は、また、光変調素子１０４から出力される２つの変調された光を偏波合成する光学ユニット１１６を有する。偏波合成されて光学ユニット１１６から出力された光は、筺体１０２の内部まで延在するサポート１２４内に配されたレンズ１１８により集光されて出力光ファイバ１２０へ結合される。

【0033】

電子回路１０６から出力される、光変調素子１０４を駆動する高周波電気信号は、例えばワイヤボンディング等により、電子回路１０６の基板から直接に、又は中継基板を介して間接に、光変調素子１０４の信号電極（後述）の一端に接続される。また、光変調モジュール１００は、筺体１０２内に所定のインピーダンスを有する２つの終端器１１２ａおよび１１２ｂを備える。

【0034】

図２は、図１に示す光変調モジュール１００の筺体１０２内に収容される光変調素子１０４の構成の一例を示す図である。光変調素子１０４は、例えばＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行う導波路型光素子であり、例えばＬＮで構成される基板２３０上に形成された光導波路（図示太線の点線）で構成される。これらの光導波路は、基板２３０の表面にＴｉを熱拡散することにより形成されるものとすることができるが、これには限られない。これらの光導波路は、例えば基板２３０を数ミクロンの厚さまで薄板化し、光導波路を形成するライン部分の厚さを他の部分の厚さより厚くすることで、当該ライン部分の実効屈折率を他の部分より高くして形成されるリブ型光導波路であってもよい。

【0035】

基板２３０は、例えば矩形であり、図示上下方向に延在して対向する２つの短辺２６０ａ、２６０ｂ、および当該短辺２６０ａ、２６０ｂと直交する図示左右方向に延在し、且つ短辺２６０ａ、２６０ｂよりも長さの長い、互いに対向する２つの長辺２６０ｃ、２６０ｄを有する。例えば、基板２３０は、短辺２６０ａ、２６０ｂが互いに平行に対向し、長辺２６０ｃ、２６０ｄが互いに平行に対向し、短辺２６０ａ、２６０ｂの延在方向と長辺２６０ｃ、２６０ｄの延在方向とは直交している。

【0036】

光変調素子１０４は、それぞれがＱＰＳＫ変調動作を行う２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂ（それぞれ、図示一点鎖線で囲まれた部分）を有する。これらのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂは、それぞれ、一対の並行導波路を成す２つの導波路部分のそれぞれに設けられた２つのマッハツェンダ型光導波路２４４ａ（図示破線の矩形内）、２４６ｂ（図示二点鎖線の矩形内）、および２４４ｂ（図示破線の矩形内）、２４６ｂ（図示二点鎖線の矩形内）を含む。これにより、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂは、それぞれの変調光入力端２４２ａ、２４２ｂから入力された光をそれぞれＱＰＳＫ変調し、変調後の光（出力）をそれぞれの出力導波路２４８ａ、２４８ｂから出力する。

【0037】

本実施形態では、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂを構成する４つのマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ｂ、２４４ｂ、２４６ｂ（したがって、これらのマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ｂ、２４４ｂ、２４６ｂのそれぞれの並行導波路）は、基板２３０の一の辺である例えば長辺２６０ｃ又は２６０ｄに沿って延在するよう構成されている。

【0038】

基板２３０上には、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂを構成する合計４つのマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａ、２４４ｂ、２４６ｂのそれぞれに変調動作を行わせるための信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂが設けられている。信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂは、例えば、それぞれ２つの接地電極と、当該２つの接地電極に挟まれた１つの中心電極とで構成されている。

【0039】

信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂは、それぞれ、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂが延在する方向に沿って、上記一の辺である長辺２６０ｃ又は２６０ｄと異なる、基板２３０の他の辺である例えば短辺２６０ａまで延在するよう形成されている。

【0040】

言い換えると、本実施形態では、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂは、図示左方の短辺２６０ａから、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの延在方向に沿って（したがって、長辺２６０ｃ、２６０ｄの延在方向に沿って）、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂを構成するマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａ、２４４ｂ、２４６ｂまで直線的に延在する。また、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂは、短辺２６０ａに配された端部において電子回路１０６の信号出力電極とそれぞれ接続される。これにより、光変調素子１０４では、短辺２６０ａにおいて電子回路１０６から入力された４つの高周波電気信号は、その伝搬方向を変えられることなく４つのマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａ、２４４ｂ、２４６ｂへと伝搬される。その結果、光変調素子１０４では、電子回路１０６から入力された高周波電気信号の漏洩が抑制されるので、光変調素子１０４を、高周波特性の劣化を招くことなく同一の筺体１０２内に電子回路１０６と共に収容することができる。

【0041】

信号電極２５０ａ、２５２ａは、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａの延在方向に沿って延在した後、長辺２６０ｃへ向かって曲がるように形成されている。そして、信号電極２５０ａ、２５２ａは、長辺２６０ｃ上の端部配列２５４ａにおいて、終端器１１２ａに接続される。また、信号電極２５０ｂ、２５２ｂは、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ｂの延在方向に沿って延在した後、長辺２６０ｄへ向かって曲がるように形成されている。そして、信号電極２５０ｂ、２５２ｂは、長辺２６０ｄ上の端部配列２５４ｂにおいて、終端器１１２ｂに接続される。これにより、短辺２６０ａにおいて電子回路１０６から入力された４つの高周波電気信号のそれぞれは、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂ内を進行波として伝搬する。

【0042】

光変調素子１０４には、更に、基板２３０上に、必要に応じてネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの動作点を調整するためのバイアス電極２５６ａ、２５８ａ、２５６ｂ、２５８ｂも設けられる。

【0043】

光変調素子１０４への入力光は、基板２３０の長辺２６０ｃに接続される入力光ファイバ１１４から入力される。

【0044】

特に、本実施形態の光変調素子１０４では、図７に示す従来の光変調素子７００における分岐導波路５３４のような、ネスト型マッハツェンダ型光導波路５４０ａ、５４０ｂの延在方向に沿って光が入力される分岐導波路を有さない。

【0045】

その代わりに、光変調素子１０４では、基板２３０の上記一の辺である長辺２６０ｃのある方向から光が入力されるよう配された分岐導波路２３４を備える。また、分岐導波路２３４は、当該分岐導波路２３４に入力される光の伝搬方向に関し線対称であって且つ分岐された２つの光が当該伝搬方向と異なる方向へ出力されるように形成されたＹ分岐光導波路で構成されている。ここで、本実施形態では、分岐導波路２３４は、長辺２６０ｃのある方向から当該分岐導波路２３４に入力される光の伝搬方向が、短辺２６０ａに沿った方向となるように配されている。

【0046】

また、分岐導波路２３４から出力される２つの分岐出力は、それぞれ、接続導波路２７０ａ、２７０ｂにより、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの変調光入力端２４２ａ、２４２ｂへ導かれて接続される。

【0047】

ここで、本実施形態では、分岐導波路２３４は、例えば、上記線対称に形成された部分（図２において分岐導波路２３４を示す矩形の破線で囲まれた部分）を出るときの２つの分岐出力光の間隔Ｗ１が、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂのそれぞれの光入力端である変調光入力端２４２ａ、２４２ｂの間隔Ｗ２よりも小さく形成されている（すなわち、Ｗ１＜Ｗ２）。なお、変調光入力端２４２ａ、２４２ｂは、図２に示す位置のほか、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂのそれぞれの入力部を構成する２つの分岐導波路の分岐点２８０ａ、２８０ｂの位置として定義することもできる。この場合、間隔Ｗ２は、２つの分岐点２８０ａ、２８０ｂ間の距離として定義される。

【0048】

さらに、本実施形態では、接続導波路２７０ａ、２７０ｂは、図２に示すように、直線導波路と曲がり導波路とで構成されている。そして、接続導波路２７０ａ、２７０ｂは、分岐導波路２３４の光の流入部から、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂのそれぞれの変調光入力端２４２ａ、２４２ｂに至るまでの全伝搬損失が、互いに等しくなるように構成されている。これにより、例えば、分岐導波路２３４の分岐比が、設計上、１：１から偏差を持つような場合でも、接続導波路２７０ａ、２７０ｂの曲がり導波路部分における曲がり損失等により上記偏差を補正することができることとなり、設計自由度が向上する。

【0049】

上記の構成を有する光変調素子１０４は、上述のように、図６における分岐導波路５３４のような、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの延在方向に沿って光が入力される分岐導波路を用いないので、図７に示すＬ字型に曲がった入力導波路６３２を用いる必要はなく、図７におけるような図示左右方向のサイズの増加（図示において「ａ」で示す長さの増加）は発生しない。

【0050】

また、分岐導波路２３４を構成するＹ分岐導波路は、図８に示す従来の光変調素子８００におけるＭＭＩカプラ７３４とは異なり、入力される光の伝搬方向に対し分岐された２つの分岐光が異なる方向へ出力されるように形成されるものとしても、入力光が精度よく等分配されるように容易に構成ことができる（すなわち、１：１の分岐比を容易に実現することができる）。このため、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂに入力される光の光量を同じにして、変調波形における歪の発生を容易に抑制することができる。

【0051】

さらに、分岐導波路２３４を構成するＹ分岐導波路は、１：１の分岐比を確保するべく入力光の伝搬方向の線分に対し線対称に構成されていればよく、上記のように２つの分岐出力光を必ずしも上記入力光と同じ方向に出力させる必要はない。このため、分岐導波路２３４では、上記線対称な形状を維持する限りにおいて、一方の分岐出力の出射方向を、当該分岐導波路２３４に近い方のネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａの方向へ向くように設計することできる。したがって、図８に示すＭＭＩカプラ７３４のように入力される光の方向と同じ方向に分岐出力光を出力する分岐導波路を用いる場合に比べて、光の方向を９０度変化させる必要がなく、また、分岐導波路２３４に入力されてから接続導波路２７０ａを経て変調光入力端２４２ａに至るまでの経路における光の伝搬方向の変化に変曲点がない（すなわち、図２の構成においては、上記経路における光の伝搬方向の変化は常に一方向（半時計回り）であって、途中で逆方向（時計回り方向）へは変化しない）。このため、光変調素子１０４では、上記近い方のネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａの変調光入力端２４２ａに至る接続導波路２７０ａを、より大きな曲率半径を有しつつもより短く形成することが可能となる。

【0052】

一方、分岐導波路２３４のうち、他方の分岐出力の出射方向は、当該分岐導波路２３４の分岐点の対称性から、遠い方のネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ｂから遠ざかる方向へ出射されることとなる。しかしながら、当該遠い方のネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ｂの変調光入力端２４２ｂに至る接続導波路２７０ｂは、接続導波路２７０ａより長く構成することができるので、光導波路の曲がり損失の制約（すなわち、曲率半径の制約）の範囲内で自由にかつ容易に設計することができる。

【0053】

また、分岐導波路２３４から出力される分岐出力光は、上述のように接続導波路２７０ａ、２７０ｂによりネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの変調光入力端２４２ａ、２４２ｂと接続される。このため、例えばクロストーク改善のためにネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの間隔Ｗ２を広げたい場合には、接続導波路２７０ａ、２７０ｂの、短辺２６０ａに沿った延在距離を調整するだけでよく、分岐導波路２３４における分岐出力光の間隔Ｗ１を広げる必要はない。したがって、光変調素子１０４では、図７に示す従来の光変調素子７００とは異なり、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの間隔を広げても、基板２３０の長さ方向（すなわち、長辺２６０ｃ、２６０ｄに沿った方向）の長さを拡大する必要はない。

【0054】

以上より、光変調素子１０４は、高周波特性及び光変調特性の劣化を招くことなく、かつ自身のサイズの増大を招くことなく（従って、筺体１０２のサイズの増大を招くことなく）、同一の筺体１０２内に電子回路１０６と共に収容され得る。

【0055】

次に、第１の実施形態に係る光変調モジュール１００に用いることのできる、光変調素子１０４の変形例について説明する。

【0056】

＜第１の変形例＞
図３は、第１の変形例に係る光変調素子３０４の構成を示す図である。図３において、図２に示す光変調素子１０４と同じ構成要素については、図２における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図２についての説明を援用する。

【0057】

図３に示す光変調素子３０４は、光変調素子１０４と同様の構成を有するが、入力導波路２３２に代えて、入力導波路３３２を有する点が異なる。光変調素子１０４における入力導波路２３２は、長辺２６０ｃから入力された入力光を、その伝搬方向を変更することなく分岐導波路２３４へ導くのに対し、本変形例の光変調素子３０４の入力導波路３３２は、短辺２６０ｂから入力される入力光を長辺２６０ｃに沿って伝搬させた後、その伝搬方向を９０度変化させて、分岐導波路２３４へ接続する。すなわち、短辺２６０ｂからの入力光を受け取りつつも、分岐導波路２３４には、長辺２６０ｃのある方向から光が入力されるように構成されている。

【0058】

上記の構成を有する光変調素子３０４では、これを光変調モジュール１００の筺体１０２に収容して用いた場合には、光変調素子１０４を用いる場合と異なり、筺体１０２の内部において入力光ファイバ１１４を長辺２６０ｃへ向けて９０度曲げる必要がない。このため、光変調素子３０４を用いた場合には、筺体１０２内における入力光ファイバ１１４の引き回しのためのスペースが不要となり、例えば電子回路１０６の面積はそのままにその形状を変更等することで、筺体１０２の幅方向（図示上下方向）のサイズを更に小型化することができる。

【0059】

＜第２の変形例＞
図４は、第２の変形例に係る光変調素子４０４の構成を示す図である。図４において、図２に示す光変調素子１０４と同じ構成要素については、図２における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図２についての説明を援用する。

【0060】

図４に示す光変調素子４０４は、光変調素子１０４と同様の構成を有するが、接続導波路２７０ａに代えて接続導波路２７０ａ´を有する点が異なる。接続導波路２７０ａ´は、接続導波路２７０ａと同様の構成を有するが、分岐導波路２３４から出力された光を、一旦、分岐導波路２３４の入力光の伝搬方向と同じ方向へ伝搬させた後、変調光入力端２４２ａへ導く点が異なる。

【0061】

図４の構成においては、図２や図３のように分岐導波路２３４での分岐後すぐにマッハツェンダ型光導波路２４０ａの変調光入力端２４２ａへ向かって接続導波路２７０ａが形成される構成は異なり、接続導波路２７０ａ´は、接続導波路２７０ｂの直線導波路部分に対し狭い間隔で並行に設けられた直線導波路部分を含む。これにより、図４の構成では、基板２３０の長さ方向（図示左右方向）の大きさを抑制しながら、分岐後の導波路を複数のマッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂに接続できるため、複数のマッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの配置の自由度を増すことが出来る。

【0062】

＜第３の変形例＞
図５は、第３の変形例に係る光変調素子５０４の構成を示す図である。図５において、図２に示す光変調素子１０４と同じ構成要素については、図２における符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図２についての説明を援用する。

【0063】

図５に示す光変調素子５０４は、光変調素子１０４と同様の構成を有するが、接続導波路２７０ａに代えて、接続導波路４７０ａを備える点が異なる。接続導波路４７０ａは、接続導波路２７０ａと同様の構成を有するが、その途中に蛇行部４７２が含まれている点が異なる。これにより、接続導波路４７０ａ、２７０ｂは、分岐導波路２３４の光の流入部から２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの光入力端である変調光入力端２４２ａ、２４２ｂまでのそれぞれの光路長が、互いに同じとなるように構成されている。

【0064】

上記の構成を有する光変調素子５０４は、入力導波路２３２の長辺２６０ｃの端部からそれぞれ変調光入力端２４２ａ、２４２ｂに至るまでの光路長が互いに等しくなるように構成されることとなるので、例えば２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂに入力される光の位相を、変調光入力端２４２ａ、２４２ｂにおいて互いに同じにしたい場合に好適である。

【0065】

なお、本発明は上記実施形態およびその変形例の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

【0066】

例えば、本実施形態では、基板２３０は、例えば互いに平行に対向する２つの短辺２６０ａ、２６０ｂと、互いに平行に対向する２つの長辺２６０ｃ、２６０ｄとを有し、短辺２６０ａ、２６０ｂの延在方向と長辺２６０ｃ、２６０ｄの延在方向が直交する矩形であるものとしたが、これには限られない。また、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂは、一の辺である長辺２６０ｃ又は２６０ｄに沿って延在し、分岐導波路２３４は、他の辺である短辺２６０ａの延在方向に沿って、長辺２６０ｃのある方向から光が流入されるよう配されるものとしたが、これには限られない。

【0067】

基板２３０の、短辺２６０ａ、２６０ｂは互いに平行でなくてもよく、及び又は、長辺２６０ｃ、２６０ｄは互いに平行でなくてもよい。分岐導波路２３４に接続される２つのマッハツェンダ型光導波路であるネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂは、少なくとも、それぞれの並行導波路が、そのような基板２３０の一の辺に沿って延在していればよく、分岐導波路２３４は、当該一の辺のある方向から光が入力されるように配されていればよい。

【0068】

また、上述した実施形態及びその変形例では、光変調素子１０４、３０４、４０４は、それぞれがＱＰＳＫ変調を行う２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂを備えてＤＰ−ＱＰＳＫ変調を行うものとしたが、これには限られない。例えば、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂに代えて、それぞれ通常の振幅変調を行う２つのマッハツェンダ型光導波路を備え、一つの光源からの光を入力導波路２３２により受信した後、それぞれが異なる高周波電気信号により変調を行って２つの出力光ファイバへ向けて出力されるものとすることもできる。

【0069】

この場合でも、上述の光変調素子１０４、３０４、４０４における分岐導波路２３４を用いた構成と同様の構成を用いることにより、高周波特性及び光変調特性の劣化を招くことなく、かつ光変調素子自身のサイズの増大を招くことなく（従って、筺体サイズの増大を招くことなく）、同一の筺体内に光変調素子と電子回路とを共に収容することができることとなる。

【0070】

また、上述した実施形態およびその変形例では、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂをそれぞれ構成する接地電極は、互いに分離されて設けられるものとしたが、これには限られない。信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂのうち隣接する信号電極の隣接する２つの接地電極は、それらの間に導体が形成されることにより一つの連続する接地電極として形成されるものとすることができる。例えば、図２において、信号電極２５０ａの図示下側の接地電極は、図示下側へ延在することにより信号電極２５２ａの図示上側の接地電極と合体して一つの接地電極として構成されるものとすることができる。信号電極２５２ａの図示下側の接地電極と信号電極２５２ｂの図示上側の接地電極、および信号電極２５２ｂの図示下側の接地電極と信号電極２５０ｂの図示上側の接地電極も同様である。

【0071】

以上、説明したように、本実施形態に示す光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４は、基板２３０上に設けられた２つのマッハツェンダ型光導波路であるネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂと、基板２３０の外部から入力される入力光を２つに分岐する分岐導波路２３４と、を有する。光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４は、また、分岐導波路２３４により分岐された光を上記２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂへそれぞれ導く２つの接続導波路２７０ａ、２７０ｂと、上記２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路を構成する光導波路を伝搬する光波をそれぞれ制御する電極である信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂと、を有する。上記２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂを構成するそれぞれの光導波路は、基板２３０の一の辺である長辺２６０ｃに延在するよう構成されている。また、分岐導波路２３４は、上記一の辺である長辺２６０ｃのある方向から（例えば短辺２６０ａの延在方向に沿って）光が入力されるよう配されている。そして、分岐導波路２３４は、当該分岐導波路２３４に入力される光の伝搬方向に関し線対称であって、且つ分岐された２つの光が当該伝搬方向と異なる方向へ出力されるように形成されている。

【0072】

この構成によれば、分岐導波路２３４は、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂが延在する方向に沿う一の辺（長辺２６０ｃ）のある方向から光が入力されるように配される。このため、当該延在する方向に沿って信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂを延在させた場合でも、基板２３０に対し、これらの信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂの端部のある方向とは異なる方向から光を入射させることができる。したがって、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４では、基板２３０への光の入射位置と高周波電気信号の入力位置との競合を避けつつ、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂを、高周波電気信号の入力位置から直線的に、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの延在方向に沿って形成でき、良好な高周波特性を得ることができる。

【0073】

特に、上記の構成では、上述のように、分岐導波路２３４は、２つネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂが延在する方向に沿う一の辺（長辺２６０ｃ）のある方向から光が入力されるように配されるので、特許文献１に記載の構成とは異なり、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの間隔を広げる場合でも、基板２３０を上記延在方向に広げる必要がない。このため、基板２３０のサイズの増大を招くことなく、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂ間のクロストークを低減して良好な光学特性を得ることができる。

【0074】

また、特に、上記構成によれば、分岐導波路２３４は、入力される光の伝搬方向に関し対称であって、且つ分岐された２つの光が当該伝搬方向と異なる方向へ出力されるように形成されているので、分岐導波路２３４から当該分岐導波路２３４に近い方のネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａに向かって光の伝搬方向を大きく（例えば９０度まで）変える必要がない。このため、光変調素子１０４、４０４では、入力される光と同一方向に分岐光を出力するＭＭＩカプラを用いる特許文献２の構成に比べて、分岐導波路２３４からネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａに至る接続導波路２７０ａの曲がり導波路を部分のサイズを小さくすることができ、従って基板２３０のサイズを小さくすることができる。

【0075】

そして、これらの効果の結果として、光変調素子１０４、４０４は、高周波特性及び光変調特性の劣化を招くことなく、かつ筺体１０２サイズの増大を招くことなく、当該筺体１０２内に電子回路１０６と共に収容される得る。

【0076】

また、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４では、分岐導波路２３４は、当該分岐導波路２３４に入力される光の伝搬方向に関し線対称に形成されたＹ分岐光導波路で構成される。この構成によれば、例えば１：１の分岐比を精度良く実現し得る線対称の分岐導波路２３４を容易に形成することができる。

【0077】

また、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４では、分岐導波路２３４は、上記線対称に形成された部分を出るときの２つの分岐出力光の間隔Ｗ１が、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂのそれぞれの光入力端の間隔Ｗ２よりも小さく形成される。

【0078】

この構成によれば、例えば２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの間隔を広げた場合でも、基板２３０のサイズを拡大する必要がない。したがって、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの間のクロストークを効果的に低減しつつ、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４をコンパクトに構成することができる。

【0079】

尚、分岐導波路２３４での分岐比を保つには、２つの分岐出力光の間で及ぼす影響が許容される程度に離間（分岐導波路を伝搬する光波の光強度分布の２倍以上）したところまで、分岐導波路２３４の対称性を保っておく必要がある。このため２つの分岐出力光の間隔Ｗ１は上記条件を満足することがより望ましい。

【0080】

また、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４では、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂは、それぞれ、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂが延在する方向に沿って基板２３０の上記一の辺（例えば長辺２６０ｃ）と異なる他の辺（例えば短辺２６０ａ）まで延在するよう形成されている。

【0081】

この構成によれば、上記他の辺（短辺２６０ａ）から入力される高周波電気信号を、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂにより、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの位置まで、当該２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂが延在する方向に沿って直線的に導くことができる。このため、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４では、良好な高周波特性を実現することができる。

【0082】

また、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４では、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂは、それぞれ、当該ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂをそれぞれ構成する２つの並行導波路のそれぞれに他のマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａおよび２４４ｂ、２４６ｂを含む。

【0083】

この構成によれば、ＤＰ−ＱＰＳＫ変調器を、基板２３０上にコンパクトに構成することができる。

【0084】

また、光変調素子１０４、３０４では、２つの接続導波路２７０ａ、２７０ｂは、共に直線導波路と曲がり導波路とで構成され、分岐導波路２３４の光の流入部から、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂのそれぞれの変調光入力端２４２ａ、２４２ｂに至るまでの全伝搬損失が、互いに等しくなるように構成される。

【0085】

この構成によれば、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂに入力される光の量が等量となるように、接続導波路２７０ａ、２７０ｂを構成する直線導波路及び曲がり導波路のそれぞれの伝搬損失又は曲がり損失を調整することができ、設計自由度が向上する。

【0086】

また、光変調素子５０４では、２つの接続導波路４７０ａ、２７０ｂは、分岐導波路２３４の光の流入部から上記２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂの変調光入力端２４２ａ、２４２ｂまでのそれぞれの光路長が互いに同じとなるように構成される。

【0087】

この構成によれば、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂに入力される光の位相を、精度よく一致させることができる。

【0088】

また、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４では、基板２３０は、２つの対向する短辺２６０ａ、２６０ｂと、当該短辺２６０ａ、２６０ｂより長い２つの対向する長辺２６０ｃ、２６０ｄと、を有する矩形で構成される。また、上記一の辺は長辺２６０ｃ、２６０ｄのいずれかであり、分岐導波路２３４に入力される際の光の伝搬方向は短辺２６０ａ、２６０ｂに沿った方向である。

【0089】

この構成によれば、例えば、矩形の基板２３０において、信号電極２５０ａ、２５０ｂ、２５２ａ、２５２ｂを長辺２６０ｃに沿って延在させて短辺２６０ａに至る端部から高周波電気信号を入力するものとし、基板２３０への外部からの光の入射位置を短辺２６０ａ以外の辺（例えば長辺２６０ｃや短辺２６０ｂ）に配することができる。これにより、高周波電気信号の入力位置と光入力位置との競合を避けつつ信号電極２５０ａ、２５０ｂ、２５２ａ、２５２ｂを２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂまで直線的に延在させる構成を、容易に実現することができる。

【0090】

また、上記実施形態に示す光変調モジュール１００は、光変調素子１０４、３０４、４０４、５０４のいずれかの光変調素子と、当該光変調素子を駆動する電子回路１０６と、当該光変調素子と電子回路１０６とを収容する筺体１０２と、を有する。

【0091】

この構成によれば、良好な高周波特性及び光変調特性を有する光変調モジュール１００をコンパクトに構成することができる。

【符号の説明】

【0092】

１００…光変調モジュール、１０２…筺体、１０４、３０４、４０４、５０４、６００、７００、８００…光変調素子、１０６…電子回路、１０８…フィードスルー部、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ…信号ピン、１１２ａ、１１２ｂ…終端器、１１４…入力光ファイバ、１１６…光学ユニット、１１８…レンズ、１２０…出力光ファイバ、１２２、１２４…サポート、２３０、５３０…基板、２３２、３３２、５３２、６３２、７３２…入力導波路、２３４、５３４…分岐導波路、２４０ａ、２４０ｂ、５４０ａ、５４０ｂ…ネスト型マッハツェンダ型光導波路、２４２ａ、２４２ｂ、５４２ａ、５４２ｂ…変調光入力端、２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ、５４４ａ、５４４ｂ、５４６ａ、５４６ｂ…マッハツェンダ型光導波路、２４８ａ、２４８ｂ、５４８ａ、５４８ｂ…出力導波路、２５０ａ、２５０ｂ、２５２ａ、２５２ｂ、５５０ａ、５５０ｂ、５５２ａ、５５２ｂ、６５０ａ、６５０ｂ、６５２ａ、６５２ｂ、７５０ａ、７５０ｂ、７５２ａ、７５２ｂ…信号電極、２５４ａ、２５４ｂ、５５４ａ、５５４ｂ…端部配列、２５６ａ、２５６ｂ、２５８ａ、２５８ｂ、５５６ａ、５５６ｂ、５５８ａ、５５８ｂ…バイアス電極、２６０ａ、２６０ｂ…短辺、２６０ｃ、２６０ｄ…長辺、２７０ａ、２７０ｂ、４７０ａ…接続導波路、４７２…蛇行部、、７３４…ＭＭＩカプラ、２８０ａ、２８０ｂ…分岐点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】