特開 2023-140966 光デバイス、光変調器及び光通信装置

(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】P2023140966

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】光デバイス、光変調器及び光通信装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/065 20060101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

G02F1/065

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022047061

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉山 昌樹

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA21

2K102BA02

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA21

2K102DA05

2K102DB04

2K102DD01

2K102DD03

2K102EA02

2K102EA22

2K102EB16

2K102EB20

2K102EB22

(57)【要約】

【課題】消費電力を抑制しながら変調効率の向上を図る光デバイス等を提供することを目的とする。
【解決手段】光デバイスは、導波路と、導波路と並走する信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造の電極と、導波路内のスロットに一部が挿入され、電極からの高周波信号の駆動電圧に応じて導波路を通過する光に作用する電気光学ポリマの相互作用部とを有する。光デバイスは、相互作用部の入力側及び出力側に延びる、電気光学ポリマの余長部と、余長部と並走する接地電極と接続する第１のドープ層と、余長部と並走する信号電極と接続する第２のドープ層との間のスロットに余長部の一部が挿入されることで形成された、導波路と未接続の他の導波路と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

導波路と、
前記導波路と並走する信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造の電極と、
前記導波路内のスロットに一部が挿入され、前記電極からの高周波信号の駆動電圧に応じて前記導波路を通過する光に作用する電気光学ポリマの相互作用部と、
前記相互作用部の入力側及び出力側に延びる、前記電気光学ポリマの余長部と、
前記余長部と並走する前記接地電極と接続する第１のドープ層と、前記余長部と並走する前記信号電極と接続する第２のドープ層との間のスロットに前記余長部の一部が挿入されることで形成された、前記導波路と未接続の他の導波路と、
を有することを特徴とする光デバイス。

【請求項2】

前記導波路は、
前記相互作用部と並走する前記接地電極と接続する前記第１のドープ層と、前記相互作用部と並走する前記信号電極と接続する前記第２のドープ層との間のスロットに前記相互作用部の一部が挿入されることで形成されることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項3】

前記他の導波路は、
前記出力側の余長部と並走する前記接地電極と接続する前記第１のドープ層と、前記出力側の余長部と並走する前記信号電極と接続する前記第２のドープ層との間のスロットに前記出力側の余長部の一部が挿入されることで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項4】

前記入力側の余長部に並走する前記電極は、
前記相互作用部に並走する前記電極と接続する第１のビア層の断面積に近い断面構造の第２のビア層と接続することを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。

【請求項5】

前記入力側の余長部に並走する前記電極内の前記接地電極と接続する前記第２のビア層と接続する第３のドープ層と、
前記入力側の余長部に並走する前記電極内の前記信号電極と接続する前記第２のビア層と接続する第４のドープ層と、を有することを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。

【請求項6】

前記相互作用部と前記出力側の余長部との間の前記電気光学ポリマの境界部が配置される部位には、
前記導波路と、
前記他の導波路と、を有し、
前記他の導波路の厚さは、前記導波路の厚さに比較して薄くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項7】

前記相互作用部と前記出力側の余長部との間の前記電気光学ポリマの境界部が配置される部位には、
前記接地電極と接続する第３のビア層と接続する第５のドープ層と、
前記境界部と接続する第６のドープ層と、
前記第５のドープ層と前記第６のドープ層との間のスロット内に前記境界部の一部が挿入されることで形成された、前記他の導波路と接続する導波路と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項8】

前記相互作用部と前記出力側の余長部との間の前記電気光学ポリマの境界部が配置される部位には、
前記接地電極と接続する第３のビア層と接続する第５のドープ層と、
前記境界部と接続する第６のドープ層と、
前記第５のドープ層と前記第６のドープ層との間に備えたドープなしのシリコン層で形成された、前記他の導波路と接続する導波路と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項9】

導波路と、
前記導波路と並走する信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造の電極と、
前記導波路内のスロットに一部が挿入され、前記電極からの高周波信号の駆動電圧に応じて前記導波路を通過する光に作用する電気光学ポリマの相互作用部と、
前記相互作用部の入力側及び出力側に延びる、前記電気光学ポリマの余長部と、
前記余長部と並走する前記接地電極と接続する第１のドープ層と、前記余長部と並走する前記信号電極と接続する第２のドープ層との間のスロットに前記余長部の一部が挿入されることで形成された、前記導波路と未接続の他の導波路と、
を有することを特徴とする光変調器。

【請求項10】

電気信号に対する信号処理を実行するプロセッサと、
光を発生させる光源と、
前記プロセッサから出力される電気信号を用いて、前記光源から発生する光を変調する光変調器とを有する光通信装置であって、
前記光変調器は、
導波路と、
前記導波路と並走する信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造の電極と、
前記導波路内のスロットに一部が挿入され、前記電極からの高周波信号の駆動電圧に応じて前記導波路を通過する光に作用する電気光学ポリマの相互作用部と、
前記相互作用部の入力側及び出力側に延びる、前記電気光学ポリマの余長部と、
前記余長部と並走する前記接地電極と接続する第１のドープ層と、前記余長部と並走する前記信号電極と接続する第２のドープ層との間のスロットに前記余長部の一部が挿入されることで形成された、前記導波路と未接続の他の導波路と、
を有することを特徴とする光通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光デバイス、光変調器及び光通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

図１７は、従来の光変調器１００の一例を示す平面模式図である。図１７に示す光変調器１００は、光導波路１０１と、信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造（ＣＰＷ：Coplanar Waveguide）の電極１０２とを有する。光導波路１０１は、Ｎドープシリコン（以下、単にドープＳｉと称する）層１０５Ａと、ＰドープＳｉ層１０５Ｂとで構成するＰＮ接合の光導波路である。光導波路１０１は、入力部１０１Ａと、分岐部１０１Ｂと、２本の導波路１０１Ｃと、合波部１０１Ｄと、出力部１０１Ｅとを有する。入力部１０１Ａは、光変調器１００へ光を入力する光変調器１００の入力部である。分岐部１０１Ｂは、入力部１０１Ａからの光を光分岐し、分岐した光を２本の導波路１０１Ｃに出力する。２本の導波路１０１Ｃは、分岐部１０１Ｂからの光を導波すると共に、電極１０２間の電界に応じて導波する光に作用する光変調器１００のアームである。合波部１０１Ｄは、２本の導波路１０１Ｃからの光を合波し、合波した光を出力する。出力部１０１Ｅは、合波部１０１Ｄからの光を出力する光変調器１００の出力部である。

【0003】

電極１０２は、第１の接地電極１０２Ａ１と、第１の信号電極１０２Ｂ１と、第２の接地電極１０２Ａ２と、第２の信号電極１０２Ｂ２と、第３の接地電極１０２Ａ３とを有するコプレーナ構造の電極である。

【0004】

第１の信号電極１０２Ｂ１は、第１の接地電極１０２Ａ１と第２の接地電極１０２Ａ２との間を並走した状態で配置される。第２の信号電極１０２Ｂ２は、第２の接地電極１０２Ａ２と第３の接地電極１０２Ａ３との間を並走した状態で配置される。

【0005】

２本の導波路１０１Ｃの内、第１の導波路１０１Ｃ１は、第１の接地電極１０２Ａ１と第１の信号電極１０２Ｂ１との間の部位の下方に配置される光導波路である。２本の導波路１０１Ｃの内、第２の導波路１０１Ｃ２は、第２の信号電極１０２Ｂ２と第３の接地電極１０２Ａ３との間の部位の下方に配置される光導波路である。

【0006】

光変調器１００が高速変調を実行する際には、導波路１０１Ｃに沿って配置される信号電極１０２Ｂ１及び１０２Ｂ２に、例えば、数１０ＧＨｚの帯域を有する高周波信号の駆動電圧が入力されることになる。

【0007】

図１８は、図１７に示すＧ－Ｇ線の略断面図である。図１８に示す第１の導波路１０１Ｃ１側のアームは、シリコン基板１３１と、シリコン基板１３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層１３２と、中間層１３２上に形成された第１の導波路１０１Ｃ１とを有する。更に、第１の導波路１０１Ｃ１側のアームは、第１の導波路１０１Ｃ１を含む中間層１３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層１３３と、電極１０２とを有する。尚、電極１０２は、第１の接地電極１０２Ａ１と、第１の信号電極１０２Ｂ１と、第２の接地電極１０２Ａ２とを有する。

【0008】

第１の導波路１０１Ｃ１側のバッファ層１３３は、第１の接地電極１０２Ａ１と第１の導波路１０１Ｃ１内のＮドープＳｉ層１０５Ａとの間を電気的に接続するビア層１０６Ａ１を有する。更に、バッファ層１３３は、第１の信号電極１０２Ｂ１と第１の導波路１０１Ｃ１のＰドープＳｉ層１０５Ｂとの間を電気的に接続するビア層１０６Ａ２とを有する。

【0009】

また、図示しないが、第２の導波路１０１Ｃ２側のアームは、シリコン基板１３１と、ＳｉＯ_２の中間層１３２と、第２の導波路１０１Ｃ２とを有する。更に、第２の導波路１０１Ｃ２側のアームは、ＳｉＯ_２のバッファ層１３３と、電極１０２とを有する。尚、電極１０２は、第２の接地電極１０２Ａ２と、第２の信号電極１０２Ｂ２と、第３の接地電極１０２Ａ３とを有する。

【0010】

第２の導波路１０１Ｃ２側のバッファ層１３３は、第３の接地電極１０２Ａ３と第２の導波路１０１Ｃ２のＮドープＳｉ層１０５Ａとの間を電気的に接続するビア層１０６Ａ１を有する。更に、第２の導波路１０１Ｃ２側のバッファ層１３３は、第２の信号電極１０２Ｂ２と第２の導波路１０１Ｃ２のＰドープＳｉ層１０５Ｂとの間を電気的に接続するビア層１０６Ａ２を有する。

【0011】

光変調器１００は、第１の信号電極１０２Ｂ１に高周波信号の駆動電圧が印加されると、第１の信号電極１０２Ｂ１と第１の接地電極１０２Ａ１との間の第１の導波路１０１Ｃ１のＰＮ接合のキャリア密度が変化する。光変調器１００は、キャリア密度の変化に応じて第１の導波路１０１Ｃ１の屈折率が変化することで、第１の導波路１０１Ｃを導波する光の位相が変化する。同様に、光変調器１００は、第２の信号電極１０２Ｂ２に高周波信号の駆動電圧が印加されると、第２の信号電極１０２Ｂ２と第３の接地電極１０２Ａ３との間の第２の導波路１０１Ｃ２のＰＮ接合のキャリア密度が変化する。光変調器１００は、キャリア密度の変化に応じて第２の導波路１０１Ｃ２の屈折率が変化することで、第２の導波路１０１Ｃ２を導波する光の位相が変化する。その結果、光変調器１００は、第１の導波路１０１Ｃ１からの位相変調後の光と第２の導波路１０１Ｃ２からの位相変調後の光とを合波部１０１Ｄで合波することで、光の位相差に応じた多値レベルの光の強度変化に変換することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０２１－０２６０９０号公報

【特許文献2】特開２０２１－０１５１８６号公報

【特許文献3】米国特許第６７１１３０８号明細書

【特許文献4】特開平８－０５４６５２号公報

【特許文献5】米国特許出願公開第２００９／０２６９０１７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

しかしながら、従来の光変調器１００の光導波路１０１は、シリコンのＰＮ接合で構成するため、光の屈折率の変化が小さく、第１の信号電極１０２Ｂ１及び第２の信号電極１０２Ｂ２に印加する高周波信号の駆動電圧が大きくなるため、消費電力が増加してしまう。

【0014】

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、消費電力を抑制しながら変調効率の向上を図る光デバイス等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本願が開示する光デバイスは、１つの態様において、導波路と、電極と、電気光学ポリマの相互作用部と、電気光学ポリマの余長部と、他の導波路と、を有する。電極は、導波路と並走する信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造の電極である。相互作用部は、導波路内のスロットに一部が挿入され、電極からの高周波信号の駆動電圧に応じて導波路を通過する光に作用する電気光学ポリマである。余長部は、相互作用部の入力側及び出力側に延びる電気光学ポリマである。他の導波路は、余長部と並走する接地電極と接続する第１のドープ層と、余長部と並走する信号電極と接続する第２のドープ層との間のスロットに余長部の一部が挿入されることで形成される、導波路と未接続の導波路である。

【発明の効果】

【0016】

本願が開示する光デバイス等の１つの態様によれば、消費電力を抑制しながら変調効率の向上を図る。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、本実施例の光通信装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、実施例１の光変調器の構成の一例を示す平面模式図である。

【図3】図３は、図２に示す光変調器内のＥＯポリマの図示を省略した平面模式図である。

【図4】図４は、図２に示す第１の部位のＡ－Ａ線の略断面図である。

【図5】図５は、図２に示す第２の部位のＢ－Ｂ線の略断面図である。

【図6】図６は、図２に示す第３の部位のＣ－Ｃ線の略断面図である。

【図7】図７は、図２に示す第４の部位のＤ－Ｄ線の略断面図である。

【図8】図８は、実施例２の光変調器の第１の部位のＡ－Ａ線の略断面図である。

【図9】図９は、実施例３の光変調器の第１の部位のＡ－Ａ線の略断面図である。

【図10】図１０は、実施例４の光変調器の第３の部位のＣ－Ｃ線の略断面図である。

【図11】図１１は、実施例４の光変調器の第３の部位内のＥＯポリマの図示を省略した平面模式図である。

【図12】図１２は、実施例５の光変調器の第３の部位のＣ－Ｃ線の略断面図である。

【図13】図１３は、比較例の光変調器の構成の一例を示す平面模式図である。

【図14】図１４は、図１３に示す光変調器内のＥＯポリマの図示を省略した平面模式図である。

【図15】図１５は、図１３に示す第１の部位のＥ－Ｅ線の略断面図である。

【図16】図１６は、図１３に示す第２の部位のＦ－Ｆ線の略断面図である。

【図17】図１７は、従来の光変調器の構成の一例を示す平面模式図である。

【図18】図１８は、図１７に示すＧ－Ｇ線の略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【比較例】

【0018】

光変調器では、第１の信号電極及び第２の信号電極に印加する高周波信号の駆動電圧を抑制すべく、シリコンのＰＮ接合の光導波路の代わりに、ＥＯポリマを備えた光導波路を使用することが考えられる。図１３は、比較例の光変調器５０の構成の一例を示す平面模式図、図１４は、図１３に示す光変調器５０内のＥＯポリマの図示を省略した平面模式図である。

【0019】

図１３に示す比較例の光変調器５０は、光導波路５１と、信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造の電極５２とを有する。光導波路５１は、２個のＮドープＳｉ層５５Ａで構成するスロット導波路である。光導波路５１は、入力部５１Ａと、分岐部５１Ｂと、２本の導波路５１Ｃと、合波部５１Ｄと、出力部５１Ｅとを有する。入力部５１Ａは、光変調器５０へ光を入力する光変調器５０の入力部である。分岐部５１Ｂは、入力部５１Ａからの光を光分岐し、分岐した光を２本の導波路５１Ｃに出力する。２本の導波路５１Ｃは、分岐部５１Ｂからの光を導波すると共に、電極５２間の電界に応じて導波する光に作用する光変調器５０のアームである。合波部５１Ｄは、分岐した２本の導波路５１Ｃからの光を合波し、合波した光を出力する。出力部５１Ｅは、合波部５１Ｄからの光を出力する光変調器５０の出力部である。

【0020】

電極５２は、第１の接地電極５２Ａ１と、第１の信号電極５２Ｂ１と、第２の接地電極５２Ａ２と、第２の信号電極５２Ｂ２と、第３の接地電極５２Ａ３とを有するコプレーナ構造の電極である。第１の信号電極５２Ｂ１は、第１の接地電極５２Ａ１と第２の接地電極５２Ａ２との間を並走した状態で配置される。第２の信号電極５２Ｂ２は、第２の接地電極５２Ａ２と第３の接地電極５２Ａ３との間を並走した状態で配置される。

【0021】

２本の導波路５１Ｃの内、第１の導波路５１Ｃ１は、第１の接地電極５２Ａ１と第１の信号電極５２Ｂ１との間の部位の下方に配置される光導波路である。第１の導波路５１Ｃ１は、２個のＮドープＳｉ層５５Ａで構成するスロットを備えたスロット導波路である。第１の導波路５１Ｃ１側のＥＯポリマ５３は、入力側余長部５３Ａと、相互作用部５３Ｂと、出力側余長部５３Ｃとを有する。相互作用部５３Ｂは、その一部が第１の導波路５１Ｃ１内のスロットに挿入され、第１の信号電極５２Ｂ１から第１の接地電極５２Ａ１への高周波信号の駆動電圧に応じて第１の導波路５１Ｃ１を通過する光に作用するＥＯポリマである。入力側余長部５３Ａは、相互作用部５３Ｂの入力側に延びるＥＯポリマである。出力側余長部５３Ｃは、相互作用部５３Ｂの出力側に延びるＥＯポリマである。入力側余長部５３Ａ及び出力側余長部５３Ｃは光導波路５１がない部位である。相互作用部５３Ｂは、その一部がＮドープＳｉ層５５Ａ１とＮドープＳｉ層５５Ａ２との間のスロット内に注入されることで第１の導波路５１Ｃ１を形成する。

【0022】

２本の導波路５１Ｃの内、第２の導波路５１Ｃ２は、第２の信号電極５２Ｂ２と第３の接地電極５２Ａ３との間の部位の下方に配置される光導波路である。第２の導波路５１Ｃ２は、２個のＮドープＳｉ層５５Ａで構成するスロットを備えたスロット導波路である。第２の導波路５１Ｃ２側のＥＯポリマ５３は、入力側余長部５３Ａと、相互作用部５３Ｂと、出力側余長部５３Ｃとを有する。相互作用部５３Ｂは、その一部が第２の導波路５１Ｃ２内のスロットに挿入され、第２の信号電極５２Ｂ２から第３の接地電極５２Ａ３への高周波信号の駆動電圧に応じて第２の導波路５１Ｃ２を通過する光に作用するＥＯポリマである。入力側余長部５３Ａは、相互作用部５３Ｂの入力側に延びるＥＯポリマである。出力側余長部５３Ｃは、相互作用部５３Ｂの出力側に延びるＥＯポリマである。入力側余長部５３Ａ及び出力側余長部５３Ｃの配置部位は光導波路５１がない部位である。相互作用部５３Ｂは、その一部がＮドープＳｉ層５５Ａ１とＮドープＳｉ層５５Ａ２との間のスロット内に注入されることで第２の導波路５１Ｃ２を形成する。

【0023】

光変調器５０は、第１の部位５０Ａと、第２の部位５０Ｂと、第３の部位５０Ｃとを有する。光変調器５０は、光進行方向の入力から出力に向かって、第１の部位５０Ａ、第２の部位５０Ｂ及び第３の部位５０Ｃの順に配置するものとする。

【0024】

図１５は、図１３に示す第１の部位５０ＡのＥ－Ｅ線の略断面図である。図１５に示す第１の部位５０Ａは、ＥＯポリマ５３の入力側余長部５３Ａが配置された光変調器５０の部位である。第１の導波路５１Ｃ１側の第１の部位５０Ａは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に形成された第１の導波路５１Ｃ１と、を有する。第１の導波路５１Ｃ１側の第１の部位５０Ａは、第１の導波路５１Ｃ１を含む中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極５２とを有する。尚、電極５２は、第１の接地電極５２Ａ１と、第１の信号電極５２Ｂ１と、第２の接地電極５２Ａ２とを有する。第１の導波路５１Ｃ１側の第１の部位５０Ａは、第１の接地電極５２Ａ１と第１の信号電極５２Ｂ１との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａ１と、開口部３３Ａ１内に注入されたＥＯポリマ５３である入力側余長部５３Ａとを有する。尚、ＥＯポリマ５３は、例えば、ディスペンサを使用して開口部３３Ａ１内に注入されることで入力側余長部５３Ａを形成することになる。

【0025】

第２の導波路５１Ｃ２側の第１の部位５０Ａは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第２の接地電極１２Ａ２と、第２の信号電極１２Ｂ２と、第３の接地電極１２Ａ３とを有する。第２の導波路５１Ｃ２側の第１の部位２０Ａは、第３の接地電極１２Ａ３と第２の信号電極１２Ｂ２との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａ１と、開口部３３Ａ１内に注入されたＥＯポリマ５３である入力側余長部５３Ａとを有する。尚、ＥＯポリマ５３は、例えば、ディスペンサを使用して開口部３３Ａ１内に注入されることで入力側余長部５３Ａを形成することになる。

【0026】

図１６は、図１３に示す第２の部位５０ＢのＦ－Ｆ線の略断面図である。図１６に示す第２の部位５０Ｂは、ＥＯポリマ５３の相互作用部５３Ｂが配置される光変調器５０の部位である。第１の導波路５１Ｃ１側の第２の部位５０Ｂは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に形成された第１の導波路５１Ｃ１と、を有する。第１の導波路５１Ｃ１側の第２の部位５０Ｂは、第１の導波路５１Ｃ１を含む中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極５２とを有する。尚、電極５２は、第１の接地電極５２Ａ１と、第１の信号電極５２Ｂ１と、第２の接地電極５２Ａ２とを有する。

【0027】

第１の導波路５１Ｃ１側の第２の部位５０Ｂは、第１の接地電極５２Ａ１とＮドープＳｉ層５５Ａ１との間を電気的に接合するビア層５６Ａ１（５６）を有する。第１の導波路５１Ｃ１側の第２の部位５０Ｂは、第１の信号電極５２Ｂ１とＮドープＳｉ層５５Ａ２との間を電気的に接合するビア層５６Ａ２（５６）を有する。第１の導波路５１Ｃ１側の第２の部位２０Ｂは、第１の接地電極５２Ａ１と第１の信号電極５２Ｂ１との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａ１と、開口部３３Ａ１内に注入されたＥＯポリマ５３である相互作用部５３Ｂとを有する。第１の導波路５１Ｃ１は、相互作用部５３Ｂの一部がスロット内に挿入された状態の導波路である。

【0028】

第２の導波路５１Ｃ２側の第２の部位５０Ｂは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に形成された第２の導波路５１Ｃ２と、を有する。第２の導波路５１Ｃ２側の第２の部位５０Ｂは、第２の導波路５１Ｃ２を含む中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極５２とを有する。尚、電極５２は、第２の接地電極５２Ａ２と、第２の信号電極５２Ｂ２と、第３の接地電極５２Ａ３とを有する。

【0029】

第２の導波路５１Ｃ２側の第２の部位５０Ｂは、第３の接地電極５２Ａ３とＮドープＳｉ層５５Ａ１との間を電気的に接合するビア層５６Ａ１（５６）を有する。第２の導波路５１Ｃ２側の第２の部位５０Ｂは、第２の信号電極５２Ｂ２とＮドープＳｉ層５５Ａ２との間を電気的に接合するビア層５６Ａ２（５６）を有する。第２の導波路５１Ｃ２側の第２の部位５０Ｂは、第３の接地電極５２Ａ３と第２の信号電極５２Ｂ２との間のバッファ層３３に形成された開口部３３Ａ１と、開口部３３Ａ１に内に注入されたＥＯポリマ５３である相互作用部５３Ｂとを有する。第２の導波路１１Ｃ２は、相互作用部５３Ｂの一部がスロット内に挿入された状態の導波路である。

【0030】

光変調器５０は、光導波路５１内のスロット内にＥＯポリマ５３を使用するため、光導波路５１を導波する光の屈折率の変化が高くなる。そして、光変調器５０は、第１の信号電極５２Ｂ１に高周波信号の駆動電圧が印加されると、第１の信号電極５２Ｂ１と第１の接地電極５２Ａ１との間の第１の導波路５１Ｃ１の屈折率が変化することで、第１の導波路５１Ｃ１を導波する光の位相が変化する。同様に、光変調器５０は、第２の信号電極５２Ｂ２に高周波信号の駆動電圧が印加されると、第２の信号電極５２Ｂ２と第３の接地電極５２Ａ３との間の第２の導波路５１Ｃ２の屈折率が変化することで、第２の導波路５１Ｃ２を導波する光の位相が変化する。その結果、光変調器５０は、第１の導波路５１Ｃ１からの位相変調後の光と第２の導波路５１Ｃ２からの位相変調後の光とを合波部５１Ｄで合波することで、光の位相差に応じた多値レベルの光の強度変化に変換することができる。

【0031】

比較例の光変調器５０では、光導波路５１内のスロット内にＥＯポリマ５３を使用するため、光導波路５１を導波する光の屈折率の変化が高くなる。その結果、第１の信号電極５２Ｂ１及び第２の信号電極５２Ｂ２に印加する高周波信号の駆動電圧を小さくできるため、消費電力を抑制できる。

【0032】

比較例の光変調器５０では、光導波路５１内のＮドープＳｉ層５５Ａ間のスロット内をＥＯポリマ５３で埋めるためにはバッファ層３３内に開口部３３Ａ１をエッチングし、開口部３３Ａ１内にＥＯポリマ５３を注入する必要がある。

【0033】

ＥＯポリマ５３の注入はディスペンサで行うが、注入開始点と注入終了点においてＥＯポリマが厚くなる入力側余長部５３Ａ及び出力側余長部５３Ｃが形成されることになる。尚、入力側余長部５３Ａ及び出力側余長部５３Ｃは厚くなる構造であるため、光導波路に応力が加わることになる。そこで、比較例の光変調器５０では、入力側余長部５３Ａ及び出力側余長部５３Ｃの部位には光導波路がない構造にしている。

【0034】

しかしながら、例えば、ＥＯポリマ５３に電界を加える相互作用部５３Ｂでは、ＮドープＳｉ層５５Ａの間に電界が集中するため特性インピーダンスが５０Ωになっている。これに対して、入力側余長部５３Ａ及び出力側余長部５３Ｃでは、ＮドープＳｉ層５５Ａがなく、第１の接地電極５２Ａ１と第１の信号電極５２Ｂ１との間の広い部分に電界が加わることになる。従って、電界が広がることで特性インピーダンスが５０Ωよりも大きくなる。その結果、出力側余長部５３Ｃ（入力側余長部５３Ａ）と相互作用部５３Ｂとの間の接合点でインピーダンスが急激に変化してインピーダンスのミスマッチが生じる。そして、インピーダンスのミスマッチによって高周波信号が反射するため、反射した高周波信号の影響で変調帯域が狭くなる。

【0035】

従って、ＥＯポリマを使用した場合でも、例えば、出力側余長部５３Ｃと相互作用部５３Ｂとの間のインピーダンスのミスマッチの度合を抑制できる光変調器の実施の形態につき、実施例１として以下に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

【実施例0036】

図１は、本実施例の光通信装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す光通信装置１は、出力側の光ファイバ２Ａ（２）及び入力側の光ファイバ２Ｂ（２）と接続する。光通信装置１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３と、光源４と、光変調器５と、光受信器６とを有する。ＤＳＰ３は、デジタル信号処理を実行する電気部品である。ＤＳＰ３は、例えば、送信データの符号化等の処理を実行し、送信データを含む電気信号を生成し、生成した電気信号を光変調器５に出力する。また、ＤＳＰ３は、受信データを含む電気信号を光受信器６から取得し、取得した電気信号の復号等の処理を実行して受信データを得る。

【0037】

光源４は、例えば、レーザダイオード等を備え、所定の波長の光を発生させて光変調器５及び光受信器６へ供給する。光変調器５は、ＤＳＰ３から出力される電気信号によって、光源４から供給される光を変調し、得られた光送信信号を光ファイバ２Ａに出力する光デバイスである。光変調器５は、例えば、光導波路１１とコプレーナ（ＣＰＷ：Coplanar Waveguide）構造の電極１２とを備えるＳｉ光変調器等の光デバイスである。光導波路１１は、例えば、Ｓｉ結晶の基板で形成される。光変調器５は、光源４から供給される光が光導波路１１を伝搬する際に、この光を電極１２内の信号電極へ入力される電気信号によって変調することで、送信光を生成する。

【0038】

光受信器６は、光ファイバ２Ｂから受信光を受信し、光源４から供給される局発光を用いて受信光を復調する。そして、光受信器６は、復調した受信光を電気信号に変換し、変換後の電気信号をＤＳＰ３に出力する。

【0039】

図２は、実施例１の光変調器５の構成の一例を示す平面模式図、図３は、図２に示す光変調器５内のＥＯポリマの図示を省略した平面模式図である。図２に示す光変調器５は、光導波路１１と、光導波路１１と並走する信号電極及び接地電極を含むコプレーナ構造の電極１２と、光導波路１１内のスロットに挿入されるＥＯポリマ１３とを有する。

【0040】

光導波路１１は、２個のＮドープＳｉ層１５Ａで構成するスロット導波路である。光導波路１１は、入力部１１Ａと、分岐部１１Ｂと、２本の導波路１１Ｃと、合波部１１Ｄと、出力部１１Ｅとを有する。入力部１１Ａは、光源４からの光を入力する光変調器５の入力部である。分岐部１１Ｂは、入力部１１Ａからの光を光分岐し、分岐した光を２本の導波路１１Ｃに出力する。２本の導波路１１Ｃは、分岐部１１Ｂからの光を導波すると共に、電極１２間の電界に応じて導波する光に作用する光変調器５のアームである。合波部１１Ｄは、分岐した２本の導波路１１Ｃからの光を合波し、合波した光を出力する。出力部１１Ｅは、合波部１１Ｄからの光を出力する光変調器５の出力部である。尚、アームとなる２本の導波路１１Ｃは、例えば、ＮドープＳｉ層で形成するが、２本の導波路１１Ｃ以外の光導波路１１の部分はドープなしのＳｉ層で形成するものとする。

【0041】

電極１２は、例えば、アルミニウムの材料で構成する。電極１２は、第１の接地電極１２Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と、第２の接地電極１２Ａ２と、第２の信号電極１２Ｂ２と、第３の接地電極１２Ａ３とを有するコプレーナ構造の電極である。第１の信号電極１２Ｂ１は、第１の接地電極１２Ａ１と第２の接地電極１２Ａ２との間を並走した状態で配置される。第２の信号電極１２Ｂ２は、第２の接地電極１２Ａ２と第３の接地電極１２Ａ３との間を並走した状態で配置される。

【0042】

２本の導波路１１Ｃの内、第１の導波路１１Ｃ１は、第１の接地電極１２Ａ１と第１の信号電極１２Ｂ１との間の部位の下方に配置される光導波路である。第１の導波路１１Ｃ１は、２個のＮドープＳｉ層１５Ａで構成するスロットを備えたスロット導波路である。

【0043】

第１の導波路１１Ｃ１側のＥＯポリマ１３は、入力側余長部１３Ａと、相互作用部１３Ｂと、出力側余長部１３Ｃと、境界部１３Ｄとを有する。相互作用部１３Ｂは、第１の導波路１１Ｃ１内のスロットに一部が挿入され、第１の信号電極１２Ｂ１から第１の接地電極１２Ａ１への高周波信号の駆動電圧に応じて第１の導波路１１Ｃ１を通過する光に作用するＥＯポリマである。入力側余長部１３Ａは、相互作用部１３Ｂの入力側に延びるＥＯポリマである。出力側余長部１３Ｃは、相互作用部１３Ｂの出力側に延びるＥＯポリマである。境界部１３Ｄは、相互作用部１３Ｂと出力側余長部１３Ｃとの間のＥＯポリマである。

【0044】

入力側余長部１３Ａ及び境界部１３Ｄの配置部位は光導波路１１がない部位である。相互作用部１３Ｂは、その一部が第１のドープ層であるＮドープＳｉ層１５Ａ１と第２のドープ層であるＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に注入されることで第１の導波路１１Ｃ１を形成する。更に、出力側余長部１３Ｃは、ＮドープＳｉ層１５Ａ１とＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に形成されたＥＯポリマ１３で第１の導波路１１Ｃ１と未接続の他の導波路であるダミー導波路１７を形成する。ダミー導波路１７は、光を通過するものではなく、第１の接地電極１２Ａ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ２との間で電界が集中させるための導波路である。その結果、ダミー導波路１７に作用する電界と、第１の導波路１１Ｃ１に作用する電界とが近くなることで、特性インピーダンスの変化を抑制できる。

【0045】

２本の導波路１１Ｃの内、第２の導波路１１Ｃ２は、第２の信号電極１２Ｂ２と第３の接地電極１２Ａ３との間の部位の下方に配置される光導波路である。第２の導波路１１Ｃ２は、２個のＮドープＳｉ層１５Ａで構成するスロットを備えたスロット導波路である。

【0046】

第２の導波路１１Ｃ２側のＥＯポリマ１３も、入力側余長部１３Ａと、相互作用部１３Ｂと、出力側余長部１３Ｃと、境界部１３Ｄとを有する。相互作用部１３Ｂは、その一部が第２の導波路１１Ｃ２内のスロットに挿入され、第２の信号電極１２Ｂ２から第３の接地電極１２Ａ３への高周波信号の駆動電圧に応じて第２の導波路１１Ｃ２を通過する光に作用するＥＯポリマである。入力側余長部１３Ａは、相互作用部１３Ｂの入力側に延びるＥＯポリマである。出力側余長部１３Ｃは、相互作用部１３Ｂの出力側に延びるＥＯポリマである。境界部１３Ｄは、相互作用部１３Ｂと出力側余長部１３Ｃとの間のＥＯポリマである。

【0047】

入力側余長部１３Ａ及び境界部１３Ｄの配置部位は光導波路１１がない部位である。相互作用部１３Ｂは、その一部がＮドープＳｉ層１５Ａ１とＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に注入されることで第２の導波路１１Ｃ２を形成する。更に、出力側余長部１３Ｃは、ＮドープＳｉ層１５Ａ１とＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に形成されたＥＯポリマ１３で第２の導波路１１Ｃ２と未接続のダミー導波路１７を形成する。ダミー導波路１７は、光を通過するものではなく、第３の接地電極１２Ａ３と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ１と、第２の信号電極１２Ｂ２と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ２との間で電界が集中させるための導波路である。その結果、ダミー導波路１７に作用する電界と、第２の導波路１１Ｃ２に作用する電界とが近くなることで、特性インピーダンスの変化を抑制できる。

【0048】

光変調器５は、第１の部位２０Ａと、第２の部位２０Ｂと、第３の部位２０Ｃと、第４の部位２０Ｄと、を有する。光変調器５は、光進行方向の入力から出力に向かって、第１の部位２０Ａ、第２の部位２０Ｂ、第３の部位２０Ｃ及び第４の部位２０Ｄの順に配置するものとする。

【0049】

図４は、図２に示す第１の部位２０ＡのＡ－Ａ線の略断面図である。図４に示す第１の部位２０Ａは、ＥＯポリマ１３の入力側余長部１３Ａが配置された光変調器５の部位である。第１の導波路１１Ｃ１側の第１の部位２０Ａは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第１の接地電極１２Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と、第２の接地電極１２Ａ２とを有する。

【0050】

第１の導波路１１Ｃ１側の第１の部位２０Ａは、第１の接地電極１２Ａ１と第１の信号電極１２Ｂ１との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａ内に注入されたＥＯポリマ１３である入力側余長部１３Ａとを有する。尚、ＥＯポリマ１３は、例えば、ディスペンサを使用して開口部３３Ａ内に注入されることで入力側余長部１３Ａを形成することになる。

【0051】

第２の導波路１１Ｃ２側の第１の部位２０Ａは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第２の接地電極１２Ａ２と、第２の信号電極１２Ｂ２と、第３の接地電極１２Ａ３とを有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第１の部位２０Ａは、第３の接地電極１２Ａ３と第２の信号電極１２Ｂ２との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａ内に注入されたＥＯポリマ１３である入力側余長部１３Ａとを有する。尚、ＥＯポリマ１３は、例えば、ディスペンサを使用して開口部３３Ａ内に注入されることで入力側余長部１３Ａを形成することになる。

【0052】

図５は、図２に示す第２の部位２０ＢのＢ－Ｂ線の略断面図である。図５に示す第２の部位２０Ｂは、ＥＯポリマ１３の相互作用部１３Ｂが配置される光変調器５の部位である。第１の導波路１１Ｃ１側の第２の部位２０Ｂは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に形成された第１の導波路１１Ｃ１と、を有する。更に、第１の導波路１１Ｃ１側の第２の部位２０Ｂは、第１の導波路１１Ｃ１を含む中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第１の接地電極１２Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と、第２の接地電極１２Ａ２とを有する。

【0053】

第１の導波路１１Ｃ１側の第２の部位２０Ｂは、第１の接地電極１２Ａ１とＮドープＳｉ層１５Ａ１との間を電気的に接合するビア層１６Ａ１（１６）を有する。ビア層１６は、電極１２と同一の材料、例えば、アルミニウムで構成する。第１の導波路１１Ｃ１側の第２の部位２０Ｂは、第１の信号電極１２Ｂ１とＮドープＳｉ層１５Ａ２との間を電気的に接合するビア層１６Ａ２（１６）を有する。第１の導波路１１Ｃ１側の第２の部位２０Ｂは、第１の接地電極１２Ａ１と第１の信号電極１２Ｂ１との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａ内に注入されたＥＯポリマ１３である相互作用部１３Ｂとを有する。第１の導波路１１Ｃ１は、第１の接地電極１２Ａ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に相互作用部１３Ｂの一部が挿入された状態のスロット導波路である。

【0054】

第２の導波路１１Ｃ２側の第２の部位２０Ｂは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に形成された第２の導波路１１Ｃ２と、を有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第２の部位２０Ｂは、第２の導波路１１Ｃ２を含む中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第２の接地電極１２Ａ２と、第２の信号電極１２Ｂ２と、第３の接地電極１２Ａ３とを有する。

【0055】

第２の導波路１１Ｃ２側の第２の部位２０Ｂは、第３の接地電極１２Ａ３とＮドープＳｉ層１５Ａ１との間を電気的に接合するビア層１６Ａ１（１６）を有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第２の部位２０Ｂは、第２の信号電極１２Ｂ２とＮドープＳｉ層１５Ａ２との間を電気的に接合するビア層１６Ａ２（１６）を有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第２の部位２０Ｂは、第３の接地電極１２Ａ３と第２の信号電極１２Ｂ２との間のバッファ層３３に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａに内に注入されたＥＯポリマ１３である相互作用部１３Ｂとを有する。第２の導波路１１Ｃ２は、第３の接地電極１２Ａ３と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ１と、第２の信号電極１２Ｂ２と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に相互作用部１３Ｂの一部が挿入された状態のスロット導波路である。

【0056】

図６は、図２に示す第３の部位２０ＣのＣ－Ｃ線の略断面図である。図６に示す第３の部位２０Ｃは、ＥＯポリマ１３の境界部１３Ｄが配置された光変調器５の部位である。第１の導波路１１Ｃ１側の第３の部位２０Ｃは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第１の接地電極１２Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と、第２の接地電極１２Ａ２とを有する。第１の導波路１１Ｃ１側の第３の部位２０Ｃは、第１の接地電極１２Ａ１と第１の信号電極１２Ｂ１との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａ内に挿入されたＥＯポリマ１３である境界部１３Ｄと、第１の導波路１１Ｃ１とを有する。

【0057】

第２の導波路１１Ｃ２側の第３の部位２０Ｃは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第２の接地電極１２Ａ２と、第２の信号電極１２Ｂ２と、第３の接地電極１２Ａ３とを有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第３の部位２０Ｃは、第３の接地電極１２Ａ３と第２の信号電極１２Ｂ２との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａ内に挿入されたＥＯポリマ１３である境界部１３Ｄと、第２の導波路１１Ｃ２とを有する。

【0058】

図７は、図２に示す第４の部位２０ＤのＤ－Ｄ線の略断面図である。図７に示す第４の部位２０Ｄは、ＥＯポリマ１３の出力側余長部１３Ｃに配置された光変調器５の部位である。第１の導波路１１Ｃ１側の第４の部位２０Ｄは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に形成されたダミー導波路１７と、を有する。第１の導波路１１Ｃ１側の第４の部位２０Ｄは、ダミー導波路１７を含む中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第１の接地電極１２Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と、第２の接地電極１２Ａ２とを有する。

【0059】

第１の導波路１１Ｃ１側の第４の部位２０Ｄは、第１の接地電極１２Ａ１とＮドープＳｉ層１５Ａ１との間を電気的に接合するビア層１６Ｂ１（１６）を有する。第１の導波路１１Ｃ１側の第４の部位２０Ｄは、第１の信号電極１２Ｂ１とＮドープＳｉ層１５Ａ２との間を電気的に接合するビア層１６Ｂ２（１６）を有する。第１の導波路１１Ｃ１側の第４の部位２０Ｄは、第１の接地電極１２Ａ１と第１の信号電極１２Ｂ１との間のバッファ層３３内に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａ内に挿入されたＥＯポリマ１３である出力側余長部１３Ｃと、ダミー導波路１７とを有する。ダミー導波路１７は、第１の接地電極１２Ａ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に出力側余長部１３Ｃの一部が挿入された状態のスロット導波路である。ダミー導波路１７は、第１の導波路１１Ｃ１と電気的に接続しない状態の導波路である。

【0060】

第２の導波路１１Ｃ２側の第４の部位２０Ｄは、シリコン基板３１と、シリコン基板３１上に積層されたＳｉＯ_２の中間層３２と、中間層３２上に形成されたダミー導波路１７と、を有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第４の部位２０Ｄは、ダミー導波路１７を含む中間層３２上に積層されるＳｉＯ_２のバッファ層３３と、電極１２とを有する。尚、電極１２は、第２の接地電極１２Ａ２と、第２の信号電極１２Ｂ２と、第３の接地電極１２Ａ３とを有する。

【0061】

第２の導波路１１Ｃ２側の第４の部位２０Ｄは、第３の接地電極１２Ａ３とＮドープＳｉ層１５Ａ１との間を電気的に接合するビア層１６Ｂ１（１６）を有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第４の部位２０Ｄは、第２の信号電極１２Ｂ２とＮドープＳｉ層１５Ａ２との間を電気的に接合するビア層１６Ｂ２（１６）を有する。第２の導波路１１Ｃ２側の第４の部位２０Ｄは、第３の接地電極１２Ａ３と第２の信号電極１２Ｂ２との間のバッファ層３３に形成された開口部３３Ａと、開口部３３Ａに内に挿入されたＥＯポリマ１３である出力側余長部１３Ｃと、ダミー導波路１７とを有する。ダミー導波路１７は、第３の接地電極１２Ａ３と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ１と、第２の信号電極１２Ｂ２と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロット内に出力側余長部１３Ｃの一部が挿入された状態のスロット導波路である。ダミー導波路１７は、第２の導波路１１Ｃ２と電気的に接続しない状態の導波路である。

【0062】

実施例１の第４の部位２０Ｄは、第１の接地電極１２Ａ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ１と、第１の信号電極１２Ｂ１と接続するＮドープＳｉ層１５Ａ２との間のスロットに挿入される出力側余長部１３Ｃの一部で形成されたダミー導波路１７を有する。出力側余長部１３Ｃが配置された第４の部位２０Ｄは、相互作用部１３Ｂ内の光導波路１１と同様に、第１の信号電極１２Ｂ１から第１の接地電極１２Ａ１への高周波信号の駆動電圧に応じて電界が集中するダミー導波路１７を配置した。その結果、相互作用部１３Ｂの特性インピーダンスと出力側余長部１３Ｃの特性インピーダンスとのミスマッチの度合が抑制されるため、高周波信号の反射が抑制されて、変調帯域が広がることになる。

【0063】

ＮドープＳｉ層１５はアルミニウムの電極１２に比較して電気抵抗が大きいため、ＮドープＳｉ層１５間に電界を加えると、電極１２に印加する高周波信号の伝搬損失が大きくなる。そこで、ＮドープＳｉ層１５を配置するのは出力側余長部１３Ｃが配置された第４の部位２０Ｄのみとし、入力側余長部１３Ａが配置される第１の部位２０ＡにはＮドープＳｉ層１５を配置しないものとする。

【0064】

尚、実施例１の光変調器５の入力側余長部１３Ａが配置される第１の部位２０Ａでは、第１の接地電極１２Ａ１及び第１の信号電極１２Ｂ１のアルミニウム電極で構成する場合を例示した。しかしながら、第１の部位２０Ａは、第１の接地電極１２Ａ１及び第１の信号電極１２Ｂ１をアルミニウム電極で構成した場合、特性インピーダンスが高くなる。その結果、第１の部位２０Ａと第２の部位２０Ｂとの間でインピーダンスがミスマッチし、高周波信号の反射が生じる。そこで、このような事態に対処する実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。尚、実施例１の光変調器５と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

【実施例0065】

図８は、実施例２の光変調器５の第１の部位２０Ａ１のＡ－Ａ線の略断面図である。図８に示す第１の導波路１１Ｃ１側の第１の部位２０Ａ１は、第１の接地電極１２Ａ１に電気的に接合するビア層１６Ｃ１と、第１の信号電極１２Ｂ１に電気的に接合するビア層１６Ｃ２とを有する。ビア層１６Ｃ１は、相互作用部１３Ｂが配置された第２の部位２０Ｂの第１の接地電極１２Ａ１と電気的に接合するビア層１６Ａ１と同一断面構造のアルミニウムのビア層である。ビア層１６Ｃ２は、相互作用部１３Ｂが配置された第２の部位２０Ｂの第１の信号電極１２Ｂ１と電気的に接合するビア層１６Ａ２と同一断面構造のアルミニウムのビア層である。ビア層１６Ｃ１及び１６Ｃ２は第２のビア層、ビア層１６Ａ１及び１６Ａ２は第１のビア層である。

【0066】

更に、第２の導波路１１Ｃ２側の第１の部位２０Ａ１も、第３の接地電極１２Ａ３に接続するビア層１６Ｃ１と、第２の信号電極１２Ｂ２に接続するビア層１６Ｃ２とを有する。ビア層１６Ｃ１は、相互作用部１３Ｂの第３の接地電極１２Ａ３と電気的に接合するビア層１６Ａ１と同一断面構造のアルミニウムのビア層である。ビア層１６Ｃ２は、相互作用部１３Ｂの第２の信号電極１２Ｂ２と電気的に接合するビア層１６Ａ２と同一断面構造のアルミニウムのビア層である。

【0067】

実施例２の光変調器５内の入力側余長部１３Ａに並走する電極１２は、相互作用部１３Ｂに並走する電極１２と接続するビア層１６Ａ１，１６Ａ２と同一断面構造のアルミニウムのビア層１６Ｃ１、１６Ｃ２と接続する。その結果、入力側余長部１３Ａが配置される第１の部位２０Ａと相互作用部１３Ｂが配置される第２の部位２０Ｂとが同一材料及び同一断面構造の電極及びビア層で構成するため、入力側余長部１３Ａでの第１の部位２０Ａの特性インピーダンスが低下する。従って、第１の部位２０Ａと第２の部位２０Ｂとの間のインピーダンスのミスマッチの度合を抑制することで、高周波信号の反射を抑制して、変調帯域を広げることができる。

【0068】

尚、説明の便宜上、実施例２の第１の部位２０Ａ１のビア層１６Ｃ１，１６Ｃ２と第２の部位２０Ｂのビア層１６Ａ１，１６Ａ２とが同一断面構造とする場合を例示したが、これに限定されるものではなく、断面積が近くなればよく、適宜変更可能である。

【0069】

また、実施例２の光変調器５の第１の部位２０Ａ１では、電極１２と電気的に接合するビア層１６を配置する場合を例示したが、ＮドープＳｉ層と接続しないビア層１６の製造が困難な場合も考えられる。そこで、ＮドープＳｉ層と接続するビア層１６を備えた第１の部位２０Ａ１の実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。尚、実施例２の光変調器５と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。