特開 2023-34414 光導波路素子、光変調器、光変調モジュール、及び光送信装置

(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】P2023034414

(43)【公開日】2023-03-13

(54)【発明の名称】光導波路素子、光変調器、光変調モジュール、及び光送信装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/035 20060101AFI20230306BHJP

   G02B 6/125 20060101ALI20230306BHJP

【ＦＩ】

G02F1/035

G02B6/125

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021140648

(22)【出願日】2021-08-31

(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】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 徳一

(72)【発明者】

【氏名】菅又 徹

【テーマコード（参考）】

2H147

2K102

【Ｆターム（参考）】

2H147AB11

2H147AC01

2H147BA05

2H147BD01

2H147BE03

2H147BE13

2H147BE15

2H147BE20

2H147CB02

2H147CD02

2H147DA12

2H147EA05A

2H147EA05C

2H147EA12A

2H147EA12B

2H147EA12C

2H147EA13A

2H147EA13B

2H147EA13C

2H147GA25

2K102AA21

2K102BA03

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA13

2K102DA05

2K102DB04

2K102DB05

2K102DB08

2K102DC08

2K102DD05

2K102EA03

2K102EA07

2K102EA16

2K102EA18

(57)【要約】

【課題】凸状光導波路と信号電極との複数の交差部を有する光導波路素子において、交差部における擾乱変調の発生を効果的に抑制して、良好な動作特性を実現する。
【解決手段】基板上に延在する凸部により構成された光導波路と、前記光導波路を伝搬する光波を制御する信号電極と、を有し、光導波路は、湾曲部を有する２本の並行導波路を備えたマッハツェンダ型光導波路を含み、信号電極は、上記湾曲部において２本の並行導波路とそれぞれ交差する、差動信号を伝送する２本の信号線路からなり、２本の信号線路と２本の並行導波路とが交差する交差領域において、２本の信号線路の少なくとも一方が交差領域以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有するか、または、２本の信号線路の一方が他方よりも速い信号伝搬速度を有する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に延在する凸部により構成された光導波路と、
前記基板上に形成された、前記光導波路を伝搬する光波を制御する信号電極と、
を有する光導波路素子であって、
前記光導波路は、湾曲部を有する２本の並行導波路を備えたマッハツェンダ型光導波路を含み、
前記信号電極は、前記湾曲部において前記２本の並行導波路とそれぞれ交差する、差動信号を伝送する２本の信号線路からなり、
前記２本の信号線路と前記２本の並行導波路とが交差する前記基板上の領域である交差領域において、前記２本の信号線路の少なくとも一方が前記交差領域以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有するか、または、前記２本の信号線路の一方が他方よりも速い信号伝搬速度を有する、
光導波路素子。

【請求項2】

前記基板には、前記基板と前記信号線路との間に中間層が設けられており、
前記交差領域における前記中間層の厚さは、前記交差領域以外の部分における厚さより大きい、
請求項１に記載の光導波路素子。

【請求項3】

前記交差領域には、前記基板と前記信号線路との間に中間層が設けられており、
前記基板上において、前記中間層は、前記交差領域以外の部分には設けられていない、
請求項１に記載の光導波路素子。

【請求項4】

前記交差領域における前記中間層の厚さは、前記交差領域以外の部分における厚さの２倍以上大きい、
請求項２に記載の光導波路素子。

【請求項5】

前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、
前記交差領域における前記中間層は、前記２本の信号線路の前記一方の下部における厚さが、前記他方の下部における厚さより大きい、
請求項２ないし４のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項6】

前記２本の信号線路は、前記交差領域における厚さが、前記交差領域以外の部分における厚さより大きい、
請求項１に記載の光導波路素子。

【請求項7】

前記２本の信号線路は、前記交差領域における厚さが、前記交差領域以外の部分における厚さより２倍以上大きい、
請求項６に記載の光導波路素子。

【請求項8】

前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、
前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方の厚さは、前記２本の信号線路の他方の厚さより大きい、
請求項６または７に記載の光導波路素子。

【請求項9】

前記２本の信号線路は、前記交差領域における幅が、前記差動信号の伝搬方向に沿って前記交差領域より上流の部分における幅よりも狭い、
請求項１に記載の光導波路素子。

【請求項10】

前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、
前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方の幅は、前記２本の信号線路の他方の幅よりも狭い、
請求項１または９に記載の光導波路素子。

【請求項11】

前記基板上にはグランド電極が設けられ、
前記交差領域における前記２本の信号電極と前記グランド電極との間隔は、前記交差領域以外の部分における間隔より広い、
請求項１に記載の光導波路素子。

【請求項12】

光の変調を行う光変調素子である請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の光導波路素子と、
前記光導波路素子を収容する筐体と、
前記光導波路素子に光を入力する光ファイバと、
前記光導波路素子が出力する光を前記筐体の外部へ導く光ファイバと、
を備える光変調器。

【請求項13】

光の変調を行う光変調素子である請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の光導波路素子と、前記光導波路素子を駆動する駆動回路と、を備える光変調モジュール。

【請求項14】

請求項１２に記載の光変調器または請求項１３に記載の光変調モジュールと、
前記光導波路素子に変調動作を行わせるための電気信号を生成する電子回路と、
を備える光送信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光導波路素子、光変調器、光変調モジュール、及び光送信装置に関する。

【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、基板上に形成された光導波路と、光導波路を伝搬する光波を制御する制御電極と、で構成される光導波路素子としての光変調素子を組み込んだ光変調器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、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】

特に、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おり、基幹光伝送ネットワークにおいて用いられるほか、メトロネットワークにも導入されつつある。

【0004】

また、近年では、光変調器自身を小型化しつつ更なる低電圧駆動および高速変調を実現するため、基板中における信号電界と導波光との相互作用をより強めるべく、薄膜化（又は薄板化）したＬＮ基板（例えば、厚さ２０μｍ以下）の表面に帯状の凸部を形成して構成されるリブ型光導波路またはリッジ型光導波路（以下、総称して凸状光導波路という）を用いた光変調器も実用化されつつある（例えば、特許文献１、２）。

【0005】

また、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筐体に収容し、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。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筐体内に集積して収容し、光入出力部を当該筐体の一の面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。このような光変調モジュールに用いられる光変調素子では、当該光変調素子を構成する基板の一の辺に光導波路の光入力端と光出力端とが配されるように、光導波路は、基板上において光の伝搬方向が折り返されるように形成される（例えば、特許文献３）。以下、このような光伝搬方向の折返し部分を含む光導波路で構成される光変調素子を折返し型光変調素子という。

【0006】

ところで、ＱＰＳＫ変調を行う光変調器（ＱＰＳＫ光変調器）やＤＰ－ＱＰＳＫ変調を行う光変調器（ＤＰ－ＱＰＳＫ光変調器）は、いわゆるネスト型と呼ばれる入れ子構造になった複数のマッハツェンダ型光導波路を備え、そのそれぞれが、高周波信号が印加される信号電極を少なくとも一つ備える。基板上に形成されるこれらの信号電極は、基板外部の電気回路との接続のため、ＬＮ基板の外周近傍まで延在するように形成される。このため、基板上には、複数の光導波路と複数の信号電極とが複雑に交差し、光導波路の上を信号電極が横断する複数の交差部が形成される。

【0007】

このような交差部では、光導波路の上を交差する信号電極から当該信号電極の下部にある光導波路の部分に電界が印加されることとなり、当該光導波路を伝搬する光の位相を僅かながら変化させて当該位相を変調することとなる。このような交差部における光の位相変化ないし位相変調は、信号電極によって光導波路内に発生する正常な変調のための光位相変化に対する雑音として働き、光変調動作を擾乱し得る。以下、このような交差部において発生する雑音としての位相変調を、擾乱変調と称する。

【0008】

光変調器における光変調動作に対する擾乱変調の雑音効果の程度は、交差部において信号電極から光導波路に加わる電界が強いほど大きく、また、交差部の数に比例した加算効果によっても（例えば、信号電極に沿った交差部の長さ（交差長）の総和に応じて）大きくなる。

【0009】

例えば、従来の、ＬＮ基板の平らな表面にＴｉ等の金属を拡散して形成された光導波路（いわゆる、平面光導波路）と、そのＬＮ基板の基板平面に形成される信号電極と、が交差する構成においては、信号電極は光導波路の上面（基板面）にのみ形成されるのに対し、上述のような凸状光導波路と信号電極とが交差する構成では、信号電極は凸状光導波路の凸部の上面及び２つの側面にも形成され得る。このため、交差部において信号電極から光導波路に加わる電界は、平面導波路の場合に比べて凸状光導波路の場合に強くなり、更に強閉じ込め化された光波との相互作用も強くなり、したがって、擾乱変調による雑音は、平面光導波路の場合に比べて凸状光導波路においてより大きく発生し得る。

【0010】

また、上述したような折返し型光変調素子では、光の折返し部を含まない光導波路で構成される非折返し型の光変調素子に比べて、電極と光導波路との交差部はより多く存在することとなり（例えば、特許文献３の図１参照）、擾乱変調による雑音もより大きなものとなり得る。例えば、上述したＤＰ－ＱＰＳＫ変調素子の場合、非折返し型の光変調素子では、一つの電極における交差部の数は２ないし４個程度であって交差長の総和は数十ミクロン（例えば２０μｍから４０μｍの範囲）であるのに対し、折返し型光変調素子では、一つの電極における交差部の数は十数か所に及ぶ場合があり、交差長の総和は数百ミクロンから数ミリとなり得る。

【0011】

したがって、特に凸状光導波路を用いて構成される折返し型光変調素子においては、交差部で発生する擾乱変調による雑音は、正常な光変調動作に対し無視し得ないほど大きなものとなり得る。また、特に、２本の並行導波路で構成されるマッハツェンダ型光導波路においては、上記擾乱変調は、これらの並行導波路を伝搬するそれぞれの光信号に雑音を発生させるだけでなく、これら２つの信号光間の位相差にも雑音を生じさせる。この位相差雑音は、これらの光波がマッハツェンダ型光導波路内において合波される際に、光干渉作用によってより大きな雑音を生じさせることとなり、光変調動作に多大な影響を与え得る。

【0012】

また、上記のような交差部は、ＬＮ基板に限らずＩｎＰ等の半導体を基板に用いた光導波路素子や、Ｓｉを基板に用いるシリコン・フォトニクス導波路デバイスなどの、種々の光導波路素子でも同様に形成され得る。また、そのような光導波路素子は、マッハツェンダ型光導波路を用いる光変調器だけでなく、方向性結合器やＹ分岐を構成する光導波路を用いた光変調器、あるいは光スイッチ等の種々の光導波路素子であり得る。

【0013】

そして、光導波路素子の更なる小型化、多チャンネル化、及び又は高集積化に伴って光導波路パターン及び電極パターンが複雑化すれば、基板上における交差部の数は増々増加し、擾乱変調による雑音は、無視し得ない要因となって光導波路素子の性能を制限することとなり得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００７－２６４５４８号公報

【特許文献2】国際公開第２０１８／０３１９１６号明細書

【特許文献3】特開２０１９－１５２７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

上記背景より、凸状光導波路と電気信号を伝搬する信号電極との複数の交差部を有する光導波路素子において、交差部における擾乱変調の発生を効果的に抑制して、良好な動作特性を実現することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の一の態様は、基板上に延在する凸部により構成された光導波路と、前記基板上に形成された、前記光導波路を伝搬する光波を制御する信号電極と、を有する光導波路素子であって、前記光導波路は、湾曲部を有する２本の並行導波路を備えたマッハツェンダ型光導波路を含み、前記信号電極は、前記湾曲部において前記２本の並行導波路とそれぞれ交差する、差動信号を伝送する２本の信号線路からなり、前記２本の信号線路と前記２本の並行導波路とが交差する前記基板上の領域である交差領域において、前記２本の信号線路の少なくとも一方が前記交差領域以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有するか、または、前記２本の信号線路の一方が他方よりも速い信号伝搬速度を有する。
本発明の他の態様によると、前記基板には、前記基板と前記信号線路との間に中間層が設けられており、前記交差領域における前記中間層の厚さは、前記交差領域以外の部分における厚さより大きい。
本発明の他の態様によると、前記交差領域には、前記基板と前記信号線路との間に中間層が設けられており、前記基板上において、前記中間層は、前記交差領域以外の部分には設けられていない。
本発明の他の態様によると、前記交差領域における前記中間層の厚さは、前記交差領域以外の部分における厚さの２倍以上大きい。
本発明の他の態様によると、前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、前記交差領域における前記中間層は、前記２本の信号線路の前記一方の下部における厚さが、前記他方の下部における厚さより大きい。
本発明の他の態様によると、前記２本の信号線路は、前記交差領域における厚さが、前記交差領域以外の部分における厚さより大きい。
本発明の他の態様によると、前記２本の信号線路は、前記交差領域における厚さが、前記交差領域以外の部分における厚さより２倍以上大きい。
本発明の他の態様によると、前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方の厚さは、前記２本の信号線路の他方の厚さより大きい。
本発明の他の態様によると、前記２本の信号線路は、前記交差領域における幅が、前記差動信号の伝搬方向に沿って前記交差領域より上流の部分における幅よりも狭い。
本発明の他の態様によると、前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方の幅は、前記２本の信号線路の他方の幅よりも狭い。
本発明の他の態様によると、前記基板上にはグランド電極が設けられ、前記交差領域における前記２本の信号電極と前記グランド電極との間隔は、前記交差領域以外の部分における間隔より広い。
本発明の他の態様は、光の変調を行う光変調素子である上記いずれかの態様の光導波路素子と、前記光導波路素子を収容する筐体と、前記光導波路素子に光を入力する光ファイバと、前記光導波路素子が出力する光を前記筐体の外部へ導く光ファイバと、を備える光変調器である。
本発明の他の態様は、光の変調を行う光変調素子である上記いずれかの態様の光導波路素子と、前記光導波路素子を駆動する駆動回路と、を備える光変調モジュールである。
本発明の他の態様は、上記の光変調器または光変調モジュールと、前記光導波路素子に変調動作を行わせるための電気信号を生成する電子回路と、を備える光送信装置である。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、凸状光導波路と電気信号を伝搬する電極との複数の交差部を有する光導波路素子において、交差部における擾乱変調の発生を効果的に抑制して、良好な動作特性を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。

【図2】図１に示す光変調器に用いられる光変調素子の構成を示す図である。

【図3】図２に示す光変調素子の光変調部Ａの部分詳細図である。

【図4】図２に示す光変調素子の光折り返し部Ｂの部分詳細図である。

【図5】交差領域の構成の一例を示す図である。

【図6】図５に示す交差領域のＶＩ－ＶＩ断面矢視図である。

【図7】第１の変形例に係る交差領域の構成を示す図である。

【図8】第２の変形例に係る交差領域の構成を示す図である。

【図9】図８に示す交差領域のＩＸ－ＩＸ断面矢視図である。

【図10】第３の変形例に係る交差領域の構成を示す図である。

【図11】図１０に示す交差領域のＸＩ－ＸＩ断面矢視図である。

【図12】第４の変形例に係る交差領域の構成を示す図である。

【図13】図１２に示す交差領域のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面矢視図である。

【図14】第５の変形例に係る交差領域の構成を示す図である。

【図15】第６の変形例に係る交差領域の構成を示す図である。

【図16】第７の変形例に係る交差領域の構成を示す図である。

【図17】本発明の第２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18】本発明の第３の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。

【図19】交差領域における擾乱変調の相殺効果の低下または消滅について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
［１．第１実施形態］
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る、光導波路素子である光変調素子を用いた光変調器１００の構成を示す図である。光変調器１００は、筐体１０２と、当該筐体１０２内に収容された光変調素子１０４と、中継基板１０６と、を有する。光変調素子１０４は、例えば、ＤＰ－ＱＰＳＫ変調器構成である。筐体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。

【0020】

光変調器１００は、また、光変調素子１０４の変調に用いる高周波電気信号を入力するための信号ピン１０８と、光変調素子１０４の動作点の調整等に用いる電気信号を入力するための信号ピン１１０と、を有する。

【0021】

さらに、光変調器１００は、筐体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筐体１０２の外部へ導く出力光ファイバ１２０と、を筐体１０２の同一面に有する。

【0022】

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を介して筐体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、レンズ１３４を介して光変調素子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、従来技術に従い、例えば、入力光ファイバ１１４を、サポート１２２を介して筐体１０２内に導入し、当該導入した入力光ファイバ１１４の端面を光変調素子１０４の基板２２０（後述）の端面に接続することで行うものとすることもできる。

【0023】

光変調器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。光学ユニット１１６から出力される偏波合成後の光は、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。

【0024】

中継基板１０６は、当該中継基板１０６に形成された導体パターン（不図示）により、信号ピン１０８から入力される高周波電気信号および信号ピン１１０から入力される動作点調整用等の電気信号を、光変調素子１０４へ中継する。中継基板１０６上の上記導体パターンは、例えばワイヤボンディング等により、光変調素子１０４の電極の一端を構成するパッド（後述）にそれぞれ接続される。また、光変調器１００は、所定のインピーダンスを有する終端器１１２を筐体１０２内に備える。

【0025】

図２は、図１に示す光変調器１００の筐体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。また、図３および図４は、それぞれ、図２に示す光変調素子１０４の光変調部Ａ及び光折り返し部Ｂ（後述）の部分詳細図である。

【0026】

光変調素子１０４は、基板２２０上に形成された光導波路２３０（図示太線点線の全体）で構成され、例えば２００ＧのＤＰ－ＱＰＳＫ変調を行う。基板２２０は、例えば、２０μｍ以下（例えば２μｍ）の厚さに加工され薄膜化された、電気光学効果を有するＺカットのＬＮ基板である。また、光導波路２３０は、薄膜化された基板２２０の表面に形成された、帯状に延在する凸部で構成された凸状光導波路（例えば、リブ型光導波路又はリッジ型光導波路）である。ここで、ＬＮ基板は、応力が加わると光弾性効果により屈折率が局所的に変化し得るため、基板全体の機械強度を補強すべく、一般的にはＳｉ（シリコン）基板やガラス基板、ＬＮ等の支持板に接着される。本実施形態では、後述するように、基板２２０は、支持板５００に接着されている。

【0027】

基板２２０は、例えば矩形であり、図示上下方向に延在して対向する図示左右の２つの辺２８０ａ、２８０ｂ、および図示左右方向に延在して対向する図示上下の辺２８０ｃ、２８０ｄを有する。

【0028】

光導波路２３０は、基板２２０の図示左方の辺２８０ａの図示上側において入力光ファイバ１１４からの入力光（図示右方を向く矢印）を受ける入力導波路２３２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２３４と、を含む。また、光導波路２３０は、分岐導波路２３４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２４０ａ、２４０ｂを含む。

【0029】

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つの導波路部分に設けられたそれぞれ２つのマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４４ｂ、および２４４ｃ、２４４ｄを含む。マッハツェンダ型光導波路２４４ａ及び２４４ｂは、それぞれ、並行導波路２４６ａ１と２４６ａ２、及び並行導波路２４６ｂ１と２４６ｂ２、を有する。また、マッハツェンダ型光導波路２４４ｃ及び２４４ｄは、それぞれ、並行導波路２４６ｃ１と２４６ｃ２、及び並行導波路２４６ｄ１と２４６ｄ２、を有する。

【0030】

以下、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａおよび２４０ｂを総称してネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ともいい、マッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４４ｂ、２４４ｃ、および２４４ｄを総称してマッハツェンダ型光導波路２４４ともいうものとする。また、並行導波路２４６ａ１と２４６ａ２とを総称して並行導波路２４６ａともいい、並行導波路２４６ｂ１と２４６ｂ２とを総称して並行導波路２４６ｂともいうものとする。また、並行導波路２４６ｃ１と２４６ｃ２とを総称して並行導波路２４６ｃともいい、並行導波路２４６ｄ１と２４６ｄ２とを総称して並行導波路２４６ｄともいうものとする。さらに、並行導波路２４６ａ、２４６ｂ、２４６ｃ、および２４６ｄを総称して、並行導波路２４６ともいうものとする。

【0031】

図２に示すように、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０は、光変調部Ａと光折り返し部Ｂとを含む（それぞれ、図示二点鎖線の矩形で示された部分）。光折り返し部Ｂは、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０における光の伝搬方向を変える部分である。具体的には、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０を構成するマッハツェンダ型光導波路２４４のそれぞれは、湾曲部を有する２本の並行導波路２４６を有し、光折り返し部Ｂは、２つのネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０を構成する合計８本の並行導波路２４６の湾曲部により構成されている。

【0032】

本実施形態では、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０は、分岐導波路２３４により２つに分岐された入力光のそれぞれについて、光折り返し部Ｂにおいて光の伝搬方向を１８０度折り返したのち、光変調部ＡにおいてＱＰＳＫ変調し、変調後の光（出力）をそれぞれの出力導波路２４８ａ、２４８ｂから図示左方へ出力する。これら２つの出力光は、その後、基板２２０外に配された光学ユニット１１６により偏波合成されて一つの光ビームにまとめられる。

【0033】

基板２２０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、２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｄのそれぞれに変調動作を行わせるための、４つの信号電極２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄが設けられている。以下、信号電極２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄを総称して信号電極２５０ともいうものとする。

【0034】

信号電極２５０のぞれぞれは、２つの信号線路を含む。すなわち、信号電極２５０ａは、信号線路２５２ａ１と２５２ａ２とを含み、信号電極２５０ｂは、信号線路２５２ｂ１と２５２ｂ２とを含む。また、信号電極２５０ｃは、信号線路２５２ｃ１と２５２ｃ２とを含み、信号電極２５０ｄは、信号線路２５２ｄ１と２５２ｄ２とを含む。以下、信号線路２５２ａ１と２５２ａ２とを総称して信号線路２５２ａともいい、信号線路２５２ｂ１と２５２ｂ２とを総称して信号線路２５２ｂともいうものとする。また、信号線路２５２ｃ１と２５２ｃ２とを総称して信号線路２５２ｃともいい、信号線路２５２ｄ１と２５２ｄ２とを総称して信号線路２５２ｄともいうものとする。さらに、信号線路２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、および２５２ｄを総称して、信号線路２５２ともいうものとする。

【0035】

信号電極２５０のそれぞれには、対応するマッハツェンダ型光導波路２４４に変調動作を行わせるための高周波電気信号が入力される。この高周波電気信号は、互いに１８０°の位相差を有する２つの電気信号、すなわち差動信号で構成される。信号電極２５０のそれぞれを構成する２つの信号線路２５２は、その信号電極２５０に入力された、上記差動信号を構成する２つの電気信号のそれぞれを伝送する。

【0036】

なお、理解を容易にするため、一例として、以下においては差動信号がパルス信号であるものとして説明するが、差動信号はパルス信号には限られない。差動信号は、２つの信号線路において電気信号の相互の位相情報が変調に影響する任意の波形を有するものであり得る。

【0037】

基板２２０上には、基板２２０と信号線路２５２との間に、中間層２６０が形成されている。中間層２６０は、例えばバッファ層であり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）または樹脂等により構成することができる。本実施形態では、中間層２６０は、樹脂である。具体的には、中間層２６０は、フォトレジストであって、カップリング剤（架橋剤）を含み、熱により架橋反応が進行して硬化する、いわゆる感光性永久膜である。以下、この感光性永久膜を、永久レジストともいうものとする。本実施形態では、基板２２０の全面に、永久レジストである中間層２６０が形成されている。ただし、これは一例であって、中間層２６０は、基板２２０と信号線路２５２との間に配されるように、基板２２０上に部分的に形成されていてもよい。

【0038】

図３に示すように、光変調部Ａにおいて、信号電極２５０ａを構成する信号線路２５２ａ１と２５２ａ２とは、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路２４４ａの並行導波路２４６ａ１および２４６ａ２の上部に形成された作用部３００ａおよび３００ｂ（図示斜線ハッチング部分）を有し、互いに１８０°の位相差を有する差動信号を伝搬して、マッハツェンダ型光導波路２４４ａに変調動作を行わせる。また、信号電極２５０ｂを構成する信号線路２５２ｂ１と２５２ｂ２とは、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路２４４ｂの並行導波路２４６ｂ１および２４６ｂ２の上部に形成された作用部３００ｃおよび３００ｄを有し、互いに１８０°の位相差を有する差動信号を伝搬して、マッハツェンダ型光導波路２４４ｂに変調動作を行わせる。

【0039】

同様に、信号電極２５０ｃを構成する信号線路２５２ｃ１と２５２ｃ２とは、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路２４４ｃの並行導波路２４６ｃ１および２４６ｃ２の上部に形成された作用部３００ｅおよび３００ｆを有し、互いに１８０°の位相差を有する差動信号を伝搬して、マッハツェンダ型光導波路２４４ｃに変調動作を行わせる。また、信号電極２５０ｄを構成する信号線路２５２ｄ１と２５２ｄ２とは、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路２４４ｄの並行導波路２４６ｄ１および２４６ｄ２の上部に形成された作用部３００ｇおよび３００ｈを有し、互いに１８０°の位相差を有する差動信号を伝搬して、マッハツェンダ型光導波路２４４ｄに変調動作を行わせる。

【0040】

以下、作用部３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ、３００ｅ、３００ｆ、３００ｇ、および３００ｈを総称して、作用部３００ともいうものとする。

【0041】

図２を参照し、信号線路２５２ａ１、２５２ａ２、２５２ｂ１、２５２ｂ２、２５２ｃ１、２５２ｃ２、２５２ｄ１、２５２ｄ２は、それぞれ、基板２２０の図示右方へ延在し、光折り返し部Ｂにおいて８本の並行導波路２４６の上を交差したのち、辺２８０ｂまで延在してパッド２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｃ、２５４ｄ、２５４ｅ、２５４ｆ、２５４ｇ、２５４ｈに接続されている。

【0042】

以下、パッド２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｃ、２５４ｄ、２５４ｅ、２５４ｆ、２５４ｇ、２５４ｈを総称してパッド２５４ともいうものとする。パッド２５４のそれぞれは、ワイヤボンディング等により、図１に示す光変調器１００の中継基板１０６と接続される。

【0043】

信号線路２５２ａ１、２５２ａ２、２５２ｂ１、２５２ｂ２、２５２ｃ１、２５２ｃ２、２５２ｄ１、２５２ｄ２の図示左方は、図示下方へ折れ曲がって基板２２０の辺２８０ｄまで延在し、パッド２５８ａ、２５８ｂ、２５８ｃ、２５８ｄ、２５８ｅ、２５８ｆ、２５８ｇ、２５８ｈに接続されている。以下、パッド２５８ａ、２５８ｂ、２５８ｃ、２５８ｄ、２５８ｅ、２５８ｆ、２５８ｇ、２５８ｈを総称してパッド２５８ともいうものとする。パッド２５８のそれぞれは、ワイヤボンディング等により、終端器１１２を構成する終端抵抗（不図示）のそれぞれと接続される。終端抵抗は、８本の信号線路２５２のそれぞれとグランド電極（図２では不図示）との間に挿入される場合は８個で構成され、差動信号を伝搬するそれぞれ２本の信号線路２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、２５２ｄの間に挿入される場合には４個で構成され得る。

【0044】

図２において、信号線路２５２のそれぞれは、従来技術に従い、基板２２０の面上においてこれらの信号線路２５２を一定距離離れた位置からそれぞれ挟むように形成されたグランド電極（不図示）と共に、所定のインピーダンスを有する分布定数線路を構成している。本実施形態では、この分布定数線路は、コプレーナ伝送線路である。

【0045】

これにより、信号ピン１０８から中継基板１０６を介してパッド２５４のそれぞれに入力される高周波電気信号は、進行波となって信号線路２５２のそれぞれを伝搬し、作用部３００のそれぞれにおいて、対応するマッハツェンダ型光導波路２４４を伝搬する光波をそれぞれ変調する。

【0046】

光変調素子１０４には、また、いわゆるＤＣドリフトによるバイアス点の変動を補償して動作点を調整するためのバイアス電極２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃが設けられている。バイアス電極２７０ａは、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂのバイアス点変動の補償に用いられる。また、バイアス電極２７０ｂおよび２７０ｃは、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４４ｂ、および２４４ｃ、２４４ｄのバイアス点変動の補償に用いられる。

【0047】

これらのバイアス電極２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃは、それぞれ、基板２２０の図示上側の辺２８０ｃまで延在し、中継基板１０６を介して信号ピン１１０のいずれかと接続される。対応する信号ピン１１０は、筐体１０２の外部に設けられるバイアス制御回路と接続される。これにより、当該バイアス制御回路によりバイアス電極２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃが駆動されて、対応する各マッハツェンダ型光導波路に対しバイアス点変動を補償するように動作点が調整される。以下、バイアス電極２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃを総称してバイアス電極２７０ともいうものとする。

【0048】

上述したように、本実施形態の光変調素子１０４では、光折り返し部Ｂにおいて、マッハツェンダ型光導波路２４４のそれぞれは、湾曲部を有する２本の並行導波路２４６を有する。このため、基板２２０上には、並行導波路２４６と信号電極２５０と交差部が複数存在することとなる。具体的には、基板２２０上には、光変調部Ａの図示右方および光折り返し部Ｂにおいて、信号電極２５０を構成する２本の信号線路２５２のそれぞれは、４つのマッハツェンダ型光導波路２４４を構成するそれぞれ２本の並行導波路２４６と交差している。ここで、基板２２０の面上において、差動信号を伝搬する２本の信号線路２５２と、一のマッハツェンダ型光導波路２４４を構成する２本の並行導波路２４６と、が交差する部分を、交差領域ともいうものとする。

【0049】

図２において、光変調部Ａの図示右方には、差動信号を伝搬する２本の信号線路２５２ｃ（すなわち、信号線路２５２ｃ１と２５２ｃ２）と、マッハツェンダ型光導波路２４４ｃを構成する２本の並行導波路２４６ｃ（すなわち、並行導波路２４６ｃ１および２４６ｃ２）とが交差する交差領域４００ｃ１が存在する。また、それぞれ２本の信号線路２５２ｃおよび２５２ｄと、２本の並行導波路２４６ｂと、がそれぞれ交差する交差領域４００ｂ１および４００ｂ２が存在する。また、それぞれ２本の信号線路２５２ｂ、２５２ｃ、および２５２ｄと、２本の並行導波路２４６ａと、がそれぞれ交差する交差領域４００ａ１、４００ａ２、および４００ａ３が存在する。

【0050】

同様に、光折り返し部Ｂには、図４に示すように、２本の並行導波路２４６ａが、差動信号を伝搬するそれぞれ２本の信号線路２５２ｄ、２５２ｃ、２５２ｂ、および２５２ａと交差する交差領域４００ａ４、４００ａ５、４００ａ６、４００ａ７が存在する。また、並行導波路２４６ｂが、信号線路２５２ｄ、２５２ｃ、２５２ｂ、および２５２ａと交差する交差領域４００ｂ３、４００ｂ４、４００ｂ５、４００ｂ６が存在する。

【0051】

また、並行導波路２４６ｃが、信号線路２５２ｄ、２５２ｃ、２５２ｂ、および２５２ａと交差して形成される交差領域４００ｃ２、４００ｂ４、４００ｂ５、４００ｂ６が存在する。また、並行導波路２４６ｄが、信号線路２５２ｄ、２５２ｃ、２５２ｂ、および２５２ａと交差する交差領域４００ｄ１、４００ｄ２、４００ｄ３、４００ｄ４が存在する。

【0052】

以下、交差領域４００ａ１、４００ａ２、４００ａ３、４００ａ４、４００ａ５、４００ａ６を総称して交差領域４００ａともいい、交差領域４００ｂ１、４００ｂ２、４００ｂ３、４００ｂ４、４００ｂ５、４００ｂ６を総称して交差領域４００ｂともいうものとする。また、交差領域４００ｃ１、４００ｃ２、４００ｃ３、４００ｃ４、４００ｃ５を総称して交差領域４００ｃともいい、交差領域４００ｄ１、４００ｄ２、４００ｄ３、４００ｄ４を総称して交差領域４００ｄともいうものとする。さらに、交差領域４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄを総称して交差領域４００ともいうものとする。

【0053】

光変調素子１０４では、これらの交差領域４００において、並行導波路２４６と信号線路２５２との交差に起因した擾乱変調が発生し得る。上述したように、擾乱変調は、それぞれ２本の並行導波路２４６で構成されるマッハツェンダ型光導波路２４４においては、これら２本の並行導波路２４６を伝搬するそれぞれの光信号に雑音を発生させるだけでなく、これら２つの信号光間の位相差にも雑音を生じさせるため、変調動作に与える影響が大きい。

【0054】

交差領域４００においては、２本の信号線路２５２には差動信号が伝搬されるので、一方の信号線路２５２が２本の並行導波路２４６に発生させた擾乱変調は、他方の信号線路２５２が当該２本の並行導波路２４６に発生させる擾乱変調により相殺され得る。

【0055】

ただし、このような相殺作用が効果を奏するのは、理想的には、上記２本の信号線路２５２を伝搬する差動信号が上記２本の並行導波路２４６のそれぞれへ同時に到達する場合、すなわち、並行導波路２４６に到達する差動信号間に位相差がない場合である。そのような理想的な状態を実現するには、交差領域４００において、一方の信号線路２５２における２本の並行導波路２４６との交差部間の長さ（交差間隔）と、他方の信号線路２５２における２本の並行導波路２４６との交差部間の長さ（交差間隔）とが、互いに等しいことが望ましい。

【0056】

しかしながら、本実施形態のように湾曲した並行導波路２４６を有する複数のマッハツェンダ型光導波路２４４と、差動信号を伝搬するそれぞれ２本の信号線路２５２で構成される複数組の信号線路２５２と、が交差する場合には、信号線路２５２および並行導波路２４６のパターン配置の都合上、２本の信号線路２５２のそれぞれの交差間隔は、必ずしも互いに等しいものとはならないことが多い。

【0057】

図１９は、２本の信号線路と２本の並行導波路とが交差する際の電気信号の伝搬について説明するための図である。図示の例では、差動信号を伝搬する２本の信号線路９１０ａ、９１０ｂが、マッハツェンダ型光導波路を構成する２本の並行導波路９２０ａ、９２０ｂのそれぞれと交差している。以下、信号線路９１０ａと９１０ｂとを総称して信号線路９１０ともいい、並行導波路９２０ａと９２０ｂとを総称して並行導波路９２０ともいうものとする。

【0058】

図１９では、一方の信号線路９１０ｂにおける２本の並行導波路９２０ａ、９２０ｂとの交差部間の長さである交差間隔Ｌ２は、他方の信号線路９１０ａにおける２本の並行導波路９２０ａ、９２０ｂとの交差間隔Ｌ１より長い。

【0059】

このため、例えば、差動信号パルスとして信号線路９１０ａを伝搬する非反転パルス９３０ａと、信号線路９１０ｂを伝搬する反転パルス９３０ｂとが、一方の並行導波路９２０ａを同時に通過して、並行導波路９２０ａにおける擾乱変調が完全に相殺されたとしても、反転パルス９３０ｂが並行導波路９２０ｂに到達するときには、非反転パルス９３０ａは並行導波路９２０ｂを通り過ぎた位置に存在することとなる。その結果、並行導波路９２０ｂにおいては、これらの差動信号パルスによる擾乱変調の相殺効果は発揮されない。

【0060】

これを時間的側面から見ると、上記のような擾乱変調の相殺効果の消滅または低下の現象は、並行導波路９２０ａを通過してから９２０ｂに到達するまでの差動信号パルス間における伝搬遅延時間を用いて、以下のように説明することができる。

【0061】

一方の信号線路９１０ａにおいて交差間隔Ｌ１の区間を伝搬する非反転パルス９３０ａに対し、他方の信号線路９１０ｂにおいて交差間隔Ｌ２（＞Ｌ１）の区間を伝搬する反転パルス９３０ｂの伝搬遅延時間ΔＴは、これら信号線路９１０における電気信号の信号伝搬速度をＶとすると、次式で与えられる。
ΔＴ＝（Ｌ２－Ｌ１）／Ｖ （１）

【0062】

すなわち、２つの信号線路９１０を伝搬する差動信号は、一方の並行導波路９２０ａへの到達時点において互いの位相が正確に反転位相の状態（以下、理想反転状態という）であったとしても、他方の並行導波路９２０ｂに到達する時点では、伝搬遅延時間ΔＴに対応する位相分だけ理想反転状態からずれることとなる。その結果、上記他方の並行導波路９２０ｂにおいては、差動信号を伝搬する２つの信号線路９１０による、擾乱変調の相殺効果は消滅または低下することとなる。

【0063】

他方の並行導波路９２０ｂの到達時点における上記理想反転状態からのずれを低減するため、一方の並行導波路９２０ａの到達時点における差動信号の間にオフセット位相を持たせておくことも考えられるが、この場合には、２本の並行導波路９２０の双方に擾乱変調が残ることとなる。その結果、それらの擾乱変調は、並行導波路９２０が構成するマッハツェンダ型光導波路の変調動作に対し加算的に影響を与えることとなり得る。

【0064】

このような擾乱変調の相殺効果の低下又は消滅を抑制して当該擾乱変調の相殺効果を向上するため、本実施形態及び後述する変形例では、交差領域４００において、２本の信号線路２５２が交差領域４００以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有するように構成されるか、または、２本の信号線路２５２の一方が他方よりも速い信号伝搬速度を有するように構成される。

【0065】

これにより、２本の信号線路２５２が交差領域４００において交差領域４００以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有する場合には、式（１）にけるＶは、交差領域４００以外の部分に比べて交差領域４００において大きくなるので、交差領域４００における伝搬遅延時間ΔＴが低減される。また、２本の信号線路２５２の一方が他方よりも速い信号伝搬速度を有する場合には、２本の信号線路において、それぞれの交差間隔の区間を伝搬する差動信号の伝搬時間差を低減できるので、交差領域４００における伝搬遅延時間ΔＴが低減される。

【0066】

その結果、２本の信号線路２５２を伝搬する差動信号は、２本の並行導波路２４６と交差する際の理想反転状態からのずれが低減されることとなり、擾乱変調の相殺効果は、基板上の全体に亘って同一の厚さで中間層が形成される従来の光変調素子に比べて向上される。

【0067】

一例として、図２における交差領域４００ａ３の構成について説明する。図５は、図２における交差領域４００ａ３の部分詳細図である。図５において、中間層２６０の図示は省略されている。また、図５では、図２には図示しないグランド電極２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃが示されている。上述したように、基板２２０上には、信号線路２５２のそれぞれを、一定の間隔（離間距離）をもって離れた位置から挟むようにグランド電極が形成されており、信号線路２５２は、これらのグランド電極と共に、所定のインピーダンスを有する分布定数線路（例えばコプレーナ線路）を構成している。グランド電極２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃは、そのようなグランド電極の一部である。

【0068】

図５の例では、グランド電極２９０ａおよび２９０ｂは、信号線路２５２ｄ１を一定の離間距離ｇ１０離れた位置から挟むように形成され、グランド電極２９０ｂおよび２９０ｃは、信号線路２５２ｄ２を一定の離間距離ｇ１０離れた位置から挟むように形成されている。

【0069】

図６は、図５におけるＶＩ－ＶＩ断面矢視図であり、信号線路２５２ｄ２に沿った基板２２０の断面構造を示している。なお、信号線路２５２ｄ１に沿った基板２２０の断面構造は、図６に示す信号線路２５２ｄ２に沿った断面構造と同様に構成されている。図６に示すように、基板２２０は、支持板５００に固定されている。

【0070】

交差領域４００ａ３では、マッハツェンダ型光導波路２４４ａを構成する並行導波路２４６ａ１および２４６ａ２に対し、差動信号を伝搬する２つの信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２が、それぞれ、互いに異なる交差角をもって交差している。これにより、信号線路２５２ｄ２における、並行導波路２４６ａ１および２４６ａ２との交差部間の距離である交差間隔Ｌ２０は、信号線路２５２ｄ１における、並行導波路２４６ａ１および２４６ａ２との交差部間の距離である交差間隔Ｌ１０よりも大きい。

【0071】

また、本実施形態では、特に、バッファ層等の中間層が基板上に一様な厚さで形成される従来の光変調素子とは異なり、交差領域４００ａ３において、基板２２０と信号線路２５２との間の中間層２６０の厚さｔ２０が、交差領域４００ａ３以外の部分における厚さｔ１０よりも大きい。ここで、厚さｔ１０は、従来の光変調素子と同様に、並行導波路２４６において信号線路２５２を構成する金属に起因する光吸収損失が実質的に発生しない程度の厚さ（例えば、１μｍ以下）であり得る。

【0072】

バッファ層等である中間層２６０に用いられるＳｉＯ_２や永久レジスト等の比誘電率は、基板２２０に用いられるＬＮ等の強誘電材料の比誘電率（数十）より一桁程度小さい。このため、信号線路２５２の下部の中間層を厚くすると、その信号線路２５２を伝搬する電気信号（マイクロ波帯域の高周波電気信号）は、その信号線路２５２における実行屈折率が低減されるため、より速く伝搬する（すなわち、信号伝搬速度がより速くなる）。

【0073】

本実施形態では、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と基板２２０との間の中間層の厚さは、交差領域４００ａ３における厚さｔ２０が、交差領域４００ａ３以外の部分の厚さｔ１０よりも大きい。このため、２本の信号線路２５２ｄ１、２５２ｄ２は、交差領域４００ａ３における信号伝搬速度Ｖ１０が、交差領域４００ａ３以外の部分における信号伝搬速度Ｖ０よりも速くなる（すなわち、Ｖ１０＞Ｖ０）。これにより、式（１）において信号伝搬速度ＶはＶ０からＶ１０に増加するため、伝搬遅延時間ΔＴが減少する。

【0074】

その結果、交差領域４００ａ３では、２本の信号線路２５２ｄ１、２５２ｄ２を伝搬する差動信号は、２本の並行導波路２４６のそれぞれと交差する際の理想反転状態からのずれが低減されることとなり、擾乱変調の相殺効果は、基板上の全体に亘って同一の厚さ（例えばｔ１０）で中間層が形成される従来の光変調素子に比べて向上される。

【0075】

なお、擾乱変調についての有効な相殺効果を得る観点からは、伝搬遅延時間ΔＴは、差動信号における信号パルス幅Δｔの１／２以下（すなわち、ΔＴ≦Δｔ／２）であることが望ましい。ΔＴがΔｔ／２を超える場合には、互いに位相反転した２つの差動信号パルスは、その位相差がパルス幅の半分を超えることとなり、並行導波路２４６を通過する際の擾乱変調の相殺効果が半分以下に低下してしまうためである。

【0076】

また、擾乱変調の相殺効果についての有効な向上効果を得るためには、中間層２６０は、交差領域４００ａ３における厚さｔ２０が、交差領域４００ａ３以外の部分の厚さｔ１０の２倍以上（すなわち、ｔ２０≧２×ｔ１０）であることが望ましい。本実施形態では、例えば、ｔ１０は０．５μｍであり、ｔ２０は１μｍである。

【0077】

また、本実施形態では、中間層２６０は、単層で構成されるものとしたが、多層であってもよい。例えば、中間層２６０は、基板２２０上に形成されたＳｉＯ_２から成る第１中間層と、交差領域４００において第１中間層の上に形成された永久レジストである第２中間層と、により構成されるものとすることができる。この場合、第１中間層は厚さｔ１０で形成され、第２中間層は、第１中間層を含む中間層２６０全体の厚さがｔ２０となるように形成され得る。

【0078】

なお、図２において、交差領域４００ａ３以外の交差領域４００は、差動信号を伝搬する２つの信号線路２５２の、２つの並行導波路２４６との交差部間の交差間隔が互いに等しいように描かれている。ただし、これは一例であり、基板２２０上における光導波路２３０及び信号線路２５２のパターン配置に依存して、交差領域４００ａ３以外の交差領域４００も、交差領域４００ａ３と同様に、２つの信号線路２５２における交差間隔は互いに異なるものとなり得る。この場合には、そのような２つの信号線路２５２における交差間隔が相異なる任意の交差領域４００についても、上述した交差領域４００ａ３の構成及び後述する変形例の構成を用いることにより、それらの交差領域４００における擾乱変調の相殺効果を向上することができる。

【0079】

次に、交差領域４００の構成の変形例について説明する。理解を容易にするため、以下の変形例は、交差領域４００ａ３についての変形例であるものとして説明するが、上記のように、これらの変形例も、２つの信号線路２５２における交差間隔が相異なる任意の交差領域４００について適用することができる。
［１．１ 第１変形例］
図７は、図５および図６に示す交差領域４００ａ３の第１の変形例に係る、交差領域４００ａ３－１の構成を示す図である。図７に示す交差領域４００ａ３－１の構成は、光変調素子１０４において、図５及び図６に示す交差領域４００ａ３の構成に代えて用いることができる。図７は、図６に示す交差領域４００ａ３のＶＩ－ＶＩ断面図に相当する図であり、信号線路２５２ｄ２に沿った基板２２０の断面構造を示している。なお、信号線路２５２ｄ１に沿った基板２２０の断面構造は、図７に示す信号線路２５２ｄ２に沿った断面構造と同様である。図７において、図６と同じ構成要素については、図６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６についての説明を援用する。

【0080】

交差領域４００ａ３－１は、交差領域４００ａ３と同様の構成を有するが、中間層２６０に代えて、中間層２６０－１を有する点が異なる。中間層２６０－１は、中間層２６０と同様の構成を有するが、図６に示す中間層２６０が交差領域４００ａ３の周囲まで延在しているのに対し、中間層２６０－１は、交差領域４００ａ３－１の部分にのみ形成されている。すなわち、中間層２６０－１は、交差領域４００ａ３－１以外の部分には設けられていない。

【0081】

交差領域４００ａ３－１の構成は、例えば、基板上に中間層２６０又は２６０－１のようなバッファ層がなくても、信号線路２５２を構成する金属に起因して並行導波路２４６に発生する光吸収損失が実用上問題ないレベルに抑制され得る場合に有用である。

【0082】

［１．２ 第２変形例］
図８および図９は、図５および図６に示す交差領域４００ａ３の第２の変形例に係る、交差領域４００ａ３－２の構成を示す図である。図８および図９に示す交差領域４００ａ３－２の構成は、光変調素子１０４において、図５及び図６に示す交差領域４００ａ３の構成に代えて用いることができる。図８は、図５に対応する交差領域４００ａ３－２の平面図である。なお、図８では、グランド電極の図示を省略しているが、図５に示す同様の位置に、グランド電極２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃが配されているものとする。

【0083】

図９は、図８におけるＩＸ－ＩＸ断面矢視図であり、並行導波路２４６ａ２に沿った基板２２０の断面構造を示す図である。なお、並行導波路２４６ａ１に沿った基板２２０の断面構造は、図９に示す並行導波路２４６ａ２に沿った基板２２０の断面構造と同様である。図８および図９において、図５および図６と同じ構成要素については、図５および図６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５および図６についての説明を援用する。

【0084】

上述した交差領域４００ａ３およびその変形例である交差領域４００ａ３－１では、２本の信号線路２５２の双方が、これらの交差領域以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有するように構成されている。これに対し、第２の変形例に係る交差領域４００ａ３－２では、２本の信号線路２５２のうち、交差間隔が長い一方の信号線路２５２が、交差間隔の短い他方の信号線路よりも、速い信号伝搬速度を持つように構成されている。

【0085】

具体的には、交差領域４００ａ３－２は、交差領域４００ａ３と同様の構成を有するが、中間層２６０に代えて、中間層２６０－２を有する点が異なる。中間層２６０－２は、中間層２６０と同様の構成を有するが、中間層２６０が交差領域４００ａ３の周囲まで延在しているのに対し、中間層２６０－２は、交差領域４００ａ３－１の部分にのみ形成されている。

【0086】

また、特に、中間層２６０－２は、交差間隔Ｌ１０を有する信号線路２５２ｄ１の下部における厚さｔ１１に対し、交差間隔Ｌ１０よりも長い交差間隔Ｌ２０を有する信号線路２５２ｄ２の下部における厚さｔ２１が大きい（すなわち、ｔ２１＞ｔ１１）。これにより、長い交差間隔Ｌ２０を有する信号線路２５２ｄ２は、短い交差間隔Ｌ１０を有する信号線路２５２ｄ１よりも速い信号伝搬速度を持つ。

【0087】

このため、交差領域４００ａ３－２では、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２において、それぞれの交差間隔を伝搬する電気信号間の伝搬時間差、すなわち、伝搬遅延時間ΔＴが低減または解消される。その結果、交差領域４００ａ３－２では、擾乱変調の相殺効果を向上することができる。

【0088】

［１．３ 第３変形例］
図１０および図１１は、図５および図６に示す交差領域４００ａ３の第３の変形例に係る、交差領域４００ａ３－３の構成を示す図である。図１０および図１１に示す交差領域４００ａ３－３の構成は、光変調素子１０４において、図５及び図６に示す交差領域４００ａ３の構成に代えて用いることができる。図１０は、図５に相当する交差領域４００ａ３－３の平面図である。なお、図１０では、グランド電極の図示を省略しているが、基板２２０上には、図５に示すグランド電極２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃと同様に、信号線路２５２ｄ１－１および２５２ｄ２－１から一定の間隔距離離れた位置においてこれらの信号線路をそれぞれ挟むグランド電極が配されているものとする。

【0089】

図１１は、図１０におけるＸＩ－ＸＩ断面矢視図であり、信号線路２５２ｄ２－１に沿った基板２２０の断面構造を示す図である。なお、信号線路２５２ｄ１－１に沿った基板２２０の断面構造も、図１１と同様である。図１０および図１１において、図５および図６と同じ構成要素については、図５および図６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５および図６についての説明を援用する。

【0090】

交差領域４００ａ３－３は、交差領域４００ａ３と同様の構成を有するが、中間層２６０に代えて、中間層２６０－３を有する点が異なる。中間層２６０－３は、中間層２６０と同様の構成を有するが、中間層２６０が交差領域４００ａ３の周囲まで延在しているのに対し、交差領域４００ａ３－３の部分にのみ形成されている。

【0091】

また、交差領域４００ａ３－３は、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２に代えて、信号線路２５２ｄ１－１および２５２ｄ２－１を有する。信号線路２５２ｄ１－１および２５２ｄ２－１は、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と同様の構成を有するが、その厚さが、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と異なる。

【0092】

信号線路２５２ｄ１－１および２５２ｄ２－１は、それぞれ、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と同様の構成を有するが、それらの厚さは一様ではなく、交差領域４００ａ３－３における厚さｔ４０が、交差領域４００ａ３－３以外の部分における厚さｔ３０より大きい。

【0093】

信号線路２５２は、その厚さを厚くするにつれて、基板２２０より小さな比誘電率を有する環境（例えば、筐体１０２内の気体）との接触面積が大きくなり、電気信号に対する実行屈折率が減少するので、その部分の信号伝搬速度が速くなる。

【0094】

信号線路２５２ｄ１－１、２５２ｄ２－１は、交差領域４００ａ３－３における厚さｔ４０が、交差領域４００ａ３－３以外の部分における厚さｔ３０より大きいため、交差領域４００ａ３－３における信号伝搬速度が速くなる。これにより、交差領域４００ａ３－３に中間層２６０－３が設けられていることと相まって、交差領域４００ａ３－３おける擾乱変調の相殺効果がより向上する。

【0095】

なお、擾乱変調の相殺効果についての有効な向上効果を得るためには、信号線路２５２ｄ１－１および２５２ｄ２－１は、交差領域４００ａ３－３における厚さｔ４０が、交差領域４００ａ３－３以外の部分の厚さｔ３０の２倍以上（すなわち、ｔ４０≧２×ｔ３０）であることが望ましい。本変形例では、例えば、ｔ３０は５μｍ、ｔ４０は１０μｍである。このような、厚さの厚い信号線路２５２は、例えば、金（Ａｕ）の電解メッキにより形成することができる。

【0096】

［１．４ 第４変形例］
図１２および図１３は、図５および図６に示す交差領域４００ａ３の第４の変形例に係る、交差領域４００ａ３－４の構成を示す図である。図１２および図１３に示す交差領域４００ａ３－４の構成は、光変調素子１０４において、図５及び図６に示す交差領域４００ａ３の構成に代えて用いることができる。図１２は、図５に相当する交差領域４００ａ３－４の平面図である。なお、図１２では、グランド電極の図示を省略しているが、基板２２０上には、図５に示すグランド電極２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃと同様に、信号線路２５２ｄ１－２および２５２ｄ２－２から一定の間隔距離離れた位置においてこれらの信号線路をそれぞれ挟むグランド電極が配されているものとする。

【0097】

図１３は、図１２におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面矢視図であり、並行導波路２４６ａ２に沿った断面構造を示す図である。なお、並行導波路２４６ａ１に沿った断面構造も、図１３と同様である。図１２および図１３において、図５および図６と同じ構成要素については、図５および図６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５および図６についての説明を援用する。

【0098】

交差領域４００ａ３－４は、交差領域４００ａ３と同様の構成を有するが、中間層２６０に代えて、中間層２６０－４を有する点が異なる。中間層２６０－４は、中間層２６０と同様の構成を有するが、中間層２６０が交差領域４００ａ３の周囲まで延在しているのに対し、交差領域４００ａ３－４の部分にのみ形成されている。

【0099】

また、交差領域４００ａ３－４は、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２に代えて、信号線路２５２ｄ１－２および２５２ｄ２－２を有する。信号線路２５２ｄ１－１および２５２ｄ２－１は、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と同様の構成を有するが、それらの厚さが互いに異なっている。

【0100】

具体的には、交差領域４００ａ３－４において、長い交差間隔Ｌ２０を有する信号線路２５２ｄ２－２の厚さｔ４１が、交差間隔Ｌ２０より短い交差間隔Ｌ１０を有する信号線路２５２ｄ１－２の厚さｔ３１よりも大きい。これにより、交差領域４００ａ３－４では、差動信号を伝搬する２本の信号線路２５２ｄ１－２、２５２ｄ２－２のうち、交差間隔が長い一方の信号線路２５２ｄ２－２が、交差間隔の短い他方の信号線路２５２ｄ１－２よりも速い信号伝搬速度を持つ。

【0101】

これにより、交差領域４００ａ３－４では、信号線路２５２ｄ１－２および２５２ｄ２－２において、それぞれの交差間隔を伝搬する電気信号間の伝搬時間差、すなわち、伝搬遅延時間ΔＴが、低減または解消される。その結果、交差領域４００ａ３－４では、擾乱変調の相殺効果をより向上することができる。

【0102】

なお、擾乱変調の相殺効果についての有効な向上効果を得るためには、交差領域４００ａ３－４において、信号線路２５２ｄ２－２の厚さｔ４１が、信号線路２５２ｄ１－２の厚さｔ３１の２倍以上（すなわち、ｔ４１≧２×ｔ３１）であることが望ましい。

【0103】

［１．５ 第５変形例］
図１４は、図５および図６に示す交差領域４００ａ３の第５の変形例に係る、交差領域４００ａ３－５の構成を示す図である。図１４に示す交差領域４００ａ３－５の構成は、光変調素子１０４において、図５及び図６に示す交差領域４００ａ３の構成に代えて用いることができる。図１４は、図５に相当する交差領域４００ａ３－５の平面図である。図１４において、図５と同じ構成要素については、図５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５についての説明を援用する。

【0104】

なお、図１４では、グランド電極の図示を省略しているが、基板２２０上には、図５に示すグランド電極２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃと同様に、信号線路２５２ｄ１－３および２５２ｄ２－３から一定の間隔距離離れた位置においてこれらの信号線路をそれぞれ挟むグランド電極が配されているものとする。また、図１４に示す交差領域４００ａ３－５の構成において、基板２２０と信号線路２５２との間にバッファ層等の中間層は、あってもよいし無くても良い。

【0105】

交差領域４００ａ３－５は、交差領域４００ａ３と同様の構成を有するが、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２に代えて、信号線路２５２ｄ１－３および２５２ｄ２－３を有する。信号線路２５２ｄ１－３および２５２ｄ２－４は、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と同様の構成を有するが、その幅が、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と異なる。

【0106】

具体的には、交差領域４００ａ３－５において、差動信号を伝搬する信号線路２５２ｄ１－３および２５２ｄ２－３は、それらの幅ｗ２０が、差動信号の伝搬方向に沿って交差領域４００ａ３－５より上流の部分における幅ｗ１０よりも狭い。

【0107】

信号線路２５２は、その幅を狭くすると、信号伝搬速度が増大する。このため、信号線路２５２ｄ１－３および２５２ｄ２－３は、交差領域４００ａ３－５における信号伝搬速度が、交差領域４００ａ３－５より上流の部分における信号伝搬速度よりも速くなる。したがって、交差領域４００ａ３－５では、伝搬遅延時間ΔＴが低減されるので、擾乱変調の相殺効果が向上される。

【0108】

なお、擾乱変調の相殺効果についての有効な向上効果を得るためには、信号線路２５２ｄ１－３および２５２ｄ２－３において、交差領域４００ａ３－５における幅ｗ２０は、交差領域４００ａ３－５の上流における幅ｗ１０の１／２以下（すなわち、ｗ２０≦１／２×ｗ１０）であることが望ましい。本変形例では、例えば、ｗ１０は２０μｍ、ｗ１０μｍである。

【0109】

また、図１４に示す構成において、信号線路２５２ｄ１－３および２５２ｄ２－３は、差動信号の伝搬方向に沿って交差領域４００ａ３－５より下流の部分における幅が、交差領域４００ａ３－５より上流の部分における幅ｗ１０と同じ幅で構成されていてもよい。

【0110】

［１．６ 第６変形例］
図１５は、図５および図６に示す交差領域４００ａ３の第６の変形例に係る、交差領域４００ａ３－６の構成を示す図である。図１５に示す交差領域４００ａ３－６の構成は、光変調素子１０４において、図５及び図６に示す交差領域４００ａ３の構成に代えて用いることができる。図１５は、図５に相当する交差領域４００ａ３－６の平面図である。図１５において、図５と同じ構成要素については、図５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５についての説明を援用する。

【0111】

なお、図１５では、グランド電極の図示を省略しているが、基板２２０上には、図５に示すグランド電極２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃと同様に、信号線路２５２ｄ１－４および２５２ｄ２－４から一定の間隔距離離れた位置においてこれらの信号線路をそれぞれ挟むグランド電極が配されているものとする。また、図１５に示す交差領域４００ａ３－６の構成において、基板２２０と信号線路２５２との間にバッファ層等の中間層は、あってもよいし無くても良い。

【0112】

交差領域４００ａ３－６は、交差領域４００ａ３と同様の構成を有するが、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２に代えて、信号線路２５２ｄ１－４および２５２ｄ２－４を有する。信号線路２５２ｄ１－４および２５２ｄ２－４は、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と同様の構成を有するが、互いにおける線路幅の関係が、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２と異なる。

【0113】

具体的には、交差領域４００ａ３－６において、長い交差間隔Ｌ２０を有する一方の信号線路２５２ｄ２－４の幅ｗ２１が、短い交差間隔Ｌ１０を有する他方の信号線路２５２ｄ１－４の幅ｗ１１よりも狭い。

【0114】

これにより、交差領域４００ａ３－６では、差動信号を伝搬する２本の信号線路２５２ｄ１－４、２５２ｄ２－４のうち、交差間隔が長い一方の信号線路２５２ｄ２－４が、交差間隔の短い他方の信号線路２５２ｄ１－４よりも、速い信号伝搬速度を持つように構成される。

【0115】

したがって、交差領域４００ａ３－６では、信号線路２５２ｄ１－４および２５２ｄ２－４において、それぞれの交差間隔を伝搬する電気信号間の伝搬時間差、すなわち、伝搬遅延時間ΔＴが、低減または解消される。その結果、交差領域４００ａ３－６では、擾乱変調の相殺効果が向上する。

【0116】

なお、擾乱変調の相殺効果についての有効な向上効果を得るためには、交差領域４００ａ３－６において、信号線路２５２ｄ２－４の幅ｗ２１は、信号線路２５２ｄ１－４の幅ｗ１１の１／２以下（すなわち、ｗ２１≦１／２×ｗ１１）であることが望ましい。

【0117】

［１．７ 第７変形例］
図１６は、図５および図６に示す交差領域４００ａ３の第７の変形例に係る、交差領域４００ａ３－７の構成を示す図である。図１５に示す交差領域４００ａ３－７の構成は、光変調素子１０４において、図５及び図６に示す交差領域４００ａ３の構成に代えて用いることができる。図１６は、図５に相当する交差領域４００ａ３－７の平面図である。図１６において、図５と同じ構成要素については、図５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５についての説明を援用する。なお、図１６に示す交差領域４００ａ３－７の構成において、基板２２０と信号線路２５２との間にバッファ層等の中間層は、あってもよいし無くても良い。

【0118】

交差領域４００ａ３－７は、交差領域４００ａ３と同様の構成を有するが、グランド電極２９０ａ、２９０ｂ、および２９０ｃに代えて、グランド電極２９０ａ－１、２９０ｂ－１、および２９０ｃ－１を有する。以下、グランド電極２９０ａ、２９０ｂ、および２９０ｃを総称してグランド電極２９０ともいい、グランド電極２９０ａ－１、２９０ｂ－１、および２９０ｃ－１を総称してグランド電極２９０－１ともいう。

【0119】

信号線路２５２ｄ１および信号線路２５２ｄ２は、グランド電極２９０－１と共に所定のインピーダンスを有する分布定数線路（例えばコプレーナ線路）を構成している。グランド電極２９０－１は、グランド電極２９０と同様の構成を有するが、信号線路２５２との離間距離が、図５に示すグランド電極２９０のように一定ではなく、交差領域４００ａ３－７における離間距離ｇ２０が、交差領域４００ａ３－７以外の部分における離間距離ｇ１０より広い（すなわち、ｇ２０＞ｇ１０）。

【0120】

信号線路２５２は、グランド電極との間隔を広くすると、その部分における信号伝搬速度が増大する。このため、信号線路２５２ｄ１および２５２ｄ２は、交差領域４００ａ３－７における信号伝搬速度が、交差領域４００ａ３－７以外の部分における信号伝搬速度よりも速くなる。したがって、交差領域４００ａ３－７では、伝搬遅延時間ΔＴが低減されるので、擾乱変調の相殺効果が向上される。

【0121】

なお、信号線路２５２とグランド電極２９０－１との離間距離ｇ１０、ｇ２０は、離間距離の変化に伴う信号線路２５２のインピーダンス変化を抑制するため、基板２２０上に形成され得るバッファ層等の中間層の厚さや、信号線路２５２の幅等を勘案して慎重に設定する必要が有る。本変形例においては、例えば、離間距離ｇ１０は５μｍ、離間距離ｇ２０は７μｍである。

【0122】

［２．第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態に係る光変調器１００が備える光変調素子１０４を用いた光変調モジュール１０００である。図１７は、本実施形態に係る光変調モジュール１０００の構成を示す図である。図１７において、図１に示す第１の実施形態に係る光変調器１００と同一の構成要素については、図１に示す符号と同じ符号を用いて示すものとし、上述した図１についての説明を援用する。

【0123】

光変調モジュール１０００は、図１に示す光変調器１００と同様の構成を有するが、中継基板１０６に代えて、回路基板１００６を備える点が、光変調器１００と異なる。回路基板１００６は、駆動回路１００８を備える。駆動回路１００８は、信号ピン１０８を介して外部から供給される例えば変調信号に基づいて、光変調素子１０４を駆動する高周波電気信号である差動信号を生成し、当該生成した差動信号を光変調素子１０４へ出力する。

【0124】

上記の構成を有する光変調モジュール１０００は、上述した第１の実施形態に係る光変調器１００と同様に、光変調素子１０４を備えるので、光変調器１００と同様に、交差領域４００において発生する擾乱変調を効果的に低減して良好な変調動作を実現することができる。

【0125】

なお、本実施形態では、光変調モジュール１０００は、一例として光変調素子１０４を備えるものとしたが、図７ないし図１６に示す変形例に係る交差領域を有する光変調素子を備えるものとしてもよい。

【0126】

［３．第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態に係る光変調器１００を搭載した光送信装置１１００である。図１８は、本実施形態に係る光送信装置１１００の構成を示す図である。この光送信装置１１００は、光変調器１００と、光変調器１００に光を入射する光源１１０４と、変調器駆動部１１０６と、変調信号生成部１１０８と、を有する。なお、光変調器１００及び変調器駆動部１１０６に代えて、第２の実施形態に係る光変調モジュール１０００を用いることもできる。

【0127】

変調信号生成部１１０８は、光変調器１００に変調動作を行わせるための電気信号を生成する電子回路であり、外部から与えられる送信データに基づき、光変調器１００に当該変調データに従った光変調動作を行わせるための高周波信号である変調信号を生成して、変調器駆動部１１０６へ出力する。

【0128】

変調器駆動部１１０６は、変調信号生成部１１０８から入力される変調信号を増幅して、光変調器１００が備える光変調素子１０４の４つの信号電極２５０を駆動するための４組の高周波電気信号である差動信号を出力する。尚、上述したように、光変調器１００および変調器駆動部１１０６に代えて、例えば変調器駆動部１１０６に相当する回路を含む駆動回路１００８を筐体１０２の内部に備えた、光変調モジュール１０００を用いることもできる。

【0129】

当該４組の差動信号は、光変調器１００の信号ピン１０８に入力されて、光変調素子１０４の４組の信号線路２５２（すなわち、信号線路２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ、および２５２ｄ）を伝搬し、光変調素子１０４を駆動する。これにより、光源１１０４から出力された光は、光変調器１００により、例えばＤＰ－ＱＰＳＫ変調され、変調光となって光送信装置１１００から出力される。

【0130】

特に、光送信装置１１００では、上述した第１の実施形態に係る光変調器１００又は光変調モジュール１０００を用いているので、光変調器１００又は光変調モジュール１０００と同様に、良好な変調特性を実現して良好な光伝送を行うことができる。

【0131】

なお、本発明は上記実施形態の構成およびその代替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。

【0132】

例えば、上述した実施形態およびその変形例においては、中間層２６０、２６０－１、２６０－２、２６０－３、２６０－４を構成する樹脂は、一例として永久レジストであるものとしたが、これらの中間層を構成する樹脂は、永久レジストには限られない。例えば、これらの中間層を構成する樹脂として、永久レジスト以外の熱硬化性又は熱可塑性の樹脂を用いてもよい。

【0133】

また、上述した実施形態およびその変形例においては、中間層２６０、２６０－１、２６０－３の角部は直角に描かれているが（図６、図７、図１１）、それらの上部に形成される信号線路２５２の信号伝送特性（特に、電気信号の放射損失）の観点からは、これらの中間層２６０等の角部は、直角でなく曲線であることが望ましい。このような、曲線の角部を有する中間層は、その素材として永久レジスト等の樹脂を用いる場合には、熱処理等により容易に実現することができる。

【0134】

また、上述した実施形態およびその変形例から明らかなように、差動信号を伝搬する２本の信号線路２５２が交差領域４００において交差領域４００以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有するか、または、交差領域４００において上記２本の信号線路２５２の一方が他方よりも速い信号伝搬速度を有していれば、交差領域４００における擾乱変調の相殺効果を向上することができる。

【0135】

したがって、例えば、図１６に示す第７変形例を修正し、交差領域４００ａ３－７において、信号線路２５２ｄ２の信号伝搬速度が信号線路２５２ｄ１よりも速くなるように構成してもよい。このような構成は、例えば、交差領域４００ａ３－７において、信号線路２５２ｄ１とグランド電極２９０ａ－１および２９０ｂ－１との離間距離が、信号線路２５２ｄ２とグランド電極２９０ｂ－１および２９０ｃ－１との離間距離ｇ２０よりも小さくなるように構成することで実現され得る。

【0136】

また、上述した第１の実施形態およびその変形例に示した交差領域４００ａ３、４００ａ３－１、４００ａ３－２、４００ａ３－３、４００ａ３－５、４００ａ３－６、および４００ａ３－７の構成は、交差領域４００ａ３以外の他の任意の交差領域４００にも適用することができ、かつ、これらの構成が、一つの光変調素子１０４の中に混在していてもよい。

【0137】

また、上述したように、信号線路２５２を伝搬する差動信号は、パルス信号には限られず、２つの信号線路において電気信号の相互の位相情報が変調に影響する任意の波形を有するものであり得る。すなわち、光変調素子１０４は、作動動作が可能な信号電極を有する任意の構成の変調素子であり得る。

【0138】

また、上述した実施形態では、光導波路素子の一例として、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）である基板２２０により形成された光変調素子１０４を示したが、これには限られない、光導波路素子は、任意の材料（ＬＮのほか、ＩｎＰ、Ｓｉなど）の基板で構成される、任意の機能（光変調のほか、光スイッチ、光方向性結合器など）を有する素子であるものとすることができる。そのような素子は、例えば、いわゆるシリコン・フォトニクス導波路デバイスであり得る。

【0139】

［４．上記実施形態によりサポートされる構成］
上記の実施形態および変形例は、以下の構成をサポートする。

【0140】

（構成１）基板上に延在する凸部により構成された光導波路と、前記基板上に形成された、前記光導波路を伝搬する光波を制御する信号電極と、を有する光導波路素子であって、前記光導波路は、湾曲部を有する２本の並行導波路を備えたマッハツェンダ型光導波路を含み、前記信号電極は、前記湾曲部において前記２本の並行導波路とそれぞれ交差する、差動信号を伝送する２本の信号線路からなり、前記２本の信号線路と前記２本の並行導波路とが交差する前記基板上の領域である交差領域において、前記２本の信号線路の少なくとも一方が前記交差領域以外の部分よりも速い信号伝搬速度を有するか、または、前記２本の信号線路の一方が他方よりも速い信号伝搬速度を有する、光導波路素子。
構成１の光導波路素子によれば、凸状光導波路と電気信号を伝搬する電極との複数の交差領域を有する光導波路素子において、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制して、良好な動作特性を実現することができる。
（構成２）前記基板には、前記基板と前記信号線路との間に中間層が設けられており、前記交差領域における前記中間層の厚さは、前記交差領域以外の部分における厚さより大きい、構成１に記載の光導波路素子。
構成２の光導波路素子によれば、中間層の厚さにより信号線路における信号伝搬速度を調整して、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成３）前記交差領域には、前記基板と前記信号線路との間に中間層が設けられており、前記基板上において、前記中間層は、前記交差領域以外の部分には設けられていない、構成１に記載の光導波路素子。
構成３の光導波路素子によれば、基板上にバッファ層等の中間層を設けない場合にも、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成４）前記交差領域における前記中間層の厚さは、前記交差領域以外の部分における厚さの２倍以上大きい、構成２に記載の光導波路素子。
構成４の光導波路素子によれば、交差領域における擾乱変調の発生をより効果的に抑制することができる。
（構成５）前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、前記交差領域における前記中間層は、前記２本の信号線路の前記一方の下部における厚さが、前記他方の下部における厚さより大きい、構成２ないし４のいずれかに記載の光導波路素子。
構成５の光導波路素子によれば、交差間隔が短い方の信号線路に対し、交差間隔が長い方の信号線路の信号伝搬速度を高めて、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成６）前記２本の信号線路は、前記交差領域における厚さが、前記交差領域以外の部分における厚さより大きい、構成１に記載の光導波路素子。
構成６の光導波路素子によれば、信号線路の厚さにより信号伝搬速度を調整して、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成７）前記２本の信号線路は、前記交差領域における厚さが、前記交差領域以外の部分における厚さより２倍以上大きい、構成６に記載の光導波路素子。
構成７の光導波路素子によれば、交差領域における擾乱変調の発生をより効果的に抑制することができる。
（構成８）前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方の厚さは、前記２本の信号線路の他方の厚さより大きい、構成６または７に記載の光導波路素子。
構成８の光導波路素子によれば、交差間隔が短い方の信号線路に対し、交差間隔が長い方の信号線路の信号伝搬速度を高めて、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成９）前記２本の信号線路は、前記交差領域における幅が、前記差動信号の伝搬方向に沿って前記交差領域より上流の部分における幅よりも狭い、構成１に記載の光導波路素子。
構成９の光導波路素子によれば、信号線路の線路幅により信号伝搬速度を調整して、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成１０）前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方は、他方に比べて、前記２本の並行導波路との交差位置の間隔である交差間隔が長く、前記交差領域において、前記２本の信号線路の一方の幅は、前記２本の信号線路の他方の幅よりも狭い、構成１に記載の光導波路素子。
構成１０の光導波路素子によれば、交差間隔が短い方の信号線路に対し、交差間隔が長い方の信号線路の信号伝搬速度を高めて、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成１１）前記基板上にはグランド電極が設けられ、前記交差領域における前記２本の信号電極と前記グランド電極との間隔は、前記交差領域以外の部分における間隔より広い、構成１に記載の光導波路素子。
構成１１の光導波路素子によれば、信号線路とグランド電極との離間距離により信号伝搬速度を調整して、交差領域における擾乱変調の発生を効果的に抑制することができる。
（構成１２）光の変調を行う光変調素子である構成１ないし１１のいずれかに記載の光導波路素子と、前記光導波路素子を収容する筐体と、前記光導波路素子に光を入力する光ファイバと、前記光導波路素子が出力する光を前記筐体の外部へ導く光ファイバと、を備える光変調器。
構成１２の光変調器によれば、擾乱変調の発生を低減して良好な光変調特性を実現することができる。
（構成１３）光の変調を行う光変調素子である構成１ないし１１のいずれかに記載の光導波路素子と、前記光導波路素子を駆動する駆動回路と、を備える光変調モジュール。
構成１３の光変調モジュールによれば、擾乱変調の発生を低減して良好な光変調特性を実現することができる。
（構成１４）
構成１２に記載の光変調器または構成１３に記載の光変調モジュールと、前記光導波路素子に変調動作を行わせるための電気信号を生成する電子回路と、を備える光送信装置。
構成１４の光送信装置によれば、良好な光伝送特性を実現することができる。

【符号の説明】

【0141】

１００、…光変調器、１０２…筐体、１０４…光変調素子、１０６…中継基板、１０８、１１０…信号ピン、１１２…終端器、１１４…入力光ファイバ、１１６…光学ユニット、１１８、１３０、１３４…レンズ、１２０…出力光ファイバ、１２２、１２４…サポート、２２０…基板、２３０…光導波路、２３２…入力導波路、２３４…分岐導波路、２４０、２４０ａ、２４０ｂ…ネスト型マッハツェンダ型光導波路、２４４、２４４ａ、２４４ｂ、２４４ｃ、２４４ｄ…マッハツェンダ型光導波路、２４６、２４６ａ、２４６ａ１、２４６ａ２、２４６ｂ、２４６ｂ１、２４６ｂ２、２４６ｃ、２４６ｃ１、２４６ｃ２、２４６ｄ、２４６ｄ１、２４６ｄ２、９２０ａ、９２０ｂ…並行導波路、２４８ａ、２４８ｂ…出力導波路、２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃ、２５０ｄ…信号電極、２５２、２５２ａ、２５２ａ１、２５２ａ２、２５２ｂ、２５２ｂ１、２５２ｂ２、２５２ｃ、２５２ｃ１、２５２ｃ２、２５２ｄ、２５２ｄ１、２５２ｄ１－１、２５２ｄ１－２、２５２ｄ１－３、２５２ｄ１－４、２５２ｄ２、２５２ｄ２－１、２５２ｄ２－２、２５２ｄ２－３、２５２ｄ２－４、９１０ａ、９１０ｂ…信号線路、２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｃ、２５４ｄ、２５４ｅ、２５４ｆ、２５４ｇ、２５４ｈ、２５８ａ、２５８ｂ、２５８ｃ、２５８ｄ、２５８ｅ、２５８ｆ、２５８ｇ、２５８ｈ…パッド、２７０ａ、２７０ｂ、２７０ｃ…バイアス電極、２９０、２９０ａ、２９０ｂ、２９０ｃ、２９０－１、２９０ａ－１、２９０ｂ－１、２９０ｃ－１…グランド電極、２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８０ｄ…辺、３００、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ…作用部、４００、４００ａ、４００ａ１、４００ａ２、４００ａ３、４００ａ３－１、４００ａ３－２、４００ａ３－３、４００ａ３－４、４００ａ３－５、４００ａ３－６、４００ａ３－７、４００ａ４、４００ａ５、４００ａ６、４００ａ７、４００ｂ、４００ｂ１、４００ｂ２、４００ｂ３、４００ｂ４、４００ｂ５、４００ｂ６、４００ｃ、４００ｃ１、４００ｃ２、４００ｃ３、４００ｃ４、４００ｃ５、４００ｄ、４００ｄ１、４００ｄ２、４００ｄ３、４００ｄ４…交差領域、５００…支持板、２６０、２６０－１、２６０－２、２６０－３、２６０－４…中間層、１０００…光変調モジュール、１００６…回路基板、１００８…駆動回路、１１００…光送信装置、１１０４…光源、１１０６…変調器駆動部、１１０８…変調信号生成部。

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】