特開 2024-179044 光変調器及び光変調器の製造方法

(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】P2024179044

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】光変調器及び光変調器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/017 20060101AFI20241219BHJP

【ＦＩ】

G02F1/017 503

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023097537

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100140453

【弁理士】

【氏名又は名称】戸津 洋介

(72)【発明者】

【氏名】田中 肇

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA17

2K102AA21

2K102BA03

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102DA05

2K102DA08

2K102DA11

2K102DB05

2K102DC08

2K102DD03

2K102EA08

2K102EA17

2K102EA18

(57)【要約】

【課題】マッハツェンダ変調部の各導波路に入力される光の強度を低減できる光変調器及び光変調器の製造方法を提供する。
【解決手段】光変調器は、第１導波路及び第２導波路を有する第１マッハツェンダ変調部と、第３導波路及び第４導波路を有する第２マッハツェンダ変調部と、第１マッハツェンダ変調部及び第２マッハツェンダ変調部に光学的に結合された第３マッハツェンダ変調部と、を備える。第３マッハツェンダ変調部は、第１導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第５導波路と、第２導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第６導波路と、第３導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第７導波路と、第４導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第８導波路と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導波路及び第２導波路を有する第１マッハツェンダ変調部と、
第３導波路及び第４導波路を有する第２マッハツェンダ変調部と、
前記第１マッハツェンダ変調部及び前記第２マッハツェンダ変調部に光学的に結合された第３マッハツェンダ変調部と、
前記第３マッハツェンダ変調部に光学的に結合された光カプラと、
を備え、
前記第３マッハツェンダ変調部は、
前記第１導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第５導波路と、
前記第２導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第６導波路と、
前記第３導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第７導波路と、
前記第４導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第８導波路と、
前記第５導波路及び前記第６導波路に接続された第１電極と、
前記第７導波路及び前記第８導波路に接続された第２電極と、
を備え、
前記光カプラは、前記第５導波路の出力端、前記第６導波路の出力端、前記第７導波路の出力端及び前記第８導波路の出力端に光学的に結合されている、光変調器。

【請求項2】

前記第１導波路の前記出力端と前記第５導波路の前記入力端とを接続する第９導波路を更に備え、
前記第９導波路の上部クラッドは、第１導電型の半導体層を含み、
前記第１導波路及び前記第５導波路のそれぞれの上部クラッドは、第２導電型の半導体層を含む、請求項１に記載の光変調器。

【請求項3】

前記光カプラは、
前記第５導波路の前記出力端及び前記第６導波路の前記出力端に光学的に結合された第１光カプラと、
前記第７導波路の前記出力端及び前記第８導波路の前記出力端に光学的に結合された第２光カプラと、
前記第１光カプラ及び前記第２光カプラに光学的に結合された第３光カプラと、
を備える、請求項１または請求項２に記載の光変調器。

【請求項4】

請求項１または請求項２に記載の光変調器を準備する工程であり、前記光変調器は、前記第１導波路に接続された第３電極と、前記第２導波路に接続された第４電極と、前記第３導波路に接続された第５電極と、前記第４導波路に接続された第６電極と、を更に備える、工程と、
前記第３電極及び前記第４電極に印加する電圧を調整する工程と、
前記第５電極及び前記第６電極に印加する電圧を調整する工程と、
前記第３電極、前記第４電極、前記第５電極、及び前記第６電極に印加する電圧の調整結果に基づいて、前記第１電極及び前記第２電極に印加する電圧を調整する工程と、
前記第１電極及び前記第２電極に印加する電圧の調整結果に基づいて、前記第３電極及び前記第４電極に印加する電圧又は前記第５電極及び前記第６電極に印加する電圧を再調整する工程と、
を含む、光変調器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光変調器及び光変調器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、光変調器を開示する。この光変調器は、第１マッハツェンダ変調部及び第２マッハツェンダ変調部を備える。第１マッハツェンダ変調部は、第１導波路及び第２導波路を備える。第２マッハツェンダ変調部は、第３導波路及び第４導波路を備える。第１導波路及び第２導波路の出力端は、光カプラを介して第５導波路に光学的に結合される。第３導波路及び第４導波路の出力端は、光カプラを介して第６導波路に光学的に結合される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－３３０４２号公報

【特許文献2】米国特許第９０６９２２３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の光変調器では、入力導波路からの光が第１導波路及び第２導波路を伝搬し、各導波路を伝搬した光が光カプラによって合成される。同様に、入力導波路からの光が第３導波路及び第４導波路を伝搬し、各導波路を伝搬した光が光カプラによって合成される。そして、光カプラによって合成された光は、第５導波路及び第６導波路に導かれる。この場合、第５導波路を伝搬する光の強度は、第１導波路を伝搬する光の強度と第２導波路を伝搬する光の強度との合計値になる。第６導波路を伝搬する光の強度は、第３導波路を伝搬する光の強度と第４導波路を伝搬する光の強度との合計値になる。よって、第５導波路及び第６導波路を有するマッハツェンダ変調部を用いる場合、マッハツェンダ変調部の各導波路に入力される光の強度が、第１導波路から第４導波路の各導波路を伝搬する光の強度よりも高くなる。

【0005】

本開示は、マッハツェンダ変調部の各導波路に入力される光の強度を低減できる光変調器及び光変調器の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一側面に係る光変調器は、第１導波路及び第２導波路を有する第１マッハツェンダ変調部と、第３導波路及び第４導波路を有する第２マッハツェンダ変調部と、前記第１マッハツェンダ変調部及び前記第２マッハツェンダ変調部に光学的に結合された第３マッハツェンダ変調部と、前記第３マッハツェンダ変調部に光学的に結合された光カプラと、を備え、前記第３マッハツェンダ変調部は、前記第１導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第５導波路と、前記第２導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第６導波路と、前記第３導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第７導波路と、前記第４導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第８導波路と、前記第５導波路及び前記第６導波路に接続された第１電極と、前記第７導波路及び前記第８導波路に接続された第２電極と、を備え、前記光カプラは、前記第５導波路の出力端、前記第６導波路の出力端、前記第７導波路の出力端及び前記第８導波路の出力端に光学的に結合されている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、マッハツェンダ変調部の各導波路に入力される光の強度を低減できる光変調器及び光変調器の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る光変調器を模式的に示す平面図である。

【図2】図２は、図１のII－II線に沿った断面図である。

【図3】図３は、図１のIII－III線に沿った断面図である。

【図4】図４は、導波路を伝搬する光の強度と当該導波路に接続された電極に印加可能な電圧との関係を示す図である。

【図5】図５は、本実施形態に係る光変調器の製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。

【0010】

（１）一実施形態に係る光変調器は、第１導波路及び第２導波路を有する第１マッハツェンダ変調部と、第３導波路及び第４導波路を有する第２マッハツェンダ変調部と、前記第１マッハツェンダ変調部及び前記第２マッハツェンダ変調部に光学的に結合された第３マッハツェンダ変調部と、前記第３マッハツェンダ変調部に光学的に結合された光カプラと、を備え、前記第３マッハツェンダ変調部は、前記第１導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第５導波路と、前記第２導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第６導波路と、前記第３導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第７導波路と、前記第４導波路の出力端に光学的に結合された入力端を有する第８導波路と、前記第５導波路及び前記第６導波路に接続された第１電極と、前記第７導波路及び前記第８導波路に接続された第２電極と、を備え、前記光カプラは、前記第５導波路の出力端、前記第６導波路の出力端、前記第７導波路の出力端及び前記第８導波路の出力端に光学的に結合されている。

【0011】

本実施形態の光変調器によれば、第３マッハツェンダ変調部の各導波路（第５導波路から第８導波路のそれぞれ）に入力される光の強度を低減できる。

【0012】

（２）上記（１）において、前記光変調器は、前記第１導波路の前記出力端と前記第５導波路の前記入力端とを接続する第９導波路を更に備え、前記第９導波路の上部クラッドは、第１導電型の半導体層を含み、前記第１導波路及び前記第５導波路のそれぞれの上部クラッドは、第２導電型の半導体層を含んでもよい。

【0013】

（３）上記（１）又は（２）において、前記光カプラは、前記第５導波路の前記出力端及び前記第６導波路の前記出力端に光学的に結合された第１光カプラと、前記第７導波路の前記出力端及び前記第８導波路の前記出力端に光学的に結合された第２光カプラと、前記第１光カプラ及び前記第２光カプラに光学的に結合された第３光カプラと、を備えてもよい。

【0014】

（４）本実施形態に係る光変調器の製造方法は、上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の光変調器を準備する工程であり、前記光変調器は、前記第１導波路に接続された第３電極と、前記第２導波路に接続された第４電極と、前記第３導波路に接続された第５電極と、前記第４導波路に接続された第６電極と、を更に備える、工程と、前記第３電極及び前記第４電極に印加する電圧を調整する工程と、前記第５電極及び前記第６電極に印加する電圧を調整する工程と、前記第３電極及び前記第４電極に印加する電圧の調整結果に基づいて、前記第１電極に印加する電圧を調整する工程と、前記第５電極及び前記第６電極に印加する電圧の調整結果に基づいて、前記第２電極に印加する電圧を調整する工程と、前記第１電極に印加する電圧の調整結果に基づいて、前記第３電極及び前記第４電極に印加する電圧を再調整する工程と、前記第２電極に印加する電圧の調整結果に基づいて、前記第５電極及び前記第６電極に印加する電圧を再調整する工程と、を含む。

【0015】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、添付図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一または同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には、互いに交差するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向が必要に応じて示される。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は例えば互いに直交している。

【0016】

図１は、本実施形態に係る光変調器を模式的に示す平面図である。光変調器１は、例えば光通信において光の強度又は光の位相を変調し、変調信号を生成することができる。光変調器１は、入力ポートＰ１と、基板１１と、入力導波路Ｗ１と、導波路Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５，Ｗ６，Ｗ７，Ｗ８と、光フィルタＣ１と、光カプラＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９と、第１光変調部Ｍ１と、第２光変調部Ｍ２と、第１出力導波路Ｗ９ａと、第１出力ポートＰ２と、第２出力導波路Ｗ９ｂと、第２出力ポートＰ３と、を備えてもよい。光変調器１は、光カプラＣ４，Ｃ７，Ｃ８と、第２光変調部Ｍ２と、第２出力導波路Ｗ９ｂと、第２出力ポートＰ３と、を備えていなくてもよい。

【0017】

基板１１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って延在している。基板１１は、Ｚ軸方向から見た場合に、略矩形状を呈してもよい。Ｚ軸方向から見た場合に、Ｘ軸方向における基板１１の第１端１１ａには、入力ポートＰ１が設けられている。入力ポートＰ１は、Ｙ軸方向において基板１１の第１端１１ａの中央に位置している。

【0018】

基板１１上には、入力導波路Ｗ１が設けられている。入力導波路Ｗ１の入力端は、入力ポートＰ１に接続されている。例えば、入力導波路Ｗ１の入力端が入力ポートＰ１である。入力導波路Ｗ１の出力端は、光フィルタＣ１の入力端に光学的に結合されている。光フィルタＣ１の出力端は、導波路Ｗ２の入力端に光学的に結合されている。光フィルタＣ１は、例えば１入力１出力のカプラである。導波路Ｗ２の出力端は、光カプラＣ２の入力端に光学的に結合されている。光カプラＣ２の出力端は、導波路Ｗ３の入力端及び導波路Ｗ４の入力端に光学的に結合されている。光カプラＣ２は、例えば１入力２出力のＭＭＩ（Ｍｕｌｔｉ－Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）カプラである。

【0019】

導波路Ｗ３の出力端は、光カプラＣ３の入力端に光学的に結合されている。光カプラＣ３の２つの出力端は、導波路Ｗ５の入力端及び導波路Ｗ６の入力端にそれぞれ光学的に結合されている。導波路Ｗ４の出力端は、光カプラＣ４の入力端に光学的に結合されている。光カプラＣ４の２つの出力端は、導波路Ｗ７の入力端及び導波路Ｗ８の入力端にそれぞれ光学的に結合されている。光カプラＣ３及び光カプラＣ４は、例えば１入力２出力のＭＭＩカプラである。

【0020】

導波路Ｗ５の出力端は、光カプラＣ５の入力端に光学的に結合されている。導波路Ｗ６の出力端は、光カプラＣ６の入力端に光学的に結合されている。導波路Ｗ７の出力端は、光カプラＣ７の入力端に光学的に結合されている。導波路Ｗ８の出力端は、光カプラＣ８の入力端に光学的に結合されている。

【0021】

第１光変調部Ｍ１及び第２光変調部Ｍ２は、基板１１上に設けられている。第１光変調部Ｍ１及び第２光変調部Ｍ２は、Ｙ軸方向において入力導波路Ｗ１を挟むように配置されている。第１光変調部Ｍ１及び第２光変調部Ｍ２は、例えばＩＱ光変調素子である。第１光変調部Ｍ１及び第２光変調部Ｍ２のそれぞれは、第１マッハツェンダ変調部ＭＺ１と、第２マッハツェンダ変調部ＭＺ２と、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３と、を有している。

【0022】

第１マッハツェンダ変調部ＭＺ１は、導波路Ｗ１０（第１導波路）と、導波路Ｗ１１（第２導波路）と、電極Ｅ１ａ（第３電極）と、電極Ｅ２ａ（第４電極）と、を有している。導波路Ｗ１０及び導波路Ｗ１１は、それぞれ、第１マッハツェンダ変調部ＭＺ１の第１アーム導波路及び第２アーム導波路である。導波路Ｗ１０及び導波路Ｗ１１は、基板１１上に設けられ、Ｚ軸方向に高さを有している。導波路Ｗ１０の入力端及び導波路Ｗ１１の入力端は、光カプラＣ５の２つの出力端にそれぞれ光学的に結合されている。光カプラＣ５は、例えば１入力２出力のＭＭＩカプラである。

【0023】

電極Ｅ１ａは、導波路Ｗ１０に接続されている。電極Ｅ１ａは、導波路Ｗ１０上に設けられている。電極Ｅ１ａは、導波路Ｗ１０に電圧を印可する。電極Ｅ１ａは、配線Ｅ１ｂを介して電極パッドＥ１ｃに電気的に接続されている。電極パッドＥ１ｃには、電源（不図示）から電圧が印可される。

【0024】

電極Ｅ２ａは、導波路Ｗ１１に接続されている。電極Ｅ２ａは、導波路Ｗ１１上に設けられている。電極Ｅ２ａは、導波路Ｗ１１に電圧を印可する。電極Ｅ２ａは、配線Ｅ２ｂを介して電極パッドＥ２ｃに電気的に接続されている。電極パッドＥ２ｃには、電源（不図示）から電圧が印可される。

【0025】

第２マッハツェンダ変調部ＭＺ２は、導波路Ｗ１２（第３導波路）と、導波路Ｗ１３（第４導波路）と、電極Ｅ３ａ（第５電極）と、電極Ｅ４ａ（第６電極）と、を有している。導波路Ｗ１２及び導波路Ｗ１３は、それぞれ、第２マッハツェンダ変調部ＭＺ２の第１アーム導波路及び第２アーム導波路である。導波路Ｗ１２及び導波路Ｗ１３は、基板１１上に設けられ、Ｚ軸方向に高さを有している。導波路Ｗ１２の入力端及び導波路Ｗ１３の入力端は、光カプラＣ６の２つの出力端にそれぞれ光学的に結合されている。光カプラＣ６は、例えば１入力２出力のＭＭＩカプラである。

【0026】

電極Ｅ３ａは、導波路Ｗ１２に接続されている。電極Ｅ３ａは、導波路Ｗ１２上に設けられている。電極Ｅ３ａは、導波路Ｗ１２に電圧を印可する。電極Ｅ３ａは、配線Ｅ３ｂを介して電極パッドＥ３ｃに電気的に接続されている。電極パッドＥ３ｃには、電源（不図示）から電圧が印可される。

【0027】

電極Ｅ４ａは、導波路Ｗ１３に接続されている。電極Ｅ４ａは、導波路Ｗ１３上に設けられている。電極Ｅ４ａは、導波路Ｗ１３に電圧を印可する。電極Ｅ４ａは、配線Ｅ４ｂを介して電極パッドＥ４ｃに電気的に接続されている。電極パッドＥ４ｃには、電源（不図示）から電圧が印可される。

【0028】

第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３は、導波路Ｗ１４（第５導波路）と、導波路Ｗ１５（第６導波路）と、導波路Ｗ１６（第７導波路）と、導波路Ｗ１７（第８導波路）と、電極Ｅ５ａ（第１電極）と、電極Ｅ６ａ（第２電極）と、を有している。導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５は、互いに離間して延在する。導波路Ｗ１６及び導波路Ｗ１７は、互いに離間して延在する。導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５は、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３の第１アーム導波路として機能する。導波路Ｗ１６及び導波路Ｗ１７は、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３の第２アーム導波路として機能する。導波路Ｗ１４、導波路Ｗ１５、導波路Ｗ１６、及び導波路Ｗ１７は、基板１１上に設けられ、Ｚ軸方向に高さを有している。

【0029】

導波路Ｗ１４の入力端は、導波路Ｗ１０の出力端に光学的に結合されている。導波路Ｗ１５の入力端は、導波路Ｗ１１の出力端に光学的に結合されている。

【0030】

導波路Ｗ１６の入力端は、導波路Ｗ１２の出力端に光学的に結合されている。導波路Ｗ１７の入力端は、導波路Ｗ１３の出力端に光学的に結合されている。

【0031】

電極Ｅ５ａは、導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５に接続されている。電極Ｅ５ａは、導波路Ｗ１４上に設けられた第１部分Ｅ５ａ１と、導波路Ｗ１５上に設けられた第２部分Ｅ５ａ２と、第１部分と第２部分とを接続する第３部分Ｅ５ａ３とを備える。電極Ｅ５ａは、導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５に電圧を印可する。電極Ｅ５ａは、配線Ｅ５ｂを介して電極パッドＥ５ｃに電気的に接続されている。電極パッドＥ５ｃには、電源（不図示）から電圧が印可される。

【0032】

電極Ｅ６ａは、導波路Ｗ１６及び導波路Ｗ１７に接続されている。電極Ｅ６ａは、導波路Ｗ１６上に設けられた第１部分Ｅ６ａ１と、導波路Ｗ１７上に設けられた第２部分Ｅ６ａ２と、第１部分と第２部分とを接続する第３部分（不図示）とを備える。電極Ｅ６ａは、導波路Ｗ１６及び導波路Ｗ１７に電圧を印可する。電極Ｅ６ａは、配線Ｅ６ｂを介して電極パッドＥ６ｃに電気的に接続されている。電極パッドＥ６ｃには、電源（不図示）から電圧が印可される。

【0033】

図２を参照しつつ、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７の構成について、更に詳細に説明する。図２は、図１のII－II線に沿った断面図である。図２には、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７の断面が示されている。

【0034】

図２に示されるように、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７のそれぞれは、基板１１上に設けられたｎ型（第１導電型）の第１半導体層１２と、第１半導体層１２上に設けられたコア層１３と、コア層１３上に設けられたｐ型（第２導電型）の第２半導体層１４と、第２半導体層１４上に設けられた第３半導体層１５と、を備えている。

【0035】

本実施形態では、第４半導体層１６，１７が、基板１１の主面１１ｃ上において、Ｙ軸方向において互いに離間して設けられている。第４半導体層１６は、主面１１ｃと、導波路Ｗ１４の第１半導体層１２及び導波路Ｗ１５の第１半導体層１２との間に設けられている。第４半導体層１７は、主面１１ｃと、導波路Ｗ１６の第１半導体層１２及び導波路Ｗ１７の第１半導体層１２との間に設けられている。第４半導体層１６，１７、第１半導体層１２、コア層１３、第２半導体層１４、及び第３半導体層１５は、基板１１の主面１１ｃ上に、この順で設けられる。

【0036】

第１半導体層１２は、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７それぞれの下部クラッドを構成する。第２半導体層１４は、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７それぞれの上部クラッドを構成する。第３半導体層１５は、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７それぞれの上部コンタクトを構成する。第４半導体層１６，１７は、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７それぞれの下部コンタクトを構成する。導波路Ｗ１４のコア層１３、導波路Ｗ１５のコア層１３、導波路Ｗ１６のコア層１３、及び導波路Ｗ１７のコア層１３は、Ｙ軸方向において互いに離間して配置されている。

【0037】

基板１１は、例えば半絶縁性半導体基板である。基板１１は、絶縁性ドーパントがドープされたＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。基板１１は、例えば鉄（Ｆｅ）がドープされたインジウムリン（ＩｎＰ）を含む。

【0038】

第１半導体層１２は、ｎ型ドーパントがドープされたＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。第１半導体層１２は、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされたＩｎＰを含む。第２半導体層１４は、ｐ型ドーパントがドープされたＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。第２半導体層１４は、例えば亜鉛（Ｚｎ）がドープされたインジウムガリウムヒ素（ＩｎＧａＡｓ）又はＩｎＰを含む。第３半導体層１５は、ｐ型ドーパントがドープされたＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。第３半導体層１５は、第２半導体層１４のｐ型ドーパント濃度よりも高いｐ型ドーパント濃度を有する。第３半導体層１５は、第２半導体層１４の半導体材料とは異なる半導体材料を含んでもよい。第３半導体層１５は、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされたＩｎＧａＡｓ又はＩｎＰを含む。第４半導体層１６，１７は、ｎ型ドーパントがドープされたされたＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。第４半導体層１６，１７は、第１半導体層１２のｎ型ドーパント濃度よりも高いｎ型ドーパント濃度を有する。第４半導体層１６，１７は、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされたＩｎＰを含む。

【0039】

コア層１３は、ｉ型の半導体層、すなわちアンドープ半導体層である。コア層１３は、多重量子井戸構造を有してもよい。コア層１３は、例えばアルミニウムガリウムインジウムヒ素（ＡｌＧａＩｎＡｓ）系のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。

【0040】

基板１１の主面１１ｃ上には、樹脂層１８，１９及び絶縁膜２０，２１が更に設けられている。樹脂層１８は、主面１１ｃ上に設けられている。樹脂層１８は、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７及び第４半導体層１６，１７を埋め込むように設けられている。すなわち、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７及び第４半導体層１６，１７は、樹脂層１８に覆われている。絶縁膜２０は、樹脂層１８上に設けられている。樹脂層１９は、絶縁膜２０上に設けられている。樹脂層１９は、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａを埋め込むように設けられている。すなわち、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａは、樹脂層１９に覆われている。絶縁膜２１は、樹脂層１９上に設けられている。

【0041】

樹脂層１８，１９は、例えばベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）を含む。絶縁膜２０，２１は、例えば無機材料を含む保護膜である。絶縁膜２０，２１は、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）を含む保護膜である。あるいは、絶縁膜２０，２１は、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）を含む保護膜であってもよい。

【0042】

導波路Ｗ１４の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ５ａが接続されている。同様に、導波路Ｗ１５の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ５ａが接続されている。電極Ｅ５ａは、対応する各第３半導体層１５にオーミック接触している。電極Ｅ５ａは、例えば白金（Ｐｔ）層、チタン層（Ｔｉ）層、及び金（Ａｕ）層を含んでいる。

【0043】

上述したように、配線Ｅ５ｂは、電極Ｅ５ａに接続されている。具体的には、図２に示されるように、配線Ｅ５ｂは、樹脂層１９及び絶縁膜２１を貫通して、電極Ｅ５ａに接続されている。配線Ｅ５ｂは、例えばチタンタングステン（ＴｉＷ）層、Ｐｔ層、及びＡｕ層を含んでいる。

【0044】

導波路Ｗ１４，Ｗ１５から離間した位置であって、第４半導体層１６上には、グランド電極（不図示）が設けられている。上記グランド電極は、例えばＡｕ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びニッケル（Ｎｉ）の合金層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、及びＡｕ層を含む。上記グランド電極は、第４半導体層１６に電気的に接続されている。

【0045】

導波路Ｗ１６の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ６ａが接続されている。同様に、導波路Ｗ１７の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ６ａが接続されている。電極Ｅ６ａは、対応する各第３半導体層１５にオーミック接触している。電極Ｅ６ａは、例えば白金（Ｐｔ）層、チタン層（Ｔｉ）層、及び金（Ａｕ）層を含んでいる。

【0046】

上述したように、配線Ｅ６ｂは、電極Ｅ６ａに接続されている。図示は省略するが、配線Ｅ６ｂは、配線Ｅ５ｂと同様に、樹脂層１９及び絶縁膜２１を貫通して、電極Ｅ６ａに接続されている。配線Ｅ６ｂは、例えばチタンタングステン（ＴｉＷ）層、Ｐｔ層、及びＡｕ層を含んでいる。

【0047】

導波路Ｗ１６，Ｗ１７から離間した位置であって、第４半導体層１７上には、グランド電極Ｅ７が設けられている。グランド電極Ｅ７は、例えばＡｕ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びニッケル（Ｎｉ）の合金層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、及びＡｕ層を含む。グランド電極Ｅ７は、第４半導体層１７に電気的に接続されている。

【0048】

第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３では、電極Ｅ５ａとグランド電極との間及び電極Ｅ６ａとグランド電極Ｅ７との間に、電圧が印可される。電極Ｅ５ａとグランド電極との間及び電極Ｅ６ａとグランド電極Ｅ７との間には、例えば直流の逆バイアス電圧及び交流電圧が重畳して印可される。これによって、電極Ｅ５ａとグランド電極との間及び電極Ｅ６ａとグランド電極Ｅ７との間には、電気信号が流れる。当該電気信号によって、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７の屈折率が変化する。この結果、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７を伝搬する光の位相が変調される。

【0049】

本実施形態において、導波路Ｗ１０及び導波路Ｗ１１は、導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５とそれぞれ同じ構造を有している。すなわち、導波路Ｗ１０及び導波路Ｗ１１のそれぞれは、基板１１上に設けられたｎ型の第１半導体層１２と、第１半導体層１２上に設けられたコア層１３と、コア層１３上に設けられたｐ型の第２半導体層１４と、第２半導体層１４上に設けられた第３半導体層１５と、を備えている。

【0050】

本実施形態において、導波路Ｗ１２及び導波路Ｗ１３は、導波路Ｗ１６及び導波路Ｗ１７とそれぞれ同じ構造を有している。すなわち、導波路Ｗ１２及び導波路Ｗ１３のそれぞれは、基板１１上に設けられたｎ型の第１半導体層１２と、第１半導体層１２上に設けられたコア層１３と、コア層１３上に設けられたｐ型の第２半導体層１４と、第２半導体層１４上に設けられた第３半導体層１５と、を備えている。

【0051】

図示は省略するが、導波路Ｗ１０の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ１ａが接続されている。電極Ｅ１ａは、導波路Ｗ１０の第３半導体層１５にオーミック接触している。同様に、導波路Ｗ１１の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ２ａが接続されている。電極Ｅ２ａは、導波路Ｗ１１の第３半導体層１５にオーミック接触している。電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａは、例えば白金（Ｐｔ）層、チタン層（Ｔｉ）層、及び金（Ａｕ）層を含んでいる。

【0052】

導波路Ｗ１０，Ｗ１１のそれぞれから離間した位置であって、第４半導体層１６上には、不図示の電極が設けられている。上記電極は、例えばＡｕ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びニッケル（Ｎｉ）の合金層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、及びＡｕ層を含む。上記電極は、第４半導体層１６に電気的に接続されている。

【0053】

第１マッハツェンダ変調部ＭＺ１では、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａと不図示の電極との間に、電圧が印可される。電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａと不図示の電極との間には、例えば直流の逆バイアス電圧及び交流電圧が重畳して印可される。これによって、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａと不図示の電極との間には、電気信号が流れる。当該電気信号によって、導波路Ｗ１０，Ｗ１１の屈折率が変化する。この結果、導波路Ｗ１０，Ｗ１１を伝搬する光の位相が変調される。

【0054】

図示は省略するが、導波路Ｗ１２の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ３ａが接続されている。電極Ｅ３ａは、導波路Ｗ１２の第３半導体層１５にオーミック接触している。同様に、導波路Ｗ１３の第３半導体層１５及び第２半導体層１４には、電極Ｅ４ａが接続されている。電極Ｅ４ａは、導波路Ｗ１３の第３半導体層１５にオーミック接触している。電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａは、例えば白金（Ｐｔ）層、チタン層（Ｔｉ）層、及び金（Ａｕ）層を含んでいる。

【0055】

導波路Ｗ１２，Ｗ１３のそれぞれから離間した位置であって、第４半導体層１７上には、不図示の電極が設けられている。上記電極は、例えばＡｕ、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びニッケル（Ｎｉ）の合金層、Ｔｉ層、Ｐｔ層、及びＡｕ層を含む。上記電極は、第４半導体層１７に電気的に接続されている。

【0056】

第２マッハツェンダ変調部ＭＺ２では、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａと不図示の電極との間に、電圧が印可される。電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａと不図示の電極との間には、例えば直流の逆バイアス電圧及び交流電圧が重畳して印可される。これによって、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａと不図示の電極との間には、電気信号が流れる。当該電気信号によって、導波路Ｗ１２，Ｗ１３の屈折率が変化する。この結果、導波路Ｗ１２，Ｗ１３を伝搬する光の位相が変調される。

【0057】

再び図１を参照する。本実施形態では、光カプラＣ９は、光カプラＣ９ａ（第１光カプラ）と、光カプラＣ９ｂ（第２光カプラ）と、光カプラＣ９ｃ（第３光カプラ）と、を備えている。光カプラＣ９ａ，Ｃ９ｂ，Ｃ９ｃは、Ｘ軸方向において、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３よりも基板１１の第１端１１ａの近くに配置されている。

【0058】

光カプラＣ９ａは、導波路Ｗ１４の出力端及び導波路Ｗ１５の出力端に光学的に結合されている。具体的には、光カプラＣ９ａの２つの入力端には、導波路Ｗ１４の出力端及び導波路Ｗ１５の出力端がそれぞれ光学的に結合されている。

【0059】

光カプラＣ９ｂは、導波路Ｗ１６の出力端及び導波路Ｗ１７の出力端に光学的に結合されている。具体的には、光カプラＣ９ｂの２つの入力端には、導波路Ｗ１６の出力端及び導波路Ｗ１７の出力端がそれぞれ光学的に結合されている。

【0060】

光カプラＣ９ａの出力端及び光カプラＣ９ｂの出力端は、光カプラＣ９ｃの２つの入力端にそれぞれ光学的に結合されている。すなわち、光カプラＣ９ｃは、光カプラＣ９ａ及び光カプラＣ９ｂに光学的に結合されている。光カプラＣ９ａ及び光カプラＣ９ｂは、例えば２入力１出力のＭＭＩカプラである。

【0061】

本実施形態では、第１光変調部Ｍ１において、光カプラＣ９ｃの２つの出力端に２つの第１出力導波路Ｗ９ａがそれぞれ光学的に結合されている。第２光変調部Ｍ２において、光カプラＣ９ｃの２つの出力端に２つの第２出力導波路Ｗ９ｂがそれぞれ光学的に結合されている。光カプラＣ９ｃは、例えば２入力２出力のＭＭＩカプラである。２つの第１出力導波路Ｗ９ａは、２つの第１出力ポートＰ２にそれぞれ接続されている。例えば、第１出力導波路Ｗ９ａの出力端のそれぞれが、第１出力ポートＰ２である。２つの第２出力導波路Ｗ９ｂは、２つの第２出力ポートＰ３にそれぞれ接続されている。例えば、第２出力導波路Ｗ９ｂの出力端のそれぞれが、第２出力ポートＰ３である。

【0062】

第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３は、Ｘ軸方向における基板１１の第１端１１ａに設けられている。第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３は、入力ポートＰ１をＹ軸方向において挟むように設けられている。

【0063】

続いて、図３を参照しつつ、本実施形態における導波路Ｗ１０，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３と対応する導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７との接続の態様について、更に詳細に説明する。

【0064】

本実施形態では、第１光変調部Ｍ１及び第２光変調部Ｍ２は、導波路Ｗ１０，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３と対応する導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７とを接続する導波路Ｗ１８（第９導波路），Ｗ１９，Ｗ２０，Ｗ２１を更に有している。図３は、図２のIII－III線に沿った断面図である。図３には、導波路Ｗ１０，Ｗ１４，Ｗ１８の断面が示されている。図３において、導波路Ｗ１０，Ｗ１４，Ｗ１８上の構成（電極等）は省略されている。導波路Ｗ１８、導波路Ｗ１９、導波路Ｗ２０、及び導波路Ｗ２１は、基板１１上に設けられ、Ｚ軸方向に高さを有している。

【0065】

導波路Ｗ１８は、導波路Ｗ１０の出力端と導波路Ｗ１４の入力端とを接続する。具体的には、導波路Ｗ１８の入力端に導波路Ｗ１０の出力端が接続され、導波路Ｗ１８の出力端に導波路Ｗ１４の入力端が接続される。これによって、導波路Ｗ１０の出力端が、導波路Ｗ１４の入力端に光学的に結合される。導波路Ｗ１０の出力端は、導波路Ｗ１８を介して、導波路Ｗ１４の入力端に光学的に結合される。すなわち、導波路Ｗ１０の出力端と導波路Ｗ１４の入力端とは、光カプラを介さずに、光学的に結合されている。導波路Ｗ１８の長さは、１０μｍ以上であってもよいし、２０００μｍ以下であってもよい。本実施形態では、導波路Ｗ１８の長さは、Ｘ軸方向における長さによって規定される。

【0066】

図３に示されるように、導波路Ｗ１８は、第４半導体層１６上に設けられたｎ型の第６半導体層２２と、第６半導体層２２上に設けられたコア層２３と、コア層２３上に設けられたｎ型の第７半導体層２４と、を備えている。導波路Ｗ１８には電極が接続されていない。

【0067】

第６半導体層２２は、導波路Ｗ１８の下部クラッドを構成する。第７半導体層２４は、導波路Ｗ１８の上部クラッドを構成する。第６半導体層２２及び第７半導体層２４は、ｎ型ドーパントがドープされたＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。第６半導体層２２及び第７半導体層２４は、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされたＩｎＰを含む。

【0068】

上述したように、第７半導体層２４はｎ型の半導体層であり、第３半導体層１５はｐ型の半導体層である。すなわち、導波路Ｗ１０の上部クラッド及び導波路Ｗ１４の上部クラッドと、導波路Ｗ１８の上部クラッドとは、互いに異なる導電型の半導体層によって構成されている。

【0069】

コア層２３は、ｉ型の半導体層、すなわちアンドープ半導体層である。コア層２３は、多重量子井戸構造を有してもよい。コア層２３は、例えばアルミニウムガリウムインジウムヒ素（ＡｌＧａＩｎＡｓ）系のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む。

【0070】

導波路Ｗ１９は、導波路Ｗ１１の出力端と導波路Ｗ１５の入力端とを接続する。具体的には、導波路Ｗ１９の入力端に導波路Ｗ１１の出力端が接続され、導波路Ｗ１９の出力端に導波路Ｗ１５の入力端が接続される。これによって、導波路Ｗ１１の出力端が、導波路Ｗ１５の入力端に光学的に結合される。導波路Ｗ１１の出力端は、導波路Ｗ１９を介して、導波路Ｗ１５の入力端に光学的に結合される。すなわち、導波路Ｗ１１の出力端と導波路Ｗ１５の入力端とは、光カプラを介さずに、光学的に結合されている。導波路Ｗ１９の長さは、導波路Ｗ１８の長さと同じであってもよい。本実施形態では、導波路Ｗ１９の長さは、Ｘ軸方向における長さによって規定される。

【0071】

導波路Ｗ２０は、導波路Ｗ１２の出力端と導波路Ｗ１６の入力端とを接続する。具体的には、導波路Ｗ２０の入力端に導波路Ｗ１２の出力端が接続され、導波路Ｗ２０の出力端に導波路Ｗ１６の入力端が接続される。これによって、導波路Ｗ１２の出力端が、導波路Ｗ１６の入力端に光学的に結合される。導波路Ｗ１２の出力端は、導波路Ｗ２０を介して、導波路Ｗ１６の入力端に光学的に結合される。すなわち、導波路Ｗ１２の出力端と導波路Ｗ１６の入力端とは、光カプラを介さずに、光学的に結合されている。導波路Ｗ２０の長さは、導波路Ｗ１８の長さと同じであってもよい。本実施形態では、導波路Ｗ２０の長さは、Ｘ軸方向における長さによって規定される。

【0072】

導波路Ｗ２１は、導波路Ｗ１３の出力端と導波路Ｗ１７の入力端とを接続する。具体的には、導波路Ｗ２１の入力端に導波路Ｗ１３の出力端が接続され、導波路Ｗ２１の出力端に導波路Ｗ１７の入力端が接続される。これによって、導波路Ｗ１３の出力端が、導波路Ｗ１７の入力端に光学的に結合される。導波路Ｗ１３の出力端は、導波路Ｗ２１を介して、導波路Ｗ１７の入力端に光学的に結合される。すなわち、導波路Ｗ１３の出力端と導波路Ｗ１７の入力端とは、光カプラを介さずに、光学的に結合されている。導波路Ｗ２１の長さは、導波路Ｗ１８の長さと同じであってもよい。本実施形態では、導波路Ｗ２１の長さは、Ｘ軸方向における長さによって規定される。

【0073】

本実施形態では、導波路Ｗ１９、導波路Ｗ２０、及び導波路Ｗ２１は、導波路Ｗ１８と同じ構造を有している。すなわち、導波路Ｗ１９は、第４半導体層１６上に設けられたｎ型の第６半導体層２２と、第６半導体層２２上に設けられたコア層２３と、コア層２３上に設けられたｎ型の第７半導体層２４と、を備えている。導波路Ｗ２０及び導波路Ｗ２１のそれぞれは、第４半導体層１７上に設けられたｎ型の第６半導体層２２と、第６半導体層２２上に設けられたコア層２３と、コア層２３上に設けられたｎ型の第７半導体層２４と、を備えている。

【0074】

したがって、導波路Ｗ１１の上部クラッド及び導波路Ｗ１５の上部クラッドと、導波路Ｗ１９の上部クラッドとは、互いに異なる導電型の半導体層によって構成されている。導波路Ｗ１２の上部クラッド及び導波路Ｗ１６の上部クラッドと、導波路Ｗ２０の上部クラッドとは、互いに異なる導電型の半導体層によって構成されている。導波路Ｗ１３の上部クラッド及び導波路Ｗ１７の上部クラッドと、導波路Ｗ２１の上部クラッドとは、互いに異なる導電型の半導体層によって構成されている。

【0075】

本実施形態の光変調器１では、導波路Ｗ１４は、導波路Ｗ１０の出力端に光学的に結合された入力端を有する。導波路Ｗ１５は、導波路Ｗ１１の出力端に光学的に結合された入力端を有する。導波路Ｗ１６は、導波路Ｗ１２の出力端に光学的に結合された入力端を有する。導波路Ｗ１７は、導波路Ｗ１３の出力端に光学的に結合された入力端を有する。すなわち、導波路Ｗ１０及び導波路Ｗ１４が１対１の関係で互いに光学的に結合されている。導波路Ｗ１１及び導波路Ｗ１５が１対１の関係で互いに光学的に結合されている。導波路Ｗ１２及び導波路Ｗ１６が１対１の関係で互いに光学的に結合されている。導波路Ｗ１３及び導波路Ｗ１７が１対１の関係で互いに光学的に結合されている。よって、導波路Ｗ１０，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３の各導波路を伝搬する光の強度と、導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７の各導波路を伝搬する光の強度を同程度にできる。この結果、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３の各導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７に入力される光の強度を低減できる。

【0076】

導波路に印加可能な電圧の大きさは、当該導波路を伝搬する光の強度に依存する。具体的には、導波路を伝搬する光の強度が小さくなると、当該導波路に接続された電極に印加可能な電圧は大きくなる。ここで、導波路を伝搬する光の強度と当該導波路に接続された電極に印加可能な電圧との関係について、図４を参照して、更に詳細に説明する。図４は、導波路を伝搬する光の強度と当該導波路に接続された電極に印加可能な電圧との関係を示す図である。縦軸は、光の強度（ｄＢｍ）である。横軸は、電圧（Ｖ）である。

【0077】

図４において、グラフＧ１は、波長１５３０ｎｍの光の強度と、当該強度において光が導波路を伝搬した際に当該導波路に接続された電極に印加可能な最大電圧との関係を示している。

【0078】

グラフＧ１に示されるように、光の強度が低くなると、電極に印加可能な最大電圧は大きくなる。例えば、光の強度が３ｄＢｍ低くなると、電極に印加可能な最大電圧は約１Ｖ大きくなる。したがって、導波路を伝搬する光の強度を低減することができれば、当該導波路に接続された電極に印加する電圧を大きくすることができるので、変調可能な位相範囲を拡げることができる。

【0079】

光変調器１では、上述したように、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３の各導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７に入力される光の強度を低減できる。したがって、光変調器１では、第３マッハツェンダ変調部が２本のアーム導波路を有する光変調器と比較して、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３において、変調可能な位相を拡げることができる。あるいは、光変調器１では、変調可能な位相範囲を上記光変調器と同等に維持したまま、入力導波路Ｗ１に入射させる光の強度を高くすることができる。この結果、光変調器１では、出射光の強度を高くすることができる。

【0080】

続いて、図５を参照して、本実施形態に係る光変調器の製造方法について説明する。図５は、本実施形態に係る光変調器の製造方法を示すフローチャートである。光変調器１は、以下のようにして製造され得る。

【0081】

まず、光変調器１を準備する（工程Ｓ１）。光変調器１に含まれる各導波路は、フォトリソグラフィー及びエッチングにより半導体積層体を加工することによって形成され得る。光変調器１に含まれる各電極は、リフトオフにより形成され得る。

【0082】

次に、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧を調整する（工程Ｓ２）。工程Ｓ２では、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最大となるように、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧を調整する。

【0083】

本製造方法では、例えば以下のようにして、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧を調整する。まず、電極Ｅ１ａに印加する電圧を調整する。この際、電極Ｅ２ａに印加する電圧は固定される。電極Ｅ２ａに印加する電圧は、例えば０Ｖに固定される。次に、予め定められた範囲内において電極Ｅ１ａに印加する電圧の値を変化させながら、出力光の強度を測定する。上記範囲は、例えば－１５Ｖ以上０Ｖ以下に設定される。次に、測定された出力光の強度のうち最大の強度に対応する電圧値を記録する。

【0084】

続いて、電極Ｅ１ａに印加する電圧を調整した方法と同様に、電極Ｅ２ａに印加する電圧を調整する。そして、電極Ｅ１ａにおいて記録された電圧値の絶対値と電極Ｅ２ａにおいて記録された電圧値の絶対値とを比較する。絶対値が小さい電圧値が、対応する電極に印加する電圧として設定され、他方の電極に印加する電圧が０Ｖに設定される。例えば、電極Ｅ１ａにおいて記録された電圧値の絶対値が電極Ｅ２ａにおいて記録された電圧値の絶対値よりも小さい場合には、電極Ｅ１ａに印加する電圧が当該記録された電圧値に設定され、電極Ｅ２ａに印加する電圧が０Ｖに設定される。

【0085】

なお、工程Ｓ２では、電極Ｅ３ａ、電極Ｅ４ａ、及び電極Ｅ６ａに印加する電圧は、消光電圧に固定され、電極Ｅ５ａに印加する電圧は固定される。消光電圧は、例えば－１８Ｖに設定される。電極Ｅ５ａに印加する電圧は、例えば０Ｖに固定される。

【0086】

次に、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を調整する（工程Ｓ３）。工程Ｓ３では、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最大となるように、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を調整する。本製造方法では、例えば電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧を調整した工程Ｓ２と同様に、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を調整する。

【0087】

次に、電極Ｅ１ａ、電極Ｅ２ａ、電極Ｅ３ａ、及び電極Ｅ４ａに印加する電圧の調整結果（工程Ｓ２及び工程Ｓ３の結果）に基づいて、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧を調整する（工程Ｓ４）。工程Ｓ４では、電極Ｅ１ａ、電極Ｅ２ａ、電極Ｅ３ａ、及び電極Ｅ４ａに印加する電圧の調整結果に基づいて、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最大となるように、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧を調整する。

【0088】

本製造方法では、例えば以下のようにして、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧を調整する。まず、電極Ｅ５ａに印加する電圧を調整する。この際、電極Ｅ６ａに印加する電圧は固定される。電極Ｅ６ａに印加する電圧は、例えば０Ｖに固定される。次に、予め定められた範囲内において電極Ｅ５ａに印加する電圧の値を変化させながら、出力光の強度を測定する。上記範囲は、例えば－１５Ｖ以上０Ｖ以下に設定される。次に、測定された出力光の強度のうち最大の強度に対応する電圧値を記録する。

【0089】

続いて、電極Ｅ５ａに印加する電圧を調整した方法と同様に、電極Ｅ６ａに印加する電圧を調整する。そして、電極Ｅ５ａにおいて記録された電圧値の絶対値と電極Ｅ６ａにおいて記録された電圧値の絶対値とを比較する。絶対値が小さい電圧値が、対応する電極に印加する電圧として設定され、他方の電極に印加する電圧が０Ｖに設定される。例えば、電極Ｅ５ａにおいて記録された電圧値の絶対値が電極Ｅ６ａにおいて記録された電圧値の絶対値よりも小さい場合には、電極Ｅ５ａに印加する電圧が当該記録された電圧値に設定され、電極Ｅ６ａに印加する電圧が０Ｖに設定される。なお、工程Ｓ４では、電極Ｅ１ａ、電極Ｅ２ａ、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加される電圧は、工程Ｓ２及び工程Ｓ３における調整結果に基づいた電圧がそれぞれ設定される。

【0090】

次に、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧の調整結果に基づいて、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧又は電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を再調整する（工程Ｓ５）。工程Ｓ５では、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧の調整結果に基づいて、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最大となるように、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧又は電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を再調整する。

【0091】

本製造方法では、例えば以下のようにして、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧又は電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を再調整する。電極Ｅ５ａに印加する電圧が工程Ｓ４において記録された電圧値に設定され、電極Ｅ６ａに印加する電圧が０Ｖに設定された場合には、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧が再調整される。

【0092】

具体的には、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａのうち、工程Ｓ２において記録された電圧値が設定された電極が再調整される。例えば、工程Ｓ２において、電極Ｅ１ａに印加する電圧が当該記録された電圧値に設定され、電極Ｅ２ａに印加する電圧が０Ｖに設定された場合、電極Ｅ１ａに印加する電圧が再調整される。この場合、まず、予め定められた範囲内において電極Ｅ１ａに印加する電圧値を変化させながら、出力光の強度を再度測定する。この際、電極Ｅ２ａ、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加される電圧は、工程Ｓ２及び工程Ｓ３において調整された電圧がそれぞれ設定される。上記範囲は、例えば工程Ｓ２と同様の範囲に設定される。次に、測定された出力光の強度のうち最大の強度に対応する電圧が、電極Ｅ１ａに印加する電圧として設定される。

【0093】

一方で、電極Ｅ５ａに印加する電圧が０Ｖに設定され、電極Ｅ６ａに印加する電圧が工程Ｓ４において記録された電圧値に設定された場合には、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧が、上述した方法と同様にして、再調整される。すなわち、工程Ｓ５では、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａのうち、工程Ｓ４において記録された電圧値が設定された電極に対応する電極に印加する電圧が再調整される。

【0094】

本製造方法によれば、第３マッハツェンダ変調部ＭＺ３の各導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７に入力される光の強度を低減できる光変調器１を提供できる。

【0095】

光変調器１では、電極Ｅ５ａによって導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５に電圧が印可され、電極Ｅ６ａによって導波路Ｗ１６及び導波路Ｗ１７に電圧が印可される。この場合、上述した工程Ｓ５を経ずに光変調器１を製造すると、導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５に同じ電圧を印可したとしても、導波路間の個体差によって、導波路Ｗ１４及び導波路Ｗ１５を伝搬する光の位相の変調量にばらつきが生じることがある。導波路Ｗ１６及び導波路Ｗ１７についても、同様である。

【0096】

本製造方法では、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧が調整された後に、当該調整の結果に基づいて、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧又は電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を再調整される。このため、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧の再調整によって、導波路Ｗ１４と導波路Ｗ１５との個体差による光の位相の変調量差が、解消される。同様に、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧の再調整によって、導波路Ｗ１６と導波路Ｗ１７との個体差による光の位相の変調量差が、解消される。この結果、本製造方法によれば、導波路Ｗ１４と導波路Ｗ１５との間における光の位相の変調量及び導波路Ｗ１６と導波路Ｗ１７との間における光の位相の変調量にばらつきが生じることを抑制することができる。

【0097】

以上、本開示の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本開示は上記実施形態に限定されない。

【0098】

上述した実施形態では、第３半導体層１５はｐ型の半導体層であり、第７半導体層２４はｎ型の半導体層である。しかしながら、第３半導体層１５の導電型と第７半導体層２４の導電型との組合せは上述した組合せに限定されない。すなわち、第３半導体層１５がｎ型の半導体層であってもよく、第７半導体層２４がｐ型の半導体層であってもよい。

【0099】

上述した実施形態では、導波路Ｗ１９、導波路Ｗ２０、及び導波路Ｗ２１は、導波路Ｗ１８と同じ構造を有している。しかしながら、導波路Ｗ１９、導波路Ｗ２０、及び導波路Ｗ２１の構造は、上述した構造に限定されない。すなわち、導波路Ｗ１９、導波路Ｗ２０、及び導波路Ｗ２１は、導波路Ｗ１８と異なる構造を有していてもよい。

【0100】

上述した実施形態では、導波路Ｗ１０の出力端は、導波路Ｗ１８を介して、導波路Ｗ１４の入力端に光学的に結合される。導波路Ｗ１１の出力端は、導波路Ｗ１９を介して、導波路Ｗ１５の入力端に光学的に結合される。導波路Ｗ１２の出力端は、導波路Ｗ２０を介して、導波路Ｗ１６の入力端に光学的に結合される。導波路Ｗ１３の出力端は、導波路Ｗ２１を介して、導波路Ｗ１７の入力端に光学的に結合される。

【0101】

しかしながら、導波路Ｗ１０，Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３と対応する導波路Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６，Ｗ１７との接続の態様は、上述した態様に限定されない。例えば、光変調器１は、導波路Ｗ１８，Ｗ１９，Ｗ２０，Ｗ２１のうち少なくとも一つの導波路を備えていなくてもよい。光変調器１が導波路Ｗ１８を備えていない場合、導波路Ｗ１０の出力端は、導波路Ｗ１４の入力端に直接接続されていてもよい。同様に、導波路Ｗ１１の出力端は、導波路Ｗ１５の入力端に直接接続されていてもよいし、導波路Ｗ１２の出力端は、導波路Ｗ１６の入力端に直接接続されていてもよいし、導波路Ｗ１３の出力端は、導波路Ｗ１７の入力端に直接接続されていてもよい。

【0102】

上述した実施形態では、光カプラＣ９は、光カプラＣ９ａと、光カプラＣ９ｂと、光カプラＣ９ｃと、を備えている。しかしながら、光カプラＣ９は、導波路Ｗ１４の出力端、導波路Ｗ１５の出力端、導波路Ｗ１６の出力端、及び導波路Ｗ１７の出力端に光学的に結合されていればよく、光カプラＣ９ａと、光カプラＣ９ｂと、光カプラＣ９ｃとを備えていなくてもよい。この場合、光カプラＣ９の入力端には、導波路Ｗ１４の出力端、導波路Ｗ１５の出力端、導波路Ｗ１６の出力端、及び導波路Ｗ１７の出力端が光学的に結合されていてもよい。すなわち、光カプラＣ９は、４入力２出力のＭＭＩカプラであってもよい。

【0103】

上述した製造方法では、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最大となるように、電極Ｅ１ａ，Ｅ２ａ，Ｅ３ａ，Ｅ４ａ及び電極Ｅ５ａ，Ｅ６ａの印加する電圧を調整した。しかしながら、電極Ｅ１ａ，Ｅ２ａ，Ｅ３ａ，Ｅ４ａ及び電極Ｅ５ａ，Ｅ６ａの印加する電圧は、出射光の強度が最大となるように調整されなくてもよい。

【0104】

例えば、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最小となるように、電極Ｅ１ａ，Ｅ２ａ，Ｅ３ａ，Ｅ４ａ及び電極Ｅ５ａ，Ｅ６ａの印加する電圧を調整してもよい。あるいは、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が予め定められた値となるように、電極Ｅ１ａ，Ｅ２ａ，Ｅ３ａ，Ｅ４ａ及び電極Ｅ５ａ，Ｅ６ａの印加する電圧を調整してもよい。

【0105】

これらの場合、工程Ｓ２では、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最小又は予め定められた値となるように、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する調整してもよい。工程Ｓ３では、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最小又は予め定められた値となるように、電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する調整してもよい。工程Ｓ４では、電極Ｅ１ａ、電極Ｅ２ａ、電極Ｅ３ａ、及び電極Ｅ４ａに印加する電圧の調整結果に基づいて、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最小又は予め定められた値となるように、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧を調整してもよい。工程Ｓ５では、電極Ｅ５ａ及び電極Ｅ６ａに印加する電圧の調整結果に基づいて、第１出力ポートＰ２及び第２出力ポートＰ３における出力光の強度が最小又は予め定められた値となるように、電極Ｅ１ａ及び電極Ｅ２ａに印加する電圧又は電極Ｅ３ａ及び電極Ｅ４ａに印加する電圧を再調整してもよい。

【0106】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0107】

１…光変調器
１１…基板
１１ａ…第１端
１１ｃ…主面
１２…第１半導体層
１３…コア層
１４…第２半導体層
１５…第３半導体層
１６…第４半導体層
１７…第４半導体層
１８…樹脂層
１９…樹脂層
２０…絶縁膜
２１…絶縁膜
２２…第６半導体層
２３…コア層
２４…第７半導体層
Ｃ１…光フィルタ
Ｃ２…光カプラ
Ｃ３…光カプラ
Ｃ４…光カプラ
Ｃ５…光カプラ
Ｃ６…光カプラ
Ｃ７…光カプラ
Ｃ８…光カプラ
Ｃ９…光カプラ
Ｃ９ａ…光カプラ（第１光カプラ）
Ｃ９ｂ…光カプラ（第２光カプラ）
Ｃ９ｃ…光カプラ（第３光カプラ）
Ｅ１ａ…電極（第３電極）
Ｅ１ｂ…配線
Ｅ１ｃ…電極パッド
Ｅ２ａ…電極（第４電極）
Ｅ２ｂ…配線
Ｅ２ｃ…電極パッド
Ｅ３ａ…電極（第５電極）
Ｅ３ｂ…配線
Ｅ３ｃ…電極パッド
Ｅ４ａ…電極（第６電極）
Ｅ４ｂ…配線
Ｅ４ｃ…電極パッド
Ｅ５ａ…電極（第１電極）
Ｅ５ｂ…配線
Ｅ５ｃ…電極パッド
Ｅ６ａ…電極（第２電極）
Ｅ６ｂ…配線
Ｅ６ｃ…電極パッド
Ｅ７…グランド電極
Ｇ１…グラフ
Ｍ１…第１光変調部
Ｍ２…第２光変調部
ＭＺ１…第１マッハツェンダ変調部
ＭＺ２…第２マッハツェンダ変調部
ＭＺ３…第３マッハツェンダ変調部
Ｐ１…入力ポート
Ｐ２…第１出力ポート
Ｐ３…第２出力ポート
Ｗ１…入力導波路
Ｗ２…導波路
Ｗ３…導波路
Ｗ４…導波路
Ｗ５…導波路
Ｗ６…導波路
Ｗ７…導波路
Ｗ８…導波路
Ｗ９ａ…第１出力導波路
Ｗ９ｂ…第２出力導波路
Ｗ１０…導波路（第１導波路）
Ｗ１１…導波路（第２導波路）
Ｗ１２…導波路（第３導波路）
Ｗ１３…導波路（第４導波路）
Ｗ１４…導波路（第５導波路）
Ｗ１５…導波路（第６導波路）
Ｗ１６…導波路（第７導波路）
Ｗ１７…導波路（第８導波路）
Ｗ１８…導波路（第９導波路）
Ｗ１９…導波路
Ｗ２０…導波路
Ｗ２１…導波路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】