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▶ ナンジン、リコア、テクノロジーズ、カンパニー、リミテッドの特許一覧
(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】P2024083292
(43)【公開日】2024-06-20
(54)【発明の名称】電気光学変調器
(51)【国際特許分類】
G02F 1/035 20060101AFI20240613BHJP
【ＦＩ】
G02F1/035
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023206926
(22)【出願日】2023-12-07
(31)【優先権主張番号】202223297973.5
(32)【優先日】2022-12-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202320288592.6
(32)【優先日】2023-02-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】523399256
【氏名又は名称】ナンジン、リコア、テクノロジーズ、カンパニー、リミテッド
【住所又は居所原語表記】ＮＡＮＪＩＮＧ ＬＹＣＯＲＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100217940
【弁理士】
【氏名又は名称】三並 大悟
(72)【発明者】
【氏名】リャン、ハンシアオ
(72)【発明者】
【氏名】ソン、イーピン
(72)【発明者】
【氏名】チョウ、インツォン
(72)【発明者】
【氏名】ウー、ハイツァン
(72)【発明者】
【氏名】マオ、ウェンハオ
(72)【発明者】
【氏名】ソン、シーウェイ
(72)【発明者】
【氏名】スン、ウェイチー
(72)【発明者】
【氏名】ユイ、チンヤン
(72)【発明者】
【氏名】チャン、チョウユイ
【テーマコード（参考）】
2K102
【Ｆターム（参考）】
2K102BA02
2K102BD01
2K102CA18
2K102DA05
2K102DB04
2K102DB08
2K102EA02
2K102EA12
2K102EA16
2K102EA17
(57)【要約】 （修正有）
【課題】導波路層および電極層を含む電気光学変調器を提供する。
【解決手段】電極層が、順番に配置構成された複数の第１のサブ電極および複数の第１の接続電極、順番に配置構成された複数の第２のサブ電極および複数の第２の接続電極、順番に配置構成された複数の第３のサブ電極および複数の第３の接続電極、順番に配置構成された複数の第４のサブ電極および複数の第４の接続電極、を含み、複数の第１のサブ電極および複数の第４のサブ電極が接地され、複数の第２のサブ電極および複数の第３のサブ電極が差分信号を受信し、複数の第１のサブ電極および複数の第２のサブ電極がそれらの間に第１の電界を形成し、複数の第３のサブ電極および複数の第４のサブ電極が、それらの間に、第１の電界の方向と反対の方向を有する第２の電界を形成し、導波路層が、第１の電界内に位置する第１の導波管アーム、および第２の電界内に位置する第２の導波管アームを含む。
【選択図】図２
【解決手段】電極層が、順番に配置構成された複数の第１のサブ電極および複数の第１の接続電極、順番に配置構成された複数の第２のサブ電極および複数の第２の接続電極、順番に配置構成された複数の第３のサブ電極および複数の第３の接続電極、順番に配置構成された複数の第４のサブ電極および複数の第４の接続電極、を含み、複数の第１のサブ電極および複数の第４のサブ電極が接地され、複数の第２のサブ電極および複数の第３のサブ電極が差分信号を受信し、複数の第１のサブ電極および複数の第２のサブ電極がそれらの間に第１の電界を形成し、複数の第３のサブ電極および複数の第４のサブ電極が、それらの間に、第１の電界の方向と反対の方向を有する第２の電界を形成し、導波路層が、第１の電界内に位置する第１の導波管アーム、および第２の電界内に位置する第２の導波管アームを含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
順番に配置構成された、基板、絶縁層、導波路層、および電極層、を備える電気光学変調器であって、
前記電極層が、第１の方向に順番に配置構成された複数の第１のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第１のサブ電極に接続された複数の第１の接続電極、前記第１の方向に順番に配置構成された複数の第２のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第２のサブ電極に接続された複数の第２の接続電極、前記第１の方向に順番に配置構成された複数の第３のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第３のサブ電極に接続された複数の第３の接続電極、ならびに、前記第１の方向に順番に配置構成された複数の第４のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第４のサブ電極に接続された複数の第４の接続電極、を備え、前記複数の第１のサブ電極および前記複数の第４のサブ電極が接地されるように構成され、前記複数の第２のサブ電極および前記複数の第３のサブ電極が差分信号を受信するように構成され、前記複数の第１のサブ電極および前記複数の第２のサブ電極が、前記複数の第１のサブ電極と前記複数の第２のサブ電極との間に第１の電界を形成するように構成され、前記複数の第３のサブ電極および前記複数の第４のサブ電極が、前記複数の第３のサブ電極と前記複数の第４のサブ電極との間に、前記第１の電界の方向と反対の方向を有する第２の電界を形成するように構成され、
前記導波路層が、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームを備え、前記基板に対して垂直である方向において、前記第１の導波管アームが前記複数の第１のサブ電極と前記複数の第２のサブ電極との間に位置し、前記複数の第１の接続電極および前記複数の第２の接続電極と交差せず、前記第２の導波管アームが前記複数の第３のサブ電極と前記複数の第４のサブ電極との間に位置し、前記複数の第３の接続電極および前記複数の第４の接続電極と交差する、電気光学変調器。
前記電極層が、第１の方向に順番に配置構成された複数の第１のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第１のサブ電極に接続された複数の第１の接続電極、前記第１の方向に順番に配置構成された複数の第２のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第２のサブ電極に接続された複数の第２の接続電極、前記第１の方向に順番に配置構成された複数の第３のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第３のサブ電極に接続された複数の第３の接続電極、ならびに、前記第１の方向に順番に配置構成された複数の第４のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで前記複数の第４のサブ電極に接続された複数の第４の接続電極、を備え、前記複数の第１のサブ電極および前記複数の第４のサブ電極が接地されるように構成され、前記複数の第２のサブ電極および前記複数の第３のサブ電極が差分信号を受信するように構成され、前記複数の第１のサブ電極および前記複数の第２のサブ電極が、前記複数の第１のサブ電極と前記複数の第２のサブ電極との間に第１の電界を形成するように構成され、前記複数の第３のサブ電極および前記複数の第４のサブ電極が、前記複数の第３のサブ電極と前記複数の第４のサブ電極との間に、前記第１の電界の方向と反対の方向を有する第２の電界を形成するように構成され、
前記導波路層が、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームを備え、前記基板に対して垂直である方向において、前記第１の導波管アームが前記複数の第１のサブ電極と前記複数の第２のサブ電極との間に位置し、前記複数の第１の接続電極および前記複数の第２の接続電極と交差せず、前記第２の導波管アームが前記複数の第３のサブ電極と前記複数の第４のサブ電極との間に位置し、前記複数の第３の接続電極および前記複数の第４の接続電極と交差する、電気光学変調器。
【請求項2】
前記電極層が、順番に配置構成された、第１の接地電極、第１の信号電極、第２の信号電極、および第２の接地電極を備え、前記第１の信号電極および前記第２の信号電極が差分信号を受信するように構成され、
前記第１の接地電極が、第１の主電極、前記第１の主電極に接続された前記複数の第１の接続電極、および前記複数の第１のサブ電極、を備え、
前記第１の信号電極が、第２の主電極、前記第２の主電極に接続された前記複数の第２の接続電極、および前記複数の第２のサブ電極、を備え、
前記第２の信号電極が、第３の主電極、前記第３の主電極に接続された前記複数の第３の接続電極、および前記複数の第３のサブ電極、を備え、
前記第２の接地電極が、第４の主電極、前記第４の主電極に接続された前記複数の第４の接続電極、および前記複数の第４のサブ電極、を備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
前記第１の接地電極が、第１の主電極、前記第１の主電極に接続された前記複数の第１の接続電極、および前記複数の第１のサブ電極、を備え、
前記第１の信号電極が、第２の主電極、前記第２の主電極に接続された前記複数の第２の接続電極、および前記複数の第２のサブ電極、を備え、
前記第２の信号電極が、第３の主電極、前記第３の主電極に接続された前記複数の第３の接続電極、および前記複数の第３のサブ電極、を備え、
前記第２の接地電極が、第４の主電極、前記第４の主電極に接続された前記複数の第４の接続電極、および前記複数の第４のサブ電極、を備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項3】
前記第２の主電極および前記第３の主電極の各々から前記基板までの距離がｈ１であり、前記第１の主電極および前記第４の主電極の各々から前記基板までの距離がｈ２であり、ｈ１≠ｈ２である、請求項２に記載の電気光学変調器。
【請求項4】
前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極が全体として折り畳み形態であり、互いに交差せず、
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のいずれとも交差しないか、あるいは、前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のうちの１つまたは複数と交差する、請求項２に記載の電気光学変調器。
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のいずれとも交差しないか、あるいは、前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のうちの１つまたは複数と交差する、請求項２に記載の電気光学変調器。
【請求項5】
前記電極層が、前記第１の信号電極と前記第２の信号電極との間に位置する第３の接地電極をさらに備える、請求項２に記載の電気光学変調器。
【請求項6】
前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の接地電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極が全体として折り畳み形態であり、互いに交差せず、
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の接地電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のいずれとも交差しないか、あるいは、前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の接地電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のうちの１つまたは複数交差する、請求項５に記載の電気光学変調器。
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の接地電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のいずれとも交差しないか、あるいは、前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、前記第１の主電極、前記第２の主電極、前記第３の接地電極、前記第３の主電極、および前記第４の主電極のうちの１つまたは複数交差する、請求項５に記載の電気光学変調器。
【請求項7】
前記電極層が、順番に配置構成された、第１の接地電極、第１の信号電極、第２の接地電極、第２の信号電極、および第３の接地電極を備え、前記第１の信号電極および前記第２の信号電極が差分信号を受信するように構成され、
前記第２の接地電極が、第１の主電極、前記第１の主電極の一方側に位置して前記第１の主電極に接続された前記複数の第１の接続電極、前記複数の第１のサブ電極、前記第１の主電極のもう一方側に位置して前記第１の主電極に接続された前記複数の第４の接続電極、および前記複数の第４のサブ電極、を備え、
前記第１の信号電極が、第２の主電極、前記第２の主電極に接続された前記複数の第２の接続電極、および前記複数の第２のサブ電極、を備え、
前記第２の信号電極が、第３の主電極、前記第３の主電極に接続された前記複数の第３の接続電極、および前記複数の第３のサブ電極、を備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
前記第２の接地電極が、第１の主電極、前記第１の主電極の一方側に位置して前記第１の主電極に接続された前記複数の第１の接続電極、前記複数の第１のサブ電極、前記第１の主電極のもう一方側に位置して前記第１の主電極に接続された前記複数の第４の接続電極、および前記複数の第４のサブ電極、を備え、
前記第１の信号電極が、第２の主電極、前記第２の主電極に接続された前記複数の第２の接続電極、および前記複数の第２のサブ電極、を備え、
前記第２の信号電極が、第３の主電極、前記第３の主電極に接続された前記複数の第３の接続電極、および前記複数の第３のサブ電極、を備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項8】
前記第２の主電極および前記第３の主電極の各々から前記基板までの距離がｈ３であり、前記第１の接地電極、前記第３の接地電極、および前記第１の主電極の各々から前記基板までの距離がｈ４であり、ｈ３≠ｈ４である、請求項７に記載の電気光学変調器。
【請求項9】
前記第１の接地電極、前記第２の主電極、前記第１の主電極、前記第３の主電極、および前記第３の接地電極が全体として折り畳み形態であり、互いに交差せず、
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記第１の接地電極、前記第２の主電極、前記第１の主電極、前記第３の主電極、および前記第３の接地電極のいずれとも交差しないか、あるいは、前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、前記第１の接地電極、前記第２の主電極、前記第１の主電極、前記第３の主電極、および前記第３の接地電極のうちの１つまたは複数と交差する、請求項７に記載の電気光学変調器。
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記第１の接地電極、前記第２の主電極、前記第１の主電極、前記第３の主電極、および前記第３の接地電極のいずれとも交差しないか、あるいは、前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、前記第１の接地電極、前記第２の主電極、前記第１の主電極、前記第３の主電極、および前記第３の接地電極のうちの１つまたは複数と交差する、請求項７に記載の電気光学変調器。
【請求項10】
前記第１のサブ電極の各々が、前記第１の接続電極のうちの対応する１つの第１の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、
前記第２のサブ電極の各々が、前記第２の接続電極のうちの対応する１つの第２の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、
前記第３のサブ電極の各々が、前記第３の接続電極のうちの対応する１つの第３の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、
前記第４のサブ電極の各々が、前記第４の接続電極のうちの対応する１つの第４の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にある、請求項１に記載の電気光学変調器。
前記第２のサブ電極の各々が、前記第２の接続電極のうちの対応する１つの第２の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、
前記第３のサブ電極の各々が、前記第３の接続電極のうちの対応する１つの第３の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、
前記第４のサブ電極の各々が、前記第４の接続電極のうちの対応する１つの第４の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にある、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項11】
前記第１の方向において、前記複数の第１のサブ電極が一対一の対応で前記複数の第２のサブ電極の反対に配置構成され、前記複数の第３のサブ電極が前記複数の第４のサブ電極と交互に配置構成される、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項12】
前記導波路層が、スラブ導波管をさらに備え、
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記基板から離れた前記スラブ導波管の一方側に位置する、請求項１に記載の電気光学変調器。
前記第１の導波管アームおよび前記第２の導波管アームが、前記基板から離れた前記スラブ導波管の一方側に位置する、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項13】
前記電気光学変調器が、
信号入力端部、第１の光分岐出力端部、および第２の光分岐出力端部、を備える光分岐要素であって、前記第１の導波管アームの一方の端部および前記第２の導波管アームの一方の端部が、一対一の対応で前記第１の光分岐出力端部および前記第２の光分岐出力端部に接続される、光分岐要素と、
第１の光分岐入力端部、第２の光分岐入力端部、および信号出力端部、を備える光結合要素であって、前記第１の導波管アームのもう一方の端部および前記第２の導波管アームのもう一方の端部が、一対一の対応で前記第１の光分岐入力端部および前記第２の光分岐入力端部に接続される、光結合要素と、
をさらに備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
信号入力端部、第１の光分岐出力端部、および第２の光分岐出力端部、を備える光分岐要素であって、前記第１の導波管アームの一方の端部および前記第２の導波管アームの一方の端部が、一対一の対応で前記第１の光分岐出力端部および前記第２の光分岐出力端部に接続される、光分岐要素と、
第１の光分岐入力端部、第２の光分岐入力端部、および信号出力端部、を備える光結合要素であって、前記第１の導波管アームのもう一方の端部および前記第２の導波管アームのもう一方の端部が、一対一の対応で前記第１の光分岐入力端部および前記第２の光分岐入力端部に接続される、光結合要素と、
をさらに備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光通信の技術分野に関し、より詳細には、電気光学変調器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、モノのインターネット、自動運転、テレメディスン、および遠隔教育などの、新たに出現したネットワーク応用サービスの迅速な開発により、高速で大容量の通信技術に対しての要求が強くなっている。光通信は、大きい帯域幅、高い信頼性、低コスト、および高い混信防止能力などのそれらの特性により、高速で大容量の通信の方向における迅速な展開（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）を達成する。高速電気信号を光搬送波に乗せる（ｌｏａｄ）ための手法が１つの中核的な研究内容である。
【0003】
電気光学変調器は、電気光学材料の電気光学効果に基づいて作られる変調器である。電気光学効果は、例えば、ニオブ酸リチウム結晶、ガリウムヒ素結晶、またはタンタル酸リチウム結晶などの電気光学材料に対して電圧が印加されるときに電気光学材料の屈折率が変化し、それにより電気光学材料を通過する光波の特性が変化する、ことを意味する。電気光学効果を利用することにより、光信号の位相、振幅、強度、および偏光状態などの、パラメータを変調することが可能となる。
【0004】
高速で大容量の通信技術に対しての、その深刻度がますます増している要求により、低損失および電気光学変調器の動作性能に対してより高度な要求が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示の実施形態は、電気光学変調器の伝送損失を低減するためのおよび電気光学変調器の動作性能を向上させるための電気光学変調器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の実施形態で提供される電気光学変調器は、順番に配置構成された、基板、絶縁層、導波路層、および電極層、を含み、ここでは、電極層が、第１の方向に順番に配置構成された複数の第１のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで複数の第１のサブ電極に接続された複数の第１の接続電極、第１の方向に順番に配置構成された複数の第２のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで複数の第２のサブ電極に接続された複数の第２の接続電極、第１の方向に順番に配置構成された複数の第３のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで複数の第３のサブ電極に接続された複数の第３の接続電極、ならびに、第１の方向に順番に配置構成された複数の第４のサブ電極および一対一の対応で交差するかたちで複数の第４のサブ電極に接続された複数の第４の接続電極、を含み、ここでは、複数の第１のサブ電極および複数の第４のサブ電極が接地されるように構成され、複数の第２のサブ電極および複数の第３のサブ電極が差分信号を受信するように構成され、複数の第１のサブ電極および複数の第２のサブ電極が、複数の第１のサブ電極と複数の第２のサブ電極との間に第１の電界を形成するように構成され、複数の第３のサブ電極および複数の第４のサブ電極が、複数の第３のサブ電極と複数の第４のサブ電極との間に、第１の電界の方向と反対の方向を有する第２の電界を形成するように構成され、導波路層が、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームを含み、ここでは、基板に対して垂直である方向において、第１の導波管アームが複数の第１のサブ電極と複数の第２のサブ電極との間に位置し、複数の第１の接続電極および複数の第２の接続電極と交差せず、第２の導波管アームが複数の第３のサブ電極と複数の第４のサブ電極との間に位置し、複数の第３の接続電極および複数の第４の接続電極と交差する。
【0007】
いくつかの実施形態では、電極層が、順番に配置構成された、第１の接地電極、第１の信号電極、第２の信号電極、および第２の接地電極を含み、第１の信号電極および第２の信号電極が差分信号を受信するように構成され、ここでは、第１の接地電極が、第１の主電極、第１の主電極に接続された複数の第１の接続電極、および複数の第１のサブ電極、を含み、第１の信号電極が、第２の主電極、第２の主電極に接続された複数の第２の接続電極、および複数の第２のサブ電極、を含み、第２の信号電極が、第３の主電極、第３の主電極に接続された複数の第３の接続電極、および複数の第３のサブ電極、を含み、第２の接地電極が、第４の主電極、第４の主電極に接続された複数の第４の接続電極、および複数の第４のサブ電極、を含む。
【0008】
いくつかの実施形態では、第２の主電極および第３の主電極の各々から基板までの距離がｈ１であり、第１の主電極および第４の主電極の各々から基板までの距離がｈ２であり、ｈ１≠ｈ２である。
【0009】
いくつかの実施形態では、第１の主電極、第２の主電極、第３の主電極、および第４の主電極が全体として折り畳み形態であり、互いに交差せず、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームが、第１の主電極、第２の主電極、第３の主電極、および第４の主電極のいずれとも交差しないか、あるいは、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、第１の主電極、第２の主電極、第３の主電極、および第４の主電極のうちの１つまたは複数と交差する。
【0010】
いくつかの実施形態では、電極層が、第１の信号電極と第２の信号電極との間に位置する第３の接地電極をさらに含む。
【0011】
いくつかの実施形態では、第１の主電極、第２の主電極、第３の接地電極、第３の主電極、および第４の主電極が全体として折り畳み形態であり、互いに交差せず、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームが、第１の主電極、第２の主電極、第３の接地電極、第３の主電極、および第４の主電極のいずれとも交差しないか、あるいは、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、第１の主電極、第２の主電極、第３の接地電極、第３の主電極、および第４の主電極のうちの１つまたは複数と交差する。
【0012】
いくつかの実施形態では、電極層が、順番に配置構成された、第１の接地電極、第１の信号電極、第２の接地電極、第２の信号電極、および第３の接地電極を含み、第１の信号電極および第２の信号電極が差分信号を受信するように構成され、ここでは、第２の接地電極が、第１の主電極、第１の主電極の一方側に位置して第１の主電極に接続された複数の第１の接続電極、複数の第１のサブ電極、第１の主電極のもう一方側に位置して第１の主電極に接続された複数の第４の接続電極、および複数の第４のサブ電極、を含み、第１の信号電極が、第２の主電極、第２の主電極に接続された複数の第２の接続電極、および複数の第２のサブ電極、を含み、第２の信号電極が、第３の主電極、第３の主電極に接続された複数の第３の接続電極、および複数の第３のサブ電極、を含む。
【0013】
いくつかの実施形態では、第２の主電極および第３の主電極の各々から基板までの距離がｈ３であり、第１の接地電極、第３の接地電極、および第１の主電極の各々から基板までの距離がｈ４であり、ｈ３≠ｈ４である。
【0014】
いくつかの実施形態では、第１の接地電極、第２の主電極、第１の主電極、第３の主電極、および第３の接地電極が全体として折り畳み形態であり、互いに交差せず、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームが、第１の接地電極、第２の主電極、第１の主電極、第３の主電極、および第３の接地電極のいずれとも交差しないか、あるいは、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームのうちの少なくとも一方が、第１の接地電極、第２の主電極、第１の主電極、第３の主電極、および第３の接地電極のうちの１つまたは複数と交差する。
【0015】
いくつかの実施形態では、第１のサブ電極の各々が、第１の接続電極のうちの対応する１つの第１の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、第２のサブ電極の各々が、第２の接続電極のうちの対応する１つの第２の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、第３のサブ電極の各々が、第３の接続電極のうちの対応する１つの第３の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にあり、第４のサブ電極の各々が、第４の接続電極のうちの対応する１つの第４の接続電極とのＴ形またはＬ形の接続状態にある。
【0016】
いくつかの実施形態では、第１の方向において、複数の第１のサブ電極が一対一の対応で複数の第２のサブ電極の反対に配置構成され、複数の第３のサブ電極が複数の第４のサブ電極と交互に配置構成される。
【0017】
いくつかの実施形態では、導波路層がスラブ導波管をさらに含み、第１の導波管アームおよび第２の導波管アームが、基板から離れたスラブ導波管の一方側に位置する。
【0018】
いくつかの実施形態では、電気光学変調器が、信号入力端部、第１の光分岐出力端部、および第２の光分岐出力端部、を含む光分岐要素であって、ここでは、第１の導波管アームの一方の端部および第２の導波管アームの一方の端部が、一対一の対応で第１の光分岐出力端部および第２の光分岐出力端部に接続される、光分岐要素と、第１の光分岐入力端部、第２の光分岐入力端部、および信号出力端部、を含む光結合要素であって、ここでは、第１の導波管アームのもう一方の端部および第２の導波管アームのもう一方の端部が、一対一の対応で第１の光分岐入力端部および第２の光分岐入力端部に接続される、光結合要素と、をさらに含む。
【0019】
本開示の１つまたは複数の実施形態に係ると、電極層のこの構造デザインを用いることにより、２つの導波管アームに作用する電界が反対の方向を有するように設計され得ることに加えて、信号電極と接地電極との間の間隔が短縮され得、その結果、電界の強さが増大され得、電気信号の伝送損失が低減され得る。
【0020】
本開示のこれらのおよび他の態様が以下で説明される実施形態から明らかとなり、以下で説明される実施形態を参照して明確化される。
【0021】
本開示のさらなる細部、特徴、および利点が、添付図面を参照する例示の実施形態の以下の記述で開示される。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】従来の電気光学変調器を示す概略構造図である。
【図2】本開示のいくつかの実施形態に係る電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【図4】本開示のいくつかの比較の実施例による電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【図5】本開示のいくつかの他の実施形態に係る電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【図7】本開示の別のいくつかの他の実施形態に係る電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【図8A】本開示の別のいくつかの他の実施形態に係る電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【図8B】本開示の別のいくつかの他の実施形態に係る電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【図9A】本開示の別のいくつかの他の実施形態に係る電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【図9B】本開示の別のいくつかの他の実施形態に係る電気光学変調器の部分的な構造を示す概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
参照符号の一覧
関連の技術分野
００１－マッハ・ツェンダー変調器；０２－導波管アーム；０１－光分岐要素；０４－変調電極
０４０－信号電極；０４１－第１の接地電極；０４２－第２の接地電極；および０５－光結合要素
本開示の比較の実施例
００２－電気光学変調器；２４１－第１の接地電極；２４２－第１の信号電極；２４３－第２の接地電極
２４４－第２の信号電極；２４５－第３の接地電極；２３１－第１の導波管アーム；および２３２－第２の導波管アーム
本開示の実施形態
１００－電気光学変調器；１１０－基板；１２０－絶縁層；１３０－導波路層；１３１－第１の導波管アーム
１３２－第２の導波管アーム；１３３－スラブ導波管；１４０－電極層；１４１－第１の接地電極；１１－第１の主電極
１２－第１の接続電極；１３－第１のサブ電極；１４２－第１の信号電極；２１－第２の主電極
２２－第２の接続電極；２３－第２のサブ電極；１４３－第２の信号電極；３１－第３の主電極
３２－第３の接続電極；３３－第３のサブ電極；１４４－第２の接地電極；４１－第４の主電極
４２－第４の接続電極；４３－第４のサブ電極；１４５－第３の接地電極；１５０－パターン化された誘電体層
７４１－第１の接地電極；７４２－第１の信号電極；７４３－第２の接地電極；７４４－第２の信号電極
７４５－第３の接地電極；７４３０－第１の主電極；７４２０－第２の主電極；および７４４０－第３の主電極
関連の技術分野
００１－マッハ・ツェンダー変調器；０２－導波管アーム；０１－光分岐要素；０４－変調電極
０４０－信号電極；０４１－第１の接地電極；０４２－第２の接地電極；および０５－光結合要素
本開示の比較の実施例
００２－電気光学変調器；２４１－第１の接地電極；２４２－第１の信号電極；２４３－第２の接地電極
２４４－第２の信号電極；２４５－第３の接地電極；２３１－第１の導波管アーム；および２３２－第２の導波管アーム
本開示の実施形態
１００－電気光学変調器；１１０－基板；１２０－絶縁層；１３０－導波路層；１３１－第１の導波管アーム
１３２－第２の導波管アーム；１３３－スラブ導波管；１４０－電極層；１４１－第１の接地電極；１１－第１の主電極
１２－第１の接続電極；１３－第１のサブ電極；１４２－第１の信号電極；２１－第２の主電極
２２－第２の接続電極；２３－第２のサブ電極；１４３－第２の信号電極；３１－第３の主電極
３２－第３の接続電極；３３－第３のサブ電極；１４４－第２の接地電極；４１－第４の主電極
４２－第４の接続電極；４３－第４のサブ電極；１４５－第３の接地電極；１５０－パターン化された誘電体層
７４１－第１の接地電極；７４２－第１の信号電極；７４３－第２の接地電極；７４４－第２の信号電極
７４５－第３の接地電極；７４３０－第１の主電極；７４２０－第２の主電極；および７４４０－第３の主電極
【0024】
以下ではいくつかの例示の実施形態のみを簡単に説明する。当業者には認識され得るように、説明される実施形態は、本開示の精神または範囲から逸脱することなく多様な手法で修正され得る。したがって、添付図面および本記述は本質的に例示であるとみなされ、限定的であるとみなされない。
【0025】
電気光学変調関連の技術は広く開発されており、光通信、マイクロ波フォトニクス、レーザー・ビーム偏向、波面変調などの分野に適用されている。マッハ・ツェンダー変調器は１つの種類の電気光学変調器であり、ここでは、入力光信号が２つの分岐光信号に分割され、分岐光信号がそれぞれ２つの導波管アームに入る。２つの導波管アームは各々、印加される変調電圧と共に変化する屈折率を有する電気光学材料で作られる。導波管アームの屈折率の変化が分岐光信号の位相の変化を引き起こし得る。したがって、２つの分岐光信号の収束からの出力は、変調電圧と共に変化する強度を有する干渉信号である。手短に言うと、マッハ・ツェンダー変調器は、２つの導波管アームに印加される変調電圧を制御することにより多様な側波帯の変調を実施することができる。電気信号を光信号に変換するためのデバイスとして、マッハ・ツェンダー変調器は、光相互接続、光コンピューティング、および光通信システムにおける一般的なコア・デバイスの１つである。
【0026】
図１は、従来のマッハ・ツェンダー変調器の概略構造図を示す。理想的には、マッハ・ツェンダー変調器００１は互いに等しい２つの導波管アーム０２を有する。マッハ・ツェンダー変調器００１が作動していないとき、２つの導波管アーム０２のいずれも電気光学効果を受けない。入力光が光分岐要素０１を通過した後で２つの分岐光信号に等しく分割され、２つの分岐光信号は、２つの分岐光信号の各々が１つの導波管アーム０２を通過した後でも、同じ位相にある。したがって、２つの分岐光信号のためのコヒーレントに増強された信号が光結合要素０５から出力されることになる。マッハ・ツェンダー変調器００１が作動しているとき、変調電極０４（例えば、信号電極０４０、第１の接地電極０４１、および第２の接地電極０４２を含む）が変調電圧を２つの導波管アーム０２に印加し、２つの分岐光信号の各々が１つの導波管アーム０２を通過した後のπの奇数倍または偶数倍で２つの分岐光信号の位相が異なるようになることができる。πの偶数倍で２つの分岐光信号の位相が異なる場合、光結合要素０５が２つの分岐光信号のためのコヒーレントに増強された信号を出力する。πの奇数倍で２つの分岐光信号の位相が異なる場合、光結合要素０５が２つの分岐光信号のためのコヒーレントに抑制された信号を出力する。
【0027】
電気光学変調器では、電気信号の伝送速度は主として誘電率および材料の構造の影響を受け、光信号の伝送速度は主として屈折率および材料の構造の影響を受ける。関連の技術分野の電気光学変調器は比較的小さい屈折率および比較的大きい誘電率を有する電気光学材料で作られ、それにより光信号の伝送速度が上がって電気信号の伝送速度が下がり、それによりこれらの２つの伝送速度の間でのより良好な適合を達成することが困難となり、それにより電気光学変調器の伝送損失が相対的に大きくなり、デバイスの動作性能が準最適となる。
【0028】
これを鑑みて、本開示の実施形態は、電気光学変調器の伝送損失を低減することができ、電気光学変調器の動作性能を向上させることができる電気光学変調器を提供する。
【0029】
【0030】
本開示の実施形態では、電極層１４０は、第１の方向に順番に配置構成された複数の第１のサブ電極１３および一対一の対応で交差するかたちで複数の第１のサブ電極１３に接続された複数の第１の接続電極１２、第１の方向に順番に配置構成された複数の第２のサブ電極２３および一対一の対応で交差するかたちで複数の第２のサブ電極２３に接続された複数の第２の接続電極２２、第１の方向に順番に配置構成された複数の第３のサブ電極３３および一対一の対応で交差するかたちで複数の第３のサブ電極３３に接続された複数の第３の接続電極３２、ならびに、第１の方向に順番に配置構成された複数の第４のサブ電極４３および一対一の対応で交差するかたちで複数の第４のサブ電極４３に接続された複数の第４の接続電極４２、を含む。
【0031】
複数の第１のサブ電極１３よび複数の第４のサブ電極４３が接地されるように構成され、複数の第２のサブ電極２３および複数の第３のサブ電極３３が差分信号（それぞれ、Ｓ１およびＳ２によって示される）を受信するように構成され、複数の第１のサブ電極１３および複数の第２のサブ電極２３が、複数の第１のサブ電極と複数の第２のサブ電極との間に第１の電界Ｅ１を形成するように構成され、複数の第３のサブ電極３３および複数の第４のサブ電極４３が、複数の第３のサブ電極と複数の第４のサブ電極との間に、第１の電界の方向と反対の方向を有する第２の電界Ｅ２を形成するように構成される。
【0032】
導波路層１３０は第１の導波管アーム１３１および第２の導波管アーム１３２を含み、ここでは、基板１１０に対して垂直である方向において、第１の導波管アーム１３１が複数の第１のサブ電極１３と複数の第２のサブ電極２３との間に位置し（つまり、第１の電界Ｅ１内に位置する）、複数の第１の接続電極１２および複数の第２の接続電極２２と交差せず、第２の導波管アーム１３２が複数の第３のサブ電極３３と複数の第４のサブ電極４３との間に位置し（つまり、第２の電界Ｅ２内に位置し）、複数の第３の接続電極３２および複数の第４の接続電極４２と交差する。
【0033】
図２および図３に示される実施形態では、電極層はＧＳＳＧ（Ｇは接地電極を表し、Ｓは信号電極を表す）の電極配置構成のデザインを採用する。電極層１４０は、順番に配置構成された、第１の接地電極１４１、第１の信号電極１４２、第２の信号電極１４３、および第２の接地電極１４４を含む。第１の信号電極１４２および第２の信号電極１４３は差分信号を受信するように構成される。第１の接地電極１４１は、第１の主電極１１、第１の主電極１１に接続された複数の第１の接続電極１２、および複数の第１のサブ電極１３を含む。第１の信号電極１４２は、第２の主電極２１、第２の主電極２１に接続された複数の第２の接続電極２２、および複数の第２のサブ電極２３を含む。第２の信号電極１４３は、第３の主電極３１、第３の主電極３１に接続された複数の第３の接続電極３２、および複数の第３のサブ電極３３を含む。第２の接地電極１４４は、第４の主電極４１、第４の主電極４１に接続された複数の第４の接続電極４２、および複数の第４のサブ電極４３を含む。
【0034】
電気光学変調器１００の基本構造は、概して、光分岐要素および光結合要素をさらに含む（これらは図には示されず、第１の導波管アーム１３１および第２の導波管アーム１３２に対しての光分岐要素および光結合要素の接続は図１を参照して示されるようなものとなり得る）。光分岐要素は、少なくとも、信号入力端部、第１の光分岐出力端部、および第２の光分岐出力端部、を含む。光結合要素は、少なくとも、第１の光分岐入力端部、第２の光分岐入力端部、および信号出力端部を含む。第１の導波管アーム１３１の一方の端部および第２の導波管アーム１３２の一方の端部が、一対一の対応で第１の光分岐出力端部および第２の光分岐出力端部に接続され、第１の導波管アーム１３１のもう一方の端部および第２の導波管アーム１３２のもう一方の端部が、一対一の対応で第１の光分岐入力端部および第２の光分岐入力端部に接続される。
【0035】
本開示の実施形態では、第１の接地電極１４１、第１の信号電極１４２、第２の信号電極１４３、および第２の接地電極１４４が全体として第１の方向に延在し、それらのそれぞれの主電極が互いに平行に配置構成され得る。第１の信号電極１４２および第２の信号電極１４３は差分信号を受信するのに使用される。具体的には、第１の信号電極１４２および第２の信号電極１４３は、それぞれ、等しい振幅および逆位相（記号「－」および「＋」で示される）の無線周波数電圧信号Ｓ１およびＳ２を受信し、したがって、無線周波数電圧信号Ｓ１およびＳ２は差分信号である。
【0036】
導波路層１３０の材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、またはチタンリン酸カリウムなどの、電気光学材料を含むことができる。差分信号（上で説明した無線周波数電圧信号Ｓ１およびＳ２など）が第１の信号電極１４２および第２の信号電極１４３に入力され、第１の接地電極１４１および第２の接地電極１４４が接地されると（図では「Ｇ」によって示される）と、第１の導波管アーム１３１が第１の信号電極１４２および第１の接地電極１４１によって形成された第１の電界Ｅ１内に位置し、第２の導波管アーム１３２が第２の信号電極１４３および第２の接地電極１４４によって形成された第２の電界Ｅ２内に位置する。図に示されるように、第１の接地電極１４１、第１の信号電極１４２、第２の信号電極１４３、および第２の接地電極１４４のサブ電極の構造デザインは、第１の電界Ｅ１の方向を第２の電界Ｅ２の方向の正確に反対にするのを可能にする。第１の導波管アーム１３１の屈折率および第２の導波管アーム１３２の屈折率は、第１の信号電極１４２および第２の信号電極１４３によりそれぞれ受信される差分信号Ｓ１およびＳ２と共に変化し、それにより中で伝送される分岐光信号の位相を変調するのを可能にし、その結果、２つの分岐光信号が光結合要素に到達するときに目標位相差を達成するようになり、ここでは目標位相差は、例えば、πの奇数倍または偶数倍である。
【0037】
本開示の実施形態では、第１の接地電極１４１、第１の信号電極１４２、第２の信号電極１４３、および第２の接地電極１４４のサブ電極の構造デザインを用いることにより、第１の電界Ｅ１および第２の電界Ｅ２が反対の方向を有するように設計され得ることに加えて、信号電極と接地電極との間の間隔も短縮され得、２つの電極が可能な限り互いに接近させられ、その結果、電界の強さが増大され得、電気信号の伝送損失が低減され得る。
【0038】
加えて、電極構造のいくつかの特性（インピーダンスおよび伝送速度など）は、実際の設計要求に従って柔軟的に調整され得るサブ電極の特定の設計パラメータ（形状、サイズ、および数など）に密に関連し、その結果、電気光学変調器１００が、可能な限り、電気光学変調器の入力端部のところのインピーダンスと等しいかまたは同様であるインピーダンスを有するようになり、それにより光信号および電気信号の伝送速度の差を一定程度補償し、それによりこれらの２つの伝送の間での可能な限りの適合を達成する。
【0039】
図４に示されるように、本開示のいくつかの比較の実施例の電気光学変調器００２では、電極層がＧＳＧＳＧの電極配置構成を採用する。具体的には、第１の接地電極２４１、第１の信号電極２４２、第２の接地電極２４３、第２の信号電極２４４、および第３の接地電極２４５が順番に配置構成される。第１の接地電極２４１および第１の信号電極２４２はそれらの間に第１の電界Ｅ１１１を形成し、第２の接地電極２４３および第２の信号電極２４４は第１の電界Ｅ１１と反対の方向を有する第２の電界Ｅ２２をそれらの間に形成し、第１の導波管アーム２３１が第１の接地電極２４１と第１の信号電極２４２との間に位置し、第２の導波管アーム２３３が第２の接地電極２４３と第２の信号電極２４４との間に位置する。このような電気光学変調器００２の構造では、第２の信号電極２４４に関連して外的要因によって発生し得るクロストークを遮断するかまたは低減するために、第３の接地電極２４５も必ず提供される。したがって、３つの接地電極が電気光学変調器００２の構造デザインに含まれ、それにより導波管アームに対して垂直である延在方向における電気光学変調器００２の全体のサイズを比較的大きくする。
【0040】
しかし、図２を参照する本開示の実施形態における電気光学変調器１００のデザインを用いることにより、最小である２つの接地電極が含まれ得、それにより上の比較の実施例と比較して全体としてより小さいサイズを有するように電気光学変調器１００を設計することが可能となる。
【0041】
図５に示されるような本開示のいくつかの実施形態では、電極層１４０は、第１の信号電極１４２と第２の信号電極１４３との間に位置する第３の接地電極１４５をさらに有し、つまりＧＳＧＳＧの電極配置構成を採用し得る。こうすることにより、第３の接地電極１４５が第１の信号電極１４２と第２の信号電極１４３との間に位置し、その結果、第１の信号電極と第２の信号電極との間で発生し得るクロストークが遮断され得るかまたは低減され得、それにより差分信号伝送の安定性を向上させ、伝送損失をさらに低減させるのを促進する。電気光学変調器１００の全体のサイズを最小にするために、第３の接地電極１４５が比較的小さい幅を有するように設計され得る。
【0042】
図２に示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、各第１のサブ電極１３が対応する第１の接続電極１２とのＴ形の接続状態にあり、各第２のサブ電極２３が対応する第２の接続電極２２とのＴ形の接続状態にあり、各第３のサブ電極３３が対応する第３の接続電極３２とのＴ形の接続状態にあり、各第４のサブ電極４３が対応する第４の接続電極４２とのＴ形の接続状態にある。
【0043】
本開示のいくつかの他の実施形態では、各第１のサブ電極は対応する第１の接続電極とのＬ形の接続状態ともなり得、同様に、各第２のサブ電極は対応する第２の接続電極とのＬ形の接続状態ともなり得、各第３のサブ電極は対応する第３の接続電極とのＬ形の接続状態ともなり得、各第４のサブ電極は対応する第４の接続電極とのＬ形の接続状態ともなり得る。
【0044】
サブ電極の形状は柔軟的に設計され、サブ電極の設計パラメータは実際の設計要求に従って調整され得、その結果、電気光学変調器１００が、可能な限り、電気光学変調器の入力端部のところのインピーダンスと等しいかまたは同様であるインピーダンスを有するようになり、それにより光信号および電気信号の伝送速度の差を補償し、それによりこれらの２つの伝送の間での可能な限りの適合を達成する。
【0045】
図２に示されるように、いくつかの実施形態では、第１の導波管アーム１３１および第２の導波管アーム１３２の延在方向において（つまり、第１の方向において）、複数の第１のサブ電極１３が一対一の対応で複数の第２のサブ電極２３の反対に配置構成され、複数の第３のサブ電極３３が複数の第４のサブ電極４３と交互に配置構成される。このデザインにより、複数の第１のサブ電極１３と複数の第２のサブ電極２３との間のおよび複数の第３のサブ電極３３と複数の第４のサブ電極４３との間の有効重複面積を比較的大きくすることが可能となり、その結果、形成される第１の電界Ｅ１および第２の電界Ｅ２の強さが増大され得、電気信号の伝送損失が最小にされ得る。
【0046】
図６を参照する本開示のいくつかの実施形態では、第２の主電極２１および第３の主電極３１の各々から基板１１０までの距離がｈ１であり、第１の主電極１１および第４の主電極４１の各々から基板１１０までの距離がｈ２であり、ｈ１≠ｈ２である。
【0047】
信号電極の主電極は接地電極の主電極から多様な高さに配置構成され、それにより、本構造デザインを通してのこの高さの差を利用して電気信号伝送の柔軟性のある調節および設計を支援し、それにより光信号および電気信号の伝送速度の差を低減することが可能となり、それにより光信号および電気信号がそれらの間での良好な適合を達成する。
【0048】
図６に示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、電気光学変調器１００は、導波路層１３０と電極層１４０との間に位置するパターン化された誘電体層１５０をさらに含み、パターン化された誘電体層１５０は導波路層１３０より低い誘電率を有する。基板１１０に対して垂直である方向において、パターン化された誘電体層１５０は第１の主電極１１および第４の主電極４１との重複部を有さず、パターン化された誘電体層１５０の少なくとも一部分が第２の主電極２１および第３の主電極３１と重なる。この実施形態では、多様な領域におけるパターン化された誘電体層１５０の厚さの差を利用することにより、第２の主電極２１および第３の主電極３１が、第１の主電極１１および第４の主電極４１から多様な高さに配置構成されるように、高くなっている。
【0049】
本開示のいくつかの他の実施形態では、パターン化された誘電体層は、第２の主電極および第３の主電極との重複部を有さないようにも、ならびに、パターン化された誘電体層の少なくとも一部分が第１の主電極および第４の主電極と重なるようにも、設計され得る。この実施形態では、多様な領域におけるパターン化された誘電体層の厚さの差を利用することにより、第１の主電極および第４の主電極が、第２の主電極および第３の主電極から多様な高さに配置構成されるように、高くなっている。
【0050】
電気光学変調器１００の電極層が図５に示される設計スキームを採用する場合、電極層の第３の接地電極１４５から基板１１０までの距離がさらにｈ１となるように設計され得、つまり、第３の接地電極が第１の主電極１１および第４の主電極４１と同じ高さに配置構成され、したがって第２の主電極２１および第３の主電極３１から異なる高さに配置構成される、ことに留意されたい。
【0051】
図７に示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、電気光学変調器１００の電極層がＧＳＧＳＧの電極配置構成のデザインを採用する。電極層は、順番に配置構成された、第１の接地電極７４１、第１の信号電極７４２、第２の接地電極７４３、第２の信号電極７４４、および第３の接地電極７４５を含む。第１の信号電極７４２および第２の信号電極７４４は、差分信号（それぞれ、Ｓ１およびＳ２によって示される）を受信するように構成される。第２の接地電極７４３は、第１の主電極７４３０、第１の主電極７４３０の一方側に位置して第１の主電極７４３０に接続された複数の第１の接続電極１２、複数の第１のサブ電極１３、第１の主電極７４３０のもう一方側に位置して第１の主電極７４３０に接続された複数の第４の接続電極４２、および複数の第４のサブ電極４３を含む。第１の信号電極７４２は、第２の主電極７４２０、第２の主電極７４２０に接続された複数の第２の接続電極２２、および複数の第２のサブ電極２３を含む。第２の信号電極７４４は第３の主電極７４４０、第３の主電極７４４０に接続された複数の第３の接続電極３２、および複数の第３のサブ電極３３を含む。
【0052】
図７に示されるように、複数の第１のサブ電極１３および複数の第２のサブ電極２３が、複数の第１のサブ電極と複数の第２のサブ電極との間に第１の電界Ｅ１を形成するように構成され、複数の第３のサブ電極３３および複数の第４のサブ電極４３が、複数の第３のサブ電極と複数の第４のサブ電極との間に、第１の電界の方向と反対の方向を有する第２の電界Ｅ２を形成するように構成される。第１の導波管アーム１３１は複数の第１のサブ電極１３と複数の第２のサブ電極２３との間に位置し、したがって第１の電界Ｅ１内に位置する。第２の導波管アーム１３２は複数の第３のサブ電極３３と複数の第４のサブ電極４３との間に位置し、したがって第２の電界Ｅ２内に位置する。
【0053】
これらの実施形態では、電極層のこの構造デザインにより、第１の電界Ｅ１および第２の電界Ｅ２が反対の方向を有するように設計され得ることに加えて、信号電極と接地電極との間の間隔が短縮され得、これらの２つの電極が可能な限り互いに接近させられ、その結果、電界の強さが増大され得、電気信号の伝送損失が低減され得る。
【0054】
いくつかの実施形態では、第２の主電極７４２０および第３の電極７４４０の各々から基板までの距離がｈ３であり、第１の接地電極７４１、第３の接地電極７４５、および第１の主電極７４３０の各々から基板までの距離がｈ４であり、ｈ３≠ｈ４である。具体的には、第１の接地電極、第３の接地電極、および第２の接地電極の主電極は、２つの信号電極の主電極から異なる高さに配置構成される。これにより、本構造デザインを通してのこの高さの差を利用して電気信号伝送の柔軟性のある調節および設計を支援し、それにより光信号および電気信号の伝送速度の差を低減することが可能となり、それにより光信号および電気信号がそれらの間での良好な適合を達成する。
【0055】
本開示の実施形態では、電気光学変調器１００の具体的な製品形態は限定的ではなく、例えば、上記の概念に基づいてストライプの電気光学変調器または折り畳みタイプの電気光学変調器として設計され得、ここでは、折り畳みタイプの電気光学変調器は１つまたは複数の湾曲部分を含むことができる。
【0056】
いくつかの実施形態では、この折り畳みタイプの電気光学変調器の電極層はＧＳＳＧの電極配置構成のデザインを採用し、種々のサブ電極および接続電極が図２に示される実施形態を参照して設計され得、ここでは、第１の主電極１１、第２の主電極２１、第３の主電極３１、および第４の主電極４１が全体として折り畳み形態であり（このフォールディング形態は図に示されない）、互いに交差しない。
【0057】
ＧＳＳＧの電極配置構成のデザインに基づいて、いくつかの実施形態では、第１の導波管アーム１３１、第２の導波管アーム１３２、第１の主電極１１、第２の主電極２１、第３の主電極３１、および第４の主電極４１は、互いに交差しないようにおよび実質的に同期化された湾曲部を有するように設計される。
【0058】
ＧＳＳＧの電極配置構成のデザインに基づいて、いくつかの他の実施形態では、第１の導波管アーム１３１および／または第２の導波管アーム１３２は、曲げ遅延（ｂｅｎｄｉｎｇ ｄｅｌａｙ）を形成するために、第１の主電極１１、第２の主電極２１、第３の主電極３１、および第４の主電極４１のうちの１つまたは複数と交差することができる。このようにして、導波管の伝送速度および電極の伝送速度が、可能な限りのそれらの間での適合を達成するように柔軟的に調整され得、それにより伝送損失を低減する。
【0059】
図８Ａに示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、電気光学変調器１００は折り畳みタイプの電気光学変調器である。この折り畳みタイプの電気光学変調器の電極層はＧＳＧＳＧの電極配置構成のデザインを採用し、サブ電極の各々および接続電極の各々は、図５に示される実施形態の手法と同様の手法で設計され、ここでは、第１の主電極１１、第２の主電極２１、第３の接地電極１４５、第３の主電極３１、および第４の主電極４１は全体として折り畳み形態であり、互いに交差しない。
【0060】
この実施形態では、第１の導波管アーム１３１、第２の導波管アーム１３２、第１の主電極１１、第２の主電極２１、第３の主電極３１、および第４の主電極４１は、互いに交差しないようにおよび実質的に同期化された湾曲部を有するように設計される。
【0061】
図８Ｂに示されるように、本開示のいくつかの他の実施形態では、電気光学変調器１００は折り畳みタイプの電気光学変調器である。この折り畳みタイプの電気光学変調器の電極層はＧＳＧＳＧの電極配置構成のデザインを採用し、サブ電極の各々および接続電極の各々は、図５に示される実施形態の手法と同様の手法で設計され、ここでは、第１の主電極１１、第２の主電極２１、第３の接地電極１４５、第３の主電極３１、および第４の主電極４１は全体として折り畳み形態であり、互いに交差せず、第１の導波管アーム１３１および第２の導波管アーム１３２は（別法として、第１の導波管アーム１３１または第２の導波管アーム１３２は）、曲げ遅延を形成するために、第１の主電極１１、第２の主電極２１、第３の接地電極１４５、第３の主電極３１、および第４の主電極４１のうちの１つまたは複数と交差する。このようにして、導波管の伝送速度および電極の伝送速度が、可能な限りのそれらの間での適合を達成するように柔軟的に調整され得、それにより伝送損失を低減する。
【0062】
図９Ａに示されるように、本開示のいくつかの他の実施形態では、電気光学変調器１００は折り畳みタイプの電気光学変調器である。この折り畳みタイプの電気光学変調器の電極層はＧＳＧＳＧの電極配置構成のデザインを採用し、種々のサブ電極および接続電極が図７に示される実施形態の手法と同様の手法で設計され、ここでは、第１の接地電極７４１、第２の主電極７４２０、第１の主電極７４３０、第３の主電極７４４０、および第３の接地電極７４５が全体として折り畳み形態であり、互いに交差しない。この実施形態では、第１の導波管アーム１３１、第２の導波管アーム１３２、第１の接地電極７４１、第２の主電極７４２０、第１の主電極７４３０、第３の主電極７４４０、および第３の接地電極７４５は、互いに交差しないようにおよび実質的に同期化された湾曲部を有するように設計される。
【0063】
図９Ｂに示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、電気光学変調器１００は折り畳みタイプの電気光学変調器である。この折り畳みタイプの電気光学変調器の電極層はＧＳＧＳＧの電極配置構成のデザインを採用し、一部のサブ電極および接続電極が図５に示される実施形態の手法と同様の手法で設計され、対して一部のサブ電極および接続電極が図７に示される実施形態の手法と同様の手法で設計され、つまり図５および図７に示される実施形態の組み合わせのデザインが採用される。第４の主電極４１は第３の接地電極７４５との湾曲の接続状態にあり、第３の主電極３１は第３の主電極７４４０との湾曲の接続状態にあり、第３の接地電極１４５は第１の主電極７４３０との湾曲の接続状態にあり、第２の主電極２１は第２の主電極７４２０との湾曲の接続状態にあり、第１の主電極１１は第１の接地電極７４１との湾曲の接続状態にある。第１の導波管アーム１３１および第２の導波管アーム１３２は（別法として、第１の導波管アーム１３１または第２の導波管アーム１３２は）、曲げ遅延を形成するために、上記の接地電極または主電極のうちの１つまたは複数と交差する。このようにして、導波管の伝送速度および電極の伝送速度が、可能な限りのそれらの間での適合を達成するように柔軟的に調整され得、それにより伝送損失を低減する。
【0064】
折り畳みタイプの電気光学変調器はＳ形湾曲部の形状を有し、それにより長手方向におけるデバイスのサイズを低減することが可能となる。より良好なデバイス性能を達成するために、導波管の長さは必要に応じて増大するように設計され得るが、折り畳みタイプのデザインのために、デバイスの長さはより影響を受けにくく、それにより小型化されたデザインのデバイスを実装することが可能となる。
【0065】
図３に示されるように、本開示のいくつかの実施形態では、導波路層１３０はリッジ導波管のデザインを採用し、スラブ導波管１３３をさらに含む。第１の導波管アーム１３１および第２の導波管アーム１３２が、基板１１０から離れたスラブ導波管１３３の一方側に位置し、スラブ導波管１３３に一体に接続され、その結果、これらが一体に形成され得るようになる。導波路層１３０がリッジ導波管のデザインを採用し、したがって、基本モードの低いカットオフ周波数、広い帯域、および低いインピーダンスなどの、リッジ導波管の一連の優れた特性を有する。
【0066】
結論として、本開示の上記の実施形態の電気光学変調器１００のデザインにより、２つの導波管アームに作用する電界が反対の方向を有するように設計され得ることに加えて、信号電極と接地電極との間の間隔が短縮され得、その結果、電界の強さが増大され得、電気信号の伝送損失が低減され得る。
【0067】
本記述では、「中心」、「長手方向の」、「横方向の」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上側」、「下側」、「前方」、「後方」、「左」、「右」、「垂直の」、「水平の」、「頂部」、「底部」、「内側の」、「外側の」、「時計回りの」、「反時計回りの」、「軸方向の」、「径方向の」、および「円周方向の」などの用語によって示される向きまたは位置関係あるいは寸法は、添付図面に基づいて示される向きまたは位置関係あるいは寸法であり、これらの用語は、言及するデバイスまたは要素が特定の向きを有さなればならず、この特定の向きで構築されて動作させられなければならない、ことを示したりまたは暗に意味したりするのではなく、単に説明の容易さのために使用されるものであり、したがって、本開示の保護範囲を限定するものとして解釈されるべきではない、ことを理解すべきである。
【0068】
加えて、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は単に説明を目的とするものであり、相対的重要性を示したりまたは暗に意味したりするものとして、あるいは、示される技術的特徴の数を暗に示したりするものとして、解釈されるべきではない。したがって、「第１の」、「第２の」、および「第３の」を用いて定義される特徴は、明示的であれまたは黙示的であれ、１つまたは複数の特徴を含むことができる。本開示の記述では、「複数の（ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ）」という用語は、明確にまたは具体的に別途定義されない限り、２つ以上を意味する。
【0069】
本開示では、明記されたりまたは別途定義されたりしない限り、「設置する」、「接続」、「接続される」、および「固定する」などの用語は広い意味で解釈されるべきであり、例えば、これらの用語は、固定的な接続、着脱自在な接続、または一体的な接続であってよいか、機械的接続もしくは電気接続、または通信であってよくかつ直接的な接続または中間媒体による間接的な接続であってよいか、あるいは、２つの要素の間の内部通信または２つの要素の間の相互作用であってよい。当業者であれば、特定の環境に従って本開示の上記の用語の具体的な意味を理解することができる。
【0070】
本開示では、明記されたりまたは別途定義されたりしない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上方」または「下方」にあるという表現は、第１の特徴が第２の特徴に直接に接触する事例、または、第１の特徴および第２の特徴が直接には接触しないがそれらの間にある別の特徴を介して接続される事例を含むことができる。さらに、第１の特徴が第２の特徴の「上」にあるか、「上方」にあるか、または「接触して上」にあるということは、第１の特徴が第２の特徴の真上にあるかまたは斜め上にある事例を含み、つまり、単に第１の特徴が第２の特徴より高いレベルにあることを示す。第１の特徴が第２の特徴の「下」にあるか、「下方」にあるか、または「すぐ下」にあるということは、第１の特徴が第２の特徴の真下にあるかまたは斜め下にある事例を含み、つまり、単に第１の特徴が第２の特徴より低いレベルにあることを示す。
【0071】
本記述は、本開示を実装するのに使用され得る多くの異なる実装形態または実施例を提供する。これらの多様な実装形態または実施例が単に例示的なものであり、本開示の保護範囲を限定することを意図されない、ことを理解されたい。本開示の記述の開示に基づいて、当業者であれば多様な変更形態または置換形態を思い付くことができるであろう。これらのすべての変更形態または置換形態は本開示の保護範囲内にあるものとする。したがって、本開示の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲の支配下にあるものとする。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【外国語明細書】