特許 7516905 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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(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 20060101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

G02F1/035

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020106759

(22)【出願日】2020-06-22

(65)【公開番号】P2022001907

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2023-02-07

(73)【特許権者】

【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

【審査官】林 祥恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１６４２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平１０－５０５１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０１５６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１８１１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０７７００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００２／０１４６１９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１６４１４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５

Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光導波路が形成された基板と、
前記基板上に形成された電極であって、前記光導波路の上を交差する交差部を有する電極と、
を有する光変調器であって、
前記光導波路は、前記基板上に延在する凸部により形成され、
前記交差部には、前記光導波路と前記電極との間に樹脂層が設けられており、
前記樹脂層は、
前記電極の延在方向に沿って前記交差部において部分的に形成され、
前記光導波路の前記凸部の上面及び側面を覆い、且つ、前記光導波路の幅方向に沿った断面において、前記電極との境界が曲線で構成されている、
光導波路素子。

【請求項2】

前記曲線は、前記基板の面から測った前記凸部の高さの１／４以上の曲率半径を有する、
請求項１に記載の光導波路素子。

【請求項3】

前記樹脂層は、前記光導波路の幅方向に沿って前記凸部の側面から当該凸部の幅より広い範囲に延在する、
請求項１または２に記載の光導波路素子。

【請求項4】

前記樹脂層は、前記凸部の上部における厚さが、前記基板の面から測った前記凸部の高さよりも大きい値を持つように形成されている、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項5】

前記凸部の上面には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む中間層が形成され、前記中間層の上部に前記樹脂層が形成されている、
請求項１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】

前記樹脂層は、隣接する複数の前記交差部に延在して形成されている、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項7】

前記樹脂層は、複数の層で形成されている、請求項６に記載の光導波路素子。

【請求項8】

前記基板は、光弾性効果を有する材料で構成される、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項9】

前記基板の厚さは、２０μｍ以下である、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項10】

光の変調を行う光変調素子である請求項１ないし９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筺体と、
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筺体の外部へ導く光ファイバと、
を備える光変調器。

【請求項11】

光の変調を行う光変調素子である請求項１ないし９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12】

請求項１０に記載の光変調器または請求項１１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で構成される光導波路素子である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、光変調器自身の更なる低電圧駆動および高速変調のため、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（すなわち、電界効率を高めるべく）薄膜化したＬＮ基板（例えば、厚さ２０μｍ以下）の表面に帯状の凸部を形成することで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）。

【0005】

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、所謂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、そのそれぞれが少なくとも一つの信号電極を備える。また、このようなマッハツェンダ型光導波路を用いた光変調器では、一般的には、いわゆるＤＣドリフトによるバイアス点の変動を補償するためのバイアス電極も形成される。

【0006】

これらの信号電極やバイアス電極（以下、総称して単に電極ともいう）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電極とが複雑に交差し、光導波路の上を電極が横断する複数の交差部が形成される。

【0007】

上記交差部において光導波路と電極とが直接接するように形成されると、これらの交差部では、光導波路を伝搬する光が電極を構成する金属に吸収されることにより光損失（光吸収損失）が発生する。この光損失は、例えば、マッハツェンダ型光導波路を構成する２つの並行導波路間での光損失差を生み、変調された光の消光比を劣化させ得る。消光比に対する要求条件は、光変調器に求められる変調速度が高いほど厳しいため、このような消光比の劣化は、伝送容量の増大化に伴う変調速度の高速化に伴って増々顕在化することが予想される。

【0008】

また、上記のような交差部は、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、光スイッチ等の光導波路素子において、広く一般に形成され得るものである。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、無視し得ない損失要因となって当該光導波路素子の性能を制限することとなり得る。

【0009】

このような、光導波路上に形成された電極金属による光吸収損失を低減する技術として、従来、光導波路を形成した基板の表面にＳｉＯ_２から成るバッファ層を設け、当該バッファ層の上部に電極金属を形成することが知られている（例えば、特許文献２）。この構成を、凸状光導波路で構成される光導波路素子に適用した場合、凸状光導波路と電極との交差部は、図１２のように構成され得る。図１２は、基板１２００に形成された凸状光導波路１２０２の幅方向断面図であり、凸状光導波路１２０２の凸状構造の矩形に沿ってＳｉＯ_２層１２０４が形成され、その上に電極１２０６が形成されている。

【0010】

しかしながら、ＳｉＯ_２はＬＮ基板に比べて剛性が高いため、ＬＮ基板上にＳｉＯ_２層を形成した場合には、例えばＬＮ基板とＳｉＯ_２層の線膨張係数差に起因して、ＳｉＯ_２層自身から基板へ応力がかかるのみならず、その上部に形成された電極金属からの応力（例えば、電極形成時に電極金属内部に発生する内部応力）もＳｉＯ_２層を介して基板に付与されることとなる。

【0011】

そして、上述したＳｉＯ_２層や電極（信号電極およびまたはバイアス電極）において発生する応力や、ＬＮ基板とＳｉＯ_２層および電極金属との線膨張係数差に起因する応力は、ＬＮ基板、ＳｉＯ_２層、および電極に、ひび割れ等の損傷発生の確率を増加させ得ることとなり、光導波路素子としての長期信頼性の低下を招くことともなり得る。また、さらには、これらの応力は、ＬＮ基板の光弾性効果を介して光導波路素子の光学特性や電気特性にも悪影響を及ぼし、例えば導波光の損失増や消光比の劣化を招くことともなり得る。

【0012】

特に、上述したような薄膜化されたＬＮ基板上の凸状光導波路を用いる光導波路素子では、薄膜化による機械強度の低下に起因して上記応力の影響はより大きなものとなり、電極やＬＮ基板の損傷、及び又は光弾性効果を介した特性変動は、より発生しやすくなることが想定される。また、特に、凸状光導波路を構成する基板凸部の角部には応力が集中しやすいことから、当該角部を覆う電極部分には、ひび割れ等の損傷発生の確率がより増大することとなり得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】特開２００４－１５７５００号公報

【文献】特開２００９－１８１１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

上記背景より、リブ型光導波路やリッジ型光導波路等の凸状光導波路を用いる光導波路素子において、当該光導波路素子の光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、光導波路と電極との交差部に発生し得る電極金属による導波光の光吸収損失を効果的に低減することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の一の態様は、光導波路が形成された基板と、前記基板上に形成された電極であって、前記光導波路の上を交差する交差部を有する電極と、を有する光変調器であって、前記光導波路は、前記基板上に延在する凸部により形成され、前記交差部には、前記光導波路と前記電極との間に樹脂層が設けられており、前記樹脂層は、前記電極の延在方向に沿って前記交差部において部分的に形成され、前記光導波路の前記凸部の上面及び側面を覆い、且つ、前記光導波路の幅方向に沿った断面において、前記電極との境界が曲線で構成されている。
本発明の他の態様によると、前記曲線は、前記基板の面から測った前記凸部の高さの１／４以上の曲率半径を有する。
本発明の他の態様によると、前記樹脂層は、前記光導波路の幅方向に沿って前記凸部の側面から当該凸部の幅より広い範囲に延在する。
本発明の他の態様によると、前記樹脂層は、前記凸部の上部における厚さが、前記基板の面から測った前記凸部の高さよりも大きい値を持つように形成されている。
本発明の他の態様によると、前記凸部の上面には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含む中間層が形成され、前記中間層の上部に前記樹脂層が形成されている。
本発明の他の態様によると、前記樹脂層は、隣接する複数の前記交差部に延在して形成されている。
本発明の他の態様によると、前記樹脂層は、複数の層で形成されている。
本発明の他の態様によると、前記基板は、光弾性効果を有する材料で構成される。
本発明の他の態様によると、前記基板の厚さは、２０μｍ以下である。
本発明の他の態様は、光の変調を行う光変調素子である請求項１ないし８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筺体と、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筺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請求項１ないし８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である。
本発明の他の態様は、上記の光変調器または上記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である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、凸状光導波路を用いる光導波路素子において、当該光導波路素子の光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、基板上の光導波路と電極との交差部に発生し得る電極金属による導波光の光吸収損失を効果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【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Ａ部の部分詳細図である。

【図4】図３に示すＢ部の平面図である。

【図5】図４に示すＢ部のＶ－Ｖ断面矢視図である。

【図6】図５に示すＢ部の構成の第１の変形例である。

【図7】図５に示すＢ部の構成の第２の変形例である。

【図8】図３に示すＣ部のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面矢視図である。

【図9】図３に示すＤ部のＩＸ－ＩＸ断面矢視図である。

【図10】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11】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12】従来の光導波路素子の断面構造の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施形態］
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、筺体１０２と、当該筺体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変調器である。筺体１０２は、最終的にはその開口部に板体であるカバー（不図示）が固定されて、その内部が気密封止される。

【0019】

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１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄと、これらの信号ピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを筺体１０２内に導入するためのフィードスルー部１０８と、を有する。

【0020】

さらに、光変調器１００は、筺体１０２内に光を入力するための入力光ファイバ１１４と、光変調素子１０４により変調された光を筺体１０２の外部へ導く出力光ファイバ１２０と、を筺体１０２の同一面に有する。

【0021】

ここで、入力光ファイバ１１４及び出力光ファイバ１２０は、固定部材であるサポート１２２及び１２４を介して筺体１０２にそれぞれ固定されている。入力光ファイバ１１４から入力された光は、サポート１２２内に配されたレンズ１３０によりコリメートされた後、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を介して筺体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２３０（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。

【0022】

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。

【0023】

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１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄから入力される高周波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の信号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２つの終端器１１２ａおよび１１２ｂを筺体１０２内に備える。尚、これら終端器の数は、２つに限定されるものでは無く、基板２３０上に形成される終端抵抗の数に応じて任意の数とすることができる。

【0024】

図２は、図１に示す光変調器１００の筺体１０２内に収容される光導波路素子である光変調素子１０４の、構成の一例を示す図である。光変調素子１０４は、基板２３０上に形成された光導波路（図示太線の点線）で構成され、例えば２００ＧのＤＰ－ＱＰＳＫ変調を行う。基板２３０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ＬＮ基板である。また、上記光導波路は、薄膜化された基板２３０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等の支持基板に接着される。本実施形態では、後述するように、基板２３０は、接着層５９０を介して支持基板５９２に接着されている。

【0025】

基板２３０は、例えば矩形であり、図示上下方向に延在して対向する図示左右の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。なお、図２においては、図示左上部に示す座標軸に示すとおり、図２の紙面の奥へ（オモテ面からウラ面へ）向かう法線方向をＸ方向、図示右方向をＹ方向、図示下方向をＺ方向とする。

【0026】

光変調素子１０４は、基板２３０の図示左方の辺２８０ｂの図示下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、光変調素子１０４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（それぞれ、図示一点鎖線で囲まれた部分）を含む。

【0027】

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（図示破線内部分）、２４６ａ（図示二点鎖線内部分）、および２４４ｂ（図示破線内部分）、２４６ｂ（図示二点鎖線内部分）を含む。これにより、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂ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をＱＰＳＫ変調した後、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。

【0028】

これら２つの出力光は、その後、基板２３０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。以下、光変調素子１０４の基板２３０上に形成された入力導波路２３２、分岐導波路２３４、並びにネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂ及びこれらに含まれるマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａ、２４４ｂ、２４６ｂ等々の光導波路を、総称して光導波路２３２等ともいうものとする。上述したように、これらの光導波路２３２等は、基板２３０上に帯状に延在する凸部により構成される凸状光導波路である。

【0029】

基板２３０上には、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａ、２４０ｂを構成する合計４つのマッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａ、２４４ｂ、２４６ｂのそれぞれに変調動作を行わせるための信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂが設けられている。信号電極２５０ａ、２５２ａは、図示左方が屈曲して、基板２３０の図示上方の辺２８０ｃまで延在し、パッド２５４ａ、２５６ａに接続されている。また、信号電極２５０ａ、２５２ａの図示右方は、基板２３０の図示右方の辺２８０ａまで延在し、パッド２５８ａ、２６０ａに接続されている。

【0030】

同様に、信号電極２５０ｂ、２５２ｂの図示左方は、基板２３０の図示下方の辺２８０ｄまで延在して、パッド２５４ｂ、２５６ｂに接続され、信号電極２５０ｂ、２５２ｂの図示右方は、基板２３０の図示右方の辺２８０ａまで延在し、パッド２５８ｂ、２６０ｂに接続されている。パッド２５８ａ、２６０ａ、２５８ｂ、２６０ｂは、ワイヤボンディング等により、上述した中継基板１０６と接続される。

【0031】

なお、信号電極２５０ａ、２５２ｂ、２５０ｂ、２５２ｂは、従来技術に従い、基板２３０上に形成されたグランド導体パターン（不図示）と共に、例えば、所定のインピーダンスを有するコプレーナ伝送線路を構成している。グランド導体パターンは、例えば、光導波路２３２等の上には形成されないように設けられ、グランド導体パターンのうち光導波路２３２等により分割されて形成される複数の領域間は、例えばワイヤボンディング等により互いに接続されるものとすることができる。

【0032】

パッド２５４ａ、２５６ａおよび２５４ｂ、２５６ｂは、上述した終端器１１２ａおよび１１２ｂに接続される。これにより、パッド２５８ａ、２６０ａ、２５８ｂ、２６０ｂに接続された中継基板１０６から入力される高周波電気信号は、進行波となって信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂを伝搬し、マッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａ、２４４ｂ、２４６ｂを伝搬する光波をそれぞれ変調する。

【0033】

ここで、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂが基板２３０内に形成する電界と、マッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａ、２４４ｂ、２４６ｂを伝搬する導波光と、の相互作用をより強めて高速変調動作をより低電圧で行い得るように、基板２３０は、２０μｍ以下の厚さ、好適には１０μｍ以下の厚さに形成される。なお、基板２３０は、その裏面（図２に示す面に対向する面）が、接着層を介してガラス等の支持基板に接着されている（図２では不図示。後述する図４等において、接着層５９０および支持基板５９２として記載されている）。

【0034】

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するためのバイアス電極２６２ａ、２６４ａ、および２６２ｂ、２６４ｂが設けられている。バイアス電極２６２ａ、２６２ｂは、それぞれ２組の電極ペアで構成されており、それぞれ、マッハツェンダ型光導波路２４４ａ、２４６ａおよび２４４ｂ、２４６ｂ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２６４ａおよび２６４ｂは、それぞれ、ネスト型マッハツェンダ型光導波路２４０ａおよび２４０ｂのバイアス点変動の補償に用いられる。

【0035】

これらのバイアス電極２６２ａ、２６４ａ、および２６２ｂ、２６４ｂも、それぞれ、基板２３０の辺２８０ｃおよび２８０ｄまで延在し、当該辺２８０ｃおよび２８０ｄの近傍部分において、例えば筺体１０２の側面に設けられたリードピン（不図示）を介して、筺体外部の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２６２ａ、２６４ａ、２６２ｂ、２６４ｂが駆動されて、対応する各マッハツェンダ型光導波路のバイアス点変動が補償される。以下、信号電極２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂおよびバイアス電極２６２ａ、２６４ａ、２６２ｂ、２６４ｂを、総称して電極２５０ａ等という。

【0036】

バイアス電極２６２ａ、２６４ａ、および２６２ｂ、２６４ｂは、直流ないし低周波の電気信号が印加される電極であり、例えば、基板２３０の厚さが２０μｍの場合、０．３μｍ以上、５μｍ以下の範囲の厚さで形成される。これに対し、上述した信号電極２５０ａ、２５２ｂ、２５０ｂ、２５２ｂは、当該信号電極に印加される高周波電気信号の導体損失を低減するべく、例えば２０μｍ以上、４０μｍ以下の範囲で形成される。尚、信号電極２５０ａ等の厚さは、インピーダンスやマイクロ波実効屈折率を所望の値に設定するため基板２３０の厚さに応じて決定され、基板２３０の厚さが厚い場合にはより厚く、基板２３０の厚さが薄い場合にはより薄く決定され得る。

【0037】

上記のように構成される光変調素子１０４は、電極２５０ａ等が光導波路２３２等の上を交差する（横断する）多くの交差部分を含んでいる。図２の記載から容易に理解されるように、図２において光導波路２３２等を示す図示太線点線と電極２５０ａ等を示す図示帯状部分とが交差する部分は、すべて、光導波路２３２等の上を電極２５０ａ等が交差する交差部分である。本実施形態では、光変調素子１０４は、全部で５０箇所の交差部分を含んでいる。

【0038】

図３は、図２に示す光変調素子１０４のＡ部の部分詳細図である。
以下、図３に示された交差部分であるＢ部、Ｃ部、およびＤ部を例にとり、これら交差部分における構成について説明する。

【0039】

まず、交差部分の第１の構成例としての、図３に示すＢ部の構成について説明する。図４および図５は、バイアス電極２６４ｂの一部であるバイアス電極２６４ｂ－１が入力導波路２３２の上を交差するＢ部の構成を示す部分詳細図である。ここに、図４は、Ｂ部の平面図、図５は、図４に示すＢ部のＶ－Ｖ断面矢視図である。

【0040】

なお、図４、図５に示す構成は、光変調素子１０４における光導波路２３２等と電極２５０ａ等とが交差する部分の構成の一例であって、Ｂ部以外の、光導波路２３２等と電極２５０ａ等とが交差する任意の部分にも同様に用いることができる。

【0041】

図４において、図示上下方向（Ｚ方向）に延在するバイアス電極２６４ｂ－１は、図示左右方向（Ｙ方向）に延在する入力導波路２３２と交差して、交差部４７０（図示一点鎖線の矩形で囲まれた部分）を形成している。なお、図５において、入力導波路２３２の断面に描かれている図示点線の楕円は、当該入力導波路２３２を伝搬する導波光を模式的に示したものである（図６ないし図９においても同様に、点線楕円により導波光を示す）。

【0042】

特に、図５に示すように、本実施形態では、基板２３０のうち交差部４７０を含む基板部分には、凸状光導波路である入力導波路２３２とバイアス電極２６４ｂ－１との間に、樹脂層４５２が、入力導波路２３２を構成する基板２３０の凸部の上面及び側面を覆って形成されている。そして、樹脂層４５２は、入力導波路２３２の幅方向に沿った断面において（すなわち、例えば図５に示す断面）において、バイアス電極２６４ｂ－１との境界が曲線で構成されている。具体的には、上記断面において、樹脂層４５２は、バイアス電極２６４ｂ－１の側の隅（コーナ部）が曲線４５２－１、４５２－２で構成されている。

【0043】

ここで、樹脂層４５２は、例えば、電極２５０ａ等のパターンニング工程に用いられるフォトレジストであるものとすることができる。特に、樹脂層４５２は、長期信頼性の観点からは、架橋剤を含んだフォトレジストが好適である。また、バイアス電極２６４ｂ－１の側のコーナ部を構成する曲線４５２－１、４５２－２の部分は、例えば、上記フォトレジストの、パターンニング後の高温処理時の温度上昇率を通常の１℃／分より大きな速度（例えば、５℃／分）とすることにより、当該フォトレジストの形状を変形させることで形成され得る。あるいは、曲線４５２－１、４５２－２の部分は、例えば、樹脂層４５２を構成するフォトレジストをプラズマ処理（例えば、アッシング処理）することにより形成することができる。

【0044】

また、上述の如くバイアス電極２６４ｂ－１は、例えば厚さ０．３μｍから５μｍの範囲であって比較的薄く形成されることから、図５に示す樹脂層４５２は、従来技術におけるＳｉＯ_２層の厚さと同程度の、厚さ０．３μｍから１μｍの範囲で形成される。

【0045】

なお、図５において、基板２３０は、接着層５９０を介して支持基板５９２に固定されている。ここで、接着層５９０は、例えば熱硬化性樹脂等で構成され、支持基板５９２は、例えばガラス基板、ＬＮ基板、Ｓｉ基板等で構成される。

【0046】

上記の構成を有する光変調素子１０４のＢ部では、交差部４７０において、入力導波路２３２とバイアス電極２６４ｂ－１との間に、樹脂層４５２が設けられている。これにより、入力導波路２３２の導波光の、バイアス電極２６４ｂ－１を構成する金属による吸収損失の発生が防止される。

【0047】

特に、樹脂層４５２を構成する例えばフォトレジストのような樹脂は、そのヤング率が、上述した従来技術において電極と光導波路との間に用いられるＳｉＯ_２のヤング率７２ＧＰａから７４ＧＰａに対し、一桁小さい１から２ＧＰａ程度であり、ＳｉＯ_２に比べて剛性が低い。このため、光変調素子１０４のＢ部では、樹脂層４５２から基板２３０に加わる応力や、樹脂層４５２を介してバイアス電極２６４ｂ－１から基板２３０へ伝わる応力は、ＳｉＯ_２層を用いる従来技術の構成に比べて低減される。このため、これら応力に起因する基板２３０及び又は電極２５０ａ等の損傷や、光弾性効果を介した光学特性及び又は電気特性の変動が抑制される。

【0048】

さらに、樹脂層４５２は、図５に示す入力導波路２３２の幅方向に沿った断面において、バイアス電極２６４ｂ－１との境界が曲線（例えば曲線４５２－１、４５２－２）で構成されているので、当該境界におけるバイアス電極２６４ｂ－１の形状の連続性が高まる（すなわち、形状の急峻な変化が緩和される）。このため、樹脂層４５２の上記低剛性による歪の抑制とも相まって、バイアス電極２６４ｂ－１のひび割れ等の損傷の発生が更に抑制される。ここで、上記断面において樹脂層４５２がバイアス電極２６４ｂ－１との境界において形成する曲線の曲率半径は、当該損傷の発生を抑制する観点からは、例えば入力導波路２３２を構成する凸状光導波路の高さｔ１の１／４以上であることが望ましい。

【0049】

上記構成により、光変調素子１０４では、Ｂ部と同様の構成を電極２５０ａ等と光導波路２３２等との他の交差部にも用いることで、当該光変調素子１０４の光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、基板２３０上の光導波路２３２等と電極２５０ａ等との交差部に発生し得る電極２５０ａ等を構成する金属による導波光の光吸収損失を効果的に低減することができる。

【0050】

なお、交差部４７０における樹脂層４５２および又はバイアス電極２６４ｂ－１のひび割れ又は断線の発生を抑制する観点からは、樹脂層４５２は、入力導波路２３２の上部における層厚、および入力導波路２３２の側面から基板２３０の表面へ延在する長さが、それぞれ、凸状光導波路である入力導波路２３２を構成する基板凸部の高さおよび幅よりも大きいことが望ましい。

【0051】

図６は、そのような構成を有する、Ｂ部における交差部４７０の構成の第１の変形例を示す図である。図６に示す構成においては、図５に示す樹脂層４５２に代えて、樹脂層４５２´が形成されている。樹脂層４５２´は、樹脂層４５２と同様の構成を有するが、その層厚および基板２３０上に延在する幅が樹脂層４５２と異なる。

【0052】

具体的には、樹脂層４５２´は、樹脂層４５２と同様にバイアス電極２６４ｂ－１との境界が曲線で構成されているが、樹脂層４５２とは異なり、入力導波路２３２の上部における層厚ｔ２が、入力導波路２３２を構成する凸部の、基板２３０の面から測った高さｔ１よりも厚く形成されている。また、樹脂層４５２´は、入力導波路２３２を構成する凸部の側面から樹脂層４５２´の端部までの距離Ｗ２が、当該凸部の幅Ｗ１よりも広く（または長く）形成されている。

【0053】

これにより、図６に示す構成においては、図５に示す構成に比べて、バイアス電極２６４ｂ－１の内部応力に起因して基板２３０へ加わる応力や、各部の線膨張係数差によって基板２３０及び又はバイアス電極２６４ｂ－１へ加わる応力が緩和される。その結果、図６に示す構成においては、図５に示す構成に比べて、光変調素子１０４の光学特性の劣化および長期信頼性の低下を更に効果的に回避しつつ、光導波路２３２等と電極２５０ａ等との交差部に発生し得る導波光の光吸収損失を低減することができる。

【0054】

図７は、Ｂ部における交差部４７０の構成の第２の変形例を示す図である。図７に示す構成においては、図５に示す構成に加えて、入力導波路２３２を構成する凸部の上部にＳｉＯ_２による中間層７００が形成され、中間層７００とバイアス電極２６４ｂ－１との間に樹脂層４５２が設けられている。すなわち、樹脂層４５２は、入力導波路２３２を構成する凸部の側面を覆い、且つ中間層７００を介して当該凸部の上面を覆うように形成されている。ここで、中間層７００の厚さは、従来技術と同様に、バイアス電極２６４ｂ－１による入力導波路２３２における光吸収損失を低減するのに十分な厚さである例えば０．５μｍである。また、樹脂層４５２は、例えば厚さ３μｍで形成され得る。

【0055】

図７に示す構成は、中間層７００を構成する例えばＳｉＯ_２が持つ高い電気的絶縁性、透明性、経時安定性を利用しつつ、交差部４７０におけるバイアス電極２６４ｂ－１の断線を抑制したい場合に好適である。図７に示す構成においては、入力導波路２３２上に設けられた中間層７００は樹脂層４５２により保護されることとなるので、バイアス電極２６４ｂ－１からの応力により中間層７００の角部にひび割れ等の損傷が発生するのを防止することもできる。

【0056】

次に、交差部分の第２の構成例としての、図３に示すＣ部の構成について説明する。図８は、入力導波路２３２と信号電極２５２ｂとが交差するＣ部の、ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面矢視図である。

【0057】

なお、図８に示す構成は、光変調素子１０４における光導波路２３２等と電極２５０ａ等とが交差する部分の構成の一例であって、Ｃ部以外の、光導波路２３２等と電極２５０ａ等とが交差する任意の部分にも同様に用いることができる。

【0058】

図８において、図示左右方向（Ｚ方向）に延在する信号電極２５２ｂは、紙面法線方向（Ｙ方向）に延在する入力導波路２３２の上を交差（横断）して、交差部８７０（図示一点鎖線の矩形で囲まれた部分）を形成している。

【0059】

図８に示すＣ部の構成は、図５に示すＢ部の構成と同様に、基板２３０のうち交差部８７０を含む基板部分には、信号電極２５２ｂと入力導波路２３２との間に、樹脂層８５２が、入力導波路２３２を構成する基板２３０の凸部の上面及び側面を覆って形成されている。ただし、信号電極２５２ｂは、厚さ０．３μｍから５μｍで形成されるバイアス電極２６４ｂ－１に比べて、厚さ２０から４０μｍと厚く構成されている。

【0060】

また、樹脂層８５２は、図５に示す樹脂層４５２と同様に、入力導波路２３２の幅方向に沿った当該樹脂層８５２の断面（すなわち、例えば図８に示す断面）において、信号電極２５２ｂとの境界が曲線で構成されている。具体的には、樹脂層８５２は、上記断面において、信号電極２５２ｂの側の隅（コーナ部）が曲線８５２－１、８５２－２で構成されている。

【0061】

また、樹脂層８５２は、図６に示す図５の構成の第１の変形例と同様に、上述した望ましい形態として、入力導波路２３２の上部における層厚ｔ３が、入力導波路２３２を構成する凸部の高さｔ１よりも厚く形成されている。また、樹脂層８５２は、入力導波路２３２を構成する凸部の側面から樹脂層８５２の端部までの距離Ｗ３が、当該凸部の幅Ｗ１よりも広く又は長く形成されている。

【0062】

上記の構成を有する交差部８７０では、図５または図７に示す交差部４７０の構成と同様に、入力導波路２３２と信号電極２５２ｂとの間に樹脂層８５２が設けられているので、ＳｉＯ_２層を介在させる従来の構成に比べて、信号電極２５２ｂから基板２３０に伝わる応力や、基板２３０及び又は信号電極２５２ｂへ加わる応力を軽減することができる。また、樹脂層８５２は、図８に示す入力導波路２３２の幅方向に沿った断面において、信号電極２５２ｂとの境界が曲線で構成されているので、上記応力が樹脂層８５２の隅部（コーナ部）付近に集中することを防止して、信号電極２５２ｂにひび割れや断線等の損傷が発生するのを防止することができる。

【0063】

次に、交差部分の第３の構成例としての、図３に示すＤ部の構成について説明する。本構成例では、２つの交差部にまたがって一つの樹脂層が設けられている。図９は、マッハツェンダ型光導波路２４４ｂを構成する２本の並行導波路２４４ｂ－１及び２４４ｂ－２のそれぞれの上を信号電極２５２ｂが交差する２つの交差部９７０－１、９７０－２を含むＤ部の、ＩＸ－ＩＸ断面図である。

【0064】

なお、図９に示す構成は、マッハツェンダ型光導波路を構成する並行導波路と電極との交差部のみならず、光導波路２３２等と電極２５０ａ等とが交差する任意の交差部分であって隣接する複数の交差部に、同様に適用することができる。

【0065】

図９において、図示左右方向（Ｚ方向）に延在する信号電極２５２ｂは、紙面法線方向（Ｙ方向）に延在する並行導波路２４４ｂ－１および２４４ｂ－２の上を交差（横断）して、それぞれ交差部９７０－１及び９７０－２を形成している。

【0066】

そして、信号電極２５２ｂと基板２３０との間に設けられた樹脂層９５２は、隣接する交差部９７０－１及び９７０－２にまたがって延在するよう形成されている。これにより、交差部９７０－１及び９７０－２において、信号電極２５２ｂと、並行導波路２４４ｂ－１及び２４４ｂ－２との間に、樹脂層９５２が、それぞれ、並行導波路２４４ｂ－１および２４４ｂ－２を構成する基板２３０の凸部の上面及び側面を覆って形成される。

【0067】

また樹脂層９５２は、並行導波路２４４ｂ－１および２４４ｂ－２の幅方向に沿った断面（すなわち、例えば図９に示す断面）において、信号電極２５２ｂとの境界が曲線で構成されている。具体的には、樹脂層９５２は、上記断面において、信号電極２５２ｂの側の隅（コーナ部）の境界が曲線９５２－１、９５２－２で構成されている。

【0068】

ここで、本実施形態では、樹脂層９５２は、並行導波路２４４ｂ－１及び２４４ｂ－２に接する樹脂層９５２ａと、樹脂層９５２ａの上部に設けられた樹脂層９５２ｂと、の２層で構成されている。樹脂層９５２ａ、９５２ｂは、同じ樹脂で構成されていてもよいし、塗布時の粘性が互いに異なる樹脂であってもよい。例えば、樹脂層９５２ｂは、樹脂層９５２ａに比べて塗布時の粘性が高い樹脂とすることができる。これにより、上記断面において、樹脂層９５２と信号電極２５２ｂとの境界（すなわち、樹脂層９５２ｂと信号電極２５２ｂとの境界）を、容易に曲線で構成することができる。

【0069】

上記の構成によれば、図５ないし図８に示す構成と同様に、樹脂層９５２の存在により、並行導波路２４４ｂ－１及び２４４ｂ－２における信号電極２５２ｂによる光吸収損失を防止しつつ、基板２３０へ加わる応力及び又は信号電極２５２ｂに加わる応力を緩和ないし分散して、光学特性の劣化および長期信頼性の低下を防止することができる。

【0070】

また、上記構成によれば、一つの樹脂層９５２が複数の交差部９７０－１、９７０－２にまたがって設けられるので、基板２３０上に形成する樹脂層の数を低減して製造歩留まりを向上することができる。また、一つの樹脂層９５２が複数の交差部９７０－１、９７０－２にまたがって設けられる結果、当該樹脂層９５２の、基板２３０の面と接する部分の面積が大きくなるため、基板２３０に対する樹脂層９５２の密着性を向上することができる。

【0071】

また、一般に、隣接する２つの凸状光導波路の間は凹状の窪み形状となるため、これら隣接する凸状光導波路と電極との２つの交差部にまたがって樹脂層を形成する場合には、当該樹脂層とその上部の電極との間に凹凸が生じ得る。このような凹凸は、応力の偏在を発生し易く、電極や基板に対する応力緩和作用や応力分散作用が低下し得る。これに対し、図９に示す構成においては、樹脂層９５２が２つの層で構成されるため、上部層である樹脂層９５２ｂの上面を凹凸の少ない滑らかな曲面として容易に構成することができる。

【0072】

［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１０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１０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。

【0073】

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１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ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を生成し、当該生成した高周波電気信号を光変調素子１０４へ出力する。

【0074】

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、光導波路２３２等と電極２５０ａ等との交差部分において図４ないし図９に示す構成を有する光変調素子１０４を備える。このため、光変調モジュール１０００では、光変調器１００と同様に、光変調素子１０４の光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、基板２３０上の光導波路２３２等と電極２５０ａ等との交差部分に発生し得る導波光の光吸収損失を効果的に低減して、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。

【0075】

［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１１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、上述した光変調モジュール１０００を用いることもできる。

【0076】

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。

【0077】

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２５０ａ、２５２ａ、２５０ｂ、２５２ｂを駆動するための４つの高周波電気信号を出力する。

【0078】

当該４つの高周波電気信号は、光変調器１００の信号ピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄに入力されて、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。

【0079】

特に、光送信装置１１００では、光導波路２３２等と電極２５０ａ等との交差部分の光吸収損失を効果的に低減し得る光変調素子１０４を備えた光変調器１００を用いているので、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。

【0080】

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。

【0081】

例えば、上述した第１の実施形態では、光変調素子１０４において、入力導波路２３２とバイアス電極２６４ｂ－１との交差部分であるＢ部について図５、図６、または図７に示す構成、入力導波路２３２と信号電極２５２ｂとの交差部分であるＣ部について図８に示す構成、および並行導波路２４４ｂ－１及び２４４ｂ－２と信号電極２５２ｂとの２つの交差部分を含むＤ部について図９に示す構成を有するものとしたが、これらには限られない。

【0082】

光導波路素子である光変調素子１０４は、光導波路２３２等と電極２５０ａ等との一部又は全部の交差部分について、図５ないし図９に示すいずれかの構成を有するものとすることができる。従って、例えば、図３において並行導波路２４０ｂ－１、２４０ｂ－２が近接する場合には、並行導波路２４０ｂ－１及び２４０ｂ－２とバイアス電極２６４ｂ－１とでそれぞれ構成される２つの隣接する交差部に、信号電極２５２ｂを含む２つの交差部について示した図９に示す構成を適用することができる。また、たとえば、図６または図８に示す樹脂層の層厚及び延在範囲についての条件を、図９に一例を示す隣接する交差部における樹脂層の層厚及び延在範囲について適用することができる。

【0083】

また、当業者において容易に理解されるように、図５、図６、図７、図８、及び図９に示した各交差部の特徴構成を組み合わせて、光導波路２３２等と電極２５０ａ等とのいずれかの交差部に適用するものとすることができる。例えば、図７に示す中間層７００と同様の中間層を、図６、図８、図９に示す構成において入力導波路２３２または並行導波路２４４ｂ－１、２４４ｂ－２に設けるものとすることができる。

【0084】

また、図９に示すＤ部の構成では、樹脂層９５２は２つの樹脂層で構成されるものとしたが、２以上の数の樹脂層により多層に構成されていてもよい。あるいは、樹脂層９５２は、並行導波路２４４ｂ－１および２４４ｂ－２の幅方向に沿った断面において信号電極２５２ｂとの境界が曲線で構成され得る限りにおいて（あるいは、樹脂層９５２ｂの上面が凹凸の少ない所望の曲面で形成される限りにおいて）、単一の層で構成されていてもよい。

【0085】

また、図９に示す樹脂層９５２ａ、９５２ｂの断面形状は一例であって、これには限られない。樹脂層９５２ａは、樹脂層９５２ｂの上面が凹凸の少ない所望の曲面で形成される限りにおいて、図９に示す形状以外の断面形状となるように形成するものとすることができる。例えば、樹脂層９５２ａは、隣接する２つの凸状光導波路である並行導波路２４４ｂ－１と２４４ｂ－２との間の凹部にのみ充填されて形成されるものとすることができる。これにより、樹脂層９５２ａの上面に形成される凹状の窪みは、樹脂層９５２ａの塗布時の表面張力に応じて、並行導波路２４４ｂ－１と２４４ｂ－２との間の凹部よりも浅く形成され得るので、その上部に形成される樹脂層９５２ｂの上面を、凹凸の少ない所望の曲面に容易に形成することができる。

【0086】

また、図７に示すＢ部の構成の変形例では、入力導波路２３２上に設けられる中間層７００はＳｉＯ_２で構成されるものとしたが、中間層７００の材料はこれには限られない。中間層７００は、ＳｉＯ_２のほか、ＳｉＮなどの、光導波路２３２等よりも大きな屈折率と電気的絶縁性を有する任意の材料で構成される絶縁層または透明絶縁層（例えばＳｉＮ等で構成される層）であるものとすることができる。

【0087】

また、上述した第１の実施形態においては、各交差部は、電極２５０ａ等と光導波路２３２等とが直交することで構成されるものとしたが、これには限られない。上述した図５ないし図９に示した交差部の構成は、電極２５０ａ等が光導波路２３２等の上を横断することで形成される当該電極２５０ａ等と光導波路２３２等との交差部であって、電極２５０ａ等が光導波路２３２等に対し（平行でない）任意の角度を持って交差する交差部に適用することができる。

【0088】

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２３０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。

【0089】

以上説明したように、上述した第１の実施形態に係る光変調器１００を構成する光導波路素子である光変調素子１０４は、光導波路２３２等が形成された基板２３０と、基板２３０上に形成された電極２５０ａ等であって、光導波路２３２等の上を交差する交差部４７０等を有する電極２５０ａ等と、を有する。また、光導波路２３２等は、基板２３０上に延在する凸部により形成された凸状光導波路であり、交差部４７０等には、光導波路２３２等と電極２５０ａ等との間に樹脂層４５２等が設けられている。樹脂層４５２等は、光導波路２３２等の上記凸部の上面及び側面を覆って形成され、且つ、光導波路２３２等の幅方向に沿った断面において、電極２５０ａ等との境界が曲線で構成されている。

【0090】

この構成によれば、凸状光導波路で構成される光変調素子１０４の光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、基板２３０上の光導波路２３２等と電極２５０ａ等との交差部４７０等に発生し得る電極金属による導波光の光吸収損失を効果的に低減することができる。

【0091】

また、光変調素子１０４では、樹脂層４５２等の上記曲線は、光導波路２３２等を構成する凸状導波路の、基板２３０の面から測った凸部の高さの１／４以上の曲率半径を有する。この構成によれば、樹脂層４５２等の隅部（コーナ部）への応力集中をより効果的に緩和して、光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、導波光の光吸収損失を効果的に低減することができる。

【0092】

また、光変調素子１０４では、例えば樹脂層４５２´のように、樹脂層４５２等は、光導波路２３２等の幅方向に沿って、当該光導波路２３２等を構成する基板２３０の凸部の側面から当該凸部の幅Ｗ１より広い範囲（距離Ｗ２の範囲）に延在するよう構成され得る。また、例えば樹脂層４５２´のように、樹脂層４５２等は、光導波路２３２等を構成する基板２３０の凸部の上部における厚さｔ２が、基板２３０の面から測った当該凸部の高さｔ１よりも大きい値を持つように形成され得る。これらの構成によれば、電極２５０ａ等の内部応力に起因して基板２３０へ加わる応力や、各部の線膨張係数差によって基板２３０から電極２５０ａ等へ加わる応力が、より効果的に緩和される。

【0093】

また、例えば光変調素子１０４の交差部４７０の変形例として、例えば入力導波路２３２を構成する基板２３０の凸部の上面には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む中間層７００が形成され、中間層７００の上部に樹脂層４５２が形成されている。この構成によれば、ＳｉＯ_２の持つ高い電気的絶縁性、透明性、経時安定性を利用しつつ、基板２３０や電極２５０ａ等へ加わる応力を緩和することができる。

【0094】

また、例えば光変調素子１０４の樹脂層９５２は、隣接する複数の交差部９７０－１、９７０－２に延在して形成されている。この構成によれば、樹脂層９５２と基板２３０との接触面積を広くして、基板２３０に対する樹脂層９５２の密着性を向上することができる。

【0095】

また、隣接する複数の交差部９７０－１、９７０－２に延在して形成され樹脂層９５２は、複数の層で形成されている。この構成によれば、交差部９７０－１と９７０－２とをそれぞれ構成する凸状光導波路である並行導波路２４４ｂ－１と２４４ｂ－２との間の、基板２３０の凹部により樹脂層９５２の上面に生ずる凹凸を容易に軽減することができる。

【0096】

また、基板２３０は、光弾性効果を有する材料（例えばニオブ酸リチウム）で構成される。この構成によれば、応力が光弾性効果を介して光学特性や電気的特性に影響し得る基板を用いた、凸状光導波路で構成される光導波路素子において、光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、光導波路と電極との交差部に発生し得る電極金属による導波光の光吸収損失を効果的に低減することができる。

【0097】

また、基板２３０は、厚さが２０μｍ以下である。この構成によれば、機械的強度が低く応力の影響を受けやすい光導波路素子において、光学特性の劣化および長期信頼性の低下を招くことなく、光導波路と電極との交差部に発生し得る電極金属による導波光の光吸収損失を効果的に低減することができる。

【0098】

また、第１の実施形態に係る光変調器１００は、光導波路素子である光変調素子１０４と、光変調素子１０４を収容する筺体１０２と、光変調素子１０４に光を入力する入力光ファイバ１１４と、光変調素子１０４が出力する光を筺体１０２の外部へ導く出力光ファイバ１２０と、を備える。

【0099】

また、第２の実施形態に係る光変調モジュール１０００は、光導波路素子である光の変調を行う光変調素子１０４と、当該光変調素子１０４を駆動する駆動回路１００８と、を備える。

【0100】

また、第３の実施形態に係る光送信装置１１００は、光変調器１００または光変調モジュール１０００と、光変調素子１０４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る変調信号生成部１１０８と、を備える。

【0101】

これらの構成によれば、良好な特性を有する光変調器１００、光変調モジュール１０００、又は光送信装置１１００を実現することができる。

【符号の説明】

【0102】

１００…光変調器、１０２…筺体、１０４…光変調素子、１０６…中継基板、１０８…フィードスルー部、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ…信号ピン、１１２ａ、１１２ｂ…終端器、１１４…入力光ファイバ、１１６…光学ユニット、１１８、１３０、１３４…レンズ、１２０…出力光ファイバ、１２２、１２４…サポート、２３０、１２００…基板、２３２…入力導波路、２３４…分岐導波路、２４０ａ、２４０ｂ…ネスト型マッハツェンダ型光導波路、２４４ａ、２４４ｂ、２４６ａ、２４６ｂ…マッハツェンダ型光導波路、２４０ｂ－１、２４０ｂ－２、２４４ａ－１、２４４ｂ－１、２４４ｂ－２…並行導波路、２４８ａ、２４８ｂ…出力導波路、２５０ａ、２５０ｂ、２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｂ…信号電極、２５４ａ、２５４ｂ、２５４ｂ－１、２５６ａ、２５６ｂ、２５８ａ、２５８ｂ、２６０ａ、２６０ｂ…パッド、２６２ａ、２６２ｂ、２６４ａ、２６４ｂ、２６４ｂ－１…バイアス電極、２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８０ｄ…辺、４５２、４５２´、８５２、９５２、９５２ａ、９５２ｂ…樹脂層、４５２－１、４５２－２、８５２－１、８５２－２、９５２－１、９５２－２…曲線、４７０、８７０，９７０－１、９７０－２…交差部、５９０…接着層、５９２…支持基板、７００…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、１２０２…凸状光導波路、１２０４…ＳｉＯ_２層、１２０６…電極。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】