特許 7552452 光デバイスおよび光送受信装置

(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】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】光デバイスおよび光送受信装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/035 20060101AFI20240910BHJP

   G02F 1/01 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

G02F1/035

G02F1/01 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021039733

(22)【出願日】2021-03-11

(65)【公開番号】P2022139377

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉山 昌樹

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７９１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００８１２７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１３４８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０６４９２４４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２００７－０４７３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５， １／２１－７／００

Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４， ６／２６－６／２７， ６／３０－６／３４， ６／４２－６／４３

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のバッファ層、電気光学効果を有する薄膜、および第２のバッファ層がこの順番で積層された基板と、
前記基板上に設けられ、光をＲＦ信号に応じて変調するＲＦ変調部と、
前記基板上に設けられ、前記ＲＦ変調部によって変調された光信号の位相を調整する位相調整部と
を備え、
前記位相調整部は、
前記第２のバッファ層と前記薄膜との間に設けられ、前記ＲＦ変調部によって変調された、または変調される光を通過させる第１の光導波路であって、熱光学効果を有する材料により形成されている第１の光導波路と、
前記第２のバッファ層を介して前記第１の光導波路と対向する位置に設けられており、前記第１の光導波路を加熱するヒータと
を有し、
前記薄膜には、突条の第２の光導波路が形成されており、
前記第１の光導波路の熱光学効果は、前記第２の光導波路の熱光学効果よりも大きいことを特徴とする光デバイス。

【請求項2】

前記ＲＦ変調部では、前記第２の光導波路を伝搬する光信号が変調され、
前記位相調整部では、前記第２の光導波路の延伸方向に連続するように前記第１の光導波路が配置されており、前記第１の光導波路の延伸方向における前記第１の光導波路の端面と前記第２の光導波路の延伸方向における前記第２の光導波路の端面とが接していることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項3】

前記第１の光導波路の屈折率は、前記薄膜の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の光デバイス。

【請求項4】

前記位相調整部において、前記第２の光導波路の延伸方向における前記第２の光導波路の端部は、前記第１の光導波路に接する前記第２の光導波路の端面に近付くに従って幅が狭くなっており、前記第１の光導波路に接する前記第２の光導波路の端面の幅は、前記第２の光導波路に接する前記第１の光導波路の端面の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項5】

前記位相調整部において、前記第１の光導波路の厚さは、前記第２の光導波路の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光デバイス。

【請求項6】

前記ＲＦ変調部では、前記第２の光導波路を伝搬する光信号が変調され、
前記位相調整部では、前記第２の光導波路と前記ヒータとの間に前記第１の光導波路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項7】

前記第１の光導波路の延伸方向における前記第１の光導波路の端部は、前記第１の光導波路の先端に近付くに従って幅が狭くなっていることを特徴とする請求項６に記載の光デバイス。

【請求項8】

前記第１の光導波路が設けられた部分の前記第２の光導波路の幅は、前記第１の光導波路が設けられていない部分の前記第２の光導波路の幅よりも広いことを特徴とする請求項６または７に記載の光デバイス。

【請求項9】

前記第１の光導波路が設けられた部分の前記第２の光導波路の幅は、前記第１の光導波路の延伸方向における前記第１の光導波路の先端に対応する位置に近付くに従って幅が狭くなることを特徴とする請求項８に記載の光デバイス。

【請求項10】

ＲＦ信号に応じて変調された光信号を送信する光送信デバイスとして機能する請求項１から９のいずれか一項に記載の光デバイスと、
光信号を受信し、受信された光信号に応じた電気信号を出力する光受信デバイスと
を備えることを特徴とする光送受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光デバイスおよび光送受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、下記の特許文献１には、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃；ＬＮ）を利用したマッハツェンダ型の光変調器が開示されている。このような光変調器では、バッファ層の上にＬＮ膜が設けられ、ＬＮ膜の上にバッファ層が設けられ、バッファ層の上に信号電極が設けられる。そして、ＬＮ膜にリッジ構造の光導波路（薄膜ＬＮ光導波路）が形成され、薄膜ＬＮ光導波路内を伝搬する光が信号電極を介して供給された電気信号によって変調される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－２０９５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ＲＦ変調用および位相調整用のいずれの電極においても、電極に電圧を印加することによって、電極が存在する領域の光導波路の屈折率が変化する。この結果、ＲＦ変調部の実効的な光路長および位相調整部の実効的な光路長が変化し、位相変調および位相差の調整が可能となる。また、光導波路として、ＬＮ膜とバッファ層の間にチタン（Ｔｉ）で形成された導波路（Ｔｉ拡散光導波路）を設ける構造も考えられる。しかし、Ｔｉ拡散光導波路では、薄膜ＬＮ光導波路よりも光の閉じ込め効果が低いため、光の損失が多いという問題がある。一方で、Ｔｉ拡散光導波路から薄膜ＬＮ光導波路に変更した場合、ＲＦ変調部では、電界印加効率が高くできるため、ＲＦ変調するためのＲＦ電極を小型化することができる。しかし、位相調整部では、効果的な電界印加効率を得るためには、位相調整のためのＤＣ電極を長くする必要がある。しかし、ＤＣ電極の長さを長くすると光変調器の小型化が難しくなる。

【0005】

一方、位相調整部の駆動電力を下げるためには、ＤＣ電極とグランド電極との間の距離を短くすることも考えられる。しかし、製造誤差等を考慮すると、ＤＣ電極とグランド電極との間の距離を短くすることには限界がある。そのため、ＤＣ電極とグランド電極との間の距離を短くすることによるさらなる省電力化は難しい。

【0006】

本願に開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、省電力化を図りつつ小型化が可能な光デバイスおよび光送受信装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

１つの側面では、光デバイスは、基板と、ＲＦ変調部と、位相調整部とを備える。基板は、第１のバッファ層、電気光学効果を有する薄膜、および第２のバッファ層がこの順番で積層されている。ＲＦ変調部は、基板上に設けられ、光をＲＦ信号に応じて変調する。位相調整部は、ＲＦ変調部が設けられた基板と同一の基板上に設けられ、ＲＦ変調部によって変調された光信号の位相を調整する。位相調整部は、第１の光導波路と、ヒータとを有する。第１の光導波路は、第２のバッファ層と電気光学効果を有する薄膜との間に設けられ、ＲＦ変調部によって変調された、または変調される光を通過させる。また、第１の光導波路は、熱光学効果を有する材料により形成されている。ヒータは、第２のバッファ層を介して第１の光導波路と対向する位置に設けられており、第１の光導波路を加熱する。

【発明の効果】

【0008】

１実施形態によれば、光デバイスの省電力化を図りつつ小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、光送受信装置の一例を示す図である。

【図2】図２は、光送信デバイスの一例を示す図である。

【図3】図３は、ＲＦ変調部の一例を示す断面図である。

【図4】図４は、位相調整部の一例を示す断面図である。

【図5】図５は、位相調整部の光導波路の構造の一例を示す図である。

【図6】図６は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図7】図７は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図8】図８は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図9】図９は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図10】図１０は、位相調整部の光導波路の構造の他の例を示す図である。

【図11】図１１は、位相調整部の光導波路の構造の他の例を示す図である。

【図12】図１２は、位相調整部の光導波路の構造の他の例を示す図である。

【図13】図１３は、位相調整部の他の例を示す断面図である。

【図14】図１４は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図15】図１５は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図16】図１６は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図17】図１７は、位相調整部の光導波路の製造過程の一例を示す図である。

【図18】図１８は、位相調整部の光導波路の構造の他の例を示す図である。

【図19】図１９は、位相調整部の光導波路の構造の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願が開示する光デバイスおよび光送受信装置の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、開示の技術を限定するものではない。

【実施例】

【0011】

［光送受信装置１０の構成］
図１は、光送受信装置１０の一例を示す図である。本実施例における光送受信装置１０は、光送受信部１１、ＬＤ（Laser Diode）１２、およびＤＳＰ（Digital Signal Processor）１３を備える。光送受信部１１は、光送信デバイス２０および光受信デバイス１４を有する。光送信デバイス２０は、光デバイスの一例である。

【0012】

光送信デバイス２０は、ＬＤ１２から供給された光を、ＤＳＰ１３から出力された送信信号に基づいて変調する。そして、光送信デバイス２０は、送信信号に応じて変調された光信号（Ｔｘ＿ｏｕｔ）を出力する。光受信デバイス１４は、光信号（Ｒｘ＿ｉｎ）を受光する。受光された光信号は、偏波分離され、ＬＤ１２から供給された光を用いて復調され、電気信号に変換されてＤＳＰ１３へ出力される。

【0013】

［光送信デバイス２０の構成］
図２は、光送信デバイス２０の一例を示す図である。光送信デバイス２０は、ＲＦ（Radio Frequency）変調領域２１、位相調整領域２２、ＰＲ（Polarization Rotator）２３、およびＰＢＣ（Polarization Beam Combiner）２４を有する。ＲＦ変調領域２１および位相調整領域２２は、１つの基板Ｗ上に設けられている。ＲＦ変調領域２１には、複数のＲＦ変調部２１０と、終端部２１１とが設けられている。それぞれのＲＦ変調部２１０は、信号電極２１００および接地電極２１０１を有する。本実施形態において、複数のＲＦ変調部２１０は、マッハツェンダ型の光変調器を構成する。位相調整領域２２には、複数の位相調整部２２０ａおよび複数の位相調整部２２０ｂが設けられている。なお、以下では、複数の位相調整部２２０ａおよび複数の位相調整部２２０ｂを区別せずに総称する場合に位相調整部２２０と記載する。複数のＲＦ変調部２１０および複数の位相調整部２２０を１つの基板Ｗ上に設けることにより、光送信デバイス２０を容易に製造することができる。

【0014】

基板Ｗ上には、光を伝搬する光導波路２００が形成されている。ＬＤ１２から出力された光は、光導波路２００の入力端２０１から入力され、光導波路２００を介してそれぞれのＲＦ変調部２１０に入力される。それぞれのＲＦ変調部２１０は、ＤＳＰ１３から入力されたＲＦ信号に応じて、入力された光を変調する。

【0015】

それぞれのＲＦ変調部２１０によって変調された光信号は、それぞれの位相調整部２２０ｂに入力される。それぞれの位相調整部２２０ｂは、ＤＳＰ１３から入力された調整信号に応じて光信号の位相を調整する。それぞれの位相調整部２２０ｂによって位相が調整された光信号は、それぞれの位相調整部２２０ａに入力される。それぞれの位相調整部２２０ａは、ＤＳＰ１３から入力された調整信号に応じて光信号の位相をさらに調整する。

【0016】

ＰＲ２３は、一部の位相調整部２２０ａによって位相が調整された光信号が合成された後に、合成された光信号の偏光面を回転させる。他の位相調整部２２０ａによって位相が調整された光信号は、ＰＲ２３によって偏光面が回転された光信号とＰＢＣ２４によって合成され、光信号（Ｔｘ＿ｏｕｔ）として出力される。

【0017】

［ＲＦ変調部２１０の構成］
図３は、ＲＦ変調部２１０の一例を示す断面図である。ＲＦ変調部２１０は、基板Ｗの上に設けられた信号電極２１００および接地電極２１０１を有する。本実施例において、信号電極２１００および接地電極２１０１は、例えば金、銀、または銅等で形成されている。基板Ｗは、支持基板３０、バッファ層３１、薄膜ＬＮ基板３２、およびバッファ層３３がこの順番で積層された多層基板である。支持基板３０は、例えば単結晶シリコン等により形成されている。バッファ層３１およびバッファ層３３は、例えばシリコン酸化膜等により形成されている。バッファ層３１は第１のバッファ層の一例であり、バッファ層３３は第２のバッファ層の一例である。薄膜ＬＮ基板３２は、ＬｉＮｂＯ₃等の屈折率変化が大きく、かつ、電気光学効果を有する薄膜で形成されている。薄膜ＬＮ基板３２には、薄膜ＬＮ基板３２の他の領域よりも厚さが大きく、薄膜ＬＮ基板３２の面に沿って突条に形成されたリッジ３２０が設けられている。リッジ３２０は、光が伝搬する光導波路２００として機能する。薄膜ＬＮ基板３２およびリッジ３２０は同じ材料で形成されている。薄膜ＬＮ基板３２およびリッジ３２０の屈折率は、バッファ層３１およびバッファ層３３の屈折率よりも大きい。リッジ３２０は、第２の光導波路の一例である。

【0018】

信号電極２１００には、ＤＳＰ１３から例えば数十ＧＨｚの帯域をもつＲＦ信号が入力される。信号電極２１００にＲＦ信号が入力されると、信号電極２１００と接地電極２１０１との間に電界が発生する。そして、信号電極２１００と接地電極２１０１との間に発生した電界によってリッジ３２０の屈折率が変化する。これにより、リッジ３２０内を伝搬する光の位相が変化する。それぞれのＲＦ変調部２１０において、リッジ３２０内を伝搬する光の位相を個別に変化させることにより、ＲＦ信号に応じて光が変調される。

【0019】

［位相調整部２２０の構成］
図４は、位相調整部２２０の一例を示す断面図である。位相調整部２２０は、基板Ｗの上に設けられたヒータ２２００を有する。本実施例において、ヒータ２２００は、例えばチタンまたは窒化チタン等で形成されており、バッファ層３３を介して被加熱光導波路２２０１と対向する位置に設けられている。また、本実施例の位相調整部２２０において、ヒータ２２００と薄膜ＬＮ基板３２との間には、薄膜ＬＮ基板３２よりも熱光学効果が大きい材料により形成された被加熱光導波路２２０１が設けられている被加熱光導波路２２０１は、第１の光導波路の一例である。薄膜ＬＮ基板３２よりも熱光学効果が大きい材料とは、例えば、シリコンやポリマー等である。ポリマーとしては、例えば、ポリイミドやポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等が挙げられる。

【0020】

図５は、位相調整部２２０の光導波路２００の構造の一例を示す図である。なお、図５では、バッファ層３３およびヒータ２２００が省略されている。本実施例において、被加熱光導波路２２０１は、リッジ３２０の延伸方向に連続するように薄膜ＬＮ基板３２上に配置されている。また、本実施例において、被加熱光導波路２２０１は、被加熱光導波路２２０１の延伸方向における被加熱光導波路２２０１の端面とリッジ３２０の延伸方向におけるリッジ３２０の端面とが接するように薄膜ＬＮ基板３２上に配置されている。被加熱光導波路２２０１の屈折率は、薄膜ＬＮ基板３２およびバッファ層３３の屈折率よりも大きい。これにより、リッジ３２０を伝搬した光は、被加熱光導波路２２０１内に進入する。

【0021】

また、被加熱光導波路２２０１における熱光学効果は、薄膜ＬＮ基板３２およびリッジ３２０における熱光学効果よりも大きい。熱光学効果とは、温度変化に対する屈折率の変化の割合であり、熱光学効果が大きいとは、温度変化に対する屈折率の変化の割合が大きいことである。

【0022】

ヒータ２２００は、ＤＳＰ１３から入力された調整信号の大きさに応じて発熱する。ヒータ２２００から発生した熱により、バッファ層３３を介して被加熱光導波路２２０１が加熱され、被加熱光導波路２２０１の屈折率が変化する。これにより、リッジ３２０内を伝搬する光の位相が変化する。それぞれの位相調整部２２０において、被加熱光導波路２２０１内を伝搬する光の位相を個別に変化させることにより、光信号の位相が個別に調整される。本実施例では、ヒータ２２００に発熱効率の高いチタン等の材料を用い、被加熱光導波路２２０１にシリコン等の熱光学効果が大きい材料を用いることにより、少ない電力で光の位相を調整することができる。

【0023】

［位相調整部２２０における光導波路２００の形成方法］
次に、位相調整部２２０における光導波路２００の形成方法の一例について、図６～図９を参照して説明する。図６～９は、位相調整部２２０の光導波路２００の製造過程の一例を示す図である。

【0024】

まず、例えば図６に示されるように、支持基板３０、バッファ層３１、および薄膜ＬＮ基板３２が積層された基板Ｗにおいて、リッジ３２０の位置にマスク４０が配置される。そして、マスク４０が配置された部分を除き、薄膜ＬＮ基板３２がエッチングされ、マスク４０が除去される。これにより、例えば図７に示されるように、マスク４０が配置された位置に、リッジ３２０が形成される。

【0025】

次に、薄膜ＬＮ基板３２の上に、被加熱光導波路２２０１と同じ材質の膜２２０２が積層される。そして、例えば図８に示されるように、リッジ３２０が露出するまで膜２２０２が研磨される。そして、被加熱光導波路２２０１が形成される膜２２０２上の位置にマスク４１が配置される。そして、膜２２０２がエッチングされ、マスク４１および薄膜ＬＮ基板３２がエッチングされない処理条件で、膜２２０２の下層の薄膜ＬＮ基板３２が露出するまで膜２２０２がエッチングされる。これにより、例えば図９に示されるように、マスク４１と薄膜ＬＮ基板３２との間に被加熱光導波路２２０１が形成される。そして、マスク４１を除去することにより、例えば図５に例示された光導波路２００が形成される。

【0026】

本実施例の光送信デバイス２０では、ヒータ２２００に発熱効率の高いチタン等の材料を用い、被加熱光導波路２２０１にシリコン等の熱光学効果が大きい材料を用いる。これにより、光送信デバイス２０の小型化と位相調整における省電力化の両立が可能となる。

【0027】

［実施例の効果］
上記説明から明らかなように、本実施例の光送信デバイス２０は、基板Ｗと、ＲＦ変調部２１０と、位相調整部２２０とを備える。基板Ｗは、バッファ層３１、薄膜ＬＮ基板３２、およびバッファ層３３がこの順番で積層されている。ＲＦ変調部２１０は、基板Ｗ上に設けられ、光をＲＦ信号に応じて変調する。位相調整部２２０は、ＲＦ変調部２１０が設けられた基板Ｗと同一の基板Ｗ上に設けられ、ＲＦ変調部２１０によって変調された光信号の位相を調整する。位相調整部２２０は、ヒータ２２００と、被加熱光導波路２２０１とを有する。被加熱光導波路２２０１は、薄膜ＬＮ基板３２とバッファ層３３との間に設けられ、ＲＦ変調部２１０によって変調された光信号を通過させる。また、被加熱光導波路２２０１は、熱光学効果を有する材料により形成されている。ヒータ２２００は、バッファ層３３を介して被加熱光導波路２２０１と対向する位置に設けられており、被加熱光導波路２２０１を加熱する。

【0028】

ＲＦ変調部２１０および位相調整部２２０のそれぞれの電極に電圧を印加することにより、電極が存在する領域の光導波路の屈折率を変化させることができる。この結果、光導波路の実効的な光路長が変化し、位相変調および位相差の調整が可能となる。ＬＮ薄膜で形成された薄膜ＬＮ光導波路は電気光学効果が高く、ＲＦ変調による電界印加効率がよい。そのため、ＲＦ変調部の小型化を図ることができる。しかし、ＬＮ薄膜で形成された位相調整部では、消費電力の低減が難しいため、電界印加効率の向上が難しかった。そこで、本実施例では、薄膜ＬＮ光導波路の利点を生かしつつ、位相調整部２２０については、ＬＮ薄膜に代えて、熱光学効果を有する材料により形成されている被加熱光導波路２２０１を用いた。これにより、光送信デバイス２０の省電力化が可能となる。

【0029】

また、薄膜ＬＮ光導波路を用いた場合、ＲＦ変調部２１０では、電界印加効率が高くできるため、ＲＦ変調するための信号電極２１００を小型化することができる。しかし、位相調整部２２０では、効果的な電界印加効率を得るためには、位相調整のためのＤＣ電極を長くする必要がある。そこで、本実施例では、位相調整部２２０については、ＬＮ薄膜に代えて、熱光学効果を有する材料により形成されている被加熱光導波路２２０１を用いた。薄膜ＬＮ光導波路を用いた場合の位相調整部のＤＣ電極の長さは、例えば５～２０ｍｍであるのに対し、被加熱光導波路２２０１を用いた本実施例のヒータ２２００の長さは、例えば０．５～５ｍｍまで短くすることができる。これにより、光送信デバイス２０の小型化が可能となる。

【0030】

このように、本実施例の光送信デバイス２０では、位相調整部２２０による位相調整が、電気光学効果ではなく熱光学効果を用いて実現されるので、消費電力の低減および小型化が可能となる。また、本実施例の位相調整部２２０による位相調整が電気光学効果ではなく熱光学効果で実現されるため、ＤＣドリフトを抑制することができ、長期信頼性を実現することも可能となる。

【0031】

また、上記した実施例において、薄膜ＬＮ基板３２には、突条のリッジ３２０が形成されており、ＲＦ変調部２１０では、リッジ３２０を伝搬する光信号が変調される。位相調整部２２０では、リッジ３２０に代えて、リッジ３２０の延伸方向に連続するように被加熱光導波路２２０１が配置されている。被加熱光導波路２２０１の延伸方向における被加熱光導波路２２０１の端面とリッジ３２０の延伸方向におけるリッジ３２０の端面とは接している。これにより、リッジ３２０から被加熱光導波路２２０１へ光信号が伝搬する際の損失、および、被加熱光導波路２２０１からリッジ３２０へ光信号が伝搬する際の損失を低減することができる。

【0032】

また、上記した実施例において、被加熱光導波路２２０１の熱光学効果は、リッジ３２０よりも大きい。これにより、少ない電力で光の位相を調整することができる。

【0033】

また、上記した実施例において、被加熱光導波路２２０１の屈折率は、薄膜ＬＮ基板３２の屈折率よりも大きい。これにより、光信号が被加熱光導波路２２０１内により多く進入し、光信号の位相を効率よく変更することができる。

【0034】

［その他］
なお、開示の技術は、上記した各実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

【0035】

例えば、上記した実施例では、リッジ３２０と被加熱光導波路２２０１とが接している部分において、リッジ３２０の幅と被加熱光導波路２２０１の幅とはほぼ同一であるが、開示の技術はこれに限られない。例えば図１０に示されるように、位相調整部２２０において、リッジ３２０の延伸方向におけるリッジ３２０の端部３２１は、被加熱光導波路２２０１に接するリッジ３２０の端面３２０ａに近付くに従って幅Ｗ１から幅Ｗ２へ狭くなっていてもよい。図１０は、位相調整部２２０の光導波路２００の構造の他の例を示す図である。図１０は、薄膜ＬＮ基板３２に対向する位置から位相調整部２２０の光導波路２００を見た場合の光導波路２００の構造が模式的に示されている。図１０の例では、被加熱光導波路２２０１に接するリッジ３２０の端面３２０ａの幅Ｗ２は、リッジ３２０に接する被加熱光導波路２２０１の端面２２０１ａの幅Ｗ３よりも狭い。

【0036】

被加熱光導波路２２０１の屈折率は、リッジ３２０の屈折率よりも大きいため、被加熱光導波路２２０１における光のモードフィールドは、リッジ３２０における光のモードフィールドよりも狭い。そのため、リッジ３２０と被加熱光導波路２２０１とが接する部分において、リッジ３２０の幅を狭めることで、リッジ３２０から被加熱光導波路２２０１内に入射した光信号が被加熱光導波路２２０１内でマルチモードになってしまうことを抑制することができる。また、被加熱光導波路２２０１からリッジ３２０へ光信号が入射する部分では、リッジ３２０の幅が徐々に広がることにより、被加熱光導波路２２０１からリッジ３２０へ光信号が入射する際の損失を抑え、光信号をより効率よく伝搬させることができる。

【0037】

また、上記した実施例では、リッジ３２０と被加熱光導波路２２０１とが接している部分において、リッジ３２０の厚さと被加熱光導波路２２０１の厚さとはほぼ同一であるが、開示の技術はこれに限られない。例えば図１１に示されるように、位相調整部２２０において、被加熱光導波路２２０１の厚さＴ１は、リッジ３２０の厚さＴ２より薄くてもよい。図１１は、位相調整部２２０の光導波路２００の構造の他の例を示す図である。図１１は、薄膜ＬＮ基板３２の面と平行な方向から光導波路２００を見た場合の光導波路２００の構造が模式的に示されている。これにより、光信号が被加熱光導波路２２０１内を伝搬する際にマルチモードになってしまうことを抑制することができる。

【0038】

また、位相調整部２２０において、リッジ３２０の延伸方向におけるリッジ３２０の端部３２１は、例えば図１２に示されるように、被加熱光導波路２２０１に接する端面３２０ａに近付くに従って厚さＴ２から厚さＴ１まで徐々に薄くなってもよい。図１２は、位相調整部２２０の光導波路２００の構造の他の例を示す図である。図１２は、薄膜ＬＮ基板３２の面と平行な方向から光導波路２００を見た場合の光導波路２００の構造が模式的に示されている。これにより、リッジ３２０内の光信号がより効率よく被加熱光導波路２２０１内に進入することができる。

【0039】

なお、図１２の例において、リッジ３２０の延伸方向におけるリッジ３２０の端部３２１は、被加熱光導波路２２０１に接する端面３２０ａに近付くに従って厚さＴ１よりも薄くなってもよい。これにより、リッジ３２０から被加熱光導波路２２０１内に入射した光信号が被加熱光導波路２２０１内でマルチモードになってしまうことを抑制することができる。また、図１２の構成に加えて、光導波路２００の幅方向においては、リッジ３２０の延伸方向におけるリッジ３２０の端部３２１は、例えば図１０のように構成されてもよい。即ち、被加熱光導波路２２０１に接するリッジ３２０の端面３２０ａの幅は、リッジ３２０に接する被加熱光導波路２２０１の端面の幅よりも狭くなるように構成されてもよい。

【0040】

また、上記した実施例では、リッジ３２０の延伸方向に連続するように被加熱光導波路２２０１が配置されており、被加熱光導波路２２０１の延伸方向における被加熱光導波路２２０１の端面とリッジ３２０の延伸方向におけるリッジ３２０の端面とが接している。しかし、開示の技術はこれに限られない。他の例として、被加熱光導波路２２０１は、例えば図１３に示されるように、リッジ３２０とヒータ２２００との間に被加熱光導波路２２０１が設けられていてもよい。図１３は、位相調整部２２０の他の例を示す断面図である。このような構成でも、リッジ３２０内を伝搬した光信号は、リッジ３２０と被加熱光導波路２２０１との境界において、リッジ３２０よりも屈折率が大きい被加熱光導波路２２０１内に進入する。これにより、ヒータ２２００からの熱によって被加熱光導波路２２０１内を伝搬する光信号の位相を変化させることができる。

【0041】

図１３に例示された構成の光導波路２００は、例えば図１４～図１７に示される手順で作成可能である。図１４～図１７は、位相調整部２２０の光導波路２００の製造過程の一例を示す図である。

【0042】

まず、例えば図１４に示されるように、支持基板３０、バッファ層３１、および薄膜ＬＮ基板３２が積層された基板Ｗ上に、被加熱光導波路２２０１と同じ材質の膜２２０２が積層される。そして、被加熱光導波路２２０１の位置にマスク４２が配置される。そして、マスク４２が配置された部分を除き、膜２２０２がエッチングされる。これにより、例えば図１５に示されるように、マスク４２の位置に被加熱光導波路２２０１が形成される。そして、マスク４２が除去される。

【0043】

次に、例えば図１６に示されるように、リッジ３２０の位置にマスク４３が配置される。そして、薄膜ＬＮ基板３２がエッチングされ、マスク４３および被加熱光導波路２２０１がエッチングされない処理条件で、薄膜ＬＮ基板３２がエッチングされる。そして、マスク４３が除去される。これにより、例えば図１７に示されるように、リッジ３２０上に被加熱光導波路２２０１が配置された光導波路２００が形成される。図１７に例示された光導波路２００の製造過程では基板Ｗの研磨が不要であるため、例えば図５に示された実施例の光導波路２００に比べて、製造工程を削減することができる。

【0044】

なお、図１３および図１７に例示された光導波路２００において、被加熱光導波路２２０１の延伸方向における被加熱光導波路２２０１の端部２２０３は、例えば図１８に示されるように、被加熱光導波路２２０１の先端に近付くに従って幅が狭くなっていてもよい。これにより、リッジ３２０から被加熱光導波路２２０１に光信号が進入する際、および、被加熱光導波路２２０１からリッジ３２０に光信号が進入する際に、屈折率の急激な変化を緩和することができる。これにより、被加熱光導波路２２０１とリッジ３２０との境界における光の結合損失を低減することができる。

【0045】

また、図１８に例示された光導波路２００において、被加熱光導波路２２０１が設けられた部分のリッジ３２０の幅は、例えば図１９に示されるように、被加熱光導波路２２０１が設けられていない部分のリッジ３２０の幅よりも広くてもよい。これにより、リッジ３２０内を伝搬する光信号が、より効率よく被加熱光導波路２２０１内に進入することができる。なお、被加熱光導波路２２０１が設けられた部分のリッジ３２０の幅は、被加熱光導波路２２０１の延伸方向における被加熱光導波路２２０１の先端に対応する位置に近付くに従って幅が狭くなってもよい。これにより、リッジ３２０の幅が急激に変化することにより、リッジ３２０内を伝搬する光信号がマルチモードになってしまうことを抑制することができる。

【0046】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0047】

Ｗ 基板
Ｔ１ 厚さ
Ｔ２ 厚さ
Ｗ１ 幅
Ｗ２ 幅
Ｗ３ 幅
１０ 光送受信装置
１１ 光送受信部
１２ ＬＤ
１３ ＤＳＰ
１４ 光受信デバイス
２０ 光送信デバイス
２００ 光導波路
２０１ 入力端
２１ ＲＦ変調領域
２１０ ＲＦ変調部
２１００ 信号電極
２１０１ 接地電極
２１１ 終端部
２２ 位相調整領域
２２０ 位相調整部
２２００ ヒータ
２２０１ 被加熱光導波路
２２０１ａ 端面
２２０２ 膜
２３ ＰＲ
２４ ＰＢＣ
３０ 支持基板
３１ バッファ層
３２ 薄膜ＬＮ基板
３２０ リッジ
３２０ａ 端面
３２１ 端部
３３ バッファ層
４０ マスク
４１ マスク
４２ マスク
４３ マスク

【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】