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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】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-05
(54)【発明の名称】電気光学変調器および電気光学デバイス
(51)【国際特許分類】
G02F 1/035 20060101AFI20240628BHJP
【ＦＩ】
G02F1/035
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024503790
(86)(22)【出願日】2022-07-26
(85)【翻訳文提出日】2024-01-19
(86)【国際出願番号】 CN2022107914
(87)【国際公開番号】W WO2023005924
(87)【国際公開日】2023-02-02
(31)【優先権主張番号】202110870918.1
(32)【優先日】2021-07-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(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
【テーマコード（参考）】
2K102
【Ｆターム（参考）】
2K102AA21
2K102BA02
2K102BB01
2K102BB04
2K102BC04
2K102BD01
2K102CA18
2K102CA20
2K102DA05
2K102DB04
2K102DD03
2K102DD05
2K102EA03
2K102EA12
2K102EA17
(57)【要約】
電気光学変調器は、光スプリッタ（１１０）と、第１の光導波路（１２０ａ）および第２の光導波路（１２０ｂ）と、第１の接地電極（１３１）、第１の信号電極（１３２）、第２の信号電極（１３３）および第２の接地電極（１３４）を含む進行波電極（１３０）と、少なくとも１つの第１の信号部分電極（１４２ａ、１４２ｂ）および２つの第２の信号部分電極（１４３ａ、１４３ｂ）を含む拡張電極（１４０）とを含み、２つの第２の信号部分電極（１４３ａ、１４３ｂ）は、少なくとも１つの第１の信号部分電極（１４２ａ、１４２ｂ）の両側に配置され、第１の光導波路（１２０ａ）は、２つの第２の信号部分電極のうちの一方の第２の信号部分電極（１４３ａまたは１４３ｂ）と一方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極（１４２ａまたは１４２ｂ）との間に配置され、第２の光導波路（１２０ｂ）は、２つの第２の信号部分電極のうちの他方の第２の信号部分電極（１４３ａまたは１４３ｂ）と他方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極（１４２ａまたは１４２ｂ）との間に配置され、第１の信号電極（１３２）は、第１の信号部分電極（１４２ａ、１４２ｂ）に電気的に接続され、第２の信号電極（１３３）は、第２の信号部分電極（１４３ａ、１４３ｂ）に電気的に接続される。さらに、電気光学変調器を含む電気光学デバイスが提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光入力信号を第１の光信号および第２の光信号に分割させるように構成された光スプリッタと、前記第１の光信号および前記第２の光信号のための光伝送路をそれぞれ提供するように構成された第１の光導波路および第２の光導波路と、
第１の方向に沿って延在し、無線周波数信号を送信するように構成された進行波電極（traveling wave electrode）であって、
前記進行波電極が、第２の方向に沿って順に配置された第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、前記第２の方向が前記第１の方向と交差する、進行波電極と、
前記第１の信号電極と前記第２の信号電極との間の間隙内の前記光伝送路に沿って配置され、前記無線周波数信号に基づいて前記第１の光信号および前記第２の光信号を変調するように構成された拡張電極（extension electrode）と
を備える電気光学変調器であって、
前記拡張電極が、前記第２の方向に並んで配置されてそれぞれが前記第１の方向に平行な長さ方向を有する、少なくとも１つの第１の信号部分電極および２つの第２の信号部分電極を含み、
前記２つの第２の信号部分電極が、前記少なくとも１つの第１の信号部分電極の両側に配置され、
前記第１の光導波路が、前記２つの第２の信号部分電極のうちの一方の第２の信号部分電極と、前記一方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置され、前記第２の光導波路が、前記２つの第２の信号部分電極のうちの他方の第２の信号部分電極と、他方の第２の信号電極の部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置され、
前記第１の信号電極が前記第１の信号部分電極に電気的に接続され、前記第２の信号電極が前記第２の信号部分電極に電気的に接続される、
電気光学変調器。
【請求項2】
第１の拡張アームおよび第２の拡張アームをさらに備え、前記第１の拡張アームおよび前記第２の拡張アームがそれぞれ、前記第１の信号電極を前記第１の信号部分電極に、前記第２の信号電極を前記第２の信号部分電極に電気的に接続するように構成される、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項3】
前記電気的接続の位置が、前記第１の信号部分電極および前記第２の信号部分電極のそれぞれを前記第１の方向において１つまたは複数の区画に分割させる、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項4】
前記第１の拡張アームおよび前記第２の拡張アームが、前記第１の信号部分電極および前記第２の信号部分電極をそれぞれ前記第１の拡張アームおよび前記第２の拡張アームによって前記第１の方向において１つまたは複数の区画に分割させる、請求項２に記載の電気光学変調器。
【請求項5】
基板と、前記基板上に位置する絶縁層と、
前記第１の光導波路および前記第２の光導波路を形成するように構成された薄膜層と、
前記第１の光導波路および前記第２の光導波路上に位置する被覆層と
をさらに備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項6】
前記被覆層が、前記薄膜層上の前記第１の光導波路および前記第２の光導波路以外の領域まで延在する、請求項５に記載の電気光学変調器。
【請求項7】
前記進行波電極の少なくとも一部および前記拡張電極の少なくとも一部が前記絶縁層内に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項8】
前記進行波電極および前記拡張電極が前記絶縁層上に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項9】
前記進行波電極の少なくとも一部および前記拡張電極の少なくとも一部が前記薄膜層内に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項10】
前記進行波電極および前記拡張電極が前記薄膜層上に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項11】
前記進行波電極が前記薄膜層上に位置し、前記拡張電極が前記被覆層上に位置する、請求項５に記載の電気光学変調器。
【請求項12】
前記進行波電極が、前記他の領域を覆う前記被覆層上に位置し、前記拡張電極が、前記第１の光導波路および前記第２の光導波路を覆う前記被覆層上に位置する、請求項６に記載の電気光学変調器。
【請求項13】
前記進行波電極および前記拡張電極が、前記他の領域を覆う前記被覆層上に位置する、請求項６に記載の電気光学変調器。
【請求項14】
前記基板に溝が設けられる、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項15】
前記絶縁層に溝が設けられる、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項16】
前記第１の光信号と前記第２の光信号とを結合して光出力信号にするように構成された光結合器（optical combiner）をさらに備える、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項17】
前記第１の光導波路および前記第２の光導波路がニオブ酸リチウム光導波路である、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項18】
少なくとも１つの要素を覆うように構成された保護層をさらに備える、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項19】
請求項１から１８のいずれか一項に記載の電気光学変調器を備える電気光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、２０２１年７月３０日に出願された中国特許出願第２０２１１０８７０９１８．１号に対する優先権を主張するものであり、当該出願の内容全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、電気光学技術に関し、詳細には、電気光学変調器および電気光学デバイスに関する。
【背景技術】
【0003】
電気光学変調器は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）結晶、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）結晶、またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）結晶などのいくつかの電気光学結晶の電気光学効果を使用することによって作られた変調器である。電気光学結晶に電圧が印加されると、電気光学結晶の屈折率が変化し、それによって光信号の位相、振幅、強度、偏光状態、および他の特性の変調を実現する。電気光学変調器の中で一般的な変調器は、マッハ・ツェンダ変調器である。この干渉計タイプの変調器は、主に変調器内の２つのアーム間の位相差を使用して、コヒーレンス強調およびコヒーレンスキャンセルの信号変調を達成する。
【0004】
しかしながら、通信技術の高速化、大容量化、および集積化への需要が急速に高まっており、電気光学変調器の変調効果を確保しつつ、集積デバイスのサイズを最小化することが望まれている。このため、電極設計に高い要求が課せられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述の問題のうちの１つまたは複数を軽減、緩和、さらには排除する機構を提供することは有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、光入力信号を第１の光信号および第２の光信号に分割させるように構成された光スプリッタと、第１の光信号および第２の光信号のための光伝送路をそれぞれ提供するように構成された第１の光導波路および第２の光導波路と、第１の方向に沿って延在し、無線周波数信号を送信するように構成された進行波電極（traveling wave electrode）であって、進行波電極が、第２の方向に沿って順に配置された第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２の方向が第１の方向と交差する、進行波電極と、第１の信号電極と第２の信号電極との間の間隙内の光伝送路に沿って配置され、無線周波数信号に基づいて第１の光信号および第２の光信号を変調するように構成された拡張電極（extension electrode）とを含む、電気光学変調器が提供される。拡張電極は、第２の方向に並んで配置されてそれぞれが第１の方向に平行な長さ方向を有する、少なくとも１つの第１の信号部分電極および２つの第２の信号部分電極を含み、２つの第２の信号部分電極は、少なくとも１つの第１の信号部分電極の両側に配置される。第１の光導波路は、２つの第２の信号部分電極のうちの一方の第２の信号部分電極と、一方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置され、第２の光導波路は、２つの第２の信号部分電極のうちの他方の第２の信号部分電極と、他方の第２の信号電極の部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置される。
【0007】
本開示の別の態様によれば、上述された電気光学変調器を含む電気光学デバイスが提供される。
【0008】
本開示のこれらおよび他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、以下に説明される実施形態を参照することにより明確になる。
【0009】
本開示のさらなる詳細、特徴、および利点は、添付の図面を参照して例示的な実施形態に関する以下の説明において開示される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略上面図である。
【図2】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略上面図である。
【図3】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図4】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図5】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図6】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図7】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図8】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図9】例示的な実施形態による電気光学デバイスの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示において、様々な要素を説明するために使用される「第１」、「第２」などの用語は、特に明記されない限り、これらの要素の位置的関係、時間的関係、または重要性の関係を限定することを意図するものではなく、ある構成要素を別の構成要素と区別することのみを意図するものである。いくつかの実施例では、第１の要素および第２の要素は、要素の同じインスタンスを指す場合があり、いくつかの事例では、第１の要素および第２の要素は、文脈上の説明に基づいて異なるインスタンスを指す場合もある。
【0012】
本開示における様々な実施例の説明で使用される用語は、単に特定の実施例を説明することを目的としたものであり、限定することを意図したものではない。要素の数が特に定義されていない場合、文脈で明示的に示されていない限り、１つまたは複数の要素が存在する可能性がある。さらに、本開示で使用される「および／または」という用語は、列挙された項目の任意の組合せおよびすべての可能な組合せを包含する。
【0013】
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、電気光学変調に関連する技術が広く開発および応用されている。関連技術のマッハ・ツェンダ変調器では、１つの信号電極および２つの接地電極が、０（接地信号）、１（変調電圧信号）、０（接地信号）の形式で信号を入力するために使用され、それによって反対方向の２つの電界を発生させる。反対の電界方向は、２つの電界に位置する２つの光路信号の反対の変調を実現するために使用され、それによって位相差を生成し、コヒーレンス強調またはコヒーレンスキャンセルを達成する。
【0014】
しかしながら、十分な位相差を得るには、比較的大きな変調電圧および比較的長い伝送距離が必要とされる。既存の電気光学変調器は、サイズが大きい、または変調効率が低いという欠点を有しており、現在の市場における集積化および高効率の要求を満たすことが困難になっている。
【0015】
本開示の実施形態は、上述の欠点を軽減、緩和、さらには排除し得る改良された電気光学変調器を提供する。
【0016】
図１は、例示的な実施形態による電気光学変調器１００の概略上面図である。図１を参照すると、電気光学変調器１００は、光スプリッタ１１０、第１の光導波路１２０ａ、第２の光導波路１２０ｂ、進行波電極１３０、および拡張電極１４０を含んでもよい。
【0017】
進行波電極１３０は、第１の方向Ｄ１に沿って延在しており、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極１３１、第１の信号電極１３２、第２の信号電極１３３、および第２の接地電極１３４を含んでもよい。進行波電極１３０が第１の方向Ｄ１に沿って延在することは、進行波電極１３０の長さ方向が第１の方向Ｄ１に沿って延在することを指す。拡張電極１４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された第１の信号電極１３２の少なくとも１つの第１の信号部分電極（図１に示す実施形態では２つの第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂ）ならびに第２の信号電極１３３の２つの第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂを含んでもよく、各部分電極は、第１の方向Ｄ１に平行な長さ方向を有する。２つの第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂは、少なくとも１つの第１の信号部分電極の両側に配置される。図１に示されるように、２つの第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂが設けられており、２つの第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂはどちらも、２つの第２の信号部分電極１４３ａと１４３ｂとの間に位置している。第１の光導波路１２０ａは、一方の第２の信号部分電極１４３ａと、第２の信号部分電極１４３ａに隣接する第１の信号部分電極１４２ａとの間に配置され、第２の光導波路１２０ｂは、他方の第２の信号部分電極１４３ｂと、第２の信号部分電極１４３ｂに隣接する第１の信号部分電極１４２ｂとの間に配置される。第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１と交差する。図１に示された実施形態では、第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１に対して実質的に垂直である。
【0018】
他の実施形態では、１つのみの第１の信号部分電極が設けられてもよく（図示せず）、１つのみの第１の信号部分電極の両側に２つの第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂが配置される。第１の光導波路１２０ａは、１つのみの第１の信号部分電極と、第２の信号電極１３３の一方の第２の信号部分電極１４３ａとの間に配置され、第２の光導波路１２０ｂは、１つのみの第１の信号部分電極１４２ｂと、第２の信号電極１３３の他方の第２の信号部分電極１４３ｂとの間に配置される。
【0019】
いくつかの実施形態では、図１に示されるように、光入力信号は、光スプリッタ１１０を通過した後、第１の光信号と第２の光信号とに分割され、第１の光信号および第２の光信号はそれぞれ、第１の光導波路１２０ａおよび第２の光導波路１２０ｂによって提供される光伝送路に沿って伝送される。第１の信号電極１３２および第２の信号電極１３３にはそれぞれ電圧が印加され、第１の接地電極１３１および第２の接地電極１３４は接地される。第１の信号電極１３２は、第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂに電気的に接続され、第２の信号電極１３３は、第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂに電気的に接続され、その結果、各部分電極は、各部分電極に電気的に接続された進行波電極の電位と等しい電位を有することになる。第１の光信号および第２の光信号が拡張電極１４０間の間隙を通過するとき、光信号を変調するために部分電極間の電位差が利用されてもよい。
【0020】
関連技術における電気光学変調器では、光導波路の両側の電極は通常、一方側の電極が接地されて電位０を有し、他方側の電極が電圧Ｕに印加されるように配置される。この場合、２つの電極間の電位差はＵまたは－Ｕであり、この電位差は、極性が反対の電位差を用いて２つの光信号を変調するために使用されることがある。しかしながら、本開示のこの実施形態では、部分電極は各光導波路の両側に配置され、部分電極の電気的接続構造は、各光導波路の両側の部分電極が－ＵおよびＵなどの反対の電位を有するように調整される。この場合、各光導波路の両側の部分電極間の電位差は、２Ｕまたは－２Ｕである。電位差が大きくなると、電気光学結晶の屈折率がより急激に変化し、電気光学結晶の光波特性変化もより急激に変化し、そのためπなどの理想的な位相差に早く到達することができる。先行技術における電位差と同じ位相差を実現するために、本開示のこの実施形態は、同じ条件下でより短い光信号伝播距離しか必要とせず、それによってデバイスのサイズを大幅に縮小し、スペースを大幅に節約する。
【0021】
引き続き図１を参照すると、電気的接続の位置は、第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂならびに第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂのそれぞれを第１の方向Ｄ１において１つまたは複数の区画に分割させる。
【0022】
要求に応じて対応する部分電極の長さを適切に短縮するかまたは対応する部分電極を複数の区画に分割することは、電気信号の伝送損失を最小限に抑えると同時に、電気信号の伝送速度への影響を最小限に抑え、電気信号の伝送速度が導波路内の光信号の伝送群速度と同じであるかそれに近いことを保証することができる。
【0023】
引き続き図１を参照すると、いくつかの実施形態では、電気光学変調器１００は、光結合器１５０をさらに含んでもよい。変調された第１の光信号および第２の光信号は、光結合器１５０を通過した後、結合されて光結合信号になる。光結合信号は、そのまま光出力信号として出力されてもよく、または、２つ以上の光出力信号に分割されて出力されてもよい。
【0024】
いくつかの実施形態では、電気光学変調器１００は、少なくとも１つの構成要素を覆うように構成された保護層をさらに含む。例えば、進行波電極１３０または拡張電極１４０は保護層で覆われており、これは、電極の自然酸化または偶発的な表面損傷を遅らせ、要素の耐用年数を長くする可能性がある。
【0025】
いくつかの実施形態では、第１の光導波路１２０ａおよび第２の光導波路１２０ｂは、ニオブ酸リチウム光導波路である。ニオブ酸リチウム結晶は、平滑な表面を有しており、優れた電気光学効果および音響光学効果を有する光学材料である。ニオブ酸リチウム結晶を使用して調製された高品質光導波路は、超低伝送損失をサポートし、成熟技術、低コスト、および大量生産性など多くの優れた特性を有する。
【0026】
図２は、例示的な実施形態による電気光学変調器２００の概略上面図である。図２を参照すると、電気光学変調器２００は、光スプリッタ２１０、第１の光導波路２２０ａ、第２の光導波路２２０ｂ、進行波電極２３０、拡張電極２４０、および光結合器２５０を含んでもよい。
【0027】
進行波電極２３０は、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極２３１、第１の信号電極２３２、第２の信号電極２３３、および第２の接地電極２３４を含んでもよい。拡張電極２４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された少なくとも１つの第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂならびに２つの第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂを含む。２つの第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂは、少なくとも１つの第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂの両側に配置される。第１の光導波路２２０ａおよび第２の光導波路２２０ｂは、それぞれ、一方の第１の信号部分電極と、第１の信号部分電極に隣接する第２の信号部分電極との間の間隙に延在するように配置される。図１の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0028】
図２に示された電気光学変調器２００と図１に示された電気光学変調器１００との間の相違点は、進行波電極２３０と拡張電極２４０との間に、第１の拡張アームおよび第２の拡張アーム２４１が設けられている点にある。第１の拡張アームは、第１の信号電極２３２を第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂに電気的に接続するように構成される。第２の拡張アームは、第２の信号電極２３３を第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂに電気的に接続するように構成される。いくつかの実施形態では、第１の拡張アームは、第１の信号電極２３２ならびに第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂと一体的に形成されてもよく、第２の拡張アームは、第２の信号電極２３３ならびに第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂと一体的に形成されてもよい。
【0029】
上述された配置は、各信号電極とその部分電極との間の電気的接続を安定化し、デバイスをパターン化し、パッケージング集積を容易にする場合がある。
【0030】
引き続き図２を参照すると、拡張アーム２４１は、第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂならびに第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂのそれぞれを第１の方向Ｄ１において１つまたは複数の区画に分割させる。要求に応じて部分電極の長さが適切に短縮され、または部分電極が複数の区画に分割され、これは、電気信号の伝送損失を最小限に抑えると同時に、電気信号の伝送速度への影響を最小限に抑え、電気信号の伝送速度が導波路内の光信号の伝送群速度と同じであるかそれに近いことを保証することができる。
【0031】
説明の便宜上、進行波電極と拡張電極との電気的接続方法として拡張アームが使用される実施例を使用した説明が以下で与えられている。当然ながら、進行波電極と拡張電極との電気的な接続方法はこれに限定されず、進行波電極から拡張電極に電気信号が伝送され得る限り、他の方法が代替として使用されてもよい。
【0032】
拡張アームと部分電極との間の接続形状は、Ｔ形状またはＬ形状であってもよい。当然ながら、接続形状は、本開示のこの実施形態に示される形状に限定されない。適切な速度に適合させるために、実際の要求に応じて他の形状が代替として採用されてもよい。
【0033】
図３は、例示的な実施形態による電気光学変調器３００の概略斜視図である。電気光学変調器３００は、第１の光導波路３２０ａ、第２の光導波路３２０ｂ、進行波電極３３０、拡張電極３４０、および拡張アーム３４１を含んでもよい。
【0034】
図３に示されるように、進行波電極３３０は、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極３３１、第１の信号電極３３２、第２の信号電極３３３、および第２の接地電極３３４を含んでもよい。拡張電極３４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された２つの第１の信号部分電極３４２ａおよび３４２ｂならびに２つの第２の信号部分電極３４３ａおよび３４３ｂを含む。２つの第２の信号部分電極３４３ａおよび３４３ｂは、すべての第１の信号部分電極３４２ａおよび３４２ｂの両側に配置される。第１の光導波路３２０ａは、一方の第１の信号部分電極３４２ａと、隣接する第２の信号部分電極３４３ａとの間の間隙に延在するように配置され、第２の光導波路３２０ｂは、他方の第１の信号部分電極３４２ｂと、隣接する第２の信号部分電極３４３ａとの間の間隙に延在するように配置される。図２の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0035】
電気光学変調器３００は、基板３６０と、基板３６０上の絶縁層３７０と、第１の光導波路３２０ａおよび第２の光導波路３２０ｂを形成するように構成された薄膜層３２０と、第１の光導波路３２０ａおよび第２の光導波路３２０ｂ上の被覆層３８０とをさらに含んでもよい。
【0036】
引き続き図３を参照すると、いくつかの実施形態では、進行波電極３３０は薄膜層３２０上に位置してもよく、拡張電極３４０は被覆層３８０上に位置してもよい。この構造では、同じ光導波路の両側の部分電極間の距離はより小さくなり、同じ条件下で得られる電界強度はより大きくなり、これが、電気光学変換効率を向上させる可能性がある。
【0037】
いくつかの実施形態では、進行波電極３３０および拡張電極３４０は、絶縁層３７０内に位置してもよい。
【0038】
いくつかの実施形態では、進行波電極３３０および拡張電極３４０は、絶縁層３７０上に位置してもよい。
【0039】
いくつかの実施形態では、進行波電極３３０の少なくとも一部および拡張電極３４０の少なくとも一部は、薄膜層３２０内に位置してもよい。
【0040】
いくつかの実施形態では、図４に示されるように、進行波電極３３０および拡張電極３４０は、薄膜層３２０上に位置してもよい。
【0041】
図５は、例示的な実施形態による電気光学変調器５００の概略斜視図である。電気光学変調器５００は、第１の光導波路５２０ａ、第２の光導波路５２０ｂ、進行波電極５３０、拡張電極５４０、拡張アーム５４１、基板５６０、絶縁層５７０、薄膜層５２０、および被覆層５８０を含んでもよい。
【0042】
図５に示されるように、進行波電極５３０は、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極５３１、第１の信号電極５３２、第２の信号電極５３３、および第２の接地電極５３４を含んでもよい。拡張電極５４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された２つの第１の信号部分電極５４２ａおよび５４２ｂならびに２つの第２の信号部分電極５４３ａおよび５４３ｂを含む。２つの第２の信号部分電極５４３ａおよび５４３ｂは、すべての第１の信号部分電極５４２ａおよび５４２ｂの両側に配置される。第１の光導波路５２０ａは、一方の第１の信号部分電極５４２ａと、隣接する第２の信号部分電極５４３ａとの間の間隙に延在するように配置され、第２の光導波路５２０ｂは、他方の第１の信号部分電極５４２ｂと、隣接する第２の信号部分電極５４３ｂとの間の間隙に延在するように配置される。図３の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0043】
図５に示された電気光学変調器５００と図３に示された電気光学変調器３００と間の相違点は、薄膜層５２０上の第１の光導波路５２０ａおよび第２の光導波路５２０ｂ以外の領域まで被覆層が延在して、他の領域上に被覆層５８１を形成している点にある。
【0044】
引き続き図５を参照すると、いくつかの実施形態では、進行波電極５３０は、他の領域を覆う被覆層５８１上に位置してもよく、拡張電極５４０は、被覆層５８０上に位置してもよい。この構造では、被覆層５８０および他の領域を覆う被覆層５８１の厚さは、実際の要求に応じて調整されてもよく、それによって電気信号の伝送速度を調節し、光の伝送速度と電気の伝送速度との間の整合をより適切に実現してもよい。
【0045】
いくつかの実施形態では、図６に示されるように、進行波電極５３０および拡張電極５４０は、他の領域を覆う被覆層５８１上に位置してもよい。
【0046】
当然ながら、進行波電極５３０および拡張電極５４０の位置は上記の実施例に限定されず、両者の位置は、デバイスの組立ておよび集積化を最も助長する構造を達成するように柔軟に調整されてもよい。
【0047】
【0048】
【0049】
溝の数は１つに限定されない。図８は、例示的な実施形態による電気光学変調器８００の概略斜視図である。図３の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0050】
【0051】
いくつかの実施形態では、絶縁層にも溝が設けられてもよい。
【0052】
実際の要求に応じて、基板または絶縁層に１つまたは複数の溝が設けられてもよく、溝の形状、深さ、および位置などのパラメータが調整されてもよく、それによって電気信号の伝送速度を調節し、光の伝送速度と電気の伝送速度との間の整合をより適切に実現してもよい。
【0053】
図９は、本開示の例示的な実施形態による電気光学デバイス９００の簡略ブロック図である。一実施例において、電気光学デバイス９００は、電気光学変調器９１０、電気光学変調器９１０に結合された電気インターフェース９１１、および電気光学変調器９１０に結合された光インターフェース９１２を含んでもよい。電気光学変調器９１０は、上記で説明された実施形態のいずれか１つに従って構築されてもよい。
【0054】
図面を参照して本発明の実施形態または実施例が説明されてきたが、上記で説明された方法、システム、およびデバイスは単なる例示的な実施形態または実施例であり、本開示の範囲は実施形態または実施例によって限定されず、付与された特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義されることが理解されるべきである。実施形態または実施例における様々な要素は、省略されても、その同等の要素によって置き換えられてもよい。さらに、ステップは、本開示で説明された順序とは異なる順序で実行されてもよい。さらに、実施形態または実施例における様々な要素は、様々な方法で組み合わされてもよい。技術が進化するにつれて、本明細書で説明される多くの要素が、本開示後に出現する同等の要素と置き換えられてもよいことは重要である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2024-01-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電気光学技術に関し、詳細には、電気光学変調器および電気光学デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
電気光学変調器は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）結晶、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）結晶、またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）結晶などのいくつかの電気光学結晶の電気光学効果を使用することによって作られた変調器である。電気光学結晶に電圧が印加されると、電気光学結晶の屈折率が変化し、それによって光信号の位相、振幅、強度、偏光状態、および他の特性の変調を実現する。電気光学変調器の中で一般的な変調器は、マッハ・ツェンダ変調器である。この干渉計タイプの変調器は、主に変調器内の２つのアーム間の位相差を使用して、コヒーレンス強調およびコヒーレンスキャンセルの信号変調を達成する。
【0003】
しかしながら、通信技術の高速化、大容量化、および集積化への需要が急速に高まっており、電気光学変調器の変調効果を確保しつつ、集積デバイスのサイズを最小化することが望まれている。このため、電極設計に高い要求が課せられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述の問題のうちの１つまたは複数を軽減、緩和、さらには排除する機構を提供することは有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によれば、光入力信号を第１の光信号および第２の光信号に分割させるように構成された光スプリッタと、第１の光信号および第２の光信号のための光伝送路をそれぞれ提供するように構成された第１の光導波路および第２の光導波路と、第１の方向に沿って延在し、無線周波数信号を送信するように構成された進行波電極（traveling wave electrode）であって、進行波電極が、第２の方向に沿って順に配置された第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２の方向が第１の方向と交差する、進行波電極と、第１の信号電極と第２の信号電極との間の間隙内の光伝送路に沿って配置され、無線周波数信号に基づいて第１の光信号および第２の光信号を変調するように構成された拡張電極（extension electrode）とを含む、電気光学変調器が提供される。拡張電極は、第２の方向に並んで配置されてそれぞれが第１の方向に平行な長さ方向を有する、少なくとも１つの第１の信号部分電極および２つの第２の信号部分電極を含み、２つの第２の信号部分電極は、少なくとも１つの第１の信号部分電極の両側に配置される。第１の光導波路は、２つの第２の信号部分電極のうちの一方の第２の信号部分電極と、一方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置され、第２の光導波路は、２つの第２の信号部分電極のうちの他方の第２の信号部分電極と、他方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置される。
【0006】
本開示の別の態様によれば、上述された電気光学変調器を含む電気光学デバイスが提供される。
【0007】
本開示のこれらおよび他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、以下に説明される実施形態を参照することにより明確になる。
【0008】
本開示のさらなる詳細、特徴、および利点は、添付の図面を参照して例示的な実施形態に関する以下の説明において開示される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略上面図である。
【図2】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略上面図である。
【図3】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図4】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図5】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図6】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図7】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図8】例示的な実施形態による電気光学変調器の概略斜視図である。
【図9】例示的な実施形態による電気光学デバイスの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示において、様々な要素を説明するために使用される「第１」、「第２」などの用語は、特に明記されない限り、これらの要素の位置的関係、時間的関係、または重要性の関係を限定することを意図するものではなく、ある構成要素を別の構成要素と区別することのみを意図するものである。いくつかの実施例では、第１の要素および第２の要素は、要素の同じインスタンスを指す場合があり、いくつかの事例では、第１の要素および第２の要素は、文脈上の説明に基づいて異なるインスタンスを指す場合もある。
【0011】
本開示における様々な実施例の説明で使用される用語は、単に特定の実施例を説明することを目的としたものであり、限定することを意図したものではない。要素の数が特に定義されていない場合、文脈で明示的に示されていない限り、１つまたは複数の要素が存在する可能性がある。さらに、本開示で使用される「および／または」という用語は、列挙された項目の任意の組合せおよびすべての可能な組合せを包含する。
【0012】
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、電気光学変調に関連する技術が広く開発および応用されている。関連技術のマッハ・ツェンダ変調器では、１つの信号電極および２つの接地電極が、０（接地信号）、１（変調電圧信号）、０（接地信号）の形式で信号を入力するために使用され、それによって反対方向の２つの電界を発生させる。反対の電界方向は、２つの電界に位置する２つの光路信号の反対の変調を実現するために使用され、それによって位相差を生成し、コヒーレンス強調またはコヒーレンスキャンセルを達成する。
【0013】
しかしながら、十分な位相差を得るには、比較的大きな変調電圧および比較的長い伝送距離が必要とされる。既存の電気光学変調器は、サイズが大きい、または変調効率が低いという欠点を有しており、現在の市場における集積化および高効率の要求を満たすことが困難になっている。
【0014】
本開示の実施形態は、上述の欠点を軽減、緩和、さらには排除し得る改良された電気光学変調器を提供する。
【0015】
図１は、例示的な実施形態による電気光学変調器１００の概略上面図である。図１を参照すると、電気光学変調器１００は、光スプリッタ１１０、第１の光導波路１２０ａ、第２の光導波路１２０ｂ、進行波電極１３０、および拡張電極１４０を含んでもよい。
【0016】
進行波電極１３０は、第１の方向Ｄ１に沿って延在しており、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極１３１、第１の信号電極１３２、第２の信号電極１３３、および第２の接地電極１３４を含んでもよい。進行波電極１３０が第１の方向Ｄ１に沿って延在することは、進行波電極１３０の長さ方向が第１の方向Ｄ１に沿って延在することを指す。拡張電極１４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された第１の信号電極１３２の少なくとも１つの第１の信号部分電極（図１に示す実施形態では２つの第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂ）ならびに第２の信号電極１３３の２つの第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂを含んでもよく、各部分電極は、第１の方向Ｄ１に平行な長さ方向を有する。２つの第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂは、少なくとも１つの第１の信号部分電極の両側に配置される。図１に示されるように、２つの第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂが設けられており、２つの第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂはどちらも、２つの第２の信号部分電極１４３ａと１４３ｂとの間に位置している。第１の光導波路１２０ａは、一方の第２の信号部分電極１４３ａと、第２の信号部分電極１４３ａに隣接する第１の信号部分電極１４２ａとの間に配置され、第２の光導波路１２０ｂは、他方の第２の信号部分電極１４３ｂと、第２の信号部分電極１４３ｂに隣接する第１の信号部分電極１４２ｂとの間に配置される。第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１と交差する。図１に示された実施形態では、第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１に対して実質的に垂直である。
【0017】
他の実施形態では、１つのみの第１の信号部分電極が設けられてもよく（図示せず）、１つのみの第１の信号部分電極の両側に２つの第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂが配置される。第１の光導波路１２０ａは、１つのみの第１の信号部分電極と、第２の信号電極１３３の一方の第２の信号部分電極１４３ａとの間に配置され、第２の光導波路１２０ｂは、１つのみの第１の信号部分電極１４２ｂと、第２の信号電極１３３の他方の第２の信号部分電極１４３ｂとの間に配置される。
【0018】
いくつかの実施形態では、図１に示されるように、光入力信号は、光スプリッタ１１０を通過した後、第１の光信号と第２の光信号とに分割され、第１の光信号および第２の光信号はそれぞれ、第１の光導波路１２０ａおよび第２の光導波路１２０ｂによって提供される光伝送路に沿って伝送される。第１の信号電極１３２および第２の信号電極１３３にはそれぞれ電圧が印加され、第１の接地電極１３１および第２の接地電極１３４は接地される。第１の信号電極１３２は、第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂに電気的に接続され、第２の信号電極１３３は、第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂに電気的に接続され、その結果、各部分電極は、各部分電極に電気的に接続された進行波電極の電位と等しい電位を有することになる。第１の光信号および第２の光信号が拡張電極１４０間の間隙を通過するとき、光信号を変調するために部分電極間の電位差が利用されてもよい。
【0019】
関連技術における電気光学変調器では、光導波路の両側の電極は通常、一方側の電極が接地されて電位０を有し、他方側の電極が電圧Ｕに印加されるように配置される。この場合、２つの電極間の電位差はＵまたは－Ｕであり、この電位差は、極性が反対の電位差を用いて２つの光信号を変調するために使用されることがある。しかしながら、本開示のこの実施形態では、部分電極は各光導波路の両側に配置され、部分電極の電気的接続構造は、各光導波路の両側の部分電極が－ＵおよびＵなどの反対の電位を有するように調整される。この場合、各光導波路の両側の部分電極間の電位差は、２Ｕまたは－２Ｕである。電位差が大きくなると、電気光学結晶の屈折率がより急激に変化し、電気光学結晶の光波特性変化もより急激に変化し、そのためπなどの理想的な位相差に早く到達することができる。先行技術における電位差と同じ位相差を実現するために、本開示のこの実施形態は、同じ条件下でより短い光信号伝播距離しか必要とせず、それによってデバイスのサイズを大幅に縮小し、スペースを大幅に節約する。
【0020】
引き続き図１を参照すると、電気的接続の位置は、第１の信号部分電極１４２ａおよび１４２ｂならびに第２の信号部分電極１４３ａおよび１４３ｂのそれぞれを第１の方向Ｄ１において１つまたは複数の区画に分割させる。
【0021】
要求に応じて対応する部分電極の長さを適切に短縮するかまたは対応する部分電極を複数の区画に分割することは、電気信号の伝送損失を最小限に抑えると同時に、電気信号の伝送速度への影響を最小限に抑え、電気信号の伝送速度が導波路内の光信号の伝送群速度と同じであるかそれに近いことを保証することができる。
【0022】
引き続き図１を参照すると、いくつかの実施形態では、電気光学変調器１００は、光結合器１５０をさらに含んでもよい。変調された第１の光信号および第２の光信号は、光結合器１５０を通過した後、結合されて光結合信号になる。光結合信号は、そのまま光出力信号として出力されてもよく、または、２つ以上の光出力信号に分割されて出力されてもよい。
【0023】
いくつかの実施形態では、電気光学変調器１００は、少なくとも１つの構成要素を覆うように構成された保護層をさらに含む。例えば、進行波電極１３０または拡張電極１４０は保護層で覆われており、これは、電極の自然酸化または偶発的な表面損傷を遅らせ、要素の耐用年数を長くする可能性がある。
【0024】
いくつかの実施形態では、第１の光導波路１２０ａおよび第２の光導波路１２０ｂは、ニオブ酸リチウム光導波路である。ニオブ酸リチウム結晶は、平滑な表面を有しており、優れた電気光学効果および音響光学効果を有する光学材料である。ニオブ酸リチウム結晶を使用して調製された高品質光導波路は、超低伝送損失をサポートし、成熟技術、低コスト、および大量生産性など多くの優れた特性を有する。
【0025】
図２は、例示的な実施形態による電気光学変調器２００の概略上面図である。図２を参照すると、電気光学変調器２００は、光スプリッタ２１０、第１の光導波路２２０ａ、第２の光導波路２２０ｂ、進行波電極２３０、拡張電極２４０、および光結合器２５０を含んでもよい。
【0026】
進行波電極２３０は、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極２３１、第１の信号電極２３２、第２の信号電極２３３、および第２の接地電極２３４を含んでもよい。拡張電極２４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された少なくとも１つの第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂならびに２つの第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂを含む。２つの第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂは、少なくとも１つの第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂの両側に配置される。第１の光導波路２２０ａおよび第２の光導波路２２０ｂは、それぞれ、一方の第１の信号部分電極と、第１の信号部分電極に隣接する第２の信号部分電極との間の間隙に延在するように配置される。図１の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0027】
図２に示された電気光学変調器２００と図１に示された電気光学変調器１００との間の相違点は、進行波電極２３０と拡張電極２４０との間に、第１の拡張アームおよび第２の拡張アーム２４１が設けられている点にある。第１の拡張アームは、第１の信号電極２３２を第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂに電気的に接続するように構成される。第２の拡張アームは、第２の信号電極２３３を第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂに電気的に接続するように構成される。いくつかの実施形態では、第１の拡張アームは、第１の信号電極２３２ならびに第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂと一体的に形成されてもよく、第２の拡張アームは、第２の信号電極２３３ならびに第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂと一体的に形成されてもよい。
【0028】
上述された配置は、各信号電極とその部分電極との間の電気的接続を安定化し、デバイスをパターン化し、パッケージング集積を容易にする場合がある。
【0029】
引き続き図２を参照すると、拡張アーム２４１は、第１の信号部分電極２４２ａおよび２４２ｂならびに第２の信号部分電極２４３ａおよび２４３ｂのそれぞれを第１の方向Ｄ１において１つまたは複数の区画に分割させる。要求に応じて部分電極の長さが適切に短縮され、または部分電極が複数の区画に分割され、これは、電気信号の伝送損失を最小限に抑えると同時に、電気信号の伝送速度への影響を最小限に抑え、電気信号の伝送速度が導波路内の光信号の伝送群速度と同じであるかそれに近いことを保証することができる。
【0030】
説明の便宜上、進行波電極と拡張電極との電気的接続方法として拡張アームが使用される実施例を使用した説明が以下で与えられている。当然ながら、進行波電極と拡張電極との電気的な接続方法はこれに限定されず、進行波電極から拡張電極に電気信号が伝送され得る限り、他の方法が代替として使用されてもよい。
【0031】
拡張アームと部分電極との間の接続形状は、Ｔ形状またはＬ形状であってもよい。当然ながら、接続形状は、本開示のこの実施形態に示される形状に限定されない。適切な速度に適合させるために、実際の要求に応じて他の形状が代替として採用されてもよい。
【0032】
図３は、例示的な実施形態による電気光学変調器３００の概略斜視図である。電気光学変調器３００は、第１の光導波路３２０ａ、第２の光導波路３２０ｂ、進行波電極３３０、拡張電極３４０、および拡張アーム３４１を含んでもよい。
【0033】
図３に示されるように、進行波電極３３０は、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極３３１、第１の信号電極３３２、第２の信号電極３３３、および第２の接地電極３３４を含んでもよい。拡張電極３４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された２つの第１の信号部分電極３４２ａおよび３４２ｂならびに２つの第２の信号部分電極３４３ａおよび３４３ｂを含む。２つの第２の信号部分電極３４３ａおよび３４３ｂは、すべての第１の信号部分電極３４２ａおよび３４２ｂの両側に配置される。第１の光導波路３２０ａは、一方の第１の信号部分電極３４２ａと、隣接する第２の信号部分電極３４３ａとの間の間隙に延在するように配置され、第２の光導波路３２０ｂは、他方の第１の信号部分電極３４２ｂと、隣接する第２の信号部分電極３４３ａとの間の間隙に延在するように配置される。図２の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0034】
電気光学変調器３００は、基板３６０と、基板３６０上の絶縁層３７０と、第１の光導波路３２０ａおよび第２の光導波路３２０ｂを形成するように構成された薄膜層３２０と、第１の光導波路３２０ａおよび第２の光導波路３２０ｂ上の被覆層３８０とをさらに含んでもよい。
【0035】
引き続き図３を参照すると、いくつかの実施形態では、進行波電極３３０は薄膜層３２０上に位置してもよく、拡張電極３４０は被覆層３８０上に位置してもよい。この構造では、同じ光導波路の両側の部分電極間の距離はより小さくなり、同じ条件下で得られる電界強度はより大きくなり、これが、電気光学変換効率を向上させる可能性がある。
【0036】
いくつかの実施形態では、進行波電極３３０および拡張電極３４０は、絶縁層３７０内に位置してもよい。
【0037】
いくつかの実施形態では、進行波電極３３０および拡張電極３４０は、絶縁層３７０上に位置してもよい。
【0038】
いくつかの実施形態では、進行波電極３３０の少なくとも一部および拡張電極３４０の少なくとも一部は、薄膜層３２０内に位置してもよい。
【0039】
いくつかの実施形態では、図４に示されるように、進行波電極３３０および拡張電極３４０は、薄膜層３２０上に位置してもよい。
【0040】
図５は、例示的な実施形態による電気光学変調器５００の概略斜視図である。電気光学変調器５００は、第１の光導波路５２０ａ、第２の光導波路５２０ｂ、進行波電極５３０、拡張電極５４０、拡張アーム５４１、基板５６０、絶縁層５７０、薄膜層５２０、および被覆層５８０を含んでもよい。
【0041】
図５に示されるように、進行波電極５３０は、第２の方向Ｄ２に沿って順に配置された第１の接地電極５３１、第１の信号電極５３２、第２の信号電極５３３、および第２の接地電極５３４を含んでもよい。拡張電極５４０は、光伝送路に沿って配置され、第２の方向Ｄ２に並んで配置された２つの第１の信号部分電極５４２ａおよび５４２ｂならびに２つの第２の信号部分電極５４３ａおよび５４３ｂを含む。２つの第２の信号部分電極５４３ａおよび５４３ｂは、すべての第１の信号部分電極５４２ａおよび５４２ｂの両側に配置される。第１の光導波路５２０ａは、一方の第１の信号部分電極５４２ａと、隣接する第２の信号部分電極５４３ａとの間の間隙に延在するように配置され、第２の光導波路５２０ｂは、他方の第１の信号部分電極５４２ｂと、隣接する第２の信号部分電極５４３ｂとの間の間隙に延在するように配置される。図３の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0042】
図５に示された電気光学変調器５００と図３に示された電気光学変調器３００と間の相違点は、薄膜層５２０上の第１の光導波路５２０ａおよび第２の光導波路５２０ｂ以外の領域まで被覆層が延在して、他の領域上に被覆層５８１を形成している点にある。
【0043】
引き続き図５を参照すると、いくつかの実施形態では、進行波電極５３０は、他の領域を覆う被覆層５８１上に位置してもよく、拡張電極５４０は、被覆層５８０上に位置してもよい。この構造では、被覆層５８０および他の領域を覆う被覆層５８１の厚さは、実際の要求に応じて調整されてもよく、それによって電気信号の伝送速度を調節し、光の伝送速度と電気の伝送速度との間の整合をより適切に実現してもよい。
【0044】
いくつかの実施形態では、図６に示されるように、進行波電極５３０および拡張電極５４０は、他の領域を覆う被覆層５８１上に位置してもよい。
【0045】
当然ながら、進行波電極５３０および拡張電極５４０の位置は上記の実施例に限定されず、両者の位置は、デバイスの組立ておよび集積化を最も助長する構造を達成するように柔軟に調整されてもよい。
【0046】
【0047】
【0048】
溝の数は１つに限定されない。図８は、例示的な実施形態による電気光学変調器８００の概略斜視図である。図３の参照番号と同様の参照番号は同様の要素を示しており、したがって、それらの詳細な説明は、簡潔にするために省略されている。
【0049】
【0050】
いくつかの実施形態では、絶縁層にも溝が設けられてもよい。
【0051】
実際の要求に応じて、基板または絶縁層に１つまたは複数の溝が設けられてもよく、溝の形状、深さ、および位置などのパラメータが調整されてもよく、それによって電気信号の伝送速度を調節し、光の伝送速度と電気の伝送速度との間の整合をより適切に実現してもよい。
【0052】
図９は、本開示の例示的な実施形態による電気光学デバイス９００の簡略ブロック図である。一実施例において、電気光学デバイス９００は、電気光学変調器９１０、電気光学変調器９１０に結合された電気インターフェース９１１、および電気光学変調器９１０に結合された光インターフェース９１２を含んでもよい。電気光学変調器９１０は、上記で説明された実施形態のいずれか１つに従って構築されてもよい。
【0053】
図面を参照して本発明の実施形態または実施例が説明されてきたが、上記で説明された方法、システム、およびデバイスは単なる例示的な実施形態または実施例であり、本開示の範囲は実施形態または実施例によって限定されず、付与された特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義されることが理解されるべきである。実施形態または実施例における様々な要素は、省略されても、その同等の要素によって置き換えられてもよい。さらに、ステップは、本開示で説明された順序とは異なる順序で実行されてもよい。さらに、実施形態または実施例における様々な要素は、様々な方法で組み合わされてもよい。技術が進化するにつれて、本明細書で説明される多くの要素が、本開示後に出現する同等の要素と置き換えられてもよいことは重要である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光入力信号を第１の光信号および第２の光信号に分割させるように構成された光スプリッタと、前記第１の光信号および前記第２の光信号のための光伝送路をそれぞれ提供するように構成された第１の光導波路および第２の光導波路と、
第１の方向に沿って延在し、無線周波数信号を送信するように構成された進行波電極（traveling wave electrode）であって、
前記進行波電極が、第２の方向に沿って順に配置された第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、前記第２の方向が前記第１の方向と交差する、進行波電極と、
前記第１の信号電極と前記第２の信号電極との間の間隙内の前記光伝送路に沿って配置され、前記無線周波数信号に基づいて前記第１の光信号および前記第２の光信号を変調するように構成された拡張電極（extension electrode）と
を備える電気光学変調器であって、
前記拡張電極が、前記第２の方向に並んで配置されてそれぞれが前記第１の方向に平行な長さ方向を有する、少なくとも１つの第１の信号部分電極および２つの第２の信号部分電極を含み、
前記２つの第２の信号部分電極が、前記少なくとも１つの第１の信号部分電極の両側に配置され、
前記第１の光導波路が、前記２つの第２の信号部分電極のうちの一方の第２の信号部分電極と、前記一方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置され、前記第２の光導波路が、前記２つの第２の信号部分電極のうちの他方の第２の信号部分電極と、他方の第２の信号部分電極に隣接する第１の信号部分電極との間に配置され、
前記第１の信号電極が前記第１の信号部分電極に電気的に接続され、前記第２の信号電極が前記第２の信号部分電極に電気的に接続される、
電気光学変調器。
【請求項2】
第１の拡張アームおよび第２の拡張アームをさらに備え、前記第１の拡張アームおよび前記第２の拡張アームがそれぞれ、前記第１の信号電極を前記第１の信号部分電極に、前記第２の信号電極を前記第２の信号部分電極に電気的に接続するように構成される、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項3】
前記電気的接続の位置が、前記第１の信号部分電極および前記第２の信号部分電極のそれぞれを前記第１の方向において１つまたは複数の区画に分割させる、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項4】
前記第１の拡張アームおよび前記第２の拡張アームが、前記第１の信号部分電極および前記第２の信号部分電極をそれぞれ前記第１の拡張アームおよび前記第２の拡張アームによって前記第１の方向において１つまたは複数の区画に分割させる、請求項２に記載の電気光学変調器。
【請求項5】
基板と、前記基板上に位置する絶縁層と、
前記第１の光導波路および前記第２の光導波路を形成するように構成された薄膜層と、
前記第１の光導波路および前記第２の光導波路上に位置する被覆層と
をさらに備える、請求項１に記載の電気光学変調器。
【請求項6】
前記被覆層が、前記薄膜層上の前記第１の光導波路および前記第２の光導波路以外の領域まで延在する、請求項５に記載の電気光学変調器。
【請求項7】
前記進行波電極の少なくとも一部および前記拡張電極の少なくとも一部が前記絶縁層内に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項8】
前記進行波電極および前記拡張電極が前記絶縁層上に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項9】
前記進行波電極の少なくとも一部および前記拡張電極の少なくとも一部が前記薄膜層内に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項10】
前記進行波電極および前記拡張電極が前記薄膜層上に位置する、請求項５または６に記載の電気光学変調器。
【請求項11】
前記進行波電極が前記薄膜層上に位置し、前記拡張電極が前記被覆層上に位置する、請求項５に記載の電気光学変調器。
【請求項12】
前記進行波電極が、前記他の領域を覆う前記被覆層上に位置し、前記拡張電極が、前記第１の光導波路および前記第２の光導波路を覆う前記被覆層上に位置する、請求項６に記載の電気光学変調器。
【請求項13】
前記進行波電極および前記拡張電極が、前記他の領域を覆う前記被覆層上に位置する、請求項６に記載の電気光学変調器。
【請求項14】
前記基板に溝が設けられる、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項15】
前記絶縁層に溝が設けられる、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項16】
前記第１の光信号と前記第２の光信号とを結合して光出力信号にするように構成された光結合器（optical combiner）をさらに備える、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項17】
前記第１の光導波路および前記第２の光導波路がニオブ酸リチウム光導波路である、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項18】
少なくとも１つの要素を覆うように構成された保護層をさらに備える、請求項１から６および請求項１１から１３のいずれか一項に記載の電気光学変調器。
【請求項19】
請求項１に記載の電気光学変調器を備える電気光学デバイス。
【国際調査報告】