光学装置和光学通信设备制造方法及图纸

本公开涉及光学装置和光学通信设备。光学装置包括调制器和抽头耦合器。调制器包括：光波导，该光波导由薄膜铌酸锂(LN)基板形成，并且光穿过该光波导；以及电极，该电极向光波导施加电压，并且该调制器根据光波导中的电场来调制穿过光波导的光的相位，其中，该电场对应于该电压。抽头耦合器包括由薄膜LN基板形成的至少一部分，并且分离穿过光波导的内部的光的一部分。抽头耦合器包括延迟干涉仪，该延迟干涉仪以与从光波导穿过抽头耦合器的内部的光的相位差相对应的分离比分离穿过光波导的光的一部分。的一部分。的一部分。

【技术实现步骤摘要】
光学装置和光学通信设备


[0001]本文所讨论的实施方式涉及光学装置和光学通信设备。

技术介绍

[0002]传统的光调制器包括例如布置在基板上的光波导和布置在光波导附近的调制单元。调制单元包括信号电极和接地电极，并且如果电压被施加到信号电极，则在光波导中产生电场，光波导的折射率通过光波导中的电场而改变，并且光的相位改变。光波导构成马赫
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曾德尔(Mach
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Zehnder)干涉仪，并且光输出由于光波导之间的光的相位差而改变。
[0003]在光调制器中，例如，集成有用于四个通道的马赫
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曾德尔调制器。马赫
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曾德尔调制器中的每一个包括射频(RF)调制单元和直流(DC)调制单元。将具有例如几十GHz的带宽的高频信号输入到RF调制单元的电极，并且执行高速调制。此外，向DC调制单元的电极施加偏置电压，并且偏置电压被调节成使得电信号的开/关对应于光信号的开/关。
[0004]光调制器的光波导例如构成马赫
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曾德尔干涉仪，并且输出例如由于并行布置的多个光波导之中的光的相位差而被x偏振和y偏振的IQ信号。另外，四个通道中的每两个的输出被多路传输成使得形成两个IQ信号，并且两个IQ信号中的一个经受偏振旋转，进一步通过偏振射束组合器经受双偏振，然后输出。
[0005]相比之下，作为光波导，例如已知通过使诸如钛的金属从基板的表面扩散而形成在不与信号电极重叠的位置处的扩散光波导。图9是示出传统DC调制单元100的示例的示意性截面图。图9所示的DC调制单元100包括作为LN晶体的铌酸锂(LN：LiNbO3)基板101、和在LN基板101的表面上形成的扩散光波导102。此外，DC调制单元100包括覆盖LN基板101上的扩散光波导102的缓冲层103，以及层压在缓冲层103上的电极104。电极104包括信号电极104A和一对接地电极104B。
[0006]扩散光波导102被布置在不与信号电极104A和一对接地电极104B重叠的位置处。缓冲层103的组成和膜厚被确定为使得电阻值被减小以防止DC漂移(由施加的偏置电压引起的发射光的暂时改变)。
[0007]然而，扩散光波导102中的光限制较低，使得电场施加效率降低并且驱动电压增加。为了应对这个问题，已经提出了薄膜光波导，其中在不与信号电极重叠的位置处形成使用由LN晶体制成的薄膜的光波导。在薄膜光波导中，与其中金属被扩散的扩散光波导相比，可以增加光限制，从而可以提高电场施加效率并降低驱动电压。
[0008]图10是示出传统DC调制单元200的示例的示意性截面图。图10所示的DC调制单元200包括由硅(Si)等制成的支撑基板201和层压在支撑基板201上的中间层202。另外，DC调制单元200包括层压在中间层202上的薄膜LN基板203以及层压在薄膜LN基板203上的由SiO2制成的缓冲层204。
[0009]薄膜LN基板203用作向上突出的凸形的薄膜光波导206。薄膜光波导206中的每一个是包括肋206A和形成在肋206A两侧的板206B的肋波导。此外，肋206A和板206B被缓冲层204覆盖，并且具有共面波导(CPW)结构的信号电极205A(205)和一对接地电极205B(205)被
布置在缓冲层204的表面上。换句话说，信号电极205A和夹着信号电极205A的一对接地电极205B布置在缓冲层204上。同时，缓冲层204能够防止传播穿过薄膜光波导206的光被信号电极205A和接地电极205B吸收。
[0010]在薄膜LN基板203上，在信号电极205A与接地电极205B中的每一个之间的位置处形成有凸形的薄膜光波导206。此外，在信号电极205A和接地电极205B中的每一个之间的位置处的缓冲层204包括覆盖薄膜光波导206的肋206A的台阶部分204A。缓冲层204包括覆盖薄膜光波导206的板206B的部分204B。
[0011]利用如上所述的薄膜光波导206，通过向信号电极205A施加偏置电压以产生电场并改变薄膜光波导206的折射率，可以调制传播穿过薄膜光波导206的光。
[0012]在DC调制单元200中，设置反馈电路，该反馈电路通过抽头耦合器分离作为监测光的从薄膜光波导206输出的光的一部分，并且基于分离的监测光的光强度来调节施加到信号电极205A的偏置电压。反馈电路中使用的抽头耦合器构造有定向耦合器，该定向耦合器包括布置在薄膜光波导206中的两个波导。在反馈电路中，为了精确地监测光强度，重要的是使抽头耦合器的分离比稳定。
[0013]专利文献1：日本公开专利公报No.S61
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28925
[0014]专利文献2：日本公开专利公报No.2020
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134874
[0015]在由薄膜LN晶体形成的薄膜光波导206中，光限制增加，使得光集中在特定部分上。然而，在与薄膜光波导206相邻定位的抽头耦合器的波导中，用于薄膜光波导206中的光传播的定向耦合减少。另外，抽头耦合器的分离比很大程度上依赖于抽头耦合器中的波导的宽度，使得在抽头耦合器中，分离比由于波导的宽度的制造误差的影响而很大程度地变化。结果，波导的宽度的制造误差增加了由抽头耦合器分离的监测光的值的变化。
[0016]因此，本专利技术的实施方式的一个方面的目的是提供一种能够确保稳定的分离比的光学装置等。

技术实现思路

[0017]根据实施方式的方面，一种光学装置包括调制器和抽头耦合器。调制器包括光波导和电极。光波导由薄膜铌酸锂(LN)基板形成。光穿过光波导。电极向光波导施加电压。调制器根据光波导中的电场来调制穿过光波导的光的相位，该电场对应于该电压。抽头耦合器包括由薄膜LN基板形成的至少一部分。抽头耦合器分离穿过光波导的内部的光的一部分。抽头耦合器包括延迟干涉仪，该延迟干涉仪以与从光波导穿过抽头耦合器的内部的光的相位差相对应的分离比分离穿过光波导的光的一部分。
附图说明
[0018]图1是示出根据实施方式的光学通信设备的构造的示例的框图；
[0019]图2是示出根据第一实施方式的光调制器的构造的示例的示意性平面图；
[0020]图3是示出抽头耦合器的构造的示例的示意性平面图；
[0021]图4是示出第一DC调制单元的示例的示意性截面图；
[0022]图5是示出根据第二实施方式的抽头耦合器的构造的示例的示意性平面图；
[0023]图6是示出根据第三实施方式的抽头耦合器的构造的示例的示意性平面图；
[0024]图7是示出根据第四实施方式的光调制器的构造的示例的示意性平面图；
[0025]图8是示出根据第五实施方式的抽头耦合器的构造的示例的示意性平面图；
[0026]图9是示出传统DC调制单元的示例的示意性截面图；以及
[0027]图10是示出传统DC调制单元的示例的示意性截面图。
具体实施方式
[0028]将参照附图说明本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学装置，所述光学装置包括：调制器，所述调制器包括：光波导，所述光波导由薄膜铌酸锂LN基板形成，并且光穿过所述光波导；以及电极，所述电极向所述光波导施加电压，并且所述调制器根据所述光波导中的电场调制穿过所述光波导的光的相位，所述电场对应于所述电压；以及抽头耦合器，所述抽头耦合器包括由所述薄膜铌酸锂LN基板形成的至少一部分，并且分离穿过所述光波导的内部的光的一部分，其中所述抽头耦合器包括延迟干涉仪，所述延迟干涉仪以与从所述光波导穿过所述抽头耦合器的内部的光的相位差相对应的分离比分离穿过所述光波导的光的一部分。2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，所述延迟干涉仪包括：第一耦合器，所述第一耦合器接收从所述光波导输入的光并分离所输入的光；第一波导，所述第一波导由所述薄膜铌酸锂LN基板形成，并且从所述第一耦合器分离的光的一部分穿过所述第一波导；第二波导，所述第二波导由所述薄膜铌酸锂LN基板形成，从所述第一耦合器分离的光的其它部分穿过所述第二波导，并且与所述第一波导相比所述第二波导延迟光输出；以及第二耦合器，所述第二耦合器多路传输来自所述第一波导的光的所述一部分和来自所述第二波导的光的所述其它部分，并且以与所述相位差相对应的分离比分离具有所述相位差的多路传输的光。3.根据权利要求2所述的光学装置，其中，所述第一波导具有与所述第二波导的光程不同的光程。4.根据权利要求3所述的光学装置，其中，所述第一波导具有与所述第二波导的波导长度不同的波导长度。5.根据权利要求2所述的光学装置，其中，所述第二波导是弯曲波导，所述弯曲波导包括传播方向与光在所述第一波导中的传播方向不同的部分。6.根据权利要求2所述的光学装置，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉山昌树，
申请(专利权)人：富士通光器件株式会社，
类型：发明
国别省市：