JP5326624B2

JP5326624B2 - 光変調器

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Publication number: JP5326624B2
Application number: JP2009029004A
Authority: JP
Inventors: 昌樹杉山
Original assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Current assignee: Furukawa FITEL Optical Components Co Ltd
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: US20100202723A1; US8135242B2; JP2010185979A

Description

本発明は、光通信に利用される光導波路デバイスであって、一つの基板上に複数のマッハツェンダ（Mach-Zehnder：ＭＺ）型光変調部を並列に配置して構成される光変調器に関する。

ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_２）などの電気光学結晶を用いた光導波路デバイスは、結晶基板上の一部にチタン（Ｔｉ）等の金属膜を形成して熱拡散させるか、或いは、パターニング後に安息香酸中でプロトン交換するなどして光導波路を形成した後、その光導波路の近傍に電極を設けることで形成される。このような電気光学結晶を用いた光導波路デバイスとして、例えば、図１に示すような光変調器が知られている。

図１において、基板１００上に形成された光導波路は、入力導波路１２１、光分岐部１２２、一対の分岐導波路１２３，１２４、光合波部１２５および出力導波路１２６からなり、一対の分岐導波路１２３，１２４上に信号電極１３１、接地電極１３２が設けられてコプレーナ電極を形成する。Ｚカット基板を用いる場合には、Ｚ方向の電界による屈折率変化を利用するため、光導波路の真上に信号電極１３１、接地電極１３２を配置する。具体的には、分岐導波路１２３上に信号電極１３１を、分岐導波路１２４の上に接地電極１３２をパターニングする。ここで、分岐導波路１２３，１２４中を伝搬する光が、信号電極１３１および接地電極１３２によって吸収されるのを防ぐために、基板１００と信号電極１３１および接地電極１３２との間には図示しないバッファ層が設けられる。バッファ層としては、厚さ０．２〜２μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ_２）等が用いられる。

このような光変調器を高速で駆動する場合には、信号電極１３１の出力端Ｔ２を図示しない抵抗を介して接地電極１３２に接続することで進行波電極とし、信号電極１３１の入力端Ｔ１からマイクロ波電気信号ＲＦを印加する。このとき、信号電極１３１と接地電極１３２との間で発生する電界によって、分岐導波路１２３，１２４の屈折率がそれぞれ＋ｎａ，−ｎｂのように変化し、分岐導波路１２３，１２４を伝搬する光の位相差が変化する。このため、入力ポートＰｉｎに入力される光Ｌｉｎがマッハツェンダ（ＭＺ）干渉によって強度変調され、該変調光Ｌｏｕｔが出力ポートＰｏｕｔから出力される。なお、信号電極１３１の断面形状を変化させることでマイクロ波電気信号ＲＦの実効屈折率を制御し、光とマイクロ波電気信号との速度を整合させることによって高速の光応答特性を得ることができる。

また、近年の光変調方式の多様化（例えば、多値変調方式、偏波多重方式など）により、上記図１に示したような従来の光変調器を複数台組み合わせることで所望の光変調方式に対応した信号光を生成する場合が多くなっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１２２７８６号公報

上記のような複数台の光変調器を組み合わせた構成においては、光変調器全体のサイズを小さくするために、各光変調器を一つのチップ（基板）に集積するのが有効である。なお、以下の説明では、一つのチップ上に集積化された個々の光変調器のことを「光変調部」と呼ぶことにする。

具体的に、図２に示す光変調器は、一つの基板１００上に２つの光変調部１２０Ａ，１２０Ｂを並列に配置した構成例である。各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂは、上記図１に示した構成と同様に、ＭＺ型光導波路、信号電極および接地電極をそれぞれ有している。また、基板１００の一端面に位置する入力ポートＰｉｎには、２×２光カプラを用いた入力光分岐部１１１の一方の光入力端が接続され、該入力光分岐部１１１の二つの光出力端が各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂの入力導波路１２１Ａ，１２１Ｂにそれぞれ接続している。これにより、入力ポートＰｉｎからの入力光Ｌｉｎが二分岐されて各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂに導かれる。さらに、各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂの出力導波路１２６Ａ，１２６Ｂには、２×２光カプラを用いた出力光合波部１１２の二つの光入力端がそれぞれ接続され、該出力光合波部１１２の一方の光出力端が基板１００の他端面に位置する出力ポートＰｏｕｔに接続している。これにより、各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂから出力される変調光が一つに合波されて出力ポートＰｏｕｔから外部に出力される。

上記のような構成において、各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂの信号電極１３１Ａ，１３１Ｂに対し外部より電気信号ＲＦ_Ａ，ＲＦ_Ｂを印加する場合、基板１００を収容する図示しないパッケージに具備される、各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂにそれぞれ対応した電極入力端子が、該パッケージの片方の側面に並んでいると、基板１００の実装が容易になり、かつ、実装面積も小さくて済む。この場合、基板１００上の各信号電極１３１Ａ，１３１Ｂについては、各々の入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂ付近に形成する電極パッドが、基板１００の対向側面の一方（図で下側面）に並べて配置されることになる。上記電極パッドは、ワイヤボンディングなどによる外部（パッケージの電極入力端子）との接続のために、ある程度の間隔をあける必要がある。

上記のように各信号電極１３１Ａ，１３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂが基板１００の一側面に所要の間隔をあけて配置される場合に、各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂで光と電気信号が相互作用するタイミングを合わせようとすると、図２の例に示したように、一方の信号電極１３１Ｂの入力端Ｔ１_Ｂから分岐導波路１２３Ｂ上に至るまでの入力引出線部分を屈曲させて電気信号ＲＦ_Ｂを遅延させることが必要になる。具体的に、各信号電極１３１Ａ，１３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂに電気信号ＲＦ_Ａ，ＲＦ_Ｂを同時に印加したときに、各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂから出力される変調光の同期がとれるようにするためには、各変調光が出力光合波部１１２で合波される点をＰ_Ｏとし、該点Ｐ_Ｏからの光路長が等しくなる各分岐導波路１２３Ａ，１２３Ｂ上の点をＰ_Ａ，Ｐ_Ｂとしたときに、信号電極１３１Ｂの入力端Ｔ１_Ｂから点Ｐ_Ｂに至る部分の電気長が、信号電極１３１Ａの入力端Ｔ１_Ａから点Ｐ_Ａに至る部分の電気長と等しくなるようにする必要がある。

しかしながら、上記図２のような構成では、高周波の電気信号に対する伝播損失が、入力引出線部分を屈曲させている信号電極１３１Ｂの側で大きくなるため、光変調部１２０Ｂの変調帯域が、光変調部１２０Ａの変調帯域よりも狭くなってしまう。光変調部１２０Ｂの変調帯域を広げるために、光変調部１２０Ｂ側の光と電界が互いに作用する部分（以下、「相互作用部」と呼ぶ）の長さを短くすると、駆動電圧が上昇するため、高出力のドライバアンプが必要となる上に、光変調器の消費電力が増大してしまうという問題が生じる。

また、上記図２のような構成では、基板１００上において信号電極１３１Ｂの入力引出線部分を引き回しているため、基板１００の幅を広げる必要がある。なお、ここでの基板１００の幅は、各光変調部１２０Ａ，１２０Ｂの相互作用部における光の伝搬方向（図のｘ方向）に対して垂直な方向（図のｙ方向）についての基板１００の長さである。信号電極１３１Ｂでの遅延量を減少させて基板１００の幅を狭くするために、各信号電極１３１Ａ，１３１Ｂの入力引出線部分の間隔を狭くすると、各信号電極１３１Ａ，１３１Ｂ間での電気信号のクロストークが発生し易くなるため、出力ポートＰｏｕｔから出力される信号光のノイズ成分が増えてしまう。また、各信号電極１３１Ａ，１３１Ｂの入力引出線部分の間に位置する接地電極（１３２Ａおよび１３２Ｂが共有）が狭くなるので、各信号電極１３１Ａ，１３１Ｂの高周波応答特性も劣化してしまう。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、同じ基板上に複数の光変調部を並列に配置し、各光変調部の信号電極の入力端を基板の一側面に並べるときでも、各光変調部より同期のとれた広帯域で低ノイズの変調光を出力できる小型の光変調器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明はその一態様として、電気光学効果を有する基板にマッハツェンダ型光導波路を形成し、該マッハツェンダ型光導波路の光分岐部および光合波部の間に位置する一対の分岐導波路に沿って信号電極および接地電極を設け、進行波電極とした前記信号電極に、変調データに対応した電気信号を印加することにより、前記マッハツェンダ型光導波路を伝搬する光の変調を行う複数の光変調部が、同一の主基板上に並列に配置された光変調器を提供する。この光変調器は、前記主基板上に配置され、前記各光変調部からそれぞれ出力される変調光を合波する出力光合波部と、前記主基板とは別に設けた中継基板と、前記各光変調部にそれぞれ対応させて前記中継基板上に形成された複数の信号線路と、を備える。また、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記電気信号が与えられる各々の入力端が、前記主基板の一側面に並べて配置されている。また、前記中継基板上の前記各信号線路は、前記各光変調部にそれぞれ対応した前記電気信号が外部より印加される各々の入力端が、前記中継基板の一側面に所定の間隔をあけて並べて配置され、かつ、前記主基板上の対応する前記光変調部の信号電極の入力端に電気的に接続される各々の出力端が、前記中継基板の他の側面に並べて配置されると共に、当該入力端から出力端までの各々の電気長が互いに異なっている。そして、前記各光変調部の一対の分岐導波路のうちの前記信号電極が沿う分岐導波路上に、前記出力光合波部からの光路長が互いに等しくなる基点を個別に設定したとき、前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路の電気長が、互いに等しくなるように構成されている。

上記のような構成の光変調器によれば、主基板上に複数の光変調部を並列に配置し、各々の信号電極の入力端を主基板の一側面に並べるときでも、各光変調部にそれぞれ対応した電気信号が、主基板とは別の中継基板上に形成された電気長の異なる各信号線路を介して、主基板上の各光変調部の信号電極にそれぞれ与えられるので、各光変調部より同期のとれた広帯域で低ノイズの変調光を出力することができる。また、各光変調部に対応した遅延量（信号線路の電気長）の調整が中継基板上で行われるため、主基板の小型化を図ることが可能である。

一般的なマッハツェンダ型光変調器の構成例を示す平面図である。一つの基板上に二つの光変調部を並列に配置した場合の構成例を示す平面図である。本発明の第１実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。本発明の第２実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。本発明の第３実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。本発明の第４実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図３は、本発明の第１実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。
図３において、本実施形態の光変調器は、例えば、二つの光変調部２０Ａ，２０Ｂが形成された主基板１０と、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂと外部との接続を行うために主基板１０とは別に設けた中継基板４０とを備える。

主基板１０は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３やＬｉＴａＯ_２など電気光学効果を有するＺ−カットの結晶基板であり、その一端面（図で右端面）には各光変調部２０Ａ，２０Ｂに共通な一つの入力ポートＰｉｎが配置され、他端面（図で左端面）には各光変調部２０Ａ，２０Ｂの変調光を合波して生成した信号光を外部に出力する一つの出力ポートＰｏｕｔが配置されている。なお、以下に説明する各実施形態でも、前述した図２の場合と同様に、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの相互作用部における光の伝搬方向（主基板１０の長手方向）をｘ方向とし、該ｘ方向に垂直な方向をｙ方向とする。

上記入力ポートＰｉｎには、２×２光カプラを用いた入力光分岐部１１の一方の光入力端が接続され、該入力光分岐部１１の二つの光出力端が各光変調部２０Ａ，２０Ｂの入力導波路２１Ａ，２１Ｂにそれぞれ接続している。入力光分岐部１１は、入力光を所要の強度比で二つに分岐して出力する。なお、ここでは入力ポートＰｉｎからの入力光Ｌｉｎが入力光分岐部１１の図で下側に位置する光入力端に与えられる一例を示したが、図の上側に位置する光入力端に入力光Ｌｉｎを与えるようにしてもよい。また、２×２光カプラに代えてＹ分岐導波路を用いて入力光分岐部１１を構成することも可能である。

光変調部２０Ａは、主基板１０の図で上側に位置する表面部分に形成された、入力導波路２１Ａ、光分岐部２２Ａ、一対の分岐導波路２３Ａ，２４Ａ、光合波部２５Ａおよび出力導波路２６Ａからなるマッハツェンダ（ＭＺ）型の光導波路と、一対の分岐導波路２３Ａ，２４Ａに沿ってパターニングされた信号電極３１Ａおよび接地電極３２Ａとを具備する。

入力導波路２１Ａは、一端が入力光分岐部１１の一方の光出力端に接続しており、他端には光分岐部２２Ａの光入力端が接続されている。
光分岐部２２Ａは、入力導波路２１Ａを伝搬した光を１：１の強度比で二つに分岐する。光分岐部２２Ａの二つの光出力端には、一対の分岐導波路２３Ａ，２４Ａの各一端がそれぞれ接続されている。

一対の分岐導波路２３Ａ，２４Ａは、図で上側に位置する分岐導波路２３Ａと、図で下側に位置する分岐導波路２４Ａとが、ｘ方向に並行している。
光合波部２５Ａは、二つの光入力端が上記各分岐導波路２３Ａ，２４Ａの他端にそれぞれ接続しており、各分岐導波路２３Ａ，２４Ａを伝搬した光を一つに合波する。光合波部２５Ａの一つの光出力端には、出力導波路２６Ａの一端が接続されている。

信号電極３１Ａは、分岐導波路２３Ａの真上に沿って形成されている。接地電極３２Ａは、信号電極３１Ａから隔離されると共に、分岐導波路２４Ａの真上に沿う部分を含んで形成されている。なお、ここでは分岐導波路２４Ａと光変調部２０Ｂの後述する分岐導波路２３Ｂとの間に形成される接地電極３２Ａが、光変調部２０Ｂの後述する接地電極３２Ｂと共有されている。

上記信号電極３１Ａは、主基板１０の長手方向に平行な対向側面のうちの一方の側面（図で上側の側面）に引き出した出力端Ｔ２_Ａが図示しない抵抗を介して接地電極３２Ａに接続されることで進行波電極を構成している。主基板１０の他方の側面（図で下側の側面）に引き出した入力端Ｔ１_Ａには、中継基板４０上に形成された後述する信号線路４１Ａの出力端Ｔｃ２_Ａが電気的に接続されており、該信号線路４１Ａを伝播したマイクロ波電気信号（変調データに対応した電気信号）ＲＦ_Ａが信号電極３１Ａの入力端Ｔ１_Ａに入力される。入力端Ｔ１_Ａから出力端Ｔ２_Ａに至る信号電極３１Ａの断面形状は、ここではインピーダンス整合等の設計を容易するために概ね均一としている。

なお、信号電極３１Ａおよび接地電極３２Ａについては、図示されていないＳｉＯ_２等を用いたバッファ層を介して主基板１０（光導波路）の上に形成するのがよい。バッファ層を設けることにより、各分岐導波路２３Ａ，２４Ａ中を伝搬する光が、信号電極３１Ａおよび接地電極３２Ａによって吸収されるのを防ぐことができる。

光変調部２０Ｂは、主基板１０の図で下側に位置する表面部分に形成された、入力導波路２１Ｂ、光分岐部２２Ｂ、一対の分岐導波路２３Ｂ，２４Ｂ、光合波部２５Ｂおよび出力導波路２６Ｂからなるマッハツェンダ（ＭＺ）型の光導波路と、一対の分岐導波路２３Ｂ，２４Ｂに沿ってパターニングされた信号電極３１Ｂおよび接地電極３２Ｂとを具備する。

入力導波路２１Ｂは、一端が入力光分岐部１１の他方の光出力端に接続しており、他端には光分岐部２２Ｂの光入力端が接続されている。
光分岐部２２Ｂは、入力導波路２１Ｂを伝搬した光を１：１の強度比で二つに分岐する。光分岐部２２Ｂの二つの光出力端には、一対の分岐導波路２３Ｂ，２４Ｂの各一端がそれぞれ接続されている。

一対の分岐導波路２３Ｂ，２４Ｂは、図で上側に位置する分岐導波路２３Ｂと、図で下側に位置する分岐導波路２４Ｂとがｘ方向に並行している。
光合波部２５Ｂは、二つの光入力端が上記各分岐導波路２３Ｂ，２４Ｂの他端にそれぞれ接続しており、各分岐導波路２３Ｂ，２４Ｂを伝搬した光を一つに合波する。光合波部２５Ｂの一つの光出力端には、出力導波路２６Ｂの一端が接続されている。

信号電極３１Ｂは、分岐導波路２３Ｂの真上に沿って形成されている。接地電極３２Ｂは、信号電極３１Ｂから隔離されると共に、分岐導波路２４Ｂの真上に沿う部分を含んで形成されている。なお、ここでは分岐導波路２３Ｂと光変調部２０Ａの分岐導波路２４Ａとの間に形成される接地電極３２Ｂが、光変調部２０Ａの接地電極３２Ａと共有されている。

上記信号電極３１Ｂは、主基板１０の長手方向に平行な対向側面のうちの一方の側面（図で上側の側面）に引き出した出力端Ｔ２_Ｂが図示しない抵抗を介して接地電極３２Ｂに接続されることで進行波電極を構成している。主基板１０の他方の側面（図で下側の側面）に引き出した入力端Ｔ１_Ｂには、中継基板４０上に形成された後述する信号線路４１Ｂの出力端Ｔｃ２_Ｂが電気的に接続されており、該信号線路４１Ｂを伝播したマイクロ波電気信号（変調データに対応した電気信号）ＲＦ_Ｂが信号電極３１Ｂの入力端Ｔ１_Ｂに入力される。入力端Ｔ１_Ｂから出力端Ｔ２_Ｂに至る信号電極３１Ｂの断面形状は、ここではインピーダンス整合等の設計を容易するために概ね均一としている。なお、信号電極３１Ｂおよび接地電極３２Ｂについても、前述した場合と同様にしてバッファ層を介して主基板１０（光導波路）の上に形成するのがよい。

上記各光変調部２０Ａ，２０Ｂは、各々の出力導波路２６Ａ，２６Ｂの他端が、２×２光カプラを用いた出力光合波部１２の二つの光入力端にそれぞれ接続している。出力光合波部１２は、各光変調部２０Ａ，２０Ｂから出力される変調光を一つに合波した後に二分岐して、二つの光出力端のうちの一方の光出力端に導かれる信号光を出力ポートＰｏｕｔより外部に出力する。なお、ここでは出力光合波部１２の図で上側に位置する光出力端に導かれる信号光を本光変調器の出力光Ｌｏｕｔとする一例を示したが、図の下側に位置する光出力端に導かれる信号光を本光変調器の出力光Ｌｏｕｔとするようにしてもよい。また、２×２光カプラに代えてＹ分岐導波路を用いて出力光合波部１２を構成することも可能である。

上記のように構成された主基板１０上の各光変調部２０Ａ，２０Ｂでは、上述の図２に示した場合と同様に、各々の信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂが主基板１０の対向側面のうちの一方の側面に並べて設けられることになる。ただし、各入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂの間隔ｄｘ_Ｅ’は、図示しないパッケージの電極入力端子などの外部との接続が中継基板４０を介して行われるため、外部との接続が直接行われる図２の場合の間隔ｄｘ_Ｅよりも狭くすることができる。

上記各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂの間隔ｄｘ_Ｅ’は、各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力引出線部分の間に配置される接地電極において十分な接地をとることができると共に、各信号電極３１Ａ，３１Ｂを伝播する電気信号ＲＦ_Ａ，ＲＦ_Ｂ間のクロストークを実質的に抑えることができる間隔まで狭くすることが可能である。ただし、中継基板４０との接続（例えば、ワイヤ等のボンディング）のための領域が確保されていることが必要である。具体的には、各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂにおける電極幅をＷ、各信号電極３１Ａ，３１Ｂと接地電極３２Ａ，３２Ｂとの間隔（ギャップ）をＳとしたとき、各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂそれぞれにおける中心線の間隔ｄｘ_Ｅ’が２×（Ｗ＋Ｓ）以上となるようにするのが望ましい。

また、ここでは上記各信号電極３１Ａ，３１Ｂの出力端Ｔ２_Ａ，Ｔ２_Ｂについても、上記入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂと同様にして、基板１０の対向側面のうちの他方の側面に並べて設けられている。各出力端Ｔ２_Ａ，Ｔ２_Ｂの間隔は、入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂの間隔ｄｘ_Ｅ’と略等しくするのが好ましい。また、各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂから出力端Ｔ２_Ａ，Ｔ２_Ｂまでの電気長も互いに略等しくするのがよい。これにより、各信号電極３１Ａ，３１Ｂにおいて、入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂおよび出力端Ｔ２_Ａ，Ｔ２_Ｂの相対的な位置が同じになるので、基板１０の検査および実装が容易になる。

中継基板４０は、その表面上に信号線路４１Ａ，４１Ｂおよび接地電極４２Ａ，４２Ｂが形成されている。この中継基板４０は、各信号線路４１Ａ，４１Ｂの単位長さあたりの伝播損失が、高周波成分も含めて、主基板１０上の各信号電極３１Ａ，３１Ｂの単位長さあたりの伝播損失よりも小さくなるように、基板材料の選択および信号線路の断面形状の設計が行われている。

具体的には、例えば中継基板４０の誘電率が主基板２０の誘電率よりも低くなる材料を選択することで、中継基板４０上の各信号線路４１Ａ，４１Ｂの幅を、主基板１０上の各信号電極３１Ａ，３１Ｂの幅よりも広く設定することができ、各信号線路４１Ａ，４１Ｂにおける単位長さあたりの伝播損失を低減することが可能になる。また、例えば中継基板４０の誘電正接（ｔａｎδ）が主基板２０のｔａｎδよりも低くなる材料を選択することで、中継基板４０における誘電体損を主基板１０よりも小さくして、各信号線路４１Ａ，４１Ｂの帯域を広げる（高周波応答特性を向上させる）ようにすることも有効である。

なお、主基板１０および中継基板４０に用いられる主材料については同じものにするのが好ましい。これにより、光変調器の周囲温度が変化した場合でも主基板１０および中継基板４０の屈折率は基本的に同じになるので、後述するように中継基板４０上に形成される各信号線路４１Ａ，４１Ｂの長さが異なっていても、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの変調光のタイミングが温度変化によりずれてしまうのを回避することが可能になる。

各信号線路４１Ａ，４１Ｂは、中継基板４０のｘ方向に平行な対向側面のうちの一方の側面（図で下側の側面）に入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂが配置され、他方の側面（図で上側の側面）に出力端Ｔｃ２_Ａ，Ｔｃ２_Ｂが配置されている。各信号線路４１Ａ，４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂ付近には、図示しないパッケージの電極入力端子などの外部との接続用の電極パッドが形成されており、該入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂの間隔ｄｘ_Ｅは、上記パッケージの電極入力端子の間隔に合わせて、前述した主基板１０上の各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂの間隔ｄｘ_Ｅ’よりも広くなっている。一方、各信号線路４１Ａ，４１Ｂの出力端Ｔｃ２_Ａ，Ｔｃ２_Ｂの間隔は、主基板１０上の各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂとの接続のために、該入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂの間隔ｄｘ_Ｅ’に合わせられている。

上記各信号線路４１Ａ，４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂおよび出力端Ｔｃ２_Ａ，Ｔｃ２_Ｂの間の電極パターンは、入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂに電気信号ＲＦ_Ａ，ＲＦ_Ｂを同時に印加したときに、主基板１０上の各光変調部２０Ａ，２０Ｂから出力される変調光の同期がとれるようにするため、ここでは一方の信号線路４１Ｂが略コ字形状の迂回パターンとされている。つまり、各信号線路４１Ａ，４１Ｂは異なる電気長を有し、信号線路４１Ｂを伝播する電気信号ＲＦ_Ｂに遅延が与えられるようになっている。これにより、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの変調光が出力光合波部１２で合波される点をＰ_Ｏとし、該点Ｐ_Ｏからの光路長が等しくなる各分岐導波路２３Ａ，２３Ｂ上の点をＰ_Ａ，Ｐ_Ｂとした場合に（ここでは、光変調部２０Ｂの分岐導波路２３Ｂと信号電極３１Ｂの入力引出線部分とが交わる点を基準にして、点Ｐ_Ｏからの光路長が等しくなる点をＰ_Ａ，Ｐ_Ｂとしている）、信号線路４１Ａの入力端Ｔｃ１_Ａから信号電極３１Ａの入力端Ｔ１_Ａを経由して上記点Ｐ_Ａに至る信号経路の電気長と、信号線路４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ｂから信号電極３１Ｂの入力端Ｔ１_Ｂを経由して上記点Ｐ_Ｂに至るまでの信号経路の電気長とが互いに等しくされている。

各接地電極４２Ａ，４２Ｂは、各信号線路４１Ａ，４１Ｂから隔離されて中継基板４０上に形成されており、各信号線路４１Ａ，４１Ｂとの間でコプレーナ電極を構成している。なお、ここでは各信号線路４１Ａ，４１Ｂの間に形成される接地電極４２Ａおよび４２Ｂが共有されている。上記各接地電極４２Ａ，４２Ｂは、主基板１０上の各接地電極３２Ａ，３２Ｂに、各々が隣接する部分の表面で電気的に接続されている。

中継基板４０上に信号線路４１Ａ，４１Ｂの特性インピーダンス（以下、「中継基板４０のインピーダンス」と呼ぶ）は、基本的に、主基板１０上の信号電極３１Ａ，３１Ｂの特性インピーダンス（以下、「主基板１０のインピーダンス」と呼ぶ）と揃えておく。ただし、主基板１０のインピーダンスと、各信号線路４１Ａ，４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂに接続されるパッケージの電極入力端子等に用いられる外部コネクタのインピーダンスとが異なっている場合には、中継基板４０のインピーダンスが、主基板１０のインピーダンスと外部コネクタのインピーダンスとの中間の値に設定されるようにするのがよい。すなわち、中継基板４０のインピーダンスが、主基板１０のインピーダンスよりも小さく、かつ、外部コネクタのインピーダンスよりも大きくなるか、または、主基板１０のインピーダンスよりも大きく、かつ、外部コネクタのインピーダンスよりも小さくなるようにする。これにより、主基板１０、中継基板４０および外部コネクタの各インピーダンスの製造ばらつきも含めて、異なる部材間におけるインピーダンスの不整合を緩和することが可能になる。

上記のような中継基板４０上の各信号線路４１Ａ，４１Ｂは、各々の長さが異なるので、単位長さあたりの伝播損失が主基板１０側と中継基板４０側とで相違していれば、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの変調帯域が異なってしまうことになる。これを防ぐためには、主基板１０側の各信号電極３１Ａ，３１Ｂについて、単位長さあたりの損失をαｍ、入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂから点Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂまでの部分の長さをＬｍ_Ａ，Ｌｍ_Ｂとし、また、中継基板４０側の各信号線路４１Ａ，４１Ｂについて、単位長さあたりの損失をαｃ、入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂから出力端Ｔｃ２_Ａ，Ｔｃ２_Ｂまでの長さをＬｃ_Ａ，Ｌｃ_Ｂとしたとき、次の（１）式に示す関係を満たすαｍ，αｃが実現されるように、信号電極３１Ａ，３１Ｂおよび信号線路４１Ａ，４１Ｂの断面形状を設定しておくのが好ましい。
αｃ×Ｌｃ_Ａ＋αｍ×Ｌｍ_Ａ＝αｃ×Ｌｃ_Ｂ＋αｍ×Ｌｍ_Ｂ …（１）

次に、第１実施形態による光変調器の動作について説明する。
まず、図示しない単一の光源等から出力される光Ｌｉｎが本光変調器の入力ポートＰｉｎから入力光分岐部１１に入力される。該入力光Ｌｉｎは、入力光分岐部１１で所要の強度比に従って二分岐されて各光変調部２０Ａ，２０Ｂの入力導波路２１Ａ，２１Ｂに入力される。

光変調部２０Ａでは、入力導波路２１Ａに入力された光が光分岐部２２Ａで１：１の強度比に従って二分岐されて分岐導波路２３Ａ，２４Ａにそれぞれ送られる。ここで、中継基板４０上の信号線路４１Ａの入力端Ｔｃ１_Ａから電気信号ＲＦ_Ａが印加され、該電気信号ＲＦ_Ａが信号線路４１Ａを伝播した後、主基板１０上の信号電極３１Ａの入力端Ｔ１_Ａに与えられて信号電極３１Ａを伝播することにより、電気信号ＲＦ_Ａのレベルに応じて変調された光が出力導波路２６Ａを通って出力光合波部１２に出力される。

また、光変調部２０Ｂでも、上記光変調部２０Ａと同様にして、入力導波路２１Ｂに入力された光が光分岐部２２Ｂで１：１の強度比に従って二分岐されて分岐導波路２３Ｂ，２４Ｂにそれぞれ送られる。中継基板４０上の信号線路４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ｂには、信号線路４１Ａの入力端Ｔｃ１_Ａに電気信号ＲＦ_Ａが印加されるのと同時に、電気信号ＲＦ_Ｂが印加され、該電気信号ＲＦ_Ｂが信号線路４１Ｂを伝播した後、主基板１０上の信号電極３１Ｂの入力端Ｔ１_Ｂに与えられて信号電極３１Ｂを伝播することにより、電気信号ＲＦ_Ｂのレベルに応じて変調された光が出力導波路２６Ｂを通って出力光合波部１２に出力される。

このとき、信号線路４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ｂから信号電極３１Ｂの入力端Ｔ１_Ｂを経由して分岐導波路２３Ｂ上に位置する点Ｐ_Ｂに至る信号経路の電気長が、信号線路４１Ａの入力端Ｔｃ１_Ａから信号電極３１Ａの入力端Ｔ１_Ａを経由して分岐導波路２３Ａ上に位置する点Ｐ_Ａに至る信号経路の電気長に等しくされているため、光変調部２０Ｂ側の電気信号ＲＦ_Ｂが上記点Ｐ_Ｂに到達するタイミングは、光変調部２０Ａ側の電気信号ＲＦ_Ａが上記Ｐ_Ａに到達するタイミングと実質的に同じになる。よって、各光変調部２０Ａ，２０Ｂから出力光合波部１２には同期のとれた変調光が出力される。出力光合波部１２では、各光変調部２０Ａ，２０Ｂからの変調光が一つに合波された後に二分岐され、一方の信号光Ｌｏｕｔが出力ポートＰｏｕｔより外部に出力される。

上述したように第１実施形態の光変調器によれば、主基板１０上に２つの光変調部２０Ａ，２０Ｂを並列に配置し、各々の信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂを主基板１０の一側面に並べるときでも、各光変調部２０Ａ，２０Ｂより同期のとれた変調光を出力することができる。該各変調光は、中継基板４０上の各信号線路４１Ａ，４１Ｂでの高周波も含めた伝播損失が主基板１０側よりも低減されているため、広い変調帯域が確保されている。また、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの相互作用部は同じ長さになっているので、駆動電圧の上昇を招くこともない。さらに、主基板１０上の各信号電極３１Ａ，３１Ｂ間に位置する接地電極では十分な接地がとられており、信号電極３１Ａ，３１Ｂ間のクロストークが抑えられているので、低ノイズの信号光Ｌｏｕｔを出力できる。加えて、中継基板４０上で信号線路４１Ｂを引き回して電気長の調整を行っており、主基板１０上での信号電極の引き回しは不要であるので、主基板１０の幅を狭くすることができる。主基板１０の幅が狭くなれば、一枚のウェハから複数のチップ（主基板１０）を切り出す場合により多くのチップが得られるため、光変調器のコスト削減が可能になる。

なお、上記第１実施形態では、主基板１０上の各信号電極３１Ａ，３１Ｂの断面形状を入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂから出力端Ｔ２_Ａ，Ｔ２_Ｂまで概ね均一として、インピーダンス整合等の設計を容易に行えるようにする一例を示したが、本発明はこれに限らない。例えば、各信号電極３１Ａ，３１Ｂの各分岐導波路２３Ａ，２３Ｂ上に沿う部分（相互作用部）での伝播損失が大きい場合は、各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂから各分岐導波路２３Ａ，２３Ｂ上の点Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂまでの部分における電極の厚みを、その他の部分の電極の厚みよりも大きくするか、或いは、上記入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂから点Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂまでの部分における信号電極と接地電極の間隔を、その他の部分における信号電極と接地電極の間隔よりも広げるようにするのがよい。これにより、各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂから点Ｐ_Ａ，Ｐ_Ｂまでの部分での伝播損失を低減できるので広帯域化が可能である。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、第２実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。なお、前述の図３に示した第１実施形態の構成と同一若しくは対応する部分には同じ符号を付して説明を省略するものとし、以降の他の実施形態についても同様とする。

図４において、本実施形態の光変調器の構成が前述した第１実施形態の場合と異なる点は、中継基板４０上の各信号線路４１Ａ，４１Ｂの配線パターンを変更して、該各信号線路４１Ａ，４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂ間の中心線ＣＬが、主基板１０上の各信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂ間の中心線ＣＬ’からずれるようにしている点である。

上述の図３に示した第１実施形態の場合、上記各中心線ＣＬ，ＣＬ’を一致させつつ、入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂの間隔を外部との接続に必要なｄｘ_Ｅにしていたので、中継基板４０上の一方の信号線路４１Ｂが略コ字形状の迂回パターンとなっていた。このため、中継基板４０のサイズが比較的大きなものにならざるを得なかった。そこで、本実施形態では、主基板１０側の中心線ＣＬ’に対して中継基板４０側の中心線ＣＬが図で左側にずれることを許容することで、信号線路４１Ｂが略コ字形状の迂回パターンになるのを回避している。これにより、中継基板４０のサイズをｘ方向およびｙ方向の両方について小さくすることが可能になり、中継基板４０上の各信号線路４１Ａ，４１Ｂのパターン設計も容易できるようになる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。
図５において、本実施形態の光変調器は、前述の図４に示した第２実施形態の構成について、主基板１０上の信号電極３１Ａの入力端Ｔ１_Ａから分岐導波路２３Ａとの交点までの入力引出線部分を、ｙ方向に対し角度を付けて斜めに配線するようにしている。

これにより、信号電極３１Ａの入力端Ｔ１_Ａから分岐導波路２３Ａ上の点Ｐ_Ａに至るまでの信号経路の電極長が短くなるので、中継基板４０上の各信号線路４１Ａ，４１Ｂにおける電極長の差、つまり、中継基板４０での遅延量を減らすことができる。よって、中継基板４０のサイズをｙ方向についてさらに小さくすることが可能になる。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。
上述した第１〜第３実施形態では、主基板上に二つの光変調部が並列に配置される光変調器について説明してきたが、本発明は三つ以上の光変調部の並列配置にも応用可能である。そこで、第４実施形態では、例えば三つの光変調部を主基板上に並列配置した応用例を説明する。

図６は、第４実施形態による光変調器の構成を示す平面図である。
図６において、本実施形態の光変調器は、例えば前述の図４に示した第２実施形態の構成について、主基板１０上に、光変調部２０Ａ，２０Ｂと同様な構成を持つ光変調部２０Ｃを追加している。この光変調部２０Ｃは、ここでは光変調部２０Ｂの下側に並列に配置されており、その信号電極３１Ｃの入力端Ｔ１_Ｃが、主基板１０の一方の側面に、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの信号電極３１Ａ，３１Ｂの入力端Ｔ１_Ａ，Ｔ１_Ｂと並べて配置されている。上記光変調部２０Ｃには、入力光分岐部１１で二分岐された入力光のうちの光変調部２０Ｂ側に送られる光を更に入力光分岐部１１’で二分岐した光が入力される。また、光変調部２０Ｃから出力される変調光は、各光変調部２０Ａ，２０Ｂの変調光を出力光合波部１２で合波した光が一方の光入力端に与えられる出力光合波部１２’の他方の光入力端に送られ、該出力光合波部１２’で合波された信号光が出力ポートＰｏｕｔに出力される。

中継基板４０上には、上記光変調部２０Ｃに対応させて信号線路４１Ｃが追加されている。この信号線路４１Ｃの入力端Ｔｃ１_Ｃは、中継基板４０の一方の側面に、各信号線路４１Ａ，４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂと並べて配置されており、隣の入力端Ｔｃ１_Ｂとの間隔は、入力端Ｔｃ１_Ａ，Ｔｃ１_Ｂの間隔と同様にｄｘ_Ｅとなっている。また、信号線路４１Ｃの出力端Ｔｃ２_Ｃは、中継基板４０の他方の側面に、各信号線路４１Ａ，４１Ｂの出力端Ｔｃ２_Ａ，Ｔｃ２_Ｂと並べて配置されており、主基板１０上の信号電極３１Ｃの入力端Ｔ１_Ｃと電気的に接続されている。なお、第２実施形態の場合と同様に、各信号線路４１Ｂ，４１Ｃの入力端Ｔｃ１_Ｂ，Ｔｃ１_Ｃ間の中心線は、主基板１０上の各信号電極３１Ｂ，３１Ｃの入力端Ｔ１_Ｂ，Ｔ１_Ｃ間の中心線からずれている。

信号線路４１Ｃの電気長は、各信号線路４１Ａ〜４１Ｃの入力端Ｔｃ１_Ａ〜Ｔｃ１_Ｃに電気信号ＲＦ_Ａ〜ＲＦ_Ｃを同時に印加したときに、主基板１０上の各光変調部２０Ａ〜２０Ｃから出力される変調光の同期がとれるようにするために、信号線路４１Ｂの電気長よりも更に長くされている。これにより、出力光合波部１２’での合波点をＰ_Ｏ’とし、該点Ｐ_Ｏ’からの光路長が等しくなる各分岐導波路２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ上の点をＰ_Ａ’，Ｐ_Ｂ’，Ｐ_Ｃとした場合に（ここでは、光変調部２０Ｃの分岐導波路２３Ｃと信号電極３１Ｃの入力引出線部分とが交わる点を基準にしている）、信号線路４１Ａの入力端Ｔｃ１_Ａから信号電極３１Ａの入力端Ｔ１_Ａを経由して上記点Ｐ_Ａ’に至る信号線路の電気長と、信号線路４１Ｂの入力端Ｔｃ１_Ｂから信号電極３１Ｂの入力端Ｔ１_Ｂを経由して上記点Ｐ_Ｂ’に至る信号経路の電気長と、信号線路４１Ｃの入力端Ｔｃ１_Ｃから信号電極３１Ｃの入力端Ｔ１_Ｃを経由して上記点Ｐ_Ｃに至る信号線路の電気長とが互いに等しくなっている。

上記のように主基板１０上に三つの光変調部２０Ａ〜２０Ｃが並列配置された光変調器においても、上述した第２実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。なお、本実施形態と同様の考え方により、四つ以上の光変調部が並列配置される場合にも本発明を応用することが可能である。

以上の各実施形態に関して、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）電気光学効果を有する基板にマッハツェンダ型光導波路を形成し、該マッハツェンダ型光導波路の光分岐部および光合波部の間に位置する一対の分岐導波路に沿って信号電極および接地電極を設け、進行波電極とした前記信号電極に、変調データに対応した電気信号を印加することにより、前記マッハツェンダ型光導波路を伝搬する光の変調を行う複数の光変調部が、同一の主基板上に並列に配置された光変調器であって、
前記主基板上に配置され、前記各光変調部からそれぞれ出力される変調光を合波する出力光合波部と、
前記主基板とは別に設けた中継基板と、
前記各光変調部にそれぞれ対応させて前記中継基板上に形成された複数の信号線路と、を備え、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記電気信号が与えられる各々の入力端が、前記主基板の一側面に並べて配置され、
前記中継基板上の前記各信号線路は、前記各光変調部にそれぞれ対応した前記電気信号が外部より印加される各々の入力端が、前記中継基板の一側面に所定の間隔をあけて並べて配置され、かつ、前記主基板上の対応する前記光変調部の信号電極の入力端に電気的に接続される各々の出力端が、前記中継基板の他の側面に並べて配置されると共に、当該入力端から出力端までの各々の電気長が互いに異なり、
前記各光変調部の一対の分岐導波路のうちの前記信号電極が沿う分岐導波路上に、前記出力光合波部からの光路長が互いに等しくなる基点を個別に設定したとき、前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路の電気長が、互いに等しくなるように構成されたことを特徴とする光変調器。

（付記２）付記１に記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、隣り合う前記入力端の間隔が、前記中継基板上の各信号線路の入力端の配置間隔よりも狭いことを特徴とする光変調器。

（付記３）付記２に記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記入力端における電極幅をＷとし、前記接地電極との間隔をＳとするとき、隣り合う前記入力端の中心線の間隔が２×（Ｗ＋Ｓ）以上であることを特徴とする光変調器。

（付記４）付記１〜３のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記中継基板上の前記各信号線路における単位長さあたりの伝播損失は、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における単位長さあたりの伝播損失よりも小さいことを特徴とする光変調器。

（付記５）付記４に記載の光変調器であって、
前記中継基板は、前記主基板の誘電率よりも低い誘電率を有することを特徴とする光変調器。

（付記６）付記４に記載の光変調器であって、
前記中継基板は、前記主基板の誘電正接（ｔａｎδ）よりも低い誘電正接を有することを特徴とする光変調器。

（付記７）付記１〜６のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路における伝播損失の発生量が、互いに等しくなるように、前記信号線路および前記信号電極の断面形状が設定されていることを特徴とする光変調器。

（付記８）付記１〜７のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、抵抗を介して前記接地電極に接続される各々の出力端が、前記基板の一側面に対向する他の側面に並べて配置されていることを特徴とする光変調器。

（付記９）付記８に記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記入力端から前記出力端までの電気長が互いに等しいことを特徴とする光変調器。

（付記１０）付記１〜９のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記中継基板上に、前記各信号線路から隔離させて形成した接地電極を備え、該接地電極が、前記主基板上の前記各光変調部の接地電極と電気的に接続されていることを特徴とする光変調器。

（付記１１）付記１〜１０のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記中継基板上の前記各信号線路の特性インピーダンスは、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極の特性インピーダンスと、該各信号線路の入力端に電気的に接続される外部コネクタのインピーダンスとの中間の値に設定されることを特徴とする光変調器。

（付記１２）付記１〜１１のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における隣り合う前記入力端の間の中心線に対して、該各光変調部に対応した前記中継基板上の前記各信号線路における前記入力端の間の中心線がずれていることを特徴とする光変調器。

（付記１３）付記１〜１２のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の少なくとも１つの前記光変調部の信号電極は、前記一対の分岐導波路に沿う部分の一端を前記基板の一方の側面まで伸ばして前記入力端とした入力引出線部分が、前記主基板の一側面に垂直な方向に対し角度を付けて斜めに配線されていることを特徴とする光変調器。

（付記１４）付記１〜１３のいずれか１つに記載の光変調器と、単一の光源と、を備え、該光源の出力光が前記光変調器に入力され、該入力光が複数に分岐されて前記各光変調部に与えられることを特徴とする光送信装置。

１０…主基板
１１，１１’…入力光分岐部
１２，１２’…出力光合波部
２０Ａ〜２０Ｃ…光変調部
２１Ａ，２１Ｂ…入力導波路
２２Ａ，２２Ｂ…光分岐部
２３Ａ，２３Ｂ，２４Ａ，２４Ｂ…分岐導波路
２５Ａ，２５Ｂ…光合波部
２６Ａ，２６Ｂ…出力導波路
３１Ａ〜３１Ｃ…主基板上の信号電極
３２Ａ，３２Ｂ…主基板上の接地電極
４０…中継基板
４１Ａ〜４１Ｃ…中継基板上の信号線路
４２Ａ，４２Ｂ…中継基板上の接地電極
ＣＬ…中継基板上の信号線路の入力端間の中心線
ＣＬ’…主基板上の信号電極の入力端間の中心線
ｄｘ_Ｅ…中継基板上の信号線路の入力端の間隔
ｄｘ_Ｅ’…主基板上の信号電極の入力端の間隔
Ｌｉｎ…入力光
Ｌｏｕｔ…出力光
Ｐｉｎ…入力ポート
Ｐｏｕｔ…出力ポート
Ｔ１_Ａ〜Ｔ１_Ｃ…主基板上の信号電極の入力端
Ｔ２_Ａ〜Ｔ２_Ｂ…主基板上の信号電極の出力端
Ｔｃ１_Ａ〜Ｔｃ１_Ｃ…中継基板上の信号線路の入力端
Ｔｃ２_Ａ〜Ｔｃ２_Ｂ…中継基板上の信号線路の出力端

Claims

電気光学効果を有する基板にマッハツェンダ型光導波路を形成し、該マッハツェンダ型光導波路の光分岐部および光合波部の間に位置する一対の分岐導波路に沿って信号電極および接地電極を設け、進行波電極とした前記信号電極に、変調データに対応した電気信号を印加することにより、前記マッハツェンダ型光導波路を伝搬する光の変調を行う複数の光変調部が、同一の主基板上に並列に配置された光変調器であって、
前記主基板上に配置され、前記各光変調部からそれぞれ出力される変調光を合波する出力光合波部と、
前記主基板とは別に設けた中継基板と、
前記各光変調部にそれぞれ対応させて前記中継基板上に形成された複数の信号線路と、を備え、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、前記電気信号が与えられる各々の入力端が、前記主基板の一側面に並べて配置され、
前記中継基板上の前記各信号線路は、前記各光変調部にそれぞれ対応した前記電気信号が外部より印加される各々の入力端が、前記中継基板の一側面に所定の間隔をあけて並べて配置され、かつ、前記主基板上の対応する前記光変調部の信号電極の入力端に電気的に接続される各々の出力端が、前記中継基板の他の側面に並べて配置されると共に、当該入力端から出力端までの各々の電気長が互いに異なり、
前記各光変調部の一対の分岐導波路のうちの前記信号電極が沿う分岐導波路上に、前記出力光合波部からの光路長が互いに等しくなる基点を個別に設定したとき、前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路の電気長が、互いに等しくなるように構成されたことを特徴とする光変調器。
請求項１に記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、隣り合う前記入力端の間隔が、前記中継基板上の各信号線路の入力端の配置間隔よりも狭いことを特徴とする光変調器。
請求項１または２に記載の光変調器であって、
前記中継基板上の前記各信号線路における単位長さあたりの伝播損失は、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における単位長さあたりの伝播損失よりも小さいことを特徴とする光変調器。
請求項３に記載の光変調器であって、
前記中継基板は、前記主基板の誘電率よりも低い誘電率を有することを特徴とする光変調器。
請求項３に記載の光変調器であって、
前記中継基板は、前記主基板の誘電正接（ｔａｎδ）よりも低い誘電正接を有することを特徴とする光変調器。
請求項１〜５のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記各光変調部にそれぞれ対応する、前記中継基板上の信号線路の入力端から該信号線路の出力端に接続する前記主基板上の信号電極の入力端を経由して該信号電極上の前記基点に至るまでの信号経路における伝播損失の発生量が、互いに等しくなるように、前記信号線路および前記信号電極の断面形状が設定されていることを特徴とする光変調器。
請求項１〜６のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極は、抵抗を介して前記接地電極に接続される各々の出力端が、前記基板の一側面に対向する他の側面に並べて配置されていることを特徴とする光変調器。
請求項１〜７のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記中継基板上の前記各信号線路の特性インピーダンスは、前記主基板上の前記各光変調部の信号電極の特性インピーダンスと、該各信号線路の入力端に電気的に接続される外部コネクタのインピーダンスとの中間の値に設定されることを特徴とする光変調器。
請求項１〜８のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の前記各光変調部の信号電極における隣り合う前記入力端の間の中心線に対して、該各光変調部に対応した前記中継基板上の前記各信号線路における前記入力端の間の中心線がずれていることを特徴とする光変調器。
請求項１〜９のいずれか１つに記載の光変調器であって、
前記主基板上の少なくとも１つの前記光変調部の信号電極は、前記一対の分岐導波路に沿う部分の一端を前記基板の一方の側面まで伸ばして前記入力端とした入力引出線部分が、前記主基板の一側面に垂直な方向に対し角度を付けて斜めに配線されていることを特徴とする光変調器。