光波导元件、光调制器、光调制模块、及光发送装置

技术领域

本发明涉及光波导元件、光调制器、光调制模块、及光发送装置。

背景技术

在高速/大容量光纤通信系统中，较多地使用光调制器，该光调制器装入有作为光波导元件的光调制元件，该光调制元件由形成在基板上的光波导及对在光波导中传播的光波进行控制的控制电极构成。其中，将具有电光效应的LiNbO

特别是光纤通信系统的调制方式受到近年来的传送容量的增大化的潮流的影响，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、DP-QPSK(Dual Polarization-QuadraturePhase Shift Keying)等多级调制、在多级调制中采用了偏振复用的传送制式成为主流，除了在主干光传送网络中使用之外，也逐渐被导入到城域网中。

另外，近年来，为了将光调制器自身小型化并实现进一步的低电压驱动及高速调制，使用了在为了进一步增强基板中的信号电场与波导光的相互作用而薄膜化(或薄板化)的LN基板(例如，厚度20μm以下)的表面形成带状的凸部而构成的肋型光波导或脊型光波导(以下，总称为凸状光波导)的光调制器也正被实际应用(例如，专利文献1、2)。

另外，除了光调制元件其本身的小型化之外，将电子电路与光调制元件收容于一个壳体并集成化作为光调制模块等的努力也不断进展。例如，提出了将光调制元件和对该光调制元件进行驱动的高频驱动放大器集成地收容于一个壳体内，将光输入输出部并列配置于该壳体的一个面，由此实现小型、集成化的光调制模块的方案。在这样的光调制模块使用的光调制元件中，为了在构成该光调制元件的基板的一条边配设光波导的光输入端和光输出端而将光波导以光的传播方向折返的方式形成在基板上(例如，专利文献3)。以下，将由这样的包含光传播方向的折返部分的光波导构成的光调制元件称为折返型光调制元件。

然而，进行QPSK调制的光调制器(QPSK光调制器)、进行DP-QPSK调制的光调制器(DP-QPSK光调制器)具备称为所谓嵌套型的成为套匣结构的多个马赫-曾德尔型光波导，其分别具备至少一个被施加高频信号的信号电极。形成在基板上的信号电极通常与在基板面内夹着该信号电极延伸的接地电极一起构成例如共面传送线路。在该情况下，为了将共面传送线路的阻抗在基板面内保持为恒定而将信号电极与接地电极在基板面内保持恒定的间隔地形成(例如，参照专利文献3的图1)。而且，在形成于基板面上的缓冲层等中间层的上方形成信号电极及接地电极的情况下，出于与上述同样的理由，中间层通常在基板面内以均匀的厚度形成。

另外，这些信号电极为了与基板外部的电气电路的连接而延伸至LN基板的外周附近地形成。因此，在基板上，多个光波导与多个信号电极复杂地交叉，在光波导的上方形成信号电极横穿的多个交叉部。

在这样的交叉部中，从在光波导的上方与该光波导交叉的信号电极向处于该信号电极的下部的光波导的部分施加电场，使在该光波导中传播的光的相位一点点地变化来调制该相位。这样的交叉部的光的相位变化或相位调制对于通过信号电极在光波导内产生的正常的调制用的光相位变化而言作为噪音起作用，会扰乱光调制动作。以下，将在这样的交叉部产生的作为噪音的相位调制称为干扰调制。

关于干扰调制对于光调制器中的光调制动作的噪音效果的程度，在交叉部处从信号电极向光波导施加的电场越强则越大，而且，根据与交叉部的个数成比例的相加效果(例如，根据沿着信号电极的交叉部的长度(交叉长)的总和)也增大。

例如，在以往的在LN基板的平坦的表面将Ti等金属扩散而形成的光波导(所谓，平面光波导)与在该LN基板的基板平面形成的信号电极交叉的结构中，信号电极仅形成于光波导的上表面(基板面)，相对于此，在上述那样的凸状光波导与信号电极交叉的结构中，信号电极也会形成于凸状光波导的凸部的上表面及两个侧面。因此，在交叉部处从信号电极向光波导施加的电场在凸状光波导的情况下比平面波导的情况下增强，因此，干扰调制产生的噪音在凸状光波导中比平面光波导的情况更大地产生。

另外，在上述那样的折返型光调制元件中，与由不包含光的折返部的光波导构成的非折返型的光调制元件相比，电极与光波导的交叉部更多地存在(例如，参照专利文献3的图1)，干扰调制产生的噪音也变得更大。例如，在上述的DP-QPSK调制元件的情况下，在非折返型的光调制元件中，一个电极中的交叉部的个数为2～4个左右，交叉长的总和为几十微米(例如20μm～40μm的范围)，相对于此，在折返型光调制元件中，一个电极中的交叉部的个数有时达到十几处，交叉长的总和成为数百微米～几毫米。

因此，特别是在使用凸状光波导构成的折返型光调制元件中，在交叉部处产生的干扰调制引起的噪音成为对于正常的光调制动作而言无法忽视那样较大的噪音。

另外，上述那样的交叉部并不局限于LN基板，在将InP等半导体使用于基板的光波导元件、将Si使用于基板的硅光波导器件等各种光波导元件中也同样能形成。而且，这样的光波导元件不仅是使用马赫-曾德尔型光波导的光调制器，而且也是使用了方向性耦合器或构成Y分支的光波导的光调制器、或者光开关等各种光波导元件。

并且，如果伴随着光波导元件的进一步的小型化、多频道化、及/或高集成化而光波导图案及电极图案复杂化，则基板上的交叉部的个数不断增加，干扰调制产生的噪音成为无法忽视的主要原因而会限制光波导元件的性能。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-264548号公报

专利文献2：国际公开第2018/031916号说明书

专利文献3：日本特开2019-152732号公报

发明内容

发明要解决的课题

从上述背景出发，在具有凸状光波导与传播电信号的信号电极交叉的多个交叉部的光波导元件中，要求有效地抑制交叉部的干扰调制的发生，实现良好的动作特性。

用于解决课题的方案

本发明的一形态涉及光波导元件，具有：基板，形成有光波导；中间层，形成在所述基板的上方；及信号电极和接地电极，形成在所述中间层的上方，其中，所述光波导由在所述基板上延伸的凸部构成，所述信号电极具有作用部和交叉部，所述作用部沿着所述光波导延伸而对在所述光波导中传播的光波进行控制，所述交叉部在所述光波导的上方与所述光波导交叉，所述中间层的所述交叉部处的厚度形成得比所述中间层的所述作用部处的厚度厚。

根据本发明的另一形态，所述中间层形成为该中间层的厚度随着从所述作用部朝向所述交叉部而逐级地及/或连续地变厚。

根据本发明的另一形态，所述中间层由一个或多个层形成，所述中间层的所述交叉部处的层数形成得比所述中间层的所述作用部处的层数多。

根据本发明的另一形态，所述中间层在所述交叉部处包含树脂的层。

根据本发明的另一形态，所述中间层的所述交叉部处的厚度形成得比构成所述光波导的凸部的高度厚。

根据本发明的另一形态，所述接地电极与所述信号电极之间的间隔在所述交叉部处形成得比所述作用部处的该间隔宽。

本发明的另一形态涉及光波导元件，具有：基板，形成有光波导；中间层，形成在所述基板的上方；及信号电极和接地电极，形成在所述中间层的上方，其中，所述光波导由在所述基板上延伸的凸部构成，所述信号电极具有作用部和交叉部，所述作用部沿着所述光波导延伸而对在所述光波导中传播的光波进行控制，所述交叉部在所述光波导的上方与所述光波导交叉，所述接地电极与所述信号电极之间的间隔在所述交叉部处形成得比所述作用部处的该间隔宽。

根据本发明的另一形态，所述接地电极形成为该接地电极与所述信号电极之间的间隔随着从所述作用部朝向所述交叉部而逐级地及/或连续地变宽。

根据本发明的另一形态，所述交叉部处的所述接地电极与所述信号电极之间的间隔形成得比构成所述光波导的凸部的宽度的3倍宽。

本发明的另一形态涉及光调制器，具备：上述任一光波导元件，为进行光的调制的光调制元件；壳体，收容所述光波导元件；向所述光波导元件输入光的光纤；及将所述光波导元件输出的光向所述壳体的外部引导的光纤。

本发明的另一形态涉及光调制模块，具备：上述任一光波导元件，为进行光的调制的光调制元件；及驱动电路，驱动所述光波导元件。

本发明的又一形态涉及光发送装置，具备：所述光调制器或所述光调制模块；及电子电路，生成用于使所述光波导元件进行调制动作的电信号。

需要说明的是，该说明书包含2020年12月23日提出申请的日本国专利出愿-特愿2020-214027号的全部的内容。

发明效果

根据本发明，在具有凸状光波导与传播电信号的电极交叉的多个交叉部的光波导元件中，能够有效地抑制交叉部的干扰调制的发生，实现良好的动作特性。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的光调制器的结构的图。

图2是表示图1所示的光调制器使用的光调制元件的结构的图。

图3是图2所示的光调制元件的光调制部A的局部详情图。

图4是图2所示的光折返部B的局部详情图。

图5是图3所示的光调制部A的V-V剖面向视图。

图6是图4所示的光折返部B的VI-VI剖面向视图。

图7是图4所示的光折返部B的VII-VII剖面向视图。

图8是图2所示的光调制元件的变形例的相当于图5所示的V-V剖面向视图的图。

图9是图2所示的光调制元件的变形例的相当于图6所示的VI-VI剖面向视图的图。

图10是图2所示的光调制元件的变形例的相当于图7所示的VII-VII剖面向视图的图。

图11是表示本发明的第二实施方式的光调制器的结构的图。

图12是表示图11所示的光调制器使用的光调制元件的结构的图。

图13是图12所示的光调制元件的光调制部C的局部详情图。

图14是图12所示的光调制元件的光折返部D的局部详情图。

图15是图13所示的光调制部C的XV-XV剖面向视图。

图16是图14所示的光折返部D的XVI-XVI剖面向视图。

图17是从图12所示的光调制元件取出一个信号电极和与之相邻的接地电极表示的图。

图18是表示本发明的第三实施方式的光调制模块的结构的图。

图19是表示本发明的第四实施方式的光发送装置的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

[第一实施方式]

首先，说明第一实施方式。图1是表示使用了本发明的第一实施方式的光波导元件即光调制元件的光调制器100的结构的图。光调制器100具有壳体102、收容于该壳体102内的光调制元件104、中继基板106。光调制元件104例如是DP-QPSK调制器结构。壳体102最终地在其开口部固定有作为板体的罩(未图示)，其内部被气密密封。

光调制器100还具有：信号管脚108，用于输入光调制元件104的调制使用的高频电信号；及信号管脚110，用于输入光调制元件104的动作点的调整等使用的电信号。

此外，光调制器100在壳体102的同一面上具有用于向壳体102内输入光的输入光纤114和将由光调制元件104调制后的光向壳体102的外部引导的输出光纤120。

在此，输入光纤114及输出光纤120经由作为固定构件的支撑件122及124分别固定于壳体102。从输入光纤114输入的光由配设在支撑件122内的透镜130准直之后，经由透镜134向光调制元件104输入。但是，这为一例，光向光调制元件104的输入遵照现有技术，例如，可以通过将输入光纤114经由支撑件122向壳体102内导入并将该导入的输入光纤114的端面连接于光调制元件104的基板220(后述)的端面来进行。

光调制器100还具有将从光调制元件104输出的两个调制后的光进行偏振波合成的光学单元116。从光学单元116输出的偏振波合成后的光通过配设在支撑件124内的透镜118聚光而向输出光纤120耦合。

中继基板106通过形成于该中继基板106的导体图案(未图示)，将从信号管脚108输入的高频电信号及从信号管脚110输入的动作点调整用等的电信号向光调制元件104中继。中继基板106上的上述导体图案通过例如引线键合等分别连接于构成光调制元件104的电极的一端的焊盘(后述)。而且，光调制器100在壳体102内具备终端器112，终端器112具有规定的阻抗。

图2是表示图1所示的光调制器100的壳体102内收容的光调制元件104的结构的一例的图。而且，图3及图4分别是图2所示的光调制元件104的光调制部A及光折返部B的局部详情图。

光调制元件104由形成在基板220上的光波导230(图示粗线虚线的整体)构成，进行例如200G的DP-QPSK调制。基板220例如是被加工成20μm以下(例如2μm)的厚度且薄膜化的具有电光效应的X切割的LN基板。而且，光波导230是在薄膜化的基板220的表面形成的由呈带状地延伸的凸部构成的凸状光波导(例如，肋型光波导或脊型光波导)。在此，LN基板当施加应力时由于光弹性效果而折射率局部地变化，因此为了对基板整体的机械强度进行加强，通常粘接于Si(硅)基板、玻璃基板，LN等支承板。在本实施方式中，如后所述，基板220粘接于支承板500。

基板220例如为矩形，具有沿图示上下方向延伸而相对的图示左右的两条边280a、280b及沿图示左右方向延伸而相对的图示上下的边280c、280d。

光波导230包括：在基板220的图示左方的边280a的图示上侧接受来自输入光纤114的输入光(朝向图示右方的箭头)的输入波导232；及将输入的光分支成具有相同光量的两个光的分支波导234。而且，光波导230包括对由分支波导234分支的各个光进行调制的两个调制部即所谓嵌套型马赫-曾德尔型光波导240a、240b。

嵌套型马赫-曾德尔型光波导240a、240b分别包括在构成一对并行波导的两个波导部分设置的各两个的马赫-曾德尔型光波导244a、244b、及244c、244d。如图3所示，马赫-曾德尔型光波导244a及244b分别具有并行波导246a-1和246a-2、及并行波导246b-1和246b-2。而且，马赫-曾德尔型光波导244c及244d分别具有并行波导246c-1和246c-2、及并行波导246d-1和246d-2。

以下，也将嵌套型马赫-曾德尔型光波导240a及240b总称为嵌套型马赫-曾德尔型光波导240，也将马赫-曾德尔型光波导244a、244b、244c及244d总称为马赫-曾德尔型光波导244。而且，也将并行波导246a-1、246a-2、246b-1、246b-2、246c-1、246c-2、246d-1及246d-2总称为并行波导246。

如图2所示，嵌套型马赫-曾德尔型光波导240包含光调制部A和光折返部B(分别由图示双点划线的矩形表示的部分)。嵌套型马赫-曾德尔型光波导240分别对于由分支波导234分支为两个的输入光，在光折返部B将光的传播方向折返180度之后，在光调制部A进行QPSK调制，将调制后的光(输出)从各自的输出波导248a、248b向图示左方输出。然后，这两个输出光由配设于基板220外的光学单元116进行偏振波合成而汇总为一个光射束。

在基板220上形成后述的中间层502(图5)，在中间层502上设置用于使构成嵌套型马赫-曾德尔型光波导240a、240b的合计4个马赫-曾德尔型光波导244a、244b、244c、244d分别进行调制动作的被输入高频电信号的4个信号电极250a、250b、250c、250d(图2)。

具体而言，在图3所示的光调制部A中，信号电极250a在构成马赫-曾德尔型光波导244a的并行波导246a-1与246a-2之间具有沿着这些并行波导延伸的作用部300a(图示斜线阴影部分)，使马赫-曾德尔型光波导244a进行调制动作。同样，信号电极250b、250c、250d分别在光调制部A，在与构成马赫-曾德尔型光波导244b、244c、244d的各两个的并行波导246之间具有沿着这些并行波导延伸的作用部300b、300c、300d，使马赫-曾德尔型光波导244b、244c、244d进行调制动作。以下，也将作用部300a、300b、300c、300d总称为作用部300。

在图2中，信号电极250a、250b、250c、250d分别向基板220的图示右方延伸，在光折返部B在8条并行波导246的上方与该8条并行波导246交叉之后，延伸至边280b而连接于焊盘252a、252b、252c、252d(图2、图4)。如图4所示，信号电极250a、250b、250c、250d在光折返部B，分别在8条并行波导246的上方与该8条并行波导246交叉，分别形成8个交叉部400(图示虚线椭圆所示的部分)。在此，在图4中，为了避免冗长的表现且便于理解，仅对于信号电极250与并行波导246a-1及246a-2的交叉部标注标号400，但是在图示中同样的虚线椭圆所示的信号电极250与其他的并行波导246的交叉部也应理解为交叉部400。因此，在图4中，存在合计32个交叉部400。

即，信号电极250具有：作用部300，沿着并行波导246延伸而对在该并行波导246中传播的光波进行控制；及交叉部400，在并行波导246的上方与该并行波导246交叉。

参照图2，信号电极250a、250b、250c、250d的图示左方向图示下方折弯而延伸至基板220的边280d，连接于焊盘254a、254b、254c、254d。

信号电极250a、250b、250c、250d遵照现有技术，与在基板220的面上分别夹着这些信号电极250a、250b、250c、250d地形成的接地电极270a、270b、270c、270d、270e一起构成例如具有规定的阻抗的共面传送线路。以下，也将接地电极270a、270b、270c、270d、270e总称为接地电极270。

在图2的图示右侧的边280b配设的焊盘252a、252b、252c、252d通过引线键合等，与中继基板106连接。而且，在图示下侧的边280d配设的焊盘254a、254b、254c、254d分别连接于构成终端器112的4个终端电阻(未图示)。由此，从信号管脚108经由中继基板106向焊盘252a、252b、252c、252d输入的高频电信号成为行波而在信号电极250a、250b、250c、250d中传播，在作用部300a、300b、300c、300d处分别对在马赫-曾德尔型光波导244a、244b、244c、244d中传播的光波进行调制。

在此，为了进一步增强信号电极250在基板220内形成的电场与在马赫-曾德尔型光波导244中传播的波导光的相互作用而以更低电压进行高速调制动作，基板220形成为20μm以下的厚度，优选为10μm以下的厚度。在本实施方式中，例如，基板220的厚度为1.2μm，构成光波导230的凸部的高度为0.8μm。需要说明的是，如后所述，基板220将其背面(与图2所示的面相对的面)粘接于玻璃等的支承板500(参照图5)。

在光调制元件104中，而且，在形成于基板220上的中间层502的上方设置对所谓DC漂移引起的偏压点的变动进行补偿而用于调整动作点的偏压电极262a、262b、262c。偏压电极262a使用于嵌套型马赫-曾德尔型光波导240a、240b的偏压点变动的补偿。而且，偏压电极262b及262c分别使用于马赫-曾德尔型光波导244a、244b、及244c、244d的偏压点变动的补偿。

这些偏压电极262a、262b、262c分别延伸至基板220的图示上侧的边280c，经由中继基板106与信号管脚110的任一个连接。对应的信号管脚110与在壳体102的外部设置的偏压控制电路连接。由此，通过该偏压控制电路来驱动偏压电极262a、262b、262c，对于对应的各马赫-曾德尔型光波导以补偿偏压点变动的方式调整动作点。

偏压电极262是被施加直流或低频的电信号的电极，例如，在基板220的厚度为20μm的情况下，以0.3μm以上、5μm以下的范围的厚度形成。相对于此，信号电极250a、250b、250c、250d为了降低被施加的高频电信号的导体损失，以例如20μm以上、40μm以下的范围形成。需要说明的是，为了将阻抗、微波有效折射率设定为所希望的值，信号电极250a等的厚度根据基板220的厚度来决定，在基板220的厚度厚的情况下将信号电极250a等的厚度决定得更厚，在基板220的厚度薄的情况下将信号电极250a等的厚度决定得更薄。

在如上所述构成的光调制元件104中，信号电极250分别包含在并行波导246上交叉的8个交叉部400。并且，分别在这些交叉部400，产生上述的干扰调制，会使作为光调制元件104的调制动作劣化。因此，在光调制元件104中，特别是设置在基板220上的中间层502在作用部300与交叉部400之间以互不相同的厚度形成，具体而言，交叉部400处的厚度形成得比作用部300处的厚度厚。

作用部300的剖面结构在作用部300a、300b、300c、300d处相互相同，因此这里以作用部300c为例，说明作用部300的剖面结构。图5是图3所示的光调制部A的V-V剖面向视图，是示出作用部300c的剖面结构的图。

基板220为了加强而粘接固定于玻璃等支承板500。在基板220上形成构成凸状光波导即马赫-曾德尔型光波导244c的并行波导246c-1及246c-2的凸部504c-1、504c-2。在此，图5所示的虚线圆形示意性地表示在并行波导246c-1及246c-2中传播的光波的模场直径。

在基板220上形成中间层502，在其上形成信号电极250c及接地电极270c、270d。中间层502例如是SiO

图6是图4所示的光折返部B中的、信号电极250c与并行波导246a-1及246a-2的两个交叉部400的部分的沿着信号电极250c的VI-VI剖面向视图。而且，图7是图4所示的光折返部B中的信号电极250c与并行波导246a-1的交叉部400的部分的沿着并行波导246a-1的VII-VII剖面向视图。在此，光折返部B中的其他的交叉部400的剖面结构也应理解为与图6及图7所示的剖面结构相同。

在图6中，在基板220上形成构成凸状光波导即马赫-曾德尔型光波导244a的并行波导246a-1及246a-2的凸部504a-1、504a-2。在此，与图5同样，图6所示的虚线圆形示意性地表示在并行波导246a-1及246a-2中传播的光波的模场直径。

在图6及图7所示的上述的交叉部400中，与图4所示的作用部300c同样，在基板220上形成中间层502，在其上形成信号电极250c及接地电极270c、270d。但是，与图4所示的作用部300c的结构不同，在图6及图7所示的交叉部400，中间层502以比作用部300c处的厚度t1厚的厚度t2(>t1)形成。

通过上述结构，在交叉部400处从信号电极250向并行波导246施加的电场比在作用部300处从信号电极250向并行波导246施加的电场降低，因此在各个交叉部400产生的干扰调制的程度或强度比作用部300处的正常的光调制的强度有效地降低。并且，各个交叉部400处的干扰调制降低的结果是，来自沿着各个并行波导246形成的多个交叉部400的干扰调制的相加效果也降低，作为光调制元件104整体，能够实现良好的动作特性。

在此，为了有效地降低在交叉部400处在并行波导246产生的电场强度，例如交叉部400处的中间层502的厚度t2优选比作用部300处的并行波导246的凸部(凸部504c-1等)的高度b的1/2倍大，更优选比高度b厚，以有效地减半或抵消为了提高电场效率而形成的凸部的高度。

需要说明的是，以中间层502的厚度在作用部300和交叉部400处分别成为t1及t2(>t1)的方式，中间层502例如在基板220上以形成有光调制部A的部分与形成有光折返部B的部分之间的任意的位置，例如图2所示的线282的位置为界，在图示左侧成为厚度t1，在图示右侧成为厚度t2地形成。

但是，基板220上的面内的中间层502的厚度的变化的形态并不局限于上述，只要在作用部300及交叉部400处其厚度分别以t1及t2形成即可，可以设为任意的形态。中间层502的厚度会影响设置于其上的信号电极250和接地电极270构成的共面传送线路的阻抗，因此为了避免该阻抗依赖于基板220上的面内的位置地急剧变化，中间层502优选形成为其厚度从t1向t2逐级地或连续地变化。具体而言，例如，可以将在图2中设置于光调制部A与光折返部B之间的任意的位置的两条线282及284夹着的区域使用作为使中间层502的厚度变化的过渡区域，在该区域中，使中间层502形成为随着从图示左方朝向图示右方而厚度从t1向t2逐级地或连续地增加。

在此，在上述的第一实施方式中，中间层502由单一的层形成，但是中间层502的结构并不局限于此。中间层502可以由多个层构成。而且，例如，中间层502可以在交叉部400处由比作用部300处的层数多的层构成。

图8、图9及图10是表示在第一实施方式的光调制元件104中可以使用的作为中间层502的变形例的中间层502-1的结构的图，分别相当于关于图2所示的光调制元件104的图5(V-V剖面向视图)、图6(VI-VI剖面向视图)及图7(VII-VII剖面向视图)。需要说明的是，在图8、图9及图10中，关于与图5、图6及图7所示的构成要素相同的构成要素，使用与图5、图6及图7中的标号相同的标号表示，援引上述的关于图5、图6及图7的说明。

中间层502-1在作用部300处由单层(层数1)形成，在交叉部400处由比作用部300处的层数1多的两个层构成。具体而言，中间层502-1在图8所示的作用部300c中，与图5所示的中间层502同样，由具有厚度t1的一个层形成。相对于此，在图9及图10所示的交叉部400中，与图6及图7所示的中间层502不同，中间层502-1由第一层900a和第二层900b这两个层构成。

更具体而言，第一层900a是图8所示的作用部300c的中间层502-1的层延伸至交叉部400的部分的结构。在该意思下，中间层502-1可以在交叉部400处由第一层900a和第二层900b这两层构成，在作用部300c处仅由第一层900a构成。

这样，通过将中间层502-1在交叉部400处由第一层900a和第二层900b这两层构成，由此，例如，能够通过无机材料构成第一层900a而满足具有绝缘性、介电常数等电气特性的要求条件，并且通过适合于厚膜形成的材料构成第二层900b而容易将交叉部400处的中间层502-1形成得厚。

作为中间层502-1的结构，例如，可以通过SiO

[第二实施方式]

接下来，说明第二实施方式。图11是表示本发明的第二实施方式的光调制器100-1的结构的图。而且，图12是表示图11所示的光调制器100具备的光调制元件104-1的结构的图。图13及图14分别是图12所示的光调制元件104-1的光调制部C及光折返部D的局部详情图。而且，图15是图13所示的光调制部C的XV-XV剖面向视图，图16是图14所示的光折返部D的XVI-XVI剖面向视图。

需要说明的是，在图11、图12、图13、图14、图15、图16中，分别对于与图1、图2、图3、图4、图5、图7所示的第一实施方式的光调制器100相同的构成要素，使用与图1、图2、图3、图4、图5、图7中的标号相同的标号，援引上述的关于这些图的说明。

光调制器100-1具有与图1所示的光调制器100同样的结构，但是取代光调制元件104而具备光调制元件104-1作为光波导元件的点不同。光调制元件104-1具有与图2所示的第一实施方式的光调制元件104同样的结构，嵌套型马赫-曾德尔型光波导240包含光调制部C和光折返部D。图12所示的嵌套型马赫-曾德尔型光波导240的光调制部C及光折返部D与图2所示的嵌套型马赫-曾德尔型光波导240的光调制部A及光折返部B同样，但是并行波导246的周边的结构(具体而言，中间层、信号电极及接地电极的结构)与光调制部A及光折返部B不同。

光调制元件104-1具有与图2所示的第一实施方式的光调制元件104同样的结构，但是取代中间层502而具备中间层502-2的点及取代接地电极270a、270b、270c、270d、270e而具备接地电极270-1a、270-1b、270-1c、270-1d、270-1e的点不同。以下，也将接地电极270-1a、270-1b、270-1c、270-1d、270-1e总称为接地电极270-1。

中间层502-2具有与中间层502同样的结构，但是其厚度在作用部300及交叉部400处成为相同厚度t1(图15、图16)。

接地电极270-1具有与图2所示的光调制元件104的接地电极270同样的结构，但是交叉部400处的信号电极250与接地电极270-1之间的距离成为比作用部300处的信号电极250与接地电极270-1之间的距离W1(图15)大的值W2(>W1)的点不同(图16)。在此，图15示出作用部300c的剖面结构，但是其他的作用部300a、300b、300d也应理解为具有与图15同样的剖面结构。而且，图16示出并行波导246a-1与信号电极250c的交叉部400的剖面结构，但是其他的并行波导246与信号电极250的交叉部400也应理解为具有与图16同样的剖面结构。

具有上述的结构的光调制元件104-1在并行波导246与信号电极250的交叉部400，信号电极250与接地电极270-1之间的距离W2设定得比作用部300处的信号电极250与接地电极270-1之间的距离W1宽，因此在交叉部400处从信号电极250向并行波导246施加的电场比在作用部300处从信号电极250向并行波导246施加的电场降低。因此，在各个交叉部400产生的干扰调制的程度或强度比遍及信号电极250的整体地与接地电极270的间隔以相同间隔设置的以往的结构降低，能实现作为光调制元件104-1整体的良好的动作特性。

需要说明的是，为了有效地降低在交叉部400处在并行波导246产生的电场强度，交叉部400处的信号电极250与接地电极270-1的间隔W2优选为作用部300处的并行波导246的凸部(例如凸部504c-1等)的宽度a的1.5倍以上，更优选为宽度a的3倍以上。

在此，信号电极250与接地电极270之间的间隔会影响它们构成的共面传送线路的阻抗，因此，为了避免上述阻抗依赖于基板220上的面内的位置而急剧地变化，该间隔优选以逐级地及/或连续地变化的形态设置。

在本实施方式中，接地电极270-1形成为信号电极250与接地电极270-1之间的间隔随着从交叉部400朝向作用部300而从W2向W1逐级地及/或连续地减少。具体而言，在本实施方式中，接地电极270-1沿着信号电极250分为4个部分，以与信号电极250之间的间隔逐级地或连续地变化的方式不同地形成。

作为一例，图17是将图12所示的光调制元件104-1的信号电极250a及接地电极270-1a、270-1b的部分取出表示的图。其他的信号电极250b、250c、250d与对应的接地电极270-1的间隔也应理解为以和图17所示的信号电极250a与接地电极270-1a、270-1b的间隔同样的形态设置。

在图17中，接地电极270-1a、270-1b分为4个区间S1、S2、S3、S4，在各个区间中，以与信号电极250a之间的间隔随着从W2朝向W1而逐级地或连续地缩窄的方式形成。更具体而言，在包含交叉部400的区间S1中设定为W2，在包含作用部300的区间S4中设定为W1。而且，在区间S1与S4之间，从区间S1朝向S4依次设置区间S2及S3。在与具有间隔W2的区间S1相邻的区间S2中，上述间隔设定为比W2小且比W1大的中间的间隔W3。而且，在处于区间S2与区间S4之间的区间S3中，上述间隔随着从区间S2朝向S1以从W3向W1连续地变化的方式，将该间隔设置成锥状。

需要说明的是，在图12及图17中，接地电极270-1在区间S1与区间S2的交界处，以与信号电极250相对的边缘在俯视观察下具有直角的角部的方式描绘，但是为了避免上述的阻抗在这些位置急剧地变化而这些角部优选例如曲线地设置。

[第三实施方式]

接下来，说明本发明的第三实施方式。本实施方式是使用了第一实施方式的光调制器100具备的光调制元件104的光调制模块1000。图18是表示本实施方式的光调制模块1000的结构的图。在图18中，对于与图1所示的第一实施方式的光调制器100相同的构成要素，使用与图1所示的标号相同的标号表示，援引上述的关于图1的说明。

光调制模块1000具有与图1所示的光调制器100同样的结构，但是取代中继基板106而具备电路基板1006的点与光调制器100不同。电路基板1006具备驱动电路1008。驱动电路1008基于经由信号管脚108从外部供给的例如调制信号，生成对光调制元件104进行驱动的高频电信号，并将该生成的高频电信号向光调制元件104输出。

具有上述的结构的光调制模块1000与上述的第一实施方式的光调制器100同样地具备光调制元件104，因此与光调制器100同样，能够降低在交叉部400处产生的干扰调制而实现良好的调制动作。

需要说明的是，在本实施方式中，光调制模块1000具备光调制元件104作为一例，但是也可以具备图8及图9所示的变形例的光调制元件、或图12所示的第二实施方式的光调制元件104-1。

[第四实施方式]

接下来，说明本发明的第四实施方式。本实施方式是搭载有第一实施方式的光调制器100的光发送装置1100。图19是表示本实施方式的光发送装置1100的结构的图。该光发送装置1100具有光调制器100、使光向光调制器100入射的光源1104、调制器驱动部1106、调制信号生成部1108。需要说明的是，也可以取代光调制器100及调制器驱动部1106而使用第二实施方式的光调制器100-1或第三实施方式的光调制模块1000。

调制信号生成部1108是生成用于使光调制器100进行调制动作的电信号的电子电路，基于从外部赋予的发送数据，生成用于使光调制器100进行遵照该调制数据的光调制动作的高频信号即调制信号，向调制器驱动部1106输出。

调制器驱动部1106将从调制信号生成部1108输入的调制信号放大，输出对光调制器100具备的光调制元件104的4个信号电极250a、250b、250c、250d进行驱动用的4个高频电信号。需要说明的是，也可以使用如上所述取代光调制器100及调制器驱动部1106而在壳体102的内部具备例如包含相当于调制器驱动部1106的电路的驱动电路1008的光调制模块1000。

该4个高频电信号向光调制器100的信号管脚108输入，对光调制元件104进行驱动。由此，从光源1104输出的光由光调制器100进行例如DP-QPSK调制，成为调制光从光发送装置1100输出。

特别是在光发送装置1100中，与上述的第一实施方式的光调制器100同样，由于使用具备光调制元件104的光调制器100、具备光调制元件104-1的光调制器100-1、或者光调制模块1000，因此能够实现良好的调制特性，进行良好的光传送。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式的结构及其替代结构，在不脱离其主旨的范围内能够以各种形态实施。

例如，在上述的实施方式中，使用SiO

另外，可以将第一实施方式的光调制元件104的特征结构与第二实施方式的光调制元件104-1组合使用，构成一个光调制元件。例如，在光调制元件104-1中，可以使中间层502-2与中间层502或中间层502-1同样地，将交叉部400处的厚度构成得比作用部300处的厚度t1厚。由此，能够进一步抑制交叉部400处的干扰调制的发生，实现更良好的光调制动作。

另外，在上述的实施方式中，作为光波导元件的一例，示出了由作为LN(LiNbO

另外，在上述的实施方式中，基板220作为一例是X切割(基板法线方向为晶轴的X轴)的LN基板(所谓X板)，但也可使用Z切割的LN基板作为基板220。

如以上说明所述，构成上述的第一实施方式的光调制器100的光波导元件即光调制元件104具有形成于光波导230的基板220、形成在基板220的上方的中间层502及形成在中间层502的上方的信号电极250和接地电极270。光波导230由在基板220上延伸的凸部(例如，凸部504c-1、504c-2)构成。而且，信号电极250具有：作用部300，沿着作为光波导230的一部分的例如并行波导246延伸而对在该并行波导246中传播的光波进行控制；及交叉部400，在并行波导246的上方与该并行波导246交叉。并且，中间层502的交叉部400处的厚度t2形成得比中间层502的作用部300处的厚度t1厚。

根据该结构，能够有效地抑制凸状光波导与信号电极的交叉部的干扰调制的发生，实现良好的调制动作特性。

另外，中间层502形成为其厚度随着从作用部300朝向交叉部400而逐级地及/或连续地变厚。根据该结构，能够防止例如构成共面传送线路的信号电极250的阻抗在基板220的平面内急剧地变化的情况。

另外，中间层502、502-1可由一个或多个层形成。中间层502-1的交叉部400处的层数形成得比中间层502-1的作用部300处的层数多。具体而言，中间层502-1在作用部300处仅为第一层900a的单层，在交叉部400处由第一层900a及第二层900b这两层构成。中间层502-1在交叉部400处包含例如由树脂构成的第二层900b。根据该结构，例如通过无机材料构成第一层900a而满足绝缘性、介电常数等电气的特性的要求条件，并通过适合于厚膜形成的树脂材料等构成第二层900b而容易将交叉部400处的中间层502-1形成得厚。

另外，中间层502的交叉部400处的厚度t2形成得比构成光波导230的凸部(例如，凸部504c-1等)的高度b厚。根据该结构，能够充分降低在交叉部400处向光波导230(具体而言，并行波导246)施加的电场的强度，有效地降低在该交叉部400处产生的干扰调制。

另外，接地电极270-1与信号电极250的间隔在交叉部400处以比作用部300处的间隔W1宽的间隔W2形成。根据该结构，能够将中间层502-2在基板220的整体以均匀的厚度容易形成，并有效地抑制交叉部400处的干扰调制的发生，实现良好的调制动作特性。

另外，接地电极270-1形成为该接地电极270-1与信号电极250的间隔随着从作用部300朝向交叉部400而从W1向W2逐级地及/或连续地变宽。根据该结构，能够防止例如构成共面传送线路的信号电极250的阻抗在基板220的平面内急剧地变化的情况。

另外，接地电极270与交叉部400处的信号电极250的间隔W2形成得比构成光波导230的凸部(例如，构成并行波导246的凸部504c-1等)的宽度a的3倍宽。根据该结构，能够充分降低在交叉部400处向光波导230(具体而言，并行波导246)施加的电场的强度，有效地降低在该交叉部400处产生的干扰调制。

另外，第一实施方式的光调制器100具备：上述的光调制元件104(包含上述的变形例)和光调制元件104-1中的任一光调制元件，为进行光的调制的光波导元件；壳体102，收容该光波导元件；输入光纤114，向光波导元件输入光；及输出光纤120，将光波导元件输出的光向壳体102的外部引导。

另外，第三实施方式的光调制模块1000具备：进行光的调制的光调制元件104(包含上述的变形例)和光调制元件104-1中的任一光调制元件，为光波导元件；及驱动电路1008，对该光波导元件进行驱动。

另外，第四实施方式的光发送装置1100具备：光调制器100或光调制模块1000；及作为电子电路的调制信号生成部1108，生成用于使光调制元件104进行调制动作的电信号。

根据这些结构，能够实现具有良好的特性的光调制器100、光调制模块1000或光发送装置1100。

标号说明

100、100-1…光调制器，102…壳体，104、104-1…光调制元件，106…中继基板，108、110…信号管脚，112…终端器，114…输入光纤，116…光学单元，118、130、134…透镜，120…输出光纤，122、124…支撑件，220…基板，230…光波导，232…输入波导，234…分支波导，240a、240b…嵌套型马赫-曾德尔型光波导，244a、244b、244c、244d…马赫-曾德尔型光波导，246a-1、246a-2、246b-1、246b-2、246c-1、246c-2、246d-1、246d-2…并行波导，248a、248b…输出波导，250a、250b、250c、250d…信号电极，252a、252b、252c、252d、254a、254b、254c、254d…焊盘，262a、262b、262c…偏压电极，300、300b、300c、300d…作用部，400…交叉部，500…支承板，502、502-1、502-2…中间层，504a-1、504a-2、504c-1、504c-2…凸部，900a…第一层，900b…第二层，1000…光调制模块，1006…电路基板，1008…驱动电路，1100…光发送装置，1104…光源，1106…调制器驱动部，1108…调制信号生成部。