光波导元件及使用所述光波导元件的光调制器件以及光发送装置的制作方法

本发明涉及一种光波导元件及使用所述光波导元件的光调制器件以及光发送装置，尤其涉及一种具有形成于基板的光波导、及配置于所述基板上的信号电极与接地电极的光波导元件。

背景技术：

1、在光测量技术领域或光通信技术领域中，大多使用利用具有电光效应的基板的光调制器等光波导元件。在一般的光波导元件中，在铌酸锂(lithium niobate，ln)等的具有电光效应的基板形成光波导，并将向所述光波导施加电场的电极形成于基板上。

2、在输入高频信号的信号电极与接地电极中，为了提高施加至光波导的电场效率，如专利文献1所示，采用了层叠多个电极层而构成电极，使所述电极层的一部分向光波导侧突出的结构。另外，电极由多个电极层构成，通过调整各电极层的厚度或电极间隔而也能够进行调制信号的传播速度或阻抗的调整。

3、作为各电极层的形成方法，可使用镀敷法、蒸镀法、溅镀法等各种方法。在电极层的厚度大于几μm时，经常使用镀敷法，但镀敷法与其他方法相比，存在电极层的表面粗糙度变大的问题。另外，在镀敷法中，在进行电镀的情况下，每单位面积的电流密度小时电极的表面粗糙度也变大。

4、若电极的表面粗糙度变大，则在调制信号传播时，导体损耗变大而成为使高频特性恶化的原因。特别是在具有向光波导侧突出的形状的电极层的表面粗糙度变大的情况下，对高频特性造成的影响也变大。

5、另一方面，为了实现光调制器的小型化，也采用使光波导弯曲的结构。在此种光波导元件中，为了减小光波导的弯曲部的曲率，需要提高光波导的光的局限强度。例如，在脊型光波导中，若光波导的宽度也变窄为1μm左右，则光波导表面的粗糙度对光波的传播损耗造成大的影响。为了消除此种不良情况，在专利文献2中，形成树脂层以覆盖光波导。

6、作为树脂层，例如利用感光性树脂等，涂布树脂材料的液体后使其光硬化，形成所期望的图案的树脂层。在存在如专利文献1那样的向光波导侧突出的电极层的情况下，所述感光性树脂与电极层接触。在电极层的表面粗糙度大的情况下，气泡进入树脂与电极界面中，密接性降低，由此难以形成所期望的图案。

7、另一方面，为了向各电极施加包含调制信号的电信号，接合有电线或倒装芯片等。在进行电线接合或倒装芯片接合时，为了确保充分的接合的连接强度，需要使电极的表面粗糙度增大一定程度以上。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：日本专利特开2019-174698号公报

11、专利文献2：日本专利特愿2021-050409号(申请日：2021年3月24日)

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、本发明要解决的课题在于解决上述那样的问题，而提供一种高频特性优异、对于覆盖光波导的树脂层的图案形成或供电线向电极的接合也良好的光波导元件。另外，提供一种使用所述光波导元件的光调制器件以及光发送装置。

3、解决问题的技术手段

4、为了解决所述课题，本发明的光波导元件及使用了所述光波导元件的光调制器件及光发送装置具有以下的技术特征。

5、(1)一种光波导元件，具有形成于基板的光波导以及配置于所述基板上的信号电极与接地电极，所述光波导元件的特征在于，所述信号电极与所述接地电极各自的电极由除去基底层以外的多级电极层形成，且所述多级电极层内至少两个电极层的表面粗糙度不同。

6、(2)根据所述(1)所述的光波导元件，其特征在于，形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层的表面粗糙度至少小于另一个电极层的表面粗糙度。

7、(3)根据所述(1)或(2)所述的光波导元件，其特征在于，所述多级电极层内，至少一个电极层的表面粗糙度小于在所述信号电极与所述接地电极接合连接供电线的部分的表面粗糙度。

8、(4)根据所述(2)所述的光波导元件，其特征在于，形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层为最下级的电极层。

9、(5)根据所述(2)所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于所述电极层的上表面的表面粗糙度。

10、(6)根据所述(1)所述的光波导元件，其特征在于，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于最上级的电极层的上表面的表面粗糙度。

11、(7)根据所述(1)所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层，所述电极层的上表面的表面粗糙度为0.1nm至100nm的范围。

12、(8)根据所述(1)所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于所述电极层的上表面的表面粗糙度。

13、(9)根据所述(1)所述的光波导元件，其特征在于，最上级的电极层的上表面的粗糙度为100nm至1000nm的范围。

14、(10)根据所述(1)所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层之外的电极层，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于所述电极层的上表面的表面粗糙度。

15、(11)一种光调制器件，其特征在于，包括：根据所述(1)至(10)中任一项所述的光波导元件，所述光波导元件被收容于框体内；以及相对于所述光波导输入或输出光波的光纤。

16、(12)根据所述(11)所述的光调制器件，其特征在于，所述光波导元件包括用于对在所述光波导中传播的光波进行调制的调制电极，在所述框体的内部具有对输入至所述光波导元件的调制电极的调制信号进行放大的电子电路。

17、(13)一种光发送装置，其特征在于具有：根据所述(11)或(12)所述的光调制器件；以及电子电路，输出使所述光调制器件进行调制动作的调制信号。

18、发明的效果

19、本发明为具有形成于基板的光波导以及配置于所述基板上的信号电极与接地电极的光波导元件，所述光波导元件中，所述信号电极与所述接地电极各自的电极由除去基底层以外的多级电极层形成，且所述多级电极层内至少两个电极层的表面粗糙度不同，因此可选择适合各电极层的作用的表面粗糙度，能够实现高频特性的改善、树脂层内的气泡的去除、进而能够实现供电线的接合的连接强度的确保等。

20、另外，形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层的表面粗糙度至少小于另一个电极层的表面粗糙度，因此可抑制调制信号传播时的导体损耗，能够改善高频特性。而且，树脂层附着于形成最窄的部分的电极层时，气泡不易留在电极层的表面，能够形成所期望的形状。

21、进而，多级电极层内至少一个电极层的表面粗糙度小于在信号电极与所述接地电极接合连接供电线的部分的表面粗糙度，因此能够进一步提高供电线的接合的连接强度。

技术特征：

1.一种光波导元件，具有形成于基板的光波导以及配置于所述基板上的信号电极与接地电极，所述光波导元件的特征在于，

2.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层的表面粗糙度至少小于另一个电极层的表面粗糙度。

3.根据权利要求1或2所述的光波导元件，其特征在于，所述多级电极层内，至少一个电极层的表面粗糙度小于在所述信号电极与所述接地电极接合连接供电线的部分的表面粗糙度。

4.根据权利要求2所述的光波导元件，其特征在于，形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层为最下级的电极层。

5.根据权利要求2所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于所述电极层的上表面的表面粗糙度。

6.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于最上级的电极层的上表面的表面粗糙度。

7.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层，所述电极层的上表面的表面粗糙度为0.1nm至100nm的范围。

8.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于所述电极层的上表面的表面粗糙度。

9.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，最上级的电极层的上表面的粗糙度为100nm至1000nm的范围。

10.根据权利要求1所述的光波导元件，其特征在于，关于形成所述信号电极与所述接地电极之间最窄的部分的电极层之外的电极层，所述信号电极与所述接地电极相向的侧面的表面粗糙度小于所述电极层的上表面的表面粗糙度。

11.一种光调制器件，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的光调制器件，其特征在于，

13.一种光发送装置，其特征在于，具有：

技术总结
本发明的目的在于提供一种高频特性优异、对于覆盖光波导的树脂层的图案形成或供电线向电极的接合也良好的光波导元件。本发明的光波导元件具有形成于基板(1)的光波导(10)以及配置于所述基板(1)上的信号电极(S)与接地电极(G)，所述光波导元件的特征在于，所述信号电极(S)与所述接地电极(G)各自的电极由除去基底层以外的多级电极层(30、31)形成，且所述多级电极层内至少两个电极层的表面粗糙度不同。

技术研发人员：速水佑治,本谷将之
受保护的技术使用者：住友大阪水泥株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23