特許ウォッチ

公開番号2025112817
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024007310
出願日2024-01-22
発明の名称光デバイス、光送信器及び光受信器
出願人古河ファイテルオプティカルコンポーネンツ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G02F 1/01 20060101AFI20250725BHJP(光学)
要約【課題】ヒータ電極に対する通電の信頼性を確保できる光デバイス等を提供する。
【解決手段】光デバイスは、基板上に形成されたヒータ電極と、ヒータ電極に通電するための電極と、ヒータ電極と電極との間を接続する複数の貫通電極と、を有する。ヒータ電極は、第1の領域と、第1の領域と接続し、第1の領域に比較して幅の狭い第2の領域と、を有する。貫通電極は、第1の領域と電極との間に形成されると共に、複数の貫通電極の内、第2の領域に最も近い貫通電極の長辺が、第2の領域側に対向するように配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板上に形成されたヒータ電極と、前記ヒータ電極に通電するための電極と、前記ヒータ電極と前記電極との間を接続する複数の貫通電極と、を有する光デバイスであって、
前記ヒータ電極は、
第１の領域と、
前記第１の領域と接続し、前記第１の領域に比較して幅の狭い第２の領域と、を有し、
前記貫通電極は、
前記第１の領域と前記電極との間に形成されると共に、前記複数の貫通電極の内、前記第２の領域に最も近い貫通電極の長辺が、前記第２の領域側に対向するように配置されていることを特徴とする光デバイス。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記第２の領域に最も近い貫通電極の平面形状は、
長方形状であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記貫通電極の長辺が、前記第２の領域側に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記貫通電極の平面形状は、
長方形状であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記第２の領域に最も近い貫通電極の平面形状は、
前記第２の領域から離れるように窪んだ円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記貫通電極の平面形状は、
前記第２の領域から離れるように窪んだ円弧形状であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記第１の領域に形成された各貫通電極は、
前記第２の領域から離れるに連れて前記長辺が長くなることを特徴とする請求項１～６の何れか一つに記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第１の領域の平面形状は、
前記第２の領域から離れるに連れて長辺の幅が拡がることを特徴とする請求項７に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記第２の領域に最も近い貫通電極は、
前記ヒータ電極の略中心線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項１０】
電気信号を用いて、光源から発生する光を変調する光変調器素子を有する光送信器であって、
前記光変調器素子内の位相シフタは、
基板上に形成されたヒータ電極と、前記ヒータ電極に通電するための電極と、前記ヒータ電極と前記電極との間を接続する複数の貫通電極と、を有し、
前記ヒータ電極は、
第１の領域と、
前記第１の領域と接続し、前記第１の領域に比較して幅の狭い第２の領域と、を有し、
前記貫通電極は、
前記第１の領域と前記電極との間に形成されると共に、前記複数の貫通電極の内、前記第２の領域に最も近い貫通電極の長辺が、前記第２の領域側に対向するように配置されていることを特徴とする光送信器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、光送信器及び光受信器に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
高速の光通信に使用される光送信器の光変調器素子内の位相シフタや光受信器の光受信器素子内の光検出器等の光デバイスが内蔵されている。例えば、位相シフタは、例えば、ヒータ熱で光導波路内の温度を上昇させ、温度上昇による光導波路内の屈折率が変化し、屈折率の変化に応じて光導波路内を通過する信号光の位相をシフトさせることになる。
【０００３】
図１２は、従来の位相シフタ２００の一例を示す略平面図、図１３は、図１２に示すＡ－Ａ線の略断面図である。図１２に示す位相シフタ２００は、Ｓｉ基板２１１と、クラッド層２１２と、光導波路２０１と、ヒータ電極２０２と、電極２０３と、ビア２０４とを有する。クラッド層２１２は、Ｓｉ基板２１１上に積層され、Ｓｉ基板２１１上に配置された光導波路２０１の周囲及び光導波路２０１上に配置されたヒータ電極２０２の周囲を囲っている。
【０００４】
クラッド層２１２は、光導波路２０１のＳｉ（シリコン）に比較して屈折率が低い材料、例えば、ＳｉＯ
２
（二酸化ケイ素）で形成する誘電体である。光導波路２０１は、例えば、Ｓｉで形成され、信号光が通過する、例えば、チャネル型導波路等の導波路である。ヒータ電極２０２は、例えば、ＴｉＮ（窒化チタン）やＴｉ（チタン）等の抵抗のある金属で形成され、駆動電流に応じてヒータ熱を発生し、光導波路２０１内の温度を上昇させる。電極２０３は、電圧を印加することでヒータ電極２０２に電流を入力する入力側の電極と、ヒータ電極２０２から電流を出力する出力側の電極とを有する。電極２０３は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）やＣｕ（銅）等の抵抗値の低い金属で形成する。ビア２０４は、ヒータ電極２０２と電極２０３との間を電気的に接続する。ビア２０４は、例えば、タングステン等の金属で形成する。
【０００５】
位相シフタ２００は、電極２０３に電圧を印加した場合、ヒータ電極２０２に電流が流れるため、ヒータ熱が発生し、このヒータ熱で光導波路２０１の温度を上昇させる。光導波路２０１は、温度が上昇すると、光導波路２０１を形成するＳｉの熱光学効果により光導波路２０１内の屈折率が変化する。更に、位相シフタ２００は、光導波路２０１内の屈折率の変化に応じて、光導波路２０１内を通過する信号光の位相をシフトする。
【０００６】
位相シフタ２００は、ヒータ電極２０２の電極幅を狭くしているので、ヒータ電極２０２で発生したヒータ熱が光導波路２０１の部分を局所的に加熱できる。その結果、位相シフタ２００の消費電力を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
米国特許出願公開第２０２１／２６７０４３号明細書
特開２０１７－１６１５９１号公報
特開２０２３－４５４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の位相シフタ２００では、平面から見て幅広のビア２０４から細長いヒータ電極２０２に電流が流れることになる。しかしながら、従来の位相シフタ２００では、ヒータ電極２０２と電極２０３との間を電気的に接続するビア２０４が１本であるため、ビア２０４が断線した場合、ヒータ電極２０２への通電ができず、信頼性を確保することができない。
【０００９】
一つの側面では、ヒータ電極に対する通電の信頼性を確保できる光デバイス等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一つの態様の光デバイスは、基板上に形成されたヒータ電極と、ヒータ電極に通電するための電極と、ヒータ電極と電極との間を接続する複数の貫通電極と、を有する。ヒータ電極は、第１の領域と、第１の領域と接続し、第１の領域に比較して幅の狭い第２の領域と、を有する。貫通電極は、第１の領域と電極との間に形成されると共に、複数の貫通電極の内、第２の領域に最も近い貫通電極の長辺が、第２の領域側に対向するように配置されている。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許