JP2008089875A - Optical waveguide element - Google Patents

Optical waveguide element Download PDF

Info

Publication number
JP2008089875A
JP2008089875A JP2006269710A JP2006269710A JP2008089875A JP 2008089875 A JP2008089875 A JP 2008089875A JP 2006269710 A JP2006269710 A JP 2006269710A JP 2006269710 A JP2006269710 A JP 2006269710A JP 2008089875 A JP2008089875 A JP 2008089875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
waveguide
branching
order mode
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006269710A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4691481B2 (en
Inventor
Katsutoshi Kondo
勝利 近藤
Tokuichi Miyazaki
徳一 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority to JP2006269710A priority Critical patent/JP4691481B2/en
Publication of JP2008089875A publication Critical patent/JP2008089875A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4691481B2 publication Critical patent/JP4691481B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide element that suppresses distribution oscillating light caused in an incident section, even when forming an optical waveguide on a thin plate having a thickness of 20 μm or smaller, and that has an improved branching ratio in a branching waveguide section for branching a specific waveguide, such as a Y-branch part into a plurality of branched waveguides. <P>SOLUTION: The optical waveguide element is provided with a substrate 1, having an electrooptical effect and a thickness of 20 μm or smaller, with an optical waveguide formed on the substrate. The element is such that the optical waveguide includes an incident section 2 for making light enter the optical waveguide and branching waveguide sections 3, 4 for branching incident light into at least two parts and that, between the incident section and the branching waveguide sections; a high-order mode removing means is installed for removing higher-order mode light in the light propagation in the optical waveguides. In particular, the higher-order mode removing means features the high-order mode branching waveguides 30, 31 that have at least two branching waveguides branching from the optical waveguide. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光導波路素子に関し、特に、厚みが20μm以下の薄板を用いた光導波路素子において、効果的に高次モード光を除去することが可能な光導波路素子に関する。   The present invention relates to an optical waveguide device, and more particularly to an optical waveguide device that can effectively remove higher-order mode light in an optical waveguide device using a thin plate having a thickness of 20 μm or less.

光ファイバ通信系や計測系などにおいて、多様な光処理が行われているが、その中でも、集積化が容易であり、光波の強度や位相を効率的に制御する手段として、光導波路素子が利用されている。
光導波路素子の例としては、電気光学効果を有する基板である強誘電体を用い、該基板に光導波路や該光導波路を伝搬する光を変調するための変調電極を形成した光強度変調器などが知られている。このような光導波路素子では、マッハツェンダー型の光導波路のように、特定の光導波路を複数の分岐導波路に分岐する分岐導波路部、例えば、Y分岐導波路を有している。
Various optical processing is performed in optical fiber communication systems and measurement systems. Among them, integration is easy, and optical waveguide elements are used as a means to efficiently control the intensity and phase of light waves. Has been.
Examples of optical waveguide elements include a light intensity modulator in which a ferroelectric material, which is a substrate having an electro-optic effect, is used, and an optical waveguide and a modulation electrode for modulating light propagating through the optical waveguide are formed on the substrate. It has been known. Such an optical waveguide element has a branching waveguide portion that branches a specific optical waveguide into a plurality of branching waveguides, for example, a Y branching waveguide, like a Mach-Zehnder type optical waveguide.

他方、図1に示すように、光導波路素子に光波を入射させるためには、光導波路素子の一端に光ファイバ5が接続されている。図1において、1はニオブ酸リチウムなどの光導波路素子を形成する電気光学効果を有する基板であり、2は入射側導波路、3,4は分岐導波路を示している。
光ファイバを光導波路素子に接続する際に光ファイバから入射光が光導波路素子の入射面で反射し、光ファイバ5内を逆行したり、光導波路素子内の他面(出射面)と入射面6との間で光が繰り返し反射し、光導波路素子内で干渉することを抑制するため、光導波路素子の入射面の法線方向と光ファイバの接続方向とをずらして配置したり、光導波路素子の入射面や出射面に繋がる光導波路(例えば入射側導波路2)の方向と入射面や出射面の法線方向とをずらして形成することが行われている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, an optical fiber 5 is connected to one end of the optical waveguide element in order to allow light waves to enter the optical waveguide element. In FIG. 1, 1 is a substrate having an electro-optic effect for forming an optical waveguide element such as lithium niobate, 2 is an incident side waveguide, and 3 and 4 are branch waveguides.
When connecting the optical fiber to the optical waveguide element, incident light is reflected from the incident surface of the optical waveguide element and travels backward in the optical fiber 5, or the other surface (outgoing surface) and incident surface in the optical waveguide element. In order to prevent light from being repeatedly reflected between the optical waveguide elements 6 and interfering in the optical waveguide element, the normal direction of the incident surface of the optical waveguide element and the connection direction of the optical fiber are shifted, or the optical waveguide The direction of the optical waveguide (for example, the incident side waveguide 2) connected to the incident surface and the output surface of the element is shifted from the normal direction of the incident surface and the output surface.

しかし、このような構成において、光ファイバの配置のズレや、光導波路の作製誤差、光ファイバと光導波路素子内の光導波路とのモードフィールド形状の不一致、光ファイバと光導波路素子との接続部における軸ズレなどにより、光導波路を伝搬する光に高次モード光が発生し、この高次モード光が光導波路を伝搬することがある。
このような入射部で生じた高次モード光と基本モード光との各成分が干渉することによって、光の伝播と共に光分布が揺動(以下、「揺動光」という。)する。従来、基本モード光が対称なY分岐導波路に入射した場合、導波路形状の対称性から分岐比が1:1になる。しかし、揺動光7(図1に模式的に示す。)が対称なY分岐導波路に入射すると、分岐比が1:1から大きくずれることとなる。さらに、基本モードと高次モードとの干渉であるため、入射導波路の長さによって分岐比が変化したり、波長によって分岐比が変化する。そのため、分岐導波路部に至るまでに高次モード光を光導波路から除去することが必要となる。
However, in such a configuration, the misalignment of the optical fiber, the manufacturing error of the optical waveguide, the mismatch of the mode field shape between the optical fiber and the optical waveguide in the optical waveguide element, the connection between the optical fiber and the optical waveguide element Due to axial misalignment, etc., higher order mode light is generated in the light propagating through the optical waveguide, and this higher order mode light may propagate through the optical waveguide.
The components of the higher-order mode light and the fundamental mode light generated at the incident portion interfere with each other, and the light distribution fluctuates (hereinafter referred to as “fluctuating light”) as the light propagates. Conventionally, when the fundamental mode light is incident on a symmetric Y-branch waveguide, the branching ratio is 1: 1 due to the symmetry of the waveguide shape. However, when the oscillating light 7 (schematically shown in FIG. 1) enters the symmetric Y-branch waveguide, the branching ratio deviates greatly from 1: 1. Furthermore, because of interference between the fundamental mode and the higher-order mode, the branching ratio varies depending on the length of the incident waveguide, and the branching ratio varies depending on the wavelength. Therefore, it is necessary to remove high-order mode light from the optical waveguide before reaching the branching waveguide portion.

従来の光導波路素子においては、基板の厚みが数100μmあるため、光ファイバの軸ズレや光入射角度が光導波路素子端面と直交していない場合でも、入射側導波路2の直線長が2mm程度あれば、図2(a)に示すように、高次モード光21は光導波路2から放射する。特に、このような厚みを有する基板(厚板)の表面に拡散型光導波路を形成する場合では、光導波路の光波の伝搬方向に向かって横方向(基板表面に平行な方向)と縦方向(基板の厚み方向)とでは、拡散速度が同じオーダーであるため、横方向より縦方向の光閉じ込めが弱い。このため、伝搬光が光導波路から漏れる場合には、基板の縦方向(内部方向)から漏れ出すこととなる。
そして、光導波路2から漏れた高次モード光は、基板の深さ方向に伝搬し、光導波路2に再結合することが無く、結果として、Y分岐導波路での分岐比の悪化には繋がらない。図2(a)の20は基本モード光を示す。
In the conventional optical waveguide element, since the thickness of the substrate is several hundred μm, even if the axial deviation of the optical fiber and the light incident angle are not orthogonal to the end face of the optical waveguide element, the linear length of the incident-side waveguide 2 is about 2 mm. If there is, the higher-order mode light 21 is emitted from the optical waveguide 2 as shown in FIG. In particular, in the case where a diffusion optical waveguide is formed on the surface of a substrate (thick plate) having such a thickness, a lateral direction (a direction parallel to the substrate surface) and a longitudinal direction (direction parallel to the substrate surface) toward the light wave propagation direction of the optical waveguide. In the thickness direction of the substrate), since the diffusion rate is in the same order, light confinement in the vertical direction is weaker than in the horizontal direction. For this reason, when propagating light leaks from the optical waveguide, it leaks from the vertical direction (inner direction) of the substrate.
The higher-order mode light leaking from the optical waveguide 2 propagates in the depth direction of the substrate and does not recombine with the optical waveguide 2, resulting in deterioration of the branching ratio in the Y-branch waveguide. Absent. Reference numeral 20 in FIG. 2A denotes fundamental mode light.

しかしながら、20μm以下の厚みを有する薄板を使用した光導波路素子の場合においては、図2(b)に示すように、光導波路2の境界面及び基板1の下面(通常、基板1の下面には、基板と補強板とを接合する接着層が形成されている。)における屈折率変化により縦方向の光閉じ込めが、厚板より強くなる。
このため、入射側導波路2の直線長も従来の2mmでは不十分であり、該直線長をより長くすることが求められるが、入射側導波路が長くなると、光導波路素子全体のサイズを短縮することが困難となる。
However, in the case of an optical waveguide element using a thin plate having a thickness of 20 μm or less, as shown in FIG. 2B, the boundary surface of the optical waveguide 2 and the lower surface of the substrate 1 (usually on the lower surface of the substrate 1) The adhesive layer for joining the substrate and the reinforcing plate is formed), and the optical confinement in the vertical direction becomes stronger than that of the thick plate due to the change in the refractive index.
For this reason, the linear length of the incident-side waveguide 2 is also insufficient with the conventional 2 mm, and it is required to make the linear length longer. However, when the incident-side waveguide becomes longer, the size of the entire optical waveguide device is reduced. Difficult to do.

特許文献1には、図3に示すように、基板1に形成された直線導波路2と、2本の分岐導波路3,4とを備えたY分岐光導波路デバイスにおいて、Y分岐部前の直線導波路部分に、Y分岐部の開き角度θよりも大きな開き角度θを有する高次モード放射用ダミー導波路10,11を設けることが開示されている。
特開2005−181748号公報
In Patent Document 1, as shown in FIG. 3, in a Y-branch optical waveguide device including a straight waveguide 2 formed on a substrate 1 and two branching waveguides 3 and 4, a front of the Y-branch portion is provided. It is disclosed that dummy waveguides 10 and 11 for higher-order mode radiation having an opening angle θ 1 larger than the opening angle θ 2 of the Y branch portion are provided in the straight waveguide portion.
JP 2005-181748 A

このようなダミー導波路を設けることにより、デバイス長を短縮しながらY分岐部におけるパワー分配比を安定化させることが可能となる。しかも、入射ファイバの軸ズレ等の影響による分配比の悪化を抑制し、自動調芯の際の調芯エラーが生じないようにして、作業能率を向上させることが可能となる。   By providing such a dummy waveguide, it is possible to stabilize the power distribution ratio in the Y branch portion while shortening the device length. In addition, it is possible to improve the work efficiency by suppressing the deterioration of the distribution ratio due to the influence of the axial misalignment of the incident fiber and the like so that no alignment error occurs during automatic alignment.

また、特許文献1においては、このデバイスで使用する光の波長でシングルモード光が結合しないように、ダミー導波路の開き角度、コア屈折率、及びコア幅を調整することや、高次モードをより確実に除去するため、ダミー導波路を複数段配置したり、該複数段のダミー導波路において各導波路の角度を変えることなどが開示されている。   In Patent Document 1, the opening angle of the dummy waveguide, the core refractive index, and the core width are adjusted so that the single mode light is not coupled at the wavelength of the light used in this device. In order to remove more reliably, a plurality of dummy waveguides are arranged, or the angle of each waveguide is changed in the plurality of dummy waveguides.

しかしながら、基板にシングルモードの光導波路を形成する場合には、厚板においては導波路幅が4〜8μm程度である。
また、特許文献1に開示の技術を用いる場合には、直線導波路2とダミー導波路10,11との導波路幅の比を大きくすることにより、モード変換損失(入射光が光導波路素子に入射した時の基本モード成分の光強度に対する、ダミー導波路が形成された3分岐導波路を通過した後の基本モード成分の光強度の減少の割合を意味する。)を小さくすることが必要となる。
このため、厚板を用いた光導波路素子に特許文献1に係る技術を適用するには、直線導波路の幅が太いため、光損失が小さいダミー導波路を作成することが困難であり、仮にダミー導波路を設けた場合には、ダミー導波路を形成した3分岐導波路での過剰損失が大きくなる。
However, when a single mode optical waveguide is formed on the substrate, the waveguide width of the thick plate is about 4 to 8 μm.
When the technique disclosed in Patent Document 1 is used, a mode conversion loss (incident light is applied to the optical waveguide element) by increasing the ratio of the waveguide widths of the straight waveguide 2 and the dummy waveguides 10 and 11. It means the ratio of the decrease in the light intensity of the fundamental mode component after passing through the three-branch waveguide in which the dummy waveguide is formed with respect to the light intensity of the fundamental mode component when incident. Become.
For this reason, to apply the technique according to Patent Document 1 to an optical waveguide element using a thick plate, it is difficult to create a dummy waveguide with a small optical loss because the width of the straight waveguide is large. When the dummy waveguide is provided, excess loss in the three-branch waveguide in which the dummy waveguide is formed increases.

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、20μm以下の厚みを有する薄板に光導波路を形成する場合においても、入射部で生じる揺動光を抑制すると共に、Y分岐部などの特定の光導波路を複数の分岐導波路に分岐する分岐導波路部における分岐比を改善した光導波路素子を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to solve the above-described problems, and even when an optical waveguide is formed on a thin plate having a thickness of 20 μm or less, the oscillating light generated at the incident portion is suppressed and the Y branch It is an object of the present invention to provide an optical waveguide device having an improved branching ratio in a branching waveguide section that branches a specific optical waveguide such as a section into a plurality of branching waveguides.

本発明者らは、鋭意研究した結果、薄板に光導波路を形成した場合には、上述のように縦方向の光閉じ込め作用が強くなるが、高次モード用分岐導波路などの高次モード除去手段を設けることにより、入射光揺動(導波路を伝播する光が高次モードを含むため、伝播と共に光分布が振動すること)を除去できるだけでなく、モード変換損失による過剰損失も併せて解消することが可能となることを見出し、本発明を完成させたものである。   As a result of diligent research, the present inventors have found that when an optical waveguide is formed on a thin plate, the optical confinement effect in the vertical direction is enhanced as described above, but higher-order mode removal such as a higher-order mode branching waveguide is eliminated. By providing a means, not only can the incident light fluctuation (the light propagating in the waveguide includes a higher-order mode, the light distribution oscillates with propagation) be eliminated, as well as excess loss due to mode conversion loss can be eliminated. The present invention has been completed by finding out that it is possible to do so.

上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、電気光学効果を有し、厚みが20μm以下の基板と、該基板に形成された光導波路とを有する光導波路型素子において、該光導波路は、該光導波路に光を入射させる入射部と、該入射した光を少なくとも2つ以上に分岐する分岐導波路部とを有し、該入射部と該分岐導波路部との間に、該光導波路を伝搬する光の高次モード光を除去するための高次モード除去手段を設けることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an invention according to claim 1 is directed to an optical waveguide device having an electro-optic effect, a substrate having a thickness of 20 μm or less, and an optical waveguide formed on the substrate. The waveguide has an incident portion that makes light incident on the optical waveguide, and a branch waveguide portion that branches the incident light into at least two or more, and between the incident portion and the branch waveguide portion, High-order mode removal means for removing high-order mode light of light propagating through the optical waveguide is provided.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の光導波路素子において、該高次モード除去手段は、該光導波路から分岐する少なくとも2つの分岐導波路を有する高次モード用分岐導波路であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the optical waveguide device according to claim 1, wherein the higher-order mode removing means is a higher-order mode branch waveguide having at least two branch waveguides branched from the optical waveguide. It is characterized by that.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載の光導波路素子において、該高次モード除去手段は、該光導波路の両脇に配置された高屈折率領域であることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the optical waveguide device according to claim 1, wherein the higher-order mode removing means is a high refractive index region disposed on both sides of the optical waveguide.

請求項4に係る発明は、請求項1に記載の光導波路素子において、該高次モード除去手段は、該光導波路の両脇に配置された光吸収領域であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical waveguide device according to the first aspect, the higher-order mode removing means is a light absorption region disposed on both sides of the optical waveguide.

請求項5に係る発明は、請求項2乃至4のいずれかに記載の光導波路素子において、該高次モード用分岐導波路、該高屈折率領域、又は光吸収領域は、該基板に不純物を熱拡散することにより形成されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the optical waveguide device according to any one of the second to fourth aspects, the high-order mode branch waveguide, the high refractive index region, or the light absorption region has impurities in the substrate. It is formed by thermal diffusion.

請求項6に係る発明は、請求項2乃至4のいずれかに記載の光導波路素子において、該高次モード用分岐導波路、該高屈折率領域、又は光吸収領域は、該基板の表面又は裏面の少なくとも一方に高屈折率材料又は光吸収材料を装荷することにより形成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the optical waveguide device according to any one of claims 2 to 4, wherein the high-order mode branch waveguide, the high refractive index region, or the light absorption region is formed on the surface of the substrate or It is formed by loading a high refractive index material or a light absorbing material on at least one of the back surfaces.

請求項7に係る発明は、請求項2又は3に記載の光導波路素子において、該高次モード用分岐導波路又は該高屈折率領域は、光導波路を形成する基板をエッチングすることによって、実効的な高次モード用分岐導波路又は高屈折率領域が形成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the optical waveguide device according to claim 2 or 3, wherein the high-order mode branching waveguide or the high refractive index region is effectively obtained by etching a substrate forming the optical waveguide. A high-order mode branching waveguide or a high refractive index region is formed.

請求項1に係る発明によれば、電気光学効果を有し、厚みが20μm以下の基板と、該基板に形成された光導波路とを有する光導波路型素子において、該光導波路は、該光導波路に光を入射させる入射部と、該入射した光を少なくとも2つ以上に分岐する分岐導波路部とを有し、該入射部と該分岐導波路部との間に、該光導波路を伝搬する光の高次モード光を除去するための高次モード除去手段を設けるため、薄板を使用した光導波路素子において、光導波路素子の入射端で生じた高次モード光を効果的に除去し、分岐導波路部における分岐比を改善することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, in an optical waveguide device having an electro-optic effect and a thickness of 20 μm or less and an optical waveguide formed on the substrate, the optical waveguide is the optical waveguide. And a branching waveguide part that branches the incident light into at least two or more, and propagates through the optical waveguide between the incident part and the branching waveguide part. In order to provide high-order mode removal means for removing high-order mode light, in an optical waveguide element using a thin plate, high-order mode light generated at the incident end of the optical waveguide element is effectively removed and branched. The branching ratio in the waveguide portion can be improved.

請求項2に係る発明によれば、高次モード除去手段は、光導波路から分岐する少なくとも2つの分岐導波路を有する高次モード用分岐導波路であるため、高次モード用分岐導波路により効率的に高次モード光を除去できるため、分岐導波路部における分岐比を改善することが可能となる。しかも、薄板に光導波路を形成した場合には、縦方向(基板の厚み方向)の光閉じ込め作用が強いため、入射側導波路と高次モード用分岐導波路との光閉じ込め強度の差を大きくとることができ、厚板(数100μm)を用いた光導波路素子と比較し、モード変換損失による過剰損失を小さくすることが可能となる。   According to the invention of claim 2, since the high-order mode removal means is a high-order mode branch waveguide having at least two branch waveguides branched from the optical waveguide, the higher-order mode branch waveguide is more efficient. Since higher order mode light can be removed, the branching ratio in the branching waveguide section can be improved. In addition, when an optical waveguide is formed on a thin plate, the optical confinement effect in the vertical direction (thickness direction of the substrate) is strong, so the difference in optical confinement strength between the incident-side waveguide and the higher-order mode branching waveguide is increased. Compared with an optical waveguide device using a thick plate (several hundred μm), excess loss due to mode conversion loss can be reduced.

請求項3に係る発明によれば、高次モード除去手段は、光導波路の両脇に配置された高屈折率領域であるため、高屈折領域により効率的に高次モード光を除去できるため、分岐導波路部における分岐比を改善することが可能となる。   According to the invention of claim 3, since the high-order mode removing means is a high refractive index region disposed on both sides of the optical waveguide, it can efficiently remove the high-order mode light by the high refractive region, It is possible to improve the branching ratio in the branching waveguide section.

請求項4に係る発明によれば、高次モード除去手段は、光導波路の両脇に配置された光吸収領域であるため、光吸収領域により効率的に高次モード光を除去できるため、分岐導波路部における分岐比を改善することが可能となる。   According to the invention of claim 4, since the high-order mode removal means is a light absorption region disposed on both sides of the optical waveguide, the high-order mode light can be efficiently removed by the light absorption region. The branching ratio in the waveguide portion can be improved.

請求項5に係る発明によれば、高次モード用分岐導波路、高屈折率領域、又は光吸収領域は、基板に不純物を熱拡散することにより形成されているため、光導波路の形成と同時に、高次モード用分岐導波路、高屈折率領域、又は光吸収領域を形成することができ、光導波路素子の製造工程を複雑化させることもない。   According to the fifth aspect of the invention, the high-order mode branching waveguide, the high refractive index region, or the light absorption region is formed by thermally diffusing impurities in the substrate. In addition, a high-order mode branching waveguide, a high refractive index region, or a light absorption region can be formed, and the manufacturing process of the optical waveguide device is not complicated.

請求項6に係る発明によれば、高次モード用分岐導波路、高屈折率領域又は光吸収領域は、基板の表面又は裏面の少なくとも一方に高屈折率材料又は光吸収材料を装荷することにより形成されているため、高次モード用分岐導波路、高屈折率領域又は光吸収領域の形成に際し、光導波路とは異なる材料を選択したり、これらの形状の厚み(基板の厚さ方向と同じ方向の厚み)や基板の片面又は両面への配置など設計の自由度を高め、より効率的に高次モード光を除去することができる。   According to the invention of claim 6, the high-order mode branching waveguide, the high refractive index region or the light absorption region is loaded by loading the high refractive index material or the light absorption material on at least one of the front surface or the back surface of the substrate. Therefore, when forming a branch waveguide for higher-order modes, a high refractive index region, or a light absorption region, a material different from that of the optical waveguide is selected, or the thickness of these shapes (the same as the thickness direction of the substrate) The thickness of the direction) and the degree of freedom of design such as arrangement on one or both sides of the substrate can be increased, and higher-order mode light can be removed more efficiently.

請求項7に係る発明によれば、高次モード用分岐導波路又は高屈折率領域は、光導波路を形成する基板をエッチングすることによって、実効的な高次モード用分岐導波路又は高屈折率領域が形成されているため、光導波路素子の製造工程に基板のエッチング工程を加えるだけで、容易に高次モード用分岐導波路又は高屈折率領域を形成することが可能となる。また、光導波路素子の光導波路をリッジ導波路として形成する場合には、該リッジ導波路を形成する際に、併せて高次モード用分岐導波路又は高屈折率領域を形成することも可能となる。   According to the invention of claim 7, the high-order mode branching waveguide or the high refractive index region is formed by etching the substrate on which the optical waveguide is formed, so that an effective high-order mode branching waveguide or high refractive index is obtained. Since the region is formed, it is possible to easily form the high-order mode branching waveguide or the high refractive index region only by adding the substrate etching process to the optical waveguide element manufacturing process. Further, when the optical waveguide of the optical waveguide element is formed as a ridge waveguide, it is possible to form a high-order mode branching waveguide or a high refractive index region when forming the ridge waveguide. Become.

以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
本発明は、電気光学効果を有し、厚みが20μm以下の基板と、該基板に形成された光導波路とを有する光導波路型素子において、該光導波路は、該光導波路に光を入射させる入射部と、該入射した光を少なくとも2つ以上に分岐する分岐導波路部とを有し、該入射部と該分岐導波路部との間に、該光導波路を伝搬する光の高次モード光を除去するための高次モード除去手段を設けることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using preferred examples.
The present invention relates to an optical waveguide element having an electro-optic effect and having a thickness of 20 μm or less and an optical waveguide formed on the substrate, wherein the optical waveguide is incident to make the light incident on the optical waveguide. And a high-order mode light of light propagating through the optical waveguide between the incident part and the branching waveguide part. High-order mode removal means for removing the light is provided.

図4は、本発明の光導波路素子に係る第1の実施例を示す概略図である。
基板1は、電気光学効果を有する基板であり、例えば、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、PLZT(ジルコン酸チタン酸鉛ランタン)、及び石英系の材料から構成され、具体的には、これら単結晶材料の、Xカット板、Yカット板、及びZカット板から構成され、特に、光導波路デバイスとして構成されやすく、かつ異方性が大きいという理由から、ニオブ酸リチウム(LN)を用いることが好ましい。本発明では、基板1の厚みは20μm以下の薄板が使用される。
FIG. 4 is a schematic view showing a first embodiment according to the optical waveguide element of the present invention.
The substrate 1 is a substrate having an electro-optic effect, and is composed of, for example, lithium niobate, lithium tantalate, PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), and a quartz-based material. It is preferable to use lithium niobate (LN) because it is composed of an X-cut plate, a Y-cut plate, and a Z-cut plate, and is particularly easy to configure as an optical waveguide device and has high anisotropy. . In the present invention, a thin plate having a thickness of 20 μm or less is used for the substrate 1.

図4(a)は、光導波路素子の上面図の一部を示しており、基板1には、例えば、チタン(Ti)などを基板上に堆積させた後、熱拡散させて形成した光導波路2〜4が設けられている。2は、光導波路素子における光の入射側に配置される導波路(入射側導波路)であり、入射側導波路2の入射端部を、単に「入射部」という。3及び4は光導波路のY分岐部から分岐した分岐導波路である。
本発明の特徴は、高次モード除去手段として、入射側導波路2の一部に高次モード光を除去するための高次モード用分岐導波路30,31を設けることである。
なお、図4(a)の光導波路素子においては、光導波路中を伝搬する光の電極層への吸収を少なくするための酸化シリコン(SiO2)などからなるバッファ層や、光導波路を伝搬する光を変調するための変調電極(例えば、信号電極や接地電極)などは、説明を簡略化するため、図示されていない。以下の図面も同様である。
FIG. 4A shows a part of a top view of the optical waveguide device. The optical waveguide is formed on the substrate 1 by, for example, depositing titanium (Ti) or the like on the substrate and then thermally diffusing it. 2 to 4 are provided. Reference numeral 2 denotes a waveguide (incident side waveguide) arranged on the light incident side of the optical waveguide element. The incident end portion of the incident side waveguide 2 is simply referred to as an “incident portion”. Reference numerals 3 and 4 denote branch waveguides branched from the Y branch portion of the optical waveguide.
A feature of the present invention is that high-order mode branching waveguides 30 and 31 for removing high-order mode light are provided in a part of the incident-side waveguide 2 as high-order mode removal means.
In the optical waveguide device of FIG. 4A, the light propagates through the optical waveguide through a buffer layer made of silicon oxide (SiO 2 ) or the like for reducing the absorption of light propagating into the electrode layer. A modulation electrode (for example, a signal electrode or a ground electrode) for modulating light is not shown in order to simplify the description. The same applies to the following drawings.

図4(b)は、図4(a)の一点鎖線Aにおける断面図を示したものである。基板1は薄板であるため、機械的強度が弱く、基板1を補強するため接着層40を介して補強板41が接合されている。通常、接着層の厚みは数十〜数百μmであり、補強板は数百μmである。   FIG. 4B shows a cross-sectional view taken along one-dot chain line A in FIG. Since the substrate 1 is a thin plate, its mechanical strength is weak, and a reinforcing plate 41 is bonded via an adhesive layer 40 to reinforce the substrate 1. Usually, the thickness of the adhesive layer is several tens to several hundreds μm, and the reinforcing plate is several hundreds μm.

図4に示すように、高次モード用分岐導波路30,31は、光導波路2〜4と同様に、Tiなどを基板上に堆積し、熱拡散させて形成することが可能であり、この場合は、光導波路と同時に高次モード用分岐導波路を形成することが可能となる。これにより、製造工程の複雑化も抑制できる。   As shown in FIG. 4, the high-order mode branching waveguides 30 and 31 can be formed by depositing Ti or the like on the substrate and thermally diffusing similarly to the optical waveguides 2 to 4. In this case, it is possible to form a branch waveguide for higher-order modes simultaneously with the optical waveguide. Thereby, complication of a manufacturing process can also be suppressed.

図5は、本発明の光導波路素子に係る第2の実施例を示すものである。
図5(a)は、光導波路素子の上面図の一部を示すものであり、図5(b)は、図5(a)の一点鎖線Bにおける断面図を示す。
図5では、基板1の表面上に、高次モード除去手段として、高次モード用分岐導波路50,51を形成している。高次モード用分岐導波路は、Siなどの基板1より屈折率の高い材料で形成することが可能である。
FIG. 5 shows a second embodiment according to the optical waveguide device of the present invention.
FIG. 5A shows a part of a top view of the optical waveguide device, and FIG. 5B shows a cross-sectional view taken along one-dot chain line B in FIG.
In FIG. 5, high-order mode branching waveguides 50 and 51 are formed on the surface of the substrate 1 as high-order mode removing means. The high-order mode branching waveguide can be formed of a material having a higher refractive index than that of the substrate 1 such as Si.

図6は、上記第2の実施例の応用例を示す図であり、図6(a)は、図5(b)に示した高次モード用分岐導波路を基板1の裏面上に配置したものである。52,53は高次モード用分岐導波路を示す。このように基板の裏面を有効利用することで、通常、基板表面側に配置される変調電極などの構成に左右されず、自由な形状の高次モード用分岐導波路を形成することが可能となる。   FIG. 6 is a diagram showing an application example of the second embodiment. FIG. 6A shows the high-order mode branching waveguide shown in FIG. 5B arranged on the back surface of the substrate 1. Is. Reference numerals 52 and 53 denote branch waveguides for higher-order modes. By effectively utilizing the back surface of the substrate in this manner, it is possible to form a branch waveguide for a higher-order mode having a free shape, regardless of the configuration of the modulation electrode or the like disposed on the substrate surface side. Become.

また、図6(b)は、図5(b)と図6(a)とを組み合せたものであり、基板1の表面及び裏面に、各々高次モード用分岐導波路50〜53を配置したものである。このように入射側導波路2の近傍に多くの高次モード用分岐導波路を配置することで、より効率的に高次モード光を除去することが可能となる。   FIG. 6B is a combination of FIG. 5B and FIG. 6A, and high-order mode branching waveguides 50 to 53 are arranged on the front surface and the back surface of the substrate 1, respectively. Is. As described above, by arranging many high-order mode branching waveguides in the vicinity of the incident-side waveguide 2, it becomes possible to more efficiently remove high-order mode light.

図7は、本発明の光導波路素子に係る第3の実施例を示すものである。
図7(a)は、光導波路素子の上面図の一部を示すものであり、図7(b)は、図7(a)の一点鎖線Cにおける断面図を示す。
図7では、高次モード除去手段として、基板1に高屈折率領域60,61を形成している。高屈折率領域の形成方法としては、図4で説明したものと同様に、光導波路と同時に高屈折率領域を形成することも可能である。
FIG. 7 shows a third embodiment according to the optical waveguide element of the present invention.
FIG. 7A shows a part of a top view of the optical waveguide device, and FIG. 7B shows a cross-sectional view taken along one-dot chain line C in FIG.
In FIG. 7, high refractive index regions 60 and 61 are formed on the substrate 1 as high-order mode removal means. As a method for forming the high refractive index region, it is also possible to form the high refractive index region simultaneously with the optical waveguide in the same manner as described with reference to FIG.

図8は、本発明の光導波路素子に係る第4の実施例を示すものである。
図8(a)は、光導波路素子の上面図の一部を示すものであり、図8(b)は、図8(a)の一点鎖線Dにおける断面図を示す。
図8では、高次モード除去手段として、基板1の表面に光吸収領域70,71を、不純物を基板内に熱拡散することにより形成している。光吸収領域を形成する不純物材料としては、Niなどがある。なお、不純物の熱拡散は、基板1の表面側からに限らず、裏面側あるいは両方から行うことも可能である。
FIG. 8 shows a fourth embodiment according to the optical waveguide element of the present invention.
FIG. 8A shows a part of a top view of the optical waveguide device, and FIG. 8B shows a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line D in FIG.
In FIG. 8, as a higher mode removal means, light absorption regions 70 and 71 are formed on the surface of the substrate 1 by thermally diffusing impurities into the substrate. Examples of the impurity material that forms the light absorption region include Ni. The thermal diffusion of impurities can be performed not only from the front surface side of the substrate 1 but also from the back surface side or both.

また、光吸収領域の形成方法としては、図9に示すように、金属などの光吸収材料を基板1の表面又は裏面の少なくとも一方に装荷し、光吸収領域72,73を形成することも可能である。特に、基板の裏面を有効利用することで、通常、基板表面側に配置される変調電極などの構成に左右されず、自由な形状の光吸収領域を形成することが可能となる。   As a method for forming the light absorption region, as shown in FIG. 9, it is also possible to load a light absorption material such as metal on at least one of the front surface and the back surface of the substrate 1 to form the light absorption regions 72 and 73. It is. In particular, by effectively using the back surface of the substrate, it is possible to form a light-absorbing region having a free shape regardless of the configuration of the modulation electrode or the like disposed on the front surface side of the substrate.

さらに、光吸収領域の形状は、図8に示した形状に限定されず、図10に示すように、入射側導波路2に近接する部分では楔状とすることで、基本モード光の吸収を抑制し、高次モード光のみを効率的に吸収可能とすることもできる。
なお、図10に示した形状は、図7の高屈折率領域の形状としても採用することができる。
Further, the shape of the light absorption region is not limited to the shape shown in FIG. 8, and as shown in FIG. 10, the absorption of the fundamental mode light is suppressed by forming a wedge shape in the portion close to the incident side waveguide 2. In addition, it is possible to efficiently absorb only the higher-order mode light.
The shape shown in FIG. 10 can also be adopted as the shape of the high refractive index region in FIG.

第3の実施例で示した高屈折率領域や、第4の実施例で示した光吸収領域は、基板の全面に渡り形成することも可能であるが、この場合には、光導波路を伝搬する光波の伝搬損失が増加したり、これらの領域に取り込まれた高次モード光が光導波路に再入射するなどの問題を生じる。   The high refractive index region shown in the third embodiment and the light absorption region shown in the fourth embodiment can be formed over the entire surface of the substrate, but in this case, the light propagates through the optical waveguide. This causes problems such as an increase in the propagation loss of the light wave, and high-order mode light captured in these regions reentering the optical waveguide.

このため、高屈折率領域や光吸収領域は、基板上の光導波路に光を入射させる入射部と、該入射した光を少なくとも2つ以上に分岐する分岐導波路部との間の全部又は一部に形成し、光波の伝搬損失や再入射を防止することが好ましい。   For this reason, the high refractive index region and the light absorption region are all or one between the incident part that makes light incident on the optical waveguide on the substrate and the branched waveguide part that branches the incident light into at least two or more. Preferably, it is formed in the part to prevent light wave propagation loss and re-incidence.

図11は、本発明の光導波路素子に係る第5の実施例を示すものである。
図11(a)は、光導波路素子の上面図の一部を示すものであり、図11(b)は、図11(a)の一点鎖線Eにおける断面図を、また、図11(c)は、図11(a)の一点鎖線Fにおける断面図を示す。
FIG. 11 shows a fifth embodiment according to the optical waveguide element of the present invention.
FIG. 11A shows a part of a top view of the optical waveguide device, FIG. 11B shows a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line E in FIG. 11A, and FIG. FIG. 11A is a cross-sectional view taken along one-dot chain line F in FIG.

図11では、高次モード除去手段として、基板1の裏面上に高次モード用分岐導波路(Y字状の導波路であり、分岐前部80と分岐後部81,82から構成される。)を形成したものであり、基板1が薄板であるが故に、入射側導波路2の真下に高次モード用分岐導波路の分岐前部80を配置しても、入射側導波路2から効率的に高次モード光を除去することが可能となる。   In FIG. 11, as a higher-order mode removing means, a higher-order mode branching waveguide (Y-shaped waveguide, comprising a branch front portion 80 and branch rear portions 81 and 82) on the back surface of the substrate 1. Since the substrate 1 is a thin plate, even if the branch front portion 80 of the branch waveguide for higher-order mode is disposed directly below the incident side waveguide 2, the substrate 1 can be efficiently used from the incident side waveguide 2. In addition, it is possible to remove higher-order mode light.

なお、高次モード用分岐導波路や高屈折率領域の形成方法としては、第1の実施例のようにTiなどを熱拡散する方法や、第2の実施例のようにSiなどの高屈折率材料を使用する方法以外に、図12に示すように、基板1をエッチングして形成することも可能である。エッチングを使用する方法では、特に、光導波路をリッジ導波路として形成する際に併せて高次モード用分岐導波路又は高屈折率領域を形成することにより、光導波路素子の製造工程を複雑化させることも無い。図12において、2’,3’及び4’はリッジ導波路であり、30’及び31’はリッジ構造で形成された高次モード用分岐導波路である。   As a method of forming the higher-order mode branching waveguide and the high refractive index region, a method of thermally diffusing Ti or the like as in the first embodiment, or a high refraction of Si or the like as in the second embodiment. In addition to the method using the rate material, the substrate 1 can be formed by etching as shown in FIG. The method using etching complicates the optical waveguide device manufacturing process by forming a high-order mode branching waveguide or a high refractive index region in combination with the formation of the optical waveguide as a ridge waveguide. There is nothing. In FIG. 12, 2 ′, 3 ′ and 4 ′ are ridge waveguides, and 30 ′ and 31 ′ are high-order mode branching waveguides formed with a ridge structure.

(実施例1)
次に、図4に示した第1の実施例のように、高次モード除去手段として、入射側導波路2の一部に高次モード光を除去するための高次モード用分岐導波路30,31を設けた場合について、分岐比の改善状態をシミュレーションで確認した。
シミュレーションでは、基板の厚みを8μmとし、入射側導波路2、分岐導波路3,4の各幅を3.5μm、高次モード用分岐導波路30,31の各幅を3μm、入射側導波路と高次モード用分岐導波路とが成す角度を0.8°と仮定した。
(Example 1)
Next, as in the first embodiment shown in FIG. 4, a high-order mode branching waveguide 30 for removing high-order mode light in a part of the incident-side waveguide 2 as high-order mode removal means. , 31 were provided, and the improvement of the branching ratio was confirmed by simulation.
In the simulation, the substrate thickness is 8 μm, the width of each of the incident side waveguide 2 and the branching waveguides 3 and 4 is 3.5 μm, the width of each of the higher order mode branching waveguides 30 and 31 is 3 μm, and the incident side waveguide. And an angle formed by the higher-order mode branching waveguide is assumed to be 0.8 °.

また、入射側導波路2の左端と光ファイバ(MFD10μm)とが、図4(a)の上下方向に1μm、同図の紙面に垂直な方向に3.5μm、位置ズレした場合を想定し、光ファイバから一定強度の光波を入射させ、分岐導波路3,4に伝播した光波の強度を算出した。そして、分岐比を調べるため、出力強度P(分岐された光波の光強度の総和)に対する分岐された光波の光強度P1又はP2との比を算出した。
なお、入射させる光波は、波長を1510nmから1630nmの範囲で変化させた。
その結果を、図13に示す。また、図13では、入射光波の光強度に対する出力光波の光強度(上記出力強度P)との比についても併せて示している。
Further, assuming that the left end of the incident-side waveguide 2 and the optical fiber (MFD 10 μm) are displaced by 1 μm in the vertical direction of FIG. 4A and 3.5 μm in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. A light wave having a constant intensity was incident from the optical fiber, and the intensity of the light wave propagated to the branching waveguides 3 and 4 was calculated. In order to examine the branching ratio, the ratio of the light intensity P1 or P2 of the branched light wave to the output intensity P (the total light intensity of the branched light wave) was calculated.
Note that the wavelength of the incident light wave was changed in the range of 1510 nm to 1630 nm.
The result is shown in FIG. FIG. 13 also shows the ratio of the light intensity of the output light wave to the light intensity of the incident light wave (the output intensity P).

(比較例)
また、高次モード用分岐導波路の効果を確認するため、上述した光導波路素子から、高次モード用分岐導波路を除いた場合についても、同様の条件でシミュレーションを行った。その結果を図14に示す。
(Comparative example)
Further, in order to confirm the effect of the high-order mode branch waveguide, a simulation was performed under the same conditions when the high-order mode branch waveguide was removed from the optical waveguide element described above. The result is shown in FIG.

図13及び図14とを対比すると、高次モード用分岐導波路を用いた場合には、入射する光波の波長に応じて、P1/P又はP2/Pが0.48〜0.52の範囲で変化しており、若干の分岐比の変動が見られるが、全体的に分岐比をほぼ1:1に保持していることが理解される。これに対して、高次モード用分岐導波路が無い場合には、分岐比が1:1より大きく乖離していることが理解される。   Comparing FIG. 13 and FIG. 14, when a high-order mode branching waveguide is used, P1 / P or P2 / P is in the range of 0.48 to 0.52, depending on the wavelength of the incident light wave. It is understood that the branching ratio is maintained at approximately 1: 1 as a whole although there is a slight change in the branching ratio. On the other hand, it is understood that the branching ratio deviates more than 1: 1 when there is no higher-order mode branching waveguide.

次に、上記実施例1の基板の厚みを8μm(薄板)と100μm(厚板)に設定した場合について、入射光波の波長を1510nmから1630nmの範囲で変化させた時の高次モード用分岐導波路による過剰損失の変化を調べた。
入射光の波長に対する過剰損失の変化について、図15に示す。
Next, in the case where the thickness of the substrate of Example 1 is set to 8 μm (thin plate) and 100 μm (thick plate), the branched waveguide for higher-order mode when the wavelength of the incident light wave is changed in the range of 1510 nm to 1630 nm. The change of excess loss due to the waveguide was investigated.
FIG. 15 shows changes in excess loss with respect to the wavelength of incident light.

図15から、厚板より薄板の方が、高次モード用分岐導波路による過剰損失が少ないことが理解される。特に、同様のシュミレーションにより、20μm以下の厚みを有する基板を使用した場合には、出力強度/入力強度を0.98以上に維持することが可能となることを確認した。   From FIG. 15, it is understood that the thin plate has less excess loss due to the branch waveguide for higher-order modes than the thick plate. In particular, it was confirmed by the same simulation that the output intensity / input intensity can be maintained at 0.98 or more when a substrate having a thickness of 20 μm or less is used.

以上説明したように、本発明によれば、20μm以下の厚みを有する薄板に光導波路を形成する場合においても、入射部で生じる揺動光を抑制すると共に、Y分岐部などの特定の光導波路を複数の分岐導波路に分岐する分岐導波路部における分岐比を改善した光導波路素子を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, even when the optical waveguide is formed on a thin plate having a thickness of 20 μm or less, the oscillating light generated in the incident portion is suppressed and the specific optical waveguide such as the Y branch portion is suppressed. It is possible to provide an optical waveguide device having an improved branching ratio in a branching waveguide section that branches the light into a plurality of branching waveguides.

基板に形成された光導波路を伝搬する光波の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the light wave which propagates the optical waveguide formed in the board | substrate. 光導波路素子内の高次モードの伝搬の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of propagation of the higher order mode in an optical waveguide element. 特許文献1に開示された高次モード光を除去する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of removing the higher order mode light disclosed by patent document 1. FIG. 本発明の光導波路素子の第1の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Example of the optical waveguide element of this invention. 本発明の光導波路素子の第2の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Example of the optical waveguide element of this invention. 本発明の光導波路素子の第2の実施例の応用例を示す図である。It is a figure which shows the application example of the 2nd Example of the optical waveguide element of this invention. 本発明の光導波路素子の第3の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd Example of the optical waveguide element of this invention. 本発明の光導波路素子の第4の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 4th Example of the optical waveguide element of this invention. 本発明の光導波路素子の第4の実施例の応用例を示す図である。It is a figure which shows the application example of the 4th Example of the optical waveguide element of this invention. 本発明の光導波路素子の第4の実施例の他の応用例を示す図である。It is a figure which shows the other application example of the 4th Example of the optical waveguide element of this invention. 本発明の光導波路素子の第5の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 5th Example of the optical waveguide element of this invention. エッチングにより形成された高次モード用分岐導波路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the branch waveguide for high order modes formed by the etching. 高次モード用分岐導波路を有する光導波路素子における出力強度及び分岐比の波長に対する依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the dependence with respect to the wavelength of the output intensity and branching ratio in the optical waveguide element which has a branched waveguide for higher order modes. 高次モード除去手段を有しない光導波路素子における出力強度及び分岐比の波長に対する依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the dependence with respect to the wavelength of the output intensity and branching ratio in the optical waveguide element which does not have a high-order mode removal means. 高次モード用分岐導波路を有する光導波路素子(厚板,薄板)における、高次モード用分岐導波路による過剰損失の波長に対する依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the dependence with respect to the wavelength of the excess loss by the branch waveguide for high order modes in the optical waveguide element (thick board, thin board) which has the branch waveguide for high order modes.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 入射側光導波路
3,4 分岐導波路
5 入射用光ファイバ
6 入射面
10,11 ダミー導波路
20 基本モード光
21 高次モード光
30,31 高次モード用分岐導波路
40 接着層
41 補強板
50〜53 基板面上に形成された高次モード用分岐導波路
60,61 高屈折率領域
70〜75 光吸収領域
80 Y字状導波路の分岐前部
81,82 Y字状導波路の分岐後部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Incident side optical waveguides 3, 4 Branching waveguide 5 Incident optical fiber 6 Incident surface 10, 11 Dummy waveguide 20 Fundamental mode light 21 Higher order mode light 30, 31 Higher order mode branching waveguide 40 Adhesive layer 41 Reinforcing plates 50 to 53 High-order mode branching waveguides 60 and 61 formed on the substrate surface High refractive index regions 70 to 75 Light absorption region 80 Branching front portions 81 and 82 of the Y-shaped waveguide Y-shaped waveguide The rear of the branch

Claims (7)

電気光学効果を有し、厚みが20μm以下の基板と、該基板に形成された光導波路とを有する光導波路型素子において、
該光導波路は、該光導波路に光を入射させる入射部と、該入射した光を少なくとも2つ以上に分岐する分岐導波路部とを有し、
該入射部と該分岐導波路部との間に、該光導波路を伝搬する光の高次モード光を除去するための高次モード除去手段を設けることを特徴とする光導波路素子。
In an optical waveguide element having an electrooptic effect and having a thickness of 20 μm or less and an optical waveguide formed on the substrate,
The optical waveguide has an incident portion for making light incident on the optical waveguide, and a branching waveguide portion for branching the incident light into at least two or more.
A high-order mode removing means for removing high-order mode light of light propagating through the optical waveguide is provided between the incident part and the branching waveguide part.
請求項1に記載の光導波路素子において、該高次モード除去手段は、該光導波路から分岐する少なくとも2つの分岐導波路を有する高次モード用分岐導波路であることを特徴とする光導波路素子。   2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the higher-order mode removing means is a higher-order mode branching waveguide having at least two branching waveguides branched from the optical waveguide. . 請求項1に記載の光導波路素子において、該高次モード除去手段は、該光導波路の両脇に配置された高屈折率領域であることを特徴とする光導波路素子。   2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the higher-order mode removing means is a high refractive index region disposed on both sides of the optical waveguide. 請求項1に記載の光導波路素子において、該高次モード除去手段は、該光導波路の両脇に配置された光吸収領域であることを特徴とする光導波路素子。   2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the higher-order mode removing means is a light absorption region arranged on both sides of the optical waveguide. 請求項2乃至4のいずれかに記載の光導波路素子において、該高次モード用分岐導波路、該高屈折率領域、又は光吸収領域は、該基板に不純物を熱拡散することにより形成されていることを特徴とする光導波路素子。   5. The optical waveguide device according to claim 2, wherein the high-order mode branch waveguide, the high refractive index region, or the light absorption region is formed by thermally diffusing impurities in the substrate. An optical waveguide device characterized by comprising: 請求項2乃至4のいずれかに記載の光導波路素子において、該高次モード用分岐導波路、該高屈折率領域、又は光吸収領域は、該基板の表面又は裏面の少なくとも一方に高屈折率材料又は光吸収材料を装荷することにより形成されていることを特徴とする光導波路素子。   5. The optical waveguide device according to claim 2, wherein the high-order mode branch waveguide, the high refractive index region, or the light absorption region has a high refractive index on at least one of a front surface and a back surface of the substrate. An optical waveguide element formed by loading a material or a light absorbing material. 請求項2又は3に記載の光導波路素子において、該高次モード用分岐導波路又は該高屈折率領域は、光導波路を形成する基板をエッチングすることによって、実効的な高次モード用分岐導波路又は高屈折率領域が形成されていることを特徴とする光導波路素子。
4. The optical waveguide device according to claim 2, wherein the high-order mode branching waveguide or the high-refractive index region is formed by etching a substrate forming the optical waveguide, thereby enabling effective high-order mode branching waveguides. An optical waveguide element, wherein a waveguide or a high refractive index region is formed.
JP2006269710A 2006-09-29 2006-09-29 Optical waveguide device Expired - Fee Related JP4691481B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006269710A JP4691481B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Optical waveguide device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006269710A JP4691481B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Optical waveguide device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008089875A true JP2008089875A (en) 2008-04-17
JP4691481B2 JP4691481B2 (en) 2011-06-01

Family

ID=39374108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006269710A Expired - Fee Related JP4691481B2 (en) 2006-09-29 2006-09-29 Optical waveguide device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4691481B2 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010113921A1 (en) * 2009-03-31 2010-10-07 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator
JP2010266628A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Optical control element
WO2012043694A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
WO2014030576A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 株式会社フジクラ Optical waveguide element
WO2014030575A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 株式会社フジクラ Optical waveguide element
WO2014050230A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 日本電気株式会社 High-order mode filter
US9081214B2 (en) 2010-10-25 2015-07-14 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical control element
WO2015147276A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide device
JP2016105199A (en) * 2016-02-04 2016-06-09 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide device
JP2016191820A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP2018169593A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
US10416526B2 (en) 2014-03-31 2019-09-17 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06289346A (en) * 1992-09-01 1994-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dielectric substance optical waveguide element and its production
JPH095548A (en) * 1995-06-19 1997-01-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical waveguide circuit
JP2003215518A (en) * 2001-11-16 2003-07-30 Ngk Insulators Ltd Optical modulator and method for modulating light
JP2005181748A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Fdk Corp Y-branching optical waveguide device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06289346A (en) * 1992-09-01 1994-10-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Dielectric substance optical waveguide element and its production
JPH095548A (en) * 1995-06-19 1997-01-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical waveguide circuit
JP2003215518A (en) * 2001-11-16 2003-07-30 Ngk Insulators Ltd Optical modulator and method for modulating light
JP2005181748A (en) * 2003-12-19 2005-07-07 Fdk Corp Y-branching optical waveguide device

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010113921A1 (en) * 2009-03-31 2010-10-07 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator
JP2010237376A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Optical modulator
JP4745415B2 (en) * 2009-03-31 2011-08-10 住友大阪セメント株式会社 Light modulator
CN102308246A (en) * 2009-03-31 2012-01-04 住友大阪水泥股份有限公司 Optical modulator
US9329340B2 (en) 2009-03-31 2016-05-03 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulator
CN102308246B (en) * 2009-03-31 2015-06-17 住友大阪水泥股份有限公司 Optical modulator
JP2010266628A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Optical control element
US8909006B2 (en) 2010-09-30 2014-12-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide device
US20130195400A1 (en) * 2010-09-30 2013-08-01 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide device
WO2012043694A1 (en) 2010-09-30 2012-04-05 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
US9081214B2 (en) 2010-10-25 2015-07-14 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical control element
JP2014041254A (en) * 2012-08-22 2014-03-06 Fujikura Ltd Optical waveguide element
JP2014041253A (en) * 2012-08-22 2014-03-06 Fujikura Ltd Optical waveguide element
WO2014030576A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 株式会社フジクラ Optical waveguide element
US9857534B2 (en) 2012-08-22 2018-01-02 Fujikura Ltd. Optical waveguide device having a light absorber for split out modes
WO2014030575A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 株式会社フジクラ Optical waveguide element
JPWO2014050230A1 (en) * 2012-09-25 2016-08-22 日本電気株式会社 High-order mode filter
WO2014050230A1 (en) * 2012-09-25 2014-04-03 日本電気株式会社 High-order mode filter
JP2015191140A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 住友大阪セメント株式会社 optical waveguide device
WO2015147276A1 (en) * 2014-03-28 2015-10-01 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide device
US10416526B2 (en) 2014-03-31 2019-09-17 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical waveguide device
JP2016191820A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element
JP2016105199A (en) * 2016-02-04 2016-06-09 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide device
JP2018169593A (en) * 2017-03-30 2018-11-01 住友大阪セメント株式会社 Optical waveguide element

Also Published As

Publication number Publication date
JP4691481B2 (en) 2011-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4691481B2 (en) Optical waveguide device
JP4847177B2 (en) Light modulation element
JP5012624B2 (en) Optical waveguide device
US8923658B2 (en) Optical waveguide device
US8406578B2 (en) Mach-zehnder waveguide type optical modulator
US9081214B2 (en) Optical control element
JP5369883B2 (en) Light control element
JP2006276518A (en) Optical modulator
WO2007111083A1 (en) Photoregulation element and production method thereof
JP2007293215A (en) Optical device
JP6996381B2 (en) Optical waveguide element
JPWO2006106807A1 (en) Light control element
JP6464886B2 (en) Optical waveguide device
JP4993309B2 (en) Optical waveguide device, wavelength conversion device, and harmonic laser light source device
JPH07318986A (en) Waveguide type optical switch
US20220291447A1 (en) Optical waveguide element
JPH11167032A (en) Curved optical waveguide circuit
US10416388B2 (en) Optical waveguide device
JP2005084090A (en) Integrated optical waveguide device
JP6218335B2 (en) Optical integrated circuit with transverse attenuation zone
JP2006267324A (en) Optical element and coherent light source
JP2020166054A (en) Optical waveguide element
JPH10160951A (en) Optical multiplexing and demultiplexing circuit
JP2015191140A (en) optical waveguide device
JP5463832B2 (en) Light modulator

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090713

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090915

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100308

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110107

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110208

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110221

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4691481

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140225

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees