JP2010008751A - 光導波路デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光導波路デバイスは、基板の上面に並列して形成された2つの光導波路のうち、一方の光導波路のみを切断する溝を有し、該溝は、基板の上面から底面まで貫通している。このような溝は、基板1の上面に並列して形成された2つの光導波路2,3のうち、切断しようとする一方の光導波路2が上側に、切断しない他方の光導波路3が下側に位置するように基板1の一方の側面を支持台4に固定し、ダイシングブレード5を基板1の底面側から上面側へと進行させることによって形成される。
【選択図】図1
Description
すなわち、上記のように、2台の光変調器を1チップ化した場合には、2台の光変調器の出力導波路が互いに近接することになる。そのため、従来のダイシング加工による溝の形成では、一方の光変調器の出力導波路のみを切断する溝を形成しようとする場合に、あやまって他方の光変調器の出力導波路を切ってしまうおそれがある。したがって、ダイシング工程(溝形成工程)の歩留まりが悪化したり、ダイシング加工に高い精度が要求されたりするなど光導波路デバイスの生産性の面で課題が残る。
例えば、基板の上面に2つの光導波路を並列配置し、その一方の光導波路に波長板等の光学部品を配置して光導波路デバイスを構成する場合、該一方の光導波路のみを切断する溝を形成し、この形成した溝に光学部品を挿入することが考えられる。
図2は、本発明の第1実施形態による光導波路デバイスの構成を示す平面図である。この光導波路デバイスは、偏波多重対応の光変調器として構成されたものであり、入力光を2つの光変調部で変調すると共に、各光変調部の出力光の偏波面を直交させて合波部に入力し、該合波部で偏波合成を行って偏波多重光を出力する。
第1光変調部20は、光導波路と、該光導波路を伝搬する光を変調するための信号電極51および接地電極52とを含む。また、第2光変調部30は、光導波路と、該光導波路を伝搬する光を変調するための信号電極53および接地電極52とを含む。ここで、本実施形態では、第1光変調部20の接地電極および第2光変調部30の接地電極として共通の接地電極52を用いているが、別々に設けるようにしてもよい。
まず、光学研磨したLN基板1の上面に、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、すなわち、第1光変調部20の光導波路(入力導波路21、分岐導波路22,23、出力導波路24)、第2光変調部30の光導波路(入力導波路31、分岐導波路32,33、出力導波路34)および合波部40を形成する。
(第1変形例)上記第1実施形態による光導波路デバイスでは、2つの光が入力されるようになっているが、図5に示すように、入力光を2つに分波して第1光変調部20および第2光変調部30に供給する分波部70を基板10の上面にさらに形成してもよい。分波部70は、例えば導波路型の1×2カプラとして構成することができる。
次に、本発明の他の実施形態による光導波路デバイスについて説明する。
図11は、本発明の第2実施形態による光導波路デバイスの構成を示す平面図である。この光導波路デバイスは、偏波多重RZ(Return to Zero)信号を生成できる光変調器として構成されている。
第3光変調部90の信号電極55にはマイクロ波電気信号としてクロック信号が印加され、第1光変調部20の信号電極51および第2光変調部30の信号電極53にはマイクロ波電気信号としてNRZ(Non Return to Zero)データ信号が印加される。すなわち、第3光変調部90は、入力光をクロック信号で変調して光クロック信号を出力するクロック変調器として動作し、第1光変調部20および第2光変調部30は、それぞれ入力光(すなわち、第3光変調部90から出力された光クロック信号)をNRZデータ信号で変調して光RZ信号を出力するデータ変調器として動作する。
以上説明した本実施形態による光導波路デバイスは、1つの基板10上に、第3光変調部90、合波/分波部95、第1光変調部20、第2光変調部30および合波部40が形成されると共に、第1光変調部20の出力導波路24のみを切断する溝61が形成され、この形成された溝61に1/2波長板60が挿入される。ここで、第3光変調部90はクロック信号によって駆動されるクロック変調器、第1光変調部20および第2光変調部30はNRZデータ信号によって駆動されるデータ変調器として構成されており、これにより、偏波多重RZ信号を生成できる光変調器を大幅に小型化できる。
(第1変形例)上記第2実施形態による光導波路デバイスにおいても、上記第1実施形態による光導波路デバイスにおける第6変形例(図10)と同様、第1光変調部20の信号電極51の入力端(信号入力端)51INと、第2光変調部30の信号電極53の入力端(信号入力端)53INとを、基板10の同一側面側に配置するようにしてもよい。
No(Lo1−Lo2)−Ne(Lf1−Lf2)=(2N+1)・c/(2f)
これにより、2のコネクタをパッケージの同じ側に配置でき、よりコンパクトな実装を可能としつつ、第1光変調器20および第2光変調器30へと同じタイミングでNRZデータを入力できる。
前記第1光導波路および前記第2光導波路のうち、前記第1光導波路のみを切断する溝を有し、
前記溝は、前記基板の前記第1光導波路側の側面に形成されて前記基板の上面から底面まで貫通していることを特徴とする光導波路デバイス。
前記溝に光学部品が挿入されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記基板の上面に形成され、光導波路と、該光導波路を伝搬する光を変調するための信号電極および接地電極とを有する第1光変調部と、
前記基板の上面に前記第1光変調部と並列して形成され、光導波路と、該光導波路を伝搬する光を変調するための信号電極および接地電極とを有する第2光変調部と、
前記第1光変調部の出力導波路の途中に配置され、該出力導波路を伝搬する光のTM/TEモードを変換するモード変換素子と、
前記基板の上面に形成され、前記モード変換素子を経た前記第1光変調部の出力光と、前記第2光変調部の出力光とを偏波合成して偏波多重光を生成する合波部と、を備え、
前記モード変換素子は、前記基板の上面に形成された光導波路のうち、前記第1光変調部の出力導波路のみを切断する溝に挿入され、
前記溝は、前記基板の前記第1光変調部側の側面に形成されて前記基板の上面から底面まで貫通していることを特徴とする光導波路デバイス。
前記モード変換素子は、該モード変換素子の屈折率と実質的に等しい屈折率を有する接着剤によって固定されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記モード変換素子は、光の偏波面を90°回転させる1/2波長板であることを特徴とする導波路型光デバイス。
前記溝は、前記第1光変調部の出力導波路に対して垂直から所定角度だけ傾斜していることを特徴とする光導波路デバイス。
前記基板の上面に形成され、入力光を2つに分波して一方の光を前記第1光変調部に供給し、他方の光を前記第2光変調部に供給する分波部を備えることを特徴とする光導波路デバイス。
前記モード変換素子を経た前記第1光変調部の出力光のパワーと、前記第2光変調部の出力光のパワーとが等しくなるように、前記分波部の分波比が設定されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記第1光変調部の出力導波路および前記第2光変調部の出力導波路の少なくとも一方が、互いの間隔を広げるように湾曲して形成され、
前記溝は、前記第1光変調部の出力導波路と前記第2光導波路の出力導波路との間隔が広がった位置で前記第1光変調部の出力導波路を切断していることを特徴とする光導波路デバイス。
前記基板の上面の前記第1光変調部側の縁部に、前記溝を挟む一対の切欠部を有することを特徴とする光導波路デバイス。
前記基板の上面に加工補助板が取り付けられ、
前記溝は、前記加工補助板の上面から前記基板の底面まで貫通していることを特徴とする光導波路デバイス。
前記基板の上面に形成され、前記第1光変調部の出力導波路と、前記第2光変調部の出力導波路との間の位置する電極を備え、
前記溝は、前記電極に達する深さを有して形成されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記電極は、前記第1光変調部の接地電極および前記第2光変調部の接地電極の少なくとも一方に導通していることを特徴とする光導波路デバイス。
前記第1光変調部の信号電極の信号入力端と、前記第2光変調部の信号電極の信号入力端とが前記基板の同一側面側に配置されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記基板の上面に形成され、一対の分岐導波路と、該一対の分岐導波路を伝搬する光を変調するための信号電極および接地電極とを有する第3光変調部と、
前記基板の上面に形成され、前記第3光変調部の一対の分岐導波路を伝搬した光を合波および分波して一方の光を前記第1光変調部に供給し、他方の光を前記第2光変調部に供給する合波/分波部と、
をさらに備えることを特徴とする光導波路デバイス。
前記第1光変調部および前記第2光変調部は、NRZデータ信号によって駆動されるデータ変調器として構成され、
前記第3光変調部は、クロック信号によって駆動されるクロック変調器として構成されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記合波/分波部は、互いに位相が反転した相補的な信号光を出力し、
前記第3光変調部の出力部から前記第1光変調部の相互作用部までの光導波路長と、前記第3光変調部の出力部から前記第2光変調部の相互作用部までの光導波路長とが、前記クロック信号の半周期分だけ異なることを特徴とする光導波路デバイス。
前記第3光変調部の出力部から前記第1光変調部までの光導波路長と、前記第3光変調部の出力部から前記第2光変調部までの光導波路長とが等しく形成され、
前記第1光変調部の信号電極と、前記第2光変調部の信号電極とが、光の伝搬方向において、前記クロック信号の半波長分だけずれて配置されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記合波/分波部は、互いに位相が反転した相補的な信号光を出力し、
前記第1光変調部の信号電極のフィーダ部の長さをLf1、前記第2光変調部の信号電極のフィーダ部の長さをLf2、両フィーダ部を伝搬する前記マイクロ波電気信号の実効屈折率をNe、前記第3光変調部の出力部から前記第1光変調部の相互作用部までの光導波路の長さをLo1、前記第3光変調部の出力部から前記第2光変調部の相互作用部までの光導波路の長さをLo2、光導波路を伝搬する光の実効屈折率をNo、光速をc、前記クロック信号の周波数をfとしたときに、下記式を満たすことを特徴とする光導波路デバイス。
但し、Nは整数
前記第1光変調部、前記第2光変調部および前記第3光変調部が並列して配置されると共に、前記合波/分波部の一方の出力部と前記第1光変調部および前記合波/分波部の他方の出力部と第2光変調部とを、光の伝搬方向を折り返すように円弧状に形成された曲がり導波路によってそれぞれ接続したことを特徴とする光導波路デバイス。
前記基板の上面に、前記曲がり導波路のそれぞれの外側に沿って円弧状溝が形成されていることを特徴とする光導波路デバイス。
前記円弧状溝の深さと、前記一対の切欠部の深さとがほぼ等しいことを特徴とする光導波路デバイス。
前記第1光導波路が上側に、前記第2光導波路が下側に位置するように前記基板の一方の側面を固定し、ダイシングソーを前記基板の上面側から底面側へ或いは前記基板の底面側から上面側へと進行させることにより、前記基板の他方の側面に、前記第1光導波路および前記第2光導波路のうちの前記第1光導波路のみを切断すると共に前記基板の上面から底面まで貫通する溝を形成する工程と、
を含む光導波路デバイスの製造方法。
前記基板の上面の前記第1光導波路側の縁部に、一対の切欠部を形成する工程をさらに含み、
前記溝を形成する工程は、前記一対の切欠部の間に前記ダイシングソーを進行させて前記溝を形成することを特徴とする光導波路デバイスの製造方法。
Claims (10)
- 電気光学効果を有する基板と、該基板の上面に並列して形成された第1光導波路および第2光導波路と、を備えた光導波路デバイスにおいて、
前記第1光導波路および前記第2光導波路のうち、前記第1光導波路のみを切断する溝を有し、
前記溝は、前記基板の前記第1光導波路側の側面に形成されて前記基板の上面から底面まで貫通していることを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項1記載の光導波路デバイスであって、
前記溝に光学部品が挿入されていることを特徴とする光導波路デバイス。 - 電気光学効果を有する基板と、
前記基板の上面に形成され、光導波路と、該光導波路を伝搬する光を変調するための信号電極および接地電極とを有する第1光変調部と、
前記基板の上面に前記第1光変調部と並列して形成され、光導波路と、該光導波路を伝搬する光を変調するための信号電極および接地電極とを有する第2光変調部と、
前記第1光変調部の出力導波路の途中に配置され、該出力導波路を伝搬する光のTM/TEモードを変換するモード変換素子と、
前記基板の上面に形成され、前記モード変換素子を経た前記第1光変調部の出力光と、前記第2光変調部の出力光とを偏波合成して偏波多重光を生成する合波部と、を備え、
前記モード変換素子は、前記基板の上面に形成された光導波路のうち、前記第1光変調部の出力導波路のみを切断する溝に挿入され、
前記溝は、前記基板の前記第1光変調部側の側面に形成されて前記基板の上面から底面まで貫通していることを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3記載の光導波路デバイスであって、
前記第1光変調部の出力導波路および前記第2光変調部の出力導波路の少なくとも一方が互いの間隔を広げるように湾曲して形成され、
前記溝は、前記第1光変調部の出力導波路と前記第2光導波路の出力導波路との間隔が広がった位置で前記第1光変調部の出力導波路を切断していることを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3または請求項4記載の光導波路デバイスであって、
前記基板の上面の前記第1光変調部側の縁部に、前記溝を挟む一対の切欠部を有することを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3〜5のいずれか1つの記載の光導波路デバイスであって、
前記基板の上面に形成され、前記第1光変調部の出力導波路と、前記第2光変調部の出力導波路との間の位置する電極を備え、
前記溝は、前記電極に達する深さを有して形成されていることを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3〜6のいずれか1つに記載の光導波路デバイスであって、
前記基板の上面に形成され、一対の分岐導波路と、該一対の分岐導波路を伝搬する光を変調するための信号電極および接地電極とを有する第3光変調部と、
前記基板の上面に形成され、前記第3光変調部の一対の分岐導波路を伝搬した光を合波し分波して一方の光を前記第1光変調部に供給し、他方の光を前記第2光変調部に供給する合波/分波部と、
をさらに備えることを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項7記載の光導波路デバイスであって、
前記第1光変調部および前記第2光変調部は、NRZデータ信号によって駆動されるデータ変調器として構成され、
前記第3光変調部は、クロック信号によって駆動されるクロック変調器として構成されていることを特徴とする光導波路デバイス。 - 電気光学効果を有する基板の上面に、並列する第1光導波路および第2光導波路を形成する工程と、
前記第1光導波路が上側に、前記第2光導波路が下側に位置するように前記基板の一方の側面を固定し、ダイシングソーを前記基板の上面側から底面側へと或いは前記基板の底面側から上面側へと進行させることにより、前記基板の他方の側面に、前記第1光導波路および前記第2光導波路のうちの前記第1光導波路のみを切断すると共に前記基板の上面から底面まで貫通する溝を形成する工程と、
を含む光導波路デバイスの製造方法。 - 請求項9記載の光導波路デバイスの製造方法であって、
前記基板の上面の前記第1光導波路側の縁部に、一対の切欠部を形成する工程をさらに含み、
前記溝を形成する工程は、前記一対の切欠部の間に前記ダイシングソーを進行させて前記溝を形成することを特徴とする光導波路デバイスの製造方法。
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