JP2022130562A - light source module - Google Patents

light source module Download PDF

Info

Publication number
JP2022130562A
JP2022130562A JP2022103177A JP2022103177A JP2022130562A JP 2022130562 A JP2022130562 A JP 2022130562A JP 2022103177 A JP2022103177 A JP 2022103177A JP 2022103177 A JP2022103177 A JP 2022103177A JP 2022130562 A JP2022130562 A JP 2022130562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
waveguides
visible light
multiplexer
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
JP2022103177A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7340661B2 (en
Inventor
淳一 長谷川
Junichi Hasegawa
礼高 松原
Noritaka Matsubara
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.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric 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
Priority claimed from JP2019110777A external-priority patent/JP7099995B2/en
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2022103177A priority Critical patent/JP7340661B2/en
Publication of JP2022130562A publication Critical patent/JP2022130562A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7340661B2 publication Critical patent/JP7340661B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source module with which optical losses are suppressed.
SOLUTION: A light source module comprises a plurality of visual light sources for outputting visual lights mutually differing in wavelength, and an optical waveguide circuit optically connected to each of the plurality of visible light sources. The optical waveguide circuit includes a plurality of waveguides optically connected to one of the visible light sources and respectively guiding the light outputted from one of the visible light sources, at least one multiplexer/splitter optically connected to one of the waveguides and multiplexing or splitting the light guided through one of the waveguides, a clad for enclosing the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/splitter, and a polarization synthesizer/separator for polarization synthesizing or separating two visible lights the polarized waves of which are orthogonal to each other, the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/splitter being composed of quartz glass that contains zirconia (ZrO2).
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、可視光を出力する光源モジュールに関するものである。 The present invention relates to a light source module that outputs visible light.

近年、携帯プロジェクター、ヘッドアップディスプレイ(HUD)、ヘッドマウントディスプレイ(HMD)などの開発が加速しており、走査型レーザ投射装置の超小型化が強く求められている。走査型レーザ投射装置の主要部品として、可視光源である赤色光源、緑色光源、青色光源のそれぞれから出力された光を合波する合波モジュールがある。可視光源と合波モジュールとを含んで光源モジュールが構成される。 In recent years, the development of portable projectors, head-up displays (HUDs), head-mounted displays (HMDs), etc. has been accelerating, and there is a strong demand for ultra-miniaturization of scanning laser projection devices. 2. Description of the Related Art As a main component of a scanning laser projection apparatus, there is a multiplexing module that multiplexes light output from each of a red light source, a green light source, and a blue light source, which are visible light sources. A light source module is configured including a visible light source and a multiplexing module.

合波モジュールとして、ダイクロイックミラー等の空間結合技術を用いて作製されたものがある。しかしながら、空間結合型の合波モジュールは、レンズ等の複数部品をきわめて精密に実装しなければならない、モジュールサイズの大型化を引き起こす、さらに、アセンブリ時の軸ずれによる光学系の損失増大が発生する場合があるなどの課題がある。そこで、半導体プロセスを利用して作製可能な石英系ガラス導波路で構成される、平面光波回路(Planar Lightwave Circuit:PLC)型の合波モジュールが、上記の課題を解決できる手段として注目されている(特許文献1~3参照)。 As a multiplexing module, there is one manufactured using a spatial coupling technique such as a dichroic mirror. However, the spatial coupling type multiplexing module requires extremely precise mounting of multiple parts such as lenses, which causes an increase in module size, and an increase in optical system loss due to axis misalignment during assembly. There are some issues that may arise. Therefore, a planar lightwave circuit (PLC) type multiplexing module composed of a silica-based glass waveguide that can be manufactured using a semiconductor process is attracting attention as a means for solving the above problems. (See Patent Documents 1 to 3).

特開2013-195603号公報JP 2013-195603 A 特開2019-35876号公報JP 2019-35876 A 国際公開第2017/065225号WO2017/065225

PLCのような光導波路回路では、導波路を構成するコアには、屈折率を高めるためのドーパントとしてゲルマニア(GeO)を添加することが一般的である。しかしながら、ゲルマニアを添加したコアで構成される光導波路回路の合波モジュールを、可視光に対して適用する場合には、合波モジュールの光損失が増大する場合がある。 In an optical waveguide circuit such as a PLC, germania (GeO 2 ) is generally added as a dopant for increasing the refractive index to the core that constitutes the waveguide. However, when a multiplexing module of an optical waveguide circuit composed of a germania-doped core is applied to visible light, the optical loss of the multiplexing module may increase.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光損失が抑制された光源モジュールを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light source module in which light loss is suppressed.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光源モジュールは、それぞれが互いに波長が異なる可視光を出力する複数の可視光源と、前記複数の可視光源のそれぞれに光学的に接続した光導波路回路と、を備え、前記光導波路回路は、前記可視光源のいずれかに光学的に接続されており、前記可視光源のいずれかから出力された光をそれぞれ導波する複数の導波路と、前記導波路のいずれかに光学的に接続されており、前記導波路のいずれかを導波したそれぞれの前記光を合波または分波する少なくとも1つの合分波器と、前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器を取り囲むクラッドと、互いに偏波が直交する2つの前記可視光を偏波合成または偏波分離する偏波合成/分離器と、を有しており、前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、ジルコニア(ZrO)を含む石英系ガラスからなる。 In order to solve the above-described problems and achieve an object, a light source module according to one aspect of the present invention includes a plurality of visible light sources that output visible light having different wavelengths, and and an optical waveguide circuit optically connected, wherein the optical waveguide circuit is optically connected to one of the visible light sources and guides the light output from one of the visible light sources, respectively. a plurality of waveguides, and at least one multiplexer/demultiplexer that is optically connected to any of the waveguides and multiplexes or demultiplexes each of the lights guided through any of the waveguides. , a cladding surrounding the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer; and the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer are made of silica-based glass containing zirconia (ZrO 2 ).

前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、前記可視光をシングルモードで導波してもよい。 The plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer may guide the visible light in a single mode.

前記光導波路回路は、前記可視光が入力される第1端面と、前記可視光を出力する第2端面とを有しており、前記第1端面と前記第2端面とが略直交していてもよい。 The optical waveguide circuit has a first end face into which the visible light is input and a second end face from which the visible light is output, and the first end face and the second end face are substantially perpendicular to each other. good too.

前記複数の可視光源は、互いにスペクトルが重なる可視光を出力する複数の可視光源を含み、前記少なくとも1つの合分波器は、互いにスペクトルが重なる前記可視光を合波または分波してもよい。 The plurality of visible light sources may include a plurality of visible light sources that output visible light with overlapping spectra, and the at least one multiplexer/demultiplexer may multiplex or demultiplex the visible lights with overlapping spectra. .

前記光導波路回路は、前記可視光が出力される導波路を切り替える光スイッチをさらに備えてもよい。 The optical waveguide circuit may further include an optical switch for switching a waveguide from which the visible light is output.

前記複数の可視光源は、照射された一次光とは波長が異なる可視光を出力する発光体を有する可視光源を含み、前記発光体に照射する前記一次光を出力する一次光源を備えてもよい。 The plurality of visible light sources may include a visible light source having a luminous body that outputs visible light having a wavelength different from that of the irradiated primary light, and may include a primary light source that outputs the primary light to irradiate the luminous body. .

前記複数の可視光源は、赤色光を出力する赤色光源と、緑色光を出力する緑色光源と、青色光を出力する青色光源とを含んでもよい。 The plurality of visible light sources may include a red light source that outputs red light, a green light source that outputs green light, and a blue light source that outputs blue light.

前記複数の導波路の少なくとも1つは屈曲していてもよい。 At least one of the plurality of waveguides may be bent.

前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、ジルコニア(ZrO)の濃度が2mol%以上であってもよい。 The plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer may have a zirconia (ZrO 2 ) concentration of 2 mol % or more.

前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、ジルコニア(ZrO)の濃度が7.75mol%以上であってもよい。 The plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer may have a zirconia (ZrO 2 ) concentration of 7.75 mol % or more.

前記クラッドは純石英ガラスからなり、青色領域において、前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、前記クラッドに対する比屈折率差が0.8%以上であってもよい。 The clad may be made of pure silica glass, and in the blue region, the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer may have a relative refractive index difference of 0.8% or more with respect to the clad.

前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、前記比屈折率差が3.5%以上であってもよい。 The plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer may have a relative refractive index difference of 3.5% or more.

本発明によれば、光損失が抑制された光源モジュールを実現できるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to implement|achieve the light source module by which the optical loss was suppressed.

図1は、実施形態1に係る光源モジュールの模式的構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 1. FIG. 図2は、図1のX-X線断面の一部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a part of the cross section taken along the line XX of FIG. 図3は、比屈折率差Δとコアサイズとの関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the relative refractive index difference Δ and the core size. 図4は、比屈折率差Δとドーパント濃度との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the relative refractive index difference Δ and the dopant concentration. 図5は、導波路の変形の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of deformation of the waveguide. 図6は、比屈折率差Δに対するコアサイズとドーパント材料の適用範囲の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of the application range of the core size and the dopant material with respect to the relative refractive index difference Δ. 図7は、実施形態2に係る光源モジュールの模式的構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 2. FIG. 図8は、実施形態3に係る光源モジュールの模式的構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 3. FIG. 図9は、実施形態4に係る光源モジュールの模式的構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 4. FIG. 図10は、実施形態5に係る光源モジュールの模式的構成図である。10 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 5. FIG. 図11は、実施形態6に係る光源モジュールの模式的構成および動作を示す図である。11A and 11B are diagrams showing a schematic configuration and operation of a light source module according to Embodiment 6. FIG. 図12は、実施形態7に係る光源モジュールの模式的構成図である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 7. FIG. 図13は、実施形態8に係る光源モジュールの模式的構成図である。13 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 8. FIG.

以下に、図面を参照して実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are given the same reference numerals as appropriate. Also, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship of dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Even between the drawings, there are cases where portions with different dimensional relationships and ratios are included.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る光源モジュールの模式的構成図である。光源モジュール100は、複数の可視光源である緑色光源11、青色光源12、赤色光源13と、石英系ガラスからなるPLCである光導波路回路20とを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 1. FIG. The light source module 100 includes a plurality of visible light sources, namely, a green light source 11, a blue light source 12, and a red light source 13, and an optical waveguide circuit 20, which is a PLC made of silica glass.

緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、たとえば半導体レーザ素子である。緑色光源11は緑色の可視光L1を出力する。可視光L1の波長はたとえば495nm~570nmである。青色光源12は青色の可視光L2を出力する。可視光L2の波長はたとえば450nm~495nmである。赤色光源13は赤色の可視光L3を出力する。可視光L3の波長はたとえば620nm~750nmである。可視光L1、L2、L3は、互い波長が異なる。 Green light source 11, blue light source 12, and red light source 13 are, for example, semiconductor laser elements. The green light source 11 outputs green visible light L1. The wavelength of visible light L1 is, for example, 495 nm to 570 nm. The blue light source 12 outputs blue visible light L2. The wavelength of visible light L2 is, for example, 450 nm to 495 nm. The red light source 13 outputs red visible light L3. The wavelength of visible light L3 is, for example, 620 nm to 750 nm. The visible lights L1, L2, and L3 have different wavelengths.

光導波路回路20は、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13のそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20は、第1端面20aと、第1端面20aと対向する第2端面20bとを有している。緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、第1端面20aにバッドジョイント接続されている。 The optical waveguide circuit 20 is optically connected to each of the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13. FIG. In this embodiment, the optical waveguide circuit 20 has a first end face 20a and a second end face 20b facing the first end face 20a. The green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are connected to the first end surface 20a through bad joints.

光導波路回路20は、導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26と、クラッド28とを有している。導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26とは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13に光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器に対応する。 The optical waveguide circuit 20 has waveguides 21 , 22 , 23 , 25 and 27 , multiplexers/demultiplexers 24 and 26 and a clad 28 . The waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexers/demultiplexers 24, 26 are a plurality of waveguides optically connected to the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13, and at least one Corresponds to multiplexer/demultiplexer.

クラッド28は、導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26とを取り囲んでいる。図2ではクラッド28が導波路27を取り囲んでいる状態を示している。クラッド28は、各導波路および合分波器の下方に位置する下部クラッド28aと、各導波路および合分波器の上方および側方に位置する上部クラッド28bとを備えている。クラッド28は、たとえば不図示のシリコン基板やガラス基板上に形成されている。 The cladding 28 surrounds the waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexers/demultiplexers 24, 26. FIG. FIG. 2 shows a state in which the cladding 28 surrounds the waveguide 27 . The clad 28 includes a lower clad 28a positioned below each waveguide and multiplexer/demultiplexer, and an upper clad 28b positioned above and laterally of each waveguide and multiplexer/demultiplexer. The clad 28 is formed on, for example, a silicon substrate or a glass substrate (not shown).

導波路21は、第1端面20aにおいて緑色光源11と光学的に接続されており、可視光L1を導波する。導波路22は、第1端面20aにおいて青色光源12と光学的に接続されており、可視光L2を導波する。導波路23は、第1端面20aにおいて赤色光源13と光学的に接続されており、可視光L3を導波する。すなわち第1端面20aには可視光L1、L2、L3が入力される。 The waveguide 21 is optically connected to the green light source 11 at the first end surface 20a, and guides the visible light L1. The waveguide 22 is optically connected to the blue light source 12 at the first end face 20a and guides the visible light L2. The waveguide 23 is optically connected to the red light source 13 at the first end surface 20a, and guides the visible light L3. That is, visible lights L1, L2, and L3 are input to the first end surface 20a.

合分波器24は、導波路21、22、25と光学的に接続されている。合分波器24は、可視光L1と可視光L2とを合波して導波路25に出力する。導波路25は可視光L1と可視光L2とを導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24 is optically connected to the waveguides 21 , 22 and 25 . The multiplexer/demultiplexer 24 multiplexes the visible light L<b>1 and the visible light L<b>2 and outputs the combined light to the waveguide 25 . The waveguide 25 guides the visible light L1 and the visible light L2.

合分波器26は、導波路23、25と光学的に接続されている。合分波器26は、可視光L1と可視光L2と可視光L3とを合波して導波路27に出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26 is optically connected to the waveguides 23 and 25 . The multiplexer/demultiplexer 26 multiplexes the visible light L1, the visible light L2, and the visible light L3, and outputs the combined light to the waveguide 27. FIG.

合分波器24、26は、公知の構成を有しており、たとえば方向性結合器型や多モード干渉型、Y分岐型などの、導波路を含む構造を有するものである。なお、光の相反性により、合分波器24、26は分波機能も有する。たとえば、合分波器24は、導波路25から可視光L1と可視光L2とが入力された場合、これらを分波して導波路21、22のそれぞれに出力できる。 The multiplexers/demultiplexers 24 and 26 have a known configuration, such as a directional coupler type, a multimode interference type, or a Y-branch type, and have a structure including waveguides. Due to the reciprocity of light, the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 also have a demultiplexing function. For example, when visible light L1 and visible light L2 are input from waveguide 25, multiplexer/demultiplexer 24 can demultiplex these and output them to waveguides 21 and 22, respectively.

導波路27は、合分波器26と光学的に接続されている。導波路27は可視光L1と可視光L2と可視光L3とを導波し、光導波路回路20の第2端面20bから、可視光L1と可視光L2と可視光L3とを含むRGB光である可視光L4を出力する。 The waveguide 27 is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26 . The waveguide 27 guides visible light L1, visible light L2, and visible light L3, and is RGB light including visible light L1, visible light L2, and visible light L3 from the second end surface 20b of the optical waveguide circuit 20. It outputs visible light L4.

導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26とについてより具体的に説明する。導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26とは、屈折率を高めるドーパントであるジルコニア(ZrO)を含む石英系ガラスからなる。一方、クラッド28はたとえば純石英ガラスからなる。ここで、純石英ガラスとは、不純物を含まない石英ガラスと、不純物を含むが石英ガラスの屈折率を変化させる不純物を含まない石英ガラスとを含むものと規定する。導波路21、22、23、25、27および合分波器24、26の、クラッド28に対する比屈折率差Δは、本実施形態では3.5%である。なお、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13のモードフィールド径はたとえば1μm×15μmや1μm×30μmなどの楕円形である。そこで、比屈折率差Δを3.5%とすることで、導波路21、22、23のコアサイズを1μm×1μm程度とできる。これにより、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13とのバットジョイント接続における接続損失を0.1dB程度に低減できる。導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26とは、少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されている。ただし、導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26とは、導波する可視光をマルチモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されていてもよい。 The waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexers/demultiplexers 24, 26 will be described more specifically. The waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexers/demultiplexers 24, 26 are made of silica-based glass containing zirconia (ZrO 2 ), which is a dopant that increases the refractive index. On the other hand, clad 28 is made of, for example, pure silica glass. Here, pure silica glass is defined as including silica glass containing no impurities and silica glass containing impurities but not containing impurities that change the refractive index of silica glass. The relative refractive index difference Δ of the waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexers/demultiplexers 24, 26 with respect to the clad 28 is 3.5% in this embodiment. The mode field diameters of green light source 11, blue light source 12, and red light source 13 are elliptical, such as 1 μm×15 μm or 1 μm×30 μm. Therefore, by setting the relative refractive index difference Δ to 3.5%, the core size of the waveguides 21, 22, and 23 can be reduced to about 1 μm×1 μm. Thereby, the connection loss in the butt-joint connection between the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 can be reduced to about 0.1 dB. The waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexer/demultiplexers 24, 26 have a cross-sectional size and a relative refractive index difference Δ under the condition that at least the guided visible light is guided in a single mode. relationship is set. However, the waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexer/demultiplexers 24, 26 have cross-sectional sizes and relative refractive index differences Δ and relationship may be set.

導波路21、22、23、25、27は、いずれも屈曲している。たとえば、導波路25は、2度Uターンする形状に屈曲しており、その最大の曲げ半径は150μmである。導波路27は、S字状に屈曲しており、その最大の曲げ半径は250μmである。比屈折率差Δが3.5%と高いので、導波路25の曲げ半径が150μmでも曲げ損失がきわめて低減される。このように導波路が屈曲していることによって、光源モジュール100は長さ、すなわち第1端面20aと第2端面20bとの距離が短くなるとともに、導波路のレイアウトの自由度が高くなる。なお、導波路21、22、23、25、27の曲げ半径は、比屈折率差Δを高くするにしたがってさらに小さくできる。比屈折率差Δが3.5%の場合に、最小曲げ半径は、波長460nm、530nm、640nmの場合は、それぞれ100μm、150μm、250μmである。なお、最小曲げ半径とは、その曲げ半径で導波路を90度だけ曲げたときに、曲げによる損失が0.05dB以下となる最小の半径である。 All of the waveguides 21, 22, 23, 25 and 27 are bent. For example, the waveguide 25 is bent into a U-turn shape twice, and its maximum bending radius is 150 μm. The waveguide 27 is bent in an S shape and has a maximum bending radius of 250 μm. Since the relative refractive index difference Δ is as high as 3.5%, bending loss is extremely reduced even if the bending radius of the waveguide 25 is 150 μm. By bending the waveguide in this way, the length of the light source module 100, that is, the distance between the first end surface 20a and the second end surface 20b, is shortened, and the degree of freedom in layout of the waveguide is increased. The bending radii of the waveguides 21, 22, 23, 25 and 27 can be further reduced as the relative refractive index difference Δ is increased. When the relative refractive index difference Δ is 3.5%, the minimum bending radii are 100 μm, 150 μm and 250 μm for wavelengths of 460 nm, 530 nm and 640 nm, respectively. The minimum bending radius is the minimum radius at which the loss due to bending is 0.05 dB or less when the waveguide is bent by 90 degrees.

光導波路回路20は、たとえば以下の用にして製造できる。まず、FHD(Flame Hydrolysis Deposition)法により、基板上に石英系ガラスの微粒子を堆積し、これを加熱してガラス微粒子を透明ガラス化し、下部クラッド28aを形成する。つづいて、下部クラッド28a上にスパッタ法によって、導波路となる石英系ガラス微粒子層を堆積する。この際、ジルコニアをSiOに添加して、石英系ガラス微粒子層の屈折率を下部クラッド28aよりも高くする。つづいて、光導波路回路20の導波路21、22、23、25、27および合分波器24、26の回路パターンをもつフォトマスクを使ったフォトリソグラフィにより、レジストからなるエッチングマスクを形成する。つづいて、フッ素系ガスなどのエッチングガスを用いて、エッチングマスクで覆われていない石英系ガラス微粒子層のドライエッチングを行う。つづいて、FHD法により石英系ガラスの微粒子を堆積し、これを加熱してガラス微粒子を透明ガラス化し、上部クラッド28bを形成する。 The optical waveguide circuit 20 can be manufactured, for example, as follows. First, by FHD (Flame Hydrolysis Deposition) method, fine particles of silica-based glass are deposited on a substrate and heated to turn the glass fine particles into transparent glass to form the lower clad 28a. Subsequently, a silica-based glass fine particle layer, which serves as a waveguide, is deposited on the lower clad 28a by sputtering. At this time, zirconia is added to SiO 2 to make the refractive index of the silica-based glass fine particle layer higher than that of the lower clad 28a. Subsequently, an etching mask made of resist is formed by photolithography using a photomask having a circuit pattern of the waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexers/demultiplexers 24, 26 of the optical waveguide circuit 20. FIG. Subsequently, using an etching gas such as a fluorine-based gas, the silica-based glass fine particle layer not covered with the etching mask is dry-etched. Next, fine particles of silica-based glass are deposited by the FHD method and heated to turn the fine particles of glass into transparent glass to form the upper clad 28b.

可視光を導波または合波する導波路21、22、23、25、27と、合分波器24、26とがジルコニアを含むことによる効果をより詳細に説明する。 The effects of including zirconia in the waveguides 21, 22, 23, 25 and 27 for guiding or combining visible light and the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 will be described in more detail.

図3は、比屈折率差Δとコアサイズとの関係の一例を示す図である。コアサイズとは、導波路の長手方向に垂直な断面における断面形状を正方形とした場合の、正方形の一辺の長さである。コアサイズは波長λの光をシングルモードで導波することができる値を示している。波長λとして、通信において使用される1550nmの場合と、可視光領域のうち比較的短波である460nmの場合を示している図3に示すように、1550nmの場合と比較して、460nmの場合、コアサイズを大幅に小さくする必要がある。たとえば、比屈折率差Δが0.45%の場合、コアサイズは波長1550nmでは一辺が7.5μmであるものが、波長460nmでは一辺が3μmである。図3はシングルモード導波の場合を示すが、マルチモード導波の場合も、コアサイズの大小の波長依存性は同様の傾向を示す。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the relative refractive index difference Δ and the core size. The core size is the length of one side of a square when the cross-sectional shape of the waveguide perpendicular to the longitudinal direction is a square. The core size indicates a value that can guide light of wavelength λ in a single mode. As the wavelength λ, as shown in FIG. It is necessary to significantly reduce the core size. For example, when the relative refractive index difference Δ is 0.45%, the core size is 7.5 μm on a side at a wavelength of 1550 nm, and 3 μm on a side at a wavelength of 460 nm. FIG. 3 shows the case of single-mode waveguide, but also in the case of multi-mode waveguide, the wavelength dependence of the core size shows a similar tendency.

また、図4は、比屈折率差Δとドーパント濃度との関係の一例を示す図である。ここで、ドーパント濃度は、石英ガラス中おける濃度である。図4に示すように、同じ比屈折率差Δを実現するために必要なドーパント濃度については、ジルコニアはゲルマニアの1/4程度以下でよい。 Moreover, FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the relative refractive index difference Δ and the dopant concentration. Here, the dopant concentration is the concentration in quartz glass. As shown in FIG. 4, the dopant concentration required for zirconia to achieve the same relative refractive index difference Δ is about 1/4 or less of germania.

ここで、導波路中にドーパントが存在すると、ドーパントによってレイリー散乱光が発生する。レイリー散乱光の発生は光損失を引き起こす。石英ガラス中のドーパントの粒子によって生じるレイリー散乱光の強度について、下記式が成立する。

Figure 2022130562000002
Iはレイリー散乱光の強度、Iは入射光の強度、λはレイリー散乱光の波長、Rはドーパント粒子からの距離、Vはドーパント粒子の体積、θは散乱角、nはドーパント粒子の屈折率である。 Here, if a dopant exists in the waveguide, the dopant generates Rayleigh scattered light. The generation of Rayleigh scattered light causes light loss. The following formula holds for the intensity of Rayleigh scattered light generated by dopant particles in quartz glass.
Figure 2022130562000002
I is the intensity of the Rayleigh scattered light, I0 is the intensity of the incident light, λ is the wavelength of the Rayleigh scattered light, R is the distance from the dopant particle, V is the volume of the dopant particle, θ is the scattering angle, and n is the refraction of the dopant particle. rate.

上記式から解るように、レイリー散乱光強度は、λの4乗に反比例する。したがって、レイリー散乱光は、可視光領域ではλが1550nmの場合と比較して強くなる。一方、レイリー散乱光強度は、Rの2乗に反比例する。したがって、ドーパントとしてジルコニアを用いると、ゲルマニアの場合と比較して、同じ比屈折率差Δを実現する際のドーパント濃度を1/4程度以下とできるので、Rを16倍程度以上とできる。その結果、ドーパントとしてジルコニアを用いると、レイリー散乱光強度を低減できるので、光散乱を抑制できる。 As can be seen from the above equation, the Rayleigh scattered light intensity is inversely proportional to λ to the fourth power. Therefore, Rayleigh scattered light is stronger in the visible light region than when λ is 1550 nm. On the other hand, the Rayleigh scattered light intensity is inversely proportional to R squared. Therefore, when zirconia is used as a dopant, the dopant concentration for realizing the same relative refractive index difference Δ can be reduced to about 1/4 or less compared to germania, so that R2 can be increased to about 16 times or more. As a result, the use of zirconia as a dopant can reduce the intensity of Rayleigh scattered light, thereby suppressing light scattering.

さらに、ガラスは一般的にドーパント濃度が高いと軟化点が低下する。そのため、光導波路回路の導波路にドーパントを添加する場合、製造プロセスにおけるガラス化などの、1000℃級の加熱工程において導波路が変形するおそれがある。たとえば、図5は、下部クラッド128a上に、ゲルマニアを添加した石英系ガラス微粒子層の導波路パターン121、122を形成し、その後FHD法により、上部クラッドとなる石英系ガラス微粒子層128bを形成した場合を示している。この場合、FHD法における高温下にて軟化した方向性結合器の導波路パターン121、122に石英系ガラス微粒子層128bから応力が掛かり、導波路パターン121、122が互いに近づく状態に傾く変形をする場合がある。 Furthermore, glasses generally have a lower softening point at higher dopant concentrations. Therefore, when a dopant is added to a waveguide of an optical waveguide circuit, the waveguide may be deformed in a 1000° C.-class heating step such as vitrification in the manufacturing process. For example, in FIG. 5, the waveguide patterns 121 and 122 of the germania-doped silica-based glass fine particle layer are formed on the lower clad 128a, and then the silica-based glass fine particle layer 128b serving as the upper clad is formed by the FHD method. indicates the case. In this case, stress is applied to the waveguide patterns 121 and 122 of the directional coupler softened under high temperature in the FHD method from the silica-based glass fine particle layer 128b, and the waveguide patterns 121 and 122 are deformed so as to be inclined toward each other. Sometimes.

これに対して、ドーパントとしてジルコニアを用いると、ゲルマニアの場合と比較して、同じ比屈折率差Δを実現する際のドーパント濃度を1/4程度以下とできるので、導波路の変形を抑制することができる。さらに、ジルコニアの融点は2715℃であり、ゲルマニアの融点よりも約2.5倍高く、機械的強度も高いので、より高濃度としても変形を抑制できる。特に、図3に示したように、可視光領域の光を使用する場合はコアサイズを大幅に小さくする必要がある。そのため、導波路の変形を抑制することは、導波路の形状やサイズを高精度にするために適する。 On the other hand, when zirconia is used as a dopant, the dopant concentration for realizing the same relative refractive index difference Δ can be reduced to about 1/4 or less compared to the case of germania, so deformation of the waveguide is suppressed. be able to. Furthermore, the melting point of zirconia is 2715° C., which is about 2.5 times higher than the melting point of germania, and the mechanical strength is also high, so deformation can be suppressed even at a higher concentration. In particular, as shown in FIG. 3, when using light in the visible light region, it is necessary to significantly reduce the core size. Therefore, suppressing the deformation of the waveguide is suitable for making the shape and size of the waveguide highly accurate.

図6は、比屈折率差Δに対するコアサイズとドーパント材料の適用範囲の一例を示す図である。波長帯として、1530nm~1560nm程度の通信帯域と、可視光領域とを示しており、特に1550nmと460nmの場合を示している。コアサイズと比屈折率差Δとの関係は図3に示したものと同じである。比屈折率差Δとドーパント濃度との関係は図4に示したものと同じである。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the application range of the core size and the dopant material with respect to the relative refractive index difference Δ. As a wavelength band, a communication band of about 1530 nm to 1560 nm and a visible light region are shown, and in particular, 1550 nm and 460 nm are shown. The relationship between the core size and the relative refractive index difference Δ is the same as shown in FIG. The relationship between the relative refractive index difference Δ and the dopant concentration is the same as shown in FIG.

領域Aは、1000℃級の高温下で導波路の変形などが生じない比屈折率差Δおよびコアサイズの領域の一例である。なお、クラッドは純石英ガラスである。領域Bは、1000℃級の高温下で導波路の変形が生じ得る比屈折率差Δおよびコアサイズの領域の一例である。領域Cは、1000℃級の高温下で導波路の溶融が生じ得る比屈折率差Δおよびコアサイズの領域の一例である。図6に示すように、波長1550nmではゲルマニアの場合でも領域Aの範囲は比較的広いが、波長460nmでは大幅に狭くなる。これに対して、ジルコニアの場合は、領域Aの範囲がきわめて広いことがわかる。図6の場合は、青色領域の波長460nmにおいて、比屈折率差Δが0.8%以上またはコアサイズが2.2μm以下であればジルコニアの効果が高く、比屈折率差Δが3.5%以上またはコアサイズが1μm以下であればジルコニアの効果がさらに高い。この比屈折率差Δを図4の関係を用いてドーパント濃度に変換すると、青色領域の波長460nmにおいて、ドーパント濃度が2mol%以上であればジルコニアの効果が高く、ドーパント濃度が7.75mol%以上であればジルコニアの効果がさらに高い。 Region A is an example of a region having a relative refractive index difference Δ and a core size in which deformation of the waveguide does not occur at a high temperature of 1000° C. class. Note that the clad is pure quartz glass. Region B is an example of a region of relative refractive index difference Δ and core size in which deformation of the waveguide may occur at a high temperature of 1000° C. class. Region C is an example of a region of core size and relative refractive index difference Δ in which melting of the waveguide can occur at a high temperature of 1000° C. class. As shown in FIG. 6, at a wavelength of 1550 nm, the range of region A is relatively wide even in the case of germania, but at a wavelength of 460 nm, it is significantly narrower. On the other hand, in the case of zirconia, it can be seen that the range of region A is extremely wide. In the case of FIG. 6, at a wavelength of 460 nm in the blue region, if the relative refractive index difference Δ is 0.8% or more or the core size is 2.2 μm or less, the effect of zirconia is high, and the relative refractive index difference Δ is 3.5. % or more or the core size is 1 μm or less, the effect of zirconia is even higher. When this relative refractive index difference Δ is converted into a dopant concentration using the relationship of FIG. If so, the effect of zirconia is even higher.

なお、図6に示す比屈折率差Δおよびコアサイズの領域である領域A、B、Cの範囲は、クラッドの屈折率や波長などに依存して変化し得ることに留意すべきである。 It should be noted that the ranges of the regions A, B, and C, which are regions of the relative refractive index difference Δ and the core size shown in FIG.

以上説明したように、実施形態1に係る光源モジュール100は、レイリー散乱による光損失が抑制されており、より高出力な光源モジュールとなる。また、光源モジュール100は、導波路21、22、23、25、27および合分波器24、26のサイズの精度が高いので、光学特性の精度も高く、かつ製造性も良好である。また、光源モジュール100はレイアウトの自由度が高く、たとえば小型化できる。 As described above, the light source module 100 according to the first embodiment suppresses light loss due to Rayleigh scattering, and is a light source module with higher output. Further, in the light source module 100, since the waveguides 21, 22, 23, 25, 27 and the multiplexers/demultiplexers 24, 26 are highly accurate in size, the optical characteristics are highly accurate, and the manufacturability is also good. In addition, the light source module 100 has a high degree of freedom in layout and can be downsized, for example.

ここで、実施形態1に係る光源モジュールと同じ構成の光源モジュールを作製した。なお、合分波器は多モード干渉(MMI)型とした。作製した光導波路回路は平面視で3mm×0.5mmときわめて小型に作製できた。また、各可視光源と光導波路回路のバットジョイント接続の接続損失はいずれも0.2dB以下であった。各可視光源から光導波路回路の出力端までの損失は0.5dB以下であり、きわめて低損失を実現できた。 Here, a light source module having the same configuration as that of the light source module according to the first embodiment was produced. The multiplexer/demultiplexer was of multimode interference (MMI) type. The fabricated optical waveguide circuit could be fabricated in a very small size of 3 mm×0.5 mm in plan view. Moreover, the connection loss of the butt joint connection between each visible light source and the optical waveguide circuit was 0.2 dB or less. The loss from each visible light source to the output end of the optical waveguide circuit was 0.5 dB or less, and an extremely low loss could be realized.

(実施形態2)
図7は、実施形態2に係る光源モジュールの模式的構成図である。光源モジュール100Aは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13と、光導波路回路20Aとを備えている。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 2. FIG. The light source module 100A includes a green light source 11, a blue light source 12, a red light source 13, and an optical waveguide circuit 20A.

緑色光源11、青色光源12、赤色光源13と可視光L1、L2、L3とは、実施形態1の対応する要素と同じである。 The green light source 11, blue light source 12, red light source 13, and visible light L1, L2, and L3 are the same as the corresponding elements in the first embodiment.

光導波路回路20Aは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13のそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20は、第1端面20Aaと、第1端面20Aaと対向せずに略直交する第2端面20Abとを有している。緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、第1端面20Aaにバッドジョイント接続されている。 The optical waveguide circuit 20A is optically connected to each of the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13. FIG. In this embodiment, the optical waveguide circuit 20 has a first end surface 20Aa and a second end surface 20Ab that is substantially orthogonal to the first end surface 20Aa without facing it. The green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are connected to the first end surface 20Aa through bad joints.

光導波路回路20Aは、導波路21A、22A、23A、25A、27Aと、合分波器24A、26Aと、クラッド28Aとを有している。導波路21A、22A、23A、25A、27Aと、合分波器24A、26Aとは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13に光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器を含む。 The optical waveguide circuit 20A has waveguides 21A, 22A, 23A, 25A and 27A, multiplexers/demultiplexers 24A and 26A, and a clad 28A. The waveguides 21A, 22A, 23A, 25A, 27A and the multiplexers/demultiplexers 24A, 26A are a plurality of waveguides optically connected to the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13, and at least one Includes multiplexer/demultiplexer.

クラッド28Aは、導波路21A、22A、23A、25A、27Aと、合分波器24A、26Aとを取り囲んでいる。クラッド28Aは、実施形態1のクラッド28と同様の構成である。 The clad 28A surrounds the waveguides 21A, 22A, 23A, 25A, 27A and the multiplexers/demultiplexers 24A, 26A. The clad 28A has the same configuration as the clad 28 of the first embodiment.

導波路21Aは、第1端面20Aaにおいて緑色光源11と光学的に接続されており、可視光L1を導波する。導波路22Aは、第1端面20Aaにおいて青色光源12と光学的に接続されており、可視光L2を導波する。導波路23Aは、第1端面20Aaにおいて赤色光源13と光学的に接続されており、可視光L3を導波する。 The waveguide 21A is optically connected to the green light source 11 at the first end face 20Aa, and guides the visible light L1. The waveguide 22A is optically connected to the blue light source 12 at the first end surface 20Aa and guides the visible light L2. The waveguide 23A is optically connected to the red light source 13 at the first end surface 20Aa and guides the visible light L3.

合分波器24Aは、導波路21A、22A、25Aと光学的に接続されている。合分波器24Aは、可視光L1と可視光L2とを合波して導波路25Aに出力する。導波路25Aは可視光L1と可視光L2とを導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24A is optically connected to the waveguides 21A, 22A and 25A. The multiplexer/demultiplexer 24A multiplexes the visible light L1 and the visible light L2 and outputs the multiplexed light to the waveguide 25A. The waveguide 25A guides the visible light L1 and the visible light L2.

合分波器26Aは、導波路23A、25Aと光学的に接続されている。合分波器26Aは、可視光L1と可視光L2と可視光L3とを合波して導波路27Aに出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26A is optically connected to the waveguides 23A and 25A. The multiplexer/demultiplexer 26A multiplexes the visible light L1, the visible light L2, and the visible light L3, and outputs the multiplexed light to the waveguide 27A.

合分波器24A、26Aは、実施形態1の合分波器24、26と同様の構成である。 The multiplexers/demultiplexers 24A and 26A have the same configuration as the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 of the first embodiment.

導波路27Aは、合分波器26Aと光学的に接続されている。導波路27Aは可視光L1と可視光L2と可視光L3とを導波し、光導波路回路20Aの第2端面20Abから、可視光L1と可視光L2と可視光L3とを含むRGB光である可視光L4を出力する。 The waveguide 27A is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26A. The waveguide 27A guides visible light L1, visible light L2, and visible light L3, and is RGB light including visible light L1, visible light L2, and visible light L3 from the second end surface 20Ab of the optical waveguide circuit 20A. It outputs visible light L4.

導波路21A、22A、23A、25A、27Aと、合分波器24A、26Aとは、実施形態1の対応する要素と同様に、ジルコニアを含む石英系ガラスからなる。導波路21A、22A、23A、25A、27Aおよび合分波器24A、26Aのクラッド28Aに対する比屈折率差Δは本実施形態では3.5%である。導波路21A、22A、23A、25A、27Aと、合分波器24A、26Aとは少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されているが、マルチモードで導波する条件に設定されていてもよい。 The waveguides 21A, 22A, 23A, 25A, 27A and the multiplexers/demultiplexers 24A, 26A are made of silica-based glass containing zirconia, like the corresponding elements in the first embodiment. The relative refractive index difference Δ of the waveguides 21A, 22A, 23A, 25A, 27A and the multiplexers/demultiplexers 24A, 26A with respect to the clad 28A is 3.5% in this embodiment. The relationship between the cross-sectional size of the waveguides 21A, 22A, 23A, 25A, 27A and the multiplexer/demultiplexer 24A, 26A and the relative refractive index difference Δ under the condition that at least the guided visible light is guided in a single mode is set, it may be set to a condition for multimode waveguide.

導波路21A、22A、23A、25A、27Aは、いずれも屈曲している。たとえば、導波路21A、23Aは、L字状に屈曲しており、その最大の曲げ半径は150μmである。導波路22Aは、S字状に屈曲しており、その最大の曲げ半径は150μmである。導波路25Aは、S字状に屈曲しており、その最大の曲げ半径は150μmである。導波路27Aは、U字状に屈曲しており、その最大の曲げ半径は250μmである。比屈折率差Δが3.5%と高いので、導波路の曲げ半径が150μmでも曲げ損失がきわめて低減される。このように導波路が屈曲していることによって、光源モジュール100Aは第1端面20aから入力された可視光L1、L2、L3を、略直交する第2端面20bから可視光L4として出力することができる。それととともに、光源モジュール100Aは導波路のレイアウトの自由度が高くなる。また、光源モジュール100Aは、長さ、すなわち第2端面20bとその対向端面との距離が短くなる。なお、導波路21、22、23、25、27の曲げ半径は、比屈折率差Δを高くするにしたがってさらに小さくできる。 All of the waveguides 21A, 22A, 23A, 25A and 27A are bent. For example, the waveguides 21A and 23A are bent in an L shape, and the maximum bend radius is 150 μm. The waveguide 22A is bent in an S shape and has a maximum bending radius of 150 μm. The waveguide 25A is bent in an S shape, and its maximum bending radius is 150 μm. The waveguide 27A is bent in a U shape and has a maximum bending radius of 250 μm. Since the relative refractive index difference Δ is as high as 3.5%, bending loss is extremely reduced even if the bending radius of the waveguide is 150 μm. Since the waveguide is bent in this way, the light source module 100A can output visible light L1, L2, and L3 input from the first end surface 20a as visible light L4 from the second end surface 20b, which is substantially perpendicular to the light source module 100A. can. Along with this, the light source module 100A has a higher degree of freedom in layout of the waveguides. Also, the light source module 100A has a shorter length, that is, the distance between the second end face 20b and the opposite end face. The bending radii of the waveguides 21, 22, 23, 25 and 27 can be further reduced as the relative refractive index difference Δ is increased.

実施形態2に係る光源モジュール100Aは、レイリー散乱による光損失が抑制されており、より高出力な光源モジュールとなる。また、光源モジュール100Aは、導波路および合分波器のサイズの精度が高いので、光学特性の精度も高く、かつ製造性も良好である。また、光源モジュール100Aはレイアウトの自由度が高く、たとえば小型化できる。また、第1端面20aから入力された可視光L1、L2、L3を、略直交する第2端面20bから可視光L4として出力することができるので、可視光L1、L2、L3のうち、第1端面20aへの入力時に導波路21A、22A、23Aに結合しなかった非結合成分が迷光として第2端面20bに到達しにくい。その結果、可視光L4は、非結合成分による品質劣化がきわめて抑制される。 The light source module 100A according to the second embodiment suppresses light loss due to Rayleigh scattering, and becomes a light source module with higher output. In addition, since the light source module 100A has high accuracy in the size of the waveguide and the multiplexer/demultiplexer, the accuracy in the optical characteristics is also high, and the manufacturability is also good. In addition, the light source module 100A has a high degree of freedom in layout and can be downsized, for example. Moreover, since the visible light L1, L2, and L3 input from the first end surface 20a can be output as the visible light L4 from the second end surface 20b, which is substantially perpendicular to the first end surface 20a, the visible light L1, L2, and L3 can be Uncoupled components that are not coupled to the waveguides 21A, 22A, and 23A at the time of input to the end surface 20a hardly reach the second end surface 20b as stray light. As a result, the quality deterioration of the visible light L4 due to non-bonded components is greatly suppressed.

なお、実施形態2では、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13がいずれも第1端面20Aa側に配置されているが、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13のうちいずれか1つまたは2つが、第1端面20Aaと対向する端面側に配置されてもよい。そのような配置でも導波路や光結合器のレイアウトを適宜設計することで、可視光L4を第2端面20bから出力することができる。 In the second embodiment, the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are all arranged on the first end surface 20Aa side. Alternatively, two may be arranged on the end face side facing the first end face 20Aa. Even in such an arrangement, the visible light L4 can be output from the second end surface 20b by appropriately designing the layout of the waveguides and optical couplers.

(実施形態3)
図8は、実施形態3に係る光源モジュールの模式的構成図である。光源モジュール100Bは、緑色光源11Ba、11Bb、11Bc、11Bd、青色光源12Ba、12Bb、12Bc、12Bd、赤色光源13Ba、13Bb、13Bc、13Bdと、光導波路回路20Bとを備えている。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 3. FIG. The light source module 100B includes green light sources 11Ba, 11Bb, 11Bc and 11Bd, blue light sources 12Ba, 12Bb, 12Bc and 12Bd, red light sources 13Ba, 13Bb, 13Bc and 13Bd, and an optical waveguide circuit 20B.

緑色光源11Ba、11Bb、11Bc、11Bdは、実施形態1の緑色光源11と同様の構成であるが、それぞれ、緑色領域であって互いに異なる波長の可視光を出力する。なお、この緑色の可視光は、互いにスペクトルが重なる。グラフG11は緑色光源11Ba~11Bdがそれぞれ出力する光の強度スペクトルを示している。横軸は波長を示しており、各光は互いに波長が異なる。 The green light sources 11Ba, 11Bb, 11Bc, and 11Bd have the same configuration as the green light source 11 of Embodiment 1, but each output visible light in the green region and having different wavelengths. Note that the spectra of the green visible light overlap each other. A graph G11 shows the intensity spectrum of the light output from each of the green light sources 11Ba to 11Bd. The horizontal axis indicates the wavelength, and each light has a different wavelength.

青色光源12Ba、12Bb、12Bc、12Bdは、実施形態1の青色光源12と同様の構成であるが、それぞれ、青色領域であって互いに異なる波長の可視光を出力する。なお、この青色領域の可視光は、互いにスペクトルが重なる。グラフG21は青色光源12Ba~12Bdがそれぞれ出力する光の強度スペクトルを示している。各光は互いに波長が異なる。 The blue light sources 12Ba, 12Bb, 12Bc, and 12Bd have the same configuration as the blue light source 12 of Embodiment 1, but each output visible light in the blue region with different wavelengths. Note that the visible light in the blue region overlaps each other in spectrum. A graph G21 shows the intensity spectrum of the light output from each of the blue light sources 12Ba to 12Bd. Each light has a different wavelength.

赤色光源13Ba、13Bb、13Bc、13Bdは、実施形態1の赤色光源13と同様の構成であるが、それぞれ、赤色領域であって互いに異なる波長の可視光を出力する。なお、この赤色の可視光は、互いにスペクトルが重なる。グラフG31は赤色光源13Ba~13Bdがそれぞれ出力する光の強度スペクトルを示している。各光は互いに波長が異なる。 The red light sources 13Ba, 13Bb, 13Bc, and 13Bd have the same configuration as the red light source 13 of Embodiment 1, but each output visible light in the red region with different wavelengths. The spectra of the red visible light overlap each other. A graph G31 shows the intensity spectrum of the light output from each of the red light sources 13Ba to 13Bd. Each light has a different wavelength.

光導波路回路20Bは、緑色光源11Ba~11Bd、青色光源12Ba~12Bd、赤色光源13Ba~13Bdのそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20Bは、第1端面20Baと、第1端面20Baと対向する第2端面20Abとを有している。緑色光源11Ba~11Bd、青色光源12Ba~12Bd、赤色光源13Ba~13Bdは、第1端面20Aaにバッドジョイント接続されている。 The optical waveguide circuit 20B is optically connected to each of the green light sources 11Ba-11Bd, the blue light sources 12Ba-12Bd, and the red light sources 13Ba-13Bd. In this embodiment, the optical waveguide circuit 20B has a first end surface 20Ba and a second end surface 20Ab facing the first end surface 20Ba. The green light sources 11Ba to 11Bd, the blue light sources 12Ba to 12Bd, and the red light sources 13Ba to 13Bd are connected to the first end surface 20Aa through bad joints.

光導波路回路20Bは、緑色合分波部21Bと、青色合分波部22Bと、赤色合分波部23Bと、導波路25B、27Bと、合分波器24B、26Bと、クラッド28Bとを有している。緑色合分波部21Bと、青色合分波部22Bと、赤色合分波部23Bと、導波路25B、27Bと、合分波器24B、26Bとは、緑色光源11Ba~11Bd、青色光源12Ba~12Bd、赤色光源13Ba~13Bdに光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器に対応する。 The optical waveguide circuit 20B includes a green multiplexer/demultiplexer 21B, a blue multiplexer/demultiplexer 22B, a red multiplexer/demultiplexer 23B, waveguides 25B and 27B, multiplexers/demultiplexers 24B and 26B, and a clad 28B. have. The green multiplexer/demultiplexer 21B, the blue multiplexer/demultiplexer 22B, the red multiplexer/demultiplexer 23B, the waveguides 25B and 27B, and the multiplexer/demultiplexers 24B and 26B are composed of green light sources 11Ba to 11Bd and blue light source 12Ba. 12Bd, corresponding to a plurality of waveguides and at least one multiplexer/demultiplexer optically connected to red light sources 13Ba-13Bd.

クラッド28Bは、緑色合分波部21Bと、青色合分波部22Bと、赤色合分波部23Bと、導波路25B、27Bと、合分波器24B、26Bとを取り囲んでいる。クラッド28Bは、実施形態1のクラッド28と同様の構成である。 The clad 28B surrounds the green multiplexing/demultiplexing section 21B, the blue multiplexing/demultiplexing section 22B, the red multiplexing/demultiplexing section 23B, the waveguides 25B and 27B, and the multiplexer/demultiplexers 24B and 26B. The clad 28B has the same configuration as the clad 28 of the first embodiment.

緑色合分波部21Bは、6本の導波路21Baと3個の合分波器21Bbとを備えている。緑色合分波部21Bは以下のように構成されている。導波路21Baのうち4本はそれぞれ、第1端面20Baにおいて緑色光源11Ba~11Bdのそれぞれと光学的に接続されており、それぞれから出力された可視光をそれぞれ導波する。合分波器21Bbのうち2個はそれぞれ、2つの可視光を合波して、それぞれ残りの2本の導波路21Baのそれぞれに出力する。残りの1個の合分波器21Bbは、2本の導波路21Baのそれぞれを導波した可視光をさらに合波して、さらに残りの1本の導波路21Baに出力する。 The green multiplexer/demultiplexer 21B includes six waveguides 21Ba and three multiplexers/demultiplexers 21Bb. The green combining/demultiplexing section 21B is configured as follows. Four of the waveguides 21Ba are optically connected to the respective green light sources 11Ba to 11Bd at the first end surface 20Ba, and guide the visible light output from each. Each of the two multiplexers/demultiplexers 21Bb multiplexes two visible lights and outputs them to the remaining two waveguides 21Ba, respectively. The remaining one multiplexer/demultiplexer 21Bb further multiplexes the visible light guided through each of the two waveguides 21Ba, and outputs it to the remaining one waveguide 21Ba.

緑色合分波部21Bから出力された可視光は、グラフG12に示すように、緑色光源11Ba~11Bdのそれぞれから出力された光の強度スペクトルが少しずつ重なり、幅広いスペクトル形状を有している。 The visible light output from the green multiplexing/demultiplexing section 21B has a wide spectral shape, as indicated by the graph G12, where the intensity spectra of the light output from the green light sources 11Ba to 11Bd overlap little by little.

青色合分波部22Bは、緑色合分波部21Bと同様に、6本の導波路22Baと3個の合分波器22Bbとを備えている。青色合分波部22Bは、緑色合分波部21Bと同様に構成されており、青色光源12Ba~12Bdのそれぞれから出力された可視光を合波し、1本の導波路22Baに出力するように構成されている。 The blue multiplexer/demultiplexer 22B includes six waveguides 22Ba and three multiplexers/demultiplexers 22Bb, like the green multiplexer/demultiplexer 21B. The blue multiplexing/demultiplexing unit 22B is configured in the same manner as the green multiplexing/demultiplexing unit 21B, multiplexes the visible lights output from each of the blue light sources 12Ba to 12Bd, and outputs them to one waveguide 22Ba. is configured to

青色合分波部22Bから出力された可視光は、グラフG22に示すように、青色光源12Ba~12Bdのそれぞれから出力された光のスペクトルが少しずつ重なり、幅広いスペクトル形状を有している。 The visible light output from the blue multiplexing/demultiplexing section 22B has a wide spectral shape, as the spectrums of the light output from the blue light sources 12Ba to 12Bd overlap little by little, as shown in the graph G22.

赤色合分波部23Bは、緑色合分波部21Bと同様に、6本の導波路23Baと3個の合分波器23Bbとを備えている。赤色合分波部23Bは、緑色合分波部21Bと同様に構成されており、赤色光源13Ba~13Bdのそれぞれから出力された可視光を合波し、1本の導波路23Baに出力するように構成されている。 The red multiplexer/demultiplexer 23B includes six waveguides 23Ba and three multiplexers/demultiplexers 23Bb, like the green multiplexer/demultiplexer 21B. The red multiplexing/demultiplexing section 23B is configured in the same manner as the green multiplexing/demultiplexing section 21B. is configured to

赤色合分波部23Bから出力された可視光は、グラフG32に示すように、青色光源12Ba~12Bdのそれぞれから出力された光の強度スペクトルが少しずつ重なり、幅広いスペクトル形状を有している。 The visible light output from the red multiplexing/demultiplexing section 23B has a wide spectral shape, as shown in graph G32, in which the intensity spectra of the light output from each of the blue light sources 12Ba to 12Bd overlap little by little.

合分波器24Bは、緑色合分波部21B、青色合分波部22Bと光学的に接続されている。合分波器24Bは、緑色合分波部21B、青色合分波部22Bのそれぞれから出力された可視光を合波して導波路25Bに出力する。導波路25Bは合波された可視光を導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24B is optically connected to the green multiplexer/demultiplexer 21B and the blue multiplexer/demultiplexer 22B. The multiplexer/demultiplexer 24B multiplexes the visible lights output from the green multiplexer/demultiplexer 21B and the blue multiplexer/demultiplexer 22B, and outputs the combined light to the waveguide 25B. The waveguide 25B guides the combined visible light.

合分波器26Bは、導波路25B、赤色合分波部23Bと光学的に接続されている。合分波器26Bは、導波路25B、赤色合分波部23Bのそれぞれから出力された可視光を合波して導波路27Bに出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26B is optically connected to the waveguide 25B and the red multiplexer/demultiplexer 23B. The multiplexer/demultiplexer 26B multiplexes the visible lights output from the waveguide 25B and the red multiplexer/demultiplexer 23B, and outputs the combined light to the waveguide 27B.

合分波器24A、26Aは、実施形態1の合分波器24、26と同様の構成である。 The multiplexers/demultiplexers 24A and 26A have the same configuration as the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 of the first embodiment.

導波路27Bは、合分波器26Bと光学的に接続されている。導波路27Bは合波された可視光を導波し、光導波路回路20Bの第2端面20Bbから、グラフG4に示すスペクトルを有するRGB光である可視光L5を出力する。 The waveguide 27B is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26B. The waveguide 27B guides the combined visible light, and outputs visible light L5, which is RGB light having a spectrum shown in graph G4, from the second end surface 20Bb of the optical waveguide circuit 20B.

緑色合分波部21Bと、青色合分波部22Bと、赤色合分波部23Bと、導波路25B、27Bと、合分波器24B、26Bとは、ジルコニアを含む石英系ガラスからなり、クラッド28Bに対する比屈折率差Δは本実施形態では3.5%である。緑色合分波部21B、青色合分波部22B、赤色合分波部23B、導波路25B、27B、および合分波器24B、26Bは、少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されているが、マルチモード導波の条件に設定されていてもよい。 The green multiplexer/demultiplexer 21B, the blue multiplexer/demultiplexer 22B, the red multiplexer/demultiplexer 23B, the waveguides 25B and 27B, and the multiplexer/demultiplexers 24B and 26B are made of silica-based glass containing zirconia, The relative refractive index difference Δ with respect to the clad 28B is 3.5% in this embodiment. The green multiplexer/demultiplexer 21B, the blue multiplexer/demultiplexer 22B, the red multiplexer/demultiplexer 23B, the waveguides 25B and 27B, and the multiplexer/demultiplexers 24B and 26B guide at least visible light in a single mode. Although the condition is set to the relationship between the cross-sectional size and the relative refractive index difference Δ, it may be set to the multimode waveguide condition.

ここで、可視光源がレーザ光源である場合、可視光であるレーザ光はコヒーレンシが高いので、スペックルノイズが発生するおそれがある。これに対して、実施形態3に係る光源モジュール100Bでは、緑色領域において緑色光源11Ba~11Bdのそれぞれから出力された光の強度スペクトルが少しずつ重なるようにして、幅広いスペクトル形状を有する光を生成する。同様に、青色領域において青色光源12Ba~12Bdのそれぞれから出力された光の強度スペクトルが少しずつ重なるようにして、幅広いスペクトル形状を有する光を生成する。同様に、赤色領域において赤色光源13Ba~13Bdのそれぞれから出力された光の強度スペクトルが少しずつ重なるようにして、幅広いスペクトル形状を有する光を生成する。これにより、光源モジュール100Bから出力される可視光L5では、スペックルノイズの発生が抑制される。 Here, when the visible light source is a laser light source, speckle noise may occur because laser light, which is visible light, has high coherency. On the other hand, in the light source module 100B according to the third embodiment, the intensity spectrum of the light output from each of the green light sources 11Ba to 11Bd gradually overlaps in the green region, thereby generating light having a wide spectral shape. . Similarly, the intensity spectra of the light emitted from each of the blue light sources 12Ba to 12Bd are gradually overlapped in the blue region to generate light having a wide spectrum shape. Similarly, in the red region, the intensity spectra of the light output from the red light sources 13Ba to 13Bd are gradually overlapped to generate light having a wide spectrum shape. This suppresses the occurrence of speckle noise in the visible light L5 output from the light source module 100B.

さらに、光源モジュール100Bは、レイリー散乱による光損失が抑制されており、より高出力な光源モジュールとなる。また、光源モジュール100Bは、導波路および合分波器のサイズの精度が高いので、光学特性の精度も高く、かつ製造性も良好である。また、光源モジュール100Bはレイアウトの自由度が高く、たとえば小型化できる。 Furthermore, the light source module 100B is suppressed in light loss due to Rayleigh scattering, and becomes a light source module with higher output. In addition, since the light source module 100B has high accuracy in the sizes of the waveguides and the multiplexer/demultiplexer, the accuracy in the optical characteristics is also high, and the manufacturability is also good. In addition, the light source module 100B has a high degree of freedom in layout and can be downsized, for example.

(実施形態4)
図9は、実施形態4に係る光源モジュールの模式的構成図である。光源モジュール100Cは、緑色光源11Ca、11Cb、青色光源12Ca、12Cb、赤色光源13Ca、13Cbと、光導波路回路20Cとを備えている。
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 4. FIG. The light source module 100C includes green light sources 11Ca and 11Cb, blue light sources 12Ca and 12Cb, red light sources 13Ca and 13Cb, and an optical waveguide circuit 20C.

緑色光源11Ca、11Cbは、実施形態1の緑色光源11と同様の構成であるが、光導波路回路20Cに対してTE(Transverse Electric)偏波の光を出力するように配置されている。ここで、TE偏波とは、光導波路回路20Cの基板面と平行方向の偏波である。青色光源12Ca、12Cbは、実施形態1の青色光源12と同様の構成であるが、光導波路回路20Cに対してTE偏波の光を出力するように配置されている。赤色光源13Ca、13Cbは、実施形態1の赤色光源13と同様の構成であるが、光導波路回路20Cに対してTE偏波の光を出力するように配置されている。 The green light sources 11Ca and 11Cb have the same configuration as the green light source 11 of the first embodiment, but are arranged so as to output TE (Transverse Electric) polarized light to the optical waveguide circuit 20C. Here, the TE polarized wave is a polarized wave parallel to the substrate surface of the optical waveguide circuit 20C. The blue light sources 12Ca and 12Cb have the same configuration as the blue light source 12 of Embodiment 1, but are arranged so as to output TE polarized light to the optical waveguide circuit 20C. The red light sources 13Ca and 13Cb have the same configuration as the red light source 13 of Embodiment 1, but are arranged so as to output TE polarized light to the optical waveguide circuit 20C.

光導波路回路20Cは、緑色光源11Ca、11Cb、青色光源12Ca、12Cb、赤色光源13Ca、13Cbのそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20Cは、第1端面20Caと、第1端面20Caと対向する第2端面20Cbとを有している。緑色光源11Ca、11Cb、青色光源12Ca、12Cb、赤色光源13Ca、13Cbは、第1端面20Caにバッドジョイント接続されている。 The optical waveguide circuit 20C is optically connected to each of the green light sources 11Ca and 11Cb, the blue light sources 12Ca and 12Cb, and the red light sources 13Ca and 13Cb. In this embodiment, the optical waveguide circuit 20C has a first end surface 20Ca and a second end surface 20Cb facing the first end surface 20Ca. The green light sources 11Ca and 11Cb, the blue light sources 12Ca and 12Cb, and the red light sources 13Ca and 13Cb are connected to the first end face 20Ca through bad joints.

光導波路回路20Cは、緑色偏波合成/分離部21Cと、青色偏波合成/分離部22Cと、赤色偏波合成/分離部23Cと、導波路25C、27Cと、合分波器24C、26Cと、クラッド28Cとを有している。緑色偏波合成/分離部21Cと、青色偏波合成/分離部22Cと、赤色偏波合成/分離部23Cと、導波路25C、27Cと、合分波器24C、26Cとは、緑色光源11Ca、11Cb、青色光源12Ca、12Cb、赤色光源13Ca、13Cbに光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器に対応する。 The optical waveguide circuit 20C includes a green polarized wave combiner/separator 21C, a blue polarized wave combiner/separator 22C, a red polarized wave combiner/separator 23C, waveguides 25C and 27C, and multiplexers/demultiplexers 24C and 26C. and a clad 28C. The green polarization synthesis/separation unit 21C, the blue polarization synthesis/separation unit 22C, the red polarization synthesis/separation unit 23C, the waveguides 25C and 27C, and the multiplexers/demultiplexers 24C and 26C are connected to the green light source 11Ca. , 11Cb, blue light sources 12Ca, 12Cb, red light sources 13Ca, 13Cb, and a plurality of waveguides and at least one multiplexer/demultiplexer.

クラッド28Cは、緑色偏波合成/分離部21Cと、青色偏波合成/分離部22Cと、赤色偏波合成/分離部23Cと、導波路25C、27Cと、合分波器24C、26Cとを取り囲んでいる。クラッド28Cは、実施形態1のクラッド28と同様の構成である。 The clad 28C includes a green polarized wave combiner/separator 21C, a blue polarized wave combiner/separator 22C, a red polarized wave combiner/separator 23C, waveguides 25C and 27C, and multiplexers/demultiplexers 24C and 26C. Surrounding. The clad 28C has the same configuration as the clad 28 of the first embodiment.

緑色偏波合成/分離部21Cは、4本の導波路21Caと1個の偏波回転器21Cbと1個の偏波合成/分離器21Ccとを備えている。緑色偏波合成/分離部21Cは以下のように構成されている。導波路21Caのうち2本はそれぞれ、第1端面20Caにおいて緑色光源11Ca、11Cbのそれぞれと光学的に接続されており、それぞれから出力されたTE偏波の可視光をそれぞれ導波する。偏波回転器22CbはTE偏波の可視光の偏波面を90度回転させてTM(Transverse Magnetic)偏波とし、残りの1本の導波路21Caに出力する。偏波合成/分離器21Ccは、TE偏波の可視光とTM偏波の可視光とを偏波合成して、さらに残りの1本の導波路21Caに出力する。 The green polarization combiner/separator 21C includes four waveguides 21Ca, one polarization rotator 21Cb, and one polarization combiner/separator 21Cc. The green polarized wave combiner/separator 21C is configured as follows. Two of the waveguides 21Ca are optically connected to the green light sources 11Ca and 11Cb at the first end surface 20Ca, respectively, and guide the TE polarized visible light output from each of them. The polarization rotator 22Cb rotates the plane of polarization of the TE-polarized visible light by 90 degrees into a TM (Transverse Magnetic) polarized wave, and outputs it to the remaining one waveguide 21Ca. The polarization synthesizer/separator 21Cc polarization-synthesizes the TE-polarized visible light and the TM-polarized visible light, and further outputs the combined light to the remaining one waveguide 21Ca.

青色偏波合成/分離部22Cは、緑色偏波合成/分離部21Cと同様に、4本の導波路22Caと1個の偏波回転器22Cbと1個の偏波合成/分離器22Ccとを備えている。青色偏波合成/分離部22Cは、緑色偏波合成/分離部21Cと同様に構成されており、青色光源12Ca、12Cbのそれぞれから出力されたTE偏波の可視光を、TE偏波の可視光とTM偏波の可視光との偏波合成光として1本の導波路22Caに出力するように構成されている。 Similar to the green polarization synthesis/separation unit 21C, the blue polarization synthesis/separation unit 22C includes four waveguides 22Ca, one polarization rotator 22Cb, and one polarization synthesis/separation device 22Cc. I have. The blue polarization synthesis/separation unit 22C is configured in the same manner as the green polarization synthesis/separation unit 21C, and converts the TE polarized visible light output from each of the blue light sources 12Ca and 12Cb into TE polarized visible light. It is configured to output to one waveguide 22Ca as polarization combined light of light and TM polarized visible light.

赤色偏波合成/分離部23Cは、緑色偏波合成/分離部21Cと同様に、4本の導波路22Caと1個の偏波回転器22Cbと1個の偏波合成/分離器22Ccとを備えている。赤色偏波合成/分離部23Cは、緑色偏波合成/分離部21Cと同様に構成されており、赤色光源13Ca、13Cbのそれぞれから出力されたTE偏波の可視光を、TE偏波の可視光とTM偏波の可視光との偏波合成光として1本の導波路23Caに出力するように構成されている。 Similar to the green polarization synthesis/separation unit 21C, the red polarization synthesis/separation unit 23C includes four waveguides 22Ca, one polarization rotator 22Cb, and one polarization synthesis/separation unit 22Cc. I have. The red polarization synthesis/separation unit 23C is configured in the same manner as the green polarization synthesis/separation unit 21C, and converts the TE polarized visible light output from each of the red light sources 13Ca and 13Cb into TE polarized visible light. It is configured to output to one waveguide 23Ca as polarization combined light of light and TM polarized visible light.

なお、光の相反性により、偏波合成/分離器21Cc、22Cc、23Ccは偏波分離機能も有する。たとえば、偏波合成/分離器21Ccは、無偏波の可視光が入力された場合、これらをTE偏波の光とTM偏波の光に分離できる。 Due to the reciprocity of light, the polarization combiners/separators 21Cc, 22Cc, and 23Cc also have a polarization separation function. For example, when unpolarized visible light is input, the polarization synthesizer/separator 21Cc can separate it into TE polarized light and TM polarized light.

合分波器24Cは、緑色偏波合成/分離部21C、青色偏波合成/分離部22Cと光学的に接続されている。合分波器24Cは、緑色偏波合成/分離部21C、青色偏波合成/分離部22Cのそれぞれから出力された偏波合成光を合波して導波路25Cに出力する。導波路25Cは合波された偏波合成光を導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24C is optically connected to the green polarized wave combiner/separator 21C and the blue polarized wave combiner/separator 22C. The multiplexer/demultiplexer 24C multiplexes the polarization combined light output from the green polarized wave combiner/separator 21C and the blue polarized wave combiner/separator 22C, and outputs the combined light to the waveguide 25C. The waveguide 25C guides the combined polarized light.

合分波器26Cは、導波路25C、赤色偏波合成/分離部23Cと光学的に接続されている。合分波器26Cは、導波路25C、赤色偏波合成/分離部23Cのそれぞれから出力された偏波合成光を合波して導波路27Cに出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26C is optically connected to the waveguide 25C and the red polarized wave combiner/separator 23C. The multiplexer/demultiplexer 26C multiplexes the polarization multiplexed light output from the waveguide 25C and the red polarization multiplexer/separator 23C, and outputs the multiplexed light to the waveguide 27C.

合分波器24C、26Cは、実施形態1の合分波器24、26と同様の構成である。 The multiplexers/demultiplexers 24C and 26C have the same configuration as the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 of the first embodiment.

導波路27Cは、合分波器26Cと光学的に接続されている。導波路27Cは合波された偏波合成光を導波し、光導波路回路20Cの第2端面20Cbから、RGB光である可視光L6を出力する。 The waveguide 27C is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26C. The waveguide 27C guides the combined polarized light and outputs visible light L6, which is RGB light, from the second end surface 20Cb of the optical waveguide circuit 20C.

緑色偏波合成/分離部21Cと、青色偏波合成/分離部22Cと、赤色偏波合成/分離部23Cと、導波路25C、27Cと、合分波器24C、26Cとは、ジルコニアを含む石英系ガラスからなり、クラッド28Bに対する比屈折率差Δは本実施形態では3.5%である。緑色偏波合成/分離部21C、青色偏波合成/分離部22C、赤色偏波合成/分離部23C、導波路25C、27C、および合分波器24C、26Cは、少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されているが、マルチモード導波の条件に設定されていてもよい。 The green polarized wave combiner/separator 21C, the blue polarized wave combiner/separator 22C, the red polarized wave combiner/separator 23C, the waveguides 25C and 27C, and the multiplexers/demultiplexers 24C and 26C contain zirconia. It is made of silica-based glass, and has a relative refractive index difference Δ with respect to the clad 28B of 3.5% in this embodiment. The green polarization synthesis/separation unit 21C, the blue polarization synthesis/separation unit 22C, the red polarization synthesis/separation unit 23C, the waveguides 25C and 27C, and the multiplexers/demultiplexers 24C and 26C at least guide visible light. Although the relationship between the cross-sectional size and the relative refractive index difference Δ is set as the condition for single-mode waveguide, it may be set as the condition for multi-mode waveguide.

実施形態4に係る光源モジュール100Cでは、緑色領域において緑色光源11Ca、11Cbのそれぞれから出力された光から、TE偏波の可視光とTM偏波の可視光とを含む偏波合成光を生成する。同様に、青色領域において青色光源12Ca、12Cbのそれぞれから出力された光から偏波合成光を生成する。同様に、赤色領域において赤色光源13Ca、13Cbのそれぞれから出力された光から偏波合成光を生成する。これにより、光源モジュール100Cから出力される可視光L5では、スペックルノイズの発生が抑制される。 In the light source module 100C according to the fourth embodiment, polarization-combined light including TE-polarized visible light and TM-polarized visible light is generated from the light output from each of the green light sources 11Ca and 11Cb in the green region. . Similarly, in the blue region, polarization combined light is generated from the light output from each of the blue light sources 12Ca and 12Cb. Similarly, in the red region, polarization combined light is generated from the light output from each of the red light sources 13Ca and 13Cb. This suppresses the occurrence of speckle noise in the visible light L5 output from the light source module 100C.

さらに、光源モジュール100Cは、レイリー散乱による光損失が抑制されており、より高出力な光源モジュールとなる。また、光源モジュール100Cは、導波路および合分波器のサイズの精度が高いので、光学特性の精度も高く、かつ製造性も良好である。また、光源モジュール100Cはレイアウトの自由度が高く、たとえば小型化できる。 Furthermore, the light source module 100C has suppressed light loss due to Rayleigh scattering, and is a light source module with higher output. In addition, since the light source module 100C has high accuracy in the size of the waveguide and the multiplexer/demultiplexer, the accuracy in the optical characteristics is also high, and the manufacturability is also good. In addition, the light source module 100C has a high degree of freedom in layout and can be downsized, for example.

(実施形態5)
図10は、実施形態5に係る光源モジュールの模式的構成図である。光源モジュール100Dは、4個の緑色光源11と、4個の青色光源12と、4個の赤色光源13と、光導波路回路20Dとを備えている。
(Embodiment 5)
10 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 5. FIG. The light source module 100D includes four green light sources 11, four blue light sources 12, four red light sources 13, and an optical waveguide circuit 20D.

緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、実施形態1の対応する要素を同じなので、説明を省略する。グラフG71は各緑色光源11が出力する光の強度スペクトルを示している。横軸は波長を示しており、各光は略同じ波長である。グラフG61は各青色光源12がそれぞれ出力する光の強度スペクトルを示している。各光は略同じ波長である。グラフG81は各赤色光源13がそれぞれ出力する光の強度スペクトルを示している。各光は略同じ波長である。 Since the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are the same as the corresponding elements of the first embodiment, description thereof will be omitted. Graph G71 shows the intensity spectrum of the light output from each green light source 11 . The horizontal axis indicates the wavelength, and each light has substantially the same wavelength. A graph G61 shows the intensity spectrum of the light output from each blue light source 12 . Each light has approximately the same wavelength. A graph G81 shows the intensity spectrum of the light output from each red light source 13 . Each light has approximately the same wavelength.

光導波路回路20Dは、各緑色光源11、各青色光源12、各赤色光源13のそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20Dは、第1端面20Daと、第1端面20Daと対向する第2端面20Dbとを有している。各緑色光源11、各青色光源12、各赤色光源13は、第1端面20Daにバッドジョイント接続されている。 The optical waveguide circuit 20</b>D is optically connected to each green light source 11 , each blue light source 12 , and each red light source 13 . In this embodiment, the optical waveguide circuit 20D has a first end surface 20Da and a second end surface 20Db facing the first end surface 20Da. Each green light source 11, each blue light source 12, and each red light source 13 are bad joint-connected to the first end surface 20Da.

光導波路回路20Dは、緑色合分波部21Dと、青色合分波部22Dと、赤色合分波部23Dと、導波路25D、27Dと、合分波器24D、26Dと、クラッド28Dとを有している。緑色合分波部21Dと、青色合分波部22Dと、赤色合分波部23Dと、導波路25D、27Dと、合分波器24D、26Dとは、各緑色光源11、各青色光源12、各赤色光源13に光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器に対応する。 The optical waveguide circuit 20D includes a green multiplexing/demultiplexing section 21D, a blue multiplexing/demultiplexing section 22D, a red multiplexing/demultiplexing section 23D, waveguides 25D and 27D, multiplexers/demultiplexers 24D and 26D, and a clad 28D. have. The green multiplexing/demultiplexing unit 21D, the blue multiplexing/demultiplexing unit 22D, the red multiplexing/demultiplexing unit 23D, the waveguides 25D and 27D, and the multiplexer/demultiplexers 24D and 26D are connected to each green light source 11 and each blue light source 12. , corresponding to a plurality of waveguides and at least one multiplexer/demultiplexer optically connected to each red light source 13 .

クラッド28Dは、緑色合分波部21Dと、青色合分波部22Dと、赤色合分波部23Dと、導波路25D、27Dと、合分波器24D、26Dとを取り囲んでいる。クラッド28Dは、実施形態1のクラッド28と同様の構成である。 The clad 28D surrounds the green multiplexing/demultiplexing section 21D, the blue multiplexing/demultiplexing section 22D, the red multiplexing/demultiplexing section 23D, the waveguides 25D and 27D, and the multiplexer/demultiplexers 24D and 26D. The clad 28D has the same configuration as the clad 28 of the first embodiment.

緑色合分波部21Dは、6本の導波路21Daと3個の合分波器21Dbとを備えている。緑色合分波部21Dは、実施形態3に係る緑色合分波部21Bと同様に構成されている。すなわち、緑色合分波部21Dは、各緑色光源11から出力された可視光を合波して、1本の導波路21Daから出力する。 The green multiplexer/demultiplexer 21D includes six waveguides 21Da and three multiplexer/demultiplexers 21Db. The green multiplexing/demultiplexing section 21D is configured similarly to the green multiplexing/demultiplexing section 21B according to the third embodiment. That is, the green multiplexing/demultiplexing section 21D multiplexes the visible light output from each green light source 11, and outputs it from one waveguide 21Da.

緑色合分波部21Dから出力された可視光は、グラフG72に示すように、各緑色光源11から出力された光の強度スペクトルが重なり、高出力のスペクトル形状を有している。 The visible light output from the green multiplexing/demultiplexing section 21D has a high-output spectral shape as the intensity spectrum of the light output from each green light source 11 overlaps, as shown in graph G72.

青色合分波部22Dは、青色合分波部22Bと同様に、6本の導波路22Daと3個の合分波器22Dbとを備えている。青色合分波部22Dは、青色合分波部22Bと同様に構成されており、各青色光源12から出力された可視光を合波して、1本の導波路22Daから出力する。 The blue multiplexing/demultiplexing section 22D includes six waveguides 22Da and three multiplexing/demultiplexing devices 22Db, similarly to the blue multiplexing/demultiplexing section 22B. The blue multiplexing/demultiplexing section 22D is configured in the same manner as the blue multiplexing/demultiplexing section 22B, multiplexes the visible light output from each blue light source 12, and outputs from one waveguide 22Da.

青色合分波部22Dから出力された可視光は、グラフG62に示すように、各青色光源12から出力された光の強度スペクトルが重なり、高出力のスペクトル形状を有している。 The visible light output from the blue multiplexing/demultiplexing section 22D has a high-output spectral shape as the intensity spectrum of the light output from each blue light source 12 overlaps, as shown in the graph G62.

赤色合分波部23Dは、赤色合分波部23Bと同様に、6本の導波路23Daと3個の合分波器23Dbとを備えている。赤色合分波部23Dは、赤色合分波部23Bと同様に構成されており、各青色光源12から出力された可視光を合波して、1本の導波路23Daから出力する。 The red multiplexing/demultiplexing section 23D, like the red multiplexing/demultiplexing section 23B, includes six waveguides 23Da and three multiplexing/demultiplexing devices 23Db. The red multiplexing/demultiplexing section 23D is configured in the same manner as the red multiplexing/demultiplexing section 23B, multiplexes the visible light output from each blue light source 12, and outputs from one waveguide 23Da.

赤色合分波部23Dから出力された可視光は、グラフG82に示すように、各赤色光源13から出力された光の強度スペクトルが重なり、高出力のスペクトル形状を有している。 The visible light output from the red multiplexing/demultiplexing section 23D has a high-output spectral shape due to overlapping of the intensity spectra of the light output from each red light source 13, as shown in graph G82.

合分波器24Dは、緑色合分波部21D、青色合分波部22Dと光学的に接続されている。合分波器24Dは、緑色合分波部21D、青色合分波部22Dのそれぞれから出力された可視光を合波して導波路25Dに出力する。導波路25Dは合波された可視光を導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24D is optically connected to the green multiplexer/demultiplexer 21D and the blue multiplexer/demultiplexer 22D. The multiplexer/demultiplexer 24D multiplexes the visible lights output from the green multiplexer/demultiplexer 21D and the blue multiplexer/demultiplexer 22D, and outputs the combined light to the waveguide 25D. A waveguide 25D guides the combined visible light.

合分波器26Dは、導波路25D、赤色合分波部23Dと光学的に接続されている。合分波器26Dは、導波路25D、赤色合分波部23Dのそれぞれから出力された可視光を合波して導波路27Dに出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26D is optically connected to the waveguide 25D and the red multiplexer/demultiplexer 23D. The multiplexer/demultiplexer 26D multiplexes the visible lights output from the waveguide 25D and the red multiplexer/demultiplexer 23D, and outputs the combined light to the waveguide 27D.

合分波器24D、26Dは、実施形態1の合分波器24、26と同様の構成である。 The multiplexers/demultiplexers 24D and 26D have the same configuration as the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 of the first embodiment.

導波路27Dは、合分波器26Dと光学的に接続されている。導波路27Dは合波された可視光を導波し、光導波路回路20Dの第2端面20Dbから、グラフG9に示すスペクトルを有するRGB光である可視光L7を出力する。 The waveguide 27D is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26D. The waveguide 27D guides the combined visible light, and outputs visible light L7, which is RGB light having a spectrum shown in graph G9, from the second end surface 20Db of the optical waveguide circuit 20D.

緑色合分波部21Dと、青色合分波部22Dと、赤色合分波部23Dと、導波路25D、27Dと、合分波器24D、26Dとは、ジルコニアを含む石英系ガラスからなる。一方、クラッド28Dはたとえば純石英ガラスからなる。緑色合分波部21D、青色合分波部22D、赤色合分波部23D、導波路25D、27D、および合分波器24D、26Dのクラッド28Dに対する比屈折率差Δは本実施形態では3.5%である。緑色合分波部21D、青色合分波部22D、赤色合分波部23D、導波路25D、27D、および合分波器24D、26Dは、少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されているが、マルチモード導波の条件に設定されていてもよい。 The green multiplexer/demultiplexer 21D, the blue multiplexer/demultiplexer 22D, the red multiplexer/demultiplexer 23D, the waveguides 25D and 27D, and the multiplexer/demultiplexers 24D and 26D are made of quartz glass containing zirconia. On the other hand, clad 28D is made of, for example, pure silica glass. The relative refractive index difference Δ of the green multiplexing/demultiplexing section 21D, the blue multiplexing/demultiplexing section 22D, the red multiplexing/demultiplexing section 23D, the waveguides 25D and 27D, and the multiplexer/demultiplexers 24D and 26D with respect to the clad 28D is 3 in this embodiment. 0.5%. The green multiplexer/demultiplexer 21D, the blue multiplexer/demultiplexer 22D, the red multiplexer/demultiplexer 23D, the waveguides 25D and 27D, and the multiplexer/demultiplexers 24D and 26D guide at least visible light in a single mode. Although the condition is set to the relationship between the cross-sectional size and the relative refractive index difference Δ, it may be set to the multimode waveguide condition.

実施形態5に係る光源モジュール100Dは、高出力のRGB光である可視光L7を出力することができるので、高輝度の光源モジュールを実現できる。 Since the light source module 100D according to the fifth embodiment can output the visible light L7, which is high-power RGB light, a high-luminance light source module can be realized.

さらに、光源モジュール100Dは、レイリー散乱による光損失が抑制されており、より高出力な光源モジュールとなる。また、光源モジュール100Dは、導波路および合分波器のサイズの精度が高いので、光学特性の精度も高く、かつ製造性も良好である。また、光源モジュール100Dはレイアウトの自由度が高く、たとえば小型化できる。 Furthermore, the light source module 100D is suppressed in light loss due to Rayleigh scattering, and becomes a light source module with higher output. In addition, since the light source module 100D has high accuracy in the size of the waveguide and the multiplexer/demultiplexer, the accuracy of the optical characteristics is also high, and the manufacturability is also good. In addition, the light source module 100D has a high degree of freedom in layout and can be downsized, for example.

ここで、実施形態3~5の光源モジュールの光導波路回路を作製したところ、いずれも平面視で3.5mm×2.5mmと小型にすることができた。 Here, when the optical waveguide circuits of the light source modules of Embodiments 3 to 5 were produced, all of them could be made as small as 3.5 mm×2.5 mm in plan view.

(実施形態6)
図11は、実施形態6に係る光源モジュールの模式的構成および動作を示す図である。図11(a)に示すように、光源モジュール100Eは、緑色光源11と、青色光源12と、赤色光源13と、光導波路回路20Eとを備えている。
(Embodiment 6)
11A and 11B are diagrams showing a schematic configuration and operation of a light source module according to Embodiment 6. FIG. As shown in FIG. 11(a), the light source module 100E includes a green light source 11, a blue light source 12, a red light source 13, and an optical waveguide circuit 20E.

緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、実施形態1の対応する要素を同じなので、説明を省略する。 Since the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are the same as the corresponding elements of the first embodiment, description thereof will be omitted.

光導波路回路20Eは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13のそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20Eは、第1端面20Eaと、第1端面20Eaと対向する第2端面20Ebとを有している。緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、第1端面20Ea側に配置されているが、第1端面20Daにバッドジョイント接続されていてもよい。 The optical waveguide circuit 20E is optically connected to each of the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13. FIG. In this embodiment, the optical waveguide circuit 20E has a first end surface 20Ea and a second end surface 20Eb facing the first end surface 20Ea. The green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are arranged on the first end surface 20Ea side, but may be connected to the first end surface 20Da through a bad joint.

光導波路回路20Eは、導波路21E、22E、23E、25E、27Eと、合分波器24E、26Eと、光スイッチ29Eと、クラッド28Eとを有している。導波路21E、22E、23E、25E、27Eと、合分波器24E、26Eと、光スイッチ29Eとは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13に光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器に対応する。 The optical waveguide circuit 20E has waveguides 21E, 22E, 23E, 25E, 27E, multiplexers/demultiplexers 24E, 26E, an optical switch 29E, and a clad 28E. Waveguides 21E, 22E, 23E, 25E, 27E, multiplexers/demultiplexers 24E, 26E, and optical switch 29E are a plurality of waveguides optically connected to green light source 11, blue light source 12, and red light source 13. Corresponding to the wave path and at least one multiplexer/demultiplexer.

クラッド28Eは、導波路21E、22E、23E、25E、27Eと、合分波器24E、26Eと、光スイッチ29Eの導波路とを取り囲んでいる。クラッド28Eは、実施形態1のクラッド28と同様の構成である。 The clad 28E surrounds the waveguides 21E, 22E, 23E, 25E, 27E, the multiplexers/demultiplexers 24E, 26E, and the waveguides of the optical switch 29E. The clad 28E has the same configuration as the clad 28 of the first embodiment.

導波路21Eは、緑色光源11と光学的に接続されており、可視光L1を導波する。導波路22Eは、青色光源12と光学的に接続されており、可視光L2を導波する。導波路23Eは、赤色光源13と光学的に接続されており、可視光L3を導波する。 The waveguide 21E is optically connected to the green light source 11 and guides the visible light L1. The waveguide 22E is optically connected to the blue light source 12 and guides the visible light L2. The waveguide 23E is optically connected to the red light source 13 and guides the visible light L3.

合分波器24Eは、導波路21E、22E、25Eと光学的に接続されている。合分波器24Eは、可視光L1と可視光L2とを合波して導波路25Eに出力する。導波路25Eは可視光L1と可視光L2とを導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24E is optically connected to the waveguides 21E, 22E, and 25E. The multiplexer/demultiplexer 24E multiplexes the visible light L1 and the visible light L2 and outputs them to the waveguide 25E. The waveguide 25E guides the visible light L1 and the visible light L2.

合分波器26Eは、導波路23E、25Eと光学的に接続されている。合分波器26Eは、可視光L1と可視光L2と可視光L3とを合波して導波路27Eに出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26E is optically connected to the waveguides 23E and 25E. The multiplexer/demultiplexer 26E multiplexes the visible light L1, the visible light L2, and the visible light L3, and outputs the multiplexed light to the waveguide 27E.

合分波器24E、26Eは、実施形態1の合分波器24、26と同様の構成である。 The multiplexers/demultiplexers 24E and 26E have the same configuration as the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 of the first embodiment.

導波路27Eは、合分波器26Eおよび光スイッチ29Eと光学的に接続されている。導波路27Eは可視光L1と可視光L2と可視光L3とを導波し、可視光L1と可視光L2と可視光L3とを光スイッチ29Eに出力する。 The waveguide 27E is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26E and the optical switch 29E. The waveguide 27E guides the visible light L1, the visible light L2, and the visible light L3, and outputs the visible light L1, the visible light L2, and the visible light L3 to the optical switch 29E.

光スイッチ29Eは、導波路型の合分波器29Ea、29Ebと、ヒータ29Ecとを備えている。合分波器29Ea、29Ebは、2入力×2出力型の構成を有している。合分波器29Eaの2つの入力導波路の1つは、導波路27Eに光学的に接続している。合分波器29Eaの2つの出力導波路のそれぞれは合分波器29Ebの2つの入力導波路のそれぞれに光学的に接続している。合分波器29Ea、29Ebは、マッハツェンダ干渉計を構成している。合分波器29Ebの2つの出力導波路28Eb1、28Eb2は、本実施形態ではいずれも第2端面20Ebまで延伸している。以下、出力導波路28Eb1、28Eb2をメインポート、アイドルポートとそれぞれ記載する場合がある。 The optical switch 29E includes waveguide type multiplexers/demultiplexers 29Ea and 29Eb and a heater 29Ec. The multiplexers/demultiplexers 29Ea and 29Eb have a 2-input×2-output configuration. One of the two input waveguides of the multiplexer/demultiplexer 29Ea is optically connected to the waveguide 27E. Each of the two output waveguides of the multiplexer/demultiplexer 29Ea is optically connected to each of the two input waveguides of the multiplexer/demultiplexer 29Eb. The multiplexers/demultiplexers 29Ea and 29Eb constitute a Mach-Zehnder interferometer. The two output waveguides 28Eb1 and 28Eb2 of the multiplexer/demultiplexer 29Eb both extend to the second end surface 20Eb in this embodiment. Hereinafter, the output waveguides 28Eb1 and 28Eb2 may be referred to as main port and idle port, respectively.

ヒータ29Ecは、合分波器29Eaの一方の出力導波路と合分波器29Ebの一方の入力導波路とが構成するアームの上方のクラッド28Eに設けられている。不図示の制御器からヒータ29Ecに駆動電流が流されると、ヒータ29Ecが発熱してアームを加熱する。これにより光スイッチ29Eは、駆動電流を制御することによって、導波路27Eから入力された光を出力導波路28Eb1、28Eb2のいずれか一方から選択的に出力する光スイッチとして機能する。 The heater 29Ec is provided in the clad 28E above the arm formed by one output waveguide of the multiplexer/demultiplexer 29Ea and one input waveguide of the multiplexer/demultiplexer 29Eb. When a drive current is supplied to the heater 29Ec from a controller (not shown), the heater 29Ec generates heat to heat the arm. Thus, the optical switch 29E functions as an optical switch that selectively outputs the light input from the waveguide 27E from either one of the output waveguides 28Eb1 and 28Eb2 by controlling the drive current.

導波路21E、22E、23E、25E、27Eと、合分波器24E、26Eと、光スイッチ29Eの導波路とは、ジルコニアを含む石英系ガラスからなり、クラッド28Dに対する比屈折率差Δは本実施形態では3.5%である。導波路21E、22E、23E、25E、27E、合分波器24E、26E、光スイッチ29Eの導波路は、少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されているが、マルチモード導波の条件に設定されていてもよい。 The waveguides 21E, 22E, 23E, 25E, 27E, the multiplexer/demultiplexers 24E, 26E, and the waveguides of the optical switch 29E are made of quartz-based glass containing zirconia, and the relative refractive index difference Δ with respect to the clad 28D is In the embodiment it is 3.5%. The waveguides of the waveguides 21E, 22E, 23E, 25E, 27E, the multiplexers/demultiplexers 24E, 26E, and the optical switch 29E have their cross-sectional sizes and relative refractions under the condition that at least the guided visible light is guided in a single mode. Although the relationship with the index difference Δ is set, it may be set to the condition of multimode waveguide.

ここで、図11(a)では、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13の出力がON状態になっており、それぞれ可視光L1、L2、L3を出力する。一方、光スイッチ29EはOFF状態となっている。このとき、可視光L1と可視光L2と可視光L3とを含むRGB光である可視光L4は、メインポートである出力導波路28Eb1から出力される。 Here, in FIG. 11A, the outputs of the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are in an ON state, and output visible light L1, L2, and L3, respectively. On the other hand, the optical switch 29E is in the OFF state. At this time, visible light L4, which is RGB light including visible light L1, visible light L2, and visible light L3, is output from output waveguide 28Eb1, which is a main port.

一方、図11(b)では、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13の出力がOFF状態となっているが、それぞれ微弱な可視光L1a、L2a、L3aを出力するとする。一方、光スイッチ29EはON状態となっている。このとき、可視光L1aと可視光L2aと可視光L3aとを含むRGB光である可視光L4aは、アイドルポートである出力導波路28Eb1から出力される。 On the other hand, in FIG. 11B, the outputs of the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are in an OFF state. On the other hand, the optical switch 29E is in ON state. At this time, visible light L4a, which is RGB light including visible light L1a, visible light L2a, and visible light L3a, is output from output waveguide 28Eb1, which is an idle port.

その結果、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13の出力がOFF状態のときに、可視光L1aと可視光L2aと可視光L3aとが出力されていても、これらがメインポートである出力導波路28Eb1から出力されることがない。その結果、光源モジュール100Eは、メインポートから可視光L4が出力される場合と出力されない場合の消光比が高くなり、高ダイナミックレンジで高コントラストの光源モジュールとなる。 As a result, when the outputs of the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are in the OFF state, even if the visible light L1a, the visible light L2a, and the visible light L3a are output, these are the output leads that are the main ports. There is no output from the wave path 28Eb1. As a result, the light source module 100E has a high extinction ratio between when the visible light L4 is output from the main port and when it is not output, and the light source module 100E has a high dynamic range and high contrast.

なお、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13を常時ON状態とし、光スイッチ29Eにて、可視光L4をメインポートから出力するかアイドルポートから出力するかを切り替えてもよい。この場合も、メインポートから可視光L4が出力される場合と出力されない場合の消光比が高くなり、高ダイナミックレンジで高コントラストの光源モジュールとなる。 Alternatively, the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 may be turned on all the time, and the optical switch 29E may switch between outputting the visible light L4 from the main port and outputting it from the idle port. In this case as well, the extinction ratio between when the visible light L4 is output from the main port and when it is not output is high, resulting in a light source module with a high dynamic range and high contrast.

(実施形態7)
図12は、実施形態7に係る光源モジュールの模式的構成図である。光源モジュール100Fは、緑色光源11と、青色光源12と、赤色光源13と、光導波路回路20Fとを備えている。
(Embodiment 7)
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 7. FIG. The light source module 100F includes a green light source 11, a blue light source 12, a red light source 13, and an optical waveguide circuit 20F.

緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、実施形態1の対応する要素と同じである。 Green light source 11, blue light source 12, and red light source 13 are the same as the corresponding elements in the first embodiment.

光導波路回路20Fは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13のそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20Fは、第1端面20Faと、第1端面20Faと対向する第2端面20Fbとを有している。緑色光源11、青色光源12、赤色光源13は、第1端面20Fa側に配置されているが、第1端面20Faにバッドジョイント接続されていてもよい。 The optical waveguide circuit 20F is optically connected to each of the green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13. FIG. In this embodiment, the optical waveguide circuit 20F has a first end face 20Fa and a second end face 20Fb facing the first end face 20Fa. The green light source 11, the blue light source 12, and the red light source 13 are arranged on the first end face 20Fa side, but may be connected to the first end face 20Fa through a bad joint.

光導波路回路20Fは、可変光減衰器21F、22F、23Fと、導波路25F、27Fと、合分波器24F、26Fと、クラッド28Fとを有している。可変光減衰器21F、22F、23Fと、導波路25F、27Fと、合分波器24F、26Fとは、緑色光源11、青色光源12、赤色光源13に光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器に対応する。 The optical waveguide circuit 20F has variable optical attenuators 21F, 22F, 23F, waveguides 25F, 27F, multiplexers/demultiplexers 24F, 26F, and a clad 28F. Variable optical attenuators 21F, 22F, 23F, waveguides 25F, 27F, and multiplexers/demultiplexers 24F, 26F are a plurality of waveguides optically connected to green light source 11, blue light source 12, and red light source 13. Corresponding to the wave path and at least one multiplexer/demultiplexer.

クラッド28Eは、可変光減衰器21F、22F、23Fのそれぞれの導波路と、導波路25F、27Fと、合分波器24F、26Fとを取り囲んでいる。クラッド28Eは、実施形態1のクラッド28と同様の構成である。 The clad 28E surrounds the waveguides of the variable optical attenuators 21F, 22F, 23F, the waveguides 25F, 27F, and the multiplexers/demultiplexers 24F, 26F. The clad 28E has the same configuration as the clad 28 of the first embodiment.

可変光減衰器21Fは、導波路型の合分波器21Fa、21Fbと、ヒータ21Fcとを備えている。合分波器21Fa、21Fbは、2入力×2出力型の構成を有している。合分波器21Faの2つの入力導波路の1つは、緑色光源11に光学的に接続している。合分波器21Faの2つの出力導波路のそれぞれは合分波器21Fbの2つの入力導波路のそれぞれに光学的に接続している。合分波器21Fa、21Fbは、マッハツェンダ干渉計を構成している。合分波器21Fbの2つの出力導波路21Fb1、21Fb2のうち、出力導波路21Fb1は合分波器24Fに光学的に接続している。出力導波路21Fb2は第2端面20Ebまで延伸している。 The variable optical attenuator 21F includes waveguide type multiplexers/demultiplexers 21Fa and 21Fb, and a heater 21Fc. The multiplexers/demultiplexers 21Fa and 21Fb have a 2-input×2-output configuration. One of the two input waveguides of the multiplexer/demultiplexer 21Fa is optically connected to the green light source 11. FIG. Each of the two output waveguides of the multiplexer/demultiplexer 21Fa is optically connected to each of the two input waveguides of the multiplexer/demultiplexer 21Fb. The multiplexers/demultiplexers 21Fa and 21Fb constitute a Mach-Zehnder interferometer. Of the two output waveguides 21Fb1 and 21Fb2 of the multiplexer/demultiplexer 21Fb, the output waveguide 21Fb1 is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 24F. The output waveguide 21Fb2 extends to the second end surface 20Eb.

ヒータ21Fcは、合分波器21Faの一方の出力導波路と合分波器21Fbの一方の入力導波路とが構成するアームの上方のクラッド28Fに設けられている。不図示の制御器からヒータ21Fcに駆動電流が流されると、ヒータ21Fcが発熱してアームを加熱する。これにより可変光減衰器21Fは、駆動電流を制御することによって、緑色光源11から入力された可視光L1の強度を変更して出力導波路21Fb1から出力する可変光減衰器として機能する。 The heater 21Fc is provided in the clad 28F above the arm formed by one output waveguide of the multiplexer/demultiplexer 21Fa and one input waveguide of the multiplexer/demultiplexer 21Fb. When a drive current is supplied to the heater 21Fc from a controller (not shown), the heater 21Fc generates heat to heat the arm. Thus, the variable optical attenuator 21F functions as a variable optical attenuator that changes the intensity of the visible light L1 input from the green light source 11 and outputs it from the output waveguide 21Fb1 by controlling the driving current.

可変光減衰器22Fは、導波路型の合分波器22Fa、22Fbと、ヒータ22Fcとを備えている。合分波器22Fa、22Fbは、2入力×2出力型の構成を有している。合分波器22Faの2つの入力導波路の1つは、青色光源12に光学的に接続している。合分波器22Faの2つの出力導波路のそれぞれは合分波器22Fbの2つの入力導波路のそれぞれに光学的に接続しており、マッハツェンダ干渉計が構成されている。合分波器22Fbの2つの出力導波路22Fb1、22Fb2のうち、出力導波路22Fb1は合分波器24Fに光学的に接続している。出力導波路22Fb2は第2端面20Ebまで延伸している。 The variable optical attenuator 22F includes waveguide type multiplexers/demultiplexers 22Fa and 22Fb and a heater 22Fc. The multiplexers/demultiplexers 22Fa and 22Fb have a 2-input×2-output configuration. One of the two input waveguides of multiplexer/demultiplexer 22Fa is optically connected to blue light source 12 . Each of the two output waveguides of the multiplexer/demultiplexer 22Fa is optically connected to each of the two input waveguides of the multiplexer/demultiplexer 22Fb, forming a Mach-Zehnder interferometer. Of the two output waveguides 22Fb1 and 22Fb2 of the multiplexer/demultiplexer 22Fb, the output waveguide 22Fb1 is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 24F. The output waveguide 22Fb2 extends to the second end surface 20Eb.

ヒータ22Fcは、合分波器22Faの一方の出力導波路と合分波器22Fbの一方の入力導波路とが構成するアームの上方のクラッド28Fに設けられている。不図示の制御器からヒータ22Fcに駆動電流が流されると、ヒータ22Fcが発熱してアームを加熱する。これにより可変光減衰器22Fは、駆動電流を制御することによって、青色光源12から入力された可視光L2の強度を変更して出力導波路22Fb1から出力する可変光減衰器として機能する。 The heater 22Fc is provided in the clad 28F above the arm formed by one output waveguide of the multiplexer/demultiplexer 22Fa and one input waveguide of the multiplexer/demultiplexer 22Fb. When a drive current is supplied to the heater 22Fc from a controller (not shown), the heater 22Fc generates heat to heat the arm. Accordingly, the variable optical attenuator 22F functions as a variable optical attenuator that changes the intensity of the visible light L2 input from the blue light source 12 and outputs it from the output waveguide 22Fb1 by controlling the drive current.

可変光減衰器23Fは、導波路型の合分波器23Fa、22Fbと、ヒータ23Fcとを備えている。合分波器23Fa、23Fbは、2入力×2出力型の構成を有している。合分波器23Faの2つの入力導波路の1つは、赤色光源13に光学的に接続している。合分波器23Faの2つの出力導波路のそれぞれは合分波器23Fbの2つの入力導波路のそれぞれに光学的に接続しており、マッハツェンダ干渉計が構成されている。合分波器23Fbの2つの出力導波路23Fb1、23Fb2のうち、出力導波路23Fb1は合分波器24Fに光学的に接続している。出力導波路23Fb2は第2端面20Ebまで延伸している。 The variable optical attenuator 23F includes waveguide type multiplexers/demultiplexers 23Fa and 22Fb and a heater 23Fc. The multiplexers/demultiplexers 23Fa and 23Fb have a 2-input×2-output configuration. One of the two input waveguides of multiplexer/demultiplexer 23Fa is optically connected to red light source 13 . Each of the two output waveguides of the multiplexer/demultiplexer 23Fa is optically connected to each of the two input waveguides of the multiplexer/demultiplexer 23Fb, forming a Mach-Zehnder interferometer. Of the two output waveguides 23Fb1 and 23Fb2 of the multiplexer/demultiplexer 23Fb, the output waveguide 23Fb1 is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 24F. The output waveguide 23Fb2 extends to the second end surface 20Eb.

ヒータ23Fcは、合分波器23Faの一方の出力導波路と合分波器23Fbの一方の入力導波路とが構成するアームの上方のクラッド28Fに設けられている。不図示の制御器からヒータ23Fcに駆動電流が流されると、ヒータ23Fcが発熱してアームを加熱する。これにより可変光減衰器23Fは、駆動電流を制御することによって、赤色光源13から入力された可視光L3の強度を変更して出力導波路23Fb1から出力する可変光減衰器として機能する。 The heater 23Fc is provided in the clad 28F above the arm formed by one output waveguide of the multiplexer/demultiplexer 23Fa and one input waveguide of the multiplexer/demultiplexer 23Fb. When a drive current is supplied to the heater 23Fc from a controller (not shown), the heater 23Fc generates heat to heat the arm. Accordingly, the variable optical attenuator 23F functions as a variable optical attenuator that changes the intensity of the visible light L3 input from the red light source 13 and outputs it from the output waveguide 23Fb1 by controlling the drive current.

合分波器24Fは、可変光減衰器21Fの出力導波路21Fb1、可変光減衰器22Fの出力導波路22Fb1、導波路25Fと光学的に接続されている。合分波器24Fは、可変光減衰器21Fによって強度が変更された可視光L1と可変光減衰器22Fによって強度が変更された可視光L2とを合波して導波路25Fに出力する。導波路25Fは可視光L1と可視光L2とを導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24F is optically connected to the output waveguide 21Fb1 of the variable optical attenuator 21F, the output waveguide 22Fb1 of the variable optical attenuator 22F, and the waveguide 25F. The multiplexer/demultiplexer 24F multiplexes the visible light L1 whose intensity is changed by the variable optical attenuator 21F and the visible light L2 whose intensity is changed by the variable optical attenuator 22F, and outputs the combined light to the waveguide 25F. The waveguide 25F guides the visible light L1 and the visible light L2.

合分波器26Fは、可変光減衰器23Fの出力導波路23Fb1、導波路25Fと光学的に接続されている。合分波器26Fは、可視光L1と可視光L2と、可変光減衰器22Fによって強度が変更された可視光L3とを合波して導波路27Fに出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26F is optically connected to the output waveguide 23Fb1 and the waveguide 25F of the variable optical attenuator 23F. The multiplexer/demultiplexer 26F multiplexes the visible light L1, the visible light L2, and the visible light L3 whose intensity is changed by the variable optical attenuator 22F, and outputs the combined light to the waveguide 27F.

合分波器24F、26Fは、実施形態1の合分波器24、26と同様の構成である。 The multiplexers/demultiplexers 24F and 26F have the same configuration as the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 of the first embodiment.

導波路27Fは、合分波器26Fと光学的に接続されている。導波路27Fは合波された可視光を導波し、光導波路回路20Fの第2端面20Fbから、RGB光である可視光L8を出力する。 The waveguide 27F is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26F. The waveguide 27F guides the combined visible light, and outputs visible light L8, which is RGB light, from the second end surface 20Fb of the optical waveguide circuit 20F.

可変光減衰器21F、22F、23Fの導波路と、導波路25F、27Fと、合分波器24F、26Fとは、ジルコニアを含む石英系ガラスからなり、クラッド28Fに対する比屈折率差Δは本実施形態では3.5%である。可変光減衰器21F、22F、23Fの導波路、導波路25F、27F、合分波器24F、26Fは、少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されているが、マルチモード導波の条件に設定されていてもよい。 The waveguides of the variable optical attenuators 21F, 22F, 23F, the waveguides 25F, 27F, and the multiplexer/demultiplexers 24F, 26F are made of silica-based glass containing zirconia, and the relative refractive index difference Δ with respect to the clad 28F is In the embodiment it is 3.5%. The waveguides of the variable optical attenuators 21F, 22F, 23F, the waveguides 25F, 27F, and the multiplexer/demultiplexers 24F, 26F have a cross-sectional size and a relative refraction under the condition that at least guided visible light is guided in a single mode. Although the relationship with the index difference Δ is set, it may be set to the condition of multimode waveguide.

実施形態7に係る光源モジュール100Fは、可変光減衰器21F、22F、23Fが集積されており、RGB成分の強度が個別に変更された可視光L8を出力することができるので、高機能の光源モジュールを実現できる。 The light source module 100F according to the seventh embodiment integrates the variable optical attenuators 21F, 22F, and 23F, and can output the visible light L8 in which the intensity of the RGB components is individually changed. module can be implemented.

さらに、光源モジュール100Fは、レイリー散乱による光損失が抑制されており、より高出力な光源モジュールとなる。また、光源モジュール100Fは、導波路および合分波器のサイズの精度が高いので、光学特性の精度も高く、かつ製造性も良好である。また、光源モジュール100Fはレイアウトの自由度が高く、たとえば小型化できる。 Furthermore, the light source module 100F has suppressed light loss due to Rayleigh scattering, and is a light source module with higher output. In addition, since the light source module 100F has high accuracy in the sizes of the waveguides and the multiplexer/demultiplexer, the accuracy in the optical characteristics is also high, and the manufacturability is also good. In addition, the light source module 100F has a high degree of freedom in layout, and can be downsized, for example.

上記実施形態6、7では、光スイッチ29Eおよび可変光減衰器21F、22F、23Fは、ヒータを備えるマッハツェンダ型の構成を有するが、他の構成の可変光減衰器に置き換えてもよいし、半導体材料などの石英系ガラス以外の材料を用いて構成してもよい。 In Embodiments 6 and 7, the optical switch 29E and the variable optical attenuators 21F, 22F, and 23F have a Mach-Zehnder configuration including heaters, but they may be replaced with variable optical attenuators having other configurations, or semiconductor A material other than silica-based glass may be used as the material.

(実施形態8)
図13は、実施形態8に係る光源モジュールの模式的構成図である。光源モジュール100Gは、青色光源14と、緑色光源15と、赤色光源16と、光導波路回路20Gとを備えている。
(Embodiment 8)
13 is a schematic configuration diagram of a light source module according to Embodiment 8. FIG. The light source module 100G includes a blue light source 14, a green light source 15, a red light source 16, and an optical waveguide circuit 20G.

青色光源14はたとえばアレイ型半導体レーザ素子である。青色光源14は、アレイ状に配列された導波路型の活性層14a、14b、14cを備えている。活性層14a、14b、14cは、それぞれ青色の可視光L2Gを出力する。 Blue light source 14 is, for example, an array-type semiconductor laser element. The blue light source 14 includes waveguide-type active layers 14a, 14b, and 14c arranged in an array. The active layers 14a, 14b, and 14c each output blue visible light L2G.

光導波路回路20Gは、青色光源14と、緑色光源15と、赤色光源16とのそれぞれに光学的に接続されている。本実施形態では、光導波路回路20Gは、第1端面20Gaと、第1端面20Gaと略直交する第2端面20Gbとを有している。青色光源14は、第1端面20Gaにバッドジョイント接続されている。光導波路回路20Gと緑色光源15および赤色光源16との光学的接続については後述する。 Optical waveguide circuit 20G is optically connected to blue light source 14, green light source 15, and red light source 16, respectively. In this embodiment, the optical waveguide circuit 20G has a first end face 20Ga and a second end face 20Gb substantially orthogonal to the first end face 20Ga. The blue light source 14 is connected to the first end surface 20Ga through a bad joint. Optical connection between the optical waveguide circuit 20G and the green light source 15 and the red light source 16 will be described later.

光導波路回路20Gは、導波路21G、22G、23G、25G、27Gと、合分波器24G、26Gと、クラッド28Gとを有している。導波路21G、22G、23G、25G、27Gと、合分波器24G、26Gとは、青色光源14と、緑色光源15と、赤色光源16に光学的に接続されている複数の導波路および少なくとも1つの合分波器に対応する。 The optical waveguide circuit 20G has waveguides 21G, 22G, 23G, 25G and 27G, multiplexers/demultiplexers 24G and 26G, and a clad 28G. The waveguides 21G, 22G, 23G, 25G, 27G and the multiplexers/demultiplexers 24G, 26G are a plurality of waveguides optically connected to the blue light source 14, the green light source 15, and the red light source 16, and at least It corresponds to one multiplexer/demultiplexer.

クラッド28Gは、導波路21G、22G、23G、25G、27Gと、合分波器24G、26Gとを取り囲んでいる。クラッド28Gは、実施形態1のクラッド28と同様の構成である。 The clad 28G surrounds the waveguides 21G, 22G, 23G, 25G, 27G and the multiplexers/demultiplexers 24G, 26G. The clad 28G has the same configuration as the clad 28 of the first embodiment.

導波路21Gは、第1端面20Gaにおいて青色光源14の活性層14aと光学的に接続されており、可視光L2Gを導波する。緑色光源15は、導波路21Gを横断するように設けられている。緑色光源15は、本実施形態では、光導波路回路20Gに形成された溝に挿入されたガラス板である。緑色光源15は、公知の材料からなる緑色蛍光体を含んでいる。緑色光源15は、導波路21Gを導波した可視光L2Gが照射されると、緑色の可視光L1Gを発光する。可視光L1Gは導波路21Gを導波する。なお、導波路21Gは、可視光L1G、L2Gの損失を低減するために幅方向にテーパ構造21Gaを有している。なお、緑色光源15は特に限定されず、蛍光体を含む樹脂からなるものでもよい。 The waveguide 21G is optically connected to the active layer 14a of the blue light source 14 at the first end surface 20Ga, and guides the visible light L2G. A green light source 15 is provided so as to traverse the waveguide 21G. The green light source 15 is a glass plate inserted into a groove formed in the optical waveguide circuit 20G in this embodiment. Green light source 15 contains a green phosphor made of a known material. The green light source 15 emits green visible light L1G when irradiated with the visible light L2G guided through the waveguide 21G. The visible light L1G is guided through the waveguide 21G. In addition, the waveguide 21G has a tapered structure 21Ga in the width direction in order to reduce the loss of the visible lights L1G and L2G. The green light source 15 is not particularly limited, and may be made of a resin containing a phosphor.

導波路22Gは、第1端面20Gaにおいて青色光源14の活性層14bと光学的に接続されており、可視光L2Gを導波する。 The waveguide 22G is optically connected to the active layer 14b of the blue light source 14 at the first end face 20Ga, and guides the visible light L2G.

導波路23Gは、第1端面20Gaにおいて青色光源14の活性層14cと光学的に接続されており、可視光L2Gを導波する。赤色光源16は、導波路21Gを横断するように設けられている。赤色光源16は、本実施形態では、光導波路回路20Gに形成された溝に挿入されたガラス板である。赤色光源16は、公知の材料からなる赤色蛍光体を含んでいる。赤色光源16は、導波路23Gを導波した可視光L2Gが照射されると、赤色の可視光L3Gを発光する。可視光L3Gは導波路23Gを導波する。なお、導波路23Gは、可視光L2G、L3Gの損失を低減するために幅方向にテーパ構造23Gaを有している。なお、赤色光源16特に限定されず、蛍光体を含む樹脂からなるものでもよい。 The waveguide 23G is optically connected to the active layer 14c of the blue light source 14 at the first end surface 20Ga, and guides the visible light L2G. A red light source 16 is provided so as to traverse the waveguide 21G. The red light source 16 is a glass plate inserted into a groove formed in the optical waveguide circuit 20G in this embodiment. Red light source 16 contains a red phosphor made of a known material. The red light source 16 emits red visible light L3G when irradiated with the visible light L2G guided through the waveguide 23G. The visible light L3G is guided through the waveguide 23G. The waveguide 23G has a tapered structure 23Ga in the width direction in order to reduce the loss of visible light L2G and L3G. Note that the red light source 16 is not particularly limited, and may be made of a resin containing a phosphor.

以上の説明のように、光源モジュール100Gは、一次光としての可視光L2Gが照射されると可視光L2Gとは波長が異なる可視光L1Gを出力する発光体を有する緑色光源15と、一次光としての可視光L2Gが照射されると可視光L2Gとは波長が異なる可視光L3Gを出力する発光体を有する赤色光源16とを含む。青色光源14の活性層14a、14cは、一次光としての可視光L2Gを出力する一次光源として機能する。 As described above, the light source module 100G includes the green light source 15 having a light emitter that outputs the visible light L1G having a different wavelength from the visible light L2G when irradiated with the visible light L2G as the primary light, and and a red light source 16 having a luminous body that outputs visible light L3G having a different wavelength from the visible light L2G when irradiated with the visible light L2G. The active layers 14a and 14c of the blue light source 14 function as a primary light source that outputs visible light L2G as primary light.

合分波器24Gは、導波路21G、22G、25Gと光学的に接続されている。合分波器24Gは、可視光L2Gと可視光L1Gとを合波して導波路25Gに出力する。導波路25Gは可視光L2Gと可視光L1Gとを導波する。 The multiplexer/demultiplexer 24G is optically connected to the waveguides 21G, 22G, and 25G. The multiplexer/demultiplexer 24G multiplexes the visible light L2G and the visible light L1G and outputs the multiplexed light to the waveguide 25G. The waveguide 25G guides the visible light L2G and the visible light L1G.

合分波器26Gは、導波路23G、25Gと光学的に接続されている。合分波器26Gは、可視光L1Gと可視光L2Gと可視光L3Gとを合波して導波路27Gに出力する。 The multiplexer/demultiplexer 26G is optically connected to the waveguides 23G and 25G. The multiplexer/demultiplexer 26G multiplexes the visible light L1G, the visible light L2G, and the visible light L3G, and outputs the multiplexed light to the waveguide 27G.

合分波器24G、26Gは、実施形態1の合分波器24、26と同様の構成である。 The multiplexers/demultiplexers 24G and 26G have the same configuration as the multiplexers/demultiplexers 24 and 26 of the first embodiment.

導波路27Gは、合分波器26Gと光学的に接続されている。導波路27Gは可視光L1Gと可視光L2Gと可視光L3Gとを導波し、光導波路回路20Gの第2端面20Gbから、可視光L1Gと可視光L2Gと可視光L3Gとを含むRGB光である可視光L9を出力する。 The waveguide 27G is optically connected to the multiplexer/demultiplexer 26G. The waveguide 27G guides visible light L1G, visible light L2G, and visible light L3G, and is RGB light including visible light L1G, visible light L2G, and visible light L3G from the second end surface 20Gb of the optical waveguide circuit 20G. It outputs visible light L9.

導波路21G、22G、23G、25G、27Gと、合分波器24G、26Gとは、ジルコニアを含む石英系ガラスからなり、クラッド28Gに対する比屈折率差Δは本実施形態では3.5%である。導波路21G、22G、23G、25G、27Gと、合分波器24G、26Gとは、少なくとも導波する可視光をシングルモードで導波する条件に、その断面サイズと比屈折率差Δとの関係が設定されているが、マルチモード導波の条件に設定されていてもよい。 The waveguides 21G, 22G, 23G, 25G, 27G and the multiplexers/demultiplexers 24G, 26G are made of silica-based glass containing zirconia, and the relative refractive index difference Δ with respect to the clad 28G is 3.5% in this embodiment. be. The waveguides 21G, 22G, 23G, 25G, and 27G and the multiplexer/demultiplexers 24G and 26G have a cross-sectional size and a relative refractive index difference Δ under the condition that at least the guided visible light is guided in a single mode. Although the relationship is set, it may be set to the condition of multimode waveguide.

導波路21G、22G、23G、25G、27Gは、図7に示す導波路21A、22A、23A、25A、27Aと同様に屈曲している。これによって、光源モジュール100Gは、可視光L1G、L2G、L3Gを第2端面20Gbから可視光L9として出力することができる。その結果、可視光L10は、非結合成分による品質劣化がきわめて抑制される。 Waveguides 21G, 22G, 23G, 25G and 27G are bent like waveguides 21A, 22A, 23A, 25A and 27A shown in FIG. Thereby, the light source module 100G can output the visible lights L1G, L2G, and L3G from the second end face 20Gb as the visible light L9. As a result, the quality deterioration of the visible light L10 due to non-bonded components is greatly suppressed.

光源モジュール100Gは、可視光源として、一次光源としての青色光源14と発光体を有する緑色光源15、赤色光源16とを用いて構成することができる。これによって、たとえば駆動電流を供給する光源としては青色レーザ光源のみを用いてRGB光を生成できる。また、本実施形態では、青色光源14がアレイ型光源なので、光導波路回路20Gに光学的に接続するのが容易である。 The light source module 100G can be configured using, as visible light sources, a blue light source 14 as a primary light source, and a green light source 15 and a red light source 16 having light emitters. As a result, for example, RGB light can be generated using only a blue laser light source as a light source for supplying drive current. Moreover, in this embodiment, since the blue light source 14 is an array type light source, it can be easily optically connected to the optical waveguide circuit 20G.

なお、本実施形態では、一次光源が1つであり、発光体を有する可視光源が2つであるが、その数は特に限定されない。 In this embodiment, there is one primary light source and two visible light sources having light emitters, but the number is not particularly limited.

また、上記実施形態では、可視光源が3つであるが、その数は特に限定されず、2または4以上であってもよい。可視光源の数が2の場合、合波器の数は1でもよい。 Also, in the above embodiment, there are three visible light sources, but the number is not particularly limited, and may be two or four or more. If the number of visible light sources is two, the number of multiplexers may be one.

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Moreover, the present invention is not limited by the above embodiments. The present invention also includes those configured by appropriately combining the respective constituent elements described above. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.

11、11Ba、11Bb、11Bc、11Bd、11Ca、11Cb、15 緑色光源
12、12Ba、12Bb、12Bc、12Bd、12Ca、12Cb、14 青色光源
13、13Ba、13Bb、13Bc、13Bd、13Ca、13Cb、16 赤色光源
14a、14b、14c 活性層
20、20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G 光導波路回路
20a、20Aa、20Ba、20Ca、20Da、20Ea、20Fa、20Ga 第1端面
20b、20Ab、20Bb、20Cb、20Db、20Eb、20Fb、20Gb 第2端面
21、21A、21Ba、21Ca、21Da、21E、21G、22、22A、22Ba、22Ca、22Da、22E、22G、23、23A、23Ba、23Ca、23Da、23E、23G、25、25A、25B、25C、25D、25E、25F、25G、27、27A、27B、27C、27D、27E、27F、27G 導波路
21B、21D 緑色合分波部
21Bb、21Db、21Fa、21Fb、22Bb、22Db、22Fb、23Bb、23Db、23Fa、23Fb、24、24A、24B、24C、24D、24E、24F、24G、26、26A、26B、26C、26D、26E、26F、26G、29Ea、29Eb 合分波器
21C 緑色偏波合成/分離部
22C 青色偏波合成/分離部
23C 赤色偏波合成/分離部
21Cb、22Cb 偏波回転器
21Cc、22Cc、23Cc 偏波合成/分離器
21F、22F、23F 可変光減衰器
21Fb1、21Fb2、22Fb1、22Fb2、23Fb1、23Fb2、28Eb1、28Eb2 出力導波路
21Fc、22Fc、23Fc、29Ec ヒータ
21Ga、23Ga テーパ構造
22B、22D 青色合分波部
23B、23D 赤色合分波部
28、28A、28B、28C、28D、28E、28F、28G クラッド
28a、128a 下部クラッド
28b 上部クラッド
29E 光スイッチ
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G 光源モジュール
121、122 導波路パターン
128b 石英系ガラス微粒子層
A、B、C 領域
G11、G12、G21、G22、G31、G32、G4、G61、G62、G63、G72、G82、G9 グラフ
L1、L1a、L1G、L2、L2a、L2G、L3、L3a、L3G、L4、L4a、L5、L6、L7、L8、L9 可視光
11, 11Ba, 11Bb, 11Bc, 11Bd, 11Ca, 11Cb, 15 green light source 12, 12Ba, 12Bb, 12Bc, 12Bd, 12Ca, 12Cb, 14 blue light source 13, 13Ba, 13Bb, 13Bc, 13Bd, 13Ca, 13Cb, 16 red Light sources 14a, 14b, 14c Active layers 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F, 20G Optical waveguide circuits 20a, 20Aa, 20Ba, 20Ca, 20Da, 20Ea, 20Fa, 20Ga First end faces 20b, 20Ab, 20Bb, 20Cb, 20Db, 20Eb, 20Fb, 20Gb Second end faces 21, 21A, 21Ba, 21Ca, 21Da, 21E, 21G, 22, 22A, 22Ba, 22Ca, 22Da, 22E, 22G, 23, 23A, 23Ba, 23Ca, 23Da, 23E, 23G, 25, 25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F, 25G, 27, 27A, 27B, 27C, 27D, 27E, 27F, 27G Waveguides 21B, 21D Green multiplexing/demultiplexing sections 21Bb, 21Db, 21Fa , 21Fb, 22Bb, 22Db, 22Fb, 23Bb, 23Db, 23Fa, 23Fb, 24, 24A, 24B, 24C, 24D, 24E, 24F, 24G, 26, 26A, 26B, 26C, 26D, 26E, 26F, 26G, 29Ea , 29Eb multiplexer/demultiplexer 21C green polarized wave combiner/separator 22C blue polarized wave combiner/separator 23C red polarized wave combiner/separator 21Cb, 22Cb polarization rotator 21Cc, 22Cc, 23Cc polarization combiner/separator 21F, 22F, 23F variable optical attenuators 21Fb1, 21Fb2, 22Fb1, 22Fb2, 23Fb1, 23Fb2, 28Eb1, 28Eb2 output waveguides 21Fc, 22Fc, 23Fc, 29Ec heaters 21Ga, 23Ga tapered structures 22B, 22D blue multiplexing/demultiplexing sections 23B, 23D red Multiplexer/demultiplexer 28, 28A, 28B, 28C, 28D, 28E, 28F, 28G Claddings 28a, 128a Lower clad 28b Upper clad 29E Optical switches 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G Light source module 121, 122 Waveguide pattern 128b Silica-based glass fine particle layers A, B, C Regions G11, G12, G21, G22, G31, G32, G4, G61, G62, G63, G72, G82, G9 Graphs L1, L1a, L1G, L2, L2a, L 2G, L3, L3a, L3G, L4, L4a, L5, L6, L7, L8, L9 visible light

Claims (12)

それぞれが互いに波長が異なる可視光を出力する複数の可視光源と、
前記複数の可視光源のそれぞれに光学的に接続した光導波路回路と、
を備え、
前記光導波路回路は、
前記可視光源のいずれかに光学的に接続されており、前記可視光源のいずれかから出力された光をそれぞれ導波する複数の導波路と、
前記導波路のいずれかに光学的に接続されており、前記導波路のいずれかを導波したそれぞれの前記光を合波または分波する少なくとも1つの合分波器と、
前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器を取り囲むクラッドと、
互いに偏波が直交する2つの前記可視光を偏波合成または偏波分離する偏波合成/分離器と、
を有しており、
前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、ジルコニア(ZrO)を含む石英系ガラスからなる
ことを特徴とする光源モジュール。
a plurality of visible light sources each outputting visible light having different wavelengths;
an optical waveguide circuit optically connected to each of the plurality of visible light sources;
with
The optical waveguide circuit is
a plurality of waveguides that are optically connected to any of the visible light sources and guide light output from any of the visible light sources;
at least one multiplexer/demultiplexer that is optically connected to any of the waveguides and multiplexes or demultiplexes each of the lights guided through any of the waveguides;
a clad surrounding the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer;
a polarization synthesizer/separator for polarization synthesis or polarization separation of the two visible lights having orthogonal polarizations;
and
The light source module, wherein the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer are made of silica-based glass containing zirconia (ZrO 2 ).
前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、前記可視光をシングルモードで導波することを特徴とする請求項1に記載の光源モジュール。 2. The light source module according to claim 1, wherein said plurality of waveguides and said at least one multiplexer/demultiplexer guide said visible light in a single mode. 前記光導波路回路は、前記可視光が入力される第1端面と、前記可視光を出力する第2端面とを有しており、前記第1端面と前記第2端面とが略直交していることを特徴とする請求項1または2に記載の光源モジュール。 The optical waveguide circuit has a first end face into which the visible light is input and a second end face from which the visible light is output, and the first end face and the second end face are substantially perpendicular to each other. 3. The light source module according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記複数の可視光源は、互いにスペクトルが重なる可視光を出力する複数の可視光源を含み、前記少なくとも1つの合分波器は、互いにスペクトルが重なる前記可視光を合波または分波することを特徴とする請求項1~3のいずれか一つに記載の光源モジュール。 The plurality of visible light sources include a plurality of visible light sources that output visible light whose spectra overlap each other, and the at least one multiplexer/demultiplexer multiplexes or demultiplexes the visible lights whose spectra overlap each other. The light source module according to any one of claims 1 to 3. 前記光導波路回路は、前記可視光が出力される導波路を切り替える光スイッチをさらに備えることを特徴とする請求項1~4のいずれか一つに記載の光源モジュール。 5. The light source module according to claim 1, wherein said optical waveguide circuit further comprises an optical switch for switching a waveguide from which said visible light is output. 前記複数の可視光源は、照射された一次光とは波長が異なる可視光を出力する発光体を有する可視光源を含み、
前記発光体に照射する前記一次光を出力する一次光源を備えることを特徴とする請求項1~5のいずれか一つに記載の光源モジュール。
The plurality of visible light sources includes a visible light source having a light emitter that outputs visible light having a wavelength different from that of the irradiated primary light,
6. The light source module according to any one of claims 1 to 5, further comprising a primary light source that outputs the primary light that irradiates the light emitter.
前記複数の可視光源は、赤色光を出力する赤色光源と、緑色光を出力する緑色光源と、青色光を出力する青色光源とを含むことを特徴とする請求項1~6のいずれか一つに記載の光源モジュール。 7. The plurality of visible light sources include a red light source that outputs red light, a green light source that outputs green light, and a blue light source that outputs blue light. A light source module as described in . 前記複数の導波路の少なくとも1つは屈曲していることを特徴とする請求項1~7のいずれか一つに記載の光源モジュール。 8. The light source module according to claim 1, wherein at least one of said plurality of waveguides is bent. 前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、ジルコニア(ZrO)の濃度が2mol%以上であることを特徴とする請求項1~8のいずれか一つに記載の光源モジュール。 9. The light source module according to claim 1, wherein the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer have a zirconia (ZrO 2 ) concentration of 2 mol % or more. 前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、ジルコニア(ZrO)の濃度が7.75mol%以上であることを特徴とする請求項1~9のいずれか一つに記載の光源モジュール。 The light source according to any one of claims 1 to 9, wherein the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer have a zirconia (ZrO 2 ) concentration of 7.75 mol% or more. module. 前記クラッドは純石英ガラスからなり、青色領域において、前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、前記クラッドに対する比屈折率差が0.8%以上であることを特徴とする請求項1~10のいずれか一つに記載の光源モジュール。 The clad is made of pure silica glass, and in a blue region, the plurality of waveguides and the at least one multiplexer/demultiplexer have a relative refractive index difference of 0.8% or more with respect to the clad. Item 11. The light source module according to any one of items 1 to 10. 前記複数の導波路および前記少なくとも1つの合分波器は、前記比屈折率差が3.5%以上であることを特徴とする請求項11に記載の光源モジュール。 12. The light source module according to claim 11, wherein said plurality of waveguides and said at least one multiplexer/demultiplexer have said relative refractive index difference of 3.5% or more.
JP2022103177A 2019-06-14 2022-06-28 light source module Active JP7340661B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022103177A JP7340661B2 (en) 2019-06-14 2022-06-28 light source module

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019110777A JP7099995B2 (en) 2019-06-14 2019-06-14 Light source module
JP2022103177A JP7340661B2 (en) 2019-06-14 2022-06-28 light source module

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019110777A Division JP7099995B2 (en) 2019-06-14 2019-06-14 Light source module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022130562A true JP2022130562A (en) 2022-09-06
JP7340661B2 JP7340661B2 (en) 2023-09-07

Family

ID=87882137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022103177A Active JP7340661B2 (en) 2019-06-14 2022-06-28 light source module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7340661B2 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003232946A (en) 2002-02-08 2003-08-22 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical device and optical communication system
CN102449520B (en) 2009-05-28 2015-01-07 西铁城控股株式会社 Light source device
US8855447B2 (en) 2010-08-12 2014-10-07 Octrolix Bv Scanning laser projector
JP2013210623A (en) 2012-02-28 2013-10-10 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical waveguide device and method of manufacturing the same
CN108139537A (en) 2015-10-14 2018-06-08 夏普株式会社 Optical multiplexer and the image projection device using the optical multiplexer
JP2018180513A (en) 2017-04-17 2018-11-15 日本電信電話株式会社 Light source having monitoring function
JP6810650B2 (en) 2017-04-17 2021-01-06 日本電信電話株式会社 Video projection device
JP6634053B2 (en) 2017-07-05 2020-01-22 日本電信電話株式会社 Optical waveguide

Also Published As

Publication number Publication date
JP7340661B2 (en) 2023-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7033805B2 (en) Combiner, image projection device and image projection system using this combiner
JP5817022B2 (en) Optical multiplexer and image projection apparatus using the optical multiplexer
WO2017142076A1 (en) Optical multiplexing circuit
US20180306978A1 (en) Optical multiplexer and image projection apparatus equipped with optical multiplexer
US11287571B2 (en) Multiplexer
US20210149110A1 (en) Optical waveguide-type optical multiplexer, optical waveguide-type multiplexing light source optical device and image projecting device
WO2017179352A1 (en) Optical module
JP7099995B2 (en) Light source module
JP2021039241A (en) Optical waveguide circuit, light source module, and manufacturing method for optical waveguide circuit
JP6535848B2 (en) Chip-type bundle fiber multiplexer and chip-type multi-wavelength light source
JP7436881B2 (en) optical multiplexing circuit
JP7201945B2 (en) Optical multiplexing circuit and light source
WO2020095417A1 (en) Optical multiplexer, light source module, two-dimensional optical scanning device, and image projection device
JP7340661B2 (en) light source module
WO2021002254A1 (en) Optical multiplexer
JP7178328B2 (en) Multiplexer/demultiplexer and light source module
JP6897554B2 (en) Optical circuit and light source with monitoring function using it
WO2020240798A1 (en) Optical multiplexing circuit and light source
WO2019117313A1 (en) Optical polarization wave element and method for manufacturing same
WO2020079862A1 (en) Optical multiplexer, light source module, two-dimensional optical scanning device, and image projection device
JP7097332B2 (en) Combined demultiplexing element and light source module
JP7105498B2 (en) Optical waveguide multiplexer, light source module, two-dimensional light beam scanner, and light beam scanning image projector
JP2020194188A (en) Broadband branch optical circuit
KR20160019798A (en) Illumination optical system for pico projector, and optical transmission method thereof
JP2018180375A (en) Broadband optical branching circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220628

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: 20230808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230828

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7340661

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151