JP2022155191A - 光導波路素子及びそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光導波路を形成した基板を含む光導波路部材と光学部品との接合部に発生する内部応力による光学部品の脱落を防止すると共に、接合面の研磨処理に係る製造工程を簡略化することが可能な光導波路素子を提供すること。【解決手段】光導波路を形成した基板１を含む光導波路部材と、該光導波路の入力部又は出力部が配置された該光導波路部材の端面（Ｂ０）固定され、該入力部への入力光を透過、又は該出力部からの出力光を透過する光学部品３を備える光導波路素子において、該光導波路部材の少なくとも一部であり、該光学部品３が固定された部分に、該入力部又は該出力部を含む該光導波路部材の端面（Ｂ０）の粗さよりも、粗い部分（Ｂ１，Ｂ２）を設けたことを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、光導波路素子及びそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置に関し、特に、光導波路を形成した基板を含む光導波路部材と、該光導波路の入力部又は出力部が配置された該光導波路部材の端面に固定され、該入力部への入力光を透過、又は該出力部からの出力光を透過する光学部品を備える光導波路素子に関する。

光計測技術分野や光通信技術分野において、光変調器など、光導波路を形成した基板を用いた光導波路素子が多用されている。ニオブ酸リチウム（ＬＮ）などの電気光学効果を有する基板を用いた光導波路素子に、光導波路を伝搬する光波を制御するための制御電極を形成し、光変調素子（ＬＮチップ）が形成される。ＬＮチップは、金属等の筐体内に実装されると共に、光導波路素子の光導波路に光波を入力又は出力するため、光導波路素子の端面に光学レンズが接着固定される。

光学レンズを用いることで、入力光又は出力光と、光導波路との結合効率の良い光変調器を提供することが可能である。仮に、ＬＮチップと筐体との実装の位置がずれた場合においても、レンズの位置・角度を調整することで、挿入損失の低い構成を実現することができる。

特許文献１のように、近年では、光導波路素子を筐体内に実装した光変調デバイスにおいて、小型化、広帯域化に対応するため、光導波路素子から出力される信号光を２つとして、これらを偏波合成することが提案されている。また、図１に示すように、筐体の一側面から、光波の入力（Ｌ１）や出力（Ｌ２）を行うため、光導波路素子の一側面に光導波路２の入力部と出力部を配置する構成が提案されている。これらの光導波路素子では、光波に係る複数の入力部や出力部が基板の同一端面に配置されるため、基板端面と光学部品との接地面積も大きくなる。

図１では、光導波路素子の一側面に、光学レンズ（３１，３２）が形成（または保持）された光学ブロック（光学部品）３が貼り付けられる。図２（ａ）は、光導波路素子（基板１）と光学ブロック３を貼り付けた様子を示す、側面方向（図１の下側）から見た図であり、基板１の端面側の上部には補強ブロック１０が接着剤（不図示）により接着固定されている。基板１と補強ブロック１０の端面には光学ブロック３が接着剤Ａにより接着固定されている。また、基板１を３０μｍ以下の薄板や１μｍ以下の厚みの薄膜で構成する場合には、図２（ｂ）に示すように保持基板１１を薄板（薄膜）１に接合して配置し、基板の機械的強度を高めることも可能である。以下、光導波路を形成した基板のみ、または、当該基板に保持基板又は補強ブロックの少なくとも一方を付加した構造体を「光導波路部材」と称する。

光学ブロック（光学部品）としては、上述したような光学レンズに限らず、偏波合成等に使用される反射部材や偏光子などの他の光学部材を一体的に形成又は保持するもの、または反射部材やそれらの部品を固定するためのスペーサなどがある。また、基板１と補強ブロック１０に接着固定される光学部品は、光学ブロックに限らず、スリーブ（円筒）状の保持部材やＶ溝基板に固定した光ファイバを、基板１の端面に直接貼り付けるような構成も含まれる。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、基板１（保持基板１１を含む）や補強ブロック１０などの光導波路部材に光学部品３を接合するには、接合する部分の光導波路部材の端面や光学部品の端面は、鏡面状態に形成される。このような鏡面状態の端面を互いに対向させて、接着剤で接合する場合には、接合面が粗面の場合と比較して表面積が小さくなり、アンカー効果が得られないことから、両者の接着強度が低下する原因となる。

一方、光導波路素子を構成する基板にはＬＮなどの強誘電体材料が使用され、補強ブロックにも基板１と線膨張係数を合わせるために、ＬＮなどの材料が使用される。
これに対し、光学部品の素材としては、ガラス（有機ガラスや光学ガラスなど）やプラスチックが使用される。このため、光導波路部材を構成するＬＮ基板、保持基板や補強ブロックと、光学ブロック（光学部品）とでは、熱膨張率（線膨張係数）が、５×１０^－６／℃以上異なる場合もある。
なお、基板１の光導波路へ悪影響が無い限り補強ブロックと保持基板１１に同じ材質を用いることで線膨張係数だけでなくビッカース硬度も合わせることができるため基板切断時の面精度を向上させることができる。

また、光導波路素子のサイズは、チップ幅が０．５～３ｍｍ程度、補強ブロックと光導波路素子の基板の厚さの合計は１～２ｍｍ程度である。特に、偏波合成や、図１に示すような入出力が同一端面にある折り返し構造の場合では、チップ幅が１．５ｍｍよりも大きくなり、光学ブロック（光学部品）３と基板１との接着面積がより大きくなるため、基板（保持基板を含む）や補強ブロックと光学部品との熱膨張率の差の影響を受けやすい。

接合する部材の熱膨張率が異なると、環境の温度変化により接合部分に内部応力が発生するため、光学特性の変化、接合部分の亀裂、または光学部品の脱落などの不具合も生じる。特に、図２（ａ）に示すよう光導波路素子の厚さ方向（Ｙ軸方向）や幅方向（Ｘ軸方向）など、接合面に平行な方向の熱膨張係数が異なる場合は、この傾向は顕著となる。

このような不具合を解消する方法として、本出願人は、特許文献２に示すように、接合部分の面積をより小さくする方法を提示した。

さらに、接合面を鏡面に仕上げるためには、基板を切断した後、端面を研磨処理する必要があり、より多くの加工時間を要するという問題も生じていた。

特開２０２０－００３７０１号公報 特願２０２０－０６２１２９号（出願日：令和２年３月３１日）

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、光導波路を形成した基板を含む光導波路部材と光学部品との接合部に発生する内部応力による光学部品の脱落を防止すると共に、接合面の研磨処理に係る製造工程を簡略化することが可能な光導波路素子を提供することである。また、その光導波路素子を利用した光変調デバイス及び光送信装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の光導波路素子及びそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置は、以下の技術的特徴を有する。
（１） 光導波路を形成した基板を含む光導波路部材と、該光導波路の入力部又は出力部が配置された該光導波路部材の端面に固定され、該入力部への入力光を透過、又は該出力部からの出力光を透過する光学部品を備える光導波路素子において、該光導波路部材の少なくとも一部であり、該光学部品が固定された部分に、該入力部又は該出力部を含む該光導波路部材の端面の粗さよりも、粗い部分を設けたことを特徴とする。

（２） 上記（１）に記載の光導波路素子において、該光導波路部材の一部に切り欠き部を設け、該切り欠き部を形成する面の少なくとも一部に、該粗い部分を設けたことを特徴とする。

（３） 上記（２）に記載の光導波路素子において、該切り欠き部の深さは、該入力部又は該出力部を含む端面から、５μｍ以上、３００μｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする。

（４） 上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光導波路素子において、該光導波路部材の端面に平行な方向において、該光学部品の熱膨張率は、該光導波路部材の端面を構成する部材の少なくとも一部とは異なることを特徴とする。

（５） 上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光導波路素子において、該光導波路の入力部又は出力部の少なくとも一方にはスポットサイズ変換部が設けられていることを特徴とする。

（６） 上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分の少なくとも一部に、該光学部品を接合する接着剤が設けられていることを特徴とする。

（７） 上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分の粗さＲａは５０ｎｍ以上であることを特徴とする。

（８） 上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の光導波路素子において、該入力部又は該出力部のいずれかと、前記粗い部分が形成されている位置までの距離が、５μｍ以上、３００μｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする。

（９） 上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分の少なくとも一部が、該入力部又は該出力部よりも該光学部品側に突出していることを特徴とする。

（１０） 上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分が形成されている領域内で、曲面が形成されている箇所の少なくとも一部は、他の粗い部分よりも粗さが小さいことを特徴とする。

（１１） 上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の光導波路素子は、該光導波路を伝搬する光波を変調する電極を備え、該光導波路素子は筐体内に収容され、該光導波路に光波を入力又は出力する光ファイバを備えることを特徴とする光変調デバイスである。

（１２） 上記（１１）に記載の光変調デバイスにおいて、該光導波路素子に入力する変調信号を増幅する電子回路を該筐体の内部に有することを特徴とする。

（１３） 上記（１１）又は（１２）に記載の光変調デバイスと、該光変調デバイスに変調動作を行わせる変調信号を出力する電子回路とを有することを特徴とする光送信装置である。

本発明は、光導波路を形成した基板を含む光導波路部材と、該光導波路の入力部又は出力部が配置された該光導波路部材の端面に固定され、該入力部への入力光を透過、又は該出力部からの出力光を透過する光学部品を備える光導波路素子において、該光導波路部材の少なくとも一部であり、該光学部品が固定された部分に、該入力部又は該出力部を含む該光導波路部材の端面の粗さよりも、粗い部分を設けているため、当該粗い部分で光学部品側との接合強度を高くし、光学部品の脱落を防止することが可能となる。しかも、接合面において、性能上鏡面化が必要な光導波路部分以外における粗い部分をそのまま使用できるため、接合面の研磨処理に係る製造工程を簡略化することも可能となる。

従来の光導波路素子の一例を示す平面図である。 図１の光導波路素子の側面図である。（ａ）は基板１が厚い場合、（ｂ）は薄板（薄膜）1に保持基板１１を接合している場合を示す。 本発明の光導波路素子に係る第１の実施例を説明する側面図である。（ａ）は粗い部分Ｂ１に接着剤を塗布した場合、（ｂ）は（ａ）の場合よりも多くの粗い部分（Ｂ１，Ｂ２）に接着剤を塗布した場合を示す。 図３の光導波路素子を製造する工程の一部を説明する図である。 本発明の光導波路素子に係る第２の実施例を説明する側面図である。（ａ）は光学部品を粗い部分Ｂ３の面に平行に配置した場合、（ｂ）は光学部品を粗い部分Ｂ３の面に対して傾けて配置した場合を示す。 図５の光導波路素子を製造する工程の一部を説明する図である。 本発明の光導波路素子に係る第３の実施例を説明する側面図である。 本発明の光導波路素子に係る第４の実施例を説明する側面図である。 本発明の光導波路素子でスポットサイズ変換部を使用する例を説明する図である。 本発明の光導波路素子に係る「粗い部分」の形成領域を説明する図である。 本発明の光変調デバイス及び光送信装置を説明する平面図である。

以下、本発明の光導波路素子について、好適例を用いて詳細に説明する。
本発明の光導波路素子は、図３乃至１０に示すように、光導波路を形成した基板１を含む光導波路部材と、該光導波路の入力部又は出力部が配置された該光導波路部材の端面（Ｂ０）に固定され、該入力部への入力光を透過、又は該出力部からの出力光を透過する光学部品３を備える光導波路素子において、該光導波路部材の少なくとも一部であり、該光学部品３が固定された部分に、該入力部又は該出力部を含む該光導波路部材の端面（Ｂ０）の粗さよりも、粗い部分（Ｂ１～Ｂ６）を設けたことを特徴とする。
以下の説明では、光導波路部材として、基板１に保持基板１１と補強ブロック１０を組み合わせた例を中心に説明する。

本発明の光導波路素子に使用される基板１の材料としては、電気光学効果を有する強誘電体材料、具体的には、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＬＴ）、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）などの基板や、これらの材料による気相成長膜などが利用可能である。また、半導体材料や有機材料など種々の材料も光導波路素子の基板として利用可能である。

光導波路を形成した基板１の厚さは、光導波路を伝搬する光波の閉じ込めを強くし変調効率を向上させるため、１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下に設定される場合がある。このような場合には、基板１の機械的強度を補強するため、０．２～１ｍｍ厚の保持基板１１を、直接接合又は接着剤を介して貼り合わせることが行われる。なお、保持基板の材料としてはＬＮ、石英、Ｓｉ、溶融ガラス、アルミナなどが適用できる。
本発明の光導波路素子において、「光導波路を形成した基板」とは、単に１枚の基板のみを意味するのではなく、保持基板上に気相成長膜を形成し、当該膜（薄膜）に光導波路に加工する場合も含む。

基板１に光導波路を形成する方法としては、Ｔｉなどの高屈折率材料を基板に熱拡散する方法や、プロトン交換法により高屈折率部分を形成する方法を使用することが可能である。また、光導波路以外の基板部分をエッチングする方法や、光導波路の両側に溝を形成する方法などで、基板の光導波路に対応する部分を凸状としたリブ型光導波路を形成することも可能である。さらに、リブ型光導波路と、熱拡散法などの光導波路を一緒に使用することも可能である。

また、光導波路のモードフィールド径（ＭＦＤ）が１μｍ以下のように、幅の狭い光導波路を使用する場合には、光導波路の入力部又は出力部にＭＦＤを変更するスポットサイズ変換部（ＳＳＣ）を、光導波路の一部として設けることが可能である。後述するように、ＳＳＣがある場合には、当該ＳＳＣを伝搬する光波に影響を与えない位置に、本発明の「粗い部分」が形成される。

基板１の光波の入力部や出力部が形成される端面側の上部には、補強ブロック１０が配置固定される。補強ブロック１０には基板切断時の面精度を向上させるため補強基板１１とビッカース硬度が近い材料が使用される。基板１の光導波路へ悪影響が無い限りは、保持基板１１と同じ材質を用いると、ビッカース硬度だけでなく線膨張係数も合わせることができる。補強ブロック１０の端面（基板１の端面と同じ側の面）は、必要に応じて、光学ブロックなどの光学部品を接着するための接合面として利用される。

光学部品は、光学レンズ、反射部材、偏光子などを保持する光学ブロックや、光ファイバの端部付近を保持するスリーブ（円筒）状の保持部材またはＶ溝基板などが含まれる。光学部品を構成する材料は、有機ガラスや光学ガラスなどのガラス材料や、プラスチック材料が使用される。

ＬＮ基板はＺ軸方向に対して熱膨張率（線膨張係数）が４．０×１０^－６／℃であり、Ｘ軸（Ｙ軸）方向には、１４．０×１０^－６／℃である。光学部品を例えばＢＫ－７などの光学ガラス材料で構成する場合には、線膨張係数は７．１×１０^－６／℃となる。ＬＮ基板に光学部品を貼り付けた場合には、ＬＮ基板の接合面にＸ軸又はＹ軸が存在すると、両者の線膨張係数の差が、５．０×１０^－６／℃以上となり、差異が顕著となる。その結果、基板や環境等の温度変化に伴い、光学部品の位置ずれや、光学部品の剥離あるいは脱落が発生する。

また、光導波路素子を収容する金属等の筐体は、光導波路素子に使用される基板に近い線膨張係数を持つ材料が選択される。ＬＮ基板の場合にはステンレス鋼が多く用いられるが、ステンレス鋼の線膨張係数は、１７．３×１０^－６／℃で光学部品との線膨張係数の差が大きくなることから、光学部品は筐体には接合されず、専ら基板１や補強ブロック１０に接合して保持されている。なお、保持基板１１に石英ガラスなどの低線膨張係数の素子を使用する場合、筐体にコバールなど低線膨張係数の材料を用いてもよい。

本発明の光導波路素子の特徴は、図３乃至１０に示すように、光波の入力部又は出力部が形成された端面Ｂ０の面の粗さよりも「粗い部分」を、基板１、基板１を保持する保持基板（保持基板がある場合）１１、又は基板１上に配置される補強ブロック１０などによる光導波路部材の少なくとも一部で、光学部品３に対向する部分（図１０の網掛け部分Ｄ）に形成することである。なお、各図に示す「粗い部分」は、参考のため、実際の粗さの凹凸よりも強調して記載している。
また、図３，７及び８では、「粗い部分」が、入力部又は出力部が形成された端面Ｂ０よりも基板１側に入り込んだ状態を示しているが、図５では、端面Ｂ０より突出した状態を示している。当然、両者を組み合わせることも可能である。
さらに、切り欠き部の深さ（図３の端面Ｂ０からＢ２までの距離，図７の端面Ｂ０からＢ５までの距離）は、５μｍ以上、３００μｍ以下の範囲に設定することが好ましい。切り込みが深いほど、接着剤Ａのアンカー効果を高めることができるが、深すぎると光導波路部材を構成する基板等の機械的強度が弱くなる。

図３では、保持基板１１の一部に切り欠き部を設け、その切り欠き部を形成する面の少なくとも一部に「粗い部分」（Ｂ１，Ｂ２）を形成している。そして、光学部品３を接合させる接着剤を、図３（ａ）では、粗い部分Ｂ１のみに、図３（ｂ）では、粗い部分Ｂ１及びＢ２の両方に配置し、基板端面Ｂ０における接着剤の不足を補い、光学部品３を基板１側に強固に固定することを可能としている。

図３及び図７に示すように、粗い部分（Ｂ１とＢ２、Ｂ４とＢ５、Ｂ５とＢ６）の間に曲面（Ｒ、Ｒ１，Ｒ２）を設けている。このようにすることで例えば「粗い部分」（Ｂ１，Ｂ２）で形成される角部への応力集中が分散されるため保持基板１１での亀裂等の発生を抑制することができる。特に、曲面と基板１との距離が３００μｍ以下の場合、基板１の光導波路への亀裂等による影響を低減することができるためより好適である。勿論、亀裂等の発生のリスクは高まるが「粗い部分」で形成される角部に曲面を設けなくても本発明の効果を得ることはできる。

また、曲面を設ける場合は、曲面の表面が近傍の粗い部分と同じかそれより粗くなると、その部分に入り込んだ接着剤の内部応力で、曲面に応力集中が発生し易くなるため、曲面での亀裂等の原因となる。これを避けるため、曲面の粗さは、他の粗い部分（Ｂ１～Ｂ６）よりも滑らかに仕上げることが好ましい。

「切り欠き部」の形状としては、図３及び７に限定されず、例えば、図８のように、保持基板１１の角部を面取りをして形成することも可能である。面取りする部分は、基板１や補強ブロック１０の角部であっても良い。

図３に示すような「粗い部分」を含む端面の形成方法の一例を、図４に示す。図４は保持基板１１を用いた例で説明するが、保持基板１１が無く、厚い基板１のみの場合も同様である。基板１に補強ブロック１０を貼り付けた状態で、チップ（光導波路素子単体）に切断する際に、切断刃Ｃ１で保持基板１１に切込みを入れ、その後、切断刃Ｃ１よりも刃厚の薄い切断刃Ｃ２でチップに切断する。切断刃Ｃ１の目の粗さは、切断刃Ｃ２の目よりも粗く、切断刃Ｃ１が接触した面には本発明の「粗い部分」が形成される。光導波路素子の入力部又は出力部が配置される基板１の端面を含む部分は、目の細かい切断刃Ｃ２を使用し、端面を滑らか（鏡面）に仕上げている。

また、図３の曲面Ｒを他の粗い部分（Ｂ１～Ｂ６）よりも滑らかに仕上げるには、図４（ａ）の後などに、より幅の狭い研磨用の砥石や電子ビーム等を用いて、曲面Ｒの部分のみを局所的に機械的に加工することが可能である。また、切断刃の形状、材質、回転速度および送り速度等を調整することにより、滑らかさを調整することもできる。

図５は、基板１の入力部又は出力部の端面Ｂ０から離して光学部品３を配置する例を示している。図５の光導波路素子では、保持基板１１に形成された粗い部分の少なくとも一部（Ｂ３）が、入力部又は出力部が形成された基板1の端面Ｂ０よりも光学部品３側に突出している。図５（ａ）では、粗い部分Ｂ３の面に平行に光学部品３を配置しているが、図５（ｂ）では、当該粗い部分Ｂ３の面に対して光学部品３を傾けて配置している。図５（ｂ）の構成は、図５（ａ）の構成よりも光学部品を安定的に保持できるだけでなく、光学部品３の基板１側の面で光波が反射し、光導波路への反射光を抑制することにも寄与する。なお、図５では光学部品と端面Ｂ０との間には接着剤がない構成としたが、接着剤を入れるようにしてもよい。

図５に示すような「粗い部分」を含む端面の形成方法の一例を、図６に示す。基板１（保持基板１１を含む）に補強ブロック１０を固定し、各チップに切断する際に、補強ブロック側から切断刃Ｃ３を入れ、その後、切断刃Ｃ３の刃厚よりも薄い別の切断刃Ｃ４でチップに切断する。この際、切断刃Ｃ４の目の粗さを、切断刃Ｃ３の目よりも粗くすることで、「粗い部分」Ｂ３を形成することができる。

図３乃至図６は、基板１等の表面に対して垂直に切断刃を当てる例を示したが、図７に示すように、図７の横方向（基板１の表面に平行な方向）から切削することで、溝を形成し、該溝の表面に粗い部分（Ｂ４～Ｂ６）を形成することも可能である。

図９は、光導波路１の入力部又は出力部に、スポットサイズ変換部（ＳＳＣ）を設けた様子を示す光導波路部材の端面図である。ＳＳＣを伝搬する光波が「粗い部分」で散乱されないようにするためには、ＳＳＣのモードフィールド径（ＭＦＤ）（点線ＳがＭＦＤの境界部分を示す。）の外側に、「粗い部分」を形成する必要がある。より好ましくは、ＭＦＤより５μｍ以上離れた位置に形成される。符号４は、保持基板１１（基板１やＳＳＣを含む）と補強ブロック１０とを接続する接着層である。

ＳＳＣは、基板１に形成された光導波路端部の導波路幅を徐々に変化させるなど光導波路を直接加工する場合と、基板１に形成された光導波路の端部に別体のＳＳＣを形成する場合とがある。前者の構成では光学部品はＳＳＣが形成された光導波路端部、保持基板又は補強ブロックに固定され、後者の構成では光学部品は光導波路とは別体のＳＳＣ、保持基板又は補強ブロックに固定されることとなる。ＳＳＣが形成された構成においては、当該ＳＳＣも光導波路部材の一部を構成する。

図１０は、粗い部分を形成する領域を説明する図である。図１０は、光波の入力部２０と出力部２１が配置された面を示している。光波の入力部２０や出力部２１の近傍に粗い部分Ｄがあると、粗い部分と光学部品との接合により発生する内部応力が光導波路にも影響を及ぼし、最悪な場合は、光導波路の屈折率を変化させることとなる。このため、図１０に示すように光導波路（２０，２１）から一定距離（Ｓ１～Ｓ３）だけ離れた領域に「粗い部分」（Ｄ）を形成している。この距離（Ｓ１～Ｓ３）は、５μｍ以上に設定されていることが好ましい。より好ましくは、１０μｍ以上である。

さらに、粗い部分（Ｄ）の粗さとしては、接着剤の接合強度を高める観点から、算術平均粗さＲａで５０ｎｍ以上であることが好ましい。なお、入力部や出力部が形成された基板１の端面の粗さは、１０ｎｍ以下に設定することが必要である。

図１０の粗い部分を形成可能な領域Ｄには、図３、図５又は図７に示すような「粗い部分」だけでなく、図１０の面に平行に横方向又は縦方向、さらには斜め方向に走るソーマークを「粗い部分」とすることも可能である。なお、ここまでは基板の端面（Ｂ０）と保持基板の粗い部分は同一平面でなく、段差がある構成として説明してきたが同一平面としてもよい。このような同一平面は図４における切断刃Ｃ１と切断刃Ｃ２の刃厚を同じにするか、図５における切断刃Ｃ３と切断刃Ｃ４の刃厚を同じにすることで形成することができる。ここでいう「同一平面」は異なる切断刃で切断する際に発生する加工精度に基づく段差を含む概念である。

本発明の光導波路素子は、基板１に光導波路を伝搬する光波を変調する変調電極を設け、図１１のように、筐体ＣＡ内に収容される。さらに、光導波路に光波を入出力する光ファイバＦを設けることで、光変調デバイスＭＤを構成することができる。光ファイバは、図１１のように筐体ＣＡの外側に配置するだけでなく、筐体の側壁を貫通する貫通孔を介して筐体内に導入して配置固定することも可能である。

光変調デバイスＭＤに変調動作を行わせる変調信号を出力する電子回路（デジタル信号プロセッサーＤＳＰ）を、光変調デバイスＭＤに接続することにより、光送信装置ＯＴＡを構成することが可能である。光導波路素子に印加する変調信号は増幅する必要があるため、ドライバ回路ＤＲＶが使用される。ドライバ回路ＤＲＶやデジタル信号プロセッサーＤＳＰは、筐体ＣＡの外部に配置することも可能であるが、筐体ＣＡ内に配置することも可能である。特に、ドライバ回路ＤＲＶを筐体内に配置することで、ドライバ回路からの変調信号の伝搬損失をより低減することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、光導波路を形成した基板を含む光導波路部材と光学部品との接合部に発生する内部応力による光学部品の脱落を防止すると共に、接合面の研磨処理に係る製造工程を簡略化することが可能な光導波路素子を提供することが可能となる。また、その光導波路素子を利用した光変調デバイス及び光送信装置を提供することが可能となる。

１ 基板
２ 光導波路
３ 光学ブロック（光学部品）
１０ 補強ブロック
Ａ 接合面（接着剤）
ＭＤ 光変調デバイス
ＯＴＡ 光送信装置
Ｂ１～Ｂ６ 粗い部分

Claims (13)

1. 光導波路を形成した基板を含む光導波路部材と、該光導波路の入力部又は出力部が配置された該光導波路部材の端面に固定され、該入力部への入力光を透過、又は該出力部からの出力光を透過する光学部品を備える光導波路素子において、
   該光導波路部材の少なくとも一部であり、該光学部品が固定された部分に、該入力部又は該出力部を含む該光導波路部材の端面の粗さよりも、粗い部分を設けたことを特徴とする光導波路素子。
2. 請求項１に記載の光導波路素子において、該光導波路部材の一部に切り欠き部を設け、該切り欠き部を形成する面の少なくとも一部に、該粗い部分を設けたことを特徴とする光導波路素子。
3. 請求項２に記載の光導波路素子において、該切り欠き部の深さは、該入力部又は該出力部を含む端面から、５μｍ以上、３００μｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする光導波路素子。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光導波路素子において、該光導波路部材の端面に平行な方向において、該光学部品の熱膨張率は、該光導波路部材の端面を構成する部材の少なくとも一部とは異なることを特徴とする光導波路素子。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光導波路素子において、該光導波路の入力部又は出力部の少なくとも一方にはスポットサイズ変換部が設けられていることを特徴とする光導波路素子。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分の少なくとも一部に、該光学部品を接合する接着剤が設けられていることを特徴とする光導波路素子。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分の粗さＲａは５０ｎｍ以上であることを特徴とする光導波路素子。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の光導波路素子において、該入力部又は該出力部のいずれかと、前記粗い部分が形成されている位置までの距離が、５μｍ以上、３００μｍ以下の範囲に設定されていることを特徴とする光導波路素子。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分の少なくとも一部が、該入力部又は該出力部よりも該光学部品側に突出していることを特徴とする光導波路素子。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の光導波路素子において、前記粗い部分が形成されている領域内で、曲面が形成されている箇所の少なくとも一部は、他の粗い部分よりも粗さが小さいことを特徴とする光導波路素子。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の光導波路素子は、該光導波路を伝搬する光波を変調する電極を備え、該光導波路素子は筐体内に収容され、該光導波路に光波を入力又は出力する光ファイバを備えることを特徴とする光変調デバイス。
12. 請求項１１に記載の光変調デバイスにおいて、該光導波路素子に入力する変調信号を増幅する電子回路を該筐体の内部に有することを特徴とする光変調デバイス。
13. 請求項１１又は１２に記載の光変調デバイスと、該光変調デバイスに変調動作を行わせる変調信号を出力する電子回路とを有することを特徴とする光送信装置。

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