JP5123528B2

JP5123528B2 - Optical waveguide, optical device, and optical waveguide manufacturing method

Info

Publication number: JP5123528B2
Application number: JP2007003713A
Authority: JP
Inventors: 昌樹杉山; 忠雄中澤
Original assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Current assignee: Fujitsu Optical Components Ltd
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2023-03-20
Also published as: JP2007094440A

Description

この発明は、光通信で用いられる光導波路に関し、特に、曲がり部分の曲率を小さくでき、光デバイスを小型化できる拡散型導波路の光導波路と、この光導波路を用いてなる光デバイス、および光導波路の製造方法に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide used in optical communication, and in particular, a diffusion-type waveguide optical waveguide that can reduce the curvature of a bent portion and reduce an optical device, an optical device using the optical waveguide, and an optical waveguide The present invention relates to a method for manufacturing a waveguide.

光導波路が形成された光デバイスは、ＬＮ基板（ＬｉＮｂＯ₃：ニオブ酸リチウム）などの電気光学結晶を用い、結晶基板上の一部にチタン（Ｔｉ）などの金属膜を形成し、この金属膜を熱拡散させる等により形成される。このような光導波路が形成された光デバイスを複数連結する場合などには、光導波路の一部に曲がり光導波路を形成させている。曲がり光導波路を設けることにより、直線状の光導波路を折り曲げることができるため、光デバイスの小型化、特に長さ方向の小型化を図ることができ、この光デバイスを搭載する装置の小型化を図ることができる。 An optical device in which an optical waveguide is formed uses an electro-optic crystal such as an LN substrate (LiNbO ₃ : lithium niobate), and a metal film such as titanium (Ti) is formed on a part of the crystal substrate. Is formed by thermally diffusing. When a plurality of optical devices having such an optical waveguide are connected, a bent optical waveguide is formed in a part of the optical waveguide. By providing a bent optical waveguide, the linear optical waveguide can be bent, so that the optical device can be miniaturized, particularly in the length direction, and the apparatus for mounting the optical device can be miniaturized. Can be planned.

光導波路の一部に曲がり導波路を形成した場合、曲がり導波路部分で生じる光損失（放射損失）が問題となる。従来、この曲がり導波路部分における損失を抑えるものとして、曲がり光導波路の外周に反射部を設けることにより、曲がり光導波路部分で放射した光を光導波路に再結合させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 When a bent waveguide is formed in a part of the optical waveguide, light loss (radiation loss) generated in the bent waveguide portion becomes a problem. Conventionally, as a technique for suppressing the loss in the bent waveguide portion, there has been proposed a technique for recombining light emitted from the bent optical waveguide portion into the optical waveguide by providing a reflection portion on the outer periphery of the bent optical waveguide (for example, , See Patent Document 1).

次に、光導波路を用いて構成される光デバイスの一例について説明する。図１６は、従来の光デバイスの例として光変調器を示す平面図である。この光変調器２０は、マッハツェンダ干渉型の光変調器であり、直線型の光導波路を備えてなる。基板２１上には、ＤＣ等の電気信号が供給される信号ライン２２が長手方向に所定長さＬ０を有して形成される。信号ライン２２の両端部は、基板２１の一方の側部に導出され、信号電極２２ａ，２２ｂが形成されている。信号ライン２２を除く基板２１上の他の領域には、接地電極２３が形成されている。光導波路２４は、信号ライン２２に沿って直線状に配置されたもので、分岐部２４ａ，２４ｂ間に光導波路２４が２つ平行に配置されている。 Next, an example of an optical device configured using an optical waveguide will be described. FIG. 16 is a plan view showing an optical modulator as an example of a conventional optical device. The optical modulator 20 is a Mach-Zehnder interference type optical modulator and includes a linear optical waveguide. A signal line 22 to which an electrical signal such as DC is supplied is formed on the substrate 21 with a predetermined length L0 in the longitudinal direction. Both ends of the signal line 22 are led out to one side of the substrate 21 to form signal electrodes 22a and 22b. A ground electrode 23 is formed in another region on the substrate 21 except for the signal line 22. The optical waveguide 24 is linearly arranged along the signal line 22, and two optical waveguides 24 are arranged in parallel between the branch portions 24a and 24b.

信号ライン２２に電気信号が供給され、２つの光導波路２４に光信号が供給されることにより、信号ライン２２に供給される電気信号（マイクロ波）の進行波の速度と、２つの光導波路２４を流れる光波の速度とを整合させた状態で、２つの光導波路２４同士間での相互干渉による位相差を生じさせることができる。位相差の生成には、平行な２つの光導波路２４の長さとして、所定の作用長（上記長さＬ０に相当）が必要である。Ｌ０の長さには、数ｃｍ必要である。 An electric signal is supplied to the signal line 22 and an optical signal is supplied to the two optical waveguides 24, so that the traveling wave velocity of the electric signal (microwave) supplied to the signal line 22 and the two optical waveguides 24 are increased. A phase difference due to mutual interference between the two optical waveguides 24 can be generated in a state in which the velocity of the light wave flowing through is matched. In order to generate the phase difference, a predetermined working length (corresponding to the length L0) is required as the length of the two parallel optical waveguides 24. The length of L0 requires several centimeters.

特開平１１−１６７０３２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-167032

しかしながら、上記従来の技術を用いても、曲がり光導波路の曲率を小さく設定することができなかった。例えば、曲がり光導波路の曲率を数ｍｍ程度に小さく設定した場合には、光の再結合が不十分となり、光損失が著しく増大するという問題があった。このように、曲がり光導波路部分の曲率を小さくできない場合、光導波路全体を小さくすることができず、この光導波路が形成された光デバイスの小型化や、集積化を図ることができない。例えば、図１６に示したような光デバイスの光導波路の一部に曲がり光導波路を形成したとしても、光デバイスの小型化を図ることができないことになる。 However, even if the conventional technique is used, the curvature of the bent optical waveguide cannot be set small. For example, when the curvature of the bent optical waveguide is set to be as small as several millimeters, there is a problem that light recombination becomes insufficient and the optical loss is remarkably increased. Thus, when the curvature of the bent optical waveguide portion cannot be reduced, the entire optical waveguide cannot be reduced, and the optical device in which the optical waveguide is formed cannot be reduced in size or integrated. For example, even if a bent optical waveguide is formed in a part of the optical waveguide of the optical device as shown in FIG. 16, the optical device cannot be reduced in size.

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、小型で光損失を抑えることができる光導波路、光デバイス、および光導波路の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide, an optical device, and a method for manufacturing the optical waveguide that are small and can suppress optical loss.

上記目的を達成するため、本発明は、基板上に形成される光導波路の一部が折り返された曲がり部を有する光導波路において、電気光学結晶のうち強誘電体により形成された基板と、前記曲がり部の内側および外側に位置する前記基板を、前記曲がり部の形状に沿って掘り下げてリッジ構造部を形成するための溝部とを備え、少なくとも外側に位置する前記溝の曲がり部側の側面に前記基板が有する屈折率よりも低屈折率の材質を用いてバッファ層を設け、前記曲がり部の曲率半径が４ｍｍ以下であり、前記光導波路の前記曲がり部の中心位置を前記リッジ構造部の中心位置に対し内側あるいは外側に所定量ずれて配置したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an optical waveguide having a bent portion in which a part of an optical waveguide formed on a substrate is folded, and a substrate formed of a ferroelectric material among electro-optic crystals; A groove portion for forming a ridge structure portion by digging down the substrate positioned inside and outside the bent portion along the shape of the bent portion, and at least on a side surface on the bent portion side of the groove positioned outside a buffer layer using a material of lower refractive index than the refractive index of the substrate has provided, the radius of curvature of the curved portion is Ri der below 4 mm, the center position of the bent portion of the optical waveguide of the ridge structure It is characterized by being arranged by a predetermined amount inward or outward with respect to the center position .

上記目的を達成するため、本発明は、基板上に形成される光導波路の一部が折り返された曲がり部を有する光導波路において、電気光学結晶のうち強誘電体により形成された基板と、前記曲がり部の内側および外側に位置する前記基板を、前記曲がり部の形状に沿って掘り下げてリッジ構造部を形成するための溝部とを備え、少なくとも外側に位置する前記溝の曲がり部側の側面に前記基板が有する屈折率よりも低屈折率の材質を用いてバッファ層を設け、前記曲がり部の曲率半径が４ｍｍ以下であり、前記光導波路の前記曲がり部の中心位置を前記リッジ構造部の中心位置に対し内側あるいは外側に所定量ずれて配置し、前記曲がり部の幅と、該曲がり部に結合される他の曲がり部あるいは直線部の幅が異なって形成され、前記曲がり部と、前記他の曲がり部あるいは直線部との結合個所に、幅が徐々に変化するテーパー状の変換部を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides an optical waveguide having a bent portion in which a part of an optical waveguide formed on a substrate is folded, and a substrate formed of a ferroelectric material among electro-optic crystals; A groove portion for forming a ridge structure portion by digging down the substrate positioned inside and outside the bent portion along the shape of the bent portion, and at least on a side surface on the bent portion side of the groove positioned outside A buffer layer is provided using a material having a refractive index lower than the refractive index of the substrate, the radius of curvature of the bent portion is 4 mm or less, and the center position of the bent portion of the optical waveguide is the center of the ridge structure portion position is arranged offset a predetermined amount inward or outward relative to the width of the bent portion, the width of the other bend or straight portion to be coupled to the curved rising portion is formed differently, and the bent portion The point of attachment to the other bend or straight portion, characterized in that the formation of the tapered conversion section gradually changing width.

本発明によれば、光導波路に曲がり部を形成し、この曲がり部分の曲率を小さくした場合であっても、光損失を抑え、光導波路およびこの光導波路を用いた光デバイスの小型化を図ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, even when a bent portion is formed in an optical waveguide and the curvature of the bent portion is reduced, optical loss is suppressed, and the optical waveguide and an optical device using the optical waveguide are reduced in size. There is an effect that can be.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光導波路と、この光導波路を用いてなる光デバイス、および光導波路の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an optical waveguide according to the present invention, an optical device using the optical waveguide, and a method for manufacturing the optical waveguide will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

（実施の形態１）
実施の形態１は、この発明の光導波路に関するものである。図１は、この発明の光導波路の実施の形態１の構成を示す平面図、図２は、図１の断面図である。図１には、光導波路の要部である曲がり部を主に示している。光導波路１は、チタン拡散ニオブ酸リチウム（Ｔｉ−ＬｉＮｂＯ₃）拡散導波路である。図示の曲がり部１ａは、円弧状に１８０°の折り返し角度を有して折り返した形状である。光導波路１のパターン幅Ｌは、光のモードフィールドを小さくするために５〜９μｍに設定している。光導波路１を伝搬する光波は、一般にシングルモード（ＳＭ）の光であるが、この発明の光導波路１の光伝搬モードはＳＭに限定されるものではない。 (Embodiment 1)
Embodiment 1 relates to an optical waveguide of the present invention. FIG. 1 is a plan view showing the configuration of an optical waveguide according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. FIG. 1 mainly shows a bent portion which is a main portion of the optical waveguide. The optical waveguide 1 is a titanium diffusion lithium niobate (Ti—LiNbO ₃ ) diffusion waveguide. The illustrated bent portion 1a has a shape that is folded back in an arc shape with a folding angle of 180 °. The pattern width L of the optical waveguide 1 is set to 5 to 9 μm in order to reduce the light mode field. The light wave propagating through the optical waveguide 1 is generally single mode (SM) light, but the light propagation mode of the optical waveguide 1 of the present invention is not limited to SM.

図２に示すように、光導波路１のうち、少なくとも曲がり部１ａ部分の両側には、基板２を掘り下げた溝によるリッジ構造部３を形成する。このリッジ構造部３は、基板２をエッチングして形成する。光導波路１中を伝搬する光のパワーは、表面から約３μｍの位置で最大となるので、エッチングにより形成するリッジ構造部３の深さｄは、３μｍ以上に設定している。リッジ構造部３では、空気（屈折率１）がクラッド相当となり、光の進行方向横方向における基板２（屈折率２．２）と、空気との屈折率差が大きくなり、曲がり部１ａの曲率を小さくしても放射損を抑えることができる。
As shown in FIG. 2, a ridge structure portion 3 is formed by grooves in which the substrate 2 is dug down at least on both sides of the bent portion 1 a of the optical waveguide 1. The ridge structure portion 3 is formed by etching the substrate 2. Since the power of light propagating in the optical waveguide 1 becomes maximum at a position of about 3 μm from the surface, the depth d of the ridge structure portion 3 formed by etching is set to 3 μm or more. In the ridge structure portion 3, air (refractive index 1) is equivalent to the cladding, and the difference in refractive index between the substrate 2 (refractive index 2.2) in the lateral direction of light and air is increased, and the curvature of the bent portion 1 a is increased. The radiation loss can be suppressed even if the value is reduced.

ただし、基板２を掘り下げて形成したリッジ構造部３は、側面３ａ部分が滑らかではなく荒れが生じている。光導波路１の曲がり部１ａに面している側面３ａに荒れがあると、この曲がり部１ａ部分での光損失を生じさせる。すなわち、側面３ａの面が荒れている状態だと、光損失のうち散乱損が大きくなる。この散乱損を防ぐために、リッジ構造部３の側面３ａの表面に膜状のバッファ層４を形成する。バッファ層４としては、基板２の屈折率より小さい屈折率を有する材質、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）や、酸化チタン（ＴｉＯ₂）を用いることができる。 However, the ridge structure portion 3 formed by digging down the substrate 2 has a side surface 3a portion that is not smooth but rough. If the side surface 3a facing the bent portion 1a of the optical waveguide 1 is rough, an optical loss occurs at the bent portion 1a. That is, when the surface of the side surface 3a is rough, the scattering loss among the optical losses increases. In order to prevent this scattering loss, a film-like buffer layer 4 is formed on the surface of the side surface 3 a of the ridge structure portion 3. As the buffer layer 4, a material having a refractive index smaller than that of the substrate 2, for example, silicon oxide (SiO ₂ ) or titanium oxide (TiO ₂ ) can be used.

リッジ構造部３は、側面３ａにより光のフィールドを閉じ込めるため、リッジ構造部３の幅Ｗは、光導波路１の幅Ｌに対して＋６μｍ（光導波路１の中心に対して両側部がそれぞれ３μｍ）以下であることが望ましい。 Since the ridge structure portion 3 confines the light field by the side surface 3a, the width W of the ridge structure portion 3 is +6 μm with respect to the width L of the optical waveguide 1 (both side portions are 3 μm each with respect to the center of the optical waveguide 1). The following is desirable.

図３は、この発明による光導波路の光損失を説明するための図表である。図中横軸は、光導波路１の曲がり部１ａの曲率（半径）Ｒであり、縦軸は、光損失（過剰損）である。図示のように、この発明の光導波路１のように、リッジ構造部３と、バッファ層４を設けた構成（図中○印）においては、曲率Ｒが４ｍｍ以下に小さく設定した場合であっても、光損失を抑えることができる。これに対して、従来の光導波路、すなわち、リッジ構造部３およびバッファ層４を形成しない構成（図中◇）では、曲率Ｒが４ｍｍ以下全ての範囲において光損失が高いことが示されている。なお、バッファ層４を設けずに、リッジ構造部３を設けただけの構成（図中△）であっても、従来に比して光損失を抑えることができることが示されている。 FIG. 3 is a chart for explaining the optical loss of the optical waveguide according to the present invention. In the figure, the horizontal axis represents the curvature (radius) R of the bent portion 1a of the optical waveguide 1, and the vertical axis represents the optical loss (excess loss). As shown in the drawing, in the configuration (marked with a circle) in the ridge structure portion 3 and the buffer layer 4 as in the optical waveguide 1 of the present invention, the curvature R is set to 4 mm or less. Even light loss can be suppressed. In contrast, the conventional optical waveguide, that is, the configuration in which the ridge structure portion 3 and the buffer layer 4 are not formed (in the drawing, ◇) shows that the optical loss is high in the entire range where the curvature R is 4 mm or less. . It has been shown that the optical loss can be suppressed as compared with the prior art even when the configuration (Δ in the figure) is simply provided with the ridge structure 3 without providing the buffer layer 4.

図４は、この発明による光導波路の製造工程を説明するための図である。光導波路１の製造工程は、はじめに、図４（ａ）に示すＴｉパターン形成を行う。ＬＮ基板２全面にＴｉを蒸着形成した後、曲がり部１ａを含む光導波路１の配置に沿ってレジストパターンを形成する。この後、エッチングにより光導波路１を形成させる。 FIG. 4 is a diagram for explaining a manufacturing process of the optical waveguide according to the present invention. In the manufacturing process of the optical waveguide 1, first, Ti pattern formation shown in FIG. After depositing Ti on the entire surface of the LN substrate 2, a resist pattern is formed along the arrangement of the optical waveguide 1 including the bent portion 1a. Thereafter, the optical waveguide 1 is formed by etching.

この後、図４（ｂ）に示す熱拡散を行う。光導波路１を高温中で熱拡散させることにより、図２に示したように、Ｔｉの光導波路１は、基板２内部で断面が略半円状に熱拡散される。この状態で、光導波路１は、円のほぼ中心部が最も屈折率が高く、光波を閉じ込めて導波させることができるようになる。この工程では、上記の熱拡散に代えて、安息香酸中でプロトン交換させることにより、光導波路１を形成させることもできる。 Thereafter, thermal diffusion shown in FIG. By thermally diffusing the optical waveguide 1 at a high temperature, as shown in FIG. 2, the Ti optical waveguide 1 is thermally diffused in a substantially semicircular cross section inside the substrate 2. In this state, the optical waveguide 1 has the highest refractive index at the substantially central portion of the circle, so that the optical wave can be confined and guided. In this step, the optical waveguide 1 can be formed by exchanging protons in benzoic acid instead of the above thermal diffusion.

この後、図４（ｃ）に示すエッチングを行う。上述したように、光導波路１のうち、少なくとも曲がり部１ａ部分に位置する基板２は、エッチングによる掘り下げでリッジ構造部３を形成する。このエッチングの工程は、一般的な反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：ｒｅａｃｔｉｖｅｉｏｎｅｔｃｈｉｎｇ）等で行うことができる。このエッチング時には、上述した光導波路１のパターン幅Ｌ（図２参照）を基準として、リッジ構造部３として必要な幅Ｗと、深さｄを満たすように行う。 Thereafter, the etching shown in FIG. As described above, the substrate 2 located at least in the bent portion 1a of the optical waveguide 1 forms the ridge structure portion 3 by digging by etching. This etching process can be performed by general reactive ion etching (RIE) or the like. This etching is performed so as to satisfy the width W and the depth d required for the ridge structure portion 3 on the basis of the pattern width L (see FIG. 2) of the optical waveguide 1 described above.

この後、図４（ｄ）に示すバッファ層形成を行う。バッファ層４は、スパッタリング等により、リッジ構造部３の側面３ａを覆う如く製膜される。以上の各工程により、基板２上にリッジ構造部３およびバッファ層４を有した状態で光導波路１を形成することができる。 Thereafter, the buffer layer shown in FIG. 4D is formed. The buffer layer 4 is formed so as to cover the side surface 3a of the ridge structure 3 by sputtering or the like. Through the above steps, the optical waveguide 1 can be formed with the ridge structure 3 and the buffer layer 4 on the substrate 2.

以上説明した光導波路１は、曲がり部１ａにのみリッジ構造部３と、バッファ層４を設ける構造としたが、この曲がり部１ａに連続する直線部等に対しても、これらリッジ構造部３と、バッファ層４を設ける構成としてもよい。また、図１に示した光導波路１は、曲がり部１ａを円弧状に１８０°折り返した構成としたが、曲がり部１ａの曲げ角度は、これに限らない。例えば、９０°以上あれば光波の入力方向に対して出力方向を異なる方向に向けることができる。 The optical waveguide 1 described above has a structure in which the ridge structure portion 3 and the buffer layer 4 are provided only at the bent portion 1a. However, the ridge structure portion 3 and the straight portion continuous to the bent portion 1a are also provided. The buffer layer 4 may be provided. In addition, the optical waveguide 1 shown in FIG. 1 has a configuration in which the bent portion 1a is folded 180 degrees into an arc shape, but the bending angle of the bent portion 1a is not limited to this. For example, if the angle is 90 ° or more, the output direction can be directed in a different direction with respect to the light wave input direction.

次に、上記光導波路１の変形例についてそれぞれ説明する。図５は、光導波路の変形例を示す断面図である。図５に示す例は、光導波路１の幅Ｌをリッジ構造部３の幅に一致するよう構成したものである。このような光導波路１は、光導波路１のＴｉパターン形成時に、レジストパターンの幅をリッジ構造部３の幅Ｗより拡げ、この後の拡散時にベタ拡散を行うことにより形成できる。このようにして形成した光導波路１は、図２の断面形状に比べて平らに形成されることになる。 Next, modifications of the optical waveguide 1 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the optical waveguide. In the example shown in FIG. 5, the width L of the optical waveguide 1 is configured to match the width of the ridge structure portion 3. Such an optical waveguide 1 can be formed by making the width of the resist pattern wider than the width W of the ridge structure 3 when forming the Ti pattern of the optical waveguide 1 and performing solid diffusion at the subsequent diffusion. The optical waveguide 1 formed in this way is formed flat compared to the cross-sectional shape of FIG.

次に、図６は、光導波路の他の変形例を示す平面図である。光導波路１を曲がり部１ａと、直線部１ｂとを接続して構成するとき、これら曲がり部１ａと、直線部１ｂは、それぞれの光損失を最小にするために、直線部１ｂのパターン幅Ｌ１と、曲がり部１ａのパターン幅Ｌ２が異なることがある。このような場合、直線部１ｂと曲がり部１ａの連結個所に変換部５が設けられる。図６に示す変換部５は、段差を有して形成されている。また、図７は、変換部の他の構成例を示す部分平面図である。図７に示すように、変換部５の形状をテーパー状に形成してもよい。変換部５をテーパー状に形成することにより、変換部５における結合損失を小さくすることができる。 Next, FIG. 6 is a plan view showing another modification of the optical waveguide. When the optical waveguide 1 is formed by connecting the bent portion 1a and the straight portion 1b, the bent portion 1a and the straight portion 1b are arranged so that the pattern width L1 of the straight portion 1b is minimized in order to minimize the respective optical losses. And the pattern width L2 of the bent portion 1a may be different. In such a case, the conversion part 5 is provided in the connection part of the linear part 1b and the bending part 1a. The conversion unit 5 shown in FIG. 6 is formed with a step. FIG. 7 is a partial plan view showing another configuration example of the conversion unit. As shown in FIG. 7, the shape of the conversion part 5 may be formed in a taper shape. By forming the converter 5 in a tapered shape, the coupling loss in the converter 5 can be reduced.

次に、図８は、光導波路の他の変形例を示す平面図である。図８に示す構成は、リッジ構造部３に対して、光導波路１の曲がり部１ａの配置を内側にずらしたものである。図１に示したように、曲がり部１ａは、リッジ構造部３の中央位置を通るように配置させるに限らない。図８に示す例では、パターン幅Ｌを有する曲がり部１ａを、幅Ｗを有するリッジ構造部３の中心位置から内側にずらした構成である。この状態では、曲がり部１ａの内周は、内側のリッジ構造部３の側面３ａに近接、あるいは接している一方、曲がり部１ａの外周は、外側のリッジ構造部３の側面３ａから所定距離離れる。このように、曲がり部１ａは、リッジ構造部３の内側方向にずらす構成とする他に、外側にずらす構成としてもよい。 Next, FIG. 8 is a plan view showing another modification of the optical waveguide. In the configuration shown in FIG. 8, the arrangement of the bent portion 1 a of the optical waveguide 1 is shifted inward with respect to the ridge structure portion 3. As shown in FIG. 1, the bent portion 1 a is not limited to be disposed so as to pass through the center position of the ridge structure portion 3. In the example shown in FIG. 8, the bent portion 1 a having the pattern width L is shifted inward from the center position of the ridge structure portion 3 having the width W. In this state, the inner periphery of the bent portion 1a is close to or in contact with the side surface 3a of the inner ridge structure portion 3, while the outer periphery of the bent portion 1a is separated from the side surface 3a of the outer ridge structure portion 3 by a predetermined distance. . As described above, the bent portion 1a may be configured to be shifted outward in addition to the configuration in which the bent portion 1a is shifted inward of the ridge structure portion 3.

このときのずらし量は、放射損を減らすことができる方向に対して所定量行う。特に、図８に示すように、曲がり部１ａと、この曲がり部１ａの外周側に配置されたリッジ構造部３の側面３ａとの間の距離の設定によって放射損を抑えることができるようになる。一般に、光導波路において重要な光損失は、放射損と、散乱損である。上記の構成において、リッジ構造部３の幅Ｗを小さくすると、放射損の影響を少なくできるが、散乱損の影響が大きくなる。一方、リッジ構造部３の幅Ｗを大きくすると、散乱損の影響を小さくできるが、放射損の影響が大きくなる。散乱損は、上述したように、リッジ構造部３の側面３ａの荒れによって生じる。このような条件に基づき、散乱損の影響を受けずに放射損を低く抑えることができるような、ずらし量を設定すればよい。 The shift amount at this time is set to a predetermined amount in the direction in which the radiation loss can be reduced. In particular, as shown in FIG. 8, the radiation loss can be suppressed by setting the distance between the bent portion 1a and the side surface 3a of the ridge structure portion 3 arranged on the outer peripheral side of the bent portion 1a. . In general, important optical losses in an optical waveguide are radiation loss and scattering loss. In the above configuration, if the width W of the ridge structure portion 3 is reduced, the influence of radiation loss can be reduced, but the influence of scattering loss is increased. On the other hand, when the width W of the ridge structure portion 3 is increased, the influence of the scattering loss can be reduced, but the influence of the radiation loss is increased. As described above, the scattering loss is caused by the roughness of the side surface 3a of the ridge structure portion 3. Based on such conditions, the shift amount may be set so that the radiation loss can be kept low without being affected by the scattering loss.

次に、図９は、光導波路の他の変形例を示す平面図である。図９に示す構成は、変換部５の部分で曲がり部１ａと、直線部１ｂの中心位置をずらした構成である。一般に、光導波路の直線部と曲がり部の結合部分や、曲がり部同士の結合部分では、直線部における光の伝搬状態（フィールド）と、曲がり部における光のフィールドの相違による結合損（オフセット）が発生する。この結合損を小さく抑えるために、互いの結合を所定量ずらす構成が採られている（例えば、上記の特許文献１参照。）。このような軸ずれを設けることにより、それぞれの伝搬光の電界（あるいは磁界）分布をほぼ一致させて、結合損を抑えることができる。図９に示す構成のように、変換部５部分で曲がり部１ａと、直線部１ｂの中心位置をずらすことにより、結合損と、曲がり部１ａの放射損を抑えることができるようになる。なお、図９には、リッジ構造部３の中心位置に対して曲がり部１ａの中心位置の配置をずらす構成（図８参照）を併せて記載してあり、散乱損および放射損をより低く抑えることができるものである。 Next, FIG. 9 is a plan view showing another modification of the optical waveguide. The configuration shown in FIG. 9 is a configuration in which the center position of the bent portion 1a and the straight portion 1b is shifted in the conversion portion 5. In general, the coupling loss (offset) due to the difference between the light propagation state (field) in the linear portion and the light field in the curved portion at the coupling portion between the linear portion and the curved portion of the optical waveguide or the coupling portion between the curved portions. Occur. In order to suppress this coupling loss, a configuration is adopted in which the mutual coupling is shifted by a predetermined amount (see, for example, Patent Document 1 above). By providing such an axis deviation, the electric field (or magnetic field) distribution of each propagation light can be made substantially coincident and the coupling loss can be suppressed. As in the configuration shown in FIG. 9, the coupling loss and the radiation loss of the bent portion 1 a can be suppressed by shifting the center positions of the bent portion 1 a and the straight portion 1 b in the conversion portion 5. FIG. 9 also shows a configuration (see FIG. 8) in which the arrangement of the center position of the bent portion 1a is shifted with respect to the center position of the ridge structure portion 3 to suppress scattering loss and radiation loss to a lower level. It is something that can be done.

次に、図１０は、光導波路の他の変形例を示す平面図である。図１０に示す構成は、リッジ構造部３の構成の変形例である。図１０に示す構成においては、光導波路１の曲がり部１ａと、直線部１ｂの結合部分におけるリッジ構造部３に所定のずれ量を有する段差を形成したものである。図１０に示すように、光導波路１を構成している曲がり部１ａと直線部１ｂの幅は一定である。また、図９同様に、リッジ構造部３の中心位置に対して曲がり部１ａの中心位置の配置をずらす構成である。そして、光導波路１の直線部１ｂの中心位置と、この直線部１ｂの両側に設けたリッジ構造部３ｃ，３ｄの中心位置とを一致させている。これによって、光導波路１の曲がり部１ａのリッジ構造部３と、直線部１ｂのリッジ構造部３ｃ，３ｄとの結合部分に所定のずれ量を有する段差が形成されることになる。このように、光導波路１の側部に設けるリッジ構造部３は、曲がり部１ａで最適な配置状態と、直線部１ｂに対して最適な配置状態に合わせて、それぞれ個別に形成させることもできる。 Next, FIG. 10 is a plan view showing another modification of the optical waveguide. The configuration shown in FIG. 10 is a modification of the configuration of the ridge structure portion 3. In the configuration shown in FIG. 10, a step having a predetermined deviation amount is formed in the ridge structure portion 3 in the joint portion between the bent portion 1a of the optical waveguide 1 and the straight portion 1b. As shown in FIG. 10, the widths of the bent portion 1a and the straight portion 1b constituting the optical waveguide 1 are constant. Similarly to FIG. 9, the arrangement of the center position of the bent portion 1 a is shifted with respect to the center position of the ridge structure portion 3. And the center position of the linear part 1b of the optical waveguide 1 and the center position of the ridge structure parts 3c and 3d provided on both sides of this linear part 1b are made to correspond. As a result, a step having a predetermined deviation amount is formed at the coupling portion between the ridge structure portion 3 of the bent portion 1a of the optical waveguide 1 and the ridge structure portions 3c and 3d of the linear portion 1b. As described above, the ridge structure portion 3 provided on the side portion of the optical waveguide 1 can be individually formed in accordance with the optimal arrangement state at the bent portion 1a and the optimal arrangement state with respect to the straight portion 1b. .

次に、図１１は、光導波路の他の変形例を示す平面図である。図１１に示す構成は、リッジ構造部３の構成の変形例である。例えば、図１に示すように、リッジ構造部３を光導波路１の曲がり部１ａ部分にのみ形成したときには、リッジの始点、すなわち、光導波路１の直線部１ｂと、曲がり部１ａの結合部分（変換部５の位置）で結合損が発生することがある。このような場合には、図示のように、リッジ構造部３を曲がり部１ａのみに設けるのではなく、直線部１ｂ方向に所定量延出部３ｃ，３ｄとして突出形成させる。そして、これら延出部３ｃ，３ｄは、それぞれ、結合部分の位置から離れるにしたがい、直線部１ｂから徐々に離れるように形成する。図１１に示す例では、光導波路１の内側に位置する延出部３ｃは、リッジ構造部３の曲率と同じ曲率で内側に向かって形成され、光導波路１の外側に位置する延出部３ｄは、延出部３ｃと同じ曲率を有し、外側に向かって形成されている。このように、延出部３ｃ，３ｄを形成することにより、リッジ構造部３を曲がり部１ａに部分的に設けた場合であっても、結合部分（直線部１ｂと曲がり部１ａの結合部分）における結合損の発生を抑えることができるようになる。 Next, FIG. 11 is a plan view showing another modification of the optical waveguide. The configuration shown in FIG. 11 is a modification of the configuration of the ridge structure portion 3. For example, as shown in FIG. 1, when the ridge structure portion 3 is formed only at the bent portion 1a of the optical waveguide 1, the starting point of the ridge, that is, the connecting portion between the straight portion 1b of the optical waveguide 1 and the bent portion 1a ( A coupling loss may occur at the position of the conversion unit 5). In such a case, as shown in the figure, the ridge structure portion 3 is not provided only at the bent portion 1a, but is projected and formed as a predetermined amount of extending portions 3c and 3d in the direction of the straight portion 1b. And these extension parts 3c and 3d are formed so that it may gradually leave | separate from the linear part 1b, respectively, as it leaves | separates from the position of a coupling | bond part. In the example shown in FIG. 11, the extending portion 3 c located inside the optical waveguide 1 is formed inward with the same curvature as the curvature of the ridge structure portion 3, and the extending portion 3 d located outside the optical waveguide 1. Has the same curvature as the extension 3c and is formed outward. Thus, even if it is a case where the ridge structure part 3 is partially provided in the bending part 1a by forming the extension parts 3c and 3d, it is a coupling | bond part (joint part of the linear part 1b and the bending part 1a). It is possible to suppress the occurrence of coupling loss at.

次に、図１２は、光導波路の他の変形例を示す平面図である。図１２に示す構成は、図１１を用いて説明した延出部のうち、外側の延出部３ｄのみを設けたものである。図１２に示すように、光導波路１の外側に位置するリッジ構造部３に対して延出部３ｄを設けることにより、結合損を小さくすることができるようになる。 Next, FIG. 12 is a plan view showing another modification of the optical waveguide. In the configuration shown in FIG. 12, only the outer extension portion 3d is provided among the extension portions described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, by providing the extended portion 3d with respect to the ridge structure portion 3 located outside the optical waveguide 1, the coupling loss can be reduced.

（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１により説明した光導波路１を用いた光デバイスについて説明する。光導波路１を用いた光デバイスとしては、光スイッチや光変調器などがある。 (Embodiment 2)
In the second embodiment, an optical device using the optical waveguide 1 described in the first embodiment will be described. Examples of the optical device using the optical waveguide 1 include an optical switch and an optical modulator.

図１３は、光デバイスとしての光変調器を示す平面図である。図１６に示した従来のマッハツェンダ干渉型の光変調器に設けられた光導波路の一部に曲げ部を形成したものである。 FIG. 13 is a plan view showing an optical modulator as an optical device. A bent portion is formed in a part of an optical waveguide provided in the conventional Mach-Zehnder interference type optical modulator shown in FIG.

図１３に示す光変調器１０の基板１１上には、信号ライン１２と、信号電極１２ａ，１２ｂと、接地電極１３が形成されている。信号ライン１２は、上述した作用長Ｌ０の長さを満たす長さを有しており、略Ｕ字型に折り曲げられた曲がり部を有している。光導波路１は、信号ライン１２に沿って配置され、信号ライン１２に対して重なる部分に分岐部１ｃ，１ｄが形成され、これら分岐部１ｃ，１ｄ間に光導波路が２つ平行に配置されてなる。この光導波路１は、実施の形態１と同様に、曲がり部１ａと、直線部１ｂを有しており、これら曲がり部１ａと、直線部１ｂが光とマイクロ波の相互作用部となる。 A signal line 12, signal electrodes 12a and 12b, and a ground electrode 13 are formed on the substrate 11 of the optical modulator 10 shown in FIG. The signal line 12 has a length that satisfies the length of the working length L0 described above, and has a bent portion that is bent into a substantially U shape. The optical waveguide 1 is disposed along the signal line 12, and branch portions 1c and 1d are formed at portions overlapping the signal line 12, and two optical waveguides are disposed in parallel between the branch portions 1c and 1d. Become. As in the first embodiment, the optical waveguide 1 has a bent portion 1a and a straight portion 1b, and the bent portion 1a and the straight portion 1b serve as an interaction portion between light and microwave.

また、図１４は、図１３の断面図である。図１４に示すように、光導波路１の全長に渡ってリッジ構造部３と、バッファ層４を設けている。リッジ構造部３の幅Ｗは直線部１ｂ、曲がり部１ａのいずれも常に一定な幅とすることにより、相互作用部全域に渡って、マイクロ波の速度を光の速度に整合させることができる。そして、図１４（ａ）に示すように、光導波路１の直線部１ｂ部分（Ａ−Ａ断面）においては、リッジ構造部３の中心位置と、光導波路１の中心位置を一致させて形成する。また、図１４（ｂ）に示すように、光導波路１の曲がり部１ａ部分（Ｂ−Ｂ断面）においては、リッジ構造部３の中心位置に対し、光導波路１の中心位置を外側のリッジ構造部３方向に所定のずらし量をもって配置させている。これにより、曲がり部１ａ部分の放射損を低く抑えることができる。なお、上述した図８を用いた説明と同様に、放射損を減らすことができる方向であれば、光導波路１の曲がり部１ａをリッジ構造部３の内周側に対して所定量ずらす場合もある。 FIG. 14 is a cross-sectional view of FIG. As shown in FIG. 14, the ridge structure portion 3 and the buffer layer 4 are provided over the entire length of the optical waveguide 1. By making the width W of the ridge structure portion 3 constant at both the straight portion 1b and the bent portion 1a, the speed of the microwave can be matched to the speed of light over the entire interaction portion. Then, as shown in FIG. 14A, in the linear portion 1b portion (A-A cross section) of the optical waveguide 1, the center position of the ridge structure portion 3 and the center position of the optical waveguide 1 are made to coincide with each other. . Further, as shown in FIG. 14B, in the bent portion 1 a portion (BB cross section) of the optical waveguide 1, the center position of the optical waveguide 1 is set to the outer ridge structure with respect to the center position of the ridge structure portion 3. The parts 3 are arranged with a predetermined shift amount. Thereby, the radiation loss of the bending part 1a part can be suppressed low. Similarly to the description using FIG. 8 described above, the bending portion 1a of the optical waveguide 1 may be shifted by a predetermined amount with respect to the inner peripheral side of the ridge structure portion 3 as long as the radiation loss can be reduced. is there.

以上のように、実施の形態２により説明した光変調器１０によれば、光導波路１を１８０°折り返した曲がり部１ａを設けることにより、横方向の長さを図１６に示した従来に比して短くすることができ、小型化を図ることができる。 As described above, according to the optical modulator 10 described in the second embodiment, by providing the bent portion 1a where the optical waveguide 1 is folded back by 180 °, the length in the lateral direction is compared with that in the prior art shown in FIG. Can be shortened, and downsizing can be achieved.

図１５は、光デバイスとしての光変調器の他の構成例を示す平面図である。図１３に示した構成に比べて、光導波路１の曲がり部１ａの曲率を大きく設定した点が異なる。また、全体の幅（図中縦方向）を小さくし、かつ、信号電極１２ａ，１２ｂ部分にコネクタ接続用の余裕長Ｐを大きく取るために、入出力用の光導波路１の直線部１ｂ同士の間隔を近接させている。これに対応して、直線部１ｂの一部のうち、曲がり部１ａ側に向いた約半分は直線状ではなく、曲がり部１ａと、直線部１ｂとの間をつなぐ円弧部１ｅを形成している。 FIG. 15 is a plan view showing another configuration example of the optical modulator as the optical device. Compared to the configuration shown in FIG. 13, the difference is that the curvature of the bent portion 1a of the optical waveguide 1 is set to be large. Further, in order to reduce the overall width (vertical direction in the drawing) and increase the margin P for connecting the connector to the signal electrodes 12a and 12b, the linear portions 1b of the input / output optical waveguide 1 are connected to each other. The intervals are close. Correspondingly, about half of the straight portion 1b facing the bent portion 1a is not linear, and forms an arc portion 1e that connects the bent portion 1a and the straight portion 1b. Yes.

このように、光デバイスの大きさ（縦、横サイズ）や、コネクタ接続等の条件に合わせて、この光デバイス（基板２）の大きさの範囲内で光導波路１を自在に形成することができる。図１５に示す構成においても、図１４に示したように、光導波路１に沿ってリッジ構造部３とバッファ層４を形成する。これにより、光導波路１の形状によらず、光損失（放射損および散乱損）を低く抑えることができるようになる。 As described above, the optical waveguide 1 can be freely formed within the range of the size of the optical device (substrate 2) in accordance with the size of the optical device (vertical and horizontal size) and the conditions such as connector connection. it can. Also in the configuration shown in FIG. 15, the ridge structure portion 3 and the buffer layer 4 are formed along the optical waveguide 1 as shown in FIG. 14. As a result, the optical loss (radiation loss and scattering loss) can be kept low regardless of the shape of the optical waveguide 1.

以上説明した実施の形態２により説明した光導波路１は、１個所で１８０°折り返した略Ｕ字型の構成を例に説明した。図１３および図１５に示すように、光導波路１に１個所の折り返しを設けた場合には、光導波路１の光入力部と出力部は、光デバイスの同一側面に配置される。光導波路１は、２個所で折り返しを行う略Ｓ字型の構成としたり、３個所以上の折り返しを行う構成も考えられる。光導波路１の折り返し回数を増やすことにより、上述した作用長Ｌ０を長く設定することができ、位相差の可変領域を増やすことができるようになる。偶数回の折り返し時においては、光導波路１の光入力部と、出力部は、光デバイスの異なる側面にそれぞれ配置されることになる。 The optical waveguide 1 described in the second embodiment described above has been described by taking an example of a substantially U-shaped configuration that is folded 180 ° at one place. As shown in FIGS. 13 and 15, when one turn is provided in the optical waveguide 1, the optical input portion and the output portion of the optical waveguide 1 are arranged on the same side surface of the optical device. The optical waveguide 1 may have a substantially S-shaped configuration in which folding is performed at two locations, or a configuration in which folding is performed at three or more locations. By increasing the number of times the optical waveguide 1 is folded, the above-described action length L0 can be set longer, and the phase difference variable region can be increased. At the time of even-numbered folding, the light input portion and the output portion of the optical waveguide 1 are respectively disposed on different side surfaces of the optical device.

ところで、実施の形態２では、マッハツェンダ型の光変調器について説明したが、この他に、位相変調器についても上記光導波路１を適用することができる。位相変調器において上記光変調器の構成と比較して、分岐部を設けず１本の光導波路で構成した点のみが異なる。この位相変調器においても、光導波路１上に電極を配してなる。このような位相変調器に設けられる光導波路１についても、上述した曲がり部１ａと、リッジ構造部３と、バッファ層４を設けることにより、光損失を低く抑え、小型化を達成することができる。 In the second embodiment, the Mach-Zehnder type optical modulator has been described. However, the optical waveguide 1 can also be applied to a phase modulator. The phase modulator differs from the configuration of the optical modulator described above only in that it is configured by a single optical waveguide without providing a branching portion. Also in this phase modulator, electrodes are arranged on the optical waveguide 1. Also in the optical waveguide 1 provided in such a phase modulator, by providing the bent portion 1a, the ridge structure portion 3 and the buffer layer 4 described above, the optical loss can be kept low and the size can be reduced. .

以上説明した光導波路１は、位相変調器等の光変調器の他に光スイッチ等の他の電子デバイスについても適用することができ、これら電子デバイスにおける光損失を低く抑えつつ、小型化を図ることができるようになる。 The optical waveguide 1 described above can be applied to other electronic devices such as an optical switch in addition to an optical modulator such as a phase modulator. The optical waveguide 1 can be reduced in size while suppressing light loss in these electronic devices. Will be able to.

（付記１）基板上に形成される光導波路の一部が曲がった曲がり部を有する光導波路において、
前記曲がり部の両側に位置する前記基板を、前記曲がり部の形状に沿って掘り下げ形成したリッジ構造部と、
前記リッジ構造部の少なくとも前記曲がり部に面する側面に、前記基板が有する屈折率よりも低屈折率の材質を用いて膜形成したバッファ層と、
を備えたことを特徴とする光導波路。 (Supplementary note 1) In an optical waveguide having a bent portion where a part of the optical waveguide formed on the substrate is bent,
A ridge structure portion formed by digging the substrate located on both sides of the bent portion along the shape of the bent portion;
A buffer layer formed by using a material having a refractive index lower than the refractive index of the substrate on at least a side surface of the ridge structure portion facing the bent portion;
An optical waveguide comprising:

（付記２）前記リッジ構造部は、前記曲がり部の外側に形成したことを特徴とする付記１に記載の光導波路。 (Additional remark 2) The said ridge structure part was formed in the outer side of the said bending part, The optical waveguide of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned.

（付記３）前記バッファ層は、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）であることを特徴とする付記１または２に記載の光導波路。 (Supplementary Note 3) The optical waveguide according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the buffer layer is silicon oxide (SiO ₂ ).

（付記４）前記基板がニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）であることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary note 4) The optical waveguide according to any one of Supplementary notes 1 to _3, wherein the substrate is lithium niobate (LiNbO ₃ ).

（付記５）前記曲がり部は、４ｍｍ以下の曲率で形成されたことを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary note 5) The optical waveguide according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein the bent portion is formed with a curvature of 4 mm or less.

（付記６）前記曲がり部は、５μｍ以上９μｍ以下の幅で形成されたことを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の光導波路。 (Appendix 6) The optical waveguide according to any one of appendices 1 to 5, wherein the bent portion is formed with a width of 5 μm to 9 μm.

（付記７）前記曲がり部の幅を、前記リッジ構造部の幅一致させたことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary note 7) The optical waveguide according to any one of supplementary notes 1 to 6, wherein a width of the bent portion is matched with a width of the ridge structure portion.

（付記８）前記光導波路の前記曲がり部は、９０°以上１８０°までの折り返し角度を有して形成されたことを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary note 8) The optical waveguide according to any one of supplementary notes 1 to 7, wherein the bent portion of the optical waveguide is formed with a turning angle of 90 ° to 180 °.

（付記９）前記曲がり部の中心位置は、前記リッジ構造部の中心位置に対し内側あるいは外側に所定量ずれて配置したことを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary note 9) The optical waveguide according to any one of supplementary notes 1 to 8, wherein a center position of the bent portion is arranged to be deviated by a predetermined amount inside or outside the center position of the ridge structure portion. .

（付記１０）前記リッジ構造部は、前記曲がり部の幅に対して最大６μｍ以下の幅を有することを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の光導波路。 (Additional remark 10) The said ridge structure part has a width | variety of 6 micrometers or less at maximum with respect to the width | variety of the said bending part, The optical waveguide as described in any one of additional marks 1-9 characterized by the above-mentioned.

（付記１１）前記リッジ構造部は、３μｍ以上の深さを有することを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の光導波路。 (Additional remark 11) The said ridge structure part has a depth of 3 micrometers or more, The optical waveguide as described in any one of additional marks 1-10 characterized by the above-mentioned.

（付記１２）前記リッジ構造部は、前記曲がり部の端部位置から外側に拡がる所定長さを有して形成したことを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary note 12) The optical waveguide according to any one of Supplementary notes 1 to 11, wherein the ridge structure portion is formed to have a predetermined length extending outward from an end position of the bent portion.

（付記１３）前記曲がり部の幅と、該曲がり部に結合される他の曲がり部あるいは直線部の幅が異なるとき、前記曲がり部と、前記他の曲がり部あるいは直線部との結合個所に、段差状の変換部を形成したことを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary note 13) When the width of the bent portion is different from the width of another bent portion or the straight portion connected to the bent portion, the connecting portion between the bent portion and the other bent portion or the straight portion is The optical waveguide according to any one of appendices 1 to 12, wherein a step-shaped conversion portion is formed.

（付記１４）前記変換部は、前記曲がり部と、前記他の曲がり部あるいは直線部との間で幅が徐々に変化するテーパー状に形成したことを特徴とする付記１３に記載の光導波路。 (Additional remark 14) The said conversion part is formed in the taper shape from which the width | variety changes gradually between the said bending part and the said other bending part or a linear part, The optical waveguide of Additional remark 13 characterized by the above-mentioned.

（付記１５）前記曲がり部と、該曲がり部に結合される他の曲がり部あるいは直線部との結合個所に、光の伝搬方向と垂直な方向に所定量の軸ずれ部を形成したことを特徴とする付記１〜付記１４のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary Note 15) A predetermined amount of an axis offset portion is formed in a direction perpendicular to the light propagation direction at a connecting portion between the bent portion and another bent portion or a straight portion connected to the bent portion. The optical waveguide according to any one of Appendix 1 to Appendix 14.

（付記１６）前記リッジ構造部は、前記曲がり部と、該曲がり部に結合される他の曲がり部あるいは直線部との結合個所に、光の伝搬方向と垂直な方向に所定量の軸ずれをもつことを特徴とする付記１〜１５のいずれか一つに記載の光導波路。 (Supplementary Note 16) The ridge structure portion has a predetermined amount of axial misalignment in a direction perpendicular to the light propagation direction at a joint between the bent portion and another bent portion or a straight portion connected to the bent portion. The optical waveguide according to any one of appendices 1 to 15, wherein the optical waveguide is provided.

（付記１７）基板上に形成される光導波路の一部が曲がった曲がり部を有する光導波路と、
前記光導波路の前記曲がり部の両側に位置する前記基板を、前記曲がり部の形状に沿って掘り下げ形成したリッジ構造部と、
前記リッジ構造部の少なくとも前記曲がり部に面する側面に、前記基板が有する屈折率よりも低屈折率の材質を用いて膜形成したバッファ層と、
前記光導波路の上部に該光導波路に沿って配置された信号電極と、
を備えたことを特徴とする位相変調可能な光デバイス。 (Supplementary Note 17) An optical waveguide having a bent portion where a part of the optical waveguide formed on the substrate is bent;
A ridge structure formed by digging down the substrate positioned on both sides of the bent portion of the optical waveguide along the shape of the bent portion;
A buffer layer formed by using a material having a refractive index lower than the refractive index of the substrate on at least a side surface of the ridge structure portion facing the bent portion;
A signal electrode disposed along the optical waveguide on the optical waveguide;
An optical device capable of phase modulation.

（付記１８）前記光導波路は、分岐部から２分岐する形で２つ平行に配置され、
前記２つの各光導波路の上部に、それぞれの光導波路に沿って配置された信号電極と、
を備えたことを特徴とする付記１７に記載の位相変調可能な光デバイス。 (Supplementary Note 18) Two of the optical waveguides are arranged in parallel so as to be branched into two from the branching portion,
A signal electrode disposed along the respective optical waveguides on top of each of the two optical waveguides;
18. An optical device capable of phase modulation according to appendix 17, characterized by comprising:

（付記１９）前記光導波路は、前記信号電極に沿った相互作用部の形状が直線部と、前記曲がり部と有して形成され、
前記リッジ構造部は、前記光導波路の全長に渡り一定な幅を有することを特徴とする付記１７または１８に記載の光デバイス。 (Supplementary note 19) The optical waveguide is formed such that the shape of the interaction portion along the signal electrode has a straight portion and the bent portion,
19. The optical device according to appendix 17 or 18, wherein the ridge structure portion has a constant width over the entire length of the optical waveguide.

（付記２０）前記光導波路は、１８０°の折り返しによる曲がり部と、
該曲がり部に連結され、前記光導波路に対する光の入出力部が同一の側面に位置する直線部と、
を有することを特徴とする付記１７〜１９のいずれか一つに記載の光デバイス。 (Supplementary note 20) The optical waveguide has a bent portion by 180 ° folding,
A linear portion connected to the bent portion, where an input / output portion of light with respect to the optical waveguide is located on the same side surface;
The optical device according to any one of appendices 17 to 19, characterized by comprising:

（付記２１）前記曲がり部は、一定な曲率を有する一定曲率部と、該一定曲率部と、前記直線部との間を連結させるための連続的に曲率が変化する円弧部と、
を有することを特徴とする付記２０に記載の光デバイス。 (Supplementary Note 21) The curved portion includes a constant curvature portion having a constant curvature, an arc portion having a continuously changing curvature for connecting the constant curvature portion and the linear portion,
The optical device according to appendix 20, characterized by comprising:

（付記２２）基板上に光導波路を形成する光導波路の製造方法において、
光導波路となる曲がり部を含むパターン形成を、チタン（Ｔｉ）を用いて行うパターン形成工程と、
前記パターン形成工程により形成された前記チタンのパターンを高温中で熱拡散させる熱拡散工程と、
前記熱拡散工程により形成された光導波路のうち、前記曲がり部の両側、あるいは外側に位置する前記基板を、前記曲がり部の形状に沿ってエッチングによりリッジ構造部を掘り下げ形成するリッジ形成工程と、
前記リッジ形成工程により形成された前記リッジ構造部の少なくとも前記曲がり部に面する側面に、前記基板が有する屈折率よりも低屈折率の材質を膜形成するバッファ層形成工程と、
を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。 (Additional remark 22) In the manufacturing method of the optical waveguide which forms an optical waveguide on a board | substrate,
A pattern forming process in which a pattern including a bent portion that becomes an optical waveguide is formed using titanium (Ti);
A thermal diffusion step of thermally diffusing the titanium pattern formed by the pattern formation step at a high temperature;
A ridge forming step of digging a ridge structure portion by etching along the shape of the bent portion of the substrate located on both sides or outside of the bent portion of the optical waveguide formed by the thermal diffusion step;
A buffer layer forming step of forming a material having a refractive index lower than the refractive index of the substrate on at least a side surface facing the bent portion of the ridge structure portion formed by the ridge forming step;
A method for manufacturing an optical waveguide, comprising:

（付記２３）前記熱拡散工程に代えて、前記光導波路をプロトン交換で形成させるプロトン交換工程を含むことを特徴とする付記２２に記載の光導波路の製造方法。 (Additional remark 23) It replaces with the said thermal diffusion process, The proton exchange process of forming the said optical waveguide by proton exchange is included, The manufacturing method of the optical waveguide of Additional remark 22 characterized by the above-mentioned.

この発明の光導波路の実施の形態１の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of Embodiment 1 of the optical waveguide of this invention. 図１の断面図である。It is sectional drawing of FIG. この発明による光導波路の光損失を説明するための図表である。It is a chart for demonstrating the optical loss of the optical waveguide by this invention. この発明による光導波路の製造工程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing process of the optical waveguide by this invention. 光導波路の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of an optical waveguide. 光導波路の他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the other modification of an optical waveguide. 変換部の他の構成例を示す部分平面図である。It is a fragmentary top view which shows the other structural example of a conversion part. 光導波路の他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the other modification of an optical waveguide. 光導波路の他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the other modification of an optical waveguide. 光導波路の他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the other modification of an optical waveguide. 光導波路の他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the other modification of an optical waveguide. 光導波路の他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the other modification of an optical waveguide. 光デバイスとしての光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows the optical modulator as an optical device. 図１３の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 光デバイスとしての光変調器の他の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the optical modulator as an optical device. 従来の光デバイスの例として光変調器を示す平面図である。It is a top view which shows an optical modulator as an example of the conventional optical device.

Explanation of symbols

１光導波路
１ａ曲がり部
１ｂ直線部
２基板
３リッジ構造部
３ａ側面
３ｃ，３ｄ延出部
４バッファ層
５変換部
１０光変調器
１１基板
１２信号ライン
１２ａ，１２ｂ信号電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical waveguide 1a Bending part 1b Linear part 2 Board | substrate 3 Ridge structure part 3a Side surface 3c, 3d Extension part 4 Buffer layer 5 Conversion part 10 Optical modulator 11 Board | substrate 12 Signal line 12a, 12b Signal electrode

Claims

In the optical waveguide having a bent portion in which a part of the optical waveguide formed on the substrate is folded,
A substrate formed of a ferroelectric material among electro-optic crystals;
A groove for forming a ridge structure portion by digging down the substrate located inside and outside the bent portion along the shape of the bent portion;
A buffer layer is provided using a material having a refractive index lower than the refractive index of the substrate on at least the side surface of the groove located on the outer side, and the radius of curvature of the bent portion is 4 mm or less,
The central position of the bent portion of the optical waveguide is shifted from the central position of the ridge structure portion by a predetermined amount inside or outside, and the width of the bent portion and the other optical waveguide coupled to the bent portion are arranged. An optical waveguide characterized in that a tapered conversion portion having a width that gradually changes is formed at a connecting portion between the bent portion and the other bent portion or the straight portion.

The optical waveguide according to claim 1, wherein the buffer layer is made of silicon oxide (SiO ₂ ).

The optical waveguide according to claim 1, wherein the substrate is lithium niobate (LiNbO ₃ ).

The optical waveguide according to claim 1, wherein the bent portion is formed with a width of 5 μm to 9 μm.

5. The optical waveguide according to claim 1, wherein the bent portion of the optical waveguide is formed to have a turning angle of 90 ° to 180 °.

6. The optical waveguide according to claim 2, wherein a width of the ridge structure portion is +6 μm or less with respect to a width of the optical waveguide.

The optical waveguide according to claim 1, wherein the groove has a depth of 3 μm or more.

The optical waveguide according to any one of claims 1 to 7, wherein the groove portion is formed so as to expand in a direction away from the optical waveguide at an end position of the bent portion of the optical waveguide.

The bent portion of the optical waveguide is disposed so as to be shifted outward with respect to a center position of a ridge structure portion formed by providing the groove on the inner side and the outer side of the optical waveguide. 9. The optical waveguide according to any one of 8.

In an optical device having an optical waveguide having a bent portion where a part of the optical waveguide formed on a substrate is folded, and a signal electrode for changing the refractive index of the optical waveguide,
The substrate is formed of a ferroelectric material among electro-optic crystals,
A groove for forming a ridge structure portion by digging down the substrate located inside and outside the bent portion along the shape of the bent portion;
A buffer layer is provided using a material having a refractive index lower than the refractive index of the substrate on at least the side surface of the groove located on the outer side, and the optical waveguide has a radius of curvature of 4 mm or less. ,
The central position of the bent portion of the optical waveguide is shifted from the central position of the ridge structure portion by a predetermined amount inside or outside, and the width of the bent portion and the other optical waveguide coupled to the bent portion are arranged. Formed with different widths, forming a taper-shaped conversion portion whose width gradually changes at the joint portion between the bent portion and the other bent portion or the straight portion,
Further, a signal electrode disposed along the optical waveguide on the optical waveguide;
An optical device capable of phase modulation.

The optical waveguides are arranged in parallel so as to be bifurcated from the bifurcation part,
A signal electrode disposed along the optical waveguide on one upper portion of the optical waveguide;
A ground electrode disposed along the optical waveguide on the other upper portion of the optical waveguide;
The optical device capable of phase modulation according to claim 10.

The optical waveguide has a bent portion by 180 ° folding;
A linear portion connected to the bent portion, forming a part of the optical waveguide, and formed so that an input / output portion of light to the optical waveguide is located on the same side surface of the substrate;
The optical device according to claim 10, comprising:

The curved portion is provided between a constant curvature portion having a constant curvature radius, the constant curvature portion, and the linear portion, and the curvature radius is continuously between the constant curvature portion and the linear portion. An arc portion connecting the constant curvature portion and the straight portion so as to change;
The optical device according to claim 12, comprising:

In the method of manufacturing an optical waveguide having a bent portion in which a part of the optical waveguide formed on the substrate is folded,
A pattern forming step using titanium for pattern formation including a bent portion to be an optical waveguide on a ferroelectric substrate of the electro-optic crystal; and
A thermal diffusion step of thermally diffusing the titanium pattern formed by the pattern formation step at a high temperature;
Forming a groove for forming a ridge structure portion by digging down the substrate positioned inside and outside the optical waveguide formed by the thermal diffusion step along the shape of the bent portion,
The pattern forming step includes providing a buffer layer using a material having a refractive index lower than the refractive index of the substrate on at least a side surface of the groove located on the outer side, and a radius of curvature of the bent portion of the optical waveguide. Is 4 mm or less,
The central position of the bent portion of the optical waveguide is shifted from the central position of the ridge structure portion by a predetermined amount inside or outside, and the width of the bent portion and the other optical waveguide coupled to the bent portion are arranged. A method of manufacturing an optical waveguide, characterized in that a tapered conversion portion having a width that gradually changes is formed at a connecting portion between the bent portion and the other bent portion or the straight portion. .

The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 14, further comprising a proton exchange step in which the optical waveguide is formed by proton exchange instead of the thermal diffusion step.