JP5133571B2 - 放射モード光モニタ付導波路型光変調器 - Google Patents

Description

本発明は、放射モード光モニタ付導波路型光変調器に関するものであり、特に、本発明は光導波路から放射される放射モード光をモニタし光変調器の動作点などの制御を行う放射モード光モニタ付導波路型変調器に関するものである。

一般的に、光導波路素子などを用いた光変調器の出力光を一定出力の状態に維持するためには、光変調器の出力光をモニタし、出力光の変化に対応して、光変調器に印加する変調電圧などの大きさを変化させることが必要である。
光導波路素子などによる光変調器の出力光をモニタする方法として、従来は光導波路素子内に方向性結合器（カプラ）などを配置して、光信号出力用の光導波路とは別に、モニタ光出力用の光導波路を設ける方式が一般的に行なわれている。この方式においては、光導波路素子内に、モニタ光分岐用の光回路を新たに設ける必要があり、またモニタ出力用光ファイバを、光出力信号用光ファイバとは別に光導波路素子に接続する必要がある。

また、別のモニタ方式として、特許文献１に開示されているように、光導波路上のクラッド部に傾斜穴をつけるか、あるいは光導波路素子上に回折レンズなどを配置し、光導波路中の信号出力光の一部分を、このレンズ等により素子基板の外に取り出す方式が知られている。この方式においては、光導波路型光導波路素子上に、モニタ光取り出し用レンズ等を、新たに取りつけることが必要であり、また、モニタ光は、光導波路素子の上方に取り出されるため、モニタ光の受光部材は、光導波路型素子を、その収容ケース内に実装した後に、この素子に取りつけなければならず、この取り付けには、かなりの手間を要する。
特開平１１−１９４２３７号公報

さらに、特許文献２には、光導波路素子の素子端を斜めに形成し、導波路から出力する光の一部分を斜め方向に反射させ、この反射光をモニタ光として受光する方式が開示されている。この方式においては、素子端面の傾斜形状は、素子からの主出力光に悪影響を与えない範囲内において選定する必要があり、このためこの方式の実用性については問題がある。
特開平５−３４６５０号公報

これらに対して、マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光をモニタすることも行われている。
特許文献３には、図１に示すように基板１に形成されたマッハツェンダー型光導波路２の出力導波路部の近傍に放射モード光をガイドする副光導波路４０を設けると共に、副光導波路の出射端に光ファイバ４１を配置して、放射モード光を光検出手段４２まで案内することが開示されている。なお、３０，３１は光変調器の制御電極、３は出力用光ファイバ、３２は制御電極に変調信号を印加する電源を示す。
しかしながら、上述のような副光導波路で放射モード光をガイドするためには、放射モード光が出力導波路部から十分離れている必要があり、構成上の制限がある。
特開平５−５３０８６号公報

また、本出願人は、図２に示すように、特許文献４又は特許文献５において、モニタ用出力光として、光導波路２における分岐光導波路部の合波点から放射される放射モード光２０を、適宜の方向において利用し、光変調器そのものの実質的な構造を変更することなく、簡単な構造と、優れた加工性及び光ファイバ操作性を有するキャピラリー４を利用したモニタ手段により、出力光の光強度をモニタできる「出力光モニタ付光導波路型変調器」を提案した。図２において、１は誘電体基板、３は光ファイバ、５はキャピラリーに形成された放射モード光２０を反射する反射手段、６は放射モード光を受光する受光素子、７は光導波路素子及び前記受光素子などを内蔵する筐体、１０は入射光、さらに１１は出射光を各々示す。
しかしながら、上述した構成においては、モニタ光は出力側のアライメント状態に大きく依存し素子と光ファイバとの間でのデカップリング量が大きい場合には正しく機能しない場合がある。
特開２００１−２８１５０７号公報 特開２００１−２１５４５５号公報

他方、光変調周波数の広帯域化を実現するためには、変調信号であるマイクロ波と光波との速度整合を図ることが重要であり、これまでに、様々な方法が考案されている。具体例を挙げれば、バッファ層の厚膜化、電極の高アスペクト化やリッジ構造などがこれにあたる。特に、以下の特許文献６又は７においては、３０μｍ以下の厚みを有する極めて薄い基板（以下、「薄板」という。）に、光導波路並びに変調電極を組み込み、該薄板より誘電率の低い他の基板を接合し、マイクロ波に対する実効屈折率を下げ、マイクロ波と光波との速度整合を図ることが行われている。
特開昭６４−１８１２１号公報 特開２００３−２１５５１９号公報

しかしながら、光導波路を形成する基板の厚みが薄くなるに従い、光導波路を伝搬する光波は基板表面に平行な方向（厚み方向に垂直な方向。以下、「横方向」という。）に広がる傾向を示す。このため、マッハツェンダー型光導波路の出力導波路を伝搬する信号光と放射モード光とはより近接した状態となり、上述した副光導波路やキャピラリーに形成された反射手段により放射モード光のみを分離することが一層困難なものとなっていた。

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、誘電体基板として薄板を用いた場合においても、モニタ用出力光として光導波路から放射される放射モード光を、より正確に検出するための放射モード光モニタ付導波路型光変調器を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、誘電体基板と、該誘電体基板の表面又は裏面に形成され、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路とを備えた光導波路素子と、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光の一部を受光する光検出器とを有する放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、該光検出器の少なくとも該合波点側の側面に、基板外の空間を伝搬する迷光又は基板から放射される迷光を遮蔽する遮光手段を設けることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、誘電体基板と、該誘電体基板の表面又は裏面に形成され、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路とを備えた光導波路素子と、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光の一部を受光する光検出器とを有する放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、該高屈折率手段から該光変調器の入射側であって、該光検出器に、該放射モード光以外の迷光が入射しないような位置に、基板内を伝搬する迷光の除去手段が設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、誘電体基板と、該誘電体基板の表面又は裏面に形成され、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路とを備えた光導波路素子と、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光の一部を受光する光検出器とを有する放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、該高屈折率手段は、基板上に形成された凹部に配置されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該誘電体基板の厚さは３０μｍ以下であることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、請求項１乃至４のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該誘電体基板の光導波路が形成された面と対向する他面側に該高屈折率手段と該光検出器とを配置することを特徴とする。

請求項６に係る発明では、請求項１乃至５のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該光検出器は、基板上に接着剤を介して固着されていることを特徴とする。

請求項７に係る発明では、請求項１乃至６のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該光検出器は、同一の合波点から放射される複数の放射モード光又は複数のマッハツェンダー型光導波路の各合波点から放射される複数の放射モード光を、単一の光検出器で検出するように構成されていることを特徴とする。
本発明における「単一の光検出器」とは、単に受光面を単一の光検出部分で形成されているものだけでなく、ライン状又はマトリックス状あるいは離散的に複数の光検出部分を一体的に配置したものも含むものである。

請求項８に係る発明では、請求項１乃至７のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該光検出器の受光面と該基板との間に迷光を除去するためのマスクを形成することを特徴とする。

請求項９に係る発明では、請求項１乃至８のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該高屈折率手段は、Ｓｉ，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２の少なくとも一つを含む材料で構成されていることを特徴とする。

請求項１０に係る発明では、請求項１乃至９のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法において、該高屈折率手段は、光導波路が形成された領域を含む基板上に高屈折率材料を装荷し、その後、該光導波路に対応する部分の高屈折率材料を除去することを特徴とする。

請求項１１に係る発明では、請求項１０に記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法において、該高屈折率材料の除去は、レーザトリミング、リフトオフ又はエッチングにより行うこと特徴とする。

請求項１に係る発明により、マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を、直接検出するように光検出器を配置するため、放射モード光を出力側光導波路を伝搬する信号光から容易に分離すると共に、分離した放射モード光を効率よく検出することが可能となる。しかも複数のマッハツェンダー型光導波路を有する場合には、基板内で各マッハツェンダー型光導波路から放出される複数の放射モード光を分離することは、実質的に困難であり、このような場合においても本発明により各放射モード光を容易に分離することが可能となる。また、光検出器の少なくとも合波点側の側面に、基板外の空間を伝搬する迷光又は基板から放射される迷光を遮蔽する遮光手段を設けるため、基板外の空間を伝搬する迷光や基板中から光検出器に向かう迷光などが、光検出器に入射するのを効果的に除去することが可能となり、放射モード光に関するノイズの少ないモニタ信号を得ることが可能となる。

請求項２に係る発明により、マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、該高屈折率手段から該光変調器の入射側であって、該光検出器に、該放射モード光以外の迷光が入射しないような位置に、基板内を伝搬する迷光の除去手段が設けられていることを特徴とするため、該高屈折率手段により迷光まで基板外に導出することを抑制でき、放射モード光に関するノイズの少ないモニタ信号を得ることが可能となる。

請求項３に係る発明により、マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、該高屈折率手段は、基板上に形成された凹部に配置されていることを特徴とするため、基板の裏面又は内部に向かう放射モード光に対しても、高屈折率手段により基板外に導出することが可能となり、放射モード光を容易に検出することができる。

請求項４に係る発明により、誘電体基板の厚さは３０μｍ以下であるため、放射モード光と信号光とが近接した状態となり易い光変調器であるにも拘わらず、請求項１の構成を採用することで、放射モード光のみを正確に検出することが可能となる。特に、薄板においては、放射モード光が基板表面に平行な方向に広がる傾向にあるため、本発明のように基板表面に垂直な方向に放射モード光を導出することで、信号光との分離を効果的に行うことが可能となる。

請求項５に係る発明により、誘電体基板の光導波路が形成された面と対向する他面側に高屈折率手段と光検出器とを配置するため、光導波路や高屈折率手段並びに光検出器などの配置に係る設計の自由度が高くなると共に、光導波路を伝搬する光波が高屈折率手段や光検出器によって散乱又は吸収されるなどの伝搬損失が発生することも抑制される。

請求項６に係る発明により、光検出器は、基板上に接着剤を介して固着されているため、基板から放出された放射モード光を正確に検出できると共に、光検出器の設置も簡便に行うことが可能となる。

請求項７に係る発明により、光検出器は、同一の合波点から放射される複数の放射モード光又は複数のマッハツェンダー型光導波路の各合波点から放射される複数の放射モード光を、単一の光検出器で検出するように構成されているため、検出すべき放射モード光の数に対応した光検出器を配置する必要が無く、部品点数の増加や製造作業の煩雑化を抑制し、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、複数の放射モード光を検出するため放射モード光の検出感度を向上させたり、迷光などのノイズの影響を抑制することなどが可能となる。

請求項８に係る発明により、光検出器の受光面と基板との間に迷光を除去するためのマスクを形成するため、光検出器に入射する迷光などの不要光を効果的に除去することが可能となり、放射モード光に関するノイズの少ないモニタ信号を得ることが可能となる。

請求項９に係る発明により、高屈折率手段は、Ｓｉ，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２の少なくとも一つを含む材料で構成されているため、ニオブ酸リチウムなどの導波路型光変調器に多用されている誘電体基板を使用した場合でも、効率よく放射モード光を基板外に導出することが可能となる。

請求項１０に係る発明により、放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法において、高屈折率手段は、光導波路が形成された領域を含む基板上に高屈折率材料を装荷し、その後、該光導波路に対応する部分の高屈折率材料を除去するため、光導波路を伝搬する光波（信号光）が高屈折率手段により反射又は散乱されたり、場合によっては基板外に放出されることを抑制することが可能となる。しかも、光導波路に近接して高屈折率手段を配置することも可能となり、光導波路に近接して放出されている放射モード光に対しても、効果的に基板外に導出することができる。

請求項１１に係る発明により、放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法において、高屈折率材料の除去は、レーザトリミング、リフトオフ又はエッチングにより行うため、光導波路により近接して高屈折率手段を配置することが可能となる。

以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
図３は、本発明に係る放射モード光モニタ付導波路型光変調器の第１の実施例を示す。
本発明は、誘電体基板１と、該誘電体基板の表面又は裏面に形成され、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路２とを備えた光導波路素子と、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光２０の一部を受光する光検出器６０とを有する放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段５０，５１と、該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し、基板外部に放出される放射モード光を直接検出するように該光検出器６０を配置することを特徴とする。

特に、本発明が適用される光変調器は、誘電体基板の厚さが３０μｍ以下であり、このような薄板を用いた光変調器においては、光導波路を伝搬する光波と放射モード光とが近接する傾向にあるため、本発明を効果的に適用することが可能である。

図４は、図３の一点鎖線Ａにおける断面図を示す図であり、薄板を伝搬する放射モード光は高屈折率手段５０により基板外に導出され、光検出器６０に入射される。光検出器は基板１に対して接着剤７０，７１により接合されている。図３又は４において光検出器は、高屈折率手段上に接着剤を介して配置されているが、放射モード光を効率よく受光できる位置であるなら、この実施例に限らず高屈折率手段以外の場所に配置することも可能である。
また、接着剤自体を高屈折率材料で形成したり、接着剤に高屈折率材料を添加するなど、接着剤部分の屈折率を高くすることが可能である場合には、高屈折率手段を接着剤部分が兼用することも可能である。
さらに、図５に示すように、接着剤７０により光検出器６０を基板１に接合し、図４に示すような接着剤７０と７１との間に空間を形成しないように構成することも可能である。

高屈折率手段に使用される高屈折率材料としては、基板より高い屈折率を有する材料であれば特に限定されないが、Ｓｉ，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２の少なくとも一つを含む材料で構成することにより、ニオブ酸リチウムやニオブ酸タンタルなどの導波路型光変調器に多用されている誘電体基板を使用した場合でも、効率よく放射モード光を基板外に導出することが可能となる。

光検出器を接着する接着剤としては、放射モード光を遮蔽しないようにするため、光学用接着剤が好ましく、接着剤の屈折率は基板の屈折率と同等かそれ以上であることが好ましい。このような光学用接着剤としては、エポキシ系光学接着剤やアクリル系光学接着剤などを用いることが可能である。また、複数の放射モード光を検出する際には、各放射モード光が他の放射モード光と交わらないようにするため、接着剤７０については、光吸収又は反射特性を付与することも可能である。なお、後述するように単一の光検出器で複数の放射モード光を検出する場合には、検出する対象である放射モード光毎に仕切り壁を形成したり、該仕切り壁の代わりに光吸収又は反射特性を付与した接着剤を使用することも可能である。なお、図５のように接着剤７０で光検出器６０を接合する際には、接着剤７０として光学的に透明な材料を使用する必要がある。

高屈折率手段の形成方法としては、光導波路を基板上に形成した後に、所定パターンで高屈折率材料を基板上に付着させることで形成することが可能である。ただし、光導波路により近接して高屈折率手段を配置するためには、光導波路上をフォトレジスト膜で保護し、光導波路が形成された領域を含む基板上に高屈折率材料を所定パターンで付着させ、その後、レジスト膜を除去し、該光導波路に対応する部分の高屈折率材料を除去する方法（リフトオフ）がある。また、所定のパターンの保護膜を利用し、基板上の高屈折率材料をエッチングにより除去することも可能である。
さらに、フォトレジスト膜を使用しない場合には、光導波路が形成された領域を含む基板上に高屈折率材料を所定パターンで付着させ、光導波路上の高屈折率材料をレーザ光などでトリミングすることも可能である。

次に、本発明に係る第２の実施例について、図５を用いて説明する。
図６は、図４と同じ光変調器の断面図であり、基板１に比較的厚い基板を用いた場合の例を示している。このような基板を用いると、放射モード光は基板の裏面又は内部に向かって伝搬する傾向にある。このため、基板表面には、放射モード光を取り出せる深さまで、エッチングなどで凹部８０を形成し、該凹部に高屈折率手段５２を配置する。
これにより、基板の裏面又は内部に向かう放射モード光も効率よく基板外に導出することができる。図６においては、接着剤７０，７１により基板と光検出器とを接合しているが、図５に示すように接着剤７０により両者を接合することも可能である。

また、誘電体基板の光導波路が形成された面と対向する他面側に高屈折率手段と光検出器とを配置することにより、例えば、基板の裏面側に向かう放射モード光を、裏面側で検出することも可能となる。
なお、薄板の基板に対して、光導波路と異なる面に高屈折率手段や光検出器を配置する技術を用いることも可能である。
このように、光導波路と異なる面に高屈折率手段や光検出器を配置することにより、光導波路や高屈折率手段並びに光検出器などの配置に係る設計の自由度が高くなると共に、光導波路を伝搬する光波が高屈折率手段や光検出器によって散乱又は吸収されるなどの伝搬損失が発生することも抑制される。

図７は、本発明に係る第３の実施例を説明する図である。
導波路型光変調器の基板内には、光変調器の入射部や光導波路から漏出した多様な迷光が伝搬している。このような迷光は、高屈折率手段５０，５１により容易に基板外に導出され、光検出器６０に入射することとなる。このため、放射モード光以外に迷光まで光検出器に入射するため、放射モード光のモニタ信号に多くのノイズが混在する原因となる。

このような不具合を除去するため、高屈折率手段５０，５１から光変調器の入射側（図７の左側）には、基板内を伝搬する迷光の除去手段９０を設けている。迷光除去手段としては、基板表面凹部を形成する方法や、該凹部に光吸収材料を充填する方法、または、高屈折率材料で基板外に迷光を放出される方法などが使用可能である。

また、光検出器に入射する迷光を除去する方法としては、図８（ａ）又は（ｂ）に示すように、光検出器の少なくとも合波点側の側面に光吸収膜や光反射膜などの遮光手段９２，９３を設け、基板外の空間を伝播する迷光ａや基板から放出される迷光ｂなどが光検出器６０に入射することを抑制することが可能となる。

さらには、図９に示すように、基板１と光検出器６０の受光面との間にマスク９４を配置し、観測すべき放射モード光以外の光が光検出器６０の受光面に入射することを防止することが可能となる。マスク９４の配置固定には、図９（ａ）のように、基板１上に接着剤を介してマスク９４を配置し、さらに接着剤を介して光検出器６０を配置する方法がある。また、図９（ｂ）のように、光検出器６０の受光面に予めマスク９４を蒸着・エッチングなどで形成したり、あるいはマスク部材を配置固定し、その後、マスクを有する光検出器を基板１上に接着剤を介して接合する方法がある。さらには、図９（ｃ）のように、基板１上にマスク９４を蒸着・エッチングなどで形成したり、あるいはマスク部材を基板上に配置固定し、その後光検出器を基板上に接着剤で固定する方法などがある。

図１０は、本発明に係る第４の実施例を説明する図である。
複数の高屈折率手段５０，５１により、複数の放射モード光を検出する場合には、各放射モード光に対応して個々に光検出器を配置することも可能であるが、図１０の場合には、単一の光検出器６１により、複数の放射モード光を検出することを可能としている。このように複数の放射モード光を検出することにより、放射モード光の検出感度を向上させたり、迷光などのノイズの影響を抑制することなどが可能となる。
なお、「単一の光検出器」とは、単に受光面を単一の光検出部分で形成されているものだけでなく、ライン状又はマトリックス状あるいは離散的に複数の光検出部分を一体的に配置したものも含むものである。

このような光検出器６１には、独立した光検出部分を少なくとも２つ以上有する光検出器であれば、各種の形状の光検出器を使用することが可能であるが、製造誤差などにより放射モード光が基板外に放出される位置を予め正確に把握することが困難である場合などでは、１次元に光検出部分を配置したラインセンサや、２次元に光検出部分を配置したマトリックスセンサなどを使用することができる。

図１１は、図１０の光検出器６１にラインセンサを用いた場合の矢印で示したＸ方向における各光検出部分の出力値Ｉを模式的に示したグラフである。なお、光検出器６１にマトリックスセンサを使用した場合には、Ｘ方向の複数のラインの中から抽出された特定のライン、あるいは、Ｘ方向に垂直な方向のライン毎に積分した出力値も、図１１と同様な形状を示す。

図１１は、同一のマッハツェンダー型光導波路から放出された放射モード光であるが、高屈折率手段５０，５１や光検出器６１などの配置精度などにより、２つの放射モード光を検出した出力値が、所定の位置や所定の大きさで出力されない場合がある。このような場合でも、図１１（ａ）に示すように、出力値の分布から放射モード光の位置（Ｘ_１，Ｘ_２）を特定し、当該位置のピーク値（Ｉ_１，Ｉ_２）などを使用して放射モード光をモニタすることが可能である。また、２つの放射モード光をモニタすることで、放射モード光の検出精度をより高くすることができる。

また、迷光などのノイズを多く検出した場合（図１１（ｂ））では、ノイズに相当する出力値（Ｉ_Ｎ）を放射モード光に対応する出力値（Ｉ_１，Ｉ_２）から除去したり、バックグラウンド（放射モード光が放出されない状態での出力値）をモニタ時の出力値から除去したりすることにより、放射モード光に対する検出信号をより正確に把握することが可能となる。

図１２は、本発明に係る第５の実施例を示す図である。
図１２の光導波路は、２つのサブ・マッハツェンダー型光導波路２−１，２−２を、メイン・マッハツェンダー型光導波路２−３で入れ子型に組み込んだ、ネスト型光導波路である。
このような複数のマッハツェンダー型光導波路（２−１〜２−３）から放射される放射モード光を個々に検出するため、個々のマッハツェンダー型光導波路に対応した高屈折率手段（５０〜５５）と、単一の光検出器６２とを配置している。

図１３は、図１２の光検出器６２にマトリックスセンサを使用した場合の、各光検出部分の検出状態を模式的に示した図である。
領域ａ，ｂは、サブ・マッハツェンダー型光導波路２−１からの放射モード光の検知領域であり、領域ｃ，ｄは、サブ・マッハツェンダー型光導波路２−２からの放射モード光の検知領域である。また、領域ｅ，ｆは、メイン・マッハツェンダー型光導波路２−３からの放射モード光の検知領域を示している。

従来の基板内を伝搬する複数の放射モード光を分離することは実質的に困難であったが、本発明によれば、容易に放射モード光を分離して検出することが可能となる。また、各放射モード光が他の検出エリアに混在することを防止するためには、図１３に示した各領域間に、仕切り壁を光検出器と基板との隙間に配置したり、該仕切り壁の代わりに光吸収又は反射特性を付与した接着剤を使用して、光検出器を基板に接着するなどを施すことも可能である。

本発明に係る放射モード光モニタ付導波路型光変調器によれば、誘電体基板として薄板を用いた場合においても、モニタ用出力光として光導波路から放射される放射モード光を、より正確に検出するための放射モード光モニタ付導波路型光変調器を提供することが可能となる。

従来の副光導波路を用いた放射モード光をモニタする光変調器の概略図である。 従来のキャピラリーに設けられた反射手段により放射モード光をモニタする光変調器の概略図である。 本発明の第１の実施例を示す図である。 図３の一点鎖線Ａにおける断面図である。 本発明の第１の実施例の応用例を示す図である。 本発明の第２の実施例を示す図である。 本発明の第３の実施例を示す図である。 本発明の第３の実施例の応用例１を示す図である。 本発明の第３の実施例の応用例２を示す図である。 本発明の第４の実施例を示す図である。 図１０の光検出器の出力値の様子を示すグラフである。 本発明の第５の実施例を示す図である。 図１２の光検出器における放射モード光の検出領域を示す図である。

１ 誘電体基板
２ 光導波路
３ 光ファイバ
４ キャピラリー
５ 反射手段
６，６０，６１，６２ 光検出器
２０ 放射モード光
５０，５１，５２，５３，５４，５５ 高屈折率手段
７０，７１ 接着剤
８０ 凹部
９０〜９３ 迷光除去手段
９４ マスク

Claims (11)

1. 誘電体基板と、該誘電体基板の表面又は裏面に形成され、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路とを備えた光導波路素子と、
   該マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光の一部を受光する光検出器とを有する放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、
   該マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、
   該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、
   該光検出器の少なくとも該合波点側の側面に、基板外の空間を伝搬する迷光又は基板から放射される迷光を遮蔽する遮光手段を設けることを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
2. 誘電体基板と、該誘電体基板の表面又は裏面に形成され、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路とを備えた光導波路素子と、
   該マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光の一部を受光する光検出器とを有する放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、
   該マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、
   該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、
   該高屈折率手段から該光変調器の入射側であって、該光検出器に、該放射モード光以外の迷光が入射しないような位置に、基板内を伝搬する迷光の除去手段が設けられていることを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
3. 誘電体基板と、該誘電体基板の表面又は裏面に形成され、少なくとも一つのマッハツェンダー型光導波路を有する光導波路とを備えた光導波路素子と、
   該マッハツェンダー型光導波路の合波点から放射される放射モード光の一部を受光する光検出器とを有する放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、
   該マッハツェンダー型光導波路の合波点から延びる出力側光導波路の近傍であり、該出力側光導波路を挟む基板上の領域の少なくとも一方に配置された高屈折率手段と、
   該高屈折率手段により基板表面の法線方向成分を有し基板外部に放出される放射モード光を検出するように該光検出器が配置され、
   該高屈折率手段は、基板上に形成された凹部に配置されていることを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該誘電体基板の厚さは３０μｍ以下であることを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該誘電体基板の光導波路が形成された面と対向する他面側に該高屈折率手段と該光検出器とを配置することを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該光検出器は、基板上に接着剤を介して固着されていることを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該光検出器は、同一の合波点から放射される複数の放射モード光又は複数のマッハツェンダー型光導波路の各合波点から放射される複数の放射モード光を、単一の光検出器で検出するように構成されていることを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該光検出器の受光面と該基板との間に迷光を除去するためのマスクを形成することを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器において、該高屈折率手段は、Ｓｉ，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２の少なくとも一つを含む材料で構成されていることを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法において、該高屈折率手段は、光導波路が形成された領域を含む基板上に高屈折率材料を装荷し、その後、該光導波路に対応する部分の高屈折率材料を除去することを特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法。
11. 請求項１０に記載の放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法において、該高屈折率材料の除去は、レーザトリミング、リフトオフ又はエッチングにより行うこと特徴とする放射モード光モニタ付導波路型光変調器の製造方法。

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