JP7293605B2 - Optical waveguide element and optical modulator - Google Patents

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Description

本発明は、光導波路素子および該光導波路素子を備えた光変調器に関する。 The present invention relates to an optical waveguide element and an optical modulator provided with the optical waveguide element.

光ファイバ通信システム等に用いられる光変調器は、トランスポンダ等の機器に実装されて使用されるが、近年では実装面積の削減のために、筐体への光ファイバの接続部分を含めた光変調器の実質的な長手方向の短縮化すなわち短小化が求められている。そこでこれに応じ、光変調器の光ファイバの入力部を長方形状の基板の長辺側に配置することで短小化を図った光変調器が知られている(例えば、特許文献1等参照)。 Optical modulators used in optical fiber communication systems are installed in devices such as transponders. There is a need for substantial longitudinal shortening or miniaturization of the vessel. Therefore, in response to this, there is known an optical modulator in which the input portion of the optical fiber of the optical modulator is arranged on the long side of a rectangular substrate to reduce the size (see, for example, Patent Document 1, etc.). .

さらに実装面積の削減に加え、信号処理LSIと光変調器の高周波配線との接続による性能劣化を抑制するために、変調器の片側の短辺に高周波信号の入力部を設け、他方の短辺に光の入出力を設けた光変調器が提案されている(例えば、特許文献2等参照)。このような光変調器では、光導波路素子の基板に形成する光導波路の一端側をL字状に屈曲させて基板の側面に導くことにより、入力側の光ファイバと出力側の光ファイバとを筐体に並列させて接続することを可能としている。 Furthermore, in addition to reducing the mounting area, in order to suppress performance deterioration due to connection between the signal processing LSI and the high-frequency wiring of the optical modulator, a high-frequency signal input section is provided on one short side of the modulator, and the other short side is An optical modulator has been proposed in which an optical input/output is provided in the optical modulator (for example, see Patent Document 2, etc.). In such an optical modulator, one end of the optical waveguide formed on the substrate of the optical waveguide element is bent in an L shape and led to the side surface of the substrate, thereby connecting the optical fiber on the input side and the optical fiber on the output side. It is possible to connect in parallel with the housing.

特開2004-125854号公報JP-A-2004-125854 特開2014-164243号公報JP 2014-164243 A

特許文献1に記載の光導波路素子は、基板内を光が伝搬することから、低損失な構造とするためには、伝搬距離が短くなるような位置に光ファイバを配置する必要があり、光ファイバを直接基板に接続するような場合にしか対応できないという問題がある。また、出力側の短辺に光ファイバを配置するような構造に対応することは困難であるという問題もある。 In the optical waveguide element described in Patent Document 1, since light propagates through the substrate, it is necessary to arrange the optical fiber in a position that shortens the propagation distance in order to achieve a low-loss structure. There is a problem that it can only be applied to cases where the fiber is directly connected to the substrate. Moreover, there is also the problem that it is difficult to deal with a structure in which an optical fiber is arranged on the short side of the output side.

また、特許文献2に記載の光導波路素子は、基板に半導体(InP)が用いられており、その基板の側面に、L字状に形成された光導波路が導かれている。ここで、半導体基板を用いた光導波路素子に比べ、ニオブ酸リチウム(LiNbO)等の電気光学効果を有する基板を用いた光導波路素子のサイズは、一般的に幅が0.5~数mm程度であるのに対し側面の長さが数十mmと非常に細長い形状を有している。このため、基板の側面全面を研磨して光学面とするには、基板の固定方法や、側面を所定の面粗さに高精度に仕上げるといった点で困難であり、製造コストの高騰を招くという問題があった。 In the optical waveguide element described in Patent Document 2, a semiconductor (InP) is used for the substrate, and an L-shaped optical waveguide is led to the side surface of the substrate. Here, compared to an optical waveguide element using a semiconductor substrate, the size of an optical waveguide element using a substrate having an electro-optical effect such as lithium niobate (LiNbO 3 ) is generally 0.5 to several mm in width. It has a very long and narrow shape with a side length of several tens of millimeters. For this reason, polishing the entire side surface of the substrate to form an optical surface is difficult in terms of the method of fixing the substrate and finishing the side surface to a predetermined surface roughness with high precision, which leads to a rise in manufacturing costs. I had a problem.

また、一般に光導波路素子においては、基板を研磨する際の端部の欠け防止や、接続させる光ファイバ等の光学部品の十分な接着強度を得るために、補強ブロックを基板の上面に貼り付ける場合がある。このとき、側面を研磨面とするには、補強ブロックを長手方向に延びる側面全面に貼り付けるための余白を基板に確保する必要があり、このため基板の幅が増大する。その結果、光導波路素子は大型化し、1つのウエハから素子を分割して得る場合、素子が得られる数が減少して製造コストの高騰を招くという問題があった。さらに、補強ブロックを貼り付ける部分には制御電極を配線できないため、高周波中継基板やコネクタ・ピン等の併設する電気部品の設置場所が制限されるという問題があった。 In general, in optical waveguide devices, reinforcing blocks are attached to the upper surface of the substrate in order to prevent chipping of the end portion when the substrate is polished and to obtain sufficient adhesive strength for optical parts such as optical fibers to be connected. There is At this time, in order to make the side surface a polished surface, it is necessary to secure a margin on the substrate for attaching the reinforcing block to the entire side surface extending in the longitudinal direction, which increases the width of the substrate. As a result, the size of the optical waveguide device is increased, and when the devices are obtained by dividing them from one wafer, the number of devices obtained is reduced, resulting in a rise in manufacturing cost. Furthermore, since the control electrode cannot be wired to the portion where the reinforcing block is attached, there is a problem that the installation place of the electric parts such as the high frequency relay board and the connector pin is limited.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電気光学効果を有する基板の側面に光学面を形成することにより、安価で効果的に光変調器の短小化を図ることができるとともに、併設する電気部品の設置場所に関する設計の自由度を向上させることができる光導波路素子および光変調器を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances. It is an object of the present invention to provide an optical waveguide element and an optical modulator that can improve the degree of freedom in designing the installation location of electrical components.

本発明に係る光導波路素子は、(1)電気光学効果を有し、光波が伝搬するよう形成された光導波路を有する基板と、前記基板に形成され、前記光導波路を伝搬する光波に変調信号を印加する制御電極と、を備え、前記光導波路は、入力側の端部および出力側の端部と、該入力側の端部と該出力側の端部との間に延在する光変調部と、を有し、前記基板は、前記光変調部を構成する光導波路の延在方向と略平行な側面および該側面に交差する端面を有し、前記光導波路の前記入力側の端部は、前記側面に向かって屈曲形成された屈曲端部を有し、前記屈曲端部は、その先端に光波の入射がなされるポートを有し、前記基板の前記端面側の基板上面の一部に補強ブロックが貼り付けられており、該補強ブロックの側面の一部が光学面によって構成され、前記屈曲端部は前記光学面まで延在しており、該屈曲端部の前記ポートが前記光学面に位置し、前記光学面は、前記基板の前記側面から前記端面にわたり形成された傾斜面で構成され、前記基板が屈折率nLN=2.22のニオブ酸リチウムからなり、前記光学面に光波が入射する入射側の媒質が屈折率nair=1の空気であり、前記屈曲端部において、前記基板の前記側面と略平行に延在する第1の直線光導波路に対する、前記基板の前記側面に向かって延在する第2の直線光導波路の屈曲角度θWGがθWG=80°~90°であり、前記基板の前記側面に対する前記傾斜面の傾斜角度φがφ=1°~10°であることを特徴とする。 An optical waveguide device according to the present invention includes: (1) a substrate having an optical waveguide having an electro-optic effect and formed so that a light wave propagates; wherein the optical waveguide extends between an input end and an output end and the input end and the output end of the optical modulator the substrate has a side surface substantially parallel to the extending direction of the optical waveguide constituting the optical modulation section and an end surface intersecting the side surface; and the input side end of the optical waveguide. has a bent end that is bent toward the side surface, the bent end has a port at the tip of which a light wave is incident, and is part of the upper surface of the substrate on the side of the end surface of the substrate. A reinforcing block is affixed to, a portion of the side surface of the reinforcing block is configured by an optical surface, the bent end extends to the optical surface, and the port of the bent end extends to the optical surface. located on the optical surface, the optical surface is composed of an inclined surface formed from the side surface side to the end surface side of the substrate, the substrate is made of lithium niobate with a refractive index n LN =2.22, The medium on the incident side of the light wave incident on the optical surface is air with a refractive index n air = 1, and at the bent end, for the first straight optical waveguide extending substantially parallel to the side surface of the substrate, The bending angle θ WG of the second straight optical waveguide extending toward the side surface of the substrate is θ WG =80° to 90°, and the inclination angle φ of the inclined surface with respect to the side surface of the substrate is φ= It is characterized by being 1° to 10°.

この構成により、本発明に係る光導波路素子は、電気光学効果を有する基板の側面全面を光学面で構成する必要がないため、その光学面の面積を小さくすることができる。その結果、側面を研磨加工して光学面を形成する手間が軽減して光学面を容易かつ安価に形成することができるとともに、光学面の全面を所定の面粗さに高い精度で形成することができる。 With this configuration, the optical waveguide device according to the present invention does not need to form the entire side surface of the substrate having an electro-optical effect with an optical surface, so that the area of the optical surface can be reduced. As a result, it is possible to easily and inexpensively form the optical surface by reducing the time and effort of polishing the side surface to form the optical surface, and to form the entire surface of the optical surface with a predetermined surface roughness with high precision. can be done.

また、本発明に係る光導波路素子は、光導波路素子の入力側の端部が、側面に向かって屈曲形成された屈曲端部を構成することにより、光導波路が基板内で屈曲した構成を有する。このため、当該光導波路素子を用いた光変調器の短小化を図ることができる。 Further, the optical waveguide element according to the present invention has a configuration in which the optical waveguide is bent within the substrate by forming a bent end portion in which the input side end portion of the optical waveguide element is bent toward the side surface. . Therefore, it is possible to reduce the size of the optical modulator using the optical waveguide device.

また、この構成により、本発明に係る光導波路素子は、基板の側面を研磨加工するなどして傾斜面を形成することにより光学面を容易かつ安価に形成することができるとともに、基板の側面全面に補強ブロックを設置する余白を確保する必要がないため、基板の幅が増大することを抑制することができる。Further, with this configuration, the optical waveguide element according to the present invention can easily and inexpensively form an optical surface by forming an inclined surface by polishing the side surface of the substrate. Since there is no need to secure a margin for installing the reinforcing block in the substrate, it is possible to suppress an increase in the width of the substrate.

本発明に係る光変調器は、(2)上記本発明に係る光導波路素子と、前記光導波路素子を収納する筐体と、前記光導波路素子に光学的に接続され、該光導波路素子の前記光導波路に光波を入力する入力側の光伝送手段および前記光導波路から光波を出力する出力側の光伝送手段と、を備え、前記入力側の光伝送手段および前記出力側の光伝送手段が、それぞれ前記筐体に並列接続された入力側の光ファイバおよび出力側の光ファイバを含み、前記入力側の光ファイバおよび前記出力側の光ファイバは、前記光導波路の延在方向と交差する前記筐体の同一端面を直交して貫通するように配置されている。An optical modulator according to the present invention includes: (2) the optical waveguide element according to the present invention; a housing for housing the optical waveguide element; An input-side optical transmission means for inputting a light wave into an optical waveguide and an output-side optical transmission means for outputting a light wave from the optical waveguide, wherein the input-side optical transmission means and the output-side optical transmission means are: an input-side optical fiber and an output-side optical fiber connected in parallel to the housing, respectively, wherein the input-side optical fiber and the output-side optical fiber cross the extending direction of the optical waveguide; They are arranged so as to pass through the same end face of the body perpendicularly.

この構成により、本発明に係る光変調器は、電気光学効果を有する基板の側面に光学面を容易かつ安価に形成することができるとともに、光学面の全面を所定の面粗さに高い精度で形成することができる光導波路素子を備えた光変調器を提供することができる。さらに、光学面を形成する部分のみに補強ブロックを貼り付ければよいので、基板の幅が増大することを抑制しつつ制御電極を配線するスペースを確保することができるため、高周波中継基板やコネクタ・ピン等の電気部品の設置場所に関する設計の自由度が向上する。With this configuration, in the optical modulator according to the present invention, the optical surface can be easily and inexpensively formed on the side surface of the substrate having the electro-optic effect, and the entire surface of the optical surface can have a predetermined surface roughness with high accuracy. An optical modulator with an optical waveguide element that can be formed can be provided. Furthermore, since it is sufficient to attach the reinforcing block only to the part forming the optical surface, it is possible to secure a space for wiring the control electrode while suppressing an increase in the width of the substrate. This improves the degree of freedom in designing the installation locations of electrical parts such as pins.

また、本発明に係る光変調器は、光導波路の屈曲端部に対し光波を入力または出力する光伝送手段を備えるため、光伝送手段を直列に接続する構成が回避され、その結果、当該光変調器の短小化を図ることができる。In addition, since the optical modulator according to the present invention includes the optical transmission means for inputting or outputting the light wave to or from the bent end of the optical waveguide, a configuration in which the optical transmission means are connected in series is avoided. It is possible to reduce the size of the modulator.

本発明によれば、電気光学効果を有する基板の側面に光学面を形成することにより、安価で効果的に光変調器の短小化を図ることができるとともに、併設する電気部品の設置場所に関する設計の自由度が向上する光導波路素子および光変調器を提供することができる。 According to the present invention, by forming an optical surface on the side surface of a substrate having an electro-optical effect, it is possible to effectively reduce the size of the optical modulator at a low cost, and to design the installation location of the electrical components to be installed side by side. It is possible to provide an optical waveguide element and an optical modulator with improved flexibility.

本発明の第1の実施形態に係る光変調器の平面図である。1 is a plan view of an optical modulator according to a first embodiment of the invention; FIG. 本発明の第1の実施形態に係る光導波路素子の平面図である。1 is a plan view of an optical waveguide device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 本発明の第1の実施形態に係る光導波路素子の一部平面図であって、基板の側面の一部を構成する光学面を詳細に示す図である。FIG. 2 is a partial plan view of the optical waveguide device according to the first embodiment of the present invention, showing in detail an optical surface forming part of the side surface of the substrate; 本発明に対する対比例の光導波路素子であって、本発明と異なる光学面の構成を有する光導波路素子を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an optical waveguide element comparative to the present invention, which has an optical surface configuration different from that of the present invention. 光導波路素子に補強ブロックを設ける場合を示す平面図であって、(a)は本発明と異なる構成の光導波路素子、(b)、(c)はそれぞれ本発明の第1の実施形態に係る光導波路素子示す図である。FIG. 2 is a plan view showing a case where an optical waveguide element is provided with a reinforcing block, in which (a) is an optical waveguide element having a configuration different from that of the present invention, and (b) and (c) are according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows an optical waveguide element. 本発明の第2の実施形態に係る光変調器の平面図である。FIG. 4 is a plan view of an optical modulator according to a second embodiment of the invention; 本発明の第2の実施形態に係る光導波路素子の平面図である。FIG. 4 is a plan view of an optical waveguide device according to a second embodiment of the present invention; 本発明の第3の実施形態に係る光変調器の平面図である。FIG. 8 is a plan view of an optical modulator according to a third embodiment of the invention; 本発明の第3の実施形態に係る光路変換部からの光波の入力構造を示す図である。It is a figure which shows the input structure of the light wave from the optical-path change part which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る光導波路素子の平面図である。FIG. 10 is a plan view of an optical waveguide device according to a fourth embodiment of the present invention; 本発明の第5の実施形態に係る光導波路素子の平面図である。FIG. 10 is a plan view of an optical waveguide device according to a fifth embodiment of the present invention;

以下、本発明の実施形態に係る光導波路素子および光導波路素子を備えた光変調器について、図面を参照しつつ説明する。 An optical waveguide element and an optical modulator provided with the optical waveguide element according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
まず、構成について説明する。
(First embodiment)
First, the configuration will be explained.

図1に示すように、第1の実施形態に係る光変調器1は、光導波路素子10と、光導波路素子10を収納する筐体20と、を備えている。また、第1の実施形態に係る光変調器1は、後述するように、光導波路素子10の光導波路12に光波を入力する入力側の光ファイバ31と、光導波路12から光波を出力する出力側の光ファイバ32と、を備えている。各光ファイバ31、32は、本発明の光伝送手段を構成する。 As shown in FIG. 1, the optical modulator 1 according to the first embodiment includes an optical waveguide element 10 and a housing 20 that houses the optical waveguide element 10 . As will be described later, the optical modulator 1 according to the first embodiment includes an input side optical fiber 31 for inputting a light wave to the optical waveguide 12 of the optical waveguide element 10 and an output side for outputting the light wave from the optical waveguide 12. and an optical fiber 32 on the side. Each optical fiber 31, 32 constitutes the optical transmission means of the present invention.

第1の実施形態に係る筐体20は、ステンレス等の金属からなる直方体状の金属製ケースで構成されている。光導波路素子10は、筐体20内に収納され、図示せぬ蓋体が筐体20に装着されて筐体20内に密封されるようになっている。 The housing 20 according to the first embodiment is composed of a rectangular parallelepiped metal case made of metal such as stainless steel. The optical waveguide device 10 is housed in a housing 20, and a cover (not shown) is attached to the housing 20 so that the housing 20 is hermetically sealed.

第1の実施形態に係る光導波路素子10は、電気光学効果を有し、光波が伝搬するよう形成された光導波路12を有する基板11と、基板11の表面に形成された信号電極18および接地電極19a、19bと、を備えている。信号電極18および接地電極19a、19bは、本発明の制御電極を構成する。 The optical waveguide element 10 according to the first embodiment has an electro-optic effect and includes a substrate 11 having an optical waveguide 12 formed to propagate light waves, a signal electrode 18 formed on the surface of the substrate 11, and a ground. and electrodes 19a and 19b. The signal electrode 18 and the ground electrodes 19a, 19b constitute control electrodes of the present invention.

第1の実施形態に係る基板11は、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO)、タンタル酸リチウム(LiTaO)、PLZT(ジルコン酸チタン酸鉛ランタン)、やEOポリマー等からなる基板が用いられる。とりわけ、ニオブ酸リチウムの結晶を用いたいわゆるLN基板(X板、Z板)は、高い電気光学効果を示すことから好適に用いられる。また、基板11は、制御電極(信号電極18および接地電極19a、19b)が配置された後述する光変調部123以外の部分については、石英系の材料等の他の材料を用いて構成されてもよい。 As the substrate 11 according to the first embodiment, for example, a substrate made of lithium niobate (LiNbO 3 ), lithium tantalate (LiTaO 3 ), PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), EO polymer, or the like is used. In particular, a so-called LN substrate (X plate, Z plate) using crystals of lithium niobate is preferably used because it exhibits a high electro-optical effect. The substrate 11 is made of other materials such as quartz-based material except for the later-described optical modulation section 123 where the control electrodes (the signal electrode 18 and the ground electrodes 19a and 19b) are arranged. good too.

基板11は薄板状であって平面視が略長方形状の形状を有する。ここで、図1においてL、Wは、それぞれ光変調器1および光導波路素子10の長手方向および幅方向を示している。以下の説明での長手方向および幅方向は、それぞれこれらL、Wで示す方向をいう。 The substrate 11 is a thin plate and has a substantially rectangular shape when viewed from above. Here, in FIG. 1, L and W indicate the longitudinal direction and width direction of the optical modulator 1 and the optical waveguide element 10, respectively. The longitudinal direction and width direction in the following description refer to the directions indicated by L and W, respectively.

図1に示すように、基板11は、長手方向に延在する長辺側の一対の側面11a、11bと、該側面11a、11bと交差する短辺側の一対の端面11c、11dと、を有する。また、筐体20は、光導波路素子10の側面11a、11bにそれぞれ対向する側板部20a、20bと、光導波路素子10の端面11c、11dにそれぞれ対向する端板部20c、20dと、を有する。 As shown in FIG. 1, the substrate 11 has a pair of long side surfaces 11a and 11b extending in the longitudinal direction, and a pair of short side end surfaces 11c and 11d intersecting with the side surfaces 11a and 11b. have. Further, the housing 20 has side plate portions 20a and 20b facing the side surfaces 11a and 11b of the optical waveguide element 10, respectively, and end plate portions 20c and 20d facing the end surfaces 11c and 11d of the optical waveguide element 10, respectively. .

本実施形態に係る光導波路12は、マッハツェンダ型の配線構造を有する。光導波路12は、基板11内の表面近傍に、周囲より屈折率の高い部分を設けることで形成されている。基板11がLN基板の場合、光導波路12は、Ti等の熱拡散法やプロトン交換法等で形成することができる。 The optical waveguide 12 according to this embodiment has a Mach-Zehnder wiring structure. The optical waveguide 12 is formed by providing a portion having a higher refractive index than the surroundings in the vicinity of the surface within the substrate 11 . When the substrate 11 is an LN substrate, the optical waveguide 12 can be formed by a thermal diffusion method such as Ti or a proton exchange method.

図2に示すように、本実施形態に係る光導波路12は、屈曲した入力側の端部121および直線状の出力側の端部122と、入力側の端部121と出力側の端部122との間に延在する光変調部123と、を有する。 As shown in FIG. 2, the optical waveguide 12 according to the present embodiment includes a bent input-side end 121 and a linear output-side end 122, and an input-side end 121 and an output-side end 122. and an optical modulation section 123 extending between and.

光導波路12は、入力側光導波路と、前記入力側光導波路に接続された入力側分岐光導波路と、前記入力側分岐光導波路と接続され、並行な光導波路を構成する並行光導波路と、前記並行光導波路に接続された出力側分岐光導波路と、前記出力側分岐光導波路に接続された出力側光導波路と、を有する。 The optical waveguide 12 includes an input-side optical waveguide, an input-side branch optical waveguide connected to the input-side optical waveguide, a parallel optical waveguide connected to the input-side branch optical waveguide and constituting parallel optical waveguides, and the It has an output-side branch optical waveguide connected to a parallel optical waveguide, and an output-side optical waveguide connected to the output-side branch optical waveguide.

本実施形態では、光導波路12の入力側の端部121は、上述の入力側光導波路を構成している。また、出力側の端部122は、上述の出力側分岐光導波路を構成している。また、光変調部123は、上述の入力側分岐光導波路、並行光導波路および出力側分岐光導波路を構成している。 In this embodiment, the input-side end 121 of the optical waveguide 12 constitutes the above-described input-side optical waveguide. The output-side end 122 constitutes the above-described output-side branch optical waveguide. The optical modulation section 123 constitutes the above-described input-side branch optical waveguide, parallel optical waveguide, and output-side branch optical waveguide.

光変調部123は、互いに平行な並行導波路を構成する第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bと、入力側の端部121から分岐して第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bにそれぞれ接続する第3の光導波路125および第4の光導波路126と、出力側の端部122から分岐して第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bにそれぞれ接続する第5の光導波路127および第6の光導波路128と、を有する。第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bは、それぞれ長手方向に沿って延在している。 The optical modulation section 123 includes a first optical waveguide 124a and a second optical waveguide 124b forming parallel waveguides parallel to each other, and a first optical waveguide 124a and a second optical waveguide 124b branched from the input-side end 121. A third optical waveguide 125 and a fourth optical waveguide 126 connected to the optical waveguide 124b, respectively, and a third optical waveguide 125 branched from the end 122 on the output side and connected to the first optical waveguide 124a and the second optical waveguide 124b, respectively. 5 optical waveguides 127 and a sixth optical waveguide 128 . The first optical waveguide 124a and the second optical waveguide 124b each extend along the longitudinal direction.

屈曲した入力側の端部121は、第3の光導波路125および第4の光導波路126への分岐点129aから端面11dに向かって長手方向に延在する第1の直線光導波路121bと、側面11aに向かって幅方向に延在する第2の直線光導波路121cと、を有する。この入力側の端部121は、本発明の屈曲端部を構成する。 The bent input-side end 121 includes a first straight optical waveguide 121b extending longitudinally from a branch point 129a to the third optical waveguide 125 and the fourth optical waveguide 126 toward the end face 11d, and a side surface. and a second straight optical waveguide 121c extending in the width direction toward 11a. This input-side end portion 121 constitutes the bent end portion of the present invention.

入力側の端部121の第2の直線光導波路121cは、基板11の側面11aの一部を構成する後述する光学面13まで延在し、その光学面13に、光波の入射がなされる入力側の端部121のポート121aが位置している。 The second straight optical waveguide 121c at the input-side end 121 extends to an optical surface 13, which constitutes a part of the side surface 11a of the substrate 11 and will be described later. The port 121a of the side end 121 is located.

出力側の端部122は、第5の光導波路127と第6の光導波路128との合流点129bから長手方向に沿って端面11cまで延在する直線光導波路122dで構成されている。基板11の端面11cには、光波の出射がなされる出力側の端部122のポート122aが位置している。 The end 122 on the output side is composed of a straight optical waveguide 122d extending from a junction 129b of the fifth optical waveguide 127 and the sixth optical waveguide 128 along the longitudinal direction to the end face 11c. A port 122a of an end portion 122 on the output side from which light waves are emitted is positioned on the end face 11c of the substrate 11. As shown in FIG.

基板11の側面11a、11bは、光変調部123を構成する第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bと平行または略平行である。 The side surfaces 11 a and 11 b of the substrate 11 are parallel or substantially parallel to the first optical waveguide 124 a and the second optical waveguide 124 b that constitute the optical modulation section 123 .

なお、本実施形態においては、入力側の端部121を構成する第1の直線光導波路121bおよび第2の直線光導波路121cは、上述の入力側光導波路に対応している。また、光変調部123を構成する第3の光導波路125および第4の光導波路126は、上述の入力側分岐光導波路に対応している。また、光変調部123を構成する第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bは、上述の並行光導波路に対応している。また、光変調部123を構成する第5の光導波路127および第6の光導波路128は、上述の出力側分岐光導波路に対応している。また、出力側の端部122を構成する直線光導波路122dは、上述の出力側光導波路に対応している。 In this embodiment, the first straight optical waveguide 121b and the second straight optical waveguide 121c forming the input-side end 121 correspond to the above-described input-side optical waveguide. Also, the third optical waveguide 125 and the fourth optical waveguide 126 that constitute the optical modulation section 123 correspond to the input-side branch optical waveguides described above. Also, the first optical waveguide 124a and the second optical waveguide 124b that constitute the optical modulation section 123 correspond to the parallel optical waveguides described above. Also, the fifth optical waveguide 127 and the sixth optical waveguide 128 that constitute the optical modulation section 123 correspond to the output-side branch optical waveguides described above. Further, the straight optical waveguide 122d forming the end portion 122 on the output side corresponds to the output-side optical waveguide described above.

図1に示すように、基板11は、その表面に、信号電極18と、信号電極18を挟む一対の接地電極19a、19bと、を有する。信号電極18および接地電極19a、19bは、Au等の導電材料を基板11の表面にメッキするなどの方法で基板11の表面に形成されている。 As shown in FIG. 1, the substrate 11 has a signal electrode 18 and a pair of ground electrodes 19a and 19b sandwiching the signal electrode 18 on its surface. The signal electrode 18 and the ground electrodes 19a and 19b are formed on the surface of the substrate 11 by plating the surface of the substrate 11 with a conductive material such as Au.

図2に示すように、基板11の一方の側面11aは、その一端部が光学面13によって構成されている。光学面13は、基板11の側面11aから端面11dにわたり形成された傾斜面13aで構成されている。光導波路12の入力側のポート121aは、光学面13に位置している。 As shown in FIG. 2, one side surface 11a of the substrate 11 has an optical surface 13 at one end. The optical surface 13 is composed of an inclined surface 13a formed from the side surface 11a of the substrate 11 to the end surface 11d. An input-side port 121 a of the optical waveguide 12 is located on the optical surface 13 .

基板11の側面11aは、傾斜面13aで構成された光学面13と、光学面13以外の長手方向に沿った部分とを有することになる。したがって以下の説明では、側面11aにおいて光学面13以外の長手方向に沿った部分を主側面11fという。すなわち側面11aは、主側面11fと光学面13とを有する。 The side surface 11a of the substrate 11 has the optical surface 13 formed by the inclined surface 13a and the portion along the longitudinal direction other than the optical surface 13. As shown in FIG. Therefore, in the following description, the portion along the longitudinal direction of the side surface 11a other than the optical surface 13 is referred to as a main side surface 11f. That is, side surface 11 a has main side surface 11 f and optical surface 13 .

光学面13は、図3に示すように、基板11の角部11eを研磨加工して削除することにより形成することができる。 As shown in FIG. 3, the optical surface 13 can be formed by removing the corner 11e of the substrate 11 by polishing.

光学面13を形成する研磨加工の方法としては、例えば、ポリッシャーに基板11の角部11eを押し当てて研磨するなどの方法が挙げられる。角部11eの削除部分は、本実施形態では側面11a側が長く、端面11d側が短い三角形状となっている。これにより光学面13は、主側面11fから端面11dに向かってなだらかに傾斜するように形成されている。 As a polishing method for forming the optical surface 13, for example, there is a method of polishing by pressing the corner portion 11e of the substrate 11 against a polisher. In this embodiment, the removed portion of the corner 11e has a triangular shape that is long on the side 11a side and short on the end face 11d side. Thereby, the optical surface 13 is formed so as to be gently inclined from the main side surface 11f toward the end surface 11d.

また、図2に示すように、基板11の端面11cは、その全面が上述のようにして研磨加工されることにより、光学面に形成されている。 Further, as shown in FIG. 2, the end surface 11c of the substrate 11 is formed into an optical surface by polishing the entire surface thereof as described above.

以下、側面11a側の傾斜面13aで構成される光学面を入力側の光学面13といい、端面11cを出力側の光学面11cという。 Hereinafter, the optical surface formed by the inclined surface 13a on the side surface 11a side will be referred to as the input-side optical surface 13, and the end surface 11c will be referred to as the output-side optical surface 11c.

図1および図3に示すように、入力側の光ファイバ31は、筐体20の側板部20aを略直交して貫通し、その先端が光導波路12の入力側のポート121aに光学的に接続するように筐体20に設けられている。図1に示すように、筐体20の側板部20aには、入力側の光ファイバ31が貫通する保持スリーブ33aが設けられている。入力側の光ファイバ31は、保持スリーブ33aによって筐体20への固定状態が保持されるようになっている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the input-side optical fiber 31 penetrates the side plate portion 20a of the housing 20 substantially orthogonally, and its tip is optically connected to the input-side port 121a of the optical waveguide 12. It is provided in the housing 20 so as to do so. As shown in FIG. 1, the side plate portion 20a of the housing 20 is provided with a holding sleeve 33a through which the optical fiber 31 on the input side passes. The optical fiber 31 on the input side is kept fixed to the housing 20 by a holding sleeve 33a.

図1および図3に示すように、出力側の光ファイバ32は、筐体20の端板部20cを略直交して貫通し、その先端が光導波路12の出力側のポート122aに光学的に接続するように筐体20に設けられている。図1に示すように、筐体20の端板部20cには、出力側の光ファイバ32が貫通する保持スリーブ33bの一端が固定されている。出力側の光ファイバ32は、保持スリーブ33bによって筐体20への固定状態が保持されるようになっている。 As shown in FIGS. 1 and 3, the optical fiber 32 on the output side passes through the end plate portion 20c of the housing 20 substantially orthogonally, and the tip of the optical fiber 32 optically connects to the port 122a on the output side of the optical waveguide 12. It is provided in the housing 20 so as to be connected. As shown in FIG. 1, one end of a holding sleeve 33b through which the output-side optical fiber 32 passes is fixed to the end plate portion 20c of the housing 20. As shown in FIG. The optical fiber 32 on the output side is kept fixed to the housing 20 by a holding sleeve 33b.

本実施形態の光導波路素子10は、入力側の光ファイバ31から入力側の光学面13に位置する光導波路12の入力側のポート121aに向けて光波が出射されて光導波路12に光波が入力されるようになっている。そして、光導波路12の光変調部123を伝搬する光波に信号電極18および接地電極19a、19bによって電界が印加されて光波が変調され、変調した光波が変調信号として出力側の光ファイバ32から出力されるようになっている。 In the optical waveguide element 10 of this embodiment, a light wave is emitted from the input-side optical fiber 31 toward the input-side port 121 a of the optical waveguide 12 located on the input-side optical surface 13 , and the light wave is input to the optical waveguide 12 . It is designed to be An electric field is applied to the light wave propagating through the optical modulation section 123 of the optical waveguide 12 by the signal electrode 18 and the ground electrodes 19a and 19b to modulate the light wave, and the modulated light wave is output from the optical fiber 32 on the output side as a modulated signal. It is designed to be

図3に示すように、入力側の光学面13は、基板11の主側面11fに対し角度φで傾斜している。この主側面11fに対する入力側の光学面13の傾斜角度φは、該光学面13で反射した戻り光が入力側の光ファイバ31に入射しないような角度に設定されている。すなわち本実施形態に係る光導波路素子10は、光学面13で反射した戻り光が入力側の光ファイバ31に入射しないように構成されている。 As shown in FIG. 3, the input-side optical surface 13 is inclined at an angle φ with respect to the main side surface 11f of the substrate 11 . The inclination angle φ of the optical surface 13 on the input side with respect to the main side surface 11f is set to such an angle that the return light reflected by the optical surface 13 does not enter the optical fiber 31 on the input side. That is, the optical waveguide device 10 according to this embodiment is configured so that the return light reflected by the optical surface 13 does not enter the optical fiber 31 on the input side.

次に、作用について説明する。 Next, the action will be described.

本実施形態に係る光変調器1では、入力側の光ファイバ31から光導波路素子10の入力側のポート121aに向けて光波が出射され、該ポート121aから光波が光導波路12の入力側の端部121に入力される。入力側の端部121に入力された光波は、第3および第4の光導波路125、126を経て第1および第2の光導波路124a、124bにそれぞれ分波し、第5および第6の光導波路127、128を経て出力側の端部122に集波する。そしてその光波は、出力側のポート122aから出力側の光ファイバ32に入射して該出力側の光ファイバ32から出力される。 In the optical modulator 1 according to this embodiment, a light wave is emitted from the input-side optical fiber 31 toward the input-side port 121a of the optical waveguide element 10, and the light wave is transmitted from the port 121a to the input-side end of the optical waveguide 12. It is input to the part 121 . A light wave input to the input-side end 121 passes through third and fourth optical waveguides 125 and 126 and is demultiplexed into first and second optical waveguides 124a and 124b, respectively. After passing through the wave paths 127 and 128, the waves are collected at the end portion 122 on the output side. The light wave enters the output side optical fiber 32 from the output side port 122a and is output from the output side optical fiber 32. FIG.

ここで、光変調部123を伝搬する光波には、信号電極18および接地電極19a、19bによって電界が変調信号として印加される。これにより光変調部123を伝搬する光波は変調され、変調した光波が出力側の光ファイバ32から出力される。光波の変調は、例えば位相変調や強度変調等である。 Here, an electric field is applied as a modulation signal to the light wave propagating through the optical modulation section 123 by the signal electrode 18 and the ground electrodes 19a and 19b. As a result, the light wave propagating through the light modulating section 123 is modulated, and the modulated light wave is output from the optical fiber 32 on the output side. Modulation of the light wave is, for example, phase modulation, intensity modulation, or the like.

本実施形態の光導波路素子10は、光導波路12の入力側においては、入力側の端部121が長手方向に延在してから幅方向に向けて屈曲しており、入力側のポート121aが入力側の光学面13に位置している。一方、光導波路12の出力側においては、出力側の端部122は出力側の光学面11cまで直線状に延在し、出力側のポート122aは該光学面11cに位置している。このような構成により、本実施形態の光導波路12は、基板11内において略90°で屈曲した構成となっている。 In the optical waveguide element 10 of the present embodiment, on the input side of the optical waveguide 12, the input-side end portion 121 extends in the longitudinal direction and then bends in the width direction, and the input-side port 121a is It is located on the optical surface 13 on the input side. On the other hand, on the output side of the optical waveguide 12, the output-side end 122 extends linearly to the output-side optical surface 11c, and the output-side port 122a is positioned on the optical surface 11c. With such a configuration, the optical waveguide 12 of this embodiment is bent at approximately 90° inside the substrate 11 .

したがってこのような光導波路素子10を備えた本実施形態に係る光変調器1は、入力側の光ファイバ31が筐体20から長手方向に延出しないため、短小化を図ることができる。 Therefore, in the optical modulator 1 according to the present embodiment having such an optical waveguide element 10, the optical fiber 31 on the input side does not extend from the housing 20 in the longitudinal direction, so that the length can be reduced.

また、本実施形態に係る光導波路素子10は、光導波路12を屈曲させることによって基板11の側面11aに形成することが必要となった入力側の光学面13が、側面11aの一部に形成されている。 Further, in the optical waveguide element 10 according to the present embodiment, the optical surface 13 on the input side, which had to be formed on the side surface 11a of the substrate 11 by bending the optical waveguide 12, is formed on a part of the side surface 11a. It is

ここで、図4に、本実施形態に対する対比例として、基板11の側面11aの全面が入力側の光学面で構成された光導波路素子10Bを示す。この光導波路素子10Bにおいても、光導波路12の入力側の端部121のポート121aが入力側の光学面すなわち側面11aに位置している。側面11aは、その全面が所定の面粗さになるように研磨加工され、光学面として構成される。 Here, FIG. 4 shows an optical waveguide element 10B in which the entire surface of the side surface 11a of the substrate 11 is composed of an optical surface on the input side as a contrast to this embodiment. Also in this optical waveguide device 10B, the port 121a of the input-side end portion 121 of the optical waveguide 12 is located on the input-side optical surface, that is, the side surface 11a. The side surface 11a is polished so that the entire surface thereof has a predetermined surface roughness, and is configured as an optical surface.

これに対し本実施形態に係る光導波路素子10は、入力側の光学面13が基板11の側面11aの一部に形成されている。このため、本実施形態に係る光導波路素子10は、図4に示した対比例のように基板11の側面11aの全面を光学面とする必要がなく、光学面13の面積を大幅に小さくすることができる。その結果、側面11aを研磨加工して光学面13を形成する手間が軽減し、光学面13を容易かつ安価に形成することができる。また、光学面13の全面を所定の面粗さに高い精度で形成することができる。 On the other hand, in the optical waveguide device 10 according to this embodiment, the optical surface 13 on the input side is formed on part of the side surface 11 a of the substrate 11 . Therefore, the optical waveguide element 10 according to the present embodiment does not need to use the entire side surface 11a of the substrate 11 as an optical surface as in the comparison shown in FIG. be able to. As a result, the labor for polishing the side surface 11a to form the optical surface 13 is reduced, and the optical surface 13 can be formed easily and inexpensively. Moreover, the entire surface of the optical surface 13 can be formed to have a predetermined surface roughness with high precision.

また、前述したように、一般に光導波路素子においては、基板を研磨する際の端部の欠けや、光ファイバ等の光学部品を接続する部分の接着強度を得るために、必要箇所の基板上面に補強ブロックを貼り付ける場合がある。そこで、図4に示したように基板11の側面11aの全面を光学面に構成した場合においては、図5(a)に示すように側面11aの全域に対応する基板11の上面に補強ブロック41を貼り付ける必要がある。しかしこの場合には、補強ブロック41を貼り付けるための領域を余白として基板11に確保するために基板11の幅が増大する。なお、図5(a)の基板11においては、出力側の光ファイバ32が接続される短辺側の光学面11cに対応する基板11の上面には、補強ブロック42を貼り付けている。 As described above, in general, in the optical waveguide element, in order to obtain chipping of the end portion when polishing the substrate, and to obtain the adhesive strength of the portion where optical parts such as optical fibers are connected, A reinforcing block may be attached. Therefore, when the entire side surface 11a of the substrate 11 is configured as an optical surface as shown in FIG. must be pasted. However, in this case, the width of the substrate 11 is increased in order to secure a blank area on the substrate 11 for attaching the reinforcing block 41 . In the substrate 11 shown in FIG. 5A, a reinforcing block 42 is attached to the upper surface of the substrate 11 corresponding to the optical surface 11c on the short side to which the optical fiber 32 on the output side is connected.

これに対し、本実施形態では、入力側の光学面13は側面11aの一部に形成されているため、この光学面13に対応する部分に補強ブロックを設ければよい。例えば、図5(b)に示すように、補強ブロック43を短辺側の端面11dの全域に対応する基板11の上面に貼り付けてもよいし、図5(c)に示すように、光学面13に対応する部分のみに補強ブロック44を貼り付けてもよい。いずれの補強ブロック43、44も、光学面13の領域をカバーするように設けられる。また、図5(b)、(c)の各基板11においては、上述の出力側の光ファイバ32が接続される短辺側の光学面11cに対応する基板11の上面には、図5(a)と同様に補強ブロック42をそれぞれ貼り付けている。 On the other hand, in this embodiment, since the optical surface 13 on the input side is formed on a portion of the side surface 11a, a reinforcing block may be provided on the portion corresponding to the optical surface 13. FIG. For example, as shown in FIG. 5(b), a reinforcing block 43 may be attached to the upper surface of the substrate 11 corresponding to the entire area of the end face 11d on the short side, or as shown in FIG. The reinforcing block 44 may be attached only to the portion corresponding to the surface 13 . Both reinforcement blocks 43 , 44 are provided to cover the area of the optical surface 13 . 5(b) and 5(c), on the upper surface of the substrate 11 corresponding to the optical surface 11c on the short side to which the optical fiber 32 on the output side is connected, The reinforcing blocks 42 are respectively attached in the same manner as in a).

図5(b)の形態では、従来技術を用いて補強ブロック43を設けることができるため、製造コストの高騰を抑制できるという利点がある。また、図5(c)の形態では、基板11の端面11d近傍に高周波部品を配置するにあたって必要な制御電極を光導波路12の入力側の端部121の方向に配設する場合、その制御電極を回避して補強ブロック44を設けることができる。このため、制御電極の断線のリスクや高周波特性の劣化等の発生が抑制される点で優位である。 In the form of FIG. 5(b), since the reinforcing block 43 can be provided using a conventional technique, there is an advantage that it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost. Further, in the embodiment of FIG. 5(c), when the control electrode necessary for arranging the high-frequency component near the end surface 11d of the substrate 11 is arranged in the direction of the input-side end 121 of the optical waveguide 12, the control electrode can be avoided to provide the reinforcing block 44 . Therefore, it is advantageous in that the risk of disconnection of the control electrode and the deterioration of high frequency characteristics are suppressed.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described.

以下に説明する第2の実施形態の光導波路素子10は、上述した第1の実施形態における光導波路12の出力側の端部122も入力側の端部121と同様に側面11aの方向に屈曲した構成となっている。またこれに加えて、基板11の側面11aには出力側の端部122に対応した出力側の光学面14が形成されている。第2の実施形態はこれらの点で第1の実施形態と相違し、したがって以下の説明では第1の実施形態と同一構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、主に第1の実施形態との相違点を説明する。 In the optical waveguide element 10 of the second embodiment described below, the output-side end 122 of the optical waveguide 12 in the first embodiment is bent in the direction of the side surface 11a in the same manner as the input-side end 121. It has a configuration. In addition, an output-side optical surface 14 is formed on the side surface 11 a of the substrate 11 so as to correspond to the output-side end portion 122 . The second embodiment differs from the first embodiment in these respects. Therefore, in the following description, the same components as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. 1 will be described.

図6は、第2の実施形態に係る光変調器1を示している。該光変調器1が備える光導波路素子10は、基板11の側面11aの両端に、入力側の光学面13と出力側の光学面14とをそれぞれ有する。第2の実施形態に係る光導波路素子10においては、入力側の端部121および出力側の端部122の双方が本発明の屈曲端部を構成する。 FIG. 6 shows an optical modulator 1 according to a second embodiment. The optical waveguide element 10 provided in the optical modulator 1 has an input-side optical surface 13 and an output-side optical surface 14 at both ends of the side surface 11a of the substrate 11, respectively. In the optical waveguide device 10 according to the second embodiment, both the input-side end portion 121 and the output-side end portion 122 constitute the bent ends of the present invention.

図7に示すように、出力側の光学面14は、基板11の側面11aから端面11cにわたり形成された傾斜面14aで構成されている。 As shown in FIG. 7, the optical surface 14 on the output side is composed of an inclined surface 14a formed from the side surface 11a of the substrate 11 to the end surface 11c.

図7に示すように、第2の実施形態に係る光導波路12の出力側の端部122は、第5および第6の光導波路127、128の合流点129bから端面11cに向かって長手方向に延在する第1の直線光導波路122bと、側面11aに向かって幅方向に延在する第2の直線光導波路122cと、を有する。第2の直線光導波路122cは、基板11の側面11aの一部を構成する光学面14まで延在し、その光学面14に、出力側の端部122のポート122aが位置している。 As shown in FIG. 7, the output-side end 122 of the optical waveguide 12 according to the second embodiment extends in the longitudinal direction from the junction 129b of the fifth and sixth optical waveguides 127, 128 toward the end surface 11c. It has an extending first linear optical waveguide 122b and a second linear optical waveguide 122c extending in the width direction toward the side surface 11a. The second straight optical waveguide 122c extends to the optical surface 14 forming part of the side surface 11a of the substrate 11, and the port 122a of the output end 122 is located on the optical surface 14. As shown in FIG.

図6および図7に示すように、第2の実施形態に係る出力側の光ファイバ32は、筐体20の側板部20aを直交して貫通し、その先端が光導波路12の出力側の端部122のポート122aに光学的に接続するように筐体20に設けられている。 As shown in FIGS. 6 and 7, the optical fiber 32 on the output side according to the second embodiment passes through the side plate portion 20a of the housing 20 at right angles, and the tip of the optical fiber 32 passes through the end of the optical waveguide 12 on the output side. It is provided on the housing 20 so as to be optically connected to the port 122 a of the section 122 .

第2の実施形態に係る出力側の光学面14は、入力側の光学面13と同様に、主側面11fに対し光学面14で反射した戻り光が出力側の端部122へ入射しないような角度で傾斜している。すなわち第2の実施形態に係る光導波路素子10においては、光学面14で反射した戻り光が出力側の端部122に入射しないように構成されている。 The optical surface 14 on the output side according to the second embodiment, like the optical surface 13 on the input side, has a surface with respect to the main side surface 11f such that return light reflected by the optical surface 14 does not enter the end portion 122 on the output side. slanted at an angle. In other words, the optical waveguide device 10 according to the second embodiment is configured so that the return light reflected by the optical surface 14 does not enter the end portion 122 on the output side.

第2の実施形態に係る光導波路素子10は、光導波路12が基板11の側面11aから光変調部123を経た後に側面11aに戻るという構成を有する。このため、光導波路素子10に接続する入力側の光ファイバ31および出力側の光ファイバ32は同一の側面11aに並列に設置される。したがってこのような光導波路素子10を備えた第2の実施形態に係る光変調器1は、入力側の光ファイバ31および出力側の光ファイバ32が筐体20から長手方向に延出しないため、より一層の短小化を図ることができる。 The optical waveguide device 10 according to the second embodiment has a configuration in which the optical waveguide 12 returns to the side surface 11a after passing through the light modulation section 123 from the side surface 11a of the substrate 11 . Therefore, the optical fiber 31 on the input side and the optical fiber 32 on the output side connected to the optical waveguide element 10 are installed in parallel on the same side surface 11a. Therefore, in the optical modulator 1 according to the second embodiment having such an optical waveguide element 10, the optical fiber 31 on the input side and the optical fiber 32 on the output side do not extend from the housing 20 in the longitudinal direction. Further shortening can be achieved.

また、出力側の光学面14は、入力側の光学面13と同様に側面11aの一部に形成されており、側面11aの全面よりも面積が小さいものとなっている。このため、光学面14を容易かつ安価に形成することができるとともに、光学面14の全面を所定の面粗さに高い精度で形成することができる。 The optical surface 14 on the output side is formed on a part of the side surface 11a similarly to the optical surface 13 on the input side, and has a smaller area than the entire surface of the side surface 11a. Therefore, the optical surface 14 can be formed easily and inexpensively, and the entire surface of the optical surface 14 can be formed to have a predetermined surface roughness with high precision.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described.

以下に説明する第3の実施形態に係る光変調器1は、上述した第1の実施形態の光導波路素子10への光波の入力を、光路変換部50を介して行う点で第1の実施形態と相違している。したがって以下の説明では第1の実施形態と同一構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、主に第1の実施形態との相違点を説明する。 The optical modulator 1 according to the third embodiment described below is different from the first embodiment in that the optical wave is input to the optical waveguide element 10 of the first embodiment described above via the optical path changing section 50. different from the form. Therefore, in the following description, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted, and differences from the first embodiment are mainly described.

図8に示すように、第3の実施形態に係る光変調器1は、筐体20に並列接続された入力側の光ファイバ31および出力側の光ファイバ32を備えている。また、筐体20内の側板部20b側の側方には、高周波ドライバアンプ60が収納されているとともに、これに対応して側板部20bの外面にはRFインターフェース410が設けられている。RFインターフェース410は、同軸コネクタ、PIN、FPC、フィードスルー等からなる。また、筐体20内には、入力側の光ファイバ31から出射された光波の光路を屈折させて光導波路素子10に導く光路変換部50が収納されている。 As shown in FIG. 8, the optical modulator 1 according to the third embodiment includes an input-side optical fiber 31 and an output-side optical fiber 32 that are connected in parallel to a housing 20 . A high-frequency driver amplifier 60 is accommodated on the side of the side plate portion 20b in the housing 20, and an RF interface 410 is provided on the outer surface of the side plate portion 20b correspondingly. The RF interface 410 consists of a coaxial connector, PIN, FPC, feedthrough, or the like. Further, the housing 20 accommodates an optical path changer 50 that refracts the optical path of the light wave emitted from the optical fiber 31 on the input side and guides it to the optical waveguide element 10 .

第3の実施形態では、入力側の光ファイバ31は出力側の光ファイバ32と平行に配されて筐体20の端板部20cに接続されている。入力側の光ファイバ31は筐体20の端板部20cを貫通し、筐体20内の光導波路素子10と側板部20aとの間において長手方向に延在している。入力側の光ファイバ31は、その先端が光路変換部50に近接するように設けられている。第3の実施形態では、光ファイバ31および光路変換部50が、本発明の入力側の光伝送手段を構成する。 In the third embodiment, the optical fiber 31 on the input side is arranged in parallel with the optical fiber 32 on the output side and connected to the end plate portion 20 c of the housing 20 . The optical fiber 31 on the input side passes through the end plate portion 20c of the housing 20 and extends in the longitudinal direction between the optical waveguide element 10 in the housing 20 and the side plate portion 20a. The optical fiber 31 on the input side is provided so that its tip is close to the optical path changing section 50 . In the third embodiment, the optical fiber 31 and the optical path changer 50 constitute the optical transmission means on the input side of the present invention.

高周波ドライバアンプ60は、筐体20内において光導波路素子10と側板部20bとの間に配置されている。高周波ドライバアンプ60は、高周波信号を信号電極18に供給することで光導波路素子10を駆動する。高周波ドライバアンプ60は半導体素子単体で実装されていてもよいし、セラミック等の中継基板に実装されたものを使用してもよい。 The high-frequency driver amplifier 60 is arranged inside the housing 20 between the optical waveguide element 10 and the side plate portion 20b. The high frequency driver amplifier 60 drives the optical waveguide element 10 by supplying a high frequency signal to the signal electrode 18 . The high-frequency driver amplifier 60 may be mounted as a single semiconductor element, or may be mounted on a relay board made of ceramic or the like.

光路変換部50は、レンズ51、52と、プリズム53と、を有する。レンズ51、52およびプリズム53は、筐体20内の基板11の側方に配置されている。 The optical path changing section 50 has lenses 51 and 52 and a prism 53 . Lenses 51 and 52 and prism 53 are arranged on the side of substrate 11 within housing 20 .

第3の実施形態の光変調器1では、光ファイバ31と筐体20と光導波路素子10とは概ね平行である。図9に示すように、光ファイバ31から出射された光波は、レンズ51で平行光化されて、境界面で反射した戻り光を抑制できるような傾斜を持ったプリズム53へ入射する。そして、プリズム53内において臨界角θで反射され、光導波路素子10側の境界面から出射する。光導波路素子10側の境界面から出射した光波は、レンズ52で集光され、筐体20となす任意の角度φの傾斜面を持つ光導波路素子10の光学面13に位置する入力側のポート121aに入射するようになっている。 In the optical modulator 1 of the third embodiment, the optical fiber 31, housing 20 and optical waveguide element 10 are substantially parallel. As shown in FIG. 9, the light wave emitted from the optical fiber 31 is collimated by the lens 51 and enters the prism 53 inclined so as to suppress the return light reflected by the boundary surface. Then, it is reflected at the critical angle θ C within the prism 53 and emitted from the boundary surface on the optical waveguide element 10 side. The light wave emitted from the boundary surface on the side of the optical waveguide element 10 is condensed by the lens 52, and the input side port located on the optical surface 13 of the optical waveguide element 10 having an inclined surface at an arbitrary angle φ with the housing 20. 121a.

なお、本実施形態の光路変換部50は2枚のレンズ51、52を用いたコリメート光学系の例を示しているが、1枚のレンズによって光ファイバ31から出射された光波を光導波路10の入力側のポート121aに集光するような構成としてもよい。 Although the optical path conversion unit 50 of the present embodiment shows an example of a collimating optical system using two lenses 51 and 52, the light wave emitted from the optical fiber 31 is converted into the optical waveguide 10 by one lens. The configuration may be such that the light is condensed on the port 121a on the input side.

ここで、図9に示すように、光導波路12の入力側の端部121において第1の直線光導波路121bに対し第2の直線光導波路121cが角度θWGで傾斜するものとした場合、その屈曲角度θWGは、光学面13の傾斜角度φ、プリズム53を透過する光波の屈折角度および基板11の屈折率に基づいて決定される。 Here, as shown in FIG. 9, when the second straight optical waveguide 121c is inclined at an angle θ WG with respect to the first straight optical waveguide 121b at the input side end 121 of the optical waveguide 12, the The bending angle θ WG is determined based on the tilt angle φ of the optical surface 13 , the refraction angle of the light wave passing through the prism 53 and the refractive index of the substrate 11 .

例えば、図9に示すように、基板11にニオブ酸リチウム(LiNbO)の結晶を用いた場合、第2の直線導波路121cの屈曲角度θWGを80°~90°、光導波路素子10の光学面13の傾斜角度φを1°~10°とすると、好適に実現することができる。その他のパラメータは下記に示すとおりである。 For example, as shown in FIG. 9, when a crystal of lithium niobate (LiNbO 3 ) is used for the substrate 11, the bending angle θ WG of the second straight waveguide 121c is 80° to 90°, The inclination angle φ of the optical surface 13 is preferably 1° to 10°. Other parameters are as shown below.

・プリズム53の材料の屈折率
光学ガラスの場合:nprism=1.5
・出射側の屈折率(空気の屈折率):nair=1
・入射側の基板11(LiNbO)の屈折率:nLN=2.22
・筐体20||光ファイバ31||光導波路素子10
・第2の直線導波路121cの屈曲角度:θWG=80°~90°
・光導波路素子10の傾斜面角度φ:1°~10°
・Refractive index of the material of the prism 53 In the case of optical glass: n prism =1.5
・Refractive index on output side (refractive index of air): n air =1
・Refractive index of substrate 11 (LiNbO 3 ) on incident side: n LN =2.22
- Casing 20 || Optical fiber 31 || Optical waveguide element 10
・Bending angle of the second straight waveguide 121c: θ WG =80° to 90°
・Incline angle φ of the optical waveguide element 10: 1° to 10°

第3の実施形態に係る光変調器1は、光導波路素子10の光導波路12に対し光波を入力する光路変換部50が筐体20内の基板11の側方に配置されているため、光路変換部50を含む光変調器1の短小化を図ることができる。 In the optical modulator 1 according to the third embodiment, since the optical path conversion unit 50 for inputting the light wave to the optical waveguide 12 of the optical waveguide element 10 is arranged on the side of the substrate 11 in the housing 20, the optical path It is possible to reduce the size of the optical modulator 1 including the conversion section 50 .

また、第3の実施形態に係る光変調器1は、各光ファイバ31、32を筐体20に並列に設置することにより、光路変換部50および高周波ドライバアンプ60が筐体20内に収納された構成であっても短小化を図ることができる。 In addition, in the optical modulator 1 according to the third embodiment, the optical paths 50 and the high-frequency driver amplifier 60 are accommodated in the housing 20 by installing the respective optical fibers 31 and 32 in parallel in the housing 20. Even with such a configuration, it is possible to reduce the size.

また、第3の実施形態に係る光変調器1は、各光ファイバ31、32を筐体20に並列接続することにより、上述した短小化とあいまって、当該光変調器1を機器に実装する上で実装箇所の選択範囲が広がり、当該機器の設計の自由度が向上する。 In addition, the optical modulator 1 according to the third embodiment has the optical fibers 31 and 32 connected in parallel to the housing 20, which allows the optical modulator 1 to be mounted on equipment in combination with the above-described miniaturization. As a result, the selection range of mounting locations is widened, and the degree of freedom in designing the device is improved.

(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.

図10に示す第4の実施形態の光変調器1は、上述の第3の実施形態の光導波路素子10がネスト型導波路構造を備えたマッハツェンダ光導波路210、220を有するとともに、光導波路素子10からの出力光を偏波合成する偏波合成部300を有している。また、第4の実施形態の光変調器1は、RFインターフェース410および高周波中継基板420を有している。第4の実施形態の光変調器1はこれらの点で上述の第3の実施形態と相違している。したがって以下の説明では、第3の実施形態と同一構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、主に第3の実施形態との相違点を説明する。 The optical modulator 1 of the fourth embodiment shown in FIG. 10 has Mach-Zehnder optical waveguides 210 and 220 having a nested waveguide structure in the optical waveguide element 10 of the third embodiment described above, and an optical waveguide element It has a polarization combiner 300 that combines the polarization of the output light from 10 . Also, the optical modulator 1 of the fourth embodiment has an RF interface 410 and a high frequency relay board 420 . The optical modulator 1 of the fourth embodiment differs from the above-described third embodiment in these respects. Therefore, in the following description, the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted, and differences from the third embodiment are mainly described.

図10に示すように、第4の実施形態に係る光導波路素子10の光導波路12は、屈曲する入力側の端部121と、互いに平行な並行導波路を構成する第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bと、を有する。また、光導波路12は、入力側の端部121から分岐して第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bにそれぞれ接続する第3の光導波路125および第4の光導波路126と、を有する。そして、第1の光導波路124aおよび第2の光導波路124bの下流側には、ネスト型導波路構造を備えた第1のマッハツェンダ光導波路210および第2のマッハツェンダ光導波路220がそれぞれ接続されている。 As shown in FIG. 10, the optical waveguide 12 of the optical waveguide element 10 according to the fourth embodiment includes a bent input-side end portion 121, first optical waveguides 124a and 124a forming parallel waveguides parallel to each other. and a second optical waveguide 124b. The optical waveguide 12 also includes a third optical waveguide 125 and a fourth optical waveguide 126 branched from the input end 121 and connected to the first optical waveguide 124a and the second optical waveguide 124b, respectively. have. A first Mach-Zehnder optical waveguide 210 and a second Mach-Zehnder optical waveguide 220 having a nested waveguide structure are connected to the downstream side of the first optical waveguide 124a and the second optical waveguide 124b, respectively. .

第1のマッハツェンダ光導波路210は、2つのサブマッハツェンダ光導波路211、212を、メインマッハツェンダ光導波路213を構成する2つの分岐導波路213a、213bにそれぞれ組み込んだ構成を有している。また、第2のマッハツェンダ光導波路220は、2つのサブマッハツェンダ光導波路221、222を、メインマッハツェンダ光導波路223を構成する2つの分岐導波路223a、223bにそれぞれ組み込んだ構成を有している。 A first Mach-Zehnder optical waveguide 210 has a configuration in which two sub-Mach-Zehnder optical waveguides 211 and 212 are incorporated in two branch waveguides 213a and 213b that constitute a main Mach-Zehnder optical waveguide 213, respectively. The second Mach-Zehnder optical waveguide 220 has a configuration in which two sub-Mach-Zehnder optical waveguides 221 and 222 are incorporated in two branch waveguides 223a and 223b that constitute the main Mach-Zehnder optical waveguide 223, respectively.

第1のマッハツェンダ光導波路210の出力側には、基板11の端面11cまで延在する出力側光導波路214が接続されており、端面11cには、出力側光導波路214から光波の出射がなされる出力側のポート214aが位置している。また、第2のマッハツェンダ光導波路220の出力側には、基板11の端面11cまで延在する出力側光導波路224が接続されており、端面11cには、出力側光導波路224から光波の出射がなされる出力側のポート224aが位置している。 An output side optical waveguide 214 extending to the end surface 11c of the substrate 11 is connected to the output side of the first Mach-Zehnder optical waveguide 210, and light waves are emitted from the output side optical waveguide 214 to the end surface 11c. An output port 214a is located. An output-side optical waveguide 224 extending to the end surface 11c of the substrate 11 is connected to the output side of the second Mach-Zehnder optical waveguide 220, and light waves are emitted from the output-side optical waveguide 224 to the end surface 11c. The port 224a on the output side where the

第4の実施形態では、第1および第2のマッハツェンダ光導波路210、220の形成領域が、それぞれ光変調部225を構成する。すなわち光導波路素子10は2つの光変調部225を有し、当該領域に、これら光導波路210、220に変調信号を印加する図示せぬ制御電極(信号電極および接地電極)が設けられている。 In the fourth embodiment, the forming regions of the first and second Mach-Zehnder optical waveguides 210 and 220 constitute the optical modulation section 225, respectively. That is, the optical waveguide element 10 has two optical modulation portions 225, and control electrodes (signal electrode and ground electrode) (not shown) for applying modulation signals to these optical waveguides 210 and 220 are provided in the regions.

第4の実施形態では、基板11の端面11cと出力側の光ファイバ32との間に、偏波合成部300が配設されている。第4の実施形態は、当該偏波合成部300を含む偏波多重の構成を有する。 In the fourth embodiment, a polarization combiner 300 is arranged between the end face 11c of the substrate 11 and the optical fiber 32 on the output side. The fourth embodiment has a polarization multiplexing configuration including the polarization combining section 300 .

偏波合成部300は、偏波合成素子310と、出力側のポート214aからの出射光を平行光化して偏波合成素子310に導くレンズ320と、出力側のポート224aからの出射光を平行光化して偏波合成素子310に導くレンズ330と、レンズ330からの出射光の偏波を回転させる半波長板340と、を有している。 The polarization synthesizing unit 300 includes a polarization synthesizing element 310, a lens 320 that collimates the light emitted from the port 214a on the output side and guides it to the polarization synthesizing element 310, and the light emitted from the port 224a on the output side. It has a lens 330 that converts the light into light and guides it to the polarization combining element 310 and a half-wave plate 340 that rotates the polarization of the light emitted from the lens 330 .

偏波合成素子310は、出力側のポート214a、224aからそれぞれ偏波合成素子310に入射した2つの光(変調光)を直交させて偏波合成するとともに同一の光路上に集束し、出力側の光ファイバ32の光軸に沿って出射する機能を有する。偏波合成部300によれば、例えば50Gb/sの変調光が偏波合成されて100Gb/sの変調光が得られるようになっている。 The polarization synthesizing element 310 orthogonally polarizes two lights (modulated lights) incident on the polarization synthesizing element 310 from the ports 214a and 224a on the output side, and converges them on the same optical path. It has a function of emitting along the optical axis of the optical fiber 32 of . According to the polarization synthesizing unit 300, for example, modulated light of 50 Gb/s is polarized and synthesized to obtain modulated light of 100 Gb/s.

また、第4の実施形態では、上述の信号電極に高周波信号を増幅して供給する図示せぬ高周波ドライバアンプに接続されるRFインターフェース410が、筐体20の端板部20dの外面に設けられている。RFインターフェース410は、同軸コネクタ、PIN、FPC、フィードスルー等からなる。また、第4の実施形態では、筐体20内の端板部20dと光導波路素子10との間に、光導波路素子10とRFインターフェース410との接続を中継するための高周波中継基板420が配設されている。 Further, in the fourth embodiment, an RF interface 410 connected to a high-frequency driver amplifier (not shown) that amplifies and supplies high-frequency signals to the signal electrodes is provided on the outer surface of the end plate portion 20d of the housing 20. ing. RF interface 410 consists of a coaxial connector, PIN, FPC, feedthrough, or the like. Further, in the fourth embodiment, a high-frequency relay board 420 for relaying the connection between the optical waveguide element 10 and the RF interface 410 is arranged between the end plate portion 20d in the housing 20 and the optical waveguide element 10. is set.

第4の実施形態に係る光変調器1は、第3の実施形態と同様に、光導波路素子10の光導波路12に対し光波を入力する光路変換部50が筐体20内の基板11の側方に配置されているため、光路変換部50を含む光変調器1の短小化を図ることができる。 In the optical modulator 1 according to the fourth embodiment, as in the third embodiment, the optical path conversion unit 50 for inputting light waves to the optical waveguide 12 of the optical waveguide element 10 is located on the substrate 11 side inside the housing 20 . Since it is arranged on the side, it is possible to reduce the size of the optical modulator 1 including the optical path changing section 50 .

また、第4の実施形態に係る光変調器1は、各光ファイバ31、32を筐体20に並列に設置することにより、光路変換部50、偏波合成部300および高周波中継基板420が筐体20内に収納された構成であっても短小化を図ることができる。 Further, in the optical modulator 1 according to the fourth embodiment, by installing the optical fibers 31 and 32 in parallel in the housing 20, the optical path conversion section 50, the polarization combining section 300 and the high frequency relay board 420 are arranged in the housing. Even with the structure housed in the body 20, the size can be reduced.

また、第4の実施形態に係る光変調器1は、各光ファイバ31、32を筐体20に並列に設置することにより、上述した短小化とあいまって、当該光変調器1を機器に実装する上で実装箇所の選択範囲が広がり、当該機器の設計の自由度が向上する。 In addition, the optical modulator 1 according to the fourth embodiment has the optical fibers 31 and 32 arranged in parallel in the housing 20, which allows the optical modulator 1 to be mounted on the device in combination with the above-described miniaturization. In doing so, the selection range of mounting locations is widened, and the degree of freedom in designing the device is improved.

第4の実施形態では、光学面13を形成する部分のみに補強ブロック43を貼り付ければよいので、基板11の幅が増大することを抑制しつつ制御電極を配線するスペースを確保することができる。このため、電気部品の設置場所に関する設計の自由度が向上する。これにより、RFインターフェース410が配された端部側に、信号処理LSIを配設してもよい。また、筐体20内において高周波中継基板420に高周波ドライバアンプを実装して光導波路素子10と直接接続してもよい。 In the fourth embodiment, it is sufficient to attach the reinforcing block 43 only to the portion where the optical surface 13 is formed. Therefore, it is possible to secure a space for wiring the control electrodes while suppressing an increase in the width of the substrate 11. . For this reason, the degree of freedom in designing the installation location of the electrical component is improved. Accordingly, a signal processing LSI may be arranged on the end side where the RF interface 410 is arranged. Alternatively, a high frequency driver amplifier may be mounted on the high frequency relay board 420 in the housing 20 and directly connected to the optical waveguide element 10 .

(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.

以下に説明する第5の実施形態の光導波路素子10は、上述した第1の実施形態の光導波路素子10の光学面13に代えて光学面15を有する点で第1の実施形態と相違している。したがって以下の説明では第1の実施形態と同一構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、主に第1の実施形態との相違点を説明する。 The optical waveguide element 10 of the fifth embodiment described below differs from the first embodiment in that it has an optical surface 15 instead of the optical surface 13 of the optical waveguide element 10 of the first embodiment. ing. Therefore, in the following description, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted, and differences from the first embodiment are mainly described.

図11に示すように、第5の実施形態に係る光導波路素子10は、側面11aの一部が光学面15で構成されている。光学面15は、基板11の側面11aから端面11dにわたり形成された段差面15aで構成されている。光導波路12においては、入力側の端部121の第2の直線光導波路121cが光学面15まで延在しており、入力側のポート121aが光学面15に位置している。 As shown in FIG. 11, an optical waveguide element 10 according to the fifth embodiment has an optical surface 15 on a part of the side surface 11a. The optical surface 15 is composed of a stepped surface 15a formed from the side surface 11a of the substrate 11 to the end surface 11d. In the optical waveguide 12 , the second straight optical waveguide 121 c at the input-side end 121 extends to the optical surface 15 , and the input-side port 121 a is located on the optical surface 15 .

光学面15は、側面11aと端面11dとにより形成されていた基板11の角部(図3の11eに相当する部分)を、切削加工した後、研磨加工して削除することにより形成することができる。 The optical surface 15 can be formed by removing the corner portion (portion corresponding to 11e in FIG. 3) of the substrate 11 formed by the side surface 11a and the end surface 11d by cutting and polishing. can.

第5の実施形態に係る光導波路素子10では、光学面15は、該光学面15で反射した戻り光が入力側の光ファイバ31に入射しない角度に形成されている。 In the optical waveguide device 10 according to the fifth embodiment, the optical surface 15 is formed at an angle such that the return light reflected by the optical surface 15 does not enter the optical fiber 31 on the input side.

第5の実施形態に係る光導波路素子10は、基板11の側面11aをダイサー等で切削加工した後に研磨加工するなどして光学面15を容易かつ安価に形成することができる。また、光学面15に対応して補強ブロックを設置する場合には、形成した光学面15の加工部分のみにその補強ブロックを設置すればよいので、基板11の幅が増大することを抑制することができる。また、第5の実施形態に係る光導波路素子10では、光学面15で透過せずに反射した戻り光を抑制することができる。 In the optical waveguide element 10 according to the fifth embodiment, the optical surface 15 can be easily and inexpensively formed by cutting the side surface 11a of the substrate 11 with a dicer or the like and then polishing the same. Further, when a reinforcing block is installed corresponding to the optical surface 15, it is sufficient to install the reinforcing block only on the processed portion of the formed optical surface 15, thereby suppressing an increase in the width of the substrate 11. can be done. Further, in the optical waveguide device 10 according to the fifth embodiment, it is possible to suppress return light that is reflected without being transmitted by the optical surface 15 .

なお、上記各実施形態では、基板11の側面11aの一部が光学面を構成する形態であるが、基板11の側面11bの一部が光学面を構成する形態であってもよい。また、双方の側面11a、11bにそれぞれ光学面を形成し、それらの光学面に光導波路12の端部を導く構成としてもよい。 In each of the above-described embodiments, a part of the side surface 11a of the substrate 11 constitutes an optical surface, but a part of the side surface 11b of the substrate 11 may constitute an optical surface. Alternatively, optical surfaces may be formed on both side surfaces 11a and 11b, and the ends of the optical waveguide 12 may be guided to these optical surfaces.

本発明は、電気光学効果を有する基板の側面に光学面を安価に形成することができ、これによって効果的に短小化を図ることができるとともに、併設する電気部品の設置場所に関する設計の自由度を向上させることができる光導波路素子および光変調器として有用である。 According to the present invention, an optical surface can be formed on the side surface of a substrate having an electro-optical effect at a low cost. It is useful as an optical waveguide device and an optical modulator that can improve the

1 光変調器
10 光導波路素子
11 基板
11a、11b 側面
11c、11d 端面
12 光導波路
13、14、15 光学面
13a 傾斜面
15a 段差面
18 信号電極(制御電極)
19a、19b 接地電極(制御電極)
20 筐体
31 光ファイバ(入力側の光伝送手段)
32 光ファイバ(出力側の光伝送手段)
121 入力側の端部(屈曲端部)
121a 入力側のポート
122 出力側の端部(屈曲端部)
122a、214a、224a 出力側のポート
123 225 光変調部
1 optical modulator 10 optical waveguide element 11 substrates 11a, 11b side surfaces 11c, 11d end surface 12 optical waveguides 13, 14, 15 optical surface 13a inclined surface 15a stepped surface 18 signal electrode (control electrode)
19a, 19b ground electrodes (control electrodes)
20 housing 31 optical fiber (optical transmission means on the input side)
32 optical fiber (optical transmission means on the output side)
121 input side end (bent end)
121a Input side port 122 Output side end (bent end)
122a, 214a, 224a Output side port 123 225 Optical modulator

Claims (2)

電気光学効果を有し、光波が伝搬するよう形成された光導波路を有する基板と、
前記基板に形成され、前記光導波路を伝搬する光波に変調信号を印加する制御電極と、を備え、
前記光導波路は、入力側の端部および出力側の端部と、該入力側の端部と該出力側の端部との間に延在する光変調部と、を有し、
前記基板は、前記光変調部を構成する光導波路の延在方向と略平行な側面および該側面に交差する端面を有し、
前記光導波路の前記入力側の端部は、前記側面に向かって屈曲形成された屈曲端部を有し、
前記屈曲端部は、その先端に光波の入射がなされるポートを有し、
前記基板の前記端面側の基板上面の一部に補強ブロックが貼り付けられており、該補強ブロックの側面の一部が光学面によって構成され、
前記屈曲端部は前記光学面まで延在しており、該屈曲端部の前記ポートが前記光学面に位置し、
前記光学面は、前記基板の前記側面から前記端面にわたり形成された傾斜面で構成され、
前記基板が屈折率nLN=2.22のニオブ酸リチウムからなり、
前記光学面に光波が入射する入射側の媒質が屈折率nair=1の空気であり、
前記屈曲端部において、前記基板の前記側面と略平行に延在する第1の直線光導波路に対する、前記基板の前記側面に向かって延在する第2の直線光導波路の屈曲角度θWGがθWG=80°~90°であり、前記基板の前記側面に対する前記傾斜面の傾斜角度φがφ=1°~10°であることを特徴とする光導波路素子。
a substrate having an optical waveguide having an electro-optical effect and formed to propagate light waves;
a control electrode formed on the substrate and applying a modulation signal to the light wave propagating in the optical waveguide;
The optical waveguide has an input-side end, an output-side end, and an optical modulation section extending between the input-side end and the output-side end,
the substrate has a side surface substantially parallel to the extending direction of the optical waveguide constituting the optical modulation section and an end surface intersecting the side surface;
the input-side end of the optical waveguide has a bent end bent toward the side surface;
the bent end has a port at its tip through which a light wave is incident,
a reinforcing block is attached to a portion of the upper surface of the substrate on the end surface side of the substrate, and a portion of the side surface side of the reinforcing block is configured by an optical surface;
said bent end extending to said optical surface, said port of said bent end being located at said optical surface;
the optical surface is composed of an inclined surface formed from the side surface side to the end surface side of the substrate;
the substrate is made of lithium niobate with a refractive index n LN =2.22;
a medium on the incident side of the optical surface where the light wave is incident is air with a refractive index n air =1;
At the bent end, the bending angle θWG of the second linear optical waveguide extending toward the side surface of the substrate with respect to the first linear optical waveguide extending substantially parallel to the side surface of the substrate is θ WG = 80° to 90°, and an inclination angle φ of the inclined surface with respect to the side surface of the substrate is φ = 1° to 10°.
請求項1に記載の光導波路素子と、
前記光導波路素子を収納する筐体と、
前記光導波路素子に光学的に接続され、該光導波路素子の前記光導波路に光波を入力する入力側の光伝送手段および前記光導波路から光波を出力する出力側の光伝送手段と、を備え、
前記入力側の光伝送手段および前記出力側の光伝送手段が、それぞれ前記筐体に並列接続された入力側の光ファイバおよび出力側の光ファイバを含み、
前記入力側の光ファイバおよび前記出力側の光ファイバは、前記光導波路の延在方向と交差する前記筐体の同一端面を直交して貫通するように配置されていることを特徴とする光変調器。
The optical waveguide device according to claim 1;
a housing for housing the optical waveguide element;
an optical transmission means on the input side that is optically connected to the optical waveguide element and inputs an optical wave to the optical waveguide of the optical waveguide element and an optical transmission means on the output side that outputs an optical wave from the optical waveguide;
the input-side optical transmission means and the output-side optical transmission means each include an input-side optical fiber and an output-side optical fiber connected in parallel to the casing;
The optical fiber on the input side and the optical fiber on the output side are arranged to perpendicularly penetrate the same end surface of the housing that intersects the extending direction of the optical waveguide. vessel.
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