WO2012043694A1 - 光導波路素子 - Google Patents

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徳一 宮崎
加藤　圭
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住友大阪セメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an optical waveguide device, and more particularly to an optical waveguide device in which an optical waveguide formed on a substrate is composed of a main waveguide that propagates signal light and a waveguide for unnecessary light that removes unnecessary light from the main waveguide.
  • Optical waveguide elements in which an optical waveguide is formed on a dielectric substrate such as lithium niobate are used in the fields of optical communication, optical measurement, and optical information processing.
  • the optical waveguide used for the optical waveguide element has a portion for branching or multiplexing the optical waveguide, as represented by a Mach-Zehnder type optical waveguide often used for an optical modulator, an optical switch, or the like.
  • Non-Patent Document 1 an integrated modulator structure in which a large number of optical waveguides are integrated has also been proposed, and in such an optical waveguide element, a large number of branch portions and multiplexing portions are formed. . For this reason, unnecessary light from the optical waveguide arranged along the outside of the entire optical waveguide can be easily removed, but it is not possible to remove unnecessary light from the branching and combining portions inside the entire optical waveguide. It ’s extremely difficult.
  • the substrate constituting the optical waveguide element is made a thin plate of 30 ⁇ m or less.
  • the radiation mode Since the unnecessary light emitted into the substrate, such as light, propagates as a slab waveguide, the probability of recombination with the signal light is extremely high.
  • the problem to be solved by the present invention is an optical waveguide device that solves the above-described problems and can efficiently lead unnecessary light out of the substrate or outside the entire optical waveguide even when the optical waveguide is integrated. Is to provide.
  • an invention according to claim 1 is provided with an optical waveguide formed on a substrate, the optical waveguide including a main waveguide that propagates signal light, and an unnecessary light guide that removes unnecessary light from the main waveguide.
  • the unnecessary light waveguide is divided across the main waveguide at the intersection where the unnecessary light waveguide and the main waveguide intersect.
  • the crossing angle at which the straight line connecting the waveguide for unnecessary light divided at the crossing portion intersects the main waveguide is 3 degrees or more. It is characterized by being 177 degrees or less.
  • the distance between the end of the unnecessary light waveguide divided at the intersection and the main waveguide is 10 ⁇ m or more. It is characterized by that.
  • the width of the waveguide for unnecessary light is wider immediately after the intersection than at the intersection. It is characterized by becoming.
  • the invention according to claim 5 is the optical waveguide element according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of the substrate is 30 ⁇ m or less.
  • the unnecessary light is a high-order mode light propagating through the optical waveguide, or radiation generated from a multiplexing portion of the optical waveguide. It is a mode light.
  • the unnecessary light waveguide is divided across the main waveguide at the intersection where the unnecessary light waveguide and the main waveguide intersect, the unnecessary light waveguide is It is possible to prevent recombination of unnecessary light and signal light due to contact with the main waveguide, and unnecessary light can be guided out of the substrate or outside the entire optical waveguide across the main waveguide. Become. In particular, it is possible to suppress degradation of optical characteristics such as an extinction ratio and signal crosstalk of the optical waveguide element due to recombination of unnecessary light and signal light.
  • the crossing angle at which the straight line connecting the waveguide for unnecessary light divided at the intersection and the main waveguide intersects is 3 degrees or more and 177 degrees or less, the unnecessary light is Recombination can be suppressed.
  • the distance between the end portion of the waveguide for unnecessary light and the main waveguide divided at the intersection is 10 ⁇ m or more, it is not necessary apart from the mode diameter of the signal light propagating through the main waveguide. Since the optical waveguide is disposed, the signal light is not coupled and scattered by the unnecessary light waveguide, and the deterioration of the signal light is suppressed.
  • the width of the unnecessary light waveguide is wider immediately after the intersection than at the intersection, it is emitted from the unnecessary light waveguide immediately before the intersection. Unnecessary light is efficiently recovered by the unnecessary light waveguide immediately after crossing and can be led out of the substrate or the like.
  • the thickness of the substrate is 30 ⁇ m or less, the configuration of the present invention is adopted even in a situation where the substrate functions as a slab waveguide and unnecessary light is hardly emitted outside the substrate. Thus, it is possible to efficiently lead out the substrate.
  • the unnecessary light is higher-order mode light propagating through the optical waveguide or radiation mode light generated from the combined portion of the optical waveguide.
  • the optical waveguide element having the optical waveguide element by adopting the configuration of the present invention, it is possible to provide an optical waveguide element in which deterioration of optical characteristics such as an extinction ratio and signal crosstalk is suppressed.
  • (A) is a general view
  • (b) is an enlarged view in a frame surrounded by a dotted line in (a).
  • (a) is a general view
  • (b) is an enlarged view in a frame surrounded by a dotted line in (a).
  • (a) is a general view
  • (b) is an enlarged view in a frame surrounded by a dotted line in (a).
  • (a) is a figure which shows the Example at the time of arrange
  • FIG. 1 is a schematic view of an optical waveguide device to which the present invention is applied
  • FIG. 1A is an overall view of an optical waveguide portion
  • FIG. 1B is surrounded by a dotted line in FIG. It is an enlarged view of a part.
  • the optical waveguide device of the present invention has an optical waveguide 2 formed on a substrate 1, and the optical waveguide includes a main waveguide (21 to 23) that propagates signal light, and unnecessary light from the main waveguide.
  • the unnecessary light waveguides (32, 32, 33) are crossed at the intersection of the unnecessary light waveguide and the main waveguide. 33) is characterized in that it is divided across the main waveguide.
  • the substrate used in the optical waveguide device of the present invention is not particularly limited as long as the optical waveguide can be formed on the substrate, but an electric field applied to the optical waveguide by the control electrode, such as an optical modulator or an optical switch.
  • the control electrode such as an optical modulator or an optical switch.
  • a material having an electro-optic effect for example, any single crystal of LiNbO 3 , LiTaO 5 or PLZT (lead lanthanum zirconate titanate) can be suitably used.
  • LiNbO 3 and LiTaO 5 frequently used in light control elements such as an optical modulator are preferable.
  • the substrate used in the present invention can exhibit the technical superiority of the present invention when the thickness of the substrate is 30 ⁇ m or less.
  • Such a thin substrate is useful for achieving high-speed modulation and low driving voltage for optical waveguide elements such as an optical modulator, but unnecessary light emitted into the substrate is emitted outside the substrate. It is difficult to cause problems such as recombination with signal light. Therefore, by adopting the configuration of the present invention, unnecessary light can be effectively derived outside the substrate.
  • the optical waveguide formed on the substrate is formed, for example, by thermally diffusing a high refractive index material such as titanium (Ti) on a LiNbO 3 substrate (LN substrate).
  • a high refractive index material such as titanium (Ti) on a LiNbO 3 substrate (LN substrate).
  • the shape of the optical waveguide is not limited to that shown in FIG. 1, and the optical waveguide has a branching section and a multiplexing section, and is used for unnecessary light for removing higher-order mode light at the front stage of the branching section.
  • a waveguide is formed or when an unnecessary light waveguide for deriving radiation mode light from the multiplexing unit is formed, a part of the unnecessary light waveguide propagates the signal light,
  • the present invention can be suitably applied to an optical waveguide that cannot be led out to the outside.
  • the optical waveguide 2 is a so-called nest type optical waveguide in which two sub Mach-Zehnder type optical waveguides are incorporated in the main Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • the optical modulator is used for an SSB modulator, a DQPSK modulator, and the like.
  • Radiation mode light is emitted from the combining portion 21 of the optical waveguide when the reverse phase light is combined.
  • unnecessary light waveguides 31 and 32 are provided in order to derive radiation mode light as unnecessary light outside the substrate or outside the entire optical waveguide.
  • a photodetector 4 that monitors radiation mode light, an absorbing member 5 such as metal that absorbs unnecessary light, and the like are arranged.
  • the unnecessary light waveguide 31 does not need to straddle the main waveguide when being led out of the substrate, and thus no particular problem occurs.
  • the unnecessary light waveguide 32 includes, for example, the main waveguide 23. It cannot be led out of the substrate or outside the entire optical waveguide.
  • the present invention divides the unnecessary light waveguides 32 and 33 into two at the intersection with the main waveguide.
  • the detailed situation at the intersection is shown in an enlarged view in FIG.
  • intersection angle ⁇ at which the straight line connecting the waveguides for unnecessary light (32, 33) divided at the intersecting portion and the main waveguide 23 intersect is set to 3 degrees or more and 177 degrees or less. It is to be done. With this configuration, it is possible to suppress unnecessary light from recombining with the main waveguide.
  • the next feature of the intersection is that the distance between the end of the waveguide for unnecessary light (32, 33) divided at the intersection and the main waveguide 23 is 10 ⁇ m or more. This means that the distance d in FIG. 1B is 20 ⁇ m or more.
  • the mode diameter of the signal light propagating through the main waveguide 23 varies depending on the width of the optical waveguide, the thickness of the substrate, and the difference in refractive index between the optical waveguide and the substrate.
  • a typical optical waveguide that diffuses Ti in the LN substrate is about 10 ⁇ m. For this reason, it is possible to prevent the signal light from being coupled and scattered by the unnecessary light waveguides (32, 33) by securing an interval d that is at least twice the mode diameter of the signal light propagating through the main waveguide 23. It becomes possible.
  • a further feature of the intersection is that the width of the waveguide for unnecessary light is wider immediately after the intersection (w2) than immediately before the intersection (w1).
  • unnecessary light emitted from the unnecessary light waveguide 32 immediately before crossing can be efficiently recovered by the unnecessary light waveguide 33 immediately after crossing by the waveguide 33 and led out of the substrate.
  • it is possible to further increase the efficiency of collecting unnecessary light by securing the width w2 of the rear stage at least three times the width w1 of the front stage.
  • the adjustment of the width of the unnecessary light waveguide not only the width of the unnecessary light waveguide immediately after crossing as shown in FIG. 1B is increased, but also as shown in FIG. It is also possible to make the width of the unnecessary light waveguide narrow (tapered). As a result, the mode diameter of the waveguide immediately before the intersection is widened, so that the beam spread at the waveguide dividing portion can be suppressed.
  • the width of the main waveguide is basically set to a width that mainly propagates the fundamental mode light, thereby effectively suppressing recombination of higher-order mode light and the like into the main waveguide. It becomes possible.
  • by adopting such a configuration for the main waveguide at the intersection it is possible to suppress unnecessary light emitted from the end of the waveguide for unnecessary light toward the main waveguide from being recoupled to the main waveguide, It is possible to cross the main waveguide and re-enter the unnecessary light waveguide.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which unnecessary light waveguides (61, 62) for removing higher-order mode light are arranged in front of the branching portion 24 of the optical waveguide.
  • the waveguide for unnecessary light is used not only as the above-described radiation mode light but also as a removal means for higher-order mode light as disclosed in Patent Document 2.
  • FIG. 2 in order to cross the main waveguide 26 with respect to the unnecessary light waveguide 62, the configuration of the intersection as shown in FIG. 1B is adopted.
  • Reference numeral 63 denotes a divided unnecessary light waveguide on the rear stage side.
  • unnecessary light waveguides (34, 35) for deriving radiation mode light are formed in the multiplexing unit 25, and the unnecessary light waveguide 35 is divided by the main waveguide 26 on the way, It continues to the unnecessary light waveguide 36.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which an asymmetric X-type coupler 27 is used at the multiplexing portion of the optical waveguide.
  • an XY coupler structure of two inputs and three outputs having different waveguide widths at the center and the outside
  • the unit is not limited to this, and may be a directional coupler, an asymmetric directional coupler, an asymmetric X-type coupler, or the like.
  • the asymmetric X-type coupler is configured such that when the in-phase light is combined, the light wave travels through the main waveguide 28, and when the reverse-phase light is combined, the light wave travels through the unnecessary light waveguide 71.
  • the unnecessary light waveguide is divided into waveguides 71 and 72 as shown in FIG. 1B in order to cross the main waveguide 29.
  • FIG. 4 shows an embodiment when combined with an optical system for detecting monitor light.
  • the optical waveguide formed on the substrate 1 basically has the same configuration as that shown in FIG.
  • An incident side optical fiber 81 and an output side optical fiber 82 are connected to the optical waveguide element having the substrate 1.
  • the capillary 10 is used.
  • a part of the end face of the capillary 10 is configured to introduce a part of radiation mode light (bold arrow) into the light receiving element 11 as monitor light.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which the polarization combining modulation means 12 is combined.
  • the polarization beam combiner / modulator 12 rotates the polarization planes of the two signal lights output from the optical waveguide device, and multiplexes the polarization planes of the two signal lights so that they are orthogonal to each other.
  • a waveguide for unnecessary light is disposed so as to lead out unnecessary light outside the area A.
  • an optical waveguide element capable of efficiently leading unnecessary light out of the substrate or outside the entire optical waveguide even when the optical waveguide is integrated.

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Abstract

　光導波路が集積された場合でも不要光を効率良く基板外又は光導波路全体の外側に導出することが可能な光導波路素子を提供することを目的とする。　基板１に光導波路２が形成され、該光導波路は、信号光を伝播する主導波路（２１～２３）と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路（３１～３３）とから構成される光導波路素子において、該不要光用導波路と該主導波路とが交差する交差部では、該不要光用導波路（３２，３３）は、該主導波路を挟んで分断されていることを特徴とする。

Description

光導波路素子
　本発明は、光導波路素子に関し、基板に形成された光導波路が、信号光を伝播する主導波路と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路とからなる光導波路素子に関する。
　光通信分野や光計測分野、さらには光情報処理分野において、ニオブ酸リチウムなどの誘電体基板に光導波路を形成した光導波路素子が利用されている。光導波路素子に使用される光導波路は、光変調器や光スイッチなどに多く用いられるマッハツェンダー型光導波路に代表されるように、光導波路を分岐したり合波する部分が形成されている。
　光導波路を合波する部分においては、特許文献１に示すように、逆相光が合波すると放射モード光が基板内部に放射される。そこで、放射モード光が信号光と再結合しないようにすることを課題とし、遮蔽手段を設けたり、放射モード光を外部に導出する光導波路を設けることが行われている。
　また、特許文献２に示すように、光導波路の分岐部では、分岐時に高次モード光が信号光に含まれている場合には、適正な分岐比で信号光を分岐することが難しくなることが問題であり、このため、分岐前に光導波路を伝播する信号光から不要な高次モード光を除去することが行われている。この除去方法として、高次モード光を外部に導出する光導波路が設けられている。
　他方、非特許文献１に示すように、多数の光導波路を集積した集積型変調器構造も提案されており、このような光導波路素子では、多数の分岐部や合波部が形成されている。このため、光導波路全体の外側に沿って配置される光導波路からの不要光は、容易に除去できるが、光導波路全体の内側にある分岐部や合波部からの不要光を除去することは、極めて難しい。
　しかも、光変調器など変調信号の広帯域化や駆動電圧の低減を図るため、光導波路素子を構成する基板を３０μｍ以下の薄板とすることが行われており、このような薄板においては、放射モード光など基板内に放出された不要光が、基板自体をスラブ導波路として伝播するため、信号光と再結合する確率が極めて高くなっている。
特開２００６－３０１６１２号公報 特開２００８－０８９８７５号公報
Izutsu et al. "integrated optical SSB modulator/frequencyshifter",IEEE Journal of quntum electronics,vol.QE-17,No.11,1981,pp.2225-2227
　本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、光導波路が集積された場合でも不要光を効率良く基板外又は光導波路全体の外側に導出することが可能な光導波路素子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に係る発明は、基板に光導波路が形成され、該光導波路は、信号光を伝播する主導波路と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路とから構成される光導波路素子において、該不要光用導波路と該主導波路とが交差する交差部では、該不要光用導波路は、該主導波路を挟んで分断されていることを特徴とする。
　請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路を結ぶ直線と該主導波路とが交差する交差角は、３度以上、１７７度以下であることを特徴とする。
　請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路の端部と該主導波路との距離は、１０μｍ以上であることを特徴とする。
　請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光導波路素子において、該不要光用導波路の幅は、該交差部で交差する直前より、交差した直後の方が広くなっていることを特徴とする。
　請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光導波路素子において、該基板の厚みは、３０μｍ以下であることを特徴とする。
　請求項６に係る発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光導波路素子において、該不要光は、光導波路を伝播する高次モード光、又は光導波路の合波部から発生する放射モード光であることを特徴とする。
　請求項１に係る発明により、不要光用導波路と主導波路とが交差する交差部では、該不要光用導波路は、該主導波路を挟んで分断されているため、不要光用導波路が主導波路と接触することによる不要光と信号光との再結合を防止することが可能となると共に、不要光が主導波路を横断して基板外又は光導波路全体の外側に導出することが可能となる。特に、不要光と信号光とが再結合することにより、光導波路素子の消光比や信号クロストークなどの光学特性が劣化するのも抑制することができる。
　請求項２に係る発明により、交差部で分断された不要光用導波路を結ぶ直線と主導波路とが交差する交差角は、３度以上、１７７度以下であるため、不要光が主導波路と再結合することが抑制できる。
　請求項３に係る発明により、交差部で分断された不要光用導波路の端部と主導波路との距離は、１０μｍ以上であるため、主導波路を伝播する信号光のモード径より離れて不要光用導波路が配置されているため、信号光が該不要光用導波路によって結合・散乱されることがなく、信号光の劣化が抑制される。
　請求項４に係る発明により、不要光用導波路の幅は、交差部で交差する直前より、交差した直後の方が広くなっているため、交差する直前の不要光用導波路から放出された不要光が、交差した直後の不要光用導波路によって効率良く回収され、基板外等に導出することが可能となる。
　請求項５に係る発明により、基板の厚みは、３０μｍ以下であるため、基板がスラブ導波路として機能し、不要光が基板外に放出され難い状況であっても、本発明の構成を採用することで、効率良く基板外等に導出することが可能となる。
　請求項６に係る発明により、不要光は、光導波路を伝播する高次モード光、又は光導波路の合波部から発生する放射モード光であるため、光導波路の分岐部や合波部を多数有する光導波路素子においては、本発明の構成を採用することで、消光比や信号クロストークなどの光学特性の劣化を抑制した光導波路素子を提供することが可能となる。
本発明の光導波路素子の概要を説明する図である。（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の点線で囲んだ枠内の拡大図である。 光導波路の分岐部の前段に高次モード光を除去するための不要光用導波路を配置した場合の実施例を示す図である。 光導波路の合波部に非対称Ｘカプラを用いた場合の実施例を示す図である。 モニタ光を検出する光学系と組み合わせた場合の実施例を示す図である。 偏波合成変調手段を組み合わせた場合の実施例を示す図である。 不要光用導波路と主導波路との交差部における他の実施例を示す図である。
　以下、本発明の光導波路素子について、好適例を用いて詳細に説明する。図１は本発明が適用される光導波路素子の概略図であり、図１（ａ）は光導波路部分の全体図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の点線で囲んだ部分の拡大図である。
　本発明の光導波路素子は、図１に示すように、基板１に光導波路２が形成され、該光導波路は、信号光を伝播する主導波路（２１～２３）と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路（３１～３３）とから構成される光導波路素子において、該不要光用導波路と該主導波路とが交差する交差部では、該不要光用導波路（３２，３３）は、該主導波路を挟んで分断されていることを特徴とする。
　本発明の光導波路素子で使用される基板は、基板に光導波路が形成可能なものであれば、特に限定されないが、光変調器や光スイッチのように、制御電極が光導波路に印加する電界により信号光を制御する場合には、電気光学効果を有する材料、例えば、ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５又はＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）のいずれかの単結晶が好適に利用可能である。特に、光変調器などの光制御素子で多用されているＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５が、好ましい。
　特に、本発明で使用する基板は、基板の厚みが３０μｍ以下である場合には、本発明の技術的な優位性を発揮することができる。このような薄い基板は、光変調器などの光導波路素子に対して高速変調化や低駆動電圧化を図る上で有用な構成であるが、基板内に放出された不要光が基板外部に放射され難く、信号光と再結合するなどの不具合を生じ易い。したがって、本発明の構成を採用することで、不要光を基板外等に効果的に導出することが可能となる。
　基板に形成する光導波路は、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板（ＬＮ基板）上にチタン（Ｔｉ）などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。光導波路の形状は、図１に示したものに限定されるものではなく、光導波路が分岐部や合波部を有し、分岐部の前段で高次モード光を除去するための不要光用導波路を形成した場合や合波部からの放射モード光を導出するための不要光用導波路を形成した場合に、当該不要光用導波路の一部が信号光を伝播する主導波路によって、外部に導出できないような光導波路の形状を有するものには、本発明が好適に適用することが可能である。
　図１では、光導波路２は、メインのマッハツェンダー型光導波路に２つのサブのマッハツェンダー型光導波路を組み込んだ、所謂、ネスト型光導波路を図示している。このように光変調器は、ＳＳＢ変調器やＤＱＰＳＫ変調器などに利用されている。光導波路の合波部２１からは逆相光が合波した際に放射モード光が放射される。特許文献１のように、放射モード光を不要光として基板外又は光導波路全体の外側に導出するため、不要光用導波路３１，３２を設けている。不要光の導出先には、放射モード光をモニタする光検出器４や不要光を吸収する金属などの吸収部材５などが配置されている。
　不要光用導波路３１については、基板外に導出する際に主導波路を跨ぐ必要が無いため、特に問題は生じないが、不要光用導波路３２は、例えば、主導波路２３が存在するため、基板外又は光導波路全体の外側に導出することができない。
　本発明は、このような場合において、不要光用導波路３２及び３３を主導波路との交差部で２つに分断している。交差部における詳細な状況は、図１（ｂ）に拡大図で示している。
　交差部の特徴の一つは、交差部で分断された不要光用導波路（３２，３３）を結ぶ直線と主導波路２３とが交差する交差角θは、３度以上、１７７度以下に設定されることである。この構成で、不要光が主導波路に再結合することが抑制できる。
　交差部の次の特徴は、交差部で分断された不要光用導波路（３２，３３）の端部と主導波路２３との距離は、１０μｍ以上であることである。これは、図１（ｂ）の間隔ｄが２０μｍ以上であることを意味している。主導波路２３を伝播する信号光のモード径は、光導波路の幅や基板の厚み、さらには、光導波路と基板の屈折率差などによって変化する。ＬＮ基板にＴｉを拡散させるような、通常の光導波路は１０μｍ程度である。このため、主導波路２３を伝播する信号光のモード径の２倍以上の間隔ｄを確保することで、信号光が不要光用導波路（３２，３３）によって結合・散乱されることを抑制することが可能となる。
　交差部のさらなる特徴は、不要光用導波路の幅は、交差部で交差する直前（ｗ１）より、交差した直後（ｗ２）の方が広くなっていることである。これにより、交差する直前の不要光用導波路３２から放出された不要光が、交差した直後の不要光用導波路に３３よって効率良く回収され、基板外等に導出することが可能となる。特に、後段の幅ｗ２は、前段の幅ｗ１の３倍以上を確保することで、不要光の回収効率をより高めることが可能となる。また、不要光用導波路の幅の調整については、図１（ｂ）のように交差した直後の不要光用導波路の幅を広くするだけでなく、図６に示すように、交差する直前の不要光用導波路の幅を狭く（テーパ状に）することも可能である。これにより、交差直前の導波路のモード径が広がることにより、導波路分断部分でのビーム広がりを抑制できる。
　また、主導波路の幅については、基本的には、基本モード光を主に伝播させる幅に設定することで、高次モード光などが主導波路に再結合することを効果的に抑制することが可能となる。特に、交差部において、主導波路にこのような構成を採用することにより、不要光用導波路の端部から主導波路に向けて放出される不要光が主導波路に再結合することを抑制し、主導波路を横断して後段の不要光用導波路に再入射することが可能となる。
　図２は、光導波路の分岐部２４の前段に高次モード光を除去するための不要光用導波路（６１，６２）を配置した場合の実施例である。このように、不要光用導波路は、上述した放射モード光だけでなく、特許文献２にも開示されているような高次モード光の除去手段としても活用である。
　図２では、不要光用導波路６２に対して、主導波路２６を横断するため、図１（ｂ）に示したような交差部の構成を採用している。符号６３は、分断された後段側の不要光用導波路である。合波部２５については、図１と同様に、放射モード光を導出する不要光用導波路（３４，３５）が形成され、不要光用導波路３５は、途中で主導波路２６で分断され、不要光用導波路３６に続いている。
　図３は、光導波路の合波部に非対称Ｘ型カプラ２７を用いた場合の実施例である。図１に示すように、合波部としてＸ－Ｙカプラ（２つの入力と、中心と外側の導波路幅が異なる３つの出力との構造）を例示したが、本発明が適用される合波部は、これに限らず、方向性結合器、非対称方向性結合器、非対称Ｘ型カプラなどでも良い。非対称Ｘ型カプラでは、同相光が合波した場合には主導波路２８を光波が進み、逆相光が合波した場合には不要光用導波路７１を光波が進むよう構成されている。そして、不要光用導波路は、主導波路２９を横断するため、図１（ｂ）のように、導波路７１と７２に分断されている。
　図４は、モニタ光を検出する光学系と組み合わせた場合の実施例である。基板１に形成された光導波路は、基本的に図１と同様な構成を有している。基板１を有する光導波路素子に対して、入射側光ファイバ８１と出射側光ファイバ８２が接続されている。光導波路８２を光導波路素子に結合させる際に、キャピラリ１０を用いている。このキャピラリ１０の端面の一部は、放射モード光（太字矢印）の一部をモニタ光として受光素子１１に導入するよう構成されている。
　図４のモニタ光に不要光が混在しないようにするためには、領域Ａの範囲に不要光が入り込まないよう構成する必要があり、分断された不要光用導波路３３の終端は、この領域Ａの外側に位置している。
　図５は、偏波合成変調手段１２を組み合わせた場合の実施例である。偏波合成変調手段１２は、光導波路素子から出力される２つの信号光を偏波面を回転させ、例えば、２つの信号光の偏波面が互いに直交する関係で合波するものである。このような偏波合成変調手段１２の部分には、不要光が入り込まないよう構成するため、領域Ａの範囲外に不要光を導出するよう、不要光用導波路が配置されている。
　以上説明したように、本発明によれば、光導波路が集積された場合でも不要光を効率良く基板外又は光導波路全体の外側に導出することが可能な光導波路素子を提供することができる。
　１　基板
　２　光導波路
　２１～２９　主導波路
　３１～３６，６１～６３，７１，７２　不要光用導波路
　４，１１　受光素子
　５　光吸収手段
　８１，８２　光ファイバ
　１０　キャピラリ
　１２　偏波合成変調手段

Claims (6)

  1. 　基板に光導波路が形成され、該光導波路は、信号光を伝播する主導波路と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路とから構成される光導波路素子において、
    　該不要光用導波路と該主導波路とが交差する交差部では、該不要光用導波路は、該主導波路を挟んで分断されていることを特徴とする光導波路素子。
  2. 　請求項１に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路を結ぶ直線と該主導波路とが交差する交差角は、３度以上、１７７度以下であることを特徴とする光導波路素子。
  3. 　請求項１又は２に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路の端部と該主導波路との距離は、１０μｍ以上であることを特徴とする光導波路素子。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかに記載の光導波路素子において、該不要光用導波路の幅は、該交差部で交差する直前より、交差した直後の方が広くなっていることを特徴とする光導波路素子。
  5. 　請求項１乃至４のいずれかに記載の光導波路素子において、該基板の厚みは、３０μｍ以下であることを特徴とする光導波路素子。
  6. 　請求項１乃至５のいずれかに記載の光導波路素子において、該不要光は、光導波路を伝播する高次モード光、又は光導波路の合波部から発生する放射モード光であることを特徴とする光導波路素子。
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