WO2013176270A1 - 光変調器 - Google Patents

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WO2013176270A1
WO2013176270A1 PCT/JP2013/064529 JP2013064529W WO2013176270A1 WO 2013176270 A1 WO2013176270 A1 WO 2013176270A1 JP 2013064529 W JP2013064529 W JP 2013064529W WO 2013176270 A1 WO2013176270 A1 WO 2013176270A1
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WO
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optical
light
waveguide
beam splitter
unit
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Application number
PCT/JP2013/064529
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English (en)
French (fr)
Inventor
孝知 伊藤
篠崎　稔
志展 矢澤
Original Assignee
住友大阪セメント株式会社
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Publication date
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    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference in an optical waveguide structure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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    • H04B10/5053—Laser transmitters using external modulation using a parallel, i.e. shunt, combination of modulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
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    • H04B10/548—Phase or frequency modulation
    • H04B10/556—Digital modulation, e.g. differential phase shift keying [DPSK] or frequency shift keying [FSK]
    • H04B10/5561—Digital phase modulation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2817—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using reflective elements to split or combine optical signals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/212—Mach-Zehnder type

Definitions

  • the present invention relates to an optical modulator that outputs a quadrature amplitude modulation (QAM) signal.
  • QAM quadrature amplitude modulation
  • a QAM modulator is known as a multi-level modulation type modulator (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • a loss part (6 dB) is provided at one arm output part, and a 16 QAM signal is obtained by superimposing QPSK signals having an output difference of 6 dB.
  • the structure which formed the branch part of input / output as a planar optical waveguide (PLC) on a glass substrate, and this glass substrate was optically connected with the lithium niobate substrate was employ
  • the optical power ratio is adjusted to 1 ⁇ 4 by providing an optical power adjustment unit on one arm and giving an optical attenuation of ⁇ 6 dB.
  • the optical signal is attenuated by the arm on one side, so that the optical loss is large and the substrate is enlarged to provide the optical power adjustment unit.
  • the modulator described in Patent Document 1 has a structure in which different types of substrates are optically connected, it may be damaged due to optical loss or thermal expansion coefficient difference at the joint.
  • One embodiment of the present invention provides a modulator that can suppress optical loss without increasing the size of a substrate.
  • An optical modulator includes at least one beam splitter and a mirror, and is configured to branch an input beam, and collects each light branched by the optical branch unit.
  • a lens configured to emit light, and a plurality of phase modulators, each of the phase modulators configured to phase modulate each light input through the lens;
  • a light combining unit configured to combine a plurality of phase modulation lights output from the plurality of phase modulation units and output modulated signal light.
  • the light input to the phase modulation unit is generated by branching using a beam splitter, and the generated light is input via the lens, so that the power is adjusted with little optical loss. Multiple light can be generated. Thereby, compared with the case where power adjustment is performed after phase modulation, optical loss can be reduced. Further, since it is not necessary to form a mechanism for power adjustment on the substrate provided with the phase modulation portion, the substrate can be reduced in size. In addition, since a structure for joining optical waveguides of different types of substrates is unnecessary, an optical modulator excellent in manufacturability and reliability can be configured.
  • a plurality of the phase modulation units may be formed on a single substrate.
  • the lens may be a microlens, a microlens array, or a rod lens.
  • the light branching unit may output a plurality of lights having different intensities.
  • the optical branching unit may include an optical element that inputs collimated light. At least one of the beam splitter and the mirror may have a dielectric multilayer film.
  • the lens may be configured to be fixed to the phase modulation unit directly or via another optical element.
  • the QAM modulator employs a configuration in which input light is branched using a beam splitter and a lens, so that optical loss can be suppressed without increasing the size of the substrate.
  • FIG. 1 is a plan view of an optical modulator according to a first embodiment. It is a figure which shows the optical modulator which concerns on 2nd Embodiment. It is a figure which shows the optical modulator which concerns on 3rd Embodiment. It is a figure which shows the optical modulator which concerns on 4th Embodiment. It is a figure which shows the optical modulator which concerns on 5th Embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of the optical modulator according to the first embodiment.
  • the optical modulator 100 includes an optical branching unit 110, a microlens array (lens) 120, and an optical waveguide element 130.
  • an optical fiber collimator 15 for allowing collimated light to enter the optical modulator 100 is disposed.
  • An optical fiber 11 whose proximal end is connected to a laser light source not shown in FIG. 1 is connected to the optical fiber collimator 15.
  • An optical fiber 12 is connected to the light output side of the optical modulator 100.
  • the light branching unit 110 has a configuration in which a beam splitter 112 and a mirror 113 are arranged in parallel with each other inside the glass substrate 111.
  • the beam splitter 110 splits the incident laser beam into two laser beams by the beam splitter 112, and emits the laser beam transmitted through the beam splitter 112 and the laser beam reflected by the beam splitter 112 and the mirror 113.
  • the beam splitter 112 is set to a transmittance of 80% and a reflectance of 20% for the laser light input from the optical fiber collimator 15.
  • the mirror 113 is a total reflection mirror.
  • An antireflection film (AR coating) or the like may be formed on the light incident surface or the light exit surface of the light branching unit 110. At least one of the beam splitter 112 and the mirror 113 may have a dielectric multilayer film.
  • the microlens array 120 has a rectangular parallelepiped transparent base 121 and two microlenses 122 and 123 formed on one surface of the base 121 (surface on the light branching portion 110 side).
  • the optical axes of the two microlenses 122 and 123 are arranged coaxially with the optical axes of the two laser beams emitted from the optical branching unit 110.
  • the surface of the substrate 121 opposite to the surface on which the microlenses 122 and 123 are disposed is optically bonded to the optical waveguide element 130.
  • the base 121 has a thickness corresponding to the focal length of the microlenses 122 and 123.
  • the laser light incident on the microlenses 122 and 123 is condensed on the input end of the optical waveguide formed on the side end surface of the optical waveguide element 130.
  • the optical waveguide device 130 includes a substrate 131 and an optical waveguide and an electrode formed on the substrate 131. With these optical waveguides and electrodes, the light modulating unit 140 and the light combining unit 150 are formed on the same substrate.
  • the substrate 131 is a lithium niobate (LiNbO 3 ) substrate.
  • the substrate 131 lithium tantalate, PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), quartz-based materials, and combinations thereof can be used.
  • the light modulation unit 140 includes Mach-Zehnder waveguides 134 and 135.
  • the Mach-Zehnder waveguide 134 includes phase modulation units 141 and 142.
  • the Mach-Zehnder waveguide 135 includes phase modulation units 143 and 144.
  • Each of the phase modulation units 141 to 144 includes a Mach-Zehnder waveguide and an electrode.
  • Two input waveguides 132 and 133 extend from the side edge of the substrate 131 joined to the microlens array 120.
  • the input waveguides 132 and 133 are connected to Mach-Zehnder waveguides 134 and 135 having two arms, respectively.
  • Phase modulation units 141 and 142 are provided in each arm of the Mach-Zehnder waveguide 134.
  • a bias electrode portion 134 a is provided on the output end side of the Mach-Zehnder waveguide 134.
  • Phase modulation units 143 and 144 are provided on each arm of the Mach-Zehnder waveguide 135.
  • a bias electrode portion 135 a is provided on the output end side of the Mach-Zehnder waveguide 135.
  • the phase modulation units 141 to 144 perform bi-phase modulation (BPSK) on the input optical signal and output it.
  • the phase modulation units 141 and 142 are set so that their phase changes are orthogonal.
  • the phase modulators 143 and 144 are set to operate so that their phase changes are orthogonal.
  • the Mach-Zehnder waveguides 134 and 135 each constitute a QPSK (quadrature phase shift keying) type optical modulator.
  • the optical signals modulated by the Mach-Zehnder waveguides 134 and 135 are output to the light combining unit 150.
  • the light combining unit 150 includes an optical coupling unit 151 that joins optical waveguides extending from the output ends of the Mach-Zehnder waveguides 134 and 135, and an output waveguide 152 that extends from the optical coupling unit 151 to the side edge of the substrate 131.
  • the optical coupling unit 151 has a waveguide configuration capable of adjusting the optical branching ratio, such as a directional coupler and a multimode interference (MMI) coupler.
  • MMI multimode interference
  • the optical signals QPSK1 and QPSK2 output from the Mach-Zehnder waveguides 134 and 135 are combined in the optical coupling unit 151 so as to maintain the intensity ratio thereof, and 16QAM signal light is generated.
  • the generated 16QAM signal is output to the optical fiber 12 via the output waveguide 152.
  • optical modulator 100 according to the first embodiment having the above configuration will be described.
  • Laser light supplied through the optical fiber 11 and expanded to a predetermined diameter by the optical fiber collimator 15 is incident on the optical modulator 100.
  • Incident light is incident on the beam splitter 112 of the optical branching unit 110.
  • the beam splitter 112 transmits 80% of incident light and reflects 20%.
  • the light transmitted through the beam splitter 112 is incident on the microlens 122 and is collected by the microlens 122 at the input end of the input waveguide 132.
  • the light reflected by the beam splitter 112 is reflected by the mirror 113, enters the microlens 123, and is collected by the microlens 123 at the input end of the input waveguide 133.
  • the light introduced into the input waveguide 132 is branched at the input end of the Mach-Zehnder waveguide 134.
  • the branched light is modulated by the phase modulation units 141 and 142, and then adjusted to have a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 134a.
  • the light whose phase difference is adjusted is synthesized at the output end of the Mach-Zehnder waveguide 134 to become an optical signal QPSK1.
  • the optical signal QPSK1 is output to the light combining unit 150.
  • the light introduced into the input waveguide 133 is branched at the input end of the Mach-Zehnder waveguide 135.
  • the branched light is modulated by the phase modulation units 143 and 144, and then adjusted to have a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 135a.
  • the light whose phase difference is adjusted is synthesized at the output end of the Mach-Zehnder waveguide 135 to become an optical signal QPSK2.
  • the optical signal QPSK2 is output to the light combining unit 150.
  • the light introduced into the input waveguide 133 is light having an intensity of 20% branched by the beam splitter 112. Therefore, the optical signal QPSK2 output from the Mach-Zehnder waveguide 135 has a power that is 1/4 with respect to the optical signal QPSK1 generated from light having an intensity of 80%.
  • the optical signal QPSK1 and the optical signal QPSK2 having the above power ratio are combined to generate a 16QAM signal.
  • the power ratio (4: 1) between the optical signals QPSK 1 and QPSK 2 may be slightly shifted due to a manufacturing error of the optical modulator 100.
  • the ratio may be 3: 1 or 5: 1.
  • the ratio can also be adjusted by the transmittance and reflectance of the beam splitter 112 in the light branching section 110.
  • the optical branching unit 110 branches the laser light at a predetermined power ratio, and the laser light is guided through the microlens array 120. Introduced into the waveguide element 130.
  • optical loss is hardly caused when the laser beam is split. Therefore, the optical loss can be reduced as compared with the conventional configuration in which the optical signal power adjusting unit is provided on the lithium niobate substrate. Can do.
  • the optical modulator 100 of the first embodiment provides an improvement of 1.6 dB (37.5%) only for the theoretical optical loss.
  • the power adjusting unit as described above is formed on the lithium niobate substrate, whereas in the first embodiment, a QPSK modulator that does not include the power adjusting unit and a light combining unit may be provided. Therefore, the substrate 131 made of lithium niobate or the like can be reduced in size with respect to the configuration in which the power adjustment unit is provided.
  • the laser beam branched by the optical branching unit 110 is condensed by the microlenses 122 and 123 onto the input waveguides 132 and 133 and introduced into the optical waveguide device 130. . Therefore, there is no manufacturing difficulty as in the case of connecting optical waveguides formed on different types of substrates, and there is no problem of damage due to a difference in expansion coefficient between substrates or light loss due to misalignment. .
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an optical modulator according to the second embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the previous embodiment, and detailed description thereof will be simplified or omitted.
  • the optical modulator 200 of the second embodiment includes an optical branching unit 110A, a microlens array 120A, and an optical waveguide element 130A.
  • optical branching parts have the structure by which the beam splitters 114, 115, and 116 and the mirror 113 which were mutually arrange
  • the optical branching unit 110A splits the incident laser light into four laser lights by the beam splitters 114 to 116, and emits them to the outside.
  • An antireflection film (AR coating) or the like may be formed on the light incident surface or the light exit surface of the light branching portion 110A.
  • the beam splitter 114 is set to a transmittance of 40% and a reflectance of 60% with respect to incident light.
  • the beam splitter 115 is set to have a transmittance of 33% and a reflectance of 67% with respect to incident light.
  • the beam splitter 116 is set to have a transmittance of 50% and a reflectance of 50% with respect to incident light.
  • the mirror 113 is a total reflection mirror.
  • the microlens array 120A has a rectangular parallelepiped transparent base 121, and four microlenses 124, 125, 126, and 127 formed on one surface of the base 121 (the surface on the light branching portion 110A side).
  • the optical axes of the four microlenses 124 to 127 are arranged coaxially with the optical axes of the four laser beams emitted from the optical branching unit 110A.
  • the surface of the substrate 121 opposite to the surface on which the microlenses 124 to 127 are disposed is optically bonded to the optical waveguide element 130A.
  • the base 121 has a thickness corresponding to the focal length of the microlenses 124 to 127.
  • the laser light incident on the microlenses 124 to 127 is focused on the input end of the optical waveguide formed on the side end face of the optical waveguide element 130A.
  • the optical waveguide element 130A includes a substrate 131, and an optical waveguide and an electrode formed on the substrate 131. With these optical waveguides and electrodes, the light modulating unit 140A and the light combining unit 150 are formed on the same substrate.
  • the optical modulation unit 140A includes four phase modulation units 141 to 144.
  • Four input waveguides 231 to 234 extend from the side edges of the substrate 131 joined to the microlens array 120A.
  • the input waveguide 231 is connected to the input end of the phase modulation unit 141.
  • the input waveguide 232 is connected to the input end of the phase modulation unit 142.
  • the input waveguide 233 is connected to the input end of the phase modulation unit 143.
  • the input waveguide 234 is connected to the input end of the phase modulation unit 144.
  • the output sides of the phase modulators 141 and 142 are connected at the light combining point 147.
  • the output sides of the phase modulators 143 and 144 are connected at the light combining point 148.
  • the phase modulation units 141 to 144 perform bi-phase modulation (BPSK) on the input optical signal and output it.
  • the phase modulation units 141 and 142 are set so that their phase changes are orthogonal.
  • the phase modulators 143 and 144 are set to operate so that their phase changes are orthogonal.
  • phase modulators 141 and 142 and the light combining point 147 constitute a QPSK optical modulator
  • the phase modulators 143 and 144 and the light combining point 148 constitute a QPSK optical modulator.
  • the optical signals modulated by the above are output to the light combining unit 150.
  • laser light is incident from the optical fiber collimator 15 to the beam splitter 114 of the optical branching unit 110A.
  • the beam splitter 114 transmits 40% of incident light and reflects 60%.
  • the light that has passed through the beam splitter 114 enters the microlens 124 and is collected by the microlens 124 at the input end of the input waveguide 231.
  • the light reflected by the beam splitter 114 enters the beam splitter 115.
  • the beam splitter 115 transmits 33% of incident light and reflects 67%.
  • the light reflected by the beam splitter 115 enters the microlens 125 and is collected by the microlens 125 at the input end of the input waveguide 232.
  • the light transmitted through the beam splitter 115 enters the beam splitter 116.
  • the beam splitter 116 transmits 50% of incident light and reflects 50%.
  • the light reflected by the beam splitter 116 enters the microlens 126 and is collected by the microlens 126 at the input end of the input waveguide 233.
  • the light transmitted through the beam splitter 116 is reflected by the mirror 113, enters the microlens 127, and is collected by the microlens 127 at the input end of the input waveguide 234.
  • the light introduced into each of the input waveguides 231 and 232 is modulated by the phase modulation units 141 and 142, and then adjusted to a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 134a. . Thereafter, the light adjusted to a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) is combined at the light combining point 147 to become an optical signal QPSK 1 and output to the light combining unit 150.
  • the light introduced into each of the input waveguides 233 and 234 is modulated by the phase modulation units 143 and 144 and then adjusted to a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 135a. Thereafter, the light adjusted to a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) is combined at the light combining point 148 to become an optical signal QPSK 2 and output to the light combining unit 150.
  • the light introduced into the input waveguides 231 and 232 is light having an intensity of 40% with respect to the light input from the optical fiber collimator 15.
  • the light introduced into the input waveguides 233 and 234 is light having an intensity of 10%. Therefore, the optical signal QPSK2 generated at the optical combining point 148 has a power of 1/4 with respect to the optical signal QPSK1.
  • the optical signal QPSK1 and the optical signal QPSK2 having the above power ratio are combined so as to maintain the intensity ratio thereof, thereby generating a 16QAM signal.
  • the power ratio (4: 1) between the optical signals QPSK 1 and QPSK 2 may be slightly shifted due to a manufacturing error of the optical modulator 200.
  • the ratio may be 3: 1 or 5: 1.
  • the ratio can also be adjusted by the transmittance and reflectance of the beam splitter in the light branching section 110A.
  • the laser beam is branched into four at the optical branching unit 110A, and each laser beam is introduced into the phase modulation units 141 to 144 by the microlens array 120A. That is, the branch point of the laser light provided in the Mach-Zehnder waveguides 134 and 135 in the optical modulator 100 according to the first embodiment is provided outside the substrate as the optical branching portion 110A in the second embodiment.
  • the number of optical branching points causing optical loss in the optical waveguide can be reduced, and an optical modulator with less optical loss can be configured as compared with the first embodiment.
  • the substrate 131 made of lithium niobate or the like can be reduced in size.
  • the laser beam branched by the optical branching section 110A is condensed on the input waveguides 231 to 234 by the microlenses 124 to 127 and introduced into the optical waveguide device 130A. . Therefore, there is no manufacturing difficulty as in the case of connecting optical waveguides formed on different types of substrates, and there is no problem of damage due to a difference in expansion coefficient between substrates or light loss due to misalignment. .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an optical modulator according to the third embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the previous embodiment, and detailed description thereof will be simplified or omitted.
  • the optical modulator 300 includes an optical branching unit 110, a rod lens 120B, and an optical waveguide element 130B.
  • the optical branching unit 110 is common to the first embodiment.
  • the rod lens 120B has a curved lens surface.
  • the rod lens 120B has a flat surface opposite to the lens surface optically bonded to the side end surface of the optical waveguide element 130B.
  • the rod lens 120B has two laser beams that are branched and emitted from the light branching unit 110 incident on the lens surface. The laser light incident on the rod lens 120B is focused on the input end of the optical waveguide formed on the side end surface of the optical waveguide element 130B.
  • the optical waveguide element 130B includes a substrate 131, and an optical waveguide and an electrode formed on the substrate 131. With these optical waveguides and electrodes, the light modulation unit 140B and the light combining unit 150 are formed on the same substrate.
  • the light modulation unit 140B has substantially the same configuration as that of the light modulation unit 140 according to the first embodiment, and is different in that it includes input waveguides 136 and 137 that intersect each other.
  • the input waveguides 136 and 137 each have an input end on the side end surface of the substrate 131 to which the rod lens 120B is bonded. And 135.
  • the laser light emitted from the optical fiber collimator 15 enters the beam splitter 112 of the optical branching unit 110.
  • the beam splitter 112 transmits 80% of incident light and reflects 20%.
  • the light transmitted through the beam splitter 112 is incident on the rod lens 120B, and is collected at the input end of the input waveguide 137 by the rod lens 120B.
  • the light introduced into the input waveguide 137 is input to the Mach-Zehnder waveguide 135.
  • the light reflected by the beam splitter 112 is reflected by the mirror 113, then enters the rod lens 120B, and is collected by the rod lens 120B at the input end of the input waveguide 136.
  • the light introduced into the input waveguide 136 is input to the Mach-Zehnder waveguide 134. Therefore, in the optical modulator 300 of the third embodiment, the intensity ratio of the light input to the Mach-Zehnder waveguides 134 and 135 is opposite to that of the first embodiment.
  • the light introduced into the Mach-Zehnder waveguide 134 is branched at the input end.
  • the branched light is modulated by the phase modulation units 141 and 142, and then adjusted to have a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 134a.
  • the signal is synthesized at the output end of the Mach-Zehnder waveguide 134 to become an optical signal QPSK 1 and output to the optical synthesis unit 150.
  • the light introduced into the Mach-Zehnder waveguide 135 is branched at the input end.
  • the branched light is modulated by the phase modulation units 143 and 144, and then adjusted to have a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 135a.
  • the signal is synthesized at the output end of the Mach-Zehnder waveguide 135 to become an optical signal QPSK 2 and output to the optical synthesis unit 150.
  • the optical signal QPSK1 output from the Mach-Zehnder waveguide 134 is Mach-Zehnder.
  • the power is 1/4 with respect to the optical signal QPSK1 generated from light having an intensity of 80%.
  • the optical signal QPSK1 and the optical signal QPSK2 having the above power ratio are combined so as to maintain the intensity ratio thereof, thereby generating a 16QAM signal.
  • the power ratio (4: 1) between the optical signals QPSK 1 and QPSK 2 may be slightly shifted due to a manufacturing error of the optical modulator 100.
  • the ratio may be 3: 1 or 5: 1.
  • the ratio can also be adjusted by the transmittance and reflectance of the beam splitter 112 in the light branching section 110.
  • the optical branching unit 110 branches the laser light at a predetermined power ratio, and these laser lights are passed through the rod lens 120B to the optical waveguide device. Install at 130B. Even when the rod lens 120B is used, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an optical modulator according to the fourth embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the previous embodiment, and detailed description thereof will be simplified or omitted.
  • the optical modulator 400 of the fourth embodiment includes two optical branching portions 110B and 110C, a microlens array 120C, and an optical waveguide element 130C.
  • the light branching section 110 ⁇ / b> B has a configuration in which a beam splitter 117 and a mirror 113 are arranged in parallel with each other inside the glass substrate 111.
  • the beam splitter 117 transmits 76% of the incident light and reflects 24%.
  • the mirror 113 is a total reflection mirror.
  • the optical branching unit 110 ⁇ / b> C has a configuration in which a beam splitter 118 and a mirror 113 that are arranged in parallel to each other are provided inside the glass substrate 111.
  • the beam splitter 118 transmits 80% of incident light and reflects 20%.
  • the optical branching portions 110B and 110C are used in combination. Of the two laser beams emitted from the optical branching unit 110B, one laser beam is incident on the microlens array 120C, and the other one laser beam is incident on the optical branching unit 110C. The two laser beams emitted from the light branching unit 110C are incident on the microlens array 120C.
  • An antireflection film (AR coating) or the like may be formed on the light incident surfaces and light exit surfaces of the light branching portions 110B and 110C.
  • the microlens array 120C includes a rectangular parallelepiped transparent base 121 and three microlenses 421, 422, and 423 formed on one surface of the base 121 (the surface on the light branching portions 110B and 110C side).
  • the optical axis of the micro lens 421 is arranged coaxially with the optical axis of the laser light emitted from the light branching section 110B.
  • the optical axes of the microlenses 422 and 423 are arranged coaxially with the optical axes of the two laser beams emitted from the optical branching unit 110C.
  • the surface of the substrate 121 opposite to the surface on which the microlenses 421 to 423 are disposed is optically bonded to the optical waveguide element 130C.
  • the base 121 has a thickness corresponding to the focal length of the microlenses 421 to 423.
  • the laser light incident on the microlenses 421 to 423 is condensed on the input end of the optical waveguide formed on the side end face of the optical waveguide element 130C.
  • the optical waveguide element 130 ⁇ / b> C includes a substrate 131, an optical waveguide and an electrode formed on the substrate 131. With these optical waveguides and electrodes, the light modulating unit 140C and the light combining unit 150A are formed on the same substrate.
  • the light modulation unit 140C includes Mach-Zehnder waveguides 431, 432, and 433.
  • the Mach-Zehnder waveguide 431 includes phase modulation units 141 and 142.
  • the Mach-Zehnder waveguide 432 includes phase modulation units 143 and 144.
  • the Mach-Zehnder waveguide 433 includes phase modulation units 145 and 146.
  • Each of the phase modulation units 141 to 146 includes a Mach-Zehnder waveguide and an electrode.
  • Three input waveguides 441, 442, and 443 extend from the side edge of the substrate 131 joined to the microlens array 120C.
  • the input waveguides 441, 442, and 443 are connected to Mach-Zehnder waveguides 431, 432, and 433 each having two arms.
  • Phase modulation units 141 and 142 are provided in each arm of the Mach-Zehnder waveguide 431.
  • a bias electrode portion 431 a is provided on the output end side of the Mach-Zehnder waveguide 431.
  • Phase modulation units 143 and 144 are provided in each arm of the Mach-Zehnder waveguide 432.
  • a bias electrode portion 432 a is provided on the output end side of the Mach-Zehnder waveguide 432.
  • Phase modulation units 145 and 146 are provided in each arm of the Mach-Zehnder waveguide 433.
  • a bias electrode portion 433 a is provided on the output end side of the Mach-Zehnder waveguide 433.
  • the phase modulators 141 to 146 perform bi-phase modulation (BPSK) on the input optical signal and output it.
  • the phase modulation units 141 and 142 are set so that their phase changes are orthogonal.
  • the phase modulators 143 and 144 and the phase modulators 145 and 146 are also set so that the phase changes of each pair are orthogonal.
  • the Mach-Zehnder waveguides 431, 432, and 433 each constitute a QPSK (four-phase phase shift keying) optical modulator.
  • the optical signals modulated by the Mach-Zehnder waveguides 431, 432, and 433 are output to the light combining unit 150A.
  • the light combining unit 150A joins the optical coupling unit 151a that joins the optical waveguides extending from the output ends of the Mach-Zehnder waveguides 432 and 433, and joins the optical waveguide that extends from the optical coupling unit 151a and the optical waveguide that extends from the Mach-Zehnder waveguide 431, respectively.
  • the optical coupling unit 151b includes an output waveguide 152 extending from the optical coupling unit 151b to the side edge of the substrate 131.
  • the optical signals output from the Mach-Zehnder waveguides 431 to 433 are combined in the optical couplers 151a and 151b, respectively, to generate 64QAM signal light.
  • the generated 64QAM signal is output to the optical fiber 12 via the output waveguide 152.
  • the laser light emitted from the optical fiber collimator 15 enters the beam splitter 117 of the optical branching unit 110B.
  • the beam splitter 117 transmits 76% of incident light and reflects 24%.
  • the light transmitted through the beam splitter 117 enters the microlens 421 and is collected by the microlens 421 at the input end of the input waveguide 441.
  • the light reflected by the beam splitter 117 is reflected by the mirror 113 of the light branching unit 110B and then enters the beam splitter 118 of the light branching unit 110C.
  • the beam splitter 118 transmits 80% of incident light and reflects 20%.
  • the light transmitted through the beam splitter 118 enters the microlens 422 and is collected by the microlens 422 at the input end of the input waveguide 442.
  • the light reflected by the beam splitter 118 is reflected by the mirror 113 of the optical branching unit 110C, then enters the microlens 423, and is condensed by the microlens 423 on the input end of the input waveguide 443.
  • the light introduced into the input waveguide 441 is branched at the input end of the Mach-Zehnder waveguide 431.
  • the branched light is modulated by the phase modulation units 141 and 142, and then adjusted to have a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 431a.
  • the signal is synthesized at the output end of the Mach-Zehnder waveguide 431 to become an optical signal QPSK1 and output to the optical synthesis unit 150A.
  • the light introduced into the input waveguide 442 is branched at the input end of the Mach-Zehnder waveguide 432.
  • the branched light is modulated by the phase modulation units 143 and 144, and then adjusted to have a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 432a.
  • the signal is synthesized at the output end of the Mach-Zehnder waveguide 432 to become an optical signal QPSK 2, which is output to the optical synthesis unit 150.
  • the light introduced into the input waveguide 443 is branched at the input end of the Mach-Zehnder waveguide 433.
  • the branched light is modulated by the phase modulation units 145 and 146, and then adjusted to have a predetermined phase difference ( ⁇ / 2) by applying a voltage to the bias electrode unit 433a.
  • the signal is synthesized at the output end of the Mach-Zehnder waveguide 433 to become an optical signal QPSK3 and output to the optical synthesis unit 150.
  • the light introduced into the input waveguides 441 to 443 is light adjusted to have a predetermined power ratio (16: 4: 1) by the beam splitters 117 and 118, respectively. Therefore, the power ratio of the optical signals QPSK1, QPSK2, and QPSK3 generated by the Mach-Zehnder waveguides 431 to 433 is also 16: 4: 1.
  • the optical signal QPSK1, the optical signal QPSK2, and the optical signal QPSK3 are combined so as to maintain their intensity ratio, thereby generating a 64QAM signal.
  • the power ratio (16: 4: 1) of the optical signals QPSK 1, QPSK 2, and QPSK 3 may slightly deviate due to a manufacturing error of the optical modulator 400.
  • the ratio can also be adjusted by the transmittance and reflectance of the beam splitter at the light branching portions 110B and 110C.
  • the laser beam is branched at a predetermined power ratio using the light branching units 110B and 110C, and these laser beams are divided into microlens arrays.
  • the optical waveguide element 130C is introduced via 120C.
  • the laser beams branched by the light branching portions 110B and 110C are condensed by the microlenses 421 to 423 and introduced into the optical waveguide element 130C, the optical waveguides formed on different types of substrates are connected to each other. There is no difficulty in manufacturing as in the case, and there is no problem of damage due to the difference in expansion coefficient between the substrates or light loss due to misalignment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an optical modulator according to the fifth embodiment.
  • the same reference numerals are given to the same components as those in the previous embodiment, and detailed description thereof will be simplified or omitted.
  • the optical modulator 500 of the fifth embodiment includes an optical branching unit 110D, a microlens array 120C, and an optical waveguide element 130C. That is, the optical modulator 400 shown in FIG. 4 has a configuration in which only the optical branching unit is changed.
  • the light branching unit 110D has a configuration in which beam splitters 511 and 512 and a mirror 113 are provided in the glass base 111 in parallel with each other.
  • the beam splitter 511 transmits 76% of the incident light and reflects 24%.
  • the beam splitter 512 transmits 20% of the incident light and reflects 80%.
  • the mirror 113 is a total reflection mirror.
  • the optical branching unit 110D can generate the three laser beams generated by the two optical branching units 110B and 110C in the fourth embodiment with a single optical branching unit.
  • the laser light emitted from the optical fiber collimator 15 enters the beam splitter 511.
  • the light transmitted through the beam splitter 511 is input to the input waveguide 441 via the microlens 421.
  • the light reflected by the beam splitter 511 enters the beam splitter 512.
  • the light reflected by the beam splitter 512 is input to the input waveguide 442 through the microlens 422.
  • the light transmitted through the beam splitter 512 is reflected by the mirror 113.
  • the light reflected by the mirror 113 enters the microlens 423 and is input to the input waveguide 443.
  • the light input to each of the input waveguides 441 to 443 is light adjusted to have a predetermined power ratio (16: 4: 1) by the beam splitters 511 and 512. Therefore, the optical signals QPSK1, QPSK2, and QPSK3 generated by the Mach-Zehnder waveguides 431, 432, and 433 also have the power ratio described above, and a 64QAM signal can be obtained by combining them while maintaining the intensity ratio. it can.
  • the optical modulator 500 of the fifth embodiment can be operated in the same manner as the optical modulator 400 according to the fourth embodiment, and the same operational effects can be obtained. Furthermore, according to the fifth embodiment, the overall size of the optical modulator can be reduced by providing a smaller optical branching unit 110D.
  • the structure of the photosynthesis part in each said embodiment is an illustration, and is not limited to the structure described in this-application specification.
  • the light combiner may have any configuration as long as it can be combined while maintaining the power ratio of each incident phase modulated light.
  • Optical modulator 110 110A, 110B, 110C, 110D
  • Optical splitter 112 114, 115, 116, 117, 118, 511, 512 Beam splitter 113
  • Rod lens (lens) 131

Landscapes

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Abstract

　本発明の光変調器は、少なくとも１つのビームスプリッターとミラーとを有し、入力光を分岐するように構成される光分岐部と、光分岐部で分岐された各光を集光するように構成されるレンズと、複数の位相変調部であって、複数の位相変調部の各々は、レンズを介して入力される各光を位相変調するように構成される位相変調部と、複数の位相変調部から出力される複数の位相変調光を合成して変調信号光を出力するように構成される光合成部と、を有する。

Description

光変調器
　本発明は、直交振幅変調（ＱＡＭ：quadrature amplitude modulation）信号を出力する光変調器に関するものである。
　本願は、２０１２年５月２５日に日本に出願された特願２０１２－１２０１８６に基づく優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　多値変調方式の変調器として、ＱＡＭ変調器が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。
　特許文献１に記載の変調器は、片側のアーム出力部に損失部（６ｄＢ）を設け、出力差が６ｄＢのＱＰＳＫ信号同士を重ね合わせることにより１６ＱＡＭ信号を得ていた。また、入出力の分岐部をガラス基板上の平面光導波路（ＰＬＣ）として形成し、このガラス基板をニオブ酸リチウム基板と光学的に接続した構成が採用されていた。一方、特許文献２に記載の光変調器においても、片側のアームに光パワー調整部を設け、－６ｄＢの光減衰量を与えることで光パワー比を１／４に調整していた。
　特許文献１及び２のいずれの変調器においても、片側のアームにおいて光信号を減衰させていたため、光損失が大きく、また、光パワー調整部を設けるために基板が大型化していた。
　また、特許文献１に記載の変調器では、異なる種類の基板を光学的に接続する構造であったため、接合部における光損失や熱膨張率差により破損する場合があった。
日本国特開２００９－０９４９８８号公報 日本国特開２００９－２４４６８２号公報
　本発明の一態様は、基板を大型化することなく光損失を抑制できるようにした変調器を提供する。
　本発明の一態様による光変調器は、少なくとも１つのビームスプリッターとミラーとを有し、入力光を分岐するように構成される光分岐部と、前記光分岐部で分岐された各光を集光するように構成されるレンズと、複数の位相変調部であって、前記位相変調部の各々は、前記レンズを介して入力される各光を位相変調するように構成される位相変調部と、複数の前記位相変調部から出力される複数の位相変調光を合成して変調信号光を出力するように構成される光合成部と、を有する。
　この構成によれば、位相変調部に入力する光を、ビームスプリッターを用いて分岐することにより生成し、生成した光をレンズを介して入力するので、光損失をほとんど生じさせることなくパワー調整された複数の光を生成できる。これにより、位相変調後にパワー調整する場合と比較して、光損失を低減することができる。また、パワー調整のための機構を位相変調部が設けられた基板上に形成する必要がないため、基板を小型化することができる。また、異なる種類の基板の光導波路を接合する構造も不要であるため、製造性や信頼性に優れた光変調器を構成することができる。
　複数の前記位相変調部が単一の基板上に形成されている構成としてもよい。
　前記レンズは、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、又はロッドレンズである構成としてもよい。
　前記光分岐部は、強度の異なる複数の光を出力する構成としてもよい。
　前記光分岐部にコリメート光を入力する光学素子を有する構成としてもよい。
　前記ビームスプリッターと前記ミラーのうち少なくとも一方は、誘電体多層膜を有する構成としてもよい。
　前記レンズは、前記位相変調部に直接又は他の光学素子を介して固定されている構成としてもよい。
　本発明の一態様によれば、ＱＡＭ変調器において、ビームスプリッターとレンズを用いて入力光を分岐させる構成を採用したことで、基板を大型化することなく光損失を抑制することができる。
第１実施形態に係る光変調器の平面図である。 第２実施形態に係る光変調器を示す図である。 第３実施形態に係る光変調器を示す図である。 第４実施形態に係る光変調器を示す図である。 第５実施形態に係る光変調器を示す図である。
　（第１実施形態）
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
　図１は、第１実施形態に係る光変調器の平面図である。
　第１実施形態の光変調器１００は、光分岐部１１０と、マイクロレンズアレイ（レンズ）１２０と、光導波路素子１３０と、を備えている。光変調器１００の光入力側には、光変調器１００にコリメート光を入射させる光ファイバーコリメーター１５が配置されている。光ファイバーコリメーター１５には、基端側が図１に示されていないレーザー光源に接続された光ファイバー１１が接続されている。光変調器１００の光出力側には、光ファイバー１２が接続されている。
　光分岐部１１０は、ガラス基材１１１の内部に、互いに平行に配置されたビームスプリッター１１２と、ミラー１１３とが設けられた構成を有する。光分岐部１１０は、入射するレーザー光をビームスプリッター１１２により２本のレーザー光に分岐させ、ビームスプリッター１１２を透過したレーザー光と、ビームスプリッター１１２及びミラー１１３で反射されたレーザー光とを射出する。第１実施形態の場合、ビームスプリッター１１２は、光ファイバーコリメーター１５から入力されるレーザー光に対して、透過率８０％、反射率２０％に設定されている。ミラー１１３は全反射ミラーである。光分岐部１１０の光入射面や光射出面には、反射防止膜（ＡＲコート）などが形成されていてもよい。ビームスプリッター１１２及びミラー１１３のうち少なくとも一方は、誘電体多層膜を有していてもよい。
　マイクロレンズアレイ１２０は、直方体状の透明な基体１２１と、基体１２１の一方の面（光分岐部１１０側の面）に形成された２つのマイクロレンズ１２２及び１２３とを有する。２つのマイクロレンズ１２２及び１２３のそれぞれの光軸は、光分岐部１１０から射出される２本のレーザー光の光軸と同軸に配置されている。基体１２１のマイクロレンズ１２２及び１２３が配置された面と反対側の面は、光導波路素子１３０と光学的に接着されている。基体１２１は、マイクロレンズ１２２及び１２３の焦点距離に相当する厚さを有する。マイクロレンズ１２２及び１２３に入射したレーザー光は、光導波路素子１３０の側端面に形成された光導波路の入力端に集光される。
　光導波路素子１３０は、基板１３１と、基板１３１上に形成された光導波路及び電極とを有する。これらの光導波路及び電極により、光変調部１４０と、光合成部１５０とが同一の基板上に形成されている。
　基板１３１は、第１実施形態の場合、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）基板である。基板１３１としては、タンタル酸リチウム、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）、及び石英系の材料、及びこれらの組み合わせが利用可能である。
　光変調部１４０は、マッハツェンダー導波路１３４及び１３５を有する。マッハツェンダー導波路１３４は、位相変調部１４１及び１４２を有する。マッハツェンダー導波路１３５は、位相変調部１４３及び１４４を有する。位相変調部１４１～１４４は、それぞれマッハツェンダー導波路と電極とを有する。
　基板１３１のマイクロレンズアレイ１２０と接合された辺端から、２本の入力導波路１３２及び１３３が延びている。入力導波路１３２及び１３３は、２本のアームを有するマッハツェンダー導波路１３４及び１３５にそれぞれ接続されている。マッハツェンダー導波路１３４の各々のアームには位相変調部１４１及び１４２が設けられている。マッハツェンダー導波路１３４の出力端側にバイアス電極部１３４ａが設けられている。マッハツェンダー導波路１３５の各々のアームには位相変調部１４３及び１４４が設けられている。マッハツェンダー導波路１３５の出力端側にはバイアス電極部１３５ａが設けられている。
　位相変調部１４１～１４４は、入力される光信号に対して二位相変調（ＢＰＳＫ）を行って出力する。位相変調部１４１及び１４２は、それらの位相変化が直交するように動作設定される。また位相変調部１４３及び１４４も、それらの位相変化が直交するように動作設定される。マッハツェンダー導波路１３４及び１３５は、それぞれＱＰＳＫ（四相位相偏移変調）方式の光変調器を構成している。マッハツェンダー導波路１３４及び１３５でそれぞれ変調された光信号は、光合成部１５０へ出力される。
　光合成部１５０は、マッハツェンダー導波路１３４及び１３５の出力端からそれぞれ延びる光導波路を合流させる光結合部１５１と、光結合部１５１から基板１３１の辺端に延びる出力導波路１５２とを有する。光結合部１５１は、方向性結合器やマルチモード干渉（ＭＭＩ）カプラなどの光分岐比が調整可能な導波路構成を有する。マッハツェンダー導波路１３４及び１３５から出力される光信号ＱＰＳＫ１及びＱＰＳＫ２は、それらの強度比を維持するように光結合部１５１において合成され、１６ＱＡＭ信号光が生成される。生成された１６ＱＡＭ信号は出力導波路１５２を介して光ファイバー１２へ出力される。
　次に、上記構成を備えた第１実施形態の光変調器１００について説明する。
　光変調器１００には、光ファイバー１１を介して供給され、光ファイバーコリメーター１５により所定の径に広げられたレーザー光が入射される。入射光は、光分岐部１１０のビームスプリッター１１２に入射する。ビームスプリッター１１２は、入射光の８０％を透過し、２０％を反射する。
　ビームスプリッター１１２を透過した光は、マイクロレンズ１２２に入射し、マイクロレンズ１２２により入力導波路１３２の入力端に集光される。一方、ビームスプリッター１１２で反射された光は、ミラー１１３で反射された後、マイクロレンズ１２３に入射し、マイクロレンズ１２３により入力導波路１３３の入力端に集光される。
　入力導波路１３２に導入された光は、マッハツェンダー導波路１３４の入力端で分岐される。次に、分岐された光は、位相変調部１４１及び１４２で変調された後、バイアス電極部１３４ａへの電圧印加により、所定の位相差（π／２）となるように調整される。位相差を調整された光は、マッハツェンダー導波路１３４の出力端で合成されて光信号ＱＰＳＫ１となる。光信号ＱＰＳＫ１は、光合成部１５０へ出力される。
　入力導波路１３３に導入された光は、マッハツェンダー導波路１３５の入力端で分岐される。次に、分岐された光は、位相変調部１４３及び１４４で変調された後、バイアス電極部１３５ａへの電圧印加により、所定の位相差（π／２）となるように調整される。位相差を調整された光は、マッハツェンダー導波路１３５の出力端で合成されて光信号ＱＰＳＫ２となる。光信号ＱＰＳＫ２は、光合成部１５０へ出力される。
　第１実施形態の場合、入力導波路１３３に導入される光は、ビームスプリッター１１２で分岐された強度２０％の光である。そのため、マッハツェンダー導波路１３５から出力される光信号ＱＰＳＫ２は、強度８０％の光から生成された光信号ＱＰＳＫ１に対してパワーが１／４である。光合成部１５０において、上記のパワー比の光信号ＱＰＳＫ１と光信号ＱＰＳＫ２とが合成されることにより、１６ＱＡＭ信号が生成される。
　なお、光信号ＱＰＳＫ１とＱＰＳＫ２とのパワー比率（４：１）は、光変調器１００の製造誤差によって多少ずれていてもよい。例えば、上記比率が３：１や５：１となる場合もある。上記比率は、光分岐部１１０におけるビームスプリッター１１２の透過率及び反射率により調整することもできる。
　以上、詳細に説明したように、第１実施形態の光変調器１００では、光分岐部１１０において所定のパワー比でレーザー光を分岐し、これらのレーザー光を、マイクロレンズアレイ１２０を介して光導波路素子１３０に導入する。光分岐部１１０では、レーザー光を分岐する際に光損失がほとんど生じないため、ニオブ酸リチウム基板上に光信号のパワー調整部を設けていた従来構成と比較して、光損失を低減することができる。
　具体的には、入射されたレーザー光を２つに分岐してそれぞれＱＰＳＫ信号を生成した後、一方のＱＰＳＫ信号の強度を１／４に調整する場合、出力される１６ＱＡＭ信号の強度は、入射されたレーザー光に対して６２．５％となる。このような構成に対しては、第１実施形態の光変調器１００は、理論上の光損失分だけで１．６ｄＢ（３７．５％）の改善となる。
　また、上記のようなパワー調整部は、ニオブ酸リチウム基板上に形成されるのに対して、第１実施形態では、パワー調整部を備えないＱＰＳＫ変調器と光合成部とを設ければよい。したがって、パワー調整部を設けた構成に対して、ニオブ酸リチウム等からなる基板１３１を小型化することができる。
　また、第１実施形態の光変調器１００では、光分岐部１１０で分岐したレーザー光を、マイクロレンズ１２２及び１２３により入力導波路１３２及び１３３に集光させて光導波路素子１３０に導入している。したがって、異なる種類の基板上に形成された光導波路同士を接続する場合のような製造の困難性もなく、基板同士の膨張率差による破損や、接合ズレに起因する光損失の問題も生じない。
　（第２実施形態）
　次に、図２を参照しつつ第２実施形態について説明する。
　図２は、第２実施形態に係る光変調器を示す図である。
　なお、以下の実施形態において、先の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は簡略化又は省略する。
　第２実施形態の光変調器２００は、図２に示すように、光分岐部１１０Ａと、マイクロレンズアレイ１２０Ａと、光導波路素子１３０Ａとを有する。
　光分岐部１１０Ａは、ガラス基材１１１の内部に、互いに平行に配置されたビームスプリッター１１４、１１５、及び１１６と、ミラー１１３とが設けられた構成を有する。光分岐部１１０Ａは、入射するレーザー光をビームスプリッター１１４～１１６により４本のレーザー光に分岐させ、外部へ射出する。光分岐部１１０Ａの光入射面や光射出面には、反射防止膜（ＡＲコート）などが形成されていてもよい。
　光分岐部１１０Ａからは、ビームスプリッター１１４を透過したレーザー光と、ビームスプリッター１１４及びビームスプリッター１１５で反射されたレーザー光と、ビームスプリッター１１４で反射されビームスプリッター１１５を透過した後、ビームスプリッター１１６で反射されたレーザー光と、ビームスプリッター１１４で反射されビームスプリッター１１５及び１１６を透過した後、ミラー１１３で反射されたレーザー光とが射出される。
　第２実施形態の場合、ビームスプリッター１１４は、入射光に対して透過率４０％、反射率６０％に設定されている。ビームスプリッター１１５は、入射光に対して透過率３３％、反射率６７％に設定されている。ビームスプリッター１１６は、入射光に対して透過率５０％、反射率５０％に設定されている。ミラー１１３は全反射ミラーである。
　マイクロレンズアレイ１２０Ａは、直方体状の透明な基体１２１と、基体１２１の一方の面（光分岐部１１０Ａ側の面）に形成された４つのマイクロレンズ１２４、１２５、１２６、及び１２７とを有する。４つのマイクロレンズ１２４～１２７のそれぞれの光軸は、光分岐部１１０Ａから射出される４本のレーザー光の光軸と同軸に配置されている。
　基体１２１のマイクロレンズ１２４～１２７が配置された面と反対側の面は、光導波路素子１３０Ａと光学的に接着されている。基体１２１は、マイクロレンズ１２４～１２７の焦点距離に相当する厚さを有する。マイクロレンズ１２４～１２７に入射したレーザー光は、光導波路素子１３０Ａの側端面に形成された光導波路の入力端に集光される。
　光導波路素子１３０Ａは、基板１３１と、基板１３１上に形成された光導波路及び電極とを有する。これらの光導波路及び電極により、光変調部１４０Ａと、光合成部１５０とが同一の基板上に形成されている。
　光変調部１４０Ａは、４つの位相変調部１４１～１４４を有する。
　基板１３１のマイクロレンズアレイ１２０Ａと接合された辺端から、４本の入力導波路２３１～２３４が延びている。入力導波路２３１は位相変調部１４１の入力端に接続されている。入力導波路２３２は位相変調部１４２の入力端に接続されている。入力導波路２３３は位相変調部１４３の入力端に接続されている。入力導波路２３４は位相変調部１４４の入力端に接続されている。
　位相変調部１４１及び１４２の出力側は、光合成点１４７において接続されている。また位相変調部１４３及び１４４の出力側は、光合成点１４８において接続されている。
　位相変調部１４１～１４４は、入力される光信号に対して二位相変調（ＢＰＳＫ）を行って出力する。位相変調部１４１及び１４２は、それらの位相変化が直交するように動作設定される。また位相変調部１４３及び１４４も、それらの位相変化が直交するように動作設定される。
　第２実施形態の場合、位相変調部１４１及び１４２と光合成点１４７とによりＱＰＳＫ方式の光変調器が構成され、位相変調部１４３及び１４４と光合成点１４８とによりＱＰＳＫ方式の光変調器が構成されている。上記それぞれで変調された光信号は、光合成部１５０へ出力される。
　上記構成を備えた第２実施形態の光変調器２００では、光ファイバーコリメーター１５から光分岐部１１０Ａのビームスプリッター１１４にレーザー光が入射する。ビームスプリッター１１４は、入射光の４０％を透過し、６０％を反射する。
　ビームスプリッター１１４を透過した光は、マイクロレンズ１２４に入射し、マイクロレンズ１２４により入力導波路２３１の入力端に集光される。一方、ビームスプリッター１１４で反射された光は、ビームスプリッター１１５に入射する。ビームスプリッター１１５は入射光の３３％を透過し、６７％を反射する。
　ビームスプリッター１１５で反射された光は、マイクロレンズ１２５に入射し、マイクロレンズ１２５により入力導波路２３２の入力端に集光される。一方、ビームスプリッター１１５を透過した光は、ビームスプリッター１１６に入射する。ビームスプリッター１１６は、入射光の５０％を透過し、５０％を反射する。
　ビームスプリッター１１６で反射された光は、マイクロレンズ１２６に入射し、マイクロレンズ１２６により入力導波路２３３の入力端に集光される。一方、ビームスプリッター１１６を透過した光は、ミラー１１３で反射された後、マイクロレンズ１２７に入射し、マイクロレンズ１２７により入力導波路２３４の入力端に集光される。
　入力導波路２３１及び２３２の各々に導入された光は、位相変調部１４１及び１４２で変調された後、バイアス電極部１３４ａへの電圧印加により、所定の位相差（π／２）に調整される。その後、所定の位相差（π／２）に調整された光は、光合成点１４７で合成されて光信号ＱＰＳＫ１となり、光合成部１５０へ出力される。
　入力導波路２３３及び２３４の各々に導入された光は、位相変調部１４３及び１４４で変調された後、バイアス電極部１３５ａへの電圧印加により所定の位相差（π／２）に調整される。その後、所定の位相差（π／２）に調整された光は、光合成点１４８で合成されて光信号ＱＰＳＫ２となり、光合成部１５０へ出力される。
　第２実施形態の場合、入力導波路２３１及び２３２に導入される光は、光ファイバーコリメーター１５から入力された光に対してそれぞれ強度４０％の光である。一方、入力導波路２３３及び２３４に導入される光は、それぞれ強度１０％の光である。したがって、光合成点１４８で生成される光信号ＱＰＳＫ２は、光信号ＱＰＳＫ１に対してパワーが１／４である。
　光合成部１５０において、上記パワー比の光信号ＱＰＳＫ１と光信号ＱＰＳＫ２とが、それらの強度比を維持するように合成されることにより、１６ＱＡＭ信号が生成される。
　なお、光信号ＱＰＳＫ１とＱＰＳＫ２とのパワー比率（４：１）は、光変調器２００の製造誤差によって多少ずれていてもよい。例えば、上記比率が３：１や５：１となる場合もある。上記比率は、光分岐部１１０Ａにおけるビームスプリッターの透過率及び反射率により調整することもできる。
　第２実施形態の光変調器２００では、光分岐部１１０Ａにおいてレーザー光を４つに分岐し、それぞれのレーザー光をマイクロレンズアレイ１２０Ａにより位相変調部１４１～１４４に導入する構成である。すなわち、第１実施形態に係る光変調器１００においてマッハツェンダー導波路１３４及び１３５に設けられていたレーザー光の分岐点を、第２実施形態では光分岐部１１０Ａとして基板外に設けている。
　これにより、光導波路における光損失の原因となる光分岐点を減らすことができ、第１実施形態と比較しても光損失の少ない光変調器を構成することができる。また、光分岐のための導波路構造が不要であるため、ニオブ酸リチウム等からなる基板１３１を小型化することができる。
　また第２実施形態の光変調器２００においても、光分岐部１１０Ａで分岐したレーザー光を、マイクロレンズ１２４～１２７により入力導波路２３１～２３４に集光させて光導波路素子１３０Ａに導入している。したがって、異なる種類の基板上に形成された光導波路同士を接続する場合のような製造の困難性もなく、基板同士の膨張率差による破損や、接合ズレに起因する光損失の問題も生じない。
　（第３実施形態）
　次に、図３を参照しつつ第３実施形態について説明する。
　図３は、第３実施形態に係る光変調器を示す図である。
　なお、以下の実施形態において、先の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は簡略化又は省略する。
　第３実施形態の光変調器３００は、図３に示すように、光分岐部１１０と、ロッドレンズ１２０Ｂと、光導波路素子１３０Ｂとを有する。光分岐部１１０は、第１実施形態と共通である。
　ロッドレンズ１２０Ｂは、曲面形状のレンズ面を有する。ロッドレンズ１２０Ｂは、上記レンズ面と反対側の平坦面が光導波路素子１３０Ｂの側端面に光学的に接着されている。ロッドレンズ１２０Ｂは、そのレンズ面には、光分岐部１１０で分岐され射出された２本のレーザー光が入射される。ロッドレンズ１２０Ｂに入射したレーザー光は、光導波路素子１３０Ｂの側端面に形成された光導波路の入力端に集光される。
　光導波路素子１３０Ｂは、基板１３１と、基板１３１上に形成された光導波路及び電極とを有する。これらの光導波路及び電極により、光変調部１４０Ｂと、光合成部１５０とが同一の基板上に形成されている。
　光変調部１４０Ｂは、第１実施形態に係る光変調部１４０とほぼ同様の構成であり、互いに交差する入力導波路１３６及び１３７を備えた点において異なっている。入力導波路１３６及び１３７は、ロッドレンズ１２０Ｂが接合される基板１３１の側端面に入力端を有し、基板１３１の端縁から内側に延びた位置で互いに交差した後、各々マッハツェンダー導波路１３４及び１３５に接続されている。
　上記構成を備えた第３実施形態の光変調器３００では、光ファイバーコリメーター１５から射出されたレーザー光が、光分岐部１１０のビームスプリッター１１２に入射する。ビームスプリッター１１２は、入射光の８０％を透過し、２０％を反射する。
　ビームスプリッター１１２を透過した光は、ロッドレンズ１２０Ｂに入射し、ロッドレンズ１２０Ｂにより入力導波路１３７の入力端に集光される。入力導波路１３７に導入された光は、マッハツェンダー導波路１３５に入力される。
　一方、ビームスプリッター１１２で反射された光は、ミラー１１３で反射された後、ロッドレンズ１２０Ｂに入射し、ロッドレンズ１２０Ｂにより入力導波路１３６の入力端に集光される。入力導波路１３６に導入された光は、マッハツェンダー導波路１３４に入力される。
　したがって、第３実施形態の光変調器３００では、マッハツェンダー導波路１３４及び１３５に入力される光の強度比が第１実施形態とは逆になる。
　マッハツェンダー導波路１３４に導入された光は、入力端で分岐される。次に、分岐された光は、位相変調部１４１及び１４２で変調された後、バイアス電極部１３４ａへの電圧印加により所定の位相差（π／２）となるように調整される。その後、マッハツェンダー導波路１３４の出力端で合成されて光信号ＱＰＳＫ１となり、光合成部１５０へ出力される。
　マッハツェンダー導波路１３５に導入された光は、入力端で分岐される。次に、分岐された光は、位相変調部１４３及び１４４で変調された後、バイアス電極部１３５ａへの電圧印加により所定の位相差（π／２）となるように調整される。その後、マッハツェンダー導波路１３５の出力端で合成されて光信号ＱＰＳＫ２となり、光合成部１５０へ出力される。
　第３実施形態の場合、入力導波路１３６に導入される光は、ビームスプリッター１１２で分岐された強度２０％の光であるため、マッハツェンダー導波路１３４から出力される光信号ＱＰＳＫ１は、マッハツェンダー導波路１３５において強度８０％の光から生成された光信号ＱＰＳＫ１に対してパワーが１／４である。
　光合成部１５０において、上記パワー比の光信号ＱＰＳＫ１と光信号ＱＰＳＫ２とが、それらの強度比を維持するように合成されることにより、１６ＱＡＭ信号が生成される。
　なお、光信号ＱＰＳＫ１とＱＰＳＫ２とのパワー比率（４：１）は、光変調器１００の製造誤差によって多少ずれていてもよい。例えば、上記比率が３：１や５：１となる場合もある。上記比率は、光分岐部１１０におけるビームスプリッター１１２の透過率及び反射率により調整することもできる。
　以上、詳細に説明したように、第３実施形態の光変調器３００では、光分岐部１１０において所定のパワー比でレーザー光を分岐し、これらのレーザー光をロッドレンズ１２０Ｂを介して光導波路素子１３０Ｂに導入する。ロッドレンズ１２０Ｂを用いた場合にも、先の第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　（第４実施形態）
　次に、図４を参照しつつ第４実施形態について説明する。
　図４は、第４実施形態に係る光変調器を示す図である。
　なお、以下の実施形態において、先の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は簡略化又は省略する。
　第４実施形態の光変調器４００は、図４に示すように、２つの光分岐部１１０Ｂ及び１１０Ｃと、マイクロレンズアレイ１２０Ｃと、光導波路素子１３０Ｃとを有する。
　光分岐部１１０Ｂは、ガラス基材１１１の内部に、互いに平行に配置されたビームスプリッター１１７と、ミラー１１３とが設けられた構成を有する。ビームスプリッター１１７は、入射した光の７６％を透過し、２４％を反射する。ミラー１１３は全反射ミラーである。
　光分岐部１１０Ｃは、ガラス基材１１１の内部に、互いに平行に配置されたビームスプリッター１１８と、ミラー１１３とが設けられた構成を有する。ビームスプリッター１１８は、入射した光の８０％を透過し、２０％を反射する。
　光分岐部１１０Ｂと１１０Ｃとは組み合わされて用いられる。光分岐部１１０Ｂから射出される２本のレーザー光のうち、１本のレーザー光はマイクロレンズアレイ１２０Ｃに入射され、他の１本のレーザー光は光分岐部１１０Ｃに入射される。光分岐部１１０Ｃから射出される２本のレーザー光は、マイクロレンズアレイ１２０Ｃに入射される。
　光分岐部１１０Ｂ及び１１０Ｃの光入射面や光射出面には、反射防止膜（ＡＲコート）などが形成されていてもよい。
　マイクロレンズアレイ１２０Ｃは、直方体状の透明な基体１２１と、基体１２１の一方の面（光分岐部１１０Ｂ及び１１０Ｃ側の面）に形成された３つのマイクロレンズ４２１、４２２、及び４２３とを有する。マイクロレンズ４２１の光軸は、光分岐部１１０Ｂから射出されるレーザー光の光軸と同軸に配置されている。マイクロレンズ４２２及び４２３の光軸は、光分岐部１１０Ｃから射出される２本のレーザー光の光軸と同軸に配置されている。
　基体１２１のマイクロレンズ４２１～４２３が配置された面と反対側の面は、光導波路素子１３０Ｃと光学的に接着されている。基体１２１は、マイクロレンズ４２１～４２３の焦点距離に相当する厚さを有する。マイクロレンズ４２１～４２３に入射したレーザー光は、光導波路素子１３０Ｃの側端面に形成された光導波路の入力端に集光される。
　光導波路素子１３０Ｃは、基板１３１と、基板１３１上に形成された光導波路及び電極とを有する。これらの光導波路及び電極により、光変調部１４０Ｃと、光合成部１５０Ａとが同一の基板上に形成されている。
　光変調部１４０Ｃは、マッハツェンダー導波路４３１、４３２、及び４３３を有する。マッハツェンダー導波路４３１は、位相変調部１４１及び１４２を有する。マッハツェンダー導波路４３２は、位相変調部１４３及び１４４を有する。マッハツェンダー導波路４３３は、位相変調部１４５及び１４６を有する。位相変調部１４１～１４６は、それぞれマッハツェンダー導波路と電極とを有する。
　基板１３１のマイクロレンズアレイ１２０Ｃと接合された辺端から、３本の入力導波路４４１、４４２、及び４４３が延びている。入力導波路４４１、４４２、及び４４３は、２本のアームを有するマッハツェンダー導波路４３１、４３２、及び４３３にそれぞれ接続されている。マッハツェンダー導波路４３１の各々のアームには位相変調部１４１及び１４２が設けられている。マッハツェンダー導波路４３１の出力端側にバイアス電極部４３１ａが設けられている。マッハツェンダー導波路４３２の各々のアームには位相変調部１４３及び１４４が設けられている。マッハツェンダー導波路４３２の出力端側にバイアス電極部４３２ａが設けられている。マッハツェンダー導波路４３３の各々のアームには位相変調部１４５及び１４６が設けられている。マッハツェンダー導波路４３３の出力端側にバイアス電極部４３３ａが設けられている。
　位相変調部１４１～１４６は、入力される光信号に対して二位相変調（ＢＰＳＫ）を施して出力する。位相変調部１４１及び１４２は、それらの位相変化が直交するように動作設定される。同様に、位相変調部１４３及び１４４、並びに位相変調部１４５及び１４６も、各対の位相変化が直交するように動作設定される。マッハツェンダー導波路４３１、４３２、及び４３３は、それぞれＱＰＳＫ（四相位相偏移変調）方式の光変調器を構成している。マッハツェンダー導波路４３１、４３２、及び４３３でそれぞれ変調された光信号は、光合成部１５０Ａへ出力される。
　光合成部１５０Ａは、マッハツェンダー導波路４３２及び４３３の出力端からそれぞれ延びる光導波路を合流させる光結合部１５１ａと、光結合部１５１ａから延びる光導波路とマッハツェンダー導波路４３１から延びる光導波路を合流させる光結合部１５１ｂと、光結合部１５１ｂから基板１３１の辺端に延びる出力導波路１５２とを有する。マッハツェンダー導波路４３１～４３３から出力される光信号は光結合部１５１ａ及び１５１ｂにおいてそれぞれ合成され、６４ＱＡＭ信号光が生成される。生成された６４ＱＡＭ信号は出力導波路１５２を介して光ファイバー１２へ出力される。
　上記構成を備えた第４実施形態の光変調器４００において、光ファイバーコリメーター１５から射出されたレーザー光は、光分岐部１１０Ｂのビームスプリッター１１７に入射する。ビームスプリッター１１７は、入射光の７６％を透過し、２４％を反射する。ビームスプリッター１１７を透過した光は、マイクロレンズ４２１に入射し、マイクロレンズ４２１により入力導波路４４１の入力端に集光される。
　ビームスプリッター１１７で反射された光は、光分岐部１１０Ｂのミラー１１３で反射された後、光分岐部１１０Ｃのビームスプリッター１１８に入射する。ビームスプリッター１１８は、入射光の８０％を透過し、２０％を反射する。ビームスプリッター１１８を透過した光は、マイクロレンズ４２２に入射し、マイクロレンズ４２２により入力導波路４４２の入力端に集光される。
　ビームスプリッター１１８で反射された光は、光分岐部１１０Ｃのミラー１１３で反射された後、マイクロレンズ４２３に入射し、マイクロレンズ４２３により入力導波路４４３の入力端に集光される。
　入力導波路４４１に導入された光は、マッハツェンダー導波路４３１の入力端で分岐される。次に、分岐された光は、位相変調部１４１及び１４２で変調された後、バイアス電極部４３１ａへの電圧印加により所定の位相差（π／２）となるように調整される。その後、マッハツェンダー導波路４３１の出力端で合成されて光信号ＱＰＳＫ１となり、光合成部１５０Ａへ出力される。
　入力導波路４４２に導入された光は、マッハツェンダー導波路４３２の入力端で分岐される。次に、分岐された光は、位相変調部１４３及び１４４で変調された後、バイアス電極部４３２ａへの電圧印加により所定の位相差（π／２）となるように調整される。その後、マッハツェンダー導波路４３２の出力端で合成されて光信号ＱＰＳＫ２となり、光合成部１５０へ出力される。
　入力導波路４４３に導入された光は、マッハツェンダー導波路４３３の入力端で分岐される。次に、分岐された光は、位相変調部１４５及び１４６で変調された後、バイアス電極部４３３ａへの電圧印加により所定の位相差（π／２）となるように調整される。その後、マッハツェンダー導波路４３３の出力端で合成されて光信号ＱＰＳＫ３となり、光合成部１５０へ出力される。
　第４実施形態の場合、入力導波路４４１～４４３に導入される光は、それぞれビームスプリッター１１７及び１１８により所定のパワー比（１６：４：１）となるように調整された光である。したがって、それぞれのマッハツェンダー導波路４３１～４３３で生成される光信号ＱＰＳＫ１、ＱＰＳＫ２、及びＱＰＳＫ３のパワー比も１６：４：１となる。
　光合成部１５０Ａにおいて、上記の光信号ＱＰＳＫ１と光信号ＱＰＳＫ２と光信号ＱＰＳＫ３とが、それらの強度比を維持するように合成されることにより、６４ＱＡＭ信号が生成される。
　なお、光信号ＱＰＳＫ１と、ＱＰＳＫ２と、ＱＰＳＫ３とのパワー比率（１６：４：１）は、光変調器４００の製造誤差によって多少ずれていてもよい。上記比率は、光分岐部１１０Ｂ及び１１０Ｃにおけるビームスプリッターの透過率及び反射率により調整することもできる。
　以上、詳細に説明したように、第４実施形態の光変調器４００においても、光分岐部１１０Ｂ及び１１０Ｃを用いて所定のパワー比でレーザー光を分岐し、これらのレーザー光を、マイクロレンズアレイ１２０Ｃを介して光導波路素子１３０Ｃに導入している。これにより、ニオブ酸リチウム基板上に光信号のパワー調整部を設ける場合と比較して、光損失を低減することができる。
　また、上記のようなパワー調整部を、ニオブ酸リチウム基板上に形成する必要がないことから、ニオブ酸リチウム等からなる基板１３１を小型化することができる。
　また、光分岐部１１０Ｂ及び１１０Ｃで分岐したレーザー光は、マイクロレンズ４２１～４２３により集光されて光導波路素子１３０Ｃに導入されるため、異なる種類の基板上に形成された光導波路同士を接続する場合のような製造の困難性もなく、基板同士の膨張率差による破損や、接合ズレに起因する光損失の問題も生じない。
　（第５実施形態）
　次に、図５を参照しつつ第５実施形態について説明する。
　図５は、第５実施形態に係る光変調器を示す図である。
　なお、以下の実施形態において、先の実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は簡略化又は省略する。
　第５実施形態の光変調器５００は、図５に示すように、光分岐部１１０Ｄと、マイクロレンズアレイ１２０Ｃと、光導波路素子１３０Ｃとを有する。すなわち、図４に示した光変調器４００に対して、光分岐部のみを変更した構成を有する。
　光分岐部１１０Ｄは、ガラス基材１１１の内部に、互いに平行に配置されたビームスプリッター５１１及び５１２と、ミラー１１３とが設けられた構成を有する。ビームスプリッター５１１は、入射した光の７６％を透過し、２４％を反射する。ビームスプリッター５１２は、入射した光の２０％を透過し、８０％を反射する。ミラー１１３は全反射ミラーである。
　光分岐部１１０Ｄは、第４実施形態では２つの光分岐部１１０Ｂ、１１０Ｃにより生成していた３本のレーザー光を単一の光分岐部で生成することができる。光分岐部１１０Ｄにおいて、光ファイバーコリメーター１５から射出されたレーザー光は、ビームスプリッター５１１に入射する。
　ビームスプリッター５１１を透過した光は、マイクロレンズ４２１を介して入力導波路４４１に入力される。一方、ビームスプリッター５１１で反射された光は、ビームスプリッター５１２に入射する。
　ビームスプリッター５１２で反射された光は、マイクロレンズ４２２を介して入力導波路４４２に入力される。一方、ビームスプリッター５１２を透過した光は、ミラー１１３で反射される。ミラー１１３で反射された光はマイクロレンズ４２３に入射し、入力導波路４４３に入力される。
　入力導波路４４１～４４３のそれぞれに入力された光は、ビームスプリッター５１１及び５１２により所定のパワー比（１６：４：１）となるように調整された光である。したがって、マッハツェンダー導波路４３１、４３２、及び４３３で生成される光信号ＱＰＳＫ１、ＱＰＳＫ２、及びＱＰＳＫ３も上記のパワー比となり、これらを強度比を維持しつつ合成することで、６４ＱＡＭ信号を得ることができる。
　以上説明したように、第５実施形態の光変調器５００は、第４実施形態に係る光変調器４００と同様に動作させることができ、同様の作用効果を得ることができる。さらに、第５実施形態によれば、より小型の光分岐部１１０Ｄを備えることで、光変調器の全体の小型化を図ることができる。
　なお、上記各実施形態における光合成部の構成は例示であり、本願明細書に記載された構成に限定されるものではない。光合成部としては、入射するそれぞれの位相変調光のパワー比を維持しつつ合成できる構成であればよい。
　１００，２００，３００，４００，５００　　光変調器
　１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ　　光分岐部
　１１２，１１４，１１５，１１６，１１７，１１８，５１１，５１２　　ビームスプリッター
　１１３　　ミラー
　１２０，１２０Ａ，１２０Ｃ　　マイクロレンズアレイ（レンズ）
　１２０Ｂ　　ロッドレンズ（レンズ）
　１３１　　基板
　１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１４６　　位相変調部
　１５０，１５０Ａ　　光合成部

Claims (8)

  1. 　少なくとも１つのビームスプリッターとミラーとを有し、入力光を分岐するように構成される光分岐部と、
    　前記光分岐部で分岐された各光を集光するように構成されるレンズと、
    　複数の位相変調部であって、前記位相変調部の各々は、前記レンズを介して入力される各光を位相変調するように構成される位相変調部と、
    　複数の前記位相変調部から出力される複数の位相変調光を合成して変調信号光を出力するように構成される光合成部と、
    　を有する、光変調器。
  2. 　複数の前記位相変調部が、単一の基板上に形成されている、請求項１に記載の光変調器。
  3. 　前記レンズは、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、及びロッドレンズの少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の光変調器。
  4. 　前記光分岐部は、強度の異なる複数の光を出力するように構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の光変調器。
  5. 　前記光分岐部にコリメート光を入力する光学素子を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の光変調器。
  6. 　前記ビームスプリッターと前記ミラーとのうち少なくとも一方は、誘電体多層膜を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の光変調器。
  7. 　前記レンズは、前記位相変調部に直接的に固定されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の光変調器。
  8. 　前記レンズは、前記位相変調部に他の光学素子を介して固定されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の光変調器。
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