WO2024166351A1 - 光導波路素子とそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置 - Google Patents

光導波路素子とそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置 Download PDF

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optical
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waveguide
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秀樹 一明
優 片岡
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    • 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 
    • G02F1/03—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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035—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  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure

Definitions

  • the present invention relates to an optical waveguide element and an optical modulation device and optical transmission device using the same, and in particular to an optical waveguide element having a substrate on which an optical waveguide is formed.
  • optical waveguide elements such as optical modulators are widely used, which form an optical waveguide on a substrate with electro-optical effects such as lithium niobate (LN) and have a modulation electrode that modulates the light waves propagating through the optical waveguide.
  • LN lithium niobate
  • Patent Document 1 proposes a method for easily identifying the location where optical loss such as propagation loss or coupling loss of an optical waveguide occurs even in a miniaturized optical waveguide element.
  • an optical waveguide element including a substrate 1 on which a folded optical waveguide 2 is formed is provided with a grating 6 formed in a part of the optical waveguide 2, or a grating 6 connected to a monitor optical waveguide which merges with or branches from a part of the optical waveguide, and is characterized in that a light wave is input from a light source LD to the optical waveguide via the grating, or at least a part of the light wave propagating through the optical waveguide is output and received by a light receiving element (PD1, PD2).
  • a light receiving element PD1, PD2
  • a spot size conversion section SSC is provided at the end of the optical waveguide 2 to expand the MFD to 3 ⁇ m or more.
  • Patent Document 1 also proposes arranging a light absorbing member AB1 such as a metal behind the light receiving element in order to absorb high-order diffracted light from the grating 6 that cannot be received by the light receiving element PD1 (PD2) and the multiple reflected light thereof, as shown in Figure 2. It also discloses a configuration in which a grating 6 is arranged at the tip of a branching waveguide 5 branching off from an optical waveguide 2, and a light absorbing member AB2 is arranged downstream of the grating 6 in order to absorb noise light leaking from the grating 6, as shown in Figure 3.
  • a light absorbing member AB1 such as a metal behind the light receiving element
  • an optical component OB such as an optical fiber or lens LEN is attached to an optical waveguide element having a substrate 1 on which a folded optical waveguide 2 is formed.
  • inspection light L0 is incident from a specific lens LEN, and the optical element OB is adjusted so that the light receiving sensitivity of the monitor PD provided on the optical waveguide element chip is maximized.
  • the light absorbing members (AB1, AB2) When the light absorbing members (AB1, AB2) are arranged in the positions shown in FIG. 2 or FIG. 3, it is suitable for removing noise light after passing through the monitor PD.
  • the position of the monitor PD in the structure of the optical waveguide element with a folded optical waveguide as shown in FIG. 4, the position of the monitor PD is close to the input waveguide end of the optical waveguide 2, so the leakage light of the input light (see symbol LT2 in FIG. 5) is likely to enter the monitor (PD1, PD2).
  • the diffraction grating GT is designed so that light waves traveling in the direction of arrow A are bounced up directly above the diffraction grating GT (perpendicular to the drawing), and is optimized with the light receiving surface of the light receiving element PD.
  • the angle ⁇ of the diffraction grating fanning out from the arrow A is set to about 7°.
  • the problem that the present invention aims to solve is to provide an optical waveguide element that solves the problems described above and reduces the noise light that enters the light receiving element. It is also to provide an optical modulation device and an optical transmission device that use this optical waveguide element.
  • An optical waveguide element including a substrate having an optical waveguide formed thereon, the optical waveguide having a main waveguide and a branch waveguide branching off from a part of the main waveguide, the optical waveguide including a diffraction grating disposed at an end of the branch waveguide, a light receiving element disposed on the substrate for receiving light waves diffracted by the diffraction grating, and a metal film disposed on the substrate to surround the diffraction grating.
  • the metal film is characterized in that it is a part of an electrode formed on the substrate.
  • the metal film is disposed at least on a straight line connecting the diffraction grating and a branch point where the branch waveguide branches off from the main waveguide.
  • the optical waveguide element described in (1) above is characterized in that the angle formed by the extension direction of the main waveguide at the branch point where the branch waveguide branches off from the main waveguide and the tangent direction at the end of the curve formed by the branch waveguide is 40 degrees or more.
  • the metal film has a pattern having a portion along a part of the edge of the light receiving element where the metal film is not disposed when the substrate is viewed in a plan view, and the pattern also serves as a positioning means for the light receiving element.
  • the metal film comprises a first metal film having at least a portion that is disposed inside the light receiving element when the substrate is viewed in plan, and a second metal film that is composed only of a portion that is disposed outside the light receiving element and has a portion that surrounds the first metal film, and the second metal film is configured to be thicker than the first metal film.
  • the optical waveguide element described in (6) above is characterized in that the electrode formed on the substrate is multi-stage, and the first and second metal films are formed from metal films of any of the stages constituting the electrode.
  • the thickness of the metal film disposed inside the light receiving element when the substrate is viewed in plan is 2 ⁇ m or less.
  • An optical modulation device comprising an optical waveguide element according to any one of (1) to (8) above, a housing for housing the optical waveguide element, and an optical fiber for inputting and outputting light waves to and from the optical waveguide element.
  • the optical modulation device described in (9) above is characterized in that a modulation electrode that modulates the light wave propagating through the optical waveguide is provided on the substrate, and an electronic circuit that amplifies the modulation signal input to the modulation electrode is provided inside or outside the housing.
  • An optical transmission device comprising the optical modulation device described in (10) above and an electronic circuit that outputs a modulation signal that causes the optical modulation device to perform a modulation operation.
  • the present invention provides an optical waveguide element having a substrate on which an optical waveguide is formed, the optical waveguide having a main waveguide and a branch waveguide branching from a part of the main waveguide, a diffraction grating arranged at the end of the branch waveguide, a light receiving element arranged on the substrate for receiving light waves diffracted by the diffraction grating, and a metal film arranged on the substrate so as to surround the diffraction grating. Therefore, for example, stray light such as leakage light emitted from the branch part between the main waveguide and the branch waveguide is absorbed by the metal film and is prevented from reaching the diffraction grating. As a result, it is possible to provide an optical waveguide element that reduces noise light entering the light receiving element. It is also possible to provide an optical modulation device and an optical transmission device using an optical waveguide element having such an effect.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of an optical waveguide element described in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a side view illustrating an optical waveguide and a grating in the optical waveguide element described in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a state in which a light absorbing member (electrode or the like) is disposed after a grating in the optical waveguide element described in Patent Document 1.
  • 11 is a plan view illustrating the position adjustment of the optical member OB with respect to the optical waveguide 2.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams illustrating a state in which leakage light is incident on a diffraction grating provided in a branching waveguide.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams illustrating a state in which leakage light is incident on a diffraction grating provided in a branching waveguide.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a diffraction grating used in the optical waveguide element of the present invention.
  • 1A to 1C are diagrams illustrating a first embodiment of an optical waveguide element according to the present invention.
  • 1A to 1C are diagrams illustrating a second embodiment of the optical waveguide element of the present invention. This is a cross-sectional view taken along dashed line C-C' in Figure 8.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the arrangement angle of the diffraction grating in FIG. 7 .
  • FIG. 11 is a diagram showing an application example of FIG. 10 .
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example in which slits are provided in the first metal film MET1 in the embodiment of FIG. 8.
  • FIG. 13A and 13B are diagrams illustrating an example in which a diffraction grating is disposed only in one of two branching waveguides.
  • 1 is a diagram showing how a part of a light wave branched by a multi-mode interference waveguide (MMI) 20 is guided to a light receiving element PD.
  • MMI multi-mode interference waveguide
  • 1 is a diagram illustrating an optical waveguide element in which an input section and an output section for optical waves are formed on opposite sides of a substrate 1 (chip).
  • 1 is a diagram illustrating an optical waveguide element in which an input section and an output section for optical waves are formed on adjacent sides of a substrate 1 (chip).
  • 1 is a plan view showing an optical modulation device and an optical transmission device according to the present invention;
  • the present invention provides an optical waveguide element comprising a substrate 1 on which an optical waveguide 2 is formed, the optical waveguide 2 having a main waveguide 2 and a branch waveguide 5 branching off from a part of the main waveguide, a diffraction grating GT arranged at an end of the branch waveguide 2, a light receiving element PD arranged on the substrate for receiving light waves diffracted by the diffraction grating, and a metal film MET1 arranged on the substrate so as to surround the diffraction grating.
  • a substrate having an electro-optic effect such as lithium niobate (LN), lithium tantalate (LT), or PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), a vapor-deposited film made of these materials, or a composite substrate in which these materials are bonded to a substrate of a different type can be used.
  • various materials such as semiconductor materials and organic materials can also be used.
  • One method of forming an optical waveguide is to use a rib-type optical waveguide in which the portion of the substrate corresponding to the optical waveguide is convex by etching the surface of the substrate other than the optical waveguide and forming grooves on both sides of the optical waveguide.By using a horizontal slot waveguide in which a slot waveguide structure is formed in the thickness direction by thinning the substrate, it is possible to reduce bending loss. It is also possible to form an optical waveguide by forming a high refractive index portion on the substrate surface using a thermal diffusion method, a proton exchange method, etc. of Ti, etc. It is also possible to form a composite optical waveguide by diffusing a high refractive index material into a rib-type optical waveguide portion. In particular, when using a folded optical waveguide, a convex waveguide with a width or height of about 1 ⁇ m, which has strong light confinement, is used.
  • the substrate on which the optical waveguide is formed is thinned by grinding and polishing to a thickness of 10 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or less, and even more preferably less than 1 ⁇ m (the lower limit of the thickness is preferably 0.3 ⁇ m or more), or a thinned substrate is produced using the smart cut method (a method of thinning by ion implantation peeling).
  • the height of the rib-type optical waveguide is preferably set to 1 ⁇ m or less. It is also possible to form a vapor-grown film on a holding substrate with a thickness of about the same as the above-mentioned substrate, and process the film into the shape of the above-mentioned optical waveguide.
  • the substrate (thin plate, thin film) on which the optical waveguide is formed is bonded to a holding substrate by direct bonding or via an adhesive layer such as resin to increase mechanical strength.
  • a holding substrate for direct bonding a material with a lower refractive index than the optical waveguide or the substrate on which the optical waveguide is formed and a thermal expansion coefficient close to that of the optical waveguide, such as quartz, is preferably used.
  • an intermediate layer with a low refractive index it is also possible to use the same material as the substrate on which the optical waveguide is formed, such as an LN substrate, as a reinforcing substrate, or to use a substrate with a high refractive index such as silicon as the holding substrate.
  • the "substrate” in this invention is a concept that includes this holding substrate.
  • the optical waveguide element of the present invention is characterized in that a metal film is disposed so as to surround a diffraction grating disposed at an end of a branching waveguide.
  • 7 is a plan view for explaining a first embodiment of the optical waveguide element of the present invention.
  • the lower part of the light receiving element PD is invisible, but the light receiving element PD is made transparent so that the metal film MET1 and the diffraction grating GT can be seen.
  • the symbol L indicates a light wave incident on the optical waveguide 2 in the region of interest, and the symbol L' indicates a light wave exiting from the optical waveguide 2.
  • the diffraction grating GT may be subject to leakage light LT1 from the branch point where the main waveguide 2 and the branch waveguide 5 branch, and leakage light LT2 from the input section of the optical waveguide 2 formed in the optical waveguide element.
  • leakage light LT1 occurs in the vicinity of the diffraction grating GT, by arranging the metal film MET1 so as to surround the diffraction grating, it is possible to reliably suppress the leakage light LT1 from entering the diffraction grating. In particular, as shown in FIG.
  • the metal film MET1 is arranged at least on the straight line connecting the branch point where the branch waveguide 5 branches off from the main waveguide 2 and the diffraction grating GT, thereby suppressing the leakage light LT1 from the branch point from reaching the diffraction grating GT.
  • the metal layer MET1 can also prevent leakage light LT2 from the input portion of the optical waveguide element from reaching the diffraction grating GT. Furthermore, in order to effectively suppress leakage light (stray light) generated from places other than the branch point, such as leakage light LT2, at the diffraction grating GT, it is also possible to arrange a second metal film to surround the first metal film MET1, as shown in Figure 8.
  • the first metal film MET1 is a metal film having at least a portion disposed inside the light receiving element PD when the substrate 1 is viewed in plan view. As will be described later, the first metal film MET1 may have a portion protruding outside the light receiving element PD.
  • the second metal film MET2 is a metal film that is composed only of a portion that is disposed outside the light receiving element PD and that has a portion that surrounds the first metal film MET1.
  • FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view taken along dashed line CC' in FIG.
  • the substrate 1 on which the optical waveguide 2 is formed is formed on the upper surface of the holding substrate 3.
  • Branch waveguides 5 are formed to sandwich the central main waveguide 2, and around the optical waveguide 2 and the branch waveguide 5, any dielectric material having a lower refractive index than the substrate 1, whether organic or inorganic, is used.
  • a resin such as a resist, which has a small Young's modulus and is easy to pattern, is preferably used, for example, a polyamide resin, a melamine resin, a phenol resin , an amino resin, or an epoxy resin.
  • SiO2 , SiN , Al2O3 , MgF, La2O3 , ZnO, MgO, CaF2 , Y2O3 , or the like is used.
  • this buffer layer BF it is possible to reduce the scattering loss of light in the optical waveguide 2 and the branching waveguide 5, and as a result, the optical loss characteristics are improved.
  • the first metal film MET1 is arranged to sandwich the branching waveguide 5, and a resist RE is arranged to cover the optical waveguide 2. It is also possible to remove the buffer layer and arrange the resist so that it is in contact with the optical waveguide. By forming the resist RE when mounting the light receiving element PD, it is expected that the upper surface of the resist RE can be used to improve installation accuracy (horizontal).
  • the light receiving element PD is fixed with adhesive AD.
  • the light waves traveling upward from the diffraction grating GT (not shown in FIG. 9) arranged at the end of the branching waveguide 5 are incident on the light receiving element PD arranged on the upper side of the substrate 1.
  • the light receiving element PD has light receiving surfaces PS with photoelectric conversion function provided in two locations corresponding to the two diffraction gratings.
  • the two light receiving surfaces PS may be configured to output monitor signals separately, but if necessary, the two light receiving surfaces can be integrally formed as a single light receiving surface, and the two light waves obtained from the two diffraction gratings can be combined and output as a monitor signal.
  • the first metal film MET1 and the second metal film MET2 are not particularly limited as long as they are made of a material that can absorb light waves, such as Au.
  • a control electrode such as a modulation electrode or a DC bias electrode, that is disposed on the substrate of the optical waveguide element
  • the control electrode is formed by stacking multiple electrode layers in a multi-stage structure (such as a staircase structure in which the protruding end portions of each stage are positioned at different positions), it is also possible to configure the first metal film and the second metal film by combining different stages (electrode layers).
  • the thickness of the first metal film MET1 is 2 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and even more preferably less than 0.7 ⁇ m.
  • the lower limit of the thickness is preferably 0.3 ⁇ m or more. Since the first metal film MET1 has a portion located below the light receiving element PD, a thinner thickness makes it possible to place a permanent resist on the metal film MET1 using a permanent resist or the like, and to mount the light receiving element and the optical waveguide in parallel with high precision. Note that if the metal film is too thin, the light absorption performance decreases, so it is preferable to ensure the above-mentioned thickness.
  • the first metal film MET1 is placed close to the main waveguide 2 and the branching waveguide 5, so it is necessary to precisely control the distance between the optical waveguide and the metal film. For this reason, an electron beam (EB) lithography device is used to pattern the EB resist.
  • EB resist is also used to form the electrode layer of the first or specific stage of the control electrode (modulation electrode or DC bias electrode) placed close to the optical waveguide. For this reason, it is preferable to form the first metal layer in accordance with the formation of the electrode layer of the stage in which EB resist is used for the control electrode.
  • the thickness of the second metal film MET2 is thicker than the thickness of the first metal film MET1.
  • the upper surface of the second metal film MET2 is located at a position higher than the position of the lower surface of the light receiving element PD. This is because, when leakage light (stray light) from outside the second metal film enters the area of the second metal film MET2, not only the light waves propagating inside the substrate 1 but also the light waves propagating in the space above the substrate 1 can be blocked efficiently.
  • the thickness of the second metal film MET2 is thick in order to improve the electrical bandwidth and high frequency characteristics.
  • a pattern can be formed in the photoresist using an ultraviolet exposure machine, just as in the case of the control electrode, to give it a thickness of, for example, about 8 to 30 ⁇ m.
  • the angle ⁇ of the diffraction grating GT arranged at the end 50 of the branch waveguide 5 is set to, for example, 40 degrees or more.
  • the angle ⁇ is 40 degrees or more, the angle at which the leakage light LT1 emitted from the branch point of the branch waveguide 5 intersects with the tangent direction D of the diffraction grating GT changes from 0 degrees to 90 degrees. Therefore, the amount of stray light introduced from the diffraction grating to the light receiving element PD is reduced, like the stray light (IL2 or IL3) incident on the diffraction grating GT in FIG. 6.
  • the angle ⁇ of the diffraction grating GT becomes extremely important.
  • Figures 15 and 16 are application examples of the optical waveguide element of the present invention.
  • a diffraction grating GT is provided on only one of the two branch waveguides.
  • a first metal film MET11 is provided to surround the diffraction grating.
  • a metal film MET10 is formed to cover the other branch waveguide, and absorbs the light waves propagating through that waveguide.
  • the light receiving element PD only needs to have a light receiving surface that corresponds to at least the diffraction grating GT, and a light receiving element with two light receiving surfaces may be used to reduce the number of parts.
  • FIG. 16 it is formed using a multimode interference waveguide (MMI) 20 of the branching waveguide 5. Even in such a case, it is possible to attach a diffraction grating GT to the end of the branching waveguide 5. Also, a first metal film MET1 is arranged to surround the diffraction grating GT. Naturally, if the light receiving element has multiple light receiving surfaces, it is preferable to form a metal film under the unused light receiving surfaces. Furthermore, a second metal film (MET20, MET21) may also be formed to surround the light receiving element PD.
  • MMI multimode interference waveguide
  • the configuration of the optical waveguide element of the present invention is effective not only in the case of using a folded optical waveguide as shown in FIG. 4, but also in the case of an optical waveguide element in which an input part (Lin) and an output part (Lout) of the optical wave are formed on the opposing sides of the substrate 1 (chip) as shown in FIG. 17, or in the case of an input part and an output part of the optical wave are formed on the adjacent sides of the substrate 1 (chip) as shown in FIG. 18.
  • the input part is disposed away from the light receiving element PD, but when multiple Mach-Zehnder type optical waveguides are used, more leakage light (stray light) is generated than in the branching and multiplexing parts of each Mach-Zehnder type optical waveguide.
  • it is extremely important to suppress the leakage light from entering the diffraction grating for example, to position the optical component OB in a state in which a predetermined voltage is applied to the modulation electrode RF1 and the DC bias electrodes (DC1, DC2) and the amount of light received by the light receiving element PD is optimized.
  • a compact optical modulation device MD can be provided by housing the optical waveguide element (substrate 1) of the present invention in a housing CA made of metal or the like and connecting the outside of the housing to the optical waveguide element with an optical fiber F.
  • Reference numeral 10 denotes a reinforcing member superimposed on substrate 1 along the end face of substrate 1, and is used when directly joining an optical component such as an optical fiber to the end face of substrate 1.
  • An electronic circuit that outputs a modulation signal S0 that causes the optical modulation device MD to perform a modulation operation can be connected to the optical modulation device MD to configure an optical transmission device OTA. Since the modulation signal S to be applied to the optical waveguide element needs to be amplified, a driver circuit DRV is used.
  • the driver circuit DRV and the digital signal processor DSP can be placed outside the housing CA, but can also be placed inside the housing CA. In particular, by placing the driver circuit DRV inside the housing, the propagation loss of the modulation signal from the driver circuit can be further reduced and a wider bandwidth can be achieved.
  • an optical waveguide element that reduces the noise light that enters the light receiving element. It is also possible to provide an optical modulation device and an optical transmission device that use this optical waveguide element.
  • Substrate 2 Optical waveguide 5 Branching waveguide (monitoring optical waveguide) GT Diffraction grating MET1 First metal film MET2 Second metal film LT1, LT2 Leakage light

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Abstract

本発明の目的は、受光素子に入るノイズ光を低減した光導波路素子を提供することである。　光導波路（２）を形成した基板（１）を備えた光導波路素子において、該光導波路（２）が、主導波路（２）と該主導波路の一部から分岐する分岐導波路（５）とを有し、該分岐導波路（５）の端部に配置された回折格子（ＧＴ）と、該基板上に配置され、該回折格子で回折される光波を受光するための受光素子（ＰＤ）と、該回折格子を取り囲むように、該基板上に配置される金属膜（ＭＥＴ１）とを備えることを特徴とする。

Description

光導波路素子とそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置
　本発明は、光導波路素子とそれを用いた光変調デバイス並びに光送信装置に関し、特に、光導波路を形成した基板を備えた光導波路素子に関する。
　光通信分野や光計測分野において、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）などの電気光学効果を有する基板に光導波路を形成し、光導波路を伝搬する光波を変調する変調電極を備えた光変調器などの光導波路素子が多用されている。
　ＨＢ－ＣＤＭ（Ｈｉｇｈ　Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ　Ｃｏｈｅｒｅｎｔ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）のように、近年の光変調デバイスにおいては、光導波路素子を駆動するドライバ回路を光導波路素子と一緒に筐体内に組み込み、さらに全体のパッケージを小型化することなどが求められている。ドライバ回路を光導波路素子の一端側に配置し、高周波信号を光導波路素子に入力する場合、光導波路素子の他端側には、光波を入力する入力部と光波を出力する出力部を一緒に配置することが提案されている。
　特許文献１では、小型化された光導波路素子においても、光導波路の伝搬損失や結合損失などの光損失が発生している箇所を容易に特定する方法が提案されている。具体的には、図１に示すように、折り返し光導波路２を形成した基板１を備えた光導波路素子において、該光導波路２の一部に形成されたグレーティング６、または該光導波路の一部に合流または、分岐するモニタ用光導波路に接続されたグレーティング６を備え、該グレーティングを介して、該光導波路に光波を光源ＬＤから入力するか、または該光導波路を伝搬する光波の少なくとも一部を出力し受光素子（ＰＤ１，ＰＤ２）で受光することを特徴とする。
　光導波路素子を小型化するため、折り返し光導波路２のモードフィールド径（ＭＦＤ）が１μｍ程度と小さいため、光導波路２の端部にはスポットサイズ変換部ＳＳＣを設け、ＭＦＤを３μｍ以上に広げることが行われている。
　また、特許文献１では、図２に示すように、受光素子ＰＤ１（ＰＤ２）で受光できなかったグレーティング６からの高次の回折光やそれらの多重反射光を吸収するため、受光素子の後側に金属などの光吸収部材ＡＢ１を配置することが提案されている。また、図３に示すように、光導波路２から分岐した分岐導波路５の先端にグレーティング６を配置し、グレーティング６から漏出したノイズ光を吸収するためグレーティング６の下流側に光吸収部材ＡＢ２を配置する構成も開示されている。
　光変調デバイスを製造する際に、例えば、図４に示すように、折り返し光導波路２を形成した基板１を備えた光導波路素子へ、光ファイバやレンズＬＥＮなどの光学部材ＯＢを取り付けることが行われる。光学素子ＯＢの取り付け精度を高めるため、特定のレンズＬＥＮから検査光Ｌ０を入射し、光導波路素子チップ上に設けられたモニタＰＤの受光感度が最大となるように光学素子ＯＢを調整する。
　図２又は図３に示すような位置に光吸収部材（ＡＢ１，ＡＢ２）を配した場合では、モニタＰＤを通過した後のノイズ光の除去には適している。しかしながら、図４のように、折り返し光導波路を備えた光導波路素子の構造では、モニタＰＤの位置が光導波路２の入力導波路端に近いため、入力光の漏れ光（図５の符号ＬＴ２参照）がモニタ（ＰＤ１，ＰＤ２）に入射し易い。また、図５に受光素子ＰＤの近傍の様子を拡大して示すが、信号光などのメイン光が伝搬する主導波路２から分岐する分岐導波路５の分岐点で発生した漏れ光ＬＴ１が回折格子（グレーティング）ＧＴに入射することもある。このため、モニタＰＤの受光感度が最大になる光学部材ＯＢの位置が、必ずしも光学素子の最適位置とはならないことがあった。
　図６は回折格子ＧＴを拡大した平面図であり、分岐導波路５の端部に扇状に凹凸が規則的に配置されている。矢印Ａ方向に進む光波は、回折格子ＧＴの真上方向（図面に垂直な方向）に跳ね上げる設計となっており、受光素子ＰＤの光受光面との最適化を行っている。
　一般的に、回析格子の矢印Ａから扇状に広がっている角度αは、７°程度の角度に設定される。
　回折格子の構造上の特性から、矢印Ａ方向と同じ方向に進む迷光ＩＬ１や、逆方向に進む迷光ＩＬ４は、回折格子ＧＴに入射すると回折格子の真上に跳ね上げられ、受光素子ＰＤに入射しノイズとなる。また、回折格子の跳ね上げ効果は、迷光（ＩＬ１とＩＬ４）が最も強く、その次に迷光ＩＬ２が強く、矢印Ａとほぼ直角な位置関係で入射する迷光ＩＬ３が最も低くなる。
　このため、図５の主導波路２と分岐導波路５との分岐部からの漏れ光ＬＴ１や、光導波路２への入力光の漏れ光ＬＴ２は、回折格子ＧＴで跳ね上げられ、受光素子のノイズとなり易い。
特開２０２２－１５５８１３号公報
　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、受光素子に入るノイズ光を低減した光導波路素子を提供することである。また、この光導波路素子を用いた光変調デバイス及び光送信装置を提供することである。
　上記課題を解決するため、本発明の光導波路素子、光変調デバイス、及び光送信装置は、以下のような技術的特徴を有する。
（１）　光導波路を形成した基板を備えた光導波路素子において、該光導波路が、主導波路と該主導波路の一部から分岐する分岐導波路とを有し、該分岐導波路の端部に配置された回折格子と、該基板上に配置され、該回折格子で回折される光波を受光するための受光素子と、該回折格子を取り囲むように、該基板上に配置される金属膜とを備えることを特徴とする。
（２）　上記（１）に記載の光導波路素子において、該金属膜は、該基板に形成された電極の一部で構成することを特徴とする。
（３）　上記（１）に記載の光導波路素子において、該金属膜は、該分岐導波路が該主導波路から分岐した分岐点と該回折格子とを結ぶ直線上に少なくとも配置されていることを特徴とする。
（４）　上記（１）に記載の光導波路素子において、該分岐導波路が該主導波路から分岐した分岐点における該主導波路の延在方向と、該分岐導波路が形成する曲線の該端部における接線方向とが形成する角度は４０度以上であることを特徴とする。
（５）　上記（１）に記載の光導波路素子において、該金属膜は、該基板を平面視した場合に、該受光素子の縁の一部に沿って該金属膜が配置されていない部分を有するパターンを備え、該パターンが該受光素子の位置決め手段を兼ねていることを特徴とする。
（６）　上記（１）に記載の光導波路素子において、該金属膜は、該基板を平面視した場合に、該受光素子の内側に配置される部分を少なくとも有する第１の金属膜と、該受光素子の外側に配置される部分のみから構成され、かつ前記第１の金属膜を取り囲む部分を備えた第２の金属膜を有し、前記第２の金属膜は、前記第１の金属膜より厚みが大きくなるように設定されていることを特徴とする。
（７）　上記（６）に記載の光導波路素子において、該基板に形成された電極が多段状であり、前記第１及び第２の金属膜は、該電極を構成するいずれかの段の金属膜で形成されていることを特徴とする。
（８）　上記（１）に記載の光導波路素子において、該基板を平面視した場合に該受光素子の内側に配置される該金属膜の厚みは、２μｍ以下であることを特徴とする。
（９）　上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の光導波路素子と、該光導波路素子を収容する筐体と、該光導波路素子に光波を入出力する光ファイバとを有することを特徴とする光変調デバイスである。
（１０）　上記（９）に記載の光変調デバイスにおいて、該光導波路を伝搬する光波を変調する変調電極を該基板に設け、該変調電極に入力する変調信号を増幅する電子回路を該筐体の内部又は外部に有することを特徴とする。
（１１）　上記（１０）に記載の光変調デバイスと、該光変調デバイスに変調動作を行わせる変調信号を出力する電子回路とを有することを特徴とする光送信装置である。
　本発明により、光導波路を形成した基板を備えた光導波路素子において、該光導波路が、主導波路と該主導波路の一部から分岐する分岐導波路とを有し、該分岐導波路の端部に配置された回折格子と、該基板上に配置され、該回折格子で回折される光波を受光するための受光素子と、該回折格子を取り囲むように、該基板上に配置される金属膜とを備えるため、例えば、主導波路と分岐導波路との分岐部から放出される漏れ光などの迷光が、該金属膜で吸収され回折格子に到達することが抑制される。その結果、受光素子に入るノイズ光を低減した光導波路素子を提供することが可能となる。また、このような効果を有する光導波路素子を用いた光変調デバイス及び光送信装置を提供することも可能となる。
特許文献１に記載の光導波路素子の一例を示す平面図である。 特許文献１に記載の光導波路素子において、光導波路とグレーティングについて説明する側面図である。 特許文献１に記載の光導波路素子において、グレーティングの後段に光吸収部材（電極等）を配置する様子を説明する平面図である。 光導波路２に対して光学部材ＯＢの位置調整を説明する平面図である。 分岐導波路に設けた回折格子に漏れ光が入射する様子を説明する図である。 本発明の光導波路素子に用いられる回折格子の一例を説明する図である。 本発明の光導波路素子に係る第１の実施例を説明する図である。 本発明の光導波路素子に係る第２の実施例を説明する図である。 図８の一点鎖線Ｃ－Ｃ’における断面図である。 図７における回折格子の配置角度を説明する図である。 図１０の応用例を示す図である。 図８の実施例において、第１の金属膜ＭＥＴ１にスリットを設けた例を説明する図である。 図８の実施例において、第１の金属膜ＭＥＴ１を用いて受光素子ＰＤの位置決めを行う例を説明する図である。 図１３で示した受光素子ＰＤの位置決めに関し、他の例を説明する図である。 ２つの分岐導波路の一方のみ回折格子を配置した例を説明する図である。 マルチモード干渉導波路（ＭＭＩ）２０を分岐した光波の一部を受光素子ＰＤに案内する様子を示す図である。 基板１（チップ）の対向する辺に、光波の入力部と出力部とを形成した光導波路素子を説明する図である。 基板１（チップ）の隣接する辺に、光波の入力部と出力部とを形成した光導波路素子を説明する図である。 本発明に係る光変調デバイスと光送信装置を示す平面図である。
　以下、本発明について好適例を用いて詳細に説明する。
　本発明は、図７及び８に示すように、光導波路２を形成した基板１を備えた光導波路素子において、該光導波路２が、主導波路２と該主導波路の一部から分岐する分岐導波路５とを有し、該分岐導波路２の端部に配置された回折格子ＧＴと、該基板上に配置され、該回折格子で回折される光波を受光するための受光素子ＰＤと、該回折格子を取り囲むように、該基板上に配置される金属膜ＭＥＴ１とを備えることを特徴とする。
　基板１としては、ニオブ酸リチウム（ＬＮ）やタンタル酸リチウム（ＬＴ）、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）などの電気光学効果を有する基板や、これらの材料による気相成長膜やこれらの材料を異種の基板に接合した複合基板などが利用可能である。
　また、半導体材料や有機材料など種々の材料も利用可能である。
　光導波路の形成方法としては、光導波路以外の基板表面をエッチングし、光導波路の両側に溝を形成するなど、基板の光導波路に対応する部分を凸状としたリブ型光導波路を利用することが可能であり、基板の薄膜化により厚さ方向にスロット導波路構造を形成する水平スロット導波路を使用することにより、曲げ損失の低減が可能となる。
　また、Ｔｉなどを熱拡散法やプロトン交換法などで基板表面に高屈折率部分を形成することで光導波路を形成することも可能である。リブ型光導波路部分に高屈折率材料を拡散するなど、複合的な光導波路を形成することも可能である。特に、折り曲げた光導波路を使用する場合には、光閉じ込めの強い、幅又は高さが１μｍ程度の凸状導波路を用いる。
　光導波路を形成した基板は、変調信号のマイクロ波と光波との速度整合を図るため、１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、更に好ましくは１μｍ未満の厚さ（厚さの下限は０．３μｍ以上が好ましい）まで研削研磨により薄板化する方法と、スマートカット法（イオン注入剥離により薄膜化する方法）を用いて薄膜化基板を作製する。リブ型光導波路の高さは、１μｍ以下に設定することが好ましい。また、保持基板の上に気相成長膜を上述の基板の厚さ程度で形成し、当該膜を上述のような光導波路の形状に加工することも可能である。
　光導波路を形成した基板（薄板、薄膜）は、機械的強度を高めるため、直接接合又は樹脂等の接着層を介して、保持基板に接着固定される。直接接合する保持基板としては、光導波路や光導波路を形成した基板よりも屈折率が低く、光導波路などと熱膨張率が近い材料、例えば石英等が好適に利用される。また、低屈折率の中間層を介して保持基板に接合する際には、光導波路を形成した基板と同じ材料、例えばＬＮ基板などを補強基板として利用することや、シリコンなどの高屈折率の基板を保持基板として利用することも可能である。本発明における「基板」は、この保持基板も含む概念でもある。
　本発明の光導波路素子の特徴は、分岐導波路の端部に配置した回折格子を取り囲むように金属膜を配置することである。
　図７は、本発明の光導波路素子に係る第１の実施例を説明する平面図である。本来であれば、受光素子ＰＤの下部は見えない構造であるが、受光素子ＰＤを透明化し、金属膜ＭＥＴ１と回析格子ＧＴが見えるように図示している。また、符号Ｌは着目している領域の光導波路２に入射する光波であり、符号Ｌ’は該光導波路２から出射する光波を示す。
　回折格子ＧＴには、主導波路２と分岐導波路５とが分岐した分岐点からの漏れ光ＬＴ１や、光導波路素子に形成された光導波路２の入力部からの漏れ光ＬＴ２などが入射する可能性がある。特に、漏れ光ＬＴ１は、回折格子ＧＴの近傍で発生するため、回折格子を取り囲むように金属膜ＭＥＴ１を配置することで、確実に漏れ光ＬＴ１の回折格子への入射を抑制することが可能となる。特に、図７に示すように、金属膜ＭＥＴ１は、分岐導波路５が主導波路２から分岐した分岐点と回折格子ＧＴとを結ぶ直線上に少なくとも配置することで、分岐点からの漏れ光ＬＴ１の回折格子ＧＴへの到達を抑制している。
　また、光導波路素子の入力部からの漏れ光ＬＴ２などについても、金属層ＭＥＴ１により回折格子ＧＴへの到達を抑制することが可能である。
　さらに、漏れ光ＬＴ２のように、分岐点以外の場所から発生する漏れ光（迷光）で、回折格子ＧＴに漏れ光を効果的に抑制するため、図８に示すように、第１の金属膜ＭＥＴ１を取り囲むように第２の金属膜を配置することも可能である。
　第１の金属膜ＭＥＴ１は、基板１を平面視した場合に、受光素子ＰＤの内側に配置される部分を少なくとも有する金属膜である。後述するように受光素子ＰＤの外側にはみ出した部分を備えていても良い。
　また、第２の金属膜ＭＥＴ２は、受光素子ＰＤの外側に配置される部分のみから構成され、かつ前記第１の金属膜ＭＥＴ１を取り囲む部分を備えた金属膜である。
　図８の一点鎖線Ｃ－Ｃ’における断面図の概略を図９に示す。
　図９では、光導波路２を形成した基板１は、保持基板３の上面に形成されている。中央の主導波路２を挟むように分岐導波路５が形成され、光導波路２と分岐導波路５の周囲には、基板１よりも屈折率の低い誘電体であれば有機／無機を問わないが、有機誘電体であれば、レジストのような樹脂で、ヤング率が小さく、パターニングしやすいものが望ましく、例えば、ポリアミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、アミノ系樹脂、エポキシ系樹脂などの材料を設ける。また、無機誘電体であれば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ、Ｌａ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＦ２、Ｙ２Ｏ３などを設ける。
　このバッファ層ＢＦを設けることにより、光導波路２と分岐導波路５の光の散乱損失を低減させることができ、その効果により光ロス特性が向上する。
　分岐導波路５を挟むように第１の金属膜ＭＥＴ１が配置され、さらに光導波路２を覆うようにレジストＲＥが配置されている。なお、バッファ層を除去し、光導波路に接するようにレジストを配置することも可能である。受光素子ＰＤを実装する際に、レジストＲＥが形成されることで、レジストＲＥの上面を利用し、設置精度（水平）を高める効果が期待される。受光素子ＰＤは、接着剤ＡＤで固定される。
　分岐導波路５の端部に配置された回折格子ＧＴ（図９では不図示）から上方に向かう光波は、基板１の上側に配置された受光素子ＰＤに入射する。受光素子ＰＤには、光電変換機能を有する受光面ＰＳが、２つの回折格子に対応して２カ所に設けられている。２つの受光面ＰＳは別々にモニタ信号を出力するよう構成しても良いが、必要に応じて２つの受光面を１つの受光面で一体的に形成し、２つの回折格子から得られる２つの光波を合成してモニタ信号として出力することも可能である。
　第１の金属膜ＭＥＴ１と第２の金属膜ＭＥＴ２は、Ａｕなどの光波を吸収できる材料であれば、特に限定されないが、光導波路素子の基板上に配置される変調電極やＤＣバイアス電極などの制御電極と同じ材料を使用する場合には、制御電極を形成する製造プロセスを利用して金属膜（ＭＥＴ１，ＭＥＴ２）を形成することが可能である。
　また、制御電極を複数の電極層を積み上げ多段状（階段状などのように、各段毎に突出している端部の位置が異なる状態）に形成する場合は、第１の金属膜と第２の金属膜を異なる段（電極層）の組合せで構成することも可能である。
　第１の金属膜ＭＥＴ１の厚みは、２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは０．７μｍ未満の厚さである。また、厚さの下限は０．３μｍ以上が好ましい。第１の金属膜ＭＥＴ１は受光素子ＰＤの下側に位置する部分を有するため、厚みが薄い方が永久レジストなどを用いて金属膜ＭＥＴ１上に永久レジストを配置でき、受光素子と光導波路とを精度よく平行に実装することが可能となる。なお、金属膜の厚みが薄すぎると、光吸収性能が低下するため、上述した厚みを確保することが好ましい。
　また、図８及び図９に示すように、第１の金属膜ＭＥＴ１は、主導波路２や分岐導波路５と近接して配置されるため、光導波路と金属膜との距離を精確にコントロールすることが必要である。このため、電子ビーム（ＥＢ）描画装置を用いてＥＢレジストのパターニングを行っている。ただし、ＥＢレジストでは、２μｍ以上の厚みに対してパターン形成を行うことは膨大な時間を要し現実的ではない。ＥＢレジストは、光導波路に近接して配置される制御電極（変調電極やＤＣバイアス電極）の１段目又は特定の段の電極層の形成にも使用される。このため、制御電極でＥＢレジストを使用する段の電極層の形成に合わせて、第１の金属層を形成することが好ましい。
　第２の金属膜ＭＥＴ２の厚みは、図９に示すように、第１の金属膜ＭＥＴ１の厚みより厚く構成することが好ましい。特に、受光素子ＰＤの下面の位置よりも高い位置に第２の金属膜ＭＥＴ２の上面が位置することが好ましい。これは、第２の金属膜の外側から漏れ光（迷光）が第２の金属膜ＭＥＴ２の領域内に入射する際に、基板１の内部を伝搬する光波だけでなく、基板１上の空間を伝搬する光波も効率良く遮断できるためである。また、第２の金属膜ＭＥＴ２の厚みは、電気帯域や高周波特性を向上させるために、厚く設けることが好ましい。
　第２の金属膜ＭＥＴ２を厚く形成する場合には、制御電極の場合と同様に、紫外線露光機を用いてフォトレジストにパターン形成を行い、例えば８～３０μｍ程度の厚みを持たせることも可能である。当然、制御電極の特定の電極層を生成する際に、第２の金属層を形成することが可能である。
　図１０及び図１１は、分岐導波路５の端部５０に配置される回折格子ＧＴの角度θについて説明している。図６を用いて説明したように、回折格子ＧＴに入射する迷光（ＩＬ１～ＩＬ４）の入射方向によって、受光素子ＰＤに入り込む漏れ光の量が異なる。
　このため、分岐導波路５が主導波路２から分岐した分岐点における主導波路２の延在方向（図１０の左右方向）と、該分岐導波路５が形成する曲線の端部で回折格子が取り付けられている位置での接線方向Ｄとが形成する角度θは、例えば４０度以上に設定する。角度θが４０度以上になると、分岐導波路５の分岐点から放射される漏れ光ＬＴ１と回折格子ＧＴの接線方向Ｄとが交わる角度が、０度から９０度へと変化する。このため、図６の回折格子ＧＴに入射する迷光（ＩＬ２又はＩＬ３）のように、回折格子から受光素子ＰＤへ導入される迷光の量が減少することとなる。
　図１０の状態よりも図１１のように、例えば角度θが９０度となることで、より漏れ光ＬＴ１が受光素子ＰＤ方向に跳ね上げられる量は少なくなる。例えば、漏れ光ＬＴ１が放射される角度βを参考に、角度θ＝９０度＋βの関係式を満足する角度θ程度に設定することが、最も好ましい。これは、図６のＩＬ３方向と同じになる。
　特に、分岐導波路の分岐点から回折格子ＧＴまでは、直線距離で約３５０μｍと近いため、回析格子ＧＴの角度θは、極めて重要となる。
　図１２は、第１の金属膜の一部に、多くのスリット（切込み）ＳＬ１～ＳＬ３を形成したものである。特に、ＥＢレジストを使用する場合は、金属膜の面積は小さい程、レジストを形成する面積が減少し、生産性は高くなる。
　図７のように受光素子ＰＤの輪郭と第１の金属膜ＭＥＴ１との形成領域がほぼ同じ場合には、第１の金属膜を受光素子の位置合わせに使用することが可能となる。また、図１３及び図１４のように、受光素子ＰＤの角部に対応して、金属膜が配置されていない部分を有するパターンを形成することも可能である。図１３では金属膜のマークを形成し、図１４ではスリットＳＬ４等の金属膜の無い部分を形成し、受光素子の角部の位置を示している。なお図１３及び図１４に示す符号ＲＴは、光導波路２の近傍を伝搬する不要光を除去する金属膜である。
　図１５及び図１６は、本発明の光導波路素子の応用例である。図１５では、２つの分岐導波路の一方のみに回折格子ＧＴを設けたものである。当然、回折格子を取り囲むように第１の金属膜ＭＥＴ１１が設けられている。他方の分岐導波路を覆うように金属膜ＭＥＴ１０が形成され、当該導波路を伝搬する光波が吸収される。受光素子ＰＤには、少なくとも回折格子ＧＴに対応する受光面があれば良く、部品の種類を削減するために２つの受光面を有する受光素子を使用しても良い。
　図１６では、分岐導波路５のマルチモード干渉導波路（ＭＭＩ）２０を用いて形成したものである。このような場合でも、分岐導波路５の端部に回折格子ＧＴを取り付けることも可能である。また、回折格子ＧＴを取り囲む第１の金属膜ＭＥＴ１が配置される。当然、受光素子の受光面が複数ある場合は、使用しない受光面の下側には、金属膜を形成することが好ましい。さらに、受光素子ＰＤを取り囲むように第２の金属膜（ＭＥＴ２０，ＭＥＴ２１）も形成しても良い。
　図４に示すように折り返し光導波路を用いる場合に限らず、図１７のように、基板１（チップ）の対向する辺に、光波の入力部（Ｌｉｎ）と出力部（Ｌｏｕｔ）とを形成した光導波路素子や、図１８のように、基板１（チップ）の隣接する辺に、光波の入力部と出力部とを形成した場合でも、本発明の光導波路素子の構成は効果的である。具体的には、図１７や図１８の光導波路素子では、入力部は受光素子ＰＤから離れて配置されているが、複数のマッハツェンダー型光導波路が使用されている状態では、各マッハツェンダー型光導波路の分岐部や合波部より多くの漏れ光（迷光）が発生している。また、光学部品ＯＢを位置決めする際には、変調電極ＲＦ１やＤＣバイアス電極（ＤＣ１，ＤＣ２）に所定の電圧を印加した状態で、例えば、受光素子ＰＤの受光量を最適化した状態で光学部品ＯＢの位置決めを行うため、漏れ光が回折格子に入射することを抑制することは極めて重要である。
　図１９に示すように、本発明の光導波路素子（基板１）を金属等の筐体ＣＡ内に収容し、筐体の外部と光導波路素子とを光ファイバＦで接続することで、コンパクトな光変調デバイスＭＤを提供することができる。当然、基板１の光導波路の入射部又は出射部に光ファイバを直接接続するだけでなく、空間光学系を介して光学的に接続することも可能である。なお、符号１０は、基板１の端面に沿って基板１に重ね合わせた補強部材であり、光ファイバなどの光学部品を基板１の端面に直接接合する際に使用される。
　光変調デバイスＭＤに変調動作を行わせる変調信号Ｓ０を出力する電子回路（デジタル信号プロセッサーＤＳＰ）を、光変調デバイスＭＤに接続することにより、光送信装置ＯＴＡを構成することが可能である。光導波路素子に印加する変調信号Ｓは増幅する必要があるため、ドライバ回路ＤＲＶが使用される。ドライバ回路ＤＲＶやデジタル信号プロセッサーＤＳＰは、筐体ＣＡの外部に配置することも可能であるが、筐体ＣＡ内に配置することも可能である。特に、ドライバ回路ＤＲＶを筐体内に配置することで、ドライバ回路からの変調信号の伝搬損失をより低減し広帯域化が可能となる。
　以上のように、本発明によれば、受光素子に入るノイズ光を低減した光導波路素子を提供することが可能となる。また、この光導波路素子を用いた光変調デバイス及び光送信装置を提供することが可能となる。
　１　基板
　２　光導波路
　５　分岐導波路（モニタ用光導波路）
　ＧＴ　回折格子
　ＭＥＴ１　第１の金属膜
　ＭＥＴ２　第２の金属膜
　ＬＴ１，ＬＴ２　漏れ光

Claims (11)

  1. 　光導波路を形成した基板を備えた光導波路素子において、
    　該光導波路が、主導波路と該主導波路の一部から分岐する分岐導波路とを有し、
    　該分岐導波路の端部に配置された回折格子と、
    　該基板上に配置され、該回折格子で回折される光波を受光するための受光素子と、
    　該回折格子を取り囲むように、該基板上に配置される金属膜とを備え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、該金属膜は、該基板に形成された電極の一部で構成することを特徴とする光導波路素子。
  3. 　請求項１に記載の光導波路素子において、該金属膜は、該分岐導波路が該主導波路から分岐した分岐点と該回折格子とを結ぶ直線上に少なくとも配置されていることを特徴とする光導波路素子。
  4. 　請求項１に記載の光導波路素子において、該分岐導波路が該主導波路から分岐した分岐点における該主導波路の延在方向と、該分岐導波路が形成する曲線の該端部における接線方向とが形成する角度は４０度以上であることを特徴とする光導波路素子。
  5. 　請求項１に記載の光導波路素子において、該金属膜は、該基板を平面視した場合に、該受光素子の縁の一部に沿って該金属膜が配置されていない部分を有するパターンを備え、該パターンが該受光素子の位置決め手段を兼ねていることを特徴とする光導波路素子。
  6. 　請求項１に記載の光導波路素子において、該金属膜は、該基板を平面視した場合に、該受光素子の内側に配置される部分を少なくとも有する第１の金属膜と、該受光素子の外側に配置される部分のみから構成され、かつ前記第１の金属膜を取り囲む部分を備えた第２の金属膜を有し、前記第２の金属膜は、前記第１の金属膜より厚みが大きくなるように設定されていることを特徴とする光導波路素子。
  7. 　請求項６に記載の光導波路素子において、該基板に形成された電極が多段状であり、前記第１及び第２の金属膜は、該電極を構成するいずれかの段の金属膜で形成されていることを特徴とする光導波路素子。
  8. 　請求項１に記載の光導波路素子において、該基板を平面視した場合に該受光素子の内側に配置される該金属膜の厚みは、２μｍ以下であることを特徴とする光導波路素子。
  9. 　請求項１乃至８のいずれかに記載の光導波路素子と、該光導波路素子を収容する筐体と、該光導波路素子に光波を入出力する光ファイバとを有することを特徴とする光変調デバイス。
  10. 　請求項９に記載の光変調デバイスにおいて、該光導波路を伝搬する光波を変調する変調電極を該基板に設け、該変調電極に入力する変調信号を増幅する電子回路を該筐体の内部又は外部に有することを特徴とする光変調デバイス。
  11. 　請求項１０に記載の光変調デバイスと、該光変調デバイスに変調動作を行わせる変調信号を出力する電子回路とを有することを特徴とする光送信装置。
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