JP2006047956A - 導波路型光デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明によると、基板(1)上に光導波路(2)が形成されていて、前記光導波路(2)が機能光導波路(2c−1、2c−2)を具備し、前記基板の長手方向側の端である基板端面(1a、1b)に光導波路の光入力用端面(2f)及び光出力用端面 (2g)の少なくとも一方が設けられている導波路型光デバイスにおいて、前記光入力用端面(2f)と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)を結ぶ入力光導波路(2a)または前記光出力用端面(2g)と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)を結ぶ出力光導波路(2e)の少なくとも一方が、前記光入力用端面(2f)及び光出力用端面(2g)の少なくとも一方側において、前記機能光導波路(2c−1、2c−2)と零でない角度をなし、かつそれぞれの側の前記基板端面(1a、1b)に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする導波路型光デバイスが提供される。
【選択図】図1
Description
つまり、信号光用単一モード光ファイバ7をz−カットLN基板1の側面1c,1d (あるいはパッケージ筺体側面11a、11b)に平行に設置する場合には、基板端面1bにおいて屈折した光と信号光用単一モード光ファイバ7の光軸にはΔθだけ傾きのずれが生じ、その結果、屈折した光が信号光用単一モード光ファイバ7に結合する際に(1)式で表される結合損失が発生することになる。
河野 健治著,「光デバイスのための光結合系の基礎と応用」,第2版,現代工学社,1998年6月,p.45,p.168
基板(1)上に光導波路(2)が形成されていて、前記光導波路(2)が機能光導波路(2c−1、2c−2)を具備し、前記基板の長手方向側の端である基板端面(1a、1b)に光導波路の光入力用端面(2f)及び光出力用端面(2g)の少なくとも一方が設けられている導波路型光デバイスにおいて、
前記光入力用端面(2f)と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)を結ぶ入力光導波路(2a)または前記光出力用端面(2g)と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)を結ぶ出力光導波路(2e)の少なくとも一方が、
前記機能光導波路(2c−1、2c−2)と零でない角度をなし、かつそれぞれの側の前記基板端面(2f、2g)に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする導波路型光デバイスが提供される。
前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光の少なくとも一方と前記基板(1)の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度が所望の角度となるように、
前記光入力用端面(2f)を構成する入力光導波路(2a)または前記光出力用端面 (2g)を構成する出力光導波路(2e)の少なくとも一方と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度を零とは異ならしめるとともに、かつそれぞれの側の前記基板端面(2f、2g)に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の導波路型光デバイスが提供される。
前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光の少なくとも一方と前記基板(1)の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度の絶対値が、
前記入力光導波路(2a)または出力光導波路(2e)の少なくとも一方が前記機能光導波路(2c−1、2c−2)と平行な場合に、前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光が前記基板の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板(1)が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)となす角度の絶対値よりも小さくなるように、
前記入力光導波路(2a)または前記出力光導波路(2e)の少なくとも一方が前記機能光導波路(2c−1、2c−2)となす角度を零とは異ならしめるとともに、かつそれぞれの側の前記基板端面(2f、2g)に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の導波路型光デバイスが提供される。
前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光が前記基板(1)の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)と平行な方向に入力あるいは出力されるように、
前記光入力光導波路(2a)または前記出力光導波路(2e)の少なくとも一方と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度を零とは異ならしめるとともに、それぞれの側の前記基板端面に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の導波路型光デバイスが提供される。
前記光入力用端面の近傍または前記光出力用端面の近傍に単一モード光ファイバ(7)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の導波路型光デバイスが提供される。
前記光入力用端面の近傍または前記光出力用端面の近傍に単一モード光ファイバ(7)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の導波路型光デバイスが提供される。
前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)の等価屈折率、もしくは前記基板の屈折率をn1とし、
前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)が接する媒質の屈折率、もしくは等価屈折率をn2とし、
前記光入力用端面(2f)又は前記光出力用端面(2g)が前記基板側面への垂線となす角度をθ0Aとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記基板側面となす角度をθ1Aとし、
前記入力光導波路(2a)に入射する光、もしくは前記出力光導波路(2e)から出射される光と機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度をΔθとし、
前記ΔθがΔθ=(θ0A−θ1A)n1/n2−θ0Aで与えられる場合に、
前記入力光導波路(2a)へ入射する光と前記短手方向側の前記パッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度もしくは前記出力光導波路(2e)から出力する光と前記短手方向側の前記パッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度が所望の角度となるように、
前記θ1Aと前記(θ0A−θ1A)を零とは異ならしめていることを特徴とする請求項2に記載の導波路型光デバイスが提供される。
前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)の等価屈折率、もしくは前記基板(1)の屈折率をn1とし、
前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)が接する媒質の屈折率、もしくは等価屈折率をn2とし、
前記光入力用端面(2f)又は前記光出力用端面(2g)が前記基板側面への垂線となす角度をθ0Aとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記基板側面となす角度をθ1Aとし、
前記入力光導波路(2a)に入射する光、もしくは前記出力光導波路(2e)から出射する光と機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度をΔθとし、
前記ΔθがΔθ=(θ0A−θ1A)n1/n2−θ0Aで与えられる場合に、
前記Δθの絶対値が、前記θ1Aの値を零とした場合の前記Δθの絶対値よりも小さくなるように、
前記θ1Aを零とは異ならしめていることを特徴とする請求項3に記載の導波路型光デバイスが提供される。
前記入力光導波路又は前記出力光導波路の等価屈折率、もしくは前記基板の屈折率をn1とし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が接する媒質の屈折率、もしくは等価屈折率をn2とし、
前記光入力用端面又は前記光出力用端面が前記基板側面への垂線となす角度をθ0Aとし、
前記光入力用端面又は前記光出力用端面が前記パッケージ筐体側面への垂線となす角度をθ0Bとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記基板側面となす角度をθ1Aとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記パッケージ筐体側面となす角度をθ1Bとした場合に、
前記n1、前記n2、前記θ0A、前記θ1Aがθ0A=n1θ1A/(n1−n2)の関係を満たす、あるいは前記n1、前記n2、前記θ0B、前記θ1Bがθ0B=n1θ1B/(n1−n2)の関係を満たすことを特徴とする請求項4に記載の導波路型光デバイスが提供される。
図1は、本発明による導波路型光デバイスの第1実施形態の構成を示す上面図である。図2は、後述するように、図1の要部の構成を示す上面図である。図3は、図1の導波路型光デバイスのその原理図を示している。
ここで、Θ=θ0+Δθであることを考えると、
nLN(θ0−θ1)=n2(θ0+Δθ) …(3)
が成り立つ。よって、θ0とΔθの間には関係式
θ0=(nLNθ1+n2Δθ)/(nLN−n2) …(4)
あるいは
Δθ=(θ0−θ1)nLN/n2−θ0 …(4−1)
が成り立つ。
θ0=(nLNθ1)/(nLN−n2) …(5)
が成立する。
=3.10θ1+2.10Δθ …(6)
Δθ=0の場合には
θ0=3.10θ1+2.10Δθ …(7)
となる。
本発明の第2実施形態も、上記第1実施形態で示したように、(4)式においてΔθ=0、つまり(5)式が成り立つθ1とθ0との関係を満たす構成である。この第2実施形態では、第1実施形態のようにガラスキャピラリー6を介して信号光用単一モード光ファイバ7をz−カットLN基板1の端面1bに固定する方法のみでなく、基板端面1bから出力される光が空間を伝搬する構造、つまりレンズを用いる光学系にも適用することが可能である。
図6は、本発明の第3の実施形態において、信号光用単一モード光ファイバ7を実装した状態を説明するための上面図である。本実施形態では、パッケージ筺体11の筒部14が斜めになっている場合に、基板端面1bから斜めに光を出射することにより、筒部14と同様に斜めになっている信号光用単一モード光ファイバ7にz−カットLN基板1の端面1bから出射される光を効率的に結合させている。
1a,1b:基板端面、
1c,1d:基板側面、
12:マッハツェンダ型の光導波路、
2a:入力光導波路、
2b:Y分岐型の分岐光導波路、
2c−1,2c−2:機能光導波路、
2d:Y分岐型の合波光導波路、
2e:出力光導波路、
2f:光入力用端面、
2g:2eの光出力用端面、
3:電気信号源、
4:進行波電極の中心電極、
5a,5b:接地電極、
6:ガラスキャピラリー、
7:信号光用単一モード光ファイバ、
8:UVキュア接着剤、
10:基板端面1bへの法線、
11:パッケージ筺体、
11a,11b:パッケージ筐体側面、
12:ファイバ被覆材、
13:気密封止用の半田材、
14:パッケージ筺体11の筒部、
15:接着剤、
16:レンズ、
17:レンズホルダ、
18:フェルール、
19:フェルールガイド
Claims (8)
- 基板(1)上に光導波路(2)が形成されていて、前記光導波路(2)が機能光導波路(2c−1、2c−2)を具備し、前記基板の長手方向側の端である基板端面(1a、1b)に光導波路の光入力用端面(2f)及び光出力用端面(2g)の少なくとも一方が設けられている導波路型光デバイスにおいて、
前記光入力用端面(2f)と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)を結ぶ入力光導波路(2a)または前記光出力用端面(2g)と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)を結ぶ出力光導波路(2e)の少なくとも一方が、前記光入力用端面(2f)及び光出力用端面(2g)の少なくとも一方側で、
前記機能光導波路(2c−1、2c−2)と零でない角度をなし、かつそれぞれの側の前記基板端面(1a、1b)に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする導波路型光デバイス。 - 前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光の少なくとも一方と前記基板(1)の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度が所望の角度となるように、
前記光入力用端面(2f)を構成する入力光導波路(2a)または前記光出力用端面 (2g)を構成する出力光導波路(2e)の少なくとも一方と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度を零とは異ならしめるとともに、かつそれぞれの側の前記基板端面(2f、2g)に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする請求項1に記載の導波路型光デバイス。 - 前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光の少なくとも一方と前記基板(1)の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度の絶対値が、
前記入力光導波路(2a)または出力光導波路(2e)の少なくとも一方が前記機能光導波路(2c−1、2c−2)と平行な場合に、前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光が前記基板の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板(1)が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)となす角度の絶対値よりも小さくなるように、
前記入力光導波路(2a)または前記出力光導波路(2e)の少なくとも一方が前記機能光導波路(2c−1、2c−2)となす角度を零とは異ならしめるとともに、かつそれぞれの側の前記基板端面(2f、2g)に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の導波路型光デバイス。 - 前記光入力用端面(2f)へ入力される光または前記光出力用端面(2g)から出力される光が前記基板(1)の短手方向側の端である基板側面(1c、1d)あるいは前記基板が収納されるべきパッケージ筺体(11)の短手方向側のパッケージ筺体側面(11a、11b)と平行な方向に入力あるいは出力されるように、
前記光入力光導波路(2a)または前記出力光導波路(2e)の少なくとも一方と前記機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度を零とは異ならしめて形成されているとともに、それぞれの側の前記基板端面に対してなす角度を90度とは異ならしめて形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の導波路型光デバイス。 - 前記光入力用端面の近傍または前記光出力用端面の近傍に単一モード光ファイバ(7)が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の導波路型光デバイス。
- 前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)の等価屈折率、もしくは前記基板の屈折率をn1とし、
前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)が接する媒質の屈折率、もしくは等価屈折率をn2とし、
前記光入力用端面(2f)又は前記光出力用端面(2g)が前記基板側面への垂線となす角度をθ0Aとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記基板側面となす角度をθ1Aとし、
前記入力光導波路(2a)に入射する光、もしくは前記出力光導波路(2e)から出射される光と機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度をΔθとし、
前記ΔθがΔθ=(θ0A−θ1A)n1/n2−θ0Aで与えられる場合に、
前記入力光導波路(2a)へ入射する光と前記短手方向側の前記パッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度もしくは前記出力光導波路(2e)から出力する光と前記短手方向側の前記パッケージ筺体側面(11a、11b)とのなす角度が所望の角度となるように、
前記θ1Aと前記(θ0A−θ1A)を零とは異ならしめていることを特徴とする請求項2に記載の導波路型光デバイス。 - 前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)の等価屈折率、もしくは前記基板(1)の屈折率をn1とし、
前記入力光導波路(2a)又は前記出力光導波路(2e)が接する媒質の屈折率、もしくは等価屈折率をn2とし、
前記光入力用端面(2f)又は前記光出力用端面(2g)が前記基板側面への垂線となす角度をθ0Aとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記基板側面となす角度をθ1Aとし、
前記入力光導波路(2a)に入射する光、もしくは前記出力光導波路(2e)から出射する光と機能光導波路(2c−1、2c−2)とのなす角度をΔθとし、
前記ΔθがΔθ=(θ0A−θ1A)n1/n2−θ0Aで与えられる場合に、
前記Δθの絶対値が、前記θ1Aの値を零とした場合の前記Δθの絶対値よりも小さくなるように、
前記θ1Aを零とは異ならしめていることを特徴とする請求項3に記載の導波路型光デバイス。 - 前記入力光導波路又は前記出力光導波路の等価屈折率、もしくは前記基板の屈折率をn1とし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が接する媒質の屈折率、もしくは等価屈折率をn2とし、
前記光入力用端面又は前記光出力用端面が前記基板側面への垂線となす角度をθ0Aとし、
前記光入力用端面又は前記光出力用端面が前記パッケージ筐体側面への垂線となす角度をθ0Bとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記基板側面となす角度をθ1Aとし、
前記入力光導波路又は前記出力光導波路が前記パッケージ筐体側面となす角度をθ1Bとした場合に、
前記n1、前記n2、前記θ0A、前記θ1Aがθ0A=n1θ1A/(n1−n2)の関係を満たす、あるいは前記n1、前記n2、前記θ0B、前記θ1Bがθ0B=n1θ1B/(n1−n2)の関係を満たすことを特徴とする請求項4に記載の導波路型光デバイス。
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