JP2012215901A - Optical waveguide device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide device capable of highly efficiently guiding unnecessary light outside a substrate or outside an entire optical waveguide even when optical waveguides are integrated.SOLUTION: The optical waveguide device comprises on a substrate 1, an optical waveguide 2 formed by thermally diffusing a material with a high refractive index, and the optical waveguide includes a main waveguide 26 for propagating signal light, and unnecessary-light waveguides (34-36 and 61-63) for removing unnecessary light from the main waveguide. The unnecessary-light waveguides are configured to remove high-order mode light propagating the main waveguide from the main waveguide as the unnecessary light and to guide it outside the substrate or outside the entire optical waveguide, and the unnecessary-light waveguides (35-36 and 62-63) are parted by the main waveguide on both sides thereof at an intersection part where the unnecessary-light waveguides and the main waveguide intersect.

Description

本発明は、光導波路素子に関し、基板に形成された光導波路が、信号光を伝播する主導波路と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路とからなる光導波路素子に関する。   The present invention relates to an optical waveguide device, and more particularly to an optical waveguide device in which an optical waveguide formed on a substrate includes a main waveguide that propagates signal light and a waveguide for unnecessary light that removes unnecessary light from the main waveguide.

光通信分野や光計測分野、さらには光情報処理分野において、ニオブ酸リチウムなどの誘電体基板に光導波路を形成した光導波路素子が利用されている。光導波路素子に使用される光導波路は、光変調器や光スイッチなどに多く用いられるマッハツェンダー型光導波路に代表されるように、光導波路を分岐したり合波する部分が形成されている。   In the optical communication field, the optical measurement field, and the optical information processing field, an optical waveguide element in which an optical waveguide is formed on a dielectric substrate such as lithium niobate is used. The optical waveguide used for the optical waveguide element has a portion for branching or multiplexing the optical waveguide, as represented by a Mach-Zehnder type optical waveguide often used for an optical modulator, an optical switch, or the like.

光導波路を合波する部分においては、特許文献１に示すように、逆相光が合波すると放射モード光が基板内部に放射される。そこで、放射モード光が信号光と再結合しないようにすることを課題とし、遮蔽手段を設けたり、放射モード光を外部に導出する光導波路を設けることが行われている。   In the portion where the optical waveguide is multiplexed, as shown in Patent Document 1, when the reverse phase light is multiplexed, the radiation mode light is radiated into the substrate. Therefore, in order to prevent the radiation mode light from being recombined with the signal light, a shielding means or an optical waveguide for leading the radiation mode light to the outside is provided.

また、特許文献２に示すように、光導波路の分岐部では、分岐時に高次モード光が信号光に含まれている場合には、適正な分岐比で信号光を分岐することが難しくなることが問題であり、このため、分岐前に光導波路を伝播する信号光から不要な高次モード光を除去することが行われている。この除去方法として、高次モード光を外部に導出する光導波路が設けられている。   In addition, as shown in Patent Document 2, it is difficult to branch the signal light at an appropriate branching ratio at the branching portion of the optical waveguide when higher-order mode light is included in the signal light at the time of branching. For this reason, unnecessary higher-order mode light is removed from signal light propagating through the optical waveguide before branching. As this removal method, an optical waveguide that guides high-order mode light to the outside is provided.

他方、非特許文献１に示すように、多数の光導波路を集積した集積型変調器構造も提案されており、このような光導波路素子では、多数の分岐部や合波部が形成されている。このため、光導波路全体の外側に沿って配置される光導波路からの不要光は、容易に除去できるが、光導波路全体の内側にある分岐部や合波部からの不要光を除去することは、極めて難しい。   On the other hand, as shown in Non-Patent Document 1, an integrated modulator structure in which a large number of optical waveguides are integrated has also been proposed, and in such an optical waveguide element, a large number of branch portions and multiplexing portions are formed. . For this reason, unnecessary light from the optical waveguide arranged along the outside of the entire optical waveguide can be easily removed, but it is not possible to remove unnecessary light from the branching and combining portions inside the entire optical waveguide. It ’s extremely difficult.

しかも、光変調器など変調信号の広帯域化や駆動電圧の低減を図るため、光導波路素子を構成する基板を３０μｍ以下の薄板とすることが行われており、このような薄板においては、放射モード光など基板内に放出された不要光が、基板自体をスラブ導波路として伝播するため、信号光と再結合する確率が極めて高くなっている。   Moreover, in order to increase the bandwidth of the modulation signal such as an optical modulator and reduce the drive voltage, the substrate constituting the optical waveguide element is made a thin plate of 30 μm or less. In such a thin plate, the radiation mode Since the unnecessary light emitted into the substrate, such as light, propagates as a slab waveguide, the probability of recombination with the signal light is extremely high.

特開２００６−３０１６１２号公報JP 2006-301612 A 特開２００８−０８９８７５号公報JP 2008-089875 A

Izutsu et al. "integratedoptical SSB modulator/frequency shifter",IEEE Journal of quantumelectronics, vol.QE-17,No.11,1981,pp.2225-2227Izutsu et al. "Integratedoptical SSB modulator / frequency shifter", IEEE Journal of quantumelectronics, vol.QE-17, No.11,1981, pp.2225-2227

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、光導波路が集積された場合でも不要光を効率良く基板外又は光導波路全体の外側に導出することが可能な光導波路素子を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is an optical waveguide device that solves the above-described problems and can efficiently lead unnecessary light out of the substrate or outside the entire optical waveguide even when the optical waveguide is integrated. Is to provide.

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板に光導波路が、高屈折率物質を熱拡散することにより形成され、該光導波路は、信号光を伝播する主導波路と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路とから構成される光導波路素子において、該不要光用導波路は、該主導波路を伝播する高次モード光を、該不要光として、該主導波路から除去し、該基板外又は該光導波路全体の外側に導出するように配置されると共に、該不要光用導波路と該主導波路の一部とが交差する交差部では、該不要光用導波路は、該主導波路を挟んで分断されていることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, an optical waveguide is formed on a substrate by thermally diffusing a high refractive index material, and the optical waveguide includes a main waveguide that propagates signal light, and the main waveguide. In an optical waveguide element configured with an unnecessary light waveguide that removes unnecessary light from the waveguide, the unnecessary light waveguide uses high-order mode light propagating in the main waveguide as the unnecessary light, and the main waveguide. The unnecessary light guide is disposed at an intersection where the unnecessary light waveguide and a part of the main waveguide intersect with each other. The waveguide is characterized by being divided across the main waveguide.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路を結ぶ直線と該主導波路とが交差する交差角は、３度以上、１７７度以下であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the optical waveguide device according to the first aspect, the crossing angle at which the straight line connecting the waveguide for unnecessary light divided at the crossing portion intersects the main waveguide is 3 degrees or more. It is characterized by being 177 degrees or less.

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路の端部と該主導波路との距離は、１０μｍ以上であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the optical waveguide device according to the first or second aspect, the distance between the end of the unnecessary light waveguide divided at the intersection and the main waveguide is 10 μm or more. It is characterized by that.

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の光導波路素子において、該不要光用導波路の幅は、該交差部で交差する直前より、交差した直後の方が広くなっていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the optical waveguide device according to any one of the first to third aspects, the width of the waveguide for unnecessary light is wider immediately after the intersection than at the intersection. It is characterized by becoming.

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の光導波路素子において、該基板の厚みは、３０μｍ以下であることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the optical waveguide element according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of the substrate is 30 μm or less.

請求項１に係る発明により、不要光用導波路と主導波路の一部とが交差する交差部では、該不要光用導波路は、該主導波路を挟んで分断されているため、不要光用導波路が主導波路と接触することによる不要光と信号光との再結合を防止することが可能となると共に、不要光が主導波路を横断して基板外又は光導波路全体の外側に導出することが可能となる。特に、不要光と信号光とが再結合することにより、光導波路素子の消光比や信号クロストークなどの光学特性が劣化するのも抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, the unnecessary light waveguide is divided across the main waveguide at the intersection where the unnecessary light waveguide and a part of the main waveguide intersect. It becomes possible to prevent recombination of unnecessary light and signal light due to the waveguide contacting the main waveguide, and the unnecessary light crosses the main waveguide and is led out of the substrate or outside the entire optical waveguide. Is possible. In particular, it is possible to suppress degradation of optical characteristics such as an extinction ratio and signal crosstalk of the optical waveguide element due to recombination of unnecessary light and signal light.

さらに請求項１に係る発明により、不要光は、光導波路を伝播する高次モード光であるため、光導波路の分岐部や合波部を多数有する光導波路素子においては、本発明の構成を採用することで、消光比や信号クロストークなどの光学特性の劣化を抑制した光導波路素子を提供することが可能となる。   Further, according to the first aspect of the present invention, the unnecessary light is higher-order mode light propagating through the optical waveguide. Therefore, the configuration of the present invention is adopted in the optical waveguide device having a large number of branching portions and multiplexing portions of the optical waveguide. By doing so, it becomes possible to provide an optical waveguide element in which deterioration of optical characteristics such as extinction ratio and signal crosstalk is suppressed.

請求項２に係る発明により、交差部で分断された不要光用導波路を結ぶ直線と主導波路とが交差する交差角は、３度以上、１７７度以下であるため、不要光が主導波路と再結合することが抑制できる。   According to the invention of claim 2, since the crossing angle at which the straight line connecting the waveguide for unnecessary light divided at the intersection and the main waveguide intersects is 3 degrees or more and 177 degrees or less, the unnecessary light is Recombination can be suppressed.

請求項３に係る発明により、交差部で分断された不要光用導波路の端部と主導波路との距離は、１０μｍ以上であるため、主導波路を伝播する信号光のモード径より離れて不要光用導波路が配置されているため、信号光が該不要光用導波路によって結合・散乱されることがなく、信号光の劣化が抑制される。   According to the invention of claim 3, since the distance between the end portion of the waveguide for unnecessary light and the main waveguide divided at the intersection is 10 μm or more, it is not necessary apart from the mode diameter of the signal light propagating through the main waveguide. Since the optical waveguide is disposed, the signal light is not coupled and scattered by the unnecessary light waveguide, and the deterioration of the signal light is suppressed.

請求項４に係る発明により、不要光用導波路の幅は、交差部で交差する直前より、交差した直後の方が広くなっているため、交差する直前の不要光用導波路から放出された不要光が、交差した直後の不要光用導波路によって効率良く回収され、基板外等に導出することが可能となる。   According to the invention of claim 4, since the width of the unnecessary light waveguide is wider immediately after the intersection than at the intersection, it is emitted from the unnecessary light waveguide immediately before the intersection. Unnecessary light is efficiently recovered by the unnecessary light waveguide immediately after crossing and can be led out of the substrate or the like.

請求項５に係る発明により、基板の厚みは、３０μｍ以下であるため、基板がスラブ導波路として機能し、不要光が基板外に放出され難い状況であっても、本発明の構成を採用することで、効率良く基板外等に導出することが可能となる。   According to the invention of claim 5, since the thickness of the substrate is 30 μm or less, the configuration of the present invention is adopted even in a situation where the substrate functions as a slab waveguide and unnecessary light is hardly emitted outside the substrate. Thus, it is possible to efficiently lead out the substrate.

本発明の光導波路素子の概要を説明する図である。（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の点線で囲んだ枠内の拡大図である。It is a figure explaining the outline | summary of the optical waveguide element of this invention. (A) is a general view, (b) is an enlarged view in a frame surrounded by a dotted line in (a). 光導波路の分岐部の前段に高次モード光を除去するための不要光用導波路を配置した場合の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example at the time of arrange | positioning the waveguide for unnecessary light for removing higher order mode light in the front | former stage of the branch part of an optical waveguide. 光導波路の合波部に非対称Ｘカプラを用いた場合の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example at the time of using an asymmetric X coupler for the multiplexing part of an optical waveguide. モニタ光を検出する光学系と組み合わせた場合の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example at the time of combining with the optical system which detects monitor light. 偏波合成変調手段を組み合わせた場合の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example at the time of combining a polarization-combining modulation means. 不要光用導波路と主導波路との交差部における他の実施例を示す図である。It is a figure which shows the other Example in the cross | intersection part of the waveguide for unnecessary light and a main waveguide.

以下、本発明の光導波路素子について、好適例を用いて詳細に説明する。図１は本発明が適用される光導波路素子の概略図であり、図１（ａ）は光導波路部分の全体図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の点線で囲んだ部分の拡大図である。
本発明の光導波路素子は、図１に示すように、基板１に光導波路２が形成され、該光導波路は、信号光を伝播する主導波路（２１〜２３）と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路（３１〜３３）とから構成される光導波路素子において、該不要光用導波路と該主導波路の一部とが交差する交差部では、該不要光用導波路（３２，３３）は、該主導波路を挟んで分断されていることを特徴とする。 Hereinafter, the optical waveguide device of the present invention will be described in detail using preferred examples. FIG. 1 is a schematic view of an optical waveguide device to which the present invention is applied, FIG. 1A is an overall view of an optical waveguide portion, and FIG. 1B is surrounded by a dotted line in FIG. It is an enlarged view of a part.
As shown in FIG. 1, the optical waveguide device of the present invention has an optical waveguide 2 formed on a substrate 1, and the optical waveguide includes a main waveguide (21 to 23) that propagates signal light, and unnecessary light from the main waveguide. In the optical waveguide device constituted by the unnecessary light waveguides (31 to 33) for removing the unnecessary light, the unnecessary light waveguide is at an intersection where the unnecessary light waveguide and a part of the main waveguide intersect. (32, 33) is characterized by being divided across the main waveguide.

本発明の光導波路素子で使用される基板は、基板に光導波路が形成可能なものであれば、特に限定されないが、光変調器や光スイッチのように、制御電極が光導波路に印加する電界により信号光を制御する場合には、電気光学効果を有する材料、例えば、ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５又はＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）のいずれかの単結晶が好適に利用可能である。特に、光変調器などの光制御素子で多用されているＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ５が、好ましい。 The substrate used in the optical waveguide device of the present invention is not particularly limited as long as the optical waveguide can be formed on the substrate, but an electric field applied to the optical waveguide by the control electrode, such as an optical modulator or an optical switch. When the signal light is controlled by the above, a material having an electro-optic effect, for example, any single crystal of LiNbO 3 , LiTaO 5 or PLZT (lead lanthanum zirconate titanate) can be suitably used. In particular, LiNbO 3 and LiTaO 5 frequently used in light control elements such as an optical modulator are preferable.

特に、本発明で使用する基板は、基板の厚みが３０μｍ以下である場合には、本発明の技術的な優位性を発揮することができる。このような薄い基板は、光変調器などの光導波路素子に対して高速変調化や低駆動電圧化を図る上で有用な構成であるが、基板内に放出された不要光が基板外部に放射され難く、信号光と再結合するなどの不具合を生じ易い。したがって、本発明の構成を採用することで、不要光を基板外等に効果的に導出することが可能となる。   In particular, the substrate used in the present invention can exhibit the technical superiority of the present invention when the thickness of the substrate is 30 μm or less. Such a thin substrate is useful for achieving high-speed modulation and low driving voltage for optical waveguide elements such as an optical modulator, but unnecessary light emitted into the substrate is emitted outside the substrate. It is difficult to cause problems such as recombination with signal light. Therefore, by adopting the configuration of the present invention, unnecessary light can be effectively derived outside the substrate.

基板に形成する光導波路は、例えば、ＬｉＮｂＯ３基板（ＬＮ基板）上にチタン（Ｔｉ）などの高屈折率物質を熱拡散することにより形成される。光導波路の形状は、図１に示したものに限定されるものではなく、光導波路が分岐部や合波部を有し、分岐部の前段で高次モード光を除去するための不要光用導波路を形成した場合や合波部からの放射モード光を導出するための不要光用導波路を形成した場合に、当該不要光用導波路の一部が信号光を伝播する主導波路によって、外部に導出できないような光導波路の形状を有するものには、本発明が好適に適用することが可能である。 The optical waveguide formed on the substrate is formed, for example, by thermally diffusing a high refractive index material such as titanium (Ti) on a LiNbO 3 substrate (LN substrate). The shape of the optical waveguide is not limited to that shown in FIG. 1, and the optical waveguide has a branching section and a multiplexing section, and is used for unnecessary light for removing higher-order mode light before the branching section. When a waveguide is formed or when an unnecessary light waveguide for deriving radiation mode light from the multiplexing unit is formed, a part of the unnecessary light waveguide propagates the signal light, The present invention can be suitably applied to an optical waveguide that cannot be led out to the outside.

図１では、光導波路２は、メインのマッハツェンダー型光導波路に２つのサブのマッハツェンダー型光導波路を組み込んだ、所謂、ネスト型光導波路を図示している。このように光変調器は、ＳＳＢ変調器やＤＱＰＳＫ変調器などに利用されている。光導波路の合波部２１からは逆相光が合波した際に放射モード光が放射される。特許文献１のように、放射モード光を不要光として基板外又は光導波路全体の外側に導出するため、不要光用導波路３１，３２を設けている。不要光の導出先には、放射モード光をモニタする光検出器４や不要光を吸収する金属などの吸収部材５などが配置されている。   In FIG. 1, the optical waveguide 2 is a so-called nested optical waveguide in which two sub Mach-Zehnder optical waveguides are incorporated in a main Mach-Zehnder optical waveguide. Thus, the optical modulator is used for an SSB modulator, a DQPSK modulator, and the like. Radiation mode light is emitted from the combining portion 21 of the optical waveguide when the reverse phase light is combined. As in Patent Document 1, unnecessary light waveguides 31 and 32 are provided in order to derive radiation mode light as unnecessary light outside the substrate or outside the entire optical waveguide. At the destination of unnecessary light, a photodetector 4 that monitors radiation mode light, an absorbing member 5 such as metal that absorbs unnecessary light, and the like are arranged.

不要光用導波路３１については、基板外に導出する際に主導波路を跨ぐ必要が無いため、特に問題は生じないが、不要光用導波路３２は、例えば、主導波路２３が存在するため、基板外又は光導波路全体の外側に導出することができない。   The unnecessary light waveguide 31 does not need to straddle the main waveguide when being led out of the substrate, and thus no particular problem occurs. However, the unnecessary light waveguide 32 includes, for example, the main waveguide 23. It cannot be led out of the substrate or outside the entire optical waveguide.

本発明は、このような場合において、不要光用導波路３２及び３３を主導波路との交差部で２つに分断している。交差部における詳細な状況は、図１（ｂ）に拡大図で示している。   In such a case, the present invention divides the unnecessary light waveguides 32 and 33 into two at the intersection with the main waveguide. The detailed situation at the intersection is shown in an enlarged view in FIG.

交差部の特徴の一つは、交差部で分断された不要光用導波路（３２，３３）を結ぶ直線と主導波路２３とが交差する交差角θは、３度以上、１７７度以下に設定されることである。この構成で、不要光が主導波路に再結合することが抑制できる。   One of the features of the intersecting portion is that the intersection angle θ at which the straight line connecting the waveguides for unnecessary light (32, 33) divided at the intersecting portion and the main waveguide 23 intersect is set to 3 degrees or more and 177 degrees or less. Is to be done. With this configuration, it is possible to suppress unnecessary light from recombining with the main waveguide.

交差部の次の特徴は、交差部で分断された不要光用導波路（３２，３３）の端部と主導波路２３との距離は、１０μｍ以上であることである。これは、図１（ｂ）の間隔ｄが２０μｍ以上であることを意味している。主導波路２３を伝播する信号光のモード径は、光導波路の幅や基板の厚み、さらには、光導波路と基板の屈折率差などによって変化する。ＬＮ基板にＴｉを拡散させるような、通常の光導波路は１０μｍ程度である。このため、主導波路２３を伝播する信号光のモード径の２倍以上の間隔ｄを確保することで、信号光が不要光用導波路（３２，３３）によって結合・散乱されることを抑制することが可能となる。   The next feature of the intersecting portion is that the distance between the end portion of the waveguide for unnecessary light (32, 33) divided at the intersecting portion and the main waveguide 23 is 10 μm or more. This means that the distance d in FIG. 1B is 20 μm or more. The mode diameter of the signal light propagating through the main waveguide 23 varies depending on the width of the optical waveguide, the thickness of the substrate, and the difference in refractive index between the optical waveguide and the substrate. A typical optical waveguide that diffuses Ti in the LN substrate is about 10 μm. For this reason, it is possible to prevent the signal light from being coupled and scattered by the unnecessary light waveguides (32, 33) by securing an interval d that is at least twice the mode diameter of the signal light propagating through the main waveguide 23. It becomes possible.

交差部のさらなる特徴は、不要光用導波路の幅は、交差部で交差する直前（ｗ１）より、交差した直後（ｗ２）の方が広くなっていることである。これにより、交差する直前の不要光用導波路３２から放出された不要光が、交差した直後の不要光用導波路に３３よって効率良く回収され、基板外等に導出することが可能となる。特に、後段の幅ｗ２は、前段の幅ｗ１の３倍以上を確保することで、不要光の回収効率をより高めることが可能となる。また、不要光用導波路の幅の調整については、図１（ｂ）のように交差した直後の不要光用導波路の幅を広くするだけでなく、図６に示すように、交差する直前の不要光用導波路の幅を狭く（テーパ状に）することも可能である。これにより、交差直前の導波路のモード径が広がることにより、導波路分断部分でのビーム広がりを抑制できる。   A further feature of the intersecting portion is that the width of the waveguide for unnecessary light is wider immediately after intersecting (w2) than immediately before intersecting at the intersecting portion (w1). As a result, unnecessary light emitted from the unnecessary light waveguide 32 immediately before crossing can be efficiently recovered by the unnecessary light waveguide 33 immediately after crossing by the waveguide 33 and led out of the substrate. In particular, it is possible to further increase the efficiency of collecting unnecessary light by securing the width w2 of the rear stage at least three times the width w1 of the front stage. Further, regarding the adjustment of the width of the unnecessary light waveguide, not only the width of the unnecessary light waveguide immediately after crossing as shown in FIG. 1B is increased, but also as shown in FIG. It is also possible to make the width of the unnecessary light waveguide narrow (tapered). As a result, the mode diameter of the waveguide immediately before the intersection is widened, so that the beam spread at the waveguide dividing portion can be suppressed.

また、主導波路の幅については、基本的には、基本モード光を主に伝播させる幅に設定することで、高次モード光などが主導波路に再結合することを効果的に抑制することが可能となる。特に、交差部において、主導波路にこのような構成を採用することにより、不要光用導波路の端部から主導波路に向けて放出される不要光が主導波路に再結合することを抑制し、主導波路を横断して後段の不要光用導波路に再入射することが可能となる。   In addition, the width of the main waveguide is basically set to a width that mainly propagates the fundamental mode light, thereby effectively suppressing recombination of higher-order mode light and the like into the main waveguide. It becomes possible. In particular, by adopting such a configuration for the main waveguide at the intersection, it is possible to suppress unnecessary light emitted from the end of the waveguide for unnecessary light toward the main waveguide from being recoupled to the main waveguide, It is possible to cross the main waveguide and re-enter the unnecessary light waveguide.

図２は、光導波路の分岐部２４の前段に高次モード光を除去するための不要光用導波路（６１，６２）を配置した場合の実施例である。このように、不要光用導波路は、上述した放射モード光だけでなく、特許文献２にも開示されているような高次モード光の除去手段としても活用である。   FIG. 2 shows an embodiment in which unnecessary light waveguides (61, 62) for removing higher-order mode light are arranged in front of the branching portion 24 of the optical waveguide. As described above, the waveguide for unnecessary light is used not only as the above-described radiation mode light but also as a removal means for higher-order mode light as disclosed in Patent Document 2.

図２では、不要光用導波路６２に対して、主導波路２６を横断するため、図１（ｂ）に示したような交差部の構成を採用している。符号６３は、分断された後段側の不要光用導波路である。合波部２５については、図１と同様に、放射モード光を導出する不要光用導波路（３４，３５）が形成され、不要光用導波路３５は、途中で主導波路２６で分断され、不要光用導波路３６に続いている。   In FIG. 2, in order to cross the main waveguide 26 with respect to the unnecessary light waveguide 62, the configuration of the intersection as shown in FIG. 1B is adopted. Reference numeral 63 denotes a divided unnecessary light waveguide on the rear stage side. As with FIG. 1, unnecessary light waveguides (34, 35) for deriving radiation mode light are formed in the multiplexing unit 25, and the unnecessary light waveguide 35 is divided by the main waveguide 26 on the way, It continues to the unnecessary light waveguide 36.

図３は、光導波路の合波部に非対称Ｘ型カプラ２７を用いた場合の実施例である。図１に示すように、合波部としてＸ−Ｙカプラ（２つの入力と、中心と外側の導波路幅が異なる３つの出力との構造）を例示したが、本発明が適用される合波部は、これに限らず、方向性結合器、非対称方向性結合器、非対称Ｘ型カプラなどでも良い。非対称Ｘ型カプラでは、同相光が合波した場合には主導波路２８を光波が進み、逆相光が合波した場合には不要光用導波路７１を光波が進むよう構成されている。そして、不要光用導波路は、主導波路２９を横断するため、図１（ｂ）のように、導波路７１と７２に分断されている。   FIG. 3 shows an embodiment in which an asymmetric X-type coupler 27 is used at the multiplexing portion of the optical waveguide. As illustrated in FIG. 1, an XY coupler (a structure of two inputs and three outputs having different center and outer waveguide widths) is illustrated as a multiplexing unit. However, the multiplexing to which the present invention is applied is illustrated. The unit is not limited to this, and may be a directional coupler, an asymmetric directional coupler, an asymmetric X-type coupler, or the like. The asymmetric X-type coupler is configured such that when the in-phase light is combined, the light wave travels through the main waveguide 28, and when the reverse-phase light is combined, the light wave travels through the unnecessary light waveguide 71. The unnecessary light waveguide is divided into waveguides 71 and 72 as shown in FIG. 1B in order to cross the main waveguide 29.

図４は、モニタ光を検出する光学系と組み合わせた場合の実施例である。基板１に形成された光導波路は、基本的に図１と同様な構成を有している。基板１を有する光導波路素子に対して、入射側光ファイバ８１と出射側光ファイバ８２が接続されている。光導波路８２を光導波路素子に結合させる際に、キャピラリ１０を用いている。このキャピラリ１０の端面の一部は、放射モード光（太字矢印）の一部をモニタ光として受光素子１１に導入するよう構成されている。   FIG. 4 shows an embodiment when combined with an optical system for detecting monitor light. The optical waveguide formed on the substrate 1 basically has the same configuration as that shown in FIG. An incident side optical fiber 81 and an output side optical fiber 82 are connected to the optical waveguide element having the substrate 1. When the optical waveguide 82 is coupled to the optical waveguide element, the capillary 10 is used. A part of the end face of the capillary 10 is configured to introduce a part of radiation mode light (bold arrow) into the light receiving element 11 as monitor light.

図４のモニタ光に不要光が混在しないようにするためには、領域Ａの範囲に不要光が入り込まないよう構成する必要があり、分断された不要光用導波路３３の終端は、この領域Ａの外側に位置している。   In order to prevent unnecessary light from being mixed in the monitor light of FIG. 4, it is necessary to configure so that unnecessary light does not enter the range of the region A, and the end of the divided unnecessary light waveguide 33 is the region. It is located outside A.

図５は、偏波合成変調手段１２を組み合わせた場合の実施例である。偏波合成変調手段１２は、光導波路素子から出力される２つの信号光を偏波面を回転させ、例えば、２つの信号光の偏波面が互いに直交する関係で合波するものである。このような偏波合成変調手段１２の部分には、不要光が入り込まないよう構成するため、領域Ａの範囲外に不要光を導出するよう、不要光用導波路が配置されている。   FIG. 5 shows an embodiment in which the polarization combining modulation means 12 is combined. The polarization beam combiner / modulator 12 rotates the polarization planes of the two signal lights output from the optical waveguide device, and multiplexes the polarization planes of the two signal lights so that they are orthogonal to each other. In order to prevent unnecessary light from entering the polarization combining modulation unit 12, a waveguide for unnecessary light is disposed so as to lead out unnecessary light outside the area A.

以上説明したように、本発明によれば、光導波路が集積された場合でも不要光を効率良く基板外又は光導波路全体の外側に導出することが可能な光導波路素子を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical waveguide device capable of efficiently leading unnecessary light to the outside of the substrate or the outside of the entire optical waveguide even when the optical waveguide is integrated.

１ 基板
２ 光導波路
２１〜２９ 主導波路
３１〜３６，６１〜６３，７１，７２ 不要光用導波路
４，１１ 受光素子
５ 光吸収手段
８１，８２ 光ファイバ
１０ キャピラリ
１２ 偏波合成変調手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Optical waveguide 21-29 Main waveguide 31-36, 61-63, 71, 72 Unwanted light waveguide 4,11 Light receiving element 5 Light absorption means 81, 82 Optical fiber 10 Capillary 12 Polarization combining modulation means

Claims (5)

基板に光導波路が、高屈折率物質を熱拡散することにより形成され、該光導波路は、信号光を伝播する主導波路と、該主導波路から不要光を除去する不要光用導波路とから構成される光導波路素子において、
該不要光用導波路は、該主導波路を伝播する高次モード光を、該不要光として、該主導波路から除去し、該基板外又は該光導波路全体の外側に導出するように配置されると共に、
該不要光用導波路と該主導波路の一部とが交差する交差部では、該不要光用導波路は、該主導波路を挟んで分断されていることを特徴とする光導波路素子。 An optical waveguide is formed on the substrate by thermally diffusing a high refractive index material, and the optical waveguide includes a main waveguide that propagates signal light and a waveguide for unnecessary light that removes unnecessary light from the main waveguide. In the optical waveguide device
The unnecessary light waveguide is disposed so as to remove high-order mode light propagating through the main waveguide as unnecessary light from the main waveguide and to guide it out of the substrate or outside the entire optical waveguide. With
An optical waveguide element, wherein the unnecessary light waveguide is divided across the main waveguide at an intersection where the unnecessary light waveguide and a part of the main waveguide intersect. 請求項１に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路を結ぶ直線と該主導波路とが交差する交差角は、３度以上、１７７度以下であることを特徴とする光導波路素子。   2. The optical waveguide device according to claim 1, wherein an intersection angle at which the straight line connecting the waveguides for unnecessary light divided at the intersection and the main waveguide intersects is 3 degrees or more and 177 degrees or less. A characteristic optical waveguide device. 請求項１又は２に記載の光導波路素子において、該交差部で分断された該不要光用導波路の端部と該主導波路との距離は、１０μｍ以上であることを特徴とする光導波路素子。   3. The optical waveguide device according to claim 1, wherein a distance between an end of the unnecessary light waveguide divided at the intersection and the main waveguide is 10 μm or more. 4. . 請求項１乃至３のいずれかに記載の光導波路素子において、該不要光用導波路の幅は、該交差部で交差する直前より、交差した直後の方が広くなっていることを特徴とする光導波路素子。   The optical waveguide device according to any one of claims 1 to 3, wherein the width of the unnecessary light waveguide is wider immediately after the intersection than at the intersection. Optical waveguide element. 請求項１乃至４のいずれかに記載の光導波路素子において、該基板の厚みは、３０μｍ以下であることを特徴とする光導波路素子。
5. The optical waveguide device according to claim 1, wherein the substrate has a thickness of 30 μm or less.
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