JP3967356B2 - 光導波路デバイス - Google Patents
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Description
また、溝の反射面は、基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、光導波路から出力された後に基板表面に沿って伝搬する光を、基板表面の下方に逸れた方向に反射するようにしてあるので、光導波路を伝搬した光が出射される基板側面近くの表面に凹凸(チッピング)が発生していても、そのチッピングよりも下方の基板側面から光が出射されるようになるため、チッピングの影響による光パワーの低下を回避することが可能になる。
図1において、本実施形態の光導波路デバイスは、例えば、基板10の表面に形成したマッハツェンダ型の光導波路11と、その光導波路11に沿って基板10の表面に形成した電極12と、光導波路11のモニタ光出力側の端部近傍に形成した反射溝13と、その反射溝13で反射され基板10の側面から出射されるモニタ光を受光する受光素子14と、光入出力端でのチッピングの影響を防ぐブロック材15と、を備えて構成される。
まず、例えば図3に示す各工程に従って、LN基板10に対する光導波路11の形成を行う。具体的には、LN基板10に対して光導波路11となるべきチタン(Ti)等の蒸着を行い、1000Å程度のTi膜を形成する(図3(A)および(B))。そして、そのTi層上にフォトレジストを1μm前後塗布した後、一般的なフォトリソグラフィー法によりマッハツェンダ干渉計に対応させてレジストをパターニングし、さらに、そのレジストをマスクとしてTi膜のパターン化を行う(図3(C))。なお、上記のパターン化に際しては、ドライエッチングを適用してもウェットエッチングを適用してもよい。Ti膜のパターン化が終わると、Tiを1000℃〜1100℃にてLN基板10内に拡散して表面近傍にマッハツェンダ型の光導波路11を形成する(図3(D))。
図11は、その他の例の光導波路デバイスの構成を示す斜視図である。
図11において、本形態の光導波路デバイスの構成が上述の図1に示した第1実施形態の場合と異なる部分は、モニタ光出力導波路11Gに曲率半径の小さな曲がり導波路を適用すると共に、その曲がり導波路の半径方向外側に溝部20を形成した部分である。上記以外の他の部分の構成は第1実施形態の場合と同様である。このため、ここではモニタ光出力導波路11Gおよび溝部20の構成について詳しく説明する。
上述の図21(B)に示したような曲率半径Rcの小さな曲がり導波路については、放射損失の発生を限りなく小さくすることが重要となる。放射損失の低減を図るための1つの手段として、曲がり導波路の周囲の屈折率を小さくして曲がり導波路における光の閉じ込め効果を大きくすることが有効である。具体的に、LN基板上に形成された曲がり導波路の場合、曲がり導波路の周りを囲むLN基板の屈折率は一般的に2.1〜2.2であり、この屈折率をできるだけ小さくすることで放射損失を低減させることが可能となる。このため、本例では、曲がり導波路の周囲のLN基板、特に、曲がり導波路の半径方向外側に位置するLN基板を除去して溝部20を形成することで、その溝部20の屈折率が理想的には空気の屈折率1.0にまで小さくなるようにして、曲がり導波路を伝搬するモニタ光Lmの閉じ込め効果を増大させている。実際には、図13の断面図に示したように、溝部20の上部にはバッファ層16や接着剤が存在することになるが、これらの屈折率は1.4〜1.5程度でありLN基板の屈折率に比べて十分に小さいため、光の閉じ込め効果は大きい。上記の内容をシミュレーションにより確認した一例を図14に示す。
Claims (10)
- 基板と、
該基板に形成した光導波路と、
該光導波路の光出力側の端部近傍に形成され、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成された側壁を有する溝と、を備え、
前記側壁を反射面として前記光導波路から下方に逸れて出力された反射光が前記基板の側面から出射されることを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項1に記載の光導波路デバイスであって、
前記溝の反射面は、基板表面および基板裏面から予め設定した距離だけそれぞれ離れた領域内に位置する前記基板側面から反射光が出射されるように、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成されることを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項1に記載の光導波路デバイスであって、
前記光導波路は、入力導波路と、該入力導波路を伝搬した光を2つに分岐する入力側カプラと、該入力側カプラで分岐された各光が与えられる一対の導波路と、該各導波路を伝搬した光を合波する出力側カプラと、該出力側カプラを伝搬した光が与えられる出力導波路とを備え、マッハツェンダ干渉計を構成し、
前記溝は、前記出力導波路のモニタ光が出力される端部近傍に形成され、前記反射面で反射したモニタ光を基板側面に導き出すことを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項1に記載の光導波路デバイスであって、
前記光導波路から出力され前記溝で反射された光が出射される基板側面の上部に、基板表面でのチッピングの発生を防ぐブロック材を備えたことを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3に記載の光導波路デバイスであって、
前記出力導波路から出力され前記溝で反射されたモニタ光が出射される基板側面の上部と、前記出力導波路を伝搬した主信号光が出射される基板側面の上部とに、基板表面でのチッピングの発生を防ぐブロック材をそれぞれ備えたことを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項5に記載の光導波路デバイスであって、
前記溝で反射されたモニタ光が、主信号光側に対応する前記ブロック材の下方に位置する基板側面から出射されるようにして、モニタ光側に対応する前記ブロック材を主信号光側と共通化したことを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項6に記載の光導波路デバイスであって、
モニタ光を受光するための受光素子を備え、該受光素子が、前記ブロック材を利用してモニタ光が出射される基板側面に張り付けられたことを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3に記載の光導波路デバイスであって、
前記出力側カプラが、方向性結合器およびマルチモード干渉カプラのいずれかであり、
前記出力導波路は、前記出力側カプラの主信号光が出力されるポートに接続する主信号光出力導波路と、前記出力側カプラのモニタ光が出力されるポートに接続するモニタ光出力導波路と、を有することを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3に記載の光導波路デバイスであって、
前記出力側カプラが、Y分岐カプラであり、該Y分岐カプラの合波ポートに前記出力導波路が接続し、主信号光がオフ状態になるときに前記出力導波路外に漏れ出す光をモニタ光として使用することを特徴とする光導波路デバイス。 - 請求項3に記載の光導波路デバイスであって、
前記一対の導波路に対応させて設けられた電極を有し、該電極に外部より電気信号を印加するための電極パッドが配置される側の基板側面に、前記溝で反射された光が出射されることを特徴とする光導波路デバイス。
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