特開 2023-153048 光学デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023153048

(43)【公開日】2023-10-17

(54)【発明の名称】光学デバイス

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/035 20060101AFI20231005BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G02F1/035

G02B6/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056129

(22)【出願日】2023-03-30

(31)【優先権主張番号】202210330416.4

(32)【優先日】2022-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(74)【代理人】

【識別番号】100114937

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】長瀬 健司

(72)【発明者】

【氏名】田家 裕

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー・レイモンド・メラド・ビナラオ

(72)【発明者】

【氏名】王 進武

【テーマコード（参考）】

2H147

2K102

【Ｆターム（参考）】

2H147AA02

2H147AB02

2H147AB11

2H147AC01

2H147BG11

2H147BG19

2H147DA11

2H147EA02B

2H147EA05A

2H147EA10B

2H147EA15C

2H147FA03

2H147FA09

2H147FA18

2H147FA29

2H147FC01

2H147FC05

2H147GA12

2H147GA19

2K102AA21

2K102BA02

2K102BB01

2K102BB04

2K102BD01

2K102CA00

2K102CA30

2K102DA04

2K102DB04

2K102DB08

2K102DD05

2K102EA02

2K102EA16

2K102EB01

(57)【要約】

【課題】本発明は、光導波路において微小クラックを発生することが抑制できることにより、光の伝送損失を減少する光学デバイスを提供する。
【解決手段】本発明は、基板と、前記基板上の所定の領域に設け、電気光学材料膜から形成される光導波路と、前記光導波路に隣接して形成される保護層と、前記所定の領域外に設けられる未透光の光導波路と、を備え、前記未透光の光導波路の表面粗さはＲＭＳ０．５ｎｍ以上である、光学デバイスを提供する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上の所定の領域に設け、電気光学材料膜から形成される光導波路と、
前記光導波路に隣接して形成される保護層と、
前記所定の領域外に設けられる未透光の光導波路と、を備え、
前記未透光の光導波路の表面粗さはＲＭＳ０．５ｎｍ以上であることを特徴とする光学デバイス。

【請求項2】

前記未透光の光導波路は、前記基板の上から見たときに、前記未透光の光導波路の長手方向が所定方向に沿っていることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。

【請求項3】

前記光導波路は直線部を有し、
前記未透光の光導波路は、前記基板の上から見たときに、前記未透光の光導波路の一辺が前記光導波路の直線部に沿っていることを特徴とする請求項２に記載の光学デバイス。

【請求項4】

前記未透光の光導波路は、前記基板の上から見たときに、矩形状であり、前記未透光の光導波路の長手側の一辺が前記光導波路の直線部に沿っていることを特徴とする請求項２または３に記載の光学デバイス。

【請求項5】

前記未透光の光導波路は、前記光導波路の直線部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項6】

前記未透光の光導波路の表面粗さの形状は、前記基板と交差する方向から見るときに、縦ストライプ状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項7】

前記未透光の光導波路の表面粗さはＲＭＳ１．０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項8】

前記未透光の光導波路を複数有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項9】

前記未透光の光導波路と前記光導波路との膜厚は略同一であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項10】

前記電気光学材料膜は、ＬｉＮｂＯ_３からなる膜であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項11】

前記電気光学材料膜は、ＬｉＮｂＯ_３に、少なくともＴｉがドーピングされている膜であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項12】

前記電気光学材料膜は、エピタキシー膜であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学デバイス。

【請求項13】

前記エピタキシー膜は、前記基板と交差する方向に配向されていることを特徴とする請求項１２に記載の光学デバイス。

【請求項14】

基板と、
前記基板上の所定の領域に設け、電気光学材料膜から形成される光導波路と、
前記光導波路に隣接して形成される保護層と、
前記光導波路に電界を印加する電極と、
前記所定の領域外に設けられる未透光の光導波路と、を備え、
前記未透光の光導波路の表面粗さはＲＭＳ０．５ｎｍ以上であることを特徴とする光変調器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光通信用および光学計測分野の光学デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

インターネットの普及に伴い通信量は飛躍的に増大しており、光ファイバ通信の重要性が非常に高まっている。光ファイバ通信は、電気信号を光信号に変換し、光信号を光ファイバにより伝送するものであり、広帯域、低損失、ノイズに強いという特徴を有する。

【0003】

電気信号を光信号に変換する方式としては、半導体レーザによる直接変調方式と光変調器を用いた外部変調方式が知られている。直接変調は光変調器が不要で低コストであるが、高速変調には限界があり、高速で長距離の用途では外部変調方式が使われている。

【0004】

光変調器としては、ニオブ酸リチウム単結晶基板の表面付近にＴｉ（チタン）拡散により光導波路を形成したマッハツェンダー型光変調器が実用化されている（特許文献１参照）。マッハツェンダー型光変調器は、１つの光源から出た光を２つに分け、異なる経路を通過させた後、再び重ね合わせて干渉を起こさせるマッハツェンダー干渉計の構造を有する光導波路（マッハツェンダー光導波路）を用いるものであり、マッハツェンダー干渉計を適用したマッハツェンダー型光変調器は、各種の変調光を生成するのに用いられておる。４０Ｇｂ／ｓ以上の高速の光変調器が商用化されているが、全長が１０ｃｍ前後と長いことが大きな欠点になっている。

【0005】

これに対して、特許文献２には、ニオブ酸リチウム膜を用いたマッハツェンダー型光変調器が開示されている。ニオブ酸リチウム膜（ＬＮ膜）を用いた光変調器は、ニオブ酸リチウム単結晶基板を用いた光変調器と比較して、大幅な小型化及び低駆動電圧化が図れている。特許文献２には、基板上にＬＮ膜を形成する工程やＬＮ膜をエッチングして基板上に光導波路を形成する工程により、十分な光の閉じ込めの効果が得られるため、電気光学デバイスの動作を高速化する。

【0006】

ＬＮ膜を用いた光導波路において、光の進入を制限して駆動電圧を低下することが重要であるため、ＬＮ膜の品質を重視し、保護層との密着性を注意する必要があり、ＬＮ膜上に微小クラックを発生することを避ける。

【0007】

例えば、保護層として低屈折率の窒化シリコンを有し、光導波路であるＬＮ膜と隣接して形成するため、ＬＮ膜と保護層を構成する材料との膨脹係数が異なるに起因する応力の影響によって、光の伝送損失を引き起こすことがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００５－２２１８７４号公報

【特許文献2】特開２００６－１９５３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光の伝送損失の少ない光学デバイスを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一つの実施形態は、基板と、前記基板上の所定の領域に設け、電気光学材料膜から形成される光導波路と、前記光導波路に隣接して形成される保護層と、前記所定の領域外に設けられる未透光の光導波路と、を備え、前記未透光の光導波路の表面粗さはＲＭＳ０．５ｎｍ以上である、光学デバイスを提供する。

【0011】

本発明の光学デバイスによれば、未透光の光導波路を設けることにより、保護層から光導波路膜に印加する応力を減少し、光導波路上に微小クラックの発生を抑制することにより、光の伝送損失を減少する。なお、未透光の光導波路を粗面化することにより、ニオブ酸リチウムと窒化シリコンとの膨脹係数が異なることに起因した応力の影響を低下し、さらに光導波路において微小クラックを発生することが抑制することにより、光の伝送損失を減少する。

【0012】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記未透光の光導波路は、前記基板の上から見たときに、その長手方向が所定方向に沿っている。

【0013】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記光導波路は直線部を有し、前記未透光の光導波路は、前記基板の上から見たときに、その一辺が前記光導波路の直線部に沿っている。

【0014】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記未透光の光導波路は、前記基板の上から見たときに、矩形状であり、その長手側の一辺が前記光導波路の直線部に沿っている。

【0015】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記未透光の光導波路は、前記光導波路の直線部の近傍に設けられている。

【0016】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記未透光の光導波路の表面粗さの形状は、前記基板と交差する方向から見るときに、縦ストライプ状（縦縞状）である。

【0017】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記未透光の光導波路の表面粗さはＲＭＳ１．０ｎｍ以上である。

【0018】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記未透光の光導波路は複数を有する。

【0019】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記未透光の光導波路と前記光導波路との膜厚は略同一である。

【0020】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記電気光学材料膜は、ＬｉＮｂＯ_３からなる膜である。

【0021】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記電気光学材料膜は、ＬｉＮｂＯ_３に、少なくともＴｉがドーピングされている膜である。

【0022】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記電気光学材料膜は、エピタキシャル膜である。

【0023】

また、本発明の光学デバイスにおいて、好ましくは、前記エピタキシャル膜は、前記基板と交差する方向に配向されている。

【0024】

本発明の別の実施形態は、基板と、前記基板上の所定の領域に設け、電気光学材料膜から形成される光導波路と、前記光導波路に隣接して形成される保護層と、前記光導波路に電界を印加する電極と、前記所定の領域外に設けられる未透光の光導波路と、を備え、前記未透光の光導波路の表面粗さはＲＭＳ０．５ｎｍ以上である、光変調器を提供する。

【発明の効果】

【0025】

本発明の光学デバイスおよびそれを備える光変調器によれば、光の伝送損失を効果的に減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の第一の実施形態の光学デバイスを有する光変調器１００を示している平面図であり、図１（ａ）は光導波路のみを示しており、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す光学デバイス及び進行波電極を備える光変調器１００の全体を示している。

【図2】図１（ａ）および図１（ｂ）のＡ－Ａ’線に沿う光変調器１００の模式的な断面図である。

【図3】図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の第二の実施形態の光学デバイスを有する光変調器２００を示している図であり、図３（ａ）は光変調器２００の光導波路のみを示している平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ－Ａ’線に沿う光変調器２００の模式的な断面図である。

【図4】図４（ａ）および図４（ｂ）は、本発明の第三の実施形態の光学デバイスを有する光変調器３００を示している図であり、図４（ａ）は光変調器３００の光導波路のみを示している平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ－Ａ’線に沿う光変調器３００の模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳しく説明する。

【0028】

図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明の第一の実施形態の光学デバイスを有する光変調器１００を示している平面図であり、図１（ａ）は光導波路のみを示しており、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す光学デバイス及び進行波電極を備える光変調器１００の全体を示している。

【0029】

図１（ａ）に示すように、該光変調器１００が有する光学デバイスは、マッハツェンダー光導波路１０と、基板１上に形成し互いに平行に設けられている第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂと、を備える。図１（ｂ）に示すように、該光変調器１００は、第１の光導波路１０ａに沿って設けられている第１の電極７と、第２の光導波路１０ｂに沿って設けられている第２の電極８と、をさらに備える。

【0030】

マッハツェンダー光導波路１０は、マッハツェンダー干渉計の構造を有する光導波路であり、一つの入力光導波路１０ｉから分波部１０ｃにより分岐される第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂを有し、第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂが合波部１０ｄを介して一つの出力光導波路１０ｏに合波される。入力光Ｓｉは、分波部１０ｃにより分波され、それぞれ第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂに進んでおり、そして合波部１０ｄに合波され、変調光Ｓｏとして出力光導波路１０ｏから出力される。

【0031】

第１の電極７は、平面視において第１の光導波路１０ａを覆っており、同様に、第２の電極８は、平面視において第２の光導波路１０ｂを覆っている。すなわち、第１の電極７は保護層（後述する）を介して第１の光導波路１０ａ上に形成されており、同様に、第２の電極８は保護層を介して第２の光導波路１０ｂ上に形成されている。第１の電極７は、例えば交流信号に接続され、「信号電極」と呼ばれる。第２の電極は、例えばグランドに接続されており、「グランド接続電極」と呼ばれる。

【0032】

電気信号（変調信号）は、第１の電極７に入力される。第１の光導波路１０ａがニオブ酸リチウムなどの電気光学効果を有する材料からなるため、第１の光導波路１０ａに印加される電界により、第１の光導波路１０ａの屈折率が＋Δｎ、－Δｎのように変化し、一対の光導波路の間の位相差が変化する。その位相差の変化により、変調された信号光が出力光導波路１０ｏから出力される。

【0033】

なお、第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂが設けられた領域（所定の領域）以外の領域に、基板１上に形成されている未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚがさらに設けられている。ここで、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚは実際の動作中に光を伝送しない光導波路であってもよい。すなわち、入力光Ｓｉは未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚを伝播していないため、このように、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚ上に、その電極に印加される電界が設ける必要もない。図１に示すように、基板１の上方から見ると、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚが透光のマッハツェンダー光導波路１０の直線部の付近に設けられ、例えば第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの直線部に沿って設けられ、且つ複数（本実施形態において３つ）を設けられてもよい。基板１の上方から見ると、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの形状は矩形状であるが、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの形状が矩形状に限られず、長手方向が所定の方向に沿って延びる形状を有していればよく、例えば長方形や楕円形などの平面上に延びる形状や、正円形、正方形以外の任意の形状であってもよい。さらに、上記所定の方向は、好ましくは第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの直線部の延在方向に沿っていることが好ましいが、必ずしも第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの直線部の延在方向に平行する方向でなくてもよい。なお、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの一辺が光導波路の直線部に沿っており、より好ましくは、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚが矩形状であり、その長手側の一辺が光導波路の直線部に沿っている。具体的には、未透光の光導波路１０ｙが第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの間に介在する。未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙは、その間に第１の光導波路１０ａが介在するように設けられている。未透光の光導波路１０ｙ、１０ｚは、その間に第２の光導波路１０ｂが介在するように設けられている。未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚは、いずれも第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの延在方向に沿ってもよい。

【0034】

図２は、図１（ａ）および図１（ｂ）のＡ－Ａ’線に沿う光変調器１００の模式的な断面図である。

【0035】

図２に示すように、本実施形態の光変調器１００は、少なくとも基板１と、光導波路２と、保護層３と、電極層４とがこの順に積層された多層構造を有している。基板１は、例えばサファイア基板であり、基板１の表面にニオブ酸リチウム膜からなる光導波路２が形成されている。マッハツェンダー光導波路１０は、透光の第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂを有する。第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの幅は、例えば１μｍであってもよい。

【0036】

第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂに伝播する光が第１の電極７又は第２の電極８に吸収されることを避けるために、保護層３が光導波路２に隣接して形成され、少なくともマッハツェンダー光導波路１０の第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂに形成されている。そのため、保護層３が光導波路と信号電極との間の中間層として機能できればよく、保護層３の材料を幅広く選択してもよい。例えば、保護層３は、窒化シリコンなどの非金属酸化物、アルミナなどの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、ポリイミドなどの樹脂材料、セラミックなどの絶縁材料で形成されてもよい。保護層の材料は、結晶性の材料又は无定形の材料であってもよい。より好ましい実施形態としては、保護層３として、可以使用屈折率が光導波路２の屈折率により小さい材料、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＬａＡｌＯ_３、ＬａＹＯ_３、ＺｎＯ、ＨｆＯ_２、ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３などを用いてもよい。光導波路上に形成された保護層３の厚さは、０．２～１．２μｍ程度であってもよい。本実施形態において、保護層３が第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの上面を覆っているのみならず、前記第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの間に埋め込まれている。換言すれば、保護層３が平面視に第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂに重ねない領域にも形成されている。保護層３は、光導波路２が形成されていない基板１を覆い、第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの側面も保護層３で覆っているため、後述するように第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの側面の粗面化による散乱損失が低下される。

【0037】

電極層４には、第１の電極７、第２の電極８が設けられている。第１の電極７が保護層３を介して第１の光導波路１０ａに対向して、第１の光導波路１０ａ内に行進する光を変調する。第２の電極８は少なくとも保護層３を介して第２の光導波路１０ｂに対向して、第２の光導波路１０ｂ内に行進する光を変調する。

【0038】

図２に示すように、未透光の光導波路１０ｘ、第１の光導波路１０ａ、未透光の光導波路１０ｙ、第２の光導波路１０ｂ、未透光の光導波路１０ｚは、光の伝播方向に直交する方向にこの順に配列されている。第１の光導波路１０ａ、第２の光導波路１０ｂ上に、保護層３を介して、第１の電極７、第２の電極８が設けられている。未透光の光導波路１０ｘ、未透光の光導波路１０ｙ、未透光の光導波路１０ｚ上に、保護層３が設けられているが、電極が設けられていない。これは、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚが実際の動作中にダミー光導波路として作用するのみであり、実際に光信号を伝送しないためである。図２に示すように、基板１上に設けられた未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚが保護層３に囲められており、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの膜厚が第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの膜厚とほぼ同じであるため、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚ及びその上の保護層３の構造が第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂ及びその上の保護層３の構造とほぼ同じであり、保護層３から光導波路１０ａ、１０ｂに印加される応力を減少し、光導波路１０ａ、１０ｂ上にクラックの発生を抑制することにより、信頼性が向上し光伝送損失を減少することができる。

【0039】

光導波路２として、電気光学材料により構成すれば特に限定されないため、光導波路２を構成する膜が電気光学材料膜と呼ばれてもよい。しかし、光導波路２は、好ましくはニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）からなる。これは、ニオブ酸リチウムが大きい電気光学材料定数を有し、光変調器等の光学デバイスの構成材料として適用するためである。光導波路２は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）からなる。なお、光導波路２がニオブ酸リチウムからなる場合に、他の元素がドーピングされてもよく、例えば、ニオブ酸リチウムにＴｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕからなる組から選択される少なくとも１種がドーピングされていてもよい。以下、光導波路２がニオブ酸リチウム膜である場合における本発明の構造を詳しく説明する。

【0040】

基板１としてはニオブ酸リチウム膜より屈折率が低いものであれば特に限定されないが、ニオブ酸リチウム膜をエピタキシャル膜として形成させることができる基板が好ましく、サファイア単結晶基板もしくはシリコン単結晶基板が好ましい。単結晶基板の結晶方位は特に限定されない。ニオブ酸リチウム膜はさまざまな結晶方位の単結晶基板に対して、ｃ軸配向のエピタキシャル膜として形成されやすいという性質を持っている。ｃ軸配向のニオブ酸リチウム膜は３回対称の対称性を有しているので、下地の単結晶基板も同じ対称性を有していることが望ましく、サファイア単結晶基板の場合はｃ面、シリコン単結晶基板の場合は（１１１）面の基板が好ましい。

【0041】

ここで、エピタキシャル膜とは、下地の基板もしくは下地膜の結晶方位に対して、揃って配向している膜のことである。膜面内をＸ－Ｙ面とし、膜厚方向をＺ軸としたとき、結晶がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向にともに揃って配向しているものである。例えば、第１に２θ－θＸ線回折による配向位置での強度の確認と、第２に極点の確認を行うことで、エピタキシャル膜を証明できる。

【0042】

具体的には、第１に２θ－θＸ線回折による測定を行ったとき、目的とする面以外の全てのピーク強度が目的とする面の最大ピーク強度の１０％以下、好ましくは５％以下である必要がある。例えば、ニオブ酸リチウムのｃ軸配向エピタキシャル膜では、（００Ｌ）面以外のピーク強度が、（００Ｌ）面の最大ピーク強度の１０％以下、好ましくは５％以下である。（００Ｌ）は、（００１）や（００２）などの等価な面を総称する表示である。

【0043】

第２に、極点測定において、極点が見えることが必要である。上記の第１の配向位置でのピーク強度の確認の条件においては、一方向における配向性を示しているのみであり、上記の第１の条件を得たとしても、面内において結晶配向が揃っていない場合には、特定角度位置でＸ線の強度が高まることはなく、極点は見られない。ＬｉＮｂＯ_３は三方晶系の結晶構造であるため、単結晶におけるＬｉＮｂＯ_３（０１４）の極点は３つとなる。ニオブ酸リチウム膜の場合、ｃ軸を中心に１８０°回転させた結晶が対称的に結合した、いわゆる双晶の状態にてエピタキシャル成長することが知られている。この場合、３つの極点が対称的に２つ結合した状態になるため、極点は６つとなる。また、（１００）面のシリコン単結晶基板上にニオブ酸リチウム膜を形成した場合は、基板が４回対称となっているため、４×３＝１２個の極点が観測される。なお、本発明では、双晶の状態にてエピタキシャル成長したニオブ酸リチウム膜もエピタキシャル膜に含める。

【0044】

ニオブ酸リチウム膜の膜厚は、好ましくは２μｍ以下、より好ましくは１．２μｍである。それは、膜厚が２μｍよりも厚くなると、高品質な膜を形成することが困難になるからである。一方、ニオブ酸リチウム膜の膜厚が薄すぎる場合は、ニオブ酸リチウム膜における光の閉じ込めが弱くなり、基板１又は保護層３に光が漏れることになる。ニオブ酸リチウム膜に電界を印加しても、第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの実効屈折率の変化が小さくなるおそれがある。そのため、ニオブ酸リチウム膜は、使用する光の波長の１／１０程度以上の膜厚が望ましい。

【0045】

ニオブ酸リチウム膜の形成方法としては、スパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法などの膜形成方法を利用することが望ましい。ニオブ酸リチウムのｃ軸が基板１の主面に垂直に配向されており、ｃ軸に平行に電界を印加することで、電界に比例して光学屈折率が変化する。単結晶基板としてサファイアを用いる場合は、サファイア単結晶基板上に直接、ニオブ酸リチウム膜をエピタキシャル成長させることができる。単結晶基板としてシリコンを用いる場合は、クラッド層（図示せず）を介して、ニオブ酸リチウム膜をエピタキシャル成長により形成する。クラッド層（図示せず）としては、ニオブ酸リチウム膜より屈折率が低く、エピタキシャル成長に適したものを用いる。例えば、クラッド層（図示せず）としてＹ_２Ｏ_３を用いると、高品質のニオブ酸リチウム膜を形成できる。

【0046】

なお、ニオブ酸リチウム膜の形成方法として、ニオブ酸リチウム単結晶基板を薄くに研磨したりスライスしたりする方法も知られている。この方法は、単結晶と同じ特性が得られるという利点があり、本発明に適用することが可能である。

【0047】

本発明の発明者らは、未透光の光導波路と光の伝播損失との関係を検証するために、以下の試験を行った。なお、サンプル１は未透光の光導波路を有する光電デバイスである。サンプル２は、未透光の光導波路が設けられない以外、他の構造をサンプル１と完全に同様にする光電デバイスである。

【0048】

【表1】

【0049】

表１から分かるように、未透光の光導波路が設けられている場合は、光導波路上に微小クラックがなく、光の伝播損失が少ない。しかし、未透光の光導波路（ダミー光導波路）が設けられていない場合は、光導波路上に微小クラックが発生して、「導光しない」という問題が現われる。そのため、第一の実施形態の光変調器１００によれば、保護層３から光導波路１０ａ、１０ｂに印加される応力を減少し、光導波路１０ａ、１０ｂ上に微小クラックの発生を抑制することにより、信頼性が向上し光の伝送損失を減少することができる。

【0050】

図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明の第二の実施形態の光学デバイスを有する光変調器２００を示している図である。図３（ａ）は、光変調器２００の光導波路のみを示す平面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ’線に沿う光変調器２００の模式的な断面図である。

【0051】

図３（ａ）に示すように、第二の実施形態の光変調器２００の特徴は、マッハツェンダー光導波路１０が直線部および湾曲部の組み合わせにより構成されていることにある。より具体的には、マッハツェンダー光導波路１０は、互いに平行に配置されている第１～第３の直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３と、第１の直線部１０ｅ_１と第２の直線部１０ｅ_２とを接続する第１の湾曲部１０ｆ_１と、第２の直線部１０ｅ_２と第３の直線部１０ｅ_３とを接続する第２の湾曲部１０ｆ_２とを有する。

【0052】

そこで、本実施形態の光変調器２００において、図３（ａ）中のＡ－Ａ’線に沿うマッハツェンダー光導波路１０の直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３の断面構造が図２に示す断面構造となるように構成されている。すなわち、第１の電極７は保護層３を介して第１～第３の直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３のうちの第１の光導波路１０ａを覆っている。また、第２の電極８は保護層３を介して第１～第３の直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３のうちの第２の光導波路１０ｂを覆っている。第１の電極７および第２の電極８は第１～第３の直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３の全体を覆っていることが好ましいが、例えば第１の直線部１０ｅ_１のみを覆っていてもよい。

【0053】

本実施形態において、入力光Ｓｉは、第１の直線部１０ｅ_１の一端に入力され、第１の直線部１０ｅ_１の一端から他の端に行進し、第１の湾曲部１０ｆ_１で折り返して第２の直線部１０ｅ_２の一端から他の端に向けて第１の直線部１０ｅ_１と反対する方向に行進し、さらに、第２の湾曲部１０ｆ_２で折り返して第３の直線部１０ｅ_３の一端から他の端に向けて第１の直線部１０ｅ_１と同じ方向上に行進する。

【0054】

光変調器では、素子の長さが長いことは、実際の適用に大きな問題である。しかしながら、図に示すように光導波路が折り返されて構成されることにより、素子の長さを大きく縮めることができ、顕著な効果が得られる。特に、ニオブ酸リチウム膜による形成される光導波路は、曲率半径が例えば５０μｍ程度に減少しても損失が少ない特徴を有し、本実施形態に好適である。

【0055】

なお、本実施形態中、第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂが設けられている領域（所定の領域）以外の領域には、基板１上に形成された未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋも設けられている。図３（ａ）に示すように、基板１の上方から見ると、未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋがマッハツェンダー光導波路１０の直線部の付近に設けられており、例えば第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの直線部１０ｅ_１、１０ｅ_３に沿って設けられ、かつ複数（本実施形態において２つ）が設けられていてもよい。基板１の上方から見ると、未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋの形状は、矩形状である。矩形状の未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋは、一辺が光導波路の直線部に沿って延び、より好ましくはその矩形状の長手側の一辺が光導波路の直線部に沿って延びている。具体的には、未透光の光導波路１０ｊは、第１の直線部１０ｅ_１と基板１の端部との間に設けされている。好ましくは、未透光の光導波路１０ｊが第１の直線部１０ｅ_１に沿って形成される。なお、図３（ａ）に示す未透光の光導波路１０ｊは連続的に形成されているが、これに限定されず、断続的に形成されていてもよい。例えば，未透光の光導波路１０ｊが島状パターンに形成されてもよく、それぞれの島状パターンが直線に沿って配列されてもよい。同様に、未透光の光導波路１０ｋが第３の直線部１０ｅ_３と基板１の端部との間に形成されていることが好ましい。未透光の光導波路１０ｋが第３の直線部１０ｅ_３に沿って配置されることが好ましい。なお、図３（ａ）に示す未透光の光導波路１０ｋは連続的に形成されているが、これに限定されず、断続的に形成されていてもよい。例えば、未透光の光導波路１０ｋが島状パターンに形成されてもよく、それぞれの島状パターンが直線に沿って配列されてもよい。未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋの断面構造は図２に示す未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚと同様な構造であってもよい。第二の実施形態の光変調器２００によれば、第一の実施形態の光変調器１００と同様な効果も得られ、保護層３から光導波路１０ａ、１０ｂ（第１の直線部１０ｅ_１および第３の直線部１０ｅ_３）に印加される応力を減少し、光導波路１０ａ、１０ｂ上にクラックの発生を抑制することにより、信頼性が向上し光伝送損失を減少することができる。なお、基板の端部に外部応力の影響を特に受けやすいため、未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋが基板の端部の付近に設けられることにより、光導波路１０ａ、１０ｂ上にクラックの発生をさらに抑制することにより、信頼性が向上し光伝送損失を減少することができる。

【0056】

図４（ａ）および図４（ｂ）は、本発明の第三の実施形態の光学デバイスを有する光変調器３００を示している図である。図４（ａ）は、光変調器３００の光導波路のみを示す平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ－Ａ’線に沿う光変調器３００の模式的な断面図である。第三の実施形態の光変調器３００は第二の実施形態の光変調器２００との区別は、第１の直線部１０ｅ_１および第２の直線部１０ｅ_２との間に設けられている未透光の光導波路１０ｐと、第２の直線部１０ｅ_２と第３の直線部１０ｅ_３との間に設けられている未透光の光導波路１０ｑとをさらに備えることにある。具体的には、未透光の光導波路１０ｊと未透光の光導波路１０ｐは、その間に第１の直線部１０ｅ_１を介して対向するように配置されている。未透光の光導波路１０ｐと未透光の光導波路１０ｑは、その間に第２の直線部１０ｅ_２を介して対向するように配置されている。未透光の光導波路１０ｑと未透光の光導波路１０ｋは、その間に第３の直線部１０ｅ_３を介して対向するように配置されている。図４（ａ）に示すように、基板１の上方から見ると、未透光の光導波路１０ｊ、１０ｐ、１０ｑ、１０ｋがマッハツェンダー光導波路１０の直線部の付近に設けられており、例えば第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３に沿って設けられ、且つ複数（本実施形態において４つ）が設けられてもよい。基板１の上方から見ると、未透光の光導波路１０ｊ、１０ｐ、１０ｑ、１０ｋの形状は矩形状である。矩形状の未透光の光導波路１０ｊ、１０ｐ、１０ｑ、１０ｋは、一辺が光導波路の直線部に沿って延び、より好ましくはその矩形状の長手側の一辺が光導波路の直線部に沿って延びている。未透光の光導波路１０ｊ、１０ｐ、１０ｑ、１０ｋの断面構造は、図２に示す未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚと同様な構造であってもよい。第三の実施形態の光変調器３００によれば、第一の実施形態の光変調器１００と同様な効果も得られ、保護層３から光導波路１０ａ、１０ｂ（第１～第３の直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３）に印加される応力を減少し、光導波路１０ａ、１０ｂ（第１～第３の直線部１０ｅ_１、１０ｅ_２、１０ｅ_３）上にクラックの発生を抑制することにより、信頼性が向上し光伝送損失を減少することができる。

【0057】

上記の説明において、第１の電極を信号電極とし、第２の電極をグランド接続電極として説明した。これに限定されず、第１及び第２の電極は光導波路に電界が印加される任意な電極であってもよい。なお、上記の説明において、未透光の光導波路が光導波路の直線部の付近に設けられているが、これに限定されず、未透光の光導波路が光導波路の屈曲部又は湾曲部に設けられていてもよい。なお、上記の説明において、未透光の光導波路は矩形状の長手側の一辺が光導波路の直線部に沿って設けられているが、これに限定されず、未透光の光導波路が他の形状であってもよい。

【0058】

次に、未透光の光導波路の側面を粗面に形成する形態について説明する。以下、第一の実施形態の光変調器１００における未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面を粗面に形成するものを一例として説明する。

【0059】

図２に示すように、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚと、透光の第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂは、それぞれ基板１と略垂直な２つの側面１０１、１０２を有する。側面１０１、１０２それぞれのうちの少なくとも一つの面を粗面に形成される。つまり、側面１０１、１０２に同時に粗面が形成されていてもよく、側面１０１又は側面１０２のうちのいずれ一つのみに粗面が形成されていてもよい。粗面は、光導波路２を構成するニオブ酸リチウム膜と窒化シリコンとの膨脹係数が異なることによる応力の影響を低下するために、光の伝送損失を減少して形成されるものである。

【0060】

粗面化の程度は、表面粗さＲＭＳ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）により表示されてもよく、本実施形態の光変調器１００において、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２の表面粗さがＲＭＳ０．５ｎｍ以上、より好ましくはＲＭＳ１．０ｎｍ以上である。これにより、本実施形態の光変調器１００によれば、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚを設けることにより、保護層から光導波路２に印加される応力を減少し、光導波路２上に微小クラックの発生を抑制して、光の伝送損失を減少することができる。なお、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２のうちの少なくとも一つを粗面化することにより、ニオブ酸リチウムと窒化シリコンとの膨脹係数が異なることによる応力の影響を低下し、光導波路２上に微小クラックの発生をさらに抑制して、光の伝送損失を減少する。

【0061】

粗面化の程度は、粗面の粗さの最大値Ｒｍａｘにより定義されてもよい。粗さの最大値Ｒｍａｘとは、所定の長さのうち、内面プロファイルの最高点（ピーク）と最低点（谷）の間の距離である。粗面の粗さの最大値Ｒｍａｘは、例えばＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、原子間力顕微鏡）により測定される。上記粗面おいては、１．５μｍ×０．２μｍの視野内に２つ以上１０つ以下のピークを有する。具体的には、本実施形態の光変調器１００において、側面１０１、１０２の粗さの最大値Ｒｍａｘを８．６～５５ｎｍとすることにより、光の伝送損失を小さく抑制することができ、側面１０１、１０２の粗さの最大値Ｒｍａｘを１７～４０ｎｍとすることにより、光の伝送損失をさらに小さく抑制することができる。これにより、上記表面に所定の粗面を形成することにより、光導波路にニオブ酸リチウム膜と窒化シリコンとの膨脹係数が異なることに起因する応力の影響を受けることによる光の伝送損失が抑制される。

【0062】

上記粗面のパターン形状については、特に限定されず、表面が平坦でない粗面であればよい。例えば、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２の表面に複数の突出が形成されているが、複数の点状の凹みがランダムに形成されてもよく、他のパターンが形成されてもよい。本実施形態において、上記の側面１０１、１０２の粗面は、基板と交差する方向にストライプを有するように形成されていてもよい。ここで、「ストライプ」とは、複数の凹部と凸部により交互に配列されている、平坦でないパターンである。ストライプのパターンは、ストライプの長手方向が基板と交差する細長い形状（縦ストライプ状も呼ばれる）に形成することが好ましい。

【0063】

上記の各粗面化のパターンにおいて、縦ストライプ状（縦縞状）は、横ストライプ状（横縞状）又はランダムな粗さパターンに比較して、所定の視野内にまとめてピークが現われる頻度で、特定な粗さを有する最適なパターン表示方式である。これは、光導波路が２．０μｍ以下であるニオブ酸リチウム膜に対して、縦ストライプが１．５μｍ×０．２μｍの視野内に２つ以上１０つ以下のピークを確保でき、且つ該ピークの数は所定の間隔で連続に又は重複に現われるためである。しかし、横ストライプ又はランダムな粗さは、所定の視野内に０～１個程度のみのピークを有する場合がある。従って、ピークが現われる頻度が一定である粗さを求めるために、粗面化パターンが縦ストライプ状であることが最も好ましい。未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２に縦ストライプ状の粗面を形成することにより、光導波路にニオブ酸リチウム膜と窒化シリコンとの膨脹係数が異なることに起因する応力の影響を受けることによる光の伝送損失を抑制している。

【0064】

粗面を形成する方法について、特に限定されず、公知の方法を使用できる。以下、ミリング法とレジストパターニングにより未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２を粗面化する方法を例に説明する。

【0065】

ミリング法とレジストパターニングにより粗面を形成する方法は、表面を粗面化する工程と、表面にレジスト層を形成する工程と、マスクを介して表面に露光することによりレジスト層を除去する工程とを備える。

【0066】

なお、光導波路２であるニオブ酸リチウム膜の側面に対して粗面を形成する方法は、上記方法に限らず、例えばレーザエッチング法により、又は金属マスクパターニング及びＲＩＥエッチングにより粗面を形成してもよい。具体的には、レーザにより粗面の形成を行う方法において、光導波路２であるニオブ酸リチウム膜の二つの側面１０１、１０２の表面にレーザビームを照射し、往復にスキャンを行う。スキャンの方向は光の伝播方向と同じであり、光導波路２の側面に沿って行進することで、基板と交差する方向に細長い形状の縦ストライプを形成する。金属マスクパターニング及びＲＩＥエッチングは、光導波路２であるニオブ酸リチウム膜の二つの側面１０１、１０２の表面に金属マスクパターンを形成し、ＲＩＥエッチングを行う方法である。ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）は、ドライエッチングの一種であり、ＲＩＥエッチングの原理は、平板電極の間に１０～１００ＭＨｚの高周波電圧（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を印加する時に数百ミクロンの厚さのイオン層（ｉｏｎ ｓｈｅａｔｈ）を生成し、そのうちにサンプルを入り、イオンが高速にサンプルに当てて化学反応エッチングを完成する。

【0067】

なお、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２を粗面に形成する方法と同様な方法を使用してもよく、透光のマッハツェンダー光導波路１０の第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの側面１０１、１０２も粗面に形成するとともに、第１及び第２の光導波路１０ａ、１０ｂの側面の粗さが未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２と同様であってもよい。なお、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２に形成する方法と同様な方法を使用してもよく、光導波路２のそれぞれの上面も粗面に形成されているが、光導波路２のそれぞれの上面の粗さが側面のＲＭＳより小さいことが好ましく、すなわち、上面が側面より平坦であることが好ましい。光導波路の上面及び側面がいずれも粗面に形成すると、光の伝送損失をさらに低下することができる。なお、ニオブ酸リチウム膜の少なくとも一つの側面に対して粗面を形成できれば、いかなる方法に限らず、任意なものであってもよい。

【0068】

同様に、第二の実施形態の光変調器２００において、さらに未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋの少なくとも一つの側面を粗面に形成してもよい。これにより、第二の実施形態の光変調器２００によれば、未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋを設けることで、保護層から光導波路２に印加される応力を減少し、光導波路２上に微小クラックの発生を抑制することにより、光の伝送損失を減少できる。なお、未透光の光導波路１０ｊ、１０ｋの側面１０１、１０２中の少なくとも一つを粗面化することで、ニオブ酸リチウムと窒化シリコンとの膨脹係数が異なることによる応力の影響を低下し、さらに光導波路２上に微小クラックの発生を抑制することにより、光の伝送損失を減少できる。同様に、第三の実施形態の光変調器３００において、さらに未透光の光導波路１０ｐ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｑの少なくとも一つの側面を粗面に形成してもよい。これにより、第三の実施形態の光変調器３００によれば、未透光の光導波路１０ｐ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｑを設けることで、保護層から光導波路２に印加される応力を減少し、光導波路２上に微小クラックの発生を抑制することにより、光の伝送損失を減少できる。なお、未透光の光導波路１０ｐ、１０ｊ、１０ｋ、１０ｑの側面１０１、１０２中の少なくとも一つを粗面化することで、ニオブ酸リチウムと窒化シリコンとの膨脹係数が異なることによる応力の影響を低下し、さらに光導波路２上に微小クラックの発生を抑制することにより、光の伝送損失を減少できる。

【0069】

［実施例］
図２に示す光導波路２の断面構造を有する光変調器１００について、未透光の光導波路１０ｘ、１０ｙ、１０ｚの側面１０１、１０２の表面粗さを変更して、粗面が異なる粗さＲＭＳを持つ場合に光の伝送損失の比較を行う。実施例および比較例として、粗さＲＭＳのみを変更し、他の構造が同様である。各実施例および比較例の評価結果は、表２に示す。

【0070】

【表2】

【0071】

表２から分かるように、粗さＲＭＳを０．５ｎｍ以上にすることで、光の伝送損失を小さく抑制することができ、粗さＲＭＳを１．０ｎｍ以上にすることで、光の伝送損失をさらに小さく抑制することができる。

【0072】

以上、図面および実施例を用いて本発明を具体的に説明したが、以上の説明は、本発明を何ら限定するものではないことが理解すべきである。例えば、上記光変調器１００の説明において、第１の電極をジャンプ電極に、第２の電極をグランド接続電極にして説明した。これに限定されず、第１及び第２の電極は光導波路に電界が印加される任意な電極であってもよい。例えば、第１の電極が信号電極であってもよく、第２の電極がグランド接続電極であってもよい。光変調器は一つの信号電極を有する、いわゆるシングルドライブ型であって、第１の電極である信号電極および第２の電極であるグランド接続電極は対称な構造であるので、第１及び第２の光導波路に印加される電界の大きさは等しく、符号が逆である。また、本発明の実施形態は、電極を含めない各種なデバイスにも適用できる。なお、例えば、上記光変調器１００の説明において、第１の光導波路１０ａの二つの側面１０１、１０２のいずれも粗面を有し、これに限定されず、側面１０１又は側面１０２の一方の面のみが粗面を有してもよい。

【0073】

また、上記実施形態において、光導波路２が基板１の表面上に隆起するリッジ部に形成されているが、光導波路２の形成方式がこれに限らず、基板にイオンを注いで光導波路を形成してもよく、例えばニオブ酸リチウムの単結晶の基板にＴｉがドーピングされて光導波路２を形成してもよい。これらの変更も本実施形態内に含めている。

【0074】

また、上記実施形態において、電極を含める光変調器の例を挙げたが、本発明は電極を含めない光学デバイスも適用できることが当然である。光スイッチ、光共振器、光分岐回路、センサ素子、ミリ波発生器などの光通信又は光学計測の功能を図れる任意な電気光学デバイスに適用できる。本分野の当業者は、本発明の主旨および範囲を逸脱しない場合に、必要に応じて本発明を変形および変化し、これらの変形および変化も本発明の範囲内にある。

【符号の説明】

【0075】

１…基板；２…光導波路；３…保護層；４…電極層；７…第１の電極；８…第２の電極；１０…マッハツェンダー光導波路；１０ａ…第１の光導波路；１０ｂ…第２の光導波路；１０ｃ…分波部；１０ｄ…合波部；１０ｉ…入力光導波路；１０ｏ…出力光導波路；１０ｅ_１…マッハツェンダー光導波路の第１の直線部；１０ｅ_２…マッハツェンダー光導波路の第２の直線部；１０ｅ_３…マッハツェンダー光導波路の第３の直線部；１０ｆ_１…マッハツェンダー光導波路の第１の湾曲部；１０ｆ_２…マッハツェンダー光導波路の第２の湾曲部；１０ｘ、１０ｙ、１０ｚ、１０ｊ、１０ｐ、１０ｑ、１０ｋ……未透光の光導波路；１０１…一つの側面；１０２…別の側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】