特許 7435097 光導波路素子、及び光導波路デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-13

(45)【発行日】2024-02-21

(54)【発明の名称】光導波路素子、及び光導波路デバイス

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20240214BHJP

   G02B 6/125 20060101ALI20240214BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20240214BHJP

【ＦＩ】

G02B6/12 301

G02B6/125 301

G02B6/42

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020047846

(22)【出願日】2020-03-18

(65)【公開番号】P2021148911

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-09-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000183266

【氏名又は名称】住友大阪セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中田 悠

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 徳一

【審査官】奥村 政人

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６８８５７９５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１７－１７３６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７５９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６４２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５９１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２２４０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１７０１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０８０００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９４５１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／１２－ ６／１４

Ｇ０２Ｂ ６／２６－ ６／２７

Ｇ０２Ｂ ６／３０－ ６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２－ ６／４３

Ｇ０２Ｆ １／００－ １／１２５

Ｇ０２Ｆ １／２１－ ７／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光導波路基板上に設けられた、当該光導波路基板の厚さ方向に突き出て当該光導波路基板の面方向に延在する凸部により構成されるリブ型光導波路と、
前記リブ型光導波路を伝搬する２つの光波を合波する合波部と、
前記リブ型光導波路の上に配される受光素子基板上に形成された受光部により構成され、当該リブ型光導波路を伝搬する光の少なくとも一部を受信する受光素子と、
を有する光導波路素子であって、
前記受光素子基板は、前記光導波路基板上に設けられた前記リブ型光導波路と同じ高さを有する少なくとも一つの第１の凸部により支持されており、
前記第１の凸部は、前記光導波路基板と同じ材料で構成され、
前記光導波路基板には、前記リブ型光導波路の光の伝搬方向に沿って前記受光部よりも上流側であって且つ前記合波部よりも下流側に、前記リブ型光導波路と異なる、前記リブ型光導波路と同じ高さを有する少なくとも一つの第２の凸部が設けられており、
前記第２の凸部の少なくとも一つは、前記受光素子基板を支持する前記第１の凸部とは別の凸部である、
光導波路素子。

【請求項2】

前記第２の凸部は、
前記光導波路基板の面方向に延在し、且つ、延在方向の両端部の、前記リブ型光導波路の上流側を向く一の端部と前記リブ型光導波路との距離は、前記一の端部に対向する他の端部と前記リブ型光導波路との距離より小さく構成され、
前記合波部を起点として前記光導波路基板の内部を伝搬する光を、前記受光素子の方向と異なる方向へ導波する、
請求項１に記載の光導波路素子。

【請求項3】

前記第２の凸部の少なくとも一つは、前記受光素子基板の外側に配される、
請求項１または２に記載の光導波路素子。

【請求項4】

前記第２の凸部の少なくとも一つは、前記受光素子基板を支持する前記第１の凸部である、
請求項１または２に記載の光導波路素子。

【請求項5】

前記リブ型光導波路は、前記受光部の受光範囲の下部において終端している、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項6】

前記受光素子は、前記受光素子基板上に設けられた複数の前記受光部を含み、
前記受光素子基板は、前記複数の前記受光部のそれぞれが相異なる複数の前記リブ型光導波路のそれぞれを伝播する光の一部を受信する位置に配される、
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項7】

前記光導波路基板は、厚さが５μｍ以下である、
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光導波路素子。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光導波路素子と、当該光導波路素子を収容する筐体と、当該光導波路素子に光を入射する入力光ファイバと、前記光導波路素子が出射する出力光を前記筐体の外へ導く出力光ファイバと、を備える光導波路デバイス。

【請求項9】

前記筐体の内部に、前記光導波路素子を駆動する駆動回路を備えるか、又は前記駆動回路とデジタルシグナルプロセッサとを備える、
請求項８に記載の光導波路デバイス。

【請求項10】

前記筐体の内部に前記駆動回路を備える、請求項９に記載の光導波路デバイスと、前記筐体の外部に配されたデジタルシグナルプロセッサと、を備える光送信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば光変調素子などの、光導波路を用いた機能素子である光導波路素子、及びそのような光導波路素子を用いた光導波路デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

高速／大容量光ファイバ通信システムにおいては、導波路型の光変調器を組み込んだ光送信装置が多く用いられている。中でも、電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ_３（以下、ＬＮともいう）を基板に用いた光変調素子は、インジウムリン（ＩｎＰ）、シリコン（Ｓｉ）、あるいはガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの半導体系材料を用いた光変調素子に比べて、光の損失が少なく且つ広帯域な光変調特性を実現し得ることから、高速／大容量光ファイバ通信システムに広く用いられている。

【0003】

光ファイバ通信システムにおける変調方式は、近年の伝送容量の増大化の流れを受け、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＰ－ＱＰＳＫ（Ｄｕａｌ Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ － Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）等、多値変調や、多値変調に偏波多重を取り入れた伝送フォーマットが主流となっている。

【0004】

一方、近年のインターネットサービスの普及加速は通信トラフィックのより一層の増大を招き、光変調素子の更なる小型化、広帯域化、省電力化の検討が今も進められている。

【0005】

そのような光変調素子の小型化、広帯域化、省電力化の一つの策として、例えば、リブ型光導波路を用いた光変調素子（以下、リブ型光変調素子）が検討されている（例えば、特許文献１参照）。リブ型光導波路は、ＬＮより成る基板（ＬＮ基板）を薄く加工し、ドライエッチング等により所望のストライプ状部分（リブ）を残して他の部分を更に薄く（例えば、基板厚さ１０μｍ以下まで）加工することで、当該リブ部分の実効屈折率を他の部分より高めて光導波路としたものである。

【0006】

一方、光変調素子においては、例えばいわゆるドリフト現象に伴うバイアス点変動の状態を検知する目的で、及び又は出力される変調光の光量を制御する目的で、当該光変調素子の光導波路内を伝搬する光の量をモニタするための受光素子が設けられる。

【0007】

そのような光変調素子として、従来、基板上に高屈折率材料を拡散することにより形成された光導波路のうち光量観測の対象となる部分の上部に受光素子を設けたものが知られている（特許文献２参照）。この光変調素子では、半導体などの受光素子基板の小片に形成された受光素子の受光面を光導波路に近接して配置することで、当該受光素子により光導波路から放出されるエバネセント波が検出される。

【0008】

しかしながら、受光素子が形成される受光素子基板のサイズは、上述したリブ型光導波路の幅に比べて数倍から数１０倍以上大きいため、リブ型光導波路により構成される光変調素子に上記従来の構成をそのまま適用したのでは、受光素子をリブ型光導波路上に安定に保持することはできない。図１３は、このことを模式的に示した図である。図１３は、リブ型光導波路１３００が形成された光導波路基板１３０２の、当該リブ型光導波路１３００の延在方向に対し直交する面の断面を示している。光導波路基板１３０２は、ガラス等の支持基板１３１０により支持されている。リブ型光導波路１３００の上部には、受光素子基板１３０６上に形成された受光部１３０８から成る受光素子１３０４が搭載されている。これにより、受光素子１３０４により、リブ型光導波路１３００を伝搬する光の強度がモニタされ得る。

【0009】

ここで、受光素子基板１３０６は、一般的には、その幅（図示左右方向に測った幅）が、例えばリブ型光導波路１３００の幅よりも数倍から数十倍以上度大きく構成される（例えばリブの幅が１μｍ前後であるのに対して、受光素子基板のサイズが数百μｍ）。このため、受光素子１３０４には、リブ型光導波路１３００を中心とする回転モーメントを生じることとなり、製造時において、及び又は経年変化により、例えば図示のようにリブ型光導波路１３００上を左方向に傾いてしまうこととなり得る。その結果、受光素子１３０４とリブ型光導波路１３００が近接しないことで十分なエバネッセント波が受光素子１３０４に入力されなくなり、光強度のモニタ感度が許容範囲以下となる。また温度変化があった場合、受光素子１３０４とリブ型光導波路１３００の間隔が変動し、モニタ感度の変動が生じ経時的に不安定なものになるなどの不具合を生じうる。

【0010】

また、上記のように光導波路基板１３０２が厚さ数μｍ程度まで薄く加工される場合には、受光素子１３０４がリブ型光導波路１３００上で傾くことにより、リブ型光導波路１３００に応力が発生するのみならず、光導波路基板１３０２のうち当該リブ型光導波路１３００の周辺部の部分にも応力が発生し得る。その結果、製造時に又は経時的に、光導波路基板１３０２にヒビや割れ等の機械的損傷が生じる場合もあり得る。

【0011】

なお、特許文献２には、基板中に高屈折率材料を拡散して形成される光導波路を用いて構成される光変調素子において、光導波路の近傍に同じ高屈折率材料を所定のパターンで拡散することで、受光素子を配置するための台座を形成することが記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の構成は、拡散型光導波路においては有効であるものの、上述のようなリブ型光導波路における受光素子の安定配置のための解決策を与えるものではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２０１１－０７５９１７号公報

【文献】特開２０１０－２２４０６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

上記背景より、リブ型光導波路を用いる光導波路素子において、リブ型光導波路内を伝搬する光を安定に且つ精度よくモニタすることのできる構成の実現が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の一の態様は、光導波路基板上に設けられた、当該光導波路基板の厚さ方向に突き出て当該光導波路基板の面方向に延在する凸部により構成されるリブ型光導波路と、前記リブ型光導波路を伝搬する２つの光波を合波する合波部と、前記リブ型光導波路の上に配される受光素子基板上に形成された受光部により構成され、当該リブ型光導波路を伝搬する光の一部を受信する受光素子と、を有する光導波路素子であって、前記受光素子基板は、前記光導波路基板上に設けられた前記リブ型光導波路と同じ高さを有する少なくとも一つの第１の凸部により支持されており、前記第１の凸部は、前記光導波路基板と同じ材料で構成され、前記光導波路基板には、前記リブ型光導波路の光の伝搬方向に沿って前記受光部よりも上流側であって且つ前記合波部よりも下流側に、前記リブ型光導波路と異なる、前記リブ型光導波路と同じ高さを有する少なくとも一つの第２の凸部が設けられており、前記第２の凸部の少なくとも一つは、前記受光素子基板を支持する前記第１の凸部とは別の凸部である。
本発明の他の態様によると、前記第２の凸部は、前記光導波路基板の面方向に延在し、且つ、延在方向の両端部の、前記リブ型光導波路の上流側を向く一の端部と前記リブ型光導波路との距離は、前記一の端部に対向する他の端部と前記リブ型光導波路との距離より小さく構成され、前記合波部を起点として前記光導波路基板の内部を伝搬する光を、前記受光素子の方向と異なる方向へ導波する。
本発明の他の態様によると、前記第２の凸部の少なくとも一つは、前記受光素子基板の外側に配される。
本発明の他の態様によると、前記第２の凸部の少なくとも一つは、前記受光素子基板を支持する前記第１の凸部である。
本発明の他の態様によると、前記リブ型光導波路は、前記受光部の受光範囲の下部において終端している。
本発明の他の態様によると、前記受光素子は、前記受光素子基板上に設けられた複数の前記受光部を含み、前記受光素子基板は、前記複数の前記受光部のそれぞれが相異なる複数の前記リブ型光導波路のそれぞれを伝播する光の一部を受信する位置に配される。
本発明の他の態様によると、前記光導波路基板は、厚さが５μｍ以下である。
本発明の他の態様は、上記いずれかの光導波路素子と、当該光導波路素子を収容する筐体と、当該光導波路素子に光を入射する入力光ファイバと、前記光導波路素子が出射する出力光を前記筐体の外へ導く出力光ファイバと、を備える光導波路デバイスである。
本発明の他の態様は、前記筐体の内部に、前記光導波路素子を駆動する駆動回路を備えるか、又は前記駆動回路とデジタルシグナルプロセッサとを備える、光導波路デバイスである。
本発明のさらに他の態様は、前記筐体の内部に前記駆動回路を備える、請求項１０に記載の光導波路デバイスと、前記筐体の外部に配されたデジタルシグナルプロセッサと、を備える光送信装置である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、リブ型光導波路を用いる光導波路素子において、リブ型光導波路内を伝搬する光を安定に且つ精度よくモニタすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る、光変調素子を備える光変調デバイスの構成を示す図である。

【図2】図１に示す光変調素子のＡ部の部分詳細図である。

【図3】図２に示す光変調素子のＡ部のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

【図4】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第１の変形例を示す図である。

【図5】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第２の変形例を示す図である。

【図6】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第３の変形例を示す図である。

【図7】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第４の変形例を示す図である。

【図8】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第５の変形例を示す図である。

【図9】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第６の変形例を示す図である。

【図10】図１に示す光変調器に用いることのできる光変調素子の第７の変形例を示す図である。

【図11】本発明の第２の実施形態に係る光導波路デバイスの構成を示す図である。

【図12】本発明の第３の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。

【図13】リブ型光導波路上に受光素子を配する従来の光導波路素子の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態に係る光導波路素子は、ＬＮ基板を用いて構成される光変調素子であるが、本発明に係る光導波路素子は、これには限られない。本発明は、ＬＮ基板以外の基板を用いる光導波路素子や、光変調以外の機能を有する光導波路素子にも、同様に適応することができる。

【0018】

［第１実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光導波路素子および光導波路デバイスの構成を示す図である。本実施形態では、光導波路素子はマッハツェンダ型光導波路を用いて光変調を行う光変調素子１０２であり、光導波路デバイスは、当該光変調素子１０２を用いた光変調デバイス１００である。

【0019】

光変調デバイス１００は、筐体１０４の内部に光変調素子１０２を収容する。なお、筐体１０４は、最終的にはその開口部に板体であるカバー（不図示）が固定されて、その内部が気密封止される。

【0020】

光変調デバイス１００は、筐体１０４内に光を入力するための入力光ファイバ１０６と、光変調素子１０２により変調された光を筐体１０４の外部へ導く出力光ファイバ１０８と、を有する。

【0021】

光変調デバイス１００は、また、光変調素子１０２に光変調動作を行わせるための高周波電気信号を外部から受信するためのコネクタ１１０と、当該コネクタ１１０が受信した高周波電気信号を光変調素子１０２の信号電極１３４ａ、１３４ｂ、１３６（後述）の一端へと中継するための中継基板１１２を備える。また、光変調デバイス１００は、光変調素子１０２の信号電極１３４ａ、１３４ｂ、１３６の他端に接続された所定のインピーダンスを有する終端器１１４を備える。ここで、光変調素子１０２の信号電極１３４ａ、１３４ｂ、１３６と、中継基板１１２及び終端器１１４と、の間は、例えば金属ワイヤ等のボンディングにより電気的に接続される。

【0022】

光変調素子１０２は、例えばＬＮで構成される光導波路基板１２０と、光導波路基板１２０を支持する支持基板１２２と、を有する。支持基板１２２は、例えばガラスである。光導波路基板１２０上には、マッハツェンダ型光導波路（図１に示す光変調素子１０２に示された太い点線）が形成されている。このマッハツェンダ型光導波路は、入力光ファイバ１０６からの入力光を受ける入力導波路１２４と、入力導波路１２４を伝搬する２つの光波に分岐する分岐導波路１２６（図示点線円で囲まれた導波路部分）と、分岐されて生成された２つの光波をそれぞれ伝搬する２つの並行導波路１２８ａ、１２８ｂと、を備える。

【0023】

上記マッハツェンダ型光導波路は、また、並行導波路１２８ａ、１２８ｂをそれぞれ伝搬した２つの光波を合波する合波導波路１３０と、合波された光波である出力光を導波して、当該出力光を出力光ファイバ１０８へ向けて光導波路基板１２０の図示右側エッジから出射する出力導波路１３２と、を備える。以下、入力導波路１２４、分岐導波路１２６、並行導波路１２８ａ、１２８ｂ、合波導波路１３０、および出力導波路１３２を、総称して入力導波路１２４等ともいう。

【0024】

ここで、光導波路基板１２０は、例えば１～２μｍ以下の厚さまで薄く加工されている。入力導波路１２４等の光導波路は、光導波路基板１２０上に設けられた、当該光導波路基板１２０の厚さ方向に突き出て光導波路基板１２０の面方向に延在する凸部（例えば高さ数μｍの凸部）により構成される、いわゆるリブ型光導波路である。当該凸部の存在により、入力導波路１２４等の内部の実効屈折率が他の部分よりも高くなり、当該入力導波路１２４等の内部に光が閉じ込められて導波される。

【0025】

このようなリブ型光導波路は、例えば、光導波路基板１２０を所望の厚さに加工した後、光導波路基板１２０の表面のうちリブ型光導波路として残す部分をフォトレジスト等によりマスキングし、マスキング部分以外の部分をドライエッチング等により光導波路基板１２０の厚さ方向へ削り出すことで形成され得る。

【0026】

光導波路基板１２０上には、また、並行導波路１２８ａ、１２８ｂの屈折率を変化させて当該並行導波路１２８ａ、１２８ｂを伝搬する光波を制御する信号電極１３４ａ、１３４ｂおよび１３６が設けられている。例えば、信号電極１３４ａ、１３４ｂはグランド電極であり、信号電極１３６は、信号電極１３４ａ、１３４ｂと共に、並行導波路１２８ａ、１２８ｂを伝搬する光波を制御する信号線路を構成する。

【0027】

なお、光変調素子１０２には、従来技術に従い、いわゆるＤＣドリフト等に起因するバイアス点の変動を補償するためのバイアス電極も設けられ得るが、図１では記載を省略している。

【0028】

光変調素子１０２では、出力導波路１３２の上に受光素子１４０が搭載されている。受光素子１４０は、出力導波路１３２から漏れ出るエバネセント波により当該出力導波路１３２の内部の伝搬光と結合（エバネセント結合）し、当該伝搬光の少なくとも一部を受信して、受信した光に応じたモニタ信号（電気信号）を出力する。これにより、受光素子１４０を用いて出力導波路１３２内の伝搬光をモニタすることができる。受光素子１４０が出力するモニタ信号は、光導波路基板１２０上に形成された電極１４２および中継基板１４４を介して、筐体１０４に設けられたピン１４６から外部へ出力される。

【0029】

図２は、図１に示す光変調素子１０２のＡ部の部分詳細図である。また、図３は、図２に示すＡ部のＩＩＩ－ＩＩＩ断面矢視図である。なお、図２において、受光素子１４０と電極１４２との間を接続するワイヤの図示は省略されている。

【0030】

受光素子１４０は、Ｓｉ（シリコン）や化合物半導体等の受光素子基板２５０上に形成された受光部２５２で構成される。受光部２５２は、受光素子基板２５０に不純物をドープすることにより形成されるｐｎ接合部又はｐｉｎ接合部により構成される。

【0031】

特に、本実施形態の光導波路素子である光変調素子１０２では、受光素子１４０の受光素子基板２５０は、光導波路基板１２０上に設けられたリブ型光導波路である出力導波路１３２と同じ高さを有する第１の凸部である突出部２６０ａ、２６０ｂにより支持されている。ここで「同じ高さ」とは、リブ型光導波路である出力導波路１３２からのエバネッセント波を受光部２５２が実用上問題なく受光できる程度の段差を含むものであり、例えばリブ型光導波路である出力導波路１３２の高さと突出部２６０ａ、２６０ｂの高さとの違いが±０．５μｍ以下の構成を含む。以下における「同じ高さ」も上記と同様に定義される。

【0032】

このため、受光素子１４０は、出力導波路１３２に加えて、突出部２６０ａ、２６０ｂによっても支持されることとなり、出力導波路１３２上に安定に配置されることとなる。その結果、光変調素子１０２では、出力導波路１３２と受光素子１４０とのエバネセント波（図３の図示点線矢印）による結合（エバネセント結合）を所望の状態に安定に維持することができ、受光素子１４０により、リブ型光導波路である出力導波路１３２の内部を伝搬する光を、安定に且つ精度よくモニタすることができる。

【0033】

ここで、突出部２６０ａ、２６０ｂは、例えば、光変調素子１０２の製造時において出力導波路１３２を含む入力導波路１２４等のリブ型光導波路を形成する際に、これらリブ型光導波路と同様に、光導波路基板１２０の表面のうち突出部２６０ａ、２６０ｂを形成すべき部分をフォトレジスト等によりマスキングし、マスキング部分以外の部分をドライエッチング等により基板深さ方向に削り出すことで形成される。すなわち、第１の凸部である突出部２６０ａ、２６０ｂは、例えば、光導波路基板１２０の一部であって当該光導波路基板１２０と同じ材料で構成される。

【0034】

上記の形成方法においては、リブ型光導波路である出力導波路１３２の上面と、突出部２６０ａ、２６０ｂの上面とは、それぞれ、上記ドライエッチング等を行う前の光導波路基板１２０の、同じ表面の一部であるので、突出部２６０ａ、２６０ｂを、出力導波路１３２と同じ高さに、容易に形成することができる。

【0035】

なお、本実施形態においては、図２および図３に示すように、受光素子１４０の受光部２５２は、平面視が正方形の受光素子基板２５０の中央に形成されるものとしたが、受光素子１４０の構成は、これには限られない。受光素子基板２５０の平面視の形状は、正方形以外の任意の形状であるものとすることができ、受光部２５２は、受光素子基板２５０の表面の任意の位置に形成されているものとすることができる。

【0036】

また、本実施形態では、第１の凸部として２つの突出部２６０ａ、２６０ｂを設けるものとしたが、第１の凸部の数は、これには限られない。第１の凸部は、少なくとも一つあればよい。例えば、図２に示す受光素子１４０において、受光部２５２が、受光素子基板２５０の図示下側へ寄って形成される場合には、突出部２６０ｂを設けなくてもよい。この場合には、受光素子１４０は、受光部２５２と出力導波路１３２の接触部に加えて、第１の凸部である一つの突出部２６０ａにより支持されることで、出力導波路１３２上に安定に支持され得る。

【0037】

あるいは、受光素子１４０の受光素子基板２５０のサイズが更に大きく、出力導波路１３２上に受光素子基板２５０をより安定に配置したい場合や、受光素子１４０の質量が重く、例えば出力導波路１３２に応力を過剰に発生させたくない場合には、４つまたはそれ以上の第１の凸部を、受光素子基板２５０の四隅を含む複数の部分にそれぞれ配置して、受光素子１４０の質量を分散させるものとしてもよい。

【0038】

以下、本発明の第１の実施形態に係る導波路型光素子である光変調素子１０２の変形例について説明する。以下に示す光変調素子１０２の変形例は、光変調素子１０２に代えて光変調デバイス１００に用いることができる。

【0039】

＜第１変形例＞
まず、光変調素子１０２の第１の変形例について説明する。図４は、第１の変形例に係る光変調素子１０２－１の構成を示す図であり、光変調素子１０２のＡ部の構成を示した図２に相当する図である。なお、光変調素子１０２－１のうち、図４に記載のない部分については、図１に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するものとし、上述した図１についての説明を援用する。また、図４において、図２に示す光変調素子１０２の構成要素と同じ構成要素については、図２における符号と同一の符号を用いるものとし、上述した図２についての説明を援用するものとする。

【0040】

図４に示す光変調素子１０２－１は、図２に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するが、光導波路基板１２０には、受光素子１４０が配されたリブ型光導波路である出力導波路１３２の光の伝搬方向に沿って、受光素子１４０の受光部２５２よりも上流側に、第２の凸部である突出部４６６ａが設けられている。

【0041】

一般に、合波導波路１３０においては、２つの並行導波路１２８ａ、１２８ｂ内を伝搬してきた光波の伝搬モードが変化するため、それらの光波の一部が導波モードから放射モードに変換され、合波導波路１３０または出力導波路１３２の外へ漏れ光として放射され得る（図示黒太線の矢印）。そして、この漏れ光は、光導波路基板１２０内を伝搬することにより、受光部２５２において受信されるが、その際、出力導波路１３２を伝搬する光と漏れ光とで干渉等が生じることでモニタ信号と出力導波路１３２を伝搬する光の信号間で変調曲線のバイアス点シフトが発生し、受光素子１４０のモニタ精度に影響を与え得る。

【0042】

上記の構成を有する光変調素子１０２－１は、第２の凸部である突出部４６６ａを有することにより、合波導波路１３０に起因して発生する漏れ光の一部を当該突出部４６６ａにより擾乱して、受光部２５２に到達する当該漏れ光の量を低減することができる。したがって、光変調素子１０２－１では、上記漏れ光に起因する、受光素子１４０におけるモニタ精度の低下を防止して、より安定に且つ精度のよいモニタ動作を実現し得る。

【0043】

ここで、突出部４６６ａにより一例として示す第２の凸部は、任意の平面視形状を有し、任意の方向に配されるものとすることができる。ただし、上記の効果を効果的に実現する意味において、第２の凸部は、例えば突出部４６６ａのように、光導波路基板１２０の面方向に延在し、且つ、出力導波路１３２の上流側を向いた第２の凸部の一の端部と出力導波路１３２との距離は、第２の凸部の他の一の端部と出力導波路１３２との距離より小さく構成されることが望ましい。これにより、合波導波路１３０において生じた漏れ光を、受光部２５２以外の方向へと導くことができる。

【0044】

また、例えば突出部４６６ａである第２の凸部の高さは、当該第２の凸部の部分において漏れ光を効果的にトラップする意味において、当該漏れ光を導波し得るように、リブ型光導波路である入力導波路１２４等と同じ高さであることが望ましい。

【0045】

なお、図４においては、第２の凸部である一つの突出部４６６ａが設けられるものとしたが、第２の凸部の数はこれには限られない。第２の凸部は、上記漏れ光に起因するモニタ精度の劣化を防止するために必要となる範囲において、任意の数（すなわち、少なくとも一つ）であるものとすることができる。また、それらの第２の凸部を配する位置は、モニタ対象である出力導波路１３２の伝搬光の伝搬方向に沿って、受光部２５２より上流である任意の位置であるものとすることができる。例えば、図４において合波導波路１３０の図示下側にも無視し得ない漏れ光が発生すると考えられる場合には、図４に点線で示す位置に、２つ目の第２の凸部である突出部４６６ｂを設けてもよい。

【0046】

＜第２変形例＞
次に、光変調素子１０２の第２の変形例について説明する。図５は、第２の変形例に係る光変調素子１０２－２の構成を示す図であり、光変調素子１０２のＡ部の構成を示した図２に相当する図である。なお、光変調素子１０２－２のうち、図５に記載のない部分については、図１に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するものとし、上述した図１についての説明を援用する。また、図５において、図２に示す光変調素子１０２の構成要素と同じ構成要素については、図２における符号と同一の符号を用いるものとし、上述した図２についての説明を援用するものとする。

【0047】

図５に示す光変調素子１０２－２は、図４に示す光変調素子１０２－１において突出部４６６ａに代えて当該突出部４６６ａとは平面視形状が異なる突出部５６６ａを第２の凸部として配したものに相当する。ここで、突出部５６６ａは、平面視が矩形である突出部４６６ａとは異なり、その平面視形状が、曲線で構成された相対向する２つの辺を有する、曲がった四辺形で構成されている。

【0048】

また、光変調素子１０２－２では、出力導波路１３２を挟んで突出部５６６ａと反対側の位置にも、突出部５６６ａと同じ平面視形状を有する突出部５６６ｂが、第２の凸部として配されている。

【0049】

そして、突出部５６６ａ、５６６ｂは、それぞれ、光導波路基板１２０の面方向に延在し、且つ、当該延在方向の両端部が、モニタ対象である出力導波路１３２の上流側を向いた一の端部と、受光部２５２から離れる方向を向く他の端部と、で構成されている。

【0050】

光変調素子１０２－２では、第２の凸部である突出部５６６ａ、５６６ｂは、平面視形状が曲がって構成されているので、突出部５６６ａ、５６６ｂに入射した漏れ光の伝搬方向を、図５において点線矢印で示すように、それぞれ当該突出部５６６ａ、５６６ｂの形状に沿って変化させることができる。このため、光変調素子１０２－２では、光変調素子１０２－１に比べて、受光部２５２に伝搬する漏れ光の量を更に低減して、より高精度なモニタ動作を実現することができる。

【0051】

なお、突出部５６６ａ、５６６ｂにおいて漏れ光をより効果的に伝搬させてその方向を変化させるために、突出部５６６ａ、５６６ｂの高さは、リブ型光導波路である入力導波路１２４等と同じ高さであることが望ましい。

【0052】

＜第３変形例＞
次に、光変調素子１０２の第３の変形例について説明する。図６は、第３の変形例に係る光変調素子１０２－３の構成を示す図であり、光変調素子１０２のＡ部の構成を示した図２に相当する図である。なお、光変調素子１０２－３のうち、図６に記載のない部分については、図１に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するものとし、上述した図１についての説明を援用する。また、図６において、図２に示す光変調素子１０２の構成要素と同じ構成要素については、図２における符号と同一の符号を用いるものとし、上述した図２についての説明を援用するものとする。

【0053】

図６に示す光変調素子１０２－３では、光導波路基板１２０の面のうち、受光素子１４０を構成する受光素子基板２５０の図示右側の２つの角部の位置に、それぞれ突出部６６０ａ、６６０ｂが形成されている。これらの突出部６６０ａ、６６０ｂは、リブ型光導波路である出力導波路１３２と同じ高さで形成されて受光素子基板２５０を支持する第１の凸部である。

【0054】

また、光変調素子１０２－３では、図４に示す第２の凸部である突出部４６６ａ、４６６ｂと同形状の突出部６６６ａ、６６６ｂが、第２の凸部として、出力導波路１３２に沿って受光部２５２より上流に配されている。ただし、突出部６６６ａ、６６６ｂは、図４に示す突出部４６６ａ、４６６ｂとは異なり、受光素子１４０の受光素子基板２５０の下部にあって、出力導波路１３２と同じ高さで形成されており、受光素子１４０の受光素子基板２５０を支持する第１の凸部としても機能している。

【0055】

上記のように構成される光変調素子１０２－３は、合波導波路１３０からの漏れ光が受光部２５２へ伝搬するのを防止する第２の凸部である突出部６６６ａ、６６６ｂが、受光素子１４０を支持する第１の凸部としても機能するので、光変調素子１０２－３の構成の複雑化を招くことなく、受光素子１４０によるモニタ精度を高く安定に維持することができる。

【0056】

＜第４変形例＞
次に、光変調素子１０２の第４の変形例について説明する。図７は、第４の変形例に係る光変調素子１０２－４の構成を示す図であり、光変調素子１０２のＡ部の構成を示した図２に相当する図である。なお、光変調素子１０２－４のうち、図７に記載のない部分については、図１に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するものとし、上述した図１についての説明を援用する。また、図７において、図２、図４、図６に示す光変調素子１０２、１０２－１、１０２－３の構成要素と同じ構成要素については、それぞれ図２、図４、図６における符号と同一の符号を用いるものとし、上述した図２、図４、図６についての説明を援用するものとする。

【0057】

図７に示す光変調素子１０２－４は、図６に示す光変調素子１０２－３と同様の構成を有するが、さらに、図４に示す光変調素子１０２－１が備える又は備え得る突出部４６６ａ及び４６６ｂも備えている。

【0058】

上記の構成を有する光変調素子１０２－４は、モニタ対象である出力導波路１３２に沿って受光素子１４０の受光部２５２の上流に第２の凸部である突出部４６６ａ、４６６ｂ、６６６ａ、６６６ｂを有し、かつ、突出部６６６ａ、６６６ｂは、受光素子１４０を支持する第１の凸部でもある。このため、光変調素子１０２－４では、第１の凸部及び又は第２の凸部である突出部の数を大きく増加させることなく、光変調素子１０２、１０２－１、１０２－３よりも更に高く安定な、受光素子１４０のモニタ精度を実現することができる。

【0059】

＜第５変形例＞
次に、光変調素子１０２の第５の変形例について説明する。図８は、第５の変形例に係る光変調素子１０２－５の構成を示す図であり、光変調素子１０２のＡ部の構成を示した図２に相当する図である。なお、図８においては、電極１４２の図示は省略されている（後述する図９、図１０についても同様である）。また、光変調素子１０２－４のうち、図８に記載のない部分については、図１に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するものとし、上述した図１についての説明を援用する。また、図８において、図２に示す光変調素子１０２の構成要素と同じ構成要素については、図２における符号と同一の符号を用いるものとし、上述した図２についての説明を援用するものとする。

【0060】

図８に示す光変調素子１０２－５は、図２に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するが、出力導波路１３２内の光波の伝搬方向に沿って合波導波路１３０より下流に追加の分岐導波路８７０を更に有する。また、光変調素子１０２－５では、分岐導波路８７０により出力導波路１３２から分岐したモニタ用導波路８７２の端部の上に、受光素子１４０の受光部２５２が配されている点が、光変調素子１０２と異なる。すなわち、光変調素子１０２－５では、リブ型光導波路であるモニタ用導波路８７２は、受光素子１４０の受光部２５２の受光範囲（例えば、図８において受光部２５２を示す実線円の範囲）の下部において終端している。

【0061】

ここで、出力導波路１３２は、信号電極１３４ａ、１３４ｂ、１３６（図１参照）により変調された変調光である出力光を光導波路基板１２０の端部まで導く主経路であり、モニタ用導波路８７２は、当該主経路である出力導波路１３２から分岐して設けられた分岐経路である。また、分岐導波路８７０およびモニタ用導波路８７２は、入力導波路１２４等と同様に、例えば出力導波路１３２と同じ高さをもって光導波路基板１２０に延在する凸部で構成されたリブ型光導波路として形成される。すなわち、光変調素子１０２－５では、受光素子１４０の受光部２５２が、光導波路基板１２０上に形成されたリブ型光導波路のうち、光導波路基板１２０の端部へ出力光を出射する主経路から分岐して設けられた分岐経路上に配されている。

【0062】

光変調素子１０２－５では、さらに、例えば矩形である受光素子１４０の受光素子基板２５０は、光導波路基板１２０の表面上の、受光素子基板２５０の四隅の位置に配された第１の凸部である突出部８６０ａ、８６０ｂ、８６０ｃ、８６０ｄにより支持されている。ここで、突出部８６０ａ、８６０ｂ、８６０ｃ、８６０ｄは、リブ型光導波路であるモニタ用導波路８７２と同じ高さを持つ凸部として形成される。

【0063】

上記の構成を有する光変調素子１０２－５では、特に、主経路である出力導波路１３２から分岐して設けられた分岐経路であるモニタ用導波路８７２に設けられているので、出力導波路１３２上に受光素子１４０を配する光変調素子１０２とは異なり、光導波路基板１２０から出射される出力光の強度が、受光素子１４０と出力導波路１３２との接触状態の製造ばらつきに起因して個体ごとにばらついてしまうことを防止することができる。

【0064】

また、モニタ用導波路８７２は、光波を受光素子１４０まで伝搬するだけでよいので、上述したように、光変調素子１０２－５では、モニタ用導波路８７２の端部に受光素子１４０の受光部２５２を配することができる。このため、受光素子１４０は、モニタ用導波路８７２とのエバネセント結合により受信する光に加えて、モニタ用導波路８７２の端部から放射及び散乱された光を受信することができる。その結果、光変調素子１０２－５では、受光素子１４０に入射する光波の光量を増やして、リブ型光導波路であるモニタ用導波路８７２を伝搬する光の一部又は全部（すなわち、少なくとも一部）を受光素子１４０において受信するものとすることができる。したがって、受光素子１４０によるモニタ精度を向上することができる。

【0065】

＜第６変形例＞
次に、光変調素子１０２の第６の変形例について説明する。図９は、第６の変形例に係る光変調素子１０２－６の構成を示す図であり、光変調素子１０２のＡ部の構成を示した図２に相当する図である。なお、光変調素子１０２－６のうち、図９に記載のない部分については、図１に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するものとし、上述した図１についての説明を援用する。また、図９において、図２および図８にそれぞれ示す光変調素子１０２、１０２－５の構成要素と同じ構成要素については、それぞれ図２及び図８における符号と同一の符号を用いるものとし、上述した図２および図８についての説明を援用するものとする。

【0066】

図９に示す光変調素子１０２－６は、図８に示す光変調素子１０２－５と同様の構成を有するが、モニタ用導波路８７２は、その導波路幅が当該モニタ用導波路８７２の端部に向かって減少する幅変化部８７２－ａを有し、当該幅変化部８７２－ａの上に受光素子１４０の受光部２５２が配されている。

【0067】

これにより、光変調素子１０２－６では、図８に示す光変調素子１０２－５と同様に、受光素子１４０は、モニタ用導波路８７２とのエバネセント結合により受信する光に加えて、幅変化部８７２－ａから放射及び散乱された光を受信することができる。その結果、光変調素子１０２－６では、受光素子１４０に入射する光波の光量を増やして、受光素子１４０によるモニタ精度を向上することができる。

【0068】

なお、図９に示す構成においては、幅変化部８７２－ａの端部（したがって、モニタ用導波路８７２の端部）は、受光部２５２の下部にはないものしたが、これには限られない。受光素子１４０の受光部２５２は、幅変化部８７２－ａの端部の上に配されるものとすることもできる。これにより、受光部２５２に入射する光波の光量を更に増加させることができる。

【0069】

また、図９に示す構成においては、幅変化部８７２－ａは、その端部に向かって導波路幅が単調に減少するものとしたが、幅変化部８７２－ａの形状はこれには限られない。幅変化部８７２－ａは、モニタ用導波路８７２の光波を放射及び散乱し得る限りにおいて、導波路幅を任意のパターンで変化させるものとすることができる。例えば、幅変化部８７２－ａは、導波路幅が規則的に又は不規則に変化するように形成されていてもよい。

【0070】

＜第７変形例＞
次に、光変調素子１０２の第７の変形例について説明する。図１０は、第７の変形例に係る光変調素子１０２－７の構成を示す図であり、光変調素子１０２のＡ部の構成を示した図２に相当する図である。なお、光変調素子１０２－７のうち、図１０に記載のない部分については、図１に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するものとし、上述した図１についての説明を援用する。また、図１０において、図２に示す光変調素子１０２の構成要素と同じ構成要素については、図２における符号と同一の符号を用いるものとし、上述した図２についての説明を援用するものとする。

【0071】

図１０に示す光変調素子１０２－７は、図２に示す光変調素子１０２と同様の構成を有するが、Ｙ字型の合波導波路１３０において出力光に寄与しないいわゆるオフ光１０８０、１０８２をそれぞれ導波するように配された、出力導波路１３２から分岐する分岐導波路１０７２、１０７４が設けられている。

【0072】

また、光変調素子１０２－７では、受光素子１４０に代えて、受光素子基板１０５０の上に形成された２つの受光部１０５２－１、１０５２－２を有する受光素子１０４０を備える点が、図２の光変調素子１０２と異なる。受光素子１４０と同様に、受光素子１０４０を構成する受光素子基板１０５０は、例えばＳｉなど受光素子基板であるものとすることができ、受光部１０５２－１、１０５２－２は、受光素子基板１０５０である受光素子基板に不純物をドープすることにより形成されるｐｎ接合部又はｐｉｎ接合部により構成される。

【0073】

受光素子１０４０は、受光部１０５２－１、１０５２－２が、それぞれ、分岐導波路１０７２、１０７４の端部の上に配されるように、略矩形の受光素子基板１０５０の四隅が、光導波路基板１２０上に設けられた第１の凸部である突出部１０６０ａ、１０６０ｂ、１０６０ｃ、１０６０ｄにより支持されている。

【0074】

上記の構成を有する光変調素子１０２－７では、分岐導波路１０７２、１０７４が合波導波路１３０に連続して構成されているので、合波導波路１３０において出力光に寄与しなかった光波は、漏れ光（例えば、図４の黒太線矢印）とはならず、分岐導波路１０７２および１０７４を伝搬することとなる。そして、光変調素子１０２－７では、分岐導波路１０７２および１０７４を伝搬する光波が、一つの受光素子１０４０を構成する２つの受光部１０５２－１及び１０５２－２により受信される。

【0075】

分岐導波路１０７２および１０７４を伝搬する光波は、変調波形の位相シフト方向が逆となっていることから、受光部１０５２－１および１０５２－２の出力信号は、例えば加算されて、正確なモニタ信号として抽出される。また、本構成においては、合波導波路１３０において出力光に寄与しないオフ光１０８０、１０８２の多くは分岐導波路１０７２、１０７４に導波されるが、一部は光導波路基板１２０内を漏れ光として伝搬してしまう。またその他にも、光導波路基板１２０内部には、他の光導波路部分（例えば、曲がり導波路部分や分岐導波路１２６など）から発生した迷光が伝搬し得る。突出部１０６０ｃ、１０６０ｄは、これらの迷光に対しては第２の凸部としても機能するので、受光部１０５２－１および１０５２－２では、これらの迷光に起因するノイズの発生が抑制される。

【0076】

これにより、光変調素子１０２－７では、受光素子の数を増やすことなく単純な構成により、合波導波路１３０における漏れ光の発生を抑制しつつ、出力導波路１３２を伝搬する光波のモニタ精度を向上することができる。

【0077】

［第２実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る光導波路デバイスの構成を示す図である。この光導波路デバイス１１００は、筐体１１０４と、当該筐体１１０４に収容された光導波路素子１１０２および回路基板１１０６と、で構成されている。

【0078】

光導波路素子１１０２は、例えば、図１に示す光変調素子１０２若しくはその変形例のいずれかであるものとすることができる。あるいは、光導波路素子１１０２は、光変調素子１０２又はその変形例が備える受光素子１４０、１０４０の支持構造と同様の受光素子の支持構造を備える、任意の光導波路パターンを有する光導波路素子であるものとすることができる。そのような光導波路素子は、特開２０１９－１５９１８９号公報に記載のような、いわゆるネスト型マッハツェンダ型光導波路で構成されるＤＰ－ＱＰＳＫ光変調素子であり得る。

【0079】

回路基板１１０６は光導波素子を駆動するための駆動部１１０８とその配線（不図示）で構成されている。駆動部１１０８は、駆動回路（ドライバ：不図示）、あるいは駆動回路（ドライバ：不図示）及びＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ：不図示）で構成されている。ＤＳＰは、例えば、筐体１１０４に設けられたピン１１１４を介して外部から供給される送信データを処理して、当該送信データを光信号として送信するための変調信号（例えば、送信データにエラー訂正データを付加したり、各種伝送フォーマットに応じた変調信号への変換や光信号が最適になるように補償した変調信号）を生成し、当該生成した変調信号を、駆動回路を介して光導波路素子１１０２へ入力する。

【0080】

筐体１１０４には、また、光導波路素子１１０２において上記支持構造により支持された受光素子の出力信号や、光導波路素子１１０２が備え得るバイアス電極のための入力信号を入力するためのピン１１１２が設けられている。

【0081】

なお、駆動回路とＤＳＰとで構成される回路基板１１０６は一例であって、回路基板１１０６の構成はこれには限られない。回路基板１１０６には、ＤＳＰが搭載されていないものとすることもできる。この場合には、ＤＳＰは、光導波路デバイス１１００で構成される装置内において、光導波路デバイス１１００の筐体１１０４の外に配され得る。

【0082】

［第３実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る光送信装置１２００の構成を示す図である。光送信装置１２００は、光源１２０２と、光導波路デバイス１２０４と、当該光導波路デバイス１２０４の筐体１２０６の外部に配されたＤＳＰ１２０８とを備える。光源１２０２は、例えば半導体レーザである。ＤＳＰ１２０８は、例えば光送信装置１２００に入力される送信データを処理して、当該送信データを光信号として送信するための変調データを生成する。

【0083】

光導波路デバイス１２０４は、筐体１２０６の内部に、光導波路素子である光変調素子１２１０と、光変調素子１２１０を駆動する駆動部１２１２と、を備える。光導波路デバイス１２０４は、例えば図１１に示す光導波路デバイス１１００であって駆動部は駆動回路（ドライバ：不図示）で構成され、ＤＳＰが含まれない構成の光導波路デバイスであり得る。

【0084】

光導波路デバイス１２０４の光変調素子１２１０は、例えば、図１に示す光変調素子１０２若しくはその変形例のいずれかであるものとすることができる。あるいは、光変調素子１２１０は、光変調素子１０２又はその変形例が備える受光素子１４０、１０４０の支持構造と同様の受光素子の支持構造を備える、任意の光導波路パターンを有する光変調素子であるものとすることができる。

【0085】

なお、本発明は上記実施形態およびその変形例の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

【0086】

例えば、図８に示した第５変形例に係る実施形態では、受光素子１４０の受光部２５２はモニタ用導波路８７２の端部の上部に配されるものとしたが、受光部２５２の配置はこれには限られない。受光部２５２は、上記端部の上部に限らず、主経路である出力導波路１３２から分岐して設けられた分岐経路であるモニタ用導波路８７２上の任意の位置に配されるものとすることができる。

【0087】

また、上述した光変調素子１０２およびその変形例である光変調素子１０２－１ないし１０２－７（以下、光変調素子１０２等ともいう）においては、分岐導波路１２６、８７０は、図１ないし図１０に示すようにＹ字型導波路で構成されるものとしたが、これらの分岐導波路の構成はこれには限られず、任意の形状又は原理に基づく分岐導波路であるものとすることができる。例えば、図８、図９に示す光変調素子１０２－５、１０２－６が備える合波導波路１３０及び分岐導波路８７０は、一つの多モード干渉（ＭＭＩ、Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）導波路又は方向性結合器で構成されるものとすることができる。合波導波路１３０及び分岐導波路８７０が多モード干渉導波路で構成される場合には、分岐経路であるモニタ用導波路８７２は、上記多モード干渉導波路から延在する。そして合波部の干渉で生じた出力光に寄与しないオフ光がモニタ用導波路を伝搬し、モニタ光として取り出して利用される。

【0088】

また、図１０に示す光変調素子１０２－７は、一つの受光素子基板１０５０上に形成された２つの受光部１０５２－１、１０５２－２を有する受光素子１０４０を備え、受光素子１０４０は、受光部１０５２－１、１０５２－２が、出力導波路１３２から分岐する分岐導波路１０７２、１０７４上にそれぞれ配されるものとしたが、受光素子の構成及びその配置は、これには限られない。光変調素子１０２等を一例として示した本発明に係る光導波路素子では、受光素子は、受光素子基板上に設けられた複数の受光部を含むものとすることができ、当該受光素子基板は、当該複数の受光部のそれぞれが、相異なる複数のリブ型光導波路の上部において、当該リブ型光導波路のそれぞれを伝播する光の一部又は全部を受信し得る位置に配されるものとすることができる。

【0089】

また、当業者において明らかなように、図１ないし図１０に示す光変調素子１０２及びその変形例である光変調素子１０２－１ないし１０２－７の特徴構成は、これらの光変調素子のそれぞれにおいて相互に重複して用いることができる。例えば、図８ないし図１０に示す光変調素子１０２－５ないし１０２－７は、第２の凸部を有しないが、図４ないし図７に示す光変調素子１０２－１ないし１０２－４が備える第２の凸部である突出部４６６ａ等を備えるものとしてもよい。また、例えば、図１０に示す光変調素子１０２－７において、分岐導波路１０７２、１０７４は、図９に示す光変調素子１０２－６のモニタ用導波路８７２と同様の幅変化部を有していてもよく、受光部１０５２－１、１０５２－２は、そのような幅変化部上に配されるものとすることができる。

【0090】

また、上述した第１の実施形態及びその変形例においては、光導波路基板１２０は、その厚さが、例えば１～２μｍ以下の厚さまで薄く加工されているものとしたが、光導波路基板１２０の厚さは、これには限られない。本発明の構成は、例えば厚さ５μｍ以下の光導波路基板１２０を用いる構成おいて、受光素子をリブ型光導波路上に安定に支持して、リブ型光導波路内を伝搬する光を安定に且つ精度よくモニタすることができると共に、受光素子が傾くことによる応力発生に起因した光導波路基板１２０のヒビや割れ等の機械的損傷の発生も効果的に防止し得る。

【0091】

また、上述した実施形態及びその変形例においては、光導波路基板１２０は、ＬＮで構成されるものとしたが、光導波路基板１２０の材料は、これには限られない。例えば、光導波路基板１２０は、ＬＮ以外の任意の誘電体または半導体材料で構成されるものとすることができる。

【0092】

以上、説明したように、本実施形態に示す光導波路素子である光変調素子１０２は、光導波路基板１２０上に設けられた、当該光導波路基板１２０の厚さ方向に突き出て当該光導波路基板１２０の面方向に延在する凸部により構成されるリブ型光導波路である出力導波路１３２と、受光素子１４０と、を備える。ここで、受光素子１４０は、上記リブ型光導波路である出力導波路１３２の上に配される受光素子基板２５０上に形成された受光部２５２を備えて、受光部２５２により出力導波路１３２を伝搬する光の少なくとも一部を受信する。そして、受光素子１４０を構成する受光素子基板２５０は、光導波路基板１２０上に設けられた上記リブ型光導波路と同じ高さを有する少なくとも一つの第１の凸部である２６０ａ、２６０ｂにより支持されている。

【0093】

この構成によれば、光変調素子１０２のようなリブ型光導波路を用いる光導波路素子において、リブ型光導波路内を伝搬する光を安定に且つ精度よくモニタすることができる。

【0094】

また、第１の変形例に係る光変調素子１０２－１では、光導波路基板１２０には、リブ型光導波路である出力導波路１３２の光の伝搬方向に沿って受光部２５２よりも上流側に、少なくとも一つの第２の凸部である突出部４６６ａが設けられている。この構成によれば、上記上流側から到来する漏れ光を第２の凸部により擾乱して、当該漏れ光に起因する受光素子１４０におけるモニタ精度の低下を防止し、より安定に且つ精度のよいモニタ動作を実現することができる。

【0095】

また、例えば第１の変形例に係る光変調素子１０２－１では、第２の凸部である突出部４６６ａは、光導波路基板１２０の面方向に延在し、且つ、延在方向の両端部の、リブ型光導波路である出力導波路１３２の上流側を向く一の端部と当該出力導波路１３２との距離は、上記一の端部に対向する他の端部と出力導波路１３２との距離より小さく構成されている。この構成によれば、上記上流で生じた漏れ光を、受光部２５２以外の方向へと導いて、より安定且つ精度のよいモニタ動作を実現することができる。

【0096】

また、例えば第１の変形例に係る光変調素子１０２－１では、第２の凸部である突出部４６６ａは、リブ型光導波路である入力導波路１２４等と同じ高さを有する。この構成によれば、上記上流の漏れ光を第２の凸部により受光部２５２以外の方向へと導波して、より安定且つ精度のよいモニタ動作を実現することができる。

【0097】

また、例えば第４の変形例に係る光変調素子１０２－４では、第２の凸部の少なくとも一つ、例えば突出部６６６ａおよび６６６ｂは、受光素子１４０の受光素子基板２５０を支持する第１の凸部である。この構成によれば、突出部の数を大きく増加させることなく、より高く安定なモニタ精度を実現することができる。

【0098】

また、例えば第５の変形例に係る光変調素子１０２－５では、リブ型光導波路であるモニタ用導波路８７２は、受光素子１４０の受光部２５２の受光範囲の下部において終端している。この構成によれば、受光素子１４０の受光部２５２に入射する光波の光量を増やして、受光素子１４０によるモニタ精度を向上することができる。

【0099】

また、例えば第５の変形例に係る光変調素子１０２－５では、受光素子１４０の受光部２５２は、光導波路基板１２０の端部へ出力光を導く主経路である出力導波路１３２から分岐して設けられた分岐経路であるモニタ用導波路８７２上に配されている。この構成によれば、受光素子１４０は出力導波路１３２上に配されないので、光導波路基板１２０から出射される出力光の強度が、受光素子１４０と出力導波路１３２との接触状態の製造ばらつきに起因して個体ごとにばらついてしまうことを防止することができる。

【0100】

また、例えば第５の変形例に係る光変調素子１０２－５では、合波導波路１３０および分岐導波路８７０で構成される部分を多モード干渉導波路により構成して、分岐経路であるモニタ用導波路８７２が、多モード干渉導波路から延在するように構成することができる。この構成によれば、光経路を単純化しつつ、受光素子１４０によるモニタ精度を向上することができる。

【0101】

また、受光素子は、受光素子基板上に設けられた複数の受光部を含み、当該受光素子基板は、これら複数の受光部のそれぞれが相異なる複数のリブ型光導波路のそれぞれを伝播する光の一部を受信する位置に配されるものとすることができる。例えば、第７の変形例に係る光変調素子１０２－７では、上記相異なる複数のリブ型光導波路は、光導波路基板１２０の端部へ出力光を導く主経路である出力導波路１３２の伝搬光の一部を当該出力導波路１３２を挟んで相対向する方向へそれぞれ分岐する２つの分岐経路である分岐導波路１０７２、１０７４である。この構成によれば、受光素子の数を増やすことなく単純な構成により、合波導波路１３０における漏れ光の発生を抑制しつつ、出力導波路１３２を伝搬する光波のモニタ精度を向上することができる。

【0102】

また、光変調素子１０２では、光導波路基板１２０は、厚さが５μｍ以下である。この構成によれば、薄く形成されて応力による破損の生じやすい光導波路基板１２０上において、受光素子基板２５０で構成された受光素子１４０をリブ型光導波路上に安定に保持することができる。

【0103】

また、光変調素子１０２等においては、第１の凸部である２６０ａ等は、光導波路基板１２０の一部であって当該光導波路基板１２０と同じ材料で構成される。この構成によれば、所定の厚さに加工された光導波路基板１２０の表面を、例えばドライエッチングにより選択的に削ることにより、リブ型光導波路と同じ高さの第１の凸部を容易に形成することができる。

【0104】

また、光導波路デバイスである光変調デバイス１００は、図１ないし図１０に示す光変調素子１０２等のいずれかの光導波路素子と、当該光導波路素子を収容する筐体１０４と、当該光導波路素子に光を入射する入力光ファイバ１０６と、光導波路素子が出射する出力光を筐体１０４の外へ導く出力光ファイバ１０８と、を備える。この構成によれば、高く且つ安定なモニタ精度を実現し得る、光導波路デバイスを実現することができる。

【0105】

また、上述した第２の実施形態に係る光導波路デバイス１１００は、筐体１１０４の内部に、光導波路素子１１０２を駆動する駆動部１１０８を備え、駆動部には駆動回路を備えるか、又は駆動回路とＤＳＰとを備える。

【0106】

また、上述した第３の実施形態に係る光送信装置１２００は、筐体１２０６の内部に駆動部１２１２を備える光導波路デバイス１２０４と、筐体１２０６の外部に配されたＤＳＰ１２０８と、を備える。

【符号の説明】

【0107】

１００…光変調デバイス、１０２、１０２－１、１０２－２、１０２－３、１０２－４、１０２－５、１０２－６、１０２－７、１２１０…光変調素子、１０４、１１０４、１２０６…筐体、１０６…入力光ファイバ、１０８…出力光ファイバ、１１０…コネクタ、１１２、１４４…中継基板、１１４…終端器、１２０、１３０２…光導波路基板、１２２、１３１０…支持基板、１２４…入力導波路、１２６、８７０、１０７２、１０７４…分岐導波路、１２８ａ、１２８ｂ…並行導波路、１３０…合波導波路、１３２…出力導波路、１３４ａ、１３４ｂ、１３６…信号電極、１４０、１０４０、１３０４…受光素子、１４２…電極、１４６…ピン、２５０、１０５０、１３０６…受光素子基板、２５２、１０５２－１、１０５２－２、１３０８…受光部、２６０ａ、２６０ｂ、４６６ａ、４６６ｂ、５６６ａ、５６６ｂ、６６０ａ、６６０ｂ、６６６ａ、６６６ｂ、８６０ａ、８６０ｂ、８６０ｃ、８６０ｄ、１０６０ａ、１０６０ｂ、１０６０ｃ、１０６０ｄ…突出部、４６６ａ－１、４６６ａ－２…端部、８７２…モニタ用導波路、８７２－ａ…幅変化部、１０８０、１０８２…オフ光、１１００、１２０４…光導波路デバイス、１１０２…光導波路素子、１１０６…回路基板、１１０８、１２１２…駆動部、１２０８…ＤＳＰ、１１１２、１１１４…ピン、１２００…光送信装置、１２０２…光源、１３００…リブ型光導波路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】