(57)【要約】【課題】レンズ等を用いずに、複屈折性結晶を用いた偏波の合分波を行う。【解決手段】λ／２板１３が端面１１ｂに貼り付けられた導波路基板１０は、端面１１ａに傾斜角度θａがついた形状を有する。導波路基板１０と複屈折性結晶１４との位置関係は、λ／２板１３を介して出射した異常光と、導波路１１から出射した常光とが複屈折性結晶１４の内部で合波して合波光が外部へ出射するように、かつ外部から複屈折性結晶１４に入射した信号光が、複屈折性結晶１４の内部で常光と異常光とに分波した際に、複屈折性結晶１４から出射した異常光は、λ／２板１３を介して常光となって導波路１２に入射し、複屈折性結晶１４から出射した常光は、導波路１１に入射するように、導波路基板１０と複屈折性結晶１４とが位置する。【選択図】図１
2010139602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波の合分波を行う光モジュールにおいて、
第１の導波路と、第２の導波路とが設けられ、前記第１の導波路の端部がある第１の端面と、前記第２の導波路の端部がある第２の端面とを有する導波路基板と、
前記第２の端面に貼り付けられ、入射した光の偏光面を回転させる波長板と、
常光と異常光との合分波を行うための複屈折性結晶と、
を備え、
前記導波路基板は、前記第１の端面に傾斜角度がついた形状を有し、
前記導波路基板と前記複屈折性結晶との位置関係は、
前記波長板を介して出射した異常光と、前記第１の導波路から出射した常光とが前記複屈折性結晶の内部で合波して合波光が外部へ出射するように、かつ外部から前記複屈折性結晶に入射した信号光が、前記複屈折性結晶の内部で常光と異常光とに分波した際に、前記複屈折性結晶から出射した異常光は、前記波長板を介して常光となって前記第２の導波路に入射し、前記複屈折性結晶から出射した常光は、前記第１の導波路に入射するように、前記導波路基板と前記複屈折性結晶とが位置する、
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記複屈折性結晶は、
楔型の結晶であって、常光および異常光が入射または出射する前記複屈折性結晶の境界面である内側境界面と、楔角を分割するように引いた第１の垂直線とのなす角度がθｔであり、
前記導波路基板は、
前記第２の端面とｘ軸とのなす角度がθｅであり、前記傾斜角度をθａとして、前記第１の端面と前記ｘ軸とのなす角度を、θｅからθａを引いたθｏとし、
前記第１の端面に対する第２の垂直線と、前記第１の導波路を伝播する常光とがなす角度をθ７ｏとし、
前記第２の端面に対する第３の垂直線と、前記第２の導波路を伝播する常光とがなす角度をθ７ｅとした場合に、
θ７ｏ＋θｏ＝θ７ｅ＋θｅ
を満たすように、前記第１の導波路と前記第２の導波路とが平行して前記導波路基板上に設けられ、
前記複屈折性結晶と前記導波路基板との位置関係は、
前記内側境界面に対する第４の垂直線と、外気中の常光とがなす角度をθ４ｏとし、前記第１の端面に対する前記第２の垂直線と、外気中の常光とがなす角度をθ６ｏとした場合に、
θ６ｏ＋θ４ｏ＝θｔ−θｏ＋π／２
を満たし、
前記内側境界面に対する前記第４の垂直線と、外気中の異常光とがなす角度をθ４ｅとし、前記第２の端面に対する前記第３の垂直線と、外気中の異常光とがなす角度をθ６ｅとした場合に、
θ６ｅ＋θ４ｅ＝θｔ−θｅ＋π／２
を満たすように、前記複屈折性結晶と前記導波路基板とが位置する、
ことを特徴とする請求項１記載の光モジュール。
【請求項３】
前記信号光が入射または前記合波光が出射する前記複屈折性結晶の境界面である外側境界面と、前記第１の垂直線とのなす角度がθ１であって、
前記外側境界面に対して前記信号光を入射する際は、前記外側境界面に対する第５の垂直線と、前記信号光とがなす角度がθ１となるように入射し、
前記合波光が前記外側境界面から出射する際は、前記外側境界面の前記第５の垂直線に対する角度がθ１で出射し、
前記複屈折性結晶の楔角度は、
前記第５の垂直線と、前記複屈折性結晶の内部を進む常光とがなす角度をθ２ｏとし、前記内側境界面に対する前記第４の垂直線と、前記複屈折性結晶の内部を進む常光とがなす角度をθ３ｏとした場合に、、
θ３ｏ＋θ２ｏ＝θ１＋θｔ
を満たし、
前記第５の垂直線と、前記複屈折性結晶の内部を進む異常光とがなす角度をθ２ｅとし、前記第４の垂直線と、前記複屈折性結晶の内部を進む異常光とがなす角度をθ３ｅとした場合に、
θ３ｅ＋θ２ｅ＝θ１＋θｔ
を満たすことを特徴とする請求項２記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏波の合分波を行う光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信ネットワークにおいて、伝送容量を増大させるために、信号光の互いに直交する２つの偏波を、送信側で合波して伝送し、受信側で分波することで、１チャネル当りの通信速度を上げる光伝送方式が開発されている。
【０００３】
また、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）通信用の光ファイバ増幅器では、複数チャネルの波長多重された信号光を高出力に増幅して伝送するが、チャネル数が増えるにつれて、増幅に必要な励起光パワーも高くなるため、高出力の励起光源が必要とされる。このような励起光の高出力化を図るために、励起光の互いに直交する２つの偏波を合波することで、励起光パワーを増大する励起光源モジュールが開発されている。
【０００４】
ここで、偏波合分波素子としては、一般的に、ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）や方解石などの複屈折性の結晶が利用される。なお、複屈折とは、結晶、その他の異方性物質に入射する光が、互いに垂直な振動方向を持つ２つの光に分離する現象のことである。
【０００５】
例えば、方解石に光が入射すると、光は２種類の角度で屈折して中を進行するにつれて分離して２つに分かれて出射する。このように２つ（以上）の屈折角を示す現象を複屈折という。
【０００６】
図５はＰＢＳを示す図である。ＰＢＳ５０は、直角プリズム５１の斜面に誘電多層膜５３を蒸着し、有機系接着剤を用いて、直角プリズム５１、５２の斜面同士を貼り合わせて構成されたキューブ状の素子である。
【０００７】
ＰＢＳ５０に自然光（無偏光）が入射すると、互いに直交する２つの偏波が生成して出射される。出射された光のうち、光軸に平行な振動面の光を異常光（extraordinary ray）と呼び、光軸に垂直な振動面の光を常光（ordinary ray）と呼ぶ。通常、常光はｏと表記され、異常光はｅと表記される。
【０００８】
なお、互いに垂直な常光と異常光とが入射して、無偏波の光が生成されて出射するといったような、上記の光の流れと逆の合波を行う偏波合波素子として使用する場合は、ＰＢＣ（Polarization Beam Combiner：偏光ビームコンバイナ）と呼ばれる。
【０００９】
ＰＢＳ５０は、安価であるため、偏光子や分光デバイスなどに広く使用されるが、透過波長帯域が一般的に狭く、また、接着加工されているために耐熱性に弱いため、高出力の光が入射すると接着力が低下するなどの欠点を持っている。
【００１０】
図６は複屈折性結晶を示す図である。複屈折性結晶６０に対して、常光と異常光とが入射ポイントｐ１、ｐ２からそれぞれ入射し、常光と異常光が複屈折性結晶６０内部を進むにつれて近接し、出射ポイントｐ３で合波して、合波光が出射される。
【００１１】
一般に、複屈折性結晶は、ＰＢＳと比べて高価ではあるが、結晶の種類によっては広い透過波長帯域を実現し、耐熱性にも優れているという特徴を有している。また、複屈折性結晶の中でも特に、複屈折性が大きなルチル（rutile）結晶が、偏波合分波素子として広く用いられている（複屈折性が大きいということは、常光の屈折率と異常光の屈折率との差が大きいということである）。
【００１２】
従来技術として、複屈折性結晶を用いて信号光偏波の合成を行う光ファイバ増幅器として、例えば、特許文献１が提案されている。また、複屈折性結晶を用いて励起光偏波の合波を行う励起光源モジュールとして、例えば、特許文献２が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２５２４２０号公報（段落番号〔００３７〕〜〔００４４〕，第２図）
【特許文献２】特開平１１−２５８４５３号公報（段落番号〔００５１〕〜〔００６４〕，第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
複屈折性結晶内では、常光の屈折率と異常光の屈折率とが互いに異なるため、光が複屈折性結晶に入射すれば、結晶中を進む常光の光路と、結晶中を進む異常光の光路とが分離するので、偏波の分波が行われることになる（光の進行方向を逆に考えれば、偏波の合波を行うことができる）。
【００１４】
ただし、複屈折性結晶として、たとえルチル結晶のような複屈折性の大きな結晶を選択したとしても、それは結晶の種類の中において、複屈折性が大きいということであって、常光の屈折率と異常光の屈折率とは、一般的にどのような複屈折性結晶であっても、非常に近い値をとるものである（屈折率差が小さい）。
【００１５】
このため、図６において、例えば、偏波の合波を考えた場合、複屈折性結晶６０に対する常光と異常光のそれぞれの入射ポイントｐ１、ｐ２は、非常に近接した位置にあるので、これらの入射ポイントｐ１、ｐ２に対して、常光、異常光を正確に入射させるためには（複屈折性結晶６０の結晶内部で、常光と異常光とが進むにつれてポイントｐ３で合波して出射させるためには）、複屈折性結晶６０の前段において、レンズやプリズム等の光学素子を配置して、合波すべき光の位置関係を精密に調整しなければならない。
【００１６】
図７は従来の偏波合分波モジュールの構成を示す図である。合波の様子を示している。偏波合分波モジュール６は、導波路基板６１、λ／２板６２、補正レンズ６３、複屈折性結晶６０から構成される。
【００１７】
λ／２板６２は、導波路基板６１と補正レンズ６３との間に配置され、光は吸収せずに、入射した常光の偏光面をπだけ回転させて、異常光として出射する波長板である（または入射した異常光をπ回転させて常光として出射する）。
【００１８】
導波路基板６１上の２本の導波路６１ａ、６１ｂを、常光が伝播して、導波路基板６１から出射される。導波路６１ａから出射した常光は、補正レンズ６３に入射する。また、導波路６１ｂから出射した常光は、λ／２板６２を通過することで異常光となり、異常光は補正レンズ６３に入射する。
【００１９】
補正レンズ６３は、複屈折性結晶６０の内側境界面６０−１の適切な位置に、常光と異常光とが入射するように、光路補正を行うレンズである。常光と異常光が、この補正レンズ６３を通過することで、常光と異常光の光路の向きが補正されて、複屈折性結晶６０の内側境界面６０−１の適切なポイントに入射する。これにより、複屈折性結晶６０の外側境界面６０−２からは、常光と異常光とが合波された光が出射する。
【００２０】
このように、複屈折性結晶を用いて合分波を行う場合は、合分波する光の位置関係を精密に調整する必要があるので、従来では、補正のためのレンズやプリズム等を導波路基板６１と複屈折性結晶６０との間に挿入して光路調整を行っていた。
【００２１】
しかし、補正のためのレンズやプリズム等が挿入すると、光学素子の点数が増えてしまい、その結果、実装スペースやコストが増大するといった問題があった。また、このような光学素子が配置されることにより、光路長が延伸することになるので、過剰損も増大するといった問題があった。
【００２２】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、複屈折性結晶を用いて偏波の合分波を行う際に、レンズ等の光学素子を用いずに、合分波すべき光の位置関係を最適化した光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決するために、偏波の合分波を行う光モジュールが提供される。この光モジュールは、第１の導波路と、第２の導波路とが設けられ、前記第１の導波路の端部がある第１の端面と、前記第２の導波路の端部がある第２の端面とを有する導波路基板と、前記第２の端面に貼り付けられ、入射した光の偏光面を回転させる波長板と、常光と異常光との合分波を行うための複屈折性結晶とを備える。
【００２４】
ここで、導波路基板は、第１の端面に傾斜角度がついた形状を有し、導波路基板と複屈折性結晶との位置関係は、波長板を介して出射した異常光と、第１の導波路から出射した常光とが複屈折性結晶の内部で合波して合波光が外部へ出射するように、かつ外部から複屈折性結晶に入射した信号光が、複屈折性結晶の内部で常光と異常光とに分波した際に、複屈折性結晶から出射した異常光は、波長板を介して常光となって第２の導波路に入射し、複屈折性結晶から出射した常光は、第１の導波路に入射するように、導波路基板と複屈折性結晶とが位置する。
【発明の効果】
【００２５】
レンズ等の光路調整のための光学素子を用いずに、複屈折性結晶を用いた偏波の合分波を行うことが可能になり、実装規模や過剰損の低減化を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は光モジュールの構成を示す図である。光モジュール１は、導波路基板１０、波長板（以下、λ／２板）１３、複屈折性結晶１４から構成され、偏波の合分波を行うモジュールである。
【００２７】
導波路基板１０は、導波路１１（第１の導波路）と、導波路１１と平行な導波路１２（第２の導波路）とが設けられ、導波路１１の端部がある端面１１ａ（第１の端面）と、導波路１２の端部がある端面１１ｂ（第２の端面）とを有している。
【００２８】
λ／２板１３は、端面１１ｂに直接貼り付けられ、光は吸収せずに、入射した光の偏光面をπだけ回転させて、常光が入射した場合は異常光として出射し、異常光が入射した場合は常光として出射する。複屈折性結晶１４は、常光と異常光との合分波を行う。
【００２９】
ここで、導波路基板１０は、端面１１ａを研磨して傾斜角度θａがついた形状を有している。また、導波路基板１０と複屈折性結晶１４との位置関係は、導波路１１、１２から出射された光が複屈折性結晶１４で合波されるように、かつ複屈折性結晶１４で分波した光が導波路１１、１２に入射するように、導波路基板１０と複屈折性結晶１４とが位置する。
【００３０】
すなわち、λ／２板１３を介して出射した異常光と、導波路１１から出射した常光とが、複屈折性結晶１４の内部で合波して合波光となって（信号光ｓとなって）外部へ出射するように、かつ外部から複屈折性結晶１４に入射した信号光ｓが、複屈折性結晶１４の内部で常光と異常光とに分波した際に、複屈折性結晶１４から出射した異常光は、λ／２板１３を介して常光となって導波路１２に入射し、複屈折性結晶１４から出射した常光は、導波路１１に入射するように、導波路基板１０と複屈折性結晶１４とが位置する。
【００３１】
なお、図１では分波時の光の進行方向を示しているが、合波時には単に光の進行方向が逆になる。
次に導波路基板１０と複屈折性結晶１４との位置関係について詳しく説明する。図２は光モジュールの各構成部位の位置関係を示す図である。なお、常光および異常光の進行方向に関する角度は、同じ考え方で示すことができるので、図２では主に常光の進行方向に関する角度を示している。また、分波と合波は、単に光の進行方向が互いに逆向きになるだけなので、以下では分波時の常光の進行に注目して説明する。さらに角度についてはすべて鋭角側の角度を選択する。
【００３２】
複屈折性結晶には、楔型（一端が厚く、もう一端に向かって徐々に細くなるＶ字形状）の複屈折性結晶を用いる（複屈折性結晶１４ａと呼ぶ）。導波路基板１０の端面１１ｂには、λ／２板１３が貼り付けられており、λ／２板１３の近傍に、楔部分を下方に向けた複屈折性結晶１４ａが配置する。
【００３３】
ここで、楔部分の頂点Ｐに引いた垂直線ｈ１と、信号光ｓが入射する複屈折性結晶１４ａの境界面１４−１とがなす角度をθ１とし、垂直線ｈ１と、信号光ｓの分波光が出射する複屈折性結晶１４ａの境界面１４−２とがなす角度をθｔとする。
【００３４】
信号光ｓが複屈折性結晶１４ａの境界面１４−１に入射すると、信号光ｓは常光と異常光とに分波されるが、信号光ｓが境界面１４−１の垂直線ｈ２に対してθ１の角度で入射した場合に、垂直線ｈ２と、結晶内を進む常光（常光ｏ１と呼ぶ）とのなす角度をθ２ｏ、空気中の屈折率をｎ１、複屈折性結晶１４ａ内の常光ｏ１に対する屈折率をｎ２ｏとすると、スネルの法則から式（１ａ）が成り立ち、θ２ｏは式（１ａ−１）で求まる。
【００３５】
ｎ２ｏ・ｓｉｎθ２ｏ＝ｎ１・ｓｉｎθ１・・・（１ａ）
θ２ｏ＝ｓｉｎ-1（（ｎ１／ｎ２ｏ）ｓｉｎθ１）・・・（１ａ−１）
また、境界面１４−２に引いた垂直線ｈ３と、垂直線ｈ２と平行で境界面１４−２に引いた平行線ｐａがなす角度は、楔角度θｖ（＝θｔ＋θ１）と等しく、結晶内の常光ｏ１と平行線ｐａとがなす角度はθ２ｏとなる（錯角の関係）。
【００３６】
したがって、結晶内の常光ｏ１が進行して境界面１４−２を介して外部へ出射する場合、垂直線ｈ３と常光ｏ１とのなす角度をθ３ｏとすると、θ３ｏは式（２ａ）で求まる。
θ３ｏ＝θｖ−θ２ｏ＝θ１＋θｔ−θ２ｏ・・・（２ａ）
また、複屈折性結晶１４ａから出射した、外気中の常光（常光ｏ２と呼ぶ）と、垂直線ｈ３とがなす角度をθ４ｏとすると、スネルの法則から式（３ａ）が成り立ち、θ４ｏは式（３ａ−１）で求まる。
【００３７】
ｎ１・ｓｉｎθ４ｏ＝ｎ２ｏ・ｓｉｎθ３ｏ・・・（３ａ）
θ４ｏ＝ｓｉｎ-1（（ｎ２ｏ／ｎ１）ｓｉｎθ３ｏ）・・・（３ａ−１）
さらに、常光ｏ２と、ｘ軸（図２の場合はｘ軸と信号光ｓの光軸とは平行）とがなす角度をθ５ｏとすると、ｘ軸と垂直線ｈ３とがなす角度はθｔであるから、式（４ａ）が成り立つ。
【００３８】
θ５ｏ＝θ４ｏ−θｔ・・・（４ａ）
一方、複屈折性結晶１４ａの境界面１４−２を介して出射した常光ｏ２は、導波路基板１０の端面１１ａに端部を持つ導波路１１へ入射する。端面１１ａに対する垂直線ｈ４と、常光ｏ２とのなす角度をθ６ｏとし、また、端面１１ａとｘ軸とがなす角度をθｏとすると、常光ｏ２と端面１１ａとｘ軸とで、図３に示すような三角形ａｂｃが作られるので、式（５ａ）が成り立ち、式（５ａ−１）からθ６ｏが求まる。
【００３９】
π＝θｏ＋θ５ｏ＋θ６ｏ＋π／２・・・（５ａ）
θ６ｏ＝−θｏ−θ５ｏ＋π／２・・・（５ａ−１）
また、導波路１１に入射して導波路１１を伝播する常光（常光ｏ３−１と呼ぶ）と、端面１１ａに対する垂直線ｈ４とがなす角度、すなわち、導波路１１と垂直線ｈ４とがなす角度をθ７ｏとし、導波路１１の屈折率をｎ３とすると（導波路１２の屈折率もｎ３）、スネルの法則から式（６ａ）が成り立ち、θ７ｏは式（６ａ−１）で求まる。
【００４０】
ｎ３・ｓｉｎθ７ｏ＝ｎ１・ｓｉｎθ６ｏ・・・（６ａ）
θ７ｏ＝ｓｉｎ-1（（ｎ１／ｎ３）ｓｉｎθ６ｏ）・・・（６ａ−１）
そして、常光ｏ３−１とｘ軸とのなす角度、すなわち、導波路１１とｘ軸とのなす角度をθ８ｏとすると、式（７ａ）の関係があるので（図３参照）、θ８ｏは式（７ａ−１）で求まる。
【００４１】
π／２＝θ７ｏ＋θ８ｏ＋θｏ・・・（７ａ）
θ８ｏ＝−θｏ−θ７ｏ＋π／２・・・（７ａ−１）
上記では常光に対する角度の算出式を示したが、異常光に対しても同様な式が成り立つ。考え方は同じなので、以下に異常光に関する角度の算出式のみ示す。ただし、複屈折性結晶１４ａ内の異常光の屈折率をｎ２ｅとし、端面１１ｂとｘ軸とがなす角度をθｅとする。
【００４２】
θ２ｅ＝ｓｉｎ-1（（ｎ１／ｎ２ｅ）ｓｉｎθ１）・・・（１ｂ−１）
θ３ｅ＝θｖ−θ２ｅ＝θ１＋θｔ−θ２ｅ・・・（２ｂ）
θ４ｅ＝ｓｉｎ-1（（ｎ２ｅ／ｎ１）ｓｉｎθ３ｅ）・・・（３ｂ−１）
θ５ｅ＝θ４ｅ−θｔ・・・（４ｂ）
θ６ｅ＝−θｅ−θ５ｅ＋π／２・・・（５ｂ−１）
θ７ｅ＝ｓｉｎ-1（（ｎ１／ｎ３）ｓｉｎθ６ｅ）・・・（６ｂ−１）
θ８ｅ＝−θｅ−θ７ｅ＋π／２・・・（７ｂ−１）
次に上記の式に対して具体的な数値を用いて説明する。図４は角度の値を示すテーブルである。なお、角度の単位は「°」である。空気中の光の屈折率ｎ１を１、複屈折性結晶１４ａ内の常光の屈折率ｎ２ｏを２．４５１、複屈折性結晶１４ａ内の異常光の屈折率ｎ２ｅを２．７０９、導波路１１、１２の屈折率ｎ３を２．１４とする。
【００４３】
また、θ１＝θｔ＝８°、θｏ＝４７．９８１５°、θｅ＝５２．２０３°、θａ＝５２．２０３−４７．９８１５＝４．２２１５°として、上記の式にもとづいて角度計算を行うと、図４のテーブルに示すような値となり、最終的にθ８ｏ＝θ８ｅ＝３４．０３７°が求められる。
【００４４】
θ８ｏとθ８ｅとが同じ値になったということは、複屈折性結晶１４ａで信号光ｓが常光と異常光とに分波された際、常光は導波路１１へ入射し、異常光はλ／２板１３を介して常光となって導波路１２へ入射することを意味しており、すなわち、レンズ等の光学素子を用いずに、導波路基板１０と複屈折性結晶１４ａとの構成だけで、偏波の分波が行われていることを意味している。
【００４５】
また、合波は単に光進行方向が逆向きになるだけなので、図２で示した位置関係のレイアウトを持つ光モジュール１に対して、外部から導波路１１、１２へ光が入射すれば、複屈折性結晶１４ａから合波光が出射されることになり、レンズ等の光学素子を用いずに、導波路基板１０と複屈折性結晶１４ａとの構成だけで、偏波の合波を行うことが可能になる。
【００４６】
次に光モジュール１の構成要素を配置する上での角度関係についてまとめた内容を説明する。複屈折性結晶は、楔型の複屈折性結晶１４ａであって、常光および異常光が入射または出射する複屈折性結晶１４の境界面である内側境界面１４−２と、楔角θｖを分割するように引いた第１の垂直線（垂直線ｈ１）とのなす角度がθｔである。
【００４７】
また、導波路基板１０は、端面１１ｂとｘ軸とのなす角度がθｅであり、傾斜角度をθａとして、端面１１ａとｘ軸とのなす角度を、θｅからθａを引いたθｏとする。
そして、端面１１ａに対する第２の垂直線（垂直線ｈ４）と、導波路１１を伝播する常光ｏ３−１とがなす角度をθ７ｏとし、端面１１ｂに対する第３の垂直線（垂直線ｈ５）と、導波路１２を伝播する常光ｏ３−２とがなす角度をθ７ｅとした場合に、以下の式（８）を満たすように、導波路１１と導波路１２とが平行して導波路基板１０上に設けられる（式（８）は、式（７ａ−１）、（７ｂ−１）に対して、θ８ｏ＝θ８ｅとしたもの）。
【００４８】
θ７ｏ＋θｏ＝θ７ｅ＋θｅ・・・（８）
また、複屈折性結晶１４ａと導波路基板１０との位置関係については、内側境界面１４−２に対する第４の垂直線（垂直線ｈ３）と、外気中の常光ｏ２とがなす角度をθ４ｏとし、端面１１ａに対する第２の垂直線（垂直線ｈ４）と、外気中の常光ｏ２とがなす角度をθ６ｏとした場合に、以下の式（９ａ）を満たす（式（４ａ）と式（５ａ−１）からθ５ｏを消去したものが式（９ａ））。
【００４９】
θ６ｏ＋θ４ｏ＝θｔ−θｏ＋π／２・・・（９ａ）
また、内側境界面１４−２に対する第４の垂直線（垂直線ｈ３）と、外気中の異常光ｅ２とがなす角度をθ４ｅ（図示せず）とし、端面１１ｂに対する第３の垂直線（垂直線ｈ５）と、外気中の異常光ｅ２とがなす角度をθ６ｅ（図示せず）とした場合に、以下の式（９ｂ）を満たす（式（４ｂ）と式（５ｂ−１）からθ５ｅを消去したものが式（９ｂ））。
【００５０】
θ６ｅ＋θ４ｅ＝θｔ−θｅ＋π／２・・・（９ｂ）
式（９ａ）、（９ｂ）を満たす角度で、複屈折性結晶１４ａと導波路基板１０とが位置する。
【００５１】
一方、信号光ｓが入射または合波光が出射する複屈折性結晶１４ａの境界面である外側境界面１４−１と、第１の垂直線（垂直線ｈ１）とのなす角度がθ１であって、外側境界面１４−１に対して信号光ｓを入射する際は、外側境界面１４−１に対する第５の垂直線（垂直線ｈ２）と、信号光ｓとがなす角度がθ１となるように入射する。同様に、合波光が外側境界面１４−１から出射する際は、外側境界面１４−１に対する第５の垂直線（垂直線ｈ２）に対して、角度がθ１で出射することになる。
【００５２】
また、複屈折性結晶１４ａの楔角度θｖは、第５の垂直線（垂直線ｈ２）と、複屈折性結晶１４ａの内部を進む常光ｏ１とがなす角度をθ２ｏとし、内側境界面１４−２に対する第４の垂直線（垂直線ｈ３）と、複屈折性結晶１４ａの内部を進む常光ｏ１とがなす角度をθ３ｏとした場合に、式（２ａ）を満たす関係を有する。
【００５３】
すなわち、複屈折性結晶１４ａ内の常光の外側境界面１４−１に対する屈折角、内側境界面１４−２に対する屈折角および楔角の関係については式（２ａ）が成り立つ。
さらに、第５の垂直線（垂直線ｈ２）と、複屈折性結晶１４ａの内部を進む異常光ｅ１とがなす角度をθ２ｅ（図示せず）とし、第４の垂直線（垂直線ｈ３）と、複屈折性結晶１４ａの内部を進む異常光ｅ１とがなす角度をθ３ｅ（図示せず）とした場合に、式（２ｂ）を満たす関係を有する。
【００５４】
すなわち、複屈折性結晶１４ａ内の異常光の外側境界面１４−１に対する屈折角、内側境界面１４−２に対する屈折角および楔角の関係については式（２ｂ）が成り立つ。
以上説明したように、光モジュール１によれば、導波路基板１０と複屈折性結晶１４との間に、従来光路調整に用いていたレンズやプリズム等の光学素子を挿入せずに、合分波を行うことができるので、光学素子を削減することができ、実装スペースやコストの低減化および光路長短尺化による過剰損の低減化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】光モジュールの構成を示す図である。
【図２】光モジュールの各構成部位の位置関係を示す図である。
【図３】角度を説明するための図である。
【図４】角度の値を示すテーブルである。
【図５】ＰＢＳを示す図である。
【図６】複屈折性結晶を示す図である。
【図７】従来の偏波合分波モジュールの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  光モジュール
１０  導波路基板
１１、１２  導波路
１１ａ、１１ｂ  端面
１３  λ／２板
１４  複屈折性結晶
θａ  傾斜角度
ｓ  信号光
【図１】
2010139602.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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