(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路面に沿って２つの導波路が形成され、該導波路面とは異なる出射端面において該２つの導波路からそれぞれ出射される第１の出射光及び第２の出射光が平行に、且つ、両者の距離をＬ１として出射される導波路基板と、
前記第１の出射光を入射してコリメートして出射する第１の集光素子と、前記第２の出射光を入射してコリメートして出射する第２の集光素子と、がＬ２の間隔を保持した状態で素子設置面上に成型された集光部材と、
を有する光デバイスであって、
前記導波路基板と前記集光部材との間には、媒質が挿入され、
前記導波路面内における前記導波路基板の出射端面と前記導波路の延在方向である導波路方向とのなす角をθとし、前記素子設置面と前記導波路方向とのなす角をｘとし、前記導波路基板の屈折率をｎ１とし、媒質の屈折率をｎ２としたとき、
０°＜｜θ｜＜９０°を満たすと共に、θ≠ｘであり、且つ、Ｌ２＝Ｌ１（１＋１／｛ｔａｎθ・［ｔａｎ｛θ＋ｓｉｎ−１（（ｎ１／ｎ２）ｃｏｓθ）｝］｝）を満たすことを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記集光部材の素子設置面は、前記第１の出射光及び前記第２の出射光が入射する端面とは逆側に設けられ、
前記第１の出射光及び前記第２の出射光が入射する端面と前記導波路方向とのなす角は前記ｘとは異なることを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
１００Ｇｂ／ｓの高速且つ大容量の光ファイバ通信を可能にする光デバイスとして、偏波直交４値位相変調器（ＤＰ−ＱＰＳＫ；Dual  Polarization-Quadrature  Phase  Shift  Keying）が知られている。例えば、特許文献１のＤＰ−ＱＰＳＫでは、ＬＮ基板上に２組のマッハツェンダ型の光導波路が設けられ、それぞれのマッハツェンダ型の光導波路から出射された光の一方または両方の偏波面を回転させ、これらの光の偏波面が互いに直交する関係で合波することにより偏波合成して出力している。偏波合成の光学系構成については、例えば特許文献２において、基板出射端面の近く配置されたレンズ（集光素子）でコリメート（集光）した後に１／２波長板で一方の偏波面を回転させ、ミラーと偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）によって合波して出射する構成が示されている。しかし、これらの構成では、一つ一つの光学系の取り付け、調整のためにスペースや工数を必要とするため、変調器のサイズや部材・組立コストの点で問題がある。この問題を解決するために、特許文献２の基板出射端の近くに取り付けられる集光素子として、例えば特許文献３に記載のように、２つの光路から出射された光がそれぞれ入射して平行に出射するレンズが配列形成されたレンズアレイ（集光部材）を用いることが考えられる。このようなレンズアレイや、ミラーやＰＢＳが一体成型された偏波合成素子を用いることで、変調器のサイズ及び部材コストの低減や生産性の向上が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０７８５０８号公報
【特許文献２】特開２０１２−０４７９５３号公報
【特許文献３】特開２００４−１５１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、変調器に用いられる導波路の導波路間距離・レンズアレイのレンズ間距離には、それぞれ金型やフォトマスク等に由来する製造誤差が含まれる可能性がある。具体的には、製造誤差として１μｍ程度の誤差が各部材に発生すると考えると、両者の製造誤差を加味すると最大２μｍ程度のずれが生じる可能性がある。この場合、２つの導波路から出射された光が互いに平行とならないなど設計上の光路とずれる等の理由によって、変調器から外部へ出力するための光出力部との結合効率が低くなり、変調器から出射される光の光量が減少することが考えられる。
【０００５】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、外部へ出力する光の光量を好適に維持することが可能な光デバイス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】
【０００６】
本発明の一側面に係る光デバイスは、導波路面に沿って２つの導波路が形成され、該導波路面とは異なる出射端面において該２つの導波路からそれぞれ出射される第１の出射光及び第２の出射光が平行に出射される導波路基板と、前記第１の出射光を入射してコリメートして出射する第１の集光素子と、前記第２の出射光を入射してコリメートして出射する第２の集光素子と、が一定の間隔を保持した状態で素子設置面上に成型された集光部材と、を有する光デバイスであって、前記導波路面内における前記導波路基板の出射端面と前記導波路の延在方向である導波路方向とのなす角をθとしたときに、０°＜｜θ｜＜９０°を満たすことを特徴とする。
【０００７】
上記の光デバイスによれば、光導波路基板の出射端面と導波路方向とのなす角θを０°＜|θ|＜９０°とすることにより、２つの導波路の導波路基板からの出射端の位置を導波路方向に沿って互いにずらすことができる。これに対して、第１の集光素子と第２の集光素子とが素子設置面上に成型された集光部材の取り付け位置を調整することで、２つの導波路間の距離と、集光部材の２つのレンズ間の距離と、の調整が可能となり、外部へ出力する光の光量を好適に維持することが可能となる。
【０００８】
ここで、上記作用を効果的に奏する構成として、具体的には、導波路基板の出射端面と導波路方向とのなす角θは、第１の出射光と第２の出射光との間の距離と、第１の集光素子と第２の集光素子との間の距離と、に基づいて決定される態様が挙げられる。
【０００９】
また、素子設置面と導波路方向とのなす角をｘとしたときに、θ＝ｘである態様とすることができる。
【００１０】
また、素子設置面と導波路方向とのなす角をｘとしたときに、θ≠ｘである態様としてもよい。
【００１１】
ここで、集光部材と導波路基板の出射端面との間の第１の集光素子から出射される光の光路上及び第２の集光素子から出射される光の光路上に、導波路とは屈折率が異なる媒質をさらに備える態様とすることもできる。
【００１２】
集光部材の素子設置面は、第１の出射光及び第２の出射光が入射する端面とは逆側に設けられ、第１の出射光及び第２の出射光が入射する端面と導波路方向とのなす角はｘとは異なる態様とすることができる。
【００１３】
このように、集光部材の素子設置面と入射側の端面とを互いに平行とはせず、異なる角度としてもよい。導波路の間隔やレンズの間隔に応じて、集光部材の形状を適宜変更することで、外部へ出力する光の光量を好適に維持する環境をより好適に実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外部へ出力する光の光量を好適に維持することが可能な光デバイスが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る光変調器の構成を概略的に示す図である。
【図２】従来の光変調器における光導波路と集光部材との配置について説明する図である。
【図３】第１実施形態に係る光変調器における光導波路と集光部材との配置について説明する図である。
【図４】第２実施形態に係る光変調器における光導波路と集光部材との配置を説明する図である。
【図５】第２実施形態に係る光変調器で用いられる媒質による光路の変化について説明する図である。
【図６】第２実施形態に係る光変調器における光導波路と集光部材との配置の変形例を説明する図である。
【図７】第２実施形態に係る光変調器における光導波路と集光部材との配置の変形例を説明する図である。
【図８】第３実施形態に係る光変調器における光導波路と集光部材との配置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る光デバイスの一種である光変調器の構成を概略的に示す図である。図１に示されるように、光変調器１は、光ファイバＦ１によって導入された入力光を変調して、光ファイバＦ２に変調光を出力する装置である。光変調器１は、光入力部２と、中継部３と、光変調素子４と、終端部５と、集光部材６と、偏波合成部７と、光出力部８と、モニタ部９と、筐体１０と、を備え得る。
【００１８】
筐体１０は、一方向（以下、「方向Ａ」という。）に延びる箱型の部材であって、例えばステンレス鋼から構成されている。筐体１０は、方向Ａにおける両端面である一端面１０ａ及び他端面１０ｂを有する。一端面１０ａには光ファイバＦ１を挿入するための開口が設けられている。筐体１０は、例えば、光入力部２、中継部３、光変調素子４、終端部５、集光部材６、偏波合成部７及びモニタ部９を収容する。
【００１９】
光入力部２は、光ファイバＦ１によって導入される入力光を光変調素子４に供給する。光入力部２は、光ファイバＦ１と光変調素子４との接続を補助するための補助部材を備えてもよい。
【００２０】
中継部３は、外部から供給される電気信号である変調信号を中継して光変調素子４に出力する。中継部３は、例えば筐体１０の側面１０ｃに設けられた変調信号入力用のコネクタを介して変調信号を入力し、光変調素子４に変調信号を出力する。
【００２１】
光変調素子４は、中継部３から出力される変調信号に応じて、光入力部２から供給される入力光を変調光に変換する装置である。光変調素子４は、基板４１（導波路基板）と、光導波路４２と、信号電極４３と、を備え得る。基板４１は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３、以下「ＬＮ」という。）などの電気光学効果を奏する誘電体材料から構成されている。ＬＮを用いた光変調素子をＬＮ光変調素子と呼ぶ。基板４１は方向Ａに沿って延びており、方向Ａにおける両端部である一端部４１ａ及び他端部４１ｂを有する。また、基板を構成する材料としては、誘電体材料の他に、半導体やＥＯポリマー等が挙げられる。
【００２２】
光導波路４２は、基板４１上に設けられている。光導波路４２は、例えばマッハツェンダ（Mach-Zehnder：ＭＺ）型の光導波路であって、光変調素子４の変調方式に応じた構造を有する。この例では、光変調素子４の変調方式は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（Dual  Polarization-Quadrature  Phase  Shift  Keying：偏波直交４値位相変調）変調方式である。この場合、光導波路４２は、入力導波路４２ａと、マッハツェンダ部４２ｄと、マッハツェンダ部４２ｅと、出力導波路４２ｂと、出力導波路４２ｃと、を備える。入力導波路４２ａは基板４１の一端部４１ａから方向Ａに沿って延び、分岐されてマッハツェンダ部４２ｄの入力端及びマッハツェンダ部４２ｅの入力端にそれぞれ接続されている。出力導波路４２ｂは、マッハツェンダ部４２ｄの出力端から他端部４１ｂまで方向Ａに沿って延びている。出力導波路４２ｃは、マッハツェンダ部４２ｅの出力端から他端部４１ｂまで方向Ａを含む面（導波路面）に沿って方向Ａへ向かって延びている。すなわち、方向Ａは、導波路の延在方向である導波路方向に相当する。
【００２３】
信号電極４３は、変調信号に応じた電界を光導波路４２に印加するための部材であって、基板４１上に設けられている。信号電極４３の配置及び数は、基板４１の結晶軸の向き及び光変調素子４の変調方式に応じて決定される。各信号電極４３には、中継部３から出力される変調信号がそれぞれ印加される。
【００２４】
光変調素子４では、光入力部２から光変調素子４に入力される入力光は、入力導波路４２ａによってマッハツェンダ部４２ｄ及びマッハツェンダ部４２ｅに導かれる。入力光は、マッハツェンダ部４２ｄ及びマッハツェンダ部４２ｅにおいてそれぞれ変調され、出力導波路４２ｂ及び出力導波路４２ｃを通って光変調素子４から出力される。
【００２５】
終端部５は、変調信号の電気的終端である。終端部５は、光変調素子４の信号電極４３の各々に対応した抵抗器を備え得る。各抵抗器の一端は光変調素子４の信号電極４３に電気的に接続され、各抵抗器の他端は接地電位に接続されている。各抵抗器の抵抗値は、信号電極４３の特性インピーダンスと略等しく、例えば５０Ω程度である。
【００２６】
集光部材６は、光変調素子４から出力される変調光を集光する。集光部材６は、基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）に設けられている。集光部材６は、基材６０と、基板４１の他端部４１ｂ側の一端面６０ａと対向する他端面６０ｂ上に例えば集光素子６ａ，６ｂと、を含んで構成される。集光素子６ａ，６ｂは、例えば集光レンズである。基材６０は、略直方体形状を有し、集光素子６ａ，６ｂと同様に透光性を有する。基材６０の一端面６０ａと他端面６０ｂとは互いに平行である。集光素子６ａは出力導波路４２ｂの出力端に設けられ、出力導波路４２ｂの他端部４１ｂ側の端部から出射される光（第１の出射光）を入力し、コリメートして出射する。また、集光素子６ｂは出力導波路４２ｃの出力端に設けられ、出力光導波路４２ｃの他端部４１ｂ側の端部から出射される光（第２の出射光）を入力し、コリメートして出射する。集光レンズとしては、一般的な球面レンズの他に、フレネルレンズ、ホログラフィックレンズなどの回折型レンズ、屈折率分布型レンズ、などを用いることが可能である。
【００２７】
上記の構成を有する集光部材６は、集光素子６ａ（第１の集光素子）及び集光素子６ｂ（第２の集光素子）が一定の間隔を保持した状態で基材６０の他端面６０ｂ（素子設置面）上に成型されたレンズアレイとして実現するのが好適である。集光部材６は、基材６０の表面にそれぞれ独立に作成した集光素子６ａ、６ｂを貼り付けることでも製造可能だが、フォトプロセスやモールド成型技術等を用いて、基材６０の表面や内部にレンズアレイとして成形すると、レンズ間隔や性能が安定して、より好適である。以下の実施形態では、集光部材６が、集光素子６ａ及び集光素子６ｂが基材６０に対して取り付けられたレンズアレイである場合について説明する。集光部材６によって集光された光は、偏波合成部７に供給される。
【００２８】
偏波合成部７は、光変調素子４から出力される複数の変調光を合成する。偏波合成部７は、偏波回転部７１と、偏波合成素子７２と、を備え得る。偏波回転部７１は、偏波回転素子と、ダミー素子と、を有してもよい。偏波回転素子は、入射光の偏波方向を回転する素子であって、例えば波長板である。ダミー素子は、入射光の偏波方向を回転することなく透過する素子である。偏波回転部７１は、光変調素子４の出力導波路４２ｂから出力される変調光と出力導波路４２ｃから出力される変調光とのいずれか一方の偏波方向を例えば９０度回転し、他方の偏波方向を回転しない。なお、別の例として一方の偏波方向を４５度回転し、他方を−４５度回転しても良い。
【００２９】
偏波合成素子７２は、入射光の偏波方向に応じて光路を変える素子であって、例えばルチル、ＹＶＯ４などの複屈折結晶から構成されている。偏波合成素子７２は、偏波回転部７１によって偏波回転される光と、偏波回転部７１によって偏波回転されずに透過する光と、を合成する。また、偏波合成素子７２は、偏光ビームスプリッタ（Polarization  Beam  Splitter：ＰＢＳ）であってもよい。なお、複屈折結晶を用いる場合は、偏波を−４５°と＋４５°に回転することで２つの入射光を互いに直交させる構成としてもよい。
【００３０】
光出力部８は、偏波合成部７によって合成された光を光ファイバＦ２に出力する。光出力部８は、窓部８１と、集光素子８２と、を備え得る。窓部８１は、筐体１０の他端面１０ｂに設けられた開口に嵌め込まれている。窓部８１は、例えばガラスから構成されており、偏波合成部７によって合成された光を筐体１０の外部に透過する。集光素子８２は、筐体１０の外部に設けられている。集光素子８２は例えば集光レンズである。窓部８１を透過した光は、集光素子８２によって集光され、光ファイバＦ２に出力される。
【００３１】
モニタ部９は、例えば、各マッハツェンダ部４２ｄ，４２ｅの光出力の相補的な光強度をモニタする。モニタ部９は光電変換素子を備え得る。光電変換素子は、光信号を電気信号に変換するための素子であって、例えばフォトダイオードである。光電変換素子は、例えば基板４１上で、マッハツェンダ部４２ｄの出力導波路４２ｂと分岐した導波路上に置かれ、導波路から漏れだしたエバネッセント波を受光し、その光強度に応じた電気信号をバイアス制御部（不図示）に出力する。なお、モニタ部９は、光変調素子４から出力される放射光の光強度をモニタしてもよい。
【００３２】
ここで、本発明の特徴をなす部分である基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）及び集光部材６の形状について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、一般的な従来の変調器における基板４１の他端部４１ｂと集光部材６との配置について説明する図である。
【００３３】
図２に示すように、従来の光変調器１’における基板４１の他端部４１ｂでは、他端部４１ｂを形成する出射端面は方向Ａとのなす角θ０が９０°となるように設けられることで、出力導波路４２ｂ，４２ｃからの光は他端部４１ｂから方向Ａに向けて出射される。集光部材６を構成する基材６０の一端面６０ａは、他端部４１ｂと当接するように取り付けられる場合、出力導波路４２ｂ，４２ｃから出射された光は、それぞれ基材６０及び集光素子６ａ，６ｂを通過して、集光素子６ａ，６ｂから出射される。ここで、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃ間の距離をＬ１とし、２つの集光素子６ａ，６ｂ間の距離をＬ２としたときに、Ｌ１＝Ｌ２の関係である場合には、集光素子６ａ，６ｂから出射される光は平行となる。しかしながら、Ｌ１とＬ２とがＬ１＜Ｌ２又はＬ１＞Ｌ２の関係となる場合には、出力導波路４２ｂ，４２ｃから出射された光の少なくとも一方は、集光素子６ａ，６ｂの光軸とは異なる位置で集光素子に入射する。集光素子の光軸とは異なる位置で集光素子に入射した光が集光素子から出射されるとき、光の出射方向は入射方向（方向Ａ）とは異なる方向に出射される。このため、集光素子６ａ，６ｂから出射される２つの光の光路は平行とはならず、その結果、光出力部８における光の集光効率が低下する可能性がある。
【００３４】
これに対して、図３に示すように、本実施形態に係る光変調器１では、基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）と方向Ａとのなす角θが０°＜｜θ｜＜９０°となるように方向Ａに対して傾けられる。そして、集光部材６の集光素子６ａ，６ｂが設けられる他端面６０ｂ（素子設置面）と、基板４１の他端部４１ｂとが互いに平行となるように、基板４１の他端部４１ｂに対して集光部材６が取り付けられる。これにより集光素子６ａ，６ｂが設けられる他端面６０ｂと方向Ａとのなす角ｘは、θ＝ｘを満たすと共に０°＜｜ｘ｜＜９０°とされる。ただし、集光素子の屈折率＜基板の屈折率の場合、全反射角を除外する。例えば屈折率を１．５の集光素子と、屈折率２．２のＬｉＮｂＯ３基板を用いる場合、全反射角はθ＝４７°となるため、θは４７°以上であることが好ましい。さらに、θは基板への戻り光が十分にカットできる角度であることが望ましい。例えば基板にＬｉＮｂＯ３を用いる場合は８７°以下であれば反射戻り光を十分にカットできる。
【００３５】
このとき、基板４１の出射端面と方向Ａとのなす角θ（及び集光部材６の他端面６０ｂと方向Ａとのなす角ｘ）は、Ｌ１＜Ｌ２において、Ｌ２ｓｉｎθ＝Ｌ１（Ｌ２ｓｉｎｘ＝Ｌ１）の関係を満たすように設定する。
【００３６】
これにより、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃの間隔Ｌ１と、集光素子６ａ，６ｂの間隔Ｌ２とが互いに異なる場合に、角ｘと平行な角θを上記の関係に基づいて設定することで、出力導波路４２ｂ，４２ｃに対する集光素子６ａ，６ｂを好適に配置することが可能となる。具体的には、例えば、光変調器１における設計値をＬ１＝Ｌ２＝５００μｍとした場合に、製造誤差等により導波路間隔Ｌ１が４９９μｍとなり、集光素子の中心間の間隔Ｌ２が５０１μｍとなる可能性がある。この場合には、Ｌ２ｓｉｎθ＝Ｌ１となるように、θ＝ｘ＝８４．９°となるように他端部４１ｂ（出射端面）を傾けた状態で、集光部材６を基板４１に対して固定して光変調器１を作成することにより、光導波路間隔Ｌ１に対する集光素子間隔Ｌ２の差分をできるだけ小さくし、Ｌ１とＬ２との差が原因となって集光素子６ａ，６ｂから出射される２つの光の光路が互いに平行とならず、光出力部８における光の集光効率の低下を抑制することができる。
【００３７】
このように、本実施形態に係る光変調器１では、導波路基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）と導波路から出射される光の進行方向である方向Ａとのなす角θを０°＜｜θ|＜９０°とすることにより、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃの出射端の位置を方向Ａに沿って互いにずらすことができる。これに対して、集光素子６ａ，６ｂとが他端面６０ｂ上に成型された集光部材６の取り付け位置を調整することで、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃ間の距離と、集光部材６の集光素子６ａ，６ｂ間の距離と、の調整が可能となり、外部へ出力する光の光量を好適に維持することが可能となる。
【００３８】
また、上記実施形態の光変調器１では、基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）と方向Ａとのなす角θが０°＜｜θ|＜９０°となるように方向Ａに対して傾けられると共に、集光部材６の集光素子６ａ，６ｂが設けられる他端面６０ｂと方向Ａとのなす角ｘはθ＝ｘを満たす。これにより、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃ間の距離と、集光部材６の集光素子６ａ，６ｂ間の距離との差異に基づいた角ｘの決定が容易になり、光変調器１の各部材についての簡単な調整で外部へ出力する光の光量を好適に維持することが可能となる。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光変調器について説明する。第２実施形態以降の光変調器においては、基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）と方向Ａとのなす角θと、集光部材６の集光素子６ａ，６ｂが設けられる他端面６０ｂと方向Ａとのなす角ｘとが互いに異なる場合について説明する。
【００４０】
図４は、第２実施形態に係る光変調器１Ａの基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）及び集光部材６近傍を拡大した図である。本実施形態に係る光変調器１Ａが第１実施形態の光変調器と異なる点は、基板４１の他端部４１ｂと方向Ａとのなす角θと、集光部材６の一端面６０ａと方向Ａとのなす角ｘとが異なる点である。図４の光変調器１Ａでは、基板４１の他端部４１ｂに対して集光部材６の一端面６０ａが傾いた状態であり、θ≠ｘとなっている。そして、基板４１の他端部４１ｂと集光部材６の一端面６０ａとの間の空隙には、基板４１と異なる屈折率を有する媒質として、基板４１と集光部材６とを固定する接着剤６５が充填されている場合について説明する。なお、基板４１と集光部材６との間に挿入される媒質としては、空気、光学接着剤、ガラスウェッジ板等、光を透過する媒質であれば特に制限されない。なお、媒質と集光部材との界面における光の反射を防ぐ目的から、媒質の屈折率は集光部材と同等であることが好ましい。あるいは、媒質と集光部材との界面に適宜反射防止膜を施してもよい。
【００４１】
基板４１と集光部材６との間に媒質が挿入された状態で、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃに対する集光部材６の集光素子６ａ，６ｂの位置を合わせる方法について、図５の模式図を用いて説明する。ここでは、簡単のために集光部材６の一端面６０ａ（及び他端面６０ｂ）は方向Ａに対して垂直であると仮定し（ｘ＝９０°）、基板４１の他端部４１ｂと集光部材６の一端面６０ａのなす角を９０°−θ（π／２−θ）とする。この条件で、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃの間隔をＬ１とし、集光素子６ａ，６ｂの間隔をＬ２とし、基板４１の屈折率をｎ１とし、媒質（接着剤６５）の屈折率をｎ２としたとき、Ｌ２＝Ｌ１（１＋１／｛ｔａｎθ・［ｔａｎ｛θ＋ｓｉｎ−１（（ｎ１／ｎ２）ｃｏｓθ）｝］｝）という関係が成り立つ。したがって、例えば、Ｌ１＝５００μｍ、ｎ１＝２．２、ｎ２＝１．５、θ＝８５°だとすると、Ｌ２＝４９８μｍとなる。また、媒質の屈折率ｎ２を変えると、これに応じて、Ｌ２は変動する。したがって、屈折率の異なる媒質を選択することにより、基板４１の他端部４１ｂと集光部材６の一端面６０ａのなす角（９０°−θ）を変更することなく、Ｌ１とＬ２との関係を変更して、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃに対する集光部材６の集光素子６ａ，６ｂの位置を合わせることが可能となる。なお、第１実施形態は、Ｌ１＜Ｌ２のケースに対応したが、本実施形態では、前述のようにＬ１＞Ｌ２のケースにも対応が可能である。
【００４２】
第２実施形態に示す光変調器１Ａのように、基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）と方向Ａとのなす角θが０°＜｜θ｜＜９０°となるように方向Ａに対して傾けられると共に、集光部材６の集光素子６ａ，６ｂが設けられる他端面６０ｂと方向Ａとのなす角ｘはθ≠ｘを満たす関係である場合でも、光変調器１Ａから外部へ出力する光の光量を好適に維持することが可能となる。
【００４３】
さらに、基板４１と集光部材６との間に屈折率が基板４１と異なる媒質を挿入する構成とした場合には、媒質の屈折率に応じて、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃの間隔Ｌ１と集光素子６ａ，６ｂの間隔Ｌ２との関係を変更して、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃに対する集光部材６の集光素子６ａ，６ｂの位置を合わせることができ、光変調器１Ａから外部へ出力する光の光量の維持をより好適に行うことができる。
【００４４】
なお、第２実施形態に係る光変調器１Ａの変形例を図６及び図７に示す。図４及び図５に示す光変調器１Ａでは、集光部材６の一端面６０ａ及び他端面６０ｂが方向Ａに対して垂直である場合について説明したが、基材６０の一端面６０ａ及び他端面６０ｂが互いに平行であるとすると、集光部材６の主面と方向Ａとのなす角ｘが０°＜｜ｘ｜＜９０°となる構成としてもよい。
【００４５】
図６は、基板４１の他端部４１ｂと方向Ａとのなす角θよりも基材６０の主面と方向Ａとのなす角ｘが大きい場合（θ＜ｘ）について模式的に示している。また、図７では、基板４１の他端部４１ｂと方向Ａとのなす角θよりも基材６０の主面と方向Ａとのなす角ｘが小さい場合（θ＞ｘ）について模式的に示している。また、図６及び図７では、媒質として、ガラスウェッジ板６６を挿入した構成を示している。ガラスウェッジ板６６を基板４１と集光部材６との間の媒質として用いる場合、例えば固定治具等を用いて基板４１及び集光部材６を所望の角度に好適に固定しやすくなる。
【００４６】
図５〜図７に示すように、基板４１の他端部４１ｂと方向Ａとのなす角θよりも基材６０の主面と方向Ａとのなす角ｘとは異ならせることができ、さらに、θとｘとの角度は適宜変更することができる。θ及びｘの角度は、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃの間隔Ｌ１、集光素子６ａ，６ｂの間隔Ｌ２、基板４１の屈折率と媒質の屈折率との差等に基づいて決めることが好ましい。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る光変調器について説明する。第３実施形態以降の光変調器においては、集光素子６ａ，６ｂの形状が第１実施形態及び第２実施形態と相違する。
【００４８】
図８は、第３実施形態に係る光変調器１Ｂの基板４１の他端部４１ｂ（出射端面）及び集光部材６近傍を拡大した図である。本実施形態に係る光変調器１Ｂでは、集光部材６の一端面６０ａと方向Ａとのなす角ｘ０と、集光素子６ａ，６ｂが設けられる他端面６０ｂと方向Ａとのなす角ｘ１が異なる（ｘ０≠ｘ１）点である。すなわち、集光素子６の基材６０’がウェッジ状に成型されていて、一端面６０ａは基板４１と接続する。一方で、他端面６０ｂに集光素子６ａ，６ｂが設けられている。
【００４９】
このような構成を有する集光部材６を用いる場合には、第２実施形態の光変調器１Ａのように、基板４１と集光部材６との間に設けられる媒質の機能を集光部材６の基材６０が備え、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃに対する集光部材６の集光素子６ａ，６ｂの位置を好適に設定することができる。また、基板４１と集光部材６との間に媒質を設けなくてもよいので、部品点数を減らすこともできる。
【００５０】
なお、集光部材６の一端面６０ａと方向Ａとのなす角ｘ０、及び、集光素子６ａ，６ｂが設けられる他端面６０ｂと方向Ａとのなす角ｘ１については、２つの出力導波路４２ｂ，４２ｃの間隔Ｌ１、集光素子６ａ，６ｂの間隔Ｌ２、基板４１の屈折率と集光部材６の基材６０の屈折率との差等に基づいて決めることが好ましい。
【００５１】
以上、本実施形態に係る光変調器について説明したが、本発明に係る光デバイスは上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態ではＤＰ−ＱＰＳＫ変調方式の光変調器について説明をしたが、２つの出力導波路が形成されて、これらの基板から互いに平行な第１の出射光及び第２の出射光を出射する基板と、第１の出射光及び第２の出射光のそれぞれを個別にコリメートして出射する２つの集光素子を備える集光部と、を備える光デバイスであれば、本発明の構成を適用することができる。なお、以上の説明では、基材６０の表面に集光素子６ａ、６ｂを設置するものとして、端面６０ｂを素子設置面としたが、集光素子６ａ、６ｂの位置が、基材６０の表面から等距離にない場合は、集光素子６ａ、６ｂを結ぶ直線を含み、出力導波路４２ｂ、４２ｃを含む面に垂直な面を素子設置面と考えることができる。ここで、集光素子６ａ、６ｂを結ぶ直線とは、例えば、集光素子６ａの主面と第１の出射光の主光線との交点と、集光素子６ｂの主面と第２の出射光の主光線との交点とを通る直線である。したがって、素子設置面とは実施例で記載の６０ｂに限定されるものではなく、実質的には固定された２つの集光素子の位置関係（間隔）を説明する上で使用した概念であり、当該２つの集光素子の位置関係が固定された集光部材６と、第１の出射光及び第２の出射光との位置関係（間隔）を調整することで効率よくコリメートできれば本願の構成に含まれるものである。
【００５２】
また、上記では第１〜第３実施形態に係る光変調器の構成について説明をしているが、各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。例えば、集光部材６の基材６１の形状をウェッジ状としたうえで、集光部材６と基板４１との間に媒質を設ける構成とすることもできる。
【００５３】
また、本発明に係る光デバイスを量産する場合には、導波路間隔やレンズアレイのレンズ間隔は、同じロット内ではほぼばらつきなく製造することができるので、製造された部材における導波路間隔やレンズ間隔を実測し、その結果に基づいて、基板４１の他端部４１ｂの角度θ、集光部材６の端面６０ｂの角度ｘ、その他集光部材６の形状等を一度決定すれば、そのロット内では同じ設定で製造することも可能であり、高精度で安定した製品を効率よく製造することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ａ，１Ｂ…光変調器、２…光入力部、３…中継部、４…光変調素子、５…終端部、６…集光部材、６ａ，６ｂ…集光素子、７…偏波合成部、８…光出力部８、９…モニタ部、１０…筐体、４１…基板、４２ｂ，４２ｃ…導波路、６０…基材。
【図１】
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【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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【図８】
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