(57)【要約】【課題】  光変調器の信号光とモニタ光との位相差が補償可能であり、受光素子の受光感度の向上が可能な光変調器を提供すること。【解決手段】  電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極と、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から信号光を導波する信号光用導波路の両側に放射光を導波するための放射光用導波路を有する光変調器において、該放射光用導波路から出射された放射光を、該放射光用導波路の出射部に配置される異なる集光手段を用いて１つの受光素子に導くことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する基板と、
該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、
該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極と、
該マッハツェンダー型光導波路の合波部から信号光を導波する信号光用導波路の両側に放射光を導波するための放射光用導波路を有する光変調器において、
該放射光用導波路から出射された放射光を、該放射光用導波路の出射部に配置される異なる集光手段を用いて１つの受光素子に導くことを特徴とする光変調器。
【請求項２】
請求項１に記載の光変調器において、
該集光手段は、該放射光の入射位置又は入射角度を調整することにより、該受光素子に放射光を導くことを特徴とする光変調器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光変調器において、
該放射光用導波路の曲がり又は該放射光用導波路の出射部における角度を調整することで、該集光手段への入射位置又は入射角度が調整され、該受光素子に放射光を導くことを特徴とする光変調器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の光変調器において、
該異なる集光手段から出射される放射光の進行方向が、互いに略平行となっていることを特徴とする光変調器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の光変調器において、
該異なる集光手段は、複数のレンズを一体化させた一体型レンズで構成されていることを特徴とする光変調器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光変調器において、
該光導波路は、複数のマッハツェンダー型光導波路を有し、
少なくとも放射光を受光する対象となるマッハツェンダー型光導波路に対応して一つずつの受光素子を設け、
該異なる集光手段は、複数のレンズを一体化させた一つの一体型レンズで構成されてい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、光変調器に関するものであり、特に、マッハツェンダー型光導波路からの放射光を受光素子で検出する構成を有する光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野や光計測分野において、マッハツェンダー型光導波路を有する強度変調器など光変調器が多用されている。また、近年は、複数のマッハツェンダー型光導波路を同一基板に形成する偏波多重光変調器なども提案されている。
【０００３】
各マッハツェンダー型光導波路における光変調の状態を把握するために、マッハツェンダー型光導波路を構成する２つの分岐導波路が合波する合波部から放出される放射光を検出している。
【０００４】
図１は、二つのマッハツェンダー型光導波路（ＸｃｈとＹｃｈの信号光を出射する）を備えた光変調器である。各マッハツェンダー型光導波路には、信号光用導波路の両側に放射光用導波路を設け、その内の一本の放射光用導波路上に受光素子（ＰＤ）を配置し、エバネッセント波を受光する構成としている。
【０００５】
光変調器を構成するニオブ酸リチウム（ＬＮ）基板の上に受光素子（ＰＤ）を実装する場合は、配置スペースが必要となり、基板が大型化する。そのため、複数のマッハツェンダー型光導波路を形成している場合には、例えば、図１に示すように、スペースが無いためにＸｃｈとＹｃｈに係る各２つの放射光のうち混信を避けるため、外側に放出される導波光のみをモニタするように受光素子が配置されている。
【０００６】
特許文献１に示すように、通常、モニタされる放射光の光強度は、ｏｆｆ光のみの場合には、信号光に対して逆相で変化し、二つの放射光の電界振幅は互いに逆の状態となる。しかしながら、放射光に信号光における変換損となる一部の光（信号光（ｏｎ光）と同相状態）が混在すると、二つの放射光の光強度は互いに逆方向にずれて、位相差を生じることになる。このため、上記構成のように片方の放射光のみを検出する場合には、信号光との位相差が発生することになる。
【０００７】
また、基板上に配置した受光素子では、放射光を受光するには放射光と受光素子との結合効率が低く感度が低いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４９７７７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、光変調器の信号光とモニタ光との位相差が補償可能であり、受光素子の受光感度の向上が可能な光変調器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の光変調器は、以下のような技術的特徴を有する。
（１）  電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極と、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から信号光を導波する信号光用導波路の両側に放射光を導波するための放射光用導波路を有する光変調器において、該放射光用導波路から出射された放射光を、該放射光用導波路の出射部に配置される異なる集光手段を用いて１つの受光素子に導くことを特徴とする。
【００１１】
（２）  上記（１）に記載の光変調器において、該集光手段は、該放射光の入射位置又は入射角度を調整することにより、該受光素子に放射光を導くことを特徴とする。
【００１２】
（３）  上記（１）又は（２）に記載の光変調器において、該放射光用導波路の曲がり又は該放射光用導波路の出射部における角度を調整することで、該集光手段への入射位置又は入射角度が調整され、該受光素子に放射光を導くことを特徴とする。
【００１３】
（４）  上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の光変調器において、該異なる集光手段から出射される放射光の進行方向が、互いに略平行となっていることを特徴とする。
【００１４】
（５）  上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の光変調器において、該異なる集光手段は、複数のレンズを一体化させた一体型レンズで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
（６）  上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の光変調器において、該光導波路は、複数のマッハツェンダー型光導波路を有し、少なくとも放射光を受光する対象となるマッハツェンダー型光導波路に対応して一つずつの受光素子を設け、該異なる集光手段は、複数のレンズを一体化させた一つの一体型レンズで構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極と、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から信号光を導波する信号光用導波路の両側に放射光を導波するための放射光用導波路を有する光変調器において、該放射光用導波路から出射された放射光を、該放射光用導波路の出射部に配置される異なる集光手段を用いて１つの受光素子に導くように構成されているため、２つの放射光が同時に受光素子に入射することで、受光素子で検出する放射光と信号光とが位相差の無い逆相状態となるため、より正確なモニタを行うことができる。しかも、２つの放射光は、レンズなどの集光手段により一つの受光素子に確実に入射されるため、受光素子の受光感度を向上させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の光変調器を説明する図である。
【図２】本発明の光変調器の実施例を説明する図である。
【図３】本発明の光変調器の他の実施例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を好適例を用いて詳細に説明する。
図２は、本発明の光変調器の実施例を示す。
本発明は、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成されたマッハツェンダー型光導波路を含む光導波路と、該光導波路を伝搬する光波を変調するための変調電極と、該マッハツェンダー型光導波路の合波部から信号光を導波する信号光用導波路の両側に放射光を導波するための放射光用導波路を有する光変調器において、該放射光用導波路から出射された放射光を、該放射光用導波路の出射部に配置される異なる集光手段を用いて１つの受光素子に導くことを特徴とする。
【００１９】
電気光学効果を有する基板としては、例えばニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＰＬＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛ランタン）等の単結晶材料やこれらの固溶体結晶材料を用いることができる。また、半導体やポリマーも電気光学効果を有する基板として使用することが可能である。
【００２０】
光導波路は、例えば、チタンなどの高屈折率材料を基板に注入又は熱拡散することで形成することが可能である。また、基板に凹凸を形成し、リッジ型又はリブ型の光導波路を形成することも可能である。図２では図示されていないが、光変調を行うため、光導波路に近接して変調電極（信号電極と接地電極）が形成される。さらに、Ｚカットの基板を用いる場合のように、光導波路の直上に電極を形成する場合などは、光導波路を伝播する光波の電極層への吸収を抑制するため、酸化シリコン（ＳｉＯ２）などからなるバッファ層を、光導波路上又は基板上に形成する。
【００２１】
図２に示すように、本発明の光変調器では、マッハツェンダー型光導波路の合波部から延びる放射光用導波路はＬＮ基板の端部まで到達している。基板端部には、レンズなどの集光手段が配置され、これらは、各放射光用導波路に対応して複数配置されている。
【００２２】
集光手段（レンズ）は、放射光用導波路から出射し当該集光手段に入る放射光の入射位置や入射角度を調整することにより、受光素子（ＰＤ）に適切に放射光を導くことが可能である。当然、集光手段は、信号光（Ｘｃｈ・Ｙｃｈ）のビームが所定の位置にくるように、調整する役目も担っている。
【００２３】
集光手段への入射位置又は入射角度を調整する方法としては、図３に示すように、放射光用導波路の曲がりを調整したり、あるいは、放射光用導波路の出射部における角度を調整することも可能である。特に、基板の同じ端面から複数の信号光や放射光が出射する場合には、全ての導波路と基板端面とがなす角度を所定に保つため、全ての導波路を基板端面の近傍で平行にすることで、製造加工を容易にすることができる。
【００２４】
特に、異なる集光手段から出射される放射光の進行方向が、図２に示すように、互いに略平行となっていることが好ましい。これは、１つの受光素子（ＰＤ）に入射する２つの放射光の光強度を、集光手段又は受光素子の位置を調整することで容易に調整可能とするためである。信号光に対する逆相状態を得るには検出する２つの放射光の光強度を同じにする必要がある。
【００２５】
集光手段は、図２に示すように、複数のレンズを一体化させた一体型レンズを使用することが好ましい。例えば、レンズは、４つのレンズを四連一体型にすることで、個々のレンズを調整する手間を省き、レンズと受光素子の位置・角度の調整時間が早く簡便に行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の光変調器は、複数のマッハツェンダー型光導波路を有しているものに、好適に適用することが可能である。図２では２つのマッハツェンダー型光導波路を並列に配置した例を示しているが、２つ以上の場合でも、放射光を受光する対象となるマッハツェンダー型光導波路に対応して一つずつの受光素子を設け、異なる集光手段は、複数のレンズを一体化させた一つの一体型レンズで構成することで、効率良く受光素子に必要な放射光を導入することができる。
【００２７】
受光素子（ＰＤ）の実装位置は、ＬＮ基板チップの外側（出力側）に配置し、異なる集光手段を用いて２つの放射光を同時に受光させることで、受光素子の受光感度を向上させることが可能となる。これにより、受光素子には、汎用品を使用しコストを抑えることも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明に係る光変調器によれば、光変調器の信号光とモニタ光との位相差が補償可能であり、受光素子の受光感度の向上が可能な光変調器を提供することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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