(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成され、第１，第２ポートと、前記第１，第２ポートにそれぞれ対向する第３，第４ポートとを備え、いずれかのポートから入力された第１偏波モードの光を対角位置のポートに出力し、いずれかのポートから入力された第２偏波モードの光を対向位置のポートに出力するカプラと、
前記基板に形成され前記第１ポートに接続された第１光導波路を備え、前記第１光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第１ポートに出力するマッハツェンダ型の第１変調器と、
前記基板に形成され前記第３ポートに接続された第２光導波路を備え、前記第２光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第３ポートに出力するマッハツェンダ型の第２変調器と、
前記基板の一端面に配置され、前記第２変調器から前記第３ポートに入力され対角位置の前記第２ポートに出力された第１偏波モードの光を第２偏波モードに変換して前記第２ポートに戻す偏波モード変換部と、
を有し、
前記偏波モード変換部は、λ／４板とミラーとを備え、前記第２ポートから出力された第１偏波モードの光が、前記λ／４板を透過し、前記ミラーで反射され、再び前記λ／４板を透過する間に、第２偏波モードに変換されることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記第１，第２変調器は、対向方向に光を出力するように、前記カプラを挟んで対向位置の前記第１，第３ポート側にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記第１，第２変調器は、同方向に光を出力するように並列に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１変調器の出力光を反対方向に折り返す折り返し部を有し、
前記カプラは、前記第１変調器の出力光が前記折り返し部で折り返されて前記第１ポートに入力され、前記第２変調器の出力光が直進的に前記第３ポートに入力されるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記第１光導波路は、前記第１変調器の出力光を並列に配置された前記第２変調器側に湾曲させて伝播する第１曲がり導波路を備え、
前記第２光導波路は、前記第２変調器の出力光を並列に配置された前記第１変調器側に湾曲させて伝播する第２曲がり導波路を備え、
前記カプラは、前記第１曲がり導波路からの出力光が直進的に前記第１ポートに入力され、前記第２曲がり導波路からの出力光が直進的に前記第３ポートに入力されるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記第１，第２光導波路に印加する光変調用電気信号を入力するための第１，第２入力部を有し、前記第１，第２入力部が、前記基板の同一端面側に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項７】
前記第２変調器と前記カプラとの間に、１又は２以上の戻り光抑制用カプラが配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項８】
前記第１，第２光導波路の前段に、一方向からの入力光を前記第１，第２光導波路の方向にのみ伝播するアイソレータが配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項９】
基板に形成され、第１，第２ポートと、前記第１，第２ポートにそれぞれ対向する第３，第４ポートとを備え、いずれかのポートから入力された第１偏波モードの光を対角位置のポートに出力し、いずれかのポートから入力された第２偏波モードの光を対向位置のポートに出力する第１カプラと、
前記基板に形成され、第５，第６ポートと、前記第５，第６ポートにそれぞれ対向する第７，第８ポートとを備え、いずれかのポートから入力された第１偏波モードの光を対角位置のポートに出力し、いずれかのポートから入力された第２偏波モードの光を対向位置のポートに出力する第２カプラと、
前記基板に形成され前記第１ポートに接続された第１光導波路を備え、前記第１光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第１ポートに出力するマッハツェンダ型の第１変調器と、
前記基板の一端面に配置され、前記第１変調器から前記第１ポートに入力され対角位置の前記第４ポートに出力された第１偏波モードの光を第２偏波モードに変換して前記第４ポートに戻す偏波モード変換部と、
前記基板に形成され前記第５ポートに接続された第２光導波路を備え、前記第２光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第８ポートに出力するマッハツェンダ型の第２変調器と、
を有し、
前記偏波モード変換部は、λ／４板とミラーとを備え、前記第４ポートから出力された第１偏波モードの光が、前記λ／４板を透過し、前記ミラーで反射され、再び前記λ／４板を透過する間に、第２偏波モードに変換され、
前記第２ポートと前記第６ポートとが接続され、前記偏波モード変換部によって変換されて前記第４ポートに戻された第２偏波モードの光が、対向位置の前記第２ポートに出力され、前記第６ポートに入力され、対向位置の前記第８ポートに出力されることを特徴とする光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイスに関し、特に、光通信で用いられる変調器を備えた光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野では、マッハツェンダ型の光変調器を備えた光デバイスの開発が進められている（例えば、特許文献１参照。）。
このような光デバイスの変調器は、例えば、電気光学結晶基板に光導波路を形成し、その近傍に電極を設けることで形成される。変調器の光導波路は、大きく分けて、光が入力・伝播される入力導波路、その入力導波路の伝播光が分岐されて伝播される一対の変調導波路、及びその一対の変調導波路の伝播光が合成されて伝播・出力される出力導波路を有している。一対の変調導波路の各上部には、信号電極及び接地電極が設けられる。変調器の電極として、集中定数型電極や進行波型電極を設ける方法が知られている。例えば、進行波型電極とする場合には、信号電極及び接地電極の終端を抵抗で接続し、入力側からマイクロ波信号を印加する。このとき、一対の変調導波路の屈折率がそれぞれ変化し、入力導波路に入力されてそれら一対の変調導波路を伝播する光の位相が変化するため、マッハツェンダ干渉により、出力導波路から強度変調された信号光が出力される。
【０００３】
このような変調器を２つ用い、それぞれの信号光を、ＴＭモードとＴＥモードといった直交する偏波モードで出力させ、偏波多重通信用の光送信装置を構成することが提案されている。例えば、直交する偏波モードの信号光を得るために、２つの変調器のうちの一方の出力光は透過型のλ／２板を通過させ、また、直交する偏波モードの信号光を多重化するために、２つの出力導波路終端側に偏光ビームカプラ（Polarization Beam Coupler；ＰＢＣ）を別途配置した構成等が提案されている。
【０００４】
また、光通信分野では、λ／２板のように偏波モードを変換する部材として、透過型のもののほか、反射型のものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００８−４６５７３号公報
【特許文献２】特開平８−２７８４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような変調器を備えた光デバイスの小型化を図るためには、２つの変調器及びＰＢＣを一基板上に集積して１チップ化することが望ましい。そして、そのためには、λ／２板のように偏波を回転させる要素もそのチップ内に配置することが必要になる。
【０００６】
λ／２板をチップ内に配置する方法としては、例えば、２つの変調器の一方の出力導波路の一部にその導波路を切断する溝を設け、その中にλ／２板を挿入する方法がある。しかし、このようなプロセスは、１枚のウェハ（電気光学結晶基板）上に複数の光デバイスチップを形成して個片化した後、各チップについて行う必要があり、非常に工数がかかってしまう。さらに、溝形成に伴うチップ破損等により歩留まりを劣化させるおそれもある。また、このような構成では、λ／２板を配置した溝部での光の損失が大きくなる、或いは個々のチップによって損失にバラツキが生じる、といった問題も発生し得る。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、形成の容易化が可能で、偏波多重通信に好適な高性能・高信頼性の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】
【０００８】
上記課題を解決するために、次のような構成を有する光デバイスが提供される。即ち、この光デバイスは、基板に形成され、第１，第２ポートと、前記第１，第２ポートにそれぞれ対向する第３，第４ポートとを備え、いずれかのポートから入力された第１偏波モードの光を対角位置のポートに出力し、いずれかのポートから入力された第２偏波モードの光を対向位置のポートに出力するカプラと、前記基板に形成され前記第１ポートに接続された第１光導波路を備え、前記第１光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第１ポートに出力するマッハツェンダ型の第１変調器と、前記基板に形成され前記第３ポートに接続された第２光導波路を備え、前記第２光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第３ポートに出力するマッハツェンダ型の第２変調器と、前記基板の一端面に配置され、前記第２変調器から前記第３ポートに入力され対角位置の前記第２ポートに出力された第１偏波モードの光を第２偏波モードに変換して前記第２ポートに戻す偏波モード変換部と、を有し、前記偏波モード変換部は、λ／４板とミラーとを備え、前記第２ポートから出力された第１偏波モードの光が、前記λ／４板を透過し、前記ミラーで反射され、再び前記λ／４板を透過する間に、第２偏波モードに変換される。
【０００９】
このような光デバイスによれば、同一基板を用いてカプラ及び第１，第２変調器が構成され、基板の一端面に偏波モード変換部が設けられる。第１変調器から出力される第１偏波モードの光は、カプラの第１ポートに入力され、対角位置の第４ポートに出力される。第２変調器から出力される第１偏波モードの光は、カプラの第３ポートに入力され、対角位置の第２ポートに出力された後、偏波モード変換部で第２偏波モードに変換され、第２ポートに戻される。第２ポートに戻された第２偏波モードの光は、対向位置の第４ポートに出力される。これにより、第４ポートから第１，第２偏波モードの光が出力される。
【発明の効果】
【００１０】
開示の光デバイスによれば、偏波多重化機能を有する小型で高性能・高信頼性の光デバイスが実現可能になる。また、その形成の容易化が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図、図２は図１のＸ−Ｘ断面模式図である。
【００１２】
図１に示す光デバイス１は、両端面２ａ，２ｂ側からそれぞれ入力される光を変調させて出力する２つの変調器２０，３０を備えている。
これらの変調器２０，３０を形成するための基板２としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）やタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ2）等の電気光学結晶が用いられる。例えば、ＬｉＮｂＯ3をその結晶軸方向のＺ軸と平行になるようにカット（Ｚカット）した基板２が用いられる。Ｚカットした基板２は、電気光学効果により、効率的にその表面に垂直な方向に屈折率を変化させることのできる結晶軸を有する。
【００１３】
このような基板２に、変調器２０，３０の光導波路２１，３１、ＰＢＣ３及び変調光伝播導波路４，５が形成されている。
光導波路２１，３１、ＰＢＣ３及び変調光伝播導波路４，５は、例えば、基板２上の各導波路パターンの形成領域にチタン（Ｔｉ）等の金属膜を形成し熱拡散させることにより形成される。或いは、光導波路２１，３１は、そのような金属膜を形成し安息香酸中でプロトン交換することにより形成される。
【００１４】
変調器２０の光導波路２１は、光デバイス１の一方の端面２ａ側から入力された光が伝播される入力導波路２１ａ、その入力導波路２１ａの伝播光が分岐される分岐導波路２１ｂ、及びその分岐された光がそれぞれ伝播される一対の変調導波路２１ｃ，２１ｄを有している。変調導波路２１ｃ，２１ｄは、例えば、平行な直線状に形成される。光導波路２１は、さらに、それら変調導波路２１ｃ，２１ｄの伝播光が合成される分岐導波路２１ｅ、及びその合成された光が伝播される出力導波路２１ｆを有している。
【００１５】
同様に、変調器３０の光導波路３１は、光デバイス１のもう一方の端面２ｂ側から入力された光が伝播される入力導波路３１ａ、その伝播光が分岐される分岐導波路３１ｂ、その分岐された光がそれぞれ伝播される一対の変調導波路３１ｃ，３１ｄ、それらの伝播光が合成される分岐導波路３１ｅ、及びその合成された光が伝播される出力導波路３１ｆを有している。
【００１６】
そして、このような構成を有する光導波路２１，３１の出力導波路２１ｆ，３１ｆが２×２型のＰＢＣ３の対向位置にある２つのポートＡ１，Ｂ１に接続され、残りの対向位置の２つのポートＡ２，Ｂ２にはそれぞれ変調光伝播導波路４，５が接続されている。
【００１７】
ここで、図３はＰＢＣの説明図である。
ＰＢＣ３は、光の入出力が可能な４つのポートＡ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２、及び拡幅部３ａを有している。これらはいずれも、光導波路２１，３１や変調光伝播導波路４，５と同様にして基板２に形成することができる。ＰＢＣ３には、対向位置にある一方のポートＡ１，Ｂ１にそれぞれ出力導波路２１ｆ，３１ｆが接続され、対向位置にあるもう一方のポートＡ２，Ｂ２にそれぞれ変調光伝播導波路４，５が接続されている。ＰＢＣ３は、入力された所定のシングルモードの光、ここではＴＭモード光を、対角位置のポート間（Ａ１−Ｂ２，Ａ２−Ｂ１）を通過させ、別のシングルモードの光、ここではＴＥモード光を、対向位置のポート間（Ａ１−Ｂ１，Ａ２−Ｂ２）を通過させるように、拡幅部３ａの幅Ｗ及び長さＬが設定されている。
【００１８】
変調器２０，３０は、このようなＰＢＣ３を挟んで、そのポートＡ１側とポートＢ１側に、対称的に配置されている。
ＰＢＣ３のポートＡ２に接続されている変調光伝播導波路４は、基板２の一方の端面２ａに達するように形成されている。変調光伝播導波路４の端には、偏波モード変換部として、λ／４板６及びミラー７が設けられている。また、ＰＢＣ３のポートＢ２に接続されている変調光伝播導波路５は、基板２の他方の端面２ｂに達するように形成されている。
【００１９】
λ／４板６及びミラー７は、例えば、端面２ａに適当な接着剤を用いてλ／４板６を接着し、その外側にミラー７を接着する構成とすることが可能である。また、λ／４板６として機能する膜の一方の面に、ミラー７として機能する膜を形成したものを、その他方の面で端面２ａに接着する構成とすることもできる。
【００２０】
光導波路２１，３１、ＰＢＣ３及び変調光伝播導波路４，５が形成された基板２上の全面には、バッファ層８が形成されている。バッファ層８には、例えば、厚さ０．２μｍ〜２μｍ程度の酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜が用いられる。
【００２１】
そして、このようなバッファ層８を介して、所定位置に所定形状の信号電極９，１０及び接地電極１１が形成されている。信号電極９，１０には、変調導波路２１ｃ，２１ｄ，３１ｃ，３１ｄでの位相変調を行うための電気信号（変調信号）を生成する、図示しない信号源が接続される。また、接地電極１１は、接地電位とされる。Ｚカットした基板２を用いる場合は、Ｚ方向の電界による屈折率変化を利用するため、信号電極９，１０は、例えば、変調器２０，３０の変調導波路２１ｃ，３１ｃの真上に配置される。その場合、変調導波路２１ｄ，３１ｄの真上に接地電極１１が配置される。
【００２２】
なお、信号電極９，１０及び接地電極１１のパターン形状は、図１のような形状に限定されるものではない。例えば、接地電極１１は、ＰＢＣ３や変調光伝播導波路４，５を覆わないようなパターン形状とすることもできる。これにより、接地電極１１による光の吸収を抑え、その下方にある導波路を伝播する光の伝播損失を抑えることも可能になる。
【００２３】
上記のような構成を有する光デバイス１において、変調器２０，３０の入力導波路２１ａ，３１ａにそれぞれ、半導体レーザ等から出射されるＴＭモード光（ＣＷ（Continuous Wave）光）が入力されると、それらの入力光は、それぞれの光導波路２１，３１を伝播していく。
【００２４】
変調器２０では、まず、入力導波路２１ａに入力されたＴＭモード光が分岐導波路２１ｂで分岐され、それぞれ変調導波路２１ｃ，２１ｄに伝播される。その際、信号電極９に所定の変調信号が印加されることで、変調導波路２１ｃ，２１ｄの屈折率が変化し、それらを伝播するＴＭモード光の位相が変化する。例えば、変調導波路２１ｃ，２１ｄを伝播するＴＭモード光の間にゼロ或いはπといった所定の位相差が得られるよう、信号電極９に印加する信号が制御される。
【００２５】
所定の位相差とした変調導波路２１ｃ，２１ｄのＴＭモード光は、分岐導波路２１ｅで合成され、それらの位相差に応じて強度変調されて、出力導波路２１ｆを伝播される。出力導波路２１ｆを伝播する変調後のＴＭモード光は、続いてＰＢＣ３のポートＡ１に入力される。このＰＢＣ３では、ポートＡ１に入力されたＴＭモード光は、対角位置のポートＢ２へ出力される。ポートＢ２に出力された変調後のＴＭモード光は、変調光伝播導波路５を伝播され、端面２ｂからＴＭモード光として出力される。
【００２６】
一方、変調器３０でも、入力導波路３１ａに入力されたＴＭモード光が分岐導波路３１ｂで分岐され、それぞれ変調導波路３１ｃ，３１ｄに伝播される。その際、信号電極１０に所定の変調信号が印加されることで、変調導波路３１ｃ，３１ｄを伝播するＴＭモード光が所定の位相差とされる。
【００２７】
所定の位相差とされたＴＭモード光は、分岐導波路３１ｅで合成され、それらの位相差に応じて強度変調されて、出力導波路３１ｆを伝播される。出力導波路３１ｆを伝播する変調後のＴＭモード光は、続いてＰＢＣ３のポートＢ１に入力され、対角位置のポートＡ２へ出力される。ポートＡ２に出力された変調後のＴＭモード光は、変調光伝播導波路４を伝播される。
【００２８】
変調光伝播導波路４を伝播する変調後のＴＭモード光は、端面２ａまで達すると、その端面２ａに設けたλ／４板６を透過し、ミラー７で反射され、再びλ／４板６を透過して、変調光伝播導波路４に戻される。この間、変調光伝播導波路４を伝播してきた変調後のＴＭモード光は、λ／４板６を２回透過することで、ＴＥモード光に変換される。
【００２９】
その後、そのＴＥモード光は、変調光伝播導波路４を伝播され、ＰＢＣ３のポートＡ２に入力される。このＰＢＣ３では、ポートＡ２に入力されたＴＥモード光は、対向位置のポートＢ２へ出力される。そして、ポートＢ２に出力された変調後のＴＥモード光が変調光伝播導波路５を伝播され、端面２ｂからＴＥモード光として出力される。
【００３０】
これにより、変調後のＴＭモード光とＴＥモード光が多重化されて、端面２ｂから出力される。
このように、第１の実施の形態の光デバイス１では、２つの変調器２０，３０から出力される変調後のＴＭモード光をＰＢＣ３の対向位置のポートＡ１，Ｂ１から入力させ、それぞれ対角位置のポートＢ２，Ａ２へ出力する。そして、一方の変調器３０から出力されたＴＭモード光を、端面２ａに設けたλ／４板６とミラー７によってＴＥモード光に変換し、ＰＢＣ３の対向するポートＡ２とポートＢ２との間を通過させて、もう一方の変調器２０から出力されたＴＭモード光と共に、端面２ｂから出力する。光デバイス１では、このような偏波多重化機能が１チップで構成される。
【００３１】
ここで、光デバイスの別の形態の一例について説明する。
図４は別の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図４では、図１に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００３２】
この図４に示す光デバイス２００は、並列に配置された２つの変調器２０，３０に、共に一方の端面２ｂ側にＴＭモード光（ＣＷ光）が入力される構成になっている。そして、変調器３０の出力導波路３１ｆの途中に溝２０１が形成されており、その溝２０１内にλ／２板２０２が配置されている。その後段に、各変調器２０，３０の出力導波路２１ｆ，３１ｆがそれぞれポートＡ１，Ａ２に接続されたＰＢＣ３が集積されている。
【００３３】
変調器２０の入力導波路２１ａに入力されたＴＭモード光は、分岐導波路２１ｂで分岐され、信号電極９及び接地電極１１を用いて変調導波路２１ｃ，２１ｄで所定の位相差とされる。そして、分岐導波路２１ｅで合成され、強度変調されたＴＭモード光が出力導波路２１ｆから出力される。変調器２０から出力されたＴＭモード光は、ＰＢＣ３のポートＡ１に入力され、対角位置のポートＢ２から出力される。
【００３４】
また、変調器３０の入力導波路３１ａに入力されたＴＭモード光も、同様に変調されて、出力導波路３１ｆからＴＭモード光として出力される。変調器３０から出力されたＴＭモード光は、溝２０１に設けたλ／２板２０２を１回通過することでＴＥモード光に変換され、ＰＢＣ３のポートＡ２に入力され、対向位置のポートＢ２から出力される。
【００３５】
このような構成の光デバイス２００によっても、変調後のＴＭモード光とＴＥモード光を多重化して出力することが可能である。
ただし、この場合には、出力導波路３１ｆの途中にλ／２板２０２を挿入可能な一定の幅（厚み）と深さを有する溝２０１を、ウェハ（電気光学結晶基板）からチップへの個片化後、個々の光デバイス２００のチップごとに、カッティング等の方法で形成する必要が生じてくる。このようにして基板２に対し部分的に所定の厚みと深さを有する溝２０１を形成することは、必ずしも容易でない。溝２０１の形成に当たり、基板２を破損してしまう可能性も生じてくる。また、出力導波路３１ｆ端とλ／２板２０２との間は、λ／２板２０２が挿入可能な一定の厚みの空気層、或いはλ／２板２０２を溝２０１に固定する接着剤等であるため、伝播光の損失が無視できない。さらに、個々の光デバイス２００によって光の損失にバラツキが生じてしまう可能性もある。
【００３６】
このような光デバイス２００に対し、上記第１の実施の形態の光デバイス１は、個々のチップへの溝２０１の形成が不要で、λ／４板６とミラー７を端面２ａに設けることができるため、その形成が比較的容易であり、また、伝播光の損失を効果的に抑えることができる。なお、λ／４板６及びミラー７は、例えば、１枚のウェハ上に複数の光デバイス１のチップを形成して個片化した後、変調光伝播導波路４を露出させた端面２ａを形成し、その端面２ａの変調光伝播導波路４の部分に接着剤等を用いて取り付けることができる。
【００３７】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図５は第２の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図５では、図１に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００３８】
図５に示す光デバイス４０は、並列に配置された２つの変調器２０，３０に、共に端面２ｂ側に半導体レーザ等からＴＭモード光（ＣＷ光）が入力される構成になっている。光導波路２１，３１はそれぞれ、入力導波路２１ａ，３１ａ、分岐導波路２１ｂ，３１ｂ、変調導波路２１ｃ，２１ｄ，３１ｃ，３１ｄ、分岐導波路２１ｅ，３１ｅ及び出力導波路２１ｆ，３１ｆを有している。
【００３９】
さらに、この光デバイス４０は、光導波路２１の一部に、変調器２０の出力導波路２１ｆに接続された曲がり導波路２１ｇを有しており、出力導波路２１ｆから出力されるＴＭモード光を、その曲がり導波路２１ｇによって端面２ｂ側に折り返す構成を有している。この曲がり導波路２１ｇは、他の導波路部分と同様に、金属の熱拡散やプロトン交換等の方法で形成することができる。曲がり導波路２１ｇの脇の基板２には、例えば曲がり導波路２１ｇの深さ程度の比較的浅い溝４１が形成されている。この溝４１により、曲率の小さい、低伝播損失の曲がり導波路２１ｇを形成することができるようになっている。このような曲がり導波路２１ｇがＰＢＣ３のポートＡ１に接続されている。
【００４０】
ＰＢＣ３のポートＡ１に対向するポートＢ１には、もう一方の変調器３０の出力導波路３１ｆが接続されている。また、ポートＡ２には、端面２ａに達する変調光伝播導波路４が接続されている。端面２ａには、例えばその全面に、λ／４板６とミラー７が設けられている。ポートＢ２には、端面２ｂに達する変調光伝播導波路５が接続されている。
【００４１】
光導波路２１，３１、ＰＢＣ３及び変調光伝播導波路４，５の各導波路パターンが形成された基板２の全面には、図示しないバッファ層が形成されている。そして、そのバッファ層を介して、変調導波路２１ｃ，３１ｃの真上に信号電極９，１０が設けられ、変調導波路２１ｄ，３１ｄの真上に接地電極１１が設けられている。
【００４２】
なお、ＰＢＣ３のポートＢ２から延びる変調光伝播導波路５は、端面２ｂまでの長さが比較的あるため、光の伝播損失が発生する可能性がある。光の伝播損失は、その上に設けられる電極による吸収の影響が大きい。そのため、この光デバイス４０では、変調光伝播導波路５上に部分的に接地電極１１が形成されない領域２ｃを設け、そのような吸収の影響を抑えるようにしている。
【００４３】
また、ここでは、端面２ａの全面にλ／４板６とミラー７を設けるようにしたが、変調光伝播導波路４の部分を覆うように端面２ａに部分的に設けるようにしてもよい。この場合は、１枚のウェハから複数の光デバイス４０のチップを個片化した後、個々のチップの所定部分にλ／４板６とミラー７を取り付ける。なお、図５に示したように全面にλ／４板６とミラー７を設ける場合には、個片化前の複数チップの端面２ａに跨ってλ／４板６及びミラー７を取り付けておき、その後、それらのチップをλ／４板６及びミラー７と共に個片化すればよい。
【００４４】
上記のような構成を有する光デバイス４０において、端面２ｂ側から変調器２０の入力導波路２１ａに入力されたＴＭモード光は、分岐導波路２１ｂで分岐される。そして、その分岐されたＴＭモード光は、信号電極９及び接地電極１１を用いて変調導波路２１ｃ，２１ｄで所定の位相差とされた後、分岐導波路２１ｅで合成されて出力導波路２１ｆを伝播される。この変調後のＴＭモード光は、曲がり導波路２１ｇで端面２ｂ側に折り返され、ＰＢＣ３のポートＡ１に入力され、対角位置のポートＢ２から出力される。そのＴＭモード光は、変調光伝播導波路５を伝播され、端面２ｂから出力される。
【００４５】
また、端面２ｂ側から変調器３０の入力導波路３１ａに入力されたＴＭモード光も、同様に変調される。出力導波路３１ｆを伝播する変調後のＴＭモード光は、ＰＢＣ３のポートＢ１に入力され、対角位置のポートＡ２から出力される。そのＴＭモード光は、変調光伝播導波路４を伝播され、端面２ａまで達すると、その端面２ａに設けたλ／４板６を透過し、ミラー７で反射され、再びλ／４板６を透過することで、ＴＥモード光に変換される。そして、そのＴＥモード光は、変調光伝播導波路４を伝播されてＰＢＣ３のポートＡ２に入力され、対向位置のポートＢ２へ出力された後、変調光伝播導波路５を伝播されて端面２ｂから出力される。
【００４６】
これにより、変調後のＴＭモード光とＴＥモード光が多重化されて、端面２ｂから出力される。このような光デバイス４０によれば、２つの変調器２０，３０を並列に配置し、一方の変調器２０の出力を折り返すようにすることで、１チップ化と小型化を実現することができる。
【００４７】
なお、ここでは、変調器２０の出力光を折り返す手段として、曲がり導波路２１ｇを用いた場合について例示したが、ミラーや光ファイバを用いることもできる。
図６はミラーを用いた折り返し構造を有する光デバイスの一例の要部平面模式図、図７は光ファイバを用いた折り返し構造を有する光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【００４８】
例えば、図６に示す光デバイス４０ａのように、端面２ａの一部にミラー４２を設け、このミラー４２に対し、変調器２０から出力されたＴＭモード光が一定角度で入射し、一定角度で反射されるように、入出射用の出力導波路２１ｆａ，２１ｆｂを形成する。これにより、変調器２０から出力されたＴＭモード光を折り返すことができる。
【００４９】
また、図７に示す光デバイス４０ｂのように、端面２ａに達する出力導波路２１ｆｃ，２１ｆｄを形成し、それらに光ファイバ４３を接続することで、変調器２０から出力されたＴＭモード光を折り返すこともできる。
【００５０】
なお、いずれの光デバイス４０ａ，４０ｂの場合も、λ／４板６とミラー７は、端面２ａの変調光伝播導波路４の部分に形成すればよい。
また、上記の光デバイス４０，４０ａ，４０ｂでは、電極の光吸収による光の伝播損失を抑えるために、変調光伝播導波路５上に部分的に接地電極１１が形成されない領域２ｃを設けるようにした。
【００５１】
このほか、そのような領域２ｃを設けない場合でも、変調光伝播導波路５の屈折率を他の導波路よりも低くすることによって、接地電極１１の光吸収を抑え、光の伝播損失を抑えることができる。このように変調光伝播導波路５の屈折率を低くすると、変調光伝播導波路５での光の閉じ込め効果が弱まり、光の伝播領域を基板２の深さ方向に移動させることができるため、光が接地電極１１から離され、吸収が抑えられるようになる。
【００５２】
また、変調光伝播導波路５の幅を他の導波路よりも細くした場合も、同様に光の閉じ込め効果が弱まって光の伝播領域が基板２の深さ方向に移動するため、接地電極１１による光の吸収を抑えることができる。
【００５３】
また、変調光伝播導波路５と接地電極１１との間に形成されるバッファ層を厚くしたり、そのバッファ層の屈折率を低くしたりすることで、変調光伝播導波路５を伝播する光のバッファ層による基板２側への閉じ込め効果を強め、接地電極１１による光の吸収を抑えることもできる。
【００５４】
なお、接地電極１１の未形成領域を設ける手法のほか、ここで述べた電極による光吸収を抑えるための手法は、上記第１の実施の形態の光デバイス１についても同様に適用可能である。
【００５５】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図８は第３の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図８では、図１及び図５に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００５６】
図８に示す光デバイス４０ｃは、信号電極９，１０の信号源からの変調信号の入力部９ａ，１０ａを同じの側面側に配置することができるように、信号電極９，１０のパターンが形成されている点で、上記第２の実施の形態の光デバイス４０と相違している。このような構成とすることにより、変調信号の入力部９ａ，１０ａに光学的に接続される２つのコネクタを光デバイス４０ｃの同じ側面側に配置することができるようになるため、光デバイス４０ｃを含むパッケージの小型化を図ることができる。
【００５７】
ところで、変調後のＴＭモード光とＴＥモード光を多重化して端面２ｂから出力させる際には、そのＴＭモード光とＴＥモード光を遅延がないように出力させることが要求される場合がある。そのような場合には、導波路及び電極の長さを調整することで対応することが可能である。
【００５８】
今、図８に示した光デバイス４０ｃを例にする。ここで、ＴＭモード光が入力される端面２ｂから出力導波路２１ｆの終点（曲がり導波路２１ｇの始点・終点、変調光伝播導波路４の始点）までの距離をＬａ、変調光伝播導波路４の始点から終点（端面２ａ）までの距離をＬｂ、変調器２０，３０の入力部９ａ，１０ａの間隔をＬｃ、変調器３０の入力部１０ａから出力導波路２１ｆの終点（曲がり導波路２１ｇの始点・終点、変調光伝播導波路４の始点）までの距離をＬｄ、及び変調器２０，３０の変調導波路２１ｃ，３１ｃ（信号電極９，１０）の間隔をＬｅとする。また、曲がり導波路２１ｇの曲率半径をＲとし、ＴＭモード光及びＴＥモード光の屈折率をそれぞれＮｅ，Ｎｏとし、変調信号の実効屈折率をＮｍとする。
【００５９】
この場合、変調器２０での変調から出力までのＴＭモード光の光学長は、Ｎｅ（Ｌｃ＋Ｌｄ＋πＲ＋Ｌａ）と表すことができ、変調器３０での変調から出力までのＴＭ・ＴＥモード光の光学長は、Ｎｅ（Ｌｄ＋Ｌｂ＋（１＋Ｎｏ／Ｎｅ）（Ｌｂ＋Ｌａ））と表すことができる。また、変調信号の光学長差は、ＮｍＬｅで表すことができる。
【００６０】
例えば、距離ＬｂでＴＭモード光とＴＥモード光の遅延を回避しようとする場合には、Ｌｂ＝（Ｌｃ＋πＲ＋ＬｅＮｍ／Ｎｅ−ＬａＮｏ／Ｎｅ）／（２＋Ｎｏ／Ｎｅ）となるように導波路の長さを設定すればよい。
【００６１】
次に、第４の実施の形態について説明する。
図９は第４の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図９では、図１及び図５に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００６２】
図９に示す光デバイス５０は、その一方の側端面にλ／４板６とミラー７が設けられ、他方の側端面から多重化されたＴＭモード光とＴＥモード光が出力されるように構成されている。
【００６３】
この光デバイス５０では、変調器２０の出力導波路２１ｆが曲がり導波路２１ｈに接続され、この曲がり導波路２１ｈがＰＢＣ３のポートＡ１に接続されている。また、変調器３０の出力導波路３１ｆが曲がり導波路３１ｈに接続され、この曲がり導波路３１ｈがＰＢＣ３のポートＡ１に対向するポートＢ１に接続されている。各曲がり導波路２１ｈ，３１ｈの脇には、それらの深さ程度の浅い溝５１，５２が形成されている。ＰＢＣ３のポートＡ２に接続された変調光伝播導波路４は、この光デバイス５０の一方の側端面に達し、ポートＢ２に接続された変調光伝播導波路５は、他方の側端面に達している。このような構造上にバッファ層を介して信号電極９，１０及び接地電極１１が設けられている。
【００６４】
一方の変調器２０による変調後のＴＭモード光は、ＰＢＣ３を介して変調光伝播導波路５を伝播されて出力される。また、もう一方の変調器３０による変調後のＴＭモード光は、ＰＢＣ３を介してλ／４板６とミラー７に伝播されてＴＥモード光に変換された後、ＰＢＣ３を介して変調光伝播導波路５を伝播されて出力される。
【００６５】
この光デバイス５０では、変調光伝播導波路５上に電極を配置せず、また、上記の光デバイス４０等に比べて変調光伝播導波路５の長さを短くしている。そのため、光デバイス５０の１チップ化及び小型化に加え、変調光伝播導波路５を伝播する光の電極による吸収を抑え、さらに、光の伝播損失を抑えることができる。
【００６６】
なお、ここでは、λ／４板６とミラー７を一方の側端面の変調光伝播導波路４の部分に設けるようにしたが、その側端面の全面に設けるようにすることもできる。
また、この第４の実施の形態で述べた光デバイス５０について、特にλ／４板６とミラー７を一方の側端面の全面に設ける場合等、上記の第３の実施の形態で述べたように同じ側面側に変調信号の入力部を設ける構成とすることもできる。
【００６７】
次に、第５の実施の形態について説明する。
図１０は第５の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図１０では、図１及び図５に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００６８】
図１０に示す光デバイス６０は、４つの変調器７１，７２，８１，８２を備え、多段化された構成を有している。各変調器７１，７２，８１，８２の構成は、上記の変調器２０，３０と同様とすることができる。
【００６９】
ここでは、変調器７１の出力側が、脇に溝６１を形成した曲がり導波路６２で変調器８１の入力側に接続され、変調器７２の出力側が、脇に溝６３を形成した曲がり導波路６４で変調器８２の入力側に接続されている。変調器８２の出力側は、脇に溝６５を形成した曲がり導波路６６でＰＢＣ３のポートＡ１に接続され、変調器８１の出力側は、ＰＢＣ３のポートＡ１に対向するポートＢ１に接続されている。また、ＰＢＣ３のポートＡ２には、端面２ａに達する変調光伝播導波路４が接続され、端面２ａには、部分的にλ／４板６及びミラー７が設けられている。ポートＢ２には、端面２ｂに達する変調光伝播導波路５が接続されている。このような構造上にバッファ層を介して信号電極６７及び接地電極６８が設けられている。
【００７０】
このような光デバイス６０では、１段目の変調器７１，７２に対してＴＭモード光が入力される端面２ａの側に、λ／４板６及びミラー７を設けることとなる。そのため、λ／４板６及びミラー７は、端面２ａの変調光伝播導波路４の部分に形成される。このような配置構成とすることにより、多段化した変調器７１，７２，８１，８２を備える、１チップ化された小型の光デバイス６０が実現される。
【００７１】
次に、第６の実施の形態について説明する。
図１１は第６の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図１１では、図１及び図５に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００７２】
図１１に示す光デバイス９０は、２つの変調器２０，３０に半導体レーザ等からＴＭモード光が入力される入力導波路２１ａ，３１ａを分岐導波路９１とし、一のＴＭモード光を分岐して各変調器２０，３０に入力する構成としている。さらに、この光デバイス９０には、λ／４板６及びミラー７によって変換されたＴＥモード光の変調器３０側への戻りを抑制するためのＰＢＣ９２が設けられている。光デバイス９０は、これらの点で、上記図８に示した第３の実施の形態の光デバイス４０ｃと相違している。
【００７３】
このような光デバイス９０において、分岐導波路９１は、端面２ｂ側に入射されたＴＭモード光を、例えば、各変調器２０，３０に等分して入力させるように構成することができる。或いは、伝播時やλ／４板６を通過する際の損失等の影響で、最終的に変調光伝播導波路５から出力されるＴＭモード光とＴＥモード光の強度が異なってくる場合には、それらが等しくなるよう、分岐導波路９１による各変調器２０，３０への分岐比を設定するようにしてもよい。
【００７４】
また、ＰＢＣ９２は、例えば、変調器３０の出力導波路３１ｆをポートＢ１ａに接続し、対角位置のポートＡ２ａをもう一方のＰＢＣ３のポートＢ１に接続するように配置する。ＰＢＣ９２の残りのポートＡ１ａ，Ｂ２ａは解放しておく。
【００７５】
変調器３０による変調後のＴＭモード光は、ＰＢＣ９２のポートＢ１ａからポートＡ２ａに出力され、さらに、ＰＢＣ３のポートＢ１からポートＡ２に出力されて、変調光伝播導波路４を通ってλ／４板６及びミラー７でＴＥモード光に変換される。ＴＥモード光は、ＰＢＣ３のポートＡ２から対向位置のポートＢ２に出力されるが、ＰＢＣ３の分岐比によっては、一部が対角位置のポートＢ１に出力される場合が起こり得る。ただし、ＰＢＣ３のポートＢ１に出力されたＴＥモード光は、ＰＢＣ９２では、そのポートＡ２ａに入力されて対向位置のポートＢ２ａに出力され、対角位置のポートＢ１ａへの出力は起こりにくい。従って、ＴＥモード光が変調器３０側へ戻り、さらに、光デバイス９０に入力するＴＭモード光を出射する半導体レーザ等に入射して、その動作に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
【００７６】
なお、ここでは、２つのＰＢＣ３，９２を用いて戻り光を抑制するようにしたが、勿論、３つ以上のＰＢＣを用いて戻り光を抑制するようにしてもよい。
また、この第６の実施の形態で述べたような分岐導波路９１は、上記の第２，第４，第５の実施の形態の光デバイス４０，４０ａ，４０ｂ，５０，６０にも同様に適用可能である。
【００７７】
また、この第６の実施の形態で述べたような複数のＰＢＣを用いた戻り光の抑制は、上記の第１，第２，第４，第５の実施の形態の光デバイス１，４０，４０ａ，４０ｂ，５０，６０にも同様に適用可能である。
【００７８】
次に、第７の実施の形態について説明する。
図１２は第７の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図１２では、図１及び図５に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００７９】
図１２に示す光デバイス１００は、２つの変調器２０，３０に半導体レーザ等からＴＭモード光が入力される入力導波路２１ａ，３１ａを分岐導波路１０１とし、その前段にアイソレータ１０２を設けている点で、上記図８に示した第３の実施の形態の光デバイス４０ｃと相違している。この光デバイス１００の分岐導波路１０１は、上記第６の実施の形態で述べた分岐導波路９１と同様に、その分岐比を設定することができる。
【００８０】
このような光デバイス１００によれば、変調器２０，３０で変調されたＴＭモード光がそれぞれＰＢＣ３を介して変調器３０，２０側へ戻ってしまったような場合にも、アイソレータ１０２により、その戻り光が半導体レーザ等に入射するのを抑制することができる。
【００８１】
なお、このような分岐導波路１０１及びアイソレータ１０２は、上記の第１，第２，第４，第５の実施の形態の光デバイス１，４０，４０ａ，４０ｂ，５０，６０にも同様に適用可能である。
【００８２】
また、この光デバイス１００の変調器３０の出力側でＰＢＣ３の前段に、上記第６の実施の形態で述べたようなＰＢＣ９２を配置することもできる。これにより、アイソレータ１０２によるＴＭモード光の戻りの抑制と、ＰＢＣ９２によるＴＥモード光の戻りの抑制とを図ることができる。
【００８３】
次に、第８の実施の形態について説明する。
図１３は第８の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。なお、図１３では、図１及び図５に示した要素と同一又は同等の要素については同一の符号を付している。
【００８４】
図１３に示す光デバイス１１０は、２つの変調器２０，３０にそれぞれ端面２ｂ，２ａ側からＴＭモード光が入力されるようになっており、各変調器２０，３０の出力側にそれぞれＰＢＣ１１１，１１２が配置されている。
【００８５】
変調器２０の出力導波路２１ｆは、ＰＢＣ１１１のポートＢ１ｂに接続され、その対角位置のポートＡ２ｂに、端面２ａに達する変調光伝播導波路４ａが接続されている。端面２ａの変調光伝播導波路４ａの部分にλ／４板６及びミラー７が設けられている。また、ＰＢＣ１１１のポートＢ２ｂには、変調光伝播導波路４ｂが接続されており、この変調光伝播導波路４ｂは、もう一方のＰＢＣ１１２のポートＡ１ｃに接続されている。変調器３０の出力導波路３１ｆは、そのＰＢＣ１１２のポートＡ２ｃに接続されている。なお、この光デバイス１１０において、変調光伝播導波路４ｂの上部に接地電極１１が存在しない領域を設けてもよい。
【００８６】
このような構成を有する光デバイス１１０では、まず、半導体レーザ等から各変調器２０，３０にそれぞれＴＭモード光が入力される。変調器２０による変調後のＴＭモード光は、ＰＢＣ１１１のポートＢ１ｂに入力されて対角位置のポートＡ２ｂに出力され、変調光伝播導波路４ａを通ってλ／４板６及びミラー７でＴＥモード光に変換される。ＴＥモード光は、ＰＢＣ１１１のポートＡ２ｂから対向位置のポートＢ２ｂに出力され、変調光伝播導波路４ｂを通ってＰＢＣ１１２のポートＡ１ｃに入力される。そして、ＰＢＣ１１２のポートＡ１ｃに入力されたＴＥモード光は、対向位置のポートＢ１ｃから出力される。一方、変調器３０による変調後のＴＭモード光は、ＰＢＣ１１２のポートＡ２ｃに入力されて対角位置のポートＢ１ｃに出力される。このようにしてＰＢＣ１１２のポートＢ１ｃからＴＭモード光とＴＥモード光が多重化されて出力される。
【００８７】
また、このような光デバイス１１０によれば、変調器２０，３０で変調されたＴＭモード光の戻りが効果的に抑えられ、戻り光が半導体レーザ等に入射するのを抑制することができる。
【００８８】
なお、以上説明した光デバイス１等においては、伝播経路の違いにより、一定のＴＭモード光が入力されて最終的に多重化されたＴＭモード光とＴＥモード光として出力されるまでの伝播損失が異なってくる場合がある。そこで、両伝播経路での損失を同等にするために、入力導波路２１ａ，３１ａや出力導波路２１ｆ，３１ｆ等に他の部分と異なる幅を有する部分を設け、いずれかの伝播経路での損失を増加又は減少させるようにしてもよい。このほか、いずれかの伝播経路の導波路の脇に部分的に導波路の深さ程度の浅い溝を形成したり、いずれかの伝播経路の導波路に部分的に曲がり導波路を設けたりすることによって、光の伝播損失を調整するようにしてもよい。或いは、いずれかの伝播経路の導波路の上にバッファ層を介して金属膜を形成し、その金属膜で光を吸収させることで、光の伝播損失を調整するようにしてもよい。
【００８９】
また、以上の説明では、Ｚカットした基板２を用いた場合を例にして述べたが、上記手法は、Ｘカットした基板を用いた場合にも、信号電極９，１０及び接地電極１１等のパターン形状や配置を適切に変更して、同様に適用可能である。
【００９０】
また、以上説明した手法は、ＲＺ（Return to Zero）変調方式、ＤＱＰＳＫ（Differential Quadrature Phase Shift Keying）変調方式、ＲＺ−ＤＱＰＳＫ変調方式等、種々の変調方式を採用する光デバイスについて、同様に適用可能である。
【００９１】
以上説明したように、１チップに２つの変調器及び１つ又は２つ以上のＰＢＣを配置し、端面に偏波モード変換部を配置することにより、比較的形成が容易で、偏波多重化機能を有する小型で高性能かつ高信頼性の光デバイスが実現される。また、このような光デバイスを用いた、光通信機能を有する様々な光通信装置が実現可能になる。
【００９２】
以上説明した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）  基板に形成され、第１，第２ポートと、前記第１，第２ポートにそれぞれ対向する第３，第４ポートとを備え、いずれかのポートから入力された第１偏波モードの光を対角位置のポートに出力し、いずれかのポートから入力された第２偏波モードの光を対向位置のポートに出力するカプラと、
前記基板に形成され前記第１ポートに接続された第１光導波路を備え、前記第１光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第１ポートに出力する第１変調器と、
前記基板に形成され前記第３ポートに接続された第２光導波路を備え、前記第２光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第３ポートに出力する第２変調器と、
前記基板の一端面に配置され、前記第２変調器から前記第３ポートに入力され対角位置の前記第２ポートに出力された第１偏波モードの光を第２偏波モードに変換して前記第２ポートに戻す偏波モード変換部と、
を有することを特徴とする光デバイス。
【００９３】
（付記２）  前記偏波モード変換部は、λ／４板とミラーとを備え、前記第２ポートから出力された第１偏波モードの光が、前記λ／４板を透過し、前記ミラーで反射され、再び前記λ／４板を透過する間に、第２偏波モードに変換されることを特徴とする付記１記載の光デバイス。
【００９４】
（付記３）  前記第１，第２変調器は、対向方向に光を出力するように、前記カプラを挟んで対向位置の前記第１，第３ポート側にそれぞれ配置されていることを特徴とする付記１又は２に記載の光デバイス。
【００９５】
（付記４）  前記第１，第２変調器は、同方向に光を出力するように並列に配置されていることを特徴とする付記１又は２に記載の光デバイス。
（付記５）  前記第１変調器の出力光を反対方向に折り返す折り返し部を有し、
前記カプラは、前記第１変調器の出力光が前記折り返し部で折り返されて前記第１ポートに入力され、前記第２変調器の出力光が直進的に前記第３ポートに入力されるように配置されていることを特徴とする付記４記載の光デバイス。
【００９６】
（付記６）  前記折り返し部は、前記第１変調器の出力光を反対方向に折り返すように湾曲させて伝播する曲がり導波路であることを特徴とする付記５記載の光デバイス。
（付記７）  前記第１光導波路は、前記第１変調器の出力光を並列に配置された前記第２変調器側に湾曲させて伝播する第１曲がり導波路を備え、
前記第２光導波路は、前記第２変調器の出力光を並列に配置された前記第１変調器側に湾曲させて伝播する第２曲がり導波路を備え、
前記カプラは、前記第１曲がり導波路からの出力光が直進的に前記第１ポートに入力され、前記第２曲がり導波路からの出力光が直進的に前記第３ポートに入力されるように配置されていることを特徴とする付記４記載の光デバイス。
【００９７】
（付記８）  前記基板に形成され、一方向から入力される前記第１偏波モードの光を前記第１，第２光導波路の２方向に分岐する分岐導波路を有することを特徴とする付記４から７のいずれかに記載の光デバイス。
【００９８】
（付記９）  前記第１，第２光導波路に印加する光変調用電気信号を入力するための第１，第２入力部を有し、前記第１，第２入力部が、前記基板の同一端面側に設けられていることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の光デバイス。
【００９９】
（付記１０）  前記第２変調器と前記カプラとの間に、１又は２以上の戻り光抑制用カプラが配置されていることを特徴とする付記１から９のいずれかに記載の光デバイス。
（付記１１）  前記第１，第２光導波路の前段に、一方向からの入力光を前記第１，第２光導波路の方向にのみ伝播するアイソレータが配置されていることを特徴とする付記１から１０のいずれかに記載の光デバイス。
【０１００】
（付記１２）  前記基板に形成されて前記第４ポートからの出力光を前記基板外部に伝播する第３光導波路と、前記基板上にバッファ層を介して形成された、前記第１，第２光導波路に光変調用電気信号を印加する電極と、を有し、
前記第３光導波路は、全部又は一部が、前記電極の未形成領域下部に配置されるように形成されていることを特徴とする付記１から１１のいずれかに記載の光デバイス。
【０１０１】
（付記１３）  前記基板に形成されて前記第４ポートからの出力光を前記基板外部に伝播する第３光導波路を有し、
前記第３光導波路は、全部又は一部が、前記第３光導波路以外の導波路と異なる屈折率又は幅で形成されていることを特徴とする付記１から１２のいずれかに記載の光デバイス。
【０１０２】
（付記１４）  前記基板に形成されて前記第４ポートからの出力光を前記基板外部に伝播する第３光導波路と、前記基板上にバッファ層を介して形成された、前記第１，第２光導波路に光変調用電気信号を印加する電極と、を有し、
前記バッファ層のうち、前記第３光導波路上に形成されたバッファ層は、全部又は一部が、前記第３光導波路上以外に形成されたバッファ層と異なる膜厚又は屈折率で形成されていることを特徴とする付記１から１３のいずれかに記載の光デバイス。
【０１０３】
（付記１５）  前記第１光導波路の変調前後の光が伝播される部分と、前記第２光導波路の変調前後の光が伝播される部分との幅が異なっていることを特徴とする付記１から１４のいずれかに記載の光デバイス。
【０１０４】
（付記１６）  前記第１光導波路の変調前後の光が伝播される部分と、前記第２光導波路の変調前後の光が伝播される部分とのいずれか一方の脇に、前記基板に形成した溝が設けられていることを特徴とする付記１から１５のいずれかに記載の光デバイス。
【０１０５】
（付記１７）  前記第１光導波路の変調前後の光が伝播される部分と、前記第２光導波路の変調前後の光が伝播される部分とのいずれか一方に、光を湾曲させて伝播する曲がり導波路部が設けられていることを特徴とする付記１から１６のいずれかに記載の光デバイス。
【０１０６】
（付記１８）  前記第１光導波路の変調前後の光が伝播される部分と、前記第２光導波路の変調前後の光が伝播される部分とのいずれか一方の上部に、金属膜が設けられていることを特徴とする付記１から１７のいずれかに記載の光デバイス。
【０１０７】
（付記１９）  基板に形成され、第１，第２ポートと、前記第１，第２ポートにそれぞれ対向する第３，第４ポートとを備え、いずれかのポートから入力された第１偏波モードの光を対角位置のポートに出力し、いずれかのポートから入力された第２偏波モードの光を対向位置のポートに出力する第１カプラと、
前記基板に形成され、第５，第６ポートと、前記第５，第６ポートにそれぞれ対向する第７，第８ポートとを備え、いずれかのポートから入力された第１偏波モードの光を対角位置のポートに出力し、いずれかのポートから入力された第２偏波モードの光を対向位置のポートに出力する第２カプラと、
前記基板に形成され前記第１ポートに接続された第１光導波路を備え、前記第１光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第１ポートに出力する第１変調器と、
前記基板の一端面に配置され、前記第１変調器から前記第１ポートに入力され対角位置の前記第４ポートに出力された第１偏波モードの光を第２偏波モードに変換して前記第４ポートに戻す偏波モード変換部と、
前記基板に形成され前記第５ポートに接続された第２光導波路を備え、前記第２光導波路に入力された第１偏波モードの光を変調し前記第８ポートに出力する第２変調器と、
を有し、
前記第２ポートと前記第６ポートとが接続され、前記偏波モード変換部によって変換されて前記第４ポートに戻された第２偏波モード光が、対向位置の前記第２ポートに出力され、前記第６ポートに入力され、対向位置の前記第８ポートに出力されることを特徴とする光デバイス。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】第１の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面模式図である。
【図３】ＰＢＣの説明図である。
【図４】別の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図５】第２の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図６】ミラーを用いた折り返し構造を有する光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図７】光ファイバを用いた折り返し構造を有する光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図８】第３の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図９】第４の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図１０】第５の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図１１】第６の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図１２】第７の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【図１３】第８の実施の形態の光デバイスの一例の要部平面模式図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１，４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，５０，６０，９０，１００，１１０，２００  光デバイス
２  基板
２ａ，２ｂ  端面
２ｃ  領域
３，９２，１１１，１１２  ＰＢＣ
３ａ  拡幅部
４，４ａ，４ｂ，５  変調光伝播導波路
６  λ／４板
７，４２  ミラー
８  バッファ層
９，１０，６７  信号電極
９ａ，１０ａ  入力部
１１，６８  接地電極
２０，３０，７１，７２，８１，８２  変調器
２１，３１  光導波路
２１ａ，３１ａ  入力導波路
２１ｂ，２１ｅ，３１ｂ，３１ｅ，９１，１０１  分岐導波路
２１ｃ，２１ｄ，３１ｃ，３１ｄ   変調導波路
２１ｆ，３１ｆ，２１ｆａ，２１ｆｂ，２１ｆｃ，２１ｆｄ  出力導波路
２１ｇ，２１ｈ，３１ｈ，６２，６４，６６  曲がり導波路
４１，５１，５２，６１，６３，６５，２０１  溝
４３  光ファイバ
１０２  アイソレータ
２０２  λ／２板
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ａ１ａ，Ａ２ａ，Ｂ１ａ，Ｂ２ａ，Ａ１ｂ，Ａ２ｂ，Ｂ１ｂ，Ｂ２ｂ，Ａ１ｃ，Ａ２ｃ，Ｂ１ｃ，Ｂ２ｃ  ポート
Ｌ  長さ
Ｗ  幅
Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｅ  距離
Ｒ  曲率半径
【図１】
0004842987.tif 000002
【図２】
0004842987.tif 000003
【図３】
0004842987.tif 000004
【図４】
0004842987.tif 000005
【図５】
0004842987.tif 000006
【図６】
0004842987.tif 000007
【図７】
0004842987.tif 000008
【図８】
0004842987.tif 000009
【図９】
0004842987.tif 000010
【図１０】
0004842987.tif 000011
【図１１】
0004842987.tif 000012
【図１２】
0004842987.tif 000013
【図１３】
0004842987.tif 000014