(57)【要約】【課題】光損傷の影響が少なく、光強度が安定である光スイッチング素子において、駆動電圧を低減可能とし、素子長さを短くできるようにする。【解決手段】光スイッチング素子１は、強誘電体からなり、入射光を伝搬するスラブ導波路として機能する厚さ１〜１００μｍのスラブ導波路基板６、スラブ導波路基板６の一方の主面側に形成されている第一の電極８、およびスラブ導波路基板の他方の主面側に形成されている第二の電極４を備える。基板６が、非分極反転部２０と、複数の分極反転部からなり、スラブ光導波路基板を伝搬する伝搬光を屈折させる複数のプリズム部１１とを備える。プリズム部１１の厚さが非分極反転部２０の厚さよりも大きい。【選択図】          図３
2013195687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体からなり、入射光を伝搬するスラブ導波路として機能する厚さ１〜１００μｍのスラブ導波路基板、
前記スラブ導波路基板の一方の主面側に形成されている第一の電極、および
前記スラブ導波路基板の他方の主面側に形成されている第二の電極を備えている光スイッチング素子であって、
前記スラブ導波路基板が、複数の分極反転部からなり、前記スラブ導波路基板を伝搬する伝搬光を屈折させる複数のプリズム部、および非分極反転部を備えており、前記プリズム部の厚さが前記非分極反転部の厚さよりも大きいことを特徴とする、光スイッチング素子。
【請求項２】
複数の前記プリズム部が所定方向に向かって配列されていることを特徴とする、請求項１記載の素子。
【請求項３】
前記プリズム部の底面に対して前記伝搬光の伝搬方向のなす角度θｐｒｉが、前記プリズム部の前記底面に対して前記プリズム部の配列方向のなす角度θｉｎよりも小さいことを特徴とする、請求項２記載の素子。
【請求項４】
前記プリズム部の配列方向が、前記スラブ導波路基板の長手方向に延びる中心軸Ｌに対して傾斜していることを特徴とする、請求項２または３に記載の素子。
【請求項５】
前記スラブ導波路基板の少なくとも一方の主面において前記非分極反転部の表面がエッチングされていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の素子。
【請求項６】
偏向しない伝搬光を伝搬して出射する光導波路と、偏向後の伝搬光を伝搬して出射する光導波路とを備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つの請求項に記載の素子。
【請求項７】
支持基板、および前記スラブ導波路基板を前記支持基板に接着する接着層を備えていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載の素子。
【請求項８】
前記スラブ導波路基板と前記第一の電極との間に設けられた第一のクラッド層、および前記スラブ導波路基板と前記第二の電極との間に設けられた第二のクラッド層を備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの請求項に記載の素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチング素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野においては、光ファイバ網の経路切り替え用に光スイッチが適用されている。光スイッチは、電気効果や熱光学効果を利用したものや、MEMS型のものが知られている。また、これらの素子は、光ファイバとの結合損失を低減するため、駆動電圧を下げるために光導波路型が利用されている。
従来の電気光学効果を利用した光スイッチとして、LN方向性結合器型光スイッチが知られている（特許文献１）。本スイッチは、LN基板上に熱拡散やプロトン交換法によってTiなどの金属や水素イオンを基板中に拡散させ高屈折率部分を形成し、光導波路を形成している。電気光学効果による屈折率変動により位相差が変化し光のパワー移行率を変化させることにより機能する。
【０００３】
光通信分野においては、光中継機によって光増幅し、光信号を波形整形しながら局社およびデータセンターから各加入者宅まで光伝送される。しかし、光中継機の設置費用削減から光パワー強度が増加している。また光スイッチは、光通信分野以外にレーザ加工機の分配機やレーザディスプレイ用の走査機としての応用が進んでいる。しかし、これらの分野では光入力パワーが数Ｗ以上になっており、高光強度で駆動できる光スイッチの需要が高まっている。
【０００４】
いわゆるLN方向性結合器型光スイッチでは、一般的にTi拡散導波路が使用される。しかし、光損傷のため数100mＷ以上の光は強度が揺らぎ損失が変動するという問題が生じる。ニオブ酸リチウム結晶自体の光損傷閾値は波長1μｍにおいて300MW/cm2であるので、スポットサイズ径10μｍの光導波路では23kW程度まで光損傷の影響なく光伝送可能なはずである。
【０００５】
一方、マルチメディアの進展により高精細かつ高画質なディスプレイやプリンタ機器の需要が高くなっており、これらの分野にレーザを応用した製品開発が活発化している。これらの機器にレーザを利用する場合には、光を走査する機構が必要であり、電気光学効果を用いた光偏向素子が使用される場合がある。
【０００６】
一般的に電気光学効果を利用した素子の場合、プリズムに電極を形成したものが知られている（非特許文献１）。しかし、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶を利用したプリズム偏向素子は、電気光学効果による屈折率変化が比較的に小さい。たとえば、ニオブ酸リチウムの場合、屈折率変化△ｎ＝0.001を得るためには、6kV／mm程度の大きな電界を結晶に印加する必要がある。このため駆動電圧を低減するためニオブ酸リチウム基板の厚みを薄くする構造が特許文献２に開示されている。
【０００７】
特許文献２は、光導波路型のプリズム偏向素子であり、光導波路のコア層は電気光学材料となっている。このコア層の基板厚は数100nm〜数10μｍであり、三角形状（プリズム形状）の分極反転領域から構成され、この分極反転領域の結晶軸の向きは、残余の非分極反転部とは逆になっている。この分極反転領域は導波光の伝播方向に規則的に配列されている。コア層の上下には絶縁体であるクラッド層が形成され、さらに電極が形成される。コア層に電圧が印加されると、分極反転領域と残余領域とで屈折率変化量の符号が反転する。このため、コア層にプリズム構造体が生成される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Scrymgeour, D.A.,  ”Large-angle electro-opticlaser scanner on LiTaO3 fabricated by in situ monitoring offerroelectric-domain micropatterning‘’, Appl. Opt.,40-34, (2001)
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平6-186597
【特許文献２】特開2011-48067
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
プリズム構造体は、複数個のプリズムの集合であるために、伝搬する導波光は各プリズムの境界において伝搬角が変化し偏向されて出射する。しかしながら、特許文献２記載のように、このプリズム偏向素子を光スイッチに応用する場合、下記の問題があることがわかった。
【００１１】
すなわち、スイッチングを行うためには、伝搬光の出射角度をある程度変化させる必要がある。しかし、プリズムにおける偏向角度が小さいために、駆動電圧が高くなり、また、素子長を長くする必要がある。駆動電圧が高いため、適当なスイッチング電源（低電圧交流電源）がない。また、素子長を長くすると、今度は出射光ビームが広がるので、受光側のファイバで受光することが難しくなり、スイッチングできなくなる。
【００１２】
本発明の課題は、高い光パワーでも光損傷の影響が少なく、光強度が安定である光スイッチング素子において、駆動電圧を低減可能とし、素子長さを短くできるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光スイッチング素子は、
強誘電体からなり、入射光を伝搬するスラブ導波路として機能する厚さ１〜１００μｍのスラブ導波路基板、
スラブ導波路基板の一方の主面側に形成されている第一の電極、および
スラブ導波路基板の他方の主面側に形成されている第二の電極を備えており、スラブ導波路基板が、複数の分極反転部からなり、スラブ光導波路基板を伝搬する伝搬光を屈折させる複数のプリズム部、および非分極反転部を備えており、プリズム部の厚さが非分極反転部の厚さよりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明者は、スラブ光導波路基板内に分極反転技術によって複数のプリズム部を形成し、プリズム部における偏向を利用して光のスイッチングを行うのに際して、その具体的構造を検討してきた。この検討の過程で、プリズム部を構成する分極反転部の厚さを、その周りの非分極反転部の厚さよりも大きくすることによって、各プリズム部における偏向角度を大きくできることを見いだした。これによって、所定の出射角度変化を得るのに必要な駆動電圧を低減することが可能となり、また素子長さを短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光スイッチング素子を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の素子を模式的に示す平面図である。
【図３】図１の素子を模式的に示す断面図である。
【図４】プリズム部のパターン例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１〜図３に示す素子１においては、スラブ光導波路基板６の一方の主面側に第一のクラッド層７および第一の電極８が形成されており、他方の主面側に第二のクラッド層５および第二の電極４が設けられている。基板の主面とは、基板表面のうち相対的に広い一対の面を意味する。スラブ光導波路基板の他方の主面（底面）は、クラッド層５および電極４を介して接着層３によって支持基板２に接着されている。
【００１７】
スラブ光導波路基板６は、最初は全体にわたって矢印Ｆのように分極している。ここで、図１〜図３に示すようにプリズム形状の分極反転部１１を形成する。分極反転部は、平面的にはプリズム形状であるが、基板の厚さ方向には柱状をなしている。各分極反転部１１内では矢印Ｅのように、最初の分極方向Ｆとは反対側に向かって分極する。この結果、分極反転したプリズム部１１を包囲するように非分極反転部２０が残留する。
【００１８】
素子１には、プリズム部１１が、所定個数、所定の配列方向に向かって配列され、配列体１０を形成している。一対の電極間に電圧を印加していないときには、入射した光は矢印Ｂのように直進し、素子から出射する。
【００１９】
ここで、電源９から一対の電極４、８に対して信号電圧を印加すると、各プリズム部１１内の屈折率が非分極反転部の屈折率に比べて変化し、伝搬光を偏向させる。この結果、入射した光は、矢印Ｃあるいは矢印Ｄのように伝搬し、それぞれ素子外に出射する。このとき、印加電圧の方向によって、光は矢印ＣとＤとの一方に向かって伝搬する。
【００２０】
従って、この出射光の方向の変化によって、印加電圧のオンとオフとを識別できるので、光スイッチング素子として動作する。
【００２１】
ここで、本発明に従い、分極反転したプリズム部１１の厚さＴＰを、非分極反転部２０の厚さＴＮよりも大きくする。これによって、各プリズム部における偏向角度を大きくできる。この結果、スイッチング用の伝搬光ＢとＤとの偏向角θ、ＣとＤとの偏向角θ２を確保するのに必要な素子長を小さくでき,また必要な印加電圧を低減できることは明らかである。
【００２２】
本発明によれば、典型的には、Ｗクラスの高光強度、１００Ｖ未満の低駆動電圧、素子長２０ｍｍ以下のコンパクトな光スイッチを提供することも可能であり、産業上のインパクトは大きい。
【００２３】
スラブ光導波路基板は、入射光をスラブ伝搬させることのできる基板である。基板を形成する強誘電体の種類は、特に限定されない。しかし、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体、Ｋ３Ｌｉ２Ｎｂ５Ｏ１５の各単結晶が特に好ましい。
【００２４】
分極方向は結晶軸の＋ｚ方向に対応する。これらの強誘電体をエッチングする場合には、−ｚ方向のエッチングレートは＋ｚ方向と比較し非常に大きい。本願構造では、非反転部はーｚ方向が表面に露出しており、反転部と非反転の基板厚段差を容易に形成できる構造となっている。
【００２５】
エッチング方法は、ウエットエッチングとドライエッチングどちらでもよいが、前者は＋ｚ方向と−ｚ方向のレート差が大きく、エッチングレートも大きくできる。エッチャントとして、フッ酸、フッ硝酸、ＢＨＦが例示できる。
【００２６】
強誘電体中には、三次元光導波路の耐光損傷性を更に向上させるために、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、スカンジウム（Ｓｃ）及びインジウム（Ｉｎ）からなる群より選ばれる１種以上の金属元素を含有させることができ、マグネシウムが特に好ましい。また、強誘電体中には、ドープ成分として、希土類元素を含有させることができる。この希土類元素は、レーザ発振用の添加元素として作用する。この希土類元素としては、特にＮｄ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｈｏ、Ｄｙ、Ｐｒが好ましい。
【００２７】
図１〜図３の例ではＺカット基板を使用したが、オフカットＺ基板であってもよい。ただし、オフカットＺ板の場合には、オフカット角は、２０°以下が好ましく、１０°以下が更に好ましい。
【００２８】
スラブ導波路基板の一方の主面側に第一の電極を形成し、他方の主面側に第二の電極を形成する。第一の電極、第二の電極の材質は限定されないが、Al、Au、Ag、Cr、Cu、Ni、Ni-Cr 、Pd、Ta 、Mo、W、Ta、AuCrの積層膜などが好ましい。
【００２９】
電極の形成方法は特に限定されず、蒸着法でもよく、スパッタリング法でもよい。電極の膜厚は、例えば５００〜１００００オングストロームとすることができる。
【００３０】
プリズム部１１は、分極反転によって形成する。分極反転は、好ましくは電圧印加法によって形成できる。電圧印加方法は特に限定されない。例えば不活性雰囲気中に基板を設置して電圧を印加してもよく、絶縁体液体中に基板を設置して電圧を印加してもよい。電圧を印可する際、電圧印可プローブピンを用いる場合、ピンの電極に対する接触位置は、真ん中である方が望ましい。
【００３１】
電圧はパルス電圧であることが好ましく、直流バイアス電圧を更に印加してもよい。パルス電圧の好ましい条件は以下のとおりである。
パルス電圧：2.0kV〜8.0kV(/mm)
パルス幅：0.1ms〜10ms
直流バイアス電圧：1.0kV〜5.0kV(/mm)
【００３２】
プリズム部の平面形状は、伝搬光を屈折させて偏向させる機能があれば特に限定されず、三角形、台形、ひし形の形態を例示できる。また、プリズム部の各辺が湾曲していても構わない。
【００３３】
プリズム部の厚さＴＰは、入力光との結合効率、および基板の機械強度の観点から１μｍ以上とし、２μｍ以上が更に好ましい。また、スイッチングの駆動電圧低減、ビーム拡がり防止の観点から１００μｍ以下とするが、５０μｍ以下が更に好ましい。
【００３４】
ここで、本発明においては、プリズム部の厚さＴＰが非分極反転部の厚さＴＮよりも大きい。従って、スラブ光導波路基板の厚さとは、プリズム部の厚さＴＰとなる。
【００３５】
プリズム部の厚さＴＰと非分極反転部の厚さＴＮとの差（ＴＰ−ＴＮ）は、偏向角度を大きくするという観点からは、プリズム部の厚さＴＰの１／１００以上であることが好ましく、１／５０以上であることが更に好ましい。また、光挿入損失を低減するという観点からは、（ＴＰ−ＴＮ）は、ＴＰの１／５以下であることが好ましく、１／１０以下であることが更に好ましい。
【００３６】
また、プリズム部の厚さＴＰと非分極反転部の厚さＴＮとの差を（ＴＰ−ＴＮ）としたとき、（ＴＰ−ＴＮ）／ＴＰは、偏向角度を大きくするという観点からは、０．０１以上であることが好ましく、０．０２以上であることが更に好ましい。また、光挿入損失を低減するという観点からは、（ＴＰ−ＴＮ）／ＴＰは、０．２以下であることが好ましく、０．１以下であることが更に好ましく、０．０８以下が最も好ましい。
【００３７】
好適な実施形態においては、複数のプリズム部が、素子上から平面的に見たときに所定方向に向かって配列されている。このパターンは、光の偏向を制御する上で特に好適である。ここで、複数のプリズム部が所定方向に向かって配列されているというのは、各プリズム部の重心を結ぶことで直線が形成され、この直線が所定方向に向かって延びていることを意味する。
【００３８】
この実施形態について、図４を例示しつつ述べる。
図４は、隣接する二つのプリズム部１１を取り出して平面的に示す拡大図である。プリズム部１１は、所定方向Ｋに向かって延びるように配列されている。各プリズム部１１は、底面１１ａと一対の斜辺１１ｂ、１１ｃとを有する。底面１１ａは伝搬光の通過しない辺であり、斜辺１１ｂはプリズム部への入射面であり、斜辺１１ｃはプリズム部からの出射面である。
【００３９】
本実施形態では、素子の長手方向の中心軸Ｌが底面１１ａと平行している。そして、プリズム部の配列方向Ｋが底面１１ａに対して角度θｐｒｉをなしており、プリズム部への入射光が底面１１ａおよび長手方向Ｌに対して角度θｉｎをなしている。プリズム部への入射角はθ１である。
【００４０】
入射角θ１でプリズム部に入射した伝搬光は、角度θ２でプリズム部内を伝搬し、出射面１１ｃに対して角度θ５で入射し、入射面１１ｃから出射角θ６で出射する。そして隣接するプリズム部に再び入射する。このとき、プリズム部への入射角とプリズム部からの出射角とは若干異なっており、偏向している。
【００４１】
ここで、好適な実施形態においては、素子の入射面に最も近いプリズム部１１の底面１１ａに対して伝搬光の伝搬方向のなす角度θｉｎが、プリズム部の底面に対してプリズムの配列方向Ｋのなす角度θｐｒｉよりも大きい。これによって、偏向角を大きくできる。
【００４２】
偏向角を大きくするという観点からは、θｉｎとθｐｒｉとの関係は、θpri（＝arcsin(sin(θin+ｋ)/ｎLN)）が成り立っていることが好ましく、ｋは０以上が好ましく、また、２０以下が好ましい。
【００４３】
また、好適な実施形態においては、プリズム部の配列方向Ｋが、スラブ光導波路基板の長手方向に延びる中心軸Ｌに対して傾斜している。これによって、伝搬光の偏向角を大きくできる。偏向角を大きくするという観点からは、傾斜角度θｐｒｉは、１°以上が好ましく、３°以上が更に好ましい。また、θｐｒｉは、２０°以下が好ましく、１０°以下が更に好ましい。
また、プリズム部の頂角度θ３は、２０°〜４５°が好ましく、２５°〜４０°が更に好ましい。
【００４４】
プリズム部と非分極反転部との間で厚さの差異を設ける方法は限定されない。好適な実施形態においては、基板の一方の主面、あるいは両方の主面をエッチングすることで段差を形成する。こうしたエッチング法それ自体は、公知のエッチング方法を転用できる。あるいは、レーザアブレーション加工によって段差を設けることも可能である。
【００４５】
本実施形態では、支持基板の材質の屈折率は、スラブ光導波路基板の材質の屈折率以下であってよく、またそれ以上であってもよい。一方、非線形光学結晶の熱膨張率（１００％）に対する支持基板の材質の熱膨張率の比率は５０〜１５０％であることが好ましい。また、支持基板の材質は、ガラス、半導体またはセラミックス基板であることが好ましい。支持基板の材質とスラブ光導波路基板の材質とが同じであってもよい。また、このガラス、半導体、セラミックスとして、以下が特に好ましい。
ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラス、白板ガラス、アルミニウムガリウム砒素、アルミナ、水晶。
【００４６】
本実施形態では、スラブ光導波路基板と支持基板とを接着する接着剤は、スラブ光導波路基板の材質よりも低誘電率である材料からなることが好ましい。また、スラブ光導波路基板の屈折率よりも接着層の屈折率が低いことが好ましく、この屈折率差は0.3以上が好ましい。具体的には、接着層の屈折率が２以下であることが好ましい。接着層の具体例は特に限定されないが、エポキシ系接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化性接着剤、アロンセラミックスＣ（商品名、東亜合成社製）（熱膨張係数１３×１０−６／Ｋ）を例示できる。
【００４７】
接着層の厚さは特に限定されないが、０．１μｍ以上とすることが好ましく、０．５μｍ以上とすることが更に好ましい。また、接着層の厚さを３μｍ以下とすることが好ましく、１．５μｍ以下とすることが更に好ましい。
【００４８】
クラッド層の材質は、酸化シリコン、弗化マグネシウム、窒化珪素、アルミナ、五酸化タンタルを例示できる。
【００４９】
好適な実施形態においては、素子の出力側に、複数の光導波路を形成する。各光導波路は、それぞれ、偏向しない伝搬光、あるいは偏向した伝搬光に対応する位置に形成されている。
【００５０】
例えば、図２の例では、偏向しない伝搬光の位置に光導波路１６が形成されており、偏向した伝搬光の位置に光導波路１５が形成されている。偏向しない伝搬光は、プリズム配列体１０を通過して光導波路１６に入射し、素子から出射し、例えば光ファイバ１４によって外部へと伝送される。電圧を印加すると、各プリズム部で伝搬光が偏向し、最終的に光導波路１５で集光され、外部の光ファイバ１３へと入射し、伝送される。
【００５１】
これら光導波路の種類は特に限定されず、リッジ型光導波路や金属拡散光導波路、プロトン交換光導波路であってよい。
【実施例】
【００５２】
（実験１）
図１〜図３に示すプリズム型光スイッチを作製した。
ただし、具体的には、MgOドープのｚ板ニオブ酸リチウム単結晶ウエハに、三角プリズム形状の電極パターンを形成し、電圧印加することにより分極反転を行った。これによって、分極反転部からなるプリズム部１１を形成した。次に、＋ｚ面側にＳｉＯ2からなるクラッド層５をスパッタリングにて厚さ差5000オングストローム成膜し、電極４としてＴｉ、Ｐｔ、Ａｕをそれぞれ200、100および5000オングストローム成膜した。
【００５３】
その後、支持基板２となるｚ板ＬＮウエハと上記ウエハを電極面が貼り合せ面となるように接着した。接着層３は、熱硬化型樹脂とした。貼り合せした複合ウエハを研磨定盤に貼り付け、MgOドープｚ板ＬＮウエハの基板厚を7.5μｍになるまで精密研磨加工を行った。その後、研磨定盤からはずし、ウエハ表面（―ｚ面）をフッ酸にてプリズム部１１以外をエッチングし、所望の段差を設けた。同じように、出力側に光ファイバに集光するためのリッジ型テーパ導波路１５、１６をエッチングにて形成した。テーパー部の開口部の幅は450μｍ、出力端で300μｍとなるようにした。
【００５４】
最後に、チップ切断し、端面研磨加工を施した後に、コア径３００μｍの光ファイバを接続した。
【００５５】
ただし、プリズム部（分極反転部）１１と非分極反転部２０との間の段差の大きさ（厚さの差異）は、表１に示すように変更した。また、三角プリズム部の平面形状については、図４に示すパラメータを下記のようにした。
プリズム数：  39個
入射角θin：  表に示す。
プリズム頂角θ3：  30°
プリズム底辺１１ａの長さ：  241μｍ
プリズム高さ：  450μｍ
【００５６】
入力光の波長808nmとし、入射角度θｉｎ、θｐｒｉをそれぞれ０°とした。プリズム部の厚さＴＰと非分極反転部の厚さＴＮとの差（ＴＰ−ＴＮ）は、表１に示すように変更した。印加電圧は±７０Vとした。この時にプリズム部と非分極反転部との屈折率差は±0.003であった。また、プリズム数３９個の総長さ（Ｌpri）は９．５４ｍｍであり、偏向角は偏向量とＬpriとのタンジェント（tan）で求めた。さらにビーム幅は1/e2の光強度となる幅とした。
電圧印加により偏向する量（偏向量）、偏向角、ビーム幅を測定した結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
2013195687.tif 000003
【００５８】
本結果からわかるように、プリズム部と非分極反転部との厚さに差を設けることによって、他の条件が同じであっても、偏向角が著しく増大する。
【００５９】
（実験２）
実験１と同様に実験を行った。ただし、プリズム部の厚さＴＰと非分極反転部の厚さＴＮとの差（ＴＰ−ＴＮ）を０．５μｍに固定し、入射角度θｉｎを12.5°に固定した。プリズム配列角度θpriを０°から12.5°まで変化させた。電圧印加により偏向する量（偏向量）、偏向角、ビーム幅を測定した結果を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2013195687.tif 000004
【００６１】
本結果から、プリズム配列角度θpriに関して、三角プリズムの底辺水平線方向に配列させるよりも入射方向にずらした方が偏向量が大きくなった。また、θpriが入射角度θｉｎ以下のときに、偏向量を最大にする最適値が存在することがわかる。
【００６２】
この角度については、θpri（＝arcsin(sin(θin+ｋ)/ｎLN)）において、ｋが０以上、１０以下であるときに偏向量が最大になることがわかった。ちなみに、表２の場合、ｋ＝０のときθpri＝2.9°、ｋ＝１０のときθpri＝4.7°となり偏向量は最大値の１０％以内となる。
【００６３】
（実施例３）
偏向量、偏向角、ビーム幅の入射角度θｉｎの依存性を測定した。
入射角度θｉｎは、０°から２０°まで変化させ、θｐｒｉは上式のｋ＝４とした。その結果を表３に示す。
【００６４】
【表３】
2013195687.tif 000005
【００６５】
本結果から、θinを大きくすると、偏向量、偏向角が大きくなり、θin＝10°で飽和し、それ以降は変化しないことがわかった。
【００６６】
（実施例４）
偏向量、偏向角、ビーム幅の、プリズム部と非分極反転部との厚さの差（ＴＰ−ＴＮ）に対する依存性を、更に測定した。
プリズム部と非分極反転部との間の段差は、エッチング時間を変化させることにより０から1μｍまでの深さとした。プリズム部の形状は、実施例１において、θin=12.5°、θpri＝3.8°とした。結果を表４に示す。
【００６７】
【表４】
2013195687.tif 000006
【００６８】
本結果から、段差を大きくすると偏向量も大きくなることがわかる。しかし、伝搬損失も大きくなり、０．７μｍ以上となると伝搬損失が１ｄB以上となることがわかる。
【図１】
2013195687.tif 000007
【図２】
2013195687.tif 000008
【図３】
2013195687.tif 000009
【図４】
2013195687.tif 000010