(57)【要約】      （修正有）【課題】反射光の発生を抑制可能な光合分波素子を提供する。【解決手段】光合分波素子１０のコア１１は、第１のコア１２及び第２〜第３のコア１３、１４の各々に接合されたＭＭＩ区間１５を含み、ＭＭＩ区間１５のリブ型導波路１５ｂのリブ１５ｒの幅は、チャネル型導波路１５ａの幅から第１のコア１２の幅まで狭くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体からなるコアを備えた光合分波素子であって、
上記コアは、
第１のコアと、
上記第１のコアと厚さが等しい第２〜第Ｎのコアであって、互いに並列に配置された第２〜第Ｎのコアと、
第１の端面が上記第１のコアに接合され、上記第１の端面に対向する第２の端面が上記第２〜第Ｎのコアの各々に接合されたＭＭＩ（Multi-Mode Interference）区間と、を含み、
当該ＭＭＩ区間は、上記第２の端面を含み、上記第２〜第Ｎのコアの幅の和より幅が広いチャネル型導波路と、上記第１の端面を含み、上記第１〜第Ｎのコアと厚さが等しいリブと、当該リブより厚さが薄いスラブとからなるリブ型導波路とにより構成され、
上記リブの幅は、上記チャネル型導波路の幅から、当該リブとの境界における第１のコアの幅まで狭くなる、
ことを特徴とする光合分波素子。
【請求項２】
上記第２〜第Ｎのコアの各々の端部であって、上記チャネル型導波路に接合されている側の端部には、テーパー部が設けられており、当該テーパー部の幅は、上記第２の端面に近づくにしたがって連続的に広がる、
ことを特徴とする請求項１に記載の光合分波素子。
【請求項３】
上記第１のコアの端部であって、上記リブ型導波路に接合されている側の端部には、テーパー部が設けられており、当該テーパー部の幅は、上記第１の端面に近づくにしたがって連続的に広がる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光合分波素子。
【請求項４】
上記スラブの幅は、上記チャネル型導波路と上記リブ型導波路との境界においてゼロであり、上記チャネル型導波路と上記リブ型導波路との境界から上記第１のコアと上記リブ型導波路との境界までの区間の何れかの位置において最大値をとる、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光合分波素子。
【請求項５】
上記スラブの幅は、上記チャネル型導波路と上記リブ型導波路との境界及び上記第１のコアと上記リブ型導波路との境界においてゼロであり、上記リブ型導波路の全域に亘って連続的に変化する、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の光合分波素子。
【請求項６】
少なくとも一方のアーム部に光変調部が挿入された一対のアーム部を備えたマッハツェンダ型の光変調器であって、上記一対のアーム部に光を分波する光分波素子及び上記一対のアーム部から光を合波する光合波素子として、それぞれ、請求項１〜５の何れか１項に記載の光合分波素子を備えている、
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、半導体からなるコアを備えた光合分波素子に関する。また、そのような光合分波素子を備えた光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野では、複数の半導体光学素子を集積した半導体基板が広く用いられている。このような半導体基板には、半導体光学素子を形成するプロセスと親和性の高いプロセスを用いて半導体からなるコアを備えた光導波路が形成される。このような光導波路は、例えば、ある半導体光学素子と別の半導体光学素子とを接続するために利用される。
【０００３】
また、このような半導体基板には、光合分波素子が形成されることもある。ここで、光合分波素子とは、複数の光導波路から入力された光を合波して単一の光導波路に出力する機能、及び、単一の光導波路から入力された光を分波して複数の光導波路に出力する機能を有する素子のことを指す。
【０００４】
特許文献１〜２には、１つの光導波路（第１の導波路）と２つの光導波路（第２〜第３の導波路）とを、多モード干渉（ＭＭＩ；Multi-Mode Interference）部を介して接続した光合分波素子、すなわち、ＭＭＩ部を備えた１×２の光合分波素子が記載されている。
【０００５】
特許文献１の図１には、（１）第１の導波路（図１に示された第２入出力導波路部）とＭＭＩ部（図１に示された第１多モード導波路部）との間に、第１のテーパー部（図１に示された第２多モード導波路部及び第４入出力導波路部）が介在し、且つ、（２）第２〜第３の導波路（図１に示された第１入出力導波路部）とＭＭＩ部との間に第２のテーパー部（図１に示された第３入出力導波路部が介在する）が介在する光合分波素子が記載されている。
【０００６】
この構成によれば、第１の導波路の実効屈折率とＭＭＩ部の実効屈折率と差が第１のテーパー部の実効屈折率によって緩和されるため、第１の導波路とＭＭＩ部とを接続することに伴って生じる反射に起因する損失を抑制することができる。
【０００７】
また、第１の導波路と第２の導波路とを同一平面上において交差させる光交差素子が非特許文献１に記載されている。非特許文献１の図２に示されているように、光交差素子は、互いに直交する第１の導波路と第２の導波路とを備えており、第１の導波路と第２の導波路とが交差する交差点近傍には、拡張領域が形成されている。
【０００８】
拡張領域の形状は、平面視した場合に４回の対称性を有し、長軸が第１の導波路の中心軸と一致する第１の楕円と、長軸が第２の導波路の中心軸と一致する第２の楕円とによって構成されている。そのうえで、拡張領域の厚さは、第１の導波路の厚さ及び第２の導波路の厚さより薄く構成されている。
【０００９】
これらの構成によれば、交差点における散乱に起因する損失を抑制しつつ、第１の導波路を導波する光と第２の導波路を導波する光との間に生じるクロストークを低減することができる。
【００１０】
特許文献１に記載の光合分波素子においては、ＭＭＩ部で生じる相互作用である干渉を積極的に利用することによって、合波機能と分波機能とを実現していると考えられる。
【００１１】
一方、非特許文献１に記載の光交差素子においては、第１の導波路を導波する光と第２の導波路を導波する光との間に生じる相互作用は、互いの光のクロストークの原因となると考えられる。すなわち、光交差素子においては、この相互作用をできるだけ抑制することによって、互いの光のクロストークを低減した光の交差を実現していると考えられる。
【００１２】
以上のように、複数の光の間に生じる相互作用に対する考え方において、光合分波素子と光交差素子とは、対極に位置する発明同士である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−２２１３４５号公報（２０００年８月１１日公開）
【特許文献２】特開２０１３−１３７３６０号公報（２０１３年７月１１日公開）
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Wim Bogaerts et. al., OPTICS LETTERS, Vol.32, No.19, 2801-2803, October 1, 2007
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
複数の半導体光学素子を集積した半導体基板は、多くの光合分波素子を備えている。そのため、各光合分波素子において生じる反射光（戻り光）の発生をできるだけ抑制することが強く要望されている。反射光は、光合分波素子の損失を増加させるだけでなく、複数の半導体光学素子を集積した集積光学素子の動作を不安定にする。本発明の発明者らは、特許文献１〜２に記載された光合分波素子には、反射光の発生を抑制する余地があると考えた。
【００１６】
上述したように、非特許文献１に記載された光交差素子においては、交差点近傍に拡張領域を設けることによって、交差点における散乱に起因する損失を抑制し、クロストークを低減できることが記載されている。
【００１７】
しかしながら、光交差素子において用いられている構成である拡張領域の概念を光合分波素子に適用したとしても、有意な効果が得られるか否かは、自明ではない。また、拡張領域の概念をどのように具体化して光合分波素子に適用すべきかは、不明である。
【００１８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の光合分波素子と比較して、反射光の発生を抑制可能な光合分波素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、本発明の光合分波素子は、半導体からなるコアを備えた光合分波素子であって、上記コアは、第１のコアと、上記第１のコアと厚さが等しい第２〜第Ｎのコアであって、互いに並列に配置された第２〜第Ｎのコアと、第１の端面が上記第１のコアに接合され、上記第１の端面に対向する第２の端面が上記第２〜第Ｎのコアの各々に接合されたＭＭＩ（Multi-Mode Interference）区間と、を含み、当該ＭＭＩ区間は、上記第２の端面を含み、上記第２〜第Ｎのコアの幅の和より幅が広いチャネル型導波路と、上記第１の端面を含み、上記第１〜第Ｎのコアと厚さが等しいリブと、当該リブより厚さが薄いスラブとからなるリブ型導波路とにより構成され、上記リブの幅は、上記チャネル型導波路の幅から、当該リブとの境界における第１のコアの幅まで狭くなる 、ことを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、リブ型導波路にスラブが形成されていることによって、等価屈折率（微小導波路における実効的な屈折率を表す）をチャネル型導波路から第１のコアまでに亘って滑らかに変化させることができる。
【００２１】
したがって、本発明の光合分波素子は、等価屈折率が大きく変化する界面において発生するフレネル反射を抑制可能であり、光合分波素子において発生し得る反射光の発生を抑制することができる。
【００２２】
本発明の一態様に係る光合分波素子において、上記第２〜第Ｎのコアの各々の端部であって、上記チャネル型導波路に接合されている側の端部には、テーパー部が設けられており、当該テーパー部の幅は、上記第２の端面に近づくにしたがって連続的に広がる、ことが好ましい。
【００２３】
本発明の一態様に係る光合分波素子において、上記第１のコアの端部であって、上記リブ型導波路に接合されている側の端部には、テーパー部が設けられており、当該テーパー部の幅は、上記第１の端面に近づくにしたがって連続的に広がる、ことが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、第２〜第Ｎのコアの各々とチャネル型導波路との境界におけるコアの幅の不連続、又は、第１のコアとリブ型導波路との境界におけるコアの幅の不連続を抑制することができる。したがって、これらの境界において生じ得る反射光の発生を抑制することによって、損失も抑制することができる。
【００２５】
本発明の一態様に係る光合分波素子において、上記スラブの幅は、上記チャネル型導波路と上記リブ型導波路との境界においてゼロであり、上記チャネル型導波路と上記リブ型導波路との境界から上記第１のコアと上記リブ型導波路との境界までの区間の何れかの位置において最大値をとる、ことが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、リブとチャネル型導波路との境界においてリブ型導波路とチャネル型導波路とを滑らかに接合可能である。したがって、チャネル型導波路とリブ型導波路との境界において発生し得るフレネル反射を更に抑制することができるため、反射光の発生を更に抑制することができる。
【００２７】
本発明の一態様に係る光合分波素子において、上記スラブの幅は、上記チャネル型導波路と上記リブ型導波路との境界及び上記第１のコアと上記リブ型導波路との境界においてゼロであり、上記リブ型導波路の全域に亘って連続的に変化する、ことが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、リブとチャネル型導波路との境界においてリブ型導波路とチャネル型導波路とを滑らかに接合可能であることに加えて、リブと第１のコアとの境界においても、リブ型導波路と第１のコアとを滑らかに接合可能である。したがって、第１のコアとリブ型導波路との境界において発生し得るフレネル反射を更に抑制することができるため、反射光の発生を更に抑制することができる。
【００２９】
本発明の一態様に係る光変調器は、少なくとも一方のアーム部に光変調部が挿入された一対のアーム部を備えたマッハツェンダ型の光変調器であって、上記一対のアーム部に光を分波する光分波素子及び上記一対のアーム部から光を合波する光合波素子として、それぞれ、本発明の一態様に係る光合分波素子を備えている、ことが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、本発明の一態様に係る光合分波素子と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、従来の光合分波素子と比較して、反射光の発生を抑制可能な光合分波素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光合分波素子の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した光合分波素子が備えているコアの構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１の（ａ）に示した光合分波素子が備えているＭＭＩ区間の構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、図１の（ｂ）に示したコアの第１〜第４の変形例の構成を示す上面図である。
【図４】本発明の実施例の光合分波素子を用いて計算した反射率を、長さＬ２に対してプロットしたグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光変調器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係る光合分波素子１０に関して、図１及び図２を参照して説明する。図１の（ａ）は、本実施形態に係る光合分波素子１０の構成を示す斜視図であり、図１の（ｂ）は、光合分波素子１０が備えているコア１１の構成を示す斜視図である。図２の（ａ）〜（ｃ）は、光合分波素子１０が備えているＭＭＩ（Multi-Mode Interference）区間１５の構成を示す断面図である。
【００３４】
（光合分波素子１０）
図１の（ａ）に示すように、光合分波素子１０は、コア１１と、下部クラッド２１ａ及び上部クラッド２１ｂからなるクラッド２１とによって構成されている。コア１１は、下部クラッド２１ａの上面に積層されており、上部クラッド２１ｂは、コア１１を取り囲むように、下部クラッド２１ａ及びコア１１の上面に積層されている。
【００３５】
コア１１は、例えばシリコンに代表される、高い屈折率を有する半導体によって構成されており、クラッド２１は、コア１１を構成する材質より低い屈折率を有する材質によって構成されている。例えば、コア１１を構成する材質としてシリコンを採用する場合、クラッド２１を構成する材質としては、シリカを採用することができる。
【００３６】
図１の（ｂ）に示すように、本実施形態のコア１１は、（１）第１のコア１２と、（２）第１のコア１２と厚さが等しい第２〜第３のコア１３，１４であって、互いに並列に配置された第２〜第３のコア１３，１４と、（３）第１の端面（図示した座標軸におけるｙ軸負方向側の端面）が第１のコア１２に接合され、上記第１の端面に対向する第２の端面（図示した座標軸におけるｙ軸正方向側の端面）が第２〜第３のコア１３，１４の各々に接合されたＭＭＩ（Multi-Mode Interference）区間１５と、により構成されている。ＭＭＩ区間１５は、上記第２の端面を含むチャネル型導波路１５ａと、上記第１の端面を含むリブ型導波路１５ｂとにより構成されている。
【００３７】
本実施形態において、第１〜第３のコア１２〜１４として、光の導波方向に直交する断面の形状が四角形であるチャネル型のコアを採用している。（１），（２）より、第１のコア１２の厚さ、第２のコア１３の厚さ、及び第３のコア１４の厚さは、厚さｔｃで共通である。また、第２のコア１３の幅Ｗｃ２と第３のコア１４の幅Ｗｃ３とは、幅Ｗｃで共通であり、第２〜第３のコア１３，１４の幅Ｗｃと、第１のコア１２の幅Ｗｃ１とは、等しく構成されていてもよい。本実施形態では、第１〜第３のコア１２〜１４の幅は、幅Ｗｃで共通である構成を採用している。また、（３）より、チャネル型導波路の長さＬ１とリブ型導波路の長さＬ２とを用いれば、ＭＭＩ区間１５の長さＬは、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２で表される。
【００３８】
チャネル型導波路１５ａの幅Ｗ１は、上記第２の端面における第２のコア１３の幅Ｗｃ２と第３のコア１４の幅Ｗｃ３の和より広い（Ｗ１＞Ｗｃ＋Ｗｃ（＝Ｗｃ２＋Ｗｃ３））。
【００３９】
リブ型導波路１５ｂは、チャネル型導波路１５ａと第１のコア１２との間に介在している。リブ型導波路１５ｂは、リブ１５ｒとスラブ１５ｓとからなる。リブ１５ｒの厚さｔｒは、第１〜第３のコア１２〜１４の厚さｔｃと厚さｔｒが等しい（ｔｒ＝ｔｃ）。一方、スラブ１５ｓの厚さｔｓは、リブ１５ｒの厚さｔｒより薄い（ｔｓ＜ｔｒ）。すなわち、リブ型導波路１５ｂは、リブ型の導波路である。
【００４０】
ここで、図１の（ａ）及び（ｂ）に示す座標系を次のように定義する。下部クラッド２１ａとコア１１との境界面と平行な面をｘｙ平面とする。（１）その上で、ｘｙ平面に直行する方向、すなわち、コア１１の厚さ方向と平行な軸をｚ軸と定める。ｚ軸の向きは、下部クラッド２１ａから上部クラッド２１ｂに向かう向きが正の向きとなるように定める。（２）ｘｙ平面に含まれる方向のうち、第１のコア１２が延設されている方向と平行な軸をｙ軸とする。ｙ軸の向きは、図１の（ａ）及び（ｂ）において手前から奥に向かう向きが正の向きとなるように定める。（３）ｘｙ平面に含まれる方向のうち、第１のコア１２の幅方向と平行な軸をｘ軸と定める。ｘ軸の向きは、このｘ軸が上述したｙ軸及びｚ軸と共に右手系を構成するように定める。図２及び図３に示す座標系も、図１に示す座標系と同様に定めたものである。
【００４１】
図２の（ａ）は、光合分波素子１０が備えているＭＭＩ区間１５の構成を示す断面図であって、チャネル型導波路１５ａのｚｘ平面に沿った断面における断面図である。具体的には、図２の（ａ）は、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界におけるチャネル型導波路１５ａの断面図である。図２の（ｂ）及び（ｃ）は、光合分波素子１０が備えているＭＭＩ区間１５の構成を示す断面図であって、リブ型導波路１５ｂのｚｘ平面に沿った断面における断面図である。具体的には、図２の（ｂ）は、リブ型導波路１５ｂの中間点におけるリブ型導波路１５ｂの断面図であり、図２の（ｃ）は、リブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界におけるリブ型導波路１５ｂの断面図である。
【００４２】
図２の（ａ）に示すように、チャネル型導波路１５ａの断面の形状は、四角形である。チャネル型導波路１５ａの幅Ｗ１は、チャネル型導波路１５ａの全区間に亘って一定である。すなわち、幅Ｗ１は、チャネル型導波路１５ａと第２〜第３のコア１３，１４との境界から、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界に至るまで一定である。
【００４３】
図２の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、リブ型導波路１５ｂは、中央に設けられたリブ１５ｒと、リブ１５ｒの側面（リブ１５ｒを構成する４面のうち、ｘｙ面に垂直な２面）からリブ１５ｒの外側に向かって張り出したスラブ１５ｓとにより構成されている。リブ１５ｒ及びスラブ１５ｓの断面の形状は、四角形である。上述したように、ｔｒ＞ｔｓである。
【００４４】
本実施形態において、リブ型導波路１５ｂの幅Ｗ２（Ｗ２＝Ｗｒ＋Ｗｓ＋Ｗｓ）は、リブ型導波路１５ｂの全区間を通して一定である。すなわち、幅Ｗ２は、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界から、リブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界に至るまで一定である。
【００４５】
その上で、リブ１５ｒの幅Ｗｒは、（１）チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界においてＷｒ＝Ｗ１であり、（２）リブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界においてＷｒ＝Ｗｃであり、（３）チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界からリブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界に近づくにしたがって、連続的に狭くなる。本実施形態では、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界からリブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界に近づくにしたがって、リブ１５ｒの幅Ｗｒは、リブ１５ｒとの境界における第１のコア１２の幅になるまで直線的に狭くなる。換言すれば、幅Ｗｒは、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界からの距離の関数として傾きが負である場合の一次関数として表される。
【００４６】
本実施形態において、スラブ１５ｓの幅Ｗｓは、（１）リブ型導波路１５ｂとチャネル型導波路１５ａとの境界（リブ型導波路１５ｂのｙ軸正方向側の端部）においてＷｓ＝０であり、（２）リブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界（リブ型導波路１５ｂのｙ軸負方向側の端部）においてＷｓ＝（Ｗ１−Ｗｃ）／２であり、（３）チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界からリブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界に近づくにしたがって、幅Ｗｒの狭くなる分を補うように連続的に広くなる。本実施形態では、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界からリブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界に近づくにしたがって、スラブ１５ｓの幅Ｗｓは、直線的に広くなる。換言すれば、幅Ｗｓは、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界からの距離の関数として傾きが正である場合の一次関数として表される。
【００４７】
上記の構成によれば、リブ１５ｒとチャネル型導波路１５ａとの境界においてリブ型導波路１５ｂとチャネル型導波路１５ａとを滑らかに接合可能である。したがって、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとの境界において発生し得るフレネル反射を更に抑制することができるため、反射光の発生を更に抑制することができる。
【００４８】
図２の（ｂ）は、リブ型導波路１５ｂの中間点における光合分波素子１０の断面図であり、図２の（ｃ）は、リブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界における光合分波素子１０の断面図であるため、図２の（ｂ）に示す幅Ｗｓは、図２の（ｃ）に示す幅Ｗｓの１／２である。
【００４９】
（光合分波素子１０の機能）
光合分波素子１０は、第１のコア１２に対して光を入射する場合、第２のコア１３及び第３のコア１４の各々から光を出射する。すなわち、第１のコア１２を入射ポートとして用い、第２〜第３のコア１３，１４を出射ポートとして用いた場合、光合分波素子１０は、第１のコア１２に入射する光を第２のコア１３及び第３のコア１４の各々から出射する光に分波する光分波素子として機能する。
【００５０】
光合分波素子１０において、入射ポートと出射ポートとを反転させ、第２のコア１３及び第３のコア１４の各々に対して光を入射する場合、光合分波素子１０は、第１のコア１２から光を出射する。すなわち、第２〜第３のコア１３，１４を入射ポートとして用い、第１のコア１２を出射ポートとして用いた場合、光合分波素子１０は、第２のコア１３及び第３のコア１４の各々から入射する光を第１のコア１２から出射する光に合波する光合波素子として機能する。
【００５１】
以上のように、入射ポートとして、第１のコア１２を用いるか第２〜第３のコア１３，１４をもちいるかを選択することにより、光合分波素子１０を光分波素子として機能させるか光合波素子として機能させるかを選択可能である。
【００５２】
ＭＭＩ区間１５の内部では、２つの光が干渉しているため、ＭＭＩ区間１５の長さＬを調整することによって、２つの光における干渉の程度を、強め合う状態から弱め合う状態まで任意に制御することができる。例えば、第２のコア１３及び第３のコア１４の各々に光を入射する構成を用いて、第１のコア１２から出射する光の強度を最大にしたい場合には、２つの光が強め合う状態となるようにＭＭＩ区間１５の長さＬを定めればよい。
【００５３】
（光合分波素子１０の効果）
光合分波素子１０は、リブ型導波路１５ｂにスラブ１５ｓが形成されたコア１１を備えていることによって、等価屈折率（微小導波路における実効的な屈折率を表す）をチャネル型導波路１５ａから第１のコア１２までに亘って滑らかに変化させることができる。
【００５４】
したがって、光合分波素子１０は、等価屈折率が大きく変化する界面において発生するフレネル反射を抑制可能であり、光合分波素子において発生し得る反射光の発生を抑制することができる。すなわち、光合分波素子１０は、特許文献１〜２に記載された光合分波素子のように、ＭＭＩ区間にスラブが形成されていない光合分波素子と比較して、ＭＭＩ区間１５におけるフレネル反射を抑制可能であるため、フレネル反射に起因する損失も抑制することができる。
【００５５】
（コア１１及びクラッド２１の材質）
本実施形態に係る光合分波素子１０において、シリコン製のコア１１を採用する場合、光合分波素子１０は、例えばＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いて作製することができる。
【００５６】
この場合、ＳＯＩ基板のＢＯＸ層（埋め込み酸化層）を下部クラッド２１ａとして用い、ＢＯＸ層上に形成されたシリコン層をコア１１の形状にパターニングすればよい。コア１１における厚さが厚い部分（第１〜第３のコア１２〜１４、チャネル型導波路１５ａ、及びリブ１５ｒ）と厚さが薄いスラブ１５ｓとは、異なるパターンのマスクを用いて２回のエッチングを行うことにより作製可能である。
【００５７】
また、コア１１を取り囲む上部クラッド２１ｂは、シリコンより小さい屈折率を有する絶縁体、例えばシリカを、下部クラッド２１ａ及びコア１１の上に積層することによって形成することができる。
【００５８】
なお、ＳＯＩ基板を用いて光合分波素子１０を作製する場合、下部クラッド２１ａの下層には下部シリコン層（図１の（ａ）には不図示）が存在する。
【００５９】
これらの光合分波素子１０を作製するためのプロセスには、既存の半導体光導波路を作製するためのプロセス、すなわち、シリコンフォトニクスに用いられるプロセスを適用することができる。そのため、光合分波素子１０は、従来の半導体光導波路と同程度の製造コストで製造することができる。換言すれば、光合分波素子１０は、製造コストを高騰させることなく反射光の発生を抑制することができる。
【００６０】
なお、コア１１を構成する半導体は、シリコンに限定されるものではなく、例えばインジウムリンであってもよい。この場合、下部クラッド２１ａは、インジウムリンにドーパントを添加した半導体からなり、上部クラッド２１ｂは、インジウムリンにドーパントを添加した半導体、シリカ、及び空気の何れか１つからなることが好ましい。
【００６１】
（チャネル型導波路１５ａに接合されているコアの数）
本実施形態では、ＭＭＩ区間１５のリブ型導波路１５ｂに第１のコア１２が連なっており、ＭＭＩ区間１５のチャネル型導波路１５ａに２つのコア１３，１４が連なっている構成を採用した光合分波素子１０、すなわち、コア１１の構成が１×２である光合分波素子１０について説明した。しかし、コア１１の構成は、１×２に限定されるものではなく、１×Ｍ（Ｍは、３以上の整数）であってもよい。
【００６２】
コア１１の構成として１×Ｍを採用する場合、コア１１は、第１のコア１２と、第１のコア１２と厚さが等しい第２〜第Ｎ（Ｎ＝Ｍ＋１）のコアであって、互いに並列に配置された第２〜第Ｎのコアと、第１のコア１２と第２〜第Ｎのコアとの間に挿入された、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路１５ｂとを含むＭＭＩ区間１５と、を備えるように構成されていればよい。また、チャネル型導波路１５ａは、第２〜第Ｎのコアの各々に接合されており、その幅Ｗ１は、上記第２の端面における第２〜第Ｎのコアの幅の和より広くなるように構成されていればよい。
【００６３】
〔変形例〕
本実施形態に係る光合分波素子１０が備えているコア１１の変形例について、図３を参照して説明する。なお、説明の便宜上、本実施形態に係る光合分波素子１０にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。光合分波素子１０が備えているコア１１は、第１〜第４の変形例であるコア３１，４１，５１の何れかに置換することができる。
【００６４】
図３の（ａ）は、コア１１の第１の変形例であるコア３１の構成を示す上面図である。図３の（ｂ）は、コア１１の第２の変形例であって、図３の（ａ）に示したコア３１の変形例の構成を示す上面図である。
図３の（ｃ）は、コア１１の第３の変形例であるコア４１の構成を示す上面図である。図３の（ｄ）は、コア１１の第４の変形例であるコア５１の構成を示す上面図である。
【００６５】
（第１の変形例）
本変形例のコア３１が備えているＭＭＩ区間３５は、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路３５ｂとによって構成されている。なお、リブ型導波路３５ｂは、図１の（ｂ）に示したリブ型導波路１５ｂと同様の部材であり、リブ３５ｒとスラブ３５ｓとにより構成されている。図３の（ａ）に示すように、本変形例のコア３１は、コア１１と比較して、（１）第１のコア１２の一方の端部（リブ型導波路３５ｂに接合されている側の端部）に第１のテーパー部３２１が設けられており、（２）第２のコア１３の一方の端部（チャネル型導波路１５ａに接合されている側の端部）に第２のテーパー部３３１が設けられており、（３）第３のコア１３の一方の端部（チャネル型導波路１５ａに接合されている側の端部）に第３のテーパー部３４１が設けられている点が異なっている。
【００６６】
（第１のテーパー部３２１）
第１のテーパー部３２１は、光が導波する方向に直交する断面の形状が四角形であるチャネル型のコアである。第１のテーパー部３２１における第１のコア１２の幅Ｗｃ１は、リブ型導波路３５ｂとの境界（ＭＭＩ区間１５の第１の端面）に近づくにしたがって、連続的に広くなる。
【００６７】
第１のコア１２の上記第１の端面における幅Ｗｃ１が広げられることに伴い、上記第１の端面におけるリブ３５ｒの幅Ｗｒは、上記第１の端面における第１のテーパー部３２１の幅と一致するように広げられている。
【００６８】
第１のコア１２の実効屈折率とリブ３５ｒの実効屈折率と差が第１のテーパー部３２１の実効屈折率によって緩和されるため、第１のコア１２とリブ３５ｒとを接続することに伴って生じる反射に起因する損失を抑制することができる。
【００６９】
本変形例の第１のコア１２の幅が一定である部分の幅として、第１の実施形態のコア１２の幅と同じ幅を採用する場合、上記第１の端面における第１のテーパー部３２１の幅は、第１の実施形態のコア１２の幅より広くなる。したがって、この場合には、上記第１の端面におけるリブ３５ｒの幅Ｗｒとして、第１の実施形態のコア１２の幅より広い幅を採用すればよい。
【００７０】
また、リブ型導波路３５ｂのリブ３５ｒの幅Ｗｒとして、第１の実施形態のリブ型導波路１５ｂの幅Ｗｒと同じ幅を採用する場合、本変形例の第１のコア１２の幅が一定である部分の幅として、第１の実施形態の第１のコア１２の幅より狭い幅を採用すればよい。
【００７１】
（第２のテーパー部３３１、第３のテーパー部３４１）
第２のテーパー部３３１は、第１のテーパー部３２１と同様に、光が導波する方向に直交する断面の形状が四角形であるチャネル型のコアである。第２のテーパー部３３１における第２のコア１３の幅Ｗｃ２は、チャネル型導波路１５ａとの境界（ＭＭＩ区間１５の第２の端面）に近づくにしたがって、連続的に広くなる。
【００７２】
第３のテーパー部３４１は、第１のテーパー部３２１及び第２のテーパー部３３１と同様に、光が導波する方向に直交する断面の形状が四角形であるチャネル型のコアである。第３のテーパー部３４１における第３のコア１４の幅Ｗｃ３は、チャネル型導波路１５ａとの境界（ＭＭＩ区間１５の第２の端面）に近づくにしたがって、連続的に広くなる。
【００７３】
これらの構成によれば、第１の実施形態のコア１１と比較して、第２のコア１３とチャネル型導波路１５ａとの境界におけるコアの幅の不連続、及び、第３のコア１４とチャネル型導波路１５ａとの境界におけるコアの幅の不連続を抑制することができる。したがって、本変形例のコア３１を採用した光合分波素子１０は、損失も抑制することができる。
【００７４】
なお、本変形例においては、第１のコア１２とリブ型導波路３５ｂとの間に第１のテーパー部３２１が挿入されており、第２のコア１３とチャネル型導波路１５ａとの間に第２のテーパー部３３１が挿入されており、第３のコア１４とチャネル型導波路１５ａとの間に第３のテーパー部３４１が挿入されている構成について説明した。しかし、第１の実施形態のコア１１に対して、第１のテーパー部３２１のみを適用することもできるし、第２〜第３のテーパー部３３１，３４１のみを適用することもできる。第２のコア１３と第３のコア１４との対称性を保つ観点から、第２〜第３のテーパー部３３１，３４１の一方のみを適用することは、好ましくない。
【００７５】
（第２の変形例）
図３の（ｂ）に示すように、コア３１のリブ型導波路３５ｂは、図３の（ａ）に示したリブ型導波路３５ｂに対応するリブ型導波路３５ｂ１と、リブ型導波路３５ｂ１の第１のコア１２と接合されている側の端部（図示した座標系におけるｙ軸負方向側の端部）に設けられた接続部３５ｂ２とによって構成されていてもよい。接続部３５ｂ２は、リブ型導波路３５ｂ１に連続するリブ型導波路であって、リブ３５ｒの幅Ｗｒが一定であるリブ型導波路である。
【００７６】
このように、リブ型導波路３５ｂにおけるリブ３５ｒの幅Ｗｒは、第１のコア１２に近づくにしたがって、チャネル型導波路１５ａの幅から、リブ３５ｒとの境界における第１のコア１２の幅になるまで狭くなるように構成されていればよい。換言すれば、リブ型導波路３５ｂの一部区間に、リブ３５ｒの幅が一定である区間が含まれていてもよい。
【００７７】
（第３の変形例）
図３の（ｃ）に示すように、本変形例のコア４１のＭＭＩ区間４５は、図１の（ｂ）に示したリブ型導波路１５ｂに対応するリブ型導波路４５ｂ１と、リブ型導波路４５ｂ１の第１のコア１２と接合されている側の端部（図示した座標系におけるｙ軸負方向側の端部）に設けられた接続部４５ｂ２とによって構成されていてもよい。接続部４５ｂ２は、リブ型導波路４５ｂ１に連続するリブ型導波路であって、リブ４５ｒの幅Ｗｒが一定であるリブ型導波路である。
【００７８】
接続部４５ｂ２のスラブ４５ｓの幅Ｗｓは、リブ型導波路４５ｂ１との境界から第１のコア１２に近づくにしたがって狭くなり、第１のコア１２との境界においてＷｓ＝０となる。本変形例において、幅Ｗｓは、接続部４５ｂ２の、リブ型導波路４５ｂ１との境界から第１のコア１２との境界に近づくにしたがって直線的に狭くなる構成を採用している。換言すれば、幅Ｗｓは、接続部４５ｂ２とリブ型導波路４５ｂ１との境界からの距離の関数として傾きが負である場合の一次関数として表される。
【００７９】
換言すれば、幅Ｗｓは、リブ型導波路４５ｂの、チャネル型導波路１５ａとの境界及び第１のコア１２との境界においてＷｓ＝０であり、リブ型導波路４５ｂにおけるリブ型導波路４５ｂ１と接続部４５ｂ２との境界（特許請求の範囲に記載のチャネル型導波路１５ａとの境界から第１のコア１２との境界までの区間の何れかの位置に対応）において最大値をとり、リブ型導波路４５ｂの全域に亘って連続的に変化する。
【００８０】
この構成によれば、リブ４５ｒとチャネル型導波路１５ａとの境界においてリブ型導波路４５ｂとチャネル型導波路１５ａとを滑らかに接合可能であることに加えて、リブ４５ｒと第１のコア１２との境界においても、リブ型導波路４５ｂと第１のコア１２とを滑らかに接合可能である。
【００８１】
したがって、本変形例のコア４１を採用した光合分波素子１０は、第１の実施形態のコア１１を採用した光合分波素子１０と比較して、第１のコア１２とリブ型導波路４５ｂとの境界において発生し得るフレネル反射を更に抑制することができるため、損失を更に抑制することができる。
【００８２】
（第４の変形例）
図３の（ｄ）に示すように、本変形例のコア５１は、第１の実施形態のコア１１が有するＭＭＩ区間１５をＭＭＩ区間５５に置換することによって得られる。ＭＭＩ区間５５は、チャネル型導波路１５ａとリブ型導波路５５ｂとによって構成されている。リブ型導波路５５ｂは、図１に示したリブ型導波路１５ｂに対応するものであり、第１のリブ型導波路５５ｂ１と第２のリブ型導波路５５ｂ２とに二分されている。
【００８３】
図１の（ｂ）に示したコア１１において、リブ型導波路１５ｂのリブ１５ｒの幅Ｗｒは、チャネル型導波路１５ａとの境界から第１のコア１２との境界に近づくにしたがって狭くなるように構成されており、その狭くなり方は、リブ型導波路１５ｂの全域に亘って１つの傾きによって表される。一方、本変形例のコア５１において、リブ型導波路５５ｂのリブ５５ｒの幅Ｗｒの狭くなり方は、２分された第１〜第２のリブ型導波路５５ｂ１〜５５ｂ２の各々に対して別個に定められた２つの傾きによって表される。
【００８４】
なお、リブ型導波路５５ｂが分割される数は２つに限定されるものではない。すなわち、リブ型導波路５５ｂは、３つ以上のリブ型導波路に分割されており、各リブ型導波路のリブ５５ｒの幅Ｗｒが、各リブ型導波路の各々に対して別個に定められた３つ以上の傾きで減少するように構成されていてもよい。
【００８５】
また、リブ型導波路５５ｂを分割する数を増加させていく場合の極限として、リブ５５ｒの幅Ｗｒは、リブ型導波路５５ｂとチャネル型導波路１５ａとの境界からの距離の関数として、曲線を描く関数（例えば２次関数など）によって表されてもよい。
【００８６】
また、スラブ５５ｓの幅Ｗｓは、リブ型導波路５５ｂの、チャネル型導波路１５ａとの境界及び第１のコア１２との境界においてＷｓ＝０であり、リブ型導波路５５ｂの中間部（チャネル型導波路１５ａとの境界から第１のコア１２との境界までの区間の何れかの位置）において最大値をとり、リブ型導波路５５ｂの全域に亘って連続的に変化するように構成されている。すなわち、リブ５５ｒの幅Ｗｒとスラブ５５ｓの幅Ｗｓとの和である幅Ｗｒ＋Ｗｓ＋Ｗｓは、（１）リブ型導波路５５ｂとチャネル型導波路１５ａとの境界においてチャネル型導波路１５ａの幅Ｗ１と一致し、（２）リブ型導波路５５ｂと第１のコア１２との境界において第１のコア１２の幅Ｗｃ１と一致し、（３）リブ型導波路５５ｂとチャネル型導波路１５ａとの境界からリブ型導波路５５ｂと第１のコア１２との境界に近づくにしたがって滑らかに狭くなるように構成されている。本変形例においては、リブ型導波路５５ｂとチャネル型導波路１５ａとの境界からリブ型導波路５５ｂと第１のコア１２との境界に近づくにしたがって、幅Ｗｒ＋Ｗｓ＋Ｗｓが二次関数的に狭くなる構成を採用している。
【００８７】
第１の実施形態のコア１１において、リブ型導波路１５ｂとチャネル型導波路１５ａとの境界からリブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界に向かって近づいていった場合、スラブ１５ｓの幅Ｗｓは、徐々に広くなっていき、リブ型導波路１５ｂと第１のコア１２との境界において、Ｗｓ＝０となる不連続性を有していた。
【００８８】
それに対して、本変形例のコア５１において、リブ型導波路５５ｂとチャネル型導波路１５ａとの境界からリブ型導波路５５ｂと第１のコア１２との境界に近づいていった場合、スラブ５５ｓの幅Ｗｓは、徐々に広くなっていき、最大値を有し、その後徐々に狭くなっていく。したがって、コア５１は、スラブ５５ｓの幅Ｗｓが有する不連続性を抑制することができる。したがって、本変形例のコア５１を採用した光合分波素子１０は、第１の実施形態のコア１１を採用した光合分波素子１０と比較して、反射光の発生を抑制し、損失も抑制することができる。
【００８９】
〔実施例〕
第１の実施形態に係る光合分波素子１０の実施例について、図４を参照して説明する。本実施例では、光合分波素子１０を以下のように構成した。
【００９０】
コア１１を構成する半導体として、シリコンを採用し、クラッド２１（下部クラッド２１ａ及び上部クラッド２１ｂ）を構成する絶縁体として、シリカを採用した。
【００９１】
第１〜第３のコア１２〜１４、チャネル型導波路１５ａ、及びリブ１５ｒの厚さとして、共通である厚さｔｒ（＝２２０ｎｍ）を採用した。
【００９２】
スラブ１５ｓの厚さｔｓとして、ｔｓ＝９５ｎｍを採用した。
【００９３】
第１〜第３のコア１２〜１４の幅として、共通である幅Ｗｃ（＝６００ｎｍ）を採用した。
【００９４】
チャネル型導波路１５ａの幅Ｗ１（＝ＭＭＩ区間１５の幅）として、１．７μｍを採用した。
【００９５】
ＭＭＩ区間１５の長さＬとして、２．５μｍを採用した。
【００９６】
以上のように構成した光合分波素子１０において、リブ型導波路１５ｂの長さＬ２を、０μｍ≦Ｌ２≦２．５μｍの範囲で変化させた各実施例の光合分波素子１０を用いて、光合分波素子１０の反射率を計算した。光合分波素子１０の反射率は、第２のコア１３に対して周波数が１９３．５ＴＨｚであるＴＥ０偏波を入射させ、第３のコア１４から出射されるＴＥ０偏波を計算し、第２のコア１３に対して入射させたＴＥ０偏波のパワーに対する、第３のコア１４から出射されたＴＥ０偏波のパワーの割合から求めた。
【００９７】
図４は、各実施例の光合分波素子１０を用いて計算した反射率を、長さＬ２に対してプロットしたグラフである。図４によれば、ＭＭＩ区間１５の長さＬを一定として、リブ型導波路１５ｂの長さＬ２を長くしていくと、反射率が減少し、Ｌ２＝１．５μｍを境に増加に転じることが分かった。すなわち、Ｌ＝２．５μｍに対して、Ｌ２＝１．５μｍである場合に、反射率が最も小さくなることが分かった。
【００９８】
したがって、長さＬに対する長さＬ２の割合は、５０％以上７０％以下であることが好ましい。
【００９９】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る光変調器１に関して、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る光変調器１の構成を示すブロック図である。
【０１００】
光変調器１は、少なくとも一方のアーム部に光変調部が挿入された一対のアーム部を備えたマッハツェンダ型の光変調器である。上記一対のアーム部に光を分波する光分波素子及び上記一対のアーム部から光を合波する光合波素子として、それぞれ、第１の実施形態の光合分波素子１０を備えている。
【０１０１】
本実施形態においては、一対のアーム部が第１のアーム部２ａと第２のアーム部２ｂとによって構成されており、第１のアーム部２ａには第１の光変調部３ａが挿入されており、第２のアーム部２ｂには第２の光変調部３ｂが挿入されている構成を例にして説明する。
【０１０２】
また、第１〜第２のアーム部２ａ，２ｂを構成するコアと、第１〜第２の光変調部３ａ，３ｂを構成するコアとは、何れも、光合分波素子１０のコア１１と同じに半導体（例えばシリコン）製であり、第１〜第２のアーム部２ａ，２ｂを構成するクラッドと、第１〜第２の光変調部３ａ，３ｂを構成するクラッドとは、何れも、光合分波素子１０のクラッド２１と同じ材質（例えば、コアがシリコン製である場合には、シリカ）によって構成されている。
【０１０３】
（光変調器１）
図５に示すように、光変調器１は、第１のアーム部２ａと、第１のアーム部２ａに挿入された第１の光変調部３ａと、第２のアーム部２ｂと、第２のアーム部２ｂに挿入された第２の光変調部３ｂと、第１の光合分波素子１０ａと、第２の光合分波素子１０ｂとを備えている。
【０１０４】
光変調器１は、光の導波方向を反転させた場合であっても、導波する光に対して同様の変調動作を施すことができる。本実施形態では、第１の光合分波素子１０ａの側を光の入射側とし、光合分波素子１０ｂの側を光の出射側とする。すなわち、第１の光合分波素子１０ａの第１のコア１２ａに連なるコア４ａは、入射側のコアとして機能し、第２の光合分波素子１０ｂの第１のコア１２ｂに連なるコア４ｂは、出射側のコアとして機能する。
【０１０５】
第１の光合分波素子１０ａの第２のコア１３ａには、第１のアーム部２ａの一方の端部が連なっており、第１の光合分波素子１０ａの第３のコア１４ａには、第２のアーム部２ｂの一方の端部が連なっている。第２の光合分波素子１０ｂの第３のコア１４ｂには、第１のアーム部２ａの他方の端部が連なっており、第２の光合分波素子１０ｂの第２のコア１３ｂには、第２のアーム部２ｂの他方の端部が連なっている。また、上述の通り、第１のアーム部２ａには、第１の光変調部３ａが挿入されており、第２のアーム部２ｂには、第２の光変調部３ｂが挿入されている。
【０１０６】
第１〜第２の光変調部３ａ，３ｂをどのように構成するかは、特に限定されない。例えば、第１〜第２の光変調部３ａ，３ｂとして、コアの一部に、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とが互いに接合するｐｎ接合領域が形成された光変調部を採用してもよいし、コアの一部に、ｐ型半導体領域とｎ型半導体領域とが真性半導体領域を介して接合するｐｉｎ接合領域が形成された光変調部を採用してもよい。さらに、コアの一部に、ｐ型半導体領域とｐ型半導体領域が真性半導体領域を介して接合するｐｉｐ接合領域が形成された光変調部、もしくはｎ型半導体領域とｎ型半導体領域が真性半導体領域を介して接合するｎｉｎ接合領域が形成された光変調部を採用してもよい。
【０１０７】
第１の光合分波素子１０ａは、コア４ａを導波してきた光を第１のアーム部２ａを導波する光と第２のアーム部２ｂを導波する光とに分波する光分波素子として機能する。第１の光変調部３ａは、第１のアーム部２ａを導波する光を位相変調し、第２の光変調部３ｂは、第２のアーム部２ｂを導波する光を位相変調する。第２の光合分波素子１０ｂは、第１の光変調部３ａによって位相変調され第１のアーム部２ａを導波してきた光と、第２の光変調部３ｂによって位相変調され第２のアーム部２ｂを導波してきた光とを、コア４ｂを導波する光に合波する光合波素子として機能する。
【０１０８】
以上のように構成された光変調器１によれば、光合分波素子１０ａ，１０ｂ、アーム部２ａ，２ｂ、及び光変調部３ａ，３ｂにおいて、それぞれが備えているコア（光変調器１のコア）が同じ半導体によって構成されており、且つ、それぞれが備えているクラッド（光変調器１のクラッド）が同じ材質によって構成されているため、同一基板上に、光変調器１を集積して形成することができる。したがって、光変調器１のコンパクト化を実現できる。
【０１０９】
また、光変調器１のコアを構成する材質としてシリコンを採用し、光変調器１のクラッドを構成する材質としてシリカを採用する場合には、ＳＯＩ基板を用いて、シリコンフォトニクスのプロセスを適用することによって光変調器１を製造することができる。したがって、製造コストを高騰させることなく光変調器１のコンパクト化を実現できる。
【０１１０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
本発明は、半導体からなるコアを備えた光合分波素子に利用することができる。また、そのような光合分波素子を備えた光変調器に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  光合分波素子
１１，３１，４１，５１  コア
１２  第１のコア
１３  第２のコア
１４  第３のコア
３２１，３３１，３４１  第１〜第３のテーパー部
１５，３５，４５，５５  ＭＭＩ区間
１５ａ  チャネル型導波路
１５ｂ，３５ｂ，４５ｂ，５５ｂ  リブ型導波路
１５ｒ，３５ｒ，４５ｒ，５５ｒ  リブ
１５ｓ，３５ｓ，４５ｓ，５５ｓ  スラブ
２１  クラッド
２１ａ  下部クラッド
２１ｂ  上部クラッド
１  光変調器
２ａ，２ｂ  第１〜第２のアーム部（一対のアーム部）
３ａ，３ｂ  第１〜第２の光変調部
１０ａ，１０ｂ  第１〜第２の光合分波素子
【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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