(57)【要約】【課題】高速の光ビーム偏向が可能であり、なおかつコンパクトで大きい偏向角を実現できる新規な光偏向素子を実現する。【解決手段】基板１１０上に、光入力部１１１、光分配部１１２、光導波路アレイ１１３、光出力部１１４、制御電極１２０等を有し、光入力部に入力した光を光分配部により光導波路アレイの各光導波路に分配し、制御電極１２０等により、光導波路アレイ１１３を導波する光に、光導波路間で位相差を与えて光出力部から射出させる光偏向素子であり、光導波路アレイ１１３が、高屈折率差光導波路による２本以上の光導波路のアレイ配列で、少なくともコア１１６等が電気光学効果を有する材料で形成され、かつ、各光導波路が曲率をもつ曲がり光導波路部分１１８を有する位相変調構造を有し、制御電極が、光導波路アレイにおける位相変調構造に対し、電気光学効果により光導波路間で異なる位相差を導波光に与える位相変調を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、光入力部と、光分配部と、光導波路アレイと、光出力部と、制御電極とを有し、上記光入力部に入力した光を上記光分配部により、上記光導波路アレイの各光導波路に分配し、上記制御電極により、上記光導波路アレイを導波する光に、光導波路間で位相差を与えて上記光出力部から射出させる光偏向素子において、
上記光導波路アレイが、コアとクラッドが異なる材料で形成される高屈折率差光導波路による２本以上の光導波路のアレイ配列であり、少なくとも上記コアが電気光学効果を有する材料で形成され、かつ、上記各光導波路が曲率をもつ曲がり光導波路部分を持つ位相変調構造を有し、
上記制御電極が、上記光導波路アレイにおける位相変調構造に対し、電気光学効果により、光導波路間で異なる位相差を導波光に与える位相変調を行うものであることを特徴とする光偏向素子。
【請求項２】
請求項１記載の光偏向素子において、
光導波路アレイにおける各光導波路のコアの断面積：Ｓが、伝搬光波長：λに対して、
Ｓ≦（１．５λ）２
の条件を満たすことを特徴とする光偏向素子。
【請求項３】
請求項１または２記載の光偏向素子において、
光導波路アレイの位相変調構造を構成する複数の曲がり光導波路部分に対し、制御電極が、曲がり光導波路部分ごとに個別に電界を作用させる構成となっていることを特徴とする光偏向素子。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載の光偏向素子において、
光入力部が光結合構造を有することを特徴とする光偏向素子。
【請求項５】
請求項１〜４の任意の１に記載の光偏向素子において、
光出力部の出力端が、モード変換光導波路構造を有することを特徴とする光偏向素子。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の光偏向素子において、
光出力部の光導波路が位相調整構造を有することを特徴とする光偏向素子。
【請求項７】
請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向素子において、
光分配部が１入力多出力の光導波路スラブであることを特徴とする光偏向素子。
【請求項８】
請求項１〜７の任意の１に記載の光偏向素子において、
光分配部が多段分岐構造を有することを特徴とする光偏向素子。
【請求項９】
請求項１〜８の任意の１に記載の光偏向素子の光入力部側および／または光出力部側に他の光学要素を有する光偏向モジュール。
【請求項１０】
請求項１〜８の任意の１に記載の光偏向素子と、この光偏向素子からの出力光を、上記光偏向素子による偏向平面に交わる方向へ偏向させる偏向手段を有することを特徴とする光偏向モジュール。
【請求項１１】
請求項１０記載の光偏向モジュールにおいて、
光偏向素子の光入力部側および／または光出力部側に他の光学要素を有する光偏向モジュール。
【請求項１２】
請求項１〜８の任意の１に記載の光偏向素子を複数個、一体的にアレイ配列してなる光偏向モジュール。
【請求項１３】
請求項１２記載の光偏向モジュールにおいて、
アレイ配列された複数個の光偏向素子の入力側が結合用光導波路により結合されたことを特徴とする光偏向モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光偏向素子および光偏向モジュールに関する。  
この発明の光偏向素子・光偏向モジュールは、例えば、レーザプリンタ、画像形成装置などにおける光走査用の偏向手段として利用できる。
【背景技術】
【０００２】
電気光学効果を利用して光ビームを高速偏向させる素子として、相互に近接して互いに平行に配置した複数の光導波路の入力部に「同位相の波面を持つ光」を入射させ、電極による電気制御により、光導波路ごとの導波光に位相差を与えて光ビーム偏向を実現するものが知られている（特許文献１）。  
特許文献１記載の素子は高速の光ビーム偏向が可能であるが、相互に近接して配置される複数の光導波路が直線状で、各光導波路を導波する光に位相差を与えるのに「光導波路ごとの電界作用領域の長さ」を相互に異ならせる構成であり、例えば、デジタル複写装置等の画像形成装置で光走査に必要な「４０度以上の偏向角」を実現しようとすると、各導波路の長さが長大となり、素子自体が大型化することを避けられない。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２２４５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、電気光学効果の利用により高速の光ビーム偏向が可能で、大きい偏向角を実現でき、なおかつコンパクトな光偏向素子の実現を課題とする。この発明はまた上記光偏向素子を用いる光偏向モジュールの実現を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の光偏向素子は「基板上に、光入力部と、光分配部と、光導波路アレイと、光出力部と、制御電極とを有し、光入力部に入力した光を光分配部により光導波路アレイの各光導波路に分配し、制御電極により、光導波路アレイを導波する光に、光導波路間で位相差を与えて光出力部から射出させる光偏向素子」であって以下の如き特徴を有する（請求項１）。
【０００６】
即ち、「光導波路アレイ」は、コアとクラッドが異なる材料で形成される高屈折率差光導波路による２本以上の光導波路のアレイ配列であって、少なくともコアが電気光学効果を有する材料で形成される。光導波路アレイは、各光導波路が「曲率をもつ曲がり光導波路部分」を持つ位相変調構造を有する。  
「制御電極」は、光導波路アレイにおける位相変調構造に対して、電気光学効果により「光導波路間で異なる位相差」を導波光に与える位相変調を行う。  
「高屈折率差光導波路」は、異なる材料で形成されるコアとクラッドとの屈折率差が大きい光導波路であり「ＨＩＣ光導波路（High Index Contrast光導波路）」として知られている。この発明の光偏向素子に用いられる高屈折率差光導波路では、コアとクラッドのうち、少なくともコアは「電気光学効果を持つ材料」で形成される。制御電極による位相変調は、高屈折率差導波路におけるコア部の屈折率を、電気光学効果により変化させることにより行われる。
【０００７】
「曲がり光導波路部分」は、光導波路が、有限の曲率をもって滑らかに曲がる屈曲部により、２次元的もしくは３次元的に折畳まれた構造部分である。  
高屈折率差光導波路は、導波光をコア内へ強く閉じ込める性質をもち、導波光をコア内に閉じ込める効果が大きいため「コアの断面積を小さくする」ことが可能になり、光導波路アレイの光出力部における光導波路相互の配列間隔を小さくできる。また、導波光がコア内への強く閉じ込められるので、光導波路を「大きな曲率を持たせて滑らかに曲げ」ても、曲がり部分での損失が実質的に生じないようにできる。
【０００８】
即ち、この発明の光偏向素子では、光導波路アレイを構成する個々の光導波路が高屈折率差光導波路であるため、コアを細くして２次元的または３次元的に折畳むようにすることにより、長い光導波路を「小さな領域」に配設でき、光導波路が長いにも拘らず光導波路アレイをコンパクトに構成できる。
【０００９】
このようにアレイ配列される各光導波路の長さを大きくできるので大きな偏向角を実現でき、位相変調に電気光学効果を利用することにより高速の光ビーム偏向が可能である。
【００１０】
なお、制御電極による位相変調制御により、偏向角：０度から最大偏向角：θｍａｘまで連続的に偏向させることができ、光偏向素子を例えば「デジタル複写装置の光走査用」に用いることができる。また、位相変調をオン／オフの２値あるいは多値で行うようにして光偏向素子を光スイッチング素子として使用することができる。
【００１１】
請求項１記載の光偏向素子における「光導波路アレイにおける各光導波路のコアの断面積：Ｓ」は、導波光波長：λ（真空中の伝搬に対する波長）に対して、条件：
Ｓ≦（１．５λ）２                      （１）  
の条件を満たすことが好ましい（請求項２）。  
条件（１）を満足する高屈折率差光導波路は、導波光の「コア内への閉じ込め作用」が良好に行われる。
【００１２】
請求項１または２記載の光偏向素子は、光導波路アレイの位相変調構造を構成する複数の曲がり光導波路部分に対し、制御電極が、曲がり光導波路部分ごとに個別に電界を作用させる構成となっていることができる（請求項３）。  
請求項１〜３の任意の１に記載の光偏向素子における光入力部は「光結合構造」を有することが好ましい（請求項４）。光入力部に光結合構造を持たせることにより、入力光を効率よく光分配部に結合させることができる。
【００１３】
請求項１〜４の任意の１に記載の光偏向素子における光出力部の出力端は「モード変換光導波路構造」を有することが好ましい（請求項５）。このようにすることにより、光出力部の出力端から出力光を「より高効率」で取り出すことができる。  
請求項１〜５の任意の１に記載の光偏向素子における光出力部における光導波路は「位相調整構造」を有することが好ましい（請求項６）。
【００１４】
請求項１〜６の任意の１に記載の光偏向素子における「光分配部」は、１入力多出力の光導波路スラブであることができ（請求項７）、請求項１〜７の任意の１に記載の光偏向素子における光分配部は「多段分岐構造」を有することができる（請求項８）。
【００１５】
この発明の光偏向モジュールは、上記請求項１〜８の任意の１に記載の光偏向素子をモジュールの一部として用いる光学モジュールである（請求項９〜１３）。  
請求項９記載の光偏向モジュールは、請求項１〜８の任意の１に記載の光偏向素子の光入力部側および／または光出力部側に「他の光学要素」を有することを特徴とする。他の光学要素としては、例えば、光入力側に設けられる光源としての「光出力端を有する半導体レーザ」や、あるいは光出力側に設けられ、光偏向素子から出力される出力光に対してレンズ作用を作用させる平面レンズやマイクロレンズ、マイクロレンズアレイ等の屈折光学系や、あるいは出力光の光路を屈曲させる反射面等を例示することができる。
【００１６】
光入力側に光源として「光出力端を有する半導体レーザ」を設ける場合には、光偏向素子の光入力部における光入力端と半導体レーザの光出力端とを近接配置させるのが良い。
この場合、光出力端を有する半導体レーザは、光偏向素子の基板上に集積して設けることができる。
【００１７】
請求項１０記載の光偏向モジュールは、請求項１〜８の任意の１に記載の光偏向素子と、この光偏向素子からの出力光を「光偏向素子による偏向平面に交わる方向」へ偏向させる偏向手段を有することを特徴とする。「光偏向素子による偏向平面」は、光偏向素子により偏向される光ビームが偏向に伴って掃引する仮想的な平面である。この請求項１０記載の光偏向モジュールにおいても、光偏向素子の光入力部側および／または光出力部側に上記と同様の「他の光学要素」を有する構成とすることができる（請求項１１）。  
偏向手段としては、光偏向素子自体を偏向平面に交わる方向へ「機械的に揺動させるもの」、駆動により揺動させうる「揺動ミラー」、音響光学素子等を挙げることができる。
【００１８】
請求項１２記載の光偏向モジュールは、請求項１〜８の任意の１に記載の光偏向素子を複数個、一体的にアレイ配列してなる光偏向モジュールである。この請求項１２記載の光偏向モジュールは、アレイ配列された複数個の光偏向素子の入力側を「結合用光導波路により結合」した構成とすることができる（請求項１３）。
【００１９】
請求項１１や１２記載の光偏向モジュールにおける複数の光偏向素子の１以上に対し、光入力部側および／または光出力部側に、出力端を有する半導体レーザ等の光源や、平面レンズ等の屈折光学系や反射面等を設けることができ、更には、光偏向素子ごと、あるいはアレイ配列された複数の光偏向素子に共通に、上記偏向手段を設けることもできる。
【００２０】
ここで、図１を参照して「従来から知られた光偏向素子」を例にとり、光ビーム偏向の原理を説明し、合わせて、この発明による改良点を説明する。  
図１において、符号１は従来から知られた「光偏向素子」を示す。光偏向素子１は基板上に複数の光導波路を形成し「個々の光導波路に電界を印加する電極」を形成した構成となっている。
【００２１】
図１に示された例では、４本の光導波路が互いに平行に近接して形成され、符号２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄはこれら４本の光導波路の「コア」を示している。  
４本の光導波路は「全て等しい長さ」で直線状に形成され、コア２Ａ〜２Ｄは「電気光学効果を有する同一材質」で形成され、屈折率が互いに等しい。
【００２２】
一方、符号３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄで示す電極は帯状であって、対応する光導波路のコア部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの「長さ方向の一部」を覆うように形成されている。電極３Ａ〜３Ｄの長さは互いに異なり、電極３Ａから３Ｄに向かって長さ（コア部に電界が作用する距離）が「ＬＰの差で等差的」に小さくなっている。電極３Ａ〜３Ｄに対する対向電極は、光導波路アレイを介してこれらの電極３Ａ〜３Ｄと逆側に、電極３Ａ〜３Ｄに共通化して１面として形成されている。
【００２３】
図１左方の光入力部から、図示されない光分配部を介して、光導波路のコア２Ａ〜２Ｄに「進行方向に位相の揃った光」を同時に入射させる。このとき「電極３Ａ〜３Ｄによる電界を光導波路に作用させないとき」は、導波光は各光導波路を「同速」で伝搬し、図の右方の光出力部から同位相の球面波として射出し、同位相の波面部分が強め合って「図の右方に向かう平面波」として伝搬する。
【００２４】
次に、電極３Ａ〜３Ｄにより、光導波路に電界を作用させると、コアの電気光学効果により「電界が作用したコア部分の屈折率」が増大する。光が伝搬する媒質の屈折率をｎとすると、媒質中における光の伝搬速度：Ｖは真空中の光速：Ｃに対して「Ｖ＝Ｃ／ｎ」である。光導波路のコア２Ａ〜２Ｄにおける「電界の作用で屈折率が大きくなる部分」では光の伝搬速度が遅くなる。
【００２５】
コア２Ａ〜２Ｄにおいて「作用する電界の大きさ」は互いに等しく、電気光学効果による屈折率変化：ｄｎも互いに等しいので、電界の作用がないときの各コアの屈折率をｎとすれば、屈折率の変化したコア部分における導波光の伝搬速度：Ｖ’は「Ｖ’＝Ｃ／（ｎ＋ｄｎ）」となって互いに等しいが、電界の作用する距離が長いほど「この距離を伝搬する時間」が長くなる。
【００２６】
コアに対して「電界を作用させる距離」は、電極３Ａ〜３Ｄの順に小さくなる。従って、同位相でコア部２Ａ〜２Ｄに入射した光は、電極３Ａ〜３Ｄにより「電極の長さに応じたコア部分」に電界を作用されると、コア２Ｄの側からコア２Ａの側に向かって「コアを導波する時間」が順次、等差的に長くなり、同位相の波面はコアの長さ方向に分離する。
【００２７】
例えば、コア２Ａを導波する光の波面が光出力部に到達するとき、この波面と同位相の波面をもつ光は、コア２Ｂ〜２Ｄでは既に光出力部から射出しており、各射出光における同位相波面の「光出力部からの距離」はコア２Ａ〜２Ｄの順に「等差的に大きく」なる。
【００２８】
このため、コア２Ａ〜２Ｄから射出する球面波の「同位相の波面の部分が強め合」い、図の如く、偏向角：θで偏向する平面波（「偏向された光ビーム」）が得られる。
【００２９】
図１の光偏向素子の構造で、位相変調部分（電界が作用される部分）での屈折率変化量：ｄｎ、電界の作用する領域の長さの差：ＬＰ、出力部における「隣接するコア部」の中心間隔：ｄに対し、偏向光ビームの偏向角：θは、
θ∝ｄｎ・ＬＰ／ｄ              （Ａ）
のように「ｄｎ・ＬＰ／ｄ」と比例的な関係にある。  
式（Ａ）から明らかなように、偏向角：θを大きくする方法としては、屈折率変化量：ｄｎおよび／または位相変調部分の長さの差：ＬＰを大きくし、あるいは、出力光導波路のコア中心間隔：ｄを小さくする方法がある。
【００３０】
先ず、ＬＰを大きくする場合を考えると、光偏向素子に形成する光導波路の本数がｍ本である場合、電界を作用させるべき電極の長さは「最も短いもの」と「最も長いもの」とで「ＬＰ（ｍ−１）」だけ異なるから、最も長い電極は、最も短い電極よりも「ＬＰ（ｍ−１）」だけ長くなる。前述の如く、光偏向素子に形成される複数の光導波路は互いに長さが等しいことが必要であるから、上記ＬＰを大きくすると「ＬＰ・（ｍ−１）」が大きくなるに従い各光導波路の長さも大きくなり、結局は光偏向素子が大型化してしまう。
【００３１】
次に、屈折率変化：ｄｎを大きくする方法の場合は、電気光学効果を持つ材料の電気光学定数の制約がある。たとえば、ニオブ酸リチウムのような電気光学効果をもつ光学結晶では「電気光学効果による最大の屈折率変化は０．００１程度」が一般的である。これよりも大きな屈折率変化を与える材料も知られてはいるが、入手しにくく材料自体のコストも高くなる。
【００３２】
光出力部における隣接導波路間の間隔：ｄを小さくする方法の場合、光導波路相互をそのコアの幅よりも小さく近接させることは困難であり、コア相互が近接しすぎると「導波光のクロストーク」が生じる。従来の「電気光学効果を用いた光導波路」では、クロストークの発生を抑えるために「隣接光導波路間の距離を１０μｍ程度以下にする」ことができなかった。  
この発明の光偏向素子は上述した構成により、素子の小型化と大きな偏向角とを実現するものであり、この課題と達成するために、光導波路として「高屈折率差光導波路」を用いる。後述するように、高屈折率差導波路は「コア内に光（導波光）を閉じ込める効果」が大きく、導波光は「コア外に漏れ出し難」い。このような性質のため「コア径を従来のものに比して格段と小さくする」ことができ、光出力部において「光導波路相互の間隔：ｄ」を従来のものよりも格段に小さくできる。
【００３３】
また、光導波路のコアを細くして「光導波路を２次元的または３次元的に折畳む」ようにしても、折畳むための屈曲部が「有限の曲率をもつ滑らかな曲がり」であれば、屈曲部の曲率が極端に大きくならない限り、屈曲部からの「導波光の漏れ出し」を実質上防止することができる。
【００３４】
従って、光導波路を２次元的または３次元的に折畳んで「曲がり光導波路部分」を形成することにより、この曲がり光導波路部分で「大きな偏向角実現に必要な光導波路長さ」を確保でき、長い光導波路を「小さな領域」に配設できるので、光導波路が長いにもかかわらず光導波路アレイをコンパクトに構成でき、大きな偏向角を実現できるとともに光偏向素子の小型化を実現できる。
【００３５】
ここで、高屈折率差光導波路とその特性について説明する。  
図２は、高屈折率差光導波路の「光導波路に直交する断面」における状態を説明図的に示している。図２左図の符号１０１は基板、符号１０２はコア、符号１０３はクラッドを示している。図２右図は同左図の「Ａ１−Ａ２断面」における屈折率分布を示している。コア１０２は屈折率：ｎ１、クラッド１０３は屈折率：ｎ２である。この例では、基板１０１とクラッド１０３は同一材料であり、従って、基板１０１も屈折率：ｎ２である。
【００３６】
コア１０２はクラッド１０３により囲繞されている。コア１０２とクラッド１０３の屈折率の大小関係は「ｎ１＞ｎ２」で、これら屈折率の差が大きくなるような材料が選択される。コア・クラッド間の屈折率差が大きくなると、コアへの「導波光の閉じ込め」が強力になり、導波光の漏洩が実質的に無い「曲がり光導波路部分」を形成できる。
【００３７】
クラッド１０３は「同じ材料でコア１０２を覆う必要」は必ずしもない。「コアと比較して屈折率が低い材料」を複数用いても良く、クラッドとして空気を用いても良い。図２は、製作の容易さの観点から「矩形形状のコア断面」を示しているが、断面形状は円形でも多角形形状でも良い。
【００３８】
「高屈折率差光導波路」を用いると、導波光はコア内部に極めて強く閉じ込められるため、光導波路の断面積を小さくすることが可能となり「光導波路相互の間隔」を小さくできる。また、μｍオーダの微小な曲率半径の屈曲部でも「屈曲部での導波光漏洩による損失（以下、「曲がり損失」と言う。）」が殆んど無く、柔軟な光導波路配線が可能で、コンパクトな光導波路回路を構成できる。
【００３９】
「高屈折率差光導波路」は、極めて大きな屈折率差をもつ材料を組合せてコアとクラッドを形成した光導波路である。  
前述の如く、コアの屈折率：ｎ１、クラッドの屈折率：ｎ２に対し、「コアとクラッドの屈折率差を表すパラメータ」である比屈折率差：Δは次式で定義される。
【００４０】
Δ＝（ｎ１２−ｎ２２）／２ｎ１２            式（Ｂ）
比屈折率差：Δは「光導波路の性能を表す目安」として用いることができ、この値：Δが大きいほど、導波光は「コア内に強く閉じ込め」られる。  
「石英で形成される光ファイバや、ニオブ酸リチウムにチタン拡散で形成した光導波路のような従来の光導波路」では、比屈折率差：Δは１％以下であるが、高屈折率差光導波路では比屈折率差：Δを１０％以上とすることが可能である。
【００４１】
たとえば、コアの屈折率：２．２、クラッドの屈折率：１．４５では比屈折率差：Δは２８％となり、通常の光導波路に比して極めて大きな値となる。このような屈折率構成となる材料としては、コアに「電気光学効果を有するニオブ酸リチウム単結晶材料」、クラッドに「石英などのガラス構造材料」を用いることができる。
【００４２】
図３は、高屈折率差光導波路のコアの大きさ（横軸：μｍ単位）と等価屈折率（縦軸）の関係を求めたシミュレーション結果を示す。シミュレーションは「３次元光ビーム伝搬法」を用いて計算を行った。コアの屈折率：２．２、クラッドの屈折率：１．４５とし、コアの断面形状を正方形形状（Core width＝Core height）とし、導波光の波長：８５０ｎｍとしたシミュレーション結果である。
【００４３】
コア幅（横軸）が大きくなるに従い「中央に電界のピークをもつ伝搬光である０次モード」の等価屈折率は大きくなり、ある幅（破線で示す）になると「異なる電界分布を持つ１次モード」が存在し始める。「０次モードのみが存在する幅」をシングルモード伝搬領域として活用でき、異モード間の干渉が生じない波面を形成するためには「シングルモード領域」を利用すればよい。
【００４４】
シングルモード領域を与える導波路幅の最大値が、この発明の光偏向素子で用いる高屈折率差光導波路の最大コア幅となる。このシミュレーションでは、最大コア幅は４４０ｎｍと算出され、これから「サブミクロン幅のコア断面」という極めて細い光導波路が使用可能となる。  
「比屈折率差：Δが１％程度である従来の光導波路」では、シングルモードを与えるコア幅は数μｍから１０μｍ程度を必要とする。これに対し、高屈折率差光導波路のサブミクロンのコア幅は極めて小さいことがわかる。この発明の光偏向素子では高屈折率差光導波路を用いることにより「従来の光導波路を用いる場合と比較して、隣接光導波路間の距離をより狭める」ことができる。
【００４５】
図４は、高屈折率差光導波路に対する前述の「曲がり損失」に関するシミュレーション結果を示している。このシミュレーションでは「３次元の時間領域差分（ＦＤＴＤ）法」を用いて計算を行った。コアの屈折率：２．２、クラッドの屈折率：１．４５、１辺の長さ：０．４μｍ（図中のｗ＝ｈ＝４００ｎｍ）の「正方形形状のコア断面」を持つ光導波路に対し、波長：８５０ｎｍの光が導波するものとして計算した。図４において、横軸は「曲率半径」、縦軸が「損失」を表す。
【００４６】
基板表面（クラッドの形成される面）に平行な電界をもつ「ＴＥモード（図中の「ＴＥｍｏｄｅ」）に対しても、基板表面に直交する垂直な電界を持つＴＭモード（図中の「ＴＭｍｏｄｅ」）に対しても曲率半径：３μｍ以上では「曲がり損失」は０．１ｄＢ以下になる。従って、高屈折率差光導波路を用いることにより、曲がり損失を実質的に発生させずに「曲がり光導波路部分の屈曲部の曲率半径」を数μｍと小さくできる。
【００４７】
従来の光導波路では「曲がり損失を無視できる曲率半径」は数ｍｍから数ｃｍのオーダであるから、この発明の光偏向素子では従来の光導波路に対して「１／１０００以下の曲率半径」の曲がり光導波路部分を構成できる。即ち、この発明の光偏向素子は、大きい偏向角を実現するために必要な「長い光導波路」を、２次元的または３次元的に光導波路を折畳んだ「曲がり光導波路部分」とすることにより極めてコンパクトな光導波路アレイを実現できる。
【００４８】
高屈折率差光導波路はまた「シングルモードを与える導波路の断面積が極めて小さい」と言う特徴を有している。  
図５は、比屈折率差：Δ（横軸）と「断面形状が正方形形状のコアの幅を波長で規格化した値（縦軸）」との関係をシミュレーションで求めた結果を示す。波長で規格化されたコア幅（縦軸）が波長程度以下であると、比屈折率差：Δ（横軸）に対して「波長で規格化されたコア幅」は対数的に大きく変化する。即ち、高屈折率差光導波路は「真空中における光波長：λと同程度の幅のコアを持つ光導波路」として構成できる。
【００４９】
図５に示すように、高屈折率差光導波路のコア断面積：Ｓは、これを正方形形状に換算して波長：λに対し「（１．５λ）２以下」であることが好ましく、より好ましくは（１．０λ）２以下である。（１．０λ）２以下では比屈折率差：Δが８％以上になる。
【００５０】
このように、光偏向素子に高屈折率差光導波路を用いることで、光導波路のコア断面積を小さくできるので、隣接するコアを波長程度の間隔にまで近接させることができ、曲がり光導波路部分の「屈曲部の曲率半径」をμｍオーダにまで小さくすることも可能となるので、自由な光導波路配線により光導波路アレイをコンパクトに構成できる。
【００５１】
この発明の光偏向素子における高屈折率差光導波路は、上述の如く「少なくともコアが電気光学効果を持つ材料」で形成される。  
電気光学効果を持つ材料としては、前記「ニオブ酸リチウム」を代表例として挙げることができるが、他の「非線形光学係数が大きい材料」を用いることもでき、光学結晶以外にも半導体や有機材料などを用いることができる。代表的な非線形光学材料としては、上記ニオブ酸リチウムやニオブ酸チタン、ＫＴＰ、ＫＴＮ、ＫＤＰ、ＡＤＰ、ＳＢＮ等の光学結晶、ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＧａＳｂ、ＺｎＯなどの半導体、もしくはＰＺＴ、ＰＺＬＴ等のセラミックス、さらにアゾ色素、スチルベンゼン色素、ダストなどの有機分子または有機結晶などを用いることができる。これらは例示であり、材料を限定するものではない。
【発明の効果】
【００５２】
以上に説明したように、この発明によれば、偏向角が大きくコンパクトな光偏向素子を実現できる。そして、この光偏向素子を用いて「光ビームを大きい偏向角で偏向させる」ことのできる光偏向モジュールを実現できる。この発明の光偏向素子・光偏向モジュールは、レーザプリンタ、画像生成装置などに利用した場合、高速での光ビーム偏向が可能であるので、従来のこの種装置と比較して、高速プリンティングや高精細描画といった高性能化が可能となる。また、導波光の位相変化の自由度を大きくすることもでき、高速で画像制御の容易な画像形成装置や光造形が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、実施の形態を説明する。  
図６に、光偏向素子の実施の基本的な形態を模式的に示す。  
基板１１０上に、光入力部１１１、光分配部１１２、光導波路アレイ１１３、光出力部１１４が形成されている。光分配部１１２以外の「線状の部分」は光導波路のコアを示している。導波路の断面形状は、例えば、図２に示した如き形状である。光入力部１１１に入力された光は、光分配部１１２により光導波路アレイ１１３の各導波路に分配される。
【００５４】
光導波路アレイ１１３は、コアとクラッドが異なる材料で形成される高屈折率差光導波路（以下、単に「光導波路」とも言う）であり、少なくともコアは電気光学効果を有する材料で形成されている。図では「４本の光導波路（コア１１６、１１７、１１８、１１９を有する）」が示されているが、「アレイ配列する光導波路数」は光偏向素子の性能に応じて適宜に設定できる。図の例では、入力光は光分配部１１２により４本のコア１１６〜１１９に分配されて導波する。クラッドは、上記４本のコアを共通に囲繞している。
【００５５】
光導波路アレイを構成する各光導波路は、何れも曲率を持つ曲がり光導波路部分１１５（図の煩雑を避けるため「１つの曲がり光導波路部分」を代表させて符号を付する。以下の図においても同様である。）を複数箇ずつ（図の例では４個ずつ）有し、これらの曲がり光導波路部分を含む領域に「位相変調構造」が設定されている。
【００５６】
光導波路アレイ１１３を構成する光導波路の「全導波路長」は、全ての光導波路において等しいが、位相変調を与える長さ（電気光学効果による屈折率変化を与えるための電界を作用させる長さ）は光導波路ごとに異なる。この「位相変調を与える部分の光導波路長さ」を光導波路ごとに異ならせる方法として、制御電極の構成を調整している。
【００５７】
制御電極は、図面に直交する方向に於いて「光導波路アレイ１１３を挟む」ように形成されており、基板表面に形成される電極（「下部電極」という。）は光導波路アレイ１１３を構成する全光導波路に共通化された１層の金属膜である。下部電極とともに光導波路アレイ１１３を挟む「上部電極」は、図の如く、４つの電極部分１２１、１２２、１２３、１２４に分割されている。
【００５８】
これら電極部分１２１、１２２、１２３、１２４のうちの、電極部分１２１は、コア１１６を持つ光導波路の「４つの曲がり光導波路部分」に電界を作用できるように配置され、電極部分１２２は、コア１１７を持つ光導波路の「３つの曲がり光導波路部分」に電界を作用させることができるように配置され、電極１２３は、コア１１８を持つ光導波路の「２つの曲がり光導波路部分」に電界を作用させることができるように配置され、電極１２４は、コア１１９を持つ光導波路の「１つの曲がり光導波路部分」に電界を作用させることができるように配置されている。
【００５９】
このように「光導波路に電界が作用する領域」は、曲がり光導波路部分の形成されている領域に、光導波路ごとに設定されている。１つの曲がり光導波路部分１１５の長さを、前述の「位相変調部分の長さの差を表すパラメータ：ＬＰ」とすると、コア１１６、１１７、１１８、１１９に対して、電極部分１２１、１２２、１２３、１２４による電界作用長さは、４ＬＰ、３ＬＰ、２ＬＰ、ＬＰのようにＬＰずつ短くなる。
【００６０】
これらの電極部分１２１〜１２４により「対応する曲がり光導波路部分のコア」に電界が作用されると、電界の作用したコア部分の屈折率（上に説明したように、光導波路は少なくともコアが電気光学効果を有する材料で形成されている。）」が僅かに変化する。この変化により、それぞれの光導波路を伝搬する光の波面に位相差が生じ、各光導波路から射出する光の波面にずれを生じさせ出力光である光ビームを偏向させることができる。
【００６１】
光導波路アレイは光出力部１１４において、その光導波路間隔を距離：ｄに接近させて光を出力する。出力される光は「電界の作用による位相差を発生させない場合」は、出力光は方向：ａに進み、電圧印加により電界を作用させると、出力光は「方向：ａに対して偏向角：θだけ傾いた」方向：ｂへ進む。  
偏向角：θは前述の如く「ｄｎ・ＬＰ／ｄ」に応じて定まる。
【００６２】
ここで、図６に示した実施の形態に対する「具体的な数値例」を挙げ、従来例と対比する。  
図１に示した従来の光偏向素子１では、隣接する光導波路の間隔：ｄは、光導波路相互での干渉が生じないようにするために「コアとコアの間隙としてコア幅程度が必要」であった。従来の光導波路におけるコア幅：１０μｍに対し、高屈折率差光導波路ではコア幅：０．５μｍが可能であるから、この発明の光偏向素子に用いる光導波路アレイでは、光導波路間の間隔を「従来のものの２０分の１」に縮小して光導波路を配線できる。このように光出力部における光導波路の間隔：ｄを狭めることにより、式（Ａ）から明らかなように大きな偏向角を得ることができる。
【００６３】
式（Ａ）をもとに上記実施の形態で用いられる光導波路アレイと、従来の光導波路アレイによる偏向角の大きさを数値的に比較する。電界の作用によるコアの屈折率変化量：ｄｎ＝０．００１、位相変調部分の長さの差：ＬＰ＝１０００μｍとすると、従来の光導波路アレイの間隔（隣接するコアの中心間距離）：ｄ＝２０μｍでは、偏向角：θは２．８度と算出される。  
図６の実施の形態の光偏向器において、屈折率変化量：ｄｎ＝０．００１、位相変調部分の長さの差：ＬＰ＝１０００μｍとし、隣接する光導波路の間隔（隣接するコアの中心間距離）：ｄを１μｍとすると、偏向角：θとして４５度が算出される。即ち、この発明の光偏向素子を用いることにより「従来のものよりもはるかに大きな偏向角」を実現できる。
【００６４】
隣接する光導波路間の位相変調部分の長さの差：ＬＰを５００μｍと小さくした場合でも、この発明の光偏向素子での偏向角は２７度となり、正負の電圧印可によって「６面のポリゴンミラーでの振れ角：６０度に略相当する偏向角」を与えることができる。
【００６５】
電気光学効果を有する材料として、ニオブ酸リチウムを用いると、その屈折率変化量は０．０００１から０．００１であるから、１例としてｄｎ＝０．０００５とすると、Ｌｐ＝１０００μｍとすれば、射出光の偏向角は２７度となり「光導波路の長さの調整」により上記性能を保つことができる。
【００６６】
このように、この発明の光偏向素子は、光出力部における「隣接する光導波路の間隔：ｄ」を狭めることができるので、大きな偏向角を実現できる。  
光偏向素子の小型化には位相変調構造部分の光導波路の配線をコンパクト化する必要があるが、この発明の光偏向素子の光導波路アレイに用いられる高屈折率差導波路は、実質的な曲がり損失を発生させること無く、折畳みのための屈曲部での曲率半径を１０μｍ程度と極めて小さくすることができ、折畳まれた光導波路部分が「互いに干渉しない間隔」として１μｍ程度の間隔をあけて、光導波路を２次元的に折畳み配線すると、長さ：１０００μｍ（１ｍｍ）の光導波路を「数十μｍ四方」の大きさに収めることができる。
【００６７】
光導波路アレイを構成する光導波路の本数をＮ、位相変調構造における隣接光導波路の位相変調を行う部分の長さの差をＬＰとすると、位相変調を行う部分の長さの最大と最小の差が（Ｎ−１）ＬＰとなるが、この発明の光偏向素子では、光導波路を折畳み配線して「曲がり導波路部分」とすることにより、長い導波路を小さいサイズに納めることができる。
【００６８】
例えば、曲がり光導波路部分の長さ：ＬＰ＝１０００μｍを、曲率半径：１０μｍで５０μｍ角（４隅が半径：１０μｍの円弧形状である４辺形）に巻いた場合、光導波路１０本を「５００μｍ四方」程度の大きさに配列でき、光導波路の配線を適切にすることにより、長さ：１０×１０００μｍ＝１０ｍｍの光導波路１０本を「数１００μｍ四方」の面積領域に収めることができ、その他の構成要素を考慮しても光導波路アレイ全体を１ｍｍ角内に構成できる。
【００６９】
このような構成を、従来から知られた「通常の光導波路」を用いて実現しようとすると光導波路アレイのサイズは「ｃｍ２オーダ」となる。  
即ち、この発明の光偏向素子は、光導波路アレイを構成する部分を、面積にして「従来の光導波路アレイで構成する場合の１／１００以下」に小型化でき、このような小型化によりコストメリットや素子の安定性なども同時に実現することができる。なお、図６において曲がり導波路部分１１５は図示の簡単のために「円形状」としてあるが、曲がり導波路部分の光導波路配線パターンは「実質的な曲がり損失が生じない」という条件を満たす限り任意に設定できる。
【００７０】
図７に即して実施の別の形態を説明する。  
この実施の形態においては「電気光学効果を有する材料」として、光学結晶であるニオブ酸リチウムを用いる。「光導波路アレイのコアを形成する」のに用いる材料基板は「光学結晶軸がｚ方向（図面に直交する方向）を向くｚカット基板」で、コア２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄがこのｚカット基板のパターニングにより形成される。
【００７１】
図７の（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示している。基板２０１上に光入力部２０２、光分配部２０３が形成され、光分配部２０３が光導波路アレイ２０４と接続している。光分配部２０３以外の光導波路は、ニオブ酸リチウムをコア、石英ガラスをクラッドとした高屈折率差光導波路で形成されている。
【００７２】
光導波路アレイは４本の光導波路（これらの光導波路のコアを符号２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄで示す。）により形成され、各光導波路は曲がり光導波路部分２０５により位相変調を行う構造となっている。即ち、各光導波路は曲がり光導波路部分２０５を４箇所ずつ有し、全部で１６個の曲がり光導波路部分の配列が「位相変調構造」をなしている。
【００７３】
なお、図７の例では光導波路アレイが４本の光導波路で構成されるが、これは１例であり、光導波路の数を限定するものではない。光導波路アレイを構成する光導波路数は２以上であれば良く、光偏向素子に求められる特性に応じて光導波路の本数は調整できる。  
図７の例では、１個の曲がり光導波路部分２０５における光導波路長さは、隣接光導波路間での「位相変調を与える長さ」の差：ＬＰに設定されている。
【００７４】
曲がり導波路部分２０５は「４角形状に折畳まれた形状」である。  
折畳みのための屈曲部の曲率半径：１０μｍ程度の曲がり光導波路部分を用いると、大きさ：数１０μｍ角内に「長さ：数ｍｍの光導波路」を折畳んで配置できる。このようにして「直線であればｍｍオーダの大きさになる光導波路」をμｍオーダに小型化できる。
【００７５】
光導波路アレイを導波する光は光出力部２０６を通り、出力端２０７から出力光となって出力する。各光導波路は高屈折率差光導波路であるので、出力端２０７における隣接光導波路の間隔（隣接するコアの中心間距離）は１μｍ程度まで小さくできる。出力端２０７における光導波路の近接配置を実現しつつ、光出力部２０６が大きくならないようにするには、光出力部２０６に位置する各光導波路が図の左右方向に長くならないようにする必要があるが、光導波路は１０μｍ程度の曲率半径で曲げて配線することができるので、光出力部２０６のサイズが全体のサイズを大きく増加させないように配置可能である。  
位相変調構造に対して制御電極２０８、２０９が形成され、電気的な制御が可能となっている。
【００７６】
図７（ｂ）に示すように、高屈折率差光導波路の下部クラッド層２１０の下部に下部電極２０９が形成され、上部クラッド層２１１の上に上部電極２０８が形成され、コア２０９に「ｚ軸方向の電圧（電界）」を印加できるようになっている。  
下部電極２０９は単一の金属膜であるが、上部電極２０８は、図７（ａ）に示すように、４つの電極部分２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ、２０８Ｄに分割されている。電極構造による光の損失を発生させないため、上部電極と下部電極の間隔を空ける必要があるが、光導波路のコアの大きさがサブミクロンであるので、数μｍ間隔への電圧印加で済み、低電圧でも大きな電界ＥＦを作用させることができる。
【００７７】
各光導波路を導波される導波光間に位相差を付与するため、各光導波路への電圧印加領域長に差をつける構造であり、図７（ａ）に示すように、コア２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、２００Ｄに電圧を印加する電極部分２００Ａ〜２００Ｄの大きさを、光導波路ごとに異ならせ、コア２００Ａに対しては電極部分２０８Ａが「４個の曲り光導波路部分（図７（ａ）でコア２００Ａにおける４個の曲がり光導波路部分）」を覆って、これら４個の曲り光導波路部分に電圧を印加できるようになっている。
【００７８】
コア２００Ｂに対しては電極部分２０８が「３個の曲り光導波路部分（図７（ａ）でコア２００Ｂにおける左側の３個の曲がり光導波路）」を覆って、これら３個の曲り光り導波路部分に電圧を印加できるようになっている。コア２００Ｃに対しては制御電極２０８が「２個の曲り光導波路部分（図７（ａ）でコア２００Ｃにおける左側の２個の曲がり光導波路部分）」を覆って、これら２個の曲り光り導波路に電圧を印加できるようになっている。
【００７９】
コア２００Ｄに対しては制御電極２０８が「１個の曲り光導波路部分（図７（ａ）でコア２００Ｄにおける左側の１個の曲がり光導波路部分）」を覆って、この１個の曲り光り導波路部分に電圧を印加できるようになっている。このようにして、各光導波路における「導波光間に位相差を付与」することにより、出力端２０７から偏向した光ビームを出力させることができる。
【００８０】
なお、図７に示す例では、光導波路アレイの全ての光導波路に対して制御電極が形成されているが、光導波路間の導波光に位相差をつけるという点では「電極が形成されていない光導波路（電界を作用されない光導波路）」が光導波路アレイに含まれていても良い。
【００８１】
光導波路の配線や配置は、位相変調構造における光導波路の電界作用長さの差：ＬＰや制御電極の形状によって従来の光導波路よりも自由に設定でき、光導波路の配線も制御電極の配置も用途に応じて柔軟に設定できる。
【００８２】
また、光導波路アレイの外側に「ダミーの光導波路」を形成しておくことで、製作での光導波路のバラツキを抑えた光導波路アレイを構成することができる。
【００８３】
図８に実施の他の形態を模式的に示す。  
「電気光学効果を有する材料」として光学結晶であるニオブ酸リチウムを「光導波路のコア」に用いている。この実施の形態においては、コアを構成する「ニオブ酸リチウム」の光学結晶軸はｘ軸方向（図面内の上向き）を向いている。基板２２１上に光入力部２２２、光分配部２２３が形成され、光分配部２２３が光導波路アレイ２２４と接続している。光導波路アレイ２２４は４本の光導波路２２４Ａ、２２４Ｂ、２２４Ｃ、２２４Ｄを有する。これら光導波路は「高屈折率差光導波路」である。
【００８４】
光導波路２２４Ａ〜２２４Ｄは、図の如く「蛇行するように折畳まれ」て、曲がり光導波路部分を構成し、位相変調構造をなしている。位相変調構造に電界を作用させる制御電極は、第１電極２２６およびこれに繋がる櫛歯電極ＥＰ６と、第２電極２２７およびこれに繋がる櫛歯電極ＥＰ７を有し、これら櫛歯電極が互いに「交指状に交差」することにより、各曲がり光導波路部分に電圧印加できるようになっている。各光導波路２２４Ａ〜２２４Ｄは光出力部２２８を通って出力端２２９に至る。光導波路アレイ２２４を導波する光は出力端２２９から出力する。
【００８５】
各光導波路のコアをなすニオブ酸リチウムの光学結晶軸がｘ軸方向（図の上下方向）に平行であるので、電界は基板２２１の表面に平行にｘ方向へ作用させる必要がある。この目的のために、図８に示す如く、制御電極を構成する第１、第２電極の櫛歯電極ＥＰ６、ＥＰ７は「基板２２１に平行な面内で、曲がり光導波路部分の折畳まれた部分を挟み込むように交差」させて形成され、第１電極２２６、第２電極２２７により、異極性の電圧を印加することで各光導波路にｘ方向の電界を作用させる。  
図８に示す如く、櫛歯電極の交差部が挟み込む「光導波路の長さ」は、光導波路２２４Ａから光導波路２２４Ｄに向かって前述の長さ：ＬＰずつ順次に小さくなる。
【００８６】
図９は、図８に示す実施の形態において、光導波路へ電界を作用させるための電圧印加の２方式を説明するための図で、光導波路の断面状態を示す。図９（ａ）は、クラッド９０４の上部に櫛歯電極９０１、９０２を形成してコア９０３に電界を作用させる方式を示し、同図（ｂ）は、櫛歯電極９０５、９０６をクラッド９０４の内部にまで差し込むように形成し、コア９０３に電界を作用させる方式を示す。図９の櫛歯電極９０１、９０２、９０５、９０６は、図８において、光導波路を挟む部分である。
【００８７】
図９（ａ）の電圧印加方式は櫛歯電極９０１、９０２の形成が比較的容易であるが、コア９０３への「電界の作用」が不安定になる可能性はある。図９（ｂ）の電圧印加方式ではコア９０５、９０６の形成が（ａ）と比較してやや難しいが、コア９０３への電界の作用は安定的である。これらの電圧印加方式は、光偏向素子に必要とされる性能により適宜に選択できる。
【００８８】
光導波路の導波路幅はサブミクロンであるから、導波光に対する電極の影響を無視できるまで櫛歯電極間を離しても、電極間距離は数μｍで済み、低電圧駆動が可能となる。図８、図９に示す実施の形態では「ｘ方向に電界を作用させる」ための電極構成を示したが、これに限らず、ｘ方向へ電界を作用できるものであれば適宜に利用することができる。
【００８９】
図８に示す位相変調構造の部分に、屈曲部の曲率半径が小さい曲がり光導波路部分を用いることにより、位相変調構造を含む光導波路アレイ全体を極めてコンパクトに形成できる。例えば、１ｍｍ程度の長さの光導波路を、図８に示すような蛇行させる折畳み方法で「屈曲部の曲率半径：５μｍで「２００μｍ程度の長さ」に折畳むと、折畳みのための屈曲部は４箇所で、折畳まれた部分の幅（図の上下方向の幅）は４０μｍになる。このように折畳んだ光導波路を図のように４本、１０μｍ間隔でアレイ配列すると、配列された光導波路が占める領域は略１９０μｍ×２００μｍになり、１ｍｍの光導波路を４本、この領域に配列形成できる。４本の導波路に位相差を与える導波路長差：ＬＰを１ｍｍとして配置しても、光偏向素子のサイズは１ｍｍ角程度ですみ、図６のｚカット基板からコアを形成する構造と殆んど変わらないサイズとすることができる。
【００９０】
さらに、「分極反転と櫛歯電極を組合せる」ことにより、光導波路のさらなる高密度配線が可能となる。  
この場合の実施の１形態を特徴部分のみ図１０に示す。符号２３１でコアの部分を示す光導波路（光導波路アレイのひとつをなす。）は、曲率半径：５μｍ程度の屈曲部で蛇行するように折畳まれて「曲り光導波路部分」となっている。この光導波路のコア２３１は、折畳まれた部分のうち、図示の「分極反転領域」では、コアの結晶軸方向が、隣接して折畳まれた部分ごとに分極反転構造により極性反転している。
【００９１】
このような構造に対して、第１電極２３２に繋がる櫛歯電極ＥＰ２と、第２電極２３３に繋がる櫛歯電極ＥＰ３を図のように交差させて異極性の電圧を印加すると、櫛歯電極に挟まれたコア部分に作用する電界は、互いに隣接する折畳み部分で反対方向になるが、分極反転構造により「結晶軸と電界の方向を同方向」にできるので、電界による屈折率変化量を同一にできる。
【００９２】
図１０に示したような「分極反転構造を持つ基板（コア部形成に用いられる。）」は、数ｍｍ厚のｚカット基板に高電圧を印加して「数μｍ幅の分極反転領域」を形成し、それをｚｘ面でスライスして形成できる。現在の技術では「形成できる分極反転領域の大きさは数ｍｍ四方が限界」であるが、この発明の光偏向素子に用いられる高屈折率差光導波路は断面幅がサブミクロンで、長さ：１ｍｍ以上の光導波路を数１０μｍ四方に収めることができるので、上記プロセスで形成した基板を用いることができる。
【００９３】
図１１は、光偏向素子の実施の他の形態の特徴部分を説明するための図である。  
この形態では、４本の光導波路を、図の上方から下方へ向けて４列に配列した「光導波路アレイ」が用いられ、４本の光導波路は何れも４つの「曲がり光導波路部分（代表する１つに符号５０１を付してある。）」を連結した構成となっている。従って、光導波路アレイにおける「位相変調構造」は、４×４個の「曲がり光導波路部分５０１」の正方行列状配列により構成されている。
【００９４】
この位相変調構造に電界を作用させるための制御電極は、上部電極と下部電極とで構成され、図示されない「下部電極」は、光導波路アレイの位相変調構造部をなす上記「４×４個の曲がり光導波路部分の正方形状配列」の全体に共通化され、図１１において、図の裏側から位相変調構造全体を覆うように配置されている。
【００９５】
一方、上部電極は、４×４個の１６個の電極部分（代表する１つに符号５０２を付する。）」に分割され、これら電極部分５０２（独立した電圧印加部にそれぞれ接続されている。）は、図１１に示すように、位相変調構造を構成する「４×４個の曲がり光導波路部分」の個々に対して設けられ、曲がり光導波路部分の個々に独立して電圧を印加できるようになっている。
【００９６】
図の如く、１６個の電極部分５０２と下部電極の間に、電圧：Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４、Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ３３、Ｖ３４、Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ４３、Ｖ４４を印加することにより、１６個の曲がり光導波路部分５０２に独立して電界を作用させることができる。このようにすると、４本の光導波路の個々を導波する光の波面に「種々の位相変化」を与えることができ、出力光を光ビーム偏向する偏向機能のみならず、出力光を集光させたり、回折させたりすることも可能になる。
【００９７】
図１１の形態の変形例を図１２に示す。この図の例では、４本の光導波路による光導波路アレイ５０２Ａ〜５０２Ｄを２組（光導波路５０２Ａと５０２Ｂの組および光導波路５０２Ｃと５０２Ｄの組）の光導波路に分け、各組における２つの光導波路の曲がり光導波路部分（１つを代表して符号５０３を付する。）が、図の左右方向へ交互に入込むように配列している。下部電極は全ての曲がり光導波路部分５０３に共通化し、曲がり光導波路部分ごとに個別化して分割された電極部分（１つを代表して符合５０４を付する。）による上部電極における個々の電極部分５０４に電圧を印加する電圧印加部を、図のごとく、光導波路アレイの長手方向（図の左右方向）に配列して、上記電圧：Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ２１、Ｖ２２、Ｖ２３、Ｖ２４、Ｖ３１、Ｖ３２、Ｖ３３、Ｖ３４、Ｖ４１、Ｖ４２、Ｖ４３、Ｖ４４を下部電極との間に印加できる構造としている。このようにすると、個々の電極部分５０４と対応する電圧印加部との間の電気配線長さを略同じにできる。
【００９８】
図１１、図１２の形態では、曲がり光導波路部分に作用させる電界の向きはｚ方向（図面に直交する方向）であるが、図８〜図１０に示した例のように、ｘ方向に電界を印加させる場合も、個々の曲がり光導波路部分に個別的に電界を作用させるようにすることもできる。このような場合の２例を図１３に示す。
【００９９】
図１３（ａ）、（ｂ）において、符号ＬＧ１、ＬＧ２はそれぞれ、光導波路アレイを構成する光導波路の１つを例示している。この光導波路においては光導波路を蛇行させるように折畳んで形成される４個の曲がり光導波路部分が図の左右方向へ配列している。  
図１３（ａ）は「同じ形状の曲がり光導波路部分５０３１〜５０３４を連結した配線」の場合を示し、（ｂ）は「対称構造の曲がり光導波路部分５０３５〜５０３８を組合せることで、余分な配線部分をなくすことができる光導波路構造」を示している。電圧の印加は、図示のように櫛歯電極を組合せて（代表する１つの組合せに対して、符号ＥＰ＋、ＥＰ−を付してある。）行われる。（ａ）、（ｂ）何れに場合も「電界が作用する光導波路部分の長さ」は同じであるから同様の性能が得られ、個々の曲がり光導波路部分に対する電圧印加を独立して行うことにより出力光に種々の波面を形成できる。
【０１００】
この発明の光偏向素子に用いられる光導波路アレイを構成する高屈折率差光導波路はコアの断面積が極めて小さいので、このような光導波路を光入力部にも用いると、高効率の光入力が困難である。光ファイバなどの光導波路から光を入力する場合には「光入力部のコアの断面積を入力端では大きく、導波方向に徐々に小さくしていく方式」をとることができるが、自由空間を伝搬してくるレーザ光などを光入力部の光導波路に高効率で入力する必要がある場合は、上記方法だけでは高効率入力が困難である。
【０１０１】
図１４は、高効率の光入力実現のため「光入力部に光結合構造を設けた実施の形態」を説明図として示している。  
符号６０１で示す部分は「光偏向素子の光分配部から光出力部に至る部分」であり、上に説明した実施の各形態の如き構成となっている。光偏向素子の光入力部は光結合構造６０３を有する。光結合構造６０３に照射された光は、光結合構造６０３を導波しつつ反射により進行方向を変換されて微小断面積の光導波路の入力部６０２に結合する。
【０１０２】
図１４のように、光結合構造６０３を構成する光導波路の「断面積のサイズ」を導波方向に徐々に小さくすることにより、入力光を入力部６０２に高効率に結合させることができる。
【０１０３】
具体的な構造を図１５に示す。図１５（ａ）は基板ＢＳ上に形成された光導波路における上部クラッド１５１とコア１５０にグレーティング構造ＧＬを形成した構造であり、入力光はグレーティング構造ＧＬによりその進行方向を変え、光導波路のコア１５０に入力する。符号１５２は下部クラッドを示す。図１５（ｂ）はプリズムカプラＰＣで光結合構造を構成した図である。プリズムカプラＰＣに入力した光は、プリズムカプラＰＣにより進行方向を変えられて光導波路のコア１５０に高効率で光結合される。
【０１０４】
この発明の光偏向素子に用いられる高屈折率差光導波路では「クラッドとの大きな屈折率差」を実現するためにコアの屈折率が大きい。このため、光出力部で「光導波路断面から光が出力される」とき、コアと外部との屈折率差のためにコア端面で反射が起き易く、高効率で光を取り出すことが難しい。また、コアと外部の屈折率差が大きいと、基板厚み方向への放射角も大きくなり出力光ビームの扱いが困難になりやすい。
【０１０５】
図１６は、このような問題に対処できる実施の形態を示す図であり、特徴部分のみを説明図として描いている。  
図１６において、符号７０１、７０１Ａが光導波路のコアを示し、符号７０２がクラッドを示す。  
コア７０１の出力端面での反射を抑えるためには「光導波路の等価屈折率」を小さくすることにより外部との屈折率差を抑えればよく「材料の調整で等価屈折率を調整する」ことも可能であるが「異なる材料を幾つも用いて、サブミクロン幅の光導波路を構成」する必要がある。
【０１０６】
図１６の実施の形態では「コアにモード変換構造を形成」している。  
図１６（ａ）の実施の形態は、光出力部におけるコア７０１の幅を「テーパ状に狭める構造」とした例である。この構造だと、コア７０１の「光閉じ込め効果」が光出力部の端部へ向かって徐々に小さくなって光導波路の等価屈折率が徐々に小さくなり、コアの出力端面での反射を抑えて良好な出力光を出力できる。
【０１０７】
図１６（ｂ）の実施の形態は、コア７０１Ａの光出力部の形状を「テーパ導波路」としてコア幅を出力端部に向かって次第に狭め、その後、出力端部までを「上記狭められた一定幅をもつコア」として形成した構造である。この構造によっても、出力端面による反射を抑えて出力光を効率よく取り出すことができる。図１６には示されていないが、クラッド７０２にも「外界の屈折率との差をなくす材料や構造を用いる」ことによりさらに高効率の光出力を実現できる。
【０１０８】
図１７は光偏向素子の実施の他の形態を説明図的に示している。  
光導波路アレイにおける「曲がり光導波路部分」の形態および配列形態、制御電極の形態は、図７の実施の形態と同様であるので、これらに付いては図７におけると同一の符号を付し、図７に即しての説明を援用する。
【０１０９】
光導波路アレイ２０４における各光導波路を、光出力部において互いの間隔を狭めつつ光出力部の端部で「最近接」させるためには、光出力部で光導波路を滑らかに、且つ大きく曲げる必要がある。一方で、光導波路アレイを構成する複数の光導波路は全て「同一の導波路長」を持たねばならない。例えば、図６に示した形態の場合には、光出力部１１４における光導波路１１６〜１１９の長さが異なるので、この長さの差を「各光導波路における他の部分」で調整する必要がある。
【０１１０】
図１７の実施の形態では、各光導波路間の「導波路長を揃える」ために、光導波路８１１〜８１４の４本の光導波路のうち、光導波路８１２、８１３の配線形状を図の如く「折り返」して位相調整部８０１、８０２とすることにより、これら光導波路８１２、８１３の導波路長が光導波路８１１、８１４の導波路長と等しくなるようにした。このようにして、光導波路８１１〜８１４を導波する各導波光に位相ずれが生じないようにできる。
【０１１１】
位相調整部８０１、８０２の配置位置は図の位置に限らず、光導波路アレイにおける各光導波路の途中に配置することも可能である。また、各位相調整部８０１、８０２に電界を作用させるための電極８０５、８０６を形成（対向電極は下部電極である。）することにより、位相ズレを電気光学効果により調整しても良い。
【０１１２】
図１８は光偏向素子の実施のさらに他の形態を特徴部分のみ示す図である。  
この実施の形態では、光分配部が「１入力多出力の光導波路スラブ」として構成されている。光入力部９０１から入力した光は、光入力部９０１に連結された１入力多出力の光導波路スラブ９０２を導波しつつ波面を拡大し、複数の光導波路９０３へ等分配され、図示されない光導波路アレイの各コアへ接続される。  
光導波路スラブ９０２の形状を適切に調整することにより「光分配部における損失」を低減できる。また、光導波路スラブの「波面拡張部」と等分配光導波路との接続に逆テーパ構造を導入することにより、等分配光導波路間で光が漏れ出すことによる光損失を抑制することも可能である。
【０１１３】
図１９は、入力光の等分配を「分岐構造」によって実現する実施の形態を説明するための図である。光入力部（図の左方）から入力する光を「多段分岐構造」をもった光分配部１００１に入力させることにより「複数の光導波路」へ等分配できる。  
通常の光導波路では「低損失での分配」は分岐部分の構造が大きくなりやすく光分配部の小型化が困難であるが、多段分岐構造を高屈折率差光導波路で形成すると「μｍオーダの分岐回路」を構成できる。
【０１１４】
図１９では、分岐構造を２段接続して多段分岐構造とすることにより４分岐を実現している。分岐部分での損失が０．１ｄＢ程度であると、１０段接続しても１ｄＢと極めて低損失で等分配することができる。
【０１１５】
図２０に「分岐構造における光損失」のシミュレーション結果を示す。  
シミュレーションモデルとして、図２０（ａ）のような「テーパ部と曲がり光導波路で形成した分岐構造」を用いた。コアは屈折率：２．２で、断面形状を「０．４μｍ×０．４μｍの正方形形状」とし、コア底面部が屈折率：１．４５の下部クラッドに接し、それ以外の周面部を屈折率：１．０の上部側面クラッドで囲繞され、テーパ部で分岐された光導波路の曲率半径を５μｍとして分岐構造モデルを構築した。  
この分岐構造モデルに対し、３次元のＦＤＴＤシミュレーションにより光損失を算出した結果を同図（ｂ）に示す。横軸は「テーパ長さ」、縦軸は「光損失」を表す。
【０１１６】
即ち、図２０（ｂ）は「テーパ長さを変化させたときの過剰損失」を示す。テーパ長さが０．５μｍから１．０μｍの範囲で「分岐による過剰損失が０．１ｄＢ以下となる」ことがわかる。分岐した部分の大きさも２０μｍ程度であり、極めて小型の分岐回路を実現できる。
【０１１７】
この分岐回路を２段重ねれば５０μｍ程度の大きさで４分配ができ、４段重ねても１００μｍ程度の大きさで１６分岐できる。さらに、曲がり光導波路の最適化を行うことで光偏向素子のサイズを小さくすることが可能である。
【０１１８】
図２１は「光偏向モジュール」の実施の形態を模式的に示した図である。  
図２１（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。  
支持基板１１０１上に光偏向素子１１０２（構成は、図６に示すものと同一であり、説明は図６に関する説明を援用する）と平面レンズ１１０３を設けてある。光偏向素子１１０２から出力された光は平面レンズ１１０３により集光される。ここでは、平面レンズ１１０３を１例として示しているが、シリンドリカルレンズやマイクロレンズなどを支持基板１１０１上に配置する構成でも良い。
【０１１９】
図２２のように、光偏向素子１１０２と同一の基板２２００上にレンズ１１０３を配置することも可能である。図２２（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。レンズ１１０３は、光偏向素子１１０２と同一材料で一括形成するか、光偏向素子１１０２を形成後に有機材料などを塗布してパターニングすることで形成できる。
【０１２０】
図２３は「光偏向モジュール」の実施の別形態を模式的に示す図である。  
この「光偏向モジュール」は、光偏向素子１２０１、１２０２、１２０３（これらの構成は、図６に示すものと同一であり、説明は図６に関する説明を援用する）を同一平面状に並列的に配置し、それらの入力部１２０４、１２０５、１２０６を、結合用光導波路１２０７で光結合した構造である。光偏向素子１２０１、１２０２、１２０３は、上に説明した他の形態のものも任意に用いることができる。
【０１２１】
この構造により複数の光偏向素子を配置することが可能となり、同一光源からの光を複数の光偏向器素子で一斉にあるいは個別に偏向することができる。
【０１２２】
図２４は「光偏向モジュール」の実施の他の形態を模式的に示す図である。  
図２４（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。  
光偏向モジュールは、支持基板１３０１上に半導体レーザ１３０２（構成は、図６に示すものと同一であり、説明は図６に関する説明を援用する）と光偏向素子１３０３を配置し、半導体レーザ１３０２の出力端と光偏向素子１３０３の光入力部を相互に近接配置した構造を有する。光偏向素子１３０２としてはまた、先に説明した実施の形態の適宜のものを用いることができる。
【０１２３】
このような構造とすることにより、半導体レーザ１３０２と光偏向素子１３０３を集積でき「光源集積した小型の光偏向モジュール」を形成できる。  
図２４には図示されていないが、半導体レーザ１３０２からの入力光を高効率で入力させるために、光入力部の「光導波路幅や屈折率を調整した構造」や、半導体レーザからの放射され、光入力部に入力しなかった光が、光偏向素子からの出力光に対して迷光として作用しないように「半導体レーザ１３０２の出力方向と光偏向素子１３０３の出力方向をずらした配置」としてもよい。支持基板１３０１には予め半導体レーザ１３０２の制御電極や制御電子回路などを形成しておくこともできる。
【０１２４】
半導体レーザ１３０２と光偏向素子１３０３との近接配置は、図２５のように立体配置も可能である。図２５の（ａ）は、半導体レーザ１３０２を光偏向素子１３０３の上部に近接配置した例、（ｂ）は、半導体レーザ１３０２を光偏向素子１３０３の下部に近接配置した例である。何れの場合も、半導体レーザ１３０２からの光を光結合により光偏向素子１３０３の光入力部に結合させる。
【０１２５】
上に、図２１、図２２、図２４、図２５に即して実施の形態を説明した光偏向モジュールは、この発明の光偏向素子の光入力部側および／または光出力部側に他の光学要素を有するものであり、図２１、２２の例では、他の光学要素が「光出力側に設けられて、光偏向素子から出力される出力光に対してレンズ作用を作用」させる平面レンズ１１０３であり、図２４、２５の例では、他の光学要素が「光入力側に設けられる光源」としての光出力端を有する半導体レーザ１３０２である。
【０１２６】
図２３に示す光偏向モジュールは、この発明の光偏向素子を複数個、一体的にアレイ配列してなる光偏向モジュールであり、アレイ配列された複数個の光偏向素子１２０１、１２０２、１２０３の入力側が結合用光導波路１２０７により結合されたものである。
【０１２７】
以下、この発明の光偏向素子からの出力光を、光偏向素子による偏向平面に交わる方向へ偏向させる偏向手段を有する光偏向モジュールの実施の形態を説明する。
【０１２８】
図２６に実施の形態を示す光偏向モジュールは、支持基板１４０１に、機械的な駆動素子１４０２を形成し、その上に光偏向素子１４０３を形成する。機械駆動素子１４０２は光偏向素子１４０３からの出力光の偏向平面（図の左右方向で図面に直交する平面）と直交する向き（図の上下方向）に揺動可能であり、光偏向素子１４０３を揺動駆動することができ、これにより、光偏向素子の出力光の３次元的な光ビーム偏向が可能となる。
【０１２９】
図２７に実施の形態を示す光偏向モジュールは、その平面図（ａ）と側面図（ｂ）に示すように、支持基板１５０２上に光偏向素子１５０１と、機械駆動により揺動的に駆動されるミラー素子１５０３を形成して３次元の光ビーム走査を可能にしている。
【０１３０】
図２８に実施の形態を示す光偏向モジュールは、支持基板１６０２上に本発明の光偏向素子１６０１と、音響光学素子１６０３（結晶部ＡＯと超音波察せイブＧＮを有する。）を配置し、光偏向素子１６０２からの出力光は音響光学素子１６０３により２次元的に偏向される。この実施の形態の場合、機械的な駆動素子を用いないので耐久性を向上させることができる。
【０１３１】
図２６〜図２８に実施の形態を示した光偏向モジュールは、電気光学効果により光ビーム偏向を行うこの発明の光偏向素子による高速の光ビーム偏向と、機械駆動素子１４０２やミラー素子１５０３、音響光学素子１６０３による偏向とを組合せることにより光ビームを３次元的に偏向させることができ、例えば、所定の２次元被走査面を高速且つ高精細に光走査することが可能である。
【０１３２】
図２６〜図２８に実施の形態を示した光偏向モジュールの場合にも、光偏向素子の光入力部側および／または光出力部側に他の光学要素、例えば、光源である半導体レーザや、レンズ等を有することができることは言うまでも無い。
【０１３３】
以下に、光偏向素子における光導波路アレイを構成する「高屈折率差光導波路」の製造方法の１例を、図７の実施の形態の場合を例として説明する。  
まず電気光学材料として、ニオブ酸リチウム基板と台座基板を用意する。台座基板にはニオブ酸リチウムやガラス、石英、シリコンなどの基板を用いる。  
図７（ｂ）を参照して説明すると、ニオブ酸リチウム基板は「最終的にコア層２００となる部分」で「ｚカット基板」である。このニオブ酸リチウム基板の表面に、下部クラッド層２１０となるとなる低屈折材料の石英層と、下部電極２０９となる金属層とを成膜して積層する。
【０１３４】
このように積層形成された膜のうちの金属層を、基板２０１となる台座基板の表面に接合する。接合は、接着剤等による接着や、ウェハ同士の加熱接合、プラズマ効果を用いた低温接合、常温接合などの方法を適宜に用いることができる。実際の製造例では接着剤による接合を用いた。接合されたニオブ酸リチウム基板（ｚカット基板）の自由平面を「研磨により波長程度まで薄膜化」して薄膜層とする。薄膜層の形成には研磨のほかにイオンスライスなどの方法を用いることもできる。
【０１３５】
このように形成されたニオブ酸リチウムの薄膜層に、電子ビームリソグラフィーとドライエッチングにより「光導波路のコア形状や、光入力部・光分配部等の部分」をパターニングし、パターニングされた形状をドライエッチングにより薄膜層に転写する。ついで、エッチングにより形成されたパターンを、上部クラッド層２１１となる低屈折率材料（石英等）で埋め込むことにより「高屈折率差光導波路」を形成する。電気光学材料への加工は集束イオンビームで行い、さらに位相変調構造をなす光導波路部分に、制御電極の上部電極２０８をパターニングすることで光偏向素子が製作できる。
【０１３６】
最後に、図２９を参照して、請求項５記載の光偏向素子に関連したシミュレーションを説明する。  
図２９（ａ）は、請求項５記載の光偏向素子を簡略化したシミュレーションモデルを説明するための図である。図において、符号ＬＧは光導波路のコアを示す。図の如く６本のコアＬＧを間隔：ＳＰ＝８００ｎｍで互いに平行にアレイ配列し、共通のクラッドＣＲで囲繞して光導波路アレイとした。６本のコアＬＧは何れも、光出力部（図で上方の部分）に「出力端へ向かって末広がりに広がるテーパ部分」を有する。このテーパ部分は「モード変換光導波路構造」であって、波面の乱れを抑える機能を有する。テーパ部の長さ：ＴＬは５μｍとした。また、図における符号ΔＬは「隣接するコア間での位相変調部分の長さの差（先に「ＬＰ」としたもの。）」である。
【０１３７】
シミュレーションは、コアＬＧを等価屈折率近似により２次元近似し、２次元のＦＤＴＤ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍｅｉｎ）を用いて行った。このシミュレーションは電磁界を直接差分化して電磁界の振舞いをシミュレーションする方法で、近似を用いないので、大きな屈折率差を持つ光導波路のシミュレーションには誤差が小さい結果を期待できる。
【０１３８】
シミュレーションでは、導波光の真空中における波長：６５０ｎｍ、導波モードはＴＭモードとし、コアＬＧの幅：３００ｎｍ、屈折率；１．９３０８２９（電界を作用させていない状態での屈折率）、クラッドＣＲの屈折率：１．４５６７００とし、空気の屈折率を１．０とした。
【０１３９】
偏向角は光路長差に依存しているので、光導波路の損失が十分小さければ、実際のデバイスのシミュレーションとして扱うことができる。シミュレーションでは、ΔＬとして実際よりも小さい値：２０μｍとし、このΔＬに対して所望の光ビーム偏向角を得るために、屈折率変化：ｄｎを±０．０１５の範囲で変化させた。
【０１４０】
射出光の中心により偏向角を算出すると、図２９（ｂ）に示すように、横軸に示す光路長差（＝ΔＬ×ｄｎ）を−０．３０μｍから０．３０μｍまで変化させたとき、縦軸に示す偏向角（単位：度）は２１度から１８度まで変化し、全体で４０度近く光ビームを偏向可能であることがわかる。
【０１４１】
上記の屈折率変化：±０．０１５の代わりに、実際の屈折率変化：Δｎの範囲として±０．００１の範囲を用いるとすればΔＬとして、上記２０μｍに代えてΔＬ＝３００μｍとすればよい。このような長さのコア部長さは、高屈折率差光導波路では上述のごとく曲率半径：５０μｍ程度で極めてコンパクトに折畳んで「曲がり光導波路部分」とすることができるので、大きな偏向角を有した超小型のビーム偏向器を構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】光導波路アレイを用いる光偏向素子の従来例と光ビーム偏向の原理を説明するための図である。
【図２】高屈折率差光導波路を説明するための図である。
【図３】高屈折率差光導波路の特性を説明するための図である。
【図４】高屈折率差光導波路の特性を説明するための図である。
【図５】高屈折率差光導波路の特性を説明するための図である。
【図６】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図７】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図８】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図９】図８の実施の形態における、コアへの電界作用の２形態を説明するための図である。
【図１０】コアへの電界作用の別例を説明するための図である。
【図１１】コアへの電界作用の別例を説明するための図である。
【図１２】コアへの電界作用の別例を説明するための図である。
【図１３】コアへの電界作用の別例を説明するための図である。
【図１４】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図１５】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図１６】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図１７】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図１８】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図１９】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図２０】光偏向素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図２１】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２２】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２３】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２４】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２５】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２６】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２７】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２８】光偏向モジュールの実施の１形態を説明するための図である。
【図２９】請求項５記載の発明に対するシミュレーションとその結果を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１１０    基板  
１１１    光入力部  
１１２    光分配部  
１１３    光導波路アレイ  
１１４    光出力部  
１１６、１１７、１１８、１１９    光導波路アレイを構成する光導波路のコア
１１５    光導波路中に形成された曲がり光導波路
１２０、１２１、１２２、１２３    制御電極
【図１】
2009048021.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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