光学装置、偏波合成装置、及び光学装置の製造方法
【課題】レンズの焦点を任意の位置に調整可能な光学装置を提供する。
【解決手段】光学素子１０と、光学素子１０に接する第１面Ｎ１および第１面Ｎ１に対し傾斜した第２面Ｎ２を有する透光性の第１傾斜部材２１と、第１傾斜部材２１の第２面Ｎ２に接する第３面Ｎ３および第１傾斜部材２１の第１面Ｎ１に略平行な第４面Ｎ４を有する透光性の第２傾斜部材２２と、第２傾斜部材２２の第４面Ｎ４に接し、第１傾斜部材２１の第１および第２面Ｎ１，Ｎ２ならびに第２傾斜部材２２の第３および第４面Ｎ３，Ｎ４を介して光学素子１０に光学的に結合されるレンズ３０と、を備え、第１傾斜部材２１の第２面Ｎ２と第２傾斜部材２２の第３面Ｎ３を接触させた状態で第１傾斜部材２１と第２傾斜部材２２とをスライド移動させることによりレンズ３０と光学素子１０との距離が調整可能である。
【解決手段】光学素子１０と、光学素子１０に接する第１面Ｎ１および第１面Ｎ１に対し傾斜した第２面Ｎ２を有する透光性の第１傾斜部材２１と、第１傾斜部材２１の第２面Ｎ２に接する第３面Ｎ３および第１傾斜部材２１の第１面Ｎ１に略平行な第４面Ｎ４を有する透光性の第２傾斜部材２２と、第２傾斜部材２２の第４面Ｎ４に接し、第１傾斜部材２１の第１および第２面Ｎ１，Ｎ２ならびに第２傾斜部材２２の第３および第４面Ｎ３，Ｎ４を介して光学素子１０に光学的に結合されるレンズ３０と、を備え、第１傾斜部材２１の第２面Ｎ２と第２傾斜部材２２の第３面Ｎ３を接触させた状態で第１傾斜部材２１と第２傾斜部材２２とをスライド移動させることによりレンズ３０と光学素子１０との距離が調整可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置、偏波合成装置、及び光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、光導波路素子７１０の出力端面Ｍにロッドレンズ７２０を接するようにして設けた光学装置の一構成例（上面図）である。このような構成においては、ロッドレンズ７２０の長さＬに応じて焦点Ｆの位置が変わることによって、出射光が拡散したり（同図（Ａ））、平行光となったり（同図（Ｂ））、集光したり（同図（Ｃ））する。そのため、例えば出射光を平行光としたい場合には、焦点Ｆが光導波路７３０の出力端に一致するよう適正なレンズ長さを有したロッドレンズ７２０を使用する必要がある。レンズ長さＬが適正値から十数μｍでもずれてしまうと出射光が平行光とならないため、ロッドレンズの製造許容誤差は非常に小さい。また、光導波路の屈折率やコア径によっても所要のレンズ長さが異なるので、光導波路素子の製造ばらつきに対応するためには、レンズ長さの異なる多数のロッドレンズを用意しなければならない。
【０００３】
また、レンズ基板の一方の面に複数のマイクロレンズを形成し、他方の面を一方の面に対して傾斜した傾斜面としたマイクロレンズアレイが知られている（特許文献１）。このようなマイクロレンズアレイによれば、複数のマイクロレンズのうち、最適な基板厚さにもっとも近い箇所のマイクロレンズを選択することで焦点の位置を調整できるので、図７のロッドレンズの場合のような製造上の許容誤差を低減する効果や、光導波路素子の製造ばらつきへの対応が容易であるといった効果が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成において、マイクロレンズアレイの焦点は、任意の位置に自由に調整できる訳ではなく、複数設けられたマイクロレンズの位置に対応した有限個の位置しかとり得ない。そのため、出射光を平行光にすることができない場合が生じてしまう、という問題がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズの焦点を任意の位置に調整可能な光学装置、偏波合成装置、及び光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の光学装置は、光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備え、前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の光学装置は、光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有し、前記第１面と前記第２面を貫通する第１貫通穴が設けられた第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有し、前記第３面と前記第４面を貫通する第２貫通穴が設けられた第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１貫通穴および前記第２傾斜部材の第２貫通穴を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備え、前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の光学装置において、前記第１または第２傾斜部材は、前記第１または第２貫通穴の内壁へ通じた第３貫通穴を有し、前記第３貫通穴を介して前記第１および第２貫通穴の内部が吸引されることにより前記スライド移動が可能であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の光学装置において、前記光学素子は、光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の偏波合成装置は、上記の光学装置と偏波合成素子とを備え、前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整され、前記偏波合成素子は、前記レンズを通過した前記２つの光を入射して同一光軸上に出射することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の偏波合成装置において、前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの変調光を出射する光変調器であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光学装置の製造方法は、光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備えた光学装置の製造方法であって、前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離を調整する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、レンズの焦点を任意の位置に調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による光学装置において第１，第２透光性基板の位置と半球レンズから出射される光の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図４】本発明の第３実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図５】本発明の第４実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図６】本発明の第５実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図７】従来の光学装置の構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図１において、光学装置１は、光導波路素子（光学素子）１０と、第１透光性基板（第１傾斜部材）２１と、第２透光性基板（第２傾斜部材）２２と、半球レンズ３０とを含んで構成されている。
【００１８】
光導波路素子１０は、基板１０１上に光導波路１０２が形成された光学素子であり、光導波路１０２が基板１０１の端面Ｍ１に対して直角に（すなわち図中Ｚ方向に平行に）配置されている。光導波路素子１０の例として、光変調器や半導体レーザなどが適用可能である。
図１には、光導波路素子１０の出力端部付近を示しており、光導波路１０２を図中左方向（−Ｚ方向）から伝搬してきた光は、後述する第１透光性基板２１、第２透光性基板２２、及び半球レンズ３０を介して、光学装置１から図中右方向（＋Ｚ方向）へ向けて出射される。
【００１９】
第１透光性基板２１は、平面Ｎ１と平面Ｎ１に対して傾斜した平面Ｎ２とを有する基板であり、使用する波長の光に対して十分な透光性を有する材質（例えばガラス）で形成されている。第１透光性基板２１は、平面Ｎ１が光導波路素子１０の端面Ｍ１と接した状態で、光導波路素子１０に固定されている。
【００２０】
第２透光性基板２２は、第１透光性基板２１と同様に、平面Ｎ３と平面Ｎ３に対して傾斜した平面Ｎ４とを有する基板であり、使用する波長の光に対して十分な透光性を有する材質（例えばガラス）で形成されている。第２透光性基板２２は、平面Ｎ３が第１透光性基板２１の平面Ｎ２と接した状態で、第１透光性基板２１に固定されている。平面Ｎ３と平面Ｎ４のなす角度は、第１透光性基板２１の平面Ｎ１と平面Ｎ２のなす角度に等しい。そのため、第２透光性基板２２の平面Ｎ４は、第１透光性基板２１の平面Ｎ１と平行になっている。
【００２１】
半球レンズ３０は、外周面が半球面と平面Ｍ２とで構成されたレンズである。半球レンズ３０は、平面Ｍ２が第２透光性基板２２の平面Ｎ４と接した状態で、第２透光性基板２２に固定されている。
【００２２】
次に、図２を参照し、光学装置１における光導波路素子１０と第１透光性基板２１と第２透光性基板２２と半球レンズ３０の詳細な位置関係を、光学装置１の製造方法とあわせて以下説明する。
【００２３】
まず、光導波路素子１０と第１透光性基板２１と第２透光性基板２２と半球レンズ３０を、この順番に配置する。そして、半球レンズ３０を半球面の中心Ｃが光導波路１０２の延長線上に来るようにした状態で、基板１０１の端面Ｍ１と第１透光性基板２１の平面Ｎ１、第１透光性基板２１の平面Ｎ２と第２透光性基板２２の平面Ｎ３、及び、第２透光性基板２２の平面Ｎ４と半球レンズ３０の平面Ｍ２を、それぞれ接触させる。光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置は、この時点では任意である。また、光導波路素子１０と第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の各部材間は、この時点ではまだ固定せず、第２透光性基板２２と半球レンズ３０間のみを接着などにより固定しておく。
【００２４】
次に、光導波路素子１０の光導波路１０２に、図中左方向（−Ｚ方向）から光を伝搬させる。このとき、光導波路１０２に対し直角な方向（Ｘ方向）における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置に応じて、光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離が変わるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図２（Ａ）のように拡散した光であるか、同図（Ｂ）のようにコリメートされた光であるか、同図（Ｃ）のように集光された光であるかのいずれかの状態となっている。
【００２５】
例えば、図２（Ｂ）においては、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた厚さ（平面Ｎ１と平面Ｎ４の距離、すなわち光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離）が半球レンズ３０の焦点距離に等しい厚さＴ２となるように、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置が調整されている。この場合、半球レンズ３０の焦点Ｆが光導波路１０２の出射端部と丁度一致することになるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図のようにコリメートされた状態になる。
【００２６】
また、図２（Ａ）においては、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた厚さ（平面Ｎ１と平面Ｎ４の距離、すなわち光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離）Ｔ１が図２（Ｂ）の厚さＴ２（＝半球レンズ３０の焦点距離）よりも薄くなるように、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置が調整されている。この場合、半球レンズ３０の焦点Ｆは、光導波路１０２の出射端部よりも半球レンズ３０から遠い図中左側（−Ｚ方向）に位置することになるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図のように拡散された状態になる。
【００２７】
また、図２（Ｃ）においては、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた厚さ（平面Ｎ１と平面Ｎ４の距離、すなわち光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離）Ｔ３が図２（Ｂ）の厚さＴ２（＝半球レンズ３０の焦点距離）よりも厚くなるように、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置が調整されている。この場合、半球レンズ３０の焦点Ｆは、光導波路１０２の出射端部よりも半球レンズ３０に近い図中右側（＋Ｚ方向）に位置することになるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図のように集光された状態になる。
【００２８】
さて次に、基板１０１の端面Ｍ１と第１透光性基板２１の平面Ｎ１、及び、第１透光性基板２１の平面Ｎ２と第２透光性基板２２の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１透光性基板２１の位置を光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）に適宜移動（スライド）させて、半球レンズ３０を通過後の光が、例えば図２（Ｂ）のようにコリメートされた状態となるように調整する。第１透光性基板２１の位置を図中Ｘ方向に移動させることにより、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた平面Ｎ１，Ｎ４間の厚さが変化するので、半球レンズ３０の焦点Ｆの位置を光軸方向（図中Ｚ方向）に変化させることができる。このとき、第１透光性基板２１の移動を必要に応じた細かさで行えば、半球レンズ３０の焦点Ｆの位置が連続的に変化するので、半球レンズ３０を通過後の光を必ずコリメートされた状態に調整することが可能である。
なお、光学装置１の用途によっては、図２（Ａ）や（Ｃ）のような状態となるよう調整してもよい。
【００２９】
最後に、上記のように所望の位置へ移動させた第１透光性基板２１と光導波路素子１０及び第２透光性基板２２とを、接着などにより固定する。
こうして、光学装置１を構成している各部材の位置が調整される。
【００３０】
なお、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の界面（平面Ｎ２，Ｎ３）で光が屈折しないように、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２は屈折率が同じであることが望ましい。
また、上記説明では本発明を光学装置１の出力側に適用した場合について記載したが、本発明は入力側にも同様に適用可能である。
また、半球レンズ３０に代えて、外周面が非球面の一部と平面とで構成されたレンズを用いてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図３において、光学装置２は、第１実施形態の光学装置１の第１透光性基板２１および第２透光性基板２２に代えて、貫通穴が設けられた第１傾斜基板（第１傾斜部材）２３および第２傾斜基板（第２傾斜部材）２４を備えて構成されている。
【００３２】
第１傾斜基板２３は、平面Ｎ１と平面Ｎ２を貫通する貫通穴Ｈ１が設けられている点を除いて、第１実施形態の光学装置１の第１透光性基板２１と同様の構成である。また、第２傾斜基板２４は、平面Ｎ３と平面Ｎ４を貫通する貫通穴Ｈ２が設けられている点を除いて、第１実施形態の光学装置１の第２透光性基板２２と同様の構成である。なお、貫通穴Ｈ２の径は半球レンズ３０の径よりも小さく、貫通穴Ｈ１の径は貫通穴Ｈ２の径と同程度であるとする。
【００３３】
図３において、光導波路素子１０の光導波路１０２を図中左方向（−Ｚ方向）から伝搬してきた光は、第１傾斜基板２３の貫通穴Ｈ１、第２傾斜基板２４の貫通穴Ｈ２、及び半球レンズ３０を介して、光学装置２から図中右方向（＋Ｚ方向）へ向けて出射される。このように光導波路１０２からの出射光が貫通穴Ｈ１，Ｈ２を通過する構成であるため、第１傾斜基板２３および第２傾斜基板２４の材質は、当該光に対して透光性を有している必要がなく、例えば金属や樹脂などを適用することができる。そのため、第１実施形態のようにガラスなどの透光性の材質を用いる場合に比べて、光学装置２は加工性に優れ、また安価に製造可能である。
【００３４】
上記のように構成された光学装置２においても、基板１０１の端面Ｍ１と第１傾斜基板２３の平面Ｎ１、及び、第１傾斜基板２３の平面Ｎ２と第２傾斜基板２４の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１傾斜基板２３の位置を光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）に適宜移動（スライド）させることにより、半球レンズ３０を通過後の光をコリメートされた状態（図２（Ｂ）参照）となるように調整することが可能である。
【００３５】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図４において、光学装置３は、第２実施形態の光学装置２と同様の第１傾斜基板２５に、さらにもう１つの貫通穴Ｈ３を設けて構成されている。
【００３６】
貫通穴Ｈ３は、第１傾斜基板２５の外側面Ｎｏｕｔから貫通穴Ｈ１の内壁面Ｎｉｎへ貫通して設けられている。また、貫通穴Ｈ３の外側面Ｎｏｕｔ側には、吸引用ニードル４０が接続されている。吸引用ニードル４０は、貫通穴Ｈ３を通じて貫通穴Ｈ１および貫通穴Ｈ２内の空気を吸引するための管状の部品である。
【００３７】
本実施形態の光学装置３においても、基板１０１の端面Ｍ１と第１傾斜基板２５の平面Ｎ１、及び、第１傾斜基板２５の平面Ｎ２と第２傾斜基板２４の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１傾斜基板２５の位置を光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）に適宜移動（スライド）させることにより、半球レンズ３０を通過後の光をコリメートされた状態（図２（Ｂ）参照）となるように調整する。
【００３８】
このとき、貫通穴Ｈ１および貫通穴Ｈ２によって形成されている中空内の空気を貫通穴Ｈ３を通じて吸引用ニードル４０により吸引しながら、第１傾斜基板２５のＸ方向への移動を行う。吸引によって貫通穴Ｈ１および貫通穴Ｈ２の中空内が負圧に保たれるため、第１傾斜基板２５をＸ方向に移動させた際に、第１傾斜基板２５が基板１０１や第２傾斜基板２４から離れてしまうことがない。よって、基板１０１の端面Ｍ１と第１傾斜基板２５の平面Ｎ１、及び、第１傾斜基板２５の平面Ｎ２と第２傾斜基板２４の平面Ｎ３をそれぞれ接触させた状態を、容易に維持することが可能であり、作業性に優れる。
【００３９】
また、第２傾斜基板２４と半球レンズ３０間を接着などにより固定し、さらに、図４に示すように半球レンズ３０の＋Ｘ側と−Ｘ側に半球レンズ３０と接する規制用治具５０を設置することで、第２傾斜基板２４のＸ方向への動きが規制されるようにしておく。これにより、第１傾斜基板２５をＸ方向に移動させた際に、基板１０１と第１傾斜基板２５と第２傾斜基板２４が互いに接触した状態のまま、第２傾斜基板２４をＺ方向にのみ移動させることができる。
【００４０】
なお、本実施形態の変形例として、貫通穴Ｈ３を第２傾斜基板２４の方に設けるようにしてもよい。
【００４１】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図５において、光学装置４は、光導波路素子（光学素子）１１の構成のみが第１実施形態と異なる。
【００４２】
光導波路素子１１は、基板１０１上に２つの光導波路１０３，１０４が形成された光学素子である。一方の光導波路１０３は、基板１０１の端面Ｍ１近傍において、端面Ｍ１に近いほどもう一方の光導波路１０４から離れるように端面Ｍ１に対して斜めに配置され、他方の光導波路１０４は、基板１０１の端面Ｍ１近傍において、端面Ｍ１に近いほど光導波路１０３から離れるように端面Ｍ１に対して斜めに配置されている。これにより、光導波路１０３，１０４を図中左方向（−Ｚ方向）から伝搬してきた光は、光導波路素子１１から図中右方向（＋Ｚ方向）へ向けて互いに非平行な光軸上に出射される。
【００４３】
本実施形態の光学装置４では、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置に応じて、半球レンズ３０を通過後の２つの光は、図５（Ｂ）のように互いに光軸が平行な状態となるか、または、同図（Ａ）や（Ｃ）のように互いに光軸が非平行な状態となる。
【００４４】
そして、第１実施形態と同様に、基板１０１の端面Ｍ１と第１透光性基板２１の平面Ｎ１、及び、第１透光性基板２１の平面Ｎ２と第２透光性基板２２の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１透光性基板２１の位置を図中Ｘ方向に適宜移動（スライド）させることで、半球レンズ３０を通過後の２つの光を、例えば図５（Ｂ）のように互いに光軸が平行な状態となるように調整することが可能である。
なお、光学装置４の用途によっては、図５（Ａ）や（Ｃ）のような状態となるよう調整してもよい。
【００４５】
（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。この光学装置５は、偏波合成された変調光を出力する偏波合成型変調器（偏波合成装置）であり、上述した第４実施形態による光学装置４の光導波路素子１１を、ＬＮ光変調器６０と１／２波長板７０ａとガラス板７０ｂとにより構成するとともに、半球レンズ３０の後段にさらに偏波合成素子８０を備えたものである。
【００４６】
ＬＮ光変調器６０は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）（以下ＬＮと称す）基板上に光導波路及び変調電極が形成されてなる。
このＬＮ光変調器６０の光導波路は、マッハツェンダー導波路ＭＡの両アームにマッハツェンダー導波路ＭＢ，ＭＣが設けられ、マッハツェンダー導波路ＭＢの両アームにマッハツェンダー導波路６０１，６０２が、マッハツェンダー導波路ＭＣの両アームにマッハツェンダー導波路６０３，６０４が、それぞれ設けられた入れ子構造を有する。即ち、ＬＮ光変調器６０への入力光は、マッハツェンダー導波路ＭＡの入力導波路６０５へ導入され、アーム上のマッハツェンダー導波路ＭＢとＭＣへ分岐される。また、マッハツェンダー導波路ＭＢへ入力された光は、マッハツェンダー導波路６０１と６０２へ分岐され、マッハツェンダー導波路ＭＣへ入力された光は、マッハツェンダー導波路６０３と６０４へ分岐される。そして、マッハツェンダー導波路６０１と６０２からの出力光は、マッハツェンダー導波路ＭＢにより合波されてマッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０６へ導入され、マッハツェンダー導波路６０３と６０４からの出力光は、マッハツェンダー導波路ＭＣにより合波されてマッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０７へ導入される。
【００４７】
マッハツェンダー導波路６０１〜６０４は、それぞれに設けられた不図示の変調電極とともにＬＮ光変調器を形成している。各ＬＮ光変調器６０１〜６０４の変調電極には、不図示の駆動回路から例えば１０Ｇｂ／ｓの駆動信号が与えられ、各ＬＮ光変調器６０１〜６０４は、１０Ｇｂ／ｓで変調された変調光を出力する。マッハツェンダー導波路ＭＢのＬＮ光変調器６０１と６０２の変調方式は、ここではＤＱＰＳＫ（差動四相位相偏移変調）を用いる。マッハツェンダー導波路ＭＣのＬＮ光変調器６０３と６０４の変調方式も同様である。ＤＱＰＳＫにより、マッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０６，６０７へ導入される光は、２０Ｇｂ／ｓの変調光となる。
【００４８】
マッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０６は、ＬＮ基板（ＬＮ光変調器６０）の一端面Ｍの近傍部分（出力導波路６０６１）が、端面Ｍの法線に対して角度θ１をなすように設けられている。また、同様に、マッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０７は、端面Ｍの近傍部分（出力導波路６０７１）が、端面Ｍの法線に対して角度θ２をなすように設けられている。角度θ１，θ２は、出力導波路６０６１と出力導波路６０７１がＬＮ基板の内部で交差するような角度である。このような導波路配置により、出力導波路６０６１からは図中の下方へ向けて斜めに光が出射され、出力導波路６０７１からは図中の上方へ向けて斜めに光が出射されることとなる。なお、出力導波路６０６１，６０７１が端面Ｍに対して斜めに設けられていることにより、端面Ｍから出力導波路６０６１，６０７１への戻り光を低減することができる。
【００４９】
１／２波長板７０ａは、出力導波路６０６１から出射された光の偏波面を９０°回転させる。また、ガラス板７０ｂは、出力導波路６０７１から出射された光に、出力導波路６０６１から出射された光が１／２波長板７０ａから受ける位相遅延と同じ位相遅延を付与する（偏波面は変化させない）。これにより、１／２波長板７０ａを出射した光とガラス板３０ｂを出射した光は、互いに偏波面が９０°傾いた状態（位相差なし）になる。
【００５０】
本実施形態の光学装置５では、第１透光性基板２１と１／２波長板７０ａおよびガラス板７０ｂならびに第２透光性基板２２とを、第４実施形態と同様にそれぞれ接触させたまま、第１透光性基板２１の位置を図中Ｘ方向に適宜移動（スライド）させることで、半球レンズ３０を通過後の２つの光が互いに光軸が平行な状態となるように調整しておく。
【００５１】
偏波合成素子８０は、平板状に形成された複屈折媒質であり、出力導波路６０６１から出射され１／２波長板７０ａを通過した光が常光ＬＯとして偏波合成素子８０内を伝搬し、出力導波路６０７１から出射されガラス板７０ｂを通過した光が異常光ＬＥとして偏波合成素子８０内を伝搬するように、その光学軸の向きが設定されている。これにより、偏波合成素子８０を通過した常光ＬＯと異常光ＬＥが同一の光路上に出射されて、互いの偏波面が直交する２０Ｇｂ／ｓの変調光が合成されてなる４０Ｇｂ／ｓの変調光が得られる。偏波合成素子８０としては、例えば、ルチルや方解石から作られたものを用いることができる。
【００５２】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１〜５…光学装置 １０，１１…光導波路素子 ２１…第１透光性基板 ２２…第２透光性基板 ２３，２５…第１傾斜基板 ２４…第２傾斜基板 ３０…半球レンズ ４０…吸引用ニードル ５０…規制用治具 ６０…ＬＮ光変調器 ７０ａ…１／２波長板 ７０ｂ…ガラス板 ８０…偏波合成素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置、偏波合成装置、及び光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、光導波路素子７１０の出力端面Ｍにロッドレンズ７２０を接するようにして設けた光学装置の一構成例（上面図）である。このような構成においては、ロッドレンズ７２０の長さＬに応じて焦点Ｆの位置が変わることによって、出射光が拡散したり（同図（Ａ））、平行光となったり（同図（Ｂ））、集光したり（同図（Ｃ））する。そのため、例えば出射光を平行光としたい場合には、焦点Ｆが光導波路７３０の出力端に一致するよう適正なレンズ長さを有したロッドレンズ７２０を使用する必要がある。レンズ長さＬが適正値から十数μｍでもずれてしまうと出射光が平行光とならないため、ロッドレンズの製造許容誤差は非常に小さい。また、光導波路の屈折率やコア径によっても所要のレンズ長さが異なるので、光導波路素子の製造ばらつきに対応するためには、レンズ長さの異なる多数のロッドレンズを用意しなければならない。
【０００３】
また、レンズ基板の一方の面に複数のマイクロレンズを形成し、他方の面を一方の面に対して傾斜した傾斜面としたマイクロレンズアレイが知られている（特許文献１）。このようなマイクロレンズアレイによれば、複数のマイクロレンズのうち、最適な基板厚さにもっとも近い箇所のマイクロレンズを選択することで焦点の位置を調整できるので、図７のロッドレンズの場合のような製造上の許容誤差を低減する効果や、光導波路素子の製造ばらつきへの対応が容易であるといった効果が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０１８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成において、マイクロレンズアレイの焦点は、任意の位置に自由に調整できる訳ではなく、複数設けられたマイクロレンズの位置に対応した有限個の位置しかとり得ない。そのため、出射光を平行光にすることができない場合が生じてしまう、という問題がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンズの焦点を任意の位置に調整可能な光学装置、偏波合成装置、及び光学装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の光学装置は、光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備え、前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の光学装置は、光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有し、前記第１面と前記第２面を貫通する第１貫通穴が設けられた第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有し、前記第３面と前記第４面を貫通する第２貫通穴が設けられた第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１貫通穴および前記第２傾斜部材の第２貫通穴を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備え、前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の光学装置において、前記第１または第２傾斜部材は、前記第１または第２貫通穴の内壁へ通じた第３貫通穴を有し、前記第３貫通穴を介して前記第１および第２貫通穴の内部が吸引されることにより前記スライド移動が可能であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の光学装置において、前記光学素子は、光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の偏波合成装置は、上記の光学装置と偏波合成素子とを備え、前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整され、前記偏波合成素子は、前記レンズを通過した前記２つの光を入射して同一光軸上に出射することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、上記の偏波合成装置において、前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの変調光を出射する光変調器であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光学装置の製造方法は、光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備えた光学装置の製造方法であって、前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離を調整する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、レンズの焦点を任意の位置に調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による光学装置において第１，第２透光性基板の位置と半球レンズから出射される光の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図４】本発明の第３実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図５】本発明の第４実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図６】本発明の第５実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。
【図７】従来の光学装置の構成を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図１において、光学装置１は、光導波路素子（光学素子）１０と、第１透光性基板（第１傾斜部材）２１と、第２透光性基板（第２傾斜部材）２２と、半球レンズ３０とを含んで構成されている。
【００１８】
光導波路素子１０は、基板１０１上に光導波路１０２が形成された光学素子であり、光導波路１０２が基板１０１の端面Ｍ１に対して直角に（すなわち図中Ｚ方向に平行に）配置されている。光導波路素子１０の例として、光変調器や半導体レーザなどが適用可能である。
図１には、光導波路素子１０の出力端部付近を示しており、光導波路１０２を図中左方向（−Ｚ方向）から伝搬してきた光は、後述する第１透光性基板２１、第２透光性基板２２、及び半球レンズ３０を介して、光学装置１から図中右方向（＋Ｚ方向）へ向けて出射される。
【００１９】
第１透光性基板２１は、平面Ｎ１と平面Ｎ１に対して傾斜した平面Ｎ２とを有する基板であり、使用する波長の光に対して十分な透光性を有する材質（例えばガラス）で形成されている。第１透光性基板２１は、平面Ｎ１が光導波路素子１０の端面Ｍ１と接した状態で、光導波路素子１０に固定されている。
【００２０】
第２透光性基板２２は、第１透光性基板２１と同様に、平面Ｎ３と平面Ｎ３に対して傾斜した平面Ｎ４とを有する基板であり、使用する波長の光に対して十分な透光性を有する材質（例えばガラス）で形成されている。第２透光性基板２２は、平面Ｎ３が第１透光性基板２１の平面Ｎ２と接した状態で、第１透光性基板２１に固定されている。平面Ｎ３と平面Ｎ４のなす角度は、第１透光性基板２１の平面Ｎ１と平面Ｎ２のなす角度に等しい。そのため、第２透光性基板２２の平面Ｎ４は、第１透光性基板２１の平面Ｎ１と平行になっている。
【００２１】
半球レンズ３０は、外周面が半球面と平面Ｍ２とで構成されたレンズである。半球レンズ３０は、平面Ｍ２が第２透光性基板２２の平面Ｎ４と接した状態で、第２透光性基板２２に固定されている。
【００２２】
次に、図２を参照し、光学装置１における光導波路素子１０と第１透光性基板２１と第２透光性基板２２と半球レンズ３０の詳細な位置関係を、光学装置１の製造方法とあわせて以下説明する。
【００２３】
まず、光導波路素子１０と第１透光性基板２１と第２透光性基板２２と半球レンズ３０を、この順番に配置する。そして、半球レンズ３０を半球面の中心Ｃが光導波路１０２の延長線上に来るようにした状態で、基板１０１の端面Ｍ１と第１透光性基板２１の平面Ｎ１、第１透光性基板２１の平面Ｎ２と第２透光性基板２２の平面Ｎ３、及び、第２透光性基板２２の平面Ｎ４と半球レンズ３０の平面Ｍ２を、それぞれ接触させる。光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置は、この時点では任意である。また、光導波路素子１０と第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の各部材間は、この時点ではまだ固定せず、第２透光性基板２２と半球レンズ３０間のみを接着などにより固定しておく。
【００２４】
次に、光導波路素子１０の光導波路１０２に、図中左方向（−Ｚ方向）から光を伝搬させる。このとき、光導波路１０２に対し直角な方向（Ｘ方向）における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置に応じて、光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離が変わるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図２（Ａ）のように拡散した光であるか、同図（Ｂ）のようにコリメートされた光であるか、同図（Ｃ）のように集光された光であるかのいずれかの状態となっている。
【００２５】
例えば、図２（Ｂ）においては、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた厚さ（平面Ｎ１と平面Ｎ４の距離、すなわち光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離）が半球レンズ３０の焦点距離に等しい厚さＴ２となるように、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置が調整されている。この場合、半球レンズ３０の焦点Ｆが光導波路１０２の出射端部と丁度一致することになるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図のようにコリメートされた状態になる。
【００２６】
また、図２（Ａ）においては、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた厚さ（平面Ｎ１と平面Ｎ４の距離、すなわち光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離）Ｔ１が図２（Ｂ）の厚さＴ２（＝半球レンズ３０の焦点距離）よりも薄くなるように、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置が調整されている。この場合、半球レンズ３０の焦点Ｆは、光導波路１０２の出射端部よりも半球レンズ３０から遠い図中左側（−Ｚ方向）に位置することになるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図のように拡散された状態になる。
【００２７】
また、図２（Ｃ）においては、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた厚さ（平面Ｎ１と平面Ｎ４の距離、すなわち光導波路１０２の出射端部と半球レンズ３０との距離）Ｔ３が図２（Ｂ）の厚さＴ２（＝半球レンズ３０の焦点距離）よりも厚くなるように、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置が調整されている。この場合、半球レンズ３０の焦点Ｆは、光導波路１０２の出射端部よりも半球レンズ３０に近い図中右側（＋Ｚ方向）に位置することになるため、半球レンズ３０を通過後の光は、図のように集光された状態になる。
【００２８】
さて次に、基板１０１の端面Ｍ１と第１透光性基板２１の平面Ｎ１、及び、第１透光性基板２１の平面Ｎ２と第２透光性基板２２の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１透光性基板２１の位置を光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）に適宜移動（スライド）させて、半球レンズ３０を通過後の光が、例えば図２（Ｂ）のようにコリメートされた状態となるように調整する。第１透光性基板２１の位置を図中Ｘ方向に移動させることにより、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２を併せた平面Ｎ１，Ｎ４間の厚さが変化するので、半球レンズ３０の焦点Ｆの位置を光軸方向（図中Ｚ方向）に変化させることができる。このとき、第１透光性基板２１の移動を必要に応じた細かさで行えば、半球レンズ３０の焦点Ｆの位置が連続的に変化するので、半球レンズ３０を通過後の光を必ずコリメートされた状態に調整することが可能である。
なお、光学装置１の用途によっては、図２（Ａ）や（Ｃ）のような状態となるよう調整してもよい。
【００２９】
最後に、上記のように所望の位置へ移動させた第１透光性基板２１と光導波路素子１０及び第２透光性基板２２とを、接着などにより固定する。
こうして、光学装置１を構成している各部材の位置が調整される。
【００３０】
なお、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の界面（平面Ｎ２，Ｎ３）で光が屈折しないように、第１透光性基板２１と第２透光性基板２２は屈折率が同じであることが望ましい。
また、上記説明では本発明を光学装置１の出力側に適用した場合について記載したが、本発明は入力側にも同様に適用可能である。
また、半球レンズ３０に代えて、外周面が非球面の一部と平面とで構成されたレンズを用いてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図３において、光学装置２は、第１実施形態の光学装置１の第１透光性基板２１および第２透光性基板２２に代えて、貫通穴が設けられた第１傾斜基板（第１傾斜部材）２３および第２傾斜基板（第２傾斜部材）２４を備えて構成されている。
【００３２】
第１傾斜基板２３は、平面Ｎ１と平面Ｎ２を貫通する貫通穴Ｈ１が設けられている点を除いて、第１実施形態の光学装置１の第１透光性基板２１と同様の構成である。また、第２傾斜基板２４は、平面Ｎ３と平面Ｎ４を貫通する貫通穴Ｈ２が設けられている点を除いて、第１実施形態の光学装置１の第２透光性基板２２と同様の構成である。なお、貫通穴Ｈ２の径は半球レンズ３０の径よりも小さく、貫通穴Ｈ１の径は貫通穴Ｈ２の径と同程度であるとする。
【００３３】
図３において、光導波路素子１０の光導波路１０２を図中左方向（−Ｚ方向）から伝搬してきた光は、第１傾斜基板２３の貫通穴Ｈ１、第２傾斜基板２４の貫通穴Ｈ２、及び半球レンズ３０を介して、光学装置２から図中右方向（＋Ｚ方向）へ向けて出射される。このように光導波路１０２からの出射光が貫通穴Ｈ１，Ｈ２を通過する構成であるため、第１傾斜基板２３および第２傾斜基板２４の材質は、当該光に対して透光性を有している必要がなく、例えば金属や樹脂などを適用することができる。そのため、第１実施形態のようにガラスなどの透光性の材質を用いる場合に比べて、光学装置２は加工性に優れ、また安価に製造可能である。
【００３４】
上記のように構成された光学装置２においても、基板１０１の端面Ｍ１と第１傾斜基板２３の平面Ｎ１、及び、第１傾斜基板２３の平面Ｎ２と第２傾斜基板２４の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１傾斜基板２３の位置を光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）に適宜移動（スライド）させることにより、半球レンズ３０を通過後の光をコリメートされた状態（図２（Ｂ）参照）となるように調整することが可能である。
【００３５】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図４において、光学装置３は、第２実施形態の光学装置２と同様の第１傾斜基板２５に、さらにもう１つの貫通穴Ｈ３を設けて構成されている。
【００３６】
貫通穴Ｈ３は、第１傾斜基板２５の外側面Ｎｏｕｔから貫通穴Ｈ１の内壁面Ｎｉｎへ貫通して設けられている。また、貫通穴Ｈ３の外側面Ｎｏｕｔ側には、吸引用ニードル４０が接続されている。吸引用ニードル４０は、貫通穴Ｈ３を通じて貫通穴Ｈ１および貫通穴Ｈ２内の空気を吸引するための管状の部品である。
【００３７】
本実施形態の光学装置３においても、基板１０１の端面Ｍ１と第１傾斜基板２５の平面Ｎ１、及び、第１傾斜基板２５の平面Ｎ２と第２傾斜基板２４の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１傾斜基板２５の位置を光導波路１０２と直角な方向（図中Ｘ方向）に適宜移動（スライド）させることにより、半球レンズ３０を通過後の光をコリメートされた状態（図２（Ｂ）参照）となるように調整する。
【００３８】
このとき、貫通穴Ｈ１および貫通穴Ｈ２によって形成されている中空内の空気を貫通穴Ｈ３を通じて吸引用ニードル４０により吸引しながら、第１傾斜基板２５のＸ方向への移動を行う。吸引によって貫通穴Ｈ１および貫通穴Ｈ２の中空内が負圧に保たれるため、第１傾斜基板２５をＸ方向に移動させた際に、第１傾斜基板２５が基板１０１や第２傾斜基板２４から離れてしまうことがない。よって、基板１０１の端面Ｍ１と第１傾斜基板２５の平面Ｎ１、及び、第１傾斜基板２５の平面Ｎ２と第２傾斜基板２４の平面Ｎ３をそれぞれ接触させた状態を、容易に維持することが可能であり、作業性に優れる。
【００３９】
また、第２傾斜基板２４と半球レンズ３０間を接着などにより固定し、さらに、図４に示すように半球レンズ３０の＋Ｘ側と−Ｘ側に半球レンズ３０と接する規制用治具５０を設置することで、第２傾斜基板２４のＸ方向への動きが規制されるようにしておく。これにより、第１傾斜基板２５をＸ方向に移動させた際に、基板１０１と第１傾斜基板２５と第２傾斜基板２４が互いに接触した状態のまま、第２傾斜基板２４をＺ方向にのみ移動させることができる。
【００４０】
なお、本実施形態の変形例として、貫通穴Ｈ３を第２傾斜基板２４の方に設けるようにしてもよい。
【００４１】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。図５において、光学装置４は、光導波路素子（光学素子）１１の構成のみが第１実施形態と異なる。
【００４２】
光導波路素子１１は、基板１０１上に２つの光導波路１０３，１０４が形成された光学素子である。一方の光導波路１０３は、基板１０１の端面Ｍ１近傍において、端面Ｍ１に近いほどもう一方の光導波路１０４から離れるように端面Ｍ１に対して斜めに配置され、他方の光導波路１０４は、基板１０１の端面Ｍ１近傍において、端面Ｍ１に近いほど光導波路１０３から離れるように端面Ｍ１に対して斜めに配置されている。これにより、光導波路１０３，１０４を図中左方向（−Ｚ方向）から伝搬してきた光は、光導波路素子１１から図中右方向（＋Ｚ方向）へ向けて互いに非平行な光軸上に出射される。
【００４３】
本実施形態の光学装置４では、図中Ｘ方向における第１透光性基板２１と第２透光性基板２２の相対位置に応じて、半球レンズ３０を通過後の２つの光は、図５（Ｂ）のように互いに光軸が平行な状態となるか、または、同図（Ａ）や（Ｃ）のように互いに光軸が非平行な状態となる。
【００４４】
そして、第１実施形態と同様に、基板１０１の端面Ｍ１と第１透光性基板２１の平面Ｎ１、及び、第１透光性基板２１の平面Ｎ２と第２透光性基板２２の平面Ｎ３をそれぞれ接触させたまま、第１透光性基板２１の位置を図中Ｘ方向に適宜移動（スライド）させることで、半球レンズ３０を通過後の２つの光を、例えば図５（Ｂ）のように互いに光軸が平行な状態となるように調整することが可能である。
なお、光学装置４の用途によっては、図５（Ａ）や（Ｃ）のような状態となるよう調整してもよい。
【００４５】
（第５実施形態）
図６は、本発明の第５実施形態による光学装置の構成を示す上面図である。この光学装置５は、偏波合成された変調光を出力する偏波合成型変調器（偏波合成装置）であり、上述した第４実施形態による光学装置４の光導波路素子１１を、ＬＮ光変調器６０と１／２波長板７０ａとガラス板７０ｂとにより構成するとともに、半球レンズ３０の後段にさらに偏波合成素子８０を備えたものである。
【００４６】
ＬＮ光変調器６０は、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）（以下ＬＮと称す）基板上に光導波路及び変調電極が形成されてなる。
このＬＮ光変調器６０の光導波路は、マッハツェンダー導波路ＭＡの両アームにマッハツェンダー導波路ＭＢ，ＭＣが設けられ、マッハツェンダー導波路ＭＢの両アームにマッハツェンダー導波路６０１，６０２が、マッハツェンダー導波路ＭＣの両アームにマッハツェンダー導波路６０３，６０４が、それぞれ設けられた入れ子構造を有する。即ち、ＬＮ光変調器６０への入力光は、マッハツェンダー導波路ＭＡの入力導波路６０５へ導入され、アーム上のマッハツェンダー導波路ＭＢとＭＣへ分岐される。また、マッハツェンダー導波路ＭＢへ入力された光は、マッハツェンダー導波路６０１と６０２へ分岐され、マッハツェンダー導波路ＭＣへ入力された光は、マッハツェンダー導波路６０３と６０４へ分岐される。そして、マッハツェンダー導波路６０１と６０２からの出力光は、マッハツェンダー導波路ＭＢにより合波されてマッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０６へ導入され、マッハツェンダー導波路６０３と６０４からの出力光は、マッハツェンダー導波路ＭＣにより合波されてマッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０７へ導入される。
【００４７】
マッハツェンダー導波路６０１〜６０４は、それぞれに設けられた不図示の変調電極とともにＬＮ光変調器を形成している。各ＬＮ光変調器６０１〜６０４の変調電極には、不図示の駆動回路から例えば１０Ｇｂ／ｓの駆動信号が与えられ、各ＬＮ光変調器６０１〜６０４は、１０Ｇｂ／ｓで変調された変調光を出力する。マッハツェンダー導波路ＭＢのＬＮ光変調器６０１と６０２の変調方式は、ここではＤＱＰＳＫ（差動四相位相偏移変調）を用いる。マッハツェンダー導波路ＭＣのＬＮ光変調器６０３と６０４の変調方式も同様である。ＤＱＰＳＫにより、マッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０６，６０７へ導入される光は、２０Ｇｂ／ｓの変調光となる。
【００４８】
マッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０６は、ＬＮ基板（ＬＮ光変調器６０）の一端面Ｍの近傍部分（出力導波路６０６１）が、端面Ｍの法線に対して角度θ１をなすように設けられている。また、同様に、マッハツェンダー導波路ＭＡのアーム６０７は、端面Ｍの近傍部分（出力導波路６０７１）が、端面Ｍの法線に対して角度θ２をなすように設けられている。角度θ１，θ２は、出力導波路６０６１と出力導波路６０７１がＬＮ基板の内部で交差するような角度である。このような導波路配置により、出力導波路６０６１からは図中の下方へ向けて斜めに光が出射され、出力導波路６０７１からは図中の上方へ向けて斜めに光が出射されることとなる。なお、出力導波路６０６１，６０７１が端面Ｍに対して斜めに設けられていることにより、端面Ｍから出力導波路６０６１，６０７１への戻り光を低減することができる。
【００４９】
１／２波長板７０ａは、出力導波路６０６１から出射された光の偏波面を９０°回転させる。また、ガラス板７０ｂは、出力導波路６０７１から出射された光に、出力導波路６０６１から出射された光が１／２波長板７０ａから受ける位相遅延と同じ位相遅延を付与する（偏波面は変化させない）。これにより、１／２波長板７０ａを出射した光とガラス板３０ｂを出射した光は、互いに偏波面が９０°傾いた状態（位相差なし）になる。
【００５０】
本実施形態の光学装置５では、第１透光性基板２１と１／２波長板７０ａおよびガラス板７０ｂならびに第２透光性基板２２とを、第４実施形態と同様にそれぞれ接触させたまま、第１透光性基板２１の位置を図中Ｘ方向に適宜移動（スライド）させることで、半球レンズ３０を通過後の２つの光が互いに光軸が平行な状態となるように調整しておく。
【００５１】
偏波合成素子８０は、平板状に形成された複屈折媒質であり、出力導波路６０６１から出射され１／２波長板７０ａを通過した光が常光ＬＯとして偏波合成素子８０内を伝搬し、出力導波路６０７１から出射されガラス板７０ｂを通過した光が異常光ＬＥとして偏波合成素子８０内を伝搬するように、その光学軸の向きが設定されている。これにより、偏波合成素子８０を通過した常光ＬＯと異常光ＬＥが同一の光路上に出射されて、互いの偏波面が直交する２０Ｇｂ／ｓの変調光が合成されてなる４０Ｇｂ／ｓの変調光が得られる。偏波合成素子８０としては、例えば、ルチルや方解石から作られたものを用いることができる。
【００５２】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１〜５…光学装置 １０，１１…光導波路素子 ２１…第１透光性基板 ２２…第２透光性基板 ２３，２５…第１傾斜基板 ２４…第２傾斜基板 ３０…半球レンズ ４０…吸引用ニードル ５０…規制用治具 ６０…ＬＮ光変調器 ７０ａ…１／２波長板 ７０ｂ…ガラス板 ８０…偏波合成素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、
前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、
前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、
前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、
を備え、
前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
光学素子と、
前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有し、前記第１面と前記第２面を貫通する第１貫通穴が設けられた第１傾斜部材と、
前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有し、前記第３面と前記第４面を貫通する第２貫通穴が設けられた第２傾斜部材と、
前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１貫通穴および前記第２傾斜部材の第２貫通穴を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、
を備え、
前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
前記第１または第２傾斜部材は、前記第１または第２貫通穴の内壁へ通じた第３貫通穴を有し、前記第３貫通穴を介して前記第１および第２貫通穴の内部が吸引されることにより前記スライド移動が可能であることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光学素子は、光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、
前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１の項に記載の光学装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１の項に記載の光学装置と偏波合成素子とを備え、
前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、
前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整され、
前記偏波合成素子は、前記レンズを通過した前記２つの光を入射して同一光軸上に出射する
ことを特徴とする偏波合成装置。
【請求項６】
前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの変調光を出射する光変調器であることを特徴とする請求項５に記載の偏波合成装置。
【請求項７】
光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備えた光学装置の製造方法であって、
前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離を調整する工程を含むことを特徴とする光学装置の製造方法。
【請求項１】
光学素子と、
前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、
前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、
前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、
を備え、
前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
光学素子と、
前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有し、前記第１面と前記第２面を貫通する第１貫通穴が設けられた第１傾斜部材と、
前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有し、前記第３面と前記第４面を貫通する第２貫通穴が設けられた第２傾斜部材と、
前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１貫通穴および前記第２傾斜部材の第２貫通穴を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、
を備え、
前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離が調整可能であることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
前記第１または第２傾斜部材は、前記第１または第２貫通穴の内壁へ通じた第３貫通穴を有し、前記第３貫通穴を介して前記第１および第２貫通穴の内部が吸引されることにより前記スライド移動が可能であることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記光学素子は、光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、
前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１の項に記載の光学装置。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１の項に記載の光学装置と偏波合成素子とを備え、
前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの光を出射する光学素子であり、
前記レンズと前記光学素子との距離は、前記レンズを通過後の前記２つの光の光軸が互いに平行となるような距離に調整され、
前記偏波合成素子は、前記レンズを通過した前記２つの光を入射して同一光軸上に出射する
ことを特徴とする偏波合成装置。
【請求項６】
前記光学素子は、偏波面が互いに直交し且つ光軸が互いに非平行な２つの変調光を出射する光変調器であることを特徴とする請求項５に記載の偏波合成装置。
【請求項７】
光学素子と、前記光学素子に接する第１面および該第１面に対し傾斜した第２面を有する透光性の第１傾斜部材と、前記第１傾斜部材の第２面に接する第３面および前記第１傾斜部材の第１面に略平行な第４面を有する透光性の第２傾斜部材と、前記第２傾斜部材の第４面に接し、前記第１傾斜部材の第１および第２面ならびに前記第２傾斜部材の第３および第４面を介して前記光学素子に光学的に結合されるレンズと、を備えた光学装置の製造方法であって、
前記第１傾斜部材の第２面と前記第２傾斜部材の第３面を接触させた状態で前記第１傾斜部材と前記第２傾斜部材とをスライド移動させることにより前記レンズと前記光学素子との距離を調整する工程を含むことを特徴とする光学装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−２９６５３（Ｐ２０１３−２９６５３Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５３７０（Ｐ２０１１−１６５３７０）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【Ｆターム（参考）】
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