光導波路素子ならびに光モジュールおよびその光軸調整方法
【課題】微小なチャネル導波路との光軸調整を容易かつ短時間に実施できる光導波路素子ならびに光モジュールおよびその光軸調整方法を提供する。
【解決手段】ＳＨＧ素子１は、基板２の上面に配置されたチャネル導波路３と、チャネル導波路３に近接して配置されたスラブ導波路４などで構成される。最初に、ＳＨＧ素子１の入射端面２ａにおいて光ビームを高さ方向に走査して、スラブ導波路４との光結合を得た後、光ビームを横方向に走査して、チャネル光導波路３との光結合を得る。
【解決手段】ＳＨＧ素子１は、基板２の上面に配置されたチャネル導波路３と、チャネル導波路３に近接して配置されたスラブ導波路４などで構成される。最初に、ＳＨＧ素子１の入射端面２ａにおいて光ビームを高さ方向に走査して、スラブ導波路４との光結合を得た後、光ビームを横方向に走査して、チャネル光導波路３との光結合を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ素子等の光源と光導波路素子との間の光軸調整を容易に実施するための光導波路素子、ならびに該光導波路素子を含む光モジュールおよびその光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路素子を用いた光モジュールにおいて、光の導波機能と光変調や波長フィルタリング、合分波等の所要の機能を受け持つチャネル光導波路と光源との間の光結合を一般に行う必要がある。
【０００３】
下記の特許文献１では、光通信モジュールにおいて、レーザ光源と光ファイバの入射面との間に集光レンズが配置され、この集光レンズをアクチェータでＸ方向またはＹ方向に一定周期、一定振幅で微少振動(wobbling)させることにより、光軸誤差信号を得る手法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３８７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光導波路素子の光入出力端面は、一般に、１ｍｍ×１ｍｍ程度の面積を持ち、その中で光結合を要するチャネル導波路の断面寸法は、数μｍ×数μｍ程度であり、素子全体の面積に比べて非常に小さい。
【０００６】
従って、光導波路素子の光入出力端面に対してラスター走査を行って、チャネル導波路を探し出そうとする場合、スキャンピッチが数μｍオーダーであるため、スキャンに要する時間が非常に長くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、微小なチャネル導波路との光軸調整を容易かつ短時間に実施できる光導波路素子ならびに光モジュールおよびその光軸調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る光導波路素子は、基板下面から所定の高さに配置されたチャネル導波路と、
該チャネル導波路に対して所定の高さに配置され、該チャネル導波路より幅広の断面形状を有するスラブ導波路とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光導波路素子において、チャネル導波路は、スラブ導波路と同じ高さに配置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る光導波路素子において、チャネル導波路は、スラブ導波路から高さ方向に一定距離隔てて配置されていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る光導波路素子において、スラブ導波路は、光入力側から光出力側へ向けて断面幅が減少するテーパー状導波路であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光導波路素子において、チャネル導波路は、高調波発生機能、光変調機能、光導波機能および波長フィルタリング機能のうち少なくとも１つの機能を有することが好ましい。
【００１３】
また本発明に係る光モジュールは、上記の光導波路素子と、
光源からの光を伝送して、光導波路素子に入射させる光伝送素子と、
該光伝送素子を、光軸に対して垂直な面内で位置決めするためのアクチュエータとを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光モジュールにおいて、前記光伝送素子は、結合レンズまたは光ファイバであることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る光モジュールにおいて、前記アクチュエータは、スムーズインパクト駆動機構であることが好ましい。
【００１６】
また本発明に係る光モジュールの光軸調整方法は、光導波路素子の光出力側に配置した受光素子を用いて、スラブ導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を高さ方向に走査するステップと、
光伝送素子の高さ方向の走査後、チャネル導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を横方向に走査するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る光モジュールの光軸調整方法において、光伝送素子の高さ方向の走査後で横方向の走査前に、光伝送素子の横方向走査の高さを予め定めた距離だけ変更するステップと、をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、チャネル導波路に対して所定の相対位置に、チャネル導波路より幅広の断面形状を有するスラブ導波路を設けた光導波路素子を用いることにより、チャネル導波路との光軸調整を容易かつ短時間に実施することができる。
【００１９】
その光軸調整方法として、最初に、光源と光導波路素子の間に配置された光伝送素子を高さ方向に変位させ、光導波路素子を高さ方向に走査することによって、スラブ導波路の光軸高さを検出する。続いて、光伝送素子を横方向に変位させ、光導波路素子を横方向に走査することによって、チャネル導波路の光軸を検出する。こうして高さ方向の走査および横方向の走査により光伝送素子の光軸調整が完了するため、光導波路素子の端面全体をラスター走査する従来の方法と比べて格段に短時間で光軸調整を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る光導波路素子の一例を示す斜視図である。ここでは、光導波路素子としてＳＨＧ（第２高調波発生）素子を例示する。理解容易のため、素子の光軸方向をＸ軸、素子の幅方向をＹ軸、素子の高さ方向をＺ軸としている。
【００２１】
ＳＨＧ素子１は、基板２と、基板２の上面に配置されたチャネル導波路３と、チャネル導波路３に近接して配置されたスラブ導波路４などで構成される。
【００２２】
基板２は、ニオブ酸リチウム結晶などの非線形材料で構成され、一般に、矩形断面を有する平板形状や角柱形状に形成される。素子の入射端面２ａおよび出射端面２ｂは、例えば、１ｍｍ×１ｍｍ程度の断面寸法を有する。
【００２３】
チャネル導波路３は、一般に、数μｍ×数μｍ程度の断面を有し、入射端面２ａから出射端面２ｂに至るまで一定の断面形状を成し、チャネル導波路３を伝搬する光と相互作用して、半分の波長を有する光を発生するＳＨＧ機能を有する。例えば、波長９００ｎｍ〜１３００ｎｍの赤外光がチャネル導波路３に入射すると、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの可視光に変換される。波長の変換効率を上げるために、チャネル導波路３は、一般に、赤外光と可視光の位相整合をとるための周期的ドメイン反転構造を有している。
【００２４】
スラブ導波路４は、チャネル導波路３とほぼ同じ厚さを有するが、入射端面２ａにおいてチャネル導波路３より幅広の断面形状を有し、入射端面２ａから出射端面２ｂへ向けて導波路の断面幅が単調に減少するテーパー状導波路として構成される。スラブ導波路４は、チャネル導波路３と同じ高さになるように、基板２の上面に配置される。
【００２５】
スラブ導波路４の機能は、入射端面２ａにおいて光ビームを高さ方向（Ｚ方向）に走査した場合、光ビームがＹ方向にずれていても、光ビームを確実に捕捉できる点にある。即ち、入射端面２ａでは、スラブ導波路４の断面幅がチャネル導波路３より格段に大きいことから、光ビームをチャネル導波路３に入射させる場合と比べて、スラブ導波路４に入射させる方が格段に容易になる。
【００２６】
光ビームがスラブ導波路４に入射した時点で、光ビームの高さはスラブ導波路４の高さと一致することになる。さらに、図１に示すＳＨＧ素子１では、スラブ導波路４は、チャネル導波路３の高さと一致するように予め形成されることから、光ビームの高さはチャネル導波路３の高さとも一致することになる。従って、この段階で、光ビームの高さ調整が完了したことになる。
【００２７】
次に、入射端面２ａにおいて光ビームを横方向（Ｙ方向）に走査すると、光ビームがチャネル導波路３に入射するようになる。光ビームの高さ調整が済んでいることから、Ｙ方向走査による光軸検出も短時間で完了させることができる。
【００２８】
一方、ＳＨＧ素子１の出射端面２ｂでは、スラブ導波路４の断面幅が比較的小さくなっているため、スラブ導波路４からの光ビーム出射位置はほぼ一定となり、スラブモードからの光出力を小口径のフォトダイオードなどで容易に検出することできる。
【００２９】
図２は、図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。光モジュール１０は、レーザ素子１１と、コリメートレンズＬ１と、集光レンズＬ２と、ＳＨＧ素子１と、出力レンズＬ３などを備え、さらに、レンズＬ１，Ｌ２を位置決めするアクチュエータ１２を備える。
【００３０】
レーザ素子１１は、半導体レーザや固体レーザなどで構成され、ヒートシンク１１ａの上面に固定されている。
【００３１】
コリメートレンズＬ１は、レーザ素子１１から発散する光をほぼ平行光に変換する。集光レンズＬ２は、コリメートレンズＬ１からの平行光を集光して、ＳＨＧ素子１の入射端面２ａにビームスポットを形成する。これらのコリメートレンズＬ１および集光レンズＬ２は、レーザ素子１１からの光を伝送して、ＳＨＧ素子１に入射させる光伝送素子として機能する。
【００３２】
出力レンズＬ３は、ＳＨＧ素子１の出射端面２ｂから出射される光を集光して、次のステージへ出力する。
【００３３】
アクチュエータ１２は、コリメートレンズＬ１および集光レンズＬ２を光軸に対して垂直な面内で位置決めする機能を有し、例えば、特開２００２−９５２７２号公報で示されるようなスムーズインパクト駆動機構（ＳＩＤＭ：Smooth Impact Drive Mechanism）で構成される。
【００３４】
ＳＩＤＭは、ある程度質量を持つ移動体と、この移動体を摩擦で保持するためのロッドと、ロッドと固定部材（ベース）との間に介在した圧電素子などで構成される。その動作は、圧電素子の伸縮運動によりロッドが長手方向に変位するとともに、鋸歯状駆動により順方向速度と逆方向速度を変えることによって、移動体が慣性で静止するか、あるいはロッドに追従するかを選択して、移動体を累積的に変位させることができる。
【００３５】
図２では、アクチュエータ１２は、ベース（不図示）に対してＺ方向に変位する第１ＳＩＤＭと、第１ＳＩＤＭの移動体に搭載され、Ｙ方向に変位する第２ＳＩＤＭとを備え、コリメートレンズＬ１はＹ方向に位置決め可能であり、集光レンズＬ２はＺ方向に位置決め可能である。
【００３６】
光モジュール１０の出力側には、出力レンズＬ３から出力される光の一部を反射し、残りを通過させるビームスプリッタ２０と、ビームスプリッタ２０で反射した光を受光するモニタ用のフォトダイオード２１が配置される。
【００３７】
図１に示したように、ＳＨＧ素子１の出射端面２ｂでは、チャネル導波路３の出射位置とスラブ導波路４の出射位置が近接しているため、単一のフォトダイオード２１で双方からの出射光を検出することができる。また、各導波路の出射位置とモニタ用光学系を調整することで、チャネル導波路３からの出力とスラブ導波路４からの出力をそれぞれ独立に検出することも可能である。
【００３８】
図３（ａ）は、本発明に係る光モジュールの光軸調整方法の一例を示す説明図であり、図３（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。ＳＨＧ素子１の入射端面２ａにおいて、図２に示したアクチュエータ１２の駆動により、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させたり、集光レンズＬ２をＺ方向に変位させることによって、集光レンズＬ２からの光ビームをＹ方向またはＺ方向に走査する。
【００３９】
まずステップ１において、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させて、光ビームをＺ方向に走査したとき、スラブ導波路４に入射するように、光ビームのＹ位置を粗く調整する。スラブ導波路４は、アクチュエータ１２の有効ストロークより十分に幅広に設計することが可能であるので、この工程は容易に実現可能である。
【００４０】
次に、コリメートレンズＬ１を固定したままで、集光レンズＬ２をＺ方向に変位させて、光ビームをＺ方向（高さ方向）に走査する。この工程で、レーザ素子１１からの光を確実にスラブ導波路４と光結合させることができる。即ち、光ビームの高さがスラブ導波路４の設置高さに一致したとき、スラブ導波路４との光結合が起こる。光ビームは、スラブ導波路４を通過して、フォトダイオード２１によって検出される。フォトダイオード２１の出力が最大になるように、集光レンズＬ２の高さを調整することで、ＳＨＧ素子１の導波路の設置高さが決定され、ステップ１は終了する。
【００４１】
次に、ステップ２において、集光レンズＬ２を停止した状態で、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させて、光ビームをＹ方向（横方向）に走査する。このとき、コリメートレンズＬ１が取り付けられたアクチュエータ１２の駆動方向と基板２の上面とが完全に平行になっていない場合には、このＹ方向走査の際に、実際の光結合位置はＺ方向にわずかにシフトする。また、各光導波路の厚さは一般に数ミクロン程度である。
【００４２】
これらの事実を考慮して、Ｙ方向走査は、集光レンズＬ２によるＺ方向の位置調整を適宜実施しながら、数回行う。集光レンズＬ２によるＺ方向の位置調整は、導波路厚さより十分少ない１ミクロン程度が適当である。この工程によると、チャネル光導波路３への光結合は、その光軸高さがステップ１により予めほぼ決定されているために、最小限の走査回数で足りることになる。
【００４３】
チャネル光導波路３との光結合が得られた後は、フォトダイオード２１の出力が最大になるように、光ビームのＺ方向およびＹ方向に関するディザ(Dither)動作や山登り制御を行うことにより光軸調整を微調整して、チャネル光導波路３との光結合効率が最大となるように設定できる。
【００４４】
ここでは、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させ、集光レンズＬ２をＺ方向に変位させるアクチュエータ１２を用いた例を説明したが、コリメートレンズＬ１をＺ方向に、集光レンズＬ２をＹ方向に変位させてもよく、あるいは、レンズＬ１，Ｌ２の一方を固定し、他方をＹ方向およびＺ方向に変位させるアクチュエータを用いてもよく、本発明は同様に適用可能である。
【００４５】
図４（ａ）は、比較例として従来のラスター走査による光軸調整方法を示す説明図であり、図４（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。ＳＨＧ素子１の基板上面には、チャネル導波路３のみが配置され、本発明に係るスラブ導波路は存在していない。
【００４６】
ラスター走査の場合、走査位置を微小ピッチでＹ方向に移動しながら、光ビームをＺ方向に往復走査させる。この場合、光ビームがチャネル導波路３と結合するまで、モニター出力は全く観測されない。
【００４７】
また、チャネル光導波路３の幅は、一般に数ミクロン程度であることから、光結合位置を飛び越えてしまわないように、Ｙ方向の各走査ラインのシフト位置は１ミクロン程度にしなければならない。従って、１ｍｍ程度の領域をラスター走査するためには、１０００回程度のＺ方向走査を繰り返す必要がある。その結果、全体の走査時間は、本発明に比べてかなり長くなることが判る。
【００４８】
図５は、図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの他の例を示す斜視図である。光モジュール１０は、レーザ素子１１と、コリメートレンズＬ１と、集光レンズＬ２と、ＳＨＧ素子１と、出力レンズ（不図示）などを備え、さらに、レンズＬ１，Ｌ２を固定するためのホルダ１３，１４を備える。
【００４９】
この光モジュール１０は、図２に示したものと同様な構成を有するが、レンズＬ１，Ｌ２の位置調整後に、モジュール筐体（不図示）に恒久的に固定するためのホルダ１３，１４を追加している。
【００５０】
レンズＬ１，Ｌ２は、断面コ字状のホルダ１３，１４によって挟み込まれるように保持される。レンズＬ１，Ｌ２を位置調整する場合、ＹＺステージなどの微動機構を装着して、各ホルダ１３，１４をＺ方向およびＹ方向に独立に位置決めする。レンズＬ１，Ｌ２の位置調整が完了すると、接着や溶接を用いてホルダ１３，１４をモジュール筐体に完全に固定する。位置調整に使用した微動機構は取り外して、再利用することができる。
【００５１】
レンズＬ１，Ｌ２の位置調整工程において、図３で既に説明したレンズ位置調整方法と同一のアルゴリズムを適用する。即ち、最初にレンズの位置調整によりスラブ導波路４と光結合を行って光軸高さを検出し（図３のステップ１）、検出された光軸高さ近傍でＹ方向にレンズを移動することにより（図３のステップ２）、チャネル導波路３との光結合を短時間で達成できる。
【００５２】
図６は、光変調器を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。光モジュール４０は、光導波路型の光変調器３０と、光変調器３０の入射側に配置された光ファイバ４１と、光変調器３０の出射側に配置された光ファイバ４２などで構成される。
【００５３】
入射側の光ファイバ４１の一端は、ホルダ４１ａによって保持され、その他端は、レーザ素子などの光源（不図示）と結合している。光ファイバ４１は、光源からの光を伝送して、光変調器３０に入射させる光伝送素子として機能する。出射側光ファイバ４２の一端は、ホルダ４２ａによって保持され、その他端は、別のモジュール（不図示）と結合している。
【００５４】
光変調器３０は、ニオブ酸リチウムなどの基板の上面に、光進行方向に沿って、チャネル導波路３１と、チャネル導波路３１から分岐した２本のチャネル導波路３２，３３と、各チャネル導波路３２，３３が合流したチャネル導波路３４とが配置されてマッハツェンダ型干渉計を構成している。各チャネル導波路３２，３３の近傍には、光変調用の電極（不図示）が設けられる。
【００５５】
本発明に係るスラブ導波路３５が、チャネル導波路３１，３３，３４に近接して設けられている。スラブ導波路３５は、チャネル導波路３１〜３４とほぼ同じ厚さを有するが、入射端面においてチャネル導波路３１より幅広の断面形状を有し、チャネル導波路３１〜３４と同じ高さになるように、基板２の上面に配置される。
【００５６】
従来のラスター走査を用いた光軸調整方法では、それぞれのファイバ位置を調整するために、幅・深さともに数ミクロン程度のチャネル光導波路３１，３４に対して、直径１０ミクロン程度の光ファイバ４１，４２の光導波部を位置合わせする必要があり、熟練した技能と長い作業時間が要求される。
【００５７】
本発明に係る光軸調整方法を実施する場合、ホルダ４１ａを、ＹＺステージなどの微動機構に取り付けて、光ファイバ４１の先端を光変調器３０の入射端面でＹ方向またはＺ方向に走査できるように構成する。さらに、光変調器３０の出射側には、チャネル導波路３１〜３４およびスラブ導波路３５からの光を検出するためのモニタ用のフォトダイオードを配置する。
【００５８】
光ファイバ４１の位置調整工程において、図３で既に説明したレンズ位置調整方法と同一のアルゴリズムを適用する。即ち、最初に光ファイバ４１の位置調整によりスラブ導波路３５と光結合を行って光軸高さを検出し（図３のステップ１）、検出された光軸高さ近傍でＹ方向に光ファイバ４１を移動することにより（図３のステップ２）、チャネル導波路３１との光結合を短時間で達成できる。
【００５９】
光ファイバ４１の位置調整が完了すると、ホルダ４１ａをモジュール筐体（不図示）に恒久的に固定する。位置調整に使用した微動機構は取り外して、再利用する。
【００６０】
図７は、本発明が適用可能な光導波路素子の他の例を示す断面図である。ここでは、光導波路素子を装荷型光導波路として構成した例を説明する。装荷型光導波路は、一般に、基板結晶５１の上に、基板結晶５１より屈折率の高いスラブ導波路５４が形成され、さらにスラブ導波路５４の上に屈折率の高いストリップライン５５が形成されている。
【００６１】
スラブ導波路５４の膜厚は、光が伝搬しにくいカットオフ条件になるように薄めに作成される。また、ストリップライン５５についても、その幅を調整することで、ストリップライン５５自体に光が導波しないように設計している。
【００６２】
このような装荷型構造の場合、スラブ導波路５４のストリップライン５５直下の領域の等価屈折率が上昇し、その結果、この直下領域がチャネル導波路５３として機能する。
【００６３】
本発明に係る光軸調整方法を実施する場合、光導波路素子の出射側に、チャネル導波路５３およびスラブ導波路５４からの光を検出するためのモニタ用のフォトダイオードを配置する。このとき、スラブ導波路５４に入射した光が、減衰しながらもスラブ導波路５４を通過できるように、スラブ導波路５４の膜厚をカットオフ条件近傍に設定することが好ましい。
【００６４】
したがって、このような構造をもつ光導波路素子への光結合においても本発明によるスラブモードを用いた光結合が可能になり、光結合工程の簡略化が図られる。
【００６５】
図８は、本発明が適用可能な光導波路素子のさらに他の例を示す断面図である。この光導波路素子では、チャネル導波路５３が、スラブ導波路５４と同一高さでなく、高さ方向に一定距離隔てて配置されている。
【００６６】
石英などの基板結晶５１の上に、ガラスなど低屈折率材料からなるクラッド層５２が形成され、さらにクラッド層５２の上に、クラッド層５２より高屈折率の材料からなるスラブ導波路５４が形成され、さらにスラブ導波路５４の上に、低屈折率材料からなるクラッド層５６が形成されている。
【００６７】
クラッド層５６の内部には、基板結晶５１の下面から所定の高さに、チャネル導波路５３が埋め込まれている。チャネル導波路５３とスラブ導波路５４は、相互に光結合が起きない程度の間隔をおいて配置される。その間隔は、導波する光モードのサイズ等に依存するが、一般に、１０ミクロンから２０ミクロン程度の間隔であり、さらに精密に調整して形成することが可能である。
【００６８】
本発明に係る光軸調整方法を実施する場合、光導波路素子の出射側に、チャネル導波路５３およびスラブ導波路５４からの光を検出するためのモニタ用のフォトダイオードを配置する。
【００６９】
図６と同様に、光導波路素子の入射側に光伝送素子として光ファイバを設けた場合、光ファイバの位置調整工程において、図３のステップ１と同様にして、最初に光ファイバの位置調整によりスラブ導波路５４と光結合を行って光軸高さを検出する。
【００７０】
次に、チャネル導波路５３の中心とスラブ導波路５４の中心との間の間隔に対応した距離だけ、光ファイバの横方向走査の高さを変更するステップを追加する。
【００７１】
次に、図３のステップ２と同様にして、光ファイバをＹ方向に移動することにより、チャネル導波路５３との光結合を短時間で達成できる。
【００７２】
このように、一般の光導波路素子において、素子本来の機能を実現するためのチャネル導波路だけでなく、スラブモードによる光伝搬が可能なスラブ導波路が存在していれば、本発明に係る光軸調整方法を適用することができる。その場合、チャネル導波路とスラブ導波路の高さが相違していても、横方向走査の高さを変更するステップを追加することによって、迅速な光軸調整が可能になる。
【００７３】
以上の説明では、光導波路素子のチャネル導波路は、高調波発生機能、光変調機能または光導波機能を有する場合を例示したが、その他に、波長フィルタリング機能を有するものでもよく、あるいはこれらの機能の２つ以上を有する場合であっても、本発明は同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、微小なチャネル導波路との光軸調整を容易かつ短時間に実施できる点で、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光導波路素子の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明に係る光モジュールの光軸調整方法の一例を示す説明図であり、図３（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）は、比較例として従来のラスター走査による光軸調整方法を示す説明図であり、図４（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。
【図５】図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの他の例を示す斜視図である。
【図６】光変調器を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。
【図７】本発明が適用可能な光導波路素子の他の例を示す断面図である。
【図８】本発明が適用可能な光導波路素子のさらに他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ＳＨＧ素子
３，３１〜３４，５３ チャネル導波路
４，３５，５４ スラブ導波路
１０ 光モジュール
１１ レーザ素子
１２ アクチュエータ
１３，１４ ホルダ
２０ ビームスプリッタ
２１ フォトダイオード
３０ 光変調器
４１，４２ 光ファイバ
５５ ストリップライン
５２，５６ クラッド層
Ｌ１ コリメートレンズ
Ｌ２ 集光レンズ
Ｌ３ 出力レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ素子等の光源と光導波路素子との間の光軸調整を容易に実施するための光導波路素子、ならびに該光導波路素子を含む光モジュールおよびその光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路素子を用いた光モジュールにおいて、光の導波機能と光変調や波長フィルタリング、合分波等の所要の機能を受け持つチャネル光導波路と光源との間の光結合を一般に行う必要がある。
【０００３】
下記の特許文献１では、光通信モジュールにおいて、レーザ光源と光ファイバの入射面との間に集光レンズが配置され、この集光レンズをアクチェータでＸ方向またはＹ方向に一定周期、一定振幅で微少振動(wobbling)させることにより、光軸誤差信号を得る手法が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３８７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光導波路素子の光入出力端面は、一般に、１ｍｍ×１ｍｍ程度の面積を持ち、その中で光結合を要するチャネル導波路の断面寸法は、数μｍ×数μｍ程度であり、素子全体の面積に比べて非常に小さい。
【０００６】
従って、光導波路素子の光入出力端面に対してラスター走査を行って、チャネル導波路を探し出そうとする場合、スキャンピッチが数μｍオーダーであるため、スキャンに要する時間が非常に長くなってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、微小なチャネル導波路との光軸調整を容易かつ短時間に実施できる光導波路素子ならびに光モジュールおよびその光軸調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る光導波路素子は、基板下面から所定の高さに配置されたチャネル導波路と、
該チャネル導波路に対して所定の高さに配置され、該チャネル導波路より幅広の断面形状を有するスラブ導波路とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る光導波路素子において、チャネル導波路は、スラブ導波路と同じ高さに配置されていることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る光導波路素子において、チャネル導波路は、スラブ導波路から高さ方向に一定距離隔てて配置されていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る光導波路素子において、スラブ導波路は、光入力側から光出力側へ向けて断面幅が減少するテーパー状導波路であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光導波路素子において、チャネル導波路は、高調波発生機能、光変調機能、光導波機能および波長フィルタリング機能のうち少なくとも１つの機能を有することが好ましい。
【００１３】
また本発明に係る光モジュールは、上記の光導波路素子と、
光源からの光を伝送して、光導波路素子に入射させる光伝送素子と、
該光伝送素子を、光軸に対して垂直な面内で位置決めするためのアクチュエータとを備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る光モジュールにおいて、前記光伝送素子は、結合レンズまたは光ファイバであることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る光モジュールにおいて、前記アクチュエータは、スムーズインパクト駆動機構であることが好ましい。
【００１６】
また本発明に係る光モジュールの光軸調整方法は、光導波路素子の光出力側に配置した受光素子を用いて、スラブ導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を高さ方向に走査するステップと、
光伝送素子の高さ方向の走査後、チャネル導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を横方向に走査するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る光モジュールの光軸調整方法において、光伝送素子の高さ方向の走査後で横方向の走査前に、光伝送素子の横方向走査の高さを予め定めた距離だけ変更するステップと、をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、チャネル導波路に対して所定の相対位置に、チャネル導波路より幅広の断面形状を有するスラブ導波路を設けた光導波路素子を用いることにより、チャネル導波路との光軸調整を容易かつ短時間に実施することができる。
【００１９】
その光軸調整方法として、最初に、光源と光導波路素子の間に配置された光伝送素子を高さ方向に変位させ、光導波路素子を高さ方向に走査することによって、スラブ導波路の光軸高さを検出する。続いて、光伝送素子を横方向に変位させ、光導波路素子を横方向に走査することによって、チャネル導波路の光軸を検出する。こうして高さ方向の走査および横方向の走査により光伝送素子の光軸調整が完了するため、光導波路素子の端面全体をラスター走査する従来の方法と比べて格段に短時間で光軸調整を実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る光導波路素子の一例を示す斜視図である。ここでは、光導波路素子としてＳＨＧ（第２高調波発生）素子を例示する。理解容易のため、素子の光軸方向をＸ軸、素子の幅方向をＹ軸、素子の高さ方向をＺ軸としている。
【００２１】
ＳＨＧ素子１は、基板２と、基板２の上面に配置されたチャネル導波路３と、チャネル導波路３に近接して配置されたスラブ導波路４などで構成される。
【００２２】
基板２は、ニオブ酸リチウム結晶などの非線形材料で構成され、一般に、矩形断面を有する平板形状や角柱形状に形成される。素子の入射端面２ａおよび出射端面２ｂは、例えば、１ｍｍ×１ｍｍ程度の断面寸法を有する。
【００２３】
チャネル導波路３は、一般に、数μｍ×数μｍ程度の断面を有し、入射端面２ａから出射端面２ｂに至るまで一定の断面形状を成し、チャネル導波路３を伝搬する光と相互作用して、半分の波長を有する光を発生するＳＨＧ機能を有する。例えば、波長９００ｎｍ〜１３００ｎｍの赤外光がチャネル導波路３に入射すると、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの可視光に変換される。波長の変換効率を上げるために、チャネル導波路３は、一般に、赤外光と可視光の位相整合をとるための周期的ドメイン反転構造を有している。
【００２４】
スラブ導波路４は、チャネル導波路３とほぼ同じ厚さを有するが、入射端面２ａにおいてチャネル導波路３より幅広の断面形状を有し、入射端面２ａから出射端面２ｂへ向けて導波路の断面幅が単調に減少するテーパー状導波路として構成される。スラブ導波路４は、チャネル導波路３と同じ高さになるように、基板２の上面に配置される。
【００２５】
スラブ導波路４の機能は、入射端面２ａにおいて光ビームを高さ方向（Ｚ方向）に走査した場合、光ビームがＹ方向にずれていても、光ビームを確実に捕捉できる点にある。即ち、入射端面２ａでは、スラブ導波路４の断面幅がチャネル導波路３より格段に大きいことから、光ビームをチャネル導波路３に入射させる場合と比べて、スラブ導波路４に入射させる方が格段に容易になる。
【００２６】
光ビームがスラブ導波路４に入射した時点で、光ビームの高さはスラブ導波路４の高さと一致することになる。さらに、図１に示すＳＨＧ素子１では、スラブ導波路４は、チャネル導波路３の高さと一致するように予め形成されることから、光ビームの高さはチャネル導波路３の高さとも一致することになる。従って、この段階で、光ビームの高さ調整が完了したことになる。
【００２７】
次に、入射端面２ａにおいて光ビームを横方向（Ｙ方向）に走査すると、光ビームがチャネル導波路３に入射するようになる。光ビームの高さ調整が済んでいることから、Ｙ方向走査による光軸検出も短時間で完了させることができる。
【００２８】
一方、ＳＨＧ素子１の出射端面２ｂでは、スラブ導波路４の断面幅が比較的小さくなっているため、スラブ導波路４からの光ビーム出射位置はほぼ一定となり、スラブモードからの光出力を小口径のフォトダイオードなどで容易に検出することできる。
【００２９】
図２は、図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。光モジュール１０は、レーザ素子１１と、コリメートレンズＬ１と、集光レンズＬ２と、ＳＨＧ素子１と、出力レンズＬ３などを備え、さらに、レンズＬ１，Ｌ２を位置決めするアクチュエータ１２を備える。
【００３０】
レーザ素子１１は、半導体レーザや固体レーザなどで構成され、ヒートシンク１１ａの上面に固定されている。
【００３１】
コリメートレンズＬ１は、レーザ素子１１から発散する光をほぼ平行光に変換する。集光レンズＬ２は、コリメートレンズＬ１からの平行光を集光して、ＳＨＧ素子１の入射端面２ａにビームスポットを形成する。これらのコリメートレンズＬ１および集光レンズＬ２は、レーザ素子１１からの光を伝送して、ＳＨＧ素子１に入射させる光伝送素子として機能する。
【００３２】
出力レンズＬ３は、ＳＨＧ素子１の出射端面２ｂから出射される光を集光して、次のステージへ出力する。
【００３３】
アクチュエータ１２は、コリメートレンズＬ１および集光レンズＬ２を光軸に対して垂直な面内で位置決めする機能を有し、例えば、特開２００２−９５２７２号公報で示されるようなスムーズインパクト駆動機構（ＳＩＤＭ：Smooth Impact Drive Mechanism）で構成される。
【００３４】
ＳＩＤＭは、ある程度質量を持つ移動体と、この移動体を摩擦で保持するためのロッドと、ロッドと固定部材（ベース）との間に介在した圧電素子などで構成される。その動作は、圧電素子の伸縮運動によりロッドが長手方向に変位するとともに、鋸歯状駆動により順方向速度と逆方向速度を変えることによって、移動体が慣性で静止するか、あるいはロッドに追従するかを選択して、移動体を累積的に変位させることができる。
【００３５】
図２では、アクチュエータ１２は、ベース（不図示）に対してＺ方向に変位する第１ＳＩＤＭと、第１ＳＩＤＭの移動体に搭載され、Ｙ方向に変位する第２ＳＩＤＭとを備え、コリメートレンズＬ１はＹ方向に位置決め可能であり、集光レンズＬ２はＺ方向に位置決め可能である。
【００３６】
光モジュール１０の出力側には、出力レンズＬ３から出力される光の一部を反射し、残りを通過させるビームスプリッタ２０と、ビームスプリッタ２０で反射した光を受光するモニタ用のフォトダイオード２１が配置される。
【００３７】
図１に示したように、ＳＨＧ素子１の出射端面２ｂでは、チャネル導波路３の出射位置とスラブ導波路４の出射位置が近接しているため、単一のフォトダイオード２１で双方からの出射光を検出することができる。また、各導波路の出射位置とモニタ用光学系を調整することで、チャネル導波路３からの出力とスラブ導波路４からの出力をそれぞれ独立に検出することも可能である。
【００３８】
図３（ａ）は、本発明に係る光モジュールの光軸調整方法の一例を示す説明図であり、図３（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。ＳＨＧ素子１の入射端面２ａにおいて、図２に示したアクチュエータ１２の駆動により、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させたり、集光レンズＬ２をＺ方向に変位させることによって、集光レンズＬ２からの光ビームをＹ方向またはＺ方向に走査する。
【００３９】
まずステップ１において、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させて、光ビームをＺ方向に走査したとき、スラブ導波路４に入射するように、光ビームのＹ位置を粗く調整する。スラブ導波路４は、アクチュエータ１２の有効ストロークより十分に幅広に設計することが可能であるので、この工程は容易に実現可能である。
【００４０】
次に、コリメートレンズＬ１を固定したままで、集光レンズＬ２をＺ方向に変位させて、光ビームをＺ方向（高さ方向）に走査する。この工程で、レーザ素子１１からの光を確実にスラブ導波路４と光結合させることができる。即ち、光ビームの高さがスラブ導波路４の設置高さに一致したとき、スラブ導波路４との光結合が起こる。光ビームは、スラブ導波路４を通過して、フォトダイオード２１によって検出される。フォトダイオード２１の出力が最大になるように、集光レンズＬ２の高さを調整することで、ＳＨＧ素子１の導波路の設置高さが決定され、ステップ１は終了する。
【００４１】
次に、ステップ２において、集光レンズＬ２を停止した状態で、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させて、光ビームをＹ方向（横方向）に走査する。このとき、コリメートレンズＬ１が取り付けられたアクチュエータ１２の駆動方向と基板２の上面とが完全に平行になっていない場合には、このＹ方向走査の際に、実際の光結合位置はＺ方向にわずかにシフトする。また、各光導波路の厚さは一般に数ミクロン程度である。
【００４２】
これらの事実を考慮して、Ｙ方向走査は、集光レンズＬ２によるＺ方向の位置調整を適宜実施しながら、数回行う。集光レンズＬ２によるＺ方向の位置調整は、導波路厚さより十分少ない１ミクロン程度が適当である。この工程によると、チャネル光導波路３への光結合は、その光軸高さがステップ１により予めほぼ決定されているために、最小限の走査回数で足りることになる。
【００４３】
チャネル光導波路３との光結合が得られた後は、フォトダイオード２１の出力が最大になるように、光ビームのＺ方向およびＹ方向に関するディザ(Dither)動作や山登り制御を行うことにより光軸調整を微調整して、チャネル光導波路３との光結合効率が最大となるように設定できる。
【００４４】
ここでは、コリメートレンズＬ１をＹ方向に変位させ、集光レンズＬ２をＺ方向に変位させるアクチュエータ１２を用いた例を説明したが、コリメートレンズＬ１をＺ方向に、集光レンズＬ２をＹ方向に変位させてもよく、あるいは、レンズＬ１，Ｌ２の一方を固定し、他方をＹ方向およびＺ方向に変位させるアクチュエータを用いてもよく、本発明は同様に適用可能である。
【００４５】
図４（ａ）は、比較例として従来のラスター走査による光軸調整方法を示す説明図であり、図４（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。ＳＨＧ素子１の基板上面には、チャネル導波路３のみが配置され、本発明に係るスラブ導波路は存在していない。
【００４６】
ラスター走査の場合、走査位置を微小ピッチでＹ方向に移動しながら、光ビームをＺ方向に往復走査させる。この場合、光ビームがチャネル導波路３と結合するまで、モニター出力は全く観測されない。
【００４７】
また、チャネル光導波路３の幅は、一般に数ミクロン程度であることから、光結合位置を飛び越えてしまわないように、Ｙ方向の各走査ラインのシフト位置は１ミクロン程度にしなければならない。従って、１ｍｍ程度の領域をラスター走査するためには、１０００回程度のＺ方向走査を繰り返す必要がある。その結果、全体の走査時間は、本発明に比べてかなり長くなることが判る。
【００４８】
図５は、図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの他の例を示す斜視図である。光モジュール１０は、レーザ素子１１と、コリメートレンズＬ１と、集光レンズＬ２と、ＳＨＧ素子１と、出力レンズ（不図示）などを備え、さらに、レンズＬ１，Ｌ２を固定するためのホルダ１３，１４を備える。
【００４９】
この光モジュール１０は、図２に示したものと同様な構成を有するが、レンズＬ１，Ｌ２の位置調整後に、モジュール筐体（不図示）に恒久的に固定するためのホルダ１３，１４を追加している。
【００５０】
レンズＬ１，Ｌ２は、断面コ字状のホルダ１３，１４によって挟み込まれるように保持される。レンズＬ１，Ｌ２を位置調整する場合、ＹＺステージなどの微動機構を装着して、各ホルダ１３，１４をＺ方向およびＹ方向に独立に位置決めする。レンズＬ１，Ｌ２の位置調整が完了すると、接着や溶接を用いてホルダ１３，１４をモジュール筐体に完全に固定する。位置調整に使用した微動機構は取り外して、再利用することができる。
【００５１】
レンズＬ１，Ｌ２の位置調整工程において、図３で既に説明したレンズ位置調整方法と同一のアルゴリズムを適用する。即ち、最初にレンズの位置調整によりスラブ導波路４と光結合を行って光軸高さを検出し（図３のステップ１）、検出された光軸高さ近傍でＹ方向にレンズを移動することにより（図３のステップ２）、チャネル導波路３との光結合を短時間で達成できる。
【００５２】
図６は、光変調器を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。光モジュール４０は、光導波路型の光変調器３０と、光変調器３０の入射側に配置された光ファイバ４１と、光変調器３０の出射側に配置された光ファイバ４２などで構成される。
【００５３】
入射側の光ファイバ４１の一端は、ホルダ４１ａによって保持され、その他端は、レーザ素子などの光源（不図示）と結合している。光ファイバ４１は、光源からの光を伝送して、光変調器３０に入射させる光伝送素子として機能する。出射側光ファイバ４２の一端は、ホルダ４２ａによって保持され、その他端は、別のモジュール（不図示）と結合している。
【００５４】
光変調器３０は、ニオブ酸リチウムなどの基板の上面に、光進行方向に沿って、チャネル導波路３１と、チャネル導波路３１から分岐した２本のチャネル導波路３２，３３と、各チャネル導波路３２，３３が合流したチャネル導波路３４とが配置されてマッハツェンダ型干渉計を構成している。各チャネル導波路３２，３３の近傍には、光変調用の電極（不図示）が設けられる。
【００５５】
本発明に係るスラブ導波路３５が、チャネル導波路３１，３３，３４に近接して設けられている。スラブ導波路３５は、チャネル導波路３１〜３４とほぼ同じ厚さを有するが、入射端面においてチャネル導波路３１より幅広の断面形状を有し、チャネル導波路３１〜３４と同じ高さになるように、基板２の上面に配置される。
【００５６】
従来のラスター走査を用いた光軸調整方法では、それぞれのファイバ位置を調整するために、幅・深さともに数ミクロン程度のチャネル光導波路３１，３４に対して、直径１０ミクロン程度の光ファイバ４１，４２の光導波部を位置合わせする必要があり、熟練した技能と長い作業時間が要求される。
【００５７】
本発明に係る光軸調整方法を実施する場合、ホルダ４１ａを、ＹＺステージなどの微動機構に取り付けて、光ファイバ４１の先端を光変調器３０の入射端面でＹ方向またはＺ方向に走査できるように構成する。さらに、光変調器３０の出射側には、チャネル導波路３１〜３４およびスラブ導波路３５からの光を検出するためのモニタ用のフォトダイオードを配置する。
【００５８】
光ファイバ４１の位置調整工程において、図３で既に説明したレンズ位置調整方法と同一のアルゴリズムを適用する。即ち、最初に光ファイバ４１の位置調整によりスラブ導波路３５と光結合を行って光軸高さを検出し（図３のステップ１）、検出された光軸高さ近傍でＹ方向に光ファイバ４１を移動することにより（図３のステップ２）、チャネル導波路３１との光結合を短時間で達成できる。
【００５９】
光ファイバ４１の位置調整が完了すると、ホルダ４１ａをモジュール筐体（不図示）に恒久的に固定する。位置調整に使用した微動機構は取り外して、再利用する。
【００６０】
図７は、本発明が適用可能な光導波路素子の他の例を示す断面図である。ここでは、光導波路素子を装荷型光導波路として構成した例を説明する。装荷型光導波路は、一般に、基板結晶５１の上に、基板結晶５１より屈折率の高いスラブ導波路５４が形成され、さらにスラブ導波路５４の上に屈折率の高いストリップライン５５が形成されている。
【００６１】
スラブ導波路５４の膜厚は、光が伝搬しにくいカットオフ条件になるように薄めに作成される。また、ストリップライン５５についても、その幅を調整することで、ストリップライン５５自体に光が導波しないように設計している。
【００６２】
このような装荷型構造の場合、スラブ導波路５４のストリップライン５５直下の領域の等価屈折率が上昇し、その結果、この直下領域がチャネル導波路５３として機能する。
【００６３】
本発明に係る光軸調整方法を実施する場合、光導波路素子の出射側に、チャネル導波路５３およびスラブ導波路５４からの光を検出するためのモニタ用のフォトダイオードを配置する。このとき、スラブ導波路５４に入射した光が、減衰しながらもスラブ導波路５４を通過できるように、スラブ導波路５４の膜厚をカットオフ条件近傍に設定することが好ましい。
【００６４】
したがって、このような構造をもつ光導波路素子への光結合においても本発明によるスラブモードを用いた光結合が可能になり、光結合工程の簡略化が図られる。
【００６５】
図８は、本発明が適用可能な光導波路素子のさらに他の例を示す断面図である。この光導波路素子では、チャネル導波路５３が、スラブ導波路５４と同一高さでなく、高さ方向に一定距離隔てて配置されている。
【００６６】
石英などの基板結晶５１の上に、ガラスなど低屈折率材料からなるクラッド層５２が形成され、さらにクラッド層５２の上に、クラッド層５２より高屈折率の材料からなるスラブ導波路５４が形成され、さらにスラブ導波路５４の上に、低屈折率材料からなるクラッド層５６が形成されている。
【００６７】
クラッド層５６の内部には、基板結晶５１の下面から所定の高さに、チャネル導波路５３が埋め込まれている。チャネル導波路５３とスラブ導波路５４は、相互に光結合が起きない程度の間隔をおいて配置される。その間隔は、導波する光モードのサイズ等に依存するが、一般に、１０ミクロンから２０ミクロン程度の間隔であり、さらに精密に調整して形成することが可能である。
【００６８】
本発明に係る光軸調整方法を実施する場合、光導波路素子の出射側に、チャネル導波路５３およびスラブ導波路５４からの光を検出するためのモニタ用のフォトダイオードを配置する。
【００６９】
図６と同様に、光導波路素子の入射側に光伝送素子として光ファイバを設けた場合、光ファイバの位置調整工程において、図３のステップ１と同様にして、最初に光ファイバの位置調整によりスラブ導波路５４と光結合を行って光軸高さを検出する。
【００７０】
次に、チャネル導波路５３の中心とスラブ導波路５４の中心との間の間隔に対応した距離だけ、光ファイバの横方向走査の高さを変更するステップを追加する。
【００７１】
次に、図３のステップ２と同様にして、光ファイバをＹ方向に移動することにより、チャネル導波路５３との光結合を短時間で達成できる。
【００７２】
このように、一般の光導波路素子において、素子本来の機能を実現するためのチャネル導波路だけでなく、スラブモードによる光伝搬が可能なスラブ導波路が存在していれば、本発明に係る光軸調整方法を適用することができる。その場合、チャネル導波路とスラブ導波路の高さが相違していても、横方向走査の高さを変更するステップを追加することによって、迅速な光軸調整が可能になる。
【００７３】
以上の説明では、光導波路素子のチャネル導波路は、高調波発生機能、光変調機能または光導波機能を有する場合を例示したが、その他に、波長フィルタリング機能を有するものでもよく、あるいはこれらの機能の２つ以上を有する場合であっても、本発明は同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、微小なチャネル導波路との光軸調整を容易かつ短時間に実施できる点で、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係る光導波路素子の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明に係る光モジュールの光軸調整方法の一例を示す説明図であり、図３（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）は、比較例として従来のラスター走査による光軸調整方法を示す説明図であり、図４（ｂ）は、光軸調整時のモニタ出力の時間変化を示すグラフである。
【図５】図１に示したＳＨＧ素子１を搭載した光モジュールの他の例を示す斜視図である。
【図６】光変調器を搭載した光モジュールの一例を示す斜視図である。
【図７】本発明が適用可能な光導波路素子の他の例を示す断面図である。
【図８】本発明が適用可能な光導波路素子のさらに他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ ＳＨＧ素子
３，３１〜３４，５３ チャネル導波路
４，３５，５４ スラブ導波路
１０ 光モジュール
１１ レーザ素子
１２ アクチュエータ
１３，１４ ホルダ
２０ ビームスプリッタ
２１ フォトダイオード
３０ 光変調器
４１，４２ 光ファイバ
５５ ストリップライン
５２，５６ クラッド層
Ｌ１ コリメートレンズ
Ｌ２ 集光レンズ
Ｌ３ 出力レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板下面から所定の高さに配置されたチャネル導波路と、
該チャネル導波路に対して所定の高さに配置され、該チャネル導波路より幅広の断面形状を有するスラブ導波路とを備えることを特徴とする光導波路素子。
【請求項２】
チャネル導波路は、スラブ導波路と同じ高さに配置されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路素子。
【請求項３】
チャネル導波路は、スラブ導波路から高さ方向に一定距離隔てて配置されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路素子。
【請求項４】
スラブ導波路は、光入力側から光出力側へ向けて断面幅が減少するテーパー状導波路であることを特徴とする請求項１記載の光導波路素子。
【請求項５】
チャネル導波路は、高調波発生機能、光変調機能、光導波機能および波長フィルタリング機能のうち少なくとも１つの機能を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光導波路素子と、
光源からの光を伝送して、光導波路素子に入射させる光伝送素子と、
該光伝送素子を、光軸に対して垂直な面内で位置決めするためのアクチュエータとを備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
前記光伝送素子は、結合レンズまたは光ファイバであることを特徴とする請求項６記載の光モジュール。
【請求項８】
前記アクチュエータは、スムーズインパクト駆動機構であることを特徴とする請求項６記載の光モジュール。
【請求項９】
請求項６記載の光モジュールの光軸調整方法であって、
光導波路素子の光出力側に配置した受光素子を用いて、スラブ導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を高さ方向に走査するステップと、
光伝送素子の高さ方向の走査後、チャネル導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を横方向に走査するステップと、を含むことを特徴とする光モジュールの光軸調整方法。
【請求項１０】
光伝送素子の高さ方向の走査後で横方向の走査前に、光伝送素子の横方向走査の高さを予め定めた距離だけ変更するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の光モジュールの光軸調整方法。
【請求項１】
基板下面から所定の高さに配置されたチャネル導波路と、
該チャネル導波路に対して所定の高さに配置され、該チャネル導波路より幅広の断面形状を有するスラブ導波路とを備えることを特徴とする光導波路素子。
【請求項２】
チャネル導波路は、スラブ導波路と同じ高さに配置されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路素子。
【請求項３】
チャネル導波路は、スラブ導波路から高さ方向に一定距離隔てて配置されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路素子。
【請求項４】
スラブ導波路は、光入力側から光出力側へ向けて断面幅が減少するテーパー状導波路であることを特徴とする請求項１記載の光導波路素子。
【請求項５】
チャネル導波路は、高調波発生機能、光変調機能、光導波機能および波長フィルタリング機能のうち少なくとも１つの機能を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光導波路素子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光導波路素子と、
光源からの光を伝送して、光導波路素子に入射させる光伝送素子と、
該光伝送素子を、光軸に対して垂直な面内で位置決めするためのアクチュエータとを備えることを特徴とする光モジュール。
【請求項７】
前記光伝送素子は、結合レンズまたは光ファイバであることを特徴とする請求項６記載の光モジュール。
【請求項８】
前記アクチュエータは、スムーズインパクト駆動機構であることを特徴とする請求項６記載の光モジュール。
【請求項９】
請求項６記載の光モジュールの光軸調整方法であって、
光導波路素子の光出力側に配置した受光素子を用いて、スラブ導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を高さ方向に走査するステップと、
光伝送素子の高さ方向の走査後、チャネル導波路から出射される光の強度を計測しながら、光伝送素子を横方向に走査するステップと、を含むことを特徴とする光モジュールの光軸調整方法。
【請求項１０】
光伝送素子の高さ方向の走査後で横方向の走査前に、光伝送素子の横方向走査の高さを予め定めた距離だけ変更するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の光モジュールの光軸調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２３３７２６（Ｐ２００８−２３３７２６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７６０７７（Ｐ２００７−７６０７７）
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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