JP4308712B2 - 光デバイス - Google Patents

Description

本発明は、光通信システムに用いられる光デバイスに関し、特に、光出力をモニタするための光回路の小型化などに有効な光デバイスに関するものである。

光導波路デバイスは、誘電体媒質中に形成された屈折率の高い部分に光を閉じ込めて伝搬させる光導波路を使用して様々な機能を実現したデバイスである。例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃：以下ＬＮと表記する）等の誘電体を使用してマッハツェンダ干渉計を構成した光導波路デバイスは、電気光学定数が非常に高く、熱光学（Thermal Optic：ＴＯ）効果をもつデバイスと比較して応答速度が速いため、光変調器や光スイッチ、可変光アッテネータなどとして広く用いられている。

しかし、上記のようなＬＮ等の誘電体基板を用いた光導波路デバイスは、温度変化により動作点がシフトする温度ドリフトと呼ばれる現象や、直流信号を流すことにより動作点がシフトするＤＣドリフトと呼ばれる現象が潜在的に発生することが知られている。温度ドリフトやＤＣドリフトの発生により動作点がシフトすると、光導波路デバイスの光出力特性が変動してしまうため、例えば光変調器においては常に一定な状態で変調を行うことができなくなる。

具体的に、マッハツェンダ型の光変調器の光出力はｃｏｓ²（Δφ／２）に従って変化する。上記のパラメータΔφは、マッハツェンダ干渉計の相互作用部で与えられる位相変化量であり、Ｚ−カットのＬＮ基板を用いた場合にはΔφ＝｛π・ｎｅ³・γ₃₃・ｌ／（λ・ｄ）｝・Ｖの関係で表される。ここで、ｎｅは光導波路の屈折率、γ₃₃は電気光学定数、ｌは２本の平行な光導波路上に設けられた電極の長さ、λは光波長、ｄは電極間の距離、Ｖは印加電圧である。この光変調器の光出力特性は、横軸を印加電圧Ｖとすると図２４に示すような曲線となる。

上記のような光変調器については、通常、電極への印加電圧が０Ｖの時にオンとオフの中間の状態となるように動作点を設定することが望ましい。しかし、実際の動作点は、製造誤差や様々な応力などが原因で所望の動作点からずれてしまうことが多い。この動作点のずれに対しては、直流バイアスを印加することによって所望の動作点への調整が行われることが一般的である。

ところが、直流バイアスにより調整された動作点は前述したようなＤＣドリフトによりシフトしてしまうので、動作点の安定化を図るために、光出力を常にモニタしてその結果を基に直流バイアスを制御することが必要である。このような光出力のモニタは、光変調器の用途だけに限られるものではなく、例えばマッハツェンダ型の可変光アッテネータなどでも、温度変化等に対応して光減衰量を調整するために必要となる。

ところで、このような光導波路デバイスにおいて、出射される光信号を出力光ファイバに導くために、光導波路の端面と出力光ファイバとを直接突き合わせるバットジョイント（butt joint）型構成のものが知られている。バットジョイント型構成のものにおいては、例えば図２５（Ａ）に示すように、Ｖ溝ファイバブロックやガラスフェルール等のファイバ固定部材１２０を使用して、出力光ファイバ１１０を、光導波路１０１Ａ，１０１Ｂが形成された基板１００の、主信号光を出力しうる光導波路１０１Ａの出射端面に固定させることにより、出力光ファイバの光導波路の端面への接続強度を確保することが行なわれる。

上述の図２５（Ａ）に示すようなバットジョイント型構成のものにおいて、光導波路１０１Ｂからの光出力をモニタするために、例えば光出力モニタ用の受光素子１３０をファイバ固定部材１２０の裏側（光導波路デバイスとは反対側）に配置することが考えられるが、出力光ファイバ１１０と受光素子１３０との間の配置上の干渉によって、受光素子１３０を、モニタ光を十分に受光できる位置に配置することが困難となるほか、ファイバ固定部材１２０が邪魔になってモニタ側の光導波路１０１Ｂから出射されるモニタ光を十分に受光することが難しくなる。

下記の特許文献１に記載された技術は、上述の図２５（Ａ）に示す出力光ファイバ１１０と受光素子１３０との間の配置上の干渉を防止する技術であるが、この特許文献１に記載された技術においても、図２５（Ａ）に示すファイバ固定部材１２０に相当する補強用キャピラリを透過又は反射したモニタ光を受光するようになっているので、十分なレベルのモニタ光を受光することは難しい。

十分なレベルのモニタ光を受光できるようにするために、例えば図２５（Ｂ）に示すように、モニタ光用の光ファイバをファイバ固定部材１２０中に挿入することも考えられるが、ファイバ固定部材１２０の構造を複雑なものにしなければならず、光導波路デバイスのコスト上昇を招いてしまう。
上記のようなバットジョイント型の構成において、受光素子の配置上の干渉という問題点を解消して光出力モニタを行うための１つの方策として、光導波路デバイスの主信号光が出力される基板側面とは異なる基板側面（具体的に図２５に示した構成では手前または奥に位置する側長面）からモニタ光を導き出すようにするのが有効である。具体的には、図２６（Ａ）または図２６（Ｂ）に示すように、曲がり導波路を使用してモニタ光を導き出すことが考えられる。

この図２６（Ａ）に示すＬＮ変調器においては、基板１００の幅ｗを１ｍｍ〜２ｍｍ程度とするとともに、曲がり導波路１０１Ｂの曲率半径Ｒｃを１ｍｍ〜２ｍｍ前後として、モニタ側の曲がり導波路１０１Ｂを伝搬した光が基板側面で全反射しない角度で導き出されるようにしている。又、図２６（Ｂ）に示すＬＮ変調器においては、基板１００の幅ｗを１ｍｍ〜２ｍｍ程度としながら、曲率半径Ｒｃについては３０ｍｍ以上を確保するようにして、曲がり導波路１０１Ｂにおいて放射損失を発生させないようにしている。
特開２００２−１８２０５０号公報

しかしながら、上述の図２６（Ａ）に示すように、主信号光が出力される基板側面とは異なる基板側面からモニタ光を導き出す場合においては、基板側面での全反射を防ぐことはできるものの、モニタ光が曲がり導波路１０１Ｂの途中で導波路外に放射されてしまうため、十分なレベルでモニタ光を受光することができない場合がある。又、図２６（Ｂ）に示すようにモニタ光を導き出す場合においては、上述のごとき曲がり導波路１０１Ｂでの放射損失を防ぐことはできるものの、モニタ光が基板側面で全反射してしまうと共に、基板サイズの大型化を招くことにもなる。

したがって、主信号光が出力される基板側面とは異なる基板側長面からモニタ光を導き出すために、上述の図２６（Ａ），図２６（Ｂ）のごとく単純に曲がり導波路を形成したのでは、十分なモニタ光を受光することが困難となるという課題がある。
さらに、上述の図２６（Ａ），図２６（Ｂ）のごとく単純に曲がり導波路を形成したのでは、受光素子においてモニタ光の受光レベルが最大となる基板側長面上の位置の範囲が狭いため、受光素子において必要な受光レベルを確保するためには、実装位置を比較的高い精度で調整することが必要となる場合があり、この場合には製造コストが増大するほか、実装上の設計自由度も少なくなるという課題もある。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、伝搬してきた光を限られた基板サイズの範囲内で十分なパワーを保って所望の基板側面から導き出すとともに、受光素子の実装位置にかかる許容トレランスを拡大して、受光素子の実装位置の調整を簡易なものとすることができるようにした、光デバイスを提供することを目的とする。

このため、本発明の光デバイスは、基板と、該基板上に形成された光導波路と、該基板上において該光導波路の出力側に形成した反射溝と、をそなえ、該光導波路は、該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなる構成であり、該反射溝の側壁は、該光導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該光導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴としている。
また、本発明の光デバイスは、該基板上に形成された光導波路と、該基板上において該光導波路の出力側に形成した反射溝と、該反射溝の近傍において該光導波路の両側に形成されたガイド溝と、をそなえ、該ガイド溝は、該光導波路が該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなるように形成され、該反射溝の側壁は、該光導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該光導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴としている。

この場合において、好ましくは、前記の反射溝の側壁が、前記光導波路からの光の入射方向に対し、該基板における前記光導波路の形成面について凸形状の輪郭を有している。
また、前記の反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光導波路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に反射する反射面となるように構成することもできる。この場合においては、好ましくは、前記の反射溝の側壁が、前記光導波路からの光の入射方向に対し、前記基板の深さ方向について凸形状の輪郭を有している。

また、本発明の光デバイスは、基板と、該基板上に形成されたマッハツェンダ型光導波路と、該基板上に形成され、該マッハツェンダ型光導波路の出力光を主信号光出力導波路およびモニタ光出力導波路に分岐するカプラと、該基板上において、該モニタ光出力導波路に形成された反射溝と、をそなえ、該該モニタ光出力導波路は、該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなる構成であり、該反射溝の側壁は、該該モニタ光出力導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該モニタ光出力導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴としている。
さらに、本発明の光デバイスは、基板と、該基板上に形成されたマッハツェンダ型光導波路と、該基板上に形成され、該マッハツェンダ型光導波路の出力光を主信号光出力導波路およびモニタ光出力導波路に分岐するカプラと、該基板上において該モニタ光出力導波路の出力側に形成した反射溝と、該反射溝の近傍において該モニタ光出力導波路の両側に形成されたガイド溝と、をそなえ、該ガイド溝は、該モニタ光出力導波路が該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなるように形成され、該反射溝の側壁は、該モニタ光出力導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該モニタ光出力導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴としている。
この場合において、好ましくは、該カプラは、方向性結合器であってもよい。
また、該カプラは、マルチモード干渉カプラであってもよい。
さらに、本発明の光デバイスは、基板と、該基板上に形成された光導波路と、該基板上において該光導波路の出力側に形成した反射溝と、をそなえ、該反射溝の側壁は、該光導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該光導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、前記の反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光導波路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に反射し、該基板の側面であって、かつ、該表面のチッピングに影響されない位置において出力される反射面となるように構成されたことを特徴としている。
この場合において、該反射溝の側壁の前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成される角度は、該基板の表面および裏面に対して中間となる角度となるように構成することもできる。
さらに、本発明の光デバイスは、基板と、該基板上に形成されたマッハツェンダ型光導波路と、該基板上に形成され、該マッハツェンダ型光導波路の出力光を主信号光出力導波路およびモニタ光出力導波路に分岐するカプラと、該基板上において該モニタ光出力導波路の出力側に形成した反射溝と、を備え、該反射溝の側壁は、該モニタ光出力導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該モニタ光出力導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、前記の反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光導波路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に反射し、該基板の側面であって、かつ、該表面のチッピングに影響されない位置において出力される反射面となるように構成されたことを特徴としている。

このように、本発明によれば、反射溝の側壁が、光伝搬方路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成されて、光伝搬方路から出力される光について側壁で全反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成されているので、基板サイズの大型化を招くことなく所望の基板側面に十分なパワーの光を導き出すとともに、受光素子の実装位置にかかる許容トレランスを拡大して、実装位置の調整を簡易なものとすることが可能となる利点がある。

また、本発明によれば、反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光伝搬方路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に全反射する反射面となるように構成されているので、光伝搬方路を伝搬した光の反射光が出射される基板側面近くの表面にチッピングが発生していても、当該チッピング発生箇所よりも下方の基板側面上の位置から光を出射させることができるようになるため、チッピングの影響による光パワーの低下を回避することが可能になる。

さらに、本発明によれば、反射溝の側壁が、光伝搬方路からの光の入射方向に対し、前記基板の深さ方向について凸形状の輪郭を有しているので、ビーム径を一層効果的に拡大させることができ、受光素子の実装位置の調整を一層容易にすることができる利点がある。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
〔ａ１〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる光デバイスとしての光導波路デバイス２０−１を示す模式的斜視図である。この図１に示す光導波路デバイス２０−１においては、基板１０と、基板１０の上面１０Ａに形成したマッハツェンダ型の光導波路１１と、その光導波路１１に沿って基板１０の上面に形成した電極１２と、光導波路１１のモニタ光出力側の端部近傍に形成した反射溝１３と、その反射溝１３で反射され基板１０の側面から出射されるモニタ光を受光する受光素子１４と、ブロック材１５と、を備えて構成される。

基板１０は、例えばＺ−カットのＬＮ基板等が使用される。光導波路１１は、入力導波路１１Ａ、入力側カプラ１１Ｂ、平行導波路１１Ｃ，１１Ｄ、出力側カプラ１１Ｅ、主信号光出力導波路１１Ｆおよび均一幅のモニタ光出力導波路（光伝搬方路）１１Ｇからなり、マッハツェンダ干渉計を構成している。
入力導波路１１Ａは、基板１０の一側面（図１中の左側側面）に臨む一端から光Ｌが入力され、他端が入力側カプラ１１Ｂの２つの入力ポートうちの一方に接続されている。入力側カプラ１１Ｂは、入力導波路１１Ａからの光Ｌを２つに分岐して各平行導波路１１Ｃ，１１Ｄに与える。出力側カプラ１１Ｅは、各々の平行導波路１１Ｃ，１１Ｄを合波した後に主信号光Ｌｓおよびモニタ光Ｌｍに分岐して主信号光出力導波路１１Ｆおよびモニタ光出力導波路１１Ｇにそれぞれ与える。ここでは、入力側および出力側のカプラ１１Ｂ，１１Ｅとして、例えば方向性結合器またはマルチモード干渉（ＭＭＩ）カプラが使用される。

電極１２は、例えば、電極パターン１２Ａ，１２Ｂおよび電極パッド１２Ｃから構成される。電極パターン１２Ａは、平行導波路１１Ｄ上を通る所要の形状にパターニングされている。一方、電極パターン１２Ｂは、電極パターン１２Ａとは一定の距離を隔てて、平行導波路１１Ｃ上を通る所要の形状にパターニングされている。電極パッド１２Ｃは、各電極パターン１２Ａ，１２Ｂに高周波電気信号を印加するための端子に相当するものであり、ここではモニタ光が導き出される基板側長面１０Ｂの近くに配置されている。なお、一方の電極パターンを接地電極として使用する場合には、その電極パッドを接地端子に接続する。

反射溝１３は、例えばフォトリソグラフィー法などを利用して、基板１０の上面の所定の位置、第１実施形態の場合にはモニタ光出力導波路１１Ｇの出力側端部に、後述する本願発明の特徴的な形状の側壁１３Ａを有して形成されるものである。
反射溝１３の基板上面１０Ａにおける開口部の輪郭としては、例えば後述の図４に示すように、長半径ａ，短半径ｂ（ａ＞ｂ）の楕円形状であって、長軸とモニタ光出力導波路１１Ｇとが受光素子１４が備えられる基板側長面１０Ｂ側からみて鈍角をなしている。また、反射溝１３の深さ方向の輪郭としては、例えば後述の図６に示す、図１の反射溝１３のＡ−Ａ’矢視断面図のようにすることができる。即ち、この図６に示すように、反射溝１３の底面１３Ｂの輪郭を基板上面１０Ａにおける開口部よりも小さい楕円形状とし、側面１３Ａについては、直線的な断面形状とすることができる。

また、反射溝１３の側壁１３Ａは、モニタ光出力導波路１１Ｇの終端から放射されるモニタ光Ｌｍを全反射する反射面として構成されて、その反射光Ｌｍ’が、主信号光出力導波路１１Ｆの出射端面とは異なる基板側面（図１中の奥側に位置する側長面）に向けて伝搬するようにしたものである。又、側壁１３Ａの形状によって、後述するように反射光を受光するための許容トレランスを大きくさせることができるので、受光素子１４の基板側長面上の実装位置の調整を容易なものとすることができる。

受光素子１４は、デバイスの集積化，小型化のために基板側長面１０Ｂ上に配置されて、反射溝１３で反射されて基板側面から出射されるモニタ光Ｌｍ’を受光し、モニタ光Ｌｍ’のパワーに応じて変化する電気信号を発生するものである。この受光素子１４から得られるモニタ光Ｌｍ’に応じた電気信号をもとにして、直流バイアスをフィードバック制御することにより、動作点の安定化を図ることができるようになっている。

また、受光素子１４の実装位置は基板側長面１０B上に限定されない。たとえば、基板を固定する筐体（図示省略）にあらかじめ受光素子１４を実装しておいてもよい。この場合、受光素子と筐体の電気的接続が容易になるなどの利点がある。さらに、本発明の効果により、モニタ光Lｍ’のビーム径が拡大しているため、受光素子の筐体上への実装トレランス、および基板の筐体への実装トレランスの許容範囲が広がるという利点がある。

なお、ブロック材１５は、基板１０の上面に発生するチッピングが入出力光に影響を与えないようにするために、光導波路デバイス２０−１における主信号光の入力および出力にかかる基板１０上面の部分（図１中の基板１０上面における左右端部）に、ガラスやＬＮブロック等を張り付けたものである。ただし、このブロック材１５は、入出力光に対するチッピングの影響が小さい場合には省略することも可能である。

なお、主信号光Ｌｓが出力される基板１０の側面には、図示を省略したが、主信号光出力導波路１１Ｆの一端にバットジョイントされる出力光ファイバを固定するためのファイバ固定部材（例えば、Ｖ溝ファイバブロックやガラスフェルール等）を設けることができるが［図２５（Ａ），図２５（Ｂ）参照］、本実施形態においては、このファイバ固定部材を光路上経由してモニタ光を取り出す必要がなくなる。

図２は、上述の反射溝１３の形状とともに、モニタ光出力導波路１１Ｇからのモニタ光Ｌｍに対する反射光Ｌｍ’の反射態様に着目して示す模式図である。第１実施形態にかかる光導波路デバイス２０−１の反射溝１３は、この図２に示すように、その側壁１３Ａが光伝搬方路としてのモニタ光出力導波路１１Ｇから入射されるモニタ光に対して凸曲面の反射面となるように構成されている。

具体的には、モニタ光出力導波路１１Ｇからの光Ｌｍが、基板側長面１０Ｂ側に反射するような凸形状の輪郭を有している。これにより、モニタ光出力導波路１１Ｇから出力される光について反射面となる側壁１３Ａで全反射し、反射光Ｌｍ’を上述の基板側長面から像を拡大して出射することができるようになっている。
すなわち、モニタ光出力導波路１１Ｇからの光Ｌｍについて基板側長面１０Ｂ側に反射させるために、単純な平面形状を有する側壁１３Ａ’を持つ溝１３’を形成した場合においては、図３の上視図に示すように、反射光Ｌｍ’のビーム径は回折の範囲でしか広がらないのに対して、本実施形態の場合のように、凸形状の輪郭を有する側壁１３Ａを持つ反射溝１３を形成することにより、図４の上視図に示すように、反射する光Ｌｍ’の反射方向を広角度に広げ、受光素子１４に入射させる光Ｌｍ’のビーム径を図３の場合よりも大幅に大きくすることができる。

図５（Ａ）は、上述の図３に示す溝１３’を反射した光Ｌｍ’が基板側長面１０Ｂに到達するときの、基板側長面１０Ｂの長手方向位置を横軸とした光量分布を示す図である。又、図５（Ｂ）は、本実施形態にかかる反射溝１３を反射した光Ｌｍ’が基板側長面１０Ｂに到達するときの、基板側長面１０Ｂの長手方向位置を横軸とした光量分布を示す図である。

溝１３’の側壁１３Ａ’が概ね平面形状を有している場合には、図３に示すように、反射光Ｌｍ’は、回折により、反射面上でのビーム径よりも受光素子１４近傍でのビーム径は大きくなっているものの、側壁１３Ａ’と基板側長面１０Ｂとの間の距離がせいぜい数百μｍであるため、回折によるビーム径の広がりは十分ではなく、図５（Ａ）に示すように、モニタリングをするために必要な光量を確保するための、受光素子１４の実装位置調整許容トレランス範囲（即ち、受光素子１４を実装可能な位置の範囲）が比較的狭い。そのため、受光素子１４の実装位置調整を慎重に行う必要があるため高コストとなってしまう。

これに対し、本実施形態のごとく、図４に示すように反射溝１３による反射面を、光の進行方向から見て凸曲面にすることで、反射する光の反射方向を広角度に広げ、受光素子に入射させる光のビーム径を大きくしているので、図５（Ｂ）に示すように、受光素子１４の実装位置調整許容トレランス範囲を広げることができるのである。
また、図１に示す反射溝１３のＡ−Ａ’矢視断面図として図６に示すように、側壁１３Ａは、その深さ方向について、モニタ光Ｌｍの反射光Ｌｍ’が基板１０の上面よりも若干下方に逸れて伝搬するように、基板１０の垂直方向に対して斜めに真直ぐ傾いている。これにより、光導波路１１Ｇを伝搬した光Ｌｍの反射光Ｌｍ’が出射される基板側長面１０Ｂ近くの表面にチッピングが発生していても、当該チッピング発生箇所よりも下方の基板側長面１０Ｂ上の位置から光Ｌｍ’を出射させることができるようになるため、チッピングの影響による光パワーの低下を回避することが可能になる。

なお、図６中の符号１６は、基板１０の表面全体に形成したバッファ層を示しており、符号１７は、バッファ層１６上に形成したＳｉ膜を示している。バッファ層１６は、電極１２による光の吸収損失防止とインピーダンス整合とを実現するためのものであり、具体的にはＳｉＯ₂等からなる。また、Ｓｉ膜１７は、温度ドリフトを抑圧するためのものである。これらのバッファ層１６およびＳｉ膜１７は、図１，図２および図４中においては図示を省略している。

ここで、上記のような光導波路デバイス２０−１の製造方法について具体的に説明する。
まず、例えば図７に示す各工程に従って、ＬＮ基板１０に対する光導波路１１の形成を行う。具体的には、ＬＮ基板１０に対して光導波路１１となるべきチタン（Ｔｉ）等の蒸着を行ない、１０００Å程度のＴｉ膜を形成する［図７（Ａ）および図７（Ｂ）］。そして、そのＴｉ層上にフォトレジストを１μｍ前後塗布した後、一般的なフォトリソグラフィー法によりマッハツェンダ干渉計に対応させてレジストをパターニングし、さらに、そのレジストをマスクとしてＴｉ膜のパターン化を行なう［図７（Ｃ）］。なお、上記のパターン化に際しては、ドライエッチングを適用してもウェットエッチングを適用してもよい。Ｔｉ膜のパターン化が終わると、Ｔｉを１０００℃〜１１００℃にてＬＮ基板１０内に拡散して表面近傍にマッハツェンダ型の光導波路１１を形成する［図７（Ｄ）］。

なお、上記の工程では、Ｔｉを熱拡散させてＬＮ基板１０に光導波路１１を形成する一例を示したが、例えば、Ｔｉに代えてＭｇを用いてもよい。また、Ｔｉ膜をパターン化した後にプロトン交換法を用いて光導波路１１を形成することも可能である。
次に、例えば図８に示す各工程に従って反射溝１３の形成を行なう。ここで形成しようとしている反射溝１３の形状（基板１０の上面の開口部をなす楕円形状の長軸の径（２ａ）を例えば６０μｍ程度とし、短軸方向の径（２ｂ）を例えば５０μｍ程度とする。

まず、上記光導波路１１の形成の場合と同様にして、フォトリソグラフィー法により基板１０上の所定の位置に反射溝形成用のパターンを作成する［図８（Ａ）］。次いで、１２０℃以上にてポストベークを施してレジストのエッジを斜めにする［図８（Ｂ）］。そして、このレジストをマスクとして、ドライエッチングにより基板１０に対して深さ約１０μｍの反射溝１３を形成する［図８（Ｃ）］。このとき、レジストが斜めに形成されているので反射溝１３の側壁１３Ａは斜めに形成されるようになる［図８（Ｄ）］。

なお、上記の工程では、厚膜のポストベークにより斜めのレジストを得るようにしたが、例えば、レジストを段階状にずらしてパターニングして斜めのレジストを実現することも可能である。この場合においても、各層のレジストパターンは楕円形状を有するが、基板１０側の下層から順に楕円外周方向に傾斜していくように、且つ全体としてレジスト厚が２０μｍ以上の厚膜となるように積層していく［図８（Ａ’）］。

光導波路１１および反射溝１３の形成が終わると、次に、例えば図９に示す各工程に従って電極１２の形成を行なう。まず、電極１２による光の吸収損失を防止すると共にインピーダンスの整合をとるためのバッファ層１６を、スパッタや電子ビーム（ＥＢ）蒸着器等を使用して、基板１０の表面に形成する［図９（Ａ）および図９（Ｂ）］。このバッファ層の厚さは、必要帯域や電気反射量に応じて最適化されるが、０．５μｍ〜１．０μｍ程度が一般的である。バッファ層１６が形成されると、温度ドリフトを抑圧するためのＳｉ膜１７を、スパッタ等にてバッファ層１６上に蒸着する［図９（Ｃ）］。Ｓｉ膜１７の厚さは、０．１μｍ前後とするのがよい。次に、電極形成用の下地として金（Ａｕ）の蒸着を行う。この金の蒸着はＥＢ蒸着器等を用いて０．１μｍ程度の厚さで行なう。そして、前述の光導波路１１の形成の場合と同様にしてレジストのパターン化後にエッチングを行ない、さらに、電極用の金メッキを行なう［図９（Ｄ）］。この金メッキの厚さも、バッファ層の厚さと同様に、必要帯域や電気反射量に応じて最適化されるが、５〜２０μｍ程度が一般的である。

上記のようにして基板１０に対する光導波路１１、反射溝１３、バッファ層１６、Ｓｉ膜１７および電極１２の形成が終わると、次に、基板１０の光入出力端の上部にチッピング防止用のブロック材１５を張り付ける。
上述したような一連の工程により製造された光導波路デバイス２０−１では、基板１０の光入力側面に与えられた光Ｌが、入力導波路１１Ａを伝搬して入力側カプラ１１Ｂで２分岐され、各平行導波路１１Ｃ，１１Ｄをそれぞれ伝搬する。このとき、電極パターン１２Ａ，１２Ｂに印加される電気信号に応じて、各平行導波路１１Ｃ，１１Ｄを伝搬する光に位相差が与えられ、出力側カプラ１１Ｅで各々の光が合波された後に主信号光Ｌｓおよびモニタ光Ｌｍにそれぞれ分岐される。主信号光Ｌｓは、主信号光導波路１１Ｆを伝搬して基板１０の側面から出射され、主信号光導波路１１Ｆの端面にバットジョイントされた出力光ファイバに導かれる。

また、モニタ光については、モニタ光出力光導波路１１Ｇの端部から出力され、反射溝１３の凸状反射面で全反射されて伝搬方向が切り替えられるとともに、その反射光のビーム径が広げられて、基板１０内を伝搬して予め定めた基板側長面１０Ｂから出射されるようになる。
また、図６に示したように側壁１３Ａが基板１０の垂直方向に対して斜めになっているので、側壁１３Ａで全反射されたモニタ光Ｌｍ’は、基板１０の表面１０Ａに対して下方に逸れた方向に向けて基板１０内を伝搬し、基板側長面１０Ｂ上において、基板表面１０Ａ近傍のチッピング発生箇所よりも下方の位置から出射されるようになるので、モニタ光Ｌｍ’は、チッピングの影響を受けることなく受光素子１４で受光されるようになる。なお、チッピングは基板１０の上面１０Ａだけでなく裏面にも発生するため、基板側長面１０Ｂに到達するモニタ光Ｌｍ’が表裏面のチッピングの中間の位置から導き出されるように、反射面１３Ａの傾斜角度を設定するのが望ましい。

そして、基板側長面１０Ｂ上に配置された受光素子１４においては、このビーム径が広げられたモニタ光を受光し、その光量に応じたレベルの電気信号を出力する。図示しない制御部においては、受光素子１４からの電気信号を受け、その電気信号レベルに応じて、電極１２に印加する直流バイアスの電圧をフィードバック制御することにより、動作点の安定化等を図ることができるようになる。

なお、受光素子１４は、電極パッド１２Ｃが形成されている側の基板側長面１０Ｂに配置されているので、電気信号配線の外部とのインターフェースを基板１０の１つの側面に集めることができるため、光導波路デバイスを外部回路等に効率的に搭載することが可能になる。
このように、本発明の第１実施形態にかかる光導波路デバイス２０−１によれば、反射溝１３の側壁１３Ａが、光伝搬方路としての光導波路１１Ｇから入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成されて、光導波路１１Ｇから出力される光について側壁１３Ａで全反射し、当該反射光を予め定めた基板側長面１０Ｂから像を拡大して出射すべく構成されているので、基板サイズの大型化を招くことなく所望の基板側長面１０Ｂに十分なパワーの光を導き出すとともに、受光素子の実装位置にかかる許容トレランスを拡大して、実装位置の調整を簡易なものとすることが可能となる利点がある。

なお、上述の第１実施形態においては、入射される光に対して凸曲面の反射面となる側壁１３Ａをそなえた反射溝１３の開口部としては楕円形状を有したものについて詳述したが、本発明によればこれに限定されず、少なくとも入射される光に対して凸曲面の反射面となる側壁を有するものであればよい。
〔ａ１〕第１実施形態の第１変形例の説明
図１０は本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる光導波路デバイス２０−１１を示す模式的斜視図である。この図１０に示す光導波路デバイス２０−１１は、基板上面１０Ａ上のモニタ光が導き出される基板側長面１０Ｂ側端部に、ブロック材１５Ａが貼り付けられている点が、前述の第１実施形態における光導波路デバイス２０−１と異なっている。このようにすれば、主信号光Ｌｓの出力側面と同様にして、モニタ光に対するチッピングの影響を抑えることができるほか、ブロック材１５Ａを利用して受光素子１４を基板側長面１０Ｂに張り付けることができるので、受光素子１４の搭載を一層容易にし、かつ搭載状態を安定化させることができるので、デバイスの信頼度を向上させることもできる。

〔ａ２〕第１実施形態の第２変形例の説明
図１１は本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる光導波路デバイス２０−１２を示す模式的斜視図である。この図１１に示す光導波路デバイス２０−１２は、基板側長面１０Ｂ上の、ブロック材１５が基板上面１０Ａ上に設けられている相当位置からモニタ光が導き出されるように、ブロック材１５の形状および配置が設計されている点が、前述の第１実施形態における光導波路デバイス２０−１と異なっている。

このようにすれば、主信号光Ｌｓの出力側面と同様にして、モニタ光に対するチッピングの影響を抑えることができるほか、ブロック材にかかる部品点数を前述の第１変形例の場合よりも減らしながら、受光素子１４の搭載を一層容易にし、かつ搭載状態を安定化させることができるので、デバイスの信頼度を向上させることもできる。
なお、上述の図１０，図１１に示す光導波路デバイス２０−１１，２０−１２において、ブロック材１５Ａ，１５の厚さを、基板側長面１０Ｂに対向する側の受光素子１４の面の全面が固着可能な厚さとすることとしてもよい。

〔ｂ〕第２実施形態の説明
図１２，図１３は本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイス２０−２の要部を示す図である。上述の第１実施形態においては、反射溝１３をなす側壁１３Ａが、その深さ方向について、基板１０の垂直方向に対して斜めに真直ぐ傾いている（図６参照）が、第２実施形態においては、図１３に示すように、反射溝１３−２の側壁１３Ａ−２面の深さ方向の形状を溝の外側に向かって凸状になるようにしている。尚、この側壁１３Ａ−２の深さ方向の形状以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様であり、図１２，図１３中、図１，図２，図４および図６と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。

上述の反射溝１３−２の形成を行なう際には、前述の第１実施形態の場合と比べて異なる形状のレジストを形成する。例えば、図１４（Ａ）に示すように、段階状にずらして積層することによりパターニングするレジストのずらし間隔を、上段に行くに従って徐々に狭くしていくことで、斜めのレジストを実現する。以降、前述の第１実施形態の場合と同様のポストベーグ工程［図１４（Ｂ）］、ドライエッチング工程［図１４（Ｃ）］を経ることによって、深さ方向を溝１３−２の外側に向かって凸状とすることができる［図１４（Ｄ）］。

ここで、モニタ光導波路１１Ｇを、チタンが拡散されたＬＮ導波路により構成した場合には、導波路１１Ｇ上を伝搬する光のビーム径は、図１５に示すように、ｙ方向（深さ方向）のビーム径がｘ方向（導波路１１Ｇの幅方向）に比べて小さい。このため、前述の第１実施形態の場合のように、側壁１３Ａの形状が斜めに真直ぐ傾いていても、反射光Ｌｍ’の深さ方向の回折広がりは比較的大きくなる。

しかしながら、第２実施形態によれば、図１２，図１３に示すように、反射溝１３−２の側壁面の深さ方向の形状を溝１３−２の外側に向かって凸状とすることで、ビーム径を一層効果的に拡大させることができ、受光素子１４の実装位置の調整を一層容易にすることができる利点がある。
〔ｃ〕第３実施形態の説明
図１６は本発明の第３実施形態にかかる光導波路デバイス２０−３の要部を示す図である。上述の第１，第２実施形態においては、光伝搬方路として均一幅のモニタ光出力導波路１１Ｇを基板１０上に形成しているが、第３実施形態にかかる光導波路デバイス２０−３においては、モニタ光出力導波路１１Ｇ−３として、反射溝１３に近づくにしたがって徐々に幅が広くなるように構成されたテーパ導波路が形成されている。このようにすれば、前述の第１，第２実施形態の場合に比して、反射溝１３に入射される光Ｌｍのビーム径をもとから大きくしておくことができるので、反射光Ｌｍ’についての、基板側長面１０Ｂの長手方向のビーム径の広がりを、より一層大きくすることができ、受光素子１４の実装位置の調整を一層容易にすることができる利点がある。

〔ｄ〕第４実施形態の説明
図１７は本発明の第４実施形態にかかる光導波路デバイス２０−４の要部を示す図である。上述の第１，第２実施形態においては、光伝搬方路として均一幅のモニタ光出力導波路１１Ｇを基板１０上に形成しているが、第４実施形態にかかる光導波路デバイス２０−４においては、モニタ光出力導波路１１Ｇ−４として、反射溝１３に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなるように構成されたテーパ導波路が形成されている。このようにすれば、前述の第１，第２実施形態の場合に比して、反射光Ｌｍ’の回折広がりをより大きくすることができるので、基板側長面１０Ｂの長手方向のビーム径の広がりを、より一層大きくすることができ、受光素子１４の実装位置の調整を一層容易にすることができる利点がある。

〔ｅ〕第５実施形態の説明
図１８は本発明の第５実施形態にかかる光導波路デバイス２０−５の要部を示す図である。上述の第４実施形態においては、モニタ光を案内するためのモニタ光用光伝搬方路として、反射溝１３に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなるように構成されたモニタ光出力導波路１１Ｇ−３を適用しているが、第５実施形態にかかる光導波路デバイス２０−５においては、モニタ光を案内するためのモニタ光出力導波路（モニタ光用伝搬方路）１１Ｇ−５として、基板１０上に形成されたリッジ形成溝としての２つのガイド溝１３Ｃ−１，１３Ｃ−２により挟まれるリッジ導波路を適用している。このようなリッジ導波路からなるモニタ光出力導波路１１Ｇ−５によれば、導波路の比屈折率差を大きくして光の閉じ込め効果を向上させることができる。尚、モニタ光出力導波路１１Ｇ−５にかかる構成以外は、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様である。

また、第５実施形態におけるモニタ光出力導波路１１Ｇ−５においては、２つのガイド溝１３Ｃ−１，１３Ｃ−２のうちの一方のガイド溝１３Ｃ−２が反射溝１３と一体に形成されており、これにより、反射溝１３においては、リッジ導波路１１Ｇ−４を伝搬したモニタ光を反射させることができるようになっている。
さらには、このモニタ光出力導波路１１Ｇ−５が、反射溝１３の反射箇所に近づくにしたがって徐々に幅が細くなるように、２つのガイド溝１３Ｃ−１，１３Ｃ−２が形成されており、これにより、モニタ光出力導波路１１Ｇ−５内におけるモニタ光の閉じ込め効果を向上させて、反射溝１３を反射した反射光の回折広がりを一層広くしているので、受光素子１４の実装位置の調整を一層容易にすることができる利点がある。

〔ｆ〕第６実施形態の説明
図１９は本発明の第６実施形態にかかる光導波路デバイス２０−６の要部を示す図である。上述の第３実施形態においては、反射溝１３に近づくにしたがって徐々に幅が広くなるモニタ光出力導波路１１Ｇ−３が形成されて、第６実施形態にかかる光導波路デバイス２０−６においては、モニタ光出力導波路１１Ｇ−６の出力側端部１１Ｔと、反射溝１３による反射箇所と、の間に所定の間隔が設けられている。尚、この出力側端部１１Ｔと反射溝１３との間の間隔にかかる構成以外は、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様である。

このようにしても、前述の第３実施形態の場合と同様に、反射溝１３に入射される光Ｌｍのビーム径を大きくさせることができるので、反射光Ｌｍ’についての、基板側長面１０Ｂの長手方向のビーム径の広がりを、より一層大きくすることができるので、受光素子１４の実装位置の調整を一層容易にすることができる利点がある。
なお、第６実施形態にかかる光導波路デバイス２０−６のモニタ光出力導波路１１Ｇ−６においては、幅が均一な導波路としているが、本発明によれば、出力側端部に向かうに従って幅が徐々に広がるテーパ導波路としたり、幅が徐々に狭くなるテーパ導波路としたりすることができる。又、ＬＮ基板にチタン拡散されたＬＮ導波路以外に、前述の第５実施形態のように、リッジ導波路により構成することもできる。

〔ｇ〕第７実施形態の説明
図２０は本発明の第７実施形態にかかる光導波路デバイス２０−７の要部を示す図である。前述の第１実施形態においては、反射溝１３で反射した反射光Ｌｍ’は、基板側長面１０Ｂ上にそなえられた受光素子１４で受光するようになっているが、第７実施形態にかかる光導波路デバイス２０−７においては、反射光Ｌｍ’を出射するための基板側長面１０Ｂ上に、受光素子１４に出力する反射光のビーム径を拡大するための光学素子としてのガラスブロック１８−７がそなえられるとともに、受光素子１４は基板側長面１０Ｂから所定距離離した位置に配置されるようになっている。尚、ガラスブロック１８−７および受光素子１４の配置以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と同様である。

したがって、本実施形態によれば、受光素子１４で受光する光のビーム径を一層広げることができるので、受光素子１４の実装位置の調整をより一層容易にすることができる利点がある。
〔ｈ〕第８実施形態の説明
図２１は本発明の第８実施形態にかかる光導波路デバイス２０−８の要部を示す図である。前述の第１実施形態においては、反射溝１３で反射した反射光Ｌｍ’は、基板側長面１０Ｂ上にそなえられた受光素子１４で受光するようになっているが、第８実施形態にかかる光導波路デバイス２０−８においては、反射光Ｌｍ’を出射するための基板側長面１０Ｂ上に、受光素子１４に出力する反射光のビーム径を拡大するための光学素子としてのレンズ１８−８がそなえられ、受光素子１４は基板側長面１０Ｂから所定距離離した位置（この場合においては、少なくともレンズ１８−８の焦点Ｆよりも離れた位置）に配置されるようになっている。

本実施形態におけるレンズ１８−８としては、例えば基板側長面１０Ｂに接する側の面を平面とする一方、受光素子１４に対向する側の面を凸面としたレンズを用いることができる。尚、レンズ１８−８および受光素子１４の配置以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と同様である。
したがって、本実施形態によれば、受光素子１４で受光する光のビーム径を一層広げることができるので、受光素子１４の実装位置の調整をより一層容易にすることができる利点がある。

〔ｉ〕第９実施形態の説明
図２２は本発明の第９実施形態にかかる光導波路デバイス２０−９の要部を示す図である。第９実施形態にかかる光導波路デバイス２０−９は、前述の第１実施形態におけるもの（符号２０−１参照）に比して、案内導波路１９が基板１０上に形成されている点が異なっている。尚、案内導波路１９以外の構成については、前述の第１実施形態の場合と基本的に同様である。

案内導波路１９は、反射溝１３の側壁１３Ａで全反射した反射光を基板側長面１０Ｂに案内するとともに、基板側長面１０Ｂに近づくにつれて幅が徐々に細くなるように構成された反射光案内方路として機能するものである。即ち、この案内導波路１９を伝搬する反射光Ｌｍ’は、ビーム径が細くされて基板側長面１０Ｂから出射されるので、均一幅の導波路を通じて基板側長面１０Ｂから出射される場合よりも反射光のビーム径が回折により一層大きくさせることができるようになる。

したがって、本実施形態によれば、受光素子１４で受光する光のビーム径を一層広げることができるので、受光素子１４の実装位置の調整をより一層容易にすることができる利点がある。
なお、上述の案内導波路１９としては、ＬＮ基板にチタン拡散されたＬＮ導波路以外に、前述の第５実施形態における導波路１１Ｇ−５のように、２つのガイド溝１９Ｇで挟まれたリッジ導波路により構成することもできる。

ガイド溝１９Ｇを設けることにより、導波路の比屈折率差を大きくして光の閉じ込め効果を向上させることができる。
〔ｊ〕第１０実施形態の説明
図２３は本発明の第１０実施形態にかかる光導波路デバイス２０−１０を示す模式的斜視図である。この図２３に示す光導波路デバイス２０−１０においては、前述の第１〜第９実施形態におけるものとは異なり、入力側および出力側のＭＭＩカプラ１１Ｂ，１１Ｅに代えて、それぞれＹ分岐カプラ１１Ｂ’，１１Ｅ’を用いてマッハツェンダ型の光導波路１１’が構成されている。尚、図２３中、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。

ここで、反射溝１３としては前述の第１実施形態の場合と同様の構成を有しているが、この反射溝１３においては、出力側のＹ分岐カプラ１１Ｅ’から漏れ出た放射モード光をモニタ光として入射されて、入射された放射モード光を全反射して、ビーム径が広がった反射光Ｌｍ’として基板側長面１０Ｂ上にそなえられた受光素子１４に向けて出射するようになっている。

すなわち、各平行導波路１１Ｃ，１１Ｄを伝搬する光にπの奇数倍の位相差が与えられると、各々の光は出力側カプラ１１Ｅ’で合波されることで互いに打ち消しあって主信号光Ｌｓがオフ状態となる。このとき、打ち消しあった光は出力導波路１１Ｆの外に漏れ出て基板１０内に放射されることになる。この出力導波路１１Ｆ外の基板１０内を伝搬する放射モード光の一部をモニタ光として反射溝１３で全反射させているのである。換言すれば、上述の出力側カプラ１１Ｅ’と反射溝１３との間の基板１０内の領域１１Ｇ−１０が、主信号Ｌｓをモニタするためのモニタ光を案内するためのモニタ光用伝搬方路を構成する。

上述のごとく構成された第１０実施形態にかかる光導波路デバイス２０−１０によっても、前述の第１実施形態の場合と同様に、反射光を予め定めた基板側長面１０Ｂから像を拡大して出射すべく構成されているので、基板サイズの大型化を招くことなく所望の基板側長面１０Ｂに十分なパワーの光を導き出すとともに、受光素子の実装位置にかかる許容トレランスを拡大して、実装位置の調整を簡易なものとすることが可能となる利点がある。

〔ｋ〕その他
上述した実施形態による態様のほか、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して本発明について実施することは可能である。
すなわち、直流バイアスを制御するためのモニタ光を取り出す以外の目的で、出力光を受光素子で受光させるために適用することを妨げるものではない。
また、上述の第３〜第１０実施形態においては、反射溝１３の形状としては、第１実施形態におけるものを適用しているが、本発明によればこれに限定されず、少なくとも反射面が凸曲面を持つ反射溝であれば、第２実施形態における反射溝１３−１等、第１実施形態以外の構成の反射溝が形成されたものに第３〜第１０実施形態における特徴を適用することとしてもよい。

また、受光素子１４の実装位置は基板に直接実装する形態、基板を固定する筐体に実装する形態、さらに、複数のデバイスを組み合わせて使用する場合のように、反射溝１３と受光素子１４が異なるデバイスに実装されていてもよい。いずれの場合でも、本発明の効果によりモニタ光と受光素子の光結合の許容位置トレランスを広く取ることができるため、製造コストを削減することが可能になる。

上述の各実施形態にかかる光導波路デバイスにおいては、図１に示すようなマッハツェンダ干渉計をなす光導波路１１が基板１０上に形成されたものであるが、本発明によれば、これに限定されず、マッハツェンダ干渉計以外の導波路構成においても、モニタ光を取り出す構成として本発明を適用することが可能である。
また、上述した各実施形態により、本発明のデバイスを製造することは可能である。

〔ｌ〕付記
（付記１） 基板と、該基板上に形成された光伝搬方路と、該基板上において該光伝搬方路の出力側に形成した反射溝と、をそなえ、
該反射溝の側壁が、該光伝搬方路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成されて、該光伝搬方路から出力される光について前記反射面となる側壁で全反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成されたことを特徴とする、光デバイス。

（付記２） 該光伝搬方路が、該反射溝の側壁に近づくにつれて幅が徐々に細くなるように構成されたことを特徴とする、付記１記載の光デバイス。
（付記３） 該光伝搬方路が、該反射溝の側壁に近づくにつれて幅が徐々に太くなるように構成されたことを特徴とする、付記１記載の光デバイス。
（付記４） 該光伝搬方路が、光導波路により構成されたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項記載の光デバイス。

（付記５） 該光伝搬方路をなす光導波路の出力側端部と、該反射溝と、が結合されていることを特徴とする、付記４記載の光デバイス。
（付記６） 該光伝搬方路をなす光導波路の出力側端部と、該反射溝と、の間に所定の間隔が設けられていることを特徴とする、付記４記載の光デバイス。
（付記７） 該光伝搬方路が、基板上に形成された２つのリッジ形成溝により挟まれれるリッジにより構成されたことを特徴とする、付記１〜３のいずれか１項記載の光デバイス。

（付記８） 該２つのリッジ形成溝のいずれか一方と、該反射溝と、が一体に形成されて、該リッジと、該反射溝と、が結合されていることを特徴とする、付記７記載の光デバイス。
（付記９） 該リッジと、該反射溝と、の間に所定の間隔が設けられていることを特徴とする、付記７記載の光デバイス。

（付記１０） 前記の反射溝の側壁が、前記光伝搬方路からの光の入射方向に対し、該基板における前記光伝搬方路の形成面について凸形状の輪郭を有していることを特徴とする、付記１記載の光デバイス。
（付記１１） 前記の反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光伝搬方路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に全反射する反射面となるように構成されたことを特徴とする、付記１０記載の光デバイス。

（付記１２） 前記の反射溝の側壁は、該基板の表面および該基板の裏面から予め設定した距離だけそれぞれ離れた領域内に位置する前記基板側面から反射光が出射される反射面となるように、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成されることを特徴とする、付記１１記載の光デバイス。
（付記１３） 前記の反射溝の側壁が、前記光伝搬方路からの光の入射方向に対し、前記基板の深さ方向について凸形状の輪郭を有していることを特徴とする、付記１１記載の光デバイス。

（付記１４） 該基板上に形成した主信号用の光導波路をそなえるとともに、前記主信号をモニタするためのモニタ光を案内するためのモニタ光用伝搬方路を該光伝搬方路としてそなえられ、
該モニタ光用伝搬方路からのモニタ光が、前記凸曲面の反射面となる該反射溝の側壁を全反射し、前記予め定めた基板側面から像を拡大して出射しうるように構成されたことを特徴とする、付記１〜１３のいずれか１項記載の光デバイス。

（付記１５） 前記主信号用の光導波路が、入力導波路と、該入力導波路を伝搬した光を２つに分岐する入力側カプラと、該入力側カプラで分岐された各光が与えられる一対の平行導波路と、該各平行導波路を伝搬した光を合波する出力側カプラと、該出力側カプラを伝搬した光が与えられる出力導波路とを備え、マッハツェンダ干渉計を構成し、
前記反射面で反射したモニタ光を、前記出力導波路を伝搬した主信号光が出射される基板側面とは異なる基板側面に導き出すように構成されたことを特徴とする、付記１４記載の光デバイス。

（付記１６） 該出力側カプラが、方向性結合器およびマルチモード干渉カプラのいずれかであり、
該出力導波路は、該出力側カプラの主信号光が出力されるポートに接続する主信号光出力導波路により構成されるとともに、
該モニタ光用伝搬方路が、該出力側カプラのモニタ光が出力されるポートに接続すべく構成されたことを特徴とする、付記１５記載の光デバイス。

（付記１７） 該出力側カプラが、Ｙ分岐カプラであり、該Ｙ分岐カプラの合波ポートに該出力導波路が接続し、主信号光がオフ状態になるときに前記出力導波路外に漏れ出す光を、モニタ光用伝搬方路で案内するモニタ光として使用すべく構成されたことを特徴とする、付記１５記載の光デバイス。
（付記１８） 該平行導波路に対応させて設けられた電極を有し、該電極に外部より電気信号を印加するための電極パッドが配置される側の基板側面に、前記反射溝で反射された光が出射されるように構成されたことを特徴とする、付記１５記載の光デバイス。

（付記１９） 当該反射光を出射するための前記基板側面上に、前記反射光を受光する受光素子がそなえられたことを特徴とする、付記１〜１８のいずれか１項記載の光デバイス。
（付記２０） 当該反射光を出射するための前記基板側面から所定距離離した位置に、前記反射光を受光する受光素子がそなえられたことを特徴とする、付記１〜１８のいずれか１項記載の光デバイス。

（付記２１） 当該反射光を出射するための前記基板側面上に、該受光素子に出力する反射光のビーム径を拡大するための光学素子がそなえられたことを特徴とする、付記１〜２０のいずれか１項記載の光デバイス。
（付記２２） 前記の反射溝の側壁で全反射した反射光を前記予め定めた基板側面に案内する反射光案内方路がそなえられ、
該反射光案内方路が、前記基板側面に近づくにつれて幅が徐々に細くなるように構成されたことを特徴とする、付記１〜２０のいずれか１項記載の光デバイス。

本発明は、基板上において凸曲面の反射面となる側壁を有する反射溝を形成したことで、伝搬してきた光を限られた基板サイズの範囲内で十分なパワーを保って所望の基板側面から導き出すとともに、受光素子の実装位置にかかる許容トレランスを拡大して、受光素子の実装位置の調整を簡易なものとすることができるようにした、光デバイスを提供することができ、このような光デバイスは、例えば、光通信システムに用いられる光変調器や光スイッチ、可変光アッテネータなどとして有用であり、産業上の利用可能性が大である。

本発明の第１実施形態にかかる光デバイスとしての光導波路デバイスを示す模式的斜視図である。 第１実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 本発明の関連技術にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式的上視図である。 第１実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式的上視図である。 （Ａ）は、図３に示す溝を反射した光が基板側長面に到達するときの、基板側長面の長手方向位置を横軸とした光量分布を示す図で、（Ｂ）は、本実施形態にかかる反射溝を反射した光が基板側長面に到達するときの、基板側長面の長手方向位置を横軸とした光量分布を示す図である。 第１実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はいずれも、第１実施形態にかかる光導波路デバイスの製造工程を説明するための模式図である。 （Ａ）〜（Ｄ），（Ａ’）はいずれも、第１実施形態にかかる光導波路デバイスの製造工程を説明するための模式図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はいずれも、第１実施形態にかかる光導波路デバイスの製造工程を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる光デバイスとしての光導波路デバイスを示す模式的斜視図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる光デバイスとしての光導波路デバイスを示す模式的斜視図である。 本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はいずれも、第２実施形態にかかる光導波路デバイスの製造工程を説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態にかかる光導波路デバイスの作用効果を説明するための図である。 第３実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 第４実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 第５実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 第６実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 第７実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 第８実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 第９実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式図である。 第１０実施形態にかかる光導波路デバイスの要部を示す模式的斜視図である。 光変調器の光出力特性を示す図である。 （Ａ），（Ｂ）はともに、本願発明の解決すべき課題について説明するための図である。 （Ａ），（Ｂ）はともに、本願発明の解決すべき課題について説明するための図である。

符号の説明

１０，１００ 基板
１０Ａ 基板上面
１０Ｂ 基板側長面
１１，１１’１０１Ａ，１０１Ｂ 光導波路
１１Ａ 入力導波路
１１Ｂ，１１Ｂ’ 入力側カプラ
１１Ｃ，１１Ｄ 平行導波路
１１Ｅ，１１Ｅ’ 出力側カプラ
１１Ｆ 主信号光出力導波路
１１Ｇ，１１Ｇ−３〜１１Ｇ−９ モニタ光出力導波路（光伝搬方路，モニタ光用伝搬方路）
１１Ｇ−１０ 基板内領域（光伝搬方路，モニタ光用伝搬方路）
１１Ｔ モニタ光出力導波路の出力側端部
１２ 電極
１２Ａ，１２Ｂ 電極パターン
１２Ｃ 電極パッド
１３，１３’，１３−２ 反射溝
１３Ａ，１３Ａ’，１３Ａ−２ 側壁
１３Ｂ 底面
１３Ｃ−１，１３Ｃ−２ ガイド溝（リッジ形成溝）
１４，１３０ 受光素子
１５，１５Ａ ブロック材
１６ バッファ層
１７ Ｓｉ膜
１８−７ ガラスブロック（光学素子）
１８−８ レンズ（光学素子）
１９ 案内導波路（反射光案内方路）
１９Ｇ 溝
２０−１〜２０−１２ 光導波路デバイス（光デバイス）
１１０ 出力光ファイバ
１２０ ファイバ固定部材

Claims (12)

1. 基板と、
   該基板上に形成された光導波路と、
   該基板上において該光導波路の出力側に形成した反射溝と、をそなえ、
   該光導波路は、該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなる構成であり、
   該反射溝の側壁は、該光導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該光導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴とする、光デバイス。
2. 基板と、
   該基板上に形成された光導波路と、
   該基板上において該光導波路の出力側に形成した反射溝と、
   該反射溝の近傍において該光導波路の両側に形成されたガイド溝と、をそなえ、
   該ガイド溝は、該光導波路が該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなるように形成され、
   該反射溝の側壁は、該光導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該光導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴とする、光デバイス。
3. 前記の反射溝の側壁が、前記光導波路からの光の入射方向に対し、該基板における前記光導波路の形成面について凸形状の輪郭を有していることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の光デバイス。
4. 前記の反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光導波路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に反射する反射面となるように構成されたことを特徴とする、請求項３記載の光デバイス。
5. 前記の反射溝の側壁が、前記光導波路からの光の入射方向に対し、前記基板の深さ方向について凸形状の輪郭を有していることを特徴とする、請求項４記載の光デバイス。
6. 基板と、
   該基板上に形成されたマッハツェンダ型光導波路と、
   該基板上に形成され、該マッハツェンダ型光導波路の出力光を主信号光出力導波路およびモニタ光出力導波路に分岐するカプラと、
   該基板上において、該モニタ光出力導波路に形成された反射溝と、をそなえ、
   該該モニタ光出力導波路は、該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなる構成であり、
   該反射溝の側壁は、該該モニタ光出力導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該モニタ光出力導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴とする、光デバイス。
7. 基板と、
   該基板上に形成されたマッハツェンダ型光導波路と、
   該基板上に形成され、該マッハツェンダ型光導波路の出力光を主信号光出力導波路およびモニタ光出力導波路に分岐するカプラと、
   該基板上において該モニタ光出力導波路の出力側に形成した反射溝と、
   該反射溝の近傍において該モニタ光出力導波路の両側に形成されたガイド溝と、をそなえ、
   該ガイド溝は、該モニタ光出力導波路が該反射溝に近づくにしたがって徐々に幅が狭くなるように形成され、
   該反射溝の側壁は、該モニタ光出力導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該モニタ光出力導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、たことを特徴とする、光デバイス。
8. 請求項６または請求項７記載の光デバイスであって、
   該カプラは、方向性結合器であることを特徴とする光デバイス。
9. 請求項６または請求項７記載の光デバイスであって、
   該カプラは、マルチモード干渉カプラであることを特徴とする光デバイス。
10. 基板と、
    該基板上に形成された光導波路と、
    該基板上において該光導波路の出力側に形成した反射溝と、をそなえ、
    該反射溝の側壁は、該光導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該光導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、
    前記の反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光導波路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に反射し、該基板の側面であって、かつ、該表面のチッピングに影響されない位置において出力される反射面となるように構成されたことを特徴とする光デバイス。
11. 請求項１０記載の光デバイスであって、該反射溝の側壁の前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成される角度は、該基板の表面および裏面に対して中間となる角度であることを特徴とする請求項１０記載の光デバイス。
12. 基板と、
    該基板上に形成されたマッハツェンダ型光導波路と、
    該基板上に形成され、該マッハツェンダ型光導波路の出力光を主信号光出力導波路およびモニタ光出力導波路に分岐するカプラと、
    該基板上において該モニタ光出力導波路の出力側に形成した反射溝と、を備え、
    該反射溝の側壁は、該モニタ光出力導波路から入射される光に対して凸曲面の反射面となるように構成され、かつ、該モニタ光出力導波路から出力される光について前記反射面となる側壁で反射し、当該反射光を予め定めた基板側面から像を拡大して出射すべく構成され、
    前記の反射溝の側壁が、前記基板の表面に垂直な方向に対して斜めに形成され、前記光導波路からの光が該基板面に平行な角度で入射されると、該基板面よりも下方に逸れた方向に反射し、
    該基板の側面であって、かつ、該表面のチッピングに影響されない位置において出力される反射面となるように構成されたことを特徴とする光デバイス。

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