光波导元件、及光波导器件及光发送装置的制作方法

1.本发明涉及一种例如光调制元件(optical modulation element)等作为使用光波导的功能元件的光波导元件、使用此种光波导元件的光波导器件及光发送装置。


背景技术：

2.高速/大容量光纤通信系统中大量使用组装了波导型的光调制器的光发送装置。其中，基板使用具有电光效应的linbo3(以下也称为ln)的光调制元件与使用磷化铟(inp)、硅(si)、或砷化镓(gaas)等半导体系材料的光调制元件相比，光学的损耗少(less optical loss)，且可实现宽频带的光调制特性，因此广泛用于高速/大容量光纤通信系统。
3.光纤通信系统中的调制方式受到近年来的传输容量增大化的趋势影响，正交相移键控(quadrature phase shift keying，qpsk)或双偏振正交相移键控(dual polarization
‑
quadrature phase shift keying，dp
‑
qpsk)等多值调制(multi
‑
level modulation)或在多值调制中引入偏振复用而成的调制格式(modulation format)成为主流。
4.另一方面，近年来的互联网服务的加速普及导致通信量的进一步增大，至今仍在推进光调制元件的进一步小型化、宽频带化、省电化(lower power consumption)的研究。
5.作为此种光调制元件的小型化、宽频带化、省电化的一种措施，例如正研究使用肋型光波导的光调制元件(以下为肋型光调制元件)(例如，参照专利文献1)。肋型光波导是将包含ln的基板(ln基板)加工得薄，保留所期望的条纹状部分(肋)而通过干式蚀刻等将其他部分加工得更薄(例如加工至基板厚度10μm以下)，由此使所述肋部分的有效折射率高于其他部分而制成光波导。
6.另一方面，在光调制元件中，例如为了探测伴随所谓漂移现象的偏置点变动(bias point variation)的状态，和/或为了控制所输出的调制光的光量，而设置用来监控在所述光调制元件的光波导内传播的光量的光接收元件。
7.作为此种光调制元件，以往已知有在光波导中成为光量观测对象的部分的上部设置光接收元件而成的光调制元件，所述光波导是通过在基板上扩散高折射率材料所形成(参照专利文献2)。在所述光调制元件中，通过将在半导体等光接收元件基板的小片形成的光接收元件的光接收面接近地配置于光波导，而利用所述光接收元件检测从光波导释放出的倏逝波。
8.然而，由于形成光接收元件的光接收元件基板的尺寸与所述肋型光波导的宽度相比大数倍至数10倍以上，故而若将所述现有的结构直接应用于包括肋型光波导的光调制元件，则无法将光接收元件稳定地保持于肋型光波导上。图13是示意性地表示所述情况的图。图13表示形成有肋型光波导1300的光波导基板1302的与所述肋型光波导1300的延伸方向正交的面的截面。光波导基板1302由玻璃等支持基板1310所支持。在肋型光波导1300的上部搭载有光接收元件1304，所述光接收元件1304包括形成于光接收元件基板1306上的光接收部1308。由此，可通过光接收元件1304监控在肋型光波导1300中传播的光的强度。
9.此处，一般来说，光接收元件基板1306构成为其宽度(沿图示左右方向测得的宽度)比例如肋型光波导1300的宽度大数倍至数十倍以上(例如相对于肋的宽度为1μm左右，光接收元件基板的尺寸为数百μm)。因此，光接收元件1304会产生以肋型光波导1300为中心的转矩，在制造时和/或随着经年变化，例如可能如图示那样导致在肋型光波导1300上向左方向倾斜。其结果，因光接收元件1304与肋型光波导1300不接近而导致不再向光接收元件1304输入充分的倏逝波，光强度的监控灵敏度成为容许范围以下。另外，在存在温度变化的情况下，可能产生以下故障：光接收元件1304与肋型光波导1300的间隔发生变动，而发生监控灵敏度的变动，随着时间而变得不稳定等。
10.另外，在以所述方式将光波导基板1302加工得厚度薄至数μm左右的情况下，光接收元件1304在肋型光波导1300上倾斜，不仅导致肋型光波导1300产生应力，而且在光波导基板1302中所述肋型光波导1300的周边部的部分也可能产生应力。其结果，在制造时或随着时间，也可能存在光波导基板1302产生裂缝或断裂等机械损伤的况。
11.再者，专利文献2中记载了在使用在基板中扩散高折射率材料所形成的光波导而构成的光调制元件中，通过在光波导的附近以规定图案扩散相同的高折射率材料，而形成用来配置光接收元件的基座。然而，虽然专利文献1所记载的结构在扩散型光波导中有效，但是并不提供用于如上所述的肋型光波导中的光接收元件的稳定配置的解决方法。
12.[现有技术文献]
[0013]
[专利文献]
[0014]
[专利文献1]日本专利特开2011
‑
075917号公报
[0015]
[专利文献2]日本专利特开2010
‑
224064号公报


技术实现要素：

[0016]
[发明所要解决的问题]
[0017]
根据所述背景，在使用肋型光波导的光波导元件中，期待实现能够稳定且精度良好地监控于肋型光波导内传播的光的结构。
[0018]
[解决问题的技术手段]
[0019]
本发明的一实施方式是一种光波导元件，包括：肋型光波导，设置于光波导基板上，所述肋型光波导包括：凸部，向所述光波导基板的厚度方向突出并沿着所述光波导基板的面方向延伸；以及光接收元件，接收在所述肋型光波导中传播的光的一部分，所述光接收元件包括光接收部，所述光接收部形成于所述肋型光波导上所配置的光接收元件基板上，其中，所述光接收元件基板由具有与设置于所述光波导基板上的所述肋型光波导相同高度的至少一个第一凸部所支持。
[0020]
根据本发明的其他实施方式，在所述光波导基板上，沿着所述肋型光波导的光的传播方向而在比所述光接收部更靠输入波导侧(input waveguide side)，设置有至少一个第二凸部。
[0021]
根据本发明的其他实施方式，所述第二凸部构成为：沿着所述光波导基板的面方向延伸，且延伸方向的两端部的朝向所述肋型光波导的输入波导侧的一端部与所述肋型光波导的距离，小于与所述一端部相向的另一端部和所述肋型光波导的距离。
[0022]
根据本发明的其他实施方式，所述第二凸部具有与所述肋型光波导相同的高度。
[0023]
根据本发明的其他实施方式，所述第二凸部的至少一个为支持所述光接收元件基板的所述第一凸部。
[0024]
根据本发明的其他实施方式，所述肋型光波导在所述光接收部的接收范围的下部终止。
[0025]
根据本发明的其他实施方式，所述光接收元件包括：设置于所述光接收元件基板上的多个所述光接收部。所述光接收元件基板配置于：所述多个所述光接收部分别接收在多个不同的所述肋型光波导的各个中传播的光的一部分的位置。
[0026]
根据本发明的其他实施方式，所述光波导基板的厚度为5μm以下。
[0027]
本发明的其他实施方式是一种光波导器件，包括：所述任一光波导元件；框体，收容所述光波导元件；输入光纤，使光入射至所述光波导元件中；以及输出光纤，将所述光波导元件射出的输出光导向所述框体外。
[0028]
本发明的其他实施方式是一种光波导器件，在所述框体的内部包括驱动所述光波导元件的驱动电路、或包括所述驱动电路与数字信号处理器。
[0029]
本发明的进而其他实施方式是一种光发送装置，包括：以上所记载的光波导器件，在所述框体的内部包括所述驱动电路；以及数字信号处理器，配置于所述框体的外部。
[0030]
[发明的效果]
[0031]
根据本发明，在使用肋型光波导的光波导元件中，能够稳定且精度良好地监控在肋型光波导内传播的光。
附图说明
[0032]
图1是表示本发明第一实施方式的包括光调制元件的光调制器件(optical modulation device)的结构的图。
[0033]
图2是图1所示的光调制元件的a部的局部详细图。
[0034]
图3是图2所示的光调制元件的a部的iii
‑
iii截面图。
[0035]
图4是表示可用于图1所示的光调制器件的光调制元件的第一变形例的图。
[0036]
图5是表示可用于图1所示的光调制器件的光调制元件的第二变形例的图。
[0037]
图6是表示可用于图1所示的光调制器件的光调制元件的第三变形例的图。
[0038]
图7是表示可用于图1所示的光调制器件的光调制元件的第四变形例的图。
[0039]
图8是表示可用于图1所示的光调制器件的光调制元件的第五变形例的图。
[0040]
图9是表示可用于图1所示的光调制器件的光调制元件的第六变形例的图。
[0041]
图10是表示可用于图1所示的光调制器件的光调制元件的第七变形例的图。
[0042]
图11是表示本发明第二实施方式的光波导器件的结构的图。
[0043]
图12是表示本发明第三实施方式的光发送装置的结构的图。
[0044]
图13是表示在肋型光波导上配置光接收元件的以往的光波导元件的结构的图。
[0045]
[符号的说明]
[0046]
100：光调制器件
[0047]
102、102
‑
1、102
‑
2、102
‑
3、102
‑
4、102
‑
5、102
‑
6、102
‑
7、1210：光调制元件
[0048]
104、1104、1206：框体
[0049]
106：输入光纤
[0050]
108：输出光纤
[0051]
110：连接器
[0052]
112、144：中继基板
[0053]
114：终端器
[0054]
120、1302：光波导基板
[0055]
122、1310：支持基板
[0056]
124：输入波导
[0057]
126、870、1072、1074：分支波导
[0058]
128a、128b：并行波导
[0059]
130：合波波导
[0060]
132：输出波导
[0061]
134a、134b、136：信号电极
[0062]
140、1040、1304：光接收元件
[0063]
142：电极
[0064]
146：插脚
[0065]
250、1050、1306：光接收元件基板
[0066]
252、1052
‑
1、1052
‑
2、1308：光接收部
[0067]
260a、260b、466a、466b、566a、566b、660a、660b、666a、666b、860a、860b、860c、860d、1060a、1060b、1060c、1060d：突出部
[0068]
466a
‑
1、466a
‑
2：端部
[0069]
872：监控用波导
[0070]
872
‑
a：宽度变化部
[0071]
1080、1082：偏移光
[0072]
1100、1204：光波导器件
[0073]
1102：光波导元件
[0074]
1106：电路基板
[0075]
1108、1212：驱动部
[0076]
1208：dsp
[0077]
1112、1114：插脚
[0078]
1200：光发送装置
[0079]
1202：光源
[0080]
1300：肋型光波导
具体实施方式
[0081]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。再者，以下所示的实施方式的光波导元件是使用ln基板所构成的光调制元件，但本发明的光波导元件不限于此。本发明同样也可适用于使用ln基板以外的基板的光波导元件、或具有光调制以外的功能的光波导元件。
[0082]
[第一实施方式]
[0083]
首先，对本发明第一实施方式进行说明。图1是表示本发明的一实施方式的光波导元件及光波导器件的结构的图。在本实施方式中，光波导元件是使用马赫
‑
曾德尔(mach
‑
zehnder)型光波导进行光调制的光调制元件102，光波导器件是使用所述光调制元件102的光调制器件100。
[0084]
光调制器件100将光调制元件102收容至框体104的内部。再者，框体104最后在其开口部固定作为板体的盖(未图示)，而将其内部气密密封(hermetically sealed)。
[0085]
光调制器件100包括：输入光纤106，用来将光输入至框体104内；及输出光纤108，将经光调制元件102调制的光导向框体104的外部。
[0086]
另外，光调制器件100包括：连接器110，用来从外部接收用于使光调制元件102进行光调制动作的高频电信号；及中继基板112，用来将所述连接器110接收到的高频电信号中继到光调制元件102的信号电极134a、134b、136(下文说明)的一端。另外，光调制器件100包括终端器114，所述终端器114连接于光调制元件102的信号电极134a、134b、136的另一端，且具有规定的阻抗。此处，光调制元件102的信号电极134a、134b、136与中继基板112及终端器114之间，是通过例如金属线等的接合而电连接。
[0087]
光调制元件102包括：光波导基板120，例如，包含ln；以及支持基板122，支持光波导基板120。支持基板122例如为玻璃。在光波导基板120上形成有马赫
‑
曾德尔型光波导(图1所示的光调制元件102中示出的粗虚线)。所述马赫
‑
曾德尔型光波导包括：输入波导124，接收来自输入光纤106的输入光；分支波导126(图示虚线圆围成的波导部分)，分支成在输入波导124中传播的两股光波；及两个并行波导128a、128b，将分支而生成的两股光波分别传播。
[0088]
另外，所述马赫
‑
曾德尔型光波导包括：合波波导130(combining waveguide)，将在并行波导128a、并行波导128b中分别传播的两股光波合波；以及输出波导132，引导经合波的光波即输出光，使所述输出光朝向输出光纤108并自光波导基板120的图示右侧边缘射出。以下，也将输入波导124、分支波导126、并行波导128a、并行波导128b、合波波导130、及输出波导132，总称为输入波导124等。
[0089]
此处，光波导基板120被加工得薄至例如1μm～2μm以下的厚度。输入波导124等光波导是所谓肋型光波导，设置于光波导基板120上，包括向所述光波导基板120的厚度方向突出并沿着光波导基板120的面方向延伸的凸部(例如，高度为数μm的凸部)。由于所述凸部的存在，输入波导124等的有效折射率高于其他部分，而将光引导封入所述输入波导124等的内部。
[0090]
这种肋型光波导例如可通过以下方式形成：将光波导基板120加工成所期望的厚度后，用光致抗蚀剂等遮蔽光波导基板120的表面中作为肋型光波导保留的部分，利用干式蚀刻等将遮蔽部分以外的部分向光波导基板120的厚度方向蚀削。
[0091]
另外，在光波导基板120上设置有信号电极134a、信号电极134b及信号电极136，所述信号电极134a、信号电极134b及信号电极136改变并行波导128a、并行波导128b的折射率，来控制在所述并行波导128a、并行波导128b中传播的光波。例如，信号电极134a、信号电极134b为接地电极，信号电极136与信号电极134a、信号电极134b一起构成控制在并行波导128a、并行波导128b中传播的光波的信号线路。
[0092]
再者，也可依照现有技术在光调制元件102设置偏置电极，所述偏置电极用来补偿
由所谓直流(direct current，dc)漂移等引起的偏置点的变动，但图1中未绘示。
[0093]
在光调制元件102中，在输出波导132上搭载了光接收元件140。光接收元件140利用从输出波导132漏出的倏逝波(evanescent wave)而与所述输出波导132的内部的传播光耦合(倏逝波耦合)，接收所述传播光的至少一部分，并输出与所接收的光相应的监控信号(电信号)。由此，可使用光接收元件140监控输出波导132内的传播光。光接收元件140所输出的监控信号经由形成于光波导基板120上的电极142及中继基板144，从设置于框体104的插脚146向外部输出。
[0094]
图2是图1所示的光调制元件102的a部的局部详细图。另外，图3是图2所示的a部的iii
‑
iii截面箭视图。再者，在图2中，省略将光接收元件140与电极142之间连接的线的图示。
[0095]
光接收元件140包括：在si(硅)或化合物半导体等的光接收元件基板250上形成的光接收部252。光接收部252包括：通过在光接收元件基板250中掺杂杂质所形成的pn接合部(pn junction)或pin接合部(pin junction)。
[0096]
尤其是，在作为本实施方式的光波导元件的光调制元件102中，光接收元件140的光接收元件基板250由突出部260a、突出部260b所支持，所述突出部260a、突出部260b是具有与作为设置于光波导基板120上的肋型光波导的输出波导132相同高度的第一凸部。此处“相同高度”包括：光接收部252可在实用上无问题地接收来自作为肋型光波导的输出波导132的倏逝波的程度的阶差，例如，包括：作为肋型光波导的输出波导132的高度与突出部260a、突出部260b的高度的差异为
±
0.5μm以下的结构。下文中的“相同高度”也和所述同样地定义。
[0097]
因此，光接收元件140除了输出波导132以外，也由突出部260a、突出部260b所支持，稳定地配置于输出波导132上。其结果，在光调制元件102中，可将输出波导132与光接收元件140的利用倏逝波(图3的图示虚线箭头)的耦合(倏逝波耦合)稳定地维持为所期望的状态，而可利用光接收元件140稳定且精度良好地监控在作为肋型光波导的输出波导132的内部传播的光。
[0098]
此处，突出部260a、突出部260b可通过以下方式形成：例如，在制造光调制元件102时，在形成包括输出波导132的输入波导124等肋型光波导时，与些这肋型光波导同样地，利用光致抗蚀剂等遮蔽光波导基板120的表面中应形成突出部260a、突出部260b的部分，利用干式蚀刻等将遮蔽部分以外的部分向基板深度方向蚀削。即，作为第一凸部的突出部260a、突出部260b例如为光波导基板120的一部分，包括与所述光波导基板120相同的材料。
[0099]
在所述形成方法中，作为肋型光波导的输出波导132的上表面与突出部260a、突出部260b的上表面分别为进行所述干式蚀刻等之前的光波导基板120的相同表面的一部分，因此可容易地将突出部260a、突出部260b形成为与输出波导132相同的高度。
[0100]
再者，在本实施方式中，如图2及图3所示，光接收元件140的光接收部252形成于俯视为正方形的光接收元件基板250的中央，但光接收元件140的结构不限于此。光接收元件基板250的俯视形状可设为正方形以外的任意形状，光接收部252可形成于光接收元件基板250的表面的任意位置。
[0101]
另外，在本实施方式中，设置两个突出部260a、260b作为第一凸部，但第一凸部的数量不限于此。第一凸部至少有一个即可。例如，在图2所示的光接收元件140中，在将光接
收部252靠光接收元件基板250的图示下侧形成的情况下，也可不设置突出部260b。在所述情况下，光接收元件140通过除了光接收部252与输出波导132的接触部以外，由作为第一凸部的一个突出部260a所支持，而可被稳定地支持于输出波导132上。
[0102]
或者在光接收元件140的光接收元件基板250的尺寸更大而想将光接收元件基板250更稳定地配置于输出波导132上的情形况下，或在光接收元件140的质量重而不想在例如输出波导132过度产生应力的情况下，也可将四个或四个以上的第一凸部分别配置于包括光接收元件基板250的四角的多个部分，而使光接收元件140的质量分散。
[0103]
以下，对作为本发明第一实施方式的波导型光元件的光调制元件102的变形例进行说明。以下所示的光调制元件102的变形例可用于光调制器件100来取代光调制元件102。
[0104]
＜第一变形例＞
[0105]
首先，对光调制元件102的第一变形例进行说明。图4是表示第一变形例的光调制元件102
‑
1的结构的图，为与表示光调制元件102的a部的结构的图2相当的图。再者，关于光调制元件102
‑
1中图4未记载的部分，设为具有与图1所示的光调制元件102相同的结构，并引用所述与图1相关的说明。另外，在图4中，关于与图2所示的光调制元件102的构成构件相同的构成构件，使用与图2中的符号相同的符号，并引用所述与图2相关的说明。
[0106]
图4所示的光调制元件102
‑
1具有与图2所示的光调制元件102相同的结构，在光波导基板120中，沿着配置有光接收元件140的作为肋型光波导的输出波导132的光的传播方向，在比光接收元件140的光接收部252更靠输入波导侧设置有作为第二凸部的突出部466a。
[0107]
通常在合波波导130中，在两个并行波导128a、128b内传播而来的光波的传播模式会变化，因此这些光波的一部分可从导波模式转换为放射模式，以泄漏光的形式向合波波导130或输出波导132外放射(图示黑粗线的箭头)。然后，所述泄漏光通过在光波导基板120内传播，而在光接收部252中被接收，此时，在输出波导132中传播的光与泄漏光发生干涉等，导致监控信号与在输出波导132中传播的光的信号间发生调制曲线的偏置点偏移，可能对光接收元件140的监控精度造成影响。
[0108]
具有所述结构的光调制元件102
‑
1通过包括作为第二凸部的突出部466a，而利用所述突出部466a扰动合波波导130导致产生的泄漏光的一部分，从而可减少到达光接收部252的所述泄漏光的量。因此，在光调制元件102
‑
1中，可防止所述泄漏光引起的光接收元件140中的监控精度降低，而实现更稳定且精度良好的监控动作。
[0109]
此处，利用突出部466a作为一例示出的第二凸部可具有任意的俯视形状，沿着任意方向配置。但在有效地实现所述效果的含义下，理想的是构成为第二凸部如例如突出部466a那样沿着光波导基板120的面方向延伸，且朝向输出波导132的输入波导侧的第二凸部的一端部与输出波导132的距离小于第二凸部的另一端部与输出波导132的距离。由此，可将合波波导130中产生的泄漏光导向光接收部252以外的方向。
[0110]
另外，例如作为突出部466a的第二凸部的高度于在所述第二凸部的部分有效地捕获泄漏光的含义下，理想的是与作为肋型光波导的输入波导124等相同的高度，以可引导所述泄漏光。
[0111]
再者，在图4中，设置作为第二凸部的一个突出部466a，但第二凸部的数量不限于此。第二凸部可在防止所述泄漏光引起的监控精度的劣化所需的范围内设为任意数量(即，
至少一个)。另外，配置这些第二凸部的位置可设为沿着作为监控对象的输出波导132的传播光的传播方向而比光接收部252更靠输入波导侧的任意位置。例如，在考虑到图4中在合波波导130的图示下侧也产生不可无视的泄漏光的情况下，也可在图4中由虚线所示的位置设置作为第二个第二凸部的突出部466b。
[0112]
＜第二变形例＞
[0113]
继而，对光调制元件102的第二变形例进行说明。图5是表示第二变形例的光调制元件102
‑
2的结构的图，为与表示光调制元件102的a部的结构的图2相当的图。再者，关于光调制元件102
‑
2中图5未记载的部分，设为具有与图1所示的光调制元件102相同的结构，并引用所述与图1相关的说明。另外，在图5中，关于与图2所示的光调制元件102的构成构件相同的构成构件，使用与图2中的符号相同的符号，并引用所述与图2相关的说明。
[0114]
图5所示的光调制元件102
‑
2相当于图4所示的光调制元件102
‑
1中取代突出部466a而配置俯视形状与所述突出部466a不同的突出部566a作为第二凸部者。此处，突出部566a不同于俯视为矩形的突出部466a，其俯视形状由具有曲线构成的相向的两条边的弯曲的四边形所构成。
[0115]
另外，在光调制元件102
‑
2中，在隔着输出波导132而与突出部566a为相反侧的位置也配置了具有与突出部566a相同的俯视形状的突出部566b作为第二凸部。
[0116]
而且，突出部566a、突出部566b分别沿着光波导基板120的面方向延伸，且所述延伸方向的两端部包括朝向作为监控对象的输出波导132的输入波导侧的一端部与朝向离开光接收部252的方向的另一端部。
[0117]
在光调制元件102
‑
2中，由于作为第二凸部的突出部566a、突出部566b是俯视形状弯曲而构成，故而可使入射至突出部566a、突出部566b中的泄漏光的传播方向如图5中由虚线箭头所示那样分别沿着所述突出部566a、突出部566b的形状而变化。因此，在光调制元件102
‑
2中，与光调制元件102
‑
1相比，可进一步减少传播至光接收部252的泄漏光的量，而实现更高精度的监控动作。
[0118]
再者，在突出部566a、突出部566b中为了使泄漏光更有效地传播并改变其方向，理想的是突出部566a、突出部566b的高度与作为肋型光波导的输入波导124等相同。
[0119]
＜第三变形例＞
[0120]
继而，对光调制元件102的第三变形例进行说明。图6是表示第三变形例的光调制元件102
‑
3的结构的图，为与表示光调制元件102的a部的结构的图2相当的图。再者，关于光调制元件102
‑
3中图6未记载的部分，设为具有与图1所示的光调制元件102相同的结构，并引用所述与图1相关的说明。另外，在图6中，关于与图2所示的光调制元件102的构成构件相同的构成构件，使用与图2中的符号相同的符号，并引用所述与图2相关的说明。
[0121]
在图6所示的光调制元件102
‑
3中，在光波导基板120的面中构成光接收元件140的光接收元件基板250的图示右侧的两个角部的位置分别形成有突出部660a、突出部660b。这些突出部660a、突出部660b为以与作为肋型光波导的输出波导132相同的高度形成并支持光接收元件基板250的第一凸部。
[0122]
另外，在光调制元件102
‑
3中，沿着输出波导132而在比光接收部252更靠输入波导侧的位置配置有与图4所示的作为第二凸部的突出部466a、突出部466b形状相同的突出部666a、突出部666b作为第二凸部。但突出部666a、突出部666b不同于图4所示的突出部466a、
突出部466b，而处于光接收元件140的光接收元件基板250的下部，以与输出波导132相同的高度形成，也作为支持光接收元件140的光接收元件基板250的第一凸部发挥功能。
[0123]
由于以所述方式构成的光调制元件102
‑
3中防止来自合波波导130的泄漏光向光接收部252传播的作为第二凸部的突出部666a、突出部666b也作为支持光接收元件140的第一凸部发挥功能，故而不会导致光调制元件102
‑
3的结构的复杂化，而可将基于光接收元件140的监控精度稳定地维持得高。
[0124]
＜第四变形例＞
[0125]
继而，对光调制元件102的第四变形例进行说明。图7是表示第四变形例的光调制元件102
‑
4的结构的图，为与表示光调制元件102的a部的结构的图2相当的图。再者，关于光调制元件102
‑
4中图7未记载的部分，设为具有与图1所示的光调制元件102相同的结构，并引用所述与图1相关的说明。另外，在图7中，关于与图2、图4、图6所示的光调制元件102、光调制元件102
‑
1、光调制元件102
‑
3的构成构件相同的构成构件，分别使用与图2、图4、图6中的符号相同的符号，并引用所述与图2、图4、图6相关的说明。
[0126]
图7所示的光调制元件102
‑
4具有与图6所示的光调制元件102
‑
3相同的结构，但进而也包括图4所示的光调制元件102
‑
1所包括或可包括的突出部466a及突出部466b。
[0127]
具有所述结构的光调制元件102
‑
4沿着作为监控对象的输出波导132而在光接收元件140的光接收部252的输入波导侧包括作为第二凸部的突出部466a、突出部466b、突出部666a、突出部666b，且突出部666a、突出部666b也是支持光接收元件140的第一凸部。因此，在光调制元件102
‑
4中，无需大幅增加作为第一凸部和/或第二凸部的突出部的数量，而可实现比光调制元件102、光调制元件102
‑
1、光调制元件102
‑
3更高且稳定的光接收元件140的监控精度。
[0128]
＜第五变形例＞
[0129]
继而，对光调制元件102的第五变形例进行说明。图8是表示第五变形例的光调制元件102
‑
5的结构的图，为与表示光调制元件102的a部的结构的图2相当的图。再者，图8中省略电极142的图示(下文所述的图9、图10也同样)。另外，关于光调制元件102
‑
5中图8未记载的部分，设为具有与图1所示的光调制元件102相同的结构，并引用所述与图1相关的说明。另外，在图8中，关于与图2所示的光调制元件102的构成构件相同的构成构件，使用与图2中的符号相同的符号，并引用所述与图2相关的说明。
[0130]
图8所示的光调制元件102
‑
5具有与图2所示的光调制元件102相同的结构，但沿着输出波导132内的光波的传播方向而在比合波波导130更靠输出波导侧(output waveguide side)的位置进而包括追加的分支波导870。另外，在光调制元件102
‑
5中，在利用分支波导870从输出波导132分支的监控用波导872的端部上配置有光接收元件140的光接收部252，这方面不同于光调制元件102。即，在光调制元件102
‑
5中，作为肋型光波导的监控用波导872在光接收元件140的光接收部252的接收范围(例如，图8中表示光接收部252的实线圆的范围)的下部终止。
[0131]
此处，输出波导132是利用信号电极134a、信号电极134b、信号电极136(参照图1)将作为经调制的调制光的输出光引导至光波导基板120的端部的主路径，监控用波导872是从所述作为主路径的输出波导132分支而设置的分支路径。另外，分支波导870及监控用波导872与输入波导124等同样地，形成为例如包括具有与输出波导132相同的高度且沿着光
波导基板120延伸的凸部的肋型光波导。即，在光调制元件102
‑
5中，将光接收元件140的光接收部252配置于光波导基板120上所形成的肋型光波导中从向光波导基板120的端部射出输出光的主路径分支而设置的分支路径上。
[0132]
在光调制元件102
‑
5中，进而例如矩形的光接收元件140的光接收元件基板250由光波导基板120的表面上配置于光接收元件基板250的四角的位置的作为第一凸部的突出部860a、突出部860b、突出部860c、突出部860d所支持。此处，突出部860a、突出部860b、突出部860c、突出部860d形成为具有与作为肋型光波导的监控用波导872相同的高度的凸部。
[0133]
在具有所述结构的光调制元件102
‑
5中，尤其是由于设置于从作为主路径的输出波导132分支而设置的作为分支路径的监控用波导872，故而不同于将光接收元件140配置于输出波导132上的光调制元件102，可防止从光波导基板120射出的输出光的强度因光接收元件140与输出波导132的接触状态的制造差异导致各个体存在差异。
[0134]
另外，由于监控用波导872仅通过将光波传播至光接收元件140即可，故而如上所述，在光调制元件102
‑
5中，可在监控用波导872的端部配置光接收元件140的光接收部252。因此，光接收元件140除了利用与监控用波导872的倏逝波耦合而接收的光以外，还可接收从监控用波导872的端部放射及散射的光。其结果，在光调制元件102
‑
5中，可增加入射至光接收元件140中的光波的光量，在光接收元件140中接收在作为肋型光波导的监控用波导872中传播的光的一部分或全部(即，至少一部分)。因此，可提高基于光接收元件140的监控精度。
[0135]
＜第六变形例＞
[0136]
继而，对光调制元件102的第六变形例进行说明。图9是表示第六变形例的光调制元件102
‑
6的结构的图，为与表示光调制元件102的a部的结构的图2相当的图。再者，关于光调制元件102
‑
6中图9未记载的部分，设为具有与图1所示的光调制元件102相同的结构，并引用所述与图1相关的说明。另外，在图9中，关于与图2及图8发别所示的光调制元件102、光调制元件102
‑
5的构成构件相同的构成构件，分别使用与图2及图8中的符号相同的符号，并引用所述与图2及图8相关的说明。
[0137]
图9所示的光调制元件102
‑
6具有与图8所示的光调制元件102
‑
5相同的结构，但监控用波导872具有其波导宽度朝向所述监控用波导872的端部而减小的宽度变化部872
‑
a，且在所述宽度变化部872
‑
a上配置有光接收元件140的光接收部252。
[0138]
由此，在光调制元件102
‑
6中，与图8所示的光调制元件102
‑
5同样地，光接收元件140除了利用与监控用波导872的倏逝波耦合而接收的光以外，还可接收从宽度变化部872
‑
a放射及散射的光。其结果，在光调制元件102
‑
6中，可增加入射至光接收元件140中的光波的光量，而提高基于光接收元件140的监控精度。
[0139]
再者，在图9所示的结构中，在光接收部252的下部不存在宽度变化部872
‑
a的端部(因此是监控用波导872的端部)，但不限于此。也可将光接收元件140的光接收部252配置于宽度变化部872
‑
a的端部上。由此，可进一步增加入射至光接收部252中的光波的光量。
[0140]
另外，在图9所示的结构中，宽度变化部872
‑
a的波导宽度朝向其端部而单调减少，但宽度变化部872
‑
a的形状不限于此。宽度变化部872
‑
a只要可放射及散射监控用波导872的光波，则可使波导宽度以任意图案变化。例如，宽度变化部872
‑
a可以波导宽度规则或不规则地变化的方式形成。
[0141]
＜第七变形例＞
[0142]
继而，对光调制元件102的第七变形例进行说明。图10是表示第七变形例的光调制元件102
‑
7的结构的图，为与表示光调制元件102的a部的结构的图2相当的图。再者，关于光调制元件102
‑
7中图10未记载的部分，设为具有与图1所示的光调制元件102相同的结构，并引用所述与图1相关的说明。另外，在图10中，关于与图2所示的光调制元件102的构成构件相同的构成构件，使用与图2中的符号相同的符号，并引用所述与图2相关的说明。
[0143]
图10所示的光调制元件102
‑
7具有与图2所示的光调制元件102相同的结构，但设置有从输出波导132分支的分支波导1072、分支波导1074，所述分支波导1072、分支波导1074以将y字型的合波波导130中对输出光无用的所谓偏移光(off light)1080、偏移光1082分别引导的方式配置。
[0144]
另外，在光调制元件102
‑
7中，包括具有形成于光接收元件基板1050上的两个光接收部1052
‑
1、1052
‑
2的光接收元件1040来取代光接收元件140，此方面不同于图2的光调制元件102。与光接收元件140同样地，构成光接收元件1040的光接收元件基板1050可设为例如si等光接收元件基板，光接收部1052
‑
1、光接收部1052
‑
2包括通过在作为光接收元件基板1050的光接收元件基板中掺杂杂质所形成的pn接合部或pin接合部。
[0145]
光接收元件1040中，大致矩形的光接收元件基板1050的四角由设置于光波导基板120上的作为第一凸部的突出部1060a、突出部1060b、突出部1060c、突出部1060d所支持，以使光接收部1052
‑
1、光接收部1052
‑
2分别配置于分支波导1072、分支波导1074的端部上。
[0146]
在具有所述结构的光调制元件102
‑
7中，由于分支波导1072、分支波导1074与合波波导130连续地构成，故而合波波导130中对输出光无用的光波不会成为泄漏光(例如图4的黑粗线箭头)，而是在分支波导1072及分支波导1074中传播。而且，在光调制元件102
‑
7中，在分支波导1072及分支波导1074中传播的光波被构成一个光接收元件1040的两个光接收部1052
‑
1及1052
‑
2接收。
[0147]
在分支波导1072及分支波导1074中传播的光波中调制波形的相移方向相反，因此例如将光接收部1052
‑
1及光接收部1052
‑
2的输出信号相加而作为准确的监控信号进行提取。另外，在本结构中，合波波导130中对输出光无用的偏移光1080、偏移光1082大部分被导向分支波导1072、分支波导1074，但一部分以泄漏光的形式在光波导基板120内传播。另外，除此以外，从其他光波导部分(例如，弯曲波导部分或分支波导126等)产生的杂散光可能在光波导基板120内部传播。对这些杂散光而言，突出部1060c、突出部1060d也作为第二凸部发挥功能，因此在光接收部1052
‑
1及光接收部1052
‑
2中，可抑制由这些杂散光引起的噪声的产生。
[0148]
由此，在光调制元件102
‑
7中，无需增加光接收元件的数量，而可利用简单的结构抑制合波波导130中的泄漏光的产生，并且提高在输出波导132中传播的光波的监控精度。
[0149]
[第二实施方式]
[0150]
继而，对本发明的第二实施方式进行说明。图11是表示本发明第二实施方式的光波导器件的结构的图。所述光波导器件1100包括框体1104、以及收容于所述框体1104的光波导元件1102及电路基板1106。
[0151]
光波导元件1102例如可为图1所示的光调制元件102或其变形例的任一者。或者光波导元件1102可为具有任意光波导图案的光波导元件，所述光波导元件包括与光调制元件
102或其变形例所包括的光接收元件140、光接收元件1040的支持构造相同的光接收元件的支持构造。此种光波导元件可为如日本专利特开2019
‑
159189号公报所记载的包括所谓嵌套型马赫
‑
曾德尔型光波导的dp
‑
qpsk光调制元件。
[0152]
电路基板1106包括用来驱动光导波元件的驱动部1108及其配线(未图示)。驱动部1108包括驱动电路(驱动器，未图示)、或者驱动电路(驱动器，未图示)及dsp(数字信号处理器，未图示)。dsp例如对经由设置于框体1104中的插脚1114而从外部供给的发送数据进行处理，生成用来将所述发送数据以光信号的形式发送的调制信号(例如，在发送数据附加错误修正数据、或转换为对应于各种传输格式的调制信号或以光信号变得最佳的方式进行补偿而成的调制信号)，并将所述生成的调制信号经由驱动电路而输入至光波导元件1102。
[0153]
另外，在框体1104设置有插脚1112，所述插脚1112用来输入光波导元件1102中由所述支持构造支持的光接收元件的输出信号、或用于光波导元件1102可能包括的偏置电极的输入信号。
[0154]
再者，包括驱动电路与dsp的电路基板1106为一例，电路基板1106的结构不限于此。在电路基板1106上也可不搭载dsp。在所述情况下，dsp可在包括光波导器件1100的装置内配置于光波导器件1100的框体1104外。
[0155]
[第三实施方式]
[0156]
继而，对本发明的第三实施方式进行说明。图12是表示本发明第三实施方式的光发送装置1200的结构的图。光发送装置1200包括光源1202、光波导器件1204、及配置于所述光波导器件1204的框体1206的外部的dsp 1208。光源1202例如为半导体激光。dsp 1208对例如输入至光发送装置1200中的发送数据进行处理，而生成用来将所述发送数据以光信号的形式发送的调制数据。
[0157]
光波导器件1204在框体1206的内部包括作为光波导元件的光调制元件1210、及驱动光调制元件1210的驱动部1212。光波导器件1204可为以下结构的光波导器件：例如为图11所示的光波导器件1100，且驱动部包括驱动电路(驱动器，未图示)，不包括dsp。
[0158]
光波导器件1204的光调制元件1210例如可为图1所示的光调制元件102或其变形例的任一者。或者光调制元件1210可为具有任意光波导图案的光调制元件，所述光调制元件包括与光调制元件102或其变形例所包括的光接收元件140、光接收元件1040的支持构造相同的光接收元件的支持构造。
[0159]
再者，本发明不限于所述实施方式及其变形例的结构，可在不脱离其主旨的范围内在各种实施方式下实施。
[0160]
例如，在图8所示的第5变形例的实施方式中，光接收元件140的光接收部252配置于监控用波导872的端部的上部，但光接收部252的配置不限于此。光接收部252并不限于所述端部的上部，可配置于自作为主路径的输出波导132分支而设置的作为分支路径的监控用波导872上的任意位置。
[0161]
另外，在所述光调制元件102及作为其变形例的光调制元件102
‑
1至光调制元件102
‑
7(以下也称为光调制元件102等)中，分支波导126、分支波导870如图1至图10所示那样包括y字型波导，但这些分支波导的结构不限于此，可为基于任意形状或原理的分支波导。例如，图8、图9所示的光调制元件102
‑
5、光调制元件102
‑
6所包括的合波波导130及分支波导870可包括一个多模干涉(multi mode interference，mmi)波导或定向耦合器。在合波波
导130及分支波导870包括多模干涉波导的情况下，作为分支路径的监控用波导872从所述多模干涉波导延伸。而且合波部的干涉所产生的对输出光无用的偏移光在监控用波导中传播，以监控光的形式提取并加以利用。
[0162]
另外，图10所示的光调制元件102
‑
7包括光接收元件1040，所述光接收元件1040包括形成于一个光接收元件基板1050上的两个光接收部1052
‑
1、1052
‑
2，光接收元件1040是将光接收部1052
‑
1、光接收部1052
‑
2分别配置于从输出波导132分支的分支波导1072、分支波导1074上，但光接收元件的结构及其配置不限于此。在示出光调制元件102等作为一例的本发明的光波导元件中，光接收元件可包括设置于光接收元件基板上的多个光接收部，所述光接收元件基板可将所述多个光接收部各者配置于多个不同的肋型光波导的上部中能够接收在所述各肋型光波导中传播的光的一部分或全部的位置。
[0163]
另外，如本领域技术人员明确那样，图1至图10所示的光调制元件102及作为其变形例的光调制元件102
‑
1至光调制元件102
‑
7的特征结构可在这些光调制元件各者中相互重叠使用。例如，图8至图10所示的光调制元件102
‑
5至光调制元件102
‑
7不包括第二凸部，但也可包括图4至图7所示的光调制元件102
‑
1至光调制元件102
‑
4所包括的作为第二凸部的突出部466a等。另外，例如，在图10所示的光调制元件102
‑
7中，分支波导1072、分支波导1074可包括与图9所示的光调制元件102
‑
6的监控用波导872相同的宽度变化部，可将光接收部1052
‑
1、光接收部1052
‑
2配置于此种宽度变化部上。
[0164]
另外，在所述第一实施方式及其变形例中，将光波导基板120的厚度加工得薄至例如1μm～2μm以下的厚度，但光波导基板120的厚度不限于此。本发明的结构在使用例如厚度5μm以下的光波导基板120的结构中，可将光接收元件稳定地支持于肋型光波导上，而可稳定且精度良好地监控在肋型光波导内传播的光，并且也可有效地防止因光接收元件倾斜产生应力所导致的光波导基板120的裂缝或断裂等机械损伤的产生。
[0165]
另外，在所述实施方式及其变形例中，光波导基板120包含ln，但光波导基板120的材料不限于此。例如，光波导基板120可包含ln以外的任意介电质或半导体材料。
[0166]
如以上所说明那样，本实施方式所示的作为光波导元件的光调制元件102包括设置于光波导基板120上的作为肋型光波导的输出波导132、及光接收元件140，所述输出波导132包括向所述光波导基板120的厚度方向突出并沿着所述光波导基板120的面方向延伸的凸部。此处，光接收元件140包括光接收部252，由光接收部252接收在输出波导132中传播的光的至少一部分，所述光接收部252形成于所述作为肋型光波导的输出波导132上所配置的光接收元件基板250上。而且，构成光接收元件140的光接收元件基板250由至少一个作为第一凸部的突出部260a、260b所支持，所述突出部260a、260b具有与设置于光波导基板120上的所述肋型光波导相同的高度。
[0167]
根据所述结构，在如光调制元件102那样的使用肋型光波导的光波导元件中，可稳定且精度良好地监控在肋型光波导内传播的光。
[0168]
另外，在第一变形例的光调制元件102
‑
1中，在光波导基板120中，沿着作为肋型光波导的输出波导132的光的传播方向而在比光接收部252更靠输入波导侧设置有至少一个作为第二凸部的突出部466a。根据所述结构，可利用第二凸部扰动来自所述输入波导侧的泄漏光，而防止所述泄漏光引起的光接收元件140中的监控精度的降低，从而可实现更稳定且精度良好的监控动作。
[0169]
另外，在例如第一变形例的光调制元件102
‑
1中，构成为作为第二凸部的突出部466a沿着光波导基板120的面方向延伸，且延伸方向的两端部的朝向作为肋型光波导的输出波导132的输入波导侧的一端部与所述输出波导132的距离小于与所述一端部相向的另一端部和输出波导132的距离。根据所述结构，可将在所述输入波导侧产生的泄漏光导向光接收部252以外的方向，从而实现更稳定且精度良好的监控动作。
[0170]
另外，在例如第一变形例的光调制元件102
‑
1中，作为第二凸部的突出部466a具有与作为肋型光波导的输入波导124等相同的高度。根据所述结构，可利用第二凸部将所述输入波导侧的泄漏光导向光接收部252以外的方向，从而实现更稳定且精度良好的监控动作。
[0171]
另外，在例如第四变形例的光调制元件102
‑
4中，第二凸部的至少一个、例如突出部666a及突出部666b是支持光接收元件140的光接收元件基板250的第一凸部。根据所述结构，不会大幅增加突出部的数量，而可实现更高且稳定的监控精度。
[0172]
另外，在例如第五变形例的光调制元件102
‑
5中，作为肋型光波导的监控用波导872在光接收元件140的光接收部252的接收范围的下部终止。根据所述结构，可增加入射至光接收元件140的光接收部252中的光波的光量，而提高基于光接收元件140的监控精度。
[0173]
另外，在例如第五变形例的光调制元件102
‑
5中，光接收元件140的光接收部252配置于从将输出光导向光波导基板120的端部的作为主路径的输出波导132分支而设置的作为分支路径的监控用波导872上。根据所述结构，由于光接收元件140未配置于输出波导132上，故而可防止从光波导基板120射出的输出光的强度因光接收元件140与输出波导132的接触状态的制造差异导致各个体存在差异。
[0174]
另外，在例如第五变形例的光调制元件102
‑
5中，可由多模干涉波导构成包括合波波导130及分支波导870的部分，且作为分支路径的监控用波导872以从多模干涉波导延伸的方式构成。根据所述结构，可简化光路径，并且提高光接收元件140的监控精度。
[0175]
另外，光接收元件可包括设置于光接收元件基板上的多个光接收部，且将所述光接收元件基板配置于这些多个光接收部分别接收在多个不同的肋型光波导各者中传播的光的一部分的位置。例如，在第七变形例的光调制元件102
‑
7中，所述多个不同的肋型光波导是以下两个作为分支路径的分支波导1072、分支波导1074：使将输出光导向光波导基板120的端部的作为主路径的输出波导132的传播光的一部分向隔着所述输出波导132而相向的方向分别分支。根据所述结构，无需增加光接收元件的数量，而可利用简单的结构抑制合波波导130中泄漏光的产生，并且提高在输出波导132中传播的光波的监控精度。
[0176]
另外，在光调制元件102中，光波导基板120的厚度为5μm以下。根据所述结构，在形成得薄而容易因应力产生破损的光波导基板120上，可将包括光接收元件基板250的光接收元件140稳定地保持于肋型光波导上。
[0177]
另外，在光调制元件102等中，作为第一凸部的突出部260a等是光波导基板120的一部分，且包含与所述光波导基板120相同的材料。根据所述结构，通过利用例如干式蚀刻选择性地削蚀加工成规定厚度的光波导基板120的表面，而可容易地形成高度与肋型光波导相同的第一凸部。
[0178]
另外，作为光波导器件的光调制器件100包括图1至图10所示的光调制元件102等任一光波导元件、收容所述光波导元件的框体104、使光入射至所述光波导元件中的输入光纤106、及将光波导元件射出的输出光导向框体104外的输出光纤108。根据所述结构，可实
现能够实现高且稳定的监控精度的光波导器件。
[0179]
另外，所述第二实施方式的光波导器件1100在框体1104的内部包括驱动光波导元件1102的驱动部1108，驱动部包括驱动电路、或包括驱动电路与dsp。
[0180]
另外，所述第三实施方式的光发送装置1200包括在框体1206的内部包括驱动部1212的光波导器件1204、及配置于框体1206的外部的dsp 1208。