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公開番号2025005984
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106471
出願日2023-06-28
発明の名称光合波器、光合波部材、可視光光源モジュール及び光学エンジン
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 6/12 20060101AFI20250109BHJP(光学)
要約【課題】ニオブ酸リチウム膜を用いた光変調器と接続可能あるいは集積可能な高出力に対応可能とする光合波器を提供することである。
【解決手段】本発明の光合波器100は、各レーザー光ごとに、レーザー光の光入力部として、1入力2出力型のマルチモード干渉型入力部60-1、60-2、60-3を備え、さらに、3つのレーザー光が合波されて出射可能な1個の光出力ポート22oと、各マルチモード干渉型入力部60-1、60-2、60-3のぞれぞれから2本づつ延在する、合計6本の光入力側光導波路21-11、21-12、21-21、21-22、21-31、21-32と、光出力ポート22oから延在する光出力側光導波路22と、6本の光入力側光導波路21-11、21-12、21-21、21-22、21-31、21-32及び光出力側光導波路22が接続された光合波部50と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
波長の異なる複数のレーザー光を合波する光合波器であって、
各レーザー光ごとに、レーザー光の光入力部として、１入力かつ複数出力のマルチモード干渉型入力部を備え、さらに、
前記複数のレーザー光が合波されて出射可能な光出力ポートと、
各マルチモード干渉型入力部から延在する複数本の光入力側光導波路と、
前記光出力ポートから延在する光出力側光導波路と、
前記複数本の光入力側光導波路及び前記光出力側光導波路が接続された光合波部と、を備える、光合波器。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記光出力ポートを複数個備え、複数個のそれぞれに接続する前記光出力側光導波路を複数本備える、請求項１に記載の光合波器。
【請求項３】
前記複数個の光出力ポートのうち、最も離隔した光出力ポート間の間隔が２５μｍ以下である、請求項２に記載の光合波器。
【請求項４】
前記光合波部がマルチモード干渉型合波部である、請求項１に記載の光合波器。
【請求項５】
ニオブ酸リチウムとは異なる材料からなる基板と、
前記基板の主面に形成された、ニオブ酸リチウム膜からなる光合波機能層と、を備え、
請求項１～４のいずれか一項に記載の光合波器が光合波機能層に形成されている、光合波部材。
【請求項６】
請求項５に記載の光合波部材と、前記光合波部材で合波される可視光レーザーを出射する複数の可視光レーザー光源とを備える、可視光光源モジュール。
【請求項７】
請求項５に記載の光合波部材の前記光合波機能層内にマッハツェンダー型光変調器を備える、光変調機能付き光合波部材。
【請求項８】
請求項７に記載の光変調機能付き光合波部材と、前記光変調機能付き光合波部材で合波される可視光レーザーを出射する複数の可視光レーザー光源とを備える、可視光光源モジュール。
【請求項９】
請求項６に記載の可視光光源モジュールと、
前記可視光光源モジュールから出射された光を、画像表示するように角度を変えて反射する光走査ミラーと、を備える光学エンジン。
【請求項１０】
請求項８に記載の可視光光源モジュールと、
前記可視光光源モジュールから出射された光を、画像表示するように角度を変えて反射する光走査ミラーと、を備える光学エンジン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光合波器、光合波部材、可視光光源モジュール及び光学エンジンに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、ＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ：仮想現実）やＡＲ（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ：拡張現実）等のｘＲ技術において眼鏡型端末が検討されている。特に近年では、二次元的に走査された光をユーザの網膜に結像することで、使用者に画像を視認させる網膜走査ディスプレイが注目されている。網膜走査ディスプレイにおいては、一般的に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色に対応するＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）やＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）などの光源から出射される３色の可視光が、１つの光軸上に合波される。合波された３色の可視光は画像表示部に伝送される。画像表示部は伝送された光を二次元的に走査して、使用者の瞳孔に入射する。この入射光が使用者の網膜上に結像することで、使用者は画像を視認する。この場合、網膜が画像を表示するスクリーンである。
【０００３】
例えば、特許文献１では、マッハツェンダー型光変調器を用いた網膜投影型ディスプレイの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６７２８５９６号公報
特許第６７８７３９７号公報
特許第６５７２３７７号公報
特開２０１２－４８０７１号公報
特開２０２０－２７１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている網膜投影型ディスプレイでは、出射部において複数の光導波路が近接されているが、合波はされていないため、波長毎の光軸が異なり、出射光の制御が複雑となる。
【０００６】
また、特許文献２には、ニオブ酸リチウム膜を用いた可視光の変調器が開示されている。ニオブ酸リチウム膜を用いた可視光変調器と接続可能あるいは集積可能なＲＧＢ光合波器が求められているが、未だ検討されていない。
【０００７】
可視光の合波については、一般的には方向性結合器が検討されている（例えば、特許文献３参照）。これらはガラス系材料で構成されており安定性に優れているが、Δｎの大きなニオブ酸リチウム基板を用いる場合、結合長が長くなり小型化ができない。
【０００８】
特許文献４や特許文献５では、ＭＭＩ（マルチモード干渉計）を用いたＲＧＢ合波器の構成が開示されているが、いずれもガラス系の材料であり、ニオブ酸リチウム膜を用いた構成については全く開示されていない。
ＭＭＩ型光合波器は、光入力側に複数の導波路ポートを用いて複数の入力信号を入力し、光出力側では、出力信号に対して単一の導波路ポートが用いられ、全ての入力信号が合波されて出力信号として出力される。
【０００９】
現状では、高出力に対応可能とする光合波器は未だ検討されていない。
【００１０】
本発明は、ニオブ酸リチウム膜を用いた光変調器と接続可能あるいは集積可能で、高出力に対応可能とする光合波器、それを備えた光合波部材、可視光光源モジュール及び光学エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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