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公開番号2025007001
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108108
出願日2023-06-30
発明の名称電気光学素子、光源モジュール、光学エンジン及びXRグラス
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02F 1/035 20060101AFI20250109BHJP(光学)
要約【課題】入力光をモニターしつつ、入力光強度に対する出力光強度の効率の低下が抑えられた電気光学素子を提供することである。
【解決手段】本発明の電気光学素子100は、基板と、光機能層と、を備え、光機能層は、光入力ポート21-1iと、光入力ポート21-1iから入力された可視光を導波する光入射側導波路21-1と、1本のモニター用光導波路41-mと2本の光変調用光導波路41-1、41-2とが接続された光分岐部50-1と、2本の光変調用光導波路41-1、41-2を導波する可視光を変調するマッハツェンダー型光変調部40と、マッハツェンダー型光変調部40で変調された2つの可視光を合波する2×1型の光合波部50-2と、光合波部50-2で合波された光を光出力ポート22-1oへ導波する光出力側導波路22-1と、光出力ポート22-1oと、モニター光出力ポート41-moと、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板の主面に形成された光機能層と、を備え、
前記光機能層は、
可視光レーザー光源から出射された可視光を入力可能な光入力ポートと、
前記光入力ポートから入力された可視光を導波する光入射側導波路と、１本のモニター用光導波路と複数本の光変調用光導波路とが接続された光分岐部と、
前記複数本の光変調用光導波路を導波する可視光を変調するマッハツェンダー型光変調部と、
前記マッハツェンダー型光変調部で変調された２つの可視光を合波する光合波部と、
前記光合波部で合波された光を光出力ポートへ導波する光出力側導波路と、
前記光出力側導波路を導波してきた光が外部へ出力する光出力ポートと、
前記モニター用光導波路を導波してきた光が光検出器に向けて出力するモニター光出力ポートと、を有する、電気光学素子。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複数本の光変調用光導波路は２本の光変調用光導波路である、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項３】
前記基板はニオブ酸リチウムと異なる材料からなり、前記光機能層はニオブ酸リチウムからなる、請求項２に記載の電気光学素子。
【請求項４】
前記光分岐部及び前記光合波部はいずれも、マルチモード型干渉計を構成するものである、請求項３に記載の電気光学素子。
【請求項５】
３個の可視光レーザー光源からそれぞれ出力された、波長の異なる３つの可視光を入力可能な、３個の光入力ポートと、
波長の異なる３つの可視光を外部へ出力する、３個の光出力ポートと、を備える、請求項４に記載の電気光学素子。
【請求項６】
３個の可視光レーザー光源からそれぞれ出力された、波長の異なる３つの可視光を入力可能な、３個の光入力ポートと、
波長の異なる３つの可視光を合波する光合波部と、
前記光合波部で合波された光を外部へ出力する、１個の光出力ポートと、を備える、請求項４に記載の電気光学素子。
【請求項７】
前記複数本の光変調用光導波路は（Ｎ
１
－１）本（Ｎ
１
は３以上の整数）の光変調用光導波路であり、
前記光分岐部と前記マッハツェンダー型光変調部との間に、入射側に（Ｎ
１
－１）本の光変調用光導波路が接続され、出射側に前記マッハツェンダー型光変調部に接続する２本の光導波路が接続された、（Ｎ
１
－１）×２型光合波分岐部を備える、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項８】
前記基板はニオブ酸リチウムと異なる材料からなり、前記光機能層はニオブ酸リチウムからなる、請求項７に記載の電気光学素子。
【請求項９】
前記光分岐部及び前記光合波部はいずれも、マルチモード型干渉計を構成するものである、請求項８に記載の電気光学素子。
【請求項１０】
３個の可視光レーザー光源からそれぞれ出力された、波長の異なる３つの可視光を入力可能な、３個の光入力ポートと、
波長の異なる３つの可視光を外部へ出力する、３個の光出力ポートと、を備える、請求項９に記載の電気光学素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学素子、光源モジュール、光学エンジン及びＸＲグラスに関する。
続きを表示（約 1,500 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】
特許文献１には、光源から光ファイバーへの出射光のうち、光ファイバーに入射しない残部の光量を検出する光検出部を設けた画像表示装置の信号生成部が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６７２８５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている構成では、光源と光変調器の間に光ファイバーが必要となる。
【０００６】
ＬＤ（レーザーダイオード）などの光源を搭載したＰＬＣ（ＰｌａｎａｒＬｉｇｈｔｗａｖｅＣｉｒｃｕｉｔ）においては光源の温度依存性が問題となる。ＬＤの温度による光量変動により、出射光の光量変動が起きる。そのため、メイン導波路からモニター光を分岐し、モニター光の光量変動を制御部にフィードバックし、ＬＤに与える電流を制御する必要がある。
【０００７】
また、通信におけるＬＮ変調器はＤＣドリフトおよび温度ドリフトの問題があり、長期信頼性の観点から、動作点変動をモニタリングしＤＣ制御部へのフィードバックが必要であった。そのため、マッハツェンダー型光変調器において導波路へ電界を与えるための電極が形成された相互作用部通過後の光を２分岐し、変調光をモニタリングする必要がある。そのため、例えば２ｘ２型マルチモード型干渉計（ＭＭＩ）を用いて変調光を２分岐し、モニター光と出力光に分ける構成がある。このとき、入力光に対して出力光は最大でも１/２になってしまうという課題があった。
【０００８】
ＸＲグラスにおいては短時間の使用になるため、ＬＮ（ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
３
））のＤＣドリフトおよび温度ドリフトの影響は十分小さく、考慮する必要がない。したがってＬＤの温度依存性のみをモニターできればよい。本発明者は、入力光を３分岐し、そのうち２分岐は電極を設けてマッハツェンダー型光変調器を構成し、残りの１分岐はモニター光として出力するという構成に想到した。かかる構成では入力光に対して出力光が最大２／３とすることが可能となる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、入力光をモニターしつつ、入力光強度に対する出力光強度の効率の低下抑制が可能な電気光学素子、光源モジュール、光学エンジン及びＸＲグラス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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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