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公開番号2025008599
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023110881
出願日2023-07-05
発明の名称電気光学素子、光源モジュール、光学エンジンおよび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】光源から光導波路に入射される光の強度に対する出力光の強度の割合の高い光源モジュールを形成できる電気光学素子を提供する。
【解決手段】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、光源から出射された光を導波する光入射側光導波路21と、前記光入射側光導波路21を2本の光変調用光導波路21a、21bに分岐する光分岐部51と、前記2本の光変調用光導波路21a、21bを導波する光を変調するマッハツェンダー型光変調部40と、前記マッハツェンダー型光変調部40で変調された変調光を導波する2本の光変調用光導波路21c、21dを、1本のモニター用光導波路3と複数本の光出力側光導波路21e、21fとに分岐する光合波分岐部52と、前記複数本の光出力側光導波路21e、21fを1本の光出力用光導波路22とする光合波部53と、を有する電気光学素子100とする。
【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、
光源から出射された光を導波する光入射側光導波路と、
前記光入射側光導波路を２本の光変調用光導波路に分岐する光分岐部と、
２本の光変調用光導波路を導波する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変調光を導波する２本の光変調用光導波路を、１本のモニター用光導波路と複数本の光出力側光導波路とに分岐する光合波分岐部と、
前記複数本の光出力側光導波路を１本の光出力用光導波路とする光合波部と、を有する、電気光学素子。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記光入射側光導波路、前記光変調用光導波路、前記モニター用光導波路、前記光出力側光導波路、前記光出力用光導波路が、いずれもニオブ酸リチウムからなる、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項３】
前記光分岐部、前記光合波分岐部、前記光合波部は、いずれもマルチモード型干渉計である、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項４】
前記複数本の光出力側光導波路が２本である、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項５】
前記モニター用光導波路を導波するモニター光の光量変動を検出する光検出器と、
前記光検出器による前記モニター光の検出結果に応じて、前記光変調用光導波路を導波する光の強度を補正する制御部と、を有する、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項６】
前記光機能層は、さらに、
前記光源から出射された光を前記光入射側光導波路に入力する光入力ポートを有し、
前記光入射側光導波路が、前記光入力ポートから入力された光を導波する、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項７】
前記光機能層は、さらに、
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配置されている２本の前記光変調用光導波路上にそれぞれ設けられたバイアス電極を有し、
前記制御部によって、バイアス電極から前記光変調用光導波路に印加されるＤＣ電圧が制御される、請求項５に記載の電気光学素子。
【請求項８】
前記光機能層は、
前記光入射側光導波路と、前記光分岐部と、前記マッハツェンダー型光変調部と、前記光合波分岐部と、前記光合波部とを含む光変調部を３個有し、
各光変調部の前記光入射側光導波路は、それぞれ波長の異なる光を導波する、請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項９】
光源と、
請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の電気光学素子と、を備える、光源モジュール。
【請求項１０】
光源と、
請求項５に記載の電気光学素子と、を備え、
前記制御部によって、前記光源に供給される電流が制御される、光源モジュール。
（【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、光学エンジンおよびＸＲグラスに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、ＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ：仮想現実）、ＡＲ（ＡｕｇｍｅｎｔｅｄＲｅａｌｉｔｙ：拡張現実）などの技術において、眼鏡型端末が検討されている。近年、眼鏡型端末として、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により、使用者に画像を視認させる網膜走査ディスプレイが特に注目されている。
【０００３】
一般に、網膜走査ディスプレイにおいては、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。
【０００４】
網膜走査ディスプレイなどのＸＲグラスとして、光源と、光源から出射された光が入射される電気光学素子とを備える光源モジュールを備えるものがある。光源としては、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色に対応する波長の光を出射するＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）、ＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）などが用いられる。電気光学素子としては、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
３
）からなる光導波路を有するものがある。
【０００５】
特許文献１には、電気光学効果を有する基板を有し、第１光が入射される第１光導波路、前記第１光より波長の長い第２光が入射される第２光導波路、前記第２光より波長の長い第３光が入射される第３光導波路を含む光変調器が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、電気光学効果を有する基板と、該基板に形成された光導波路と、該基板上に配置され、該光導波路を伝搬する光波又は該光導波路から放射される光波をモニタする受光素子とを有する光導波路素子が記載されている。特許文献２に記載された光導波路素子には、該光導波路から該受光素子に延びるモニタ用光導波路が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第６７２８５９６号公報
特開２０２１－１６２６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＬＤ（レーザーダイオード）などの光源から出射される光量は、温度によって変動する。このため、ＬＤなどの光源と、光源から出射された光が入射される電気光学素子とを備える光源モジュールでは、温度によって電気光学素子から出射される出力光の強度（光量）が変動する。また、光源モジュールの電気光学素子が、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ
３
）からなる光導波路を有する場合、光導波路の屈折率を変化させるＤＣ（直流）電圧の印加時間の経過とともに変調波形が変化（ＤＣドリフト）する。
【０００９】
このため、従来の光源モジュールでは、電気光学素子によって変調された変調光を、マルチモード型干渉計（ＭＭＩ）を用いてモニター光と出力光の２つに分岐し、モニター光の温度による光量変動および／またはＤＣドリフト量を光検出器によって検出している。そして、モニター光の検出結果に応じて、制御部によって、光源に供給する電流を制御したり、光導波路の屈折率を変化させるＤＣ（直流）電圧を制御したりすることにより、電気光学素子から出射される変調光の変動を制御するフィードバック制御を行っている。
【００１０】
したがって、従来の光源モジュールでは、フィードバック制御を行うために、電気光学素子から出射される変調光のうち、１／２の強度の光がモニター光として使用されている。このため、従来の光源モジュールでは、光源から光導波路に入射される光に対する出力光の割合が低く、出力光の割合を高くすることが要求されていた。
（【００１１】以降は省略されています）

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