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公開番号2025069487
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179211
出願日2023-10-18
発明の名称光位相変調モジュール
出願人国立大学法人徳島大学
代理人
主分類G02F 1/061 20060101AFI20250423BHJP(光学)
要約【課題】同一基板上にレーザ光源13と光位相変調素子16を集積した光位相変調モジュールにおいて、レーザ光源13の温度上昇による光位相変調素子16の動作不安定を減少させることができる。
【解決手段】熱伝導率が異なる少なくとも2つの電気絶縁層を表面に有する支持基板10と、前記電気絶縁層のうち、熱伝導率が高い第1の電気絶縁層11上に実装されたレーザ光源13からなる光入力部15と、前記光入力部と導波路で接続された前記電気絶縁層のうち、熱伝導率が低い第2の電気絶縁層12上に形成した電気光学材料からなる光位相変調素子16と、導電性を有する半導体導波路からなる光位相変調部17を備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
熱伝導率が異なる少なくとも2種類の電気絶縁層を表面に有する基板と、前記電気絶縁層のうち、熱伝導率が高い第１の電気絶縁層上に実装されたレーザ光源からなる光入力部と、前記電気絶縁層のうち、前記光入力部と導波路で接続された熱伝導率が低い第２の電気絶縁層上に形成した電気光学材料からなる光位相変調素子と、導電性を有する半導体導波路からなる光位相変調部を備える、光位相変調モジュール。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
熱伝導率が異なる少なくとも２つの電気絶縁層を表面に有する支持基板と、前記電気絶縁層のうち、熱伝導率が高い第１の電気絶縁層上に実装されたレーザ光源からなる光入力部と、前記光入力部と導波路で接続された前記電気絶縁層のうち、熱伝導率が低い第２の電気絶縁層上に前記光入力部からの電気光学材料からなる光位相変調素子と、
導電性を有する半導体導波路からなる光位相変調部と複数の導波路から出力される光位相信号がモード結合される出力部を備える、光位相変調モジュール。
【請求項３】
前記光入力部の電気絶縁層がＳｉＣもしくは、ＡｌＮから形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光位相変調モジュール。
【請求項４】
前記複数の導波路が複数のスロット導波路からなることを特徴とする請求項２に記載の光位相変調モジュール。
【請求項５】
前記出力部の複数の導波路を個別に位相制御した光位相信号がモード結合されることを特徴とする請求項２に記載の光位相変調モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光位相変調モジュールに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
光無線通信やIoTの分野で用いられる光位相変調モジュールは、情報量の膨大化や車載機器等への展開に伴い高速かつ小型・高密度化が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開2015-184528号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同一基板上にレーザ光源と光位相変調素子を集積した光位相変調モジュールにおいて、レーザ光源の温度上昇による光位相変調素子の動作不安定を減少させることができる光位相変調モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の光位相変調モジュールは、熱伝導率が異なる少なくとも2つの電気絶縁層を表面に有する支持基板と、前記電気絶縁層のうち、熱伝導率が高い第１の電気絶縁層上に実装されたレーザ光源からなる光入力部と、前記光入力部と導波路で接続された前記電気絶縁層のうち、熱伝導率が低い第２の電気絶縁層上に形成した電気光学材料からなる光位相変調素子と、導電性を有する半導体導波路からなる光位相変調部を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、レーザ光源の温度上昇による光位相変調素子の動作不安定を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本開示の実施形態における光位相変調モジュールの構造を示す要部断面図である。
本開示の実施形態における光位相変調モジュールの構造を示す上視平面図である。
半導体材料の物性を示す図である。
異なる電気絶縁層の基板の温度変化を模式的に示す図である。
光位相変調効率と温度の関係を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示の実施形態を説明する前に、本開示の基礎となった知見を説明する。
特許文献１は、シリコンフォトニクス技術で光位相変調モジュールの一例である。シリコン基板の表面に形成された光導波路、光位相変調素子、発光素子等を有している。発光素子のＬＤ素子からの光は光導波路を介し光位相変調素子に入射し、光位相変調素子において位相変調された後、光導波路を介し光位相変調モジュールより出射される。
しかし、この構造では、例えば電気光学材料層への電界印加により屈折率を変化させることにより位相を変調しているが、発光素子からの熱影響により変調が不安定となり、位相変調器を利用したフェーズドアレイにおいて、導波路間隔を小さくすることが難しくなり、偏向角が小さくなることが課題である。
【０００９】
対策手段として、発光素子と光位相変調素子の距離を離すことが想定できるが、光位相変調モジュールの大型化や光損失が大きくなることから、この構造では、熱源である発光素子の温度の上昇に伴う光位相変調素子１５の温度変化による動作不安定を低減することすることはできない。
【００１０】
本発明では、レーザ光源の温度上昇による光位相変調素子の動作不安定を低減することができる以下の項目に記載の光位相変調モジュールに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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