本公開涉及光元件和激光模塊。

背景技術：

1、在光波導中傳輸的光的偏振波模式中，有相對于基板具有水平方向的主電場的偏振波模式即te(transverse?electric：橫向電場)模式和相對于基板具有垂直方向的主電場的偏振波模式即tm(transverse?magnetic：橫向磁場)模式。已知一種轉換這些偏振波模式的光波導元件。例如，在日本特開2021-196393號公報中記載了一種模式轉換元件，其具備：偏振波旋轉部，其將tm0模式的光轉換為te1模式的光；以及模式階數轉換部，其將te1模式的光轉換為te0模式的光。

技術實現思路

1、另外，已知有通過對激光的光強進行調制而將電信號轉換為光信號的光調制器。例如，考慮通過在日本特開2021-196393號公報所記載的模式轉換元件的下游段設置光調制器，來對由模式轉換元件轉換得到的te0模式的光的光強進行調制。然而，由于除了模式轉換元件之外還設有光調制器，因此裝置有可能大型化。

2、本公開說明能夠實現小型化的光元件和激光模塊。

3、本公開的一個方面的光元件具備：基板，其具有主面；以及芯層，其設于主面，由具有電光效應的材料構成。芯層具備將光的偏振波模式從tm0模式轉換為te0模式的模式轉換器。模式轉換器具備：第1轉換部，其將光的偏振波模式從tm0模式轉換為te1模式；以及第2轉換部，其將光的偏振波模式從te1模式轉換為te0模式。第2轉換部具備：分支部，其將從第1轉換部入射的te1模式的光分支為彼此相反相位的te0模式的第1分支光和te0模式的第2分支光；第1分支波導，其在沿著主面的第1方向上延伸，供第1分支光傳輸；第2分支波導，其在第1方向上延伸，供第2分支光傳輸；耦合部，其將在第1分支波導中傳輸后的第1分支光與在第2分支波導中傳輸后的第2分支光耦合而射出te0模式的光；以及相位調整部，其調整第1分支光與第2分支光之間的相位差。第1分支波導和第2分支波導在與第1方向交叉的第2方向上排列。

4、在該光元件中，利用第1轉換部將光的偏振波模式從tm0模式轉換為te1模式，利用第2轉換部將光的偏振波模式從te1模式轉換為te0模式。在第2轉換部中，將從第1轉換部入射的te1模式的光分支為彼此相反相位的te0模式的第1分支光和第2分支光，調整第1分支光與第2分支光之間的相位差，使第1分支光與第2分支光耦合，由此射出te0模式的光。由于從耦合部射出的光的光強能夠根據第1分支光與第2分支光之間的相位差來變更，因此第2轉換部也能夠作為光調制器發揮功能。因而不需要設置光調制器，因此能夠實現光元件的小型化。

5、相位調整部可以具備：信號電極，其配置于第1分支波導與第2分支波導之間；以及第1接地電極和第2接地電極，其以在第2方向上夾著第1分支波導和第2分支波導的方式配置。構成芯層的材料的光學軸可以沿第2方向延伸。根據上述結構，在信號電極與第1接地電極之間配置有第1分支波導，在信號電極與第2接地電極之間配置有第2分支波導。因此，當在信號電極與各接地電極之間施加電壓時，對第1分支波導和第2分支波導在第2方向上施加電壓。在第1分支波導中傳輸的第1分支光的偏振波模式是te0模式，在第2分支波導中傳輸的第2分支光的偏振波模式是te0模式。因此，在第1分支波導中，在構成芯層的材料的光學軸的方向上施加電壓，并且在第1分支波導中傳輸的光的主電場的方向與上述光學軸的方向一致，因此能夠得到較大的電光效應。同樣地，在第2分支波導中，在構成芯層的材料的光學軸的方向上施加電壓，并且在第2分支波導中傳輸的光的主電場的方向與上述光學軸的方向一致，因此能夠得到較大的電光效應。由此，能夠提高第2轉換部的調制效率。

6、光可以是可見光。在該情況下，能夠將可見光的偏振波模式從tm0模式轉換為te0模式。

7、分支部的第1方向上的長度可以是40μm以上且64μm以下。分支部的第2方向上的長度可以是3.0μm以上且3.5μm以下。在該情況下，能夠減少從te1模式向te0模式的轉換中的光強的損耗。因此，能夠提高從te1模式向te0模式轉換的轉換效率。

8、芯層還可以具備：第1模式轉換器，其為將紅色光的偏振波模式從tm0模式轉換為te0模式的模式轉換器；第2模式轉換器，其為將綠色光的偏振波模式從tm0模式轉換為te0模式的模式轉換器；第3模式轉換器，其為將藍色光的偏振波模式從tm0模式轉換為te0模式的模式轉換器；以及合波器，其將紅色光、綠色光以及藍色光合波而射出激光。為了通過將紅色光、綠色光以及藍色光合波而輸出全彩的激光，需要根據所輸出的顏色來調整各顏色的光的光強。根據上述結構，利用各模式轉換器的第2轉換部來對紅色光的光強、綠色光的光強以及藍色光的光強進行調制，因此能夠輸出全彩的激光。

9、本公開的另一方面的激光模塊具備：上述光元件；第1光源，其射出tm0模式的紅色光；第2光源，其射出tm0模式的綠色光；以及第3光源，其射出tm0模式的藍色光。由于該激光模塊具備上述的光元件，因此能夠實現激光模塊的小型化。

10、根據本公開的各方面和各實施方式，能夠實現光元件和激光模塊的小型化。

技術特征：

1.一種光元件，其中，

2.根據權利要求1所述的光元件，其中，

3.根據權利要求1或2所述的光元件，其中，

4.根據權利要求3所述的光元件，其中，

5.根據權利要求3或4所述的光元件，其中，

6.一種激光模塊，其中，

技術總結
本發明涉及光元件和激光模塊。光元件的芯層具備將光的偏振波模式從TM0模式轉換為TE1模式的第1轉換部以及將光的偏振波模式從TE1模式轉換為TE0模式的第2轉換部，第2轉換部具備：分支部，其將從第1轉換部入射的TE1模式的光分支為彼此相反相位的TE0模式的第1分支光和TE0模式的第2分支光；第1分支波導，其沿第1方向延伸，供第1分支光傳輸；第2分支波導，其沿第1方向延伸，供第2分支光傳輸；耦合部，其將在第1分支波導中傳輸后的第1分支光與在第2分支波導中傳輸后的第2分支光耦合而射出TE0模式的光；以及相位調整部，其調整第1分支光與第2分支光之間的相位差，第1分支波導和第2分支波導在第2方向上排列。

技術研發人員：高木靖博,原裕貴,志村淳,吉成次郎
受保護的技術使用者：TDK株式會社
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28