CN100414329C - S形曲线光波导及光学装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的曲线光波导，其特征在于，在中途不配置轴偏移构造的具有S形芯形状的曲线光波导中，一端的曲率是0，另一端的曲率半径是有限的(＞0)，由该曲线光波导，可提供即使在分光器和方向性结合器等中在两端的连接部处也不需设置轴偏移构造，光损失为最小限，且在曲线中途不需设有轴偏移构造的形状的光波导。

Description

S形曲线光波导及光学装置

技术领域

本发明涉及S形曲线光波导及使用其的光学装置。

背景技术

随着近年来个人计算机和互联网的普及，信息传输需求急剧增加，传输速度快的光传输正在普及。光波导用作此类光传输的光互联器。该光波导的形状是S形曲线等曲线形的情况下，在曲率的不连续变化部分，光传输模的中心轴相对于芯的几何中心轴产生偏移，结果产生光损失。为减小该损失，有时需要设计成使芯的中心轴偏移曲线一部分的轴偏移构造部分(偏离)。但是，该轴偏移构造依赖于芯和包层的折射率、芯尺寸、光波长，所以因制造上的偏差等而难以设计最适当的轴偏移构造，且存在产生光损失的问题，因而理想的是通常不具有轴偏移构造。而且，由于波长依存性，存在不能在宽频带的波长范围内设计最适当的轴偏差量的问题。

再有，对于光波导的该轴偏移构造，文献(参照例如“光波工学”、国分泰雄，共立出版株式会社，第250页)中有一般的记载。

这里，在CAD软件等中，已知有几种制作光波导等的曲线形状的函数。一个是将曲率半径R的两个弧在反方向上连接的形状(以下称为弧结合形状)。弧结合形状在连接点其曲率不连续变化，所以有时需要如上述般在弧的连接部分设计轴偏移构造(图5D)。

此外，还已知有使用下述余弦函数的形状(在CAD软件上，称为S弯曲余弦)，在该形状中，不需要将上述轴偏移构造设于曲线之中。

$y=\frac{1}{2}(1-\cos \mathrm{\πz})$

但是，由于在两端其曲率是有限的，所以在与直线光波导结合处产生设计轴偏移构造的需要(图5C)。

此外，利用下述正弦函数的形状(在CAD软件上，称为S弯曲正弦)不需要在中途设置轴偏移构造，在两端其曲率半径为无限大(曲率为0)，所以在与直线光波导于两端处结合的情况下，中心轴一致，且不需要设置轴偏移构造(图5B)。

$y=z-\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sin 2\mathrm{\πz}$

在光波导构成分光器(例如图3)的情况下等，分支的两个光波导连接到分支部的端部侧(图4A、D)，理想的是，如果能无限减小(无限小)两光波导的间隔，则S弯曲正弦等的两端可与直线型(曲率＝0)光波导结合，且有效用于减小光的损失。但是，因制造上的制约而极难使成品率高且形成无限小的间隙，由于实际上两光波导与分支部连接的部分处在两光波导之间存在较大间隙，所以在与该直线型光波导的结合处导致光的损失。即，在模中心与在各内侧不产生轴偏差的直线型光波导结合的情况下，导致光的损失。为减小这些损失，S弯曲余弦和弧结合形状的S形曲线(端部的曲率＞0)是适当的。另一方面，分光器的另一端部侧(图4A、E)能与端部为曲线形(曲率＝0)的没有光损失的直线光波导或光纤结合。此外，在该端部侧连接到下一级分支部的情况下(图4B、F)，在使用S弯曲余弦和弧结合形状来作为S形曲线的情况下，由于模形状为非对称，所以分支比依赖于波长。同样问题在光波导构成方向性结合器的情况下也可观察到。这样，即使使用上述任一现有形状也不能抑制该连接两端的损失且/或不能抑制波长依存性。

即，由于弧形形状、S弯曲余弦形状的两端的曲率皆为有限的(曲率＞0)，所以在与上述分光器的应直线结合的端部侧(图4A、E、图4B、F)的结合处产生损失，或者分支比变得不适当。另一方面，在与分支部的连接侧(图4A、D)处两光波导有间隙，所以两端是直线型(曲率＝0)的S弯曲正弦形状的曲线导致光的损失。

发明内容

因此，本发明的目的之一提供即使在分光器和方向性结合器等中在两端的连接部处也不需设置轴偏移构造，光损失为最小限，且在曲线中途不需设有轴偏移构造的形状的光波导。

本发明提供一种曲线光波导，其特征在于，在中途不配置轴偏移构造的具有S形芯形状的曲线光波导中，一端的曲率是0，另一端的曲率半径是有限的(＞0)。

该曲线光波导是在两端结合直线光波导的情况下，仅在一端有必要设置轴偏移构造的特性的曲线光波导。

此外，本发明提供一种掩模，其是在中途不具有轴偏移构造的具有S形芯形状的曲线光波导用掩模，其特征在于，一端的曲率是0，另一端的曲率是有限的(＞0)。

在分支部和两光波导的连接端部，设置模中心在两光波导的间隙侧轴进行偏移的构造的光波导，可将分支部的过剩损失抑制为较小。即，由于两S形光波导的光传输模的中心轴分别在内侧偏移，所以即使较宽地配置两S形光波导的间隔也可低损失地与分支部连接。这样，通过较宽地配置两S形光波导的间隔，不仅可减小分支部分的制造上形状偏差的影响，还可减小包层材料的窄幅部分的埋入不良。在与此类分光器的分支部分的结合处，在S形光波导的端部处的曲率为有限曲率是有效的。另一方面，在另一端处直线光波导和光纤结合，所以S形光波导端部处的曲率为0是有效的。此外，在构成多级的分级构造的分光器的情况下等，与下一级的向分支的输入部连接的S形光波导的端部曲率为0是有效的。

附图说明

图1是表示使用本发明的曲线光波导的分光器的一个实施方式的图。

图2是图1的分支部分的扩大图。

图3是使用现有S弯曲余弦曲线光波导的分光器的图。

图4A是表示分光器的S形曲线光波导和直线光波导的连接部的图。

图4B是表示分光器的S形曲线光波导和直线光波导的连接部的图。

图5A～图5D是表示各曲线光波导两端的与直线光波导的连接部的图。图5A是表示本发明的曲线光波导的图。图5B是表示现有的S弯曲正弦形状的曲线光波导的图。图5C是表示现有的S弯曲余弦形状的曲线光波导的图。图5D是表示现有弧结合形状的曲线光波导的图。

图6是表示使用本发明的曲线光波导的分光器的一个实施方式的图。

图7是表示使用本发明的曲线光波导的分光器的一个实施方式的图。

图中：

A-分支部  B-芯宽度  D-分支输出部和两S形曲线光波导的连接部  E-S形曲线光波导和直线光波导的连接部  F-S形曲线光波导和分支输入部的连接部  1～14-本发明的曲线光波导  20、30-V形槽形成区域   21、31-V形槽  25、26-槽  41～44-芯  50-包层100-光波导形成区域  200-分光器用带V形槽光波导基板

具体实施方式

本发明的S形芯形状，如上所述，在中途不具有轴偏移构造的具有S形芯形状的曲线光波导中，其特征在于，一端的曲率是0，另一端的曲率是有限的(＞0)。该S形曲线光波导的形状可从表示各种曲线的函数式导出。再有，连接分支部侧的一端的“曲率为0”是指曲率接近于0，在与直线光波导连接的情况下，包括光传输模的中心轴相对于芯的几何中心轴产生偏差而不产生光损失(0.1dB左右)的程度。

再有，在本说明书中，“轴偏移构造”是光波导芯的中心线不连续的构造。

具体地，用例如下式(1)表示，举出曲线光波导。

$y=\frac{1}{(f\left(1\right)+\frac{2}{3\mathrm{\π}})}\left[\frac{2}{3\mathrm{\π}}\right\{1-\sin \left[\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)\right]\}+f\left(z\right)]---\left(1\right)$

在上式中，y及z是光波导存在的平面上的正交的坐标轴，f(z)是z的连续函数，是满足f(0)＝0，f’(0)＝0，f”(0)＝0，f(1)≠-2/3π，f’(1)＝1，f”(1)＝1的函数，f’(z)是f(z)关于z的一次导数，f”(z)表示f(z)关于z的二次导数。

在式(1)中，将坐标系以始点为z＝0、y＝0，终点为z＝1、y＝1的形式规范化地表示，但可根据需要而在y方向或z方向上扩大缩小。

再有，作为f(z)函数形式的具体例，可举出用下式(3)表示的函数。

$f\left(z\right)=\frac{1}{2}[z-\frac{1}{\mathrm{\π}}\sin \mathrm{\πz}]---\left(3\right)$

在式(3)中，由于

$f^{\′}\left(z\right)=\frac{1}{2}[1-\cos \mathrm{\πz}]$

$f^{\′\′}\left(z\right)=\frac{\mathrm{\π}}{2}\sin \mathrm{\πz}$

所以满足f(0)＝0，f’(0)＝0，f”(0)＝0，f(1)＝1/2(≠-2/3π)，f’(1)＝1，f”(1)＝1。

即，本发明的曲线光波导的一个优选实施例是将式(3)带入式(1)而得到的由下式(2)定义的函数所表示的曲线。

$y=\frac{1}{\frac{1}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}}[\frac{z}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}-\frac{2}{3\mathrm{\π}}\sin [\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)]-\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sin [\mathrm{\πz}\left]\right]---\left(2\right)$

具有由上述函数定义的形状的曲线光波导，由于曲率连续变化，在途中不需要轴偏移构造，且一端的曲率为0，另一端的曲率是有限的(＞0)。

曲率为0的端部的结合，除向直线光波导的结合外，还可适当地使用与分支构造的结合部(如果是1x2则在1ch侧)的结合。在该结合部分，与现有的使用需要轴偏差的曲线光波导的情况相比，制造偏差小，且能以良好的成品率来得到光波导。再有，在较宽的波长范围内，可提供良好的光波导。

曲率有限的端部的结合，除向曲线光波导的结合外，还可适当地使用与分支构造的分支部(如果是1x2则在2ch侧)的结合。在该结合部分，即使在使分支根部的窄幅部分为有限的间隙的情况下，也可减小来自分支部根部中央部的漏光，并可减小分支过剩损失。

上述S形曲线光波导可用于例如在平行配置的输入光波导和输出光波导不为同一直线状的情况下将这些光波导结合。此外，S形曲线光波导，在例如连接平行配置的多个输入光波导和多个输出光波导时，可用于在多个光波导的间距各不相同的情况下结合这些光波导。S形曲线光波导能以例如与反射面结合的构成来使用。

再有，在将本发明的曲线光波导与其它光波导或光纤连接的情况下，可光学地连接，而不必成为各芯之间直接结合的构成。

作为使用本发明的曲线光波导的光学装置，可举出：分光器、方向性结合器、光耦合器、光合分支器、光合分波器、光发送模块、光接收模块、光发送接收模块、光开关、光调制器、滤光器、偏光器、光分散补偿器、光塞取(add/drop)模块、光十字接头等。

本发明的曲线光波导是具有用于转印中途没有轴偏移构造的S形芯形状的图案的曲线光波导制造用掩模，可使用特征为该图案的一端曲率为0，另一端的曲率是有效的(＞0)掩模来进行制造。

优选在上述曲线光波导制造用掩模上描绘有用下式(1)表示的函数的图案。

$y=\frac{1}{(f\left(1\right)+\frac{2}{3\mathrm{\π}})}\left[\frac{2}{3\mathrm{\π}}\right\{1-\sin \left[\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)\right\}+f\left(z\right)]---\left(1\right)$

在上式中，y及z是光波导存在的平面上的正交的坐标轴，f(z)是z的连续函数，是满足f(0)＝0，f’(0)＝0，f”(0)＝0，f(1)≠-2/3π，f’(1)＝1，f”(1)＝0的函数，f’(z)是f(z)关于z的一次导数，f”(z)表示f(z)关于z的二次导数。上述函数可在z方向和/或y方向上扩大缩小而使用。

再有，优选上式(1)是由下式(2)所示的z的连续函数，其中f(z)由下式(3)所表示。

$f\left(z\right)=\frac{1}{2}[z-\frac{1}{\mathrm{\π}}\sin \mathrm{\πz}]---\left(3\right)$

$y=\frac{1}{\frac{1}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}}[\frac{z}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}-\frac{2}{3\mathrm{\π}}\sin [\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)]-\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sin [\mathrm{\πz}\left]\right]---\left(2\right)$

本发明的曲线光波导，通过使用上述掩模，可对现有曲线光波导用公知顺序同样地制作。例如，在包层上设置由芯材料(后述)构成的层后，在上述层上设置感光性抗蚀层，承载上述掩模，进行曝光、成像，设置具有本发明的曲线光波导形状的抗蚀层，然后通过蚀刻等手段形成具有本发明曲线光波导形状的芯。此外，上述掩模材料可使用公知材料中的一种。

作为本发明的曲线光波导的芯、包层材料，可举出玻璃和半导体材料等无机材料、树脂等有机材料等各种材料，由于树脂等聚合物易于由干蚀刻等在短时间内加工，因而为优选。再有，包层的全部或一部分可使用空气层。作为此类聚合物可使用任一种，但作为具体例，可举出：聚酰亚胺系树脂(例如，聚酰亚胺树脂、聚(酰亚胺·异吲哚喹唑啉二酮酰亚胺(iso-indolo-quinazoline-dione-imide))树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚酮树脂、聚酯酰亚胺树脂等)、硅系树脂、丙烯酸系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚碳酸酯、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、酚醛系树脂、聚喹啉系树脂、聚喹喔啉系树脂、聚苯并噁唑系树脂、聚苯并噻唑系树脂、聚苯并咪唑系树脂及光漂白用树脂(例如，特开2001-296438号公报记载的含有聚硅烷、尼龙化合物的硅树脂、含有DMAPN{(4-N，N-二甲胺基苯酚)-N-苯基尼龙}的甲基丙烯酸甲脂、含有染料聚合物、尼龙化合物的聚酰亚胺树脂或环氧树脂、特开2000-66051号公报记载的加水分解性硅烷化合物等)。上述树脂可具有氟原子。作为聚合物，理想的是，可举出玻璃转化温度(Tg)高且耐热性优良的聚酰亚胺树脂，特别理想的是其中因透射率及折射率而含有氟的聚酰亚胺系树脂。

作为含氟的聚酰亚胺系树脂，可举出含氟的聚酰亚胺树脂、含氟的聚(酰亚胺·异吲哚喹唑啉二酮酰亚胺)树脂、含氟的聚醚酰亚胺树脂、含氟的聚酰胺树脂等。

上述含氟的聚酰亚胺系树脂的前驱体溶液可通过在N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲替乙酰胺、丁内脂、二甲亚砜等极性溶剂中，使四羧酸二酐和二胺化合物反应而得到。氟可包含于四羧酸二酐和二胺化合物两者中，也可以包含于任一方中。

此外，上述不含氟的聚酰亚胺系树脂的前驱体溶液可通过在N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲替乙酰胺、丁内脂、二甲亚砜等极性溶剂中，使不含氟的四羧酸二酐和不含氟的二胺化合物反应而得到。

作为含氟的酸二酐的实例，可举出(三氟甲基)均苯四甲酸二酐、次(三氟甲基)均苯四甲酸二酐、次(七氟丙基)均苯四甲酸二酐、七氟乙基均苯四甲酸酐、双{3，5-次(三氟甲基)苯氧基}均苯四甲酸二酐、2，2-双(3，4-二羟苯基)六氟丙烷二酐、5，5’-次(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基联苯二酐、2，2’，5，5’-四(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基联苯二酐、5，5’-双(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基联苯醚二酐、5，5’-双(三氟甲基)-3，3’，4，4’-四羧基二苯甲酮二酐、双{(三氟甲基)二羟基苯氧基}苯二酐、双{(三氟甲基)二羟基苯氧基}(三氟甲基)苯二酐、双(二羟基苯氧基)(三氟甲基)苯二酐、双(二羟基苯氧基)双(三氟甲基)苯二酐、双(二羟基苯氧基)四(三氟甲基)苯二酐、2，2-双{4-(3，4-二羟基苯氧基)苯基}六氟丙烷二酐、双{(三氟甲基)二羟基苯氧基}联苯二酐、双{(三氟甲基)二羟基苯氧基}双(三氟甲基)联苯二酐、双{(三氟甲基)二羟基苯氧基}联苯醚二酐、双(二羟基苯氧基)双(三氟甲基)联苯二酐等。

作为含氟的二胺化合物，可举出例如，4-(1H，1H，11H-廿氟十一烷基)-1，3-二胺苯、4-(1H，1H-全氟-1-丁醇基)-1，3-二胺苯、4-(1H，1H-全氟-1-庚醇基)-1，3-二胺苯、4-(1H，1H-全氟-1-辛醇基)-1，3-二胺苯、4-五氟苯氧基1，3-二胺苯、4-(2，3，5，6-四氟苯氧基)-1，3-二胺苯、4-(4-氟苯氧基)-1，3-二胺苯、4-(1H，1H，2H，2H-全氟-1-己醇基)-1，3-二胺苯、4-(1H，1H，2H，2H-全氟-1-十二醇基)-1，3-二胺苯、2，5-二氨基苯三氟化物、双(三氟甲基)对苯二胺、二胺四(三氟甲基)苯、二胺(五氟乙基)苯、2，5-二胺(全氟己基)苯、2，5-二胺(全氟丁基)苯、2，2’-双(三氟甲基)-4，4’-二胺联苯、3，3’-双(三氟甲基)-4，4’二胺联苯、八氟联苯胺、4，4’-二胺联苯醚、2，2-双(p-氨基苯)六氟丙烷、1，3-双(苯胺)六氟丙烷、1，4-双(苯胺)八氟丁烷、1，5-双(苯胺)十氟戊烷、1，7-双(苯胺)-十四氟庚烷、2，2’-双(三氟甲基)-4，4’-二胺联苯醚、3，3’-双(三氟甲基)-4，4’-二胺联苯醚、3，3’，5，5’-四(三氟甲基)-4，4’-二胺联苯醚、3，3’-双(三氟甲基)-4，4’-二胺二苯甲酮、4，4’-二胺-p-三联苯、1，4-双(p-氨基苯)苯、p-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯、双(氨苯氧基)双(三氟甲基)苯、双(氨苯氧基)四(三氟甲基)苯、2，2-双{4-(4-氨苯氧基)苯}六氟丙烷、2，2-双{4-(3-氨苯氧基)苯}六氟丙烷、2，2-双{4-(2-氨苯氧基)苯}六氟丙烷、2，2-双{4-(4-氨苯氧基)-3，5-二甲苯}六氟丙烷、2，2-双{4-(4-氨苯氧基)-3，5-二氟甲基苯}六氟丙烷、4，4′-双(4-氨-2-三氟甲基苯氧基)联苯、4，4′-双(4-氨-3-三氟甲基苯氧基)联苯、4，4′-双(4-氨-2-三氟甲基苯氧基)硫化联苯、4，4′-双(3-氨-5-三氟甲基苯氧基)硫化联苯、2，2-双{4-(4-氨-3-三氟甲基苯氧基)苯}六氟丙烷、双{(三氟甲基)氨苯基}联苯、双[{(三氟甲基)氨苯基}苯]六氟丙烷、双{2-[(氨苯基)苯]六氟异丙烷}苯等。

也可以并用两种以上的上述四羧酸二酐及二胺。作为聚酰亚胺系树脂的前躯体溶液，可使用具有感光性的溶液。

聚酰亚胺系树脂的初级粒子溶液通过旋转或印刷等方法涂抹到基板表面上，用最终温度200～400℃热处理并硬化而成为聚酰亚胺系树脂覆膜。

实施例

下面用实施例来说明本发明，但并不限定本发明的范围。

实施例1

如下评价本发明的曲线部分的过剩损失(输入波长1.31μm及1.55μm)。

在具有用式(2)中函数表示的曲线的本发明光波导的两端连接的直线光波导的光波导(图5A)的过剩损失是-0.004dB(输入波长为1.31μm时)、-0.083dB(输入波长为1.55μm时)，另一方面，在具有S弯曲余弦曲线的现有光波导两端连接的直线光波导的光波导(图5C)的过剩损失是-0.009dB(输入波长为1.31μm时)、-0.028dB(输入波长为1.55μm时)，两者的过剩损失大体相同。再有，过剩损失的计算使用光传输法(BPM)。

再有，图2的分支宽度A、芯宽度B如下。图1所示的曲线光波导是用式(2)的函数表示的曲线。

分支宽度A：3.5μm

芯宽度B：6.5μm

作为比较，制作包括具有图3所示的概要构造的现有S弯曲余弦曲线的曲线光波导。比较曲线光波导的两端的芯几何中心和光学中心的偏移量皆为0.4μm。

如上，由于本发明的光波导依赖于芯和包层的折射率、芯尺寸、光波长，所以不需要因制造上的偏差等而在一个端部上设置难以形成最适当构造的轴偏移构造，且表现出与具有S弯曲余弦曲线的现有光波导的曲线部分大体相同的过剩损失。

实施例2

接着，对图6所示的构成的1×8分光器计算过剩损失。在使用本发明曲线光波导进行连接的情况下为-9.5dB，在弧结合形状的S形曲线光波导的情况下是-10dB。再有，图6的分支宽度A、芯宽度B如下。

分支宽度A：3.5μm

芯宽度B：6.5μm

此外，在过剩损失的计算中使用光传输法(BPM)。

再有，如下述般制作上述芯图案的掩模。芯图案尺寸在进程中变化，所以用CAD绘制考虑了变化量的芯图案。芯图案以外，还在掩模中添加了用于提高掩模和基板的位置精度的基本标记和用于其它图案测量等的标记。CAD的制图顺序，为提高制图作业的效率，而在最初绘制一个元件的图案，排列复制上述该元件的图案而在整体掩模上配置图案。在该元件的图案中，除设计布局而绘制芯图案的布局以外，还可使用不同布局来绘制图案。根据如上述般绘制的CAD图而在掩模基板上用曝光机直接绘制图案，并制作在图案部分用Cr金属膜填充的掩模和在图案部分以外用Cr金属膜填充的掩模。上述两个掩模，可因在芯图案形成工序中使用的抗蚀剂的种类及光波导制造中的芯形成工序的种类而分别使用。

如上所述，在使用本发明的曲线光波导而构成的1×8分光器中，表现出比使用弧结合形状的S形曲线光波导而构成的现有分光器较好的过剩损失。

实施例3

使用以下材料，来制造包括具有图7所示的概要构造的曲线光波导的分光器。

芯：日立化成工业株式会社制OPI-N3205

包层：日立化成工业株式会社制OPI-N1005

制造方法：在形成了V形槽的硅晶片上用喷涂法涂抹有机锆络合物以成为干燥膜厚100埃，在干燥后，在其上涂抹不含氟的聚酰亚胺树脂以成为干燥膜厚0.3μm，干燥后，形成由含氟的聚酰亚胺树脂构成的下部包层(8μm)及芯层(6.5μm)。接着，在芯层上涂抹含硅的抗蚀剂以成为0.5μm厚，干燥后，经实施例2中制作的掩模的芯图案而曝光、显影，并经该抗蚀图案而进行反应性离子蚀刻，并形成芯层。在抗蚀剂剥离后，形成上部包层(15μm)而制成聚酰亚胺光波导。然后，由切割机切成片。

评价所得到的光波导的插入损失。在评价中，将在光波导基板两端形成的V形槽作为导引部来固定光纤并测定。作为光源，使用波长1.31μm的半导体激光器。使用本发明曲线光波导的情况下的插入损失其平均值是-10.6dB(损失最大处为-10.8dB)，使用弧结合形状的S形曲线光波导的情况下的插入损失其平均值是-11.2dB(损失最大处为-11.7dB)。

如上所述，在使用本发明的曲线光波导而构成的1×8分光器中，表现出比使用弧结合形状的S形曲线光波导而构成的现有分光器较好的插入损失。

再有，在本实施例中，虽然在构成分光器用光波导的全部S形曲线光波导中使用本发明的曲线光波导，但也可以是与其它S形曲线共同存在的构成。

通过使用本发明的S形曲线光波导，可构成在一端与直线光波导无轴偏差且低损失地结合，并在另一端与同一曲率的曲线光波导无轴偏差地结合的光波导。此外，通过使用本发明的S形曲线光波导，可构成在一端与直线光波导无轴偏差且低损失地结合，并在另一端以使光的模中心与光波导芯的几何中心无轴偏差的形状结合的光波导。

曲率为0的端部的结合，除向直线光波导的结合外，还可适当地使用与分支构造的结合部(如果是1x2则在1ch侧)的结合。在该结合部分，与现有的使用需要轴偏差的曲线光波导的情况相比，制造偏差小，且能以良好的成品率来得到光波导。再有，在较宽的波长范围内，可提供良好的光波导。

曲率有限的端部的结合，除向曲线光波导的结合外，还可适当地使用与分支构造的分支部(如果是1x2则在2ch侧)的结合。在该结合部分，即使在使分支根部的宽度狭窄部分为有限的间隙的情况下，也可减小来自分支部根部中央部的漏光，并可减小分支过剩损失。

Claims (12)

1. 一种曲线光波导，其特征在于，

在曲率连续变化的、中途不配置轴偏移构造的具有S形芯形状的曲线光波导中，一端的曲率是0，另一端的曲率半径是有限的，即＞0。

2. 根据权利要求1所述的曲线光波导，其特征在于，

芯形状由下式(1)定义，

$y=\frac{1}{(f\left(1\right)+\frac{2}{3\mathrm{\π}})}\left[\frac{2}{3\mathrm{\π}}\right\{1-\sin \left[\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)\right]\}+f\left(z\right)]---\left(1\right)$

在上式中，y及z是光波导存在的平面上的正交的坐标轴，f(z)是z的连续函数，是满足f(0)＝0，f’(0)＝0，f”(0)＝0，f(1)≠-2/3π，f’(1)＝1，f”(1)＝0的函数，f’(z)是f(z)关于z的一次导数，f”(z)表示f(z)关于z的二次导数。

3. 根据权利要求2所述的曲线光波导，其特征在于，

芯形状由下式(2)定义，

$y=\frac{1}{\frac{1}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}}[\frac{z}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}-\frac{2}{3\mathrm{\π}}\sin [\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)]-\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sin [\mathrm{\πz}\left]\right]---\left(2\right).$

4. 根据权利要求1～3中任一项所述的曲线光波导，其特征在于，

芯和/或包层的一部分或全部是聚合物。

5. 根据权利要求4所述的曲线光波导，其特征在于，

聚合物是含氟的聚酰亚胺树脂。

6. 一种光学装置，其使用权利要求1～5中任一项所述的曲线光波导。

7. 根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于，

光学装置是方向性结合器。

8. 根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于，

光学装置是分光器。

9. 一种掩模，其是在中途不配置轴偏移构造的具有S形芯形状的曲线光波导制造用掩模，其特征在于，

一端的曲率是0，另一端的曲率半径是有限的，即＞0。

10. 根据权利要求9所述的掩模，其特征在于，

芯形状由下式(1)定义，

$y=\frac{1}{(f\left(1\right)+\frac{2}{3\mathrm{\π}})}\left[\frac{2}{3\mathrm{\π}}\right\{1-\sin \left[\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)\right]\}+f\left(z\right)]---\left(1\right)$

在上式中，y及z是光波导存在的平面上的正交的坐标轴，f(z)是z的连续函数，是满足f(0)＝0，f’(0)＝0，f”(0)＝0，f(1)≠-2/3π，f’(1)＝1，f”(1)＝0的函数，f’(z)是f(z)关于z的一次导数，f”(z)表示f(z)关于z的二次导数。

11. 根据权利要求10所述的掩模，其特征在于，

芯形状是由下述式(2)表示的z的连续函数，

$y=\frac{1}{\frac{1}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}}[\frac{z}{2}+\frac{2}{3\mathrm{\π}}-\frac{2}{3\mathrm{\π}}\sin [\frac{\mathrm{\π}}{2}(3z+1)]-\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sin [\mathrm{\πz}\left]\right]---\left(2\right).$

12. 一种曲线光波导的制造方法，其特征在于，

使用权利要求9～11中任一项所述的掩模。

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