JP2006098697A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性が高く、低損失なスポットサイズ変換部を備えた光導波路及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】 本光導波路は、下部クラッド並びに導波部及びスポットサイズ変換部から成るコアを有し、変換部の断面幅が高さ方向に徐々に小さくなる部分を有し、変換部の底面幅及び高さが先端に向かって次第に変化し、先端が光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状であることを特徴とする。また、本光導波路の製造方法は、高さが一定で、底面幅が徐々に変化し、光の進行方向と交差する面により先端が断ち切られた形状で、断面がほぼ矩形のコアを形成する第１の工程及びコアをエッチングすることにより、断面幅が高さ方向に徐々に小さくなり、コアの底面幅の変化に対応して高さが変化する形状のコアを形成する第２の工程を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は光導波路及びその製造方法に関し、特にスポットサイズ変換部を備えた光導波路及びその製造方法に関する。

光導波路を横断する溝を形成して、その溝に光アイソレータや光フィルタなどの光機能素子を埋め込んだ埋込型光部品がある。

埋込型光部品では、光導波路を伝搬して溝部に到達した光が溝部で回折し、光の損失を生じる。溝の一方の光導波路端部から溝内へ出射した光が回折し、溝の他方の光導波路端部へ結合する際に、結合効率が低下するためである。

損失を減らすために、光導波路を伝搬する光のスポットサイズを拡大したものがある。スポットサイズを拡大することにより回折を低減し、溝部での光の損失を低くできる。

スポットサイズを拡大したものとして、ガラス導波路に設けた溝部の両側のガラス導波路端部を加熱してコアに添加されているＧｅＯ_２をクラッドに拡散したものがある（特許文献１）。ＧｅＯ_２をクラッドに拡散することによりコアを拡大し、スポットサイズを大きくできる。ＧｅＯ_２をクラッドに拡散するためには、光導波路に光機能素子を埋め込むための溝を形成後、溝部の両側のガラス導波路端部をＣＯ_２レーザービーム照射により加熱する。

スポットサイズを拡大した別のものとして、コアにステップ状の段差を設け、その段差をテーパー状に埋め込み、コア先端の幅及び厚さの双方をコアの先端に向かってテーパー状に縮小したものがある（特許文献２）。

また、コアの幅もしくは厚さを光の進行方向において徐々に変化させたものがある（特許文献３）

特開平６−２５８５３５公報 特開平２００２−１５６５３９公報 特開平７−６３９３５公報

特許文献１のような、ガラス導波路を加熱してコアに添加されているＧｅＯ_２をクラッドに拡散する場合には、レーザーにより一個所ずつ加熱する必要がある。したがって、生産性に問題があった。

特許文献２のような、コアにステップ状の段差を設け、その段差をテーパー状に埋め込む場合には、コア層に段差を持たせるためにコア層の内部にストッパー膜を埋め込み、段差を作製した後に、この段差が滑らかに埋まるように膜を成膜して、熱処理する必要がある。したがって、工程数が多くなり、生産性に問題があった。

特許文献３のような、コアの幅もしくは厚さを光の進行方向において徐々に変化させる場合には、コアの厚さを変化させるときは複雑な工程が必要であった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、生産性が高く、低損失なスポットサイズ変換部を備えた光導波路及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明による光導波路は、下部クラッド並びに導波部及びスポットサイズ変換部から成るコアを有する光導波路であって、該変換部の断面幅は、該下部クラッドから該コアに向かう高さ方向に徐々に小さくなる部分を有し、該変換部の該底面幅及び該変換部の高さが該変換部の先端に向かって次第に変化し、該変換部の先端が該コア中を伝搬する光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状であることを特徴とする。

ここで、コアを光の進行方向に直交する面で切断したコア断面において、基板と平行な方向のコアの幅を「断面幅」といい、図２（ｃ）において、「ｕ」で表示されており、同じく該コア断面において、下部クラッド層からコアの方向への長さを「高さ」といい、第２図において、「ｈ」で表示されている。また、該コア断面の下部クラッド層と接触している部分のコアの幅を「底面幅」といい、図２において、「ｗ」で表示されている。

本発明による光導波路は、スポットサイズ変換部の底面幅の変化に対応して当該スポットサイズ変換部の高さが変化していることが好ましい。

また、本発明による光導波路は、スポットサイズ変換部の先端に向かって、当該スポットサイズ変換部の底面幅及び高さが徐々に小さくなることが好ましい。

また、本発明による光導波路は、スポットサイズ変換部の光の進行方向に直交する断面が三角形状、台形状、五角形状又は六角形状であることが好ましい。

また、本発明による光導波路の製造方法は、高さが一定で、底面幅が先端に向かって徐々に変化し、コア中を伝搬する光の進行方向と交差する面により当該先端が断ち切られた形状で、当該光の進行方向に直交する断面がほぼ矩形のコアを形成する第１の工程及び当該コアをエッチングすることにより、断面幅が高さ方向に向かって徐々に小さくなる形状、かつ当該コアの底面幅の変化に対応して高さが徐々に変化する形状のコアを形成する第２の工程を含むことを特徴とする。

本発明による光導波路の製造方法においては、前記第１の工程は、下部クラッド上にコア膜を成膜する工程、前記断面幅が徐々に変化し、先端が前記光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状のマスクを前記コア膜上に形成するマスク工程並びに、フォトリソグラフィ及びエッチングにより前記コア膜からコアを形成するコア形成工程を含み、前記第２の工程により、当該コア形成工程により形成された前記底面幅の変化に対応して、前記高さが徐々に変化する形状のコアを形成することが好ましい。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
（第１の実施の形態）

図１は、本発明の第１の実施形態の光導波路１００の構成の概略を示す斜視図である。

図１に示すように、第１の実施形態の光導波路１００は、基板１０１と、下部クラッド１０２と、コア１０３と、上部クラッド１０６とを含み構成されている。基板１０１は石英ガラスからなる。下部クラッド１０２は石英ガラスからなり、基板１０１上に形成されている。コア１０３はＧｅ（ゲルマニウム）を添加した石英系ガラスからなり、下部クラッド１０２上に形成されている。上部クラッド１０６はＢ（ホウ素），Ｐ（リン）を添加した石英系ガラスからなり、下部クラッド１０２上に形成され、コア１０３の周囲を取り囲むように設けられている。図１では、理解を容易にするため、上部クラッド１０６を下部クラッド１０２及びコア１０３から浮かして図示しているが、実際には、図３（ｊ）に示すように、上部クラッドは下部クラッド及びコアに密着している。コア１０３は下部クラッド１０２、上部クラッド１０６と比べ、わずかに大きな屈折率を有している。コア１０３は、導波部１０３ａとスポットサイズ変換部１０３ｂとを有している。ここで、コア１０３の形状がコア中を伝搬する光の進行方向に沿ってほぼ一定である部分を導波部１０３ａという。また、光のスポットサイズを変換するために、コアの形状が光の進行方向に沿って徐々に変化している部分をスポットサイズ変換部１０３ｂという。スポットサイズ変換部１０３ｂは、導波部１０３ａと反対側に先端１０３ｃを有している。

図２（ａ）〜（ｅ）は、光導波路１００を構成するコア１０３の形状を示している。図２（ａ）はコア１０３の上面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図２（ｃ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図２（ｄ）は図２（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図である。図２（ｅ）は先端１０３ｃの正面図である。

図２（ａ）に示すように、導波部１０３ａの底面幅ｗ_１は、光の進行方向に沿って、ほぼ一定である。スポットサイズ変換部の先端１０３ｃは、エッチングにより形成された導波部１０３ａの側面部と基板がなす角度とほぼ同じ角度で光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状である。すなわち、先端１０３ｃの底面幅ｗ_２は０でない有限の値を持ち、導波部１０３ａの底面幅ｗ_１よりも小さい。スポットサイズ変換部１０３ｂは光の進行方向に長さｌを有する。スポットサイズ変換部１０３ｂの底面幅ｗは、導波部１０３ａから先端１０３ｃに向けて、幅ｗ_１からｗ_２へと徐々に小さくなる。

図２（ｂ）に示すように、導波部１０３ａの高さｈ_１は、光の進行方向に沿って、ほぼ一定である。スポットサイズ変換部の先端１０３ｃの高さｈ_２は０でない有限の値を持ち、導波部１０３ａの高さｈ_１よりも小さい。スポットサイズ変換部１０３ｂの高さｈは、導波部１０３ａから先端１０３ｃに向けて、高さｈ_１からｈ_２へと徐々に小さくなる。先端１０３ｃは、導波部１０３ａの側面部（コアと上部クラッドとが接触する面）と基板がなす角度とほぼ同じ角度で光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状を有する。

図２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、光の進行方向と直交方向におけるコア１０３の断面において、コア１０３の断面幅ｕは、高さ方向に基板１０１から離れるにしたがって小さくなり、下部クラッド１０２と接している辺を底辺とする三角形状をなしている。

図示する際の便宜上、コア１０３の断面を三角形状とするが、実際には、コア１０３の断面幅ｕは、高さ方向に基板１０１から離れるにしたがって徐々に小さくなる部分を有していればよい。つまり、その頂点は丸みを帯びた形状となっていてもよく、その斜辺は曲線状となっていてもよい。以下、これを踏まえた上で、コア１０３の断面形状を三角形状と称することにする。また、頂点が線状になった台形状や、断面幅が高さ方向に一定の部分を有する５角形状や６角形状などであってもよい。また、断面幅が底面幅を最大値として、広義の意味で単調に減少した（一定の部分を含んでも良い）形状のコアであれば作製が容易であるが、底面幅を最大値としなくてもよい。
（製法）

次に、このような光導波路１００の製造方法について図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施形態において、光導波路の製造手順を示している。まず、図３（ａ）に示すように石英ガラスからなる基板２０１上にプラズマ化学気相堆積法（プラズマＣＶＤ法）より石英ガラスからなる下部クラッド２０２を成膜する。

次に、図３（ｂ）に示すように、下部クラッド２０２上に、Ｇｅを添加した石英系ガラスからなるコア層２０３をプラズマＣＶＤ法により成膜する。コアに光を適切に閉じ込められるように、コア層２０３の屈折率を下部クラッド２０２の屈折率よりもわずかに大きくする。ここで、添加するドーパンドは、コア層２０３の屈折率が下部クラッド２０２よりわずかに高くなり、適切に光を閉じこめられるように、クラッドにドープしてもよく、Ｇｅ以外にＰ，Ｂ又はＦ（フッ素）などであってもよい。

次に、図３（ｃ）に示すように、コア層２０３上にマスクとなる金属層２０４をスパッタリング法で成膜する。この金属層２０４は、例えばＷＳｉ_ｘ（ｘは１以上の整数であり、例えばＷＳｉやＷＳｉ_２である。）であるが、その他、チタンやクロムなどでもよい。

次に、図３（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ技術によってレジストパターン２０５を形成する。図３（ｋ）は図３（ｄ）のレジストパターン２０５と金属層２０４の斜視図である。レジストパターン２０５は、コア中を伝搬する光の進行方向に沿って、幅が一定である部分と、先端に向けて徐々に小さくなる部分とを有する。幅が一定である部分は導波部１０３ａに対応し、幅が小さくなる部分はスポットサイズ変換部１０３ｂに対応する。

次に、図３（ｅ）に示すように、レジストパターン２０５をマスクとして反応性イオンエッチングによって金属層２０４をエッチングし、金属マスク２０６を形成する。金属マスク２０６は、レジストパターン２０５と同様の形状を有する。

次に、図３（ｆ）に示すように、金属マスク２０６をマスクとしてコア層２０３をエッチングし、断面が矩形上のコア２０７を形成する。そして、図３（ｇ）に示すように、金属マスク２０６をドライエッチング法により除去し、コア２０７の上面を露出させる。

次に、Ａｒのプラズマでコア２０７をスパッタエッチングすると、図３（ｈ）に示すように、断面が矩形状であったコア２０７上部の角が上面や側面に比べて、より多くエッチングされ、断面形状は、ほぼ六角形状となる。さらにエッチングを進めると、図３（ｉ）に示すように、コア２０７の断面は、ほぼ三角形状となる。

そして、図３（ｊ）に示すように、下部クラッド２０２及びコア２０７上に、コア２０７を覆うようにＢ，Ｐを添加した石英系ガラスからなる上部クラッド２０８をプラズマＣＶＤ法により成膜し、光導波路を作製する。コアに光を適切に閉じ込められるように、上部クラッド２０８の屈折率はコア２０７の屈折率よりもわずかに小さくする。

図３（ｇ）におけるコア２０７の形状を、図４を参照しながら説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、図３（ｇ）におけるコア２０７の形状を示している。図４（ａ）はコア２０７の上面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図４（ｃ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図４（ｄ）は先端２０７ｃの正面図である。

図４（ａ）に示すように、導波部２０７ａの底面幅ｗ_３は、コア中を伝搬する光の進行方向に沿って、ほぼ一定である。スポットサイズ変換部２０７ｂの底面幅ｗは、先端２０７ｃに向けて底面幅ｗ_３から底面幅ｗ_４へと小さくなっている。図４（ｂ）に示すように、導波部２０７ａとスポットサイズ変換部２０７ｂの高さｈ_３は、光の進行方向に沿って、ほぼ一定である。図４（ｃ）に示すように、導波部２０７ａの断面は底面幅ｗ_３で高さｈ_３の矩形状の形状をなしている。図４（ｄ）に示すように、先端２０７ｃは底面幅ｗ_４で高さｈ_３の矩形状をなしている。

図３（ｉ）に示すコア２０７の高さは、底面幅に応じて自己整合的に変化する。この現象について、さらに図５を参照しつつ説明する。図５は、図３（ｇ）〜（ｉ）のコア形状の変化を示す図である。図５（ａ）は、Ａｒのプラズマでコア２０７をスパッタエッチングする前の、導波部２０７ａの断面及びスポットサイズ変換部の先端２０７ｃの正面形状を示した図である（図３（ｇ）に対応）。

コア２０７をスパッタエッチングをすると、コア２０７上部の角が上面や側面に比べてより多く削られ、図５（ｂ）に示すようにほぼ六角形状となっていく（図３（ｈ）に対応）。

エッチングを進めると、図５（ｃ）に示すように、導波部２０７ａ及び先端２０７ｃの形状は、ほぼ三角形状となる（図３（ｉ）に対応）。このとき、導波部２０７ａの底面幅ｗ_５、高さｈ_４はそれぞれ、エッチング前の底面幅ｗ_３、高さｈ_３とほぼ同じか小さくなる。また、先端２０７ｃの底面幅ｗ_６、高さｈ_５はそれぞれ、エッチング前の底面幅ｗ_４、高さｈ_３とほぼ同じか小さくなる。先端２０７ｃの底面幅ｗ_４が導波部２０７ａの底面幅ｗ_３より小さいため、先端２０７ｃ付近のコアは導波部２０７ａ付近のコアと比べて高さ方向によくエッチングされ、先端２０７ｃの高さｈ_５は導波部２０７ａの高さｈ_４よりも小さくなる。導波部２０７ａと先端２０７ｃの間のスポットサイズ変換部２０７ｂにおいては、コアの底面幅の変化に対応してコアの高さが変化する。コア２０７の断面形状はほぼ相似形を保ちながら、導波部２０７ａから先端２０７ｃに向かって徐々にコアの幅及び高さが小さくなっている。このとき、スポットサイズ変換部の先端においても角が多く削られるので、先端２０７ｃは、導波部２０７ａの側面部と基板がなす角度とほぼ同じ角度で光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状を有する。

エッチング条件によって、図３（ｌ）や図３（ｍ）に示したように、断面形状を台形や５角形にすることもできる。また、このように自己整合的に形状を制御できることを利用して、断面形状を略正三角形や略二等辺三角形などにすることもできる。

このようにＡｒによるスパッタエッチングを行うと、図２に示す第１の実施形態のコア形状が得られる。
（第２の実施の形態）

図６は、本発明の第２の実施形態の光導波路３００の構成の概略を示す斜視図である。

図６に示すように、第２の実施形態の光導波路３００は、基板３０１と、下部クラッド３０２と、コア３０３と、上部クラッド３０６と、溝３０７を含み構成されている。共通の光軸を有する同形状の二つのコアが対向し、二つのコアの中央に溝３０７を有している点以外の構成及び製法は、第１の実施形態と同様である。溝３０７は、二つの光導波路を作製した後、ダイサーで加工した。このような光導波路３００は、溝３０７に光学素子を埋め込んで、光デバイスとして機能させることができる。
（作用）

以上のようなコア形状を備えた本実施形態の光導波路によれば、次のような好適な作用が奏されることとなる。

第１に、コアのスポットサイズ変換部が底面幅及び高さ方向の双方向において先細り状となるよう形成されているため、適切にスポットサイズを拡大し、回折による光の広がり角度を小さくすることができる。断面幅が高さ方向に徐々に小さくなったスポットサイズ変換部をエッチングにより作製するので、作製も容易である。

図７はこの作用の概略を示している。同図には、下部クラッド４０２上に形成されたスポットサイズ変換部４０３ｂを有する本実施形態の光導波路４００とともに、このようなスポットサイズ変換部４０３ｂを有しない従来の光導波路のコア５００（図中の破線部５００）が重ねて示されている。

本実施形態の光導波路４００のコア４０３から出射された光は、同図中の点線４１０で示されているように回折し広がる。一方、従来の光導波路のコア５００の先端から出射された光は、同図中の点線５１０で示されているように回折し広がる。本実施形態の光導波路４００によれば、従来の光導波路よりも光の広がり角度が小さくなるため、埋込型光部品における損失や光ファイバやとの結合部分における損失が低減される。また、結合部分における位置合わせ精度も緩和される。

第２に、コアの側面部とコアの底面部（コアと下部クラッドとが接する面）とのなす角が直角よりも十分に小さな角度となるように形成されているので、コアに十分な密着性をもって外部クラッドを設けることができる。よって、コア中を伝搬する光を確実にコア内に閉じこめることができ、損失の低減を図ることができる。

第３に、コアの先端が光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状であるため、製造時にエッチング条件がずれても、先端の位置をほぼ一定にすることができる。この点について図８及び図９を参照して、より詳しく説明する。

図８の実線は、先端が光の進行方向と交差する面により断ち切られていない形状を有する一例であるコア６０１及び６０２の、光の進行方向に沿った断面図を示したものである。図８（ａ）は上面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。コア６０１は、コア２０７と同様に、図３に示した製法で作製される。図３（ｉ）に示すようにコアをエッチングする際にエッチングが過剰であると、図８の破線に示したコア６０２が得られる。コア６０２の先端は、光の進行方向と交差する面により断ち切られていない形状を有するため、エッチングが過剰だと、コア６０１の先端と比較して光の進行方向にずれてしまう。特に、スポットサイズ変換部の長さが導波部の高さに比べて十分長いと、わずかな高さのずれにより、コア６０１の先端の位置が大きくずれてしまう。光を低損失で結合するためには、コアの先端の位置を精密に管理する必要があり、コアの先端の位置がずれると結合損失が大きくなってしまう。

一方、図９の実線は、先端が光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状を有する一例であるコア７０１及び７０２の、光の進行方向に沿った断面図を示したものである。図９（ａ）は上面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。コア７０１は、コア２０７と同様に、図３に示した製法で作製される。図３（ｉ）に示すようにコアをエッチングする際にエッチングが過剰であると、図９の破線に示したコア７０２が得られる。コア７０２の先端は、エッチングにより形成された導波部１０３ａの側面部と基板がなす角度とほぼ同じ角度で光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状を有するため、エッチングが過剰でも、コア７０２の先端の位置は大きくずれない。

図１に示す光導波路１００に光ファイバを光軸合わせして結合する際には、光ファイバ端面とコアの先端１０３ｃの距離を合わせることが低損失化のために重要である。本発明による光導波路によれば、製造条件がばらついても先端１０３ｃの位置が安定しているため、結合損失を低くすることができる。

図６に示す光導波路３００においては、コアの先端の位置が変動して、二つのコア間の距離Ｌや、溝３０７と先端の距離が変動すると、損失も変動する。本発明による光導波路によれば、製造条件がばらついても先端の位置が安定しているため、結合損失を低くすることができる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(実施例１)

石英ガラスからなる基板の上に、下部クラッドとなる６μｍの厚さの石英ガラス膜をプラズマＣＶＤ法により成膜した。

次に、下部クラッドの上に、コア層をプラズマＣＶＤ法により成膜した。コア層は、４．５ｍｏｌ％のＧｅＯ_２を添加した、厚さ７μｍのＳｉＯ_２膜とした。

次に、コア層の上に金属マスクとなる０．８μｍの厚さのＷＳｉ膜をスパッタリング法により成膜した。

次に、フォトリソグラフィ技術によって、光の進行方向に沿って、幅が一定である部分と、先端に向けて徐々に小さくなる部分とを有するレジストパターンを形成した。

次に、このレジストパターンをマスクとして反応性イオンエッチングによってＷＳｉ膜をエッチングし、金属マスクを形成した。

次に、この金属マスクをマスクとしてコア層をエッチングし、断面が矩形状のコアを形成した。その後、金属マスクをドライエッチング法により除去することにより、下部クラッド上に形成された矩形状のコアの上面を露出させた。

次に、Ａｒのプラズマでコアをスパッタエッチングした。得られたコアの形状は、図２に示したように、導波部の幅ｗ_１＝６μｍ、導波部の高さｈ_１＝５μｍ、先端の幅ｗ_２＝３μｍ、先端の高さｈ_２＝２μｍ、スポットサイズ変換部の長さｌ＝１０００μｍであった。コアの断面は、ほぼ三角形状であった。スポットサイズ変換部の幅及び高さは、導波部から先端に向けて、ほぼ直線上に変化していた。

そして、下部クラッド及びコアの上に、上部クラッドをプラズマＣＶＤ法により成膜し、光導波路を作製した。上部クラッドは、６ｍｏｌ％のＢ_２Ｏ_３及び２ｍｏｌ％のＰ_２Ｏ_５を添加した、３０μｍの厚さのＳｉＯ_２膜とした。
(実施例２)

図６に示すように、共通の光軸を有する同形状の二つのコアが対向した光導波路を作製した。二つのコアの形状は、導波部の幅ｗ_１＝６μｍ、導波部の高さｈ_１＝５μｍ、先端の幅ｗ_２＝３μｍ、先端の高さｈ_２＝２μｍ、スポットサイズ変換部の長さｌ＝１０００μｍであった。コアの断面は、ほぼ三角形状であった。スポットサイズ変換部の幅及び高さは、導波部から先端に向けて、ほぼ直線上に変化していた。二つのコアは先端を向かい合わせて対向し、先端間の距離はＬ＝５００μｍであった。実施例１と同様に光導波路を作製した後、二つのコアの中央にダイサーで溝を加工して製造した。
（比較例１）

共通の光軸を有する同形状の二つのコアが対向した光導波路を作製した。二つのコアの形状は、導波部の幅は６μｍ、導波部の高さは５μｍ、スポットサイズ変換部の長さは１０００μｍであった。図８に示すように、先端は尖っていた。コアの断面は、ほぼ三角形状であった。スポットサイズ変換部の幅及び高さは、導波部から先端に向けて、ほぼ直線上に変化していた。実施例１と同様の製造方法で複数個作製したところ、コアのスパッタエッチング条件のばらつきにより、先端間の距離がばらついた。

本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施態様においては、基板１０１上に下部クラッド１０２を設けたが、基板１０１を下部クラッドとして機能させ、基板１０１の上に直接コアを設けてもよい。

また、上記実施態様においては、クラッドやコア層を形成するためにプラズマＣＶＤ法を用いたが、ＲＦスパッタリング法、常圧化学気相堆積法（ＡＰＣＶＤ法）、減圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ法）又は火炎堆積法（ＦＨＤ法）などを用いてもよい。

また、上記実施態様において、上部クラッドを特に設けず、例えば空気を上部クラッド代わりとしてもよい。

また、上記実施態様においては、導波部１０３ａから先端１０３ｃに向かって徐々にコアの幅及び高さが小さくなっていたが、図１０（ａ）〜（ｅ）に示すように、徐々にコアの幅及び高さが大きくなっていてもよい。図１０（ａ）〜（ｅ）は、光導波路１００を構成するコア１０３の形状を示している。図１０（ａ）はコア１０３の上面図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。図１０（ｃ）は図１０（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。図１０（ｄ）は図１０（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図である。図１０（ｅ）は先端１０３ｃの正面図である。

また、上記実施態様において、クラッドとコアの間に、クラッドとコアの中間の屈折率を有する外部コアを設けてもよい。このようにすると、コアからしみ出した光が外部コアに閉じ込められ、より効果的にスポットサイズを変換することができる。

本発明の第１の実施形態の光導波路の構成の概略を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態の光導波路を構成するコアの形状を示す図である。 本発明の実施形態において、光導波路の製造手順を示す図である。 図３（ｇ）におけるコアの形状を示す図である。 図３（ｇ）〜（ｉ）のコア形状の変化を示す図である。 スポットサイズ変換部における光の回折状態を示した図である。 本発明の第２の実施形態の光導波路の構成の概略を示す斜視図である。 先端が断ち切られていない形状であるコアの断面図である。 先端が断ち切られている形状であるコアの断面図である。 本発明の一実施形態の光導波路を構成するコアの形状を示す図である。

符号の説明

１０１、２０１、３０１…基板
１０２、２０２、３０２…下部クラッド
１０３、２０７、３０３…コア
１０６、２０８、３０６…上部クラッド

Claims (6)

1. 下部クラッド並びに導波部及びスポットサイズ変換部から成るコアを有する光導波路であって、
   該変換部の断面幅は、該下部クラッドから該コアに向かう高さ方向に徐々に小さくなる部分を有し、
   該変換部の底面幅及び該変換部の高さが該変換部の先端に向かって次第に変化し、
   該変換部の先端が該コア中を伝搬する光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状であることを特徴とする光導波路。
2. 前記変換部の底面幅の変化に対応して前記変換部の高さが変化していることを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
3. 前記先端に向かって、前記変換部の底面幅及び高さが徐々に小さくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路。
4. 前記変換部の光の進行方向に直交する断面が三角形状、台形状、五角形状又は六角形状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光導波路。
5. 高さが一定で、底面幅が先端に向かって徐々に変化し、コア中を伝搬する光の進行方向と交差する面により該先端が断ち切られた形状で、該光の進行方向に直交する断面がほぼ矩形のコアを形成する第１の工程及び
   該コアをエッチングすることにより、断面幅が高さ方向に向かって徐々に小さくなる形状、かつ該コアの底面幅の変化に対応して高さが徐々に変化する形状のコアを形成する第２の工程
   を含むことを特徴とする光導波路の製造方法。
6. 前記第１の工程は、下部クラッド上にコア膜を成膜する工程、
   前記断面幅が徐々に変化し、先端が前記光の進行方向と交差する面により断ち切られた形状のマスクを前記コア膜上に形成するマスク工程並びに、
   フォトリソグラフィ及びエッチングにより前記コア膜からコアを形成するコア形成工程を含み、
   前記第２の工程により、該コア形成工程により形成された前記底面幅の変化に対応して、前記高さが徐々に変化する形状のコアを形成することを特徴とする請求項５に記載の光導波路の製造方法。

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