JP2007017750A

JP2007017750A - 面内閉じ込め構造を有する多層膜フィルタおよび光波長フィルタ

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Publication number: JP2007017750A
Application number: JP2005199917A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Inoue; 靖之井上; Motohaya Ishii; 元速石井; Masahiro Yanagisawa; 雅弘柳澤; Arata Kamei; 新亀井; Tomoyo Shibazaki; 智世柴崎; Akihiro Takagi; 章宏高木
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: JP4468867B2

Abstract

【課題】レンズを用いずに光導波路中に挿入した多層膜フィルタの遮断波長特性が十分に急峻ではないという現状の問題を解消して、クロストークを小さく抑えた光送受信モジュールを実現する、面内閉じ込め構造を有する多層膜フィルタおよび光波長フィルタを提供すること。
【解決手段】ポリイミド基板５１には、SiO₂とTa₂O₅との２種類の光学薄膜を積層して形成された多層膜５２が形成されている。SiO₂層とTa₂O₅層とは、その面内方向において、所定の領域の屈折率が、該所定の領域の周囲の屈折率よりも高いという面内屈折率分布を有する高屈折率領域５３が形成されている。このような構成で、基板の垂直方向に対して所定の角度（例えば、６°）で、高屈折率領域５３に入射した光は、面内屈折率分布により、多層膜５２中に閉じ込められる。
【選択図】図５

Description

本発明は、面内閉じ込め構造を有する多層膜フィルタおよび光波長フィルタに関し、より詳細には、平面基板上の光導波路もしくは光ファイバ中に設けたギャップに挿入される多層膜フィルタおよびそれにより形成される光波長フィルタに関するものである。

現在、インターネットやデータ通信の普及により、アクセス網の高速化・光化が進んでいる。例えば、ITU-T勧告G.983.1で標準化が行われているB-PONシステムでは、図１に示すように、加入者１から局２への通信は、1260-1360nmの波長の光を用い、局２から加入者１への通信は1480-1580nmの波長の光を使用し、双方の波長帯の光を、同一の光ファイバ３中を双方向に通信することが決められている。この場合、加入者側および局側で２つの光をフィルタ４、５で合分波して送受信する必要がある。

図１において、フィルタ４には、波長λ_１（1260-1360nm）の光を発振するＬＤ６と、波長λ_２（1480-1580nm）の光を受光するＰＤ７が接続されている。よって、加入者１は、波長λ_１の光を局２へと送信し、波長λ_２の光を受光する。一方、フィルタ５には、波長λ_２の光を発振するＬＤ８と、波長λ_１の光を受光するＰＤ９が接続されている。よって、局２は、波長λ_２の光を加入者１へと送信し、波長λ_１の光を受光する。

そのための光送受信モジュールの一例が特許文献１に示されている。特許文献１に記載されている光モジュールのように、平面光導波路上にＬＤやＰＤ、多層膜フィルタをハイブリッド実装したWDM光送受信モジュールは、小型で安価にできるため開発が盛んに進められている。
最近、図２に示すように、希望する加入者には別の波長に付加的な信号を重畳してサービスを提供するシステムが検討されている。図２において、加入者２１は、フィルタ２４を備えている。フィルタ２４には、波長λ_１の光を発振するＬＤ２６と、波長λ_２の光を受光するＰＤ２７と、波長λ_３（1550-1560nm）の光を受光するＰＤ２８とが接続されている。一方、局２２は、フィルタ２５を備えている。フィルタ２５には、波長λ_２の光を発振するＬＤ２９と、波長λ_３の光を発振するＬＤ３０と、波長λ_１の光を受光するＰＤ３１とが接続されている。

図２では、このような構成で、加入者２１および局２２との間の信号のやり取りは、光ファイバ２３を介して行われる。

このように異なる波長で異なるサービスを提供するという形態が増えていき、その波長数は増えていくものと予想される。特許文献１では異なる波長の光を、光導波路中に挿入した多層膜フィルタで合分波する方法が記述されている。この方式は、レンズなどを必要とせず、小型で集積性・量産性に適した光部品の形態である。

特開平１１−６８７０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方式を、図２に示すシステムに適用しようとすると問題が生じる。図１に示すシステムでは多層膜フィルタで合分波する光の波長λ_１とλ_２との間に120nmのガードバンドがある。よって多層膜フィルタはこのガードバンドで透過と反射の特性が入れ替わるように作製すればよく、クロストークの小さな良好な光送受信モジュールが実現できた。

しかしながら、図２に示すシステムでは、波長λ_２とλ_３の間に50nmのガードバンドしかない。更に将来、上述の波長λ_１〜λ_３とは別の波長を使用するようになると、このガードバンド波長はより狭くなっていく場合がある。ガードバンドが、50nm以下になると、多少膜フィルタの遮断特性が不十分で、上記多層膜フィルタに入射された２つの光を十分に分波できなくなり、クロストークが生じることがある。その結果、光送受信モジュールの動作が不安定になるという問題が生じる。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、レンズを用いずに光導波路中に挿入した多層膜フィルタの遮断波長特性が十分に急峻ではないという現状の問題を解消して、クロストークを小さく抑えた光送受信モジュールを実現する、面内閉じ込め構造を有する多層膜フィルタおよび光波長フィルタを提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１記載の発明は、基板と、該基板上に形成された、少なくとも２種類の光学薄膜を多層に積層して形成された多層膜であって、前記光学薄膜の少なくとも１種類は、該光学薄膜の少なくとも１種類の面内方向において、所定の領域の屈折率が、該所定の領域の周囲の屈折率よりも高い面内屈折率分布を有する多層膜とを備え、前記基板の垂直方向に対して所定の角度で、少なくとも前記面内屈折率分布が形成された領域に入射した光が、前記多層膜中に閉じ込められて前記多層膜中を伝搬するようにしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記面内屈折率分布は、前記所定の領域の周囲よりも屈折率の高い領域が、前記所定の領域中の所定の一点を中心とした２次元的な分布であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記面内屈折率分布は、前記所定の領域の周囲よりも屈折率の高い領域が、直線状の１次元的な分布であることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の多層膜フィルタと、交差型の光導波路とを備え、前記光導波路の交差部において、前記光導波路が有する導波路コアの長手方向に略垂直方向に溝が形成されており、前記多層膜フィルタの前記所定の領域と前記導波路コアとの位置がほぼ一致するように、前記多層膜フィルタが前記溝に挿入されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項３記載の多層膜フィルタと、交差型の光導波路とを備え、前記光導波路の交差部において、前記光導波路が有する導波路コアの長手方向に略垂直方向に溝が形成されており、前記交差部近傍における前記導波路コアの幅が、前記導波路コアの、前記交差部近傍以外の幅よりも広く、前記導波路コアの高さと、前記所定の領域の高さとがほぼ一致するように、前記多層膜フィルタが前記幅に挿入されていることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、少なくとも２種類の光学薄膜を多層に積層して形成された多層膜において、光学薄膜の少なくとも１種類は、光学薄膜の少なくとも１種類の面内方向において、所定の領域の屈折率が、該所定の領域の周囲の屈折率よりも高いという面内屈折率分布を有するようにしたので、レンズを用いなくても、急峻な遮断波長特性を実現でき、クロストークを小さく抑えた光モジュールを実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
まず、光導波路中に挿入した多層膜フィルタの遮断波長特性が充分に急峻でない原因を解析する。空間でレンズを用いてコリメートした光ビーム中に多層膜フィルタを挿入した場合の遮断波長特性の一例を図３に示す。図３において、２本の波長スペクトルは、透過スペクトルと反射スペクトルに相当する。この場合、急峻な遮断波長特性を示しており、4nm程度のガードバンドで透過と反射の特性が入れ替わっていることが分かる。

次に、多層膜フィルタを光導波路中に挿入したときの遮断波長特性を図４に示す。図４において、２本の波長スペクトルは、透過スペクトルと反射スペクトルに相当する。図４は、図３と比較して大幅に遮断波長特性がなまっているのが分かる。

この遮断波長特性がなまる原因は、次のように考えることができる。コリメートされて平面波に近い状態になった光は多層膜中の共振器で何回反射しても散逸せずに強い共振状態を実現する。これに対して、多層膜フィルタを導波路中に挿入した場合は、多層膜中で光は回折して散逸していくため強い共振状態を実現することができない。よって、導波路中に挿入した多層膜フィルタで、図３の示すような、急峻な波長特性を実現するには、ビームサイズを広げて擬似的にコリメートビームに近い状態を実現すればよい。平面光導波路中のビームサイズについて、基板と水平方向のビームサイズはコア幅を広げることで容易に拡大できる。

しかしながら、基板と垂直方向のビームサイズを拡大することは、プロセス的に負担が大きい。具体的には多層膜フィルタと交差する部分のコア厚を厚くすることで基板と垂直方向のビームサイズを広げることができる。しかしながら厚いコアを堆積することや、そのコアに高さ方向のテーパを形成することは作製工程上負担が大きく、作製コストが高くなる。そこで本発明の一実施形態では、光導波路中のビームサイズを広げる代わりに、多層膜フィルタに光閉じ込め構造を作製することで、高い共振状態を実現する。

（第１の実施形態）
図５に、本発明の第１の実施形態に係る２次元的な面内屈折率分布を有する多層膜フィルタを示す。なお、図５において、ポリイミド基板５１および多層膜５２の面内方向の２方向をｘ、ｙ軸方向とし、高さ方向をｚ軸方向としている。

本実施形態に係る多層膜フィルタ５０の基板としては、膜厚の薄いポリイミド膜を使用している。これは、本実施形態に係る多層膜フィルタ５０が、レンズを用いずに導波路中に挿入して使用することを想定しているため、その際の回折損失を抑制する目的で、数μmの厚みが実現できるポリイミド膜を用いているのである。本実施形態のポリイミド膜厚は５μmとしている。

このようなポリイミド膜からなるポリイミド基板５１には、SiO₂/Ta₂O₅多層膜５２が形成している。この多層膜５２としては、一般的に使用されているSiO₂とTa₂O₅とを積層したものを用いている。この多層膜５２は、イオンアシスト真空蒸着法でポリイミド基板１上に堆積している。多層膜５２の膜厚は２０μmである。多層膜５２を堆積した後、多層膜５２の上面の所定の領域に紫外線を照射することで、その周囲に比べて屈折率が高い領域である高屈折率領域５３を形成し、多層膜中に面内（ｘ、ｙ軸方向）屈折率分布を形成する。

なお、本実施形態では、SiO₂とTa₂O₅との２種類の光学薄膜を積層して多層膜５２を形成しているが、これに限定されない。すなわち、材料の組成や積層する材料の数が本質ではなく、後述のように、多層膜５２に、その周囲よりも高い屈折率の領域を設けることによって面内閉じ込め構造を形成することが重要である。よって、多層膜５２を形成する材料として、他の光学薄膜を用いても良いし、また、光学薄膜数も少なくとも２種類以上あれば良い。

図６（ａ）および（ｂ）に、本実施形態に係る多層膜フィルタの屈折率分布を示す。図６（ａ）は、本実施形態に係る、Ta₂O₅層の面内屈折率分布を示す図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係る、SiO₂層の内屈折率分布を示す図であり、図６（ｃ）は、多層膜の膜厚方向（ｚ軸方向）の屈折率分布を示す図である。

本実施形態では、多層膜５２に含まれる、SiO₂層とTa₂O₅層との双方にそれぞれ、紫外線照射による、面内屈折率分布が形成されている。SiO₂とTa₂O₅層とについて、紫外線を照射した場所とその周辺部との屈折率差は、Ta₂O₅層で0.5％、SiO₂層で0.1％と、両者の間に差が生じている。この面内屈折率分布は、多層膜にほぼ垂直に入射された光を面内方向に閉じ込めることを目的に形成しているため、２つの層の少なくとも何れか一方にのみ形成されていても機能する。

また、本実施形態のように、SiO₂層と、Ta₂O₅層とで屈折率差に違いがあっても機能する。更には、SiO₂層とTa₂O₅層との面内屈折率は、図６（ａ）および（ｂ）に示す矩形型の屈折率分布でも良いし、山形のなだらかな屈折率分布でも構わない。本実施形態において重要なことは、SiO₂層／Ta₂O₅層の面内方向に閉じ込められた光のモードフィールドが、入出力に用いる光導波路のモードフィールドに近いことである。

本実施形態では、屈折率の高い部分が、後述の図８における、光の入射角６°に合わせて、多層膜フィルタ５０の深さ方向（ｚ軸方向）に斜めに形成されるように、上記紫外線を、多層膜５２の面内鉛直方向から入射角６°で照射している。

上述のような面内屈折率分布が形成された多層膜フィルタ５０は、最後にダイシング・ソーでチップに切り出す。多層膜フィルタチップは、最終的に光導波路中に設けた溝に挿入する。その際、光導波路のコアと多層膜５２の高屈折率領域５３（多層膜５２の屈折率が高い部分）との位置合わせが重要である。

このために、本実施形態では、２つの工夫を行った。図７は、この工夫を説明するための多層膜フィルタチップの平面図である。１つ目の工夫は、多層膜フィルタ５０をチップに切り出す際に、チップの端から高屈折率領域５３までの距離が、所定の値になるようにチップの切断を行うことである。ここで、所定の値とは、光導波路中に設けた、チップを挿入するための溝の底から光導波路のコアまでの距離を意味する。なお、チップを挿入するための溝は、導波路のコアを貫通するように形成されている。

こうして形成された、多層膜フィルタチップ７１をチップを挿入するための溝に挿入した際、チップ７１の端を溝に突き当てることで、自動的にコアと高屈折率領域５３の高さ方向の位置合わせが実現される。具体的には、本実施形態では、チップを挿入するための溝の光導波路上面からの深さを150ミクロン、コアの、光導波路の上面からの深さを25ミクロンとしている。よって、溝の底からコアまでの高さは125ミクロンである。このため、多層膜フィルタチップ７１の端（溝と接する側）から高屈折率領域５３までの距離を125ミクロンと設計している。

２つ目の工夫は、紫外線で高屈折率領域５３を形成した際に、その近傍に同じ紫外線を強く当てることで目印としての穴を形成することである。本実施形態では、高屈折率領域５３近傍に紫外線を強く当てることで穴をチップ７１の端に形成した。本実施形態では、この穴をマーカ（位置合わせ用のマーカ）として用いることで、高屈折率領域５３とコアとの位置合わせを行う。図７では、このような位置合わせ用のマーカとして、マーカ７２ａおよび７２ｂが形成されている。実際の位置合わせ時に用いるマーカは、マーカ７２ａである。マーカ７２ｂは、チップ７１の、高屈折率領域５３が形成されている側の隣のチップに、位置合わせ用のマーカを形成する際に形成されたものである。

図８に多層膜フィルタチップが光導波路中に挿入された合分波器の斜視図であり、図９は、図８に示した合分波器の上面図であり、図１０は、図９のＡ−Ａ’線切断断面図である。

図８〜１０において、合分波器８１は、シリコン基板８２、シリコン基板８１上に形成されたクラッド８３、およびクラッド８３に埋め込まれたＹ分岐型の導波路コア８４を備えている。Ｙ分岐型の導波路コア８４の２つに分岐した一方の出力端は反射ポート８７であり、他方の出力端はコモンポート８８である。また、Ｙ分岐型の導波路コア８４の分岐していない方の出力端は透過ポート８９である。

合分波器８１の上面側（クラッド８３）には、導波路コア８４の分岐点において、導波路コア８４の長手方向に略垂直方向に、チップを挿入するための挿入溝８５が形成されている。なお、挿入溝８５の深さは、クラッド８３の上面から導波路コア８４を貫通し、導波路コア８４から距離ｄの位置に溝の底面８６がくるように設定されている。

挿入溝８５には、挿入側の端面から高屈折率領域５３までの距離が距離ｄに設定された、多層膜フィルタチップ７１が挿入されている。多層膜フィルタチップ７１の位置決めは、位置合わせ用のマーカ７２ａによって行う。すなわち、多層膜フィルタチップ７１において、マーカ７２ａは、高屈折率領域５３の垂直上側に形成されているので、マーカ７２ａを導波路コア８４に合うようにチップ７１を挿入溝８５中で移動させて位置決めを行えば、導波路コア８４と高屈折率領域５３との基板面内方向の位置決めを高精度に行うことができる。また、チップ７１の挿入側の端面から高屈折率領域５３までの距離と、導波路コア８４から溝の底面８６までの距離とが距離ｄに設定されているので、導波路コア８４と高屈折率領域５３との高さ方向の位置決めも高精度に行うことができる。

導波路コア８４と高屈折率領域５３との位置決めを行った後に、多層膜フィルタチップ７１を接着剤によって固定する。このように、光導波路に多層膜フィルタチップを挿入することによって光波長フィルタを形成する。このとき、図８〜図１０から分かるように、本実施形態では、多層膜フィルタチップ７１と導波路コア８４との間にレンズは設けられていない。

本実施形態では、導波路コア８４から多層膜フィルタチップ７１に入射した光は、高屈折率領域５３へと入射される。よって、多層膜フィルタチップ７１中では、光は、高屈折率領域によって閉じ込められることになるので、高い共振状態を実現することができる。よって、多層膜フィルタの遮断波長特性の急峻性を向上することが可能となる。

このような構成の合分波器において、コモンポート８８から透過ポート８９及び反射ポート８７への透過波長スペクトルを図１１に示す。本実施形態では、図１１に示されるように、図４の面内屈折率分布を持たない多層膜フィルタを用いた場合に比べて、遮断波長特性が急峻になっていることが分かる。面内屈折率分布の最適化により更に遮断波長特性を急峻にすることも可能である。

このように、本実施形態に係る多層膜フィルタを用いることにより、多層膜フィルタと光導波路との間にレンズを設けなくても、急峻な遮断波長特性を有する集積型合分波フィルタを実現することができる。

（第２の実施形態）
図１２に本発明の第２の実施形態に係る、１次元的な面内屈折率分布を有する多層膜フィルタを示す。本実施形態に係る多層膜フィルタ１２０は基本的に第１の実施形態で用いた多層膜フィルタ５０と同じ構成である。両者の違いは、多層膜５２における、屈折率の高い部分の形状が、第１の実施形態では、２次元的な分布をしているのに対して、本実施形態では、図１２に示すように直線上の１次元的な分布をしている点である。すなわち、図１２に示されるように、その周囲に比べて屈折率が高い領域である高屈折率領域１２１は、多層膜フィルタを光導波路に挿入した際の基板垂直面内の、基板と水平方向に、屈折率分を有している。このように、１次元的な屈折率分布を有する多層膜フィルタの上面図を図１３に示す。それ以外の、膜厚、屈折率を上げる方法等は第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

本実施形態の多層膜フィルタ１２０の構成では、横方向の閉じ込めが無いため、交差導波路に多層膜フィルタを挿入する際、横方向（図１２では、ｘ軸方向）の位置合わせが不要になり、フィルタ挿入作業が大幅に軽減される。本実施形態で重要なことは、導波路コアと、高屈折率領域１２１との位置合わせを高精度に行うために、唯一、チップを挿入するための溝の底面から導波路コアまでの距離と、多層膜フィルタの溝への挿入側の端から高屈折率領域１２１までの距離とが同一であることが必要である。

ただし、本実施形態では、縦方向（図１２では、ｙ軸方向）には閉じ込め効果を有するが、横方向（図１２では、ｘ軸方向）には閉じ込め効果を有さない。よって、このままでは、横方向の回折を抑制することが困難である。そこで、本実施形態では、多層膜フィルタ１２０を挿入する光導波路部分の導波路コアにおいて、導波路コアの幅を、導波路コアの接続部分以外の導波路コアの幅よりも大きくしている。図１４（ａ）は、本実施形態に係る、導波路コアと高屈折率領域との接続部分付近を示す上面図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＢ−Ｂ’線切断断面図である。

図１４（ａ）に示されるように、本実施形態では、導波路コア１４１の、多層膜フィルタの高屈折率領域１４３との接続部においては、テーパ状の導波路コア１４２としている。すなわち、導波路コアにおいて、高屈折率領域１４３との接続部付近の導波路コアの幅を、それ以外の導波路コアの幅よりも広くすることによって、上記接続部の導波路コアの幅を、それ以外の導波路コアの幅よりも広くして、導波路コアの幅方向（図１２では、ｘ軸方向）の回折を抑制している。また、図１４（ｂ）に示されるように、テーパ状の導波路コア１４２の幅は、その高さに比べて広くなっている。通常、導波路コアの幅は、数ミクロン程度であるので、その場合は、上記接続部の導波路コアの幅を20〜30ミクロン程度とすればよい。

本実施形態では、ウエハ状態で多層膜フィルタ１２０に紫外線を照射して１次元的に屈折率の高い部分を形成して、多層膜５２に高屈折率領域１２１を形成する。その後、ダイシングソーにて多層膜フィルタチップに切り出しを行う。この切断時に、多層膜フィルタチップの、溝への挿入側の端から高屈折率領域１２１までの距離が、チップを挿入するための溝底面から導波路コアまでの距離に一致するよう切断を行う。そのように多層膜フィルタ１２０を切断することで、多層膜フィルタチップを溝に挿入しただけで、高屈折率領域１２１がチップの面内の横方向（チップを挿入するための溝の長手方向）に直線上に一次元的に分布しているので、導波路コアと多層膜フィルタチップの高屈折率領域１２１の高さ方向の位置合わせができる。

本実施形態に係る多層膜フィルタチップを、図８のように構成された合分波器に挿入した場合の、コモンポートから透過ポート及び反射ポートへの透過波長スペクトルを図１４に示す。図１５から分かるように、本実施形態では、図４に示す、従来技術の透過スペクトルに比べると、遮断波長特性が急峻になっていることが分かる。

従来の、光アクセスシステムの一例を示す図である。従来の、光アクセスシステムの一例を示す図である。空間でレンズを用いてコリメートした光ビーム中に多層膜フィルタを挿入した場合の遮断波長特性の一例を示す図である。多層膜フィルタを光導波路中に挿入したときの遮断波長特性の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る、多層膜フィルタを示す図である。（ａ）は、本発明の一実施形態に係る、Ta₂O₅層の面内屈折率分布を示す図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る、SiO_２層の面内屈折率分布を示す図であり、(ｃ）は、多層膜の膜厚方向の屈折率分布を示す図である。本発明の一実施形態に係る、光導波路のコアと多層膜の高屈折率領域との位置合わせを説明するための多層膜フィルタチップの平面図である。本発明の一実施形態に係る、多層膜フィルタチップが光導波路中に挿入された合分波器の斜視図である。図８に示した合分波器の上面図である。図９のＡ−Ａ’線切断断面図である。本発明の一実施形態に係る、コモンポートから透過ポート及び反射ポートへの透過波長スペクトルを示す図である。本発明の一実施形態に係る、多層膜フィルタを示す図である。本発明の一実施形態に係る、多層膜フィルタの上面を示す図である。（ａ）は、本発明の一実施形態に係る、導波路コアと高屈折率領域との接続部分付近を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ’線切断断面図である。本発明の一実施形態に係る、コモンポートから透過ポート及び反射ポートへの透過波長スペクトルを示す図である。

符号の説明

５１ポリイミド基板
５２多層膜
５３高屈折率領域

Claims

基板と、
該基板上に形成された、少なくとも２種類の光学薄膜を多層に積層して形成された多層膜であって、前記光学薄膜の少なくとも１種類は、該光学薄膜の少なくとも１種類の面内方向において、所定の領域の屈折率が、該所定の領域の周囲の屈折率よりも高い面内屈折率分布を有する多層膜とを備え、
前記基板の垂直方向に対して所定の角度で、少なくとも前記面内屈折率分布が形成された領域に入射した光が、前記多層膜中に閉じ込められて前記多層膜中を伝搬するようにしたことを特徴とする面内閉じ込め構造を有する多層膜フィルタ。
前記面内屈折率分布は、前記所定の領域の周囲よりも屈折率の高い領域が、前記所定の領域中の所定の一点を中心とした２次元的な分布であることを特徴とする請求項１記載の面内閉じ込め構造を有する多層膜フィルタ。
前記面内屈折率分布は、前記所定の領域の周囲よりも屈折率の高い領域が、直線状の１次元的な分布であることを特徴とする請求項１記載の面内閉じ込め構造を有する多層膜フィルタ。
請求項２記載の多層膜フィルタと、
交差型の光導波路とを備え、
前記光導波路の交差部において、前記光導波路が有する導波路コアの長手方向に略垂直方向に溝が形成されており、
前記多層膜フィルタの前記所定の領域と前記導波路コアとの位置がほぼ一致するように、前記多層膜フィルタが前記溝に挿入されていることを特徴とする光波長フィルタ。
請求項３記載の多層膜フィルタと、
交差型の光導波路とを備え、
前記光導波路の交差部において、前記光導波路が有する導波路コアの長手方向に略垂直方向に溝が形成されており、
前記交差部近傍における前記導波路コアの幅が、前記導波路コアの、前記交差部近傍以外の幅よりも広く、
前記導波路コアの高さと、前記所定の領域の高さとがほぼ一致するように、前記多層膜フィルタが前記幅に挿入されていることを特徴とする光波長フィルタ。