JP2015108819A - 光導波路および光導波路の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミーコアとコアとの間のクロストークを抑制する光導波路を提供する。【解決手段】光導波路は、コア１０４と、ダミーコア１０６と、クラッド部１１６と、層１０２と、を備えている。コア１０４は、層１０２内に設けられている。ダミーコア１０６も、層１０２内に設けられている。またダミーコア１０６は、コア１０４と並置されている。クラッド部１１６は、コア１０４と、ダミーコア１０６との間に設けられている。層１０２は、コア１０４と、ダミーコア１０６と、クラッド部１１６と、を同一層内に含むように設けられている。平面視においてダミーコア１０６の内部には低屈折率領域１０８が設けられている。低屈折率領域１０８の屈折率は、ダミーコア１０６の屈折率よりも低い。【選択図】図２

Description

本発明は、光導波路および光導波路の製造方法に関する。

現在、光導波路の構造として種々のものが開発されている。特許文献１には、光導波路の一例が記載されている。特許文献１の光導波路では、クラッド層の内部に、コアとなる光導波路パターンと、ダミーコアとなるダミーパターンとが形成されている。

特開２００６−３３０５６３号公報

並列するコアを含む光導波路では、光を伝送するコア同士の間隔が広すぎる場合、伝送効率が低下することがあるので、光を伝送するコア同士の間にダミーコアを設けることがある。この場合ダミーコアによって光を伝送するコアとの間でクロストークを発生させることがある。

本発明によれば、
第１コアと、
前記第１コアと並置された第２コアと、
前記第１コアと前記第２コアとの間に設けられたクラッド部と、
前記第１コアと、前記第２コアと、前記クラッド部と、を同一層内に含むように設けられた導波路層と、
を備え、
平面視において前記第２コアの内部には、低屈折率領域が設けられ、前記低屈折率領域の屈折率は、前記第２コアの屈折率よりも低い光導波路が提供される。

本発明によれば、
コア層を選択的に露光することでクラッド部を形成して、前記コア層に、前記クラッド部を介して互いに対向する第１コアおよび第２コアを形成する工程と、
前記コア層を選択的に露光することで平面視において前記第２コアの内部に、前記第２コアの屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率領域を形成する工程と、
を含む光導波路の製造方法が提供される。

本発明によれば、第１コアと第２コアとの間のクロストークを効果的に抑制することができる。

第１の実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 第１の実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 図２の変形例を示す図である。 図２の変形例を示す図である。 図２の変形例を示す図である。 （ａ）は、図２のＡ−Ａ´における断面図であり、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ´における断面図である。 図６の変形例を示す図である。 図６の変形例を示す図である。 図６の変形例を示す図である。 図６に示す光導波路の製造方法を示す断面図である。 図６に示す光導波路の製造方法を示す断面図である。 第２の実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 図１２におけるダミーコアの一部の拡大図である。 第３の実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 図１４におけるダミーコアの一部の拡大図である。 第３の実施形態の第１例に係る光導波路を示す平面図である。 第３の実施形態の第２例に係る光導波路を示す平面図である。 第４の実施形態に係る光導波路を示す平面図である。 第５の実施形態に係る光導波路を示す断面図である。 図１９に示す光導波路の製造方法を示す断面図である。 第６の実施形態に係る光導波路を示す断面図である。 図２１に示す光導波路の製造方法を示す断面図である。 図２１に示す光導波路の製造方法を示す断面図である。 複数の低屈折率領域の配列パターンの第１の変形例を示す平面図である。 複数の低屈折率領域の配列パターンの第２の変形例を示す平面図である。 低屈折率領域の個数と伝搬光の抑制量の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１および図２は、第１の実施形態に係る光導波路１００を示す平面図である。図２は、図１の破線部における拡大図である。

光導波路１００は、コア（第１コア）１０４と、ダミーコア（第２コア）１０６と、クラッド部１１６と、層（導波路層）１０２と、を備えている。コア１０４は、層１０２内に設けられている。ダミーコア１０６も、層１０２内に設けられている。またダミーコア１０６は、コア１０４と並置されている。クラッド部１１６は、コア１０４と、ダミーコア１０６との間に設けられている。層１０２は、コア１０４と、ダミーコア１０６と、クラッド部１１６と、を同一層内に含むように設けられている。平面視においてダミーコア１０６の内部には低屈折率領域１０８が設けられている。低屈折率領域１０８の屈折率は、ダミーコア１０６の屈折率よりも低い。以下、光導波路１００の詳細について説明する。

まず、図１および図２を用いて、光導波路１００の平面レイアウトについて説明する。図１および図２に示す例では、ｘ軸方向が、コア１０４およびダミーコア１０６の導波方向となる。光導波路１００は、複数のコア１０４と、複数のダミーコア１０６と、ダミーコア１０６ａと、ダミーコア１０６ｂと、を備えている。コア１０４およびダミーコア１０６は、ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂとともに、ｙ軸方向に沿って並置されている。いずれのコア１０４も、ｙ軸方向において、ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂの内側に設けられている。各ダミーコア１０６（ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂを含めて）には、複数の低屈折率領域１０８が設けられている。

各コア１０４は、コア１０４およびダミーコア１０６の配列方向（図１および図２に示す例では、ｙ軸方向）において、ダミーコア１０６によって挟まれている。同時に、互いに隣接するコア１０４は、コア１０４およびダミーコア１０６の配列方向（図１および図２に示す例では、ｙ軸方向）において、複数のダミーコア１０６を介して対向している。

図１に示す例では、コア１０４およびダミーコア１０６のｘ軸方向の一端は、ｙ軸方向に沿ってそろっている。またコア１０４およびダミーコア１０６のｘ軸方向の他端も、ｙ軸方向に沿ってそろっている。同時に、コア１０４およびダミーコア１０６は、ｘ軸方向の一端から他端にかけて途切れることなく連続的に延在している。

ここで、ダミーコア１０６の一部（ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂ）は、その延在長さが、コアや他のダミーコアよりも短くなっている。すなわち、ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂのｘ軸方向における一端は、これら以外のコア１０４およびダミーコア１０６のｘ軸方向の一端よりも、ｘ軸方向に関して内側に位置している。ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂのｘ軸方向における他端も、これら以外のコア１０４およびダミーコア１０６のｘ軸方向の他端よりも、ｘ軸方向に関して内側に位置している。このように、コア１０４およびダミーコア１０６からなる導波路群のｘ軸方向端部に対して、ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂのｘ軸方向端部が、内側に後退して形成されているため、コア１０４が形成されている領域を正確に把握することができる。なお、ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂの各々の数は、図１に示す例では１であるが、これに限られない。例えば、ダミーコア１０６ａおよびダミーコア１０６ｂの各々の数は、２以上であってもよい。

図１および図２に示す例では、コア１０４のｙ軸方向の幅は、ダミーコア１０６のｙ軸方向の幅と等しい。ただし、コア１０４のｙ軸方向の幅はこれに限られることなく、例えば、ダミーコア１０６のｙ軸方向の幅よりも広くてもよいし、または狭くてもよい。

各ダミーコア１０６において、複数の低屈折率領域１０８は、ダミーコア１０６の導波方向（図１および図２に示す例では、ｘ軸方向）に沿って互いに離間して設けられている。低屈折率領域１０８同士の間隔は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。図２に示す例では、複数の低屈折率領域１０８は、ダミーコア１０６の中心線上に周期的に配列されている。

各ダミーコア１０６に設けられた低屈折率領域１０８は、コア１０４およびダミーコア１０６の配列方向（図１および図２に示す例では、ｙ軸方向）に沿って配列されている。ｙ軸方向に沿って配列された低屈折率領域１０８同士の間隔は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。図２に示す例では、各ダミーコア１０６に設けられた低屈折率領域１０８は、ｙ軸方向の一直線上に周期的に配列されている。

低屈折率領域１０８の縁部（外郭線）は、図２に示すように、平面視において、円状に形成されている。なお、平面視における低屈折率領域１０８の縁部（外郭線）の形状は円に限られず、任意の図形とすることができる。ただし、低屈折率領域１０８の縁部（外郭線）は、ダミーコア１０６の導波方向に対して斜めに交差する部分を含むことが好ましい。すなわち、低屈折率領域１０８の縁部（外郭線）は、ダミーコア１０６の導波方向に対して直交する辺を含む矩形とするよりも、例えば図２から図４に示すようにダミーコア１０６の導波方向に対して斜めに交差する部分が曲線状に形成され、または図５に示すようにダミーコア１０６の導波方向に対して斜めに交差する辺を有する形状とすることが好ましい（低屈折率領域１０８の縁部（外郭線）の効果については後述する。）。図３から図５は、図２の変形例を示す図である。

図３に示す例では、低屈折率領域１０８の縁部は、平面視において、楕円状に形成されている。

図４に示す例では、低屈折率領域１０８の縁部は、平面視において、角が丸められた矩形状に形成されている。

図５に示す例では、低屈折率領域１０８の縁部は、平面視において、台形状に形成されている。なお、図５に示す例では、低屈折率領域１０８の台形は、上辺および下辺がｘ軸に平行になるように配置されている。

次に、光導波路１００の断面レイアウトについて図６を用いて説明する。図６（ａ）は、図２のＡ−Ａ´における断面図である。図６（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ´における断面図である。光導波路１００は、層１０２にくわえて、コア１０４よりも低屈折率の第１クラッド層１１２および第２クラッド層１１４を備えている。第１クラッド層１１２および第２クラッド層１１４は、層１０２と接して層１０２を挟むように設けられている。層１０２は、コア１０４と、ダミーコア１０６と、クラッド部１１６と、を含んでいる。クラッド部１１６は、コア１０４とダミーコア１０６との間、および、ダミーコア１０６同士の間のそれぞれに設けられている。

コア１０４およびダミーコア１０６の屈折率は、第１クラッド層１１２、クラッド部１１６および第２クラッド層１１４の屈折率よりも高い。このため、コア１０４およびダミーコア１０６を導波する光は、それぞれ、コア１０４およびダミーコア１０６の内部に閉じ込められる。

低屈折率領域１０８は、ダミーコア１０６の上面から下面にわたって途切れることなく連続的に形成されている。すなわち、低屈折率領域１０８の上面とダミーコア１０６の上面は同じ水準に位置し、低屈折率領域１０８の下面とダミーコア１０６の下面も同じ水準に位置している。この結果、低屈折率領域１０８、ダミーコア１０６、コア１０４およびクラッド部１１６の上面および下面は、いずれも面一に形成される。このようにすることで、ダミーコア１０６内の光の伝搬を効果的に抑制することができる。なお、低屈折率領域１０８の上面とダミーコア１０６の上面は異なる水準に位置していてもよい。同様に、低屈折率領域１０８の下面とダミーコア１０６の下面も異なる水準に位置していてもよい。なお、図６に示す例では、低屈折率領域１０８には特定の材料が形成されている。

コア１０４、ダミーコア１０６、低屈折率領域１０８、第１クラッド層１１２、第２クラッド層１１４およびクラッド部１１６の材料の例には、高分子化合物が含まれるが、これに限られない。例えば、低屈折率領域１０８の材料は、ダミーコア１０６の屈折率よりも低い屈折率を有するものであれば、どのような材料であってもよい。具体的には、低屈折率領域１０８は、クラッド部１１６と同じ材料によって形成されていてもよい。この場合、低屈折率領域１０８と、クラッド部１１６とは、略等しい屈折率を有する。

図７は、図６に示した構造の変形例を示す。図７の例では、図６における第２クラッド層１１４が設けられておらず、コア１０４の上面が露出している。このような構造であっても、コア１０４の屈折率は空気の屈折率よりも高いため、コア１０４内に光が閉じ込められることになる。さらに層１０２の上面には、保護層（例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ））が、図６に示した第２クラッド層１１４と同様の配置で、設けられていてもよい。この場合保護層の屈折率は、特に限定されず、例えば、第２クラッド層１１４と同様にコア１０４の屈折率よりも低い。

図８は、図６に示した構造の変形例を示す。図８の例では、図６における第１クラッド層１１２および第２クラッド層１１４が設けられておらず、コア１０４の上面および下面が露出している。このような構造であっても、コア１０４の屈折率は空気の屈折率よりも高いため、コア１０４内に光が閉じ込められることになる。なお、図８に示す例では、層１０２は、基板（例えば、シリコン基板、ガラス基板またはプラスチック基板）の上に載置されてもよい。さらに層１０２の上面および下面には、保護層（例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ））が、図６に示した第１クラッド層１１２および第２クラッド層１１４と同様の配置で、設けられていてもよい。この場合保護層の屈折率は、特に限定されず、第１クラッド層１１２および第２クラッド層１１４と同様に、例えば、コア１０４の屈折率よりも低い。

低屈折率領域１０８は、図９に示すように形成されていてもよい。図９は、図６の変形例を示す図である。図６に示す例では、低屈折率領域１０８は、平面視において、パターン（図６に示す例では、円）の外縁だけでなく、パターンの外縁の内側にも形成されている。これに対して図９に示す例では、低屈折率領域１０８は、平面視において、パターン（図９に示す例では、円）の外縁にのみ形成され、パターンの外縁の内側には形成されていない。すなわち、図９に示す例では、低屈折率領域１０８は、平面視において中空状のパターンを形成している。なお、図９に示す例において低屈折率領域１０８によって平面視で囲まれている領域の内側には、ダミーコア１０６と同じ材料が設けられている。

次に、図６に示す光導波路１００の製造方法について、図１０および図１１を用いて説明する。図１０および図１１は、図６に示す光導波路１００の製造方法を示す断面図である。なお、以下に示す光導波路１００の製造方法の例では、特開２００６−３２３３１８号公報に示されるように、層１０２を構成する材料に含まれるモノマー（例えば、ノルボルネン系モノマー、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマー、スチレン系モノマー）に活性放射線（例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光、電子線またはＸ線）を照射して反応物を生成させることで、コア１０４およびダミーコア１０６（高屈折率領域）と、クラッド部１１６および低屈折率領域１０８（低屈折率領域）とで屈折率差を生じさせる。ただし光導波路１００の製造方法は、この方法に限られず、その他の方法を用いてもよい。

まず、図１０に示すように、第１クラッド層１１２の上面に接するように層（コア層）１０２を形成する。図１０に示される例では、層１０２は、層１０２を構成するワニスを第１クラッド層１１２の上面に塗布し、当該ワニスを硬化（固化）することで形成される。また層１０２を構成する材料は、ポリマーと、モノマーと、当該モノマーの反応（例えば、重合反応または架橋反応）を開始させる触媒前駆体と、当該触媒前駆体の活性化温度（モノマーに反応を生じさせる温度）を低下させる助触媒と、を含んでいる。

次に、図１１に示すように露光工程を行う。すなわち、フォトマスク２０２を用い、層１０２の特定の部分に選択的に活性放射線（例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザ光、電子線またはＸ線）を照射する。層１０２に含まれる助触媒は活性放射線の作用により、反応（結合）または分解して、カチオン（プロトンまたは他の陽イオン）と、弱配位アニオン（ＷＣＡ）と、を遊離（発生）する。これらのカチオンまたは弱配位アニオンは、触媒前駆体の分子構造に変化（分解）を生じさせ、触媒前駆体の活性化温度を低下させる。

次に、層１０２を加熱する。層１０２の加熱によって触媒前駆体が活性化してモノマーの反応（例えば、重合反応または架橋反応）を開始させる。モノマーの反応が進行すると、活性放射線の照射領域内におけるモノマー濃度が徐々に低下するとともに、モノマーとポリマーとの反応物の濃度が徐々に上昇する。この結果、活性放射線の照射領域内の屈折率は当該反応物の影響を受けることになり、低いものとなる。一方、活性放射線の未照射領域では、当該領域から活性放射線の照射領域にモノマーが拡散することにより、モノマー濃度が徐々に低下する。この結果、活性放射線の未照射領域の屈折率は、ポリマーの影響を受けることになり、高いものになる。

以上のようにして、活性放射線の照射領域が低屈折率領域１０８およびクラッド部１１６となるとともに、活性放射線の光未照射領域がコア１０４およびダミーコア１０６となる。このように、低屈折率領域１０８、クラッド部１１６、コア１０４およびダミーコア１０６は同時に形成することができる。

次に、層１０２の上に第２クラッド層１１４を形成する。このようにして図６に示す光導波路１００を製造する。なお、フォトマスク２０２の形状を変えれば、図９に示す光導波路１００も、図６に示す光導波路１００と同様に製造することができる。

次に、本実施形態の作用および効果について説明する。コア１０４とダミーコア１０６とが隣接して配置されている。ダミーコア１０６の内部には、低屈折率領域１０８が設けられているため、光がダミーコア１０６の内部を伝搬しても、光は低屈折率領域１０８によって拡散される。この結果、コア１０４とダミーコア１０６との間のクロストークを効果的に抑制することができる。

なお、光の拡散は低屈折率領域１０８の外縁において主に生じる。このため、ダミーコア１０６と同じ材料が図９に示すように低屈折率領域１０８によって囲まれる領域の内側に設けられていても、図６に示す例と同様の効果が得られる。本実施形態では、ダミーコア１０６の屈折率と低屈折率領域１０８の屈折率との差は特に限定されないが、光の拡散という観点では、ＮＡ≧０．０５であることが好ましい。

図２から図５に示す例では、低屈折率領域１０８の縁部は、ダミーコア１０６の導波方向（図２から図５に示す例では、ｘ軸方向）に対して斜めに交差する部分を含んでいる。ダミーコア１０６を伝搬する光は、低屈折率領域１０８の縁部に直交するように当たるよりも、低屈折率領域１０８の縁部に斜交するように当たる方が拡散されやすい。このため、図２から図５に示す例では、ダミーコア１０６の内部の光を効果的に拡散させることができる。

なお、図５に示す例では、ダミーコア１０６の導波方向（図中、ｘ軸方向）に沿って隣接する台形の低屈折率領域１０８同士では、台形の上辺および下辺の位置関係が逆になっている。このような低屈折率領域１０８のレイアウトにおいては、ダミーコア１０６の導波方向（図中、ｘ軸方向）に対する低屈折率領域１０８の傾きが、ダミーコア１０６の導波方向に沿って隣接する低屈折率領域１０８同士で異なることになる。この場合、ダミーコア１０６の導波方向に沿って隣接する低屈折率領域１０８同士において、異なる方向に光を拡散させることが可能になると考えられる。この結果、ダミーコア１０６の導波方向に対する低屈折率領域１０８の傾きがダミーコア１０６の導波方向に沿って隣接する低屈折率領域１０８同士で同じレイアウトと比較して、図５に示す例のレイアウトでは、より効果的に光を拡散することが期待される。

くわえて、本実施形態では、光導波路１００の検査において、コア１０４と、ダミーコア１０６と、を識別するのが容易となる。光導波路１００の品質検査において、光導波路１００の一端に均一な光を一括に照射することがある（ＪＰＣＡ規格「光配線板の光導通検査方法」ＪＰＣＡ−ＰＥ０２−０５−０３Ｓ−２０１０に準ずる測定方法（光テスター方式））。このような方式では、ダミーコア１０６に低屈折率領域１０８が設けられていない場合、ダミーコア１０６はコア１０４とともに光ることになる。この場合、コア１０４とダミーコア１０６との区別をするのが困難である。これに対して本実施形態では、ダミーコア１０６に低屈折率領域１０８が設けられている。この結果、低屈折率領域１０８が光テスター方式の検査において光ることを効果的に抑制することができる。このため本実施形態では、コア１０４と、ダミーコア１０６との識別が容易となる。

（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係る光導波路１００を示す平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。図１３は、図１２におけるダミーコア１０６の一部の拡大図である。なお図１３では、ダミーコア１０６の中心線が破線によって表示されている。本実施形態は、低屈折率領域１０８のレイアウトを除いて、第１の実施形態と同様である。具体的には、本実施形態では、ダミーコア１０６の導波方向（図１２および図１３に示す例では、ｘ軸方向）に沿って隣接している低屈折率領域１０８は、平面視において、ダミーコア１０６の中心に対する変位が互いに異なっている。図１３に示す例では、ダミーコア１０６の導波方向に沿って配列された複数の低屈折率領域１０８は、各低屈折率領域１０８の中心が、ダミーコア１０６の導波方向に延在するジグザグ線（図１３では、一点鎖線として表示）の折れ曲がり部分に位置するように配置されている。

本実施形態の作用および効果について、図２のように複数の低屈折率領域１０８がダミーコア１０６の導波方向に一直線上に配列されている場合と比較して説明する。本実施形態では、ダミーコア１０６の長手方向各位置の導波路断面を導波方向に射影させて得られる図形において、複数の低屈折率領域１０８の射影部分の占める面積比率が、図２の例に比べて高い値となる。すなわち、本実施形態によれば、図２の例に比べて、低屈折率領域１０８による導波光の遮断（拡散）効率を高めることができる。これにより、コア１０４とダミーコア１０６との間のクロストークを、より一層効果的に抑制することができる。

（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態に係る光導波路１００を示す平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。図１５は、図１４におけるダミーコア１０６の一部の拡大図である。なお図１５では、ダミーコア１０６の中心線が破線によって表示されている。本実施形態は、低屈折率領域１０８のレイアウトを除いて、第１の実施形態と同様である。具体的には、本実施形態では、各ダミーコア１０６において低屈折率領域１０８は、平面視において、蛇行しながらダミーコア１０６の導波方向（図１４および図１５に示す例では、ｘ軸方向）に延在している蛇行パターンを構成している。図１５に示す例では、平面視でダミーコア１０６の中心に対する蛇行パターンの変位が、ダミーコア１０６の導波方向（図１５に示す例では、ｘ軸方向）に沿って周期的に変化している。この場合の蛇行パターンの変位ｙ＝ｆ（ｘ）は、周期的な関数（例えば、三角関数）によって表示されるものとしてもよい。

低屈折率領域１０８が形成される範囲について図１６および図１７を用いて説明する。図１６および図１７は、それぞれ、第３の実施形態の第１例および第２例に係る光導波路１００を示す平面図であり、第１の実施形態の図１に対応する。なお、図１６および図１７の破線部における拡大図が、図１４である。図１６および図１７に示す例では、一点鎖線で表示する範囲において低屈折率領域１０８が形成されている。

図１６に示す第１例では、低屈折率領域１０８の蛇行パターンが、一点鎖線で表示する範囲において途切れることなく連続的に形成されている。

これに対して図１７に示す第２例では、低屈折率領域１０８の蛇行パターンが設けられている領域がダミーコア１０６の導波方向（図１７に示す第２例では、ｘ軸方向）に沿って断続的に配列されている。さらに図１７に示す第２例では、蛇行パターンが断続的に形成されている領域（図１７において一点鎖線で表示されている領域）が、ダミーコア１０６の導波方向に沿って周期的に設けられている。

本実施形態の作用および効果について、低屈折率領域１０８がダミーコア１０６の導波方向に沿って直線状に形成されている場合と比較して説明する。本実施形態では、ダミーコア１０６の長手方向各位置の導波路断面を導波方向に射影させて得られる図形において、低屈折率領域１０８の射影部分の占める面積比率が、低屈折率領域１０８が直線状に形成されている上記例に比べて高い値となる。すなわち、本実施形態によれば、低屈折率領域１０８が直線状に形成されている上記例に比べて、低屈折率領域１０８による導波光の遮断（拡散）効率を高めることができる。これにより、コア１０４とダミーコア１０６との間のクロストークを、より一層効果的に抑制することができる。

（第４の実施形態）
図１８は、第４の実施形態に係る光導波路１００を示す平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。本実施形態は、低屈折率領域１０８のレイアウトを除いて、第３の実施形態と同様である。具体的には、本実施形態では、低屈折率領域１０８が、図１４に示す蛇行パターン（第１蛇行パターン）にくわえて、平面視においてダミーコア１０６の導波方向（図１８に示す例では、ｘ軸方向）に延在しているもう一つの蛇行パターン（第２蛇行パターン）を構成している。これら第１蛇行パターンと、第２蛇行パターンとは、互いに交差しつつ、ダミーコア１０６の導波方向（図１８に示す例では、ｘ軸方向）に沿って延在している。図１８に示す例では、第１蛇行パターンと第２蛇行パターンとは、ダミーコア１０６の中心に関して対称にある。なお、低屈折率領域１０８は、第１蛇行パターンおよび第２蛇行パターンが形成されている部分にのみ形成されていてもよいし、平面視で第１蛇行パターンおよび第２蛇行パターンによって囲まれる領域４０２にも形成されていてもよい。

本実施形態においても、低屈折率領域１０８によって光を拡散させることができる。このため、本実施形態においても、第３の実施形態と同様の効果が得られる。

（第５の実施形態）
図１９は、第５の実施形態に係る光導波路１００を示す断面図であり、第１の実施形態の図６に対応する。本実施形態は、断面レイアウトを除いて、第１の実施形態と同様であり、本実施形態に係る光導波路１００の平面図は、例えば図１から図３に示されるものと同様である。本実施形態では、図１９に示すように、層１０２は、コア１０４およびダミーコア１０６の上面および側面を覆うように設けられている。すなわち、本実施形態では、層１０２の一部が、コア１０４とダミーコア１０６との間と、ダミーコア１０６同士の間と、低屈折率領域１０８とに埋め込まれている。この場合、層１０２のうち、コア１０４とダミーコア１０６との間に挟まれている部分と、ダミーコア１０６同士の間に挟まれている部分とが、クラッド部１１６となる。同時に、層１０２のうち、ダミーコア１０６の内側に埋め込まれている部分が、低屈折率領域１０８となる。このように本実施形態では、層１０２が、図６に示す例における層１０２、第２クラッド層１１４および低屈折率領域１０８の機能を果たしている。すなわち、本実施形態では、図６に示す例におけるクラッド部１１６と、第２クラッド層１１４と、低屈折率領域１０８とが同一の材料により形成され、かつ、一体的に形成されている。本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図１９に示す光導波路１００の製造方法について、図２０を用いて説明する。図２０は、図１９に示す光導波路１００の製造方法を示す断面図である。本実施形態では、層１０２を図１０に示すように形成した後、層１０２を図２０に示すようにパターニングする。この結果、コア１０４およびダミーコア１０６が図２０に示すように形成される。パターニングでは、例えば、リソグラフィ（例えば、フォトリソグラフィまたは電子線リソグラフィ）によって層１０２を直接現像し、または層１０２の上にレジストパターンを形成して、当該レジストパターンをマスクとしてＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）によって層１０２をパターニングする。次に、層１０２をコア１０４およびダミーコア１０６の上に形成する。このようにして図１９に示す光導波路１００を製造する。

（第６の実施形態）
図２１は、第６の実施形態に係る光導波路１００を示す断面図であり、第１の実施形態の図６に対応する。本実施形態は、断面レイアウトを除いて、第１の実施形態と同様であり、本実施形態に係る光導波路１００の平面図は、例えば図１から図３に示されるものと同様である。本実施形態では、図２１に示すように、層１０２の表面に設けられた溝に埋め込まれるようにコア１０４およびダミーコア１０６が設けられている。この場合、層１０２のうち、コア１０４とダミーコア１０６との間に挟まれている部分と、ダミーコア１０６同士の間に挟まれている部分とが、クラッド部１１６となる。同時に、層１０２のうち、ダミーコア１０６の内側に埋め込まれている部分が、低屈折率領域１０８となる。このように本実施形態では、層１０２が、図６に示す例における層１０２、第１クラッド層１１２および低屈折率領域１０８の機能を果たしている。すなわち、本実施形態では、図６に示す例におけるクラッド部１１６と、第１クラッド層１１２と、低屈折率領域１０８とが同一の材料により形成され、かつ、一体的に形成されている。本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

図２１に示す光導波路１００の製造方法について、図２２および図２３を用いて説明する。図２２および図２３は、図２１に示す光導波路１００の製造方法を示す断面図である。図２１に示す例では、層１０２の表面を図２２に示すように凹凸化する。凹凸化では、例えば、所定の型（スタンパ）を層１０２の表面に押し当てることで層１０２の表面を凹凸化する。この結果、層１０２の表面には、図２２に示すように溝が形成される。同時に、低屈折率領域１０８およびクラッド部１１６が図２２に示すように形成される。次に、図２３に示すように、コア１０４およびダミーコア１０６を層１０２の表面の溝に埋め込む。次に、層１０２の上に第２クラッド層１１４を形成する。このようにして図２１に示す光導波路１００を製造する。

図２４は、複数の低屈折率領域１０８の配列パターンの第１の変形例を示す平面図である。本図に示す例では、各ダミーコア１０６において、複数の低屈折率領域１０８がダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）に沿って配置されている。詳細には、各ダミーコア１０６では、複数の低屈折率領域１０８のうちの一部が領域群１１８を構成している。そして各ダミーコア１０６では、複数の領域群１１８がダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）に沿って周期的に配置されている。そして本図に示す例では、ダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）に直交する方向（本図中ｙ方向）から見た場合、一のダミーコア１０６に含まれる領域群１１８は、この一のダミーコア１０６に隣り合うダミーコア１０６に含まれる領域群１１８と部分的に重なっている。

各領域群１１８では、複数の低屈折率領域１０８がダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）に沿って配置されている。本図に示すように、各領域群１１８は、上記延伸方向（本図中ｘ方向）で互いに逆側に位置する低屈折率領域１０８（Ａ１），１０８（Ａ２）に上記延伸方向（本図中ｘ方向）で異なる間隔で隣接する低屈折率領域１０８（Ａ３）を備えている。この場合において、本図に示すように、低屈折率領域１０８（Ａ１）と低屈折率領域１０８（Ａ３）の間隔をＧ１とし、かつ低屈折率領域１０８（Ａ２）と低屈折率領域１０８（Ａ３）の間隔をＧ２（Ｇ２＞Ｇ１）としたとき、Ｇ１及びＧ２は、例えば、１．５≦Ｇ２／Ｇ１≦３．０を満たす。このように、各領域群１１８では、互いに隣り合う低屈折率領域１０８の間隔が位置によって異なっている。

なお、ダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）で互いに隣り合う領域群１１８に含まれる複数のダミーコア１０６の配置間隔は、これらの領域群１１８の間の領域を介して隣り合うダミーコア１０６の配置間隔（本図中において間隔ＧＧ）が最大となる。具体的には、本図に示す例では、上記した間隔Ｇ２及び上記した間隔ＧＧがＧ２＜ＧＧを満たしている。これにより、互いに異なる領域群１１８を識別することができる。

図２５は、複数の低屈折率領域１０８の配列パターンの第２の変形例を示す平面図である。本図は、図２４に示した領域群１１８の拡大図の変形例を示す図に相当する。本図に示す例において、ダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）で互いに隣り合う低屈折率領域１０８は、ダミーコア１０６の延伸方向に直交する方向（本図中ｙ方向）で互いにずれて配置されている。特に本図に示す例では、ダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）に沿って互いに隣り合って配置された３つ以上の低屈折率領域１０８が、ダミーコア１０６の延伸方向（本図中ｘ方向）から見た場合、互いに異なる位置に中心を有している。これにより、ダミーコア１０６を導波する光が低屈折率領域１０８に当たる確率を高いものにすることができる。

（実施例）
図２に示した光導波路１００を製造した。コア１０４及びダミーコア１０６の幅は４５μｍとした。コア１０４及びダミーコア１０６の配置間隔（ピッチ）は、６２．５μｍとした。コア１０４及びダミーコア１０６の長さは、１００ｍｍとした。低屈折率領域１０８の平面形状は円であり、低屈折率領域１０８の個数が９８個、１９９個、及び３９９個の３条件で光導波路１００を製造した。各条件における低屈折率領域１０８のピッチは、個数９８個の場合１０００μｍ、個数１９９個の場合５００μｍ、及び個数３９９個の場合２５０μｍとした。そして上記した３条件それぞれについて、低屈折率領域１０８の直径が２０μｍ、３０μｍ、及び４０μｍの３条件で光導波路１００を製造した。

上記した条件で製造した光導波路１００のコア１０４及びダミーコア１０６の一端側から光導波路１００に光を入射させた。この場合の入射光の開口数ＮＡは０．２に相当するものとした。そしてコア１０４及びダミーコア１０６の他端側で観測される光強度からダミーコア１０６での伝搬光の抑制量を調べた。この抑制量は、
抑制量［ｄＢ］＝−１０ｌｏｇ_１０（Ａ_{ｄｕｍｍｙ}／Ａ_ｃｏｒｅ） （１）
によって定義される。ただし、Ａ_{ｄｕｍｍｙ}は、ダミーコア１０６の他端側で観測される光強度を示し、Ａ_ｃｏｒｅは、コア１０４の他端側で観測される光強度を示す。

図２６は、本実施例に係る光導波路１００の低屈折率領域１０８の個数と上記した抑制量の関係を示すグラフである。本図に示すように、低屈折率領域１０８の数が増加するにしたがって、抑制量が増加している。これより、低屈折率領域１０８が、ダミーコア１０６での伝搬光の抑制に寄与しているといえる。さらに本図に示すように、低屈折率領域１０８の数が９８個及び３９９個の場合は低屈折率領域１０８の直径が増加するにしたがって、抑制量が増加している。これより、ダミーコア１０６に占める低屈折率領域１０８の幅が広いほどダミーコア１０６での伝搬光が効果的に抑制される傾向があるといえる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

１００ 光導波路
１０２ 層
１０４ コア
１０６ ダミーコア
１０６ａ ダミーコア
１０６ｂ ダミーコア
１０８ 低屈折率領域
１１２ 第１クラッド層
１１４ 第２クラッド層
１１６ クラッド部
１１８ 領域群
２０２ フォトマスク
４０２ 領域

Claims (18)

1. 第１コアと、
   前記第１コアと並置された第２コアと、
   前記第１コアと前記第２コアとの間に設けられたクラッド部と、
   前記第１コアと、前記第２コアと、前記クラッド部と、を同一層内に含むように設けられた導波路層と、
   を備え、
   平面視において前記第２コアの内部には、低屈折率領域が設けられ、前記低屈折率領域の屈折率は、前記第２コアの屈折率よりも低い光導波路。
2. 請求項１に記載の光導波路であって、
   前記導波路層を挟むように設けられた第１クラッド層および第２クラッド層をさらに備える光導波路。
3. 請求項２に記載の光導波路であって、
   前記クラッド部と、前記第１クラッド層および前記第２クラッド層のいずれかの層とが同一材料により形成され、かつ、一体的に形成されている光導波路。
4. 請求項１または２に記載の光導波路であって、
   前記低屈折率領域の上面または下面は、前記第２コアの上面または下面とそれぞれ同じ水準に位置する光導波路。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の光導波路であって、
   前記クラッド部と、前記低屈折率領域とは、略等しい屈折率を有する光導波路。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の光導波路であって、
   前記低屈折率領域の縁部は、前記第２コアの導波方向に対して斜めに交差する部分を含む光導波路。
7. 請求項６に記載の光導波路であって、
   前記低屈折率領域の縁部は、前記第２コアの導波方向に対して斜めに交差する前記部分が曲線状に形成されている光導波路。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の光導波路であって、
   前記低屈折率領域の縁部は、平面視において、円状または楕円状に形成されている光導波路。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の光導波路であって、
   複数の前記低屈折率領域が前記第２コアの導波方向に沿って互いに離間して設けられ、
   前記第２コアの導波方向に沿って隣接している前記低屈折率領域は、平面視において、前記第２コアの中心に対する変位が互いに異なっている光導波路。
10. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の光導波路であって、
    前記低屈折率領域は、平面視において、蛇行しながら前記第２コアの導波方向に延在している蛇行パターンを構成している光導波路。
11. 請求項１０に記載の光導波路であって、
    平面視において前記第２コアの中心に対する前記蛇行パターンの変位が、前記第２コアの導波方向に沿って周期的に変化している光導波路。
12. 請求項１０または１１に記載の光導波路であって、
    前記蛇行パターンが設けられている領域が前記第２コアの導波方向に沿って断続的に配列されている光導波路。
13. 請求項１０から１２のいずれか一項に記載の光導波路であって、
    前記低屈折率領域は、平面視において、蛇行しながら前記第２コアの導波方向に延在している他の蛇行パターンをさらに構成しており、
    前記蛇行パターンと、前記他の蛇行パターンとは互いに交差しつつ、前記第２コアの導波方向に延在している光導波路。
14. 請求項１３に記載の光導波路であって、
    前記低屈折率領域は、平面視で前記蛇行パターンおよび前記他の蛇行パターンによって囲まれる領域にも形成されている光導波路。
15. 請求項１から１４までのいずれか一項に記載の光導波路であって、
    複数の前記第１コアと、複数の前記第２コアとが、並置され、
    各第１コアは、前記第１コアおよび前記第２コアの配列方向において、前記第２コアによって挟まれている光導波路。
16. 請求項１５に記載の光導波路であって、
    互いに隣接する前記第１コアは、前記第１コアおよび前記第２コアの配列方向において、複数の前記第２コアを介して対向している光導波路。
17. 請求項１５または１６に記載の光導波路であって、
    各第２コアに設けられた前記低屈折率領域が、前記第１コアおよび前記第２コアの配列方向に沿って配列されている光導波路。
18. コア層を選択的に露光することでクラッド部を形成して、前記コア層に、前記クラッド部を介して互いに対向する第１コアおよび第２コアを形成する工程と、
    前記コア層を選択的に露光することで平面視において前記第２コアの内部に、前記第２コアの屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率領域を形成する工程と、
    を含む光導波路の製造方法。

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