JP2018101004A - 光分岐導波路及び光モジュール - Google Patents

光分岐導波路及び光モジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2018101004A
JP2018101004A JP2016245526A JP2016245526A JP2018101004A JP 2018101004 A JP2018101004 A JP 2018101004A JP 2016245526 A JP2016245526 A JP 2016245526A JP 2016245526 A JP2016245526 A JP 2016245526A JP 2018101004 A JP2018101004 A JP 2018101004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
waveguide
optical waveguide
opening
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016245526A
Other languages
English (en)
Inventor
菅間　明夫
Akio Sugama
明夫 菅間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2016245526A priority Critical patent/JP2018101004A/ja
Priority to US15/817,789 priority patent/US10429583B2/en
Publication of JP2018101004A publication Critical patent/JP2018101004A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/125—Bends, branchings or intersections
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/34—Optical coupling means utilising prism or grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

【課題】光路を簡易に分岐することが可能な光分岐導波路及び光モジュールを提供すること。【解決手段】基板４１と、基板４１の上に設けられた第１の光導波路４３ａと、基板４１の上に設けられ、第１の光導波路４３ａに近接した第２の光導波路４３ｂと、第１の光導波路４３ａの第１の部位P1と第２の光導波路４３ｂの第２の部位P2の一方を覆い、かつ他方に重なる開口４７ａを備えたクラッド層４７とを有し、第１の部位P1における第１の光導波路４３ａの等価屈折率と、第２の部位P2における第２の光導波路４３ｂの等価屈折率が、開口４７ａに樹脂４９が存在する状態と存在しない状態のいずれか一方のときに等しくなる光分岐導波路４０による。【選択図】図４

Description

本発明は、光分岐導波路及び光モジュールに関する。
光通信技術は、大容量の情報を高速で伝送することが可能なため、長距離の基幹通信システムにおいては既に実用化されている。
また、光ファイバにより複数の計算機同士を接続したり、計算機内部の配線基板同士を光ファイバで接続したりする技術も開発されている。その技術においては、光ファイバに接続された光トランシーバ等の光モジュールにおいて光信号から電気信号への変換が行われる。
光モジュールには光信号を伝送するための光導波路が設けられるが、光導波路を複数の光路に分岐するデバイスは光分岐導波路と呼ばれる。その光分岐導波路を利用することにより光路のバリエーションを増やすことが可能となる。
しかしながら、光路を簡易に分岐することが可能な光分岐導波路はいまだに開発されていない。
特開平１０−１８６１５３号公報 特開昭６３−７０２１９号公報 特開２０１２−１８１４３３号公報 特開２０１１−１９１６４７号公報 国際公開第２０１６／０５２３４３号 LUXTERA社、"Light source approach for silicon photonics transceivers"、[online]、２０１６年１１月８日検索、インターネット（URL: <http://www.ecoc2014.org/uploads/Workshops/WS1/ECOC2014_WS1_Peter%20De%20Dobbelaere.pdf>）
本発明は、光路を簡易に分岐することが可能な光分岐導波路及び光モジュールを提供することを目的とする。
一つの態様では、光分岐導波路は、基板と、前記基板の上に設けられた第１の光導波路と、前記基板の上に設けられ、前記第１の光導波路に近接した第２の光導波路と、前記第１の光導波路の第１の部位と前記第２の光導波路の第２の部位の一方を覆い、かつ他方に重なる開口を備えたクラッド層とを有し、前記第１の部位における前記第１の光導波路の等価屈折率と、前記第２の部位における前記第２の光導波路の等価屈折率が、前記開口に樹脂が存在する状態と存在しない状態のいずれか一方のときに等しくなる。
一つの側面として第１の部位における第１の光導波路の等価屈折率と、第２の部位における第２の光導波路の等価屈折率が、クラッド層の開口に樹脂が存在する状態と存在しない状態のいずれか一方のときに等しくなる。そのため、これらの等価屈折率が等しい場合には第１の光導波路から第２の光導波路に光路が分岐し、これらの等価屈折率が等しくない場合には光路の分岐が生じない。これにより、開口に樹脂を充填するか否かに応じ、簡単に光路を切り替えることが可能となる。
図１は、本願発明者が検討した第１例に係る光モジュールの平面図である。 図２は、本願発明者が検討した第２例に係る光モジュールの平面図である。 図３（ａ）は、第１実施形態に係る光分岐導波路の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のI-I線に沿う断面図である。 図４（ａ）は、樹脂が存在しない場合の第１実施形態に係る光分岐導波路の動作について説明するための平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のI-I線に沿う断面図である。 図５は、樹脂が存在する場合の第１実施形態に係る光分岐導波路の動作について説明するための平面図である。 図６（ａ）は、第１実施形態において開口内を空気にした場合の光信号の強度をシミュレーションして得られた図であり、図６（ｂ）は、この場合の第１の光導波路と第２の光導波路の各々を伝搬する光信号の強度を示すグラフである。 図７（ａ）は、第１実施形態において開口に樹脂を充填した場合の光信号の強度をシミュレーションして得られた図であり、図７（ｂ）は、この場合の第１の光導波路と第２の光導波路の各々を伝搬する光信号の強度を示すグラフである。 図８は、第１実施形態のパターン１に係る光分岐導波路の模式平面図である。 図９は、第１実施形態のパターン２に係る光分岐導波路の模式平面図である。 図１０は、第１実施形態のパターン３に係る光分岐導波路の模式平面図である。 図１１は、第１実施形態のパターン４に係る光分岐導波路の模式平面図である。 図１２（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光分岐導波路の製造途中の断面図（その１）である。 図１３（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る光分岐導波路の製造途中の断面図（その２）である。 図１４は、第１実施形態に係る光分岐導波路の製造途中の断面図（その３）である。 図１５は、第２実施形態に係る光モジュールの平面図である。 図１６は、第３実施形態に係る光モジュールの平面図である。
本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が検討した事項について説明する。
光トランシーバ等の光モジュールにおいて光信号の経路を簡易的に切り替えることができると様々な点で便利である。
以下に、光信号の経路を切り替えることが可能な光モジュールについて説明する。
（第１例）
図１は、第１例に係る光モジュールの平面図である。
この光モジュール１は、光トランシーバであって、基板２と、その上に形成された第１の光導波路３及び第２の光導波路４を備える。
基板２は、最上層にシリコン層を備えたSOI(Silicon On Insulator)基板であって、フォトリソグラフィによりそのシリコン層を線状にパターニングすることにより各光導波路３、４が形成される。このようにシリコン層の加工技術を利用した光デバイスの製造方法はシリコンホトニクスとも呼ばれる。
第１の光導波路３の両端には、それぞれ発光素子５と第１のグレーティングカプラ６とが設けられる。このうち、発光素子５は光信号Sを出力するレーザダイオードであり、その光信号Sは第１のグレーティングカプラ６から外部に出力される。
また、第１の光導波路３の途中には、発光素子５から出力された光信号Sを電気信号に基づいて変調するための変調器７が設けられる。
一方、第２の光導波路３の両端には、それぞれ受光素子８と第２のグレーティングカプラ９が設けられる。このうち、受光素子８はフォトダイオードであり、第２のグレーティングカプラ９が受けた外部の光信号Sを受光して電気信号に変換する。
そして、第１の光導波路３と第２の光導波路４の各々の途中には、光モジュール１の試験に使用する第１の光スイッチSW1と第２の光スイッチSW2が設けられる。これらの光スイッチSW1、SW2は、不図示の電極に印加する電圧に応じて光路を切り替える機能を有しており、光路の切り替え先となるバイパス導波路１４に接続される。
バイパス光導波路１４は、第１及び第２の光導波路３、４と同様に、SOI基板のシリコン層を線状にパターニングすることにより作製される。そして、各光スイッチSW1、SW2の分岐先がバイパス光導波路１４のときに、第１の光導波路２と第２の光導波路３とがバイパス光導波路１４によってバイパスされる。
このような光モジュール１においては、製造が終了した時点でその性能を確認するための試験が行われるが、上記のように第１の光スイッチSW1や第２の光スイッチSW2を光モジュール１に設けることでその試験を以下のように簡単に行うことができる。
例えば、変調器７に対する試験を考える。第１のスイッチSW1がない場合にその試験を行うには、試験用の外部の光回路を光ケーブルを介して第１のグレーティングカプラ６に接続する。そして、発光素子５から出力された光信号Sが変調器７で設計通りに変調されているかをその外部の光回路で確かめる。
この場合、第１のグレーティングカプラ６と光ケーブルとを高精度に位置合わせするのが難しく、試験の準備時間が長くなってしまうという問題がある。特に、シリコンホトニクスを利用して作製された光モジュール１は、光ファイバとの位置合わせを１μm程度の高精度で行う必要があるシングルモードで使用されることが多く、試験の準備が一層難しくなってしまう。
これに対し、この例のように光モジュール１に第１及び第２の光スイッチSW1、SW2を設けておけば、試験時に各光スイッチSW1、SW2の分岐先をバイパス光導波路１４とすることで、発光素子５の光信号Sをバイパス光導波路１４を介して受光素子８に導ける。
そのため、光信号Sが変調器７において設計通りに変調されているか否かを受光素子８を利用して試験することが可能となり、外部の試験用の光回路を準備する手間が省ける。
しかしながら、これらの光スイッチSW1、SW2は試験のときのみに使用され、光モジュール１を製品として出荷した後に実使用下においてスイッチSW1、SW2を使用することはない。スイッチSW1、SW2を駆動するには専用の電気回路が必要であり、試験時にのみ使用する光スイッチSW1、SW2のためにその電気回路を形成するのはコスト面で割に合わない。
しかも、実使用下においてバイパス光導波路１４に光信号が分岐しないように各光スイッチSW1、SW2を設定しても、これらの光スイッチには無視できない量の損失がある。また、各光導波路３、４を通る光信号Sの一部がバイパス光導波路１４に漏れてしまい、これらの光導波路３、４の間でクロストークが発生してしまうこともある。
（第２例）
図２は、第２例に係る光モジュールの平面図である。
この光モジュール２０は、複数の光信号を入出力可能なデバイスであって、基板２１と、その上に形成された各光信号を入出力する光集積回路２２とを備える。
第１例と同様に、基板２１はSOI基板であって、その最上層のシリコン層を線状にパターニングすることにより各光信号に対応した複数の光導波路２３〜２５が形成される。そして、光導波路２３〜２５の各々は、光集積回路２２に接続される。
また、各光導波路２３〜２５は互いに並行しており、最も外側の光導波路２４、２５にはそれぞれ第１のスイッチSW1と第２のスイッチSW2が設けられる。
これらの光スイッチSW1、SW2は、不図示の電極に印加する電圧に応じて光路を切り替える機能を有し、光路の切り替え先となるバイパス導波路３０に接続される。
バイパス光導波路３０は、各光導波路２３〜２５と同様にSOI基板のシリコン層を線状にパターニングすることにより作製され、各光スイッチSW1、SW2の分岐先がバイパス光導波路３０のときに外側の光導波路２４、２５同士をバイパスする。
実使用下においては、光モジュール２０は、複数の光ファイバ３１〜３３を備えたファイバアレイ３４と接続することにより使用される。このとき、各光導波路２３〜２５と各光ファイバ３１〜３３とが位置ずれをしているとこれらの間で光信号の授受ができなくなる。
本例では上記のように光モジュール２０に光スイッチSW1、SW2を設けたため、各光導波路２３〜２５と各光ファイバ３１〜３３とが位置ずれをしているか否かの試験を以下のように簡単に行うことができる。
その試験においては、まず、各光スイッチSW1、SW2の分岐先をバイパス光導波路３０とする。そして、この状態で外側の光ファイバ３１から試験用の光信号Sを入力する。
このとき、光モジュール２０とファイバアレイ３４とが位置ずれをしていなければ、その光信号Sはバイパス光導波路３０を介して外側の光ファイバ３３から外部に出力されるため、光ファイバ３３から光信号Sが出力されるか否かで位置ずれを検出できる。
しかしながら、第１例と同様に光スイッチSW1、SW2は試験のときのみに使用され、光モジュール２０を製品として出荷した後に実使用下でスイッチSW1、SW2を使用することはなく、試験のためのみに光スイッチSW1、SW2を形成するのは割に合わない。
以下に、このようにスイッチを用いることなく光路を簡易に切り替えることが可能な各実施形態について説明する。
（第１実施形態）
本実施形態では、簡易に光路を切り替えることが可能な光分岐導波路について説明する。
図３（ａ）は、本実施形態に係る光分岐導波路の平面図である。
図３（ａ）に示すように、この光分岐導波路４０は、シリコン基板４１とその上に形成された厚さが２μm〜３μm程度の酸化シリコン層４２とを有する。
その酸化シリコン層４２の上には、第１及び第２の光導波路４３ａ、４３ｂが互いに近接して設けられる。これらの光導波路４３ａ、４３ｂは厚さが２００nm程度のシリコン層を線状にパターニングすることにより形成され、酸化シリコン層４２が各光導波路４３ａ、４３ｂの下部クラッド層として機能する。
また、このようにシリコンを材料とする光導波路４３ａ、４３ｂには、波長が１．３μm〜１．５μm程度の赤外領域の光信号Sが入力される。
各光導波路４３ａ、４３ｂのレイアウトは特に限定されない。この例では、各光導波路４３ａ、４３ｂの間で光路が切り替わるように、シリコン基板４１の一部領域Rにおいてこれらの光導波路４３ａ、４３ｂを並行させる。
また、光導波路４３ａ、４３ｂの上にはクラッド層４７として酸化シリコン層が１μm程度の厚さに形成されており、そのクラッド層４７により第１の光導波路４３ａが覆われる。
更に、クラッド層４７には平面視で矩形状の開口４７ａが形成される。開口４７ａは、第２の光導波路４３ｂに重なる位置に設けられており、開口４７ａには樹脂４９が充填される。
なお、開口４７ａは、平面視で第２の光導波路４３ｂのみに重なるように形成されており、第１の光導波路４３ａには重ならない。
図３（ｂ）は、図３（ａ）のI-I線に沿う断面図である。
図３（ｂ）に示すように、第１の光導波路４３ａは、クラッド層４７によってその側面と上面が覆われる。
一方、開口４７ａ内の第２の光導波路４３ｂは、その側面と上面が樹脂４９によって覆われる。
樹脂４９は、酸化シリコン層４２とクラッド層４７の各々の屈折率（１．４５程度）以上の１．５０〜１．５５程度の屈折率を有する光学接着剤である。この例では、不図示のディスペンサによって開口４７ａ内に樹脂４９を充填した後、自然乾燥、紫外線照射、及び加熱のいずれかの方法により樹脂４９を固化する。
なお、固体の樹脂４９に代えて、クラッド層４７以上の屈折率を有する液状の樹脂であるグリセリン（屈折率：１．４７）や食用オイル（屈折率：１．４６〜１．４７）を開口４７ａに充填してもよい。
このような光分岐導波路４０においては、開口４７ａに樹脂４９が存在するか否かに応じ、以下のように光路を切り替えることができる。
図４（ａ）は、樹脂４９が存在しない場合の光分岐導波路４０の動作について説明するための平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のI-I線に沿う断面図である。
図４（ａ）、（ｂ）の例では、開口４７ａに樹脂４９を充填しておらず、開口４７ａには空気が存在している。
また、第１の光導波路４３ａは、その延在方向に沿って第１の幅Waが一定の線状である。第１の幅Waは特に限定されないが、この例では第１の幅Waを２００nm程度とする。
一方、第２の光導波路４３ｂは、先端に近づくにつれて第２の幅Wbが狭くなるテーパ状である。この例では、第２の幅Wbの最小値Wbminと最大値Wbmaxの各々を第１の幅Waよりも広くする。例えば、最小値Wbminは例えば２２０nm程度であり、最大値Wbmaxは例えば２５０nm程度である。
なお、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂとの間隔qは、これらの光導波路４３ａ、４３ｂの間を光信号Sが移ることができる程度に狭くするのが好ましく、この例では間隔qを５００nmとする。
ここで、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの構造が似ていると、第１の光導波路４３ａを通る光信号Sが第２の光導波路４３ｂに移ったり、逆に第２の光導波路４３ｂから第１の光導波路４３ａに光信号Sが移ったりすることがある。
各光導波路４３ａ、４３ｂ間での光信号Sの乗り移り易さを表す指標として、本実施形態ではこれらの光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率を採用する。
光導波路の等価屈折率は、光導波路自身の屈折率、光導波路の幅、及び光導波路の周囲の屈折率によって定まる。
例えば、光導波路の周囲の屈折率が小さくなると、その光導波路の等価屈折率も低くなる。
そして、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々の等価屈折率が近いほど、これらの光導波路４３ａ、４３ｂの間で光信号Sが乗り移り易くなる。
言い換えると、二つの光導波路の等価屈折率が近いと、光信号Sから見たときの各光導波路の幅が同じように見える。よって、光信号Sから見たときの各光導波路の幅が同じ場合に光路の切り替わりが発生するとも言える。
図４（ａ）に示されるように、第１の光導波路４３ａの周囲にはクラッド層４７が存在しているのに対し、開口４７ａから露出している部分の第２の光導波路４３ｂの周囲には空気が存在しており、両者の周囲の屈折率は異なる。
よって、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの幅が全く同一であると、それらの等価屈折率が異なることになる。特に、開口４７ａ内を空気にすると、開口４７ａ内をクラッド層４７にした場合と比較して、光信号Sから見たときの第２の光導波路４３ｂの幅を狭くするのと等価になる。
これでは光信号Sから見たときに各光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率が異なってしまい、各光導波路４３ａ、４３ｂの間を光信号Sが移ることができない。
そこで、この例では第２の光導波路４３ｂの第２の幅Wbの最大値Wbmaxを第１の光導波路４３ａの第１の幅Waよりも太くすることにより、光信号Sから見たときの各光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率を同一にする。
これにより、第１の光導波路４３ａを通る光信号Sが第２の光導波路４３ｂに移るようになり、光信号Sの光路を第１の光導波路４３ａから第２の光導波路４３ｂに切り替えることができる。
このような光路の切り替わりは、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々の等価屈折率が等しい部位の近傍で発生する。
図４（ａ）の例では、第１の光導波路４３ａの第１の部位P1と第２の光導波路４３ｂの第２の部位P2において各光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率が等しく、これらの部位P1、P2の近傍で光路が切り替わることを想定している。
その等価屈折率は前述のように光導波路の幅に依存するため、製造誤差等によって各光導波路４３ａ、４３ｂの幅がばらついていると等価屈折率が等しくなる部位P1、P2が発生し難くなる。
この例では、第２の光導波路４３ｂをテーパ状にしたことにより、各光導波路４３ａ、４３ｂの幅がばらついても、部位P1と同じ等価屈折率の部位P2をテーパ状の第２の光導波路４３ａに発生させることができる。
特に、各光導波路４３ａ、４３ｂの間隔p（図４（ｂ）参照）は、開口４７ａの側面が第２の光導波路４３ｂに重ならないようにするために広げるのが好ましいが、そうすると部位P1、P2を発生させるための光導波路４３ａ、４３ｂの幅のばらつきが許容され難くなる。そのため、テーパ状の第２の光導波路４３ｂは、開口４７ａに起因して間隔pを広げた場合に特に実益がある。
次に、図４（ａ）、（ｂ）と同じ構造の光分岐導波路４０において、開口４７ａに樹脂４９を充填した場合の動作について説明する。
図５は、樹脂４９が存在する場合の光分岐導波路４０の動作について説明するための平面図である。
なお、各光導波路４３ａ、４３ｂの幅は図４（ａ）におけるのと同じなので、その詳細は省略する。
前述のように、樹脂４９の屈折率はクラッド層４７の屈折率以上の値を有している。そのため、開口４７ａに樹脂４９を充填すると、樹脂４９が存在しない場合と比較して第２の光導波路４３ｂの等価屈折率が変化し、光信号Sから見て第２の光導波路４３ｂの幅を広くしたのと同等の効果が得られる。
その結果、光信号Sから見ると、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々の構造が異なるようになり、光信号Sは第２の光導波路４３ｂに分岐せずに第１の光導波路４３ａを直進するようになる。
以上のように、本実施形態に係る光分岐導波路４０によれば、樹脂４９の有無により光信号Sの光路を簡単に変えることが可能となる。そのため、開口４７ａに樹脂４９を充填するか否かにより、設計者が意図するような光路を簡単に実現したり、試験時のみに一時的に簡便に光路を切り替えたりすることができる。
しかも、このように樹脂４９の有無のみで光路を変えることができるため、光路を変えるための電子回路が不要となり、光分岐導波路４０の低コスト化を実現できる。
特に、この例では、平面視で第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの一方のみに重なるように開口４７ａを形成し、他方には開口４７ａが重ならないようにした。これにより、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂのうち、開口４７ａに重なる方の等価屈折率のみを簡単に変えることができるため、それらの等価屈折率を同じにするのが簡単となる。
本願発明者は、樹脂４９の有無によって実際に光路が変えることができるか否かをシミュレーションにより確かめた。
その結果を図６及び図７に示す。
図６（ａ）は、図４（ａ）のように開口４７ａに樹脂４９を充填せず、開口４７ａ内を空気にした場合の光信号Sの強度をシミュレーションして得られた図である。
なお、図６（ａ）の横軸は、各光導波路４３ａ、４３ｂの延在方向に沿った距離Zを示し、縦軸はその延在方向に垂直な方向に沿った距離Xを示す。また、図６（ａ）においては、光信号Sの強度が強い部位を白で表している。これについては後述の図７（ａ）でも同様である。
図６（ａ）に示すように、開口４７ａ内を空気にすることで、光信号の光路が第１の光導波路４３ａから第２の光導波路４３ｂに切り替わることが実際に確認できた。
また、図６（ｂ）は、この場合の第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々を伝搬する光信号Sの強度を示すグラフであって、その横軸は上記の距離Zを示し、縦軸は光信号Sの強度を示す。
図６（ｂ）に示すように、第１の光導波路４３ａを伝搬する光信号Sの全パワーのうち、９６％以上のパワーが第２の光導波路４３ｂに移っている。このことからも、開口４７ａ内を空気にすることで光路の切換えが可能であることが確認できた。
一方、図７（ａ）は、図５のように開口４７ａに樹脂４９を充填した場合の光信号の強度をシミュレーションして得られた図である。
図７（ａ）に示すように、開口４７ａに樹脂４９を充填することで光信号は第１の光導波路４３ａを直進するようになり、第２の光導波路４３ｂに光路が分岐しないことが実際に確認できた。
また、図７（ｂ）は、この場合の第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々を伝搬する光信号の強度を示すグラフであって、その縦軸と横軸の意味は図６（ｂ）のそれらと同じである。
図７（ｂ）に示すように、第１の光導波路４３ａを伝搬する光信号Sの全パワーのうち、９５％以上のパワーが第１の光導波路４３ａに留まっている。この結果から、開口４７ａ内に樹脂４９を充填することで光路が分岐しなくなることが確かめられた。
次に、各光導波路４３ａ、４３ｂの形状のバリエーションについて説明する。
そのバリエーションには、図８〜図１１に示すようにパターン１〜パターン４がある。以下に、その各々について説明する。
＜パターン１＞
図８は、パターン１に係る光分岐導波路４０の模式平面図である。
パターン１は、図４（ａ）及び図５と同じパターンであって、前述のようにWa＜Wbmin、Wa＜Wbmaxとする。
このパターンにおいては、前述のように開口４７ａ内を空気とすることで光路が分岐し、開口４７ａに樹脂４９を充填することで第１の光導波路４３ａを光信号Sが直進する。
＜パターン２＞
図９は、パターン２に係る光分岐導波路４０の模式平面図である。
パターン２は、開口４７ａ内が空気のときに光信号Sが第１の光導波路４３ａを直進し、開口４７ａ内に樹脂４９を充填したときに光路の切り替わりが発生するパターンである。
この例では、パターン１と同様に第１の光導波路４３ａの第１の幅Waを一定にする。但し、第１の幅Waと第２の幅Wbの最大値Wbmaxとの大小関係についてはWa＞Wbmaxとする。
前述のように開口４７ａ内を空気にすることは、光信号Sから見たときの第２の光導波路４３ｂの幅を狭くするのと等価である。
よって、このようにWa＞Wbmaxとすると、光信号Sから見たときに第２の光導波路４３ｂの等価屈折率が第１の光導波路４３ａよりも更に小さくなる。
その結果、開口４７ａ内が空気の状態では、一部領域Rにおいて第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々の等価屈折率が同じになる部位が存在しなくなるため光路の分岐が発生せず、光信号Sが第１の光導波路４３ａを直進する。
一方、開口４７ａ内に樹脂４９を充填すると、光信号Sから見たときに開口４７ａにおける第２の光導波路４３ｂの等価屈折率が大きくなる。
その結果、一部領域Rにおいて第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々の等価屈折率が同じになる部位P1、P2が存在するようになり、これらの部位P1、P2の近傍で光路の切り替わりが発生する。
なお、Wbmaxを細くし過ぎると、開口４７ａに樹脂４９を充填しても、光信号Sから見たときに各光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率が同一になる部位が存在しなくなるため、WbmaxをWaよりも若干細くするのが好ましい。
＜パターン３＞
図１０は、パターン３に係る光分岐導波路の模式平面図である。
パターン３は、開口４７ａ内に樹脂４９を充填したときに光信号Sが第１の光導波路４３ａを直進し、開口４７ａ内を空気にしたときに光路の切り替わりが発生するパターンである。
この例では、第１の光導波路４３ａに重なるように開口４７ａを形成し、かつ第２の光導波路４３ｂをクラッド層４７（図５参照）で覆う。
なお、第２の光導波路４３ｂの第２の幅Wbは、第２の光導波路４３ｂの延在方向に沿って一定とする。そして、開口４７ａに重なる部分における第１の光導波路４３ａの第１の幅Waをテーパ状に変化させ、更に開口４７ａに重なる部分の第１の幅Waの最小値Waminを第２の幅Wbよりも広くする。また、開口４７ａに重なる部分の第１の幅Waの最大値Wamaxも第２の幅Wbよりも広くする。
開口４７ａ内を空気にすることは、光信号Sから見たときの第１の光導波路４３ａの幅を狭くするのと等価である。
よって、このように最小値Waminを第２の幅Wbよりも広くしたにも関わらず、光信号Sから見たときに第１の光導波路４３ａの等価屈折率が小さくなり、光信号Sから見たときに各光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率が同一になる部位P1、P2が存在するようになる。その結果、これらの部位P1、P2の近傍において光路の切り替わりが発生する。
一方、開口４７ａ内を樹脂４９で充填すると、光信号Sから見たときの第１の光導波路４３ａの幅を広くするのと同等の効果が得られる。そのため、本例のように最小値Waminを第２の幅Wbよりも広くすると、光信号Sから見たときに各光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率が同一となる部位が存在し得なくなる。そのため、光路の切り替わりは発生せずに光信号Sは第１の光導波路４３ａを直進する。
＜パターン４＞
図１１は、パターン４に係る光分岐導波路４０の模式平面図である。
パターン４は、開口４７ａ内が空気のときに光信号Sが第１の光導波路４３ａを直進し、開口４７ａ内に樹脂４９を充填したときに光路の切り替わりが発生するパターンである。
この例では、パターン３と同様に第１の光導波路４３ａに重なるように開口４７ａを形成しつつ、第２の光導波路４３ｂをクラッド層４７（図５参照）で覆う。
但し、パターン３とは異なり、第１の光導波路４３ａの延在方向に沿って第１の光導波路４３ａの第１の幅Waを一定とする。
一方、開口４７ａの横の第２の光導波路４３ｂの第２の幅Wbをテーパ状に変化させ、第２の幅Wbの最小値Wbminと最大値Wbmaxの各々を第１の幅Waよりも広くする。
前述のように開口４７ａ内を空気にすることは光信号Sから見たときの第１の光導波路４３ａの幅を狭くするのと等価である。
したがって、このように最小値Wbminを第１の幅Waよりも広くすると、開口４７ａ内が空気の状態では、一部領域Rにおいて第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々の等価屈折率が同じになる部位が存在しなくなるため、光路の分岐が発生せずに、光信号Sが第１の光導波路４３ａを直進する。
一方、開口４７ａ内に樹脂４９を充填すると、第１の光導波路４３ａの等価屈折率が大きくなる。その結果、一部領域Rにおいて第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂの各々の等価屈折率が同じになる部位P1、P2が存在するようになり、これらの部位P1、P2の近傍で光路の切り替わりが発生する。
なお、Wbminを太くし過ぎると、開口４７ａに樹脂４９を充填しても、各光導波路４３ａ、４３ｂの等価屈折率が同一になる部位が存在しなくなるため、WbminをWaよりも若干広くするのが好ましい。
次に、本実施形態に係る光分岐導波路４０の製造方法について説明する。
図１２〜図１４は、本実施形態に係る光分岐導波路４０の製造途中の断面図である。
以下では、図８のパターン１に係る光分岐導波路の製造方法を例にして説明する。
まず、図１２（ａ）に示すように、シリコン基板４１、酸化シリコン層４２、及びシリコン層４３がこの順に積層されたSOI基板４４を用意する。
各層の厚さは特に限定されない。この例では、酸化シリコン層４２の厚さを２μm〜３μmとし、シリコン層４３の厚さを２００nm程度とする。
また、このようにシリコン基板４１とシリコン層４３との間に埋め込まれた酸化シリコン層４２はBOX(Buried Oxide)とも呼ばれる。
次に、図１２（ｂ）に示すように、シリコン層４３の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像することにより第１のレジスト層４５を形成する。
そして、その第１のレジスト層４５をマスクしながらシリコン層４３をドライエッチングすることにより、第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂを形成する。なお、このドライエッチングで使用するエッチングガスとしては、例えばHBrガスがある。
この後に、第１のレジスト層４５は除去される。
次いで、図１３（ａ）に示すように、酸化シリコン層４２と各光導波路４３ａ、４３ｂの上にCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりクラッド層４７として酸化シリコン層を１μm程度の厚さに形成する。
続いて、図１３（ｂ）に示すように、クラッド層４７の上にフォトレジストを塗布し、それを露光、現像することにより、第２の光導波路４３ｂの上方に開口４８ａを備えた第２のレジスト層４８を形成する。
そして、エッチングガスとしてCF4ガスを使用しながら、開口４８ａを通じてクラッド層４７をドライエッチングすることにより開口４７ａを形成し、その開口４７ａに第２の光導波路４３ｂを露出させる。
この後に、第２のレジスト層４８を除去する。
この後は、各光導波路４３ａ、４３ｂの間で光信号を分岐させるか否かに応じて、図１４に示すように開口４７ａ内にディスペンサで樹脂４９を充填する。なお、樹脂４９によって光信号が分岐するか否かは、図８〜図１１のパターン１〜パターン４から判断すればよい。
また、開口４７ａに樹脂４９を充填する場合には、開口４７ａ内が空気の場合よりも第２の光導波路４３ｂの等価屈折率を大きく変化させるために、クラッド層４７の屈折率以上の屈折率を有する液状の光学接着剤を樹脂４９として使用するのが好ましい。
そのような光学接着剤としては、例えば、屈折率が１．５０〜１．５５程度のOG116-31（Epoxy Technology社製）がある。そして、このように開口４７ａに樹脂４９を充填した後に、紫外線照射により樹脂４９を固化させる。
なお、このようにディスペンサを用いるのではなく、樹脂４９として光硬化性の樹脂をクラッド層４７の上側全面に形成した後、その樹脂を露光、現像することにより開口４７ａ内に残すようにしてもよい。
これに代えて、クラッド層４７の上側全面に樹脂４９を塗布して乾燥させた後、樹脂４９の不要部分を高出力レーザで除去することにより、開口４７ａ内のみに樹脂４９を残してもよい。
以上により、本実施形態に係る光分岐導波路４０の基本構造が完成する。
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で説明した光分岐導波路４０を利用した光モジュールについて説明する。
図１５は、その光モジュール６０の平面図である。
なお、図１５において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
この光モジュール６０は、光トランシーバであって、シリコン基板４１と、その上に設けられた発光素子６１及び受光素子６２を有する。
このうち、発光素子６１は、光信号Sを出力するレーザダイオードである。一方、受光素子６２は、光信号Sを電気信号に変換するフォトダイオードである。
また、この光モジュール６０には、第１のスイッチ部６５と第２のスイッチ部６６の各々として第１実施形態に係る光分岐導波路４０が設けられる。
これらの光分岐導波路４０は、光信号Sが伝搬する直線状の第１の光導波路４３ａと、第１の光導波路４３ａから光信号Sが分岐する第２の光導波路４３ｂとを有する。
このうち、第１のスイッチ部６５に設けられた第１の光導波路４３ａは、一方の終端が発光素子６１に接続され、他方の終端が第１のグレーティングカプラ６７に接続される。
第１のグレーティングカプラ６７は、第１の光導波路４３ａと同じ層に形成された回折格子であって、光信号Sの伝搬方向を基板４１の斜め上方向に変える。また、その第１の光導波路４３ａの途中には、第１の光導波路４３ａを伝搬する光信号Sを電気信号に基づいて変調するための変調器６８が設けられる。
一方、第２のスイッチ部６６に設けられた第１の光導波路４３ａは、一方の終端が受光素子６２に接続され、他方の終端が第２のグレーティングカプラ６９に接続される。
第２のグレーティングカプラ６９は、第１の光導波路４３ａと同じ層に形成された回折格子であり、基板４１の斜め上から入射した光信号Sの伝搬方向を基板横方向に変えることにより、第１の光導波路４３ａに光信号Sを導く。
なお、この例では、第１のスイッチ部６５と第２のスイッチ部６６の各々の第１の光導波路４３ａの延在方向Eを同じ方向にする。
更に、第１のスイッチ部６５と第２のスイッチ部６６の間には、これらのスイッチ部６５、６６の第２の光導波路４３ｂ同士を光学的に接続する接続部７１が設けられる。
接続部７１は、各スイッチ部６５、６６として設けた光分岐導波路４０とは異なる他の光分岐導波路４０である。
この例では、第１のスイッチ部６５における第２の光導波路４３ｂと、接続部７１における第１の光導波路４３ａとを光学的に接続する。
また、第２のスイッチ部６６における第２の光導波路４３ｂと、接続部７１における第２の光導波路４３ｂとを光学的に接続する。
このような光モジュール６０においては、製造が終了した時点でその性能を確認するための様々な試験が行われる。
本実施形態では、その試験の際には各スイッチ６５、６６と接続部７１のそれぞれの開口４７ａを空気のままにし、試験の終了後にはこれらの開口４７ａに樹脂４９を充填することで、光信号Sのパスを試験時と実使用下とで簡単に変えることができる。
例えば、変調器６８に対する試験を考える。
試験の際には、試験用のパスAを作るために、各スイッチ部６５、６６と接続部７１の開口４７ａ内を空気のままとすることにより、開口４７ａが空気のときに光路が分岐するようにする。このように分岐させるには、各光分岐導波路４０の構造として図８のパターン１や図１０のパターン３を採用すればよい。
これにより、変調器６８で変調された光信号SがパスAを経由して受光素子６２に至り、光信号Sが変調器６８において設計通りに変調されているか否かを受光素子６２を利用して試験することができる。その結果、試験のための光回路を光モジュール６０に接続する必要がなくなり、試験を簡単に行うことが可能となる。
そして、この試験が終了した後は、各スイッチ部６５、６６と接続部７１の各々の開口４７ａに樹脂４９（図１４参照）を充填することにより、光モジュール６０を製品として出荷した後にこれらの各部において光路が分岐しないようにし、光路を固定する。
なお、第１のグレーティングカプラ６７と第２のグレーティングカプラ６９の各々の上に樹脂４９を用いて光ファイバを接着してもよい。この場合は、各スイッチ部６５、６６、各グレーティングカプラ６７、６９、及び接続部７１を含む領域に樹脂４９を塗布することで、光ファイバの接着と光路の固定とを同時に行うことができる。
これにより、光モジュール６０を製品として出荷した後においては、各スイッチ部６５、６６における第１の光導波路４３ａを、光信号Sが通る真の光導波路にすることができる。一方、このように出荷した後は、各スイッチ部６５、６６における第２の光導波路４３ｂを光信号Sが通らないダミーの光導波路にすることができる。
また、仮に開口４７ａに樹脂４９を充填したときに各光分岐導波路４０において光信号が僅かに分岐しても、この例では三つの光分岐導波路４０を直列に接続しているため、三つの光分岐導波路４０の全てを分岐した後の光信号の強度は極めて弱くなる。よって、発光素子６１から出た光信号Sと、受光素子６２に入る光信号Sとの間でクロストークが発生する可能性を極めて低くすることが可能となる。
なお、クロストークの発生を更に効果的に抑制するために、接続部７１における光分岐路４０の第１の光導波路４３ａの終端４３ｘの向きDを、各スイッチ部６５、６６の各々の第１の光導波路４３ａの延在方向Eと同じにするのが好ましい。これにより、仮に終端４３ｘから光信号Sが漏れ出ても、その光信号Sが各スイッチ部６５、６６の各々の第１の光導波路４３ａに入射しないため、これらの光導波路４３ａ間でクロストークが発生するのを抑制することが可能となる。
以上説明した本実施形態によれば、各光分岐導波路４０の開口４７ａ内を空気のままにしておくことにより、試験のときのみに使用するパスAを作ることができる。
そして、その試験を終了した後は、開口４７ａを樹脂４９で充填することにより試験用のパスAから製品用のパスに簡単に切換え、光信号Sの光路を固定することができる。
なお、これとは逆に、各光分岐導波路４０の開口４７ａ内に樹脂４９を充填することにより試験用のパスAを作り、試験が終了した後に開口４７ａから樹脂４９を除去することにより各光分岐導波路４０で光路が分岐しないようにしてもよい。この場合は、各光分岐導波路４０の構造として図９のパターン２や図１１のパターン４を採用することになる。
更に、試験の後に開口４７ａから樹脂４９を除去するのが容易となるように、液状の樹脂４９を開口４７ａに充填するのが好ましい。樹脂４９の除去の仕方も特に限定されず、樹脂４９を洗浄して除去してもよいし、溶剤で樹脂４９を溶かして除去してもよい。
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態とは別の光モジュールについて説明する。
図１６は、その光モジュール８０の平面図である。
なお、図１６において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
この光モジュール８０は４×４の光スイッチであって、シリコン基板４１の上に光分岐導波路４０がマトリックス状に複数設けられる。
各々の光分岐導波路４０の構造は特に限定されない。図８〜図１１に示したパターン１〜パターン４の任意の構造の光分岐導波路４０を光モジュール８０に採用し得る。
これらの光分岐導波路４０は、各光導波路４３ａ、４３ｂと同一プロセスによってシリコン基板４１の上に形成された複数の光導波路８１によって相互に光学的に接続される。
光導波路８１は、入力側と出力側にそれぞれ四つずつ設けられており、入力側の四本の光導波路８１の各々に光信号S1〜S4が入力される。そして、各光分岐導波路４０によって各光信号S1〜S4の順番が変換された後、出力側の四本の光導波路８１からこれらの光信号S1〜S4が出力される。
なお、各々の光分岐導波路４０は、開口４７ａに樹脂４９を充填するか否かによって、光路が第１の光導波路４３ａと第２の光導波路４３ｂのいずれか一方に固定されるか、又は光路が第１の光導波路４３ａから第２の光導波路４３ｂに移るように固定される。
このような光モジュール８０によれば、複数の光分岐導波路４０や光導波路８１のレイアウトを変更することなしに、各光分岐導波路４０の開口４７ａに樹脂４９を充填するか否かにより、光信号S1〜S4の光路を簡単に固定することができる。
よって、各々の開口４７ａに樹脂４９を充填しない状態で光モジュール８０を完成させておき、その後に設計者や購入者が開口４７ａに樹脂４９を充填することで、光信号S1〜S4のスイッチング先を簡単に設定することができる。
なお、開口４７ａに樹脂４９を充填したときに固定される光路は図８〜図１１のパターン１〜パターン４により異なる。
例えば、図８のパターン１においては、開口４７ａが空気のときに第１の光導波路４３ａから第２の光導波路４３ｂに光路が分岐するのに対し、開口４７ａに樹脂４９を充填したときに光路が分岐しない。
このように光路が分岐しない場合には、第１の光導波路４３ａは第１〜第４の光信号S1〜S4のいずれかが通る真の光導波路となるのに対し、第２の光導波路４３ｂは第１〜第４の光信号S1〜S4のいずれもが通らないダミーの光導波路となる。
これとは逆に、パターン２（図９参照）のように開口４７ａ内を空気にして光路が分岐しないようにした場合には、第１の光導波路４３ａがダミーの光導波路になり、第２の光導波路４３ｂが真の光導波路になる。
なお、実使用下において開口４７ａが空気のままだと開口４７ａ内に異物が入り、その異物によって開口４７ａ内の屈折率が上昇するおそれがある。こうなると、例えばパターン１（図８参照）においては、開口４７ａを空気にすることで光路を分岐するように設定したにも関わらず、異物によって光路が分岐しなくなるおそれがある。
これを防ぐために、図１６の点線円Cに示すように、実使用下で開口４７ａ内を空気とする光分岐導波路４０については、樹脂４９とは別の樹脂９０で充填することにより、開口４７ａに異物が入るのを防止するのが好ましい。
樹脂９０は、空気の代替として開口４７ａに充填されるものであり、その屈折率が高すぎると開口４７ａ内を空気にした場合とは異なる光路が光分岐導波路４０に形成されてしまう。そのため、樹脂９０としてはクラッド層４７（図１４参照）よりも低い屈折率を有する樹脂を使用するのが好ましい。そのような樹脂９０には、例えば、屈折率が１．３０〜１．３５程度のフッ素系の光学接着剤がある。
以上説明した本実施形態によれば、光分岐導波路４０や光導波路８１のレイアウトを変更せずに、開口４７ａに樹脂４９を充填するか否かに応じて光信号S1〜S4のスイッチング先を簡単に設定することができる。
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 基板と、
前記基板の上に設けられた第１の光導波路と、
前記基板の上に設けられ、前記第１の光導波路に近接した第２の光導波路と、
前記第１の光導波路の第１の部位と前記第２の光導波路の第２の部位の一方を覆い、かつ他方に重なる開口を備えたクラッド層とを有し、
前記第１の部位における前記第１の光導波路の等価屈折率と、前記第２の部位における前記第２の光導波路の等価屈折率が、前記開口に樹脂が存在する状態と存在しない状態のいずれか一方のときに等しくなることを特徴とする光分岐導波路。
（付記２） 前記第１の部位と前記第２の部位とを含む前記基板の一部領域において前記第１の光導波路と前記第２の光導波路とが互いに並行し、
前記一部領域において、前記第１の光導波路と前記第２の光導波路のいずれか一方の幅がテーパ状に変化することを特徴とする付記１に記載の光分岐導波路。
（付記３） 前記一部領域において前記第１の光導波路の第１の幅が一定であり、
前記一部領域において前記第２の光導波路の第２の幅がテーパ状に変化し、
前記開口が前記第２の光導波路の前記第２の部位に重なり、
前記第１の部位における前記第１の光導波路と前記第２の部位における前記第２の光導波路の各々の等価屈折率が、前記開口に前記樹脂が存在しない状態のときに等しくなるように、前記一部領域における前記第２の幅の最小値を前記第１の幅よりも広くしたことを特徴とする付記２に記載の光分岐導波路。
（付記４） 前記一部領域において前記第１の光導波路の第１の幅が一定であり、
前記一部領域において前記第２の光導波路の第２の幅がテーパ状に変化し、
前記開口が前記第２の光導波路の前記第２の部位に重なり、
前記第１の部位における前記第１の光導波路と前記第２の部位における前記第２の光導波路の各々の等価屈折率が、前記開口に前記樹脂が存在する状態のときに等しくなるように、前記一部領域における前記第２の幅の最大値を前記第１の幅よりも狭くしたことを特徴とする付記２に記載の光分岐導波路。
（付記５） 前記一部領域において前記第１の光導波路の第１の幅がテーパ状に変化し、
前記一部領域において前記第２の光導波路の第２の幅が一定であり、
前記開口が前記第１の光導波路の前記第１の部位に重なり、
前記第１の部位における前記第１の光導波路と前記第２の部位における前記第２の光導波路の各々の等価屈折率が、前記開口に前記樹脂が存在しない状態のときに等しくなるように、前記一部領域における前記第１の幅の最小値を前記第２の幅よりも広くしたことを特徴とする付記２に記載の光分岐導波路。
（付記６） 前記一部領域において前記第１の光導波路の第１の幅が一定であり、
前記一部領域において前記第２の光導波路の第２の幅がテーパ状に変化し、
前記開口が前記第１の光導波路の前記第１の部位に重なり、
前記第１の部位における前記第１の光導波路と前記第２の部位における前記第２の光導波路の各々の等価屈折率が、前記開口に前記樹脂が存在する状態のときに等しくなるように、前記一部領域における前記第２の幅の最小値を前記第１の幅よりも広くしたことを特徴とする付記２に記載の光分岐導波路。
（付記７） 前記樹脂の屈折率は、前記クラッド層の屈折率以上であることを特徴とする付記１に記載の光分岐導波路。
（付記８） 前記開口は、前記第１の光導波路と前記第２の光導波路の一方に重なり、他方には重ならないことを特徴とする付記１に記載の光分岐導波路。
（付記９） 第１の光導波路と第２の光導波路とを有すると共に、光信号の光路が前記第１の光導波路と前記第２の光導波路のいずれか一方に固定されたか、又は前記光路が前記第１の光導波路から前記第２の光導波路に移るように固定された光分岐導波路を備え、
前記光分岐導波路が、
前記第１の光導波路と前記第２の光導波路が互いに近接して設けられた基板と、
前記第１の光導波路の第１の部位と前記第２の光導波路の第２の部位の一方を覆い、かつ他方に重なる開口を備えたクラッド層とを有し、
前記第１の部位における前記第１の光導波路の等価屈折率と、前記第２の部位における前記第２の光導波路の等価屈折率が、前記開口に樹脂が存在する状態と存在しない状態のいずれか一方のときに等しくなることを特徴とする光モジュール。
（付記１０） 前記光分岐導波路が二つ設けられ、
一方の前記光分岐導波路の前記第１の光導波路に光学的に接続された発光素子と、
他方の前記光分岐導波路の前記第１の光導波路に光学的に接続された受光素子と、
前記二つの光分岐導波路の各々の前記第２の光導波路同士を光学的に接続する接続部とを更に有することを特徴とする付記９に記載の光モジュール。
（付記１１） 前記接続部に、前記二つの光分岐導波路とは異なる他の前記光分岐導波路が設けられ、
前記一方の光分岐導波路の前記第２の光導波路と、前記他の光分岐導波路の前記第１の光導波路とが光学的に接続され、
前記他方の光分岐導波路の前記第２の光導波路と、前記他の光分岐導波路の前記第２の光導波路とが光学的に接続されたことを特徴とする付記１０に記載の光モジュール。
（付記１２） 前記他の光分岐導波路の前記第１の光導波路の終端が、前記二つの光分岐導波路の各々の前記第１の光導波路の延在方向と同じ方向を向いていることを特徴とする付記１１に記載の光モジュール。
（付記１３） 前記光分岐導波路が前記基板の上にグリッド状に複数設けられ、
複数の前記光分岐導波路同士を光学的に接続したことを特徴とする付記９に記載の光モジュール。
（付記１４） 前記複数の光分岐導波路のうちの一部の前記開口に、屈折率が前記クラッド層の屈折率よりも低く、かつ前記樹脂とは別の樹脂が充填されたことを特徴とする付記１３に記載の光モジュール。
１、２０…光モジュール、２、２１…基板、３…第１の光導波路、４…第２の光導波路、５…発光素子、６…第１のグレーティングカプラ、７…変調器、８…受光素子、９…第２のグレーティングカプラ、２２…光集積回路、２３〜２５…光導波路、３０…バイパス光導波路、３１〜３３…光ファイバ、３４…ファイバアレイ、４０…光分岐導波路、４１…シリコン基板、４２…酸化シリコン層、４３…シリコン層、４３ａ、４３ｂ…第１及び第２の光導波路、４３ｘ…終端、４５…第１のレジスト層、４７…クラッド層、４７ａ…開口、４８…第２のレジスト層、４８ａ…開口、４９…樹脂、６０…光モジュール、６１…発光素子、６２…受光素子、６５…第１のスイッチ部、６６…第２のスイッチ部、６７…第１のグレーティングカプラ、６８…変調器、６９…第２のグレーティングカプラ、７１…接続部、８０…光モジュール、８１…光導波路、９０…樹脂。

Claims (5)

  1. 基板と、
    前記基板の上に設けられた第１の光導波路と、
    前記基板の上に設けられ、前記第１の光導波路に近接した第２の光導波路と、
    前記第１の光導波路の第１の部位と前記第２の光導波路の第２の部位の一方を覆い、かつ他方に重なる開口を備えたクラッド層とを有し、
    前記第１の部位における前記第１の光導波路の等価屈折率と、前記第２の部位における前記第２の光導波路の等価屈折率が、前記開口に樹脂が存在する状態と存在しない状態のいずれか一方のときに等しくなることを特徴とする光分岐導波路。
  2. 前記第１の部位と前記第２の部位とを含む前記基板の一部領域において前記第１の光導波路と前記第２の光導波路とが互いに並行し、
    前記一部領域において、前記第１の光導波路と前記第２の光導波路のいずれか一方の幅がテーパ状に変化することを特徴とする請求項１に記載の光分岐導波路。
  3. 前記樹脂の屈折率は、前記クラッド層の屈折率以上であることを特徴とする請求項１に記載の光分岐導波路。
  4. 前記開口は、前記第１の光導波路と前記第２の光導波路の一方に重なり、他方には重ならないことを特徴とする請求項１に記載の光分岐導波路。
  5. 第１の光導波路と第２の光導波路とを有すると共に、光信号の光路が前記第１の光導波路と前記第２の光導波路のいずれか一方に固定されたか、又は前記光路が前記第１の光導波路から前記第２の光導波路に移るように固定された光分岐導波路を備え、
    前記光分岐導波路が、
    前記第１の光導波路と前記第２の光導波路が互いに近接して設けられた基板と、
    前記第１の光導波路の第１の部位と前記第２の光導波路の第２の部位の一方を覆い、かつ他方に重なる開口を備えたクラッド層とを有し、
    前記第１の部位における前記第１の光導波路の等価屈折率と、前記第２の部位における前記第２の光導波路の等価屈折率が、前記開口に樹脂が存在する状態と存在しない状態のいずれか一方のときに等しくなることを特徴とする光モジュール。
JP2016245526A 2016-12-19 2016-12-19 光分岐導波路及び光モジュール Pending JP2018101004A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016245526A JP2018101004A (ja) 2016-12-19 2016-12-19 光分岐導波路及び光モジュール
US15/817,789 US10429583B2 (en) 2016-12-19 2017-11-20 Optical branching waveguide and optical module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016245526A JP2018101004A (ja) 2016-12-19 2016-12-19 光分岐導波路及び光モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018101004A true JP2018101004A (ja) 2018-06-28

Family

ID=62561517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016245526A Pending JP2018101004A (ja) 2016-12-19 2016-12-19 光分岐導波路及び光モジュール

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10429583B2 (ja)
JP (1) JP2018101004A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020137621A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 日本電信電話株式会社 光検査回路

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11726240B2 (en) * 2020-02-14 2023-08-15 Google Llc Variable mesh low mass MEMS mirrors

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH087332B2 (ja) 1986-09-11 1996-01-29 株式会社フジクラ 光伝送路の無瞬断切換方法
JPH10186153A (ja) 1996-12-24 1998-07-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光導波路型方向性結合器及びその製造方法
JP3721565B2 (ja) * 2004-02-27 2005-11-30 学校法人慶應義塾 光機能導波路、光変調器、アレイ導波路回折格子及び分散補償回路
US7373042B2 (en) * 2006-07-28 2008-05-13 Infinera Corporation Polarization sorter
JP5134028B2 (ja) 2010-03-16 2013-01-30 日本電信電話株式会社 光部品
JP5659866B2 (ja) 2011-03-02 2015-01-28 住友電気工業株式会社 スポットサイズ変換器
JP6356254B2 (ja) 2014-09-30 2018-07-11 株式会社フジクラ 基板型光導波路素子及び基板型光導波路素子の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020137621A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 日本電信電話株式会社 光検査回路
JP2020106736A (ja) * 2018-12-28 2020-07-09 日本電信電話株式会社 光検査回路
JP7115305B2 (ja) 2018-12-28 2022-08-09 日本電信電話株式会社 光検査回路
US11815422B2 (en) 2018-12-28 2023-11-14 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical test circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US20180172904A1 (en) 2018-06-21
US10429583B2 (en) 2019-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9128240B2 (en) Spot-size converter, manufacturing method thereof, and integrated optical circuit device
JP5259829B2 (ja) 光結合装置及び光合分波装置
JP5966021B2 (ja) 偏波変換素子
CN1752780B (zh) 连接型光耦合器装置
US10938481B2 (en) Optical transceiver, optical transceiver module using the same, and test method for optical transceiver
US20140133864A1 (en) Edge coupling of optical devices
JP7024359B2 (ja) 光ファイバ接続構造
CN107884876B (zh) 一种基于波导光栅耦合器的光偏振态检测芯片
TWI475269B (zh) 提供一耦合光子結構之方法及裝置
Bona et al. Characterization of parallel optical-interconnect waveguides integrated on a printed circuit board
WO2021161371A1 (ja) 光接続素子、光素子、及び光素子の製造方法
WO2014030578A1 (ja) 光導波路素子
US11223425B2 (en) Optical circuit device, and optical receiver
WO2012074134A1 (ja) 光分岐素子、光分岐素子を用いた光導波路デバイス、並びに光分岐素子の製造方法、光導波路デバイスの製造方法
CN114641720A (zh) 偏振系统和方法
CN107688210B (zh) 光波导干涉仪和用于制造光波导干涉仪的方法
JP6532403B2 (ja) 光電気混載基板に設けた光送信機または光送受信機の送信部
JP2018101004A (ja) 光分岐導波路及び光モジュール
La Porta et al. Silicon photonics packaging for highly scalable optical interconnects
JP2007094336A (ja) 光半導体素子および光半導体素子の製造方法
JP2007065357A (ja) マルチモード干渉カプラ、これを用いた光半導体素子およびマルチモード干渉カプラの設計方法
WO2001023955A2 (en) A nanophotonic mach-zehnder interferometer switch and filter
JP7143948B2 (ja) 光検査回路および光検査方法
JP2010164504A (ja) 光ジャイロセンサ
US20230350133A1 (en) Optical Coupling Method

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180215

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180220

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190910

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200727

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200804

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210224