JP3277040B2 - 導波光分離検出器及びその製造方法並びに導波光分離検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光磁気ディス
ク、光磁気カード、光磁気テープといった光磁気情報記
録再生装置や、光ディスク、光カードといった光情報記
録再生装置の光ピックアップ部等に適用されて、光導波
路中を導波する導波モードの異なった導波光、又は、導
波モードは同一であるが入射角の異なった導波光を分離
して検出するための導波光分離検出器及びその製造方法
並びに導波光分離検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】書換え可能な高密度記憶装置である光磁
気ディスクは、光磁気ディスクから反射される光のカー
効果による偏光方向の回転を検出することで情報を再生
するものである。ここに、カー効果による偏光方向の回
転は微小であるので、良好なる信号対雑音比（Ｃ／Ｎ
比）を得るためには、高精度な検光子や差動検出光学系
が必要となる。この点、現状では、これらの光学系には
バルク型光学素子（検光子、プリズム、レンズ等）が用
いられているため、相互の位置合わせが難しく、小型化
が困難である。これは、光情報記録再生装置においても
同様であり、光ピックアップの光学系にはバルク型光学
素子が用いられているため、相互の位置合わせが難し
く、小型化が困難である。

【０００３】このようなバルク型光学系による欠点を解
消するための素子として、例えば、光磁気ディスクに関
しては、「電子通信学会量子エレクトロニクス研究会報
告ＯＱＥ86-177」によれば、検出光学系を薄膜導波路に
集積化させた“光磁気ディスクピックアップ用導波路型
差動検出デバイス”が報告・提案されている。また、光
ディスクに関しては、「電子通信学会量子エレクトロニ
クス研究会報告ＯＱＥ85-72」 によれば、検出光学系を
薄膜導波路に集積化させた“光ディスクピックアップの
光集積回路化”が報告・提案されている。しかし、この
ようなデバイスは、ディスクからの反射光のノイズや強
度分布に弱いという欠点がある。

【０００４】このような点に着目し、例えば、光磁気デ
ィスクからの反射光の直交する２つの偏光成分を、光導
波路のＴＥモード、ＴＭモードとしてカップリングさせ
る光導波路カップリング部と、厚みをテーパ状に変化さ
せたテーパ状結合部とを含むＴＥ／ＴＭ分離素子と光検
出器により構成された光磁気信号検出部に導いて光磁気
信号を検出するようにしたものが、本出願人により提案
されている。

【０００５】図３２によりそのモード分離素子部分の構
造及び動作原理を説明する。まず、平面的構成を考える
と、同図（ａ）に示すように、２つの偏光成分を含む導
波光の第１の導波モード（ＴＥモード）と第２の導波モ
ード（ＴＭモード）との等価屈折率を異ならせた第１の
光導波路１と、この第１の光導波路１に接続された第２
の光導波路２とを、両者の接続部分で形成されたモード
分離部３で接続してなる。そして、第１の光導波路１を
導波してモード分離部３へ入射する入射導波光Ｌ_Ｉ の
内で、このモード分離部３で反射される光Ｌ_Ｒ を検出
するための第１の受光素子４とこのモード分離部３を透
過屈折する光Ｌ_Ｔ を検出するための第２の受光素子５
とを備えて構成される。

【０００６】断面構造的には、同図（ｂ）に示すよう
に、半導体基板６上にバッファ層７を介して第１の光導
波路１用の光導波層８を積層し、その厚みをテーパ状に
変化させたテーパ部８ａを介して第２の光導波路２用の
光導波層９を積層し、これらの光導波層８，９上にクラ
ッド層１０を設けて構成される。又は、同図（ｃ）に示
すように、光導波層９を全面的に設けてもよい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
提案例によるデバイス構造の場合、 光導波路１，２界面の不完全性や光導波路１，２の
不均質性、光導波路１，２内の不純物などの原因による
散乱光 モード分離部３の不完全性によって発生する散乱光 モード分離部３で反射又は透過屈折されずに、直進
する一部の導波光 ：第１の光導波路１（提案例中では、第２光導波路）と
第２の光導波路２（提案例中では、第３光導波路）の膜
層構成に依存して存在する。 モード分離部３で反射されず、かつ、透過屈折され
ずに、モード分離部３に沿って進み、モード分離部３の
端部等から放射・散乱される光 （これらの〜は図１０（ａ）中の破線矢印に対応さ
せて示す） 等があると、それらが、各導波モードに対応して設けら
れている受光素子４，５へ入射し、結果として、導波光
のモード分離・検出のＳ／Ｎ比が劣化してしまう可能性
がある。

【０００８】よって、このデバイスを光磁気信号検出装
置におけるＴＥ／ＴＭモード分離素子に応用しようとす
る場合には、光磁気信号のＣ／Ｎ比を劣化させる要因と
なる。

【０００９】このような状況は、同一モードの導波光を
その入射角の相違により分離して光量を検出する光ディ
スク用の場合でも同様であり、上記のような散乱光等の
影響により、導波光の分離・検出のＳ／Ｎ比が劣化して
しまう可能性がある。よって、光ディク用のピックアッ
プにおける焦点誤差信号検出素子に応用するような場合
であれば、焦点誤差検出の感度低下やＳ／Ｎ比を劣化さ
せる要因となる。

【００１０】よって、各種有害或いは不要光の影響を排
除して、導波光をモード別又は入射角別に分離してその
光量を検出する導波光分離検出器部分の改良、即ち、導
波光の分離・検出のＳ／Ｎ比及び消光比を向上させたデ
バイスの提案が要望されている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】導波光の第１の導波モー
ドと第２の導波モードとの等価屈折率の異なる第１の光
導波路と、この第１の光導波路に接続された第２の光導
波路と、これらの第１，２の光導波路の接続部分で形成
されたモード分離部と、前記第１の光導波路を導波して
前記モード分離部へ入射する入射導波光の内でこのモー
ド分離部で反射される光を検出するための第１の受光素
子とこのモード分離部を透過屈折する光を検出するため
の第２の受光素子とを備えた導波光分離検出器におい
て、請求項１記載の発明では、第１，２の光導波路の接
続部分を入射導波光の入射位置に対応する直線部分から
漸次その向きを変化させて第１，２の受光素子間を通る
ように配設してモード分離部を形成した。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、モード分離部を形成する第１，２の光導
波路の接続部分に接続させて導波光吸収素子を設けた。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、第１の光
導波路に入射導波光の光束幅に対応した開口が形成され
た導波光遮光素子を設けた。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項３記載の
発明における導波光遮光素子を、入射導波光と略同一方
向から導波する光を全反射させる角度に設定された導波
路鏡とした。

【００１５】加えて、請求項５記載の発明では、導波路
鏡により全反射された光を吸収する導波光吸収素子を設
けた。

【００１６】請求項６記載の発明では、第１，２の受光
素子の少なくとも一方の周囲でモード分離部からの導波
光の経路以外の部分に対して導波光遮光素子を設けた。

【００１７】請求項７記載の発明では、第１，２の受光
素子の少なくとも一方に対してモード分離部からの導波
光の経路に沿わせた導波光集光素子を設けた。

【００１８】一方、第１の光導波路と、この第１の光導
波路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の
小さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路
の接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光
導波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波
光の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するた
めの第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する
光を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分
離検出器において、請求項８記載の発明では、第１，２
の光導波路の接続部分を入射導波光の入射位置に対応す
る直線部分から漸次その向きを変化させて第１，２の受
光素子間を通るように配設して導波路結合部を形成し
た。

【００１９】請求項９記載の発明では、請求項８記載の
発明において、導波路結合部を形成する第１，２の光導
波路の接続部分に接続させて導波光吸収素子を設けた。

【００２０】また、請求項１０記載の発明では、第１の
光導波路に入射導波光の光束幅に対応した開口が形成さ
れた導波光遮光素子を設けた。

【００２１】請求項１１記載の発明では、請求項１０記
載の発明における導波光遮光素子を、入射導波光と略同
一方向から導波する光を全反射させる角度に設定された
導波路鏡とした。

【００２２】加えて、請求項１２記載の発明では、導波
路鏡により全反射された光を吸収する導波光吸収素子を
設けた。

【００２３】請求項１３記載の発明では、第１，２の受
光素子の少なくとも一方の周囲で導波路結合部からの導
波光の経路以外の部分に対して導波光遮光素子を設け
た。

【００２４】請求項１４記載の発明では、第１，２の受
光素子の少なくとも一方に対して導波路結合部からの導
波光の経路に沿わせた導波光集光素子を設けた。

【００２５】さらに、請求項１５記載の発明では、第１
の受光素子を前記導波路結合部に接するように延伸させ
て配設させた。

【００２６】請求項１６記載の発明では、導波路結合部
を前記入射導波光の入射位置に対応する直線部分から漸
次その向きを変化させて前記第１の受光素子領域の一部
を通るように形成した。

【００２７】同様に、請求項１７記載の発明では、第２
の受光素子を前記導波路結合部に接するように延伸させ
て配設させた。

【００２８】請求項１８記載の発明では、導波路結合部
を前記入射導波光の入射位置に対応する直線部分から漸
次その向きを変化させて前記第２の受光素子領域の一部
を通るように形成した。

【００２９】また、請求項１９記載の発明では、導波路
結合部の領域上に結合させた第３の受光素子を設けた。

【００３０】請求項２０記載の発明では、請求項１９記
載の導波光分離検出器を用いた導波光分離検出装置とし
て、第１の受光素子の出力に第３の受光素子の出力を加
算した値と、第２の受光素子の出力の値とを比較する比
較手段を設けた。

【００３１】同様に、請求項２１記載の発明では、請求
項１９記載の導波光分離検出器を用いた導波光分離検出
装置として、第１の受光素子の出力の値と、第２の受光
素子の出力に第３の受光素子の出力を加算した値とを比
較する比較手段を設けた。

【００３２】請求項２２記載の発明では、請求項２０又
は２１記載の発明に加え、比較手段による比較に先立ち
第１，２，３の受光素子の出力を増幅する各々異なる増
幅率に設定された増幅器を設けた。

【００３３】一方、請求項２３記載の発明では、請求項
２，５，９又は１２記載の導波光分離検出器の製造方法
として、導波光吸収素子を、導波光受光素子構造とし、
第１，２の受光素子と同一の工程により同時に形成する
ようにした。

【００３４】同様に、請求項２４記載の発明では、請求
項３，６，１０又は１３記載の導波光分離検出器の製造
方法として、導波光遮光素子を、導波光受光素子構造と
し、第１，２の受光素子と同一の工程により同時に形成
するようにした。

【００３５】請求項２５記載の発明では、請求項４，
５，１１又は１２記載の導波光分離検出器の製造方法と
して、導波路鏡による導波光遮光素子を第１，２の光導
波路に形成される別の導波路鏡と同一の工程により同時
に形成するようにした。

【００３６】請求項２６記載の発明では、請求項３，
６，１０又は１３記載の導波光分離検出器の製造方法と
して、導波光遮光素子を導波路鏡とし、第１，２の光導
波路に形成される別の導波路鏡と同一の工程により同時
に形成するようにした。

【００３７】請求項２７記載の発明では、請求項７又は
１４記載の導波光分離検出器の製造方法として、導波光
集光素子を導波路鏡とし、第１，２の光導波路に形成さ
れる別の導波路鏡と同一の工程により同時に形成するよ
うにした。

【００３８】

【作用】請求項１記載の発明によれば、モード分離部で
反射或いは透過屈折されずにモード分離部に沿って進む
光は、曲線状又は角度を微小に徐々に変化させた一連の
直線群として、漸次、その向きを変化させた第１，２の
光導波路の接続部分の形状に沿って進み、第１，２の受
光素子の近傍で散乱されることがないので、モード分離
部からの反射光を受光する第１の受光素子、及び、透過
屈折光を受光する第２の受光素子のＳ／Ｎ比がともに改
善されることになる。また、各受光素子の大きさやモー
ド分離部を形成する第１，２の光導波路の接続部分との
配置の自由度が飛躍的に増すことになり、導波光分離検
出器の設計が容易となる。さらには、第２の受光素子を
モード分離部に接近させて配置させ得るので、導波損失
の影響を減ずることができ、かつ、導波光分離検出器の
小型化も図れる。

【００３９】請求項２記載の発明によれば、モード分離
部で反射或いは透過屈折されずにモード分離部に沿って
進む光や、モード分離部に沿って進みモード分離部の端
部から放射・散乱される光等の有害・不要な光を導波光
吸収素子によりその発生源の間近で吸収することで、各
受光素子、その他へ入射することを未然に防止し得る。
よって、導波光分離検出器のＳ／Ｎ比、消光比が改善さ
れる。

【００４０】請求項３記載の発明によれば、導波光遮光
素子により不要な光路上の散乱光を遮断しつつ、その開
口幅で入射導波光の幅を規定してモード分離部への入射
角を設計値通りとすることで、光導波路界面の不完全性
や光導波路の不均質性、光導波路内の不純物などの原因
によって生ずる散乱光が、直接又はモード分離部で反射
或いは透過屈折されて第１，２の受光素子に入射してノ
イズとなったり、入射導波光が導波中に徐々に広がっ
て、モード分離部への入射角が設計値の前後に幅を持
ち、反射と透過屈折の条件に部分差を生じて、モード分
離に支障をきたす、といった問題を回避できる。よっ
て、この場合も、上記原因による導波光分離検出器のＳ
／Ｎ比、消光比の劣化を防止できる。

【００４１】請求項４記載の発明によれば、導波光遮光
素子を導波路鏡としたので、反射率が高いため、透過方
向の遮光性に優れたものとなり、かつ、開口部の境界を
急峻に形成できるので、上記請求項３記載の発明の作用
効果が向上し、高効率、高精度な導波光遮光素子を形成
できる。

【００４２】請求項５記載の発明によれば、導波光遮光
素子として機能する導波路鏡で反射される入射導波光中
の本来の光束幅を外れてきた散乱光や発散光などの不要
な光を導波光吸収素子が吸収し、光導波路内の他の受光
素子等への入射が防止されるので、導波路鏡を設けたこ
とによる副次的な影響を防止し得る他、この導波光吸収
素子自体が導波光遮光素子としても機能し得るので、請
求項４記載の発明の作用効果が増長される。

【００４３】請求項６記載の発明によれば、第１，２の
受光素子に、本来検出すべき各モード光の入射方向以外
の方向から入射しようとする有害・不要な光を、受光素
子の直前で遮光し得るので、モード分離部からの反射光
を受光する第１の受光素子、及び、透過屈折光を受光す
る第２の受光素子のＳ／Ｎ比がともに改善されることに
なる。よって、この場合も、導波光分離検出器全体や光
磁気信号検出装置への応用時の性能向上を図れる。

【００４４】請求項７記載の発明によれば、モード分離
部で反射或いは透過屈折した導波光を集光して受光素子
へ導くことができるので、第１，２の受光素子の受光面
の面積を小さくして、受光素子の静電容量を低下させる
ことで、高速応答させることができる。

【００４５】一方、請求項８記載の発明によれば、導波
路結合部で反射或いは透過屈折されずに導波路結合部に
沿って進む光は、曲線状又は角度を微小に徐々に変化さ
せた一連の直線群として、漸次、その向きを変化させた
第１，２の光導波路の接続部分の形状に沿って進み、第
１，２の受光素子の近傍で散乱されることがないので、
導波路結合部からの反射光を受光する第１の受光素子、
及び、透過屈折光を受光する第２の受光素子のＳ／Ｎ比
がともに改善されることになる。また、各受光素子の大
きさや導波路結合部を形成する第１，２の光導波路の接
続部分との配置の自由度が飛躍的に増すことになり、導
波光分離検出器の設計が容易となる。さらには、第２の
受光素子を導波路結合部に接近させて配置させ得るの
で、導波損失の影響を減ずることができ、かつ、導波光
分離検出器の小型化も図れる。

【００４６】請求項９記載の発明によれば、導波路結合
部で反射或いは透過屈折されずに導波路結合部に沿って
進む光や、導波路結合部に沿って進み導波路結合部の端
部から放射・散乱される光等の有害・不要な光を導波光
吸収素子によりその発生源の間近で吸収することで、各
受光素子、その他へ入射することを未然に防止し得る。
よって、導波光分離検出器のＳ／Ｎ比、消光比が改善さ
れる。

【００４７】請求項１０記載の発明によれば、導波光遮
光素子により不要な光路上の散乱光を遮断しつつ、その
開口幅で入射導波光の幅を規定して導波路結合部への入
射角を設計値通りとすることで、光導波路界面の不完全
性や光導波路の不均質性、光導波路内の不純物などの原
因によって生ずる散乱光が、直接又は導波路結合部で反
射或いは透過屈折されて第１，２の受光素子に入射して
ノイズとなったり、入射導波光が導波中に徐々に広がっ
て、導波路結合部への入射角が設計値の前後に幅を持
ち、反射と透過屈折の条件に部分差を生じて、入射角に
よる導波光の分離に支障をきたす、といった問題を回避
できる。よって、この場合も、上記原因による導波光分
離検出器のＳ／Ｎ比、消光比の劣化を防止できる。

【００４８】請求項１１記載の発明によれば、導波光遮
光素子を導波路鏡としたので、反射率が高いため、透過
方向の遮光性に優れたものとなり、かつ、開口部の境界
を急峻に形成できるので、上記請求項６記載の発明の作
用効果が向上し、高効率、高精度な導波光遮光素子を形
成できる。

【００４９】請求項１２記載の発明によれば、導波光遮
光素子として機能する導波路鏡で反射される入射導波光
中の本来の光束幅を外れてきた散乱光や発散光などの不
要な光を導波光吸収素子が吸収し、光導波路内の他の受
光素子等への入射が防止されるので、導波路鏡を設けた
ことによる副次的な影響を防止し得る他、この導波光吸
収素子自体が導波光遮光素子としても機能し得るので、
請求項１１記載の発明の作用効果が増長される。

【００５０】請求項１３記載の発明によれば、第１，２
の受光素子に、本来検出すべき入射角の導波光の入射方
向以外の方向から入射しようとする有害・不要な光を、
受光素子の直前で遮光し得るので、導波路結合部からの
反射光を受光する第１の受光素子、及び、透過屈折光を
受光する第２の受光素子のＳ／Ｎ比がともに改善される
ことになる。よって、この場合も、導波光分離検出器全
体や光信号検出装置への応用時の性能向上を図れる。

【００５１】請求項１４記載の発明によれば、導波路結
合部で反射或いは透過屈折した導波光を集光して受光素
子へ導くことができるので、第１，２の受光素子の受光
面の面積を小さくして、受光素子の静電容量を低下させ
ることで、高速応答させることができる。

【００５２】また、請求項１５記載の発明によれば、導
波路結合部で反射された導波光と、この導波路結合部で
反射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波
光とを第１の受光素子で同時に受光するので、この導波
路結合部に沿って進む導波光の光量分を反射光量に加味
して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検出特性
がよい場合には、実質的に、第１の受光素子の出力を反
射光出力として扱えばよいものとなり、よって、第１の
受光素子を導波路結合部に接するように延伸させて配設
させるだけで、分離・検出特性を向上させた導波光分離
検出器となる。

【００５３】請求項１６記載の発明によれば、第１の受
光素子の形状、大きさ及び位置を変えることなく、導波
路結合部で反射された導波光と、この導波路結合部で反
射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波光
とをこの第１の受光素子で同時に受光し得るものとな
る。よって、請求項１５記載の発明の場合と同様に、こ
の導波路結合部に沿って進む導波光の光量分を反射光量
に加味して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検
出特性がよい場合には、実質的に、第１の受光素子の出
力を反射光出力として扱えばよいものとなる。このため
にも、第１の受光素子を導波路結合部に接するように延
伸させるといったことも不要となる。この結果、第１の
受光素子の形状等を変える必要がなく、この第１の受光
素子への不要な散乱光の入射や、静電容量の増大による
応答速度の低下をきたすことがなく、分離・検出特性を
向上させた導波光分離検出器となる。

【００５４】請求項１７記載の発明によれば、導波路結
合部で透過屈折された導波光と、この導波路結合部で反
射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波光
とを第２の受光素子で同時に受光するので、この導波路
結合部に沿って進む導波光の光量分を透過屈折光量に加
味して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検出特
性がよい場合には、実質的に、第２の受光素子の出力を
透過屈折光出力として扱えばよいものとなり、よって、
第２の受光素子を導波路結合部に接するように延伸させ
て配設させるだけで、分離・検出特性を向上させた導波
光分離検出器となる。

【００５５】請求項１８記載の発明によれば、第２の受
光素子の形状、大きさ及び位置を変えることなく、導波
路結合部で透過屈折された導波光と、この導波路結合部
で反射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導
波光とをこの第２の受光素子で同時に受光し得るものと
なる。よって、請求項１５記載の発明の場合と同様に、
この導波路結合部に沿って進む導波光の光量分を透過屈
折光量に加味して導波光の分離・検出を行ったほうが分
離・検出特性がよい場合には、実質的に、第２の受光素
子の出力を透過屈折光出力として扱えばよいものとな
る。このためにも、第２の受光素子を導波路結合部に接
するように延伸させるといったことも不要となる。この
結果、第２の受光素子の形状等を変える必要がなく、こ
の第２の受光素子への不要な散乱光の入射や、静電容量
の増大による応答速度の低下をきたすことがなく、分離
・検出特性を向上させた導波光分離検出器となる。

【００５６】請求項１９記載の発明によれば、第１，２
の受光素子の形状、大きさ及び位置を変えたり、導波路
結合部を変更させることなく、導波路結合部で反射及び
透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波光を第３
の受光素子で単独で受光するので、その時の条件に応じ
て、適宜、第３の受光素子の出力を第１又は第２の受光
素子の出力に加味することが可能となる。この結果、第
１，２の受光素子の形状等を変える必要がなく、この第
１，２の受光素子への不要な散乱光の入射や、静電容量
の増大による応答速度の低下をきたすことがなく、か
つ、導波路結合部の過大な偏向部分からの放射光をも未
然に防止しつつ、分離・検出特性を向上させた導波光分
離検出器となる。

【００５７】請求項２０記載の発明によれば、請求項１
９記載の導波光分離検出器を用いて検出装置を構成する
上で、比較器により、第１，３の受光素子の出力の加算
値と第２の受光素子の出力の値とを比較するので、導波
路結合部に沿って進む導波光の光量分を反射光量に加味
して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検出特性
がよいかを適正に判断し得るものとなり、分離・検出特
性が向上しない場合には加算処理を行わないように制御
し得るものとなる。

【００５８】請求項２１記載の発明によれば、請求項１
９記載の導波光分離検出器を用いて検出装置を構成する
上で、比較器により、第１の受光素子の出力の値と第
２，３の受光素子の出力の加算値とを比較するので、導
波路結合部に沿って進む導波光の光量分を透過屈折光量
に加味して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検
出特性がよいかを適正に判断し得るものとなり、分離・
検出特性が向上しない場合には加算処理を行わないよう
に制御し得るものとなる。

【００５９】請求項２２記載の発明によれば、請求項２
０又は２１記載の発明に関して、例えば、第１又は第２
の受光素子の出力と第３の受光素子の出力とを加算する
に先立ち、各々又は一方の増幅器の増幅率を変えること
により、反射光量又は透過屈折光量と導波路結合部に沿
って進む光量とを重み付けを行った上で加算できる。よ
って、導波路結合部がテーパ断面形状で形成されている
場合のテーパの向きやその角度、或いは、テーパ角度の
バラツキやテーパ面のうねりなど、導波路結合部の設計
上の構造や、その製造工程における不完全性に起因し
た、導波路結合部に沿って進む導波光と反射光又は透過
屈折光との導波状態の違いに合わせて、導波光の分離・
検出特性を最適化し得るものとなる。さらには、第３の
受光素子の出力を加算した出力値と、単独の第２又は第
１の受光素子の出力値とを比較するに先立ち、各々又は
一方の増幅器の増幅率を変えることにより、実質的な反
射光量又は実質的な透過屈折光量と、透過屈折光量又は
反射光量とを重み付けを行った上で比較できる。よっ
て、上述の加算前の場合と同様に、実質的な反射光や透
過屈折光の導波状態に合わせて、導波光の分離・検出特
性を最適化し得るものとなる。

【００６０】請求項２３，２４記載の発明によれば、導
波光吸収素子或いは導波光遮光素子を、受光素子構造と
同一として、第１，２の受光素子と同一の工程により同
時に形成することにより、別途の工程を付加することな
く形成できるものとなる。よって、導波光吸収素子或い
は導波光遮光素子の追加によって、コストや製造に要す
る時間が増えることがない。

【００６１】請求項２５，２６，２７記載の発明によれ
ば、第１又は２の光導波路に別の導波路鏡が形成される
場合、導波路鏡型の導波光遮光素子或いは導波光集光素
子を、別の導波路鏡と同一工程で同時に形成することに
より、別途の工程を付加することなく形成できるものと
なる。

【００６２】

【実施例】本発明の前提となる一構成例を図１に基づい
て説明する。図３２で説明した基本構成と同一部分又は
相当する部分は同一符号を用いて示す（以下の構成例や
実施例でも同様とする）。本構成例は、モード分離部３
を透過屈折した光Ｌ_Ｔ を検出するための第２の受光素
子５を、入射導波光Ｌ_Ｉ の光束のモード分離部３から
の幾何学的な延長領域（図中、破線で挾まれた領域）外
に配設させたものである。

【００６３】このような構成によれば、第１，２の光導
波路１，２の膜層構成に依存して存在し得るモード分離
部３で反射或いは透過屈折されずに直進する一部の導波
光Ｌ_Ｉ′ が、第２の受光素子５で本来受光すべき透過
屈折光Ｌ_Ｔ に重畳されてこの第２の受光素子５で受光
されるようなことがなくなり、導波光Ｌ_Ｉ′ がノイズ
となってしまうことを防止できる。

【００６４】本発明の前提となる他の一構成例を図２に
より説明する。本構成例は、第１，２の受光素子４，５
をモード分離部３自身（即ち、入射導波光Ｌ_Ｉ の入射
位置に対応する直線部分及びその前後の第１，２の光導
波路１，２間の接続部分）、さらには、その延長線３′
上に対して接しないように配設させたものである。

【００６５】このような構成によれば、モード分離部３
で反射或いは透過屈折されずにモード分離部３に沿って
進む光が第１又は２の受光素子４，５に直接入射した
り、モード分離部３の端部３ａ（第１，２の光導波路
１，２の接続部分が急峻にその方向を変化させている箇
所）から、モード分離部３の延長方向に強く放射される
光が第１又は２の受光素子４，５に入射したりすること
によって、その分がノイズとなってしまうことが避けら
れる。よって、モード分離部３からの反射光Ｌ_Ｒを受光
する第１の受光素子４、及び、透過屈折光Ｌ_Ｔ を受光
する第２の受光素子５のＳ／Ｎ比がともに改善される。

【００６６】本発明の前提となるさらに他の一構成例を
図３により説明する。本構成例は、モード分離部３の端
部３ａ位置を、第１，２の受光素子４，５より導波光の
導波方向下流側に配設させたものである。

【００６７】このような構成によれば、モード分離部３
で反射或いは透過屈折されずにモード分離部３に沿って
進み、モード分離部３の端部３ａから放射・散乱される
光が、第１，２の受光素子４，５に入射するのが防止さ
れる。

【００６８】請求項１記載の発明の一実施例を図４によ
り説明する。本実施例では、モード分離部３を形成する
第１，２の光導波路１，２の接続部分に関して、入射導
波光Ｌ_Ｉ の入射位置に対応する直線部分に続けて、曲
線状（或いは、角度を微小に徐々に変化させた一連の直
線群）として、漸次その向きを変化させつつ、第１，２
の受光素子４，５間を通るように形成したものである。

【００６９】このような構成によれば、モード分離部３
で反射或いは透過屈折されずにモード分離部３に沿って
進む光は、このような所定形状の第１，２の光導波路
１，２間の接続部分の形状に沿って進むことになり、第
１，２の受光素子４，５の近傍で散乱されることがなく
なる。よって、第１，２の受光素子４，５のＳ／Ｎ比が
改善される。特に、前述した各構成例に規定した各々の
条件下での、各受光素子４，５の大きさやモード分離部
３を形成する第１，２の光導波路１，２の接続部分との
配置の自由度が飛躍的に増すことになり、導波光モード
分離検出器の設計が容易となる。さらには、第２の受光
素子５をモード分離部３に接近させて配置させることも
可能となり、導波損失の影響を減らすことができる。

【００７０】請求項２記載の発明の一実施例を図５によ
り説明する。本実施例は、モード分離部３を形成する第
１，２の光導波路１，２の接続部分に接続させて導波光
吸収素子１１を設けたものである。

【００７１】同図（ａ）に示すような構成によれば、モ
ード分離部３で反射或いは透過屈折されずにモード分離
部３に沿って進む光をこの導波光吸収素子１１により吸
収でき、同図（ｂ）に示すような構成によれば、モード
分離部３で反射或いは透過屈折されずにモード分離部３
に沿って進みモード分離部３の端部３ａから放射・散乱
される光をこの導波光吸収素子１１により吸収できる。
このような有害・不要な光を導波光吸収素子１１により
その発生源の間近で吸収することで、各受光素子４，
５、その他へ入射することが未然に防止される。

【００７２】なお、このような導波光吸収素子１１は、
各導波路１，２の導波層に近接させて、金属などの光吸
収層を装荷して設けてもよく、また、後述するように、
第１，２の受光素子４，５と同様な導波光受光素子構造
としてもよい。

【００７３】請求項３記載の発明の一実施例を図６によ
り説明する。本実施例は、第１の光導波路１中に入射導
波光Ｌ_Ｉ の光束幅に対応した開口１２ａが形成された
導波光遮光素子１２を設けたものである。この導波光遮
光素子１２は、図５に示した実施例中の導波光吸収素子
１１と同様なもの、或いは、導波路反射鏡、導波層自体
を光吸収性としたものなど、その部分を導波光が通過し
得ないものとして、適宜形成される。

【００７４】このような構成によれば、光導波路１，２
界面の不完全性や光導波路１，２の不均質性、光導波路
１，２内の不純物などの原因によって生ずる散乱光が、
直接又はモード分離部３で反射或いは透過屈折されて、
第１又は２の受光素子４，５に入射することが防止され
る。また、入射導波光Ｌ_Ｉ が導波中に徐々に広がって
しまうような場合、モード分離部３への入射角が設計値
の前後に幅を持ち、反射と透過屈折の条件に部分差を生
じて、モード分離に支障をきたす、といった問題に関し
ても、入射導波光Ｌ_Ｉ の幅が導波光遮光素子１２の開
口１２ａで設計値に規定されて入射するので、回避され
る。

【００７５】請求項４記載の発明の一実施例を図７によ
り説明する。本実施例は、前記実施例における導波光遮
光素子を、入射導波光Ｌ_Ｉ と略同一方向から導波する
光を全反射させる角度に設定された導波路鏡１３とした
ものである。即ち、第１の光導波路１に垂直断面或いは
テーパ断面を形成し、かつ、入射導波光Ｌ_Ｉ の入射角
を全反射角として導波路鏡１３が設けられている。１３
ａは開口１２ａに相当する開口である。

【００７６】このような導波路鏡１３によれば、反射率
が高いため、透過方向の遮光性に優れたものとなり、か
つ、垂直断面の導波路鏡１３によれば、開口１３ａの境
界を急峻に形成できるので、前記実施例の作用効果がさ
らに向上し、高効率、高精度な導波光遮光素子となる。

【００７７】請求項５記載の発明の一実施例を図８によ
り説明する。本実施例は、第１の光導波路１中に、導波
路鏡１３により全反射された光を吸収する導波光吸収素
子１４を設けたものである。このような導波光吸収素子
１４は、例えば図５に示した導波光吸収素子１１と同様
なものでよい。また、導波光吸収素子１４は、図８中の
下側に示すように導波路鏡１３に重なる状態で設けても
よく、同図中の上側に示すように導波路鏡１３から離し
て設けてもよい。

【００７８】このような構成によれば、導波光遮光素子
として機能する導波路鏡１３で反射される不要な光をこ
の導波光吸収素子１４が吸収するので、光導波路内の他
の受光素子等への入射が防止される。よって、導波路鏡
１３を設けたことによる副次的な影響が防止される。

【００７９】請求項６記載の発明の一実施例を図９によ
り説明する。本実施例は、第１，２の受光素子４，５の
少なくとも一方、ここでは両方の周囲の内、モード分離
部３からの導波光の経路以外の部分に対して導波光遮光
素子１５，１６を設けたものである。このような導波光
遮光素子１５，１６は、例えば図５に示した導波光吸収
素子１１と同様なものでよく、或いは、導波路反射鏡、
導波層自体を光吸収性としたものなどを用いることがで
きる。

【００８０】このような構成によれば、第１，２の受光
素子４，５に対して、本来検出すべき各モード光の入射
方向以外の方向から入射しようとする有害・不要な光
は、受光素子４，５の直前で各々導波光遮光素子１５，
１６により遮光されるので、これらの第１，２の受光素
子４，５のＳ／Ｎ比は改善される。

【００８１】請求項７記載の発明の一実施例を図１０に
より説明する。本実施例は、第１，２の受光素子４，５
の少なくとも一方に対してモード分離部３からの導波光
（反射光Ｌ_Ｒ 、透過屈折光Ｌ_Ｔ ）の経路に沿わせた導
波光集光素子１７，１８を設けたものである。このよう
な導波光集光素子１７，１８は、同図（ａ）に示すよう
に、凹面の反射面を有する導波路鏡１７ａや、導波路レ
ンズ１８の他、同図（ｂ）に示すように、それ自体は集
光性を有しない直線の一対の導波路鏡１７ｂを組合せた
ものとしてもよい。

【００８２】このような構成によれば、モード分離部３
で反射或いは透過屈折した導波光を導波光集光素子１
７，１８で絞って受光素子４，５へ導くことができるの
で、これらの受光素子４，５の受光面の面積を小さくす
ることができる。

【００８３】特に、モード分離部３での屈折によりビー
ム幅の狭められた透過屈折光Ｌ_Ｔに比べてモード分離部
３で反射された反射光Ｌ_Ｒ のほうが、元のビーム幅を
保っているので、同図（ｂ）に示すように、第１の受光
素子４側に対してのみ導波光集光素子１７（１７ｂ）を
設けてもよい。

【００８４】請求項２３及び２４記載の発明の一実施例
を図１１により説明する。本実施例は、導波光モード分
離検出器の製造方法に関するもので、請求項２，５によ
る導波光吸収素子１１，１４、請求項３，６による導波
光遮光素子１２，１５，１６を、何れも導波光受光素子
構造として、第１，２の受光素子４，５と同一の工程に
より同時に形成するようにしたものである。このような
製造方法によれば、別途の工程を付加することなく形成
できるものとなり、よって、導波光吸収素子１１，１４
或いは導波光遮光素子１２，１５，１６の追加によっ
て、コストや製造に要する時間が増えることがない。

【００８５】例えば、フォトマスク上に第１，２の受光
素子４，５のパターンとともに、上述した導波光吸収素
子１１，１４或いは導波光遮光素子１２，１５，１６等
の導波光受光素子構造のパターンを加えておき、フォト
リソグラフィ法により素子形成するようにすれば、工程
自体の変更・追加は不要となる。

【００８６】図１１は、半導体基板６上に不純物拡散領
域１９，１９′を形成し、その上にバッファ層７、光導
波層８又は９を順次積層して、不純物拡散領域１９，１
９′部分に光導波路１又は２に接続された各々受光素子
構造を形成し、不純物拡散領域１９による受光素子構造
部分を受光素子４又は５とし、不純物拡散領域１９′に
よる受光素子構造部分を導波光吸収素子１１，１４或い
は導波光遮光素子１２，１５，１６とした例を示す。な
お、導波光は不純物拡散領域１９，１９′に対応してバ
ッファ層７が薄くなった部分で放射モードとなって半導
体基板６側（従って、不純物拡散領域１９，１９′中）
に吸収される。また、ここでは、これらの不純物拡散領
域１９，１９′に接続された電極２０，２０′が設けら
れている。

【００８７】ところで、導波光遮光素子１２，１５，１
６として用いる部分に対しては、不純物拡散領域１９′
や電極２０′は必ずしも必要ではないが、電極２０′を
光導波路１又は２を貫通させて接続するような場合、そ
の位置や方向を選択することにより、遮光効果が増すこ
とになる。

【００８８】請求項２５ないし２７記載の発明の一実施
例を図１２により説明する。本実施例も、導波光モード
分離検出器の製造方法に関するもので、上述したような
導波光モード分離検出器を含む光導波路デバイスを作製
する際には、例えば光導波路を閉空間とさせるために、
第１又は２の光導波路１，２に導波路鏡１３等とは別の
導波路鏡を形成する場合が多い点に着目し、請求項４，
５による導波路鏡１３、請求項３による導波光遮光素子
１２、請求項６による導波光遮光素子（導波路鏡）１
５，１６、或いは、請求項７による導波光集光素子（導
波路鏡）１７，１８を、第１，２の光導波路１，２に形
成される別の導波路鏡２１，２２と同一の工程により同
時に形成するようにしたのである。

【００８９】このような構成によれば、導波路鏡１３、
導波光遮光素子１２，１５，１６、或いは、導波光集光
素子１７，１８を、別途の工程を付加することなく形成
できるものとなる。よって、これらの導波路鏡１３等の
追加によって、コストや製造に要する時間が増えること
がない。

【００９０】なお、前述した各種実施例につき、各々任
意かつ適宜に組合せて構成するようにしてもよい。ま
た、各種実施例上、第１，２の受光素子４，５は各々単
数の例で示したが、各々複数の要素からなる場合にも同
様に適用し得る。

【００９１】本発明の前提となる別の態様の一構成例を
図１３により説明する。前述した各実施例では、光磁気
ディスク用などを想定し、同一入射角で入射する導波光
をその導波モード（ＴＥ／ＴＭモード）で分離するもの
を対象としたが、本構成例以下では、光ディスク用など
を想定し、同一モードの導波光であるが、導波光を臨界
角の前後で導波路結合部に向けて導波させることによ
り、その入射角の違いにより導波光を反射光と透過屈折
光とに分離する方式のものに適用したものである。ま
ず、基本構成について説明すると、導波光が入射される
第１の光導波路３１と、この第１の光導波路３１に接続
された第２の光導波路３２とを、両者の接続部分で形成
された導波路結合部３３で接続してなる。ここに、第２
の光導波路３２の等価屈折率は第１の等価屈折率よりも
小さく設定されている。そして、第１の光導波路３１を
導波して導波路結合部３３へ入射する入射導波光Ｌ_Ｉ
の内で、この導波路結合部３３で反射される光Ｌ_Ｒ を
検出するための第１の受光素子３４とこの導波路結合部
３３を透過屈折する光Ｌ_Ｔ を検出するための第２の受
光素子３５とを備えて構成される。

【００９２】なお、断面構造的には、図３２（ｂ）を参
照して説明すれば、半導体基板６上にバッファ層７を介
して第１の光導波路３１用の光導波層８を積層し、その
厚みをテーパ状に変化させたテーパ部８ａを介して第２
の光導波路３２用の光導波層９を積層し、これらの光導
波層８，９上にクラッド層１０を設けて構成すればよ
い。又は、同図（ｃ）に示すように、光導波層９を全面
的に設けてもよい。

【００９３】しかして、本構成例は、導波路結合部３３
を透過屈折した光Ｌ_Ｔ を検出するための第２の受光素
子３５を、入射導波光Ｌ_Ｉ の光束の導波路結合部３３
からの幾何学的な延長領域（図中、破線で挾まれた領
域）外に配設させたものである。

【００９４】このような構成によれば、第１，２の光導
波路３１，３２の膜層構成に依存して存在し得る導波路
結合部３３で反射或いは透過屈折されずに直進する一部
の導波光Ｌ_Ｉ′ が、第２の受光素子３５で本来受光す
べき透過屈折光Ｌ_Ｔ に重畳されてこの第２の受光素子
３５で受光されることがなくなり、導波光Ｌ_Ｉ′ がノ
イズとなってしまうことを防止できる。

【００９５】本発明の前提となる別の態様の他の構成例
を図１４により説明する。本構成例は、第１，２の受光
素子３４，３５を導波路結合部３３自身（即ち、入射導
波光Ｌ_Ｉ の入射位置に対応する直線部分及びその前後
の第１，２の光導波路３１，３２間の接続部分）、さら
には、その延長線３３′上に対して接しないように配設
させたものである。

【００９６】このような構成によれば、導波路結合部３
３で反射或いは透過屈折されずに導波路結合部３３に沿
って進む光が第１又は２の受光素子３４，３５に直接入
射したり、導波路結合部３３の端部３３ａ（第１，２の
光導波路３１，３２の接続部分が急峻にその方向を変化
させている箇所）から、導波路結合部３３の延長方向に
強く放射される光が第１又は２の受光素子３４，３５に
入射したりすることによって、その分がノイズとなって
しまうことが避けられる。よって、導波路結合部３３か
らの反射光Ｌ_Ｒ を受光する第１の受光素子３４、及
び、透過屈折光Ｌ_Ｔ を受光する第２の受光素子３５の
Ｓ／Ｎ比がともに改善される。

【００９７】本発明の前提となる別の態様のさらに他の
構成例を図１５により説明する。本構成例は、導波路結
合部３３の端部３３ａ位置を、第１，２の受光素子３
４，３５より導波光の導波方向下流側に配設させたもの
である。

【００９８】このような構成によれば、導波路結合部３
３で反射或いは透過屈折されずに導波路結合部３３に沿
って進み、導波路結合部３３の端部３３ａから放射・散
乱される光が、第１，２の受光素子３４，３５に入射す
るのが防止される。

【００９９】請求項８記載の発明の一実施例を図１６に
より説明する。本実施例では、導波路結合部３３を形成
する第１，２の光導波路３１，３２の接続部分に関し
て、入射導波光Ｌ_Ｉ の入射位置に対応する直線部分に
続けて、曲線状（或いは、角度を微小に徐々に変化させ
た一連の直線群）として、漸次その向きを変化させつ
つ、第１，２の受光素子３４，３５間を通るように形成
したものである。

【０１００】このような構成によれば、導波路結合部３
３で反射或いは透過屈折されずに導波路結合部３３に沿
って進む光は、このような所定形状の第１，２の光導波
路３１，３２間の接続部分の形状に沿って進むことにな
り、第１，２の受光素子３４，３５の近傍で散乱される
ことがなくなる。よって、第１，２の受光素子３４，３
５のＳ／Ｎ比が改善される。特に、前述した別の態様の
各構成例に規定した各々の条件下での、各受光素子３
４，３５の大きさや導波路結合部３３を形成する第１，
２の光導波路３１，３２の接続部分との配置の自由度が
飛躍的に増すことになり、導波光分離検出器の設計が容
易となる。さらには、第２の受光素子３５を導波路結合
部３３に接近させて配置させることも可能となり、導波
損失の影響を減らすことができる。

【０１０１】請求項９記載の発明の一実施例を図１７に
より説明する。本実施例は、導波路結合部３３を形成す
る第１，２の光導波路３１，３２の接続部分に接続させ
て導波光吸収素子４１を設けたものである。

【０１０２】同図（ａ）に示すような構成によれば、導
波路結合部３３で反射或いは透過屈折されずに導波路結
合部３３に沿って進む光をこの導波光吸収素子４１によ
り吸収でき、同図（ｂ）に示すような構成によれば、導
波路結合部３３で反射或いは透過屈折されずに導波路結
合部３３に沿って進み導波路結合部３３の端部３３ａか
ら放射・散乱される光をこの導波光吸収素子４１により
吸収できる。このような有害・不要な光を導波光吸収素
子４１によりその発生源の間近で吸収することで、各受
光素子３４，３５、その他へ入射することが未然に防止
される。

【０１０３】なお、このような導波光吸収素子４１は、
各導波路３１，３２の導波層に近接させて、金属などの
光吸収層を装荷して設けてもよく、また、後述するよう
に、第１，２の受光素子３４，３５と同様な導波光受光
素子構造としてもよい。

【０１０４】請求項１０記載の発明の一実施例を図１８
により説明する。本実施例は、第１の光導波路３１中に
入射導波光Ｌ_Ｉ の光束幅に対応した開口４２ａが形成
された導波光遮光素子４２を設けたものである。この導
波光遮光素子４２は、図１７に示した実施例中の導波光
吸収素子４１と同様なもの、或いは、導波路反射鏡、導
波層自体を光吸収性としたものなど、その部分を導波光
が通過し得ないものとして、適宜形成される。

【０１０５】このような構成によれば、光導波路３１，
３２界面の不完全性や光導波路３１，３２の不均質性、
光導波路３１，３２内の不純物などの原因によって生ず
る散乱光が、直接又は導波路結合部３３で反射或いは透
過屈折されて、第１又は第２の受光素子３４，３５に入
射することが防止される。また、入射導波光Ｌ_Ｉ が導
波中に徐々に広がってしまうような場合、導波路結合部
３３への入射角が設計値の前後に幅を持ち、反射と透過
屈折の条件に部分差を生じて、導波光の分離に支障をき
たす、といった問題に関しても、入射導波光Ｌ_Ｉ の幅
が導波光遮光素子４２の開口４２ａで設計値に規定され
て入射するので、回避される。

【０１０６】請求項１１記載の発明の一実施例を図１９
により説明する。本実施例は、前記実施例における導波
光遮光素子を、入射導波光Ｌ_Ｉ と略同一方向から導波
する光を全反射させる角度に設定された導波路鏡４３と
したものである。即ち、第１の光導波路３１に垂直断面
或いはテーパ断面を形成し、かつ、入射導波光ＬＩの入
射角を全反射角として導波路鏡４３が設けられている。
４３ａは開口４２ａに相当する開口である。

【０１０７】このような導波路鏡４３によれば、反射率
が高いため、透過方向の遮光性に優れたものとなり、か
つ、垂直断面の導波路鏡４３によれば、開口４３ａの境
界を急峻に形成できるので、前記実施例の作用効果がさ
らに向上し、高効率、高精度な導波光遮光素子となる。

【０１０８】請求項１２記載の発明の一実施例を図２０
により説明する。本実施例は、第１の光導波路３１中
に、導波路鏡４３により全反射された光を吸収する導波
光吸収素子４４を設けたものである。このような導波光
吸収素子４４は、例えば図１７に示した導波光吸収素子
４１と同様なものでよい。また、導波光吸収素子４４
は、図２０中の下側に示すように導波路鏡４３に重なる
状態で設けてもよく、同図中の上側に示すように導波路
鏡４３から離して設けてもよい。

【０１０９】このような構成によれば、導波光遮光素子
として機能する導波路鏡４３で反射される不要な光をこ
の導波光吸収素子４４が吸収するので、光導波路内の他
の受光素子等への入射が防止される。よって、導波路鏡
４３を設けたことによる副次的な影響が防止される。

【０１１０】請求項１３記載の発明の一実施例を図２１
により説明する。本実施例は、第１，２の受光素子３
４，３５の少なくとも一方、ここでは両方の周囲の内、
導波路結合部３３からの導波光の経路以外の部分に対し
て導波光遮光素子４５，４６を設けたものである。この
ような導波光遮光素子４５，４６は、例えば図１７に示
した導波光吸収素子４１と同様なものでよく、或いは、
導波路反射鏡、導波層自体を光吸収性としたものなどを
用いることができる。

【０１１１】このような構成によれば、第１，２の受光
素子３４，３５に対して、本来検出すべき各入射角の導
波光の入射方向以外の方向から入射しようとする有害・
不要な光は、受光素子３４，３５の直前で各々導波光遮
光素子４５，４６により遮光されるので、これらの第
１，２の受光素子３４，３５のＳ／Ｎ比は改善される。

【０１１２】請求項１４記載の発明の一実施例を図２２
により説明する。本実施例は、第１，２の受光素子３
４，３５の少なくとも一方に対して導波路結合部３３か
らの導波光（反射光Ｌ_Ｒ 、透過屈折光Ｌ_Ｔ ）の経路に
沿わせた導波光集光素子４７，４８を設けたものであ
る。このような導波光集光素子４７，４８は、同図
（ａ）に示すように、凹面の反射面を有する導波路鏡４
７ａや、導波路レンズ４８の他、同図（ｂ）に示すよう
に、それ自体は集光性を有しない直線の一対の導波路鏡
４７ｂを組合せたものとしてもよい。

【０１１３】このような構成によれば、導波路結合部３
３で反射或いは透過屈折した導波光を導波光集光素子４
７，４８で絞って受光素子３４，３５へ導くことができ
るので、これらの受光素子３４，３５の受光面の面積を
小さくすることができる。

【０１１４】特に、導波路結合部３３での屈折によりビ
ーム幅の狭められた透過屈折光Ｌ_Ｔに比べて導波路結合
部３３で反射された反射光Ｌ_Ｒ のほうが、元のビーム
幅を保っているので、同図（ｂ）に示すように、第１の
受光素子３４側に対してのみ導波光集光素子４７（４７
ｂ）を設けてもよい。

【０１１５】ところで、請求項２３及び２４記載の発明
中、前述した入射角別分離方式による導波光分離検出器
の製造方法について、図１１を参照して説明する。この
場合、請求項９，１２による導波光吸収素子４１，４
４、請求項１０，１３による導波光遮光素子４２，４
５，４６は、請求項２，５による導波光吸収素子１１，
１４、請求項３，６による導波光遮光素子１２，１５，
１６に対応させて、何れも導波光受光素子構造として、
第１，２の受光素子３４，３５と同一の工程により同時
に形成するようにすればよい。このような製造方法によ
れば、別途の工程を付加することなく形成できるものと
なり、よって、導波光吸収素子４１，４４或いは導波光
遮光素子４２，４５，４６の追加によって、コストや製
造に要する時間が増えることがない。

【０１１６】例えば、フォトマスク上に第１，２の受光
素子３４，３５のパターンとともに、上述した導波光吸
収素子４１，４４或いは導波光遮光素子４２，４５，４
６等の導波光受光素子構造のパターンを加えておき、フ
ォトリソグラフィ法により素子形成するようにすれば、
工程自体の変更・追加は不要となる。

【０１１７】よって、図１１において、半導体基板６上
に不純物拡散領域１９，１９′を形成し、その上にバッ
ファ層７、光導波層８又は９を順次積層して、不純物拡
散領域１９，１９′部分に光導波路３１又は３２に接続
された各々受光素子構造を形成し、不純物拡散領域１９
による受光素子構造部分を受光素子３４又は３５（４又
は５で示した部分）とし、不純物拡散領域１９′による
受光素子構造部分を導波光吸収素子４１，４４（何れ
も、１１，１４で示した部分）或いは導波光遮光素子４
２，４５，４６（何れも、１２，１５，１６で示した部
分）とすればよい。なお、導波光は不純物拡散領域１
９，１９′に対応してバッファ層７が薄くなった部分で
放射モードとなって半導体基板６側（従って、不純物拡
散領域１９，１９′中）に吸収される。また、ここで
は、これらの不純物拡散領域１９，１９′に接続された
電極２０，２０′が設けられている。

【０１１８】ところで、導波光遮光素子４２，４５，４
６として用いる部分に対しては、不純物拡散領域１９′
や電極２０′は必ずしも必要ではないが、電極２０′を
光導波路３１又は３２を貫通させて接続するような場
合、その位置や方向を選択することにより、遮光効果が
増すことになる。

【０１１９】また、請求項２５ないし２７記載の発明
中、前述した入射角別分離方式による導波光分離検出器
の製造方法について、図１２を参照して説明する。上述
したような導波光分離検出器を含む光導波路デバイスを
作製する際には、例えば光導波路を閉空間とさせるため
に、第１又は２の光導波路３１，３２に導波路鏡４３等
とは別の導波路鏡を形成する場合が多い点に着目し、請
求項１１，１２による導波路鏡４３、請求項１０による
導波光遮光素子４２、請求項１３による導波光遮光素子
（導波路鏡）４５，４６、或いは、請求項１４による導
波光集光素子（導波路鏡）４７，４８を、前述した請求
項４，５による導波路鏡１３、請求項３による導波光遮
光素子１２、請求項６による導波光遮光素子（導波路
鏡）１５，１６、或いは、請求項７による導波光集光素
子（導波路鏡）１７，１８の場合と同様に、第１，２の
光導波路３１，３２に形成される別の導波路鏡２１，２
２と同一の工程により同時に形成するようにしたのであ
る。

【０１２０】このような構成によれば、導波路鏡４３、
導波光遮光素子４２，４５，４６、或いは、導波光集光
素子４７，４８を、別途の工程を付加することなく形成
できるものとなる。よって、これらの導波路鏡４３等の
追加によって、コストや製造に要する時間が増えること
がない。

【０１２１】さらに、請求項１５記載の発明の一実施例
を図２３及び図２４により説明する。前述した実施例
は、導波路結合部３３で反射もされず透過屈折もせず
に、この導波路結合部３３に沿って導波する光は、全て
有害成分であって、導波路結合部３３で各々反射される
導波光成分と透過屈折する導波光成分とは、分離すべき
場合に有効な手法である。この点、本実施例は導波路結
合部３３に沿って進む光量分も、反射光量又は透過屈折
光量の何れかに加味して導波光の分離・検出を行ったほ
うが分離・検出特性がよい場合がある点に着目したもの
である。

【０１２２】図２３に、導波路結合部３３に沿って進む
光をＬ_Ｂ とした場合、その光量分を透過屈折光Ｌ_Ｔ の
光量分に加味して導波光の分離・検出を行ったほうが、
分離・検出特性がよい場合を示す。もちろん、逆の場
合、即ち、光Ｌ_Ｂ の光量分を反射光Ｌ_Ｒ の光量分に加
味して導波光の分離・検出を行ったほうが、分離・検出
特性がよくなる場合もある。これは、例えば、導波路結
合部３３が図３２（ｂ）（ｃ）に準じて、テーパ断面形
状で形成されている場合、そのテーパをどの層に設け、
導波路結合部３３で漸増させるのか、或いは、漸減させ
るのか、といったテーパの向きやその角度、或いは、テ
ーパ角のバラツキやテーパ面のうねり等の導波路結合部
３３の設計上の構造や、その製造工程における不完全性
に起因して、図２３（ａ）に示すような光量分布特性が
生じ（透過屈折光Ｌ_Ｔ の光量が少なめとなってい
る）、本来、導波路結合部３３で透過屈折（又は、反
射）されるべき光が、導波路結合部３３に沿って進んで
しまう場合があるからである。

【０１２３】しかして、本実施例では導波路結合部３３
に沿って進む光Ｌ_Ｂ の光量分を反射光Ｌ_Ｒ の光量分に
加味して導波光の分離・検出を行ったほうが、分離・検
出特性がよくなる条件下に、図１３に示した構成をベー
スとしつつ、反射光Ｌ_Ｒを受光検出するための第１の受
光素子３４を導波路結合部３３に接するように延伸さ
せ、この導波路結合部３３を導波する光Ｌ_Ｂ の光量分
をも同時に受光検出し得るように構成したものである。

【０１２４】これにより、導波路結合部３３で反射もさ
れず透過屈折もせずにこの導波路結合部３３に沿って進
む光Ｌ_Ｂ の光量分を反射光量に加味して導波光の分離
・検出を行ったほうが、分離・検出特性がよくなる場合
には、実質的に第１の受光素子３４の出力を反射光出力
として扱えばよいものとなる。

【０１２５】また、請求項１６記載の発明の一実施例を
図２５により説明する。本実施例も、前記実施例と同様
に、導波路結合部３３に沿って進む光Ｌ_Ｂ の光量分を
反射光Ｌ_Ｒ の光量分に加味して導波光の分離・検出を
行ったほうが、分離・検出特性がよくなる条件下に、図
１６に示したような構成、即ち、導波路結合部３３を入
射導波光Ｌ_Ｉ の入射位置に対応する直線部分から漸次
その向きを変化させる構成において、この導波路結合部
３３の一部が第１の受光素子３４の一部を通るように配
設させたものである。

【０１２６】本実施例による場合も前記実施例と同様の
効果が得られるが、特に、本実施例による場合には、第
１の受光素子３４の形状、大きさ、位置等を一切変える
ことなしに、導波路結合部３３の工夫だけで、達成し得
るものとなる。

【０１２７】請求項１７記載の発明の一実施例を図２６
により説明する。本実施例は、前記実施例とは逆に、導
波路結合部３３に沿って進む光Ｌ_Ｂ の光量分を透過屈
折光Ｌ_Ｔ の光量分に加味して導波光の分離・検出を行
ったほうが、分離・検出特性がよくなる条件下に、図１
３に示した構成をベースとしつつ、透過屈折光Ｌ_Ｔを受
光検出するための第２の受光素子３５を導波路結合部３
３に接するように延伸させ、この導波路結合部３３を導
波する光Ｌ_Ｂ の光量分をも同時に受光検出し得るよう
に構成したものである。

【０１２８】これにより、導波路結合部３３で反射もさ
れず透過屈折もせずにこの導波路結合部３３に沿って進
む光Ｌ_Ｂ の光量分を透過屈折光量に加味して導波光の
分離・検出を行ったほうが、分離・検出特性がよくなる
場合には、実質的に第２の受光素子３４の出力を透過屈
折光出力として扱えばよいものとなる。

【０１２９】請求項１８記載の発明の一実施例を図２７
により説明する。本実施例も、前記実施例と同様に、導
波路結合部３３に沿って進む光Ｌ_Ｂ の光量分を透過屈
折光Ｌ_Ｔ の光量分に加味して導波光の分離・検出を行
ったほうが、分離・検出特性がよくなる条件下に、導波
路結合部３３を入射導波光Ｌ_Ｉ の入射位置に対応する
直線部分から漸次その向きを変化させる構成において、
この導波路結合部３３の一部が第２の受光素子３５の一
部を通るように配設させたものである。

【０１３０】本実施例による場合も前記実施例と同様の
効果が得られるが、特に、本実施例による場合には、第
２の受光素子３５の形状、大きさ、位置等を一切変える
ことなしに、導波路結合部３３の工夫だけで、達成し得
るものとなる。

【０１３１】請求項１９記載の発明の一実施例を図２８
により説明する。本実施例は、例えば図２４又は図２６
に示したような構成において、第１，２の受光素子３
４，３５を導波路結合部３３まで延伸させず、この導波
路結合部３３の領域上に第３の受光素子５１を単独で設
けたものである。

【０１３２】よって、第１，２の受光素子３４，３５の
何れかを導波路結合部３３まで延伸させる等の形状、大
きさ、位置に変更を要することなく、導波路結合部３３
に沿って導波する光Ｌ_Ｂ の光量分を第３の受光素子５
１が単独で受光検出し得るものとなり、以下に示すよう
な条件に応じてこの光Ｌ_Ｂ の光量分を何れに加味する
かといった使い分けを効果的に行うことができる。

【０１３３】請求項２０記載の発明の一実施例を図２９
により説明する。本実施例は、前記実施例構成の導波光
分離検出器をベースとし、第１の受光素子３４の出力と
第３の受光素子５１の出力との加算出力値を、第２の受
光素子３５の出力の値と、差動増幅器等による比較器
（比較手段）５２で比較検出するように導波光分離検出
装置を構成したものである。

【０１３４】よって、本実施例の装置構成によれば、導
波路結合部３３に沿って進む光Ｌ_Ｂの光量分を反射光Ｌ
_Ｒ の光量分に加味して導波光の分離・検出を行ったほ
うが、分離・検出特性がよくなる条件下に、第１，２の
受光素子３４，３５の形状、大きさ、位置等を一切変え
ることなしに、第３の受光素子５１及び比較器５２の追
加だけで、良好なる分離・検出特性を確保し得るものと
なる。

【０１３５】請求項２１記載の発明の一実施例を図３０
により説明する。本実施例は、図２８に示した構成の導
波光分離検出器をベースとし、第２の受光素子３５の出
力と第３の受光素子５１の出力との加算出力値を、第１
の受光素子３４の出力の値と、差動増幅器等による比較
器（比較手段）５３で比較検出するように導波光分離検
出装置を構成したものである。

【０１３６】よって、本実施例の装置構成によれば、導
波路結合部３３に沿って進む光Ｌ_Ｂの光量分を透過屈折
光Ｌ_Ｔ の光量分に加味して導波光の分離・検出を行っ
たほうが、分離・検出特性がよくなる条件下に、第１，
２の受光素子３４，３５の形状、大きさ、位置等を一切
変えることなしに、第３の受光素子５１及び比較器５２
の追加だけで、良好なる分離・検出特性を確保し得るも
のとなる。

【０１３７】ちなみに、図２９では第１，３の受光素子
３４，５１の出力加算を直接接続で示し、図３０では第
２，３の受光素子３５，５１の出力加算を比較器５３の
内部で加算するように示したが、何れの形態を採るよう
にしてもよい。

【０１３８】さらに、請求項２２記載の発明の一実施例
を図３１により説明する。本実施例は、図２９又は図３
０に示したような構成をベースとするものである。図３
１（ａ）の図示例は、図２９に示した構成をベースと
し、例えば、差動増幅器等による比較器（比較手段）５
４内において、第１，３の受光素子３４，５１の出力を
加算するに先立ち、少なくとも一方、ここでは、第１の
受光素子３４の出力を増幅器５５で増幅することによ
り、第１，３の受光素子３４，５１の出力が異なる増幅
処理の後で加算されるように構成したものである。つま
り、反射光と導波路結合部３３に沿って進む光Ｌ_Ｂ の
光量とにつき、一方に対する重み付けを行った上で、加
算できるものとなり、導波光の分離・検出特性をより最
適化し得るものとなる。同図（ｂ）では、増幅器５５と
異なる増幅率の増幅器５６を第３の受光素子５１の出力
ライン上に設けた例を示す。

【０１３９】また、２つの出力の加算処理前だけでな
く、比較器５４による比較処理に先立ち、その入力信号
に重み付け処理をすることも効果的である。例えば、同
図（ｃ）は比較対象となる第２の受光素子３５の出力
も、増幅器５５，５６と異なる増幅率の増幅器５７で増
幅処理した後、比較器５４による差動比較に供するよう
にした構成例を示す。なお、図３１に図示する比較器５
４の入力極性の表示は、増幅器５５，５６，５７が極性
反転出力を出す場合を示す。これによれば、反射光量と
透過屈折光量との各々又は一方に対する重み付けを行っ
た上で、比較器５４により差動比較することにより、導
波光の分離・検出特性をより最適化し得る。

【０１４０】なお、図３１に示した構成例で、各増幅器
５５，５６，５７はその増幅率が予め明らかであれば増
幅率固定のものでよく、或いは、装置組付け時に調整し
得るように増幅率可変のものとしてもよい。ここに、調
整の結果、たまたま増幅率＝１となるケースも含むもの
とする。さらには、各受光素子３４，３５，５１の直後
に電流‐電圧変換器が挿入されていればよく、この場
合、各系で電流‐電圧変換率を変えるようにすれば、本
発明にいう増幅率を変える処理に相当するものとなる。

【０１４１】また、図３１では特に図示しないが、図３
０で説明したように、第２，３の受光素子３５，５１の
出力を加算処理する形態（請求項２１記載の発明に相
当）の場合にも同様に適用し得ることは明らかである
（図３０において、第１，２の受光素子３４，３５の出
力を入替えればよい）。

【０１４２】なお、請求項８ないし請求項２２記載の発
明に相当する実施例では、導波路結合部３３の一部に異
なる入射角で平行な導波光が入射する例で説明したが、
例えば、臨界角法で光ディスクピックアップの焦点誤差
信号を得るため、入射光の発散又は収束状態を検出しよ
うとする検出系にも応用し得るものである。

【０１４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第１，２
の光導波路の接続部分を入射導波光の入射位置に対応す
る直線部分から漸次その向きを変化させて第１，２の受
光素子間を通るように配設してモード分離部を形成した
ので、モード分離部で反射或いは透過屈折されずにモー
ド分離部に沿って進む光は、曲線状又は角度を微小に徐
々に変化させた一連の直線群として、漸次、その向きを
変化させた第１，２の光導波路の接続部分の形状に沿っ
て進み、第１，２の受光素子の近傍で散乱されることが
ないため、モード分離部からの反射光を受光する第１の
受光素子、及び、透過屈折光を受光する第２の受光素子
のＳ／Ｎ比をともに改善することができ、また、各受光
素子の大きさやモード分離部を形成する第１，２の光導
波路の接続部分との配置の自由度を飛躍的に増すことが
でき、導波光分離検出器の設計を容易なものとすること
ができ、さらには、第２の受光素子をモード分離部に接
近させて配置させることもできるので、導波損失の影響
を減ずることができ、かつ、導波光ード分離検出器の小
型化も図ることができる。

【０１４４】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、モード分離部を形成する第１，２の
光導波路の接続部分に接続させて導波光吸収素子を設け
たので、モード分離部で反射或いは透過屈折されずにモ
ード分離部に沿って進む光や、モード分離部に沿って進
みモード分離部の端部から放射・散乱される光等の有害
・不要な光を導波光吸収素子がその発生源の間近で吸収
するため、各受光素子、その他へ入射することを未然に
防止することができ、よって、導波光分離検出器のＳ／
Ｎ比、消光比を改善することができる。

【０１４５】また、請求項３載の発明によれば、第１の
光導波路に入射導波光の光束幅に対応した開口が形成さ
れた導波光遮光素子を設けたので、導波光遮光素子によ
り不要な光路上の散乱光を遮断しつつ、その開口幅で入
射導波光の幅を規定してモード分離部への入射角を設計
値通りとすることにより、光導波路界面の不完全性や光
導波路の不均質性、光導波路内の不純物などの原因によ
って生ずる散乱光が、直接又はモード分離部で反射或い
は透過屈折されて第１，２の受光素子に入射してノイズ
となったり、入射導波光が導波中に徐々に広がって、モ
ード分離部への入射角が設計値の前後に幅を持ち、反射
と透過屈折の条件に部分差を生じて、モード分離に支障
をきたす、といった問題を回避することができ、よっ
て、この場合も、上記原因による導波光分離検出器のＳ
／Ｎ比、消光比の劣化を防止できる。

【０１４６】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明における導波光遮光素子を、入射導波光と略同
一方向から導波する光を全反射させる角度に設定された
導波路鏡としたので、反射率が高いため、透過方向の遮
光性に優れたものとなり、かつ、開口部の境界を急峻に
形成できるので、上記請求項３記載の発明の作用効果を
一層向上させ、高効率、高精度な導波光遮光素子を形成
することができる。

【０１４７】加えて、請求項５記載の発明によれば、導
波路鏡により全反射された光を吸収する導波光吸収素子
を設けたので、導波光遮光素子として機能する導波路鏡
で反射される入射導波光中の本来の光束幅を外れてきた
散乱光や発散光などの不要な光を導波光吸収素子が吸収
し、光導波路内の他の受光素子等への入射が防止される
ため、導波路鏡を設けたことによる副次的な影響を防止
し得る他、この導波光吸収素子自体が導波光遮光素子と
しても機能し得るので、請求項４記載の発明の作用効果
が増長される。

【０１４８】請求項６記載の発明によれば、第１，２の
受光素子の少なくとも一方の周囲でモード分離部からの
導波光の経路以外の部分に対して導波光遮光素子を設け
たので、第１，２の受光素子に、本来検出すべき各モー
ド光の入射方向以外の方向から入射しようとする、有害
・不要な光が受光素子の直前で遮光されることになり、
モード分離部からの反射光を受光する第１の受光素子、
及び、透過屈折光を受光する第２の受光素子のＳ／Ｎ比
をともに改善することができ、よって、この場合も、導
波光分離検出器全体や光磁気信号検出装置への応用時の
性能向上を図ることができる。

【０１４９】請求項７記載の発明によれば、第１，２の
受光素子の少なくとも一方に対してモード分離部からの
導波光の経路に沿わせた導波光集光素子を設けたので、
モード分離部で反射或いは透過屈折した導波光を集光し
て受光素子へ導くことができることになり、第１，２の
受光素子の受光面の面積を小さくして、受光素子の静電
容量を低下させることで、高速応答させることができ
る。

【０１５０】請求項８記載の発明によれば、導波路結合
部で反射或いは透過屈折されずに導波路結合部に沿って
進む光は、曲線状又は角度を微小に徐々に変化させた一
連の直線群として、漸次、その向きを変化させた第１，
２の光導波路の接続部分の形状に沿って進み、第１，２
の受光素子の近傍で散乱されることがないので、導波路
結合部からの反射光を受光する第１の受光素子、及び、
透過屈折光を受光する第２の受光素子のＳ／Ｎ比をとも
に改善することができ、また、各受光素子の大きさや導
波路結合部を形成する第１，２の光導波路の接続部分と
の配置の自由度が飛躍的に増すことになり、導波光分離
検出器の設計を容易にでき、さらには、第２の受光素子
を導波路結合部に接近させて配置させ得るので、導波損
失の影響を減ずることができ、かつ、導波光分離検出器
の小型化も図ることができる。

【０１５１】請求項９記載の発明によれば、導波路結合
部で反射或いは透過屈折されずに導波路結合部に沿って
進む光や、導波路結合部に沿って進み導波路結合部の端
部から放射・散乱される光等の有害・不要な光を導波光
吸収素子によりその発生源の間近で吸収することで、各
受光素子、その他へ入射することを未然に防止でき、よ
って、導波光分離検出器のＳ／Ｎ比、消光比を改善する
ことができる。

【０１５２】請求項１０記載の発明によれば、導波光遮
光素子により不要な光路上の散乱光を遮断しつつ、その
開口幅で入射導波光の幅を規定して導波路結合部への入
射角を設計値通りとすることで、光導波路界面の不完全
性や光導波路の不均質性、光導波路内の不純物などの原
因によって生ずる散乱光が、直接又は導波路結合部で反
射或いは透過屈折されて第１，２の受光素子に入射して
ノイズとなったり、入射導波光が導波中に徐々に広がっ
て、導波路結合部への入射角が設計値の前後に幅を持
ち、反射と透過屈折の条件に部分差を生じて、入射角に
よる導波光の分離に支障をきたす、といった問題を回避
でき、よって、この場合も、上記原因による導波光分離
検出器のＳ／Ｎ比、消光比の劣化を防止できる。

【０１５３】請求項１１記載の発明によれば、導波光遮
光素子を導波路鏡としたので、反射率が高いため、透過
方向の遮光性に優れたものとなり、かつ、開口部の境界
を急峻に形成できるので、上記請求項３記載の発明の作
用効果を向上させ、高効率、高精度な導波光遮光素子を
形成することができる。

【０１５４】請求項１２記載の発明によれば、導波光遮
光素子として機能する導波路鏡で反射される入射導波光
中の本来の光束幅を外れてきた散乱光や発散光などの不
要な光を導波光吸収素子が吸収し、光導波路内の他の受
光素子等への入射が防止されるので、導波路鏡を設けた
ことによる副次的な影響を防止し得る他、この導波光吸
収素子自体が導波光遮光素子としても機能し得るので、
請求項１１記載の発明の作用効果を増長させることがで
きる。

【０１５５】請求項１３記載の発明によれば、第１，２
の受光素子に、本来検出すべき入射角の導波光の入射方
向以外の方向から入射しようとする有害・不要な光を、
受光素子の直前で遮光し得るので、導波路結合部からの
反射光を受光する第１の受光素子、及び、透過屈折光を
受光する第２の受光素子のＳ／Ｎ比をともに改善でき、
よって、この場合も、導波光分離検出器全体や光信号検
出装置への応用時の性能向上を図ることができる。

【０１５６】請求項１４記載の発明によれば、導波路結
合部で反射或いは透過屈折した導波光を集光して受光素
子へ導くことができるので、第１，２の受光素子の受光
面の面積を小さくして、受光素子の静電容量を低下させ
ることで、高速応答させることができる。

【０１５７】また、請求項１５記載の発明によれば、導
波路結合部で反射された導波光と、この導波路結合部で
反射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波
光とを第１の受光素子で同時に受光するので、この導波
路結合部に沿って進む導波光の光量分を反射光量に加味
して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検出特性
がよい場合には、実質的に、第１の受光素子の出力を反
射光出力として扱えばよいものとなり、よって、第１の
受光素子を導波路結合部に接するように延伸させて配設
させるだけで、分離・検出特性を向上させた導波光分離
検出器となる。

【０１５８】請求項１６記載の発明によれば、第１の受
光素子の形状、大きさ及び位置を変えることなく、導波
路結合部で反射された導波光と、この導波路結合部で反
射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波光
とをこの第１の受光素子で同時に受光し得るものとな
り、よって、請求項１５記載の発明の場合と同様に、こ
の導波路結合部に沿って進む導波光の光量分を反射光量
に加味して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検
出特性がよい場合には、実質的に、第１の受光素子の出
力を反射光出力として扱えばよく、このためにも、第１
の受光素子を導波路結合部に接するように延伸させると
いったことも不要となり、この結果、第１の受光素子の
形状等を変える必要がなく、この第１の受光素子への不
要な散乱光の入射や、静電容量の増大による応答速度の
低下をきたすことがなく、分離・検出特性を向上させた
導波光分離検出器となる。

【０１５９】請求項１７記載の発明によれば、導波路結
合部で透過屈折された導波光と、この導波路結合部で反
射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波光
とを第２の受光素子で同時に受光するので、この導波路
結合部に沿って進む導波光の光量分を透過屈折光量に加
味して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検出特
性がよい場合には、実質的に、第２の受光素子の出力を
透過屈折光出力として扱えばよいものとなり、よって、
第２の受光素子を導波路結合部に接するように延伸させ
て配設させるだけで、分離・検出特性を向上させた導波
光分離検出器とすることができる。

【０１６０】請求項１８記載の発明によれば、第２の受
光素子の形状、大きさ及び位置を変えることなく、導波
路結合部で透過屈折された導波光と、この導波路結合部
で反射及び透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導
波光とをこの第２の受光素子で同時に受光し得るものと
なり、よって、請求項１５記載の発明の場合と同様に、
この導波路結合部に沿って進む導波光の光量分を透過屈
折光量に加味して導波光の分離・検出を行ったほうが分
離・検出特性がよい場合には、実質的に、第２の受光素
子の出力を透過屈折光出力として扱えばよく、このため
にも、第２の受光素子を導波路結合部に接するように延
伸させるといったことも不要となる。この結果、第２の
受光素子の形状等を変える必要がなく、この第２の受光
素子への不要な散乱光の入射や、静電容量の増大による
応答速度の低下をきたすことがなく、分離・検出特性を
向上させた導波光分離検出器とすることができる。

【０１６１】請求項１９記載の発明によれば、第１，２
の受光素子の形状、大きさ及び位置を変えたり、導波路
結合部を変更させることなく、導波路結合部で反射及び
透過屈折せずに導波路結合部に沿って進む導波光を第３
の受光素子で単独で受光するので、その時の条件に応じ
て、適宜、第３の受光素子の出力を第１又は第２の受光
素子の出力に加味することが可能となる。この結果、第
１，２の受光素子の形状等を変える必要がなく、この第
１，２の受光素子への不要な散乱光の入射や、静電容量
の増大による応答速度の低下をきたすことがなく、か
つ、導波路結合部の過大な偏向部分からの放射光をも未
然に防止しつつ、分離・検出特性を向上させた導波光分
離検出器とすることができる。

【０１６２】請求項２０記載の発明によれば、請求項１
９記載の導波光分離検出器を用いて検出装置を構成する
上で、比較器により、第１，３の受光素子の出力の加算
値と第２の受光素子の出力の値とを比較するので、導波
路結合部に沿って進む導波光の光量分を反射光量に加味
して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検出特性
がよいかを適正に判断し得るものとなり、分離・検出特
性が向上しない場合には加算処理を行わないように制御
できる。

【０１６３】請求項２１記載の発明によれば、請求項１
９記載の導波光分離検出器を用いて検出装置を構成する
上で、比較器により、第１の受光素子の出力の値と第
２，３の受光素子の出力の加算値とを比較するので、導
波路結合部に沿って進む導波光の光量分を透過屈折光量
に加味して導波光の分離・検出を行ったほうが分離・検
出特性がよいかを適正に判断し得るものとなり、分離・
検出特性が向上しない場合には加算処理を行わないよう
に制御できる。

【０１６４】請求項２２記載の発明によれば、請求項２
０又は２１記載の発明に関して、例えば、第１又は第２
の受光素子の出力と第３の受光素子の出力とを加算する
に先立ち、各々又は一方の増幅器の増幅率を変えること
により、反射光量又は透過屈折光量と導波路結合部に沿
って進む光量とを重み付けを行った上で加算でき、よっ
て、導波路結合部がテーパ断面形状で形成されている場
合のテーパの向きやその角度、或いは、テーパ角度のバ
ラツキやテーパ面のうねりなど、導波路結合部の設計上
の構造や、その製造工程における不完全性に起因した、
導波路結合部に沿って進む導波光と反射光又は透過屈折
光との導波状態の違いに合わせて、導波光の分離・検出
特性を最適化することができ、さらには、第３の受光素
子の出力を加算した出力値と、単独の第２又は第１の受
光素子の出力値とを比較するに先立ち、各々又は一方の
増幅器の増幅率を変えることにより、実質的な反射光量
又は実質的な透過屈折光量と、透過屈折光量又は反射光
量とを重み付けを行った上で比較でき、よって、上述の
加算前の場合と同様に、実質的な反射光や透過屈折光の
導波状態に合わせて、導波光の分離・検出特性を最適化
することができる。

【０１６５】請求項２３記載の発明によれば、請求項
２，５，９又は１２記載の導波光分離検出器の製造方法
として、導波光吸収素子を導波光受光素子構造とし、又
は、請求項２４記載の発明によれば、請求項３，６，１
０又は１３記載の導波光分離検出器の製造方法として、
導波光遮光素子を導波光受光素子構造とし、第１，２の
受光素子と同一の工程により同時に形成するようにした
ので、別途の工程を付加することなく形成でき、よっ
て、導波光吸収素子或いは導波光遮光素子の追加によっ
て、コストや製造に要する時間が増えることがないもの
となる。

【０１６６】請求項２５記載の発明によれば、請求項
４，５，１１又は１２記載の導波光分離検出器の製造方
法として、導波路鏡による導波光遮光素子を第１，２の
光導波路に形成される別の導波路鏡と同一の工程により
同時に形成するようにし、請求項２６記載の発明によれ
ば、請求項３，６，１０又は１３記載の導波光モード分
離検出器の製造方法として、導波光遮光素子を導波路鏡
とし、第１，２の光導波路に形成される別の導波路鏡と
同一の工程により同時に形成するようにし、請求項２７
記載の発明によれば、請求項７又は１４記載の導波光分
離検出器の製造方法として、導波光集光素子を導波路鏡
とし、第１，２の光導波路に形成される別の導波路鏡と
同一の工程により同時に形成するようにしたので、第１
又は２の光導波路に別の導波路鏡が形成される場合、導
波路鏡型の導波光遮光素子或いは導波光集光素子のため
に、別途の工程を付加することなく形成できるものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提となる一構成例を示す概略平面図
である。

【図２】本発明の前提となる他の一構成例を示す概略平
面図である。

【図３】本発明の前提となるさらに他の一構成例を示す
概略平面図である。

【図４】請求項１記載の発明の一実施例を示す概略平面
図である。

【図５】請求項２記載の発明の一実施例を示す概略平面
図である。

【図６】請求項３記載の発明の一実施例を示す概略平面
図である。

【図７】請求項４記載の発明の一実施例を示す概略平面
図である。

【図８】請求項５記載の発明の一実施例を示す概略平面
図である。

【図９】請求項６記載の発明の一実施例を示す概略平面
図である。

【図１０】請求項７記載の発明の一実施例を示す概略平
面図である。

【図１１】請求項２３，２４記載の発明の一実施例を示
す概略断面図である。

【図１２】請求項２５〜２７記載の発明の一実施例を示
す概略断面図である。

【図１３】本発明の前提となる別の態様の一構成例を示
す概略平面図である。

【図１４】本発明の前提となる別の態様の他の一構成例
を示す概略平面図である。

【図１５】本発明の前提となる別の態様のさらに他の一
構成例を示す概略平面図である。

【図１６】請求項８記載の発明の一実施例を示す概略平
面図である。

【図１７】請求項９記載の発明の一実施例を示す概略平
面図である。

【図１８】請求項１０記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図１９】請求項１１記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２０】請求項１２記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２１】請求項１３記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２２】請求項１４記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２３】請求項１５記載の発明の前提条件を示す特性
図である。

【図２４】請求項１５記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２５】請求項１６記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２６】請求項１７記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２７】請求項１８記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２８】請求項１９記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図２９】請求項２０記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図３０】請求項２１記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図３１】請求項２２記載の発明の一実施例を示す概略
平面図である。

【図３２】既提案例を示し、（ａ）は概略平面図、
（ｂ)(ｃ）は概略断面図である。

【符号の説明】

１ 第１の光導波路 ２ 第２の光導波路 ３ モード分離部 ３ａ 端部 ３′ 延長線 ４ 第１の受光素子 ５ 第２の受光素子 １１ 導波光吸収素子 １２ 導波光遮光素子 １２ａ 開口 １３ 導波路鏡＝導波光遮光素子 １３ａ 開口 １４ 導波光吸収素子 １５，１６ 導波光遮光素子 １７，１８ 導波光集光素子 ２１，２２ 別の導波路鏡 ３１ 第１の光導波路 ３２ 第２の光導波路 ３３ モード分離部 ３３ａ 端部 ３３′ 延長線 ３４ 第１の受光素子 ３５ 第２の受光素子 ４１ 導波光吸収素子 ４２ 導波光遮光素子 ４２ａ 開口 ４３ 導波路鏡＝導波光遮光素子 ４３ａ 開口 ４４ 導波光吸収素子 ４５，４６ 導波光遮光素子 ４７，４８ 導波光集光素子 ５１ 第の受光素子 ５２〜５４ 比較手段 ５５〜５７ 増幅器

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−219657（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−111393（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146545（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−149841（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−91345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−233520（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01J 1/00 - 1/60 G02B 6/12 - 6/14 G11B 7/12 - 7/22

Claims (27)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波光の第１の導波モードと第２の導波
   モードとの等価屈折率の異なる第１の光導波路と、この
   第１の光導波路に接続された第２の光導波路と、これら
   の第１，２の光導波路の接続部分で形成されたモード分
   離部と、前記第１の光導波路を導波して前記モード分離
   部へ入射する入射導波光の内でこのモード分離部で反射
   される光を検出するための第１の受光素子とこのモード
   分離部を透過屈折する光を検出するための第２の受光素
   子とを備えた導波光分離検出器において、前記第１，２
   の光導波路の接続部分を前記入射導波光の入射位置に対
   応する直線部分から漸次その向きを変化させて前記第
   １，２の受光素子間を通るように配設してモード分離部
   を形成したことを特徴とする導波光分離検出器。
2. 【請求項２】 モード分離部を形成する第１，２の光導
   波路の接続部分に接続させて導波光吸収素子を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載の導波光分離検出器。
3. 【請求項３】 導波光の第１の導波モードと第２の導波
   モードとの等価屈折率の異なる第１の光導波路と、この
   第１の光導波路に接続された第２の光導波路と、これら
   の第１，２の光導波路の接続部分で形成されたモード分
   離部と、前記第１の光導波路を導波して前記モード分離
   部へ入射する入射導波光の内でこのモード分離部で反射
   される光を検出するための第１の受光素子とこのモード
   分離部を透過屈折する光を検出するための第２の受光素
   子とを備えた導波光分離検出器において、前記第１の光
   導波路に入射導波光の光束幅に対応した開口が形成され
   た導波光遮光素子を設けたことを特徴とする導波光分離
   検出器。
4. 【請求項４】 導波光遮光素子を、入射導波光と略同一
   方向から導波する光を全反射させる角度に設定された導
   波路鏡としたことを特徴とする請求項３記載の導波光分
   離検出器。
5. 【請求項５】 導波路鏡により全反射された光を吸収す
   る導波光吸収素子を設けたことを特徴とする請求項４記
   載の導波光分離検出器。
6. 【請求項６】 導波光の第１の導波モードと第２の導波
   モードとの等価屈折率の異なる第１の光導波路と、この
   第１の光導波路に接続された第２の光導波路と、これら
   の第１，２の光導波路の接続部分で形成されたモード分
   離部と、前記第１の光導波路を導波して前記モード分離
   部へ入射する入射導波光の内でこのモード分離部で反射
   される光を検出するための第１の受光素子とこのモード
   分離部を透過屈折する光を検出するための第２の受光素
   子とを備えた導波光分離検出器において、前記第１，２
   の受光素子の少なくとも一方の周囲で前記モード分離部
   からの導波光の経路以外の部分に対して導波光遮光素子
   を設けたことを特徴とする導波光分離検出器。
7. 【請求項７】 導波光の第１の導波モードと第２の導波
   モードとの等価屈折率の異なる第１の光導波路と、この
   第１の光導波路に接続された第２の光導波路と、これら
   の第１，２の光導波路の接続部分で形成されたモード分
   離部と、前記第１の光導波路を導波して前記モード分離
   部へ入射する入射導波光の内でこのモード分離部で反射
   される光を検出するための第１の受光素子とこのモード
   分離部を透過屈折する光を検出するための第２の受光素
   子とを備えた導波光分離検出器において、前記第１，２
   の受光素子の少なくとも一方に対して前記モード分離部
   からの導波光の経路に沿わせた導波光集光素子を設けた
   ことを特徴とする導波光分離検出器。
8. 【請求項８】 第１の光導波路と、この第１の光導波路
   に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小さ
   い第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の接
   続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導波
   路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光の
   内でこの導波路結合部で反射される光を検出するための
   第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光を
   検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離検
   出器において、前記第１，２の光導波路の接続部分を前
   記入射導波光の入射位置に対応する直線部分から漸次そ
   の向きを変化させて前記第１，２の受光素子間を通るよ
   うに配設して導波路結合部を形成したことを特徴とする
   導波光分離検出器。
9. 【請求項９】 導波路結合部を形成する第１，２の光導
   波路の接続部分に接続させて導波光吸収素子を設けたこ
   とを特徴とする請求項８記載の導波光分離検出器。
10. 【請求項１０】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記第１の光導波路に入射導波光の光
    束幅に対応した開口が形成された導波光遮光素子を設け
    たことを特徴とする導波光分離検出器。
11. 【請求項１１】 導波光遮光素子を、入射導波光と略同
    一方向から導波する光を全反射させる角度に設定された
    導波路鏡としたことを特徴とする請求項１０記載の導波
    光分離検出器。
12. 【請求項１２】 導波路鏡により全反射された光を吸収
    する導波光吸収素子を設けたことを特徴とする請求項１
    １記載の導波光分離検出器。
13. 【請求項１３】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記第１，２の受光素子の少なくとも
    一方の周囲で前記導波路結合部からの導波光の経路以外
    の部分に対して導波光遮光素子を設けたことを特徴とす
    る導波光分離検出器。
14. 【請求項１４】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記第１，２の受光素子の少なくとも
    一方に対して前記導波路結合部からの導波光の経路に沿
    わせた導波光集光素子を設けたことを特徴とする導波光
    分離検出器。
15. 【請求項１５】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記第１の受光素子を前記導波路結合
    部に接するように延伸させて配設させたことを特徴とす
    る導波光分離検出器。
16. 【請求項１６】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記導波路結合部を前記入射導波光の
    入射位置に対応する直線部分から漸次その向きを変化さ
    せて前記第１の受光素子領域の一部を通るように形成し
    たことを特徴とする導波光分離検出器。
17. 【請求項１７】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記第２の受光素子を前記導波路結合
    部に接するように延伸させて配設させたことを特徴とす
    る導波光分離検出器。
18. 【請求項１８】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記導波路結合部を前記入射導波光の
    入射位置に対応する直線部分から漸次その向きを変化さ
    せて前記第２の受光素子領域の一部を通るように形成し
    たことを特徴とする導波光分離検出器。
19. 【請求項１９】 第１の光導波路と、この第１の光導波
    路に接続されて前記第１の光導波路より等価屈折率の小
    さい第２の光導波路と、これらの第１，２の光導波路の
    接続部分で形成された導波路結合部と、前記第１の光導
    波路を導波して前記導波路結合部へ入射する入射導波光
    の内でこの導波路結合部で反射される光を検出するため
    の第１の受光素子とこの導波路結合部を透過屈折する光
    を検出するための第２の受光素子とを備えた導波光分離
    検出器において、前記導波路結合部の領域上に結合させ
    た第３の受光素子を設けたことを特徴とする導波光分離
    検出器。
20. 【請求項２０】 第１の受光素子の出力に第３の受光素
    子の出力を加算した値と、第２の受光素子の出力の値と
    を比較する比較手段を設けたことを特徴とする請求項１
    ９記載の導波光分離検出器を用いた導波光分離検出装
    置。
21. 【請求項２１】 第１の受光素子の出力の値と、第２の
    受光素子の出力に第３の受光素子の出力を加算した値と
    を比較する比較手段を設けたことを特徴とする請求項１
    ９記載の導波光分離検出器を用いた導波光分離検出装
    置。
22. 【請求項２２】 比較手段による比較に先立ち第１，
    ２，３の受光素子の出力を増幅する各々異なる増幅率に
    設定された増幅器を設けたことを特徴とする請求項２０
    又は２１記載の導波光分離検出装置。
23. 【請求項２３】 導波光吸収素子を、導波光受光素子構
    造とし、第１，２の受光素子と同一の工程により同時に
    形成するようにしたことを特徴とする請求項２，５，９
    又は１２記載の導波光分離検出器の製造方法。
24. 【請求項２４】 導波光遮光素子を、導波光受光素子構
    造とし、第１，２の受光素子と同一の工程により同時に
    形成するようにしたことを特徴とする請求項３，６，１
    ０又は１３記載の導波光分離検出器の製造方法。
25. 【請求項２５】 導波路鏡による導波光遮光素子を第
    １，２の光導波路に形成される別の導波路鏡と同一の工
    程により同時に形成するようにしたことを特徴とする請
    求項４，５，１１又は１２記載の導波光分離検出器の製
    造方法。
26. 【請求項２６】 導波光遮光素子を導波路鏡として、第
    １，２の光導波路に形成される別の導波路鏡と同一の工
    程により同時に形成するようにしたことを特徴とする請
    求項３，６，１０又は１３記載の導波光分離検出器の製
    造方法。
27. 【請求項２７】 導波光集光素子を導波路鏡として、第
    １，２の光導波路に形成される別の導波路鏡と同一の工
    程により同時に形成するようにしたことを特徴とする請
    求項７又は１４記載の導波光分離検出器の製造方法。