JP3429277B2 - 偏波無依存導波路型光回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムの
構築、光情報処理装置などに用いられる導波路型光回路
に関し、特に、偏波依存性のない偏波無依存導波路型光
回路に適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、光通信技術の進展にともない、各
種の光部品が研究開発されているが、なかでも平面基板
上の光導波路を基本とした導波路型光部品が最も重要な
部品となっている。これは、導波路型光部品がフオトリ
ソグラフィ技術および微細加工技術によって光波長以下
の精度で再現良く量産可能という特徴を有するからであ
る。

【０００３】例えば、導波路型マッハツェンダ干渉計光
回路は、基板上の２個の光カプラと、この２個の光カプ
ラの間を結ぶ２本の連結導波路からなり、２本の連結導
波路間の光路長差や光カプラでの干渉時における位相状
態をコントロールすることで様々な機能を実現出来るこ
とから利用用途が広く、実用化が進んでいる。

【０００４】図９に従来の導波路型マッハツェンダ干渉
計光回路の例を示す。図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）
は、図９（ａ）のＢ−Ｂ’線における断面図である。

【０００５】マッハツェンダ干渉計光回路は、図９(ａ)
に示すように、シリコン基板２１上のクラッド２２に作
製された第１入力導波路２３及び第２入力導波路２４
と、第１入力導波路２３と第２入力導波路２４を近接さ
せた第１方向性結合器２５と、第１出力導波路２６及び
第２出力導波路２７と、第１出力導波路２６と第２出力
導波路２７を近接させた第２方向性結合器２８と、第１
方向性結合器２５と第２方向性結合器２８を連結する第
１連結導波路３９及び第２連結導波路４０と、熱光学移
相器（薄膜ヒータ）４１から構成される。光導波路の材
料には火炎堆積法により作製した石英ガラスを用いてい
る。その断面は、図９（ｂ）に示したように、シリコン
基板２１上に堆積された厚さ５０μｍのクラッド２２の
ほば中央に、７μｍ×７μｍの断面を持つコア、例え
ば、第１連結導波路３９及び第２連結導波路４０が埋没
された構造である。クラッドとコアの屈折率差は０．７
５％である。

【０００６】第１方向性結合器２５及び第２方向性結合
器２８は、分岐比が１：１となる３ｄＢ結合器を用いる
のが一般的である。入力導波路から入力された光は、第
１方向性結合器２５で２等分され、第１連結導波路３９
と第２連結導波路４０を伝搬する。第１連結導波路３９
及び第２連結導波路４０を伝搬した光は、第２方向性結
合器２８で合流して干渉する。第２方向性結合器２８で
合流した光は、そのときの位相状態によって第１出力導
波路２６と第２出力導波路２７から出力する光の量が変
化する。例えば、第１入力導波路２３から入射した波長
λの光が、第１方向性結合器２５で２等分され、第２方
向性結合器２８で合流する場合、第２方向性結合器２８
で合流する２つの光の位相差が０か波長λの整数倍であ
れば、合流した光は第２出力導波路２７から出力する。
一方、合流する２つの光の位相差が半波長（λ/２）の
奇数倍であれば、合流した光は第１出力導波路２６から
出力する。また、合流する光の位相差がその中間の状
態、すなわち位相差が０でも波長人の整数倍でもなく、
かつ半波長の奇数倍でもない状態である場合は、その状
態に応じた割合で第１出力導波路２６及び第２出力導波
路２７の両方から光が出力する。

【０００７】第１連結導波路３９と第２連結導波路４０
の光路長差をΔＬとし、光路長差ΔＬが０もしくは伝搬
する光の波長の半波長程度であるマッハツェンダ干渉計
光回路は、図９（ａ）に示すように、第１連結導波路３
９上に熱光学移相器４１として動作する薄膜ヒータを設
けることで、光減衰器や光スイッチとして動作させるこ
とができる。

【０００８】光路長差ΔＬ＝０のマッハツェンダ干渉計
回路の熱光学移相器を動作させたときの光出力特性を図
１０に示す。熱光学移相器４１を動作させない場合、第
１入力導波路２３から入射した光は、第２出力導波路２
７から出力する。そこで、熱光学移相器（薄膜ヒータ）
４１を動作させて第１連結導波路３９を加熱し、熱光学
効果によって第１連結導波路３９の屈折率を高くするこ
とで光路長を実効的に長くした場合、第１入力導波路２
３から入射した光の一部は第１連結導波路３９へと出力
されるようになる。第１連結導波路３９の温度を調整し
て光路長差ΔＬが半波長になると、第１入力導波路２３
から入射した光は、全て第１出力導波路２６から出力す
る。このように、熱光学移相器４１を用いて２本の連結
導波路の光路長差ΔＬを０から半波長まで可変に調整す
ることで光減衰器として動作させることができ、また、
２本の連結導波路の光路長差ΔＬが０と半波長の２点だ
けで用いれば空間型光スイッチとして動作する。光スイ
ッチでのスイッチングに必要な電力は、薄膜ヒータの長
さが５ｍｍ、幅が５０μｍの場合で約０．５Ｗである。
また、このときの薄膜ヒータの温度上昇は３０℃程度で
ある。

【０００９】一方、２本の連結導波路の光路長差ΔＬが
数μm以上のマッハツェンダ干渉計光回路は、波長フィ
ルタとして動作する。図１１は、非対称マッハツェンダ
干渉計光回路の概略構成を示す平面図である。この非対
称マッハツェンダ干渉計光回路は、シリコン基板２１上
のクラッド２２に作製された第１入力導波路２３および
第２入力導波路２４と、第１入力導波路２３と第２入力
導波路２４を近接させた第１方向性結合器２５と、第１
出力導波路２６および第２出力導波路２７と、第１出力
導波路２６と第２出力導波路２７を近接させた第２方向
性結合器２８と、第１方向性結合器２５と第２方向性結
合器２８を連結する第１連結導波路３９および第２連結
導波路４０から構成される。導波路材料には火炎堆積法
により作製した石英ガラスを用いている。その断面はシ
リコン基板２１上に堆積された厚さ50μmのクラッド２
２のほぼ中央に、寸法7μm×7μmのコア、例えば、第１
連結導波路３９および第２連結導波路４０が埋没された
構造である。クラッドとコアの比屈折率差は０．７５%
である。例えば、第１入力導波路２３から入射した光の
うち、連結導波路間の光路長差ΔＬがちょうど波長の２
Ｎ培（Ｎは整数）となる波長の光は前記第２出力導波路
２７から出力し、２（Ｎ−１）倍の場合は第１出力導波
路２６から出力する。例えば、光路長差ΔＬが約１．４
８ｍｍの場合には、周期が２００ＧＨz（波長では約
１．６ｎｍ）の波長フィルタとして動作する。図１２は
波長フィルタとして用いた場合の波長特性の概念図であ
る。

【００１０】ところで、マッハツェンダ干渉計光回路で
は、図１０及び図１２に示すように、入力導波路から入
射する光の偏波状態によって、２本の連結導波路の光路
長差ΔＬが０もしくは半波長程度の光減衰器や光スイッ
チの場合は同じ減衰量が得られる熱光学移相器４１の電
力やスイッチング電力が異なる。また、ΔＬが大きな波
長フィルタの場合は波長の周期もピークの位置（波長）
も異なる。これは、次のような理由からである。

【００１１】すなわち、光路長差ΔＬが０もしくは半波
長程度の光減衰器や光スイッチの場合は、熱光学移相器
が発生させる熱応力の光学的効果が各偏波によって異な
ることが要因である。具体的には、次のような機構で発
生する。熱光学移相器が動作すると、発生した熱は周囲
に拡散するが、特に熱伝導の高い物質中を伝搬しようと
する。空気中の熱伝導率は２．６１×１０−４Ｗ／(ｃ
ｍ・ｄｅｇ)であり、マッハツェンダ干渉計光回路を構
成するガラス導波路の熱伝導率は０．０１４Ｗ／(ｃｍ
・ｄｅｇ)、シリコン基板の熱伝導率は１．７０Ｗ／
(ｃｍ・ｄｅｇ)であるため、熱光学移相器４１で発生し
た熱は主にガラス導波路を拡散してシリコン基板２１へ
伝わるが、シリコン基板２１の熱伝導率が極めて高いた
め、シリコン基板２１へほぼ垂直に流れ周囲へはあまり
拡散しない。そのため、熱光学移相器４１直下の連結導
波路は効率良く加熱され、その周囲が局部的に膨張す
る。

【００１２】ガラス導波路は導波路作製時に１０００℃
以上に熱した後、常温に冷やされる過程で、シリコン基
板との熱膨張率の違いからシリコン基板に対し水平方向
に強い圧縮応力を受けている。したがって、局部的に膨
張した連結導波路周辺はシリコン基板から新たな圧縮応
力を基板と水平方向に受けるため、温度上昇による屈折
率変化に加え、この圧縮応力による屈折率の変化が生じ
る。圧縮応力の変化にともない屈折率が変化する現象は
光弾性効果と呼ばれ、下記数１で表される。 [数１] ΔｎＴＥ＝(Δｎｘ)＝Ｃ１Δσｘｘ＋Ｃ２（Δσｙｙ＋
Δσｚｚ） ΔｎＴＭ＝(Δｎｙ)＝Ｃ１Δσｙｙ＋Ｃ２（Δσｘｘ＋
Δσｚｚ） 数１において、ｘはシリコン基板と水平な方向、ｙはシ
リコン基板と垂直な方向、ｚは光の導波方向であり、Δ
σｘｘ、Δσｙｙ、Δσｚｚはそれぞれｘ方向、ｙ方
向、ｚ方向の応力変化量であり、それそれ引っ張り広力
が正の値である。ΔｎＴＥはシリコン基板に水平なｘ方
向に電界成分を持つ光(以下、ＴＥモード光と称する)が
感じる屈折率。ΔｎＴＭはシリコン基板に水平なｘ方向
に磁界成分を持つ光(以下、ＴＭモード光と称する)が感
じる屈折率である。Ｃ１及びＣ２は石英ガラスの光弾性
係数であり、Ｃ１＝−０．７４×１０−５ｍｍ^２・ｋ
ｇ、Ｃ２＝−４．１×１０−５ｍｍ^２・ｋｇである。

【００１３】数１からわかるように、シリコン基板と水
平な方向に圧縮応力が加わった場合、応力変化Δσｘｘ
が発生してガラス導波路の屈折率は高くなる。このとき
の屈折率の変化量は、光弾性係数Ｃ１及びＣ２が異なる
ためＴＥモード光とＴＭモード光で異なり、ＴＭモード
光の屈折率変化量ΔｎＴＭがＴＥモード光の屈折率変化
量ΔｎＴＥよりも大きい。つまり、熱光学移相器４１を
駆動した場合、熱光学効果による屈折率変化に加え局部
熱応力による屈折率変化によってＴＭモード光の屈折率
変化がＴＥモード光よりも大きくなり、図１０に示すよ
うにＴＭモード光の光学的変化がＴＥモード光よりも早
く進む。同じ光出力となる熱光学移相器４１の駆動電カ
は約４％程ＴＭモード光のほうが小さい。したがって、
２本の連結導波路の光路長差ΔＬが０のマッハツェンダ
干渉計を光可変減衰器として用いて、例えばＴＥモード
光に対して１０ｄＢ減衰させた場合、ＴＭモード光は約
１１．５ｄＢ減衰してしまい、光減衰器に入射する光の
偏波面の変動に応じて減衰量が異なってしまう。

【００１４】一方、連結導波路の光路長差ΔＬが大きい
マッハツェンダ干渉計では、連結導波路問の実効的光路
長差は、 [数２] ΔＬ＝Δｌ・ｎ で表される。数２において、Δｌは連結導波路の物理的
な光路長差、ｎは連結導波路の屈折率である。シリコン
基板２１から受けているｘ方向の強い圧縮応力によって
導波路の屈折率は、 [数３] ｎＴＥ＝ｎ０＋ΔｎＴＥ ｎＴＭ＝ｎ０＋ΔｎＴＭ となる。数３において、ｎ０は応力が加わらないときの
導波路の屈折率、ΔｎＴＥ，及びΔｎＴＭはそれぞれ、
数１から得られる応力によるＴＥモード光及びＴＭモー
ド光の屈折率変化量である。

【００１５】ＴＥモード光の屈折率変化量ΔｎＴＥとＴ
Ｍモード光の屈折率変化量ΔｎＴＭではＴＭモード光の
屈折率変化量ΔｎＴＭのほうが大きいため、連結導波路
間の光路長差は実効的にＴＭモード光の方がＴＥモード
光よりも大きい。この光回路を波長フィルタとして用い
る場合、例えば第１入力導波路２３から入力した光を第
２出力導波路２７へ出力する波長λは、 [数４] ΔＬ＝２Ｎλ を満たすものである。数４において、Ｎは整数である。

【００１６】ＴＥモード光の屈折率変化量ΔｎＴＥとＴ
Ｍモード光の屈折率変化量ΔｎＴＭの値が異なるため、
入射する光の偏波状態によって出力する波長が異なる。
また、出力する波長の周期、すなわち出力する波長と遮
断される波長との差Δλは、 [数５] Δλ＝λ^２／２ｎΔｌ で表される。例えば、連結導波路の物理的な光路長差Δ
ｌを２０．４ｍｍ、入射光の波長λを１．５５μｍとす
ると、数５から波長の周期Δλは０．０４ｎｍとなる。
しかし、ここでも屈折率が偏波状態によって異なるた
め、偏波状態によって違う周期となる。これらの理由か
ら、例えばＴＥモードにおいてある波長の光が分離でき
ても、ＴＭモード光では分離できないという問題があっ
た。

【００１７】これらの問題を解決する方法として、マッ
ハツェンダ干渉計光回路の２本の連結導波路の中心に２
分の１(１／２)波長板を挿入する方法がある。これによ
ってＴＥモードで入射した光は、連結導波路の中間でＴ
Ｍモードに変換され、ＴＭモードで入射した光はＴＥモ
ードに変換されるため、入射したどちらの偏波の光にと
っても連結導波路は実効的に同じ長さとなる。そのた
め、偏波依存性は解消される。

【００１８】図１３に１／２波長板を挿入し偏波依存性
を解消した偏波無依存導波路型マッハツェンダ干渉計光
回路の例を示す。図１３に示したマッハツェンダ干渉計
光回路は、シリコン基板２１上のクラッド２２に作製さ
れた第１入力導波路２３及び第２入力導波路２４と、第
１出力導波路２６及び第２出力導波路２７と、第１方向
性結合器２５及び第２方向性結合器２８と、第１連結導
波路３９Ａ、３９Ｂと第２連結導波路４０Ａ，４０Ｂ
と、熱光学移相器（薄膜ヒータ）４１Ａ、４１Ｂと、そ
れぞれの連結導波路の光路の中心に形成された１／２波
長板挿入溝３１に挿入された薄膜型ｌ／２波長板３２か
ら構成されている。第１方向性結合器２５及び第２方向
性結合器２８は、３ｄＢ結合器を用いる。

【００１９】１／２波長板挿入溝３１の作製には、反応
性イオンエッチングやダイシングソーなどの機械加工を
用いる。薄膜型１／２波長板３２は１／２波長板挿入溝
３１に挿入されたのち、光学接着剤などで固定される。
１／２波長板は方解石のような結晶でも良いが、結晶を
保持するガラス基板も含めると厚さが１００μｍ程度あ
るため損失が大きくなる。そのため、ポリイミドフイル
ムを延伸し複屈折性をもたせた薄膜フィルムである薄膜
型１／２波長板３２を用いるのが一般的である。この結
果、多少の損失増加はあるものの、マッハツェンダ干渉
計光回路の光学的特性は、図１０及び図１１に示したよ
うにＴＥモード光とＴＭモード光の平均値が得られ、偏
波依存性は解消する。

【００２０】これまでは、マッハツェンダ干渉計光回路
にっいて説明してきたが、他の回路、例えばアレー導波
路格子光回路においても同様の効果が得られる。図１５
に偏波依存性を解消した偏波無依存型アレー導波路格子
光回路の例を示す。これは、入力導波路束３４、出力導
波路束３６、第１スラブ導波路３５、第２スラブ導波路
３７、１／２波長板挿入溝３１、薄膜型１／２波長板３
２、第１スラブ導波路３５及び第２スラブ導波路３７の
間に配置した第１アレー導波路４２Ａ、第２アレー導波
路４２Ｂから構成されている。

【００２１】第１アレー導波路４２Ａ及び第２アレー導
波路４２Ｂは、隣接する導波路間に一定の光路長差ΔＬ
が与えられている。入力導波路束３４から入射したある
波長の光は第１スラブ導波路３５の入り口で回折し第１
スラブ導波路３５中を広がり、第１アレー導波路４２Ａ
に出力される。第１アレー導波路４２Ａ及び第２アレー
導波路４２Ｂを伝搬した光は第２スラブ導波路３７に到
達するが、各アレー導波路には隣接した導波路問に一定
の光路長差ΔＬが与えてあるので、この光路長差に相当
する位相差がついて到達する。第２スラブ導波路３７に
入った光は回折し広がるが、各アレー導波路から出力し
た光は互いに干渉し、全体として波面の揃う方向（回折
角）に回折し出力導波路との接続部で集光する。この位
置に出力導波路を配置しておけばその波長の光が分波で
きる。波長によって光の速度が違うことからアレー導波
路によって与えられる位相差は異なり、波長によって集
光位置が異なる。すなわち、各波長の光の集光位置に出
力導波路を並べた出力導波路束３６を前記第２スラブ導
波路３７に接続しておけば、各出力導波路から異なった
波長の光を出力することができる。

【００２２】ところで、シリコン基板からの圧縮応力に
よってＴＥモード光とＴＭモード光ではアレー導波路の
実効的光路長差ΔＬが異なる。したがって、ある出力導
波路に出力する波長は偏波状態によって異なってしま
う。そこで、アレー導波路の中間に薄膜型１／２波長板
３２を挿入することでどちらの偏波光に対してもアレー
導波路の光路長差を同じにして、出力光の波長の偏波無
依存性を解消することができる。

【００２３】１／２波長板を挿入することで偏波依存性
を解消する方法は、他の光回路、例えばリング共振器や
方向性結合器などにも応用出来る方法である。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、薄膜型１／２波長板３２によって偏波依存性
を除去するためには、厳密には回路の軸対称中心に薄膜
型１／２波長板３２を挿入する必要があり、光回路は軸
対称性を保ってレイアウトされるのが一般的である。し
たがって、１／２波長板挿入溝３１は各連結導波路に対
して垂直に形成される。１／２波長板挿入溝３１に薄膜
型１／２波長板３２を挿入し光学接着剤で固定した場
合、ガラス導波路と光学接着剤、そして光学接着剤と１
／２波長板との屈折率の違いから、各連結導波路を伝擁
してきた光の一部は反射され、入力導波路側へ戻ってし
まう。以下、この入力導波路側へ戻る光を反射戻り光と
呼ぶことにする。例えば、図１５に示したアレー導波路
格子光回路における反射戻り光のスペクトルを図１７に
示す。図１７より最大で−３５ｄＢの光が入射ポートに
反射していることが分かる。反射戻り光は、このデバイ
スを使用しているシステムに悪影響を与える場合がある
という問題があった。例えば、反射戻り光が半導体レー
ザーへ戻った場合、レーザーの出力強度は変動し、シス
テムを不安定にしてしまう。

【００２５】一方、λ／２板を挿入する溝３１を図１４
および図１６に示すように、対称軸に対して斜めに形成
することで反射戻り光を低減することが出来る。しか
し、その場合、軸対称性がくずれるため、光回路の偏波
依存性は完全に解消することが出来ないという問題があ
った。

【００２６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、偏波依存性を完全
に解消し、かつ反射戻り光を低減することが可能な偏波
無依存導波路型光回路を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上
に形成された１本あるいは複数本の入力導波路と、該入
力導波路と接続した第１の光カプラと、１本あるいは複
数本の出力導波路と、該出力導波路と接続した第２の光
カプラと、前記第１の光カプラと第２の光カプラとを接
続する複数の連結導波路とからなる光回路において、前
記複数の連結導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲線
導波路、または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連結
する直線導波路からなる同一形状で光路長の等しいＳ字
状導波路で構成され、前記連結光導波路の光路の中心を
結ぶ直線上に、前記Ｓ字状導波路を横断するように溝が
掘られており、水平偏波の光は垂直偏波の光に変換し、
垂直偏波の光は水平偏波の光に変換する偏波回転器が、
前記溝に設けられており、前記偏波回転器の光の入射面
に対する垂線と前記Ｓ字状導波路とが０度よりも大きい
角度をなしていることを特徴とするものである。

【００２８】また、請求項２に記載の発明は、基板上に
形成された２本の光導波路が接近されてなる第１方向性
結合器及び第２方向性結合器と、前記第１方向性結合器
及び前記第２方向性結合器を連結する２本の連結導波路
から成るマッハツェンダ干渉計型光導波回路において、
前記２本の連結導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲
線導波路、または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連
結する直線導波路から成る同一形状で光路長の等しいＳ
字状導波路で構成され、前記連結光導波路の光路の中心
を結ぶ直線上に、前記Ｓ字状導波路を横断するように溝
が掘られており、水平偏波の光は垂直偏波の光に変換
し、垂直偏波の光は水平偏波の光に変換する偏波回転器
が、前記溝に設けられており、前記偏波回転器の光の入
射面に対する垂線と前記Ｓ字状導波路とが０度よりも大
きい角度をなしていることを特徴とするものである。

【００２９】また、請求項３に記載の発明は、基板上に
形成された２本の光導波路が接近されてなる第１マルチ
モード干渉カプラ及び第２マルチモード干渉カプラと、
前記第１マルチモード干渉カプラ及び前記第２マルチモ
ード干渉カプラを連結する２本の連結導波路から成るマ
ッハツェンダ干渉計型光導波回路において、前記２本の
連結導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲線導波路、
または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連結する直線
導波路から成る同一形状で光路長の等しいＳ字状導波路
で構成され、前記連結光導波路の光路の中心を結ぶ直線
上に、前記Ｓ字状導波路を横断するように溝が掘られて
おり、水平偏波の光は垂直偏波の光に変換し、垂直偏波
の光は水平偏波の光に変換する偏波回転器が、前記溝に
設けられており、前記偏波回転器の光の入射面に対する
垂線と前記Ｓ字状導波路とが０度よりも大きい角度をな
していることを特徴とするものである。

【００３０】また、請求項４に記載の発明は、請求項２
又は３に記載の発明において、前記連結導波路の少なく
とも１方に熱光学移相器が設けられており、該熱光学移
相器が前記偏波回転器の入力側および出力側に分離され
て設けられていることを特徴とするものである。

【００３１】また、請求項５に記載の発明は、１本ある
いは複数本の入力導波路と、該入力導波路を伝搬してき
た光が自由伝搬する第１スラブ導波路と、該第１スラブ
導波路に接続された複数本の導波路であり、かつ、隣接
する導波路間にそれぞれ一定の光路長差が設けられたア
レー導波路と、該アレー導波路が接続されアレー導波路
を伝搬してきた光が自由伝搬する第２スラブ導波路と、
該第２スラブ導波路に接続された１本あるいは複数本の
出力導波路からなるアレー導波路格子回路において、前
記アレー導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲線導波
路、または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連結する
直線導波路から成る同一形状で光路長の等しいＳ字状導
波路で構成され、前記連結光導波路の光路の中心を結ぶ
直線上に、前記Ｓ字状導波路を横断するように溝が掘ら
れており、水平偏波の光は垂直偏波の光に変換し、垂直
偏波の光は水平偏波の光に変換する偏波回転器が、前記
溝に設けられており、前記偏波回転器の光の入射面に対
する垂線と前記Ｓ字状導波路とが０度よりも大きい角度
をなしていることを特徴とするものである。

【００３２】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
乃至５いずれか１項に記載の発明において、前記偏波回
転器の光の入射面に対する垂線と前記Ｓ字状導波路との
なす角が３〜１０度であることを特徴とするものであ
る。

【００３３】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
乃至６いずれか１項に記載の発明において、前記曲線導
波路を連結する直線導波路が、長手方向に幅の変化する
テーパ形状になっており、前記偏波回転器の部分でその
幅が最大になっていることを特徴とするものである。

【００３４】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
乃至７いずれか１項に記載の発明において、前記偏波回
転器は、１／２波長板であり、該１／２波長板の光学的
主軸が導波路基板面と４５度の角度をなすように設置さ
れていることを特徴とするものである。

【００３５】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
乃至８いずれか１項に記載の発明において、前記偏波回
転器が、薄膜型１／２波長板であることを特徴とするも
のである。

【００３６】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１乃至９いずれか１項に記載の発明において、前記光導
波路がガラス光導波路であることを特徴とするものであ
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。 ［実施例１］図１は、本発明による実施例１の偏波無依
存導波路型光回路の概略構成を示す平面図であり、図２
は、図１のＡ−Ａ’線での断面図である。

【００３８】図１及び図２において、符号１はシリコン
基板、２はクラッド、３は第１入力導波路、４は第２入
力導波路、５は、第１の光カプラとして機能する第１方
向性結合器、６は第１出力導波路、７は第２出力導波
路、８は、第２の光カプラとして機能する第２方向性結
合器、９は第１連結導波路、１０は第２連結導波路、１
１は１／２波長板挿入溝、１２は偏波回転器として機能
する薄膜型１／２波長板、９Ａは第１展開導波路、９Ｂ
は第１曲線導波路、９Ｃは第１直線導波路、９Ｄは第２
展開導波路、９Ｅは第２曲線導波路、９Ｆは第２直線導
波路、９Ｇ、９Ｈは熱光学移相器（薄膜ヒータ）、１０
Ａは第３展開導波路、１０Ｂは第３曲線導波路、１０Ｃ
は第３直線導波路、１０Ｄは第４展開導波路、１０Ｅは
第４曲線導波路、１０Ｆは第４直線導波路であり、図２
において、１３は光学的主軸である。

【００３９】本実施例１の偏波無依存導波路型光回路
は、マッハツェンダ干渉計光回路であり、図１及び図２
に示すように、シリコン基板１上のクラッド２に形成さ
れる第１入力導波路３及び第２入力導波路４と、第１入
力導波路３および第２入力導波路４を近接させた第１方
向性結合器５と、第１出力導波路６および第２出力導波
路７と、第１出力導波路６と第２出力導波路７を近接さ
せた第２方向性結合器８と、第１方向性結合器５と第２
方向性結合器８を連結する第１連結導波路９及び第２連
結導波路１０と、第１連結導波路９と第２連結導波路ｌ
０を貫く１／２波長板挿入溝１１に挿入された薄膜型１
／２波長板１２により構成されている。第１方向性結合
器５及び第２方向性結合器８には３ｄＢ結合器を用い
る。

【００４０】また、第１連結導波路９は、第１方向性結
合器５に接続した第１展開導波路９Ａと、第１展開導波
路９Ａに接続した第１曲線導波路９Ｂと、第１曲線導波
路９Ｂと１／２波長板挿入溝１１の間に位置する第１直
線導波路９Ｃと、第２方向性結合器８に接続した第２展
開導波路９Ｄと、第２展開導波路９Ｄに接続した第２曲
線導波路９Ｅと、第２曲線導波路９Ｅと１／２波長板挿
入溝１１の間に位置する第２直線導波路９Ｆにより構成
される。

【００４１】同様に、第２連結導波路１０は、第１方向
性結合器５に接続した第３展開導波路１０Ａと、第３展
開導波路１０Ａに接続した第３曲線導波路１０Ｂと、第
３曲線導波路Ｉ０Ｂと１／２波長板挿入溝１１の問に位
置する第３直線導波路１０Ｃと、第２方向性結合器８に
接続した第４展開導波路１０Ｄと、第４展開導波路１０
Ｄに接続した第４曲線導波路１０Ｅと、第４曲線導波路
１０Ｅと１／２波長板挿入溝１１の間に位置する第４直
線導波路１０Ｆにより構成される。

【００４２】本実施例１のマッハツェンダ干渉計光回路
は、図９に示した従来のマッハツェンダ干渉計光回路を
１／２波長板挿入溝１１で２分割し、同一半径で同一角
度Θ１を持った第１曲線導波路９Ｂと第３曲線導波路１
０Ｂと、同一半径で同一角度Θ１を持つが回転中心の方
向が、第１曲線導波路９Ｂと第３曲線導波路１０Ｂと１
８０度異なる第２曲線導波路９Ｅと第４曲線導波路１０
Ｅと、そしてそれらを第１直線導波路９Ｃ、第３直線導
波路１０Ｃ、第２直線導波路９Ｆ、第４直線導波路ｌ０
Ｆで結んだ構造と言える。

【００４３】第１連結導波路９の中間部分の第１曲線導
波路９Ｂ、第１直線導波路９Ｃ、第２曲線導波路９Ｅ、
第２直線導波路９Ｆで構成されるＳ字状導波路と、第２
連結導波路１０の中間部分の第３曲線導波路１０Ｂ、第
３直線導波路１０Ｃ、第４曲線導波路１０Ｅ、第４直線
導波路１０Ｆで構成されるＳ字状導波路とは同一形状で
あり、それそれの光路長は等しくなっている。そのた
め、第１連結導波路９と第２連結導波路ｌ０の問の光路
長差ΔＬは、第１展開導波路９Ａ、第３展開導波路１０
Ａ、第２展開導波路９Ｄ、第４展開導波路１０Ｄの展開
距離によって与えられる。

【００４４】各導波路は、火炎堆積法と反応性イオンエ
ッチングによって作製された石英系光導波路である。そ
の断面は、図２に示すように、シリコン基板１上に堆積
された厚さ５０μｍのクラッド２のほぼ中央に、７μｍ
×７μｍの断面形状を持つコア、たとえば第２直線導波
路９Ｆや第４直線導波路１０Ｆが埋没された構造になっ
ている。クラッド２とコアの比屈折率差は０．７５％で
ある。

【００４５】また、１／２波長板挿入溝１１は、図１に
示すように第１方向性結合器５と第２方向性結合器８を
連結する第１連結導波路９及び第２連結導波路１０の光
路の中心に、その垂線が第１直線導波路９Ｃ、第２直線
導波路９Ｆ、第３直線導波路１０Ｃ、第４直線導波路１
０Ｆとそれぞれ角度Θ１を成すように形成されており、
幅３０μｍ程度、深さ１００μｍ程度である。１／２波
長板挿入溝１１は、反応性イオンエッチングやダイシン
グソーなどの機械加工で作製される。１／２波長板挿入
溝１１に挿入される薄膜型１／２波長板１２は、例え
ば、ポリイミドフィルムを一方向に延伸した厚さ約２０
μｍ程度の膜で、延伸方向に屈折率が高くなっているた
め面内複屈折を有するもので、１／２波長板として動作
するようにその光学的主軸１３は、図２に示すように、
シリコン基板１との角度ほか４５度になるように設置さ
れる。

【００４６】１／２波長板挿入溝１１に挿入された薄膜
型１／２波長板１２は、紫外線硬化型や熱硬化型の光学
接着剤で固定される。薄膜型１／２波長板１２は、第１
方向性結合器５で２等分された後、第１連結導波路９の
第１展開導波路９Ａ、第１曲線導波路９Ｂ、第１直線導
波路９Ｃと、第２連結導波路１０の第３展開導波路１０
Ａ、第３曲線導波路ｌ０Ｂ、第３直線導波路１０Ｃを伝
搬してきた波長１．５５μｍのＴＥモード光をＴＭモー
ド光に、そしてＴＭモード光をＴＥモード光にという具
合に、偏液面を９０度回転させる。薄膜型１／２波長板
１２は第１連結導波路９および第２連結導波路１０のそ
れそれの光路の中心に配置されていることから、どちら
のモード光にとっても同じ光路長となるため、マッハツ
ェンダ干渉計光回路の偏波依存性は解消される。

【００４７】連結導波路、薄膜型１／２波長板１２、及
び薄膜型１／２波長板１２を固定している光学接着剤の
それそれの屈折率は一般的に異なっているため、連結導
波路を伝搬してきた光は、それそれの境界面で反射され
る。

【００４８】図３は、本実施例１の偏波無依存導波路型
光回路の作用を説明するための図であり、１／２波長板
の光の入射面に対する垂線と導波路とが成す角度Θ１に
応じた反射戻り光量の計算結果を示している。

【００４９】図３に示した計算結果は、導波路のコア断
面の寸法を７μｍ×７μｍ、クラッドとコアの比屈折率
差を０．７５％、そして１／２波長板挿入溝１１に充填
された物質を空気(屈折率は１．０)と仮定して行った場
合である。通常、導波路との境界には接着剤が充填され
るが、接着剤の屈折率は導波路の屈折率に近いものを用
いることから、この計算の反射戻り光量が最も多い値で
あり、実際の反射戻り先はこの計算よりも少ない。

【００５０】薄膜型１／２波長板１２と各連結導波路の
直線導波路部分との角度Θ１が、例えば反射端が空気で
角度が０度の場合１４．７ｄＢの反射戻り光があるが、
角度Θ１が大きくなるに従って小さくなり、例えば角度
Θ１が５度以上で３０ｄＢ以上、８度以上で60dB以上と
なる。従って、反射戻り光を低減するという観点からだ
け考えると、この角度Θ１はできるだけ大きいことが望
ましいが、Θ１が大きくなりすぎると薄膜型１／２波長
板１２による偏波変換効率が劣化する。Θ１と偏波変換
効率の関係を図４に示す。図４によりΘ１が１０度以上
では偏波変換効率が９９．９％以下になってしまい、急
速に偏波無依存特性が劣化してしまう。このためΘ１と
しては３乃至１０度が好ましい。また、この様な構造と
することで薄膜型１／２波長板挿入溝１１は1本とな
り、ダイシングソーなどの機械加工で形成出来るように
なる。エッチングなどの作製方法に比べ、簡便に、かつ
短時間に溝を形成することが可能となり、量産化に有利
である。

【００５１】本実施例ではΘ１＝5度として設計を行っ
た。このとき入射ポートへの反射戻り光は入射光に対し
て−３９ｄＢであった。従来のΘ１＝０度の場合反射戻
り光が−２２ｄＢであったことと比較すると、反射戻り
光が約１７ｄＢ低減できた。

【００５２】［実施例１−１］図５は、本発明による実
施例１−１の偏波無依存導波路型光回路の概略構成を示
す平面図である。本実施例は、２本の連結導波路の光路
長差ΔＬが数μm以上の波長フィルタとしての偏波無依
存非対称マッハツェンダ干渉計光回路である。薄膜型１
／２波長板による反射の低減は、実施例１と同様に第１
の連結導波路９および第２の連結導波路１０の中央部
に、第１曲線導波路９Ｂおよび１０Ｂ、第１直線導波路
９Ｃおよび１０Ｃ、第２の直線導波路９Ｆおよび１０
Ｆ、第２の曲線導波路９Ｅおよび１０Ｅを設けることに
より実現される。第１曲線導波路９Ｂ、第１直線導波路
９Ｃ、第２の直線導波路９Ｆ、第２の曲線導波路９Ｅの
長さの合計と第１曲線導波路１０Ｂ、第１直線導波路１
０Ｃ、第２の直線導波路１０Ｆ、第２の曲線導波路１０
Ｅの長さの合計は等しいため、光路長差ΔＬは第１の展
開導波路９Ａおよび１０Ａと第２の展開導波路９Ｄおよ
び１０Ｄによって与えられる。

【００５３】更に、第１の直線導波路９Ｃおよび１０
Ｃ、第２の直線導波路９Ｆおよび１０Ｆを図６に示すテ
ーパ形状（Ｔ）にすることで、薄膜型１／２波長板１２
に入射するときの導波モードのフィールドを広げること
ができ、結果的に薄膜型１／２波長板１２で発生する反
射光が導波路に再結合する効率を低減できる。すなわ
ち、図６に示すテーパ導波路を用いることにより反射光
を低減できる。またこのテーパ導波路は、薄膜型１／２
波長板挿入溝１１による過剰損失を低減する効果もあ
る。本実施例では、コア幅を７μmから最も広い部分で
１２μmにまで広げることにより反射戻り光を−４１ｄ
Ｂに低減できた。コア幅を変化させない場合に比べて約
2dBの反射抑制が実現できた。

【００５４】以上説明したように、本実施例１によれ
ば、マッハツェンダ干渉計光回路において、第１方向性
結合器と第２方向性結合器を結ぶ連結導波路の中間部分
に２本の曲線導波路とその曲線導波路を結ぷ直線導波路
から成る同一形状のＳ宇状導波路を設け、Ｓ字状導波路
部分に１／２波長板を挿入することで、偏波依存性を解
消し、かつ反射戻り光を低減した偏波無依存型マッハツ
ェンダ干渉計光回路を得ることができる。上述した実施
例では、マッハツェンダ干渉計光回路を構成する光カプ
ラとして方向性結合器５，８を用いたが、この代わりに
マルチモード干渉カプラを用いてもよい。

【００５５】［実施例２］図７は、本発明による実施例
２の偏波無依存導波路型光回路の概略構成を示す平面図
であり、１４は入力導波路束、１５は第１スラブ導波
路、１６は出力導波路束、１７は第２スラブ導波路、１
８はアレー導波路、１８Ａは第１アレー導波路、１８Ｂ
は第１曲線導波路束、ｌ８Ｃは第１直線導波路束、１８
Ｄは第２アレー導波路、１８Ｅは第２曲線導波路束、ｌ
８Ｆは第２直線導波路束である。

【００５６】本実施例２の偏波無依存導波路型光回路
は、アレー導波路格子光回路であって、図７に示すよう
に、入力導波路束１４と、入力導波路束１４と接続され
た第１スラブ導波路１５と、出力導波路束１６と、出力
導波路束１６と接続された第２スラブ導波路１７と、第
１スラブ導波路１５と第２スラブ導波路１７を接続する
アレー導波路１８と、アレー導波路１８を貫く１／２波
長板挿入溝１１に挿入された薄膜型１／２波長板１２に
より構成されている。

【００５７】アレー導波路１８は、第１スラブ導波路１
５に接続された第１アレー導波路１８Ａと、第１アレー
導波路１８Ａに接続された第１曲線導波路束ｌ８Ｂと、
第１曲線導波路束１８Ｂと１／２波長板挿入溝１１との
間に位置する第１直線導波路束１８Ｃと、第２スラブ導
波路１７に接続された第２アレー導波路１８Ｄと、第２
アレー導波路１８Ｄに接続された第２曲線導波路束１８
Ｅと、第２曲線導波路束１８Ｅと１／２波長板挿入構１
１の間に位置する第２直線導波路束１８Ｆによって構成
される。

【００５８】第１アレー導波路１８Ａと第１曲線導波路
束１８Ｂ、第１曲線導波路束ｌ８Ｂと第１直線導波路束
１８Ｃのそれそれの接続点、及び第２アレー導波路１８
Ｄと第２曲線導波路束１８Ｅ、第２曲線導波路束１８Ｅ
と第２直線導波路束１８Ｆのそれそれの接続点は、図４
に示すように、１／２波長板挿入溝１１や薄膜型１／２
波長板１２と平行な同一直線上にある。また、１／２波
長板挿入溝１１は、エッチングやダイシングソーなどの
機械加工で作製される。

【００５９】本実施例２のアレー導波路格子光回路は実
施例１のマッハツェンダ干渉計光回路と同じ方法で薄膜
型１／２波長板１２からの反射戻り光を低減する構造で
ある。つまり、図９に示したアレー導波路格子光回路を
１／２波長板挿入溝１１で切り離し、その間を第１曲線
導波路束１８Ｂと第２曲線導波路束１８Ｅ、そして第１
直線導波路束１８Ｃと第２直線導波路束１８Ｆからなる
Ｓ字状導波路で連結した構造と言える。

【００６０】第１曲線導波路束１８Ｂ及び第２曲線導波
路束１８Ｅを構成する曲線導波路は全て同じ曲率半径と
角度Θ_２をもち、第１曲線導波路束１８Ｂの曲線と第２
曲線導波路束１８Ｅの曲線との回転中心の方向は１８０
度異なっている。また、第１直線導波路束ｌ８Ｃ及び第
２直線導波路束１８Ｆを構成する直線導波路は全て同じ
長さを持ち、かつその垂線は１／２波長板挿入溝１１及
び薄膜型１／２波長板１２と同一の角度Θ_２をつくる。
つまり第１アレー導波路ｌ８Ａ及び第２アレー導波路１
８Ｄに挟まれた各導波路は全て同一のＳ字状の形状であ
り、同じ光路長を持つ。したがって、第１スラブ導波路
１５と第２スラブ導波路１７に挟まれたアレー導波路１
８の各導波路は、隣り合った導波路と光路長差ΔＬを持
ち、図１４に示したアレー導波路格子光回路と同じ特性
を有する。

【００６１】薄膜型１／２波長板１２の垂線と第１直線
導波路束１８Ｃと第２直線導波路束１８Ｆを構成する各
直線導波路との角度Θ２は、実施例１と同じく３乃至１
０度が好ましい。本実施例ではΘ２＝５度となるように
設計を行った。この場合のアレー導波路格子光回路の反
射スペクトルを図８に示す。反射は最大でも−５０dB程
度であり、従来技術の−３５dB（図１６参照）と比較し
て１５dBの反射抑制が実現できていることが分かる。ま
た、この様な構造とすることで薄膜型１／２波長板挿入
溝１１は1本となり、ダイシングソーなどの機械加工で
形成出来るようになる。従って実施例1と同様にエッチ
ングなどの作製方法に比べ、簡便に、かつ短時間に溝を
形成することが可能となり、量産化に有利である。

【００６２】以上説明したように、本実施例２によれ
ば、アレー導波路格子光回路において、第１スラブ導波
路と第２スラブ導波路の間のアレー導波路の中間部分
に、２本の曲線導波路とその曲線導波路を結ぶ直線導波
路から成る同一形状のＳ字状導波路を設け、Ｓ字状導波
路部分に１／２波長板を挿入することで、偏波依存性を
解消し、かつ反射戻り光を低減した偏波無依存型アレー
導波路格子光回路を得ることができる。

【００６３】以上、本発明を、実施例に基づき具体的に
説明したが、本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることはもちろんである。たとえば、実施例
１及び実施例２ではｌ／２波長板挿入溝１１はＳ字状導
波路の各直線導波路を横切るように形成されていたが、
Ｓ字状導波路は直線導波路を省いて曲線導波路を接続
し、その曲線導波路の接続位置に１／２波長板挿入溝１
１を形成してもよい。また、実施例では光回路が光の伝
搬する方向に対称構造を成していたため薄膜型１／２波
長板１２を光回路の物理的な中間点に挿入したが、薄膜
型１／２波長板１２はＳ字状導波路１８Ｂ，１８Ｃ，１
８Ｅ，１８Ｆの範囲であれば、図７において横方向の平
行移動しても光学特性は変化しない。このため、１／２
波長板挿入溝１１及び薄膜型１／２波長板１２が、光回
路の物理的な中間点にあることが本発明の必須条件では
ない。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
波路型光回路において、偏波依存性を完全に解消し、か
つ反射戻り光を低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の偏波無依存導波路型光
回路の概略構成を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ’線での断面図である。

【図３】本実施例１の偏波無依存導波路型光回路の作用
を説明するための図である。

【図４】薄膜型１／２波長板による偏波変換効率の入射
角Θ１依存性を示す図である。

【図５】実施例１−１の偏波無依存導波路型光回路の概
略構成を示す平面図である。

【図６】実施例１−１のテーパ導波路を用いた偏波無依
存導波路型光回路の概略構成を示す平面図である。

【図７】本発明による実施例２の偏波無依存導波路型光
回路の概略構成を示す平面図である。

【図８】実施例２における反射スペクトルを示す図であ
る。

【図９】従来のマッハツェンダ干渉計光回路を示す図
で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図１０】従来のマッハツェンダ干渉計光回路の特性を
説明するための図である。

【図１１】非対称マッハツェンダ干渉計光回路の平面図
である。

【図１２】従来のマッハツェンダ干渉計光回路の特性を
説明するための図である。

【図１３】従来の偏波無依存型マッハツェンダ干渉計光
回路の平面図である。

【図１４】反射戻り光を抑制したマッハツェンダ干渉計
光回路の平面図である。

【図１５】従来の偏波無依存型アレイ導波路格子光回路
の平面図である。

【図１６】反射戻り光を抑制したアレー導波路格子光回
路の平面図である。

【図１７】図１５の従来のアレイ導波路格子光回路の反
射スペクトルを示す図である。

【符号の説明】

１，２１ シリコン基板 ２，２２ クラッド ３，２３ 第１入力導波路 ４，２４ 第２入力導波路 ５，２５ 第１方向性結合器 ６，２６ 第１出力導波路 ７，２７ 第２出力導波路 ８，２８ 第２方向性結合器 ９ 第１連結導波路 ９Ａ 第１展開導波路 ９Ｂ 第１曲線導波路 ９Ｃ 第１直線導波路 ９Ｄ 第２展開導波路 ９Ｅ 第２曲線導波路 ９Ｆ 第２直線導波路 ９Ｇ 熱光学移相器（薄膜ヒータ） ９Ｈ 熱光学移相器（薄膜ヒータ） １０ 第２連結導波路 ｌ０Ａ 第３展開導波路 １０Ｂ 第３曲線導波路 ｌ０Ｃ 第３直線導波路 １０Ｄ 第４展開導波路 １０Ｅ 第４曲線導波路 ｌ０Ｆ 第４直線導波路 １１，３１ １／２波長板挿入溝 １２，３２ 薄膜型１／２波長板 １３ 光学的主軸 １４，３４ 入力導波路束 １５，３５ 第１スラブ導波路 １６，３６ 出力導波路束 １７，３７ 第２スラブ導波路 １８ アレー導波路 １８Ａ 第１アレー導波路 １８Ｂ 第１曲線導波路束 １８Ｃ 第１直線導波路束 １８Ｄ 第２アレー導波路 １８Ｅ 第２曲線導波路束 １８Ｆ 第２直線導波路束 １９、１９Ａ、１９Ｂ 第１連結導波路 ２０、２０Ａ、２０Ｂ 第２連結導波路 ２１、２１Ａ、２１Ｂ 熱光学移相器 ２２Ａ 第１アレー導波路 ２２Ｂ 第２アレー導波路 ３９、３９Ａ、３９Ｂ 第１連結導波路 ４０、４０Ａ、４０Ｂ 第２連結導波路 ４１、４１Ａ、４１Ｂ 熱光学移相器 ４２Ａ 第１アレー導波路 ４２Ｂ 第２アレー導波路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日比野 善典 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−27339（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−241304（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−202265（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−104446（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−133469（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−334637（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−200187（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/293 G02F 1/00 - 1/313

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された１本あるいは複数本
   の入力導波路と、該入力導波路と接続した第１の光カプ
   ラと、１本あるいは複数本の出力導波路と、該出力導波
   路と接続した第２の光カプラと、前記第１の光カプラと
   第２の光カプラとを接続する複数の連結導波路とからな
   る光回路において、 前記複数の連結導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲
   線導波路、または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連
   結する直線導波路からなる同一形状で光路長の等しいＳ
   字状導波路で構成され、 前記連結光導波路の光路の中心を結ぶ直線上に、前記Ｓ
   字状導波路を横断するように溝が掘られており、 水平偏波の光は垂直偏波の光に変換し、垂直偏波の光は
   水平偏波の光に変換する偏波回転器が、前記溝に設けら
   れており、 前記偏波回転器の光の入射面に対する垂線と前記Ｓ字状
   導波路とが０度よりも大きい角度をなしていることを特
   徴とする偏波無依存導波路型光回路。
2. 【請求項２】 基板上に形成された２本の光導波路が接
   近されてなる第１方向性結合器及び第２方向性結合器
   と、前記第１方向性結合器及び前記第２方向性結合器を
   連結する２本の連結導波路から成るマッハツェンダ干渉
   計型光導波回路において、 前記２本の連結導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲
   線導波路、または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連
   結する直線導波路から成る同一形状で光路長の等しいＳ
   字状導波路で構成され、 前記連結光導波路の光路の中心を結ぶ直線上に、前記Ｓ
   字状導波路を横断するように溝が掘られており、 水平偏波の光は垂直偏波の光に変換し、垂直偏波の光は
   水平偏波の光に変換する偏波回転器が、前記溝に設けら
   れており、 前記偏波回転器の光の入射面に対する垂線と前記Ｓ字状
   導波路とが０度よりも大きい角度をなしていることを特
   徴とする偏波無依存導波路型光回路。
3. 【請求項３】 基板上に形成された２本の光導波路が接
   近されてなる第１マルチモード干渉カプラ及び第２マル
   チモード干渉カプラと、前記第１マルチモード干渉カプ
   ラ及び前記第２マルチモード干渉カプラを連結する２本
   の連結導波路から成るマッハツェンダ干渉計型光導波回
   路において、 前記２本の連結導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲
   線導波路、または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連
   結する直線導波路から成る同一形状で光路長の等しいＳ
   字状導波路で構成され、 前記連結光導波路の光路の中心を結ぶ直線上に、前記Ｓ
   字状導波路を横断するように溝が掘られており、 水平偏波の光は垂直偏波の光に変換し、垂直偏波の光は
   水平偏波の光に変換する偏波回転器が、前記溝に設けら
   れており、 前記偏波回転器の光の入射面に対する垂線と前記Ｓ字状
   導波路とが０度よりも大きい角度をなしていることを特
   徴とする偏波無依存導波路型光回路。
4. 【請求項４】 前記連結導波路の少なくとも１方に熱光
   学移相器が設けられており、該熱光学移相器が前記偏波
   回転器の入力側および出力側に分離されて設けられてい
   ることを特徴とする請求項２又は３に記載の偏波無依存
   導波路型光回路。
5. 【請求項５】 １本あるいは複数本の入力導波路と、該
   入力導波路を伝搬してきた光が自由伝搬する第１スラブ
   導波路と、該第１スラブ導波路に接続された複数本の導
   波路であり、かつ、隣接する導波路間にそれぞれ一定の
   光路長差が設けられたアレー導波路と、該アレー導波路
   が接続されアレー導波路を伝搬してきた光が自由伝搬す
   る第２スラブ導波路と、該第２スラブ導波路に接続され
   た１本あるいは複数本の出力導波路からなるアレー導波
   路格子回路において、 前記アレー導波路の中間部分が、それぞれ２個の曲線導
   波路、または２個の曲線導波路と該曲線導波路を連結す
   る直線導波路から成る同一形状で光路長の等しいＳ字状
   導波路で構成され、 前記連結光導波路の光路の中心を結ぶ直線上に、前記Ｓ
   字状導波路を横断するように溝が掘られており、 水平偏波の光は垂直偏波の光に変換し、垂直偏波の光は
   水平偏波の光に変換する偏波回転器が、前記溝に設けら
   れており、 前記偏波回転器の光の入射面に対する垂線と前記Ｓ字状
   導波路とが０度よりも大きい角度をなしていることを特
   徴とする偏波無依存導波路型光回路。
6. 【請求項６】 前記偏波回転器の光の入射面に対する垂
   線と前記Ｓ字状導波路とのなす角が３〜１０度であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の偏
   波無依存導波路型光回路。
7. 【請求項７】 前記曲線導波路を連結する直線導波路
   が、長手方向に幅の変化するテーパ形状になっており、
   前記偏波回転器の部分でその幅が最大になっていること
   を特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の偏波
   無依存導波路型光回路。
8. 【請求項８】 前記偏波回転器は、１／２波長板であ
   り、該１／２波長板の光学的主軸が導波路基板面と４５
   度の角度をなすように設置されていることを特徴とする
   請求項１乃至７いずれか１項に記載の偏波無依存導波路
   型光回路。
9. 【請求項９】 前記偏波回転器が、薄膜型１／２波長板
   であることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に
   記載の偏波無依存導波路型光回路。
10. 【請求項１０】 前記光導波路がガラス光導波路である
    ことを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の
    偏波無依存導波路型光回路。