JP6247824B2 - 光導波路、光インターポーザ及び光源 - Google Patents

光導波路、光インターポーザ及び光源 Download PDF

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Description

本発明は、光導波路、光インターポーザ及び光源に関する。
データ処理の大容量化、高速化への需要が高まるなか、より高密度の光信号処理回路が必要になってきている。
従来、石英系材料を用いた平面光回路（ＰＬＣ；Planar Lightwave Circuit）が用いられているが、近年、シリコン（Ｓｉ）細線導波路加工技術を応用して、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板上に光回路を形成する技術の研究開発が進められている。
このＳＯＩ基板上に光回路を形成する技術では、ＳｉコアをＳｉＯ２クラッド層で覆って光導波路とすることが多く、ＳｉとＳｉＯ２の屈折率差が大きいため、より強くＳｉコア内に光を閉じ込めることが可能である。このため、狭い間隔の光導波路アレイや、低い光学損失を有する曲げ光導波路を形成することができ、高密度での光回路の形成が可能である。
また、平面内での光導波路の交差を回避して損失を低減するために、ある平面上に先細テーパ領域を持つ一のコアを設け、これと基板からの距離が異なる他の平面上に先端が対向するように先細テーパ領域を持つ他のコアを設けて、高さ方向に伝搬光を移行させることで、立体的な交差を実現した三次元交差導波路も提案されている。
特開２００８−２６１９５２号公報
しかしながら、上述の三次元交差導波路では、導波損失（伝搬損失）を低減するためには、一のコアと他のコアのそれぞれの先細テーパ領域のコア幅を高い精度で制御する必要があり、このコア幅が広すぎたり、狭すぎたりすると、導波損失が増大してしまう。このため、導波損失を低減しながら、製造歩留まりを向上させるのは難しい。
そこで、伝搬光を立体的に伝搬させるのに、導波損失（伝搬損失）を低減しながら、製造歩留まりを向上させたい。
本光導波路は、基板と、基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、基板の上方で且つ第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、基板及び第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、第１テーパ領域と複数の第２コアのそれぞれの第２コアとは、第１コア及び第２コアの延在方向において、オーバラップする部分を有することを要件とする。
また、本光導波路は、基板と、基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、基板の上方で且つ第１コアの上方に第１クラッド層を挟んで設けられ、基板及び第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、さらに、基板の上方に設けられ、他方の側から一方の側へ向けて延び、且つ、一方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域を有する第３コアを備え、第３コアは、複数の第２コアの下方に第１クラッド層を挟んで設けられているか又は複数の第２コアの上方に第２クラッド層を挟んで設けられていることを要件とする。
また、本光導波路は、基板と、基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、基板の上方で且つ第１コアの下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、基板及び第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、さらに、基板の上方に設けられ、他方の側から一方の側へ向けて延び、且つ、一方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域を有する第３コアを備え、第３コアは、複数の第２コアの上方に第１クラッド層を挟んで設けられているか又は複数の第２コアの下方に第２クラッド層を挟んで設けられていることを要件とする。
また、本光導波路は、基板と、基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、基板の上方で且つ第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、基板及び第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、第２コアの下方に、第２コアに対して交差する方向へ延びる立体交差コアを備えることを要件とする。
また、本光導波路は、基板と、基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、基板の上方で且つ第１コアの上方に第１クラッド層を挟んで設けられ、基板及び第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、複数の第２コアとして、他方の側に他方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域と、第３テーパ領域の一方の側に連なり、一定の断面積を有する第２断面積一定領域とを有する２つの第２コアを備え、さらに、２つの第２コアの間に設けられ、２つの第２コアと平行に延び、一方の側に他方の側へ向けて断面積が大きくなる第４テーパ領域と、第４テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第３断面積一定領域とを有する第３コアを備えることを要件とする。
本光インターポーザは、基板と、基板上に設けられた光導波路と、基板上に設けられた光変調器と、基板上に設けられた光検出器とを備え、光導波路は、上述のように構成されることを要件とする。
本光源は、基板と、基板上に設けられた光導波路と、基板上に設けられた発光体とを備え、光導波路は、上述のように構成されることを要件とする。
したがって、本光導波路、光インターポーザ及び光源によれば、伝搬光を立体的に伝搬させるのに、伝搬損失（導波損失）を低減しながら、製造歩留まりを向上させることができるという利点がある。
本実施形態にかかる光導波路の構成を示す模式的斜視図である。 本実施形態にかかる光導波路の具体的な構成例及び各箇所における光強度分布を示す模式的斜視図である。 （Ａ）は、本実施形態にかかる光導波路の具体的な構成例の変形例の構成を示す模式的断面図であり、（Ｂ）は、本実施形態にかかる光導波路の具体的な構成例の変形例の構成及び各箇所における光強度分布を示す模式的斜視図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態にかかる光導波路の変形例の構成を示す模式的平面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態にかかる光導波路の変形例の構成を示す模式的平面図である。 本実施形態にかかる光導波路の第１変形例の構成を示す模式的斜視図である。 本実施形態にかかる光導波路の第２変形例の構成を示す模式的斜視図である。 本実施形態にかかる光インターポーザの構成を示す模式的平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる光源の構成を示す模式図であって、（Ａ）は側方から見た図であり、（Ｂ）はその平面図である。
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる光導波路、光インターポーザ及び光源について、図１〜図９を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる光導波路は、例えば、ボード間、チップ間、チップ内などのＳｉ基板上の光配線を用いる光インターコネクトのほか、光ファイバ通信などの分野において用いられる。
本光導波路は、図１に示すように、基板１と、下部クラッド層２と、下部クラッド層２上に設けられた下部コア３と、下部クラッド層２及び下部コア３上に設けられた中間クラッド層４と、中間クラッド層４上に設けられた複数の上部コア５と、中間クラッド層４及び上部コア５上に設けられた上部クラッド層６とを備える。なお、図１では、複数の上部コア５として３つの上部コア５を設ける場合を示している。
なお、下部コア３を第１コアともいう。また、上部コア５を第２コアともいう。また、下部クラッド層２を第１クラッド層ともいう。また、中間クラッド層４を第２クラッド層ともいう。また、上部クラッド層６を第３クラッド層ともいう。
ここでは、基板１は、シリコン（Ｓｉ）基板（半導体基板）である。また、下部クラッド層２、中間クラッド層４及び上部クラッド層６は、ＳｉＯ２クラッド層である。また、下部コア３は、Ｓｉコアである。また、上部コア５は、ＳｉＮコアである。本実施形態では、Ｓｉ基板１上にＳｉＯ２層であるＢＯＸ（Buried Oxide）層とＳｉ層であるＳＯＩ層とを備えるＳＯＩ基板を用い、ＳＯＩ層をエッチングし、エッチングによって残されたＳＯＩ層によって、下部クラッド層２としてのＳｉＯ２層（ＢＯＸ層）上に、下部コア３としてのＳｉコアを形成している。また、下部クラッド層２としてのＳｉＯ２層（ＢＯＸ層）及び下部コア３としてのＳｉコアを、中間クラッド層４としてのＳｉＯ２層で覆い、中間クラッド層４としてのＳｉＯ２層上に、上部コア５としての複数のＳｉＮコアを、上方から見た場合にこれらのＳｉＮコア５の間に、即ち、複数のＳｉＮコア５のうち左右方向で最も外側に位置する２つのＳｉＮコア５の間にＳｉコア３が位置するように形成している。そして、中間クラッド層４としてのＳｉＯ２層及び上部コア５としての複数のＳｉＮコアを、上部クラッド層６としてのＳｉＯ２層で覆っている。なお、ＳｉＮは、Ｓｉよりも屈折率が低く、ＳｉＯ２に近い。このため、中間クラッド層４、上部コア５及び上部クラッド層６によって構成される上部光導波路は、下部クラッド層２、下部コア３及び中間クラッド層４によって構成される下部光導波路よりも低屈折率差の光導波路になっていることになる。
また、下部コア３であるＳｉコアは、一方の側（図１中、手前側）から延び、終端部３Ｘと、終端部３Ｘへ向けて断面積が小さくなるテーパ領域３Ａと、このテーパ領域３Ａの一方の側に連なり、一定の断面積を有する断面積一定領域３Ｂとを備える。つまり、下部コア３であるＳｉコアは、基板１の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、他方の側へ向けて断面積が小さくなるテーパ領域３Ａを有する。なお、終端部３Ｘを第１終端部ともいう。また、テーパ領域３Ａを第１テーパ領域ともいう。また、断面積一定領域３Ｂを第１断面積一定領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。ここでは、テーパ領域３Ａは、終端部３Ｘへ向けて幅が狭くなる幅テーパ領域である。また、断面積一定領域３Ｂは、一定の幅を有し、かつ、一定の高さ（厚さ）を有する領域（幅一定領域；高さ（厚さ）一定領域）である。なお、ここでは、Ｓｉコア３は、終端部３Ｘから離れる方向へ向けて、断面積が大きくなった後、断面積が一定になっているため、断面積一定領域３Ｂの断面積の大きさは、テーパ領域３Ａにおいて断面積が最大になっている部分の断面積の大きさと同じになっている。
なお、一方の側（図１中、手前側）から光が入力される場合には、一方の側の反対側（図１中、奥側；他方の側）から光が出力され、一方の側から光が出力される場合には、一方の側の反対側から光が入力される。
また、複数の上部コアとしての複数のＳｉＮコア５は、Ｓｉコア３の上方に中間クラッド層４を挟んで設けられ、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａに対応する領域を含んで一方の側から一方の側の反対側へ向けて互いに平行に延びている。つまり、複数の上部コアとしての複数のＳｉＮコア５は、基板１の上方で且つＳｉコア３の上方に中間クラッド層４を挟んで設けられ、基板１及びＳｉコア３と平行に延びている。この場合、複数のＳｉＮコア５のうち左右方向で最も外側に位置する２つのＳｉＮコア５は、Ｓｉコア３に対して左右両側に位置する。そして、これらの複数のＳｉＮコア５を含む領域（光導波路）を伝搬する光は単一の光モード（基本モード）を形成するようになっている。つまり、複数のＳｉＮコア５の寸法及びこれらの間隔は、複数のＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する光が単一の光モードを形成するように設定されている。
また、複数のＳｉＮコア５は、それぞれ、一方の側に一方の側の反対側へ向けて断面積が大きくなるテーパ領域５Ａと、このテーパ領域５Ａの一方の側の反対側に連なり、一定の断面積を有する断面積一定領域５Ｂとを備えるものとするのが好ましい。なお、テーパ領域５Ａを第２テーパ領域ともいう。また、断面積一定領域５Ｂを第２断面積一定領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。ここでは、テーパ領域５Ａは、一方の側の反対側へ向けて幅が広くなる幅テーパ領域である。また、断面積一定領域５Ｂは、一定の幅を有し、かつ、一定の高さ（厚さ）を有する領域（幅一定領域；高さ（厚さ）一定領域）である。なお、ここでは、ＳｉＮコア５は、一方の側の反対側へ向けて、断面積が大きくなった後、断面積が一定になっているため、断面積一定領域５Ｂの断面積の大きさは、テーパ領域５Ａにおいて断面積が最大になっている部分の断面積の大きさと同じになっている。
ここでは、複数のＳｉＮコア５は、それぞれ、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａの一方の側、即ち、テーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置に対応する位置から一方の側の反対側へ向けて延びている。
このように、Ｓｉコア３は、その幅が、一方の側で一定になっており、その後、光の伝搬方向（光の導波方向）に沿って緩やかにテーパ状に狭くなり、最も狭くなった箇所で終端された構造になっている。また、複数のＳｉＮコア５は、その幅が、Ｓｉコア３の幅が一定になっている領域に対応する位置の先端（終端）で最も狭くなり、光の伝搬方向に沿って緩やかにテーパ状に広くなり、Ｓｉコア３が途切れた箇所で最も広くなり、その後、一定の幅を持つ構造となっている。
このように構成される光導波路では、以下のようにして光が伝搬（導波）する。
なお、ここでは、一方の側（図１中、手前側）、即ち、Ｓｉコア３を含む領域（導波路）の側から、一方の側の反対側（図１中、奥側）、即ち、ＳｉＮコア５を含む領域（導波路）の側へ光が伝搬する場合を例に挙げて説明する。
伝搬光は、Ｓｉコア３を含む領域を単一モードの光として伝搬してくる。ここでは、伝搬光の単一モードを保つために、Ｓｉコア３の寸法は例えば約４５０ｎｍ程度の幅を有するものとなっている。この伝搬光は、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａを含む領域（導波路）と複数のＳｉＮコア５を含む領域（導波路）とがオーバーラップしている領域に入ると、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａで光の伝搬方向に沿ってコア幅が狭くなっていくため、光が染み出してスポットサイズが大きくなり、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａを含む領域で光のモードが広がる。そして、スポットサイズが大きくなった光、即ち、モードが広がった光は、Ｓｉコア３の上方に中間クラッド層４を挟んで設けられている複数のＳｉＮコア５、即ち、１層のクラッド層４の厚さ分だけ上方に位置する複数のＳｉＮコア５の影響を受け、断熱的に複数のＳｉＮコア５へ結合していく。つまり、Ｓｉコア３から複数のＳｉＮコア５へ断熱的に光強度が結合していくことで、Ｓｉコア３を含む領域を伝搬してきた光は、このオーバーラップ領域で複数のＳｉＮコア５を含む領域に乗り移って伝搬していく。このように、伝搬光は、下部クラッド層２上に設けられたＳｉコア３を含む領域から、Ｓｉコア３の上方に中間クラッド層４を挟んで設けられた複数のＳｉＮコア５を含む領域へ、高さ（厚さ）方向へシフトして、三次元的（立体的）に伝搬していく。つまり、伝搬光は、一の高さ方向位置にあるＳｉコア３から、Ｓｉ基板１からの距離が異なる他の高さ方向位置にある複数のＳｉＮコア５へ、高さ方向へシフトして、三次元的（立体的）に伝搬していく。この場合、Ｓｉコア３と複数のＳｉＮコア５とを光が伝搬する際に伝搬光は高さ方向（上下方向）にずれて伝搬することになる。この際、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａの断面積が小さくなるにつれて、伝搬光は複数のＳｉＮコア５を含む領域に強く閉じ込められていく。つまり、このオーバーラップ領域にＳｉコア３のテーパ領域３Ａが設けられているため、複数のＳｉＮコア５を含む領域に伝搬光を確実に閉じ込めることが可能となる。そして、複数のＳｉＮコア５の断面積一定領域５Ｂを単一モードの光として伝搬していく。このため、本光導波路を立体光導波路、あるいは、立体導波機構ともいう。このような立体光導波路を用いることで、一の層上のコアから別の層のコアへ（即ち、一の光配線層から他の光配線層へ）低損失で立体的に光を伝搬させることができるため、光配線層の多層化による高密度化を実現することが可能である。
このようにして、本光導波路では、伝搬光の単一モードを保ったまま、伝搬光を三次元的に伝搬することができる。
ここでは、上述のように、複数のＳｉＮコア５の寸法及びこれらの間隔は、伝搬光が単一の光モードを形成するように設定されている。つまり、複数のＳｉＮコア５によって光を閉じ込め、複数のＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する伝搬光が単一の光モードを形成するように、複数のＳｉＮコア５の寸法及びこれらの間隔を設定すれば良い。例えば、複数のＳｉＮコア５のうち左右方向で最も外側に位置する２つのＳｉＮコア５の間隔を約１μｍ程度とし、Ｓｉコア３が設けられている側の終端における複数のＳｉＮコア５のそれぞれの寸法を、約３００ｎｍの幅を有し、約３００ｎｍの高さ（厚さ）を有するものとすれば良い。これにより、伝搬光は複数のＳｉＮコア５を含む領域を単一モードの光として伝搬する。なお、複数のＳｉＮコア５のうち左右方向で最も外側に位置する２つのＳｉＮコア５の間隔が約１μｍ程度であれば、複数のＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する伝搬光は単一の光モードを形成する。この場合、複数のＳｉＮコア５のうち左右方向で最も外側に位置する２つのＳｉＮコア５の間隔を広くしすぎると、複数のＳｉＮコア５のうち左右方向で最も外側に位置する２つのＳｉＮコア５を含む領域に、それぞれ独立した２つの導波路が形成されてしまうことになり、複数のＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する伝搬光が単一の光モードを形成しなくなってしまう。また、複数のＳｉＮコア５のそれぞれの寸法を大きくしすぎると、複数のＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する伝搬光が単一の光モードを形成しなくなってしまう。
このように、水平方向に離間した複数のＳｉＮコア５を用いることで、伝搬光が三次元的に伝搬する領域（即ち、層間で光が移動する領域）におけるコア幅に対する精度の製造許容範囲を拡げることができる。つまり、複数のＳｉＮコア５を用いる場合、複数のＳｉＮコア５の寸法及び間隔によって伝搬光が単一の光モードを形成するようにしている。この場合、ＳｉＮコア５のそれぞれのコア幅の加工精度が結合損失に及ぼす影響は、ＳｉＮコア５の間隔の加工精度が結合損失に及ぼす影響よりも小さい。このため、たとえ複数のＳｉＮコア５のコア幅に製造誤差が生じても、複数のＳｉＮコア５の全体で形成されるモード形状に対する影響は小さい。ＳｉＮコア５は、例えば、プラズマＣＶＤによってＳｉＮ膜を成膜した後、このＳｉＮ膜をＥＢリソグラフィーによって加工して得られる。このＥＢリソグラフィーによる加工精度は±１０ｎｍ程度である。例えば、複数のＳｉＮコア５のうち左右方向で最も外側に位置する２つのＳｉＮコア５の間隔を上述のように約１μｍ程度とする場合、約１μｍの間隔に対して±１０ｎｍ程度の製造誤差は小さい。また、約３００ｎｍの幅及び高さを有するＳｉＮコア５の寸法に多少の製造誤差が生じても、複数のＳｉＮコア５の全体で形成されるモード形状に対する影響は小さい。したがって、伝搬光が三次元的に伝搬する領域におけるコア幅に対する精度の製造許容範囲を拡げることができる。つまり、伝搬損失（導波損失）を低減しながら、製造歩留まりを向上させ、コストを低減することが可能となる。
なお、Ｓｉコア３は、ＳＯＩ基板表面のＳｉ層を、例えばＥＢリソグラフィーによって加工することにより形成される。ここで、ＥＢリソグラフィーによる加工精度は±１０ｎｍ程度である。中間クラッド層４及び上部クラッド層６としてのＳｉＯ２層は、例えば、プラズマＣＶＤによって形成される。ＳｉＮコア５は、例えば、プラズマＣＶＤによって成膜後、ＥＢリソグラフィーによって形成される。ここで、ＥＢリソグラフィーによる加工精度は±１０ｎｍ程度である。
このように、上述のように構成される光導波路によって、Ｓｉ微細加工による光導波路（光回路）に適用可能で、低導波損失、かつ、低コストで制御性良く製造可能な光導波路を提供することが可能となる。
以下、具体的な構成例について説明する。
まず、具体的な構成例について、図２を参照しながら説明する。
具体的な構成例の光導波路では、図２に示すように、上述の実施形態の３つＳｉＮコア５のうち真ん中の１つのＳｉＮコア５をＳｉコア３から離れる方向へずらし、また、左右両側の２つのＳｉＮコア５を、断面積一定領域５Ｂの一方の側の反対側に連なるように、一方の側の反対側へ向けて断面積が小さくなるテーパ領域５Ｃを備えるものとしている。なお、テーパ領域５Ｃを第３テーパ領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。
この場合、上述の実施形態における複数のＳｉＮコア５として、左右両側の２つのＳｉＮコア５を備え、これらの２つのＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する光は単一の光モードを形成することになる。つまり、これらの２つのＳｉＮコア５の寸法及びこれらの間隔は、２つのＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する光が単一の光モードを形成するように設定されていることになる。
また、２つのＳｉＮコア５の間に、これらと平行に延び、Ｓｉコア３から伝搬光が三次元的に伝搬しない１つのＳｉＮコア５０をさらに別に備えるものとなる。この別のＳｉＮコア５０は、これを間に挟んで両側に設けられた２つのＳｉＮコア５の一方の側の反対側に設けられたテーパ領域５Ｃに対応する領域を含んで一方の側から一方の側の反対側へ向けて延びている。そして、この別のＳｉＮコア５０は、一方の側に一方の側の反対側へ向けて断面積が大きくなるテーパ領域５０Ａと、このテーパ領域５０Ａの一方の側の反対側に連なり、一定の断面積を有する断面積一定領域５０Ｂとを備える。つまり、この別のＳｉＮコア５０は、基板１の上方に設けられ、他方の側から一方の側へ向けて延び、且つ、一方の側へ向けて断面積が小さくなるテーパ領域５０Ａを有する。なお、この別のＳｉＮコア５０を第３コアともいう。また、テーパ領域５０Ａを第４テーパ領域ともいう。また、断面積一定領域５０Ｂを第３断面積一定領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。ここでは、テーパ領域５０Ａは、一方の側の反対側へ向けて幅が広くなる幅テーパ領域である。また、断面積一定領域５０Ｂは、一定の幅を有し、かつ、一定の高さ（厚さ）を有する領域（幅一定領域；高さ（厚さ）一定領域）である。なお、ここでは、別のＳｉＮコア５０は、一方の側の反対側へ向けて、断面積が大きくなった後、断面積が一定になっているため、断面積一定領域５０Ｂの断面積の大きさは、テーパ領域５０Ａにおいて断面積が最大になっている部分の断面積の大きさと同じになっている。
ここでは、左右両側の２つのＳｉＮコア５は、それぞれ、別の１つのＳｉＮコア５０のテーパ領域５０Ａの一方の側の反対側、即ち、テーパ領域５０Ａと断面積一定領域５０Ｂとの境界位置に対応する位置まで、あるいは、それよりも一方の側の反対側まで延びて、終端されている。この場合、左右両側の２つのＳｉＮコア５は、それぞれ、別の１つのＳｉＮコア５０の断面積一定領域５０Ｂに対応する位置から一方の側へ向けて延びていることになる。また、別の１つのＳｉＮコア５０は、一方の側の反対側の他方の側から、左右両側の２つのＳｉＮコア５のテーパ領域５Ｃの一方の側、即ち、テーパ領域５Ｃと断面積一定領域５Ｂとの境界位置に対応する位置まで、あるいは、それよりも一方の側まで延びて、終端されている。この場合、別の１つのＳｉＮコア５０は、左右両側の２つのＳｉＮコア５の断面積一定領域５Ｂに対応する位置から一方の側の反対側へ向けて延びていることになる。なお、２つのＳｉＮコア５のテーパ領域５Ｃ（一方の側から他方の側へ向けて断面積が狭くなっていく領域）に対応する位置に、別の１つのＳｉＮコア５０のテーパ領域５０Ａ（一方の側から他方の側へ向けて断面積が広くなっていく領域）が設けられるようにするのが好ましい。
このため、具体的な構成例の光導波路は、一方の側から延び、第１終端部３Ｘと、第１終端部３Ｘへ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域３Ａとを有する第１コア３と、第１コア３の上方又は下方に第１クラッド層４を挟んで設けられ、第１テーパ領域３Ａに対応する領域を含んで一方の側から一方の側の反対側へ向けて互いに平行に延びる複数の第２コア５とを備え、複数の第２コア５を含む領域を伝搬する光が単一の光モードを形成する光導波路において、複数の第２コア５として、一方の側の反対側に反対側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域５Ａと、第３テーパ領域５Ａの一方の側に連なり、一定の断面積を有する第２断面積一定領域５Ｂとを有する２つの第２コアを備え、さらに、２つの第２コア５の間に設けられ、一方の側に一方の側の反対側へ向けて断面積が大きくなる第４テーパ領域５０Ａと、第４テーパ領域５０Ａの一方の側の反対側に連なり、一定の断面積を有する第３断面積一定領域５０Ｂとを有する第３コア５０を備える。
このように構成される光導波路では、上述の実施形態の場合と同様に、伝搬光は、下部クラッド層２上に設けられたＳｉコア３を含む領域から、Ｓｉコア３の上方に中間クラッド層４を挟んで設けられた２つのＳｉＮコア５を含む領域へ、高さ（厚さ）方向へシフトして、三次元的（立体的）に伝搬していく。その後、中間クラッド層４上に設けられた２つのＳｉＮコア５を含む領域を単一の光モードとして伝搬してきた光は、面内方向へシフトして、２つのＳｉＮコア５を含む領域から、中間クラッド層４上でこれらの間に設けられた別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域へ、二次元的（平面的）に伝搬していき、別の１つのＳｉＮコア５０の断面積一定領域５０Ｂを単一モードの光として伝搬していく。
このようにして、具体的な構成例の光導波路では、伝搬光の単一モードを保ったまま、伝搬光を三次元的に伝搬することができ、さらに、２つのＳｉＮコア５を含む領域から別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域へ二次元的に伝搬することができる。このように、２つのＳｉＮコア５を含む領域から別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域へ二次元的に伝搬することで、このようにせずに２つのＳｉＮコア５を含む領域で単一の光モードの光として伝搬する場合よりも、伝搬損失（導波損失）を低減することが可能となる。
なお、別の１つのＳｉＮコア５０は、一方向に延びるものであってもよいが、部分的に曲げられた部分を含んでいてもよい。
ここでは、上述のように、２つのＳｉＮコア５の間隔（中心間隔）を、約１μｍ程度とし、Ｓｉコア３が設けられている側の終端における２つのＳｉＮコア５のそれぞれの寸法を、約３００ｎｍの幅を有し、約３００ｎｍの高さ（厚さ）を有するものとすれば良い。これにより、伝搬光は２つのＳｉＮコア５を含む領域を単一モードの光として伝搬する。また、２つのＳｉＮコア５を、それぞれ、別の１つのＳｉＮコア５０が設けられている側の終端の最小幅が約３００ｎｍ、最大幅が約４００ｎｍ、長さが約８０μｍのテーパ領域５Ｃを有するものとし、また、別の１つのＳｉＮコア５０を、２つのＳｉＮコア５が設けられている側の終端の最小幅が約３００ｎｍ、最大幅が約４００ｎｍ、長さが約８０μｍのテーパ領域５０Ａを有するものすれば良い。これにより、２つのＳｉＮコア５を含む領域を伝搬してきた光は、面内方向へシフトし、別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域を単一モードの光として伝搬していく。
具体的な構成例の光導波路の寸法は、更に以下のように設定すれば良い。
Ｓｉ基板１上に、厚さ約２μｍのＢＯＸ層（ＳｉＯ２層）と、厚さ約２２０ｎｍのＳＯＩ層（Ｓｉ層）とを有するＳＯＩ基板を用いる。このため、下部クラッド層２としてのＳｉＯ２層の厚さは約２μｍであり、下部コア３としてのＳｉコアの厚さは約２２０ｎｍである。また、下部コア３としてのＳｉコアは、終端（先端）の最小幅が約１００ｎｍ、最大幅が約４５０ｎｍ、長さが約８０μｍのテーパ領域３Ａと、幅が約４５０ｎｍの断面積一定領域３Ｂとを有するものとする。また、中間クラッド層４としてのＳｉＯ２層は、厚さを約１μｍとする。また、２つのＳｉＮコア５は、上述のテーパ領域５Ｃに加え、いずれも、Ｓｉコア３が設けられている側の終端の最小幅が約３００ｎｍ、最大幅が約４００ｎｍ、長さが約８０μｍのテーパ領域５Ａと、幅が約４００ｎｍの断面積一定領域５Ｂとを有するものとする。また、別の１つのＳｉＮコア５０は、上述のテーパ領域５０Ａに加え、幅が約４００ｎｍの断面積一定領域５０Ｂを有するものとする。なお、２つのＳｉＮコア５及び別の１つのＳｉＮコア５０は、高さ（厚さ）はその全長にわたって一定であり、約３００ｎｍである。また、上部クラッド層６としてのＳｉＯ２層は、厚さを約１μｍとする。なお、テーパ領域を先細テーパ領域ともいう。
このように、Ｓｉコア３は、その幅が、一方の側で最も広く、一定の幅を持ち、その後、光の伝搬方向（導波方向）に沿って緩やかにテーパ状に狭くなり、２つのＳｉＮコア５の幅が最も広くなる領域に対応する位置で最も狭くなり、終端されている。また、２つのＳｉＮコア５は、その幅が、Ｓｉコア３の幅が最も広くなる領域に対応する位置の先端で最も狭くなり、光の伝搬方向に向かって緩やかにテーパ状に広くなってＳｉコア３が途切れた後に最も広くなり、その後、一定の幅となった後、光の伝搬方向に向かって緩やかにテーパ状に狭くなり、別の１つのＳｉＮコア５０の幅が最も広くなる領域に対応する位置で最も狭くなり、終端されている。また、別の１つのＳｉＮコア５０は、２つのＳｉＮコア５の間の中央の位置に設けられており、その幅が、２つのＳｉＮコア５の幅が最も広くなる領域に対応する位置の先端で最も狭くなり、光の伝搬方向に向かって緩やかにテーパ状に広くなって２つのＳｉＮコア５が途切れた後に最も広くなり、その後、一定の幅となっている。
そして、このように構成される光導波路では、伝搬光は、Ｓｉコア３を含む領域から２つのＳｉＮコア５を含む領域へモード形状を緩やかに変えながら立体的に伝搬（導波）し、さらに、２つのＳｉＮコア５を含む領域から別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域へモード形状を緩やかに変えながら平面的に伝搬（導波）することになる。
ここで、図２には、このような光導波路の各箇所における光強度分布（モードプロファイル）の計算結果を等高線で示してある。なお、図２に示される光強度分布において、光強度は、外側の等高線上よりも内側の等高線上のほうが強い。また、光導波路が延びる方向に垂直な断面における光強度分布が示されている。
Ｓｉコア３を含む領域を単一モードの光として伝搬してきた光は、Ｓｉコア３と２つのＳｉＮコア５とがオーバーラップしている領域で、Ｓｉコア３から２つのＳｉＮコア５へ光結合していき、図２中、符号Ａの矢印で示した箇所の単峰形状の光強度分布から、図２中、符号Ｂの矢印で示した箇所におけるＳｉコア３を伝搬する光のピークと複数のＳｉＮコア５を伝搬する多峰形状（又は三峰形状）の光のピークとを有する光強度分布に変換される。その後、２つのＳｉＮコア５を含む領域を単一モードの光として伝搬してきた光は、２つのＳｉＮコア５の間に別の１つのＳｉＮコア５０が設けられている領域で、２つのＳｉＮコア５から別の１つのＳｉＮコア５０へ光結合していき、別の１つのＳｉＮコア５０に閉じ込められていき、図２中、符号Ｃの矢印で示した箇所の双峰形状の光強度分布から、図２中、符号Ｄの矢印で示した箇所の単峰形状の光強度分布に変換される。なお、図２中、符号Ｃの矢印で示した箇所は、２つのＳｉＮコア５の断面積が最も広くなっている箇所、即ち、断面積一定領域５Ｂである。
なお、図２中、符号Ｂで示した箇所における光モードプロファイルのように、複数のピークを示す等高線を有し、これらを囲むように等高線を有する光モードプロファイルになっている場合、複数のＳｉＮコア５とＳｉコア３とを含む領域を伝搬する光は単一の光モードを形成していることになる。また、図２中、符号Ｃで示した箇所における光モードプロファイルのように、複数のピークを示す等高線を有し、これらを囲むように等高線を有する光モードプロファイルになっている場合、複数のＳｉＮ５コアを含む領域を伝搬する光は単一の光モードを形成していることになる。つまり、複数のＳｉＮコア５を含む領域を伝搬する光は、複数のＳｉＮコア５に強度ピークを有する単一の光モードを形成することになる。
なお、このような光導波路では、コアが出現したり、途切れたりする不連続点が生じるが、上述のような構成とし、上述のような寸法に設定することで、この不連続点でのモードミスマッチによる過剰損失を約０．０１ｄＢ以下に抑えることができ、導波損失の小さい光導波路を実現することが可能である。
ところで、上述の実施形態及び具体的な構成例では、２つのＳｉＮコア５がＳｉコア３に対して左右両側に位置するようにしているが、これに限られるものではなく、Ｓｉコア３の直上又は直下に２つのＳｉＮコア５のいずれか一方が位置するようにしても良い。つまり、上方から見た場合にＳｉコア３が２つのＳｉＮコア５の間に挟まれているか、又は、Ｓｉコア３の直上又は直下に一方のＳｉＮコア５が位置し、これに対して水平方向（左右方向）に離間して他方のＳｉＮコア５が位置していれば良い。
例えば、上述の具体的な構成例では、Ｓｉコア３が２つのＳｉＮコア５の間の中央位置の下方に配置される場合を例に挙げ、伝搬光がモード形状を緩やかに変えながら立体的に伝搬（導波）し、単一モードの光として伝搬していくことを説明しているが、例えば図３（Ａ）に示すように、Ｓｉコア３に対する２つのＳｉＮコア５の位置が左右方向（横方向）へ約０．５μｍずれて、Ｓｉコア３が一方のＳｉＮコア５の下方に位置するようになった場合であっても、図３（Ｂ）に示すように、伝搬光がモード形状を緩やかに変えながら立体的に伝搬（導波）し、単一モードの光として伝搬していくことになる。つまり、図３（Ｂ）中、符号Ａの矢印で示した箇所の単峰形状の光強度分布が、図３（Ｂ）中、符号Ｂ〜Ｄで示した箇所において多峰形状（又は三峰形状）の光強度分布に変換され、図３（Ｂ）中、符号Ｅで示した箇所の双峰形状の光強度分布となる。なお、図３（Ｂ）に示される光強度分布（モードプロファイル）において、光強度は、外側の等高線上よりも内側の等高線上のほうが強い。また、光導波路が延びる方向に垂直な断面における光強度分布が示されている。図３（Ａ）は、図３（Ｂ）のＡ−Ａ′線に沿う断面図である。但し、余計なモードが励振しにくいという点では、上述の具体的な構成例のように、２つのＳｉＮコア５がＳｉコア３に対して左右両側に位置するようにするのが好ましく、上方から見た場合に２つのＳｉＮコア５の間の中央位置にＳｉコア３が位置するようにするのがより好ましい。
したがって、本実施形態にかかるスポットサイズ変換器によれば、伝搬光を立体的に伝搬させるのに、伝搬損失（導波損失）を低減しながら、製造歩留まりを向上させることができるという利点がある。
なお、本発明は、上述した実施形態、具体的な構成例及びその変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上述の実施形態（具体的な構成例を含む）及びその変形例では、上下コア間の遷移の際の損失を少なくするために、例えば図４（Ａ）に示すように、複数のＳｉＮコア５の終端位置が、それぞれ、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置に一致するようにし、かつ、Ｓｉコア３の終端位置が、複数のＳｉＮコア５のテーパ領域５Ａと断面積一定領域５Ｂとの境界位置に一致するようにしているが、これに限られるものではない。つまり、複数のＳｉＮコア５は、それぞれ、Ｓｉコア３の断面積一定領域３Ｂに対応する位置から他方の側へ向けて延びており、また、Ｓｉコア３は、ＳｉＮコア５の断面積一定領域５Ｂに対応する位置から一方の側へ向けて延びているが、これに限られるものではない。例えば図４（Ｂ）に示すように、複数のＳｉＮコア５の終端位置が、それぞれ、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置に対してずれて、その終端部５ＸがＳｉコア３のテーパ領域３Ａに対応する領域に位置し、かつ、Ｓｉコア３の終端位置が、複数のＳｉＮコア５のテーパ領域５Ａと断面積一定領域５Ｂとの境界位置に対してずれて、その終端部３Ｘが複数のＳｉＮコア５のテーパ領域５Ａに対応する領域に位置するようにしても良い。また、例えば図４（Ｃ）に示すように、複数のＳｉＮコア５の終端位置が、それぞれ、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置に対してずれて、その終端部５ＸがＳｉコア３の断面積一定領域３Ｂに対応する領域に位置し、かつ、Ｓｉコア３の終端位置が、複数のＳｉＮコア５のテーパ領域５Ａと断面積一定領域５Ｂとの境界位置に対してずれて、その終端部３Ｘが複数のＳｉＮコア５の断面積一定領域５Ｂに対応する領域に位置するようにしても良い。但し、上述の実施形態（具体的な構成例を含む）及びその変形例のものと比較すると、上下コア間の遷移の際の損失は大きくなる。
また、上述の実施形態（具体的な構成例を含む）及びその変形例では、複数のＳｉＮコア５を含む領域とＳｉコア３を含む領域とがオーバーラップするようにしているが、これに限られるものではなく、例えば図４（Ｄ）に示すように、複数のＳｉＮコア５を含む領域とＳｉコア３を含む領域とがオーバーラップしないように、複数のＳｉＮコア５を含む領域とＳｉコア３を含む領域とを光伝搬方向に沿ってずらし、即ち、複数のＳｉＮコア５とＳｉコア３とを光伝搬方向に沿ってずらし、複数のＳｉＮコア５を含む領域からＳｉコア３を含む領域へ光が伝搬するようにしても良い。この場合、複数のＳｉＮコア５からＳｉコア３へ光結合するように、複数のＳｉＮコア５とＳｉコア３とを設けることになる。但し、上述の実施形態（具体的な構成例を含む）及びその変形例のものと比較すると、上下コア間の遷移の際の損失は大きくなる。
また、上述の実施形態では、上下コア間の遷移の際の損失を少なくするために、複数のＳｉＮコア５は、一方の側、即ち、Ｓｉコア３が設けられている側に、テーパ領域５Ａを備えるものとしているが、これに限られるものではなく、テーパ領域を備えず、全長にわたって断面積が一定になっていても良い。同様に、上述の実施形態の具体的な構成例及びその変形例では、上下コア間の遷移の際の損失を少なくするために、２つのＳｉＮコア５は、一方の側、即ち、Ｓｉコア３が設けられている側に、テーパ領域５Ａを備えるものとしているが、これに限られるものではなく、一方の側にテーパ領域を備えないものとしても良い。これは、ＳｉＮコア５の屈折率は、Ｓｉコア３の屈折率と比べると小さく、クラッド層（ＳｉＯ２）の屈折率に近いため、ＳｉＮコア５中の光はコア外に染み出しやすく、Ｓｉコア３に遷移しやすいからである。但し、上述の実施形態（具体的な構成例を含む）及びその変形例のものと比較すると、上下コア間の遷移の際の損失は大きくなる。この場合、例えば図５（Ａ）に示すように、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置がＳｉＮコア５の終端位置に一致するようにするのが好ましい。但し、これと比べて損失が出やすくなるものの、例えば図５（Ｂ）〜図５（Ｄ）に示すように、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置がＳｉＮコア５の終端位置に一致しないようにしても良い。つまり、例えば図５（Ｂ）に示すように、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａに対応する位置でＳｉＮコア５が終端されるようにしても良いし、例えば図５（Ｃ）に示すように、Ｓｉコア３の断面積一定領域３Ｂに対応する位置でＳｉＮコア５が終端されるようにしても良い。つまり、例えば図５（Ｂ）に示すように、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置がＳｉＮコア５にオーバーラップしないようにしても良いし、例えば図５（Ｃ）に示すように、Ｓｉコア３のテーパ領域３Ａと断面積一定領域３Ｂとの境界位置がＳｉＮコア５にオーバーラップするようにしても良い。また、例えば図５（Ａ）〜図５（Ｃ）では、Ｓｉコア３とＳｉＮコア５とがオーバーラップするようにしているが、例えば図５（Ｄ）に示すように、Ｓｉコア３とＳｉＮコア５とがオーバーラップしないように、Ｓｉコア３とＳｉＮコア５とを光伝搬方向に沿ってずらしても良い。
また、上述の実施形態、具体的な構成例及びその変形例では、１つの下部コアとしてのＳｉコア３の上方にクラッド層４を挟んで複数の上部コアとしてのＳｉＮコア５を設けているが、これに限られるものではなく、例えば、複数の下部コアとしてのＳｉＮコア５の上方にクラッド層を挟んで１つの上部コアとしてのＳｉコアを設けるようにしても良い。つまり、上述の実施形態では、複数のＳｉＮコア５を、Ｓｉコア３の上方にクラッド層４を挟んで設けているが、これに限られるものではなく、複数のＳｉＮコア５を、Ｓｉコアの下方にクラッド層を挟んで設けるようにしても良い。
また、例えば、上述の実施形態（図１参照）では、下層のＳｉコア３を含む導波路から上層の複数のＳｉＮコア５を含む導波路へ立体的に伝搬させた後は、上層の複数のＳｉＮコア５を含む導波路を単一モードの光として伝搬していくようにしているが、これに限られるものではない。
例えば図６に示すように、下層のＳｉコア３を含む導波路から上層の複数（ここでは２つ）のＳｉＮコア５を含む導波路へ立体的に伝搬させた後、さらに、上層の複数のＳｉＮコア５を含む導波路から下層の他のＳｉコア３０を含む導波路へ立体的に伝搬させるようにしても良い。つまり、伝搬光を立体的に伝搬させる立体光導波路を、一方の側とこれの反対側の他方の側の２箇所に設けても良い。
この場合、他のＳｉコア３０は、一方の側の反対側（他方の側）から延び、終端部３０Ｘと、終端部３０Ｘへ向けて断面積が小さくなるテーパ領域３０Ａと、このテーパ領域３０Ａの一方の側の反対側に連なり、一定の断面積を有する断面積一定領域３０Ｂとを有するものとする。なお、他のＳｉコア３０を第３コアともいう。また、他のＳｉコア３０の終端部３０Ｘを第２終端部ともいう。また、他のＳｉコア３０のテーパ領域３０Ａを第３テーパ領域ともいう。また、他のＳｉコア３０の断面積一定領域３０Ｂを第３断面積一定領域という。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。そして、複数のＳｉＮコア５が、他のＳｉコア３０の上方に中間クラッド層４を挟んで設けられ、他のＳｉコア３０のテーパ領域３０Ａに対応する領域を含んで延びるようにする。なお、中間クラッド層４を第２クラッド層ともいう。ここでは、複数のＳｉＮコア５は、それぞれ、他のＳｉコア３０の断面積一定領域３０Ｂに対応する位置から一方の側へ向けて延びるようにする。この場合、Ｓｉコア３と他のＳｉコア３０とは、いずれも下部クラッド層２上に設けられることになる。また、この場合、複数のＳｉＮコア５（具体的にはその断面積一定領域５Ｂ）の下方に、複数のＳｉＮコア５に対して交差する方向へ延びる立体交差コア３００（例えばＳｉコア）を備えるものとしても良い。この場合、立体交差コアとしてのＳｉコア３００は、下部クラッド層２上にＳｉコア３とは別体として設けられる。なお、この光導波路を立体交差光導波路ともいう。また、複数のＳｉＮコア５は、それぞれ、一方の側の反対側に、即ち、断面積一定領域５Ｂの一方の側の反対側に連なるように、一方の側の反対側へ向けて断面積が小さくなるテーパ領域５Ｃを備えるものとするのが好ましい。この場合、断面積一定領域５Ｂは、テーパ領域５Ｃの一方の側に連なることになる。つまり、複数のＳｉＮコア５は、それぞれ、断面積一定領域５Ｂを挟んで、一方の側から一方の側の反対側へ向かう方向（長手方向）の両側にテーパ領域５Ａ、５Ｃを備えるものとするのが好ましい。そして、他のＳｉコア３０の終端部３０Ｘは、これらの複数のＳｉＮコア５の断面積一定領域５Ｂに対応する領域に位置することになる。なお、複数のＳｉＮコア５のテーパ領域５Ｃを第４テーパ領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。これを第１変形例という。
この第１変形例の光導波路では、Ｓｉコア３を含む領域を伝搬してきた光は、複数のＳｉＮコア５を含む領域へ立体的に伝搬し、複数のＳｉＮコア５を含む領域を単一モードの光として伝搬する。そして、複数のＳｉＮコア５を含む領域を伝搬してきた光は、他のＳｉコア３０を含む領域へ立体的に伝搬し、他のＳｉコア３０を含む領域を伝搬していく。一方、Ｓｉコア３及び他のＳｉコア３０と同一平面上に設けられている立体交差コアとしてのＳｉコア３００を含む領域を伝搬してきた光は、Ｓｉコア３から他のＳｉコア３０へ向けて伝搬する光と干渉せずに、独立に伝搬することになる。なお、他のＳｉコア３０からＳｉコア３へ向けて光を伝搬させる場合も同様である。このように、同一の下部クラッド層２上に設けられているＳｉコア３、３０、３００を含む領域を伝搬する２方向の光を干渉させずに交差させることができ、低損失の立体交差光導波路を実現することができる。
なお、この第１変形例では、他のＳｉコア３０の上方に中間クラッド層４を挟んで複数のＳｉＮコア５が設けられるようにしているが、これに限られるものではなく、他のＳｉコアの下方に他のクラッド層を挟んで複数のＳｉＮコアが設けられるようにしても良い。なお、他のクラッド層を第２クラッド層ともいう。例えば、他のＳｉコア３０を上部クラッド層６上に設けることで、他のＳｉコア３０の下方に他のクラッド層としての上部クラッド層６を挟んで複数のＳｉＮコア５が設けられることになる。この場合、他のＳｉコア３０及び上部クラッド層６を覆うようにさらに別のクラッド層を設ければ良い。
また、この第１変形例の場合と同様に、上述の実施形態のもの（図１参照）において、複数のＳｉＮコア５（具体的にはその断面積一定領域５Ｂ）の下方に、複数のＳｉＮコア５に対して交差する方向へ延びる立体交差コア３００（例えばＳｉコア）を備えるようにしても良い。この場合、立体交差コアとしてのＳｉコア３００は、下部クラッド層２上にＳｉコア３とは別体として設けられる。
同様に、例えば、上述の実施形態の具体的な構成例及びその変形例（図２及び図３参照）では、下層のＳｉコア３を含む導波路から上層の２つのＳｉＮコア５を含む導波路へ立体的に伝搬させ、上層の２つのＳｉＮコア５を含む導波路から同一面内の別の１つのＳｉＮコア５０を含む導波路へ平面的に伝搬させた後、別の１つのＳｉＮコア５０を含む導波路を単一モードの光として伝搬していくようにしているが、これに限られるものではない。
例えば図７に示すように、下層のＳｉコア３を含む導波路から上層の２つのＳｉＮコア５を含む導波路へ立体的に伝搬させ、上層の２つのＳｉＮコア５を含む導波路から同一面内の別の１つのＳｉＮコア５０を含む導波路へ平面的に伝搬させた後、さらに、別の１つのＳｉＮコア５０を含む導波路から同一面内の他の２つのＳｉＮコア５００を含む導波路へ平面的に伝搬させ、さらに、他の２つのＳｉＮコア５００を含む導波路から下層の他のＳｉコア３０を含む導波路へ立体的に伝搬させるようにしても良い。つまり、伝搬光を立体的に伝搬させる第１立体光導波路１０と、伝搬光を立体的に伝搬させる第２立体光導波路１１と、これらの間で伝搬光を伝搬させる伝搬部１２とを備えるものとしても良い。
なお、これは、上述の実施形態の具体的な構成例（又はその変形例；図２又は図３参照）のものを２つ用意し、これらのそれぞれに含まれる別の１つのＳｉＮコア５０を、これらを互いに向き合わせた状態で、これらが連なるように接続することによって構成することもできる。この場合、一方の２つのＳｉＮコア５と他方の２つのＳｉＮコア５は、別の１つのＳｉＮコア５０によって光学的に接続されることになる。
つまり、上述の実施形態の具体的な構成例（又はその変形例；図２又は図３参照）のものにおいて、別の１つのＳｉＮコア５０を、その断面積一定領域５０Ｂ（第３断面積一定領域）の一方の側の反対側に連なり、一方の側の反対側へ向けて断面積が小さくなる他のテーパ領域５０Ｃを備えるものとする。なお、他のテーパ領域５０Ｃを第５テーパ領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。そして、別の１つのＳｉＮコア５０に対して両側に設けられ、これと平行に延び、別の１つのＳｉＮコア５０の他のテーパ領域５０Ｃに対応する領域を含んで一方の側から一方の側の反対側へ向けて互いに平行に延び、一方の側に一方の側の反対側へ向けて断面積が大きくなるテーパ領域５００Ａと、テーパ領域５００Ａの一方の側の反対側に連なり、一定の断面積を有する断面積一定領域５００Ｂとを有する他の２つのＳｉＮコア５００を備えるものとし、他の２つのＳｉＮコア５００を含む領域を伝搬する光が単一の光モードを形成するようにする。なお、他の２つのＳｉＮコア５００を第４コアという。また、他の２つのＳｉＮコア５００のテーパ領域５００Ａを第６テーパ領域ともいう。また、他の２つのＳｉＮコア５００の断面積一定領域５００Ｂを第４断面積一定領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。さらに、一方の側の反対側から延び、終端部３０Ｘと、終端部３０Ｘへ向けて断面積が小さくなるテーパ領域３０Ａとを有する他のＳｉコア３０を備えるものとする。つまり、他のＳｉコア３０は、基板１の上方に設けられ、他方の側から一方の側へ向けて延び、且つ、一方の側へ向けて断面積が小さくなるテーパ領域３０Ａを有する。なお、他のＳｉコア３０を第５コアともいう。また、他のＳｉコア３０の終端部３０Ｘを第２終端部ともいう。また、他のＳｉコア３０のテーパ領域３０Ａを第７テーパ領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。さらに、他の２つのＳｉＮコア５００は、それぞれ、他のＳｉコア３０の上方に中間クラッド層４を挟んで設けられ、他のＳｉコア３０のテーパ領域３０Ａに対応する領域を含んで一方の側から一方の側の反対側へ向けて互いに平行に延びるようにする。なお、中間クラッド層４を第２クラッド層ともいう。さらに、他のＳｉコア３０は、そのテーパ領域３０Ａの一方の側の反対側に連なり、一定の断面積を有する断面積一定領域３０Ｂを有するものとするのが好ましい。なお、この断面積一定領域３０Ｂを第５断面積一定領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。ここでは、他の２つのＳｉＮコア５００は、それぞれ、他のＳｉコア３０の断面積一定領域３０Ｂに対応する位置から一方の側へ向けて延びるようにする。この場合、Ｓｉコア３と他のＳｉコア３０とは、いずれも下部クラッド層２上に設けられることになる。また、この場合、別の１つのＳｉＮコア５０（具体的にはその断面積一定領域５０Ｂ）の下方に、別の１つのＳｉＮコア５０に対して交差する方向へ延びる立体交差コア３００（例えばＳｉコア）を備えるものとしても良い。この場合、立体交差コアとしてのＳｉコア３００は、下部クラッド層２上にＳｉコア３、３０とは別体として設けられる。なお、この光導波路を立体交差光導波路ともいう。また、他の２つのＳｉＮコア５００は、それぞれ、一方の側の反対側に、即ち、断面積一定領域５００Ｂの一方の側の反対側に連なるように、一方の側の反対側へ向けて断面積が小さくなるテーパ領域５００Ｃを備えるものとするのが好ましい。この場合、断面積一定領域５００Ｂは、テーパ領域５００Ｃの一方の側に連なることになる。つまり、他の２つのＳｉＮコア５００は、それぞれ、断面積一定領域５００Ｂを挟んで、一方の側から一方の側の反対側へ向かう方向（長手方向）の両側にテーパ領域５００Ａ、５００Ｃを備えるものとするのが好ましい。そして、他のＳｉコア３０の終端部３０Ｘは、これらの他の２つのＳｉＮコア５００の断面積一定領域５００Ｂに対応する領域に位置することになる。なお、他の２つのＳｉＮコア５００のテーパ領域５００Ｃを第８テーパ領域ともいう。また、断面積は、一方の側から他方の側（一方の側の反対側）へ延びる方向と垂直な断面の断面積である。これを第２変形例という。
この第２変形例の光導波路では、Ｓｉコア３を含む領域を伝搬してきた光は、２つのＳｉＮコア５を含む領域へ立体的に伝搬し、同一面内の別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域へ平面的に伝搬する。そして、伝搬光は、別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域を伝搬した後、同一面内の他の２つのＳｉＮコア５００を含む領域へ平面的に伝搬し、他のＳｉコア３０を含む領域へ立体的に伝搬し、他のＳｉコア３０を含む領域を伝搬していく。一方、Ｓｉコア３及び他のＳｉコア３０と同一平面上に設けられている立体交差コアとしてのＳｉコア３００を含む領域を伝搬してきた光は、Ｓｉコア３から他のＳｉコア３０へ向けて伝搬する光と干渉せずに、独立に伝搬することになる。なお、他のＳｉコア３０からＳｉコア３へ向けて光を伝搬させる場合も同様である。このように、同一の下部クラッド層２上に設けられているＳｉコア３、３０、３００を含む領域を伝搬する２方向の光を干渉させずに交差させることができ、低損失の立体交差光導波路を実現することができる。また、この第２変形例の光導波路では、単一の光モードを形成する２つのＳｉＮコア５を含む領域の長さや単一の光モードを形成する他の２つのＳｉＮコア５００を含む領域の長さを長くすると伝搬損失が増大してしまうため、２つのＳｉＮコア５を含む領域及び他の２つのＳｉＮコア５００を含む領域の間に別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域を介在させ、２つのＳｉＮコア５を含む領域や他の２つのＳｉＮコア５００を含む領域の長さを短くすることで、伝搬損失を低減するようにしている。このように、２つのＳｉＮコア５を含む領域と他の２つのＳｉＮコア５００を含む領域との間の光の伝搬に別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域を用いているため、この第２変形例の光導波路によれば、上述の第１変形例（図６参照）のものよりも、伝搬損失を低減することが可能となる。この第２変形例の光導波路では、別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域の長さを長くすることができる。つまり、伝搬損失を低減できるため、長距離の光配線が可能となる。例えば、Ｓｉコア３と他のＳｉコア３０とが離れており、別の１つのＳｉＮコア５０の長さを例えば数ｍｍから数ｃｍ程度に長く設定しても、低損失の立体交差光導波路を実現することが可能である。なお、Ｓｉコア３と他のＳｉコア３０との間の距離がそれほど長くない場合（例えば立体交差コアとしてのＳｉコア３００をまたぐだけの場合；例えば数１００ｎｍ程度）には、上述の第１変形例の光導波路（図６参照）であっても、低損失の立体交差光導波路を実現することが可能である。
なお、別の１つのＳｉＮコア５０は、曲げ部分を有していても良い。つまり、Ｓｉコア３を含む領域から２つのＳｉＮコア５を含む領域へ三次元的に伝搬し、２つのＳｉＮコア５を含む領域から別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域へ二次元的に伝搬した後、別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域を伝搬していくことになるが、この場合に、別の１つのＳｉＮコア５０を含む領域を、曲げ導波路領域を含むものとしても良い。
なお、この第２変形例では、他のＳｉコア３０の上方に中間クラッド層４を挟んで他の２つのＳｉＮコア５００が設けられるようにしているが、これに限られるものではなく、他のＳｉコア３０の下方に他のクラッド層を挟んで他の２つのＳｉＮコアが設けられるようにしても良い。なお、他のクラッド層を第２クラッド層ともいう。例えば、他のＳｉコア３０を上部クラッド層６上に設けることで、他のＳｉコア３０の下方に他のクラッド層としての上部クラッド層６を挟んで他の２つのＳｉＮコア５００が設けられることになる。この場合、他のＳｉコア３０及び上部クラッド層６を覆うようにさらに別のクラッド層を設ければ良い。
また、この第２変形例の場合と同様に、上述の実施形態の具体的な構成例（又はその変形例；図２又は図３参照）のものにおいて、別の１つのＳｉＮコア５０（具体的にはその断面積一定領域５０Ｂ）の下方に、別の１つのＳｉＮコア５０に対して交差する方向へ延びる立体交差コア（例えばＳｉコア）を備えるようにしても良い。この場合、立体交差コアとしてのＳｉコアは、下部クラッド層２上にＳｉコア３や他のＳｉコア３０とは別体として設けられる。
なお、上述の実施形態及び各変形例では、下方に設けられるコアをＳｉコアとし、上方に設けられるコアをＳｉＮコアとしているが、これに限られるものではなく、全てをＳｉコアとしても良い。この場合、例えば、Ｓｉコアの最も広くなる部分の幅は約４５０ｎｍ程度にすれば良い。また、上述の第２変形例の光導波路（図７参照）において、伝搬部１２を構成する別の１つのＳｉＮコア５０に代えて別の１つのＳｉコアを用いる場合、その断面積一定領域に、より幅が広いＳｉコアを介在させるようにしても良い。例えば、伝搬部１２を構成する別の１つのコアとして約４５０ｎｍ程度の幅を有するＳｉコアを用いる場合、その断面積一定領域に、約２μｍ程度の幅を有するＳｉコアを介在させるようにしても良い。つまり、伝搬部１２を構成する別の１つのＳｉコアを、約４５０ｎｍ程度の幅を有する第１幅狭部分と、約２μｍ程度の幅を有する幅広部分と、約４５０ｎｍ程度の幅を有する第２幅狭部分と、第１幅狭部分と幅広部分とを接続し、第１幅狭部分から幅広部分へ向けて幅が広くなる第１テーパ部分と、幅広部分と第２幅狭部分とを接続し、幅広部分から第２幅狭部分へ向けて幅が狭くなる第２テーパ部分とを備えるものとしても良い。この場合、伝搬部１２を構成する別の１つのＳｉコアは、伝搬光のモード形状（スポットサイズ）を変換するスポットサイズ変換器を備えることになる。つまり、伝搬部１２を構成する別の１つのＳｉコアを、スポットサイズ変換器を備えるものとしても良い。これにより、伝搬損失をより低減することができ、より長距離の光配線を実現することが可能となる。
また、上述の実施形態（具体的な構成例やその変形例を含む）及び各変形例において、何層分上層又は下層へ三次元的に伝搬させるかは任意である。例えば、１層分上層へ三次元的に伝搬させ、さらに、１層分上層へ三次元的に伝搬させるようにしても良いし、１層分下層へ三次元的に伝搬させ、さらに、１層分下層へ三次元的に伝搬させるようにしても良い。
ところで、上述の実施形態（具体的な構成例やその変形例を含む）及び各変形例の光導波路を用いて、図８に示すような光インターポーザ２０を構成することもできる。この場合、光インターポーザ２０は、基板２１と、基板２１上に設けられ、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路（立体光導波路；立体交差光導波路）２２と、基板上２１上に設けられた発光体２３と、基板２１上に設けられた光変調器２４と、基板２１上に設けられた光検出器２５とを備えるものとすれば良い。ここで、発光体２３としては、例えば半導体レーザなどを用いれば良い。また、光変調器２４としては、例えばマッハツェンダ型光変調器などを用いれば良い。なお、光検出器２５を受光器ともいう。例えば、Ｓｉ基板２１（ＳＯＩ基板）上に、光変調器２４及び受光器２５を含む送受信部２６と発光体２３とを実装し、光変調器２４及び受光器２５のそれぞれに上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路２２の下部光導波路（Ｓｉコア３を含む導波路）を接続し、発光体２３に上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路２２の上部光導波路（ＳｉＮコア５、５０を含む導波路）を接続し、この上部光導波路の下方に、これに対して交差する方向へ延びる、信号処理用の光配線としての下部光導波路（立体交差コアとしてのＳｉコア３００を含む導波路）を設け、さらに、光変調器２４及び受光器２５のそれぞれに、信号処理用の光配線としての下部光導波路２７（Ｓｉコア３００Ｘを含む導波路）を接続することで、光インターポーザを実現することができる。この場合、光変調器２４は、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路２２を介して入力された光を変調することになる。また、受光器２５は、信号処理用の光配線としての下部光導波路２７を介して導かれた光を受光して、光を検出することになる。また、発光体２３のかわりに外部から入力光を入力する場合は、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路２２の上部光導波路の端部が、外部からの入力光を入力するための入力端となる。また、送受信部２６の近傍では、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路２２の上部光導波路と、信号処理用の光配線としての下部光導波路２７とが、立体交差することになる。つまり、送受信部２６の近傍に上述の実施形態及び各変形例における立体交差光導波路を備える。このため、配線密度及び信号密度を向上させることができる。また、送受信部２６の上部には集積回路２８が配置される。この場合、発光体２３としては、アレイレーザダイオード（ＬＤ）を用いれば良い。このような光インターポーザ２０では、上述の実施形態及び各変形例における光導波路２２を介して接続された発光体２３と送受信部２６との間で、発光体２３から出力された光は、上述の実施形態及び各変形例における光導波路２２の上部光導波路の端面から入力され、上部光導波路から下部光導波路へ立体的に伝搬し、下部光導波路から送受信部２６へ導かれることになる。また、送受信部２６に信号処理用の光配線として接続された下部光導波路２７を介して、送受信部２６による光信号の送受信が行われることになる。そして、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路２２の上部光導波路と、信号処理用の光配線としての下部光導波路２７とは、立体交差するようになっているため、発光体２３からの光強度の強い光が伝搬する上部光導波路（送信光配線）と、信号処理用の光配線としての下部光導波路２７とを分離することができ、配線間のクロストークを低減することができる。このような光インターポーザ２０は、上述の実施形態及び各変形例の光導波路２２を備えるため、伝搬光を立体的に伝搬させるのに、伝搬損失（導波損失）を低減しながら、製造歩留まりを向上させることができるという利点がある。
また、上述の実施形態（具体的な構成例及びその変形例を含む）及び各変形例の光導波路を用いて、図９に示すような光源４０を構成することもできる。この場合、光源４０は、基板４１と、基板４１上に設けられ、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路４２（立体光導波路；立体交差光導波路）と、基板４１上に設けられた発光体４３とを備えるものとすれば良い。ここで、発光体４３としては、例えば半導体レーザ（レーザダイオード；ＬＤ）などを用いれば良い。例えば、Ｓｉ基板４１（ＳＯＩ基板）上に、３つの出力端を有するＬＤ４３を実装し、このＬＤ４３の３つの出力端に、それぞれ、第１光導波路４４、第２光導波路４５、第３光導波路４６を接続する。例えば、ＬＤ４３の３つの出力端の間隔は約３０μｍである。これらの第１〜第３光導波路４４〜４６を構成する各コアは、ＬＤ４３に接続される側の部分４４Ａ、４５Ａ、４６Ａと、光源４０の出力端の近傍の部分４４Ｃ、４５Ｃ、４６Ｃと、これらの間の中間部４４Ｂ、４５Ｂ、４６Ｂとを有するものとする。そして、これらの第１〜第３光導波路４４〜４６を構成する各コアのＬＤ４３に接続される側の部分４４Ａ〜４６Ａ及び光源４０の出力端の近傍の部分４４Ｃ〜４６Ｃは、同一平面上に位置するようにする。一方、これらの第１〜第３光導波路４４〜４６を構成する各コアの中間部４４Ｂ〜４６Ｂは、それぞれ、異なる平面上に位置するようにする。ここでは、これらの第１〜第３光導波路４４〜４６を構成する各コアのＬＤ４３に接続される側の部分４４Ａ〜４６Ａ及び光源４０の出力端の近傍の部分４４Ｃ〜４６Ｃは、第１中間クラッド層４８Ａ上に位置するようにし、第１光導波路４４を構成するコアの中間部４４Ｂは、下部クラッド層（ＢＯＸ層）４７上に位置するようにし、第２光導波路４５を構成するコアの中間部４５Ｂは、第１中間クラッド層４８Ａ上に位置するようにし、第３光導波路４６を構成するコアの中間部４６Ｂは、第２中間クラッド層４８Ｂ上に位置するようにしている。なお、第２中間クラッド層４８Ｂ上に位置する第３光導波路４６を構成するコアの中間部４６Ｂは、上部クラッド層４９によって覆われている。そして、第１光導波路４４を構成するコアのＬＤ４３に接続される側の部分４４Ａと中間部４４Ｂとの間、及び、中間部４４Ｂと光源４０の出力端の近傍の部分４４Ｃとの間に、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路（立体光導波路）４２を適用するようにする。また、第３光導波路４６を構成するコアのＬＤ４３に接続される側の部分４６Ａと中間部４６Ｂとの間、及び、中間部４６Ｂと光源４０の出力端の近傍の部分４６Ｃとの間に、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路（立体光導波路）４２Ａを適用するようにする。また、これらの第１〜第３光導波路４４〜４６は、それぞれ、中間部４４Ｂ〜４６Ｂにおいて、これらを構成するコアを分岐して、光源４０の出力端において、４つの出力端を有するものとする。つまり、１２個の出力端を有する光源４０とする。例えば、ここでは１２個の出力端の相互間の間隔は約５μｍとしている。この場合、第１〜第３光導波路４４〜４６のそれぞれの中間部４４Ｂ〜４６Ｂのコアは、異なる平面上に設けられており、立体交差することになる。このような立体交差する部分に、上述の実施形態及び各変形例の立体交差光導波路４２Ｂを適用するようにする。このようにして、光源４０（高密度光源）を実現することができる。
このような光源４０では、ＬＤ４３の３つの出力端からの光は、それぞれ、第１〜第３光導波路４４〜４６に入力される。そして、第１光導波路４４に入力された光は、第１光導波路４４を構成するコアのＬＤ４３に接続される側の部分４４Ａと中間部４４Ｂとの間で、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路４２Ａ（４２）の上部光導波路から下部光導波路へ立体的に伝搬（導波）し、下部光導波路を分岐されながら伝搬し、中間部４４Ｂと光源４０の出力端の近傍の部分４４Ｃとの間で、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路４２Ａ（４２）の下部光導波路から上部光導波路へ立体的に伝搬し、上部光導波路を伝搬して、出力端から出力される。また、第２光導波路４５に入力された光は、同一平面内で伝搬し、即ち、第２光導波路４５を構成するコアのＬＤ４３に接続される側の部分４５Ａ、中間部４５Ｂ、光源４０の出力端の近傍の部分４５Ｃを経て伝搬し、出力端から出力される。また、第３光導波路４６に入力された光は、第３光導波路４６を構成するコアのＬＤ４３に接続される側の部分４６Ａと中間部４６Ｂとの間で、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路４２Ａ（４２）の下部光導波路から上部光導波路へ立体的に伝搬し、上部光導波路を分岐されながら伝搬し、中間部４６Ｂと光源４０の出力端の近傍の部分４６Ｃとの間で、上述の実施形態及び各変形例のように構成された光導波路４２Ａ（４２）の上部光導波路から下部光導波路へ立体的に伝搬し、下部光導波路を伝搬して、出力端から出力される。このように、ＬＤ４３の３つの出力端からの光は、第１〜第３光導波路４４〜４６によって３層に分けられて立体的に伝搬し、それぞれの層で分岐された後、光源４０の出力端近傍で同一平面上を伝搬して、出力されることになる。このような光源４０では、層を変えて立体的に光を伝搬させ、それぞれの層で光を分岐させ、互いに立体交差するようにしているため、同じ層で光を分岐させる場合と比較して、コンパクトにすることができる。つまり、コンパクトで高密度な光源４０を実現することができる。また、このような光源４０は、上述の実施形態及び各変形例の光導波路４２を備えるため、伝搬光を立体的に伝搬させるのに、伝搬損失（導波損失）を低減しながら、製造歩留まりを向上させることができるという利点がある。
なお、ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。
以下、上述の実施形態及び各変形例に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
基板と、
前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備えることを特徴とする光導波路。
（付記２）
前記第１テーパ領域は、前記他方の側へ向けて幅が狭くなる幅テーパ領域であることを特徴とする、付記１に記載の光導波路。
（付記３）
前記複数の第２コアは、それぞれ、前記一方の側に前記他方の側へ向けて断面積が大きくなる第２テーパ領域を有することを特徴とする、付記１又は２に記載の光導波路。
（付記４）
前記第２テーパ領域は、前記他方の側へ向けて幅が広くなる幅テーパ領域であることを特徴とする、付記３に記載の光導波路。
（付記５）
前記第１コアは、前記第１テーパ領域の前記一方の側に連なり、一定の断面積を有する第１断面積一定領域を有し、
前記複数の第２コアは、それぞれ、前記第１断面積一定領域に対応する位置から前記他方の側へ向けて延びていることを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項に記載の光導波路。
（付記６）
前記複数の第２コアは、それぞれ、前記第２テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第２断面積一定領域を有し、
前記第１コアは、前記第２断面積一定領域に対応する位置で終端されていることを特徴とする、付記３〜５のいずれか１項に記載の光導波路。
（付記７）
さらに、前記基板の上方に設けられ、前記他方の側から前記一方の側へ向けて延び、且つ、前記一方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域を有する第３コアを備え、
前記複数の第２コアは、前記第３コアの上方又は下方に第２クラッド層を挟んで設けられていることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の光導波路。
（付記８）
前記複数の第２コアは、それぞれ、前記他方の側に前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第４テーパ領域を有することを特徴とする、付記７に記載の光導波路。
（付記９）
前記第３コアは、前記第３テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第３断面積一定領域を有し、
前記複数の第２コアは、それぞれ、前記第３断面積一定領域に対応する位置から前記一方の側へ向けて延びていることを特徴とする、付記７又は８に記載の光導波路。
（付記１０）
前記複数の第２コアは、それぞれ、前記第４テーパ領域の前記一方の側に連なり、一定の断面積を有する第２断面積一定領域を有し、
前記第３コアは、前記第２断面積一定領域に対応する位置で終端されていることを特徴とする、付記８又は９に記載の光導波路。
（付記１１）
前記第２コアの下方に、前記第２コアに対して交差する方向へ延びる立体交差コアを備えることを特徴とする、付記１〜１０のいずれか１項に記載の光導波路。
（付記１２）
前記複数の第２コアとして、前記他方の側に前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域と、前記第３テーパ領域の前記一方の側に連なり、一定の断面積を有する第２断面積一定領域とを有する２つの第２コアを備え、
さらに、前記２つの第２コアの間に設けられ、前記２つの第２コアと平行に延び、前記一方の側に前記他方の側へ向けて断面積が大きくなる第４テーパ領域と、前記第４テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第３断面積一定領域とを有する第３コアを備えることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の光導波路。
（付記１３）
前記第３コアは、前記第３断面積一定領域の前記他方の側に連なり、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第５テーパ領域を備え、
さらに、前記第３コアに対して両側に設けられ、前記第３コアと平行に延び、前記一方の側に前記他方の側へ向けて断面積が大きくなる第６テーパ領域と、前記第６テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第４断面積一定領域とを有する２つの第４コアと、
前記基板の上方に設けられ、前記他方の側から前記一方の側へ向けて延び、且つ、前記一方の側へ向けて断面積が小さくなる第７テーパ領域を有する第５コアとを備え、
前記２つの第４コアは、それぞれ、前記第５コアの上方又は下方に第２クラッド層を挟んで設けられていることを特徴とする、付記１２に記載の光導波路。
（付記１４）
前記２つの第４コアは、それぞれ、前記第４断面積一定領域の前記他方の側に連なり、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第８テーパ領域を有することを特徴とする、付記１３に記載の光導波路。
（付記１５）
前記第５コアは、前記第７テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第５断面積一定領域を有し、
前記２つの第４コアは、それぞれ、前記第５断面積一定領域に対応する位置から前記一方の側へ向けて延びていることを特徴とする、付記１３又は１４に記載の光導波路。
（付記１６）
前記第５コアは、前記第４断面積一定領域に対応する位置で終端されていることを特徴とする、付記１３〜１５のいずれか１項に記載の光導波路。
（付記１７）
前記第３コアの下方に、前記第３コアに対して交差する方向へ延びる立体交差コアを備えることを特徴とする、付記１２〜１６のいずれか１項に記載の光導波路。
（付記１８）
基板と、
前記基板上に設けられた光導波路と、
前記基板上に設けられた光変調器と、
前記基板上に設けられた光検出器とを備え、
前記光導波路は、
前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備えることを特徴とする光インターポーザ。
（付記１９）
前記第２コアの下方に、前記第２コアに対して交差する方向へ延びる立体交差コアを備えることを特徴とする、付記１８に記載の光インターポーザ。
（付記２０）
基板と、
前記基板上に設けられた光導波路と、
前記基板上に設けられた発光体とを備え、
前記光導波路は、
前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備えることを特徴とする光源。
１ 基板
２ 下部クラッド層
３ Ｓｉコア（下部コア；上部コア；第１コア）
３Ａ テーパ領域（第１テーパ領域）
３Ｂ 断面積一定領域（第１断面積一定領域）
３Ｘ 終端部（第１終端部）
４ 中間クラッド層（第２クラッド層）
５ 複数のＳｉＮコア（上部コア；下部コア；第２コア）
５Ａ テーパ領域（第２テーパ領域）
５Ｂ 断面積一定領域（第２断面積一定領域）
５Ｃ テーパ領域（第３テーパ領域）
５Ｘ 終端部
６ 上部クラッド層
１０ 第１立体光導波路
１１ 第２立体光導波路
１２ 伝搬部
２０ 光インターポーザ
２１ 基板
２２ 光導波路（立体光導波路；立体交差光導波路）
２３ 発光体
２４ 光変調器
２５ 光検出器
２６ 送受信部
２７ 信号処理用の光配線としての下部光導波路
２８ 集積回路
３０ 他のＳｉコア（第３コア；第５コア）
３０Ａ テーパ領域（第３テーパ領域；第７テーパ領域）
３０Ｂ 断面積一定領域（第３断面積一定領域；第５断面積一定領域）
３０Ｘ 終端部（第２終端部）
４０ 光源
４１ 基板
４２ 光導波路（立体光導波路；立体交差光導波路）
４３ 発光体（ＬＤ）
４４ 第１光導波路
４５ 第２光導波路
４６ 第３光導波路
４４Ａ、４５Ａ、４６Ａ コアのＬＤに接続される側の部分
４４Ｂ、４５Ｂ、４６Ｂ コアの中間部
４４Ｃ、４５Ｃ、４６Ｃ コアの光源の出力端の近傍の部分
４７ 下部クラッド層（ＢＯＸ層）
４８Ａ 第１中間クラッド層
４８Ｂ 第２中間クラッド層
４９ 上部クラッド層
５０ 別の１つのＳｉＮコア（第３コア）
５０Ａ テーパ領域（第４テーパ領域）
５０Ｂ 断面積一定領域（第３断面積一定領域）
５０Ｃ テーパ領域（第５テーパ領域）
３００ 立体交差コア（Ｓｉコア）
５００ 他の２つのＳｉＮコア（第４コア）
５００Ａ テーパ領域（第６テーパ領域）
５００Ｂ 断面積一定領域（第４断面積一定領域）
５００Ｃ テーパ領域（第８テーパ領域）

Claims (14)

  1. 基板と、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    前記第１テーパ領域と前記複数の第２コアのそれぞれの第２コアとは、前記第１コア及び前記第２コアの延在方向において、オーバラップする部分を有することを特徴とする光導波路。
  2. 前記複数の第２コアは、それぞれ、前記一方の側に前記他方の側へ向けて断面積が大きくなる第２テーパ領域を有することを特徴とする、請求項１に記載の光導波路。
  3. 前記第１テーパ領域と前記第２テーパ領域とは、前記第１コア及び前記第２コアの延在方向において、オーバラップする部分を有することを特徴とする、請求項２に記載の光導波路。
  4. 基板と、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    さらに、前記基板の上方に設けられ、前記他方の側から前記一方の側へ向けて延び、且つ、前記一方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域を有する第３コアを備え、
    前記第３コアは、前記複数の第２コアの下方に前記第１クラッド層を挟んで設けられているか又は前記複数の第２コアの上方に第２クラッド層を挟んで設けられていることを特徴とする光導波路。
  5. 基板と、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    さらに、前記基板の上方に設けられ、前記他方の側から前記一方の側へ向けて延び、且つ、前記一方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域を有する第３コアを備え、
    前記第３コアは、前記複数の第２コアの上方に前記第１クラッド層を挟んで設けられているか又は前記複数の第２コアの下方に第２クラッド層を挟んで設けられていることを特徴とする光導波路。
  6. 前記複数の第２コアは、それぞれ、前記他方の側に前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第４テーパ領域を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の光導波路。
  7. 基板と、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    前記第２コアの下方に、前記第２コアに対して交差する方向へ延びる立体交差コアを備えることを特徴とする光導波路。
  8. 基板と、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    前記複数の第２コアとして、前記他方の側に前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第３テーパ領域と、前記第３テーパ領域の前記一方の側に連なり、一定の断面積を有する第２断面積一定領域とを有する２つの第２コアを備え、
    さらに、前記２つの第２コアの間に設けられ、前記２つの第２コアと平行に延び、前記一方の側に前記他方の側へ向けて断面積が大きくなる第４テーパ領域と、前記第４テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第３断面積一定領域とを有する第３コアを備えることを特徴とする光導波路。
  9. 前記第３コアは、前記第３断面積一定領域の前記他方の側に連なり、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第５テーパ領域を備え、
    さらに、前記第３コアに対して両側に設けられ、前記第３コアと平行に延び、前記一方の側に前記他方の側へ向けて断面積が大きくなる第６テーパ領域と、前記第６テーパ領域の前記他方の側に連なり、一定の断面積を有する第４断面積一定領域とを有する２つの第４コアと、
    前記基板の上方に設けられ、前記他方の側から前記一方の側へ向けて延び、且つ、前記一方の側へ向けて断面積が小さくなる第７テーパ領域を有する第５コアとを備え、
    前記２つの第４コアは、それぞれ、前記第５コアの上方に前記第１クラッド層を挟んで設けられているか又は前記第５コアの下方に第２クラッド層を挟んで設けられていることを特徴とする、請求項８に記載の光導波路。
  10. 前記２つの第４コアは、それぞれ、前記第４断面積一定領域の前記他方の側に連なり、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第８テーパ領域を有することを特徴とする、請求項９に記載の光導波路。
  11. 前記第３コアの下方に、前記第３コアに対して交差する方向へ延びる立体交差コアを備えることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の光導波路。
  12. 基板と、
    前記基板上に設けられた光導波路と、
    前記基板上に設けられた光変調器と、
    前記基板上に設けられた光検出器とを備え、
    前記光導波路は、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    前記第１テーパ領域と前記複数の第２コアのそれぞれの第２コアとは、前記第１コア及び前記第２コアの延在方向において、オーバラップする部分を有することを特徴とする光インターポーザ。
  13. 基板と、
    前記基板上に設けられた光導波路と、
    前記基板上に設けられた光変調器と、
    前記基板上に設けられた光検出器とを備え、
    前記光導波路は、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    前記第２コアの下方に、前記第２コアに対して交差する方向へ延びる立体交差コアを備えることを特徴とする光インターポーザ。
  14. 基板と、
    前記基板上に設けられた光導波路と、
    前記基板上に設けられた発光体とを備え、
    前記光導波路は、
    前記基板の上方に設けられ、一方の側から他方の側へ向けて延び、且つ、前記他方の側へ向けて断面積が小さくなる第１テーパ領域を有する第１コアと、
    前記基板の上方で且つ前記第１コアの上方又は下方に第１クラッド層を挟んで設けられ、前記基板及び前記第１コアと平行に延びる複数の第２コアとを備え、
    前記第１テーパ領域と前記複数の第２コアのそれぞれの第２コアとは、前記第１コア及び前記第２コアの延在方向において、オーバラップする部分を有することを特徴とする光源。
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