JPH02195309A - 光結合素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

■産業上の利用分野】 本発明は、光出射素子からの光を、そのスポット径の変
換を行な−って、光入射素子に効率よく結合させる光結
合素子に関するものであり、特に高性能で小形の光通信
装置を実現するのに有効な光結合素子に関するものであ
る。

【従来の技術ｌ 近年、光通信の発展に伴い、光送受信装置、光交換装置
等の光通信装置の高性能、小形化が求められている。こ
のため、光通信装置に使用されている光デバイスについ
ての集積化も進んでいる。 光源としては半導体レーザダイオード（以下ＬＤと記す
る）が開発され、これを用いた種々の光部品および装置
が開発され、低損失な単一モード光ファイバと共に各種
光通信方式に使用されている。 ここで、ＬＤからの出射光の光スポツト径は、通常、単
一モード発振条件を保つこと、外部量子効率を大きくす
る等の制限から０．５〜１μ−の大きさである。一方、
単一モード光ファイバの光スポツト径は約５μｌである
。そのため、スポット径の不整合による結合損失が極め
て大きくなる。 そこで、両者の光スポツト径を整合させてＬＤからの出
射光を効率よく光ファイバに結合させるために、通常、
１つないし複数のレンズをＬＤと光ファイバとの間に挿
入してＬＤのスポット径を拡大することによって光ファ
イバのスポット径に合わせる方法が採られている。 また、ＬＯからの出力光が各部品や装置内で反射して、
その一部がＬＤに戻ると、その戻り光量が僅かであって
も、ＬＤ出力光の周波数や強度が変動し、ＬＤの動作が
不安定になる。特に、光のコヒーレンジを利用する光部
品、例えばコヒーレント光通信方式の分布帰還形（ＤＦ
Ｂ）ＬＤのような場合には、光入射素子端面からの反射
光が光出射素子に戻り結合する度合い（反射戻り光量比
）が−６０ｄＢ程度の僅かな反射戻り光量であっても問
題になる。このため、ＬＤを使用した部品や装置におい
てけ、これまで種々の反射戻り光対策が施され”Ｃいる
。 ＬＤと光ファイバとの間の光結合法に関して、従来の構
成の２例を第８図および第９図に示す。 第８図は、ＬＤ出力光を光ファイバに効率よく結合させ
、かつ、反射戻り光対策を施した構成例である。 第８図において、１はＤＦＢ−ＬＤ、　２はこのＬＤの
活性層、３はＬＤＩの出力光を集光するレンズ、４はレ
ンズ３からの光を通過させる光アイソレータ、５は光ア
イソレータ４からの出力光を受光する光ファイバ、６は
この光ファイバ５のコア部である。７はＬＤＩからレン
ズ３および光アイソレータ４を経て得られた出力光であ
る。この場合、反射対策として、レンズ３のように光路
中に配置される光学素子に対しては、その端面に反射防
止＠８を施していると共に、光アイソレータ４により光
ファイバ５からの反射光がＬＤＩに戻らないようにして
いる。ここで、光アイソレータ４のアイソレーションと
して３０ｄＢ以上の優れた特性のものがすでに実用化さ
れている。 しかし、この構成例の場合、光源ｌと光ファイバ５との
間の結合損失を比較的小さくできるが、反射戻り光対策
を施していることとあいまって、光結合系の構成が複雑
であり、かつ大形になる欠点があった。さらにまた、例
えば、ＬＤＩの発光部や光ファイバ５がアレー状に集積
化された光素子の場合には、光アイソレータ４やレンズ
３の大きさの制限から、アレー状配置の集積密度を高く
することが困難になる。 第９図は、複数個の発光部ｌＯがアレー状に配置された
ＬＤ９と、これに対応して複数個の単一モード光ファイ
バ５がアレー状に配置されたものとを直接光結合させた
場合である。８は、各光ファイバ５の光入射端面の表面
上に配置された反射防止膜である。 この場合、ＬＤ９と光ファイバ５との間を直接結合させ
ているので小形に構成できる利点はあるが、上述したよ
うにＬＤ９および光ファイバ５のスポット径の不整合に
よる結合損失が極めて大きくなる欠点があった。 さらにまた、このような構成例において、反射防止膜８
については、その反射戻り光量比として−ａＯｄＢ以下
の特性を実現するには、その膜厚、屈折率の大きさを極
めて高精度に設定する必要があり、製作性の面で問題が
生じる。 ［発明が解決しようとする課題１ このように、従来の光結合法では、ＬＤおよび光フアイ
バ間のスポット径の不整合による結合損失が大きく、シ
たがって、結合損失を小さくするためには、その構成を
大きくしなければならない欠点があった。加えて、光源
に対する反射戻り光の影響を十分に阻止するためには、
光アイソレータを設ける必要があるが、それだけ光結合
系が大きくなってしまう欠点もあった。 そこで、本発明の目的は、上述した従来の欠点を解決し
、ＬＤ等の光出射素子からの光を光入射素子に効率よく
結合させ、かつ、高密度実装が可能な光結合素子を提供
することにある。 本発明の他の目的は、上述した従来の欠点を解決し、Ｌ
Ｄ等の光出射素子に対する反射戻り光の影響を十分に阻
止し、かつ、高密度実装が可能な光結合素子を提供する
ことにある。 ［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、光出射素
子と光入射素子との間に配置され、光出射素子からの出
射光を光入射素子に結合させる光素子結合装置において
、基板面上、もしくは基板面付近に形成された少なくと
も１本の光導波路を具備し、光導波路を伝搬する光のス
ポット径を光入射素子の入射スポット径と光出射素子の
出射スポット径との間の大きさに定めたことを特徴とす
る。 本発明の他の形態は、光導波路の光軸に対する垂直面に
対して、当該光導波路の光入射端面および光出射端面を
傾けて設け、および光導波路を、光入射端面に入射する
入射光の光軸および光出射端面から出射する出射光の光
軸が光導波路の光軸に対して傾くように配置したことを
特徴とする。 本発明のさらに他の形態は、光導波路は、基板の端面に
設けられた少なくとも１つの光入力端および少なくとも
１つの光出力端と、光入力端および光出力端に、それぞ
れ、接続される光入力導波路および光出力導波路と、光
入力導波路および光出力導波路に接続された中間部光導
波路とを具備し、および光入力導波路および光出力導波
路を伝搬する光のスポット径を、光入力端および光出力
端に、それぞれ、結合される光出射素子および光入射素
子における光のスポット径とほぼ等しくなるように定め
たことを特徴とする。 本発明のさらに他の形態は、光入力導波路および光出力
導波路の各光軸に対する垂直面に対して、光入力導波路
の光入射端面および光出力導波路の光出射端面を傾けて
設け、および光入力導波路および光出力導波路を、光入
射端面に入射する入射光の光軸および光出射端面から出
射する出射光の光軸が、それぞれ、光入力導波路および
光出光導波路の各光軸に対して傾くように配置したこと
を特徴とする。 【作　用】 本発明では、基板上に形成した少なくとも１つの光導波
路を伝わる光のスポット径が、光出射素子の出射スポッ
ト径と光入射素子の入射スポット径との間の大きさに定
めて、光出射素子からの光を効率よく光入射素子に結合
する。 このように、光導波路の光スポツト径を制御する手段と
しては、たとえば（１）光導波路の屈折率分布を制御す
る、（２）光導波路の形状、たとえば幅や深さを制御す
る等の方法がある。このうち、（１）の方法は、後述す
るように特にニオブ酸リチウム基板等の強説電体結晶に
不純物を拡散させて光導波路を形成する場合は、製作が
比較的容易であり、実用的方法である。（２）の方法は
、通常用いられるリソグラフィ技術、例えば化学的ある
いは物理的エツチング技術等によって導波路を形成する
場合には適用しやすく、種々の導波路基板材料に対して
通用可能である０本発明においては、どのような構造で
あフても、光導波路のスポット径が光出射素子の出射ス
ポット径と光入射素子の入射スポット径との間の大きさ
に定められていれば、本発明の目的は十分に達成できる
。 本発明によれば、半導体ＬＤ等の光半導体素子と光ファ
イバとのスポット径の不整合を緩和するような光導波路
構造にしであるために、光半導体素子と直接結合した場
合にも低損失な結合が可能となり、かつそのための構成
も小形にできる。 さらにまた、本発明によれば、素子の入出射端面を光軸
に対して傾け、かつその素子への入射光を当該素子の光
軸に対して傾けるという？ｓＪ単な構成配置によって反
射戻り光量比を低減させることができ、したがって、光
アイソレータを設ける必要がないので、光結合装置の構
成を大きくする必要がなく、集積化に適している。

【実施例】

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 第１図は本発明による光結合素子の一実施例を示す構成
図である。第１図において、第８図または第９図に示し
た従来例と同様の構成部分には同一符号を付す。 第１図において、１１は光出射素子としてのＬＤ。 １２はその活性層である。１３はニオブ酸リチウム（Ｌ
ｉＮｂＯ，：以下ＬＮと記する）基板１４上に配置した
光結合素子としてのスポット径変換素子であり、基板１
４上に配置した光導波路１５を有する。この光導波路１
５は、基板１４の一方の端面の側に光入射端面ｌＢを有
すると共に、基板１４の上記一方の基板端面と対向する
基板端面の側に光出射端面１７を有する。光入射端面１
６に対向してＬＤＩＩを配置し、光出射端面１７に対向
して光入射素子としての光ファイバ５を配置することに
よって、ＬＤＩＩを光導波路１５を介して光ファイバ５
に結合する。 通常、ＬＤＩＩからの出力光、光導波路１５を伝搬する
光、および光ファイバ５を伝搬する光はガウスビーム光
とみなすことができる。ここで、ＬＤＩＩの出力光、光
フアイバＳ中の光、光導波路１５中の光゛の各スポット
径を、それぞれ、Ｗ、、Ｗ、、および胃、とする、　Ｌ
ＤＩＩと光導波路１５、および光導波路１５と光ファイ
バ５との結合率ηを、それぞれ、η１３およびη２．と
すると、ＬＤＩＩと光ファイバ５との結合効率ηは、次
式の関係で与えられる（参考文献：１１、にｏｇｅｌｎ
ｌｋ：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　　Ｉ
ｎｓｔｉｔｕｔｅＳｙｍｐｏｓｉａ　　５ｅｒＩｅｓ、
　　１４．　　Ｎｅｗ　　Ｙｏｒｋ、　　Ｐｏ１ｙｔｅ
ｃｈｎｉｃＰｒｅｓｓ、　１９６４．　ｐｐ、　３３３
−３４７）　。 ｎ　　＋５＝４Ｌ”Ｗｓ２／（Ｌ”ｌ５２）’　　　　
　　　　　　　　　（１）ｎ　２３−４＊２２ｗ５２／
　（ｙ＋２’＋ｖ＋３’＞　２（２）η＝η１ｓ−η２
３　　　　　　　　　　　（３）Ｗ、ｍｌμ１１および
Ｗ２＝５μＩとした場合について、光導波路１５のスポ
ット径Ｗ、と、ＬＤＩＩと光ファイバ５との間の結合効
率ηとの関係を第２図に示す、なお、第２図中に、従来
法によりＬＤＩＩと光ファイバ５とを直接結合させた場
合の結合効率を破線で示す、第２図から分るように、Ｌ
ＤＩＩと光ファイバ５とを直接結合させた場合、スポッ
ト径の不整合により結合効率は−８，３ｄＢであるが、
木実施例によれば、Ｗ２が１〜５μｍの間では結合効率
を−８，３ｄＢよりも高くすることができる。特にＷ２
・２．２μｍにすると結合効率を３ｄＢ以上改善できる
。 第１図示の光結合素子を製造する方法の一例を、第３図
（＾）および（Ｂ）を参照して説明する。 まず、ＬＮ基板１４上に通常のフォトリソグラフィ技術
により光導波路形状のＴｉパターン１８を形成する。す
なわち、　ＬＮ基板１４上にフォトレジストを一様に塗
布し、第１図示の光導波路１５の形状に対応する形状の
フォトマスクを通してフォトレジストを露光現像するこ
とによって、フォトレジスト膜に導波路形状の幅Ｗ（＝
１〜１０μ■程度）の溝を形成する。このパターン化さ
れたフォトレジスト膜の上から、膜厚ｔ　（＝ｏ、ｏｓ
〜［１，１μ量程度）のＴｉ膜を全面にわたって蒸着し
、その後フォトレジスト膜を溶解することによって第１
図の光導波路１５の形状と同形のＴｉパターン１８を形
成する。このＴｉパターンを形成したＬＮ基板１４を、
拡散炉中で温度９５０　Ｎ１１００℃で、５〜ｌＯ時間
にわたって加熱することにより、第１図に示したような
光導波路１５が形成される。 以上の光導波路作製において、第３図（Ａ）のＴ１膜パ
ターンの形状Ｗ、ｔの大きさ、およびＴｉ熱拡散時の温
度１時間を適切な値に設定することによって、単一モー
ド光導波路を形成できる。光導波路１５のパターン形状
Ｗ、ｔと光導波路１５中を伝搬する光のスポット径Ｗ３
との関係を第３図（Ｂ）に示す。厚さｔが一定の時、幅
ＷがＯから大きくなるほど、光導波路１５の屈折率が大
きくなり、スポット径が小さくなる。しかし、Ｗをさら
に太きぐすると、光導波路１５がマルチモード光導波路
になり、モの光導波路中で光モード変換が生じ、却って
損失が大きくなる。したがって、スポットサイズを最小
にするＷの大きさがあり、この大きさは、第３図（Ｂ）
に示すように、ｔが大きいほど小さい値になる関係があ
る。たとえば、上記のＴＩ膜パターン１８の形状を、Ｗ
＝３μｍ、ｔ±０．２μ曽にし、熱拡散を１０００℃、
１０時間実施すれば、第２図に示したスポット径＊３＝
　２．２μ陽を得ることができる。 以上では、光導波路１５をＴｉ熱拡散法により形成する
方法を説明したが、この他に例えばＬｉ外拡散法、プロ
トン交換法、あるいはイオン注入法等により、上記と同
様なスポットサイズをもつ光導波路を形成することがで
き、その場合にも本発明の同様の効果を得ることができ
る。 第４図（Ａ）および（［１）は、本発明による他の実施
例の構成を示す図であり、ここではより高効率化を図る
と共に、反射戻り光対策を施している。 第４図において、１９は光出射素子としてのＤＦＢレー
ザダイオードであり、２０はその活性層である。２１は
ＬＮ基板２２上に配置した光結合素子であり、基板１４
の一方の端面の側に光入射端面２３を有する光入力導波
路ｚ４、基板１４の上記一方の基板端面と対向する基板
端面の側に光出射端面２５を有する光出力導波路２ａ、
光入力導波路２４および光出力導波路２６の中間に配置
された中間部光導波路２７、導波路２４と２７との間に
配置したテーパ一部２８、および導波路２６と２７との
間に配置したテーパ一部２９を有する。３０は光入射素
子としての光ファイバ５の光入射端面であり、光出射端
面２５と対向して配置される。 ＤＦＢレーザダイオード１９より出射した光は光入力導
波路２４と結合する。本実施例では、光入力導波路２４
の基板（クラッド層）１４との屈折率差Δｎｉが、中間
部光導波路２７、および光出力導波路２６の屈折率差Δ
ｎ２より大きく定めておく。したがって、導波路２４の
方が導波路２７、および導波路２６より光のとじこめ効
果が強（、導波路２４における光スポツト径は導波路２
７、および導波路２６におけるそれより小さくなる。光
入力導波路２４におけるスポット径はＤＦＢ　レーザダ
イオード１９のスポット径と等しくなるように定め、か
つ、光出力導波路２６では、スポット径を光ファイバ５
のスポット径と等しく定めておくことによって、光入射
素子および光出射素子に対する、スポット径の整合がと
れており、結合効率が極めて高くなる。さらにまた、中
間部光導波路２７は、導波路の伝搬損失が最小となるよ
うな条件で形成するものとする。導波路２４と導波路２
７との接続部分２８、および導波路２７と導波路２６と
の接続部分２９は、導波光のモード変換による損失を小
さくするために、屈折率もしくは導波路形状が数１００
μｍから数ｌ１１１にわたって徐々に変化するようなテ
ーパーの形態に形成しておく。 さらに、上記の実施例では、第４図（Ｂ）に示したよう
に、光結合素子２１の光入射端面２３、光出射端面２５
、および光ファイバ５の光入射端面３０を、光結合素子
２１および光ファイバ５の各光軸に対する垂直面に対し
て斜めに配置しており、かつ、光結合素子２１および光
ファイバ５への入射直前の入射光の光軸方向を、その入
射光が各光入射端面２３および３０に入射して屈折した
後に、光結合素子２１および光ファイバ５の各光軸に一
致するように光結合を行なうものとする。その結果、Ｄ
ＦＢレーザダイオード１９および光結合素子２１への各
反射戻り光量を十分小さくでき、したがって、従来の光
結合法とは異なり、光アイソレータが不要になる。 第５図は、本発明のさらに他の実施例の構成を示す図で
ある。ここで、３１は、ＬＮ基板２２上に、第４図（Ａ
）および（Ｂ）に示した構成の導波路２４，２７゜２６
とテーパ一部２８．２９との組合せを４個アレー状に並
列に配置して集積化した構成の光結合素子である。　Ｌ
Ｄ素子９には４つの発光部１０（活性層）がアレー状に
集積化されており、光入力導波路２４の光入射端面２３
に直接結合されている。　ＬＮ基板２２の４つの光出力
導波路２６の光出射端面２５には、４本の単一モード光
ファイバ５がそれぞれ直接結合されている。この場合も
、第４図（＾）、（Ｂ）に示した実施例の場合と同様に
、光入力導波路２４における光のスポット径はＬＤ素子
９からの出射光のスポット径に等しく、光出力導波路２
６からの出射光のスポット径は、光ファイバ５における
光のスポット径と等しくなるように設定しておくものと
する。 以上の実施例では、集積化されたＬＤ素子と光結合素子
とを直接結合させているので、装置全体を小形に構成で
きる利点がある。 第６図は、本発明のさらに他の実施例を示す。 ここで、３２は、ＬＮ基板３３上に、４つの光入力導波
路２４および対応する４つのテーパ一部２８を配置する
と共に、出射側にはひとつのテーパ一部２９および光出
力導波路２６を配置し、４つのテーパ一部２８とひとつ
のテーパ一部２９とを中間部光導波路として、たとえば
、合流部または合波部３４により結合して構成した光結
合素子である。合流部または合波部３４は慣例の方法で
構成でき、たとえば、光導波路の形態の方向性結合器や
Ｙ分岐などで構成できる。 アレー状に集積化されたＬＤ素子９からの４つの出射光
はそれぞれ４個の光入力導波路２４に結合され、合流部
３４で合流され、１個の光出力導波路２Ｂに導かれ、さ
らに光ファイバ５に結合される。 第７図は本発明のさらに他の実施例を示す。ここで、３
５は、ＬＮ基板３Ｂ上に、４つの光入力導波路２４およ
び対応する４つのテーパ一部２８を配置し、同様に出射
側にも４つの光出力導波路２６および対応する４つのテ
ーパ一部２９を配置し、各対応するテーパ一部２８と２
９との間を接続するように、中間部光導波路として、た
とえば４つの３字導波路３７を配置する。アレー状に集
積化されたＬＤ素子９からの４つの出射光はそれぞれ４
個の光入力導波路２°４に結合され、３字導波路３７を
通り、光出力導波路２６に導かれ、さらに光ファイバ５
に結合される。ここで、ＬＤ素子９の発光部ｌＯのピッ
チ幅Ｐ１と、光ファイバ５のピッチ幅Ｐ２とは異なフた
値に選ぶことができるので、　ＬＤ素子９と光ファイバ
５との間の光結合系にかかわる制限なしに自由にピッチ
幅Ｐ、およびＰ、を決定することが可能になる。 このように、本発明による光結合素子内に、他の°光機
能素子を形成した場合にも低損失な結合を小形な構成で
実現することができると共に、反射戻り光量比を低減さ
せることができ、しかも、光結合径にかかわる制限なし
に光機能素子の性能を最適にすることが可能になる。 以上では、光出射素子と光入射素子としてＬＯと光ファ
イバとを用い、両者を結合させる場合について説明した
が、この他に、例えば、光変調素子等のような光機能素
子間を結合させる場合に適用しても同様の効果を得るこ
とができる。本発明の光結合素子の基板材料、および光
導波路構造は上記実施例に限定されるものではない。例
えば基板材料としてはＬｉＴａＯ２等の強誘電体結晶や
、ＧａＡｓ等の半導体結晶、５Ｉ０２等の絶縁体結晶を
用いることができる。光導波路構造としては、屈折率分
布形や、屈折率ステップ形、リッジ形、あるいは結晶成
長させた光導波路等を用いることができる。 なお、上述した各光結合素子の光入射端面の表面上に反
射防止膜をコーティングすることもでき、それにより反
射戻り光量比を一層低減させることもできる。 また、上述した実施例では、光結合素子への光の入射端
面とこの光結合素子からの光の出射端面と、互いに対向
する位置関係に配置したが、本発明はかかる実施例にの
み限られるものではなく、これら光入出射端面を互いに
隣接する２辺あるいは同一の辺に配置し、それら両端面
間を曲がり導波路で結合する形態とすることもできる。 ［発明の効果］ 以上に説明したところから明らかなように、本発明によ
る光結合素子は、ＬＤや受光ダイオード等の光出射素子
と、光ファイバ等の他の先入ｎ）素子との間に配置され
、画素子間でのスポット径の不整合を緩和するために、
光出射素子から出射する光の光スポツト径と、光入射素
子中を伝搬する光のスポット径との間の大きさのスポッ
ト径を与える光導波路構造に構成したので光出射素子か
らの光を効率よく光入射素子に結合することができ、こ
の光結合素子を、光半導体素子などの光出射素子と直接
結合させた場合であっても、低損失な結合が可能となり
、高効率で小形かつ高安定な光通信装置を実現できる。 さらにまた、本発明によれば、素子の入出射端面を光軸
に対して傾け、かつその素子への入射光を当該素子の光
軸に対して傾けるという簡単な構成配置によって反射戻
り光量比を低減させることができ、したがって、光アイ
ソレータを設ける必要がないので、光結合装置の構成を
大きくする必ｉａｈ＜なく、集積化に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す平面図、 第２図はＬＤ−光フアイバ間の結合効率ηと導波路のス
ポット径Ｗ３との関係図、 第３図（＾）およびＣＢ）は、それぞれ、第１図示の光
結合素子の製法の一例の説明図、 第４図（Ａ）および（Ｂ）は本発明の他の実施例を示す
、それぞれ、平面図および側面図、第５図、第６図およ
び第７図は本発明の他の３実施例を示す平面図、 第８図および第９図はレーザダイオードと光ファイバと
の従来の光結合法の２例を示す構成図である。 ｌ・・・レーザダイオード、 ２・・・レーザダイオード１の活性層、３・・・レンズ
、 ４・・・光アイソレータ、 ５・・・光ファイバ、 ６・・・光ファイバ５のコア部、 ７・・・出力光、 ８・・・反射防止膜、 ９・・・アレー形レーザダイオード、 ！０・・・レーザダイオード９の活性層、１１・・・半
導体レーザダイオード、 １２・・・レーザダイオード１１の活性層、１３・・・
光結合素子、 １４・・・ＬｉＮｂＯ３基板、 １５・・・光導波路、 １６・・・光入射端面、 １７・・・光出射端面、 １８・・・Ｔｉパターン、 １９・・・ＤＦＢ　レーザダイオード、２０・・・レー
ザダイオード１９の活性層、２１・・・光結合素子、 ２２・・・ＬＮ基板、 ２３・・・光入射端面、 ２４・・・光入力導波路、 ２５・・・光出射端面、 ２６・・・光出力導波路、 ２７・・・中間部光導波路、 ２８・・・テーバ部、 ２９・・・テーバ部、 ３０・・・光入射端面、 ３１・・・光結合素子、 ３２・・・光結合素子、 ３３・・・ＬＮ基板、 ３４・・・合流部または合波部、 ３５・・・光結合素子、 ３６・−ＬＮ基板、 ３７・・・５字導波路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光出射素子と光入射素子との間に配置され、前記光
   出射素子からの出射光を前記光入射素子に結合させる光
   素子結合装置において、基板面上、もしくは基板面付近
   に形成された少なくとも１本の光導波路を具備し、前記
   光導波路を伝搬する光のスポット径を前記光入射素子の
   入射スポット径と前記光出射素子の出射スポット径との
   間の大きさに定めたことを特徴とする光結合素子。 ２）前記光導波路の光軸に対する垂直面に対して、当該
   光導波路の光入射端面および光出射端面を傾けて設け、
   および前記光導波路を、前記光入射端面に入射する入射
   光の光軸および前記光出射端面から出射する出射光の光
   軸が前記光導波路の光軸に対して傾くように配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載の光結合素子。 ３）前記光導波路は、前記基板の端面に設けられた少な
   くとも１つの光入力端および少なくとも１つの光出力端
   と、前記光入力端および前記光出力端に、それぞれ、接
   続される光入力導波路および光出力導波路と、前記光入
   力導波路および前記光出力導波路に接続された中間部光
   導波路とを具備し、および前記光入力導波路および前記
   光出力導波路を伝搬する光のスポット径を、前記光入力
   端および前記光出力端に、それぞれ、結合される前記光
   出射素子および前記光入射素子における光のスポット径
   とほぼ等しくなるように定めたことを特徴とする請求項
   １記載の光結合素子。 ４）前記光入力導波路および前記光出力導波路の各光軸
   に対する垂直面に対して、前記光入力導波路の光入射端
   面および前記光出力導波路の光出射端面を傾けて設け、
   および前記光入力導波路および前記光出力導波路を、前
   記光入射端面に入射する入射光の光軸および前記光出射
   端面から出射する出射光の光軸が、それぞれ、前記光入
   力導波路および前記光出力導波路の各光軸に対して傾く
   ように配置したことを特徴とする請求項３記載の光結合
   素子。