JPH10319262A - 光導波路構造および平面光導波装置 - Google Patents

光導波路構造および平面光導波装置

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JPH10319262A
JPH10319262A JP10111804A JP11180498A JPH10319262A JP H10319262 A JPH10319262 A JP H10319262A JP 10111804 A JP10111804 A JP 10111804A JP 11180498 A JP11180498 A JP 11180498A JP H10319262 A JPH10319262 A JP H10319262A
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optical
light
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waveguides
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Brian E Lemoff
ブライアン・イー・レモフ
Lewis B Aronson
ルイス・ビー・アロンソン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】損失が少なくコンパクトな光導波路構造を提供
する。 【解決手段】本発明を第１と第２の導波路が、１つの頂
点に収束して、重なり合った導波路領域を形成している
反射構造に適用する。反射表面は、第１の導波路からの
光を第２の導波路に結合する。第１と第２の導波路及び
重なり合う導波路領域は、屈折率が同じである。重なり
合う導波路領域と第１、第２の導波路の間には、第１、
第２のギャップが設けられている。該ギャップは、重な
り合う導波路領域に起因する光の発散損失を最小限に抑
えるため、導波路のそれよりも低い屈折率を備えてい
る。本発明は単純な交差導波路にも適用できる。導波路
内の光の発散角を圧縮するため、導波路のテーパを付け
るもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に関するも
のであり、とりわけ、改良された光導波装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重化（ＷＤＭ）によって、光
ファイバ通信リンクの容量を増大させる新たな方法が導
入される。ＷＤＭシステムでは、それぞれ、異なる光学
波長を備えた、いくつかの独立した光信号が、該システ
ムの伝送端から単一モードまたはマルチモードの単一光
ファイバを介して伝送される。ＷＤＭシステムの受信端
では、波長の異なる光信号が検出され、その波長に従っ
て分離される。この波長分離を実現するため、多種多様
な技術が開発されている。これらの技術は、バルク光学
または集積光学と呼ぶことができる。バルク光学系の場
合、まず、光ファイバからの光が、レンズによって平行
化される。次に、平行化された光は、回折格子、誘電体
フィルタ、または、プリズムを利用して、その成分波長
に分離される。分離されたビームは、さらに、レンズに
よって独立した検出器または独立した光ファイバに焦点
を合わせられる。バルク光学系に用いられる光ファイバ
は、マルチモード光ファイバまたは単一モード光ファイ
バとすることが可能である。バルク光学系は、挿入損失
及びクロストーク干渉が少なくなるように製造すること
が可能である。
【０００３】しかし、バルク光学系に関連した欠点があ
る。バルク光学系の欠点の１つは、一般にサイズが大き
いという点である。もう１つの欠点は、バルク光学系
は、高価な素子から構成されることが多く、一般に、労
働集約的な整列作業を必要とする。
【０００４】先行技術の集積光学系の中には、光ファイ
バが誘電体導波路に直接取り付けられるものもある。こ
うしたシステムの多くには、干渉及び／または回折を利
用して、異なる波長成分を独立した導波路に分離する、
チャネル導波路の幾何学形状が存在する。これらのシス
テムは、単一モードのファイバだけにしか適用できな
い。他の先行技術による集積光学系の場合、スラブ導波
路形状によって、光は１つの次元において閉じ込められ
るが、もう１つの次元では発散することができる。波長
分離を施すため、スラブ導波路と同じ基板に、集積回折
格子が製作される場合が多い。こうした装置は、製作が
困難である場合が多く、一般に、挿入損失が大きい。
【０００５】上述の問題を解決するための先行技術によ
る解決方法の１つが、図１に示されている。図１には、
波長の異なる光信号を別個に検出し、抽出する先行技術
によるジグザグ・パターンの誘電体導波路分離装置１０
が示されている。この分離装置１０の場合、いくつかの
成分波長（例えば、λ1、λ2、λ3、λ4）を含む光が、
外部光ファイバ１２から分離装置１０の誘電体チャネル
導波路構造１３に直接結合される。導波路構造１３は、
ジグザグ形状をなしており、該構造１３の各頂点には、
誘電体干渉フィルタ（例えば、１５ａ、１５ｂ、１５
ｃ、または、１５ｄ）または幅の広いミラー（例えば、
ミラー１４）が取り付けられている。
【０００６】ジグザグ導波路分離装置は、単一モード光
ファイバ入力またはマルチモード光ファイバ入力に用い
ることが可能である。さらに、それは、集積光学波長分
離装置が備える利点の大部分を備えている。これは、す
なわち、フィルタ及びミラーを除けば、ジグザグ導波路
分離装置は、モノリシックであり、バッチ処理による製
造が可能であるということである。
【０００７】こうした先行技術によるジグザグ導波路分
離装置の問題点の１つは、２つの角度付き導波路が収束
するミラーまたは光学フィルタの頂点に近い領域におい
て、装置にかなりの光学損失が生じるという点である。
この影響が、図２に示されている。図２から明らかなよ
うに、光が、構造１３の入力導波路１３ａと出力導波路
１３ｂの間の重なり合う領域（すなわち、陰付き三角形
領域１３ｃ）に入射すると、光は、もはや、単一導波路
の幅に制限されない。光には多くの角度の光線（コア／
クラッドの屈折率の差の臨界角によって決まる）が含ま
れているので、この領域１３ｃにおいて発散が生じる。
結果として、光の一部は、出力導波路１３ｂに集まらな
い。図２には、出力導波路１３ｂによって集められない
２つの光線（すなわち、光線１８及び１９）が示されて
いる。この効果は、レイリー限界が導波路の幅より短
い、高度にマルチモードな導波装置において最も顕著で
ある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の１つ
は、単一モード光ファイバが用いられるか、マルチモー
ド光ファイバが用いられるかにかかわらず、光ファイバ
通信のためのコンパクトで、費用効率の高い光学分離装
置を提供することにある。
【０００９】本発明のもう１つの目的は、２つの平行導
波路が重なり合う領域における、光の発散に起因する導
波装置の光学損失を最小限に抑えることにある。
【００１０】本発明のもう１つの目的は、光学フィルタ
に入射する光の発散を減縮することによって、光学波長
分離装置に用いられる光学フィルタの波長選択性を向上
させることにある。
【００１１】本発明のもう１つの目的は、光学波長分離
装置を出る光が、光ファイバを介在させずに、直接、光
検出器に結合できるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】少なくとも第１と第２の
導波路が、１つの頂点に収束して、重なり合った導波路
領域を形成している、反射結合光導波路構造について以
下に述べる。頂点において、反射表面は、第１の導波路
からの光を第２の導波路に結合する。第１と第２の導波
路及び重なり合う導波路領域は、屈折率が同じである。
重なり合う導波路領域と第１の導波路の間には、第１の
ギャップが設けられ、重なり合う導波路領域と第２の導
波路の間には、第２のギャップが設けられている。該ギ
ャップは、重なり合う導波路領域に起因する光の発散損
失を最小限に抑えるため、第１と第２の導波路及び重な
り合う導波路領域よりも低い屈折率を備えている。
【００１３】この思想は、互いに交差する２つの導波路
を備えた平面光導波装置にも適用することが可能であ
る。交差導波路は、交差導波路領域を備えている。交差
導波路領域のそれぞれの側は、従って、交差導波路領域
に起因する光の発散損失を最小限に抑えるため、導波路
及び交差導波路領域よりも低い屈折率を備えているギャ
ップによって、第１及び第２の導波路の残りの部分から
分離されている。
【００１４】本発明のもう１つの実施例によれば、ジグ
ザグ光導波装置には、その幅が光入力端における小さい
値から光出力端における大きい値へとテーパが付いてい
るため、光出力端における光の発散が減少できる第１の
導波路を設けることが可能である。さらに、高分子材料
から製造可能なジグザグ光導波装置について述べること
にする。
【００１５】本発明の他の特徴及び利点については、本
発明の原理を例示した付属の図面に関連して示される、
下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】図３と図１１には、本発明の実施
例を実現した誘電体光導波路分離装置３０が示されてい
る。図３の分離装置３０は、反射結合導波路構造または
装置と呼ぶことが可能である。分離装置３０は、ジグザ
グ・パターンの誘電体導波路構造３１が基板４０に埋め
込まれているので、ジグザグ導波路分離装置と呼ぶこと
も可能である。
【００１７】ジグザグ導波路分離装置は、２つの隣接す
る導波路が１つの頂点に収束するように配向された、２
つ以上の光学チャネル導波路を含む平面光導波装置と定
義することが可能である。導波路構造３１の各頂点毎
に、反射ミラー（例えば、ミラー３６）を用いて、導波
路からの光を後続の導波路に送り込むか、あるいは、光
学フィルタ（例えば、光学フィルタ４５ａ、４５ｂ、４
５ｃ、または、４５ｄ）を利用して、特定の波長範囲の
光を導波路構造３１から送り出し、同時に、他の波長範
囲の光を後続の導波路内に反射することによって、光学
多重分離機能が実現される。
【００１８】実施例の１つでは、ジグザグ導波路構造３
１の各頂点は、頂角が約１２゜である。もう１つの実施
例では、頂角を１２゜を超えるか、または、１２゜未満
とすることが可能である。例えば、頂角は３゜〜４５゜
の範囲内とすることが可能である。
【００１９】ジグザグ導波路構造３１は、いくつかの誘
電体チャネル導波路３１ａ〜ｅ、３２、及び、３４によ
って形成されている。これらの導波路３１ａ〜ｅ、３
２、及び、３４は、クラッド領域に埋め込まれた誘電体
層である。クラッド領域は、基板４０上の誘電体層とす
ることが可能である。クラッド領域は、基板４０自体と
することも可能である。クラッド領域は、クラッド屈折
率を備えている。誘電体チャネル導波路３１ａ〜ｅ、３
２、及び、３４は、コア反射率と呼ばれるもう１つの屈
折率を備えている。コア屈折率は、クラッド屈折率より
高いので、光は導波路３１ａ〜ｅ、３２、及び、３４を
進行することになる。コア屈折率とクラッド屈折率の差
によって、導波路導波路３１ａ〜ｅ、３２、及び、３４
内における光の臨界角が決まる。導波路構造３１は、既
知の手段及び方法を用いて、基板４０に埋め込まれる。
【００２０】実施例の１つでは、ジグザグ導波路構造３
１の各導波路は、断面がほぼ矩形であり、高さ約７０ミ
クロン×幅１００ミクロンである。代わりに、導波路構
造３１に他の寸法及び形状を用いることも可能である。
【００２１】実施例の１つでは、基板４０は、低屈折率
の高分子材料で造られ、導波路構造３１は、高屈折率の
高分子材料で造られる。これによて、費用効率の高い製
作及び高度の機械的コンプライアンスが可能になる。代
わりに、他の誘電体材料を用いることも可能である。例
えば、ガラスを用いて、導波路構造３１を形成すること
も可能である。
【００２２】図３から明らかなように、いくつかの成分
波長（例えば、λ1、λ2、λ3、及び、λ4）を含む光
が、外部光ファイバ５２から分離装置３０の誘電体チャ
ネル入力導波路４８に直接結合される。次に、入力導波
路４８は、光をジグザグ導波路構造３１に結合する。光
学フィルタ（例えば、光学フィルタ４５ａ、４５ｂ、４
５ｃ、または、４５ｄ）が、導波路構造３１の頂点に配
置され、分離装置から特定の波長の光を送り出し、他の
波長の光を導波路構造３１の後続導波路内に反射する。
【００２３】実施例の１つでは、分離装置３０は、導波
路構造３１の各頂点毎に光学フィルタを備えている。も
う１つの実施例では、図３に示すように、導波路構造３
１の光入力側における導波路構造３１の頂点が、反射ミ
ラーに結合され、導波路構造３１の光出力側における導
波路構造３１の各頂点が、特定の波長の光学フィルタ
（すなわち、光学フィルタ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、ま
たは、４５ｄ）に結合される。
【００２４】実施例の１つでは、図３に示すように、入
力導波路４８が、基板４０に埋め込まれている。もう１
つの実施例では、入力導波路４８は、ジグザグ導波路構
造３１の埋め込まれた基板４０から独立した、もう１つ
の基板に埋め込むことが可能である。実施例の１つで
は、入力導波路４８の光路は、図１１に示すようにトレ
ンチ５０によって遮断される。もう１つの実施例では、
入力導波路４８の光路は、連続している。
【００２５】分離装置３０は、単一モード光ファイバま
たはマルチモード光ファイバに用いることが可能であ
る。分離装置３０は、コンパクトであり、バッチ処理に
よる製造が可能なモノリシック光導波装置である。分離
装置３０は、本発明の多くの実施例を実現する。図４及
び図５には、さらに詳細に後述することになる本発明の
実施例の１つに従って、導波路の交差点における結合損
失を低減するために区画化された導波路構造３１が示さ
れている。図８には、やはり、さらに詳細に後述するこ
とになる本発明の実施例の１つに従って、発散損失を低
減するために分離装置３０のテーパ付き入力導波路４８
が示されている。図１１〜１６には、さらに詳細に後述
することになる本発明のもう１つの実施例が示されてい
る。
【００２６】図４から明らかなように、ジグザグ導波路
構造３１の導波路３２及び３４は、収束して、頂点即ち
重なり合う導波路領域３３を形成している。本発明の実
施例の１つを例示するため、導波路構造３１の一部が図
４にだけ示されている。導波路３１の他の部分は、図３
に示すものと同様の構造を備えている。
【００２７】図４の場合、頂点領域３３は、導波路３２
及び３４と同じコア屈折率を備えた三角形導波路領域で
ある。実際、三角形導波路領域３３は、導波路３２及び
３４の重なり合う領域とみなすことが可能である。図４
から明らかなように、頂点領域３３は、２つのギャップ
領域３７及び３８によって導波路３２及び３４から分離
されている。図５は、導波路３２と三角形導波路領域３
３の間のギャップ領域３７を示す断面図である。
【００２８】本発明の実施例の１つによれば、ギャップ
領域即ちギャップ３７及び３８は、導波路３２及び３
４、及び、三角形導波路領域３３よりも屈折率の低い誘
電体材料によって形成されている。導波路３２から三角
形導波路領域３３を経て導波路３４に至る、あるコア屈
折率を備えた連続光路がギャップ３７−３８によって中
断される。この結果、三角形導波路領域３３に入射及び
出射する際、臨界角未満の光線は、やはり、ギャップ３
７−３８を横切って自由に伝搬し、フレネル反射はほと
んど無視することができる。また、この結果、三角形導
波路領域３３に入射または出射する際、臨界角を超える
光線（例えば、光線４１及び４２）は、ちょうど典型的
な導波路において反射されたかのように、ギャップ３７
−３８によって反射される。導波路３２及び３４から三
角形導波路領域３３を分離するギャップがなければ（図
２に示すように）、光線（例えば、光線４１−４２）に
損失が生じる。実際、ギャップ３７−３８を追加する
と、導波路３２及び３４が区画化され、光が、各ギャッ
プ３７−３８内における短い距離を除けば、その全光路
にわたって単一導波路の幅に制限されることになる。従
って、導波路３２と３４の間の導波路交差点における結
合損失は、低減する。本発明のこの概念のもう１つの応
用例を図６によってさらに詳細に後述する。
【００２９】図４から明らかなように、ギャップ３７−
３８のそれぞれの幅は、導波路３２及び３４のそれぞれ
の幅に比べて狭い。このため、ギャップ３７−３８に関
連した発散損失は無視できるほど小さくなる。
【００３０】実施例の１つでは、ギャップ３７及び３８
は基板４０の一部である。もう１つの実施例の場合、ギ
ャップ３７−３８は基板４０の一部ではない。この場合
ギャップ３８−３８は、導波路３２及び３４や三角形導
波路領域３３のコア屈折率より低い屈折率を備えた他の
誘電体材料によって形成される。やはり、導波路３２−
３４のコア屈折率とギャップ３７−３８の屈折率の差に
よって、導波路３２−３４とギャップ３７−３８の界面
における光の臨界角が決まる。この差が大きくなるほ
ど、臨界角も大きくなる。
【００３１】図６には、セグメント化された導波路概念
のもう１つの応用例が示されている。図６から明らかな
ように、平面光導波装置６０の２つの導波路６１及び６
２が交差して、導波路交差領域（陰付き領域）６３を形
成している。導波路６１−６２は、コア屈折率より低い
クラッド屈折率を備えた基板内に埋め込まれている。導
波路６１は、２つのギャップ６４及び６５によって、導
波路交差領域６３から分離されている。同様に、導波路
６２は、２つのギャップ６６及び６７によって、導波路
交差領域６３から分離されている。このことは、導波路
交差領域６３が、ギャップ６４〜６７によって、（１）
導波路６１の入力導波路部分６１ａ及び出力導波路部分
６１ｂと、（２）導波路６２の入力導波路部分６２ａ及
び出力導波路部分６２ｂとに光学的に結合された導波路
内に閉じ込められることを表している。ギャップ６４〜
６７は、屈折率が導波路６１〜６３のコア屈折率より低
い。実施例の１つでは、ギャップ６４〜６７は基板の一
部である。もう１つの実施例では、ギャップ６４〜６７
は基板の一部ではない。
【００３２】図６から明らかなように、導波路６１の入
力導波路部分６１ａにおける光線（例えば、光線６８及
び６９）は、閉じ込められた導波路交差領域６３のため
に導波路６１の出力導波路部分６１ｂに捕捉され、この
結果、光の損失が低減する。図７に示す従来技術では、
非閉じ込め導波路交差領域８３を備えた交差導波路構造
８０が点線で示すように光線に損失を生じる。図６にお
けるギャップ６４〜６７によって、交差導波路領域６３
が短い導波路領域内に閉じ込められるので、導波路交差
領域６３を通って進行する光線６８−６９が、臨界角を
超える角度で他の導波路６２に入射することはない。こ
の結果、光線６８−６９は、出力導波路部分６１ｂによ
って捕捉されることになる。
【００３３】図８には、本発明の実施例の１つによる図
３の入力導波路４８の幾何学パターンが示されている。
図８から明らかなように、入力導波路４８は、その光入
力端の入力幅ＷINとその光出力端の出力幅ＷOUTを備え
ており、ＷOUTはＷINより大きい。実施例の１つでは、
入力導波路４８の幅は、ＷINからＷOUTまで線形に増す
ので、入力導波路４８はテーパを有する。もう１つの実
施例では、入力導波路４８の幅は、非線形テーパをなし
て、ＷINからＷOUTまで拡大する。
【００３４】テーパ付き入力導波路４８によって、入力
導波路４８を出る光線の角拡散が圧縮される。図９に
は、テーパ付き入力導波路４８のこうした効果が示され
ている。図９から明らかなように、光学軸に対して角度
θ1をなす入射光線９０が、テーパ付き入力導波路４８
のコア・クラッド界面に当たると、その反射光線９１
は、光学軸に対してより小さい角度θ2をなす。こうし
て、テーパ付き導波路４８から出射する光は、テーパ付
き導波路４８に入射する光よりも小さい角度で発散す
る。この結果、ジグザグ・分離装置全体における光学損
失が低減する。さらに、発散が圧縮されることによっ
て、光学フィルタ４５ａ〜４５ｄの性能が向上する。比
較として、図１０に示すように、非テーパ付き導波路１
００による角度の圧縮は生じない。テーパ付き導波路４
８の概念は、ジグザグ導波路構造３１の導波路にも適用
することが可能である。例えば、図３の導波路３２も
は、図８の導波路４８の形状と同様のテーパを備えるこ
とも可能である。
【００３５】図１２には、本発明のもう１つの実施例に
従って、光学フィルタ１２７ａ〜１２７ｄを保持するた
め、基板１２１にトレンチ１２５が形成されたもう１つ
の分離装置１２０が示されている。入射光は光ファイバ
１４０からジグザグ導波路構造１２２に導入される。図
１２から明らかなように、トレンチ１２５は、基板１２
１の埋め込まれたジグザグ導波路構造１２２といくつか
の埋め込まれた出力導波路１２６ａ〜１２６ｄの間に形
成される。出力導波路１２６ａ〜１２６ｄは、ジグザグ
導波路１２２ａ〜１２２ｇよりも幅が広い。このため、
トレンチにおける光の発散によって生じる光学損失が低
減する。トレンチ１２５は、ダイシング・ソーによっ
て、または、もう１つの例として、エッチングまたはエ
キシマ・レーザ・アブレーションによって形成すること
が可能である。
【００３６】図１３に示すように、出力導波路１２６ａ
〜１２６ｄと基板１２１にある角度で終端を施すことに
よって、角度付き界面１４４が形成されており、これに
より、本発明の実施例の１つに従って、出力導波路１２
６ａ〜１２６ｄの平面に対して垂直な平面に、該導波路
１２６ａ〜１２６ｄから出射する光を反射させることが
できるようになっている。図１３には、分離装置１２０
の側面図が示されている。角度付き界面１４４に反射層
１４５を取り付けることによって、導波路１２６ａ〜１
２６ｄからの光が反射される。代替案として、反射層１
４５を省き、角度付き界面１４４による全内反射現象を
通じて、導波路１２６ａ〜１２６ｄからの光を反射する
ことも可能である。この角度付き表面１４４によって、
分離装置１２０と、分離装置１２０の下方に配置された
光検出器（例えば、光検出器１４１）を光学的に直接結
合することが可能になる。この場合、分離装置１２０を
検出器（例えば、検出器１４１）の表面と平行な平面内
に実装することが望ましく、例えば、支柱１４３により
分離装置１２０を検出器１４１の取りつけられた基礎１
４２に固定するのが好都合である。
【００３７】実施例の１つでは、角度付き界面１４４
は、約４５゜を有するが、他の角度とすることも可能で
ある。
【００３８】実施例の１つでは、角度付き導波路界面１
４４は、ダイシング・ソーを用いて形成される。あるい
は、角度付き導波路界面１４４は、他の既知の手段を用
いて形成することも可能である。
【００３９】図１４及び図１５には、光導波装置から外
部光検出器への異なる直接結合方法が示されている。図
１４から明らかなように、光導波装置１６０は、該装置
１６０の導波路１６２に結合された角度付き光学フィル
タ１６１を備えている。導波路１６２は、基板１６５に
埋め込まれている。角度付き光学フィルタ１６１は、導
波路１６２からの光を異なる平面に反射する。図１５に
は、光導波装置１７０のためのもう１つの直接結合方法
が示されている。ミラー１７８で反射され導波路１７１
を通過した光はフィルタ１７３で濾波され、光検出器１
７４で検出される。
【００４０】以上の明細書においては、特定の実施例に
関連して本発明の説明を行ってきた。しかし、当業者に
は明らかなように、本発明のより一般的な精神及び範囲
を逸脱することなく、さまざまな修正及び変更を加える
ことが可能である。従って、該明細書及び図面は、制限
ではなく、例示を意味するものとみなすべきである。本
発明の広範囲にわたる応用に便宜をはかるため以下に本
発明の実施態様を例示する。
【００４１】（実施態様１）反射結合を施された光導波
路構造であって、（Ａ）少なくとも第１と第２の光導波
路（３２、３４）と、（Ｂ）第１の導波路（３２）から
第２の導波路（３４）への反射結合を可能にする、導波
路（３２、３４）と同じ屈折率を備えた、少なくとも１
つの重なり合う導波路領域（３３）と、（Ｃ）重なり合
う導波路領域（３３）と第１の導波路（３２）との間の
第１のギャップ（３７）、及び、重なり合う導波路領域
（３３）と第２の導波路（３４）との間の第２のギャッ
プ（３８）が含まれており、第１と第２のギャップ領域
（３７、３８）が、重なり合う導波路領域（３３）によ
る光の発散損失を最小限におさえるように、導波路（３
２、３４）及び重なり合う導波路領域（３３）よりも低
い屈折率を備えていることを特徴とする光導波路構造。
【００４２】（実施態様２）前記第１、第２のギャップ
領域（３７、３８）の屈折率が、第１、第２の導波路
（３２、３４）のクラッド領域（４０）の屈折率と同じ
であることをと特徴とする、実施態様１に記載の光導波
路構造（３１）。
【００４３】（実施態様３）第１と第２の光導波路（３
２、３４）が高分子材料で製作されることを特徴とす
る、実施態様１に記載の光導波路構造。
【００４４】（実施態様４）さらに、光出力端における
光の発散角を圧縮するため、光入力端の小さい値
（ＷIN）から光出力端の大きい値（ＷOUT）の間で変動
する幅を備えた第３の光導波路（４８）が含まれている
ことを特徴とする実施態様１に記載の光導波路構造（３
１）。
【００４５】（実施態様５）第１の導波路（３２）が、
光出力端における光の発散角を圧縮するため、光入力端
の小さい値（ＷIN）から光出力端の大きい値（ＷOUT）
の間で変動する幅を備えた導波部分を備えていることを
特徴とする実施態様１に記載の光導波路構造（３１）。
【００４６】（実施態様６）光導波路（４８）の幅が、
光入力端の値（ＷIN）から光出力端の値（ＷOUT）まで
導波路に沿って線形に変動することを特徴とする、実施
態様４または実施態様５に記載の光導波路構造（３
１）。
【００４７】（実施態様７）光導波路（４８）の幅が、
光入力端の値（ＷIN）から光出力端の値（ＷOUT）まで
導波路に沿って距離の自乗で変動を示すことを特徴とす
る、実施態様４または５に記載の光導波路構造（３
１）。
【００４８】（実施態様８）重なり合う導波路領域（３
３）における反射結合が、光学フィルタ（１２７ａ〜１
２７ｄ）によって行われ、前記光導波路構造（３１）
に、さらに、光学フィルタ（１２７ａ〜１２７ｄ）を通
る光を集めるための出力導波路（１２６ａ〜１２６ｄ）
が含まれ、出力導波路の幅が第１の導波路（３２）より
広いことを特徴とする、実施態様１に記載の光導波路構
造（３１）。
【００４９】（実施態様９）平面光導波装置（６０）で
あって、（Ａ）第１の屈折率を備える第１の導波路（６
１）と、（Ｂ）第１の導波路（６１）と交差して、第１
の屈折率を備える交差導波路領域（６３）を形成する、
第１の屈折率を備える第２の導波路（６２）と、（Ｃ）
それぞれ、交差導波路領域（６３）による光の発散損失
を最小限に抑えるため、第１と第２の導波路（６１、６
２）のそれぞれと交差導波路領域（６３）の間に配置さ
れた、第１の屈折率より低い第２の屈折率を備えたいく
つかのギャップ領域（６４、６５、６６、６７）が含ま
れている、平面光導波装置。
【００５０】（実施態様１０）ギャップ領域（６４、６
５、６６、６７）の屈折率が、第１と第２の導波路（６
１、６２）のクラッド領域と同じであることを特徴とす
る、実施態様９に記載の平面光導波装置（６０）。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術のジグザグ光導波路分離装置を示す平
面図である。
【図２】図１のライン２−２に沿ったジグザグ光導波路
分離装置の一部を示す図である。
【図３】本発明の実施例に基づくジグザグ光導波路分離
装置を示す平面図である。
【図４】図３のライン４−４に沿った、ジグザグ光導波
路分離装置の一部を示す図である。
【図５】図４のライン５−５に沿ったジグザグ光導波路
分離装置の断面図である。
【図６】本発明の実施例の１つによる平面導波装置を示
す図である。
【図７】先行技術に基づいて実施され平面導波装置を示
す図である。
【図８】本発明の実施例の１つに基づく図３のジグザグ
光導波路分離装置のテーパ付き入力導波路を示す図であ
る。
【図９】図８のテーパ付き入力導波路による光の角拡散
圧縮を示す図である。
【図１０】先行技術によるテーパなし入力導波路では光
の角拡散圧縮が生じないことを示す図である。
【図１１】本発明の実施例の１つによる分離装置の基板
のトレンチを示す、図３のジグザグ導波路分離装置の側
面図である。
【図１２】本発明にもう１つの実施例によるもう１つの
光導波路分離装置の平面図である。
【図１３】図１２の光導波路分離装置の側面図である。
【図１４】本発明の他の実施例に基づく外部光検出器に
対する光導波路分離装置の他の直接結合を示す図であ
る。
【図１５】本発明の他の実施例に基づく外部光検出器に
対する光導波路分離装置の他の直接結合を示す図であ
る。
【符号の説明】
３０ 光導波路分離装置 ３１ ジグザグ導波路構造 ３１ａ〜３１ｅ 導波路 ３３ 三角形導波路領域 ３４ 導波路 ３６ ミラー ３７、３４ ギャップ領域 ４０ 基板 ４５ａ〜４５ｄ 光学フィルタ ４８ 入力導波路 ５２ 外部光ファイバ ６０ 平面光導波装置 ６１、６２ 導波路 ６１ａ、６２ａ 入力導波路部分 ６１ｂ、６２ｂ 出力導波路部分 ６３ 導波路交差領域 ６４〜６７ ギャップ ６８、６９ 光線 ９０ 入射光線 ９１ 反射光線 １２０ 分離装置 １２１ 基板 １２２ ジグザグ導波路構造 １２２ａ〜１２２ｇ ジグザグ導波路 １２５ トレンチ １２６ａ〜１２６ｄ 出力導波路 １２７ａ〜１２７ｄ 光学フィルタ １４１ 光検出器 １４４ 角度付き界面 １４５ 反射層 １６０ 光導波装置 １６１ 角度付き光学フィルタ １６２ 導波路 １７０ 光導波装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】反射結合を施された光導波路構造であっ
    て、 （Ａ）第１と第２の光導波路と、 （Ｂ）第１の導波路から第２の導波路への反射結合を可
    能にする、導波路と同じ屈折率を備えた、少なくとも１
    つの重なり合う導波路領域と、 （Ｃ）前記重なり合う導波路領域と第１の導波路との間
    の第１のギャップ、及び、前記重なり合う導波路領域と
    第２の導波路との間の第２のギャップと、 を備え、 第１と第２のギャップ領域が、前記重なり合う導波路領
    域による光の発散損失を最小限におさえるように、第
    １、第２の導波路及び前記重なり合う導波路領域よりも
    低い屈折率を備えていることを特徴とする光導波路構
    造。
JP10111804A 1997-05-07 1998-04-22 光導波路構造および平面光導波装置 Withdrawn JPH10319262A (ja)

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