JPH1123869A - 光合分波素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エッチングにより基板２９に形成した凹部
で、各反射手段２７を構成するに当たり、各反射手段２
７の作製が容易な構造を提供する。 【解決手段】 平面導波路２１、平面導波路２１にその
第１の端面２１ａで接続された入出力用導波路２３、平
面導波路２１にその第２の端面で接続され、長さの異な
る複数の導波路２５₁ 〜２５₇ を有した導波路アレイ２
５、および、導波路アレイ２５の各導波路２５₁ 〜２５
₇ の終端にそれぞれ設けられた反射手段２７を具える。
反射手段２７それぞれを、これら反射手段が有する反射
面２７ａ同士が平行となるように、設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、異なる波長光の
合波、あるいは、波長多重された光信号の分波を行なう
光合分波素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】導波路アレイを利用した光合分波素子
は、高い波長分解能を示すため、様々な応用が期待でき
る。この種の光合分波素子の従来例として、例えば特開
平２−２４４１０５号公報に開示された、２つの例があ
る。第１の例は、上記公報に、第１、第２の実施例とし
て説明されているように、２つの平面導波路を、長さの
異なる複数の導波路を有した導波路アレイで接続した構
造の素子である。第２の例は、上記公報に、第３の実施
例として説明されているような素子である。すなわち、
図７に示したように、平面導波路１１と、この平面導波
路１１の第１の端面１１ａに接続された入出力用導波路
１３と、この平面導波路１１の第２の端面１１ｂに接続
され、長さの異なる複数の導波路を有した導波路アレイ
１５と、この導波路アレイ１５の各導波路の終端にそれ
ぞれ設けられた反射手段１７とを、同一基板１９に具え
た素子である。この第２の例の光合分波素子では、反射
手段１７を用いたので、上記公報の第２頁右下欄に記載
されているように、平面導波路１１を１つに共通化で
き、かつ、導波路アレイの短縮化ができるため、上記の
第１の例に比べて、素子の小型化が図れる。

【０００３】さらに、この第２の例の光合分波素子で
は、平面導波路１１の第２の端面１１ｂから放射状に複
数の直線導波路を配置し、これら導波路で導波路アレイ
１５を構成していた。この点からも、波路アレイ１５の
各導波路の長さを必要最小限にできた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７を
用いて説明した従来の光合分波素子では、導波路アレイ
１５の各導波路の反射手段１７の反射面は、ある基準面
を考えたとき、その基準面に対し、一定の角度ではな
く、それぞれ異なる角度を示してしまう。そのため、特
に、エッチングにより基板１９に凹部を形成し、該形成
した凹部の側壁を利用して反射面を構成する場合、所望
の反射面を作製しづらいという問題点が生じる。これに
ついて以下に具体的に説明する。

【０００５】凹部で反射手段を構成する場合、該凹部の
側壁を、導波路アレイの導波路に対し垂直な面（垂壁）
とする必要がある。そのため、凹部をエッチング例えば
ドライエッチングで形成する場合は、例えばイオンビー
ムと基板との角度やエッチング時のガス流量、パワー等
の種々の条件を、上記垂壁が得られるように、適正化す
る。しかし、反射面の角度が導波路アレイの各導波路ご
とに上記のごとく異なっていた場合、基板側の状態が各
凹部を形成する部分ごとで異なることになる。すなわ
ち、１つの具体例で説明すれば、基板として例えば化合
物半導体基板など結晶性の基板を用いた場合、各凹部の
向きが違うと、エッチング対称部分の結晶方位が異なる
ことになる。すると、共通なエッチング条件では各凹部
のエッチング後の状態は異なってしまうことが多い。し
たがって、各反射手段を所望通りに形成できない。これ
を回避するため、各凹部ごとでエッチング条件を適正化
して個別にエッチングすることも考えられるが、作業の
煩雑さを招く。このようなことから、従来構造では、所
望の反射手段を作製しづらいという問題が生じる。

【０００６】また、図７を用い説明した従来の光合分波
素子では、入出力導波路１３が入力ポートおよび出力ポ
ートを兼ねる構造となるため、入出力ポートを分離する
ことができない。

【０００７】したがって、導波路アレイおよび反射手段
を具えた光合分波素子であって、所望の反射手段を作製
し易い構造の光合分波素子が望まれる。

【０００８】また、導波路アレイおよび反射手段を具え
た光合分波素子であって、所望の反射手段を作製し易い
光合分波素子の製造方法が望まれる。

【０００９】また、導波路アレイおよび反射手段を具え
た光合分波素子であって、所望の反射手段を作製し易
く、かつ、入出力ポートを分離できる構造の光合分波素
子が望まれる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）．そこで、この出願の光合分波素子の第１の発明
によれば、平面導波路と、該平面導波路にその第１の端
面で接続された入出力用導波路と、該平面導波路にその
第２の端面で接続され、長さの異なる複数の導波路を有
した導波路アレイと、該導波路アレイの各導波路の終端
にそれぞれ設けられた反射手段と、を具えた光合分波素
子において、前記反射手段それぞれを、これら反射手段
が有する反射面同士が平行となるように、設けてあるこ
とを特徴とする。

【００１１】この光合分波素子の第１の発明によれば、
反射面同士が平行となるように各反射手段を設けてあ
る。したがって、各反射手段の反射面は、いずれもある
基準面に対し一定の角度を示す。これは、前記平面導波
路、前記入出力導波路、前記導波路アレイおよび前記反
射手段それぞれを同一基板に形成し、かつ、前記反射手
段を前記基板にエッチングにより形成した凹部で構成す
る構造の光合分波素子を作製する場合、各凹部を基板に
同様な方向で配置できることを意味する。すなわち、各
凹部を、基板の例えば結晶方位等に関する条件が同じ状
態で、基板に配置できる。したがって、各凹部をエッチ
ングで形成する際の、基板側の例えば結晶方位などの条
件を、各凹部で同じにできる。そのため、所望の反射面
を有した反射手段を得易い。

【００１２】この光合分波素子の第１の発明を実施する
に当たり、前記導波路アレイを、所定の基準点Ｐを始点
として前記平面導波路から該平面導波路外部に放射状に
伸びた後に前記反射手段側で互いに平行になる複数の導
波路を有した導波路アレイとするのが好適である。然
も、前記入出力導波路と前記導波路アレイとを結ぶ方向
の線分に平行なかつ前記基準点Ｐを通る中心線Ｃを考え
たとき、該導波路アレイの各導波路それぞれを、前記基
準点Ｐから前記中心線Ｃに対し角度θ_s をもった状態で
伸びる長さがＬ_s の直線と、該直線に連なる半径Ｒかつ
角度θ_s で規定される円弧とで規定される平面形状の導
波路部分を含む導波路とするのが好適である。

【００１３】ただし、ｓは導波路アレイの一端の導波路
から他端の導波路に向かって数える導波路番号であり、
１〜Ｎである（Ｎは導波路アレイの導波路数））。ま
た、前記中心線Ｃ上に導波路を配置する場合、該導波路
は直線導波路とする。

【００１４】この好適例のように導波路アレイの各導波
路を構成すると、詳細は後述するが、反射面同士が平行
となるように設けた前記反射手段に、該導波路アレイの
各導波路を接続し易い。また、各反射手段の反射面同士
が平行になるように各反射手段を設けた場合、図７を用
いて説明した従来の光合分波素子に比べ、素子長はどう
しても長くなり易い。しかし、この好適例のように導波
路アレイの各導波路を構成すると、詳細は後述するが、
素子長が長くなる程度を軽減できる設計を、行ない易
い。

【００１５】さらにこの光合分波素子の第１の発明を実
施するに当たり、前記導波路アレイの各導波路を、前記
円弧で規定される導波路部分に連なる長さＬａ_s の直線
導波路部分であって導波路幅が前記反射面に向かうに従
い拡張されたテーパ構造部を含む直線導波路部分を含む
導波路、とするのが好適である。

【００１６】テーパ構造を有すると、この構造部分で光
のモードが広がる。したがって、反射面に不整（凹凸）
がもし存在しても、テーパ構造を有しない場合に比べ
て、反射面での、光が反射される面積に対する不整の面
積の割合が小さくなる。そのため、不整が光に悪影響す
る程度を軽減できる。

【００１７】（２）．また、この出願の光合分波素子の
製造方法の発明によれば、平面導波路と、該平面導波路
にその第１の端面で接続された入出力用導波路と、該平
面導波路にその第２の端面で接続され、長さの異なる複
数の導波路を有した導波路アレイと、該導波路アレイの
各導波路の終端にそれぞれ設けられた反射手段とを、同
一基板に具え、かつ、前記反射手段を、エッチングによ
り前記基板に形成した凹部であって、該凹部の側壁自体
若しくは該側壁に設けた反射膜を反射面とする凹部で構
成した光合分波素子を製造するに当たり、各反射手段の
反射面同士が平行となるように、前記基板に前記凹部を
それぞれ形成する。

【００１８】この光合分波素子の製造方法の発明によれ
ば、各凹部を基板に同様な方向で配置できる。すなわ
ち、各凹部を、基板の例えば結晶方位等に関する条件が
同じ状態で、基板に配置できる。したがって、各凹部を
エッチングで形成する際の、基板側の例えば結晶方位な
どの条件を、各凹部で同じにできる。そのため、所望の
反射面を有した反射手段を形成できる。

【００１９】（３）．また、この出願の光合分波素子の
第２の発明によれば、(i) 第１の平面導波路と、該第１
の平面導波路の第１の端面に接続された第１の入出力用
導波路と、該第１の平面導波路の第２の端面に接続さ
れ、長さの異なる複数の導波路を有した第１の導波路ア
レイと、を含む第１のブロック、(ii)第２の平面導波路
と、該第２の平面導波路の第１の端面に接続された第２
の入出力用導波路と、該第２の平面導波路の第２の端面
に接続され、長さの異なる複数の導波路を有しかつ該導
波路数が前記第１の導波路アレイの導波路数と同じとさ
れた第２の導波路アレイと、を含む第２のブロック、お
よび、(iii) 前記第１の導波路アレイの導波路数と同数
の反射手段を、これら反射手段が有する反射面同士が平
行となるように、かつ、これら反射面が直線状に並ぶよ
うに設けた反射手段群を具える。然も、前記第１の導波
路アレイの各導波路の終端と、前記第２の導波路アレイ
の各導波路の終端とを、前記反射手段群の反射面に重複
なく接続して、前記第１の光ブロックと前記第２の光ブ
ロックとを接続してある。

【００２０】この光合分波素子の第２の発明によれば、
反射面同士が平行となるように各反射手段を設けるの
で、光合分波素子の第１の発明と同様な作用が得られる
から、所望の反射手段を有した光合分波素子が実現され
る。さらに、この第２の発明では、第１のブロックおよ
び第２のブロックを、反射手段群で接続したので、例え
ば、第１のブロック側の入出力導波路を、光合分波素子
自体の入力ポートとして用い、一方、第２のブロック側
の入出力導波路を、光合分波素子自体の出力ポートとし
て用いることができる。そのため、入出力ポートの分離
が可能な光合分波素子が実現される。また、各反射手段
を、反射面が直線状に並ぶように設けてあるので、光合
分波素子の設計を容易にできる。

【００２１】なお、この光合分波素子の第２の発明を実
施する場合、第１のブロックおよび第２のブロックを以
下の（Ａ）、（Ｂ）のような構成とするのが好適であ
る。

【００２２】（Ａ）前記第１のブロックについては、前
記第１の導波路アレイを、所定の第１基準点Ｐ１を始点
として前記第１の平面導波路から該第１の平面導波路外
部に放射状に伸びた複数の導波路を有した導波路アレイ
とする。然も、前記第１の入出力導波路と前記第１の導
波路アレイとを結ぶ方向の線分に平行なかつ前記第１基
準点Ｐ１を通る第１中心線Ｃ１を考えたとき、該第１の
導波路アレイの各導波路それぞれを、前記第１基準点Ｐ
１から前記第１中心線Ｃ１に対し角度θ_s をもった状態
で伸びる長さがＬ_s の直線と、該直線に連なる半径Ｒか
つ角度θ_s で規定される円弧と、該円弧に連なる長さＬ
ａ_s の直線とで規定される平面形状の導波路とする。然
も、前記第１の導波路アレイの各導波路を前記第１中心
線Ｃ１に投影した長さをＬｂ_s とし、前記第１の導波路
アレイの各導波路を前記第１中心線Ｃ１に垂直な線分に
投影した長さをＹ_s としたとき、前記第１の導波路アレ
イの隣接する導波路の前記Ｌｂ_s 同士の差ΔＬｂ_s と、
前記Ｙ_s 同士の差ΔＹ_s との比ΔＬｂ_s ／ΔＹ_s を、前
記第１の導波路アレイの各導波路で一定とする。

【００２３】（Ｂ）前記第２のブロックについては、前
記第２の導波路アレイを、所定の第２基準点Ｐ２を始点
として前記第２の平面導波路から該第２の平面導波路外
部に放射状に伸びた複数の導波路を有した導波路アレイ
とする。然も、前記第２の入出力導波路と前記第２の導
波路アレイとを結ぶ方向の線分に平行なかつ前記第２基
準点Ｐ２を通る第２中心線Ｃ２を考えたとき、該第２の
導波路アレイの各導波路それぞれを、前記第２基準点Ｐ
２から前記第２中心線Ｃ２に対し角度θ_s をもった状態
で伸びる長さがＬ_s の直線と、該直線に連なる半径Ｒか
つ角度θ_s で規定される円弧と、該円弧に連なる長さＬ
ａ_s の直線とで規定される平面形状の導波路とする。然
も、前記第２の導波路アレイの各導波路を前記第２中心
線Ｃ２に投影した長さをＬｂ_s とし、前記第２の導波路
アレイの各導波路を前記第２中心線Ｃ１に垂直な線分に
投影した長さをＹ_s としたとき、前記第２の導波路アレ
イの隣接する導波路の前記Ｌｂ_s 同士の差ΔＬｂ_s と、
前記Ｙ_s 同士の差ΔＹ_s との比ΔＬｂ_s ／ΔＹ_s を、前
記第１の導波路アレイの各導波路で一定とする。

【００２４】ただし、ｓは第１および第２導波路アレイ
それぞれの一端の導波路から他端の導波路に向かって数
える導波路番号であり、１〜Ｎである（Ｎは導波路アレ
イの導波路数）。また、前記第１中心線Ｃ１上に導波路
を配置する場合、該導波路は直線導波路とし、前記第２
中心線Ｃ２上に導波路を配置する場合、該導波路は直線
導波路とする。

【００２５】上記の（Ａ）、（Ｂ）の構成とすると、詳
細は後述するが、反射面同士が平行となるように、か
つ、これら反射面が直線状に並ぶように設けられた反射
手段群に、第１および第２の導波路アレイの各導波路を
接続し易い。

【００２６】また、光合分波素子の第２の発明でも、第
１および第２の導波路アレイの各導波路を、前記長さが
Ｌａ_s の直線導波路部分に、導波路幅が前記反射面に向
かうに従い拡張されたテーパ構造部を含んだ導波路とす
るのが好適である。その理由は、第１の発明でテーパ構
造部を設けた理由と同じである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの出願の
各発明の実施の形態について説明する。しかしながら、
説明に用いる各図はこの発明を理解出来る程度に概略的
に示してあるにすぎない。また、各図において同様の構
成成分については同一の番号を付して示し、その重複す
る説明を省略することもある。

【００２８】１．光合分波素子の第１の発明の実施の形
態（製法説明も含む） 図１は、光合分波素子の第１の発明の実施の形態にかか
る光合分波素子２０の平面図である。この光合分波素子
２０は、平面導波路２１と、入出力用導波路２３と、導
波路アレイ２５と、この導波路アレイ２５の各導波路の
終端にそれぞれ設けた反射手段２７とを、同一基板２９
に具える。以下、これら構成成分について説明する。

【００２９】平面導波路２１は、第１の端面２１ａおよ
び第２の端面２１ｂを有する。これら第１の端面２１ａ
および第２の端面２１ｂそれぞれを、この実施の形態で
は、曲面としてある。この平面導波路２１は、いわゆる
二次元光導波路構造により実現できる。

【００３０】また、入出力導波路２３は、この実施の形
態では、複数本の導波路（図では２３₁ 〜２３₄ の４本
の導波路）で構成する。もちろん、入出力導波路２３は
１本の場合があっても良い。これら入出力導波路２３₁
〜２３₄ は、平面導波路２１の第１の端面２１ａで、こ
の平面導波路２１に接続してある。然も、この実施の形
態の場合、入出力導波路２３₁ 〜２３₄ は、平面導波路
２１の第１の端面２１ａから外部に向かって放射状に引
き出された構造としてある。

【００３１】これら入出力導波路２３₁ 〜２３₄ それぞ
れは、任意好適な三次元光導波路構造により実現でき
る。例えば、基板表面近くに高屈折率な領域を形成する
いわゆる埋め込み型導波路構造は、これら入出力導波路
２３₁ 〜２３₄ を実現する１構造例として挙げられる。

【００３２】また、導波路アレイ２５は、長さの異なる
複数本の導波路（図では２５₁ 〜２５₇ の７本の導波
路）を有する。各導波路２５₁ 〜２５₇ それぞれは、任
意好適な三次元光導波路構造により実現できる。例え
ば、基板表面近くに高屈折率な領域を形成するいわゆる
埋め込み型導波路構造は、これら導波路２５₁ 〜２５₇
を実現する１構造例として挙げられる。

【００３３】この導波路アレイ２５の各導波路２５₁ 〜
２５₇ は、平面導波路２１の第２の端面２１ｂで、この
平面導波路２１に接続してある。しかも、この導波路ア
レイ２５は、所定の基準点Ｐを始点として平面導波路２
１から該平面導波路２１の外部に放射状に伸びた後に前
記反射手段２７側で互いに平行になる複数の導波路２５
₁ 〜２５₇ を有した導波路アレイとしてある。この基準
点Ｐとは、設計に応じた任意の点とできる。この実施の
形態では、平面導波路２１の第２の端面２１ｂの曲面を
規定する点を、基準点Ｐとしている。また、この実施の
形態では、導波路アレイ２５の一端の導波路２５₁ から
他端の導波路２５₇ に向かうに従い、導波路の長さを順
次に長くしてある。これら各導波路２５₁ 〜２５₇ の形
状や長さに関する設計方法は、後に詳細に説明する。

【００３４】また、導波路アレイ２５の各導波路２５₁
〜２５₇ の終端それぞれに設けた反射手段２７は、それ
ぞれの反射手段２７が有する反射面２７ａ同士が平行と
なるように設けてある。この実施の形態では、各反射手
段２７の各反射面２７ａの法線が、光合分波素子２０の
中心線Ｃに平行になるように、各反射手段２７を設けて
ある。なお、光合分波素子２０の中心線Ｃとは、ここで
は、入出力導波路２３と導波路アレイ２５とを結ぶ方向
（素子長の方向）の線分に平行な線であって、前記基準
点Ｐを通る線分とする。

【００３５】これら反射手段２７は、例えば、基板２９
の反射手段形成予定部分に、エッチング例えばドライエ
ッチングにより形成した凹部であって、該凹部の側壁自
体若しくは該側壁に設けた反射膜を前記反射面２７ａと
する凹部、で構成する。図２に反射手段２７およびその
周辺部分を拡大した図を示した。この図２の例の場合、
基板２９に形成した平面形状が四角形状の凹部２７ｂ
と、この凹部２７ｂの導波路アレイ側の側壁に設けた例
えば誘電体多層膜からなる反射膜（反射面）２７ａと
で、反射手段２７を構成した例を示している。

【００３６】また、基板２９は、例えば化合物半導体基
板、またはガラス基板、またはポリマー等、二次元導波
路構造および三次元導波路構造の作製が可能な任意好適
な基板で構成出来る。

【００３７】この第１の発明の光合分波素子では、図７
を用いて説明した従来の光合分波素子と同様に、分波動
作および合波動作を行なえる。例えば分波動作を簡単に
説明すれば次のようになる。

【００３８】波長多重された光信号を、例えば入出力導
波路２３₁ に入力する。この入力された光信号は、平面
導波路２１で広がった後、導波路アレイ２５の各導波路
アレイ２５₁ 〜２５₇ に分配される。分配された光それ
ぞれは、それぞれの導波路２５₁ 〜２５₇ を伝搬した
後、反射手段２７で反射され再び平面導波路２１に入力
する。ただし、導波路アレイ２５の各導波路アレイ２５
₁ 〜２５₇ の長さが異なるので、各導波路２５₁ 〜２５
₇ を伝搬する光間に光路長差が生じる。そのため、導波
路アレイ２５の各導波路２５₁ 〜２５₇ から平面導波路
２１に再び入った各光は、波長ごとで異なる位置に収束
する。この種の光合分波素子では、入出力導波路２３₁
〜２３₄ は、平面導波路２１の第１の端面２１ａの、各
波長が収束する位置に、予め接続してある。したがっ
て、異なる波長の光は、入出力導波路２３₁ 〜２３₄ の
うちの異なる入出力導波路から出力されるので、分波動
作が行なえる。合波動作は上記の分波動作の逆である。

【００３９】この第１の発明の光合分波素子では、導波
路アレイ２５の各導波路２５₁ 〜２５₇ それぞれの終端
に設ける反射手段２７の各反射面２７ａ同士が平行であ
る。そのため、例えばドライエッチングで基板２９に凹
部を形成して該凹部で反射手段２７を構成する場合で
も、例えば基板の結晶方位等の基板側の前記エッチング
に影響するパラメータを、各凹部で同じにできる。その
ため、エッチングを各凹部に対し均一に行なえる。その
ため、所望の反射手段を有した光合分波素子が実現され
る。

【００４０】次に、導波路アレイ２５の各導波路を設計
する方法の一例について、図１と、図２と、図３とを参
照して説明する。

【００４１】導波路アレイ２５の各導波路を導波路２５
_s として表す。このｓは、導波路アレイ２５の一端の導
波路から他端の導波路に向かって数える１〜Ｎの値の何
れかである（以下の第２の発明において同じ。）。ま
た、この例の場合、導波路アレイ２５の各導波路２５_s
の長さを、導波路アレイ２５の一端の導波路２５₁ から
他端の導波路２５_N に向かって順次に長くしてある例を
考える。

【００４２】この導波路アレイ２５の各導波路２５_s の
うち、光合分波素子２０の上記中心線Ｃ上に導波路が位
置した場合、この導波路は直線導波路で構成する。図１
の例の場合は、導波路２５₄ は、この例に相当する。も
ちろん、この発明では、中心線Ｃ上に導波路を配置しな
い構造があっても良い。

【００４３】また、導波路アレイ２５の各導波路２５_s
のうち、上記中心線Ｃ上の導波路（図１の例では導波路
２５₄ ）を除く各導波路は、前記基準点Ｐから前記中心
線Ｃに対し角度θ_S をもった状態で伸びる長さがＬ_s の
直線と、該直線に連なる半径Ｒかつ角度θ_s で規定され
る円弧と、該円弧に連なる長さがＬａ_s の直線とで規定
される平面形状の導波路としてある。各導波路２５_s
の、長さがＬａ_s の直線で規定される部分を、説明の都
合上、長さがＬａ_s の直線導波路部分２５ｘと称する。

【００４４】ただし、この実施の形態の場合、長さＬａ
_s は、ｓの値によらず、一定とする。すなわち、導波路
アレイ２５の各導波路２５₁ 〜２５_N それぞれの、長さ
がＬａ_s の直線導波路部分２５ｘは、いずれも同じ長さ
としてある。

【００４５】また、好ましくは、図２に示したように、
長さがＬａ_s の直線導波路部分２５ｘは、導波路幅が反
射面２７ａに向かうに従い拡張されたテーパ構造部２５
ｙを含む構造とするのが良い。こうすると、導波路２５
₁ 〜２５₇ を伝播してきた光のモードが反射面２７ａ近
傍で広がる。すると、もし反射面２７ａに不整（凹凸）
があっても、光に対する不整の影響を小さくできる。そ
のため、反射面２７ａにもし不整があってもそれに起因
する光損失を低減できる。

【００４６】上記の導波路アレイ２５の各導波路２５_s
の光路長をＬｆ_s とすると、このＬｆ_s は下記（１）式
のようになる。

【００４７】 Ｌｆ_s ＝Ｌ_s ＋Ｒθ_s ＋Ｌａ_s （１） ただし、Ｌａ_s を各導波路２５_s で一定としたので、こ
の（１）式は下記（１ａ）式のように書き直せる。

【００４８】Ｌｆ_s ＝Ｌ_s ＋Ｒθ_s （１ａ） すると、導波路アレイ２５の隣り合う導波路２５_s ，２
５_s+1 の光路長差ΔＬｆは、下記（２）式のようにな
る。

【００４９】 ΔＬｆ＝Ｌｆ_s+1 −Ｌｆ_s ＝ΔＬ_s ＋ＲΔθ_s （２） ただし、ΔＬ_s ＝Ｌ_s+1 −Ｌ_s 、Δθ_s ＝θ_s+1 −θ_s
である。

【００５０】設計を容易にするには、ΔＬｆ＝一定、か
つ、Δθ_s ＝一定とするのが良い。こうした場合は、上
記（２）式から、ΔＬ_s ＝ΔＬｆ−ＲΔθ_s である。

【００５１】また、｜θ_S ｜の最大値は、導波路アレイ
２５の両端の導波路２５₁ または２５_N が、上記中心線
Ｃとそれぞれなす角度であるので、θ₁ またはθ_N にな
る。また、導波路アレイ２５の各導波路のうち、一番短
い光路を持つ導波路の当該光路長を、Ｌｆ_min と表した
場合、Ｌｆ_min ＝Ｌ_smin＋Ｒθ₁ となる。このＬｆ_min
は、この実施の形態の場合、導波路２５₁ の光路長にな
る。また、Ｌ_sminは、この場合、導波路２５₁ の、Ｌ_s
すなわちＬ₁ である。このＬ_sminすなわちＬ₁は、この
実施の形態の場合は、基準点Ｐから平面導波路２１の第
２の端面２１ｂまでの直線距離と、導波路２５₁ の、平
面導波路２１との接続点近傍に、モードの不連続を解消
する意味で設ける直線導波路の長さとで決まる。

【００５２】このＬ_sminを用いて、Ｌ_s+1 ＝Ｌ_s ＋ΔＬ
_s に従い、導波路２５₂ 〜２５_N の直線導波路部分の長
さＬ_S を順次に計算する。すでに述べた通り、設計を容
易にするには、ΔＬｆ＝一定、かつ、Δθ_s ＝一定とす
るので、ΔＬ_s ＝ΔＬｆ−ＲΔθ_s である。

【００５３】すると、先ず、導波路番号ｓが２の導波路
２５₂ から、上記中心線Ｃ上の導波路（これを、以下、
導波路番号Ｍの導波路ともいう。）より１つ前の導波路
２５_M-1 までのＬ_s は、下記の（３）式のようになる。

【００５４】 Ｌ_s ＝（ｓ−１）（ΔＬｆ＋ＲΔθ_s ）＋Ｌ_smin （３） また、導波路番号Ｍの導波路２５_M 、すなわち上記中心
線Ｃ上の導波路２５_M（図１の例では導波路２５₄ ）の
Ｌ_s すなわちＬ_M は、下記の（４）式のようになる。た
だし、（Ｍ−１）Δθ＝θ₁ である。

【００５５】 Ｌ_M ＝（Ｍ−１）ΔＬｆ＋Ｒθ₁ ＋Ｌ_smin （４） また、導波路番号がＭの導波路２５_M から、導波路番号
がＮの導波路より１つ前の導波路２５_M-1 までのＬ_s
は、下記の（５）式のようになる。

【００５６】 Ｌ_s ＝（ｓ−１）ΔＬｆ−（ｓ−Ｍ）Δθ＋Ｒθ₁ ＋Ｌ_smin （５） また、導波路番号がＮの導波路２５_N のＬ_s すなわちＬ
_N は、下記の（６）式のようになる。ただし、（Ｎ−
Ｍ）Δθ＝θ_N である。

【００５７】 Ｌ_N ＝（Ｎ−１）ΔＬｆ＋Ｒ（θ₁ −θ_N ）＋Ｌ_smin （６） また、導波路アレイ２５の各導波路２５_s を、上記中心
線Ｃ上に投影した長さをＬｂ_s とする。すると、このＬ
ｂ_s は、下記の（７）式のようになる。

【００５８】 Ｌｂ_s ＝Ｌ_s ｃｏｓθ_s ＋Ｒｓｉｎθ_s ＋Ｌａ_s （７） また、図１に示した光合分波素子２０の導波路アレイ２
５の中心線Ｃに沿う長さをＸとすると、このＸは、導波
路アレイ２５中の長さが最も長い導波路２５_N（すなわ
ち図１の例では導波路２５₇ ）を、中心線Ｃに投影した
長さで、ほぼ表せる。すなわち、このＸは、下記（８）
式により表せる。これらＬｂ_N 、ＸおよびＬ_sminｃｏｓ
θ_N の関係を図に示すと図１のようになる。

【００５９】 Ｘ＝Ｌｂ_N −Ｌ_sminｃｏｓθ_N （８） この（８）式において、Ｌｂ_N は上記（７）式から、与
えられる。すなわち、Ｌｂ_N ＝Ｌ_N ｃｏｓθ_N ＋Ｒｓｉ
ｎθ_N ＋Ｌａ_N である。Ｌａ_N を、仮にゼロだとする
と、Ｌｂ_N ＝Ｌ_N ｃｏｓθ_N ＋Ｒｓｉｎθ_N である。こ
のＬｂ_N を（８）式に代入すると、下記（９）式のよう
になる。

【００６０】 Ｘ＝（Ｌ_N −Ｌ_smin）ｃｏｓθ_N ＋Ｒｓｉｎθ_N （９） この（９）式を用い、光合分波素子２０の中心線Ｃに沿
う素子長を算出する。ただし、上記ΔＬｆ＝２０μｍ＝
０．０２ｍｍ、上記Ｒ＝１０ｍｍ、θ_N ＝θ₁＝１０
°、導波路数Ｎ＝６３、Ｌ_smin＝３ｍｍとする。する
と、まず、Ｌ_N は上記（４）式から、下記（１０）式の
ようになる。

【００６１】 Ｌ_N ＝（６３−１）０．０２＋Ｒ（１０−１０）＋３＝４．２４ （１０） すると、Ｘは、 Ｘ＝（４．２４−３）ｃｏｓ１０＋１０ｓｉｎ１０≒
２．９ となる。

【００６２】一方、図７を用いて説明した従来の光合分
波素子の場合、Ｎ＝６４でかつΔＬｆ＝０．０２ｍｍと
すると、導波路アレイ１５（図７参照）の長さは、ほ
ぼ、６４×０．０２≒１．３ｍｍになる。

【００６３】これらから分かるように、上記の実施の形
態の光合分波素子では、導波路アレイの長さを、従来の
光合分波素子の２倍程度に抑えた状態で、反射手段２７
の反射面同士の平行化が図れる。

【００６４】２．光合分波素子の第２の発明の実施の形
態 上述した光合分波素子の第１の発明では、各反射手段２
７の反射面同士が平行になるように各反射手段を設けた
ので、図７を用いて説明した従来の光合分波素子に比
べ、所望の角度の反射面を有した反射手段を実現し易
い。しかし、第１発明では入出力ポートを分離すること
ができない。そこで、第２の発明では入出力ポートを分
離できる構造をも主張する。

【００６５】図４は、光合分波素子の第２の発明の実施
の形態にかかる、光合分波素子３０の平面図である。

【００６６】この光合分波素子３０は、第１のブロック
４０と、第２のブロック５０と、これら第１および第２
のブロックを接続する反射手段群６０とを、同一基板７
０に具える。詳細は後述するが、第１および第２のブロ
ック４０，５０は、同一の構造としてある。こうする
と、光合分波素子３０の設計を容易にできるからであ
る。然も、第１および第２のブロック４０，５０は、反
射手段群６０の各反射手段６０₁ 〜６０₇ が並ぶ直線Ｃ
３（詳細は後述する）に対し対称に、かつ、各ブロック
４０，５０の中心線Ｃ１、Ｃ２（詳細は後述する）が上
記直線Ｃ３に鋭角をもって交差する関係となるように、
配置してある。こうすると、光合分波素子３０の素子長
（図４の横方向の寸法）の増大を抑え易いからである。
以下、各構成成分について説明する。

【００６７】第１のブロック４０は、第１の平面導波路
４１と、この第１の平面導波路４１の第１の端面４１ａ
に接続された第１の入出力用導波路４３と、この第１の
平面導波路４１の第２の端面４１ｂに接続され、長さの
異なる複数の導波路（ここでは４５₁ 〜４５₇ ）を有し
た第１の導波路アレイ４５とを含む。

【００６８】第２のブロック５０は、第２の平面導波路
５１と、この第２の平面導波路５１の第１の端面５１ａ
に接続された第２の入出力用導波路５３と、この第２の
平面導波路５１の第２の端面５１ｂに接続され、長さの
異なる複数の導波路（ここでは５５₁ 〜５５₇ ）を有し
た第２の導波路アレイ５５とを含む。

【００６９】反射手段群６０は、第１の導波路アレイ４
５の導波路数と同数の反射手段６０₁ 〜６０₇ を具え
る。各反射手段６０₁ 〜６０₇ （代表して６０_s ともい
う。ｓは導波路アレイ４５の各導波路の番号である。）
は、この場合、図５に示したように、基板７０に設けた
凹部６０ｂと、この凹部６０ｂの側壁自体または側壁に
設けた反射膜で構成した反射面６０ａとで、構成する。

【００７０】この反射手段群６０は、これら反射手段６
０₁ 〜６０₇ が有する反射面６０ａ（図５参照）同士が
平行となるように、かつ、これら反射面６０ａが直線状
に並ぶように設けられた反射手段群となっている。具体
的には、この例の場合は、図４に示したように、各反射
手段６０₁ 〜６０₇ を、光合分波素子３０の幅方向に平
行な直線であって素子の中心を通る直線（中心線）Ｃ３
上に沿って、直線状に配置した構造となっている。

【００７１】そして、第１の導波路アレイ４５の導波路
４５₁ 〜４５₇ の終端と、第２の導波路アレイ５５の各
導波路５５₁ 〜５５₇ の終端とを、反射手段群６０の反
射面に重複なく接続して、第１の光ブロック４０と第２
の光ブロック５０とを接続してある。すなわち、導波路
４５₁ の終端と導波路５５₁ の終端とを、反射手段６０
₁ の反射面にそれぞれ接続し、導波路４５₂ の終端と導
波路５５₂ の終端とを、反射手段６０₂ の反射面にそれ
ぞれ接続し、・・・、導波路４５₇ の終端と導波路５５
₇ の終端とを、反射手段６０₇ の反射面にそれぞれ接続
するというようにして、第１の光ブロック４０と第２の
光ブロック５０とを接続してある。

【００７２】ただし、第１の導波路アレイ４５の各導波
路４５_s と第２の導波路アレイ５５の各導波路５５_s と
は、図５に示したように、反射の法則を満たすように、
すなわち、第１の導波路アレイ４５の導波路４５_s が、
反射面６０ａに対し角度θａ_s で接続され、かつ、第２
の導波路アレイ５５の導波路５５_s が、反射面６０ａに
対し導波路４５_s の場合と同じ角度θａ_s で接続される
ように、接続してある。なお、θａ_s は、反射手段６０
_s それぞれで、同じ場合、異なる場合いずれでも良い。

【００７３】上述の第１の平面導波路４１および第２の
平面導波路５１それぞれは、この場合、第１の発明の実
施の形態で説明した平面導波路２１の構成と同様な構成
とする。

【００７４】また、第１の入出力導波路４３は、この場
合、複数の入出力導波路４３₁ 〜４３₄ を具える。第２
の入出力導波路５３は、この場合、複数の入出力導波路
５３₁ 〜５３₄ を具える。もちろん、第１の入出力導波
路４３は、１本の入出力導波路で構成される場合があっ
ても良い。また、第２の入出力導波路５３は、１本の入
出力導波路で構成される場合があっても良い。

【００７５】これら第１および第２の入出力導波路４
３、５３それぞれは、第１の発明の実施の形態で説明し
た入出力導波路２３と同様、公知の三次元光導波路で構
成出来る。ただし、この実施の形態では、複数の入出力
導波路４３₁ 〜４３₄ および複数の入出力導波路５３₁
〜５３₄ それぞれは、光合分波素子３０の構造を合理的
にするため（主に素子長の短縮化を図るため）、曲線導
波路を含む導波路としてある。

【００７６】また、第１の導波路アレイ４５および第２
の導波路アレイ５５それぞれは、以下の様な構成とす
る。なお、この実施の形態では、第１および第２の導波
路アレイ４５、５５を同一の構造とするので、第１の導
波路アレイ４５に着目して、これら導波路アレイ４５、
５５の構造を説明する。この説明を図４および図５に加
え、図６をも参照して行なう。

【００７７】第１の導波路アレイ４５は、所定の第１基
準点Ｐ１を始点として第１の平面導波路４１からその外
部に放射状に伸びた互いに長さが異なる複数の導波路４
５₁〜４５₇ を有した導波路アレイとしてある。なお、
この第１基準点Ｐ１は、設計に応じた任意の点とでき
る。ここでは、第１の発明の実施の形態と同様に、平面
導波路４１の第１の端面４１ａの中心点を第１基準点Ｐ
１としてある。

【００７８】然も、第１の入出力導波路４１と第１の導
波路アレイ４５とを結ぶ方向の線分に平行なかつ上記の
第１基準点Ｐ１を通る第１中心線Ｃ１を考えたとき、第
１の導波路アレイ４５の各導波路４５₁ 〜４５₇ それぞ
れを、第１基準点Ｐ１から前記第１中心線Ｃ１に対し角
度θ_S をもった状態で伸びる長さがＬ_s の直線（図３参
照）と、該直線に連なる半径Ｒかつ角度θ_s で規定され
る円弧と、該円弧に連なる長さＬａ_s の直線とで規定さ
れる平面形状の導波路としてある。

【００７９】然も、第１の導波路アレイ４５の各導波路
４５₁ 〜４５₇ を第１中心線Ｃ１に投影した長さをＬｂ
_s とし、第１の導波路アレイ４５の各導波路４５₁ 〜４
５₇を第１中心線Ｃ１に垂直な線分に投影した長さをＹ_s
としたとき、第１の導波路アレイ４５の隣接する導波
路の前記Ｌｂ_s 同士の差ΔＬｂ_s と、前記Ｙ_s 同士の差
ΔＹ_s との比ΔＬｂ_s ／ΔＹ_s を一定としてある。

【００８０】ただし、第１の導波路アレイ４５の各導波
路４５₁ 〜４５₇ それぞれの、長さＬａ_s の直線導波路
部分それぞれは、長さをそれぞれ違えてある（後の設計
方法参照）。また、各導波路４５₁ 〜４５₇ の、長さが
Ｌａ_s の直線導波路部分は、図５に示したように導波路
幅が前記反射面に向かうに従い拡張されたテーパ構造部
を含んだ導波路とする。導波路幅をどのような具合で拡
張するかは、反射面の不整の具合等を考慮して決める。
テーパー構造部を設ける理由は、第１の発明でテーパー
構造部を設けた理由と同じである。

【００８１】上述のような第１の導波路アレイ４５の各
導波路４５_s は、例えば次のように設計出来る。

【００８２】各導波路４５₁ 〜４５₇ の光路長Ｌｆ_s
は、第１の発明と同様な考えで、下記（１１）式のよう
になる。

【００８３】 Ｌｆ_s ＝Ｌ_s ＋Ｒθ_s ＋Ｌａ_s （１１） また、導波路アレイ４５の各導波路４５_s を、上記第１
中心線Ｃ１上に投影した長さをＬｂ_s とする。すると、
このＬｂ_s は、第１発明と同様な考えで下記の（１２）
式のようになる。

【００８４】 Ｌｂ_s ＝Ｌ_s ｃｏｓθ_s ＋Ｒｓｉｎθ_s ＋Ｌａ_s （１２） また、導波路アレイ４５の各導波路４５_s を、上記第１
中心線Ｃ１に垂直な線分上に投影した長さをＹ_s とす
る。すると、このＹ_s は、下記の（１３）式のようにな
る。

【００８５】 Ｙ_s ＝Ｌ_s ｓｉｎθ_s ＋Ｒ（１−ｃｏｓθ_s ） （１３） 上記（１１）〜（１３）式から、導波路アレイ４５の隣
り合う導波路４５_s ，４５_s+1 の、光路長差ΔＬｆ_s 、
前記Ｌｂ_s の差ΔＬｂ_s 、前記Ｙ_s の差ΔＹ_sは、それ
ぞれ、以下の（１４）式〜（１６）式のようになる。

【００８６】 ΔＬｆ_s ＝ΔＬ_s ＋ＲΔθ_s ＋ΔＬａ_s （１４） ΔＬｂ_s ＝ΔＬ_s ｃｏｓθ_s ＋（Ｒｃｏｓθ_s −Ｌ_s ｓｉｎθ_s ）Δθ_s ＋ ΔＬａ_s （１５） ΔＹ_s ＝ΔＬ_s ｓｉｎθ_s ＋（Ｒｓｉｎθ_s ＋Ｌ_s ｃｏｓθ_s ）Δθ_s （１６） ただし、ΔＬ_s ＝Ｌ_s+1 −Ｌ_s 、Δθ_s ＝θ_s+1 −θ
_s 、ΔＬａ_s ＝Ｌａ_s+1−Ｌａ_s である。

【００８７】反射手段群６０の各反射手段６０₁ 〜６０
₇ が直線状に並ぶためには、第１の導波路アレイ４５の
上述したΔＬｂ_s ／ΔＹ_s が一定、すなわちΔＬｂ_s ／
ΔＹ_s ＝Ｋ（Ｋは定数）が必要である。この条件と上記
の（１５）式、（１６）式から、下記の（１７）式が導
出される。

【００８８】 ΔＬ_s （ｃｏｓθ_s −Ｋｓｉｎθ_s ）＋（−ＫＬ_s ｃｏｓθ_s −Ｌ_s ｓｉｎθ _s ＋Ｒｃｏｓθ_s −ＫＲｓｉｎθ_s ）Δθ_s ＋ΔＬａ_s ＝０ （１７） 上記（１４）式および（１７）式より、２つの未知数Δ
Ｌ_s 、ΔＬａ_s を求める。

【００８９】ちなみに、ΔＬ_s は下記（１８）式で与え
られる。

【００９０】 ΔＬ_s ＝［Ｒ＋Ｌ_s （Ｋｃｏｓθ_s ＋ｓｉｎθ_s ）／（ｃｏｓθ_s −Ｋｓｉｎ θ_s −１）］Δθ_s −ΔＬｆ／（ｃｏｓθ_s −Ｋｓｉｎθ_s −１） （２０） そして、求めたΔＬ_s 、ΔＬａ_s を用い、かつ、下記の
（１９）式および（２０）式により、Ｌ_s+1 、Ｌａ_s+1
をそれぞれ求めて行く。そうすることで、第１の導波路
アレイ４５の各導波路４５_s を設計できる。

【００９１】Ｌ_s+1 ＝Ｌ_s ＋ΔＬ_s （１９） Ｌａ_s+1 ＝Ｌａ_s ＋ΔＬａ_s （２０）

【００９２】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
出願の光合分波素子の第１の発明によれば、平面導波路
と、該平面導波路にその第１の端面で接続された入出力
用導波路と、該平面導波路にその第２の端面で接続さ
れ、長さの異なる複数の導波路を有した導波路アレイ
と、該導波路アレイの各導波路の終端にそれぞれ設けら
れた反射手段と、を具えた光合分波素子において、前記
反射手段それぞれを、これら反射手段が有する反射面同
士が平行となるように、設けてある。

【００９３】また、光合分波素子の製造方法の発明によ
れば、上記の、平面導波路、入出力用導波路、導波路ア
レイおよび反射手段を同一基板に具え、かつ、前記反射
手段をエッチングにより前記基板に形成した凹部で構成
した光合分波素子を製造するに当たり、各反射手段の反
射面同士が平行となるように、前記基板に前記凹部をそ
れぞれ形成する。

【００９４】そのため、これら第１の発明および製法発
明では、各凹部をエッチングで形成する際の、基板側の
例えば結晶方位などの条件を、各凹部で同じにできる。
そのため、所望の反射面を有した反射手段を得易い。し
たがって、所望の光合分波素子が得られる。

【００９５】また、この出願の光合分波素子の第２の発
明によれば、所定の第１および第２のブロックを、所定
の反射手段群で接続した構造を有する。そのため、第１
のブロック側の入出力導波路を入力ポートとして用い、
かつ、第２のブロック側の入出力導波路を出力ポートと
して用いることができる。そのため、所望の反射手段を
有した光合分波素子であって、入出力ポートの分離が可
能な光合分波素子が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】光合分波素子の第１の発明の説明図であり、特
に全体構造を説明する平面図である。

【図２】光合分波素子の第１の発明の説明図であり、特
に反射手段と、導波路アレイおよび反射手段の接続構造
とを説明する図である。

【図３】光合分波素子の第１の発明の説明図であり、特
に導波路アレイの構造および設計方法を説明する図であ
る。

【図４】光合分波素子の第２の発明の説明図であり、特
に全体構造を説明する平面図である。

【図５】光合分波素子の第２の発明の説明図であり、特
に反射手段と、導波路アレイおよび反射手段の接続構造
とを説明する図である。

【図６】光合分波素子の第２の発明の説明図であり、特
に導波路アレイの構造および設計方法を説明する図であ
る。

【図７】従来の光合分波素子の構造および課題を説明す
る図である。

【符号の説明】

２０：光合分波素子 ２１：平面導波路 ２１ａ：第１の端面 ２１ｂ：第２の端面 ２３（２３₁ 〜２３₄ ）：入出力導波路 ２５：導波路アレイ ２５₁ 〜２５₇ ，２５_s ：導波路アレイの各導波路 ２５ｘ：長さがＬａ_s の直線導波路部分 ２５ｙ：テーパ構造部 ２７：反射手段 ２７ａ：反射面 ２７ｂ：凹部 ２９：基板 Ｃ：中心線 Ｐ：基準点 ３０：光合分波素子 ４０：第１のブロック ４１：第１の平面導波路 ４１ａ：第１の端面 ４１ｂ：第２の端面 ４３（４３₁ 〜４３₄ ）：第１の入出力導波路 ４５：第１の導波路アレイ ４５₁ 〜４５₇ ，４５_s ：第１の導波路アレイの導波路 ４７：テーパ構造部 ５０：第２のブロック ５１：第２の平面導波路 ５１ａ：第１の端面 ５１ｂ：第２の端面 ５３（５３₁ 〜５３₄ ）：第２の入出力導波路 ５５：第２の導波路アレイ ５５₁ 〜５５₇ ，５５_s ：第２の導波路アレイの導波路 ５７：テーパ構造部 ６０：反射手段群 ６０₁ 〜６０₇ 、６０_s ：反射手段 ７０：基板 Ｐ１：第１基準点 Ｐ２：第２基準点 Ｃ１：第１中心線 Ｃ２：第２中心線

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面導波路と、該平面導波路にその第１
   の端面で接続された入出力用導波路と、該平面導波路に
   その第２の端面で接続され、長さの異なる複数の導波路
   を有した導波路アレイと、該導波路アレイの各導波路の
   終端にそれぞれ設けられた反射手段と、を具えた光合分
   波素子において、 前記反射手段それぞれを、これら反射手段が有する反射
   面同士が平行となるように、設けてあることを特徴とす
   る光合分波素子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光合分波素子におい
   て、 前記導波路アレイを、所定の基準点Ｐを始点として前記
   平面導波路から該平面導波路外部に放射状に伸びた後に
   前記反射手段側で互いに平行になる複数の導波路を有し
   た導波路アレイとし、然も、 前記入出力導波路と前記導波路アレイとを結ぶ方向の線
   分に平行なかつ前記基準点Ｐを通る中心線Ｃを考えたと
   き、 前記導波路アレイの各導波路それぞれを、前記基準点Ｐ
   から前記中心線Ｃに対し角度θ_s をもった状態で伸びる
   長さがＬ_s の直線と、該直線に連なる半径Ｒかつ角度θ
   _s で規定される円弧とで規定される平面形状の導波路部
   分を含む導波路としてあることを特徴とする光合分波素
   子（ただし、ｓは導波路アレイの一端の導波路から他端
   の導波路に向かって数える導波路番号であり、１〜Ｎで
   ある（Ｎは導波路アレイの導波路数）。また、前記中心
   線Ｃ上に導波路を配置する場合、該導波路は直線導波路
   とする。）。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光合分波素子におい
   て、 前記導波路アレイの各導波路を、前記円弧で規定される
   導波路部分に連なる長さＬａ_s の直線導波路部分であっ
   て導波路幅が前記反射面に向かうに従い拡張されたテー
   パ構造部を含む直線導波路部分を含む導波路としてある
   ことを特徴とする光合分波素子。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の光合分波素子におい
   て、 前記平面導波路、前記入出力導波路、前記導波路アレイ
   および前記反射手段それぞれを、同一基板に形成してあ
   り、 前記反射手段を、エッチングにより前記基板に形成した
   凹部であって、該凹部の側壁自体若しくは該側壁に設け
   た反射膜を前記反射面とする凹部で構成してあることを
   特徴とする光合分波素子。
5. 【請求項５】 平面導波路と、該平面導波路にその第１
   の端面で接続された入出力用導波路と、該平面導波路に
   その第２の端面で接続され、長さの異なる複数の導波路
   を有した導波路アレイと、該導波路アレイの各導波路の
   終端にそれぞれ設けられた反射手段とを、同一基板に具
   え、かつ、前記反射手段を、エッチングにより前記基板
   に形成した凹部であって、該凹部の側壁自体若しくは該
   側壁に設けた反射膜を反射面とする凹部で構成した光合
   分波素子を製造するに当たり、 各反射手段の反射面同士が平行となるように、前記基板
   に前記凹部をそれぞれ形成することを特徴とする光合分
   波素子の製造方法。
6. 【請求項６】 第１の平面導波路と、該第１の平面導波
   路の第１の端面に接続された第１の入出力用導波路と、
   該第１の平面導波路の第２の端面に接続され、長さの異
   なる複数の導波路を有した第１の導波路アレイと、を含
   む第１のブロック、 第２の平面導波路と、該第２の平面導波路の第１の端面
   に接続された第２の入出力用導波路と、該第２の平面導
   波路の第２の端面に接続され、長さの異なる複数の導波
   路を有しかつ該導波路数が前記第１の導波路アレイの導
   波路数と同じとされた第２の導波路アレイと、を含む第
   ２のブロック、および、 前記第１の導波路アレイの導波路数と同数の反射手段
   を、これら反射手段が有する反射面同士が平行となるよ
   うに、かつ、これら反射面が直線状に並ぶように配置し
   た反射手段群を具え、然も、 前記第１の導波路アレイの各導波路の終端と、前記第２
   の導波路アレイの各導波路の終端とを、前記反射手段群
   の反射面に重複なく接続して、前記第１の光ブロックと
   前記第２の光ブロックとを接続してあることを特徴とす
   る光合分波素子。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の光合分波素子におい
   て、 （Ａ）前記第１のブロックについては、 前記第１の導波路アレイを、所定の第１基準点Ｐ１を始
   点として前記第１の平面導波路から該第１の平面導波路
   外部に放射状に伸びた複数の導波路を有した導波路アレ
   イとしてあり、然も、 前記第１の入出力導波路と前記第１の導波路アレイとを
   結ぶ方向の線分に平行なかつ前記第１基準点Ｐ１を通る
   第１中心線Ｃ１を考えたとき、 該第１の導波路アレイの各導波路それぞれを、前記第１
   基準点Ｐ１から前記第１中心線Ｃ１に対し角度θ_s をも
   った状態で伸びる長さがＬ_s の直線と、該直線に連なる
   半径Ｒかつ角度θ_s で規定される円弧と、該円弧に連な
   る長さＬａ_s の直線とで規定される平面形状の導波路と
   してあり、然も、 前記第１の導波路アレイの各導波路を前記第１中心線Ｃ
   １に投影した長さをＬｂ_s とし、前記第１の導波路アレ
   イの各導波路を前記第１中心線Ｃ１に垂直な線分に投影
   した長さをＹ_s としたとき、前記第１の導波路アレイの
   隣接する導波路の前記Ｌｂ_s 同士の差ΔＬｂ_s と、前記
   Ｙ_s 同士の差ΔＹ_s との比ΔＬｂ_s ／ΔＹ_s を、前記第
   １の導波路アレイの各導波路で一定としてあり、 （Ｂ）前記第２のブロックについては、 前記第２の導波路アレイを、所定の第２基準点Ｐ２を始
   点として前記第２の平面導波路から該第２の平面導波路
   外部に放射状に伸びた複数の導波路を有した導波路アレ
   イとしてあり、然も、 前記第２の入出力導波路と前記第２の導波路アレイとを
   結ぶ方向の線分に平行なかつ前記第２基準点Ｐ２を通る
   第２中心線Ｃ２を考えたとき、 該第２の導波路アレイの各導波路それぞれを、前記第２
   基準点Ｐ２から前記第２中心線Ｃ２に対し角度θ_s をも
   った状態で伸びる長さがＬ_s の直線と、該直線に連なる
   半径Ｒかつ角度θ_s で規定される円弧と、該円弧に連な
   る長さＬａ_s の直線とで規定される平面形状の導波路と
   してあり、然も、 前記第２の導波路アレイの各導波路を前記第２中心線Ｃ
   ２に投影した長さをＬｂ_s とし、前記第２の導波路アレ
   イの各導波路を前記第２中心線Ｃ１に垂直な線分に投影
   した長さをＹ_s としたとき、前記第２の導波路アレイの
   隣接する導波路の前記Ｌｂ_s 同士の差ΔＬｂ_s と、前記
   Ｙ_s 同士の差ΔＹ_s との比ΔＬｂ_s ／ΔＹ_s を、前記第
   ２の導波路アレイの各導波路で一定としてあることを特
   徴とする光合分波素子（ただし、ｓは第１および第２導
   波路アレイそれぞれの一端の導波路から他端の導波路に
   向かって数える導波路番号であり、１〜Ｎである（Ｎは
   導波路アレイの導波路数）。また、前記第１中心線Ｃ１
   上に導波路を配置する場合、該導波路は直線導波路と
   し、前記第２中心線Ｃ２上に導波路を配置する場合、該
   導波路は直線導波路とする。）。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の光合分波素子におい
   て、 前記第１および第２の導波路アレイの各導波路を、前記
   長さがＬａ_s の直線導波路部分に、導波路幅が前記反射
   面に向かうに従い拡張されたテーパ構造部を含んだ、導
   波路とすることを特徴とする光合分波素子。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の光合分波素子におい
   て、 前記第１の光ブロック、前記第２の光ブロックおよび前
   記反射手段群それぞれを、同一基板に形成してあり、 前記反射手段群の各反射手段を、エッチングにより前記
   基板に形成した凹部であって、該凹部の側壁自体若しく
   は該側壁に設けた反射膜を前記反射面とする凹部で構成
   してあることを特徴とする光合分波素子。
10. 【請求項１０】 請求項６に記載の光合分波素子におい
    て、 前記第１の光ブロックと前記第２の光ブロックとを同一
    の構造としてあり、かつ、これら光ブロックを、前記反
    射手段群が並ぶ線を中心線として対称に配置してあるこ
    とを特徴とする光合分波素子。