JPWO2016021505A1 - 導波路 - Google Patents

Abstract

導波路１０は、第１方向（ｘ軸方向）に沿って延在する第１コア部（コア２１０）と、前記第１コア部（コア２１０）に併設され、前記第１方向（ｘ軸方向）に沿って延在する少なくとも１つの第２コア部（ダミーコア２２０）と、前記第１コア部（コア２１０）と前記第２コア部（ダミーコア２２０）とを分離するクラッド部２３０とを備え、前記第２コア部（ダミーコア２２０）は、横断面積が実質的に一定の第１領域（導波領域２４０）と、前記第１領域（導波領域２４０）の少なくとも一端に連続して設けられ、横断面積が前記第１領域（導波領域２４０）から遠ざかるにしたがって減少する第２領域（第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４）とを有する。これにより、第２コア部（ダミーコア）での光信号の伝送を抑制する。

Description

本発明は、導波路に関する。

導波路を利用した光通信技術が現在開発されている。導波路はコアを有しており、光信号がコアを介して伝送される。そして導波路を用いて高容量の光信号を伝送するために、複数のコアを並べることがある。一方で複数のコアを並べると互いに隣り合うコア同士の間でクロストークが生じる場合がある。このようなクロストークを防止するために、例えば特許文献１に記載されているように、互いに隣り合うコア同士の間に、ダミーコアを設けることがある。ダミーコアは、光信号の伝送に供しないコアであり、コア同士の間でのクロストークを遮断するよう機能する。

なお、特許文献２には、光源及び導光板を備える光源装置が記載されている。光源は導光板の端面の近傍に設けられている。この場合、導光板では光源の近傍において光量が過多となり、輝度ムラが生じることがある。そこで特許文献２では、導光板のうち光源の近傍部分に、光量を減少させる減光部を設けている。

特開２００１−２４２３３２号公報 国際公開第２０１３／１６１９４１号

しかしながら、特許文献１に記載されたようなダミーコアを設けると、光信号が、コアだけでなくダミーコア自体でも伝送されてしまう場合がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダミーコア（第２コア部）での光信号の伝送が抑制された導波路を提供することにある。

本発明によれば、
第１方向に沿って延在する第１コア部と、
前記第１コア部に併設され、前記第１方向に沿って延在する少なくとも１つの第２コア部と、
前記第１コア部と前記第２コア部とを分離するクラッド部とを備え、
前記第２コア部は、横断面積が実質的に一定の第１領域と、前記第１領域の少なくとも一端に連続して設けられ、横断面積が前記第１領域から遠ざかるにしたがって減少する第２領域とを有することを特徴とする導波路が提供される。

本発明によれば、第２コア部（ダミーコア）での光信号の伝送が抑制される。

図１は、第１の実施形態に係る導波路を示す平面図である。 図２は、図１において点線αで囲まれた領域を拡大した図である。 図３は、図２において点線βで囲まれた領域を拡大した図である。 図４は、図２のＡ−Ａ´断面図である。 図５は、図２のＢ−Ｂ´断面図である。 図６は、導波路の製造方法を説明するための断面図である。 図７は、第２の実施形態に係る導波路を示す平面図である。 図８は、図７において点線βで囲まれた領域を拡大した図である。 図９は、図７のＣ−Ｃ´断面図である。 図１０は、第３の実施形態に係る導波路を示す平面図である。 図１１は、図１０において点線βで囲まれた領域を拡大した図である。 図１２は、第１の実施形態の図１の他の構成例を示す図である。 図１３は、図１２において点線αで囲まれた領域を拡大した図である。 図１４は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。 図１５は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。 図１６は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。 図１７は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。 図１８は、第４の実施形態に係る導波路を示す平面図である。 図１９は、比較例に係る導波路を示す平面図である。 図２０は、遮光領域の数と光の減衰量の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る導波路１０を示す平面図である。図２は、図１において点線αで囲まれた領域を拡大した図である。図３は、図２において点線βで囲まれた領域を拡大した図である。図４は、図２のＡ−Ａ´断面図である。図５は、図２のＢ−Ｂ´断面図である。

導波路１０は、クラッド層１００、コア層２００、及びクラッド層３００を有している。クラッド層１００、コア層２００、及びクラッド層３００はこの順で積層されている。コア層２００は、コア２１０、ダミーコア２２０、及びクラッド部２３０を含んでいる。コア２１０は、光信号の伝送に供されるコアである。これに対してダミーコア２２０は光信号の伝送に供されないコアである。

なお、以下では、コア２１０及びダミーコア２２０が延在する第１方向であるコア２１０及びダミーコア２２０の長さ方向を「ｘ軸方向」、第１方向と直交する第２方向であるコア２１０及びダミーコア２２０の幅方向を「ｙ軸方向」、第１方向および第２方向の双方と直交する第３方向であるコア層２００の厚さ方向、換言すれば、クラッド層１００、コア層２００及びクラッド層３００の積層方向を「ｚ軸方向」として説明する。

図１〜図５に示す例において、コア２１０及びダミーコア２２０は、それぞれ全体としてｘ軸方向に延在した線状の形状を有している。ただしコア２１０及びダミーコア２２０の形状は図１〜図５に示す例に限定されるものではなく、例えばそのｘ軸方向の一部において湾曲していてもよい。以下、コア２１０及びダミーコア２２０が、それぞれ全体としてｘ軸方向に沿った線状の形状を有する例について説明する。

コア２１０及びダミーコア２２０は、コア層２００において、それぞれｙ軸方向に２つのクラッド部２３０によって挟まれている。さらに、コア２１０及びダミーコア２２０は、ｚ軸方向にクラッド層１００及びクラッド層３００によって挟まれている。コア２１０及びダミーコア２２０の屈折率は、クラッド部２３０及びクラッド層１００，３００の屈折率よりも高い。このため、コア２１０及びダミーコア２２０に光を閉じ込めることができる。

なお、コア２１０又はダミーコア２２０からクラッド部２３０及びクラッド層１００，３００にかけての屈折率分布は特に限定されるものではないが、例えば、ステップインデックス（ＳＩ）型の分布又はグレーテッドインデックス（ＧＩ）型の分布とすることができる。またコア２１０及びダミーコア２２０の屈折率ｎｃｏｒｅとクラッド部２３０及びクラッド層１００，３００の屈折率ｎｃｌａｄの差（｜ｎｃｏｒｅ／ｎｃｌａｄ−１｜×１００（％））は、０．３％以上５．５％以下とするのが好ましい。

図１〜図５に示す例において、クラッド層１００、コア層２００、及びクラッド層３００は、実質的に同一の平面形状を有している。そしてこの平面形状は実質的に矩形であり、この矩形は辺５０２，５０４，５０６，５０８を有している。辺５０２，５０４は互いに対向している。辺５０６，５０８は互いに対向しており、辺５０２，５０４よりも長い。したがって、コア層２００の辺５０２，５０４に沿った方向が「ｙ軸方向」に相当し、辺５０２，５０４と直交する方向が「ｘ軸方向」に相当する。ただし、クラッド層１００、コア層２００、及びクラッド層３００の平面形状は矩形に限定されるものではない。

コア２１０（「第１コア部」とも言う。）は、ｘ軸方向に沿って延在しており、その両端が辺５０２，５０４に達している。そしてコア２１０の横断面積は、その一端から他端にかけて実質的に一定である。図１〜図５に示す例では、コア２１０の厚さ及び幅は、その一端から他端にかけて実質的に一定である。

各コア２１０は、そのｙ軸方向において互いに対向する側面が、ｚ軸方向に沿って互いに実質的に平行になっている。さらに各コア２１０は、コア層２００の下面から上面にかけて形成され、コア層２００の下面及び上面に達している。このため、各コア２１０は、そのｘ軸方向に垂直な断面（横断面）において、実質的に矩形となっている。なお、コア２１０はコア層２００の下面及び上面に達していなくてもよい。

コア層２００には、複数のコア２１０がｙ軸方向に沿って実質的に等間隔に繰り返し並べられている。これらのコア２１０は、実質的に同一の長さを有するとともに、実質的に同一の厚さ及び幅を有している。なお、コア層２００は、コア２１０を２つのみ含んでいてもよい。この場合、２つのコア２１０が適当な間隔を置いてｙ軸方向に沿って並ぶことになる。

ダミーコア２２０は、間隙領域６０２及び外側領域６０４のそれぞれに、ｙ軸方向に沿って、互いに離間して設けられている。間隙領域６０２は、互いに隣り合うコア２１０同士の間の領域である。外側領域６０４は、ｙ軸方向に相当する複数のコア２１０が並んでいる方向において、いずれのコア２１０よりも外側に位置する領域である。間隙領域６０２及び外側領域６０４のいずれにおいても、ダミーコア２２０は、コア２１０に併設され、コア層２００の辺５０２から辺５０４にかけてｘ軸方向に沿って延在している。

各ダミーコア２２０はコア層２００の下面から上面にかけて形成されており、コア層２００の下面及び上面に達している。そして各ダミーコア２２０は、そのｙ軸方向において互いに対向する側面が、ｚ軸方向に沿って互いに実質的に平行になっている。このため、各ダミーコア２２０は、そのｘ軸方向に垂直な断面（横断面）において、実質的に矩形となっている。なお、ダミーコア２２０はコア層２００の下面及び上面に達していなくてもよい。

図１〜図５に示す例では、間隙領域６０２に複数のダミーコア２２０が位置している。ただし間隙領域６０２に含まれるダミーコア２２０の数は複数に限定されるものではなく、１つのみであってもよい。

さらに図１〜図５に示す例では、間隙領域６０２におけるダミーコア２２０は実質的に同じ長さを有しており、これらのダミーコア２２０の両端は、コア層２００の辺５０２，５０４に達している。ただし、これらのダミーコア２２０の両端は、辺５０２，５０４に達していなくてもよい。すなわち、間隙領域６０２におけるダミーコア２２０の長さは、コア２１０の長さよりも短くてもよい。

さらに図１〜図５に示す例では、外側領域６０４にも複数のダミーコア２２０が位置している。そしてこれらの複数のダミーコア２２０のうち一部のダミーコア２２０の長さが他のダミーコア２２０と比べて短くなっている。この場合、この短いダミーコア２２０よりも内側にコア２１０が位置することになる。すなわち、上記の短いダミーコア２２０がコア２１０の位置を示す目印として機能する。

各ダミーコア２２０は、導波領域２４０及び導波領域２４０に連続して設けられた遮光領域２５０を含んでいる。導波領域２４０では、その厚さ及び幅Ｗ（ｘ）が実質的に一定となっている。これに対して遮光領域２５０では、その厚さが実質的に一定であるが、その幅Ｗ（ｘ）がコア層２００の辺５０２から辺５０４に向かうにしたがって変化している。

遮光領域２５０は、導波領域２４０（「第１領域」とも言う。）にそれぞれ連続して設けられた第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４（それぞれ「第２領域」とも言う。）を含んでいる。第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４は、コア層２００の辺５０２から辺５０４に向かってこの順に並んでいる。第１遮光領域２５２では、その厚さが実質的に一定であるが、辺５０２から辺５０４に向かうにしたがって、その幅Ｗ（ｘ）が狭くなっている。これに対して第２遮光領域２５４では、その厚さが実質的に一定であるが、辺５０２から辺５０４に向かうにしたがって、その幅Ｗ（ｘ）が広がっている。すなわち、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４は、いずれも、その厚さが実質的に一定であるが、その幅Ｗ（ｘ）が導波領域２４０から遠ざかるにしたがって減少している。なお、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４において、Ｗ（ｘ）は、例えばｘに関する連続関数（例えば、三角関数又は多項式）によって示すことができるが、これに限定されるものではない。

第１遮光領域２５２は、この第１遮光領域２５２を介して第２遮光領域２５４の反対側に位置する導波領域２４０と繋がっている。同様に第２遮光領域２５４は、この第２遮光領域２５４を介して第１遮光領域２５２の反対側に位置する導波領域２４０と繋がっている。

換言すれば、各ダミーコア２２０は、コア２１０に併設され、ｘ軸方向に沿って延在する複数のダミーコア単位（「第２コア部」とも言う。）を含んでいる。具体的には、複数のダミーコア単位は、それぞれｘ軸方向に沿って設けられた１つの第１ダミーコア単位、１つの第２ダミーコア単位及び複数（本実施形態では、４つ）の第３ダミーコア単位を含んでいる。第１ダミーコア単位は、辺５０２の最も近傍に位置し、第２ダミーコア単位は、辺５０４の最も近傍に位置し、各第３ダミーコア単位は、第１ダミーコア単位と第２ダミーコア単位との間に位置している。

第１ダミーコア単位、第２ダミーコア単位及び第３ダミーコア単位は、ｚ軸方向から見て（導波路１０の平面視で）、それぞれ形状が異なっている。具体的には、第１ダミーコア単位は、導波領域２４０と、導波領域２４０の辺５０４側の一端に連続して設けられた第１遮光領域２５２とを含む。第２ダミーコア単位は、導波領域２４０と、導波領域２４０の辺５０２側の一端に連続して設けられた第２遮光領域２５４とを含む。各第３ダミーコア単位は、導波領域２４０と、導波領域２４０の両端（辺５０４側の一端及び辺５０２側の一端）にそれぞれ連続して設けられた第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４とを含む。

ｚ軸方向から見て、第１遮光領域２５２の各側面は、直線形状となっている。そして第１遮光領域２５２の各側面は、ｚ軸方向から見て、導波領域２４０から第２遮光領域２５４に向かうにしたがってダミーコア２２０の内側に、すなわち、ダミーコア２２０の中心線に向かって傾いている。

図３に示すように、第１遮光領域２５２の各側面とｙ軸方向とのなす角度を角度θとした場合、コア層２００の辺５０２側からｘ軸方向に沿ってダミーコア２２０を伝搬した光が、第１遮光領域２５２の側面からクラッド部２３０に角度θで入射することになる。角度θは、例えば、ダミーコア２２０及びクラッド部２３０の開口数（ＮＡ＝ｓｉｎθｍａｘ）の受入角度（θｍａｘ）よりも大きく設定するのが好ましい。具体的には、角度θは、５°以上９０°未満であるのが好ましく、５°以上４５°以下であるのがより好ましく、８°以上２０°以下であるのがさらに好ましい。

ｚ軸方向から見て、第２遮光領域２５４の各側面も、直線形状となっている。そして第２遮光領域２５４の各側面は、ｚ軸方向から見て、導波領域２４０から第１遮光領域２５２に向かうにしたがってダミーコア２２０の内側に、すなわち、ダミーコア２２０の中心線に向かって傾いている。図１〜図５に示す例において、第２遮光領域２５４の平面形状は、ｙ軸方向に沿って第１遮光領域２５２と第２遮光領域２５４との間を通過する直線に関して、第１遮光領域２５２の平面形状と実質的に対称となっている。

ｚ軸方向から見て、第１遮光領域２５２の両側面は、第２遮光領域２５４側で鋭角に交わり、その交点において端２６２を形成している。同様に、ｚ軸方向から見て、第２遮光領域２５４の両側面は、第１遮光領域２５２側で鋭角に交わり、その交点において端２６４を形成している。そして端２６２，２６４は、ダミーコア２２０のｙ軸方向のおおよそ中央（実質的にダミーコア２２０の中心線上）において互いに繋がって（接触して）いる。すなわち、ｚ軸方向から見て（導波路１０の平面視において）、第１ダミーコア単位、第２ダミーコア単位及び第３ダミーコア単位は、いずれもその中心線に対して実質的に線対称な形状を有している。ただし、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４の形状はこれに限定されるものではない。例えば、端２６２，２６４は、ｚ軸方向から見て、第２遮光領域２５４及び第１遮光領域２５２側にそれぞれ凸となるように湾曲して（丸みを帯びて）いてもよい。

図１〜図５に示す例において、各ダミーコア２２０は、複数の遮光領域２５０を含んでいる。そしてこれらの複数の遮光領域２５０が導波領域２４０を介してｘ軸方向に沿って実質的に等間隔に繰り返し設けられている。さらに複数のダミーコア２２０において、遮光領域２５０の配置位置及び配置間隔は、実質的に等しく設定されている。このため、実質的に等しい配置位置に設けられた遮光領域２５０は、ｙ軸方向に沿って実質的に一直線上に位置している。ただし、ダミーコア２２０に含まれる遮光領域２５０の数は図１〜図５に示す例に限定されるものではなく、例えば１つのみであってもよい。

さらに図１〜図５に示す例では、ダミーコア２２０の遮光領域２５０を除いた領域（導波領域２４０）は、コア２１０の幅と実質的に等しい幅を有している。そして複数のコア２１０及び複数のダミーコア２２０がｙ軸方向に沿って実質的に等間隔に並んでいる。なお、ダミーコア２２０の幅は図１〜図５に示す例に限定されるものではない。例えば、ダミーコア２２０の幅は、コア２１０の幅よりも狭くてもよい。この場合、コア層２００のダミーコア２２０が占める領域の幅を小さくすることができる。このため、コア層２００中により多くのコア２１０を高密度に配置することができる。

図６は、導波路１０の製造方法を説明するための断面図である。図６は、図２のＡ−Ａ´断面図に相当する。なお、導波路１０の製造方法は、図６に示す例に限定されるものではない。

まず、クラッド層１００を準備する。クラッド層１００は、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、又はポリオレフィン系樹脂により形成することができる。より詳細には、クラッド層１００は、例えば、ポリノルボルネンで形成するのが好ましい。ただし、クラッド層１００の材料は、これらに限定されるものではない。

次に、図６（ａ）に示すように、クラッド層１００の上にコア層２００を形成する。コア層２００は、光重合性モノマーが分散されたポリマーにより形成することができる。このモノマーの重合体は、上記ポリマーよりも低い屈折率を有する。コア層２００のポリマーには、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、又はポリオレフィン系樹脂を用いることができる。より詳細には、コア層２００のポリマーには、例えば、ポリノルボルネンを用いるのが好ましい。コア層２００のモノマーには、例えば、ノルボルネン系モノマー、アクリル酸（メタクリル酸）系モノマー、エポキシ系モノマー、又はスチレン系モノマーを用いることができる。より詳細には、コア層２００のモノマーには、例えば、オキセタンモノマーを用いるのが好ましい。ただし、上記のポリマー及びモノマーの材料はこれらに限定されるものではない。

次に、図６（ｂ）に示すように、コア層２００を介してクラッド層１００と対向する位置にマスク４００を配置する。図６（ｂ）に示す例において、マスク４００は、コア層２００のうちコア２１０及びダミーコア２２０が形成される領域を覆う形状を有している。

次に、マスク４００を介してコア層２００に光（例えば、可視光、赤外線又は紫外線）を照射する。この場合、コア層２００の露光領域では、上記モノマーの重合反応が生じる。これにより露光領域のモノマー濃度が減少する。このため、非露光領域におけるモノマーが露光領域に拡散する。拡散したモノマーによって、露光領域では重合反応がさらに生じる。このようにして非露光領域には主に上記ポリマーが存在することで、非露光領域が高屈折率領域となり、露光領域には主に上記モノマーの重合体が存在することで、露光領域が低屈折率領域となる。結果、非露光領域にはコア２１０及びダミーコア２２０が形成され、露光領域にはクラッド部２３０が形成される。

次に、コア層２００の上にクラッド層３００を形成する。これにより、導波路１０が得られる。クラッド層３００は、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、又はポリオレフィン系樹脂により形成することができる。より詳細には、クラッド層３００は、例えば、ポリノルボルネンで形成するのが好ましい。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態では、コア層２００は、互いに実質的に平行な辺５０２，５０４を含む平面形状を有している。そしてコア層２００には、複数のコア２１０がｙ軸方向に沿って互いに離間して並べられている。各コア２１０は、辺５０２から辺５０４にかけてｘ軸方向に沿って延在している。そして各コア２１０の厚さ及び幅は、その一端から他端にかけて実質的に一定である。このため、これらの複数のコア２１０によって、光信号を辺５０２から辺５０４に伝送することができる。

コア層２００には、複数のダミーコア２２０がｙ軸方向に沿って互いに離間して形成されている。各ダミーコア２２０は、辺５０２から辺５０４にかけてｘ軸方向に沿って延在している。そしてダミーコア２２０は、互いに隣り合うコア２１０同士の間に位置している。そしてダミーコア２２０とコア２１０との間及びダミーコア２２０同士の間には、これらを互いに分離するクラッド部２３０が位置している。この場合クロストークによってコア２１０から漏れ出た光が、ダミーコア２２０とクラッド部２３０との界面において拡散反射することが考えられる。このため、互いに隣り合うコア２１０同士の間のクロストークをダミーコア２２０によって防止することができる。なお、ダミーコア２２０は光信号の伝送に供されないコアである。

各ダミーコア２２０は、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４を含んでいる。第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４は、辺５０２から辺５０４に向かってこの順に並んでいる。第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４の厚さは実質的に一定である。第１遮光領域２５２では、辺５０２から辺５０４に向かうにしたがって、その幅が狭くなっている。これに対して第２遮光領域２５４では、辺５０２から辺５０４に向かうにしたがって、その幅が広がっている。

ｚ軸方向から見て、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４の各側面は、辺５０２，５０４とｘ軸方向に対して傾いている。これより、ダミーコア２２０をｘ軸方向に沿って導波される光は、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４の側面で拡散反射することが考えられる。このようにして、辺５０２側からダミーコア２２０に入力された光が辺５０４まで伝搬することを抑制することができる。

さらに図１〜図５に示す例では、ｚ軸方向から見て、第１遮光領域２５２の各側面がｙ軸方向に対して角度θ傾いている。この場合、コア層２００の辺５０２側からダミーコア２２０のｘ軸方向に沿って伝搬した光は、第１遮光領域２５２の側面からクラッド部２３０に角度θで入射することになる。角度θは、ダミーコア２２０及びクラッド部２３０の開口数（ＮＡ＝ｓｉｎθｍａｘ）の受入角度（θｍａｘ）よりも大きく設定するのが好ましい。この場合、辺５０２側からｘ軸方向に沿ってダミーコア２２０を伝搬した光は、第１遮光領域２５２の側面とクラッド部２３０との界面で全反射することなく、クラッド部２３０に入射することになる。このため、辺５０２側からダミーコア２２０に入力した光を辺５０４までに伝搬することをさらに効果的に抑制することができる。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る導波路１０を示す平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。図８は、図７において点線βで囲まれた領域を拡大した図であり、第１の実施形態の図３に対応する。図９は、図７のＣ−Ｃ´断面図である。本実施形態に係る導波路１０は、第１遮光領域２５２の端２６２と第２遮光領域２５４の端２６４が離間している点を除いて、第１の実施形態に係る導波路１０と同様の構成である。

詳細には、導波路１０は、コア層２００にダミーコア２２０を含んでいる。各ダミーコア２２０は、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４を含んでいる。第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４は、各ダミーコア２２０のｘ軸方向に沿って、この順に並んでいる。

第１遮光領域２５２は、この第１遮光領域２５２を介して第２遮光領域２５４の反対側に位置する導波領域２４０と繋がっている。同様に第２遮光領域２５４は、この第２遮光領域２５４を介して第１遮光領域２５２の反対側に位置する導波領域２４０と繋がっている。

導波領域２４０では、その厚さ及び幅が実質的に一定となっている。これに対して、第１遮光領域２５２では、その厚さが実質的に一定であるが、第１遮光領域２５２に繋がっている導波領域２４０から第２遮光領域２５４に向かうにしたがって、その幅が狭くなっている。さらに第２遮光領域２５４では、その厚さが実質的に一定であるが、第１遮光領域２５２から第２遮光領域２５４に繋がっている導波領域２４０に向かうにしたがって、その幅が広がっている。

ｚ軸方向から見て、第１遮光領域２５２の両側面は、第２遮光領域２５４側で鋭角に交わり、その交点において端２６２を形成している。同様に、ｚ軸方向から見て、第２遮光領域２５４の両側面は、第１遮光領域２５２側で鋭角に交わり、その交点において端２６４を形成している。ただし、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４の形状はこれに限定されるものではない。例えば、端２６２，２６４は、ｚ軸方向から見て、第２遮光領域２５４及び第１遮光領域２５２側にそれぞれ凸となるように湾曲して（丸みを帯びて）いてもよい。

互いに隣り合う端２６２と端２６４とは、ｘ軸方向において距離Ｄ離間している。すなわち、互いに隣り合う２つのダミーコア単位同士が、ｘ軸方向において距離Ｄ離間している。そして端２６２（第１遮光領域２５２）と端２６４（第２遮光領域２５４）との間、すなわち、ダミーコア単位同士の間には、クラッド部２３０が位置している。距離Ｄは、５μｍ以上１０００μｍ以下に設定するのが好ましい。

図７及び図８に示す例では、端２６２，２６４は、実質的にｘ軸方向に沿った一直線上に位置している。具体的には、端２６２，２６４は、ダミーコア２２０のｙ軸方向のおおよそ中央（実質的にダミーコア２２０の中心線上）に位置している。ただし、端２６２，２６４の位置は図７及び図８に示す例に限定されるものではない。例えば、端２６２，２６４は、ｙ軸方向に互いにずれていてもよい。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係る導波路１０を示す平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。図１１は、図１０において点線βで囲まれた領域を拡大した図であり、第１の実施形態の図３に対応する。本実施形態に係る導波路１０は、以下の点を除いて、第１の実施形態に係る導波路１０と同様の構成である。

導波路１０は、コア層２００にダミーコア２２０を含んでいる。各ダミーコア２２０は、導波領域２４０及び第１遮光領域２５２を含む一方で、図３に示すような第２遮光領域２５４を含んでいない。すなわち、本実施形態では、各ダミーコア２２０は、複数の第１ダミーコア単位を含むが、第２ダミーコア単位及び第３ダミーコア単位を含んでいない。

詳細には、導波領域２４０及び第１遮光領域２５２は、ダミーコア２２０のｘ軸方向に沿って、この順に並んでいる。導波領域２４０と第１遮光領域２５２とは互いに繋がっている。

導波領域２４０では、その厚さ及び幅が実質的に一定となっている。これに対して、第１遮光領域２５２では、その厚さが実質的に一定であるが、辺５０２側の導波領域２４０から辺５０４側の導波領域２４０に向かうにしたがって、その幅が狭くなっている。このため、ｚ軸方向から見て、導波領域２４０は、これに繋がっている第１遮光領域２５２と反対側の端面がｙ軸方向と実質的に平行となっている。

ｚ軸方向から見て、第１遮光領域２５２の両側面は、第１遮光領域２５２に繋がっている導波領域２４０と反対側で鋭角に交わり、その交点において端２６２を形成している。ただし、第１遮光領域２５２の形状はこれに限定されるものではない。例えば、端２６２は、ｚ軸方向から見て、隣り合う導波領域２４０側（第１遮光領域２５２に繋がっている導波領域２４０と反対側）に凸となるように湾曲して（丸みを帯びて）いてもよい。

図１０及び図１１に示す例において、端２６２は、隣り合う導波領域２４０と接触している。すなわち、ｘ軸方向において互いに隣り合う２つの第１ダミーコア単位（第２コア部）において、一方の第１ダミーコア単位の導波領域２４０（第１領域）と他方の第１ダミーコア単位の第１遮光領域２５２（第２領域）とが接触している。ただし、端２６２は隣り合う導波領域２４０から離間していてもよい。端２６２と隣り合う導波領域２４０とが離間している場合、その離間距離は、ｘ軸方向に、例えば、５μｍ以上１０００μｍ以下に設定するのが好ましい。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、例えば、辺５０２（図１）から光を入力し、辺５０４（図１）から光が出力される。

（他の構成例１）
図１２は、第１の実施形態の図１の他の構成例を示す図である。図１３は、図１２において点線αで囲まれた領域を拡大した図であり、第１の実施形態の図２に対応する。本構成例は、互いに隣り合うダミーコア２２０において、遮光領域２５０の配置位置がｘ軸方向に互いにずれている点を除いて、第１の実施形態と同様である。

詳細には、互いに隣り合う第１のダミーコア２２０及び第２のダミーコア２２０の各々には、複数の遮光領域２５０がｘ軸方向に沿って実質的に等間隔に繰り返し設けられている。そして遮光領域２５０は、ｘ軸方向に沿って、第１のダミーコア２２０及び第２のダミーコア２２０の間で互い違いに配置されている。図１２及び図１３に示す例では、ｙ軸方向から見て、第１のダミーコア２２０の１つの遮光領域２５０が、第２のダミーコア２２０において互いに隣り合う２つの遮光領域２５０の配置点を結ぶ線分のおおよそ中心（第２のダミーコア２２０の導波領域２４０のおおよそ中心）に位置している。

本構成例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の構成例２）
図１４は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。本構成例は、クラッド層３００が形成されていない点を除いて、第１の実施形態と同様である。

本構成例においても、コア層２００は、コア２１０及びダミーコア２２０を含んでいる。そして、コア層２００のクラッド層１００と反対側の面がコア２１０及びダミーコア２２０よりも低い屈折率を有する気体（例えば、空気）又は液体（例えば、水）に接している。この場合、クラッド層３００が形成されていなくても、光をコア２１０及びダミーコア２２０に閉じ込めることができる。

なお、コア層２００のクラッド層１００と反対側の面には、保護層（不図示）を形成してもよい。保護層は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）により形成することができる。

本構成例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の構成例３）
図１５は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。本構成例は、クラッド層１００，３００が形成されていない点を除いて、第１の実施形態と同様である。

本構成例においても、コア層２００は、コア２１０及びダミーコア２２０を含んでいる。そして、コア層２００の上面及び下面がコア２１０及びダミーコア２２０よりも低い屈折率を有する気体（例えば、空気）又は液体（例えば、水）に接している。この場合、クラッド層１００，３００が形成されていなくても、光をコア２１０及びダミーコア２２０に閉じ込めることができる。なお、コア層２００の上面及び下面には、構成例２と同様に保護層を形成してもよい。

本構成例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の構成例４）
図１６は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。本構成例は、以下の点を除いて、第１の実施形態と同様である。

クラッド層１００の上には、コア２１０及びダミーコア２２０が形成されている。コア２１０及びダミーコア２２０は、ｙ軸方向において間隙を介して互いに離間している。そしてコア２１０及びダミーコア２２０を覆うクラッド層３００が形成されている。この場合、クラッド層３００の一部は、上記の間隙に位置してクラッド部２３０となる。このようにして、上記のコアのｘ軸方向に実質的に垂直な断面（横断面）において、クラッド層１００及びクラッド層３００（クラッド部２３０）が各コアを囲むことになる。これにより、コア２１０及びダミーコア２２０に光が閉じ込められる。

本構成例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（他の構成例５）
図１７は、第１の実施形態の図４の他の構成例を示す図である。本構成例は、以下の点を除いて、第１の実施形態と同様である。

クラッド層１００の表面には、複数の溝が間隙を介して互いに離間して形成されている。そしてこの溝には、コア２１０及びダミーコア２２０が埋め込まれている。この場合、クラッド層１００の一部は、上記の間隙に位置してクラッド部２３０となる。上記の溝が形成された面には、クラッド層３００が形成されている。このようにして、上記のコアのｘ軸方向に垂直な断面（横断面）において、クラッド層１００（クラッド部２３０）及びクラッド層３００が各コアを囲むことになる。これにより、コア２１０及びダミーコア２２０に光が閉じ込められる。

本構成例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
図１８は、第４の実施形態に係る導波路１０を示す平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。本実施形態に係る導波路１０は、ダミーコア２２０が遮光領域２５０にクラッド部２７０を有している点を除いて、第１の実施形態に係る導波路１０と同様の構成である。

クラッド部２７０は、平面形状が円形のクラッド部である。クラッド部２７０の屈折率は、クラッド部２３０の屈折率と等しくても、異なっていてもよいが、等しいのが好ましい。クラッド部２７０は、例えば図４又は図５に示すように、コア層２００の上面から下面にかけて形成されている。この場合、クラッド部２７０は、上面がコア層２００の上面に達し、下面がコア層２００の下面に達している。

詳細には、第１遮光領域２５２及び第２遮光領域２５４の各々は、その導波領域２４０と反対側の端面に、平面形状が半円形の溝部を有している。この溝部は、第１遮光領域２５２又は第２遮光領域２５４のｙ軸方向において実質的に中央に位置し、コア層２００の上面及び下面に達している。互いに隣り合う第１遮光領域２５２と第２遮光領域２５４とは接触しており、２つの溝部で画成される平面形状が円形の孔部にクラッド部２７０が位置している。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（実施例１）
第１の実施形態の図１〜図５に示す構成の導波路１０を製造した。具体的な条件は下記のとおりである。
クラッド層１００の材料：ポリノルボルネン
コア層２００のポリマー材料：ポリノルボルネン
コア層２００のモノマー材料：オキセタンモノマー
クラッド層３００の材料：ポリノルボルネン
コア２１０の幅：５０μｍ
コア２１０の長さ：１００ｍｍ
ダミーコア２２０の幅：５０μｍ
ダミーコア２２０の長さ：１００ｍｍ
コア２１０及びダミーコア２２０の配置間隔：１２．５μｍ
角度θ：１１．５°
遮光領域２５０の配置間隔：１０００μｍ

（実施例２）
図１８に示す構成の導波路１０を製造した。具体的な条件は、下記のとおりである。
クラッド層１００の材料：ポリノルボルネン
コア層２００のポリマー材料：ポリノルボルネン
コア層２００のモノマー材料：オキセタンモノマー
クラッド層３００の材料：ポリノルボルネン
コア２１０の幅：５０μｍ
コア２１０の長さ：１００ｍｍ
ダミーコア２２０の幅：５０μｍ
ダミーコア２２０の長さ：１００ｍｍ
コア２１０及びダミーコア２２０の配置間隔：１２．５μｍ
クラッド部２７０の直径：３０μｍ
クラッド部２７０（遮光領域２５０）の配置間隔：２５０μｍ

（比較例）
図１９は、比較例に係る導波路１０を示す平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。比較例に係る導波路１０は、ｘ軸方向に互いに隣り合うダミーコア単位同士が隙間をおいて配置され、ダミーコア２２０がｘ軸方向において分断されている点を除いて、実施例２に係る導波路１０と同様の構成である。すなわち、比較例に係る導波路１０では、各ダミーコア単位は、遮光領域を有さず、平面形状が長方形をなしている。

比較例では、図１９に示す構成の導波路１０を製造した。具体的な条件は、下記のとおりである。
クラッド層１００の材料：ポリノルボルネン
コア層２００のポリマー材料：ポリノルボルネン
コア層２００のモノマー材料：オキセタンモノマー
クラッド層３００の材料：ポリノルボルネン
コア２１０の幅：５０μｍ
コア２１０の長さ：１００ｍｍ
ダミーコア２２０の幅：５０μｍ
ダミーコア２２０の長さ：１００ｍｍ
コア２１０及びダミーコア２２０の配置間隔：１２．５μｍ
互いに隣り合うダミーコア単位同士の離間距離：３０μｍ
互いに隣り合うダミーコア単位同士の隙間の配置間隔：２５０μｍ

各実施例及び比較例の導波路１０について、コア層２００の辺５０２からすべてのコア２１０及びダミーコア２２０に同強度の光を入力した。そしてコア層２００の辺５０４でのダミーコア２２０の光の強度を測定した。このようにして、遮光領域２５０又は互いに隣り合うダミーコア単位同士の隙間の数が０，５，１０，１５，２０，４０個の場合それぞれについて、ダミーコア２２０での光の減衰量を測定した。なお、遮光領域２５０又は互いに隣り合うダミーコア単位同士の隙間は、ダミーコア２２０のｘ軸方向の中央部に偏在するように形成した。図２０は、実施例１及び２における遮光領域の数と光の減衰量の関係を示すグラフである。

なお、光の減衰量は、下記の式によって定義される。
減衰量［ｄＢ］＝−１０ｌｏｇ（Ａ５０４／Ａ５０２）
ただし、Ａ５０２は辺５０２でのダミーコア２２０の光の強度を示し、Ａ５０４は辺５０４でのダミーコア２２０の光の強度を示す。

図２０に示すように、実施例１及び実施例２のいずれにおいても、遮光領域（遮光領域２５０）の数の増加にともない、減衰量が増加している。なお、図示していないが、比較例の減衰量は、実施例２の減衰量よりも低かった。

さらに図２０に示す例では、遮光領域２５０の数が同一である場合、減衰量は、実施例１の方が実施例２よりも高い。また、実施例１では、遮光領域２５０の数を実施例２の半分にしても、実施例２と同程度の減衰量を実現することができている。さらに上記したように、遮光領域２５０の配置間隔は、実施例１（１０００μｍ）の方が実施例２（２５０μｍ）よりも大きい。それにもかかわらず、実施例１では、実施例２に比して大きな減衰量を実現することができている。また、遮光領域２５０のｘ軸方向の長さは、実施例１（約１０μｍ）の方が実施例２（約３０μｍ）よりも小さい。それにもかかわらず、実施例１では、実施例２に比して大きな減衰量を実現することができている。

図２０に示す結果は、ダミーコア２２０の光は、テーパ状（三角形状）の遮光領域２５０を設けた場合（実施例１）において、ダミーコア２２０のｘ軸方向の途中に円形状のクラッド部２７０を単に設けた場合（実施例２）よりも効率的に減衰することを示唆している。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。また、前記第１〜第４の実施形態の任意の構成を組み合わせるようにしてもよい。

各前記実施形態では、第１遮光領域２５２及び／又は第２遮光領域２５４は、その厚さが実質的に一定であるが、その幅が導波領域２４０から遠ざかるにしたがって減少している。しかしながら、本発明において、第１遮光領域２５２及び／又は第２遮光領域２５４は、その横断面積（長さ方向と直交する方向での断面の面積）が導波領域２４０から遠ざかるにしたがって減少していればよい。したがって、第１遮光領域２５２及び／又は第２遮光領域２５４は、その幅が実質的に一定であるが、その厚さが導波領域２４０から遠ざかるにしたがって減少していてもよく、その幅及び厚さの双方が導波領域２４０から遠ざかるにしたがって減少していてもよい。

また、前記第１〜第３の実施形態では、第１遮光領域２５２及び／又は第２遮光領域２５４の横断面積（幅）が導波領域２４０から遠ざかるにしたがって連続的に（一定の割合で）減少しているが、段階的に減少していてもよい。

また、各前記実施形態では、各ダミーコア２２０が、そのｘ軸方向（第１方向）に沿って設けられた複数のダミーコア単位を有しているが、コア２１０の長さと実質的に同じ長さ又はコア２１０の長さより若干短い長さのダミーコア単位を１つのみ含んでいてもよい。かかるダミーコア単位には、第１ダミーコア単位、第２ダミーコア単位又は第３ダミーコア単位を用いることができる。

本発明の導波路は、第１方向に沿って延在する第１コア部と、前記第１コア部に併設され、前記第１方向に沿って延在する少なくとも１つの第２コア部と、前記第１コア部と前記第２コア部とを分離するクラッド部とを備え、前記第２コア部は、横断面積が実質的に一定の第１領域と、前記第１領域の少なくとも一端に連続して設けられ、横断面積が前記第１領域から遠ざかるにしたがって減少する第２領域とを有することを特徴とする。これにより、ダミーコア（第２コア部）での光信号の伝送が抑制された導波路を提供することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。

１０ 導波路
１００ クラッド層
２００ コア層
２１０ コア
２２０ ダミーコア
２３０ クラッド部
２４０ 導波領域（第１領域）
２５０ 遮光領域
２５２ 第１遮光領域（第２領域）
２５４ 第２遮光領域（第２領域）
２６２ 端
２６４ 端
２７０ クラッド部
３００ クラッド層
５０２ 辺
５０４ 辺
５０６ 辺
５０８ 辺

Claims (9)

1. 第１方向に沿って延在する第１コア部と、
   前記第１コア部に併設され、前記第１方向に沿って延在する少なくとも１つの第２コア部と、
   前記第１コア部と前記第２コア部とを分離するクラッド部とを備え、
   前記第２コア部は、横断面積が実質的に一定の第１領域と、前記第１領域の少なくとも一端に連続して設けられ、横断面積が前記第１領域から遠ざかるにしたがって減少する第２領域とを有することを特徴とする導波路。
2. 前記少なくとも１つの第２コア部は、前記第１方向に沿って設けられ、互いに接触する複数の第２コア部を含む請求項１に記載の導波路。
3. 互いに隣接する２つの前記第２コア部において、一方の前記第２コア部の前記第１領域と他方の前記第２コア部の前記第２領域とが接触している請求項２に記載の導波路。
4. 前記少なくとも１つの第２コア部は、前記第１方向に沿って設けられ、互いに離間する複数の第２コア部を含む請求項１ないし３のいずれか一項に記載の導波路。
5. 前記少なくとも１つの第２コア部は、前記第１方向と直交する第２方向に沿って設けられ、互いに離間する複数の第２コア部を含む請求項１ないし４のいずれか一項に記載の導波路。
6. 前記少なくとも１つの第２コア部は、前記第１領域と、前記第１領域の両端に連続して設けられた２つの前記第２領域とを有する第２コア部を含む請求項１ないし５のいずれか一項に記載の導波路。
7. 前記第２領域の厚さが実質的に一定であり、前記第２領域の幅が前記第１領域から遠ざかるにしたがって減少している請求項１ないし６のいずれか一項に記載の導波路。
8. 当該導波路の平面視において、前記第２領域の側面と前記第１方向と直交する第２方向とのなす角度が５°以上９０°未満である請求項７に記載の導波路。
9. 当該導波路の平面視において、前記第２コア部は、その中心線に対して実質的に線対称な形状を有する請求項１ないし８のいずれか一項に記載の導波路。

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