KR100655024B1 - 광합분파기, 광집적회로 및 그것들을 이용한 광송수신기 - Google Patents

광합분파기, 광집적회로 및 그것들을 이용한 광송수신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아이솔레이션이 높고 편파 의존성이 작으며, 게다가 소형화가 가능한 광합분파기를 제공한다.
박막 필터(19)를 끼우고 코어(15)의 단부와 코어(16)의 단부가 대향하고 있다. 코어(15)의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부와 코어(16)의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부가 거의 평행하게 정돈되어 있다. 코어(15)의 필터측 단부로부터 코어(15)와 광학적으로 연결되고 분기되도록 코어(17)가 배치되어 있다. 코어(15)의 필터측 단부와 코어(16)의 필터측 단부가 만곡하고, 또한, 코어(15)의 필터측 단부는 코어(17)가 배치되어 있는 측을 향하여 볼록하게 휘어지도록 만곡하여 있다. 코어(15) 및 코어(16)의 각각의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부는 광도파로의 단변에 달하고, 코어(17)의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부는 광도파로의 측변에 달하고 있다.
광합분파기, 도파로

Description

광합분파기, 광집적회로 및 그것들을 이용한 광송수신기{OPTICAL MULTIPLEXER/DEMULTIPLEXER, OPTICAL INTEGRATED CIRCUIT AND LIGHT TRANSCEIVER USING THE SAME}
도 1은 종래의 광합분파기의 구조를 도시한 평면도.
도 2는 동 위의 광합분파기에 있어서, 분기각을 크게 한 양상을 도시한 평면도.
도 3은 P편광과 S편광의 컷트 대역의 어긋남(P-S 파장차(Δλ))을 설명하기 위한 도면.
도 4는 코어 사이의 분기각(θ)과 P-S 파장차(Δλ)와의 관계를 도시한 도면.
도 5는 코어 사이의 분기각(θ)과 광합분파기의 도파로 크기(면적)와의 관계를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 1의 실시예에 의한 광합분파기를 도시한 사시도.
도 7은 동 위의 광합분파기의 평면도.
도 8은 제 1의 실시예에 의한 광합분파기의 작용 설명도.
도 9는 수광 소자에 있어서의 수광 각도와 수광 비율과의 관계를 도시한 도면.
도 10은 멀티 모드 코어의 기울기가 θ2=35°인 경우에 있어서의, 코어 사이의 분기각(θ)과 도파로 크기의 관계를 도시한 도면.
도 11은 멀티 모드 코어의 기울기가 θ2=20°인 경우에 있어서의, 코어 사이의 분기각(θ)과 도파로 크기의 관계를 도시한 도면.
도 12는 광합분파기의 다른 형태를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 제 2의 실시예에 의한 광송수신기를 도시한 평면도.
도 14는 본 발명의 제 3의 실시예에 의한 광송수신기를 도시한 사시도.
도 15의 (a)는 동 위의 광송수신기의 평면도, (b), (c)는 모두 (a)의 일부 확대한 도면.
도 16은 제 3의 실시예에 의한 광송수신기의 작용 설명도.
도 17은 기울어진 코어에 결합된 광파이버를 도시한 개략도.
도 18은 코어와의 사이에 간극이 생긴 광파이버를 도시한 개략도.
도 19는 코어와의 사이에 간극이 생긴 광파이버를 도시한 개략도.
도 20은 코어의 기울기(θ5)와, 코어와 광파이버 코어의 사이의 간극의 크기와의 관계를 도시한 도면.
도 21은 코어와 광파이버의 사이의 간극의 크기와 결합 손실과의 관계를 도시한 도면.
도 22의 (a), (b)는 깊이 방향에서 코어와 광파이버 코어와의 사이에 간극이 생기고 있는 양상을 도시한 평면도 및 종단면도.
도 23은 제 3의 실시예에 의한 광합분파기의 변형예를 도시한 평면도.
도 24는 제 3의 실시예에 의한 광합분파기의 다른 변형예를 도시한 평면도.
도 25는 본 발명의 제 4의 실시예에 의한 광합분파기를 도시한 평면도.
도 26은 본 발명의 제 5의 실시예에 의한 광송수신기를 도시한 평면도.
도 27은 동 위의 실시 예의 변형예를 도시한 평면도.
도 28은 동 위의 변형예의 제조 공정을 설명하는 도면.
도 29는 본 발명의 제 6의 실시예에 의한 광송수신기를 도시한 평면도.
도 30은 동 위의 실시 예의 변형예를 도시한 평면도.
도 31은 본 발명의 제 7의 실시예에 의한 광송수신기를 도시한 평면도.
도 32는 동 위의 광송수신기의 제조 공정을 설명하는 도면.
도 33은 제 7의 실시예에 의한 광송수신기의 변형예를 도시한 평면도.
♠도면 부호의 설명♠
11 : 광합분파기
13 : 하부 클래드층
13A, 13B : 하부 클래드층의 단면
13C : 하부 클래드층의 측면
21 : 상부 클래드층
15 : 코어(제 1의 코어)
16 : 코어(제 3의 코어)
17 : 코어(제 2의 코어)
19, 46 : 박막 필터
20 : 수광 소자
23, 24 : 얼라인먼트 홈
36 : 발광 소자
49 : 박막 필터
기술 분야
본 발명은, 광합분파기, 광집적회로 및 그것들을 이용한 광송수신기에 관한 것이다.
종래 기술
도 1은 종래의 광합분파기의 구조를 도시한 평면도이다. 이 광합분파기(1)에서는, 평판형상을 한 클래드층(2)에 코어(3)와 코어(4)로 이루어지는 메인 코어가 형성되어 있다. 코어(3)와 코어(4)의 한쪽의 단면(端面)끼리는 클래드층(2)에 노치된 슬릿 홈(5)을 통하여 광학적으로 결합하여 있다. 메인 코어의 양단은 직선형상을 하고 있고, 메인 코어의 중앙부는 S자형상으로 만곡하여 있다. 슬릿 홈(5)은 메인 코어의 만곡 부분에 형성되어 있다. 또한, 코어(3)와 같은측에는, 슬릿 홈(5)의 위치로부터 코어(3)와 분기되도록 하여 코어(6)가 마련되어 있다. 상기 슬릿 홈(5)에는 박막 필터(7)가 삽입되어 있다.
이 광합분파기(1)에서는, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이, 코어(3)에 파 장 λ1(=1.31㎛)의 광과 파장 λ2(=1.55㎛)의 광을 입사시켜서 코어(3) 내를 전반시키면, 광의 분파 동작을 행한다. 즉, 코어(3)를 전반하고, 단면으로부터 박막 필터(7)를 향하여 출사한 광중 파장 λ1의 광은 박막 필터(7)를 투과한다. 박막 필터(7)를 투과한 광은 코어(4)에 입사하고, 코어(4)를 전반하여 코어(4)의 단면으로부터 출사한다. 또한, 코어(3)의 단면으로부터 박막 필터(7)를 향하여 출사한 파장 λ2의 광은 박막 필터(7)에서 반사한다. 박막 필터(7)에서 반사한 광은 코어(6) 내로 입사하고, 코어(6)를 전반하여 코어(6)의 단면으로부터 출사한다. 한편, 코어(4)로부터 파장 λ1의 광을 입사시킨 경우에는, 이 광은 박막 필터(7)를 투과하여 코어(3)에 입사하고, 코어(3)를 전반하여 코어(3)의 단면으로부터 출사된다.
그러나, 이와 같은 광합분파기(1)에서는, 상기한 바와 같이 코어(4)로부터 파장 λ1의 광을 입사시킨 때, 박막 필터(7)를 투과한 파장 λ1의 광이 코어(6)에도 돌아들어가서 코어(6) 내를 전반하는 일이 있다. 이렇게 하여 코어(6)에 파장 λ1의 광이 돌아들어가면, 그 광은 코어(6) 내에서 노이즈로 되고, 또는, 파장 λ1의 광이 코어(6)로 돌아들어감에 의해 코어(3)측에 있어서의 신호 손실이 발생하고, 통신의 방해가 된다는 문제가 일어난다.
이와 같은 광의 돌아들어감을 억제하기 위해서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 코어(3)와 코어(6)를 분기시키는 각도(이하, 분기각이라고 한다)(θ)를 크게 하여 코어(3, 6) 사이의 아이솔레이션을 높이는 것이 유효한 것이 일반적으로 알려져 있다. 그런데, 분기각(θ)을 크게 하면, 박막 필터(7)에 입사하는 광의 입사각(=θ/2)도 커지기 때문에, 박막 필터(7)의 특성상, P파와 S파의 컷트 대역의 차가 커 진다. 예를 들면 로우패스형의 박막 필터(7)의 필터 분파 특성(투과 손실)을 P편광과 S편광으로 나누어 나타내면, 도 3에 도시한 바와 같이, P편광과 S편광에서 투과 손실이 급변하는 영역에 어긋남이 생긴다(편파 의존성). 이 어긋남을 파장으로 나타낸 것을 P-S 파장차(Δλ)라 한다. 도 4는 횡축에 코어(3, 6) 사이의 분기각(θ)을 취하고, 종축에 P-S 파장차(Δλ)를 취하여 분기각(θ)과 P-S 파장차(Δλ)와의 관계를 나타낸 것이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 분기각(θ)이 커짐에 따라 P-S 파장차(Δλ)가 커진다.
이와 같이 P파와 S파의 컷트 대역의 차가 커지면, 파장 λ1의 광의 S편광의 일부가 박막 필터(7)에서 반사되거나, 파장 λ2의 광의 P편광의 일부만이 박막 필터(7)를 투과하여 광이 분리된다. 그 결과, 광신호가 변화하여 재현성이 나빠진다. 이와 같은 사태가 일어나지 않도록 하기 위해서는, P-S 파장차(Δλ)에 의해 분기각(θ)에 상한치를 설정할 필요가 있다. 즉, 도 3과 같이, 파장 λ1=1.31㎛의 광의 파장대를 1.26 내지 1.36㎛로 하고, 파장 λ2=1.55㎛의 광의 파장대를 1.48 내지 1.58㎛와 하면, 양 파장대 사이의 거리는 1.48-1.36=0.12㎛이다. 따라서, P파와 S파를 분리시키지 않기 위해서는, P-S 파장차(Δλ)를 120㎚ 이하로 할 필요가 있다. 도 4를 보면, P-S 파장차(Δλ)=120㎚에 상당하는 분기각(θ)은 약 80°이기 때문에 분기각(θ)은 약 80° 이하로 하여야 하다. 그러나, 편차 등을 고려하면, 분기각(θ)을 약 60° 이하로 하는 것이 적당하다고 할 수 있다. 합분파기 일반에 있어서도, 분기각(θ)은 60° 이하에서, 가능한 한 큰 값으로 설정하는 것이 바람직한 것으로 되어 있다. 특히, 분기각(θ)을 60° 정도로 하는 것이, 편파 의존성 을 크게 하는 일 없이 높은 아이솔레이션을 달성하는데 적당하다고 생각되어 있다.
그런데, 종래와 같은 구조의 광합분파기(1)에 있어서, 광의 아이솔레이션을 높이기 위해 분기각(θ)을 크게 하면, 크게 기울어진 코어를 광합분파기(1)의 길이 방향에 평행한 방향으로 만곡시키기 위해 코어의 만곡 부분의 연선(沿線) 길이가 길어진다. 역으로, 코어의 곡률을 크게 하면 코어의 연선 길이를 단축할 수 있지만, 너무 코어의 곡률을 크게 하면, 코어로부터의 광의 누출이 커진다. 따라서, 광의 누출을 억제하려고 하면, 코어의 만곡 부분의 연선 길이가 길어지고, 그만큼 광합분파기(1)의 길이도 폭도 커지고, 광합분파기(1)의 사이즈가 커진다. 도 5는 코어(3, 6) 사이의 분기각(θ)과 광합분파기(1)의 도파로 크기(면적)와의 관계를 도시한 도면이다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 최적치라고 생각한 60° 정도까지 분기각(θ)을 크게 하면, 광합분파기(1)의 도파로 크기가 지수적으로 증대한다. 따라서, 종래의 광합분파기(1)에서는, 높은 아이솔레이션과 도파로 크기의 소형화는 서로 용납되지 않아서, 높은 아이솔레이션의 특성을 갖는 소형의 광합분파기를 얻는 것은 불가능하였다. 또한, 높은 아이솔레이션화를 위해 도파로 크기가 커지면, 코어에 있어서의 재료 손실에 의해 신호의 손실도 증가하고 있다.
[특허 문헌 1]
특개2003-344717호 공보
본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 높은 아이솔레이션이며 편파 의존성이 작고, 게다가 소형화가 가능한 광합분파기, 광집적회로 및 그것들을 이용한 광송수신기를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 관한 제 1의 광합분파기는, 광도파로 중에 적어도 제 1의 코어 및 제 2의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서, 제 1의 코어의 한쪽의 단면이 필터와 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어의 적어도 일부가 제 2의 코어가 배치되어 있는 측을 향하여 볼록하게 휘어지도록(突曲) 만곡하여 있으며, 상기 제 1의 코어의 다른 측의 단면과 상기 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면은 상기 광도파로의 다른 단변에 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명에 관한 제 2의 광합분파기에서는, 광도파로 중에 제 1의 코어, 제 2의 코어 및 제 3의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서, 필터를 끼우고 제 1의 코어의 단면과 제 3의 코어의 단면이 광학적으로 결합하도록 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어와 제 3의 코어는 각각 만곡부를 가지며, 또한, 제 1의 코어의 상기 만곡부는 제 2의 코어가 배치되어 있는 측을 향하여 볼록하게 휘어지도록 형성되어 있고, 제 1 및 제 3의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부(端部)는 상기 광도파로의 단변(端邊)에 이르고, 제 2의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부는 상기 광도파로의 상기 단변과 다른 변에 이르고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
제 1 및 제 2의 광합분파기에 의하면, 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적 으로 결합하도록 배치되어 있는 제 2의 코어가 배치되어 있는 측을 향하여 제 1의 코어의 적어도 일부가 볼록하게 휘어지도록 만곡하여 있다. 그 결과, 필터의 편파 의존성이 너무 커지지 않는 한도에 있어서, 필터측의 단부에 있어서의 제 1의 코어와 제 2의 코어가 이루는 각도(분기각)를 크게 하면, 제 1의 코어의 기울기 내지 만곡이 작아진다. 따라서, 제 1의 코어와 제 2의 코어의 분기각을 크게 하여 코어 사이의 아이솔레이션을 높게 할 수 있고, 게다가, 제 1의 코어의 만곡을 작게 함으로써 광합분파기의 사이즈를 소형화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 높은 아이솔레이션이며, 소형화가 가능한 광합분파기를 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 제 1 및 제 2의 광합분파기의 실시 양태에서는, 제 1의 코어의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과, 제 1의 코어의 상기 필터측의 단부의 광축 방향이 이루어지는 각도를 θ3으로 하고, 제 1의 코어의 상기 필터측의 단부의 광축 방향과, 제 2의 코어의 상기 필터측의 단부의 광축 방향이 이루어지는 각도를 θ로 하는 때,
θ > 2×θ3
로 되어 있다. 이와 같은 조건을 충족시킴에 의해, 광 아이솔레이션을 높게 하면서 또한 광합분파기의 사이즈를 작게 하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 제 3의 광합분파기는, 광도파로 중에 적어도 제 1의 코어 및 제 2의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서, 제 1의 코어의 한쪽의 단면이 필터와 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 상기 광도파로의 단변이 평행하지 않으며, 상기 제 1의 코어의 다른 측의 단면과 상기 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면은 상기 광도파로의 다른 단변에 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관한 제 4의 광합분파기는, 광도파로 중에 제 1의 코어, 제 2의 코어 및 제 3의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서, 필터를 끼우고 제 1의 코어의 단면과 제 3의 코어의 단면이 광학적으로 결합하도록 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 상기 광도파로의 단변이 평행하지 않는 것을 특징으로 하고 있다.
제 3 및 제 4의 광합분파기에 의하면, 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되어 있고, 제 1의 코어에 있어서 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 광도파로의 단변이 평행하게 되지 않도록 하고 있다. 필터의 편파 의존성이 너무 커지지 않는 한도라면, 필터측에 있어서 제 1 및 제 2의 코어가 이루는 분기각을 크게 함에 의해, 코어 사이의 아이솔레이션을 높게할 수 있다. 그 경우, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 제 3 및 제 4의 광합분파기에 의하면, 제 1의 코어의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부를 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 광도파로의 단변과 평행하게 될 때까지 구부릴 필요가 없어진다. 또는, 제 1의 코어를 구부릴 필요가 전혀 없게 된다. 따라서, 제 1 및 제 2의 코어의 분기각을 크게 하여 코어 사이의 아이솔레이션을 높게 할 수 있고, 게다가, 제 1의 코어의 만곡을 작게 하고, 또는 직선형상으로 함으 로써 광합분파기의 사이즈를 소형화할 수 있다. 따라서, 제 3 및 제 4의 광합분파기에 의하면, 높은 아이솔레이션이며, 소형화가 가능한 광합분파기를 제공하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 제 3의 광합분파기의 실시 양태에서는, 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이, 제 1의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변과 다른 단변에 있고, 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변으로부터 제 1의 코어까지의 거리가, 제 1의 코어의 상기 필터측으로부터 상기 필터로부터 먼 측으로 감에 따라 작게 되어 있다. 따라서, 이 실시 양태에서는, 제 1의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 광도파로의 단면까지, 제 2의 코어를 구부려서 제 2의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면을 가져올 필요가 없어지고, 제 3의 광합분파기를 보다 소형화할 수 있다.
또한, 상기 실시 양태에서는, 제 2의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 광도파로의 단변으로부터 제 1의 코어까지의 거리가, 제 1의 코어의 필터측에서 필터로부터 먼 측을 향함에 따라 작게 되어 있다. 따라서, 필터의 편파 의존성이 너무 커지지 않는 한도에서, 필터측에 있어서의 제 1 및 제 2의 코어가 이루는 분기각을 크게 할 수 있고, 제 3의 광합분파기를 보다 높게 아이솔레이션화하고, 보다 소형화할 수 있다.
본 발명에 관한 제 4의 광합분파기의 실시 양태에서는, 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이, 제 1 및 제 3의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면 이 위치하는 상기 광도파로의 단변과 다른 단변에 있고, 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변으로부터 제 1의 코어까지의 거리가, 제 1의 코어의 상기 필터측으로부터 상기 필터로부터 먼 측으로 감에 따라 작아지고, 또한, 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변으로부터 제 3의 코어까지의 거리가, 제 3의 코어의 상기 필터측으로부터 상기 필터로부터 먼 측으로 감에 따라 크게 되어 있다.
따라서, 이 실시 양태에서는, 제 1 및 제 3의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 광도파로의 단면까지, 제 2의 코어를 구부려서 제 2의 코어의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단면을 가져올 필요가 없어진다. 따라서, 제 4의 광합분파기를 보다 소형화할 수 있다.
또한, 상기 실시 양태에서는, 제 2의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 광도파로의 단변으로부터 제 1의 코어까지의 거리가, 제 1의 코어의 필터측에서 필터로부터 먼 측을 향함에 따라 작아지도록 하고 있다. 따라서, 이 실시 양태에서는, 필터의 편파 의존성이 너무 커지지 않는 한도에서, 필터측의 단부에 있어서의 제 1 및 제 2의 코어가 이루는 분기각을 크게 할 수 있고, 제 4의 광합분파기를 보다 높게 아이솔레이션화하고, 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시 양태에서는, 제 2의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 광도파로의 단변으로부터 제 3의 코어까지의 거리가, 제 3의 코어의 필터측으로부터 필터로부터 먼 측을 향함에 따라 커지도록 하고 있다. 따라서, 제 3의 코어의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부를 제 2의 코어의 단면이 위치하는 광도파 로의 단변과 평행하게 될 때까지 구부릴 필요가 없거나, 제 2의 코어를 구부릴 필요가 없게 되어, 제 4의 광합분파기를 보다 소형화할 수 있다.
본 발명에 관한 제 3 및 제 4의 광합분파기의 다른 실시 양태에서는, 제 1의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향은 제 1의 코어에 있어서 필터로부터 먼 측의 단면에 수직으로 되어 있지 않다. 따라서, 이 실시 양태에서는, 제 1의 코어의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부를 제 1의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하고 있는 광도파로의 단변과 수직이 될 때 까지 구부릴 필요가 없거나, 전혀 구부릴 필요가 없고, 광도파로를 보다 소형화할 수 있다.
본 발명에 관한 제 4의 광합분파기의 또다른 실시 양태에서는, 제 3의 코어의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향은 제 3의 코어에 있어서의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단면에 수직으로 되어 있지 않는다. 따라서, 이 실시 양태에서는, 제 3의 코어의 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부를 제 3의 코어의 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하고 있는 광도파로의 단변과 수직이 될 때까지 구부릴 필요가 없거나, 전혀 구부릴 필요가 없고, 광도파로를 보다 소형화할 수 있다.
본 발명에 관한 제 3 및 제 4의 광합분파기의 또 다른 실시 양태는, 제 1의 코어가 직선형상으로 형성되어 있기 때문에, 제 1의 코어를 구부릴 필요가 없고, 그 만큼 제 1의 코어의 연선 거리를 단축할 수 있고, 광합분파기를 보다 소형화할 수 있다.
본 발명에 관한 제 4의 광합분파기의 또다른 실시 양태는, 제 3의 코어가 직 선형상으로 형성되어 있기 때문에, 제 3의 코어를 구부릴 필요가 없고, 그 만큼 제 3의 코어의 연선 거리를 단축할 수 있고, 광합분파기를 보다 소형화할 수 있다.
본 발명에 관한 제 3 및 제 4의 광합분파기의 또다른 실시 양태에서는, 제 1의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 상기 광도파로의 단변이 이루어지는 각도를 θ5로 하는 때,
0° < θ5 < 30°
로 되어 있다. 이 결과, 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 상기 광도파로의 단변과 광축 방향이 평행하게 되도록 광파이버가 배설되어 있는 경우에도, 제 1의 코어와 광파이버 등과의 결합 손실을 충분히 작게 할 수 있다.
본 발명에 관한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 광합분파기의 또다른 실시 양태에 의한 광합분파기에 있어서는, 제 1의 코어와 제 2의 코어는 간극을 벌리고 광학적으로 결합하여 있고, 제 2의 코어는 광이 멀티 모드로 전반하는 코어 폭으로 형성되어 있다. 이 실시 양태에서는, 제 1의 코어와 제 2의 코어와의 사이에 클래드층이 있고 간극이 벌려져 있기 때문에, 제 1의 코어와 제 2의 코어의 사이에서 광의 돌아들어감이 일어나기 어렵고, 광 아이솔레이션을 보다 높게할 수 있다.
또한, 상기 실시 양태에서는, 제 2의 코어가 멀티 모드로 전반하는 코어 폭으로 형성되어 있기 때문에, 싱글 모드의 경우와 비교하여 코어 폭을 넓게 할 수 있고, 필터를 수납하기 위한 홈의 위치의 어긋남이나 편차를 허용할 수 있고, 제조가 간이하게 된다.
본 발명에 관한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 광합분파기의 또다른 실시 양태에서는, 제 2의 코어가 직선형상으로 형성되어 있다. 이 실시 양태에서는, 제 2의 코어가 직선형상을 하고 있기 때문에, 광합분파기를 보다 소형화하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4의 또다른 실시 양태에 의한 광합분파기에 있어서는, 제 2의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향은 제 2의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측의 단면에 수직한 방향으로부터 기울어져 있는 것을 특징으로 하고 있다. 제 1의 코어와 제 2의 코어의 사이의 분기각이 일정하다고 하면, 제 2의 코어를 기울임에 의해 제 1의 코어의 기울기 내지 만곡을 작게 할 수 있다. 따라서, 광합분파기의 사이즈를 보다 소형화하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 광집적회로는 본 발명에 관한 광합분파기를 복합 광학 기능을 갖는 광 기능 집적 소자에 탑재한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관한 광송수신기는 본 발명에 관한 기재된 광합분파기와 상기 광합분파기의 어느 하나의 코어의 단면에 대향시킨 투광 소자와, 상기 광합분파기의 어느 하나의 다른 코어의 단면에 대향시킨 수광 소자를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관한 광송수신기는 본 발명에 관한 광집적회로와 상기 광집적회로의 어느 하나의 코어의 단면에 대향시킨 투광 소자와, 상기 광집적회로의 어느 하나의 다른 코어의 단면에 대향시킨 수광 소자를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 관한 광합분파기를 이용함에 의해, 광송수신기나 광집적회로도 높은 아이솔레이션이며 또한 소형화를 가능하게 할 수 있다.
또한, 이상 설명한 이 발명의 구성 요소는 가능한 한 임의로 조합시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예로 한정된 것이 아닌 것은 물론이다.
[제 1의 실시예]
도 6은 본 발명의 제 1의 실시예에 의한 광합분파기(광도파로)(11)를 도시한 사시도, 도 7은 상부 클래드층(21)을 제거한 상태에서 도시한 광합분파기(11)의 평면도이다. 이 광합분파기(11)에서는, 평판형상을 한 하부 클래드층(13)이 기판(12)의 위에 형성되어 있다. 하부 클래드층(13)의 표면에 오목하게 마련된 코어 홈(14) 내에는, 3개의 코어(15, 16, 17)가 형성되어 있다. 코어(15)(제 1의 코어) 및 코어(16)(제 3의 코어)는 만곡한 메인 코어를 구성하고 있고, 메인 코어의 양단(코어(15, 16)의 후술하는 박막 필터(19)로부터 먼 측에 위치하는 단부)은 하부 클래드층(13)의 양 단면에 달하고, 하부 클래드층(13)의 양 단부에서는 코어(15, 16)의 단부는 직선형상으로 형성되어 있고 하부 클래드층(13)의 길이 방향과 평행하게 늘어나 있다. 또한, 메인 코어의 중앙부는 S자 형상으로 만곡하여 있고, 상부 클래드층(21)의 윗면으로부터 기판(12)에 걸쳐서 다이싱이나 레이저 컷트 가공에 의해 노치된 슬릿 홈(18)에 의해, 메인 코어는 만곡 부분에서 코어(15)와 코어(16)로 분리되어 있다. 슬릿 홈(18) 내에는, 유전체 다층막으로 이루어지는 박막 필터(19)가 삽입되어 있고, 코어(15)의 단면과 코어(16)의 단면은 슬릿 홈(18) 내에 노출하고, 박막 필터(19)를 끼우고 서로 광학적으로 결합하도록 대향하고 있다. 이 박막 필터(19)는 예를 들면 파장 λ1(=1.31㎛)의 파장역의 광을 투과시키고, 파장 λ2(=1.55㎛)의 파장역의 광을 반사시키는 특성을 갖는 것이다.
상부 클래드층(21) 및 하부 클래드층(13)은 유리 또는 투광성 수지에 의해 형성되어 있고, 코어(15, 16, 17)는 상하부 클래드층(21, 13)보다도 굴절율이 큰 유리 또는 투광성 수지에 의해 형성되어 있다. 특히, 상하부 클래드층(21, 13)이나 코어(15, 16, 17)를 수지로 형성한 수지 도파로는 복제에 의해 양산할 수 있기 때문에 저비용의 합분파기를 얻는 것이 가능해진다.
도 8은 필터 부분을 확대하여 모식적으로 도시한 도면이다. 코어(17)(제 2의 코어)는 직선형상으로 늘어나 있고, 슬릿 홈(18)에 관해 코어(15)와 같은측에 배치되어 있다. 또한, 코어(17)는 코어(15)의 만곡 부분이 볼록하게 되어 있는 측에 배치되어 있다. 도 8에 도시한 바와 같이, 코어(17)의 내측의 단면은, 코어(15)의 측면에 3 내지 15㎛의 간극(갭)을 벌리고 인접하여 있고, 코어(15)의 단부와 코어(17)의 단부는 박막 필터(19)를 통하여 광학적으로 결합하여 있다. 코어(17)의 일부는 슬릿 홈(18) 내에 노출하고 있다. 또한, 코어(17)의 외측의 단부는 하부 클래드층(13)의 측면에 달하고 있다.
이 광합분파기(11)에서는, 코어(15, 16)의 단면에 광파이버가 접속된다. 도 7에서는, 코어(17)의 단면에 대향시켜서 포토 다이오드 등의 수광 소자(20)를 배치하고 있지만, 코어(17)의 단면에도 광파이버를 접속하도록 하여도 좋다.
그런데, 이 광합분파기(11)에서는, 예를 들면 도 7에 도시한 바와 같이, 광파이버로부터 코어(15)에 파장 λ1(=1.31㎛)의 광과 파장 λ2(=1.55㎛)의 광을 입사시켜서 코어(15)를 전반시키면, 코어(15)의 단면으로부터 박막 필터(19)를 향하여 출사한 광 중 파장 λ1의 광은 박막 필터(19)를 투과하여 코어(16)에 입사하고, 코어(16)를 전반하여 코어(16)의 단면으로부터 출사하고, 광파이버에 결합한다. 또한, 코어(15)를 전반하여 단면으로부터 박막 필터(19)를 향하여 출사한 파장 λ2의 광은 박막 필터(19)에서 반사하여 코어(17) 내로 입사하고, 코어(17)를 전반하여 코어(17)의 단면으로부터 출사하여 수광 소자(20)에 수광된다. 즉, 분파 동작을 행한다. 한편, 코어(16)에 파장 λ1의 광을 입사시킨 경우에는, 이 광은 박막 필터(19)를 투과하여 코어(15)에 입사하고, 코어(15)를 전반하여 코어(15)의 단면으로부터 출사된다. 또한, 설명은 생략하지만, 분파 동작의 반대의 동작으로서 합파 동작시키는 것도 가능하다.
여기서, 상기한 바와 같이 코어(15)의 단부와 코어(17)의 단부는 구조적으로는 연결되어 있지 않고, 적당한 간극(예를 들면, 10㎛)을 벌리고 인접하여 있기 때문에, 코어(16)로부터 출사되고 박막 필터(19)를 투과하여 코어(15)에 입사하는 광의 일부가 코어(17)에 돌아들어가서 코어(17) 내를 전반하기 어렵게 되어 있다. 물론, 코어(15)와 코어(17)가 연결되어 있어서도 무방하다.
또한, 코어(15)는 파장 λ1, λ2의 광에 대해 싱글 모드로 전반하는 폭으로 되어 있고, 코어(16)는 파장 λ1의 광에 대해 싱글 모드로 전반하는 폭으로 되어 있고, 코어(17)는 파장 λ2의 광에 대해 멀티 모드로 전반하는 폭으로 되어 있다. 따라서, 코어(17)의 폭은 코어(15, 16)의 폭보다도 크게 되어 있다. 이것은, 코어(17)는 코어 길이가 짧기 때문에 전반 모드에 기인한 신호 지연을 거의 무시할 수 있기 때문이다. 싱글 모드 코어는 코어 폭이 6㎛ 정도로 가늘기 때문에, 박막 필터(19)의 위치가 어긋나면 박막 필터(19)에서 반사한 광(분파광)과 코어와의 결합 효율이 크게 저하되지만, 멀티 모드 코어는 코어 폭이 10㎛ 이상(예를 들면, 10 내지 60㎛)으로 굵기 때문에, 박막 필터(19)의 위치가 조금 어긋나도 박막 필터(19)에서 반사한 분파광와 코어와의 결합 효율은 안정되어 있다. 따라서, 상하부 클래드층(21, 13)에 슬릿 홈(18)을 노치할 때에, 슬릿 홈(18)의 위치의 편차, 어긋남 등의 허용도가 커지고, 광합분파기(11)의 제조 공정이 용이해지고, 광합분파기(11)의 성능 향상과 저비용화가 도모된다. 물론, 슬릿 홈(18)의 가공 정밀도가 높으면, 코어(17)를 싱글 모드로 전반하는 코어 폭으로 하여도 좋다.
멀티 모드의 코어(17)의 폭은 10㎛ 정도 이상이면 슬릿 홈(18)의 위치 정밀도를 느슨하게 할 수 있어서 제조가 용이해진다. 또한, 코어(17)의 폭이 약 60㎛ 이하이면, 접속 손실이 적은 시판의 멀티 모드용 유리 파이버를 사용할 수 있기 때문에 보다 바람직하다. 또한, 하부 클래드층(13)과 코어(17)의 굴절율 차를 1% 이하 정도로 크게 취하지 않는 경우에는, 멀티 모드의 코어(17)의 만곡 부분에서 큰 손실이 발생하지만, 이 실시 예와 같이 코어(17)를 직선형상으로 형성하면, 만곡 부분에 의한 손실을 제거할 수 있다.
멀티 모드의 코어(17)의 형상은 폭=높이로 하여도 좋고, 폭과 높이가 달라도 좋다. 또한, 멀티 모드의 코어(17)의 높이를 싱글 모드의 코어(15, 16)의 높이에 맞춤으로써 코어(15, 16, 17)의 제작이 용이해진다.
도 8은 박막 필터(19) 부근에 있어서의 각 코어(15, 16, 17)의 위치 관계를 도시한 도면이다. 코어(15)의 단부의 광축은, 광합분파기(11)의 길이 방향에 대해 θ3(이 각도를 편향 각도라고 한다)의 각도를 이루고, 코어(15)의 단부의 광축과 코어(17)는 각도(θ)(분기각)를 이루고, 코어(17)는 광합분파기(11)의 폭방향에 대해 θ2(코어(17)의 기울기라고 한다)만큼 기울어져 있다. 따라서, 이들의 각도의 사이에는, θ3+θ+θ2=90°의 관계가 있다. 또한, 박막 필터(19)에 세운 법선에 대해 코어(15)의 단부의 광축이 이루는 각도와 코어(17)의 광축이 이루는 각도는 거의 동등하여야 하지만, 코어(17)는 멀티 모드로 되어 있고 그 폭이 넓게 되어 있기 때문에, 코어(17)의 길이 방향에 대해 기울어진 방향에서 입사한 광도 코어(17) 내에 받아들여서 전반시킬 수 있다. 따라서, 코어(17)의 방향은 박막 필터(19)의 법선에 대해 코어(15)와 대칭의 방향으로부터 상당히 벗어나 있어서도 좋다.
멀티 모드의 코어(17)는 상기한 바와 같이 광합분파기(11)의 측면에 수직한 법선에 대해 어느 각도(θ2)만큼 기울어지게 하고 있지만, 물론 광합분파기(11)의 측면에 수직으로 되어 있어서도 좋다. 그러나, 코어(17)가 광합분파기(11)의 측면에 대해 기울어져 있면(θ2≠0), 코어(17)로부터 출력되는 광을 수광 소자(20)에 수광할 때, 수광 소자(20)는 경사 방향으로부터 입사하는 광을 수광하는 것으로 되기 때문에, 수광 소자(20)의 수광 효율이 저하되는 것이 생각된다. 도 9는 수광 소자(20)에 수직으로 광이 입사한 때의 수광량을 1로 하였을 때의, 수광 소자(20)의 수광 각도(θ2)와 수광량의 비율과의 관계를 도시한 도면이다. 이것은 포토 다이오 드의 수광면에서의 반사를 프레넬의 공식과 스넬의 법칙을 이용하여 산출한 것이다. 도 6을 참조하면, 수광 소자(20)의 수광 각도(θ2)가 35° 정도라 하여도, 수광 소자(20)의 수광량이 충분한(98%) 것을 알 수 있다. 따라서, 코어(17)의 기울기(θ2)는 35° 이하이면 충분하다.
수광 소자(20)의 수광 효율을 고려하면, 코어(17)의 기울기(θ2)가 35° 이하인 것이 바람직하고, 코어(17)의 기울기(θ2)=0°인 것이 바람직하다고 할 수 있다. 그러나, 코어(15)와 코어(17)와의 사이의 분기각(θ)을 일정하게 하면, 코어(17)의 기울기(θ2)를 크게 함에 의해 코어(15)의 편향 각도(θ3)(=90°-θ-θ2)를 작게 할 수 있기 때문에, 코어(15)의 만곡 부분의 연선 길이를 단축할 수 있고, 그 만큼 광합분파기(11)의 도파로 크기를 작게 할 수 있다. 따라서, 코어(17)의 기울기(θ2)로서는, 35° 이하의 범위에서, 도파로 크기를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
다음에, 분기각(θ)에 관해 생각한다. 종래예에서 설명한 바와 같이, 편파 의존성과 코어 사이의 아이솔레이션을 고려하면, 분기각(θ)은 60° 이하로 가능한 한 큰 값이 바람직하다.
도 10은 분기각(θ)과 도파로 크기와의 관계를 도시한 도면이다. 도 10에 있어서 실선은, 코어(17)의 기울기(수광 소자(20)의 수광 각도)를 θ2=35°로 설정한 경우의, 코어(15)와 코어(17)와의 사이의 분기각(θ)과 도파로 크기와의 관계를 나타내고 있다. 또한, 파선은 종래 구조에 있어서의 분기각(θ)과 도파로 크기와의 관계를 나타내고 있다. 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래 구조에서는 분 기각(θ)이 커지면, 도파로 크기가 커진다. 이것은 분기각(θ)이 커지면 코어의 만곡 부분의 연선 길이가 길어지기 때문이다(도 2 참조). 이에 대해, 본 발명의 경우에는, 분기각(θ)이 커지면, 도파로 크기가 작아진다. 이것은, 코어(15)와 코어(17)의 사이의 분기각(θ)이 커지면, 코어(15)의 편향 각도(θ3)가 작아지고, 그 만큼 코어(15)의 만곡 부분의 연선 길이가 짧게 끝나기 때문이다. 이 결과, θ2=35°인 경우에는, 분기각(θ)을 37° 이상으로 크게 하면, 종래 구조보다도 도파로 크기를 매우 작게 할 수 있고, 분기각(θ)의 최적치(60°) 부근에서는 그 차는 뚜렷하게 된다. 또한, 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 종래 구조의 경우에는 분기각(θ)이 60°인 경우에는, 도파로 크기는 140㎟ 이상으로 되어 있음에 대해, 본 발명의 광합분파기(11)에서는, 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 분기각(θ)이 30°인 경우에도 도파로 크기가 약 80㎟이기 때문에, 본 발명의 광합분파기(11)에 의하면 분기각(θ)이 30°인 경우에도, 종래 구조에 있어서의 분기각(θ)을 60°로 한 때에 비교하여 도파로 크기를 작게 할 수 있다.
마찬가지로, 도 11은, 코어(17)의 기울기(수광 소자의 수광 각도)를 θ2=20°로 설정한 경우의, 본 발명에 있어서의 분기각(θ)과 도파로 크기와의 관계를 실선으로 나타내고, 종래 구조에 있어서의 분기각(θ)과 도파로 크기와의 관계를 파선으로 나타내고 있다. θ2=20°인 경우에는, 분기각(θ)을 47°보다도 크게 하면, 종래예보다도 도파로 크기를 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이 본 발명의 구조에 의하면, 편파 의존성을 너무 크게 하지 않는 한도(즉, 분기각(θ)≤60°)에서, 분기각(θ)을 가능한 한 크게 함에 의해, 광합분파 기(11)의 높은 아이솔레이션화를 도모함과 함께 광합분파기(11)의 도파로 크기를 작게 하는 것이 가능하고, 높은 아이솔레이션과 소형화의 양쪽을 겸비한 광합분파기(11)의 구조를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는, 코어(17)를 직선형상으로 하여 광합분파기(11)의 측면으로 유도함에 의해, 코어(17)의 길이를 단축할 수 있기 때문에, 수지 등의 재료 손실이 큰 재료로 코어(17)를 제작할 때에 손실을 저감할 수 있는 효과도 있다. 마찬가지로, 광합분파기(11)의 소형화에 의해 코어(15)의 만곡 부분의 연선 길이도 짧아지기 때문에, 수지 등의 재료 손실이 큰 재료로 코어(15)를 제작하는 경우도 손실을 저감할 수 있다.
여기서, 코어(15)의 편향 각도(θ3)를 분기각(θ)의 반분보다도 작게 하면 (즉, θ3 < θ/2)보다 작게 하면, 광합분파기(11)의 도파로 크기를 작게 할 수 있음과 함께, 광 아이솔레이션을 높이는 것이 가능해진다.
이상과 같은 검토로부터, 코어(15)의 편향 각도(θ3)는 40° 정도 이하로 하고, 분기각(θ)은, 37° 내지 80°전후로 함으로써 광 아이솔레이션을 높게 하면서 또한 도파로 크기를 작게 할 수 있었다. 여기서, 분기각(θ)의 상한을 80°로 한 것은 편차를 작게 함에 의해, 이론적인 상한치에 접근할 수 있기 때문이다. 또한, 편향 각도(θ3)을 8 내지 12°, 분기각(θ)을 40 내지 70°로 하면, 아이솔레이션의 향상과 칩 사이즈의 감소의 효과를 보다 높일 수 있다. 또한, 코어(17)의 기울기(θ2)는 0° 내지 35° 정도가 바람직하다. 본 실시예에 있어서는, 편향 각도(θ3)=10°, 분기각(θ)=60°, 코어(17)의 기울기(θ2)=20°로 하였다.
광합분파기(11)를 형성할 때에, 상하부 클래드층(21, 13)의 두께를 각각 5 내지 50㎛ 정도로 얇게 하고, 상부 클래드층(21)의 상방에 다른 기판 등을 마련하지 않도록 하면, 슬릿 홈(18)의 홈 생성 가공을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 상부 클래드층(21)은 마련하지 않아도 무방하다.
또한, 코어(15, 16)에 광파이버를 접속하는 경우에는, 도 12에 도시한 광합분파기(22)와 같이, 코어(15, 16)와 광파이버를 결합시키는 부위에 있어서 기판(12)에 V홈 형상의 얼라인먼트 홈(23, 24)을 마련하여도 좋다. 얼라인먼트 홈(23, 24)은 V홈 형상을 하고 있기 때문에, 광파이버를 끼워넣음에 의해 광파이버의 광축을 코어(15, 16)에 맞출 수 있다. 이 경우, 기판(12)을 Si 등으로 제작하면, 이방성 에칭에 의해 용이하게 V홈 형상의 얼라인먼트 홈(23, 24)을 형성할 수 있다.
[제 2의 실시예]
도 13은 본 발명의 제 2의 실시예에 의한 광합분파기(25)를 도시한 평면도로서, 상부 클래드층(21)을 생략하여 도시하고 있다(또한, 이 이후의 도면에서도, 상부 클래드층(21)은 생략하고 있다.). 이 광합분파기(25)에서는, 제 1의 실시예에 있어서 코어(16)는 마련되어 있지 않고, 하부 클래드층(13)의 단면에 박막 필터(19)를 부착하고 있다. 그리고, 박막 필터(19)에서 분파된 파장 λ1의 광은 얼라인먼트 홈(24)에 끼운 광파이버에 직접 입사시키도록 하고 있다.
[제 3의 실시예]
도 14는 본 발명의 제 3의 실시예에 의한 광합분파기(26)를 도시한 사시도, 도 15의 (a)는 상 클래드층(21)을 제거한 상태에서 도시한 광합분파기(26)의 평면도, 도 15의 (b), (c)는 모두 도 15의 (a)의 일부 확대한 도면이다. 또한, 도 16은 도 15의 (a)에 있어서 코어(17)의 부근을 확대한 도면이다. 이 광합분파기(26)에서는, 직사각형 평판형상을 한 하부 클래드층(13)이 기판(12)의 위에 형성되어 있다. 하부 클래드층(13)의 표면에 오목하게 마련된 코어 홈(14) 내에는, 3개의 코어(15, 16, 17)가 형성되어 있다. 코어(15)(제 1의 코어) 및 코어(16)(제 3의 코어)는 직선형상의 메인 코어를 구성하고 있다. 코어(15)와 코어(16)는 박막 필터(19)를 끼우고 서로 광학적으로 결합하여 있고, 코어(15, 16)의 외측의 단면은 각각 하부 클래드층(13)의 양 단면(13A, 13B)에 달하고 있다.
코어(17)(제 2의 코어)의 한쪽 단면도 박막 필터(19)와 대향하고 있고, 코어(17)는 박막 필터(19)를 통하여 코어(15)와 광학적으로 결합하도록 하여 박막 필터(19)에 관해 코어(15)와 같은측에 배치되고, 코어(17)의 다른쪽의 단면은 하부 클래드층(13)의 측면(13C)에 달하고 있다. 단, 코어(17)는 3 내지 15㎛의 간극(갭)을 벌리고 코어(15)의 측면에 인접하여 있고, 코어(15)의 측면과 코어(17)와의 사이에는 하부 클래드층(13)이 개재하고 있다. 또한, 하부 클래드층(13) 및 코어(15, 16, 17)의 윗면은 직사각형 평판형상을 한 상부 클래드층(21)에 의해 덮혀 있다.
도 15에 도시한 바와 같이, 코어(15)는 직선형상으로 형성되어 있지만, 평면으로 보아서 하부 클래드층(13)의 측면(13C)(코어(17)의 박막 필터(19)와 반대측의 단면이 노출하고 있는 변)과 평행하게 되어 있지 않고, 측면(13C)에 대해 비스듬하게 경사하여 있다. 즉, 하부 클래드층(13)의 측면(13C)로부터 코어(15)까지의 거리(d1)가, 코어(15)의 박막 필터(19)측으로부터 박막 필터(19)로부터 먼 측에 위치하는 단부를 향함에 따라 점점 작아지도록, 코어(15)가 비스듬하게 경사하여 있다. 따라서, 코어(15)의 광축(α)에 평행한 방향은, 코어(15)의 박막 필터(19)로부터 먼 측의 단면 또는 하부 클래드층(13)의 단면(13A)에 대해 수직으로 되어 있지 않고, 수직한 방향으로부터 기울어져 있다.
마찬가지로, 코어(16)도 직선형상으로 형성되어 있지만, 평면으로 보아서 하부 클래드층(13)의 측면(13C)과 평행하게 되어 있지 않고, 측면(13C)에 대해 비스듬하게 경사하여 있다. 즉, 하부 클래드층(13)의 측면(13C)로부터 코어(16)까지의 거리(d2)가, 코어(16)의 박막 필터(19)측으로부터 박막 필터(19)로부터 먼 측에 위치하는 단부를 향함에 따라 점점 커지도록, 코어(16)가 비스듬하게 경사하여 있다. 따라서, 코어(16)의 광축(β)에 평행한 방향도, 코어(16)의 외측의 단면 또는 하부 클래드층(13)의 단면(13B)에 대해 수직으로 되어 있지 않고, 수직한 방향으로부터 기울어져 있다.
또한, 이 실시예에 있어서도 코어(15)는 파장 λ1, λ2의 광에 대해 싱글 모드로 전반하는 폭으로 되어 있고, 코어(16)는 파장 λ1의 광에 대해 싱글 모드로 전반하는 폭으로 되어 있다. 또한, 코어(17)는 파장 λ2의 광에 대해 멀티 모드로 전반하는 폭으로 하고, 박막 필터(19)의 위치가 조금 어긋나도 박막 필터(19)에서 반사한 분파광과 코어(17)와의 결합 효율이 안정되도록 하여 두는 것이 바람직하다.
제 3의 실시예에 의한 광합분파기(26)에서는, 코어(15)의 광축(α)의 방향을 하부 클래드층(13)의 측면(13C)에 대해 기울어져 있기 때문에, 코어(15)를 만곡시킬 필요가 없고, 코어(15)를 직선형상으로 형성할 수 있다. 코어(15)를 만곡시키는 경우에는, 코어(15)를 서서히 만곡시켜야 하기 때문에, 코어(15)의 길이 방향에 있어서 광합분파기(26)의 길이가 길어지지만, 코어(15)를 직선형상으로 하면 코어(15)를 만곡시키기 위한 길이가 필요 없게 되고, 광합분파기(26)의 길이를 단축할 수 있다. 따라서, 직선상의 코어(15)를 하부 클래드층(13)의 측면(13C)에 대해 경사시켜서 마련하고(즉, 코어(15)의 광축(α)이 하부 클래드층(13)의 측면(13C)과 이루는 각도를 θ5로 하면, θ5 > 0이 되도록 코어(15)를 마련한다), 또한, 코어(15)와 측면(13C)이 이루어지는 각도(θ5)(이하, 코어(15)의 기울기라고 한다)를 가능한 한 작게 함에 의해, 광합분파기(26)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 코어(15)의 길이를 단축할 수 있기 때문에, 특히 재료에 의한 손실이 큰 수지 등의 재료를 코어(15)로서 사용하는 경우에, 코어(15)의 삽입 손실을 작게 할 수 있다. 또한, 코어(15)가 직선형상으로 되어 있으면, 만곡 부분에 기인하는 삽입 손실을 없앨 수 있어서, 코어(15)의 삽입 손실을 작게 할 수 있다. 그러나 한편으로, 코어(15)의 기울기(θ5)가 너무 작아지면, 코어(15)와 코어(17)와의 사이의 분기각(θ)이 커지기 때문에, 편파 의존성이 커진다. 특히, 코어(15)가 측면(13C)과 평행하게 되면 편파 의존성이 나빠진다. 따라서, 코어(15)는 어느 정도 기울여 둘 필요가 있다.
다음에, 코어(15)의 기울기(θ5)의 바람직한 값의 범위를 검토한다. 도 16에 도시한 바와 같이, 코어(15)는 광합분파기(26)의 길이 방향(측면(13C)에 평행한 방 향)에 대해 θ5만큼 기울어지고, 코어(17)는 광합분파기(26)의 폭방향에 대해 θ2(코어(17)의 기울기라고 한다)만큼 기울어져 있다고 하면, 코어(15 및 17)의 사이의 분기각(θ)과의 사이에는, θ5+θ+θ2=90°의 관계가 있다. 코어(17)의 기울기(θ2)로서는, 상기한 바와 같이 35° 이하의 범위에서, 도파로 크기를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 또한, 분기각(θ)은 80° 이하가 바람직하다. 또한, 분기각의 편차를 생각하면, 60° 이하로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 코어(15)의 기울기(θ5)는 θ5 > 0이면 좋지만, 편파 의존성과 수광 소자(20)의 수광 효율 등을 고려하면, 광합분파기(26)의 사이즈가 커지지 않는 범위에서, 어느 정도 큰 것이 바람직하다. 실험적으로는 θ5 > 1°인 것이 바람직하다.
한편, 코어(15)의 기울기(θ5)가 크면, 광합분파기(26)의 폭이 커지고, 광합분파기(26)의 길이를 단축한 효과가 지워진다. 따라서, 광합분파기(26)의 폭 내지 사이즈를 고려하여 코어(15)의 기울기의 상한치를 정하여야 하지만, 그 밖에도 광파이버와 코어(15)와의 광의 결합 효율을 생각할 필요가 있다. 기울어진 코어(15)와 광파이버와의 결합 효율을 좋게 하기 위해서는, 도 17에 도시한 바와 같이, 광파이버(27)의 선단을 비스듬하게 컷트하여 코어(15)의 단면과 광파이버 코어(28)의 단면이 평행하게 되도록 하는 것이 바람직하다(발광 소자나 수광 소자와 코어와의 관계에 대해서도 마찬가지이다.). 이와 같이 코어(15)의 단면과 광파이버 코어(28)의 단면이 평행하게 되도록 하면, 코어(15)가 기울어지지 않은 경우와 동등한 광 결합 효율을 얻을 수 있다.
그러나, 도 18에 도시한 바와 같이, 선단이 수직으로 컷트된 광파이버(27)가 접속된 경우에는, 코어(15)와 광파이버 코어(28)와의 사이에 δ만큼의 간극이 발생한다. 또한, 선단이 비스듬히 컷트된 광파이버(27)를 이용하는 경우에 있어서도, 광파이버(27) 방향이 180°회전하여 있으면, 도 19에 도시한 바와 같이, 보다 큰 간극(δ)이 발생한다(도 18의 경우의 약 2배의 간극으로 된다.). 이와 같이 하여 발생하는 간극(δ)은, 도 18 및 도 19로부터 알 수 있는 바와 같이, 코어(15)의 기울기(θ5)가 클수록 커지고, 코어(15)와 광파이버 코어(28)와의 간극이 커지면, 양자의 사이의 결합 손실이 저하되고, 코어(15)와 광파이버(27)와의 사이의 결합 효율이 저하된다. 따라서, 코어(15)의 기울기(θ5)가 너무 큰 경우에는, 광파이버(27)의 접속 상태에 의해 광파이버(27)와의 결합 효율이 저하될 우려가 있다.
도 20은 도 18과 같이 선단이 수직으로 컷트된 광파이버(27)와 코어(15)와의 사이의 간극(δ)과 코어(15)의 기울기(θ5)와의 관계를 도시한 도면이다. 또한, 도 21은, 코어(15)와 광파이버 코어(28)와의 간극(δ)과 양자의 사이의 광의 결합 손실과의 관계를 시뮬레이션에 의해 구한 결과를 도시한 도면이다. 단, 도 21은 단면(13A)에 수직한 코어(15)와 선단이 수직으로 컷트된 광파이버 코어(28)와의 거리를 변화시켜서 결합 손실을 구한 것이고, 또한, 리턴 로스를 고려하고 있지 않다. 도 20 및 도 21에 의하면, 코어(15)의 기울기(θ5)가 대강 30° 이하이면, 그 간극(δ)은 40㎛ 이하로서 그다지 크지 않고, 결합 손실도 0.4dB 정도로서 손실은 그다지 커지지 않는다. 또한, 코어(15)의 기울기(θ5)가 20° 이하이면 간극(δ)은 약 20㎛ 이하로 되고, 간극(δ)에 기인한 결합 손실은, 0.1dB 이하로 억제할 수 있다. 또한, 코어(15)의 기울기(θ5)가 15° 이하이면 간극(δ)은 약 15㎛ 이하로 되고, 이 간극(δ)에 기인한 결합 손실은, 0.05dB로 되고, 거의 무시할 수 있는 값으로 된다. 또한, 코어(15)의 기울기(θ5)가 10° 이하이면, 간극(δ)은 약 10㎛ 이하로 되고, 그 간극(δ)에 기인한 결합 손실은, 거의 0dB로 된다.
그런데, 코어(15)의 기울기(θ5)가 30° 이하이면, 코어(15)와 광파이버 코어(28)와의 사이의 간극에 의한 결합 손실을 작게 억제할 수 있기 때문에, 코어(15)의 기울기는,
0° < θ5 < 30
으로 하여 두는 것이 바람직하다.
또한, 코어(15)를 대강 6° 이상 기울여 두면, 코어(15)의 단면이나 광파이버 코어(28)의 단면에서의 리턴 로스를 저감할 수 있다. 따라서, 코어(15)의 기울기(θ5)로서는, 6° 내지 15° 정도가 좋고. 7° 내지 10°라면 보다 한층 바람직하다. 특히, 바람직한 값으로서는 분기각(θ)=60°, 코어(17)의 기울기(θ2)=22°, 코어(15)의 기울기(θ5)=8°를 들 수 있다.
여기서는 선단이 수직으로 컷트된 광파이버의 경우에 관해 설명하였지만, 선단이 비스듬히 컷트된 광파이버의 각도가 부적당하거나, 도 19와 같이 선단이 비스듬히 컷트된 광파이버가 180°회전하고 있는 경우도 마찬가지이다. 특히, V홈 형상의 얼라인먼트 홈에 의해 선단이 비스듬히 컷트된 광파이버(27)(광파이버 소선)를 위치 결정하는 경우에는, 그 선단의 각도를 코어(15)의 단면에 꼭 맞추는 것은 많은 공수를 필요하게 되지만, 본 실시예에 의하면, 결합 손실이 작은 상태에서 코어(15)와 광파이버(27)를 접속한 상태이며, 또한, 리턴 로스를 저감시켜서 광파이버(27)와 코어(15)를 결합시킬 수 있다. 여기서는, 코어(15)에 관해 설명하였지만, 코어(16)와 광파이버 등과의 결합에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 여기서 기술한 사고방식은, 도 22의 (a)에 도시한 평면도와 같이, 코어(15)가 단면(13A)에 수직으로 되어 있는 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 도 22의 (b)에 도시한 종단면도와 같이, 코어(15)의 단면이나 광파이버(27)의 선단을 깊이 방향에서 기울임에 의해 리턴 로스를 저감시킬 수 있다. 그 때 기울어진 코어(15)의 단면과 광파이버(27)의 선단이 평행하게 되어 있는 것이 바람직하지만, 한쪽이 수직면인 경우, 또는, 경사한 코어(15)의 단면과 경사한 광파이버(27)의 선단이 평행하게 되지 않을 우려가 있는 경우에도, 경사한 코어(15)의 단면 또는 경사한 광파이버(27)의 선단면의 기울기를 상기한 바와 같은 범위 내로 되도록 하면, 결합 손실을 작게 억제할 수 있다.
마찬가지 이유로부터, 코어(16)도 직선형상으로 하고 광합분파기(26)의 길이 방향에 대해 경사를 갖게 함에 의해 광합분파기(26)의 소형화를 도모할 수 있다. 여기서, 코어(16)의 광축(β) 방향의 기울기는 코어(15)와의 결합 효율에 의해 규제되지만, 통상은 코어(15)와 같은 기울기로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 있어서도, 코어(15, 16)에 광파이버를 접속하는 경우에는, 도 23에 도시한 광합분파기(29)와 같이, 코어(15, 16)와 광파이버를 결합시키는 부위에 있어서 기판(12)에 V홈 형상의 얼라인먼트 홈(23, 24)을 마련하여도 좋다.
또한, 단면이 수직으로 절단된 광파이버의 코어와 광합분파기의 코어(15, 16)와의 사이에 간극이 생기는 것을 피하기 위해서는, 도 24에 도시한 바와 같이 하부 클래드층(13)의 단면(13A, 13B)이 각각 코어(15, 16)의 광축 방향과 수직한 면이 되도록 하여도 좋다. 이 결과, 도 24에 도시한 변형예에서는, 하부 클래드층(13)은 평행사변형으로 되어 있다(도시하지 않지만, 상부 클래드층(21)도 마찬가지이다.).
[제 4의 실시예]
도 25는 본 발명의 제 4의 실시예에 의한 광합분파기(30)를 도시한 평면도로서, 상부 클래드층(21)을 생략하여 도시하고 있다. 이 광합분파기(30)에서는, 제 3의 실시예에 있어서 코어(16)는 마련되어 있지 않고, 직선형상의 코어(15)와 코어(17)의 단면에 대향한 위치에서 하부 클래드층(13)의 단면에 박막 필터(19)를 부착하고 있다. 그리고, 박막 필터(19)에서 분파된 파장 λ1의 광은 얼라인먼트 홈(24)에 끼운 광파이버에 직접 입사시키도록 하고 있다.
[제 5의 실시예]
도 26은 본 발명의 제 5의 실시예에 의한 광송수신기(광 트랜시버)(35)를 도시한 평면도이다. 이 광송수신기(35)에서는, 코어(16)의 단면과 대향하는 위치에 파장 λ1의 광을 출사하는 반도체 레이저 소자 등의 발광 소자(36)를 마련하고, 코어(17)의 단면과 대향하는 위치에 수광 소자(20)를 마련하고 있다. 또한, 코어(15)와 대향하는 위치에 마련된 얼라인먼트 홈(23)에는 광파이버(도시 생략)가 접속된다.
수광 소자(20)는 하부 클래드층(13)의 측면 빠듯이 탑재되어 있고, 광의 출사 방향에 대해 수광 각도가 0° 내지 35°전후(바람직하게는, 20° 정도)가 되도록 하고 있다. 또한, 수광 소자(20)는 칩 위에 장착해도 좋고, 서브마운트 실장이라도 좋다.
그런데, 발광 소자(36)로부터 출사된 파장 λ1의 광은, 코어(16)를 전반하고, 박막 필터(19)를 투과하여 코어(15) 내로 들어가고, 광파이버로 전송된다. 역으로, 광파이버로부터 전송되어 온 파장 λ2의 광은 코어(15)를 전반하고, 박막 필터(19)에서 반사되어 코어(17) 내로 들어가고, 수광 소자(20)에 수광된다.
수광 소자(20)에 연결되는 멀티 모드의 코어(17)의 폭은 10㎛ 이상이면, 싱글 모드 코어에 비교하여 박막 필터(19)의 위치 어긋남 마진을 넓게 주는 것이 가능해진다. 또한, 고속화를 겨누어 간다면 수광 소자(20)가 받는 노이즈 인자를 작게 할 필요가 있기 때문에, 수광 소자(20)의 수광 면적을 작게 할 필요가 생긴다. 그 때에는, 멀티 모드의 코어(17)의 사이즈를 수광 소자(20)의 수광면에 맞추어 작게(예를 들면 수광 소자(20)의 수광폭이 60㎛라면, 코어 폭을 60㎛ 이하로 한다) 함으로써 대응 가능해진다.
도 27은 제 5의 실시예의 변형예에 의한 광송수신기(광 트랜시버)(37)를 도시한 평면도이다. 이 광송수신기(37)에서는, 코어(15 및 16)가 직선형상으로 된 제 3의 실시예의 광합분파기를 이용하고 있는 점에서 도 26의 광송수신기(35)와 다르지만, 다른 점에 관해서는 도 26의 광송수신기(35)와 마찬가지이다.
도 28의 (a), (b)는 도 27과 같은 광송수신기(37)의 제조 공정을 설명하는 도면이다. 도 28의 (a)는 실리콘 웨이퍼(31)를 나타내고 있고, 이 위에 커트 라인(CT)으로 구획된 모눈 형상의 칩 영역을 상정하고, 실리콘 웨이퍼(31)의 이방성 에칭에 의해 각 칩 영역 내에 얼라인먼트 홈(23)을 일괄하여 형성한다. 도 28의 (a)와 같이 배치함으로써 얼라인먼트 홈(23)의 길이 방향은 서로 평행하게 됨과 함께, 실리콘 웨이퍼(31)의 직선형상의 변에 대해 수직이 된다. 도 28의 (b)는 도 28의 (a)중 타원으로 둘러싼 영역을 확대하여 도시하고 있다. 실리콘 웨이퍼(31)에 얼라인먼트 홈(23)이 형성되면, 도 28(b)에 도시한 바와 같이, 각 칩 영역 내에 하부 클래드층(13)을 형성함과 함께 하부 클래드층(13)의 윗면에 코어(15, 16, 17)를 형성하고, 그 위에 상부 클래드층(21)을 마련한다. 또한, 각 칩 영역 내에 수광 소자(20)와 발광 소자(36)를 실장한다. 이 후, 커트 라인(CT)에 따라 실리콘 웨이퍼(31)를 절단 분리하여 기판(12)(실리콘 웨이퍼(31))의 위에 광송수신기(37)를 형성한다. 이 후, 다이서에 의해 각 칩의 윗면에 슬릿 홈(18)을 노치하고, 슬릿 홈(18) 내에 박막 필터(19)를 삽입하여 광송수신기(37)를 완성한다.
[제 6의 실시예]
도 29는 본 발명의 제 6의 실시예에 의한 광집적회로(38)를 도시한 평면도이다. 이 광집적회로(38)에는, 제 1의 실시예의 광합분파기(11)를 포함하고 있다. 코어(41)는 코어(40)와 코어(39)로 분기되어 있고, 코어(39)는 광합분파기(11)의 코어(15)에 연결되어 있다. 또한, 코어(16)는 코어(42)와 코어(43)로 분기되어 있다.
그런데, 코어(41)로부터 파장 λ1의 광과 파장 λ2의 광이 전반하면, 이 광은 코어(40)와 코어(39)로 분기되고, 코어(40)의 단으로부터는 파장 λ1의 광과 파 장 λ2의 광이 출사된다. 또한, 코어(39)를 전반한 광은 코어(15)를 통과하고, 박막 필터(19)에서 반사된 파장 λ2의 광은 코어(17)를 전반하여 코어(17)의 단면으로부터 출사된다. 또한, 박막 필터(19)를 투과한 파장 λ1의 광은, 코어(16)를 전반하고, 코어(42)와 코어(43)로 분기되고, 코어(42, 43)의 단면에서는 함께 파장 λ1의 광이 출사된다.
도 30은 제 6의 실시예의 변형예로서, 광합분파기(11)에 대신하여, 직선상의 코어(15, 16)를 갖는 제 3의 실시예의 광합분파기(26)를 이용한 광집적회로(44)를 나타내고 있다.
[제 7의 실시예]
도 31은 본 발명의 제 7의 실시예에 의한 광송수신기(3파장 광 트랜시버)(45)를 도시한 평면도이다. 이 광송수신기(45)에서는, 코어(16)와 코어(15)가 박막 필터(46)를 끼우고 광학적으로 결합하도록 대향하고 있고, 파장 λ3(=1.49㎛)의 광이 멀티 모드로 전반하는 코어 폭의 코어(17)가 박막 필터(46)를 통하여 코어(15)와 광학적으로 결합하도록 마련되어 있다. 또한, 코어(15)와 코어(47)는 박막 필터(49)를 끼우고 광학적으로 결합하도록 대향하고 있고, 박막 필터(49)를 통하여 코어(47)와 광학적으로 결합하도록 하여 코어(48)가 마련되어 있다. 박막 필터(46)는 슬릿 홈(18) 내에 삽입되어 있고, 파장 λ1(=1.31㎛)의 광을 투과시키고, 파장 λ3(=1.49㎛)의 광을 반사시키는 특성을 갖고 있다. 또한, 박막 필터(49)는 슬릿 홈(50) 내에 삽입되어 있고, 파장 λ1(=1.31㎛)의 광과 파장 λ3(=1.49㎛)의 광을 투과시키고, 파장 λ2(=1.55㎛)의 광을 반사하는 특성을 갖고 있다.
코어(16)의 단면에는 발광 소자(36)가 배치되어 있고, 코어(17)의 단면에는 수광 소자(20)가 배치되어 있다. 또한, 기판(12)의 윗면에는, 코어(47, 48)에 접속하는 광파이버를 위치 결정하기 위한 V홈 형상을 한 얼라인먼트 홈(51, 52)이 형성되어 있다.
그런데, 이 광송수신기(45)에서는, 얼라인먼트 홈(51)에 세트된 광파이버로부터 코어(47) 내로 파장 λ2의 광과 파장 λ3의 광이 입력되면, 코어(47)를 전반한 파장 λ2의 광과 파장 λ3의 광중 파장 λ2의 광은 박막 필터(49)에 의해 반사되고, 박막 필터(49)에서 반사한 파장 λ2의 광은, 코어(48)로 들어가고, 코어(48)를 전반하여 얼라인먼트 홈(52)에 세트된 광파이버로 출력된다. 또한, 코어(47)의 단면으로부터 출사되고 박막 필터(49)를 투과한 파장 λ3의 광은, 코어(15)를 전반하여 박막 필터(46)에서 반사된다. 박막 필터(46)에서 반사된 파장 λ3의 광은 코어(17)를 전반하고, 수광 소자(20)에 의해 수광된다.
또한, 발광 소자(36)로부터 출력된 파장 λ1의 광이 코어(16)로 들어가면, 코어(16) 내를 전반한 파장 λ1의 광은 박막 필터(46)를 투과하여 코어(15)로 들어가고, 코어(15)를 전반한 파장 λ1의 광은 박막 필터(49)를 또한 투과하여 코어(47)로 들어가고, 코어(47)를 전반하여 얼라인먼트 홈(51)의 광파이버에 결합된다.
이와 같은 광송수신기(45)에서는, 박막 필터(49)는 파장 λ2와 파장 λ3과의 파장차가 작은 광을 분파하기 위해 P-S 파장차를 작게 할 필요가 있다. 그 때문에, 박막 필터(49)에서의 분기각을 작게 할 필요가 있다. 그래서, 박막 필터(49)에 있어서 코어(47)와 코어(48)와의 사이의 분기각(θ4)을 20°로 하고, 한편, 박막 필터(46)에 있어서 코어(15)와 코어(17)와의 사이의 분기각(θ)은 아이솔레이션을 높이기 위해 60°로 하고 있다. 또한, 수광 소자(20)의 수광 각도(코어(17)의 기울기(θ2))는 20°로 하고 있다.
이 광송수신기(45)에서는, 박막 필터(46)의 부근에서는, 제 1의 실시예에 의한 광합분파기(11)와 같은 구조에 의해 소형화를 도모하고, 박막 필터(49)의 개소에서는, 분기각(θ4)이 작기 때문에, 역시 소형화를 도모할 수 있고, 전체로서 소형의 3파장 광 트랜시버를 제작할 수 있다.
또한, 이 광송수신기(43)에서는, 도 32에 도시한 바와 같이, 2개의 광송수신기(45)를 회전 대칭이 되도록 배치하면, 슬릿 홈(50)끼리가 일직선형상으로 나열하고, 슬릿 홈(18)끼리도 일직선형상으로 나열하기 때문에, 제조 공정에 있어서도 도 32와 같은 배치로 제작하도록 하면, 다이싱에 의해 라인(C1-C1)에 따라 슬릿 홈(50)을 한번에 형성할 수 있고, 다이싱에 의해 라인(C2-C2)에 따라 슬릿 홈(18)을 한번에 형성할 수 있어서, 제조 효율이 양호해진다.
도 33은 제 7의 실시예에 의한 광송수신기(45)의 변형예로서, 코어(15, 16, 57, 48)를 하부 클래드층(13)의 측면에 대해 기울어진 직선형상으로 형성하고, 그것에 맞추어 얼라인먼트 홈(51, 52)도 비스듬하게 한 것이다.
이상 실시예에 의해 설명한 바와 같이, 본 발명의 광합분파기에 의하면, P-S 파장차를 크게 하는 일 없이, 광 아이솔레이션을 높게 한 상태에서, 광합분파기의 소형화를 도모할 수 있다. 따라서, 그것을 이용한 광집적회로나 광송수신기에 있어서도, 광 아이솔레이션을 유지한 채로 소형화를 도모할 수 있다.

Claims (18)

  1. 광도파로 중에 적어도 제 1의 코어 및 제 2의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서,
    제 1의 코어의 한쪽의 단면이 필터와 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은 측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어의 적어도 일부가 제 2의 코어가 배치되어 있는 측을 향하여 볼록하게 휘어지도록 만곡되어 있으며,
    상기 제 1의 코어의 다른 측의 단면과 상기 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면은 상기 광도파로의 다른 단변에 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  2. 광도파로 중에 제 1의 코어, 제 2의 코어 및 제 3의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서,
    필터를 끼우고 제 1의 코어의 단면과 제 3의 코어의 단면이 광학적으로 결합하도록 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어와 제 3의 코어는 각각 만곡부를 가지며, 또한, 제 1의 코어의 상기 만곡부는 제 2의 코어가 배치되어 있는 측을 향하여 볼록하게 휘어지도록 형성되어 있고, 제 1 및 제 3의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부는 상기 광도파로의 단변에 이르고, 제 2의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부는 상기 광도파로의 상기 단변과 다른 변에 이르고 있는 것을 특징으로 하는 광 합분파기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    제 1의 코어의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과, 제 1의 코어의 상기 필터측의 단부의 광축 방향이 이루어지는 각도를 θ3으로 하고, 제 1의 코어의 상기 필터측의 단부의 광축 방향과, 제 2의 코어의 상기 필터측의 단부의 광축 방향이 이루어지는 각도를 θ로 하는 때,
    θ > 2×θ3
    로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  4. 광도파로 중에 적어도 제 1의 코어 및 제 2의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서,
    제 1의 코어의 한쪽의 단면이 필터와 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 상기 광도파로의 단변이 평행하지 않으며,
    상기 제 1의 코어의 다른 측의 단면과 상기 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면은 상기 광도파로의 다른 단변에 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  5. 제 4항에 있어서,
    제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변으로부터 제 1의 코어까지의 거리가, 제 1의 코어의 상기 필터측으로부터 상기 필터로부터 먼 측으로 감에 따라 작아지는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  6. 광도파로 중에 제 1의 코어, 제 2의 코어 및 제 3의 코어가 형성된 광합분파기에 있어서,
    필터를 끼우고 제 1의 코어의 단면과 제 3의 코어의 단면이 광학적으로 결합하도록 대향하고, 상기 필터를 통하여 제 1의 코어와 광학적으로 결합하도록 하여 상기 필터에 관해 제 1의 코어와 같은측에 제 2의 코어가 배치되고, 제 1의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 상기 광도파로의 단변이 평행하지 않는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  7. 제 6항에 있어서,
    제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 제 1 및 제 3의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변과 다른 단변에 있고, 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변으로부터 제 1의 코어까지의 거리가 제 1의 코어의 상기 필터측으로부터 상기 필터로부터 먼 측으로 감에 따라 작아지고, 또한, 제 2의 코어의 상기 필터로부터 먼 측 의 단면이 위치하는 상기 광도파로의 단변으로부터 제 3의 코어까지의 거리가, 제 3의 코어의 상기 필터측으로부터 상기 필터로부터 먼 측으로 감에 따라 커지는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  8. 제 4항 또는 제 6항에 있어서,
    제 1의 코어의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향은 제 1의 코어의 상기 필터로부터 먼 측의 단면에 수직이 아닌 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  9. 제 6항에 있어서,
    제 3의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향은 제 3의 코어의 상기 필터와 대향하지 않는 단면에 수직이 아닌 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  10. 제 4항 또는 제 6항에 있어서,
    제 1의 코어는 직선형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  11. 제 6항에 있어서,
    제 3의 코어는 직선형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  12. 제 4항 또는 제 6항에 있어서,
    제 1의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향과 제 1의 코어의 단면이 위치하지 않는 상기 광도파로의 단변이 이루어지는 각도를 θ5로 하는 때,
    0° < θ5 < 30°
    인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  13. 제 1항, 제 2항, 제 4항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1의 코어와 제 2의 코어는 간극을 벌리고 광학적으로 결합하여 있고, 제 2의 코어는 광이 멀티 모드로 전반하는 코어 폭으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  14. 제 1항, 제 2항, 제 4항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2의 코어는 직선형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  15. 제 1항, 제 2항, 제 4항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측에 위치하는 단부의 광축 방향은, 제 2의 코어에 있어서의 상기 필터로부터 먼 측의 단면에 수직한 방향으로부터 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  16. 제 1항, 제 2항, 제 4항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 광합분파기를, 복합 광학 기능을 갖는 광 기능 집적 소자에 탑재한 것을 특징으로 하는 광집적회로.
  17. 제 1항, 제 2항, 제 4항 또는 제 6항 중 어느 한 항에 기재된 광합분파기와, 상기 광합분파기의 어느 하나의 코어의 단면에 대향시킨 투광 소자와, 상기 광합분파기의 어느 하나의 다른 코어의 단면에 대향시킨 수광 소자를 구비한 광송수신기.
  18. 제 16항에 기재된 광집적회로와, 상기 광집적회로의 어느 하나의 코어의 단면에 대향시킨 투광 소자와, 상기 광집적회로의 어느 하나의 다른 코어의 단면에 대향시킨 수광 소자를 구비한 광송수신기.
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