(57)【要約】      （修正有）【課題】本線コア部から出射する光強度と支線コア部から出射する光強度とのバランスが良好であり、過剰損失が小さく、小型化が図られた光導波路、光導波路を備える信頼性の高い光モジュールおよび電子機器を提供する。【解決手段】光導波路１は、光入射点１９１１ａを通過する仮想直線ＶＬに沿って延在する入射コア部１９１と、入射コア部を２つに分岐する分岐部１９２と、分岐部から延在する本線コア部１９３および支線コア部１９４と、を備える分岐パターンが形成されているコア層１３を有し、仮想直線は、本線中心軸Ｃ１と支線中心軸Ｃ２との間を延在し、入射コア部、分岐部および支線コア部の仮想直線に沿った合計の長さは８００〜１００００μｍで、仮想直線と本線中心点１９３２ａとの距離をＡ［μｍ］、仮想直線と支線出射点１９４３ａとの距離をＢ［μｍ］としたとき、Ａ＋Ｂが５０〜１５０μｍであり、かつＡ／（Ａ＋Ｂ）が０．０５〜０．４０である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射端部における幅の中心点である光入射点を有し、前記光入射点を通過する仮想直線に沿って延在する入射コア部と、
前記入射コア部に隣接して設けられ、前記入射コア部を２つに分岐する分岐部と、
前記分岐部から延在する本線コア部および支線コア部と、
を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、
前記仮想直線は、前記本線コア部の幅の中心点の集合体である本線中心軸と前記支線コア部の幅の中心点の集合体である支線中心軸との間を延在しており、
前記入射コア部、前記分岐部および前記支線コア部の前記仮想直線に沿った合計の長さは、８００〜１００００μｍであり、
前記支線コア部の出射端部における幅の中心点を支線出射点とし、前記仮想直線の延在方向において前記支線出射点の位置における前記本線コア部の幅の中心点を本線中心点とし、前記仮想直線と前記本線中心点との距離をＡ［μｍ］とし、前記仮想直線と前記支線出射点との距離をＢ［μｍ］としたとき、Ａ＋Ｂが５０〜１５０μｍであり、かつ、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．０５〜０．４０であることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記入射コア部の幅は、２０〜８０μｍである請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記本線コア部の前記仮想直線に沿った長さは、前記支線コア部の前記仮想直線に沿った長さよりも長い請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記分岐部から遠ざかるように移動するとき、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部で構成されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項５】
前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記分岐部から遠ざかるように移動するとき、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部と、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に大きくなるように曲がっている第２形状曲線部と、を含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項６】
前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記分岐部から遠ざかるように移動するとき、幅が徐々に広がっている幅漸増部を含む請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項７】
前記本線コア部から出射する光強度を本線出射強度とし、前記支線コア部から出射する光強度を支線出射強度とするとき、前記本線出射強度に対する前記支線出射強度の比は、−２０〜−１０ｄＢである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項８】
前記コア層は、前記仮想直線に交差する方向に沿って並ぶ複数の前記分岐パターンを備えている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光導波路と、
前記光導波路と光学的に接続されている発光素子と、
前記光導波路と光学的に接続されている受光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路、光モジュールおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンまたはその強弱パターンに基づいて光通信を行う。
【０００３】
このような光通信では、外部環境や経時変化等の理由によって発光素子の特性が変化し、それに伴って光導波路に入射する光強度が変化することがある。このような光強度の変化は、光通信の安定性を低下させる原因となる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、発光素子と、発光素子から出射する光を伝搬させる主導波路コアと、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアと、モニター用導波路コアから出射する光を受光する受光素子と、主導波路コアを伝搬する光の伝搬方向を変換する反射面となる空孔と、を備える光導波路モジュールが開示されている。この光導波路モジュールは、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアを備えているため、発光素子の発光強度の経時変化を察知することができる。これにより、例えば発光強度が一定になるように発光素子の駆動を制御することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０５７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の光導波路モジュールでは、主導波路コア（本線コア部）と空孔との界面（反射部）におけるフレネル反射を利用して、光導波路の面内において光の伝搬方向を変換している。このため、空孔やモニター用導波路コア（支線コア部）を配置するためのスペースを広く確保する必要があり、それに伴って光導波路モジュールの小型化が難しくなるという問題がある。特に、光導波路モジュールの小型化を図る場合、空孔についても小型化する必要があり、そうするとモニター用導波路コアから出射する光強度を十分に確保することができない。また、空孔を設ける分、主導波路コアの幅もある程度広くしておく必要があり、主導波路コアを並列して配置する場合の配置密度を高めることが難しいという問題もある。
【０００７】
さらに、微小な反射面の面精度を高めることは容易ではないことから、フレネル反射を利用した光路変換では、過剰損失が大きいという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、本線コア部から出射する光強度と支線コア部から出射する光強度とのバランスが良好であり、過剰損失が小さく、かつ、小型化が図られた光導波路、ならびに、かかる光導波路を備える信頼性の高い光モジュールおよび電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記（１）〜（１０）の本発明により達成される。
（１）  入射端部における幅の中心点である光入射点を有し、前記光入射点を通過する仮想直線に沿って延在する入射コア部と、
前記入射コア部に隣接して設けられ、前記入射コア部を２つに分岐する分岐部と、
前記分岐部から延在する本線コア部および支線コア部と、
を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、
前記仮想直線は、前記本線コア部の幅の中心点の集合体である本線中心軸と前記支線コア部の幅の中心点の集合体である支線中心軸との間を延在しており、
前記入射コア部、前記分岐部および前記支線コア部の前記仮想直線に沿った合計の長さは、８００〜１００００μｍであり、
前記支線コア部の出射端部における幅の中心点を支線出射点とし、前記仮想直線の延在方向において前記支線出射点の位置における前記本線コア部の幅の中心点を本線中心点とし、前記仮想直線と前記本線中心点との距離をＡ［μｍ］とし、前記仮想直線と前記支線出射点との距離をＢ［μｍ］としたとき、Ａ＋Ｂが５０〜１５０μｍであり、かつ、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．０５〜０．４０であることを特徴とする光導波路。
【００１０】
（２）  前記入射コア部の幅は、２０〜８０μｍである上記（１）に記載の光導波路。
（３）  前記本線コア部の前記仮想直線に沿った長さは、前記支線コア部の前記仮想直線に沿った長さよりも長い上記（１）または（２）に記載の光導波路。
【００１１】
（４）  前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記分岐部から遠ざかるように移動するとき、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部で構成されている上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。
【００１２】
（５）  前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記分岐部から遠ざかるように移動するとき、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部と、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に大きくなるように曲がっている第２形状曲線部と、を含む上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。
【００１３】
（６）  前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記分岐部から遠ざかるように移動するとき、幅が徐々に広がっている幅漸増部を含む上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路。
【００１４】
（７）  前記本線コア部から出射する光強度を本線出射強度とし、前記支線コア部から出射する光強度を支線出射強度とするとき、前記本線出射強度に対する前記支線出射強度の比は、−２０〜−１０ｄＢである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路。
【００１５】
（８）  前記コア層は、前記仮想直線に交差する方向に沿って並ぶ複数の前記分岐パターンを備えている上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路。
【００１６】
（９）  上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路と、
前記光導波路と光学的に接続されている発光素子と、
前記光導波路と光学的に接続されている受光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。
【００１７】
（１０）  上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、本線コア部から出射する光強度と支線コア部から出射する光強度とのバランスが良好であり、過剰損失が小さく、かつ、小型化が図られた光導波路が得られる。
また、本発明によれば、信頼性の高い光モジュールおよび電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す光モジュールのうち筐体やレセプタクルを除く部位を示す平面図である。
【図３】図２に示す光導波路の平面図である。
【図４】図３に示す光導波路の部分拡大斜視図である。
【図５】図３に示す支線コア部を拡大して示す図である。
【図６】図５に示す第２形状曲線部を模式的に強調して示す図である。
【図７】図５に示す第１形状曲線部を模式的に強調して示す図である。
【図８】本発明の光モジュールの第２実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【図９】図８に示す光導波路よりも分岐比を小さくした光導波路を示す平面図である。
【図１０】本発明の光モジュールの第３実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の光導波路、光モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
≪第１実施形態≫
＜光モジュール＞
まず、本発明の光モジュールの第１実施形態および本発明の光導波路の第１実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の光モジュールの第１実施形態を示す断面図である。また、図２は、図１に示す光モジュールのうち筐体やレセプタクルを除く部位を示す平面図である。
【００２３】
図１に示す光モジュール１００（第１実施形態に係る光モジュール）は、光導波路１（第１実施形態に係る光導波路）と、電気基板２と、光導波路１と光学的に接続されている発光素子３１および受光素子３２と、制御素子４と、レンズアレイ５と、レセプタクル６１と、筐体７と、を有している。このような光モジュール１００では、発光素子３１で出射した光を光導波路１に導入するとともに内部で通信用の光とモニター用の光とに分配する。そして、モニター用の光を受光素子３２で受光し、その光強度を監視しつつ、通信用の光に十分な光強度を確保して、高品質な光通信が可能になっている。
【００２４】
このうち、図１に示す電気基板２は、絶縁基板２１と、絶縁基板２１の上面に設けられた導電層２２および接点２３と、を備えている。
【００２５】
また、図１に示す電気基板２の上面には、発光素子３１と、受光素子３２と、制御素子４と、が搭載されている。これらの素子と導電層２２との間は、図示しないボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。なお、この接続構造は、ボンディングワイヤーに限定されず、その他の構造、例えばフリップチップボンディング等で代替されてもよい。
【００２６】
発光素子３１としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子等が挙げられる。
【００２７】
また、受光素子３２としては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）、フォトトランジスター等が挙げられる。
【００２８】
また、制御素子４としては、例えば、ドライバーＩＣ、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）、またはこれらの素子を複合したコンビネーションＩＣ等が挙げられる。
【００２９】
なお、電気基板２には、上述した素子以外に、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、ＬＳＩ、ＩＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が搭載されていてもよい。
【００３０】
また、図１に示す電気基板２の左端には、導電層２２と電気的に接続された接点２３が設けられている。そして、この接点２３が設けられた部分は、図１に示す電気配線８１の右端に取り付けられた電気コネクター８２に挿入され、嵌合している。これにより、電気コネクター８２を介して電気基板２と電気配線８１との間が電気的に接続されている。その結果、光モジュール１００に対して外部からの電気的接続が図られる。
【００３１】
一方、図１、２に示す光導波路１は、シート状をなしており、内部に形成されたコア部１４が導光路になっている。
【００３２】
また、光導波路１の右端には、ＭＴ型光コネクター６２が装着されている。このＭＴ型光コネクター６２は、レセプタクル６１に対してその左側から挿入されている。すなわち、レセプタクル６１の左側には、ＭＴ型受容部６１１が形成されており、そのＭＴ型受容部６１１にＭＴ型光コネクター６２が挿入されている。
【００３３】
また、光導波路１には、反射部１６ａが形成されている。この反射部１６ａを介して図１の左右方向に延在する光路Ｐ１が、図１の上下方向に延在する光路Ｐ２に変換されている。この光路Ｐ２により、光導波路１と発光素子３１および受光素子３２との間がそれぞれ光学的に接続されている。なお、図１に示す光路Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ光が伝搬する経路の一例を示している。
【００３４】
レンズアレイ５は、光導波路１と電気基板２との間に設けられている。図１に示すレンズアレイ５は、底部５１と、底部５１の縁から下方に向かって立設された壁部５２と、を備えている。そして、壁部５２の下面が電気基板２の上面に接合され、底部５１の上面に光導波路１が接合されている。これにより、底部５１、壁部５２および電気基板２で取り囲まれた空洞５３が形成される。また、この空洞５３には、前述した発光素子３１、受光素子３２および制御素子４が収まっている。これにより、発光素子３１、受光素子３２および制御素子４を外部環境や異物付着等から保護することができる。
【００３５】
レンズアレイ５は、光透過性を有しており、光路Ｐ２を通過させることができる。また、底部５１にはレンズ５４が形成されている。このレンズ５４は、例えば凸レンズであり、光路Ｐ２を伝搬する光を目的とする位置に集束することができる。
【００３６】
なお、レンズアレイ５には、レンズ５４の他に、回折格子、偏光子、プリズム、フィルター等が設けられていてもよい。
【００３７】
また、レセプタクル６１の右側には、ＭＰＯ型受容部６１２が形成されている。そして、このＭＰＯ型受容部６１２には、光ファイバー９１の左端に取り付けられたＭＰＯ型光コネクター９２が挿入され、嵌合している。これにより、光ファイバー９１と光導波路１との間が光学的に接続されている。その結果、光モジュール１００に対して外部からの光学的接続が図られる。
【００３８】
筐体７は、電気配線８１や電気コネクター８２および光ファイバー９１やＭＰＯ型光コネクター９２を除く各部を収納する箱状の部材である。このような筐体７に収納することにより、各部を外部環境から保護し、光モジュール１００の信頼性および可搬性高めることができる。
【００３９】
なお、筐体７の一部には貫通孔が設けられ、そこから電気基板２の接点２３が設けられた部分が突出している。これにより、接点２３に対して電気コネクター８２を容易に装着することができる。また、同様に、筐体７の一部に設けられた貫通孔からレセプタクル６１のＭＰＯ型受容部６１２が露出している。これにより、ＭＰＯ型受容部６１２に対してＭＰＯ型光コネクター９２を挿入するだけで、光モジュール１００に対して光ファイバー９１を容易に接続することができる。
【００４０】
筐体７の構成材料としては、例えばステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金のような金属材料の他、各種樹脂材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。
【００４１】
＜光導波路＞
次に、光導波路１について説明する。
【００４２】
図３は、図２に示す光導波路の平面図である。また、図４は、図３に示す光導波路の部分拡大斜視図である。
【００４３】
前述したように、光導波路１は、シート状をなしており、図３の下から上に向かって出射された光を、コア部１４に入射させ、通信することが可能になっている。
【００４４】
本実施形態に係る光導波路１は、図４の下側から、下側保護層１７、クラッド層１１、コア層１３、クラッド層１２、および上側保護層１８がこの順で積層されてなる積層体１０を備えている。また、コア層１３中には、図３の上下方向に延在する長尺状のコア部１４と、コア層１３の厚さ方向から見てコア部１４の側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５と、が形成されている。
【００４５】
一方、図３、４に示す光導波路１は、前述したように、図１に示す光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換する反射部１６ａを備えている。この反射部１６ａは、図４に示すように、積層体１０の上面に開口し、コア層１３を貫通する凹部１６０の内面の一部である。すなわち、反射部１６ａは、空洞である凹部１６０とコア部１４との界面の一部である。このため、反射部１６ａでは、屈折率差に基づくフレネル反射によって光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換することができる。具体的には、図１の左右方向に延在する光路Ｐ１と、図１の上下方向に延在する光路Ｐ２と、の間が相互に変換される。
以下、光導波路１の各部についてさらに詳述する。
【００４６】
−コア層−
図４に示すコア層１３中に形成されているコア部１４は、その側面が、側面クラッド部１５およびクラッド層１１、１２で囲まれている。そして、コア部１４の屈折率は、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。これにより、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬させることができる。
【００４７】
コア層１３において、光路Ｐ１に直交する面内における屈折率分布は、いかなる分布であってもよく、例えば屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。
【００４８】
また、コア部１４の光路Ｐ１に直交する面による断面形状は、特に限定されず、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、その他の異形状であってもよい。
【００４９】
また、コア層１３を厚さ方向から見たとき、コア部１４は、その延在方向の途中で２つに分岐している。これにより、光信号を２つに分配することができる。なお、この分岐構造については後に詳述する。
【００５０】
また、コア層１３の平均厚さは、特に限定されないが、１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０〜７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつ光導波路１の薄型化を図ることができる。
【００５１】
コア層１３の構成材料（主材料）としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。なお、樹脂材料には、異なる組成のものを組み合わせた複合材料も用いられる。
【００５２】
−クラッド層−
クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１〜２００μｍ程度であるのが好ましく、３〜１００μｍ程度であるのがより好ましく、５〜６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド層１１、１２としての機能が確保される。
【００５３】
また、クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（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、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。
【００５４】
なお、クラッド層１１、１２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。このとき、例えばコア層１３が外気（空気）に曝されていれば、その外気がクラッド層１１、１２として機能する。
【００５５】
−保護層−
図４に示す光導波路１では、下側保護層１７および上側保護層１８がコア層１３やクラッド層１１、１２を保護し、外部環境等に起因したコア部１４の伝送効率の低下を抑制することができる。
【００５６】
下側保護層１７および上側保護層１８の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。
【００５７】
下側保護層１７および上側保護層１８の平均厚さは、特に限定されないが、５〜５００μｍ程度であるのが好ましく、１０〜４００μｍ程度であるのがより好ましい。
【００５８】
また、下側保護層１７および上側保護層１８は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。
【００５９】
なお、下側保護層１７および上側保護層１８は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、少なくとも一方が省略されていてもよい。
【００６０】
−凹部−
凹部１６０は、コア部１４の延在方向の端部に設けられている。そして、凹部１６０の内面に設けられた反射部１６ａは、コア部１４の光路Ｐ１に対して傾斜する面である。この反射部１６ａの傾斜角度に応じて、光路Ｐ１の変換角度を調整することができる。
【００６１】
図４に示す凹部１６０は、コア層１３の面内において光路Ｐ１と直交する方向から見たとき、下方に頂点を持つ三角形に準じた形状をなしている。そして、反射部１６ａは、図４に示すように、クラッド層１１からコア層１３およびクラッド層１２を経て上側保護層１８に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。なお、凹部１６０の形状は、図４に示す形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。
【００６２】
また、反射部１６ａの傾斜角度は、特に限定されないが、図１に示す光導波路１の下面を基準面としたとき、基準面と反射部１６ａとがなす角度の鋭角側は、３０〜６０°程度であるのが好ましく、４０〜５０°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、反射部１６ａにおいてコア部１４の光路Ｐ１を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。
【００６３】
なお、凹部１６０の最深部の位置、すなわち三角形の頂点の位置は、特に限定されないが、少なくともコア層１３よりもクラッド層１１側であるのが好ましい。
【００６４】
また、本実施形態に係るコア層１３には、凹部１６０に対応する位置に設けられ、コア部１４よりも幅が広い拡幅部１４１が形成されている。すなわち、図３に示すように、コア層１３を平面視したとき、拡幅部１４１は、凹部１６０を内包するような長方形をなしており、かつ、コア部１４の図３における上端に隣接している。この拡幅部１４１の屈折率は、コア部１４と同様、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。このような拡幅部１４１を設けることにより、反射部１６ａのうち、コア層１３の断面に露出する材料は、コア部１４を構成する材料、すなわち、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２よりも屈折率の高い材料となる。このため、反射部１６ａにおける屈折率差をより大きくすることができ、反射率を高めるとともに、反射損失を低減することができる。
【００６５】
また、本実施形態に係る光導波路１は、図３に示すように、後述する支線コア部１９４の下方に設けられ、光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換する反射部１６ｂを備えている。この反射部１６ｂは、図４に示す積層体１０の上面に開口し、コア層１３を貫通する凹部１６１の内面の一部である。すなわち、反射部１６ｂは、空洞である凹部１６１とコア部１４との界面の一部である。このため、反射部１６ｂでは、屈折率差に基づくフレネル反射によって光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換することができる。具体的には、図１の左右方向に延在する光路Ｐ１と、図１の上下方向に延在する光路Ｐ２と、の間が相互に変換される。
【００６６】
また、本実施形態に係るコア層１３には、凹部１６１に対応する位置に設けられ、コア部１４よりも幅が広い拡幅部１４２が形成されている。すなわち、図３に示すように、コア層１３を平面視したとき、拡幅部１４２は、凹部１６１を内包するような長方形をなしており、かつ、コア部１４の図３における下端に隣接している。この拡幅部１４２の屈折率は、コア部１４と同様、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。このような拡幅部１４２を設けることにより、反射部１６ｂのうち、コア層１３の断面に露出する材料は、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２よりも屈折率の高い材料となる。このため、反射部１６ｂにおける屈折率差をより大きくすることができ、反射率を高めるとともに、反射損失を低減することができる。
【００６７】
なお、本実施形態では、凹部１６０、１６１内を空気が占めているが、その代わりにコア部１４よりも低屈折率の材料で占められていてもよい。
【００６８】
また、凹部１６０、１６１に代えて、コア層１３の厚さ方向に光路を曲げる湾曲導波路が設けられていてもよい。
【００６９】
−分岐パターン−
図３に示す光導波路１は、前述したように分岐構造を含む複数のコア部１４と拡幅部１４１および拡幅部１４２とが形成されたコア層１３を有している。すなわち、コア層１３は、分岐パターン１９に形成された複数のコア部１４と拡幅部１４１および拡幅部１４２とを有している。
【００７０】
この分岐パターン１９に形成されているコア部１４は、入射コア部１９１と、入射コア部１９１を２つに分岐する分岐部１９２と、分岐部１９２からそれぞれ図３における下方に向かって延在する本線コア部１９３および支線コア部１９４と、を備えている。
【００７１】
このうち、入射コア部１９１では、図３に示すコア部１４の上端部が入射端部１９１１として用いられる。すなわち、入射端部１９１１に光を入射することにより、コア部１４に光を伝搬させることができる。また、入射端部１９１１における幅の中心点を光入射点１９１１ａとする。
【００７２】
入射コア部１９１は、光入射点１９１１ａを通過する仮想直線ＶＬを引いたとき、仮想直線ＶＬに沿って延在する。本実施形態では、光入射点１９１１ａを通過して図３の上下方向に延在する仮想直線ＶＬを仮想しているので、入射コア部１９１は、図３の上下にわたって直線状に延在する部位となる。
【００７３】
仮想直線ＶＬに沿った入射コア部１９１の長さは、特に限定されないが、３０μｍ以上であるのが好ましく、５０μｍ以上５００μｍ以下であるのがより好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であるのがさらに好ましい。これにより、後述する分岐部１９２に対して安定的に光を入射させることができる。
【００７４】
図３における入射コア部１９１の下端には、分岐部１９２が隣接している。分岐部１９２は、前述したように、入射コア部１９１を２つに分岐している。そして、分岐部１９２からは、後述する本線コア部１９３と支線コア部１９４とが延在している。
【００７５】
なお、図３における分岐部１９２の下端は、本線コア部１９３の外縁と支線コア部１９４の外縁とが交差する位置、つまり図３に示す交差点１９２１とする。したがって、分岐部１９２は、図３に示す入射コア部１９１の下端から交差点１９２１までの部位となる。
【００７６】
また、図３に示す分岐部１９２は、その幅が下方に向かって徐々に拡大するようになっている。これにより、本線コア部１９３と支線コア部１９４の２本を接続するにあたって、分岐損失を最小限に抑えることができる。
【００７７】
このような分岐パターン１９が形成されていることにより、入射端部１９１１から入射した光は、２つに分配され、本線コア部１９３と支線コア部１９４からそれぞれ出射する。したがって、例えば本線コア部１９３から通信用の光を取り出す一方、支線コア部１９４からモニター用の光を取り出すことができる。このモニター用の光は、通信用の光に影響を与えることなく、例えば入射端部１９１１から入射した光の品質を検査するために用いられる。したがって、例えばモニター用の光の光強度を検出することにより、発光素子３１の健全性を監視することができる。
【００７８】
ここで、本実施形態に係る分岐パターン１９は、以下の４つの条件を満たしている。
［１］仮想直線ＶＬが、本線中心軸Ｃ１と支線中心軸Ｃ２との間を延在していること
［２］入射コア部１９１、分岐部１９２および支線コア部１９４の、仮想直線ＶＬに沿った合計の長さＬ１が、８００〜１００００μｍであること
［３］仮想直線ＶＬと本線中心点１９３２ａとの距離をＡ［μｍ］とし、仮想直線ＶＬと支線出射点１９４３ａとの距離をＢ［μｍ］としたとき、Ａ＋Ｂが５０〜１５０μｍであること
［４］Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．０５〜０．４０であること
以下、［１］〜［４］について順次説明する。
【００７９】
［１］仮想直線ＶＬが、本線中心軸Ｃ１と支線中心軸Ｃ２との間を延在していること
本線コア部１９３は、図３における分岐部１９２の下端からコア層１３の下端にかけて延在している。一方、支線コア部１９４は、図３における分岐部１９２の下端から前述した拡幅部１４２にかけて延在している。
【００８０】
本線コア部１９３および支線コア部１９４は、分岐部１９２で分岐した後、図３の下方に向かうにつれて互いの距離が徐々に広がるように延在している。そして、本線コア部１９３の幅の中心点の集合体を本線中心軸Ｃ１とし、支線コア部１９４の幅の中心点の集合体を支線中心軸Ｃ２としたとき、仮想直線ＶＬは、本線中心軸Ｃ１と支線中心軸Ｃ２との間を延在している。つまり、仮想直線ＶＬは、本線中心軸Ｃ１および支線中心軸Ｃ２の双方と交差することなく、これらの間に引かれている。
【００８１】
このような分岐パターン１９によれば、例えば仮想直線ＶＬが上記のように引かれていない場合に比べて、全体の幅、すなわち仮想直線ＶＬに直交する方向における分岐パターン１９の長さを短くすることができる。このため、例えば図３に示すように複数の分岐パターン１９を並列に配置したとき、配置の密度を高めやすくなる。その結果、小型化と多チャンネル化とを両立させた光導波路１および光モジュール１００を実現することができる。
【００８２】
［２］入射コア部１９１、分岐部１９２および支線コア部１９４の、仮想直線ＶＬに沿った合計の長さＬ１が、８００〜１００００μｍであること
分岐パターン１９は、前述したように、入射コア部１９１、分岐部１９２、本線コア部１９３および支線コア部１９４を備えている。このうち、入射コア部１９１、分岐部１９２および支線コア部１９４からなる一連の部位の、仮想直線ＶＬに沿った全体の長さＬ１は、８００〜１００００μｍである。
【００８３】
このような分岐パターン１９によれば、光導波路１や光モジュール１００の小型化を図ることができる。なお、長さＬ１が前記下限値を下回ると、本線コア部１９３や支線コア部１９４をより大きな曲率で曲げなければ、後述する距離Ａおよび距離Ｂを十分な長さまで大きくすることが困難になる。そうすると、本線コア部１９３や支線コア部１９４における曲げ損失が増大し、光導波路１の過剰損失が増大するおそれがある。
【００８４】
なお、長さＬ１は、好ましくは９００〜８０００μｍとされ、より好ましくは１０００〜７０００μｍとされる。また、本明細書における過剰損失とは、光導波路１に入射した光強度のうち、本線コア部１９３および支線コア部１９４で出射する光強度以外の損失分のことをいう。
【００８５】
［３］仮想直線ＶＬと本線中心点１９３２ａとの距離をＡ［μｍ］とし、仮想直線ＶＬと支線出射点１９４３ａとの距離をＢ［μｍ］としたとき、Ａ＋Ｂが５０〜１５０μｍであること
本実施形態に係る本線コア部１９３は、図３に示すように、支線コア部１９４よりも長く延在している。したがって、支線コア部１９４の出射端部１９４３における幅の中心点を支線出射点１９４３ａとし、本線コア部１９３の出射端部１９３１における幅の中心点を本線出射点１９３１ａとしたとき、本線出射点１９３１ａは、支線出射点１９４３ａよりも図３の下方に位置している。
【００８６】
そうすると、仮想直線ＶＬの延在方向において支線出射点１９４３ａの位置は、本線コア部１９３の途中に対応している。そこで、仮想直線ＶＬの延在方向において支線出射点１９４３ａの位置における本線コア部１９３の幅の中心点を本線中心点１９３２ａとする。また、仮想直線ＶＬと本線中心点１９３２ａとの距離をＡ［μｍ］とし、仮想直線ＶＬと支線出射点１９４３ａとの距離をＢ［μｍ］とする。このとき、分岐パターン１９におけるＡ＋Ｂは、５０〜１５０μｍである。
【００８７】
このような分岐パターン１９によれば、その幅を狭くすることができる。このため、例えば図３に示すように複数の分岐パターン１９を並列に配置したとき、配置の密度を高めやすくなる。その結果、小型化と多チャンネル化とを両立させた光導波路１および光モジュール１００を実現することができる。
【００８８】
なお、Ａ＋Ｂが前記下限値を下回ると、支線出射点１９４３ａと本線中心点１９３２ａとの距離を十分に確保することができない。そうすると、支線出射点１９４３ａに隣接して設けられる拡幅部１４２の幅も確保することができず、そこに設けられる凹部１６１の幅も制限されることとなる。その結果、反射部１６ｂを介した光路変換に伴う反射損失が増大するおそれがある。一方、Ａ＋Ｂが前記上限値を上回ると、分岐パターン１９の配置密度が低下し、小型化と多チャンネル化との両立が困難になるおそれがある。また、支線コア部１９４の線形において曲率をより大きくする必要が生じるため、曲げ損失が増大し、モニター用の光の光強度が減少するおそれがある。
【００８９】
なお、Ａ＋Ｂは、好ましくは７５〜１３５μｍとされ、より好ましくは１００〜１２５μｍとされる。
【００９０】
［４］Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．０５〜０．４０であること
仮想直線ＶＬと本線中心点１９３２ａとの距離Ａ［μｍ］は、前述したＡ＋Ｂに対する割合が０．０５〜０．４０である。すなわち距離Ａは、Ａ＋Ｂの半分未満である。
【００９１】
このような分岐パターン１９によれば、距離Ａは距離Ｂよりも小さいことになるため、本線コア部１９３は、支線コア部１９４よりも、仮想直線ＶＬから離す距離を相対的に小さくすることができる。これにより、支線コア部１９４に比べて本線コア部１９３の線形を、より直線的な線形にすることができる。このため、その分、曲げ損失を相対的に減らすことができ、通信用の光の光強度を十分に確保することができる。その結果、より高品質な光通信を実現することができる。
【００９２】
なお、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が前記下限値を下回ると、支線コア部１９４の線形において曲率をより大きくする必要が生じるため、モニター用の光の光強度が減少するおそれがある。一方、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が前記上限値を上回ると、通信用の光に比べてモニター用の光の光強度が必要以上に大きくなり、光強度の余剰が生じるため、その分、通信用の光の光強度を大きくする機会を逃すおそれがある。したがって、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が前記範囲内であれば、本線コア部１９３から出射する通信用の光の光強度と、支線コア部１９４から出射するモニター用の光の光強度と、がそれぞれの必要かつ十分な量に制御することができ、双方のバランスが良好になる。
【００９３】
なお、Ａ／（Ａ＋Ｂ）は、好ましくは０．０８〜０．３５とされ、より好ましくは０．１０〜０．３０とされる。
【００９４】
以上のような４つの条件を満たすことにより、光導波路１は、本線コア部１９３から出射する通信用の光の光強度と支線コア部１９４から出射するモニター用の光の光強度とのバランスが良好になる。また、併せて、光導波路１は、過剰損失が小さく、かつ、小型化が図られたものとなる。
【００９５】
また、光モジュール１００は、前述したように、光導波路１と、電気基板２と、光導波路１と光学的に接続されている発光素子３１および受光素子３２と、を有している。このような光モジュール１００では、光導波路１においてモニター用の光を受光素子３２で受光し、その光強度を監視しつつ、通信用の光に十分な光強度を確保して、高品質な光通信が可能になっている。つまり、モニター用の光に十分な光強度を確保しつつ、通信用の光の光強度も高めることができるので、これらのバランスを良好に保ち、しかも、光導波路１における過剰損失が小さいため、高品質な光通信を可能にしつつ、発光素子３１の健全性を常時監視可能であるという付加価値も有している。また、光モジュール１００は、小型化も可能であり、様々な電子機器に搭載可能である。したがって、かかる光モジュール１００は、信頼性の高いものとなる。
【００９６】
なお、制御素子４は、受光素子３２によってモニター用の光の光強度を監視し、例えば光強度が閾値を下回った場合には、警告を発報したり、発光素子３１の駆動を停止したりしてもよい。また、光強度の変動によって、発光素子３１の劣化状況を予測し、不具合に至る前に発光素子３１の交換を促すことも可能である。
【００９７】
また、入射コア部１９１の幅は、特に限定されないが、２０〜８０μｍであるのが好ましく、２５〜７５μｍであるのがより好ましい。これにより、複数の分岐パターン１９を並列させるとき、その密度を高めるとともに、小型化を図ることができる。また、伝送効率が低くなるのを抑制することができる。
【００９８】
すなわち、入射コア部１９１の幅が前記下限値を下回ると、入射コア部１９１の伝送効率が低下するおそれがある。一方、入射コア部１９１の幅が前記上限値を上回ると、入射コア部１９１の配置密度を十分に高めることができないおそれがある。
【００９９】
なお、入射コア部１９１の幅とは、仮想直線ＶＬに直交する方向における長さのことをいう。
【０１００】
一方、図３に示す本線コア部１９３の幅および支線コア部１９４の幅は、特に限定されないが、それぞれその全長にわたって入射コア部１９１の幅の８０〜１２０％程度であるのが好ましく、９０〜１１０％程度であるのがより好ましい。これにより、本線コア部１９３の幅および支線コア部１９４の幅は、入射コア部１９１の幅と同程度であり、かつ、その幅の変化が小さいものとなるため、過剰損失が小さく、高品質な光通信を実現可能なものとなる。
【０１０１】
また、本線コア部１９３の、仮想直線ＶＬに沿った長さＬ２は、支線コア部１９４の、仮想直線ＶＬに沿った長さＬ３よりも短くてもよいが、長いことが好ましい。これにより、本線コア部１９３の出射端部１９３１に前述したＭＴ型光コネクター６２を装着するとき、ＭＴ型光コネクター６２が反射部１６ｂに干渉してしまうのを防止することができる。また、電気基板２の大型化を抑制することができる。
【０１０２】
なお、長さＬ２は、特に限定されないが、１０００μｍ〜１００ｍｍであるのが好ましく、１５００μｍ〜５０ｍｍであるのがより好ましい。これにより、光導波路１および光モジュール１００の十分な小型化が図られる。
【０１０３】
また、図３に示す支線コア部１９４は、曲がる方向が異なる２つの部位として、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２を含んでいる。
【０１０４】
図５は、図３に示す支線コア部１９４を拡大して示す図である。また、図６は、図５に示す第２形状曲線部１９４２を模式的に強調して示す図であり、図７は、図５に示す第１形状曲線部１９４１を模式的に強調して示す図である。なお、図５〜７では、それぞれ支線コア部１９４の線形における曲率を図３に比べて強調している。
【０１０５】
図３に示す支線コア部１９４は、図５に強調して示すように、分岐部１９２から延出する第２形状曲線部１９４２と、そこから延出する第１形状曲線部１９４１と、を含んでいる。
【０１０６】
そして、このような図３に示す支線コア部１９４は、その延在方向に沿って分岐部１９２から遠ざかるように移動するとき、コア層１３の平面視において、図６に示すように、支線中心軸Ｃ２の接線ＴＬ２１、ＴＬ２２、ＴＬ２３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度β１、β２、β３が徐々に大きくなるように曲がっている第２形状曲線部１９４２と、図７に示すように、支線中心軸Ｃ２の接線ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ１３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度α１、α２、α３が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部１９４１と、を含む。
【０１０７】
このうち、図６に示す第２形状曲線部１９４２では、支線中心軸Ｃ２上の互いに離れた３点について接線ＴＬ２１、ＴＬ２２、ＴＬ２３を引いている。この接線ＴＬ２１、ＴＬ２２、ＴＬ２３は、分岐部１９２側からこの順で並んでいる。そして、接線ＴＬ２１と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をβ１とし、接線ＴＬ２２と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をβ２とし、接線ＴＬ２３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をβ３としたとき、β１＜β２＜β３の関係を満たしている。
【０１０８】
このような第２形状曲線部１９４２を含むことにより、支線コア部１９４を本線コア部１９３から徐々に離すことができる。これにより、支線コア部１９４における曲げ損失を抑制することができる。また、支線出射点１９４３ａを接続する反射部１６ｂとして、十分な大きさの反射部１６ｂを設けるためのスペースを確保することができる。その結果、反射部１６ｂにおける反射損失を十分に抑制することができる。
【０１０９】
一方、図７に示す第１形状曲線部１９４１では、支線中心軸Ｃ２上の互いに離れた３点について接線ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ１３を引いている。この接線ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ１３は、分岐部１９２側からこの順で並んでいる。そして、接線ＴＬ１１と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をα１とし、接線ＴＬ１２と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をα２とし、接線ＴＬ１３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をα３としたとき、α１＞α２＞α３の関係を満たしている。
【０１１０】
このような第１形状曲線部１９４１を含むことにより、支線コア部１９４を本線コア部１９３に向けて徐々に近づけることができる。これにより、双方の離間距離が広くなりすぎるのを防止して、分岐パターン１９の幅を最適化することができる。
【０１１１】
以上のことから、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２を含むことにより、小型化を図りつつ、曲げ損失および反射損失を抑え、過剰損失の小さい光導波路１を実現することができる。
【０１１２】
なお、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２の曲率は、曲げ損失の観点のみからするとできるだけ小さい方がよい。すなわち、曲率半径はできるだけ大きい方がよい。しかしながら、曲率半径が大きいと、例えば前述した距離Ｂを確保するために長さＬ３を非常に長くすることが求められる。そうすると、光導波路１や光モジュール１００の小型化が困難になるおそれがある。
【０１１３】
そこで、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２の曲率半径は、それぞれ０．３０〜５．０ｍｍであるのが好ましく、０．５０〜３．０ｍｍであるのがより好ましく、１．０〜２．５ｍｍであるのがさらに好ましい。曲率半径を前記範囲内に設定することにより、曲げ損失を許容範囲内に抑えつつ、光導波路１の十分な小型化を図ることができる。
【０１１４】
なお、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２の曲率半径は、支線中心軸Ｃ２の曲率半径として求められる。
【０１１５】
また、支線コア部１９４は、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２以外の部位として、直線状に延在する部位を含んでいてもよい。
【０１１６】
一方、本線コア部１９３は、その全体が直線状に延在していてもよいが、好ましくは図示したように曲線状に延在している部位を含むように構成される。これにより、分岐パターン１９の幅が増大するのを抑えつつ、本線コア部１９３の曲率半径と支線コア部１９４の曲率半径の双方が小さくなりすぎるのを防止することができる。その結果、光導波路１の小型化や分岐パターン１９の配置密度の高密度化を図りつつ、本線コア部１９３から出射する通信用の光の光強度と、支線コア部１９４から出射するモニター用の光の光強度と、のバランスが特に良好になる。
【０１１７】
また、本実施形態に係るコア層１３は、仮想直線ＶＬに交差する方向に沿って並ぶ複数の分岐パターン１９を備えている。これにより、各分岐パターン１９に対して、互いに独立した複数の光信号を同時に入射することができるので、例えば多チャンネルの光ファイバーに対しても接続可能になり、大容量の光通信が可能になる。なお、コア層１３中に形成される分岐パターン１９の数は、特に限定されないが、１〜１００本程度であるのが好ましい。なお、分岐パターン１９の数が多い場合は、必要に応じて光導波路１を多層化してもよい。具体的には、図４に示すクラッド層１２上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねることにより多層化することができる。
【０１１８】
なお、隣り合う分岐パターン１９同士の離間距離、すなわち、図３に示す隣り合う分岐パターン１９の仮想直線ＶＬ同士の距離Ｌ４は、特に限定されないが、１００〜２５０μｍであるのが好ましく、１５０〜２５０μｍであるのがより好ましい。これにより、分岐パターン１９同士の干渉を避けつつ、分岐パターン１９の配置密度を十分に高めることができる。その結果、光導波路１の小型化と多チャンネル化とを両立させることができる。また、分岐パターン１９同士の間で、互いに漏れ光が影響し合うのを抑制することができる。このため、モニター用の光の光強度の検出精度が低下したり、光通信の品質が低下したりするのを抑制することができる。
【０１１９】
また、本線コア部１９３から出射する光強度を本線出射強度とし、支線コア部１９４から出射する光強度を支線出射強度とするとき、本線出射強度に対する支線出射強度の比（分岐比）は、−２５ｄＢ以上であることが好ましく、−２０〜−１０ｄＢであることがより好ましい。このような分岐比であれば、本線コア部１９３から出射する通信用の光の光強度と、支線コア部１９４から出射するモニター用の光の光強度と、のバランスが特に良好になる。すなわち、光通信の品質を著しく低下させることなく、モニター用の光の光強度を十分に確保することができる。その結果、良好な光通信を行いながら、同時に、発光素子３１の健全性をより正確に監視し続けることができる。
【０１２０】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第２実施形態について説明する。
【０１２１】
図８は、本発明の光モジュールの第２実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【０１２２】
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図８において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１２３】
第２実施形態は、支線コア部１９４の線形が異なる以外、第１実施形態と同様である。
すなわち、図８に示す支線コア部１９４は、第１実施形態と同様、第１形状曲線部１９４１と、第２形状曲線部１９４２と、を含んでいる。その上で、図８に示す支線コア部１９４は、その延在方向に沿って分岐部１９２から遠ざかるように移動するとき、コア層１３の平面視において、幅が徐々に広がっている幅漸増部１９４４を含んでいる点で、第１実施形態と相違している。すなわち、図８に示す支線コア部１９４は、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２を含んでおり、かつ、幅漸増部１９４４を含んでいる。なお、本実施形態において、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２と幅漸増部１９４４とは、互いに重複している。
【０１２４】
このような幅漸増部１９４４を含むことにより、支線コア部１９４の出射端部における幅を変えることなく、支線コア部１９４の入射端部１９４５の幅を狭くすることができる。これにより、本線出射強度に対する支線出射強度の比（分岐比）をより小さくすることができる。換言すれば、本線出射強度をより大きくすることができる。このように、幅漸増部１９４４を設けることによって、分岐比を容易に調整することができる。
【０１２５】
また、本実施形態では、第１実施形態に比べて、入射端部１９１１に入射させる光の強度分布が分岐比に及ぼす影響について、その鋭敏性を緩和することができる。すなわち、本実施形態では、上述したような線形であるがゆえ、第１実施形態に比べて、入射端部１９１１に入射する光の強度分布の位置が多少ずれたとしても、そのずれの影響が分岐比に及びにくいという効果が得られる。したがって、本実施形態は、発光素子３１と光導波路１との位置合わせにおいて、求められる位置精度の緩和が図られ、組み立て容易性に優れたものとなる。
【０１２６】
具体的には、光入射点１９１１ａを中心にして幅方向に±１０μｍの範囲の位置ずれを想定した場合において、その範囲内で位置ずれさせたときの分岐比の最大値と最小値との差を「分岐比の幅（レンジ）」とする。分岐比の幅は、一例として２０ｄＢ以下にすることが好ましいが、本実施形態は、分岐比の幅（レンジ）を１８ｄＢ以下に抑えることが可能であり、好ましくは１５ｄＢ以下にすることができる。このような幅であれば、分岐比について、前述した発光素子３１の位置合わせ依存性が小さいといえる。このため、特に組み立て容易性に優れた光導波路１が得られる。また、組み立て誤差に基づくモニター用の光の光強度のばらつきが抑えられた光モジュール１００が得られる。
【０１２７】
なお、分岐比の幅は、好ましくは９ｄＢ以下とされ、より好ましくは８ｄＢ以下とされる。
【０１２８】
なお、入射端部１９４５の幅は、出射端部１９４３の幅よりも小さければよいが、好ましくは１％以上１００％未満とされ、より好ましくは１０％以上６０％以下とされる。このような範囲内であれば、過剰損失を著しく増大させることなく、分岐比を調整することができる。
【０１２９】
例えば、図９は、図８に示す光導波路よりも分岐比を小さくした光導波路を示す平面図である。
【０１３０】
すなわち、図９に示す入射端部１９４５の幅は、図８に示す入射端部１９４５の幅よりも小さくなっている。このようにして入射端部１９４５の幅を変えることにより、出射端部の幅を変えることなく、分岐比を調整することができる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３１】
≪第３実施形態≫
次に、本発明の光モジュールの第３実施形態について説明する。
【０１３２】
図１０は、本発明の光モジュールの第３実施形態に含まれる光導波路の一部を示す平面図である。
【０１３３】
以下、第３実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、図１０において第１実施形態と同様の構成部分については、先に説明したのと同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１３４】
第３実施形態は、支線コア部１９４の線形が異なる以外、第１実施形態と同様である。
すなわち、前述した第１実施形態に係る支線コア部１９４は、第１形状曲線部１９４１と第２形状曲線部１９４２の双方を含んでいるのに対し、図１０に示す支線コア部１９４は、第１形状曲線部１９４１のみで構成されている。具体的には、図１０に示す支線コア部１９４は、その全体が第１形状曲線部１９４１であって、図７に示すように、その延在方向に沿って分岐部１９２から遠ざかるように移動するとき、支線中心軸Ｃ２の接線ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ１３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度α１、α２、α３が徐々に小さくなるように曲がっている部位である。
【０１３５】
このような本実施形態は、前述した第２形状曲線部１９４２を含んでいないため、分岐部１９２と支線コア部１９４との境界では、接線ＴＬ１１と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度α１が角度α３に比べて大きくなっている（図７参照）。つまり、分岐部１９２から支線コア部１９４に導かれるモニター用の光は、支線コア部１９４に侵入した直後、いきなり大きな曲率での曲げに曝されることになる。このため、モニター用の光を分配しにくくなり、第１実施形態に比べて分岐比が小さくなる傾向を示す。また、通信用の光については十分な光強度を確保しやすくなる。
【０１３６】
その一方、本実施形態では、第１実施形態に比べて、入射端部１９１１に入射させる光の強度分布が分岐比に及ぼす影響について、その鋭敏性を緩和することができる。すなわち、本実施形態では、上述したような線形であるがゆえ、第１実施形態に比べて、入射端部１９１１に入射する光の強度分布の位置が多少ずれたとしても、そのずれの影響が分岐比に及びにくいという効果が得られる。したがって、本実施形態は、発光素子３１と光導波路１との位置合わせにおいて、求められる位置精度の緩和が図られ、組み立て容易性に優れたものとなる。
【０１３７】
また、本実施形態は、分岐比の幅（レンジ）を１０ｄＢ以下に抑えることが可能である。このような幅であれば、分岐比について、前述した発光素子３１の位置合わせ依存性が小さいといえる。このため、特に組み立て容易性に優れた光導波路１が得られる。また、組み立て誤差に基づくモニター用の光の光強度のばらつきが抑えられた光モジュール１００が得られる。
【０１３８】
なお、分岐比の幅は、好ましくは９ｄＢ以下とされ、より好ましくは８ｄＢ以下とされる。
以上のような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１３９】
＜電子機器＞
上述したような本発明の光導波路によれば、前述したように、モニター用の光の光強度を監視可能になっており、かつ、通信用の光の光強度を十分に確保することができるので、電子機器に対して、発光素子３１の健全性を監視する機能を容易に付与可能である。しかも、光導波路１は、過剰損失が小さく、かつ、小型化が図られているため、高品質な光通信が可能で、かつ、電子機器の小型化を容易にする。したがって、本発明の光導波路を備えることにより、信頼性の高い電子機器（本発明の電子機器）が得られる。
【０１４０】
本発明の電子機器としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、サーバー、スーパーコンピューター等の電子機器類が挙げられる。
【０１４１】
以上、本発明の光導波路、光モジュールおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１４２】
例えば、前記実施形態では、光導波路と受発光素子との間にレンズを配置しているが、このレンズは必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。また、光モジュールの筐体も、省略されてもよい。
【０１４３】
また、光モジュールが備える光コネクターの形状は、特に限定されず、いかなる形状であってもよい。また、光コネクターは、必要に応じて設けられればよく、例えば光導波路と光ファイバーとが直接接続されていてもよいし、光導波路に設けられた反射部を介して光ファイバーと接続されていてもよい。
【０１４４】
また、電気基板には、リジッド基板、フレキシブル基板のような樹脂基板がよく用いられるが、セラミックス基板やガラス基板等であってもよい。
【実施例】
【０１４５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
（実施例１）
図３に示す光導波路を用意する。なお、この光導波路のコア部の形状を示す数値は、以下の通りである。
【０１４６】
・長さＬ１            ：８００μｍ
・長さＬ２            ：４０ｍｍ
・長さＬ３            ：４００μｍ
・距離Ａ              ：１５μｍ
・距離Ｂ              ：１１０μｍ
・入射コア部の長さ    ：１００μｍ
・入射コア部の幅      ：４８μｍ
・支線コア部の曲率半径：１．６ｍｍ
【０１４７】
次に、発光素子（ＶＣＳＥＬ）に接続された直径５０μｍのグレーデッドインデックス型の光ファイバーを、光導波路の反射部に接続する。また、受光素子（ＰＤ）に接続された直径５０μｍのグレーデッドインデックス型の光ファイバーを、光導波路の本線コア部の出射部、および、支線コア部の反射部に、それぞれ接続する。
【０１４８】
次に、発光素子から光入射点に向けて波長８５０ｎｍのレーザー光を入射し、出射した光を受光素子で受光する。
【０１４９】
次に、入射強度に対する本線出射強度（出力比）を算出した。
また、本線出射強度に対する支線出射強度の比（分岐比）を算出した。
【０１５０】
さらに、光入射点を中心にして幅方向に±１０μｍの範囲で、発光素子に接続された光ファイバーの位置をずらしながら分岐比を測定し、最大値と最小値との差（分岐比の幅）を算出した。
【０１５１】
（実施例２〜３２）
コア部の形状を示す図および数値を表１または表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして出力比、分岐比および分岐比の幅を算出した。
以上の評価結果を表１、２に示す。
【０１５２】
【表１】
2020003715.tif 000003
【０１５３】
【表２】
2020003715.tif 000004
【０１５４】
表１、２のうち、まず、表１に示す実施例１〜１６の評価結果について考察する。実施例１〜１６は、コア部の形状が互いに異なるものの、Ａ＋Ｂは１００μｍで共通である。そして、全体の傾向として、Ａの比率が大きくなるにつれて、Ｂの比率が小さくなるため、分岐比が増加し、分岐比の幅も小さくなる傾向がある。
【０１５５】
次に、実施例１〜４と実施例５〜８とを比較する。すなわち、図３に示す形状と図８に示す形状とを比較すると、支線コア部の幅が一定であるか、漸増しているかの違いがある。そして、幅漸増部が設けられることにより、分岐比を低下させることができるが、その一方、分岐比の幅は増加している。
【０１５６】
次に、実施例５〜８と実施例９〜１２とを比較する。実施例９〜１２（図９）は、実施例５〜８（図８）に比べて、幅漸増部の漸増率が大きい。しかしながら、実施例９〜１２は、実施例５〜８に比べて、一部例外はあるものの、分岐比が大きく、かつ、分岐比の幅も減少している傾向がある。これらを踏まえると、幅漸増部を設けることは、分岐比を大きくすることと、分岐比の幅を減少させることとを両立させるという観点で有用である。
【０１５７】
次に、実施例１〜４と実施例１３〜１６とを比較する。実施例１３〜１６（図１０）は、分岐比が相対的に小さいものの、分岐比の幅も相対的に小さい。このため、第１形状曲線部のみで支線コア部を構成することは、分岐比の幅を減少させるという観点で有用である。
【０１５８】
続いて、表２に示す実施例１７〜３２の評価結果について考察する。実施例１７〜３２は、コア部の形状が互いに異なるものの、Ａ＋Ｂは１２５μｍで共通である。そして、全体の傾向として、Ａの比率が大きくなるにつれて、Ｂの比率が小さくなるため、分岐比が増加する傾向がある。
【０１５９】
次に、前述した実施例１〜４と実施例１７〜２０とを比較する。これらは、コア部の形状が互いに同じ（図３）であるものの、Ａ＋Ｂが互いに異なる。実施例１７〜２０は、実施例１〜４に比べて、分岐比が小さく、分岐比の幅は大きい。
【０１６０】
次に、実施例１７〜２０と実施例２１〜２４とを比較する。この比較の結果は実施例１〜４と実施例５〜８との比較の結果と同様の傾向を示している。
【０１６１】
次に、実施例２１〜２４と実施例２５〜２８とを比較する。実施例２５〜２８（図９）は、実施例２１〜２４（図８）に比べて、幅漸増部の漸増率が大きい。しかしながら、実施例２５〜２８は、実施例２１〜２４に比べて、分岐比が小さいものの、分岐比の幅は減少している。これらを踏まえると、幅漸増部を設けることは、少なくとも分岐比の幅を減少させることにつながる傾向がある。
【０１６２】
次に、実施例１７〜２０と実施例２９〜３２とを比較する。実施例２９〜３２（図１０）は、分岐比が相対的に小さいものの、分岐比の幅も相対的に小さい。このため、第１形状曲線部のみで支線コア部を構成することは、分岐比の幅を減少させるという観点で有用である。
【０１６３】
なお、表１、２には示していないものの、Ａ＋Ｂが１２５μｍを超えると、分岐比が−３０ｄＢを下回るような例が確認された。
【０１６４】
また、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．０５を下回ると、その分、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）が非常に大きくなるため、支線コア部の曲げ損失が大きくなることが認められた。
【０１６５】
また、Ａ／（Ａ＋Ｂ）が０．４０を上回ると、出力比が著しく小さくなることが認められた。
【０１６６】
また、入射コア部の幅を４３μｍに変更した例について、上記と同様の評価を行ったところ、変更前（幅が４８μｍ）の例における評価結果と同様の傾向が認められた。
【０１６７】
さらに、長さＬ１を１２００μｍ、１５００μｍに変更した場合についても、上記各実施例と同様の傾向が認められた。
【符号の説明】
【０１６８】
１            光導波路
２            電気基板
４            制御素子
５            レンズアレイ
７            筐体
１０          積層体
１１          クラッド層
１２          クラッド層
１３          コア層
１４          コア部
１５          側面クラッド部
１６ａ        反射部
１６ｂ        反射部
１７          下側保護層
１８          上側保護層
１９          分岐パターン
２１          絶縁基板
２２          導電層
２３          接点
３１          発光素子
３２          受光素子
５１          底部
５２          壁部
５３          空洞
５４          レンズ
６１          レセプタクル
６２          ＭＴ型光コネクター
８１          電気配線
８２          電気コネクター
９１          光ファイバー
９２          ＭＰＯ型光コネクター
１００        光モジュール
１４１        拡幅部
１４２        拡幅部
１６０        凹部
１６１        凹部
１９１        入射コア部
１９２        分岐部
１９３        本線コア部
１９４        支線コア部
６１１        ＭＴ型受容部
６１２        ＭＰＯ型受容部
１９１１      入射端部
１９１１ａ    光入射点
１９２１      交差点
１９３１      出射端部
１９３１ａ    本線出射点
１９３２ａ    本線中心点
１９４１      第１形状曲線部
１９４２      第２形状曲線部
１９４３      出射端部
１９４３ａ    支線出射点
１９４４      幅漸増部
１９４５      入射端部
Ｃ１          本線中心軸
Ｃ２          支線中心軸
Ｐ１          光路
Ｐ２          光路
ＴＬ１１      接線
ＴＬ１２      接線
ＴＬ１３      接線
ＴＬ２１      接線
ＴＬ２２      接線
ＴＬ２３      接線
ＶＬ          仮想直線
【図１】
2020003715.tif 000005
【図２】
2020003715.tif 000006
【図３】
2020003715.tif 000007
【図４】
2020003715.tif 000008
【図５】
2020003715.tif 000009
【図６】
2020003715.tif 000010
【図７】
2020003715.tif 000011
【図８】
2020003715.tif 000012
【図９】
2020003715.tif 000013
【図１０】
2020003715.tif 000014