(57)【要約】      （修正有）【課題】分岐に伴う過剰損失が小さく、入射光の位置ずれ許容性が大きい光導波路、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。【解決手段】入射コア部１９１と、これを本線分岐部１９２１および支線分岐部１９２２に分岐する分岐部１９２と、本線コア部１９３と、支線コア部１９４と、を備えるコア層を有し、光入射点１９１５ａから支線側光出射点１９４６ａまでの長さＬ［ｍｍ］、光入射点から第１終端１９１６までの長さＬ１［ｍｍ］、第１終端から第２終端１９２６までの長さＬ２［ｍｍ］、光入射端１９１５の幅をＷ［μｍ］、本線入射部１９１１の幅をＷ１［μｍ］、支線入射部１９１２の幅Ｗ２［μｍ］、本線分岐部と直線ＶＬとの距離α２、支線分岐部と直線との距離β２として、０．５≦Ｌ≦２．０、０．１５≦Ｌ１≦０．６０、０．０５≦Ｌ２≦０．４０、４２≦Ｗ≦５２、４≦Ｗ１／Ｗ２≦６、０＜α２≦β２を満たす。【選択図】図３
2020160307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅の中心に光入射点を含む光入射端、および、第１終端を有し、仮想直線に沿って直線状に延在する入射コア部と、
前記入射コア部の前記第１終端に隣接して設けられ、前記入射コア部を本線分岐部および支線分岐部に分岐する分岐部であって、分岐の開始点が前記仮想直線上に位置しているとともに、前記仮想直線と直交する方向における前記本線分岐部と前記支線分岐部との距離が４μｍになる位置に第２終端を有する分岐部と、
前記本線分岐部の前記第２終端に隣接する本線コア部と、
前記支線分岐部の前記第２終端に隣接し、支線側光出射点を有する支線コア部と、
を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、
前記光入射点から前記支線側光出射点までの前記仮想直線に沿った長さをＬ［ｍｍ］とし、
前記光入射点から前記第１終端までの前記仮想直線に沿った長さをＬ１［ｍｍ］とし、
前記第１終端から前記第２終端までの前記仮想直線に沿った長さをＬ２［ｍｍ］とし、
前記光入射端の幅をＷ［μｍ］とし、
前記仮想直線を境にして前記入射コア部を本線入射部と支線入射部とに分けるとき、前記本線入射部の幅をＷ１［μｍ］とし、前記支線入射部の幅をＷ２［μｍ］とし、
前記第２終端における、前記本線分岐部と前記仮想直線との距離をα２［μｍ］とし、
前記第２終端における、前記支線分岐部と前記仮想直線との距離をβ２［μｍ］とするとき、
０．５≦Ｌ≦２．０、
０．１５≦Ｌ１≦０．６０、
０．０５≦Ｌ２≦０．４０、
４２≦Ｗ≦５２、
４≦Ｗ１／Ｗ２≦６、および、
０＜α２≦β２、
を満たすことを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記支線側光出射点における、前記本線コア部と前記仮想直線との距離をα３［μｍ］とし、
前記支線側光出射点における、前記支線コア部と前記仮想直線との距離をβ３［μｍ］とするとき、
α２≦α３≦３０、および、２０≦β３≦６０、
を満たす請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記第２終端と前記支線側光出射点との間における、前記本線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、
前記本線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい請求項１または２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記支線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、
前記支線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光導波路と、
前記光導波路の前記光入射点と光学的に接続されている発光素子と、
前記光導波路の前記支線側光出射点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６】
請求項５に記載の光モジュール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】
光導波路を用いた光通信では、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る。
【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。
【０００７】
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るが、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、分岐に伴う過剰損失が大きいという問題がある。
【０００８】
また、小型化に伴い、光導波路と発光素子との位置合わせの難易度が高くなる。すなわち、位置ずれ許容性が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、入射光の位置ずれ許容性が大きい光導波路、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】
【００１０】
このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１）  幅の中心に光入射点を含む光入射端、および、第１終端を有し、仮想直線に沿って直線状に延在する入射コア部と、
前記入射コア部の前記第１終端に隣接して設けられ、前記入射コア部を本線分岐部および支線分岐部に分岐する分岐部であって、分岐の開始点が前記仮想直線上に位置しているとともに、前記仮想直線と直交する方向における前記本線分岐部と前記支線分岐部との距離が４μｍになる位置に第２終端を有する分岐部と、
前記本線分岐部の前記第２終端に隣接する本線コア部と、
前記支線分岐部の前記第２終端に隣接し、支線側光出射点を有する支線コア部と、
を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、
前記光入射点から前記支線側光出射点までの前記仮想直線に沿った長さをＬ［ｍｍ］とし、
前記光入射点から前記第１終端までの前記仮想直線に沿った長さをＬ１［ｍｍ］とし、
前記第１終端から前記第２終端までの前記仮想直線に沿った長さをＬ２［ｍｍ］とし、
前記光入射端の幅をＷ［μｍ］とし、
前記仮想直線を境にして前記入射コア部を本線入射部と支線入射部とに分けるとき、前記本線入射部の幅をＷ１［μｍ］とし、前記支線入射部の幅をＷ２［μｍ］とし、
前記第２終端における、前記本線分岐部と前記仮想直線との距離をα２［μｍ］とし、
前記第２終端における、前記支線分岐部と前記仮想直線との距離をβ２［μｍ］とするとき、
０．５≦Ｌ≦２．０、
０．１５≦Ｌ１≦０．６０、
０．０５≦Ｌ２≦０．４０、
４２≦Ｗ≦５２、
４≦Ｗ１／Ｗ２≦６、および、
０＜α２≦β２、
を満たすことを特徴とする光導波路。
【００１１】
（２）  前記支線側光出射点における、前記本線コア部と前記仮想直線との距離をα３［μｍ］とし、
前記支線側光出射点における、前記支線コア部と前記仮想直線との距離をβ３［μｍ］とするとき、
α２≦α３≦３０、および、２０≦β３≦６０、
を満たす上記（１）に記載の光導波路。
【００１２】
（３）  前記第２終端と前記支線側光出射点との間における、前記本線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、
前記本線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい上記（１）または（２）に記載の光導波路。
【００１３】
（４）  前記支線コア部の前記仮想直線に対する平均傾き角度は、
前記支線分岐部の前記仮想直線に対する平均傾き角度より大きい上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。
【００１４】
（５）  上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路と、
前記光導波路の前記光入射点と光学的に接続されている発光素子と、
前記光導波路の前記支線側光出射点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。
【００１５】
（６）  上記（５）に記載の光モジュールを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、発光素子の位置ずれ許容性が大きい光導波路が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、小型でかつ信頼性の高い光モジュールが得られる。
さらに、本発明によれば、信頼性の高い電子機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る光モジュール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に示す光導波路が備えるコア部の一部を拡大して示す平面図である。
【図４】図２に示す光導波路の部分拡大斜視図である。
【図５】図３の部分拡大図である。
【図６】実施例に相当する実験例５１、および、比較例に相当する実験例１５、４５、４９の光導波路について測定した本線側損失の分布および分岐比の分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
１．光モジュール
まず、実施形態に係る光導波路および実施形態に係る光モジュールについて説明する。
【００２１】
図１は、実施形態に係る光モジュールを示す断面図である。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。なお、本願の各図では、互いに直交する３つの軸を、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。また、以下の説明では、Ｚ軸の先端側を「上」、基端側を「下」、Ｘ軸の先端側を「右」、基端側を「左」ともいう。
【００２２】
図１に示す光モジュール１００（実施形態に係る光モジュール）は、光導波路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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
さらに、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。
【００２８】
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、ダイオード等の各種電子部品が搭載されていてもよい。
【００２９】
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。
【００３０】
一方、図１および図２に示す光導波路１は、シート状をなしている。そして、光導波路１の内部に形成されたコア部１４が導光路になっている。なお、図２では、コア部１４を透視して図示している。
【００３１】
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。
【００３２】
なお、ＭＴ型受容部６１１およびＭＴ型光コネクター６２は、互いに嵌合可能な別のコネクター規格を満たす部材で代替されてもよい。
【００３３】
また、光導波路１には、反射部１６ａ、１６ｂが形成されている。この反射部１６ａ、１６ｂ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、上方に底部５１を有し、下方に開口を有する容器状をなしており、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。なお、レンズアレイ５は、上記の構成に限定されず、例えば空洞５３は一部が開放していてもよい。
【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】
なお、ＭＰＯ型受容部６１２およびＭＰＯ型光コネクター９２は、互いに嵌合可能な別のコネクター規格を満たす部材で代替されてもよい。また、これらのレセプタクル６１やＭＰＯ型光コネクター９２を用いることなく、光導波路１と光ファイバー９１とが直接接続されていてもよい。
【００３９】
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を高めることができる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。また、筐体７は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。その場合、レンズアレイ５や光導波路１を覆うようにモールド樹脂を設けるようにしてもよい。なお、このモールド樹脂は、筐体７の内部を充填するように設けられてもよい。
【００４２】
１．１  光導波路
次に、光導波路１について説明する。
【００４３】
図３は、図２に示す光導波路が備えるコア部の一部を拡大して示す平面図である。図４は、図２に示す光導波路の部分拡大斜視図である。図５は、図３の部分拡大図である。
【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の左右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および図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、１６ｂを備えている。この反射部１６ａ、１６ｂ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、１６ｂは、空洞である凹部１６０とコア部１４との界面の一部である。反射部１６ａ、１６ｂでは、屈折率差に基づく反射によって光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換することができる。
【００４６】
以下、光導波路１の各部についてさらに詳述する。
１．１．１  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。なお、側面クラッド部１５と、クラッド層１１、１２のうちのいずれか一方または双方と、が一体になっていてもよい。
【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、環状オレフィン系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。このうち、環状オレフィン系樹脂としては、例えば、ベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等が挙げられる。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】
１．１．２  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、ポリオレフィン系樹脂および環状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】
１．１．３  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、環状オレフィン系樹脂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】
１．１．４  凹部
コア部１４は、前述したように２つに分岐している。そして、分岐前の端部および分岐後の一方の端部に、それぞれ凹部１６０が設けられている。凹部１６０の内面に設けられた反射部１６ａ、１６ｂ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、１６ｂ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、図１に示すように、三角形をなしている。そして、反射部１６ａ、１６ｂは、それぞれ、図４に示すように、上側保護層１８からクラッド層１２およびコア層１３を貫通してクラッド層１１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。また、反射部１６ａ、１６ｂは、平坦面に限定されず、湾曲面であってもよい。
【００６２】
反射部１６ａ、１６ｂ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、１６ｂとが光路Ｐ１側においてなす角度は、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、１６ｂ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側であればよい。
【００６４】
また、本実施形態では、凹部１６０内は空洞であるが、凹部１６０内にコア部１４よりも低屈折率の材料が充填されていてもよく、反射部１６ａ、１６ｂに金属膜が成膜されていてもよい。
【００６５】
さらに、凹部１６０に代えて、光路Ｐ１と光路Ｐ２とを接続する湾曲導波路が設けられていてもよい。
【００６６】
なお、また、反射部１６ａおよびそれが設けられる凹部１６０については省略されてもよい。その場合、後述する光入射端１９１５に対して光が入射するように発光素子３１の配置を適宜変更するようにすればよい。
【００６７】
１．１．５  分岐パターン
図２および図３に示す光導波路１は、それぞれ分岐構造を含む４本のコア部１４が形成されたコア層１３を有している。すなわち、コア層１３には、４つの分岐パターン１９が形成されており、各分岐パターン１９はコア部１４で構成されている。
【００６８】
図３に示す分岐パターン１９は、Ｙ軸に沿って直線状に延在する入射コア部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Ｙ軸先端側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。なお、本線コア部１９３は、支線コア部１９４よりもＸ軸先端側に位置している。また、図３に示す分岐部１９２において、分岐が始まっている点を分岐の開始点Ｄとする。つまり、入射コア部１９１の終端である第１終端１９１６および分岐の始端である分岐の開始点Ｄは、Ｙ軸に沿った位置が同じである。そして、この分岐の開始点Ｄを通過し、入射コア部１９１の延在方向と平行な直線を仮想直線ＶＬとする。
【００６９】
入射コア部１９１は、Ｙ軸基端に位置する光入射端１９１５、および、Ｙ軸先端に位置する第１終端１９１６を有し、仮想直線ＶＬに沿って直線状に延在している。また、光入射端１９１５のうち、Ｘ軸方向に沿った長さ、つまり幅の中心点を光入射点１９１５ａとする。
【００７０】
さらに、入射コア部１９１には、光入射端１９１５および第１終端１９１６をそれぞれ通過するように仮想直線ＶＬが貫いている。そして、入射コア部１９１は、仮想直線ＶＬを境にして、Ｘ軸先端側に位置する部分を本線入射部１９１１とし、Ｘ軸基端側に位置する部分を支線入射部１９１２とする。
【００７１】
分岐部１９２は、入射コア部１９１の第１終端１９１６に隣接して設けられ、入射コア部１９１を２つに分岐させてなる本線分岐部１９２１および支線分岐部１９２２を有している。すなわち、本線分岐部１９２１は、本線入射部１９１１の第１終端１９１６に接続され、支線分岐部１９２２は、支線入射部１９１２の第１終端１９１６に接続されている。
【００７２】
本線分岐部１９２１および支線分岐部１９２２は、それぞれ分岐の開始点ＤからＹ軸先端側に向かって延在するとともに、Ｘ軸方向において互いに徐々に離れるように構成されている。そして、分岐部１９２は、Ｘ軸方向、すなわち仮想直線ＶＬと直交する方向において、本線分岐部１９２１と支線分岐部１９２２との距離が４μｍになる位置に設けられた第２終端１９２６を有している。
【００７３】
本線コア部１９３は、本線分岐部１９２１の第２終端１９２６に隣接するように設けられている。そして、第２終端１９２６からＹ軸先端側に向かって延在するとともに、Ｘ軸先端側に徐々に変位している。また、本線コア部１９３は、Ｙ軸先端に位置する本線側光出射点１９３６ａを有している。なお、本線側光出射点１９３６ａは、本線コア部１９３のＹ軸先端のうち、Ｘ軸に沿った長さ、つまり幅の中心点である。
【００７４】
支線コア部１９４は、支線分岐部１９２２の第２終端１９２６に隣接するように設けられている。そして、第２終端１９２６からＹ軸先端側に向かって延在するとともに、Ｘ軸基端側に徐々に変位している。これにより、本線コア部１９３および支線コア部１９４は、Ｙ軸先端側に向かうにつれて、Ｘ軸方向において互いに徐々に離れるように構成されている。また、支線コア部１９４は、Ｙ軸先端に位置する支線側光出射点１９４６ａを有している。なお、支線側光出射点１９４６ａは、支線コア部１９４のＹ軸先端のうち、Ｘ軸に沿った長さ、つまり幅の中心点である。
【００７５】
以上のような分岐パターン１９に対し、光入射点１９１５ａから光を入射すると、その光は、入射コア部１９１を経て分岐部１９２で２つに分配される。そして、本線コア部１９３側に分配された光は、本線側光出射点１９３６ａから出射し、図示しない受光素子または光ファイバー等の光学部品で受光される。一方、支線コア部１９４側に分配された光は、支線側光出射点１９４６ａから出射し、後述する受光素子で受光される。
【００７６】
本線コア部１９３側に分配された光は、例えば通信用の光として用いることができる。すなわち、光入射点１９１５ａから入射し、本線側光出射点１９３６ａから出射する光を受光することにより、光通信を行うことができる。一方、支線コア部１９４側に分配された光は、例えばモニター用の光として用いることができる。このモニター用の光は、受光素子３２によって受光されることにより、通信用の光に影響を与えることなく、通信用の光の品質等を検査するために用いられる。具体的には、例えば、モニター用の光の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。
なお、光導波路１は、上記の用途以外に用いられてもよい。
【００７７】
また、光入射点１９１５ａには、それと重なるように反射部１６ａが位置している。これにより、Ｚ軸基端からＺ軸先端に向かう光を、反射部１６ａで反射し、光入射点１９１５ａから入射コア部１９１に入射させることができる。
【００７８】
さらに、支線側光出射点１９４６ａには、それと重なるように反射部１６ｂが位置している。これにより、支線コア部１９４を伝搬し、支線側光出射点１９４６ａに到達した光を、反射部１６ｂで反射し、Ｚ軸先端からＺ軸基端に向かう光として出射させることができる。
【００７９】
ここで、分岐パターン１９は、各部の寸法が以下のように規定されている。なお、後述する説明において「幅」とは、いずれもＸ軸に沿った長さのことをいう。
【００８０】
まず、光入射点１９１５ａから支線側光出射点１９４６ａまでの仮想直線ＶＬに沿った長さをＬ［ｍｍ］とする。
【００８１】
また、光入射点１９１５ａから第１終端１９１６までの仮想直線ＶＬに沿った長さをＬ１［ｍｍ］とする。
【００８２】
さらに、第１終端１９１６から第２終端１９２６までの仮想直線ＶＬに沿った長さをＬ２［ｍｍ］とする。
また、光入射端１９１５の幅をＷ［μｍ］とする。
【００８３】
さらに、仮想直線ＶＬを境にして入射コア部１９１を本線入射部１９１１と支線入射部１９１２とに分けるとき、本線入射部１９１１の幅をＷ１［μｍ］とし、支線入射部１９１２の幅をＷ２［μｍ］とする。
【００８４】
また、第２終端１９２６における、本線分岐部１９２１と仮想直線ＶＬとの距離をα２［μｍ］とする。
【００８５】
さらに、第２終端１９２６における、支線分岐部１９２２と仮想直線ＶＬとの距離をβ２［μｍ］とする。
【００８６】
このとき、本実施形態に係る分岐パターン１９は、以下の［１］〜［６］の不等式で表される６つの条件を全て満たしている。
【００８７】
［１］０．５≦Ｌ≦２．０
［２］０．１５≦Ｌ１≦０．６０
［３］０．０５≦Ｌ２≦０．４０
［４］４２≦Ｗ≦５２
［５］４≦Ｗ１／Ｗ２≦６
［６］０＜α２≦β２
【００８８】
以下、［１］〜［６］について順次説明する。
［１］０．５≦Ｌ≦２．０
長さＬは、前述したように、光入射点１９１５ａから支線側光出射点１９４６ａまでの仮想直線ＶＬに沿った長さである。この長さが０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることにより、反射部１６ａと反射部１６ｂとの距離が短くなる。その結果、Ｙ軸に沿った発光素子３１と受光素子３２との距離も短くすることができるので、光モジュール１００の小型化、特に発光素子３１や受光素子３２を配置する部分の小型化を図ることが可能な光導波路１を実現することができる。
【００８９】
なお、長さＬが前記下限値を下回ると、発光素子３１と受光素子３２との距離が短すぎるので、発光素子３１と受光素子３２とが干渉したり、支線コア部１９４の曲率が大きくなることで曲げ損失が増大したりするおそれがある。一方、長さＬが前記上限値を上回ると、光モジュール１００の小型化を図ることができないおそれがある。
なお、長さＬは、好ましくは０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とされる。
【００９０】
［２］０．１５≦Ｌ１≦０．６０
長さＬ１は、前述したように、直線状に延在している入射コア部１９１の長さである。入射コア部１９１は、光入射点１９１５ａで入射した光が最初に伝搬する部分であるため、ある程度の長さ、直線状に延在していることが求められる。そこで、長さＬ１を前記範囲内に設定することにより、入射直後の光の伝搬を安定させることができる。これにより、光入射点１９１５ａに対する光の入射位置がずれたとしても、分岐部１９２における分岐比が変動しにくくなる。その結果、一定の光量を支線分岐部１９２２側に分配しやすくなる。
【００９１】
なお、長さＬ１が前記下限値を下回ると、入射コア部１９１における光の伝搬が安定しないことがあるため、コア部１４の伝送効率が低下するおそれがある。また、光の入射位置に応じて分岐比が変動しやすくなる。一方、長さＬ１が前記上限値を上回ると、光入射点１９１５ａから分岐部１９２までの距離が長くなるため、光モジュール１００の小型化を図ることができないおそれがある。
【００９２】
なお、長さＬ１は、好ましくは０．１５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。
【００９３】
［３］０．０５≦Ｌ２≦０．４０
長さＬ２は、前述したように、分岐部１９２の長さである。長さＬ２が最適化されることにより、分岐に伴う過剰損失の増大を抑えつつ、光モジュール１００の小型化を図ることができる。
【００９４】
なお、長さＬ２が前記下限値を下回ると、分岐部１９２における支線分岐部１９２２の曲率が大きくなるため、曲げ損失が増大するおそれがある。一方、長さＬ２が前記上限値を上回ると、光モジュール１００の小型化を図ることができないおそれがある。
【００９５】
なお、長さＬ２は、好ましくは０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１０ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下である。
【００９６】
［４］４２≦Ｗ≦５２
幅Ｗは、前述したように、光入射端１９１５の幅である。幅Ｗが最適化することにより、光入射端１９１５に入射する光の広がり幅とのバランスが図られる。このため、位置合わせの精度が高くなりすぎるのを防止しつつ、光入射点１９１５ａに対する光の入射位置に応じて分岐比が変動しにくくなる。
【００９７】
なお、幅Ｗが前記下限値を下回ると、幅Ｗが狭くなりすぎるため、光入射点１９１５ａに対する光の入射位置がずれたとき、光入射端１９１５に入射する光量が減少しやすくなる。このため、光導波路１に対する発光素子３１の位置合わせの精度を高める必要があり、作業の難易度が高くなるおそれがある。一方、幅Ｗが前記上限値を上回ると、幅Ｗが広くなりすぎるため、分岐比が変動しやすくなるおそれがある。
なお、幅Ｗは、好ましくは４５μｍ以上５０μｍ以下である。
【００９８】
［５］４≦Ｗ１／Ｗ２≦６
幅Ｗ１は、前述したように、本線入射部１９１１の幅である。また、幅Ｗ２は、支線入射部１９１２の幅である。そして、比Ｗ１／Ｗ２は、幅Ｗ２に対する幅Ｗ１の比である。この比Ｗ１／Ｗ２は、分岐パターン１９の分岐比に影響を及ぼすため、モニター用の光に必要な光量に応じて比Ｗ１／Ｗ２を適宜設定する。
【００９９】
なお、比Ｗ１／Ｗ２が前記下限値を下回ると、モニター用の光の光量が小さくなりすぎるため、モニターのＳ／Ｎ比が低下して、発光素子３１の健全性を監視するという目的が果たせないおそれがある。一方、比Ｗ１／Ｗ２が前記上限値を上回ると、モニター用の光の光量が大きくなりすぎるため、相対的に通信用の光の光量が小さくなり、通信のＳ／Ｎ比が低下するおそれがある。
なお、比Ｗ１／Ｗ２は、好ましくは４．５以上５．５以下である。
【０１００】
［６］０＜α２≦β２
距離α２は、前述したように、第２終端１９２６における、本線分岐部１９２１と仮想直線ＶＬとの距離である。具体的には、第２終端１９２６の位置における、仮想直線ＶＬと直交する方向（Ｘ軸方向）での、本線分岐部１９２１の最も仮想直線ＶＬ側の位置と仮想直線ＶＬとの距離である。
【０１０１】
また、距離β２は、前述したように、第２終端１９２６における、支線分岐部１９２２と仮想直線ＶＬとの距離である。具体的には、第２終端１９２６の位置における、仮想直線ＶＬと直交する方向での、支線分岐部１９２２の最も仮想直線ＶＬ側の位置と仮想直線ＶＬとの距離である。
【０１０２】
そして、距離α２および距離β２が前記不等式を満たすことにより、本線分岐部１９２１および支線分岐部１９２２は、双方が仮想直線ＶＬから徐々に離れるように延在することになる。そうすると、分岐部１９２のＹ軸に沿った長さをできるだけ短くしながら、第２終端１９２６における本線分岐部１９２１と支線分岐部１９２２との距離を十分に確保することができる。これにより、分岐部１９２における過剰損失を抑えつつ、光モジュール１００の小型化を図ることができる。
【０１０３】
なお、距離α２が距離β２よりも大きい場合には、本線分岐部１９２１の曲がり方が急になってしまうため、本線分岐部１９２１における曲げ損失が増大するおそれがある。また、距離α２が０以下である場合には、第２終端１９２６において、本線分岐部１９２１と支線分岐部１９２２とを距離を十分に確保するために、支線分岐部１９２２の曲がり方を急にする必要が出てくるので、支線分岐部１９２２における曲げ損失が増大するおそれがある。
【０１０４】
なお、距離α２と距離β２の合計は、前述したように４μｍである。したがって、β２［μｍ］＝４［μｍ］−α２［μｍ］が成り立つ。
また、好ましくは０．５≦α２≦β２である。
【０１０５】
以上の［１］〜［６］の不等式で表される６つの条件を全て満たす本実施形態に係る光導波路１は、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、発光素子３１を位置合わせする際の位置ずれ許容性が大きいものとなる。このため、光モジュール１００を組み立てる際の組み立て作業が容易であり、内部での損失が小さく、信頼性の高い光モジュール１００を実現することができる。
【０１０６】
また、位置ずれ許容性が大きいため、分岐パターン１９同士で、通信用の光の強度のバラつきや、分岐比のバラつきを小さく抑えることができる。これにより、使い勝手のよい光導波路１が得られる。
【０１０７】
さらに、分岐に伴う過剰損失が小さいため、本線コア部１９３の幅を狭くしても、十分な光強度を確保することができる。これにより、本線側光出射点１９３６ａに接続される光学部品との結合効率を高めることができる。同様に、支線コア部１９４の幅を狭くすることができるので、例えば支線分岐部１９２２と支線コア部１９４との接続部において、曲げられていても、幅が広い場合に比べて曲げ損失を抑制することができる。
【０１０８】
また、本実施形態に係る光モジュール１００は、光導波路１と、光導波路１の光入射点１９１５ａと光学的に接続されている発光素子３１と、光導波路の支線側光出射点１９４６ａと光学的に接続されている受光素子３２と、を有している。このような光モジュール１００は、光導波路１が上記のような効果を有していることから、小型でかつ信頼性の高いものとなる。
【０１０９】
一方、支線側光出射点１９４６ａにおける、本線コア部１９３と仮想直線ＶＬとの距離をα３［μｍ］とする。
【０１１０】
また、支線側光出射点１９４６ａにおける、支線コア部１９４と仮想直線ＶＬとの距離をβ３［μｍ］とする。
【０１１１】
このとき、分岐パターン１９は、以下の［７］、［８］の不等式で表される２つの条件の双方を満たすことが好ましい。
［７］α２≦α３≦３０
［８］２０≦β３≦６０
【０１１２】
以下、［７］および［８］について順次説明する。
［７］α２≦α３≦３０
距離α３は、前述したように、支線側光出射点１９４６ａにおける、本線コア部１９３と仮想直線ＶＬとの距離である。具体的には、支線側光出射点１９４６ａの位置における、仮想直線ＶＬと直交する方向（Ｘ軸方向）での、本線コア部１９３の最も仮想直線ＶＬ側の位置と仮想直線ＶＬとの距離である。
【０１１３】
また、距離α２は、前述したように、第２終端１９２６における、本線分岐部１９２１と仮想直線ＶＬとの距離である。
【０１１４】
そして、距離α２および距離α３が前記不等式を満たすことにより、支線側光出射点１９４６ａから十分に離れた位置まで本線コア部１９３が離れるように、本線コア部１９３が構成されていることになる。このため、支線側光出射点１９４６ａを中心とした範囲に、図３に示すような反射部１６ｂを設けたとき、十分な幅を持つ反射部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、面精度の高い反射部１６ｂを形成しやすくなり、反射部１６ｂでの反射を介した光導波路１と受光素子３２との結合効率を高めやすくなる。
【０１１５】
また、距離α３が前記上限値以下であれば、本線コア部１９３の曲率が大きくなりにくいため、本線コア部１９３の曲げ損失の増大を防止することができる。
【０１１６】
［８］２０≦β３≦６０
距離β３は、前述したように、支線側光出射点１９４６ａにおける、支線コア部１９４と仮想直線ＶＬとの距離である。具体的には、支線側光出射点１９４６ａの位置における、仮想直線ＶＬと直交する方向での、支線コア部１９４の最も仮想直線ＶＬ側の位置と仮想直線ＶＬとの距離である。
【０１１７】
そして、距離β３が前記不等式を満たすことにより、支線側光出射点１９４６ａを本線コア部１９３から十分に離すことができる。これにより、支線側光出射点１９４６ａを中心とした範囲に、図３に示すような反射部１６ｂを設けたとき、十分な幅を持つ反射部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、面精度の高い反射部１６ｂを形成しやすくなり、反射部１６ｂでの反射を介した光導波路１と受光素子３２との結合効率を高めやすくなる。
【０１１８】
なお、距離β３が前記下限値を下回ると、このスペースを十分に確保することが難しくなるので、反射部１６ｂの面精度が低下するおそれがある。一方、距離β３が前記上限値を上回ると、支線コア部１９４の曲率が大きくなるため、曲げ損失が増大するおそれがある。
【０１１９】
また、長さＬ２および距離α２により、図５に示すように、本線分岐部１９２１の仮想直線ＶＬに対する平均傾き角度α４を求めることができる。
【０１２０】
さらに、第２終端１９２６から支線側光出射点１９４６ａまでの仮想直線ＶＬに沿った長さをＬ３［ｍｍ］とする。そうすると、距離α３と距離α２との差（α３−α２）および長さＬ３により、本線コア部１９３が仮想直線ＶＬから離れるときの本線コア部１９３の傾き方、つまり、第２終端１９２６と支線側光出射点１９４６ａとの間における、本線コア部１９３の仮想直線ＶＬに対する平均傾き角度α５を求めることができる。
【０１２１】
本実施形態に係る分岐パターン１９では、平均傾き角度α５が平均傾き角度α４より小さくてもよいが、大きいことが好ましい。これにより、本線分岐部１９２１から本線コア部１９３にかけて、徐々に傾き角度を大きくすることになるため、それらを伝搬する通信用の光の曲げ方も徐々に大きくすることができる。このような曲げ方をすることで、曲げ損失の増大を抑制することができ、通信のＳ／Ｎ比の低下を抑制することができる。
【０１２２】
なお、平均傾き角度α４は、ｔａｎ−１（α２／Ｌ２／１０００）で求めることができる。また、平均傾き角度α５は、ｔａｎ−１｛（α３−α２）／Ｌ３／１０００｝で求めることができる。
【０１２３】
また、長さＬ３は、好ましくは０．５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であり、より好ましくは０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。
【０１２４】
また、長さＬ２および距離β２により、図５に示すように、支線分岐部１９２２の仮想直線ＶＬに対する平均傾き角度β４を求めることができる。
【０１２５】
さらに、距離β３と距離β２との差（β３−β２）および長さＬ３により、支線コア部１９４が仮想直線ＶＬから離れるときの支線コア部１９４の傾き方、つまり、支線コア部１９４の仮想直線ＶＬに対する平均傾き角度β５を求めることができる。
【０１２６】
本実施形態に係る分岐パターン１９では、平均傾き角度β５が平均傾き角度β４より小さくてもよいが、大きいことが好ましい。これにより、支線分岐部１９２２から支線コア部１９４にかけて、徐々に傾き角度を大きくすることになるため、それらを伝搬するモニター用の光の曲げ方も徐々に大きくすることができる。このような曲げ方をすることで、曲げ損失の増大を抑制することができ、モニターのＳ／Ｎ比の低下を抑制することができる。
【０１２７】
なお、平均傾き角度β４は、ｔａｎ−１（β２／Ｌ２／１０００）で求めることができる。また、平均傾き角度β５は、ｔａｎ−１｛（β３−β２）／Ｌ３／１０００｝で求めることができる。
【０１２８】
また、光導波路１の全長ＬＬ、すなわち、光入射点１９１５ａから本線側光出射点１９３６ａまでの仮想直線ＶＬに沿った長さは、特に限定されないが、３．０ｍｍ以上１００．０ｍｍ以下であるのが好ましく、４．０ｍｍ以上５０．０ｍｍ以下であるのがより好ましい。
【０１２９】
なお、本線分岐部１９２１および本線コア部１９３は、それぞれ直線状のパターンをなしていてもよく、曲線状のパターンをなしていてもよく、双方が混在していてもよい。
【０１３０】
同様に、支線分岐部１９２２および支線コア部１９４も、それぞれ直線状のパターンをなしていてもよく、曲線状のパターンをなしていてもよく、双方が混在していてもよい。
【０１３１】
また、光導波路１に含まれる分岐パターン１９の数は、１〜３であっても、５以上であってもよい。なお、分岐パターン１９の数が多い場合には、必要に応じて光導波路１を多層化してもよい。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ようにしてもよい。
【０１３２】
互いに隣り合う分岐パターン１９のピッチ、すなわち、図２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、１００μｍ以上３００μｍ以下であるのが好ましく、１５０μｍ以上２５０μｍ以下であるのがより好ましい。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。これにより、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。
【０１３３】
また、本線側光出射点１９３６ａが支線側光出射点１９４６ａと同じ位置にあると仮定したときの通信用の光の強度を本線出射強度とし、支線側光出射点１９４６ａから出射するモニター用の光の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、−３０ｄＢ以上であることが好ましく、−２５〜−１５ｄＢ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強度と、支線コア部１９４から出射するモニター用の光の強度と、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。
【０１３４】
２．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、光通信機能を備えた電子機器に対して、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、分岐に伴う過剰損失が小さく、かつ、発光素子３１の位置ずれ許容性が高いため、高品質な光通信が可能であるとともに、光導波路１を備えた光モジュール１００の組立容易性を高め、ひいては、電子機器の組立容易性を高めることができる。さらには、光導波路１によれば、光モジュール１００の小型化を図ることができるので、電子機器の小型化も図ることができる。したがって、光モジュール１００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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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】
【０１３９】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．光導波路の作製
（実験例１）
まず、図３に示す光導波路を作製した。なお、この光導波路の分岐パターンを表す数値は、以下の通りである。
【０１４０】
・長さＬ（＝長さＬＬ）：１．０ｍｍ
・長さＬ１            ：０．１０ｍｍ
・長さＬ２            ：０．１０ｍｍ
・幅Ｗ                ：４８μｍ
・幅Ｗ１              ：３２μｍ
・幅Ｗ２              ：１６μｍ
・比Ｗ１／Ｗ２        ：２
・距離α２            ：０μｍ
・距離β２            ：４μｍ
【０１４１】
なお、用意した光導波路は、評価の都合上、長さＬと長さＬＬとが等しくなるようにした。つまり、支線側光出射点１９４６ａのＹ軸方向における位置と本線側光出射点１９３６ａのＹ軸方向における位置とが同じになるようにした。
【０１４２】
また、本線分岐部および本線コア部は、それぞれ直線状に延在する形状とし、その幅は、本線入射部の幅Ｗ１がそのまま引き継がれるようにした。
【０１４３】
さらに、支線分岐部および支線コア部も、それぞれ直線状に延在する形状とし、その幅は、支線入射部の幅Ｗ２がそのまま引き継がれるようにした。
【０１４４】
（実験例２〜６）
長さＬ１、Ｌ２を、それぞれ表１に示すように変更した以外は、実験例１と同様にして光導波路を得た。
【０１４５】
（実験例７）
幅Ｗ１、Ｗ２を、表１に示すように変更した以外は、実験例１と同様にして光導波路を得た。
【０１４６】
（実験例８〜１２）
長さＬ１、Ｌ２を、それぞれ表１に示すように変更した以外は、実験例７と同様にして光導波路を得た。
【０１４７】
（実験例１３）
幅Ｗ１、Ｗ２を、表１に示すように変更した以外は、実験例１と同様にして光導波路を得た。
【０１４８】
（実験例１４〜１８）
長さＬ１、Ｌ２を、それぞれ表１に示すように変更した以外は、実験例１３と同様にして光導波路を得た。
【０１４９】
（実験例１９）
距離α２、β２を、表１に示すように変更した以外は、実験例１と同様にして光導波路を得た。
【０１５０】
（実験例２０〜２４）
長さＬ１、Ｌ２を、それぞれ表１に示すように変更した以外は、実験例１９と同様にして光導波路を得た。
【０１５１】
（実験例２５〜５４）
長さＬ１、Ｌ２、幅Ｗ１、Ｗ２、距離α２、β２を、それぞれ表１に示すように変更した以外は、実験例１と同様にして分岐パターンを有する光導波路を作製した。
【０１５２】
なお、以上の各実験例では、いずれも、距離α３および距離β３が、α２≦α３≦３０、および、２０≦β３≦６０を満たしていた。
【０１５３】
２．光導波路の評価
次に、各実験例で得られた光導波路の光入射点１９１５ａに対し、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接続した。
【０１５４】
また、光導波路の本線側光出射点１９３６ａおよび支線側光出射点１９４６ａに対し、それぞれ、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接続した。
【０１５５】
次に、発光素子から波長８５０ｎｍのレーザー光を出射し、光導波路を経て、本線側光出射点１９３６ａおよび支線側光出射点１９４６ａでそれぞれ出射した光を、受光素子で受光した。そして、本線出射強度および支線出射強度をそれぞれ測定し、以下の評価を行った。
【０１５６】
２．１  本線側損失の評価
まず、光入射点１９１５ａを中心にして幅方向に少なくとも±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本線側損失の分布を測定した。そして、分布の最大値を「本線側損失」とし、以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１に示す。
【０１５７】
（評価基準）
Ａ：本線側損失が１．２５ｄＢ以下である
Ｂ：本線側損失が１．２５ｄＢ超２．００ｄＢ以下である
Ｃ：本線側損失が２．００ｄＢ超である
【０１５８】
２．２  分岐比の評価
次に、光入射点１９１５ａを中心にして幅方向に少なくとも±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本線出射強度に対する支線出射強度の比である分岐比をそれぞれ測定した。そして、測定した分岐比を以下の評価基準に照らして評価した。なお、分岐比を算出する際の本線出射強度には分布の最大値を用いた。評価結果を表１に示す。
【０１５９】
（評価基準）
Ａ：分岐比が−２５ｄＢ以上−１５ｄＢ以下である
Ｂ：分岐比が−１５ｄＢ超−１０ｄＢ以下または−３０ｄＢ以上−２５ｄＢ未満である
Ｃ：分岐比が−１０ｄＢ超または−３０ｄＢ未満である
【０１６０】
２．３  本線側損失の標準偏差σの評価
次に、光入射端の幅を２μｍごとの区間に分け、各区間に光ファイバーが位置していたときの本線側損失をそれぞれ求めた。続いて、各区間の本線側損失から、平均値および偏差を求め、「標準偏差σ」を算出した。そして、算出した標準偏差σを以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１に示す。
【０１６１】
（評価基準）
Ａ：標準偏差σが０．１６６７以下である
Ｂ：標準偏差σが０．１６６７超０．３０００以下である
Ｃ：標準偏差σが０．３０００超である
【０１６２】
２．４  分岐比の標準偏差σの評価
次に、光入射端の幅を２μｍごとの区間に分け、各区間に光ファイバーが位置していたときの分岐比をそれぞれ求めた。続いて、各区間の分岐比から、平均値および偏差を求め、「標準偏差σ」を算出した。そして、算出した標準偏差σを以下の評価基準に照らして評価した。評価結果を表１に示す。
【０１６３】
（評価基準）
Ａ：標準偏差σが１．６６７以下である
Ｂ：標準偏差σが１．６６７超３．０００以下である
Ｃ：標準偏差σが３．０００超である
以上の評価結果を表１に示す。
【０１６４】
【表１】
2020160307.tif 000003
【０１６５】
表１に示す実験例１〜５４のうち、太線で囲んだ範囲が「実施例」に相当し、それ以外が「比較例」に相当する。
【０１６６】
実施例の光導波路では、いずれも、本線側損失が十分に小さく、かつ、本線側損失の標準偏差σも十分に小さいことが認められた。これにより、実施例の光導波路は、通信用の光の強度を十分に確保することができ、通信のＳ／Ｎ比の低下を防止し得ることが認められた。また、入射光の位置ずれがあったとしても、本線側損失およびその標準偏差σに及ぼす影響を小さく抑え得ることが認められた。したがって、実施例の光導波路は、本線側損失およびその分散度合いについての入射光の位置ずれ許容性が大きいことが認められた。
【０１６７】
また、実施例の光導波路では、いずれも、分岐比が必要かつ十分な範囲内に収まっており、かつ、分岐比の標準偏差σも十分に小さいことが認められた。これにより、実施例の光導波路は、モニター用の光として必要十分な強度を確保し得ることが認められた。さらに、入射光の位置ずれがあったとしても、分岐比およびその標準偏差σに及ぼす影響を小さく抑え得ることが認められた。したがって、実施例の光導波路は、分岐比およびその分散度合いについての入射光の位置ずれ許容性が大きいことが認められた。
【０１６８】
そして、本線側損失および分岐比を総合すると、実施例の光導波路では、分岐に伴う過剰損失も小さく抑えられていることが認められた。
【０１６９】
ここで、以上の評価結果の一例をグラフで示す。
図６（ａ）は、実施例に相当する実験例５１の光導波路について測定した本線側損失の分布および分岐比の分布を示すグラフである。なお、中央の縦軸が本線側損失であり、右の縦軸が分岐比である。また、横軸は、光入射端における光入射点からのずれ量を表しており、プラスは支線入射部側にずれていることを表し、マイナスは本線入射部側にずれていることを表す。
【０１７０】
一方、図６（ｂ）は比較例に相当する実験例１５に対応しており、図６（ｃ）は比較例に相当する実験例４５に対応しており、図６（ｄ）は比較例に相当する実験例４９に対応している。
【０１７１】
図６から明らかなように、実施例では、±１０μｍの範囲において、本線側損失の分布および分岐比の分布がそれぞれ比較的フラットであることから、入射光の位置ずれ許容性が大きいことがわかる。一方、比較例では、本線側損失の分布または分岐比の分布が変動しており、入射光の位置ずれ許容性が大きくないことがわかる。
【０１７２】
なお、表１には示さないものの、幅Ｗを５４μｍに変更した以外、上記と同様にして作製した光導波路についても同様の評価を行ったところ、表１に示す評価結果と同様の結果を得た。
【符号の説明】
【０１７３】
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
１６０      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    本線入射部
１９１２    支線入射部
１９１５    光入射端
１９１５ａ  光入射点
１９１６    第１終端
１９２１    本線分岐部
１９２２    支線分岐部
１９２６    第２終端
１９３６ａ  本線側光出射点
１９４６ａ  支線側光出射点
Ｄ          開始点
Ｌ４        距離
ＬＬ        全長
Ｐ１        光路
Ｐ２        光路
ＶＬ        仮想直線
α２        距離
α３        距離
α４        平均傾き角度
α５        平均傾き角度
β２        距離
β３        距離
β４        平均傾き角度
β５        平均傾き角度
【図１】
2020160307.tif 000004
【図２】
2020160307.tif 000005
【図３】
2020160307.tif 000006
【図４】
2020160307.tif 000007
【図５】
2020160307.tif 000008
【図６】
2020160307.tif 000009