(57)【要約】【課題】入射側導波路から、平面導波路に出射される光の強度のバラツキを抑えること。【解決手段】平面導波路１８の一端面に設けられた分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇをガウスビームとして平面導波路１８へ入射させ、下記条件を満たす配置で平面導波路と接続されている。１）第１及び第２分岐導波路から出射される光を第１及び第２光とし、２）ガウス型強度分布を持つ光の光強度の半値に対応する２点をそれぞれ第１及び第２点とし、３）第１及び第２点を連続的に結んだ直線を第１及び第２半値線とし、４）光の強度ピーク点を結んだ直線をピーク直線とするとき、第１光の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と第２光の第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とがピーク直線の交点よりも遠い位置で交差して、交差点から一端面までの距離が隣接する任意の分岐導波路対に対して等しい。【選択図】図１
2010015190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の入射側導波路から分岐した複数の入射側の分岐導波路と、一端面に前記分岐導波路が接続された平面導波路とを備えた光素子であって、
前記分岐導波路の各々は、これら分岐導波路からそれぞれ位相と光強度とが等しい分岐光をガウスビームとして平面導波路へそれぞれ入射させる分岐導波路であり、
前記分岐導波路の各々は、下記の条件を満足する配置関係で、前記平面導波路と接続されている
ことを特徴とする光素子。
（１）順次に隣接する第１および第２分岐導波路から前記平面導波路に入射されて伝搬する分岐光を第１および第２分岐光とし、
（２）前記平面導波路の表面に平行な平面内でガウス分布を有する前記分岐光の光強度のピーク値の半値に対応する前記平面上の２点をそれぞれ第１および第２点とし、
（３）前記分岐光の伝搬方向に沿う前記第１および第２点を、それぞれ連続的に結んだ直線を、それぞれ第１および第２半値線とし、
（４）前記分岐光の光強度のピーク値に対応する前記平面上の点をピーク点とし、および
（５）前記分岐光の伝搬方向に沿うピーク点を連続的に結んだ直線をピーク直線とするとき、
前記第１分岐光のピーク直線と、前記第２分岐光のピーク直線とが、前記平面上で交差し、
前記第１分岐光の第１半値線と前記第２分岐光の第２半値線とが、前記平面上において、前記ピーク直線の交差点よりも前記一端面から遠い位置で交差し、および
前記第１分岐光の第１半値線と前記第２分岐光の第２半値線との交差点から前記一端面に下した垂線の長さは、複数の前記分岐導波路から、順次に隣接する前記第１および第２分岐導波路の対として選ばれるいずれの分岐導波路対に対しても同一である。
【請求項２】
複数の前記入射側の分岐導波路から前記平面導波路内に入射した全ての分岐光のピーク直線が、前記平面上の一点で交差する向きで、前記入射側の分岐導波路のそれぞれが前記一端面に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光素子。
【請求項３】
請求項２に記載の光素子を備えた光分岐素子であって、
前記平面導波路は、前記一端面と平行な他端面を備え、
該他端面と前記一端面との距離は、前記第１分岐光の第１半値線と前記第２分岐光の第２半値線との交差点から前記一端面に下した垂線の長さと等しい長さとされており、
前記一端面に接続されている複数の入射側の分岐導波路から伝搬して前記他端面に到達する全ての分岐光の到達範囲内の該他端面の領域に、複数の出射側の分岐導波路を接続して備えている
ことを特徴とする光分岐素子。
【請求項４】
前記入射側導波路と複数の前記入射側の分岐導波路との間に、分岐部をさらに備え、
該分岐部は、段数がｎ（ｎは１以上の整数）の階層構造をなし、第ｍ階層（ｍは１≦ｍ≦ｎの整数）には、１本の入力光を２本の出力光へと分岐させる、２ｍ−１個の導波路分岐点が設けられており、
ｍ＝１である第１階層に属する導波路分岐点は、前記入射側導波路を伝搬する光を入力光とし、
２≦ｍ≦ｎ−１である第ｍ階層に属する導波路分岐点は、第ｍ−１階層に属する１個の導波路分岐点から入力される光を入力光とし、かつ、第ｍ＋１階層に属する２個の導波路分岐点のそれぞれに出力光を出力し、
ｍ＝ｎである第ｎ階層に属する、総数２ｎ−１個の導波路分岐点には総数２ｎ本の前記分岐導波路が接続されており、該分岐導波路に、分岐光としての出力光が出力される
ことを特徴とする請求項３記載の光分岐素子。
【請求項５】
任意の前記導波路分岐点に接続された前記入力光が伝搬するインプット導波路と、前記出力光が伝搬する２本のアウトプット導波路とによりＹ分岐導波路が構成され、
前記出力光が伝搬する２本の前記アウトプット導波路同士のなす角が４°以内である
ことを特徴とする請求項４に記載の光分岐素子。
【請求項６】
前記分岐導波路は、曲線状に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の光分岐素子。
【請求項７】
１以上の入力用導波路と、該入力用導波路に接続される扇形の第１平面導波路と、該第１平面導波路に接続され、光路長を所定の長さずつ変化させた複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路回折格子と、該アレイ導波路回折格子の前記チャネル導波路に接続される第２平面導波路と、該第２平面導波路に接続される複数の出力用導波路とを備えた光波長合分波器において、
前記チャネル導波路と前記第２平面導波路からなる素子部分を、請求項３〜６のいずれか一項に記載の光分岐素子とする
ことを特徴とする光波長合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力光を、等強度の複数の分岐光に分岐させることができる光素子、ならびに、この光素子を用いた、光分岐素子および光波長合分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信においては、１以上の入力光を複数に分岐して出力する光分岐素子が用いられる。
【０００３】
光導波路構造を採用した光分岐素子としては、大きく分けて３形式のものが知られている。以下、それぞれの形式について概説する。
【０００４】
第１の形式は、Ｙ分岐導波路を、２分木状にＶ段（Ｖは１以上の整数）に接続していくものである。この形式の光分岐素子は、光通信網において局と各加入者との間の接続、いわゆる加入者系に応用されている。
【０００５】
この形式の光分岐素子は、最終段であるＶ段目のＹ分岐導波路（出射側の分岐導波路）で取り出される分岐光ごとの強度のバラツキが小さいという利点を有する。しかし、Ｙ分岐導波路を多段に接続した構造のために、この形式の光分岐素子は、以下に示すような問題点を有している。
（１）個々のＹ分岐導波路で悪い特性（分岐光の強度のロスなど）が累積し易い。
（２）取り出す分岐光の数、すなわち、出射側の分岐導波路数（＝２Ｖ）に応じて、Ｙ分岐導波路数（＝２Ｖ−１）が増加するので、多数の出射側の分岐導波路を設ける場合、光分岐素子の構造が複雑になる。
（３）Ｙ分岐導波路の分岐角度を狭くすることで、分岐点における光の損失を低減すると、個々のＹ分岐導波路の全長が増加し、結果として、光分岐素子が大型化してしまう。
【０００６】
第２の形式は、多モード導波路の一端面に入射側導波路を接続し、この一端面に対向した他端面に複数の出射側の分岐導波路を設けたものである（たとえば、特許文献１参照）。
【０００７】
この形式の光分岐素子は、出射側の分岐導波路で取り出される分岐光ごとの強度のバラツキが小さいという利点を有する。しかし、この形式の光分岐素子は、多数の出射側の分岐導波路を設けることで横幅（光伝搬方向に直交する方向の長さ）が増加した場合、この横幅の２乗に比例して全長（光伝搬方向に平行な方向の長さ）が長くなる。この結果、光分岐素子が大型化してしまうという問題点を有している。
【０００８】
第３の形式は、入射側導波路を平面導波路の一端面に接続し、この平面導波路に出射された光を、この一端面に対向する他端面に設けた複数の出射側の分岐導波路で受光するものである（たとえば、特許文献２および特許文献３参照）。この形式の光分岐素子は、アレイ導波路回折格子（以下、ＡＷＧとも称する。）に応用されている。この形式の光分岐素子は、平面導波路に、入射側導波路および出射側の分岐導波路を接続しただけであるので、構造が簡単であるという利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−９１７６８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００１−１３３３６号公報（図1）
【特許文献３】米国特許第６４４２３０８号明細書（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
第３の形式の光分岐素子では、平面導波路に出射された光の強度分布は、回折により拡がることで、ほぼガウス分布となる。よって、ガウス分布のピーク付近、つまり、出射光の光軸と他端面との交点付近に存在する出射側の分岐導波路では、強度の強い分岐光を得ることができる。しかし、ガウス分布の裾付近、つまり、上述の光軸から外れた位置に存在する出射側の分岐導波路では、分岐光の強度が弱くなってしまう。
【００１１】
このように、第３の形式の光分岐素子は、出射側の分岐導波路から平面導波路に出射された光の強度分布に由来して、出射側導波路ごとに、取り出される光の強度がバラツクという問題点を有している。
【００１２】
この発明は、上述した第３の形式の光分岐素子が有する問題点に鑑みなされたものである。
【００１３】
したがって、この発明の第１の目的は、入射側導波路と平面導波路とを接続した光素子であって、平面導波路に出射される光の強度のバラツキを抑えた光素子を提供することにある。
【００１４】
また、この発明の第２の目的は、上述の光素子を用いることで、複数の出射側の分岐導波路で取り出される光の強度を等しくするとともに、小型であり、かつ、構造が簡単な、光分岐素子を提供することにある。
【００１５】
また、この発明の第３の目的は、上述の光分岐素子を用いた光波長合分波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
参考例に記載の光素子は、１本の入射側導波路から分岐した複数の入射側の分岐導波路と、一端面に前記分岐導波路が接続された平面導波路とを備えている。
【００１７】
そして、分岐導波路の各々は、これら分岐導波路からそれぞれ位相と光強度とが等しい分岐光をガウスビームとして平面導波路へそれぞれ入射させるとともに、下記の条件を満足する配置関係で、平面導波路と接続されている。
【００１８】
（１）順次に隣接する第１および第２分岐導波路から平面導波路に入射されて伝搬する分岐光を第１および第２分岐光とし、
（２）平面導波路の表面に平行な平面内でガウス分布を有する分岐光の光強度のピーク値の半値に対応する平面上の２点をそれぞれ第１および第２点とし、および
（３）分岐光の伝搬方向に沿う第１および第２点を、それぞれ連続的に結んだ直線を、それぞれ第１および第２半値線とするとき、
第１分岐光の第１半値線と、第２分岐光の第２半値線は、平面上で同一位置にあり、および、第１分岐光の第２半値線と第２分岐光の第１半値線とは、平面上で離間した位置にある。
【００１９】
参考例の光素子によれば、分岐導波路から平面導波路へと出射される分岐光は、互いに位相が等しくされている。よって、任意の２以上の分岐光の強度分布の和は、それぞれの分岐光の強度分布の単純和で与えられる。
【００２０】
順次に隣接する、すなわち、任意の隣り合った２本の分岐導波路である第１および第２分岐導波路から出射される第１および第２分岐光の和の強度分布を考える。
【００２１】
このとき、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線とが一致する、すなわち、同一位置にある。つまり、第１および第２分岐光の強度分布の半値となる点同士が重なり合う。これにより、第１および第２分岐光の和の強度分布は、両者のピーク間でほぼ一定強度となる領域（プラトー領域）を有することになる。
【００２２】
参考例の光素子は、第１および第２分岐光のそれぞれのビーム拡がり角をθ／２とするとき、第１および第２分岐導波路の一端面での交差角をθとすることを特徴とする。
【００２３】
参考例の光素子によれば、第１および第２分岐光の光軸と半値線とのなす角度、つまり、分岐光の拡がり角をθ／２とした場合に、第１および第２分岐光の光軸同士が、平面導波路の一端面を含む面内で交差し、かつ、第１および第２分岐光の光軸同士のなす角度がθとなるように第１および第２分岐導波路を配置している。これにより、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線とが、平面導波路内で、常に同一位置となる。また、平面導波路中における分岐光全体としての拡がり角を大きくすることができる。
【００２４】
なお、ここで、「光軸」とは、分岐光の光強度分布のピーク値を、分岐光の伝搬方向に沿って連続的に結んだ直線のことを示す。なお、「光軸」は、後述の「ピーク直線」と同義である。
【００２５】
参考例の光分岐素子は、上述の光素子を備えており、平面導波路は、一端面と平行な他端面を備え、一端面に接続されている複数の入射側の分岐導波路から伝搬して他端面に到達する全ての分岐光の到達範囲内の他端面の領域に、複数の出射側の分岐導波路を接続して備えている。
【００２６】
参考例の光分岐素子によれば、他端面における全ての分岐光の和の強度分布は、全ての分岐光の到達範囲内で、一定強度のプラトー領域を有することとなる。このプラトー領域の範囲内に出射側導波路を設けることにより、出射側の分岐導波路のそれぞれに入射する光の強度をほぼ等しくすることができる。
【００２７】
請求項１に記載の光素子は、１本の入射側導波路から分岐した複数の入射側の分岐導波路と、一端面に前記分岐導波路が接続された平面導波路とを備えている。
【００２８】
そして、分岐導波路の各々は、これら分岐導波路からそれぞれ位相と光強度とが等しい分岐光をガウスビームとして平面導波路へそれぞれ入射させるとともに、下記の条件を満足する配置関係で、平面導波路と接続されている。
【００２９】
（１）順次に隣接する第１および第２分岐導波路から平面導波路に入射されて伝搬する分岐光を第１および第２分岐光とし、
（２）平面導波路の表面に平行な平面内でガウス分布を有する分岐光の光強度のピーク値の半値に対応する平面上の２点をそれぞれ第１および第２点とし、
（３）分岐光の伝搬方向に沿う第１および第２点を、それぞれ連続的に結んだ直線を、それぞれ第１および第２半値線とし、
（４）分岐光の光強度のピーク値に対応する平面上の点をピーク点とし、および
（５）分岐光の伝搬方向に沿うピーク点を連続的に結んだ直線をピーク直線とするとき、
第１分岐光のピーク直線と、第２分岐光のピーク直線とが、平面上で交差し、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線とが、平面上において、ピーク直線の交差点よりも一端面から遠い位置で交差し、および、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線との交差点から一端面に下した垂線の長さは、複数の分岐導波路から、順次に隣接
する第１および第２分岐導波路の対として選ばれるいずれの分岐導波路対に対しても同一である。
【００３０】
請求項１に記載の光素子によれば、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線との交差点において、第１および第２分岐光は、光強度分布のピーク点同士が離間し、かつ、それぞれの光強度分布のピーク値の半値となる点同士が重なり合う。これにより、第１および第２分岐光の和の強度分布は、両者のピーク間でほぼ一定強度となる領域（プラトー領域）を有することになる。また、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線との交差点から、平面導波路の一端面に下した垂線の長さ（距離）を、順次に隣接する、すなわち、任意の隣り合った第１および第２分岐導波路からなる導波路分岐対の全てについて同一としている。この結果、上述の全ての交差点を含む平面内では、ピーク強度の半値となる点同士が互いに重ねあわされるので、全ての分岐光の強度分布の和は、幅広い一定強度領域（プラトー領域）を有するものになる。
【００３１】
請求項２に記載の光素子は、複数の入射側の分岐導波路から平面導波路内に入射した全ての分岐光のピーク直線が、平面上の一点で交差する向きで、入射側の分岐導波路のそれぞれが一端面に接続されている。
【００３２】
請求項２に記載の光素子によれば、全ての分岐光のピーク直線（光軸）が、平面導波路内の一点で交差するように、分岐導波路を配置している。これにより、平面導波路中における分岐光全体としての拡がり角を大きくすることができる。
【００３３】
請求項３に記載の光分岐素子は、上述の光素子を備えており、平面導波路は、一端面と平行な他端面を備え、この他端面と一端面との距離は、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線との交差点から一端面に下した垂線の長さと等しい長さとされており、一端面に接続されている複数の入射側の分岐導波路から伝搬して他端面に到達する全ての分岐光の到達範囲内の他端面の領域に、複数の出射側の分岐導波路を接続して備えている。
【００３４】
請求項３に記載の光分岐素子によれば、複数の出射側導波路が設けられた他端面が、第１分岐光の第１半値線と第２分岐光の第２半値線との交差点から一端面に下した垂線の長さと等しい長さだけ、一端面から離間して設けられている。これにより他端面は、全ての交差点を含むこととなる。よって、他端面における全ての分岐光の和の強度分布は、全ての分岐光の到達範囲内で、一定強度のプラトー領域を有することとなる。このプラトー領域の範囲内に出射側導波路を設けることにより、出射側の分岐導波路のそれぞれに入射する光の強度をほぼ等しくすることができる。
【００３５】
請求項４に記載の光分岐素子は、入射側導波路と複数の分岐導波路との間に、分岐部をさらに備えている。この分岐部は、段数がｎ（ｎは１以上の整数）の階層構造をなし、第ｍ階層（ｍは１≦ｍ≦ｎの整数）には、１本の入力光を２本の出力光へと分岐させる、２ｍ−１個の導波路分岐点が設けられている。
【００３６】
ｍ＝１である第１階層に属する導波路分岐点は、入射側導波路を伝搬する光を入力光とする。
【００３７】
また、２≦ｍ≦ｎ−１である第ｍ階層に属する導波路分岐点は、第ｍ−１階層に属する１個の導波路分岐点から入力される光を入力光とし、かつ、第ｍ＋１階層に属する２個の導波路分岐点のそれぞれに出力光を出力する。
【００３８】
さらに、ｍ＝ｎである第ｎ階層に属する、総数２ｎ−１個の導波路分岐点には総数２ｎ
本の分岐導波路が接続されており、分岐導波路に、分岐光としての出力光が出力される。
【００３９】
請求項４に記載の光分岐素子によれば、分岐部には、１本の入力光を２方向に分岐させて、２本の出力光を出力する導波路分岐点が、ｎ階層に渡って階層化されて設けられている。第ｍ階層（２≦ｍ≦ｎ−１）に属する導波路分岐点は、第ｍ−１階層に属する１個の導波路分岐点から入力される入力光を、２方向に分岐して、第ｍ＋１階層に属する２個の導波路分岐点のそれぞれに、出力光として出力する。よって、最終階層である第ｎ階層に属する２ｎ−１個の導波路分岐点のそれぞれに、２本ずつ分岐導波路が接続されることとなる。この結果、合計２ｎ本の分岐導波路が、第ｎ階層に属する導波路分岐点に接続されることとなる。つまり、この分岐部により、入射側導波路を伝搬する１本の光を、２ｎ本の強度の等しい分岐光へと分岐させることができる。
【００４０】
請求項５に記載の光分岐素子は、任意の導波路分岐点に接続された入力光が伝搬するインプット導波路と、出力光が伝搬する２本のアウトプット導波路とによりＹ分岐導波路が構成されており、出力光が伝搬する２本のアウトプット導波路同士のなす角が４°以内である。
【００４１】
請求項５に記載の光分岐素子によれば、導波路分岐点を、Ｙ分岐導波路の分岐点として構成した。また、このＹ分岐導波路において、２本の出力光が伝搬するアウトプット導波路同士の角度を４°以内とした。これにより、入力光は、導波路分岐点において、強度のロスなく、２本の出力光へと分岐される。
【００４２】
請求項６に記載の光分岐素子は、分岐導波路が、曲線状に形成されている。
【００４３】
請求項６に記載の光分岐素子によれば、分岐部と、平面導波路との間における分岐導波路を曲線状とすることにより、分岐導波路の数が多い場合であっても、入射側導波路から出射口までの光路長を等しくすることできる。
【００４４】
請求項７に記載の光波長合分波器は、１以上の入力用導波路と、入力用導波路に接続される扇形の第１平面導波路と、第１平面導波路に接続され、光路長を所定の長さずつ変化させた複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路回折格子と、アレイ導波路回折格子のチャネル導波路に接続される第２平面導波路と、第２平面導波路に接続される複数の出力用導波路とを備えている。そして、この光波長合分波器のチャネル導波路と第２平面導波路からなる素子部分を、上述の光分岐素子としている。
【００４５】
請求項７に記載の光波長合分波器によれば、チャネル導波路と第２平面導波路とからなる素子部分に、上述の光分岐素子を用いている。その結果、アレイ導波路回折格子で波長分離され、それぞれのチャネル導波路から、第２平面導波路へと出射される光の強度分布は、ほぼ一定強度となる領域（プラトー領域）を有することになる。よって、複数の出力用導波路へと入射する光の強度をほぼ等しくすることができる。
【発明の効果】
【００４６】
請求項１および２に記載の光素子によれば、平面導波路に出射される光の強度のバラツキを抑えることができる。すなわち、平面導波路に出射される分岐光の和の強度分布は、強度のバラツキのない一定強度領域（プラトー領域）を有することとなる。
【００４７】
請求項３に記載の光分岐素子によれば、平面導波路の他端面に設けられた複数の出射側の分岐導波路で取り出される光の強度を等しくすることができる。また、入射側導波路を伝搬する光を複数の分岐光に分岐させて、分岐光の光軸同士が交差するように、平面導波路に出射させているので、分岐光全体としての拡がり角を大きくすることができる。その結果、一端面と他端面との距離を短くする、つまり、平面導波路を小型化できる。
【００４８】
請求項４〜６に記載の光分岐素子によれば、分岐部として、１の入力光を２の出力光へと分岐させる導波路分岐点を階層化した構成を採用しているので、構造が簡単な光分岐素子を得ることができる。
【００４９】
請求項７に記載の光波長合分波器によれば、複数の出力用導波路で受ける光の強度をほぼ等しくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態１の光素子の全体構成を示す一部切り欠き平面図である。
【図２】図１において、分岐部を拡大した、要部拡大平面図である。
【図３】図１において、出射部付近を拡大した要部拡大平面図である。
【図４】図１において、出射部付近を拡大した要部拡大平面図である。
【図５】実施の形態１において、１本の分岐光の性質の説明に供する模式図である。
【図６】実施の形態１において、隣り合う分岐導波路を、分岐光とともに示す模式図である。
【図７】２つの分岐光の強度分布の和を示す模式図である。
【図８】図８は、２つの分岐光の強度分布の和を示す模式図である。
【図９】分岐導波路の配置の説明に供する模式図である。
【図１０】全ての分岐光の強度分布の和を示す模式図である。
【図１１】実施の形態１の光素子の変形例を示す模式図である。
【図１２】実施の形態２の光分岐素子の全体構成を示す平面図である。
【図１３】参考例１の全体構成を示す平面図である。
【図１４】参考例１において、光分岐素子の出射角度調整領域付近を拡大した要部拡大平面図である。
【図１５】参考例１において、隣り合う分岐導波路を、分岐光とともに示す模式図である。
【図１６】参考例１において、２つの分岐光の強度分布の和を示す模式図である。
【図１７】参考例２の光分岐素子の全体構成を示す平面図である。
【図１８】参考例２において、第１のシミュレーションの説明に供する図である。
【図１９】参考例２において、第２のシミュレーションの説明に供する図である。
【図２０】実施の形態３の光分岐素子の出射角度調整領域を抜き出して示す平面図である。
【図２１】実施の形態４の光波長合分波器の全体構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態および参考例につき説明する。尚、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例および参考例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例に過ぎない。従って、この発明は、以下の実施の形態および参考例に何ら限定されない。
【００５２】
（実施の形態１）
図１〜図１１を参照して、実施の形態１の光素子の構成例につき説明する。図１は、実施の形態１の光素子の全体構成を示す一部切り欠き平面図である。図２は、図１において、分岐部を拡大した、要部拡大平面図である。図３は、図１において、出射部付近を拡大した要部拡大平面図である。図４は、図１において、出射部付近を拡大した要部拡大平面図である。図５は、１本の分岐光の性質の説明に供する模式図である。図６は、隣り合う分岐導波路を、分岐光とともに示す模式図である。図７は、２つの分岐光の強度分布の和を示す模式図である。図８は、２つの分岐光の強度分布の和を示す模式図である。図９は、分岐導波路の配置の説明に供する模式図である。図１０は、全ての分岐光の強度分布の和を示す模式図である。図１１は、実施の形態１の光素子の変形例を示す模式図である。
【００５３】
＜実施の形態１の構成例の説明＞
図１を参照すると、光素子１０は、基板１２に設けられており、入射側導波路１４と、光分岐出射部１６と、平面導波路１８とを備えている。
【００５４】
ここで、入射側導波路１４、光分岐出射部１６および平面導波路１８は、入射側導波路１４を伝搬する光の伝搬方向に沿って、この順序で基板１２に配置されている。
【００５５】
基板１２は、所定の厚みを有する直角四辺形、すなわち正方形または長方形の板状体である。基板１２は、石英基板とする。
【００５６】
入射側導波路１４は、チャネル導波路である。このチャネル導波路１４は、Ｇｅなどを基板１２にドープすることによって周辺領域よりも屈折率が高められた石英領域である。入射側導波路１４の端面１４ａは、基板１２の端面１２ａに段差なく接続されている。基板１２の外部に設けられた導波路（図示せず）を伝搬してくる光は、この端面１４ａから入射側導波路１４へと導入される。
【００５７】
光分岐出射部１６は、分岐部２０と出射部２２とを備える。
【００５８】
分岐部２０は、入射側導波路１４と出射部２２との間に介在し、入射側導波路１４を伝搬してくる光を互いに等しい強度の２ｎ（ｎは１以上の整数）本の分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮへと分岐させる機能を有する。分岐部２０の構成の詳細については後述する。
【００５９】
なお、添字として用いる場合には、数値２ｎを単にＮと表記する。また、個々の分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮを区別する必要がない場合には、これらを総称して「分岐光Ｂ」とも表記する。また、図１および図２以降の各図において、平面導波路１８における回折による光の拡がりを考慮する必要がない場合には、分岐光Ｂは、伝搬方向（光軸：Ａｘ１，Ａｘ２，・・・，ＡｘＮ）のみを図示する。
【００６０】
出射部２２は、分岐部２０で分岐された２ｎ本の分岐光Ｂを伝搬させるとともに、隣り合った分岐光Ｂｇ−１とＢｇ（ｇは、２≦ｇ≦２ｎの整数）とを、これら分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇが、平面導波路１８中の一点Ｏで交差するように、伝搬方向を定めて平面導波路１８へと出射させる機能を有する。出射部２２は、２ｎ本の分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎを備えており、それぞれの一端は、分岐光Ｂを平面導波路１８へと出射するための出射口２６１，２６２，・・・，２６Ｎとなっている。ここで、分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎは、添字の順序（１，２，・・・，Ｎ（＝２ｎ））にしたがって、順に配置されているものとする。出射部２２の構成の詳細については後述する。
【００６１】
ここで、個々の分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎを区別する必要がない場合には、これらを総称して「分岐導波路２３」とも表記する。同様に、個々の出射口２６１，２６２，・・・，２６Ｎを区別する必要がない場合には、これらを総称して「出射口２６」とも表記する。
【００６２】
ここで、入射側導波路１４から出射口２６までの光路長は、分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮが、どの分岐導波路２３１，２３２，・・・または２３Ｎを伝搬するかによらず、等しい長さとされている。
【００６３】
平面導波路１８は、２次元導波路であり、平面視でほぼ矩形状の第１領域１８ａと、この第１領域１８ａから出射部２２方向に凸型に突出した凸部１８ｂとを備えている。この凸部１８ｂの出射部２２側の一端面１８ｃに、出射口２６が設けられている。
【００６４】
＜分岐部の構成例の説明＞
次に、図２および図３を参照して分岐部２０の構成の詳細について説明する。
【００６５】
図２に示すように、分岐部２０は、総数２ｎ−１個の導波路分岐点２４を含んでいる。個々の導波路分岐点２４は、１本の入力光ＩＮ（図３中矢印）を２本の出力光ＯＵＴ（図３中矢印）へと分岐させる機能を有する。
【００６６】
図３に、分岐部２０に含まれる１個の導波路分岐点２４付近の構造を拡大した平面図を示す。導波路分岐点２４は、入力光ＩＮが伝搬する１本のインプット導波路２４ｉｎ、および出力光ＯＵＴが伝搬する２本のアウトプット導波路２４ｏｕｔ，２４ｏｕｔからなるＹ分岐導波路２８の分岐点として構成されている。
【００６７】
２本のアウトプット導波路２４ｏｕｔ，２４ｏｕｔは、互いに等しい長さを有しており、インプット導波路２４ｉｎの中心線Ｃを外挿した直線を挟んで互いに対称に配置されている。また、アウトプット導波路２４ｏｕｔと２４ｏｕｔとのなす角ηは、３°程度とされている。
【００６８】
インプット導波路２４ｉｎを伝搬する入力光ＩＮは、導波路分岐点２４において分岐され、２本のアウトプット導波路２４ｏｕｔ，２４ｏｕｔに等しい強度の出力光ＯＵＴとして出力される。
【００６９】
図２に示すように、総数２ｎ−１個の導波路分岐点２４は、ｎ個の階層Ｌ１，Ｌ２，・
・・，Ｌｎからなる階層構造をなして配置されている。ここで、第ｍ階層Ｌｍ（ｍは、１≦ｍ≦ｎの整数）に属する導波路分岐点を、導波路分岐点２４ｍと表記する。第ｍ階層Ｌｍには、２ｍ−１個の導波路分岐点２４ｍが含まれている。
【００７０】
以下、分岐部２０の構造につき、１：ｍが１の場合、２：ｍが２〜ｎ−１の場合、３：ｍがｎの場合、に分けて説明を行う。
【００７１】
（１：ｍが１の場合）
第１階層Ｌ１に属する１個の導波路分岐点２４１においては、入射側導波路１４が、インプット導波路２４ｉｎとなっている。そして、２本のアウトプット導波路２４ｏｕｔ，２４ｏｕｔは、それぞれ第２階層Ｌ２に属する２個の導波路分岐点２４２，２４２と接続されている。つまり、導波路分岐点２４１は、入射側導波路１４を伝搬する光を入力光ＩＮとし、この入力光ＩＮを互いに等しい強度の２本の出力光ＯＵＴに分岐して導波路分岐点２４２，２４２へと出力する。
【００７２】
（２：ｍが２〜ｎ−１の場合）
２≦ｍ≦ｎ−１の範囲内において、第ｍ階層Ｌｍに属する任意の導波路分岐点２４ｍは、第ｍ−１階層Ｌｍ−１に属する１個の導波路分岐点２４ｍ−１から入力される光を入力光ＩＮとし、この入力光ＩＮを、互いに等しい強度の２つの出力光ＯＵＴに分岐して第ｍ＋１階層Ｌｍ＋１に属する２個の導波路分岐点２４ｍ＋１，２４ｍ＋１へと出力する。
【００７３】
なお、アウトプット導波路２４ｏｕｔおよびインプット導波路２４ｉｎの区別は、相対的（便宜的）なものであり、どの階層に注目するかにより、変化する。すなわち、第ｍ−１階層Ｌｍ−１に属する１個の導波路分岐点２４ｍ−１と、第ｍ階層Ｌｍの導波路分岐点２４ｍとを接続する導波路を例に取り考える。当該導波路は、導波路分岐点２４ｍ−１から見た場合、アウトプット導波路２４ｏｕｔである。しかし、導波路分岐点２４ｍから見た場合には、インプット導波路２４ｉｎとなる。
【００７４】
（３：ｍがｎの場合）
最終の階層である第ｎ階層Ｌｎには、総数２ｎ−１個の導波路分岐点２４ｎが設けられている。そして、これらの導波路分岐点２４ｎのそれぞれに、２本ずつのアウトプット導波路２４ｏｕｔが接続されている。第ｎ階層Ｌｎにおいては、このアウトプット導波路２４ｏｕｔが分岐導波路２３を兼ねている。この結果、第ｎ階層Ｌｎに属する総数２ｎ−１個の導波路分岐点２４ｎには、総数２ｎ本の分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎが接続される。
【００７５】
このように、分岐部２０は、互いに合同な形状の２ｎ−１個のＹ分岐導波路２８（図３参照）がｎ段にわたって互いに接続された構造を有しているので、入射側導波路１４から第ｎ階層Ｌｎに属する導波路分岐点２４ｎまでの光路長は、分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮがたどる経路によらず等しい長さとされている。
【００７６】
＜出射部の構成例の説明＞
次に、図４を参照して出射部２２の構成の詳細について説明する。
【００７７】
図４に示すように、出射部２２は、伝搬領域３０と出射角度調整領域３２の２領域に区画される。
【００７８】
伝搬領域３０では、分岐導波路２３は、分岐部２０、より詳細には、前述した第ｎ階層Ｌｎに属する導波路分岐点２４ｎ（図２参照）に接続されている。そして、伝搬領域３０内において、分岐導波路２３は、伝搬する分岐光Ｂの強度のロスを避けるために、曲率が
滑らかに変化する、ほぼＳ字型の曲線状をなして延在している。
【００７９】
ここで、分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎの導波路分岐点２４ｎから、出射口２６１，２６２，・・・，２６Ｎまでの光路長は分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎによらず、等しい長さとされている。
【００８０】
上述のように、伝搬領域３０における光路長は、分岐光Ｂによらず等しいことから、結果として、入射側導波路１４から出射口２６までの光路長は分岐光Ｂによらず等しい長さとなる。
【００８１】
出射角度調整領域３２では、分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎは、直線状に形成されている。そして、分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎの端部は、出射口２６１，２６２，・・・，２６Ｎとなっており、それぞれ平面導波路１８の一端面１８ｃに接続されている。
【００８２】
＜分岐導波路の配置例の説明＞
以下、図５〜図９を参照して、出射角度調整領域３２における分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎの配置につき、それぞれから出射される分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの性質とともに詳細に説明する。
【００８３】
まず、図５を参照して、１本の任意の分岐光Ｂｍの性質につき説明する。図５は、分岐光Ｂｍとその強度分布を重ねて示した図である。
【００８４】
出射口２６ｍから出射された分岐光Ｂｍは、ガウスビームとなり、回折により、拡がりながら、光軸Ａｘｍに沿って平面導波路１８を伝搬していく。ここで、光軸Ａｘｍとは、以下に説明する強度分布のピーク値（光強度＝Ｉｍａｘ）を、分岐光Ｂｍの伝搬方向に沿って連続的に結んだ直線を示す。
【００８５】
図５に示すように、分岐光Ｂｍは、光軸Ａｘｍに直交する任意の面Ｓ１および面Ｓ２内における強度分布がガウス分布となる。この強度分布において、ピーク強度Ｉｍａｘの半値（１／２×Ｉｍａｘ）となる点Ｈ１とＨ２とを、分岐光Ｂｍの伝搬方向に沿って結んで得られた直線、および点Ｈ３とＨ４とを結んで得られた直線をそれぞれ半値線ＨＢｍＬ，ＨＢｍＲとする。
【００８６】
また、半値線ＨＢｍＲ，ＨＢｍＬのいずれかと、光軸Ａｘｍとのなす角度を、分岐光Ｂｍの拡がり角θ／２とする。
【００８７】
拡がり角θ／２は、分岐光Ｂｍの波長をλとし、かつ、出射口２６ｍから平面導波路１８へと出射された直後の分岐光Ｂｍの光軸Ａｘｍに直交する面Ｓ０内における強度分布の半値幅を２Ｄ０としたときに、λ／Ｄ０であることが知られている。
【００８８】
次に、図６を参照して、２ｎ本の分岐導波路２３の中から、隣り合って並ぶ２本の分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇを任意に選択し、これらの分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇから出射される分岐光Ｂｇ−１とＢｇとが重なり合うことで生じる現象につき説明する。
【００８９】
分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、出射口２６ｇ−１，２６ｇが設けられた一端面１８ｃに、離間して配置されている。分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、隣接導波路対Ｐの構成要素となっている。
【００９０】
隣接導波路対Ｐにおいて、分岐導波路２３ｇ−１を、第１分岐導波路２３ｇ−１と称し
、分岐導波路２３ｇを、第２分岐導波路２３ｇと称する。また、第１分岐導波路２３ｇ−１から出射する分岐光Ｂｇ−１を第１分岐光Ｂｇ−１と称し、第２分岐導波路２３ｇから出射する分岐光Ｂｇを第２分岐光Ｂｇと称する。
【００９１】
第１および第２分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、光軸Ａｘｇ−１と光軸Ａｘｇとが平面導波路１８内の一点Ｏで交差するように配置されている。ここで、第１分岐光Ｂｇ−１の伝搬方向（光軸Ａｘｇ−１）と、第２分岐光Ｂｇの伝搬方向（光軸Ａｘｇ）をベクトル的に合成した方向を合成光軸ＡＡとする。なお、本例では、分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇが合成光軸ＡＡに対して対称に配置されている場合を示す。
【００９２】
また、「平面導波路１８内の一点Ｏ」とは、平面導波路１８の一端面１８ｃを含む面内に一点Ｏが存在する場合を含まない概念である。
【００９３】
第１分岐導波路２３ｇ−１から出射される第１分岐光Ｂｇ−１は、光軸Ａｘｇ−１に沿って、上述のように拡がり角θ／２で拡がりながら伝搬する。ここで、第１分岐光Ｂｇ−１の２本の半値線のうち、第２分岐導波路２３ｇに近い側の半値線を、第２半値線ＢＨ（ｇ−１）：２と称し、かつ、第２分岐導波路２３ｇから遠い側の半値線を、第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と称する。
【００９４】
同様に、第２分岐導波路２３ｇから出射される第２分岐光Ｂｇは、光軸Ａｘｇに沿って、拡がり角θ／２で拡がりながら伝搬する。ここで、第２分岐光Ｂｇの２本の半値線のうち、第１分岐導波路２３ｇ−１に近い側の半値線を、第１半値線ＢＨ（ｇ）：１と称し、かつ、第１分岐導波路２３ｇ−１から遠い側の半値線を、第２半値線ＢＨ（ｇ）：２と称する。
【００９５】
図６から明らかなように、第１分岐光Ｂｇ−１の第１および第２半値線ＢＨ（ｇ−１）：１，ＢＨ（ｇ−１）：２と、第２分岐光Ｂｇの第１および第２半値線ＢＨ（ｇ）：１，ＢＨ（ｇ）：２とは、４つの交点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４で交わる。
【００９６】
より詳細には、交点Ｃ１は、第１分岐光Ｂｇ−１の第２半値線ＢＨ（ｇ−１）：２と、第２分岐光Ｂｇの第１半値線ＢＨ（ｇ）：１とが交差する点であり、４交点Ｃ１〜Ｃ４のうち一端面１８ｃとの距離が最も短い。ここで、交点Ｃ１を含み、かつ、合成光軸ＡＡに直交する面をＳＣ１とする。
【００９７】
交点Ｃ２は、第１分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と、第２分岐光Ｂｇの第１半値線ＢＨ（ｇ）：１とが交差する点である。
【００９８】
交点Ｃ３は、第１分岐光Ｂｇ−１の第２半値線ＢＨ（ｇ−１）：２と第２分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とが交差する点である。ここで、交点Ｃ２，Ｃ３を含み、かつ、合成光軸ＡＡに直交する面をＳＣ２３とする。
【００９９】
交点Ｃ４は、第１分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と、第２分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とが交差する点であり、４交点Ｃ１〜Ｃ４のうち一端面１８ｃとの距離が最も長い。ここで、交点Ｃ４を含み、かつ、合成光軸ＡＡに直交する面をＳＣ４とする。
【０１００】
次に、図７および図８を参照して、面ＳＣ１，ＳＣ２３，ＳＣ４のそれぞれにおける第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布を考える。なお、図７および図８に示す強度分布は、図６の矢印Ｘ方向から見たものである。また、上述したように、入射側導波路１４（図１参照）から出射口２６ｇ，２６ｇ−１までの光路長は等しいので、第１お
よび第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇは、拡がり角θ／２が充分小さければ、平面導波路１８内で位相が等しい。よって、分岐光Ｂｇ，Ｂｇ−１同士の干渉を考慮する必要がないので、第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、両者の単純和となる。
【０１０１】
図７（Ａ）は、面ＳＣ１における第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇのそれぞれの強度分布を重ね合わせた和の強度分布を示す。
【０１０２】
なお、図７（Ａ），図７（Ｂ）および図８において、図中の太い点線は、個々の分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの強度分布を示し、また、実線は、分岐光Ｂｇの強度分布とＢｇ−１の強度分布とを重ね合わせた和の強度分布を示す。
【０１０３】
交点Ｃ１では、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの波面が球面波的ではないものの、両ピークＰｇ−１とＰｇとが離間し、かつ、第１分岐光Ｂｇ−１のピーク強度Ｉｍａｘ（Ｐｇ−１）の半値点（１／２×Ｉｍａｘ）と、第２分岐光Ｂｇのピーク強度Ｉｍａｘ（Ｐｇ）の半値点（１／２×Ｉｍａｘ）とが一致する。これにより、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、両ピークＰｇ−１とＰｇとの間でほぼ一定強度となる領域（プラトー領域）ＰＬを有する。
【０１０４】
図７（Ｂ）は、面ＳＣ２３における第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布である。
【０１０５】
交点Ｃ２，Ｃ３では、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの強度分布がほぼ一致する。よって、面ＳＣ２３においては、両ピークＰｇ−１とＰｇ同士が一致することとなる。その結果、分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、ピーク強度が、ほぼ２Ｉｍａｘのガウス分布となる。
【０１０６】
図８は、面ＳＣ４における第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布である。図８に示す強度分布は、平面導波路１８内の一点Ｏで分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇが交差することにより、面ＳＣ１における強度分布（図７（Ａ））とは、分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの左右位置が逆転している。
【０１０７】
交点Ｃ４では、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの波面が球面波的になるとともに、両ピークＰｇ−１とＰｇとが離間し、かつ、第１分岐光Ｂｇ−１のピーク強度Ｉｍａｘ（Ｐｇ−１）の半値点（１／２×Ｉｍａｘ）と、第２分岐光Ｂｇのピーク強度Ｉｍａｘ（Ｐｇ）の半値点（１／２×Ｉｍａｘ）とが一致する。これにより、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、両ピークＰｇ−１とＰｇとの間でほぼ一定強度となる領域（プラトー領域）ＰＬを有する。
【０１０８】
ここで、第１分岐光Ｂｇ−１の第１および第２半値線ＢＨ（ｇ−１）：１，ＢＨ（ｇ−１）：２と、第２分岐光Ｂｇの第１および第２半値線ＢＨ（ｇ）：１，ＢＨ（ｇ）：２とが交差する４つの交点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のうち、和の強度分布がプラトー領域ＰＬを有し、かつ、波面が球面波的である点Ｃ４をプラトー達成点ＣＰＬｇとする。換言すれば、プラトー達成点ＣＰＬｇは、第１分岐光Ｂｇ−１の第１および第２半値線ＢＨ（ｇ−１）：１，ＢＨ（ｇ−１）：２と、第２分岐光Ｂｇの第１および第２半値線ＢＨ（ｇ）：１，ＢＨ（ｇ）：２とが交差する４つの交点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のうち、一端面１８ｃからの距離が最も長い交点であるとも言える。
【０１０９】
なお、プラトー達成点ＣＰＬｇは、１個の隣接導波路対Ｐにつき１個ずつ存在する。また、第１および第２分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇからなる隣接導波路対Ｐは、合計２ｎ−１個存在するので、プラトー達成点ＣＰＬｇも、２ｎ−１個存在する。後述する理由に
より、これら２ｎ−１個のプラトー達成点ＣＰＬｇは、全て一端面１８ｃとの距離Ｈが等しくされている。ここで、全てのプラトー達成点ＣＰＬを含む面をプラトー達成面ＳＰＬと称する。
【０１１０】
次に、図９を参照して、出射角度調整領域３２における分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎの配置、すなわち、分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの出射角度につき、説明する。
【０１１１】
図９には、２ｎ本の分岐導波路２３の中から、隣り合って並ぶ２本の分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇを任意に選択し、それぞれから出射される分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇとともに示している。
【０１１２】
ここで、分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、出射口２６ｇ−１，２６ｇが設けられた一端面１８ｃに、互いに距離ｄだけ離間して配置されている。分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、隣接導波路対Ｐの構成要素となっている。
【０１１３】
分岐導波路２３ｇ−１からは、分岐光Ｂｇ−１が出射角αｇ−１で平面導波路１８へと出射される。つまり、一端面１８ｃの法線と光軸Ａｘｇ−１とのなす角がαｇ−１である。同様に、分岐導波路２３ｇからは、分岐光Ｂｇが出射角αｇで平面導波路１８へと出射される。つまり、一端面１８ｃの法線と光軸Ａｘｇとのなす角がαｇである。また、各分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇは、それぞれ拡がり角θ／２で拡がりながら平面導波路１８中を伝搬する。
【０１１４】
また、一端面１８ｃとプラトー達成点ＣＰＬｇとの距離Ｈの大きさは、プラトー達成点ＣＰＬｇが、平面導波路１８内に存在するという条件により規制されるので、平面導波路１８の一端面１８ｃに直交する方向の長さ以下とされる。
【０１１５】
このとき、２本の分岐光Ｂｇ−１とＢｇとの間にプラトー達成点ＣＰＬｇが存在するためには、分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と、分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とが、平面導波路１８内で交差しなければならない。
【０１１６】
そのための条件は、下記（１）式で表される。
【０１１７】
Ｈｔａｎ（αｇ−１−θ／２）＝ｄ＋Ｈｔａｎ（αｇ＋θ／２）・・・（１）
さらに、分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの光軸Ａｘｇ−１，Ａｘｇが交差する一点Ｏと一端面１８ｃとの距離をＨＯとすると、光軸Ａｘｇ−１，Ａｘｇ同士が一点Ｏで交差するための条件は、下記（２）式で表される。
【０１１８】
ＨＯｔａｎ（αｇ−１）＝ｄ＋ＨＯｔａｎ（αｇ）・・・（２）
よって、これらの２式を同時に満たすように、出射角αｇ−１，αｇを決定し、かつ、この出射角αｇ−１，αｇとなるように分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇを配置すればよい。
【０１１９】
上述した光分岐素子１０は、換言すれば以下の説明のような構成となる。
【０１２０】
すなわち、光分岐素子１０は、１本の入射側導波路１４から分岐した３本以上の分岐導波路２３と、一端面１８ｃに分岐導波路２３が接続された平面導波路１８と、を備えている。
【０１２１】
ここで、ガウスビームとして分岐導波路２３から平面導波路１８へと出射される分岐光
Ｂのピーク強度Ｉｍａｘの半値１／２×Ｉｍａｘに対応する点Ｈ１，Ｈ２（Ｈ３，Ｈ３）を、分岐光Ｂの光軸Ａｘに沿って結んだ２直線を半値線ＢＨとする。
【０１２２】
なお、分岐導波路２３のそれぞれから出射される分岐光Ｂは、互いに位相が等しく、等強度である。
【０１２３】
このとき、以下の２条件が同時に成り立つ。
（１）全ての分岐光Ｂの光軸同Ａｘ同士が、平面導波路１８内の一点Ｏで交差する。
（２）任意の隣り合った分岐導波路２３をそれぞれ第１および第２分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇとし、第１分岐導波路２３ｇ−１から出射された第１分岐光Ｂｇ−１の２本の半値線ＢＨ（ｇ−１）：２，ＢＨ（ｇ−１）：１のうち、第２分岐導波路２３ｇから遠い側の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と、第２分岐導波路２３ｇから出射された分岐光Ｂｇの２本の半値線ＢＨ（ｇ）：１，ＢＨ（ｇ）：２のうち、第１分岐導波路２３ｇ−１から遠い側の第２半値線ＢＨ（ｇ）：２との交点をプラトー達成点ＣＰＬｇとしたとき、プラトー達成点ＣＰＬｇの一端面１８ｃとの距離Ｈが、全ての隣り合った分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇにつき等しくなる。これらの２条件を満足するように、分岐導波路２３が、配置されている。
【０１２４】
なお、図９においては、理解の容易さを考えて、分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの出射角度αｇ−１，αｇを実際よりも傾斜させて描いている。そのため、あたかも、プラトー達成面ＳＰＬにおける分岐光Ｂｇ−１の強度分布が、光軸Ａｘｇ−１を挟んで非対称かつブロードに歪んでおり、その結果、分岐光Ｂｇ−１とＢｇとの和の強度分布が強度一定領域（プラトー領域ＰＬ）を有し得ないかの印象を受ける。しかし、現実の光素子１０においては、出射角度αｇ−１，αｇは、０°に近い小さい角度であるので、分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの強度分布は、歪みのないガウス分布でよく近似できる。よって、プラトー達成面ＳＰＬにおける分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、実質的に強度一定領域（プラトー領域ＰＬ）を有することとなる。
【０１２５】
また、仮に、分岐光Ｂｇ−１の出射角度αｇ−１が大きくなることで、プラトー達成面ＳＰＬにおける強度分布の歪みを無視できなくなった場合には、分岐光Ｂｇ−１を出射する出射口２６ｇ−１の開口幅を広くすることにより、プラトー達成面ＳＰＬにおける分岐光Ｂｇ−１の強度分布を最適化すればよい。つまり、出射口２６ｇ−１の開口幅を広くすると、分岐光Ｂｇ−１の強度分布は、よりシャープ（ピーク強度が大きくなる。）になる。よって、プラトー達成面ＳＰＬにおける分岐光Ｂｇ−１のピーク強度を分岐光Ｂｇのピーク強度と等しくなるようにすれば、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、プラトー領域ＰＬを有することとなる。
【０１２６】
＜光素子の動作例の説明＞
次に、この光素子１０の動作につき、主に図１および図６を参照して説明する。
【０１２７】
図１を参照すると、入射側導波路１４を伝搬する光は、光分岐出射部１６の分岐部２０を伝搬することにより、互いに等しい強度を有する２ｎの分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮへと分岐される。この分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮは、光分岐出射部１６の出射部２２を分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎを介して伝搬される。
【０１２８】
そして、出射角度調整領域３２（図６）においては、互いに隣り合う分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇ同士のなす角度が、上述の（１）式および（２）式を満たすように配置されている。その結果、分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎを伝搬してきた分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮは、光軸Ａｘ１，Ａｘ２，・・・，ＡｘＮが、平面導波路１８内の一点Ｏで交差し、かつ、上述の（１）式および（２）式を満たすような角度で、出射口
２６１，２６２，・・・，２６Ｎから平面導波路１８へと出射される。
【０１２９】
平面導波路１８へと出射された分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮは、光軸Ａｘ１，Ａｘ２，・・・，ＡｘＮが一点Ｏで交差するとともに、それぞれ拡がり角θ／２で拡がりながら平面導波路１８内を伝搬していく。
【０１３０】
そして、互いに隣り合う分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇにおいて、分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２同士は、一端面１８ｃからの距離がＨの点であるプラトー達成点ＣＰＬｇで互いに交差する。
【０１３１】
ここで、図１０に、２ｎ−１個のプラトー達成点ＣＰＬ２，ＣＰＬ３・・・，ＣＰＬＮを含んだ平面（以下、プラトー達成面とも称する）ＳＰＬ内における分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの強度分布の和の強度分布を示す。なお、図１０の点線は、個々の分岐光Ｂｍの強度分布を示し、および実線は、分岐光Ｂｍの和の強度分布である。
【０１３２】
分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの強度分布が一部重複することで、幅広いプラトー領域ＰＬが形成されることがわかる。
【０１３３】
＜実施の形態１の効果の説明＞
このように、実施の形態１の光素子１０は、分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの光軸Ａｘ１，Ａｘ２，・・・，ＡｘＮを平面導波路１８内の一点Ｏで交差させ、かつ、半値線ＢＨ（ｇ−１）：１，ＢＨ（ｇ）：２同士が、プラトー達成点ＣＰＬ２，ＣＰＬ３，・・・，ＣＰＬＮで交差するように、分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎを配置している。また、入射側導波路１４から出射口２６１，２６２，・・・，２６Ｎまでの光路長を、分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの伝搬経路によらず等しくしている。
【０１３４】
これらにより、プラトー達成面ＳＰＬ内における分岐光Ｂを重ね合わせた和の強度分布は、個々の分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの強度分布の単純和となるとともに、強度分布の半値点同士が重なりあうことにより、和の強度分布には、強度がほぼ一定なプラトー領域ＰＬが形成される。換言すれば、プラトー達成面ＳＰＬにおいて、強度のバラツキのない光を得ることができる。
【０１３５】
また、分岐部２０において、Ｙ分岐導波路２８をｎ階層に渡って接続することにより、簡単な構造で、互いに強度の等しい２ｎ本の分岐光Ｂを容易に得ることができる。
【０１３６】
また、１つのＹ分岐導波路２８におけるアウトプット導波路２４ｏｕｔ，２４ｏｕｔのなす角度を４°以内とすることにより、Ｙ分岐導波路２８の分岐点である導波路分岐点２４における光の強度のロスを実用上充分に小さくすることができる。
【０１３７】
また、伝搬領域３０において、２ｎ本の分岐導波路２３を曲率が滑らかに変化するＳ字状に形成しているので、伝搬する分岐光Ｂの強度のロスを抑えることができるとともに、入射側導波路１４から出射口２６までの光路長を容易に等しくすることができる。
【０１３８】
＜実施の形態１の変形例の説明＞
ここで、本実施の形態では基板１２として石英を用いたが、基板１２を構成する材料は、設計事項であり、好ましくは、たとえば、化合物半導体、シリコンおよびプラスチックなどを用いることができる。
【０１３９】
また、分岐部２０を構成するＹ分岐導波路２８において、アウトプット導波路２４ｏｕｔ，２４ｏｕｔのなす角度は、４°以内、より好適には３°以内であることが好ましい。
しかし、導波路分岐点２４における光の損失を許容できるのであれば、アウトプット導波路２４ｏｕｔ，２４ｏｕｔのなす角度を、４°より大きい角度としてもよい。
【０１４０】
また、実施の形態１においては、分岐部２０において、入射側導波路１４を伝搬する光を偶数本（２ｎ本）の分岐光Ｂへと分岐させたが、分岐光Ｂは、偶数本である必要はなく、奇数本であってもよい。
【０１４１】
また、分岐光Ｂ全体としての強度低下が実用上許容できる範囲内で、２ｎ本の分岐導波路２３のうち、何本かを平面導波路と接続しない場合であっても、光素子１０は上述と同様の効果を奏する。
【０１４２】
また、実施の形態１においては、分岐部２０において、２ｎ個のＹ分岐導波路２８を用いて、入射側導波路１４を伝搬する光を分岐させていた。しかし、分岐部２０は、入射側導波路１４を伝搬する光を互いに強度の等しい分岐光Ｂに分岐させることができれば、Ｙ分岐導波路２８で構成されている必要はなく、公知の光分岐素子を応用することができる。
【０１４３】
また、伝搬領域３０において、２ｎ本の分岐導波路２３は、分岐導波路２３の光路長を等しくすることができ、かつ、分岐光Ｂの強度のロスを抑えることができれば、Ｓ字状には限られない。たとえば、２ｎ本の分岐導波路２３の屈折率を異ならせ、これにより光路長が等しくなるように調整してもよい。
【０１４４】
また、実施の形態１においては、平面導波路１８に接続される入射側導波路１４は１本のみであったが、たとえば、図１１（Ａ）に示すように、２本以上の入射側導波路１４’，１４’を、光分岐出射部１６’，１６’を介して平面導波路１８に接続してもよい。
【０１４５】
また、実施の形態１においては、２ｎ本の分岐導波路２３は、全て１つの平面導波路１８にのみ接続されていたが、たとえば、図１１（Ｂ）に示すように、２ｎ本の分岐導波路を分割して複数個の平面導波路１８’，１８’に接続してもよい。
【０１４６】
また、実施の形態１においては、プラトー達成面ＳＰＬは、一端面１８ｃに平行な面とされているが、プラトー達成面ＳＰＬを、分岐光Ｂの波面の曲率と同等の曲率を有する円弧状の曲面に形成してもよい。ただ、この場合には、全てのプラトー達成点が、この円弧状の曲面に含まれるように、分岐導波路２３から出射される分岐光Ｂの出射角αを調整する必要がある。
【０１４７】
（実施の形態２）
図１２を参照して実施の形態２の光分岐素子の構成例につき説明する。図１２は、実施の形態２の光分岐素子の全体構成を示す平面図である。
【０１４８】
＜実施の形態２の構成例の説明＞
図１２を参照すると、実施の形態２の光分岐素子５０は、平面導波路１８に、複数の出射側導波路３６を有する他端面１８ｄが、一端面１８ｃに対向して設けられている以外は、実施の形態１の光素子１０と同様の構造である。したがって、図１２において、図１〜１０と共通する構成部品については、詳細な説明を適宜省略する。
【０１４９】
光分岐素子５０は、実施の形態１で説明した光素子１０と、平面導波路１８の他端面１８ｄに設けられた複数の出射側導波路３６とを備えている。この他端面１８ｄは、一端面１８ｃと平行であり、一端面１８ｃとの距離が上述のＨに設定されている。つまり、他端面１８ｄは、上述したプラトー達成面ＳＰＬに一致する面に形成されている。つまり、他端面１８ｄは、全てのプラトー達成点ＣＰＬｇを含むように形成されている。
【０１５０】
この他端面１８ｄに、２本以上、ここでは、ｉ本（ｉは、２以上の整数）の出射側導波路３６が設けられている。なお、出射側導波路３６の開口幅（受光幅）は、出射側導波路３６によらず等しい幅とされている。
【０１５１】
ここで、分岐導波路２３のうち、一端面１８ｃにおいて両端に存在する分岐導波路２３１および２３Ｎをそれぞれ、一端分岐導波路２３１および他端分岐導波路２３Ｎと称する。
【０１５２】
ここで、一端分岐導波路２３１から平面導波路１８へと出射される分岐光Ｂ１の光軸Ａｘ１と他端面１８ｄとの交点をＣａとし、同様に、他端分岐導波路２３Ｎから平面導波路１８へと出射される分岐光ＢＮの光軸ＡｘＮと他端面１８ｄとの交点をＣｂとする。
【０１５３】
このとき、全ての分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮは、他端面１８ｄにおいて、交点ＣａとＣｂとの間に照射される。すなわち、全ての分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの他端面１８ｄにおける到達範囲は、交点ＣａとＣｂとの間である。この到達範囲内の他端面１８ｄの領域に、ｉ本の受光用の開口が配置されている。
【０１５４】
また、ｉ本の出射側導波路３６の中心線３６ｃが、それぞれ平面導波路１８中の一点Ｏと交差するように、出射側導波路３６は延在している。
【０１５５】
＜実施の形態２の作用効果の説明＞
このように、実施の形態２の光分岐素子５０によれば、プラトー達成面ＳＰＬに一致するように他端面１８ｄを設けている。これにより、他端面１８ｄにおける分岐光Ｂの和の強度分布は、図１０に示すような幅広いプラトー領域ＰＬを有することになる。このプラトー領域ＰＬは、交点ＣａとＣｂとの間の幅に渡って形成されるので、交点ＣａとＣｂとの間にｉ本の出射側導波路３６を設けることにより、出射側導波路３６一本あたりの光の受光強度を、ｉ本の出射側導波路３６の全てで等しくすることができる。
【０１５６】
また、実施の形態２の光分岐素子５０は、入射側導波路１４を伝搬する光を２ｎ本の分岐光Ｂに分岐させ、これらの分岐光Ｂの光軸Ａｘが平面導波路１８内の一点Ｏで交差するように出射させている。これにより、分岐光Ｂ全体としての拡がり角βを大きくすることができる。すなわち、光軸Ａｘを一点Ｏで交差させることにより、分岐光Ｂ全体としての拡がり角βを、２ｎ×θ／２（１本の分岐光Ｂあたりの拡がり角θ／２に分岐光Ｂの本数２ｎを乗じた角度）程度にまで大きくすることができる。これにより、一端面１８ｃと他端面１８ｄとの距離Ｈが短くとも、分岐光Ｂ全体を他端面１８ｄの広い範囲に照射でき、光分岐素子５０を小型化することができる。
【０１５７】
このことは、実施の形態２において、ｎ＝０（本発明の範囲に入らない）の場合を想定すると、より明確に理解できる。ｎ＝０のときには、入射側導波路１４を伝搬する光は、分岐することなく１本のまま、平面導波路１８へと出射される。この光の拡がり角はθ／２であり、２ｎ本の分岐光Ｂ全体の拡がり角の約１／２ｎである。よって、分岐することなく１本のままで平面導波路１８に出射された光が、他端面１８ｄにおいて、分岐光Ｂ全体と同等の範囲に照射されるために要する一端面１８ｃと他端面１８ｄとの距離は、分岐光Ｂ全体が照射される場合の約２ｎ倍となる。
【０１５８】
また、実施の形態２の光分岐素子５０は、Ｙ分岐導波路２８、平面導波路１８、および、チャネル導波路（入射側導波路１４、分岐導波路２３および出射側導波路３６）という単純な構造の要素の組み合わせからなるので、構造が簡単である。
【０１５９】
＜実施の形態２の変形例の説明＞
なお、実施の形態２の光分岐素子５０において、図１１（Ａ）に示したように、２本以上の入射側導波路１４’を設ける場合を考える。この場合、光分岐出射部１６’から平面導波路１８へと出射される分岐光Ｂ’のうち、両端に存在する分岐光Ｂ１’，ＢＮ’の光軸Ａｘ１’とＡｘＮ’とが、他端面１８ｄでなす角度範囲に、全ての出射側導波路３６が収まるように、分岐導波路２３’を配置することが好ましい。このようにすることにより、出射側導波路３６、１本あたりの光の受光強度を、ｉ本の出射側導波路３６の全てで等しくすることができる。
【０１６０】
また、実施の形態１で説明したように、平面導波路１８内で分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布がプラトー領域ＰＬを有する点は、２点（Ｃ１およびＣ４）存在し、そのうち、光軸Ａｘｇ−１とＡｘｇとが交差した後のＣ４をプラトー達成点ＣＰＬとして採用した（図６参照）。これは、分岐光Ｂの伝搬方向から考えて、Ｃ４（ＣＰＬ）を含むように、他端面１８ｄを設ければ、出射側導波路３６を放射状に配置できるからである。それに対し、仮にＣ１に他端面１８ｄを設けたと仮定すると、出射側導波路３６を互いに交差させるように配置しなければならず、光分岐素子５０の設計上の困難さが増大する。
【０１６１】
（参考例１）
図１３〜図１６を参照して参考例１の光分岐素子の構成例につき説明する。図１３は、参考例１の光分岐素子の全体構成を示す平面図である。図１４は、光分岐素子の出射角度調整領域付近を拡大した要部拡大平面図である。図１５は、隣り合う分岐導波路を、分岐光とともに示す模式図である。図１６は、２つの分岐光の強度分布の和を示す模式図である。
【０１６２】
＜参考例１の構成例の説明＞
図１３を参照すると、参考例１の光分岐素子６０は、分岐光Ｂの光軸Ａｘの交差点（一点）Ｏ’が、平面導波路１８の一端面１８ｃを含む面内に存在する以外は、実施の形態２の光分岐素子５０と同様である。したがって、図１３において、図１〜１１と共通する構成部品については、構造に関する詳細な説明を適宜省略する。なお、ここで、「一端面１８ｃを含む面」とは、一端面１８ｃから、その法線方向に測った距離が０であるような面のことを示す。
【０１６３】
図１３に示すように、光分岐素子６０においては、ｉ本の出射側導波路３６の中心線が、一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差するように、出射側導波路３６が設けられている。
【０１６４】
分岐導波路２３のうち、一端面１８ｃにおいて両端に存在する分岐導波路２３１および２３Ｎをそれぞれ、一端分岐導波路２３１および他端分岐導波路２３Ｎと称する。
【０１６５】
ここで、一端分岐導波路２３１から平面導波路１８へと出射される分岐光Ｂ１の光軸Ａｘ１と他端面１８ｄとの交点をＣａとし、同様に、他端分岐導波路２３Ｎから平面導波路１８へと出射される分岐光ＢＮの光軸ＡｘＮと他端面１８ｄとの交点をＣｂとする。
【０１６６】
このとき、全ての分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮは、他端面１８ｄにおいて、交点ＣａとＣｂとの間に照射される。すなわち、全ての分岐光Ｂ１，Ｂ２，・・・，ＢＮの他端面１８ｄにおける到達範囲は、交点ＣａとＣｂとの間である。この到達範囲内の他端面１８ｄの領域に、ｉ本の受光用の開口が配置されている。
【０１６７】
また、後述する理由により、参考例１の光分岐素子６０では、一端面１８ｃと他端面１８ｄとの間の距離には特に制限は設けられない。
【０１６８】
図１４を参照して、光分岐素子６０の出射角度調整領域３８の構造につき説明する。
【０１６９】
出射角度調整領域３８において、分岐導波路２３は、分岐導波路２３１，２３２，・・・，２３Ｎから出射される分岐光Ｂの光軸Ａｘ１，Ａｘ２，・・・，ＡｘＮが、一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差するように配置されている。ここで、互いに隣り合う２本の分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、角度θ（１本の分岐光Ｂの拡がり角θ／２の２倍の角度）をなすように配置されている。つまり、分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの伝搬方向に沿って、角度θをなして互いに接近するように配置されている。
【０１７０】
次に、図１５を参照して、出射角度調整領域３８において隣り合って並ぶ２本の分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇの配置につき、それぞれから出射される分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇとともに説明する。なお、分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、２ｎ本の分岐導波路２３の中から任意に選択したものである。
【０１７１】
分岐導波路２３ｇ−１の出射口２６ｇ−１と、分岐導波路２３ｇの出射口２６ｇとは、一端面１８ｃにおいて一致して、１つの共通の出射口２６ｃをなしている。ここで、分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇは、隣接導波路対Ｐの構成要素となっている。
【０１７２】
隣接導波路対Ｐにおいて、分岐導波路２３ｇ−１を、第１分岐導波路２３ｇ−１と称し、分岐導波路２３ｇを、第２分岐導波路２３ｇと称する。また、第１分岐導波路２３ｇ−１から出射する分岐光Ｂｇ−１を第１分岐光Ｂｇ−１と称し、第２分岐導波路２３ｇから出射する分岐光Ｂｇを第２分岐光Ｂｇと称する。
【０１７３】
第１分岐導波路２３ｇ−１から出射される第１分岐光Ｂｇ−１は、光軸Ａｘｇ−１に沿って、拡がり角θ／２で拡がりながら伝搬する。ここで、第１分岐光Ｂｇ−１の２本の半値線のうち、第２分岐導波路２３ｇに近い側の半値線を、第２半値線ＢＨ（ｇ−１）：２と称し、第２分岐導波路２３ｇから遠い側の半値線を、第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と称する。
【０１７４】
同様に、第２分岐導波路２３ｇから出射される第２分岐光Ｂｇは、光軸Ａｘｇに沿って、拡がり角θ／２で拡がりながら伝搬する。ここで、第２分岐光Ｂｇの２本の半値線のうち、第１分岐導波路２３ｇ−１に近い側の半値線を、第１半値線ＢＨ（ｇ）：１と称し、第１分岐導波路２３ｇ−１から遠い側の半値線を、第２半値線ＢＨ（ｇ）：２と称する。
【０１７５】
光分岐素子６０では、第１分岐導波路２３ｇ−１と第２分岐導波路２３ｇとのなす角度θを、第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの拡がり角θ／２の２倍の大きさとしている。この結果、第１分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と、第２分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とは、常に一致する、つまり、平面導波路１８内で同一位置となる。
【０１７６】
ここで、図１６を参照して、面ＳＣにおける第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布を考える。なお、図１６に示す強度分布は、図１５の矢印Ｙ方向から見たものである。
【０１７７】
図１６中の太い点線は、第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの強度分布を示し、実線は、第１分岐光のＢｇ−１の強度分布と、第２分岐光Ｂｇの強度分布とを足し合わせた和の強度分布を示す。
【０１７８】
図１６によれば、両ピークＰｇ−１とＰｇとが離間し、かつ、第１分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と第２分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とが一致した直線上において、第１分岐光Ｂｇ−１のピーク強度Ｉｍａｘ（Ｐｇ−１）の半値点（１／２×Ｉｍａｘ）と、第２分岐光Ｂｇのピーク強度Ｉｍａｘ（Ｐｇ）の半値点（１／２×Ｉｍａｘ）とは一致する。これにより、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、両ピークＰｇ−１とＰｇとの間でほぼ一定強度となる領域（プラトー領域）ＰＬを有する。
【０１７９】
つまり、実施の形態１および２においては、平面導波路１８内の一点Ｏで、第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの光軸Ａｘｇ−１，Ａｘｇを交差させる構成であるために、プラトー達成点ＣＰＬでのみ、第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布はプラトー領域ＰＬを有していた（図６または図９参照）。しかし、参考例１の光分岐素子６０では、第１分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と第２分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とが常に一致しているので、両分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの和の強度分布は、一端面１８ｃからの距離によらず、常にプラトー領域ＰＬを有する。
【０１８０】
上述した光分岐素子６０は、換言すれば、以下の説明のような構成となる。
【０１８１】
すなわち、光分岐素子６０は、１本の入射側導波路１４から分岐した２本以上の分岐導波路２３と、一端面１８ｃに分岐導波路２３が接続された平面導波路１８と、を備えている。
【０１８２】
ここで、ガウスビームとして分岐導波路２３から平面導波路１８へと出射される分岐光Ｂのピーク強度Ｉｍａｘの半値１／２×Ｉｍａｘに対応する点Ｈ１，Ｈ２（Ｈ３，Ｈ３）を、分岐光Ｂの光軸Ａｘに沿って結んだ２直線を半値線ＢＨとし、半値線ＢＨと分岐光Ｂの光軸Ａｘとのなす角度をθ／２とする。
【０１８３】
なお、分岐導波路２３のそれぞれから出射される分岐光Ｂは、互いに位相が等しく、等強度である。
【０１８４】
このとき、以下の２条件が同時に成り立つ。
（１）全ての分岐光Ｂの光軸同Ａｘ同士が、一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差する。
（２）任意の隣り合った分岐導波路２３をそれぞれ第１および第２分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇとしたときに、第１および第２分岐導波路２３ｇ−１，２３ｇからそれぞれ出射される第１および第２分岐光Ｂｇ−１，Ｂｇの光軸Ａｘｇ−１，Ａｘｇのなす角度がθとなる。
【０１８５】
これらの２条件を満足するように、分岐導波路２３が、配置されている。
【０１８６】
＜参考例１の作用効果の説明＞
このように、参考例１の光分岐素子６０は、光軸Ａｘｇ−１，Ａｘｇを、一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差させ、かつ、光軸Ａｘｇ−１とＡｘｇとのなす角度を分岐光Ｂの拡がり角θ／２の２倍としているので、第１分岐光Ｂｇ−１の第１半値線ＢＨ（ｇ−１）：１と第２分岐光Ｂｇの第２半値線ＢＨ（ｇ）：２とが常に一致する。その結果、一端面１８ｃからの距離によらず、第１分岐光Ｂｇ−１と第２分岐光Ｂｇとの和の強度分布は、常にプラトー領域ＰＬを有する。これにより、出射側導波路３６を交点ＣａとＣｂとの間に設けている限りは、一端面１８ｃと他端面１８ｄとの距離によらず、出射側導波路３６の受光強度を、ｉ本の出射側導波路３６の全てで等しくすることができる。また、出射側導波路３６を設ける他端面１８ｄと一端面１８ｃとの距離を任意に選択することができ、結果として光分岐素子６０の設計自由度が増す。
【０１８７】
また、参考例１の光分岐素子６０は、入射側導波路１４を伝搬する光を２ｎ本の分岐光Ｂに分岐させ、これらの分岐光Ｂの光軸Ａｘが平面導波路１８の一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で互いに角度θをなして交差するように出射している。これにより、分岐光Ｂ全体としての拡がり角β（図１３参照）を大きくすることができる。すなわち、光軸Ａｘを一点Ｏ’で交差させることにより、分岐光Ｂ全体としての拡がり角βを、２ｎ×θ／２（１本の分岐光Ｂあたりの拡がり角θ／２に分岐光Ｂの本数２ｎを乗じた角度）にまで大きくすることができる。この結果、実施の形態２で説明したと同様の理由により、光分岐素子６０を小型化することができる。
【０１８８】
＜参考例１の変形例の説明＞
なお、参考例１の光分岐素子６０は、実施の形態１で説明したような種々の変形が可能である。
【０１８９】
また、２ｎ本の分岐導波路が一点Ｏ’に向かって延びている出射角度調整領域３８の製造の容易さを勘案すると、実用的には、分岐導波路２３の本数は、２本（ｎ＝１）または４本（ｎ＝２）とすることが好ましい。
【０１９０】
（参考例２）
図１７〜図１９を参照して参考例２の構成例につき説明する。図１７は、参考例２の光分岐素子の全体構成を示す平面図である。図１８は、第１のシミュレーションの説明に供する図である。図１９は、第２のシミュレーションの説明に供する図である。
【０１９１】
＜参考例２の構成例の説明＞
図１７を参照すると、参考例２の光分岐素子７０は、参考例１の光分岐素子６０において、ｎ＝１、つまり、分岐導波路２３が２本の場合に対応する。したがって、図１７において、図３〜図１６と共通する構成部品については、詳細な説明を適宜省略する。
【０１９２】
図１７に示すように、光分岐素子７０においては、ｎ＝１であるので、分岐部２０は、１個のみの導波路分岐点２４１を含む、ただ１つの階層Ｌ１（第１階層）からなる。そして、導波路分岐点２４１に接続された２本の分岐導波路２３１，２３２により出射部２２が構成されている。
【０１９３】
２本の分岐導波路２３１，２３２は、入射側導波路１４における光の伝搬方向Ａｘ０を挟んで互いに対称に配置されている。そして、伝搬領域３０において、約３°の角度をなして、伝搬方向Ａｘ０に沿って、互いに離間するように配置されており、屈曲部４２において、鈍角に屈曲し、出射角度調整領域３８において、θの角度をなして、伝搬方向Ａｘ０に沿って、互いに接近するように配置されている。
【０１９４】
そして、分岐導波路２３１，２３２の出射口２６１，２６２は、一端面１８ｃにおいて一致しており、１つの共通の出射口２６ｃとなっている。
【０１９５】
また、出射口２６１から出射される分岐光Ｂ１の光軸Ａｘ１と他端面１８ｄとの交点をＣａとし、出射口２６２から出射される分岐光Ｂ２の光軸Ａｘ２と他端面１８ｄとの交点をＣｂとしたときに、８本の出射側導波路３６は、両交点ＣａとＣｂとの間の他端面１８ｄに設けられている。
【０１９６】
光分岐素子７０がこのような構成を有する結果、出射口２６１，２６２から平面導波路
１８へと出射する分岐光Ｂ１の光軸Ａｘ１および分岐光Ｂ２の光軸Ａｘ２とは、一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差する。
【０１９７】
また、出射角度調整領域３８において、分岐導波路２３１，２３２が角度θをなして配置されていることにより、分岐光Ｂ１の半値線ＢＨ１と分岐光Ｂ２の半値線ＢＨ２とは、常に一致しながら平面導波路１８中を伝搬する。つまり、伝搬方向Ａｘ０に直交する面内において、光軸Ａｘ１とＡｘ２とで挟まれた領域にプラトー領域ＰＬが形成される。なお、光軸Ａｘ１とＡｘ２とがなす角度はθであるので、プラトー領域ＰＬは、角度θの拡がり角を有する。
【０１９８】
＜参考例２のシミュレーションの説明＞
次に、参考例２の光分岐素子７０について行った２種類のシミュレーションにつき説明する。
【０１９９】
図１８は、第１のシミュレーションの説明に供する図である。図１８は、縦軸が、光分岐素子７０の光伝搬方向（長手方向：以下、Ｚ方向と称する。）に沿った長さ（μｍ）であり、および、横軸が、光分岐素子７０の光伝搬方向に直交する方向（短手方向：以下、Ｘ方向と称する。）の長さ（μｍ）である。また、図１８中に示された７本のグラフは、グラフのベースラインに対応するＺ方向位置における、光のＸ方向強度分布を示している。なお、これらのグラフにおいて、ベースラインからの高さが光の強度（任意単位）を示している。なお、理解を容易にするために、図１８には、図１７に示した光分岐素子７０を、灰色部分として重ねて示してある。
【０２００】
第１のシミュレーションに用いた光分岐素子７０は、Ｘ方向の長さが１００μｍ、およびＺ方向の長さが、１２００μｍである。より詳細には、入射側導波路１４のＺ方向に沿った長さが、約５０μｍ、光分岐出射部１６のＺ方向に沿った長さが、約５５０μｍ、および、平面導波路１８のＺ方向に沿った長さが、約６００μｍである。
【０２０１】
また、入射側導波路１４および分岐導波路２３１，２３２は、光伝搬方向に直交する方向の幅が５μｍのシングルモード導波路とした。また、分岐導波路２３１，２３２の分岐角度、すなわち、伝搬領域３０において分岐導波路２３１と２３２とがなす角度は約３°とした。
【０２０２】
そして、入射側導波路１４、分岐導波路２３１，２３２および平面導波路１８の屈折率は１．４７、および、導波路領域以外の基板１２の屈折率は、１．４６とした。また、伝搬させる光の波長は１．５５μｍとした。
【０２０３】
図１８に示すように、このような条件でシミュレーションを行った結果、平面導波路１８内で、分岐光Ｂ１，Ｂ２の和の強度分布には、Ｚ方向が約７５０μｍから、プラトー領域ＰＬが形成され、平面導波路１８の他端面１８ｄ（Ｚ≒１１５０μｍ）に至るまでこのプラトー領域ＰＬが維持されることがわかる。
【０２０４】
平面導波路１８の他端面１８ｄに接続された８本の出射側導波路３６に入射した光の強度を計算により求めた結果、その均一性は０．５ｄＢよりも良好な値であった。
【０２０５】
図１９は、第２のシミュレーションの説明に供する図である。図１９は、Ｚ軸が、光分岐素子７０の光伝搬方向（長手方向）に沿った長さ（μｍ）であり、Ｘ軸が、光分岐素子７０の光伝搬方向に直交する方向（短手方向）の長さ（μｍ）であり、および、Ｉ軸が、光の強度（任意単位）を示している。図１９に示された８本のグラフは、それぞれのＺ方向位置における、光のＸ方向強度分布を示している。
【０２０６】
第２のシミュレーションに用いた光分岐素子７０は、導波路分岐点２４１における光の損失を避けるために、伝搬領域３０において分岐導波路２３１と２３２とがなす角度を約２５°とし、および、伝搬領域３０における分岐導波路２３１と２３２の長さを約３５０μｍとした以外は、第１のシミュレーションと同様である。
【０２０７】
図１９に示すように、第２のシミュレーションにおいても、平面導波路１８中でプラトー領域ＰＬが形成され、そのプラトー領域ＰＬが、他端面１８ｄに至るまで維持されることがわかる。
【０２０８】
平面導波路１８の他端面１８ｄに接続された８本の出射側導波路３６に入射した光の強度を計算により求めた結果、その均一性は０．５ｄＢよりも良好な値であった。
【０２０９】
＜参考例２の作用効果の説明＞
このように、参考例２の光分岐素子７０によれば、分岐光Ｂ１の光軸Ａｘ１と分岐光Ｂ２の光軸Ａｘ２とが、角度θをなして、一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差するようにしているので、２つの分岐光Ｂ１と分岐光Ｂ２とを重ね合わせた光の拡がり角を、１本の分岐光の場合の２倍に拡大することができるとともに、プラトー領域ＰＬを形成することができる。この結果、光分岐素子７０のサイズを小型化できるとともに、出射側の分岐導波路３６で取り出される光の強度を等しくすることができる。
【０２１０】
（実施の形態３）
図２０を参照して実施の形態３の光分岐素子の構成例につき説明する。図２０は、実施の形態３の光分岐素子の出射角度調整領域を抜き出して示す平面図である。
【０２１１】
＜実施の形態３の構成例の説明＞
図２０を参照すると、実施の形態３の光分岐素子８０は、いわば、実施の形態２の光分岐素子５０と、参考例１の光分岐素子６０とを組み合わせたような構成を有している。なお、光分岐素子８０において、入射側導波路１４、分岐部２０、平面導波路１８および出射側の分岐導波路３６の構造は、実施の形態２および参考例１と同様であるため、図示および構造の詳細な説明を省略する。
【０２１２】
図２０に示すように、光分岐素子８０は、ｎ＝２、つまり、分岐導波路２３が４本の場合に対応する。
【０２１３】
光分岐素子８０の出射角度調整領域４４において、分岐導波路２３２と２３３とは、それぞれから出射される分岐光Ｂ２，Ｂ３の光軸Ａｘ２，Ａｘ３が一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差するように配置されている。ここで、分岐導波路２３２，２３３は、角度θ（１本の分岐光Ｂの拡がり角θ／２の２倍の角度）をなすように配置されている。分岐導波路２３２の出射口２６２と、分岐導波路２３３の出射口２６３とは、一端面１８ｃにおいて一致して、１つの共通の出射口２６ｃをなしている。ここで、分岐光Ｂ２の伝搬方向（光軸Ａｘ２）と、分岐光Ｂ３の伝搬方向（光軸Ａｘ３）をベクトル的に合成した方向を合成光軸ＡＡとする。なお、合成光軸ＡＡは、一端面１８ｃの法線と一致する方向に延在する。
【０２１４】
また、光分岐素子８０の出射角度調整領域４４において、分岐導波路２３１と２３４とは、出射口２６ｃを挟んで対称に配置されている。出射口２６１，２６４と出射口２６ｃとの距離は、それぞれｄとされている。分岐導波路２３１，２３４は、それぞれから出射される分岐光Ｂ１，Ｂ４の光軸Ａｘ１，Ａｘ４が、平面導波路１８内であって合成光軸ＡＡ上の一点Ｏで交差するように配置されている。
【０２１５】
これらの４本の分岐導波路２３１，２３２，２３３，２３４により、３つの隣接導波路対Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が構成されている。すなわち、隣接導波路対Ｐ１は、分岐導波路２３１と２３２とからなる。隣接導波路対Ｐ２は、分岐導波路２３２と２３３とからなる。隣接導波路対Ｐ３は、分岐導波路２３３と２３４とからなる。
【０２１６】
次に、隣接導波路対Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ごとに、分岐導波路２３１，２３２，２３３，２３４の配置について、それぞれから出射される分岐光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４とともに、説明する。
【０２１７】
分岐導波路２３１と２３２とからなる隣接導波路対Ｐ１においては、分岐光Ｂ１，Ｂ２の光軸Ａｘ１，Ａｘ２が、平面導波路１８内で交差し、かつ、分岐光Ｂ１の第１半値線ＢＨ１−１と、分岐光Ｂ２の第２半値線ＢＨ２−２とがプラトー達成点ＣＰＬ２において交差するように、分岐導波路２３１，２３２が配置されている。なお、プラトー達成点ＣＰＬ２は、一端面１８ｃからの距離がＨとされている。
【０２１８】
分岐導波路２３２と２３３とからなる隣接導波路対Ｐ２においては、分岐光Ｂ２，Ｂ３の光軸Ａｘ２，Ａｘ３が、平面導波路１８の一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差し、かつ、分岐光Ｂ２の第１半値線ＢＨ２−１と、分岐光Ｂ３の第２半値線ＢＨ３−２とが合致するように、分岐導波路２３２，２３３が配置されている。
【０２１９】
分岐導波路２３３と２３４とからなる隣接導波路対Ｐ３においては、分岐光Ｂ３，Ｂ４の光軸Ａｘ３，Ａｘ４が、平面導波路１８内で交差し、かつ、分岐光Ｂ３の第１半値線ＢＨ３−１と、分岐光Ｂ４の第２半値線ＢＨ４−２とがプラトー達成点ＣＰＬ４において交差するように、分岐導波路２３３，２３４が配置されている。なお、プラトー達成点ＣＰＬ４は、一端面１８ｃからの距離がＨとされている。
【０２２０】
なお、この実施の形態においては、隣接導波路対Ｐ１における光軸Ａｘ１とＡｘ２との交差点、および、隣接導波路対Ｐ３における光軸Ａｘ３とＡｘ４との交差点が一致している必要はない。
【０２２１】
以上をまとめると、光分岐素子８０においては、個々の隣接導波路対Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、以下の２条件のどちらかを満足している。
（１）半値線同士が合致する（隣接導波路対Ｐ２）。
（２）分岐光の光軸同士が、平面導波路内で交差し、かつ、半値線同士が、一端面１８ｃからの距離が光軸の交点よりも長い、平面導波路内のプラトー達成点で交差する（隣接導波路対Ｐ１，Ｐ３）。
【０２２２】
そして、条件（２）を満足する隣接導波路対Ｐ１，Ｐ３においては、プラトー達成点ＣＰＬ２，ＣＰＬ４と一端面１８ｃとの距離が、互いに等しくＨとされている。
【０２２３】
次に、分岐導波路２３１，２３２，２３３，２３４の配置角度につき説明する。
【０２２４】
隣接導波路対Ｐ２を構成する分岐導波路２３２，２３３は、互いにθの角度をなして、合成光軸ＡＡに沿って、互いに接近するように配置されている。つまり、α２はθ／２であり、α３は（π−θ／２）である。
【０２２５】
また、上述のように、隣接導波路対Ｐ１における光軸Ａｘ１とＡｘ２との交差点、および、隣接導波路対Ｐ３における光軸Ａｘ３とＡｘ４との交差点が一致している必要はないので、隣接導波路対Ｐ１を構成する分岐導波路２３１と２３２とは、上述の（１）式のみ
を満足するように配置すればよい。
【０２２６】
すなわち、上述の（１）式を変形することで、下記（３）式が得られる。
【０２２７】
Ｈｔａｎ（α１−θ／２）＝ｄ＋Ｈｔａｎθ・・・（３）
ところでθは、上述のように２λ／Ｄ０で与えられるので、α３の好適な角度範囲は、（３）式から与えられる。
【０２２８】
同様に、隣接導波路対Ｐ３を構成する分岐導波路２３３と２３４とは、上述の（１）式を満足するように配置されている。
【０２２９】
すなわち、上述の（１）式は、下記（４）式のように変形できる。
【０２３０】
Ｈｔａｎ（π−θ）＝ｄ＋Ｈｔａｎ（α４＋θ／２）・・・（４）
ところでθは、上述のように２λ／Ｄ０で与えられるので、α４の好適な角度範囲は、（４）式から与えられる。
【０２３１】
なお、図示はしないが、光分岐素子８０において、出射側導波路３６の受光用開口が設けられる他端面１８ｄは、上述のプラトー達成点ＣＰＬ２，ＣＰＬ４を含む面とされており、したがって一端面１８ｃからの距離は、Ｈである。
【０２３２】
また、出射側導波路３６の受光用開口は、分岐光Ｂ１の光軸Ａｘ１と他端面１８ｄとの交点Ｃａと、分岐光Ｂ４の光軸Ａｘ４と他端面１８ｄとの交点Ｃｂとの間に設けられている。
【０２３３】
＜実施の形態３の作用効果の説明＞
このように、実施の形態３の光分岐素子８０は、分岐導波路２３１，２３２，２３３，２３４を上述したように配置しているので、プラトー達成点ＣＰＬ２，ＣＰＬ４を含む他端面１８ｄにおいて、分岐光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の和の強度分布は、プラトー領域ＰＬを有することとなる。これにより、出射側導波路３６、１本あたりの光の受光強度を、出射側導波路３６の全てで等しくすることができる。
【０２３４】
＜実施の形態３の変形例の説明＞
なお、実施の形態３の光分岐素子８０においては、分岐導波路２３が４本の場合を例示したが、分岐導波路２３の本数は４本には限定されない。すなわち、分岐導波路２３２，２３３で例示したような、隣り合った分岐光Ｂｔ−１，Ｂｔ（ここで、ｔは２以上の整数）の光軸Ａｘｔ−１，Ａｘｔが、平面導波路１８の一端面１８ｃを含む面内の一点Ｏ’で交差し、かつ、分岐光Ｂｔ−１の第１半値線ＢＨ（ｔ−１）：１と、分岐光Ｂｔの第２半値線ＢＨ（ｔ）：２とが合致するような分岐導波路が、複数本設けられていてもよい。
【０２３５】
同様に、分岐導波路２３１，２３２および２３３，２３４で例示したような、分岐光Ｂｕ−１，Ｂｕ（ここで、ｕは２以上の整数）の光軸Ａｘｕ−１，Ａｘｕが、平面導波路１８内で交差し、かつ、分岐光Ｂｕ−１の第１半値線ＢＨ（ｕ−１）：１と、分岐光Ｂｕの第２半値線ＢＨ（ｕ）：２とがプラトー達成点ＣＰＬｕにおいて交差するような分岐導波路が、複数本設けられていてもよい。
【０２３６】
また、実施の形態３の光分岐素子８０は、実施の形態２の光分岐素子５０、および参考例１の光分岐素子６０と同様の変形が可能である。
【０２３７】
（実施の形態４）
図２１を参照して、実施の形態４の光波長合分波器の構成例につき説明する。図２１は、光波長合分波器９０の全体構成を示す平面図である。
【０２３８】
図２１を参照すると、光波長合分波器９０は、１本の入力用導波路４６と、入力用導波路４６に接続される扇形の第１平面導波路４８と、第１平面導波路４８に接続され、光路長を所定の長さずつ変化させた複数のチャネル導波路５２からなるアレイ導波路回折格子５４と、アレイ導波路回折格子５４のチャネル導波路５２に接続される第２平面導波路５６と、第２平面導波路５６に接続される複数の出力用導波路５８とを備えている。
【０２３９】
光波長合分波器９０においては、入力用導波路４６から第１平面導波路４８に入射した波長λ０の光は、それぞれ光路長が異なるチャネル導波路５２を伝搬する。それぞれのチャネル導波路５２を伝搬する光は位相差を生じ、この位相差が、第２平面導波路５６での回折角の変化に変換され、波長λ１，λ２，・・・ごとに分離されて出力用導波路５８へと出力される。
【０２４０】
この光波長合分波器９０において、チャネル導波路５２と第２平面導波路５６からなる素子部分に、実施の形態２〜３および参考例１〜２で説明した光分岐素子５０，６０，７０および８０の１種以上が使用されている。より詳細には、チャネル導波路５２と第２平面導波路５６とを、実施の形態１〜３および参考例１〜２で説明した光分岐出射部１６を介して接続している。なお、図２１では、煩雑さを避けるために、光分岐出射部１６を簡略化して示してある。
【０２４１】
個々のチャネル導波路５２が、実施の形態２〜３および参考例１〜２で説明した入射側導波路１４に対応し、第２平面導波路５６が、実施の形態２〜３および参考例１〜２で説明した平面導波路１８に対応し、出力用導波路５８が、実施の形態２〜３および参考例１〜２で説明した出射側の分岐導波路３６に対応する。
【０２４２】
このように実施の形態４の光波長合分波器９０では、チャネル導波路５２と第２平面導波路５６からなる素子部分に、実施の形態２〜３および参考例１〜２で説明した光分岐素子５０，６０，７０および８０の１種以上を用いているので、個々の出射側の分岐導波路３６において、波長毎に分離された分岐光Ｂの強度の均一性を高めることができる。
【符号の説明】
【０２４３】
１０  光素子
１２  基板
１４，１４’  入射側導波路
１４ａ  端面
１６，１６’  光分岐出射部
１８，１８’  平面導波路
１８ｃ  一端面
１８ｄ  他端面
２０  分岐部
２２  出射部
２３  分岐導波路
２４  導波路分岐点
２４ｉｎ  インプット導波路
２４ｏｕｔ  アウトプット導波路
２６  出射口
２８  Ｙ分岐導波路
３０  伝搬領域
３２，３８，４４  出射角度調整領域
３６  出射側導波路
４２  屈曲部
４６  入力用導波路
４８  第１平面導波路
５０，６０，７０，８０  光分岐素子
５２  チャネル導波路
５４  アレイ導波路回折格子
５６  第２平面導波路
５８  出力用導波路
９０  光波長合分波器
Ｌ  階層
Ｂ  分岐光
ＢＨ  半値線
Ａｘ  光軸
ＡＡ  合成光軸
Ｏ，Ｏ’  一点
ＰＬ  プラトー領域
ＣＰＬ  プラトー達成点
ＳＰＬ  プラトー達成面
Ｓ  面
Ｃ  交点
α  出射角
β  分岐光全体としての拡がり角
θ  分岐光の拡がり角×２
【図４】
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【図５】
2010015190.tif 000004
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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