(57)【要約】  光導波路は、平板状の基板と、基板上に設けられる下クラッドと、下クラッド上に配置され、かつ、光が伝播するコアとを有する。この光導波路は、第１の光導波路と、第２の光導波路とを備える。第１の光導波路は、下クラッド上に第１のコアを有し、第１の位置まで光の伝播方向に沿って配置される。第２の光導波路は、下クラッド上に第２のコアを有し、第２の位置まで光の伝播方向に沿って配置され、かつ、比屈折率差が第１の光導波路よりも低い。第１及び第２の光導波路は、第１及び第２の位置間で第１のコアと第２のコアとが互いに基板に垂直な方向に所定の間隔を隔てて配置される層構造を形成する。第１及び第２の光導波路の少なくとも一方は、モード結合部と、モード変換部とを有する。モード結合部は、第１及び第２の位置間で第１のコアと第２のコアとをモード結合させる方向性結合器から成る。モード変換部は、モード結合部に接続され、かつ、第１のコアのモード径と第２のコアのモード径とを整合させるテーパ形状のコア構造から成る。
2008114624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基板と、前記基板上に設けられる下クラッドと、前記下クラッド上に配置され、かつ、光が伝播するコアとを有する光導波路であって、
前記コアとして前記下クラッド上に第１のコアを有し、前記光導波路の第１の位置まで前記光の伝播方向に沿って配置される第１の光導波路と、
前記コアとして前記下クラッド上に第２のコアを有し、前記光導波路の第２の位置まで前記光の伝播方向に沿って配置され、かつ、比屈折率差が前記第１の光導波路よりも低い第２の光導波路とを有し、
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１のコアと前記第２のコアとが互いに前記基板に垂直な方向に所定の間隔を隔てて配置される層構造を形成し、
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路の少なくとも一方が、
前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１のコアと前記第２のコアとをモード結合させる方向性結合器から成るモード結合部と、
前記モード結合部に接続され、かつ、前記第１のコアのモード径と前記第２のコアのモード径とを整合させるテーパ形状のコア構造から成るモード変換部とを有することを特徴とする光導波路。
【請求項２】
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路の両方が、前記モード変換部と前記モード結合部とを有することを特徴とする請求項１に記載の光導波路。
【請求項３】
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路の少なくとも一方が、前記モード結合部の先端側でその先端幅が細くなるテーパ形状のコア構造から成る無反射終端部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路。
【請求項４】
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路の両方が、前記モード結合部の先端側でその先端幅が細くなるテーパ形状のコア構造から成る無反射終端部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路。
【請求項５】
前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１のコアと前記第２のコアとが前記基板に垂直な方向の下層及び上層にそれぞれ配置される層構造を形成し、
前記モード結合部が、前記第１の位置と前記第２の位置との間で、前記下層に配置された第１のコアと前記上層に配置された第２のコアとをモード結合させる方向性結合器で構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光導波路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光導波路を用いたことを特徴とするスポットサイズ変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路及びこれを用いたスポットサイズ変換器に係り、特に光ファイバと結合される光導波路の形状及び光導波路構造の工夫に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信技術の発展に伴い、光通信システムを構成する光回路について、多種多様な開発が行なわれている。平面型光導波路は、高機能化・小型化・低コスト化の点で優れていることから、光導波路デバイスへの期待も高まっている。【０００３】
光導波路デバイスにおいて、光導波路と光ファイバとを高効率に結合させるには、両者のモードを整合させる必要がある。通常、光導波路は、光ファイバと比べると、比屈折率差Δが大きく、モード径が小さい。ここで、比屈折率差Δは、コア屈折率ｎ１、クラッド屈折率ｎ２を用いて、Δ＝（ｎ１−ｎ２）／ｎ１で表される。また、モード径は、導波光の光強度分布がガウス型で近似できるとき、光強度が最大値（通常はコアの中心部分に相当）に対して１／ｅ２（ｅは自然対数の底）になるところの径（ＭＦＤ：モードフィールド径）を表す。【０００４】
一般的には、光導波路と光ファイバとのモード径をお互いに近づけることが考えられるが（例えば、特許文献１参照）、光ファイバのモード径を変えることは、特に多チャンネルファイバアレイのような場合は困難であり、たとえできたとしても価格が非常に高くなってしまう。そのため、従来は光導波路パターン側のみに工夫を加えることで低損失結合を実現してきた（例えば、特許文献２〜８等参照）。【０００５】
しかし、光導波路デバイスを小型化するために光導波路のΔが次第に大きくなるにつれ、上記の方法では光導波路加工サイズの超微細化および超高精度化が必要となるため、モード径を光ファイバにあわせることは困難になってきた。【０００６】
そこで、さらに光導波路構造を工夫してモード径を拡大する方法として、Δが光導波路と光ファイバの中間値である新たな光導波路を、光導波路と光ファイバの間に挿入形成すること等が考えられている（例えば、特許文献９〜１２等参照）。
【特許文献１】特許第３３１８４０６号公報
【特許文献２】特開平６−２７３３４号公報
【特許文献３】特許第３６６３３１０号公報
【特許文献４】特開２０００−２３５１２８号公報
【特許文献５】特開２００１−３３７２５２号公報
【特許文献６】特開２００２−２５８０７８号公報
【特許文献７】特開２００５−１１５０１７号公報
【特許文献８】特開２００６−１４６２１２号公報
【特許文献９】特開平５−２４９３３１号公報
【特許文献１０】特許第３４５００６８号号公報
【特許文献１１】特開平４−０１５６０４号公報
【特許文献１２】特開平３−０８１７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、いずれの関連技術においても、十分に結合損失を低減することができていない。すなわち、いずれも、形成方法が煩雑で再現性やコストに問題があったり、屈折率不整合のために端面での反射が発生する構造を用いていたり、光ファイバとの受光可能導波路が２つ以上存在するために光軸調整に課題があったりするなど、十分な特性が得られるスポットサイズ変換器ではなかった。従って、このような課題を解決するための新たな光導波路と光ファイバの高効率結合の方法が求められている。【０００８】
本発明の目的は、上記課題を解決し、光導波路と光ファイバの結合に際し、高効率結合を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る光導波路は、平板状の基板と、前記基板上に設けられる下クラッドと、前記下クラッド上に配置され、かつ、光が伝播するコアとを有する光導波路であって、前記コアとして前記下クラッド上に第１のコアを有し、前記光導波路の第１の位置まで前記光の伝播方向に沿って配置される第１の光導波路と、前記コアとして前記下クラッド上に第２のコアを有し、前記光導波路の第２の位置まで前記光の伝播方向に沿って配置され、かつ、比屈折率差が前記第１の光導波路よりも低い第２の光導波路とを有し、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１のコアと前記第２のコアとが互いに前記基板に垂直な方向に所定の間隔を隔てて配置される層構造を形成し、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路の少なくとも一方が、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１のコアと前記第２のコアとをモード結合させる方向性結合器から成るモード結合部と、前記モード結合部に接続され、かつ、前記第１のコアのモード径と前記第２のコアのモード径とを整合させるテーパ形状のコア構造から成るモード変換部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光導波路と光ファイバの結合に際し、高効率結合を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係る光導波路の概略構成を示す図で、（ａ）は上面要部断面図、（ｂ）は平面要部断面図、（ｃ）は右側面断面図、（ｄ）は左側面断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る光導波路の概略構成を示す図で、（ａ）は上面要部断面図、（ｂ）は平面要部断面図、（ｃ）は右側面断面図、（ｄ）は左側面断面図である。
【図３】本発明に第２の実施例に係る光導波路の概略構成を示す図で、（ａ）は上面要部断面図、（ｂ）は平面要部断面図、（ｃ）は右側面断面図、（ｄ）は左側面断面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１  光導波路
２  高Δ光導波路（第１の光導波路）
２ａ  第１の直線導波路部
３  低Δ光導波路（第２の光導波路）
３ｂ  第２の直線導波路部
１１  Ｓｉ基板
１２  下クラッド
１３  高Δコア（第１のコア）
１４  低Δコア（第１のコア）
１５  リフロー層
１６  上クラッド
１７  第１のモード変換部
１８  モード結合部
１９  第２のモード変換部
２０  第２の無反射終端部
２１  第１の無反射終端部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。【００１４】
本実施の形態は、光導波路の形状および光導波路構造を工夫したスポットサイズ変換器を用いて、光導波路及び光ファイバの高効率結合と、光導波路同士の高効率結合とを実現し、特に高い比屈折率差Δを有する光導波路と光通信用シングルモードファイバ（ＳＭＦ）とを高効率に結合させるものである。【００１５】
そのため、本実施の形態の光導波路を用いたスポットサイズ変換器は、平板状の基板と、基板上に設けられる下クラッドと、下クラッド上に配置されるコアとで少なくとも構成される平面型光導波路の形態を有する。コアは、比屈折率差の高い光導波路（高Δ光導波路）と比屈折率差の低い光導波路（低Δ光導波路）の少なくとも２種類のコアを有する。コアの結合領域において、高Δ光導波路と低Δ光導波路とが一定の間隔を隔てて基板に垂直な方向に層構造を形成し、少なくとも一方のコアが、テーパ構造にて他方のコアとモード径を整合させるモード変換部（モード変換器部分）と、方向性結合器にて他方のコアに結合するモード結合部（モード結合部分）とを有する。【００１６】
この構成では、高Δ光導波路と低Δ光導波路の両方が、モード変換部とモード結合部を有してもよい。また、高Δ光導波路と低Δ光導波路の少なくともひとつが、先端幅が細くなるテーパ形状の無反射終端構造を有してもよい。また、高Δ光導波路と低Δ光導波路の両方が、先端幅が細くなるテーパ形状の無反射終端構造を有してもよい。さらに、高Δ光導波路と低Δ光導波路が、層構造を形成する際に、基板に対して垂直方向に高Δ光導波路が下層、低Δ光導波路が上層になってモード結合してもよい。【００１７】
以上のように、本実施の形態では、比屈折率差Δが高Δ光導波路と光ファイバの中間である新たな低Δ光導波路を挿入形成し、それぞれの結合部分でモード径を合わせると共に、高Δ光導波路と低Δ光導波路の間にバッファを設けて多層化した方向性結合器構造のスポットサイズ変換器を用いることによって、高効率結合を実現している。【００１８】
従って、本実施の形態によれば、次のような効果が得られる。【００１９】
第１の効果は、高Δ光導波路と光ファイバの中間となる低Δ光導波路を中間Δとして設けて、モード径を合わせやすくすることにある。このことにより、まず、高Δ導波路から低Δ導波路に低損失でパワー移行することができる。さらに、低Δ導波路と光ファイバの接続には従来同様の先広がりテーパや先細りテーパなどを用いることによって低損失で結合することができる。結合を２段階に分割することによって、それぞれのモード径を合わせやすくなり、結果として、高効率結合を得ることができる。【００２０】
第２の効果は、モード変換部とモード結合部とを分離していることにある。従来例とは異なり、光導波路どうしのモード結合部は安定したモードを維持することを目的として、モード結合部に光が達する前に各々の導波路のモード径が一致するようにあらかじめモード変換しておき、その上でモード結合部にて光パワーの移行を行う。このようにすることで、多少のギャップの変化や導波路サイズばらつきに対してロバストなスポットサイズ変換器を形成することができる。【００２１】
第３の効果は、光ファイバと高Δ光導波路の間に低Δ光導波路を挟むことによって、高Δ光導波路が直接光デバイス端面に出ないことである。高Δ光導波路を直接光デバイス端面に出さないことによって、屈折率差から生じる端面反射（フレネル反射）が生じにくくなる。すなわち、端面反射による戻り光の影響を抑えることができる。さらに、高Δ光導波路が直接光デバイス端面に出ないことによるもうひとつの効果として、端面において観測される出射端が一箇所になることが挙げられる。複数コアが端面において観測できると、光軸調芯ずれが起こりやすくなり取り扱いにくくなるのに対して、本実施の形態の場合には、出射端はひとつのために光軸調芯ずれが起こりにくいという特性も兼ね備えている。【００２２】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施例における光導波路１を用いたスポットサイズ変換器の構成例を概略的に示す模式的な図面で、図１（ａ）は上面要部断面図、図１（ｂ）は平面要部断面図、図１（ｃ）は右側面断面図、図１（ｄ）は左側面断面図である。なお、図１（ａ）及び（ｂ）は、光導波路１の要部断面を示すものであり、光導波路１の両端側は、図中の波線で示すように、実際の導波路チップの端面に限定されるものではない。また、光導波路１は、同図の例では光ファイバと結合する場合を示しているが、これに限らず、光ファイバ以外のもの、例えばＳＯＡ（Semiconductor Optical Amplifier：半導体光増幅器）やＬＤ（Laser Diode）などと結合する場合でも適用可能である。【００２４】
図１（ａ）〜図１（ｄ）に示す光導波路１は、平板状のＳｉ基板１１平面に平行な方向に延在するもので、Ｓｉ基板１１上に配置される下クラッド１２と、下クラッド１２上に配置され、光を伝播するコアと、コア上に配置される上クラッド１５とを有する。コアは、後述するように、Ｓｉ基板１１の垂直方向の異なる位置にリフロー層（バッファ）１５を介して配置される２層のコア、すなわち下層の高Δコア（第１のコア）１３及び上層の低Δコア（第２のコア）１４とを備える。【００２５】
この２層のコア構造により、光導波路１は、高Δコア１３を有する高Δ光導波路（第１の光導波路）２と、低Δ光導波路（第２の光導波路）３とから構成される。高Δ光導波路２は、光導波路１の第１の位置Ｐ１まで光の伝播方向に沿って配置され、比屈折率差Δが光ファイバより高い。低Δ光導波路３は、光導波路１の第２の位置Ｐ２まで光の伝播方向に沿って配置され、Δが光ファイバより高く、高Δ光導波路より低い。【００２６】
高Δ光導波路２及び低Δ光導波路３は、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間で、高Δコア１３と低Δコア１４とが互いにＳｉ基板１１に垂直な方向にリフロー層１５を介して所定の間隔を隔てて配置される層構造を形成する。この層構造は、高Δ光導波路２が下層に、低Δ光導波路３が上層にそれぞれ配置されるものである。リフロー層１５は、高Δ光導波路２及び低Δ光導波路３の導波路間ギャップ（バッファ）として用いられる。【００２７】
高Δ光導波路２及び低Δ光導波路３は、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間で、高Δコア１３及び低Δコア１４を互いにモード結合させる方向性結合器で構成されるモード結合部（完全結合部）１８を有する。【００２８】
高Δ光導波路２は、例えば図示していない様々な光回路に繋がるもので、直線状に延びる第１の直線導波路部２ａと、この第１の直線導波路部２ａ及びモード結合部１８との間に連続して接続され、高Δコア１３のモード径を低Δコア１４のモード径と整合させるテーパ形状のコア構造から成る第１のモード変換部（モード変換器）１７と、モード結合部１８の先端側に連続して接続され、その先端幅が細くなるテーパ形状のコア構造から成る第１の無反射終端部２１とを有する。【００２９】
低Δ光導波路３は、図１の例では光ファイバと結合するもので、直線状に延びる第２の直線導波路部３ａと、この第２の直線導波路部３ａ及びモード結合部１８との間に連続して接続され、低Δコア１４のモード径を高Δコア１３のモード径と整合させるテーパ形状のコア構造から成る第２のモード変換部（モード変換器）１９と、モード結合部１８の先端側に連続して接続され、その先端幅が細くなるテーパ形状のコア構造から成る第２の無反射終端部２０とを有する。【００３０】
この低Δ光導波路３は、図１の例では光ファイバと結合する場合を示しているが、この例では、光ファイバと結合するまでの間に、さらに光回路やテーパ形状のスポットサイズ変換器などを通して光ファイバと結合する場合や、光ファイバと直結する場合のいずれであっても適用可能である。【００３１】
下クラッド１２、リフロー層１５、及び上クラッド１６は、石英を用いており、それぞれの厚さは１５μｍである。高Δコア１３は、３μｍ角である。低Δコア１４は、５μｍ角である。屈折率は、高Δコア１３＞低Δコア１４＞下クラッド１２＝上クラッド１６である。比屈折率差は、高Δ２％、低Δ１％としている。【００３２】
高Δコア１３は、第１のモード変換部１７において、導波路幅を３μｍから０．７μｍまでテーパ状に細くし、モード結合部１８において、低Δコア１４とモード結合する。低Δコア１４は、第２のモード変換部１９において、導波路幅を５μｍから２．５μｍまでテーパ状に細くし、モード結合部１８において、高Δコア１３とモード結合する。【００３３】
さらに、高Δコア１３について、第１のモード変換部１７及びモード結合部１８の続きには、第１の無反射終端部２１を作製し、完全結合しなかった光が戻り光として生じることのないようにしている。低Δコア１４についても同様に、第２のモード変換部１９及びモード結合部１８の続きには、第２の無反射終端部２０を作製し、完全結合しなかった光が戻り光として生じることのないようにしている。【００３４】
このような構成で作製した光導波路１は、第１のモード変換部１７及び第２のモード変換部１９において高Δ光導波路２及び低Δ光導波路３のモード径を合わせてから、モード結合部１８においてモード結合するため、非常に低損失で結合することが可能となる。その結果、高Δコア１３と低Δコア１４との結合損失は、０．１ｄＢとなった。また、低Δコア１４とシングルモードファイバとの結合損失は、低Δコア１４について０．７μｍ幅の先細りテーパを形成することによってシングルモードファイバと０．３ｄＢで結合することができた。このため、高Δコア１３からシングルモードファイバまでの結合損失は、両者の合計で、０．１＋０．３＝０．４ｄＢに抑えることができた。【００３５】
これに対し、このような構成を用いずに高Δコア１３からシングルモードファイバに直接結合する場合には、そのままの高Δコア１３の導波路幅３μｍで結合すると、４．０ｄＢの損失となる。また、高Δコア１３の結合部分に０．７μｍ幅の先細りテーパをつけると、２．５ｄＢ改善して１．５ｄＢの損失となるもののまだ大きな結合損失である。なお、高Δコア１３の光導波路も０．３μｍ幅まで先細り形状を実現することができれば、０．２〜０．３ｄＢの結合損失で結合することはできる。しかしながら、このような０．３μｍの光導波路を作製するのは、作製プロセス上、非常に困難であり、再現性を得るのも困難である。そのため、先細りテーパを用いる場合も、できるだけ幅が広い光導波路を用いることが再現性もよくなり、好ましい。【００３６】
また、本実施例では、リフロー層１５をモード結合部１８での導波路間ギャップとして用いている。リフロー層１５を用いることによって、一定の間隔を維持することができ、安定したスポットサイズ変換器を作製することができる。【００３７】
以上より、多層構造スポットサイズ変換器を用いることにより、低損失結合を実証した。【００３８】
従って、本実施例によれば、高Δ光導波路２と低Δ光導波路３との間にバッファとなるリフロー層１５を設けて多層化した方向性結合器構造のスポットサイズ変換器を用いることによって、高効率結合を実現した。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の第２の実施例について図面を参照して詳細に説明する。【００４０】
図２は、本実施例における光導波路１の構成例を概略的に示す模式的な図面で、図２（ａ）は上面要部断面図、図２（ｂ）は平面要部断面図、図２（ｃ）は右側面断面図、図２（ｄ）は左側面断面図である。【００４１】
図２（ａ）〜図２（ｄ）に示す本実施例の光導波路１は、第１の実施例と比べると、基本的な構成は同じであるが、第１の無反射終端部２０及び第２の無反射終端部２１が備わっていない点が相違する。以下、相違点について説明する。【００４２】
モード結合時に完全結合できない場合には、光は光導波路の終端で反射し、戻り光として跳ね返ってくる。このような反射光は、デバイスにとってのノイズとなり、機能低下に繋がる場合もありうる。そのため、第１の実施例のように無反射終端部が備わっている形態が好ましい。ただし、モード結合が完全に行なわれた場合には、反射光の影響はほとんどなくなる。そのような場合には、無反射終端部がない場合でも特に問題は生じない。そのため、第２の実施例はこのような場合を示している。ここで、導波路のサイズなどは第１の実施例と同じである。【００４３】
このような構成で作製した光導波路１は、高Δ光導波路２及び低Δ光導波路３のモード径を合わせてからモード結合するため、非常に低損失で結合することが可能となる。その結果、高Δコア１３と低Δコア１４の結合損失は、０．１ｄＢとなった。また、低Δコア１４とシングルモードファイバの結合損失は、０．７μｍ幅の先細りテーパを形成することによって０．３ｄＢで結合することができる。このため、高Δコア１３からシングルモードファイバまでの結合損失は、合計で０．４ｄＢに抑えることができた。よって、第１の実施例と同じ結果が得られた。【００４４】
以上より、本実施例によれば、多層構造スポットサイズ変換器を用いることにより低損失結合を実証した。
【実施例３】
【００４５】
次に、本発明の第３の実施例について図面を参照して詳細に説明する。【００４６】
図３は、本実施例における光導波路の構成例を概略的に示す模式的な図面で、図３（ａ）は上面要部断面図、図３（ｂ）は平面要部断面図、図３（ｃ）は右側面断面図、図３（ｄ）は左側面断面図である。【００４７】
図３（ａ）〜図３（ｄ）に示す本実施例の光導波路１は、第１の実施例と比べると、基本的な構成は同じであるが、モード変換部１９においてテーパ形状が備わっていない点が相違する。以下、相違点について説明する。【００４８】
本実施例は、低Δコア１４をモード変換せずに伝搬時と同じモード径のままでモード結合できる場合である。高Δコア１３は、第１のモード変換部１７において、導波路幅を３μｍから０．６μｍまでテーパ状に細くし、モード結合部１８において、低Δコア１４とモード結合する。低Δコア１４は、第２のモード変換部１９において、導波路幅は５μｍのままで、モード結合部１８において、高Δコア１３とモード結合する。【００４９】
このような構成で作製した光導波路１は、両光導波路２、３のモード径を合わせてからモード結合するため、非常に低損失で結合することが可能となる。ここでは、高Δコア１３と低Δコア１４の結合損失は、０．４ｄＢとなった。また、低Δコア１４とシングルモードファイバの結合損失は、０．７μｍ幅の先細りテーパを形成することによって０．３ｄＢで結合することができる。このため、高Δコア１３からシングルモードファイバまでの結合損失は、合計で０．７ｄＢに抑えることができた。【００５０】
以上より、本実施例によれば、第１の実施例と比べると劣る場合もあるが、多層構造スポットサイズ変換器を用いることにより、低損失結合を実証した。【００５１】
（その他の実施の形態）
本発明の他の実施の形態に係る光導波路は、平板状の基板と、基板上に設けられる下クラッドと、下クラッド上に配置され、かつ、光が伝播するコアとを有する。この光導波路は、第１の光導波路と、第２の光導波路とを有する。第１の光導波路は、コアとして下クラッド上に第１のコアを有し、光導波路の第１の位置まで光の伝播方向に沿って配置される。第２の光導波路は、コアとして下クラッド上に第２のコアを有し、光導波路の第２の位置まで光の伝播方向に沿って配置され、かつ、比屈折率差が第１の光導波路よりも低い。第１の光導波路及び第２の光導波路は、第１の位置と第２の位置との間で第１のコアと第２のコアとが互いに基板に垂直な方向に所定の間隔を隔てて配置される層構造を形成する。第１の光導波路及び第２の光導波路の少なくとも一方は、モード結合部と、モード変換部とを有する。モード結合部は、第１の位置と第２の位置との間で第１のコアと第２のコアとをモード結合させる方向性結合器から成る。モード変換部は、モード結合部に接続され、かつ、第１のコアのモード径と第２のコアのモード径とを整合させるテーパ形状のコア構造から成る。この構成において、光導波路は、第１の光導波路及び第２の光導波路の両方が、モード変換部とモード結合部とを有してもよい。【００５２】
上記構成の光導波路において、第１の光導波路及び第２の光導波路の少なくとも一方が、モード結合部の先端側でその先端幅が細くなるテーパ形状のコア構造から成る無反射終端部を有してもよい。【００５３】
上記構成の光導波路において、第１の光導波路及び第２の光導波路の両方が、モード結合部の先端側でその先端幅が細くなるテーパ形状のコア構造から成る無反射終端部を有してもよい。【００５４】
上記構成の光導波路において、第１の光導波路及び第２の光導波路は、第１の位置と第２の位置との間で第１のコアと第２のコアとが基板に垂直な方向の下層及び上層にそれぞれ配置される層構造を形成し、モード結合部が、第１の位置と第２の位置との間で、下層に配置された第１のコアと上層に配置された第２のコアとをモード結合させる方向性結合器で構成されてもよい。【００５５】
本発明の他の実施の形態に係るスポットサイズ変換器は、上記いずれかの構成の光導波路を用いている。【００５６】
以上、上記実施の形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態及び実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。【００５７】
この出願は、２００７年３月２０日に出願された日本出願特願２００７−０７２５９４号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、光ファイバと結合される光導波路及びこれを用いた多層構造のスポットサイズ変換器に利用でき、光通信システムの基幹部品を構成する平面光回路（ＰＬＣ）等の用途に適用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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