(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバとの結合が容易で、精度良く製造することが可能な光スポットサイズ変換器とその製造方法、および光集積回路装置を提供する。【解決手段】光を入出力する第１の端部から第２の端部に向かって延在する第１のコア２とエバネッセント結合する位置に、第１のコア２の第１の端部から第２の端部に向かう方向に沿って延在する複数のコアからなる第２のコア１６を設けるとともに、第２のコア１６の上に、第２のコア１６と積層方向においてエバネッセント結合する位置に、テーパ部を有する第３のコア１３とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板上に設けられて光を入出力する第１の端部から第２の端部に向かって延在する第１のコアと、
前記第１のコアと積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向に沿って延在する複数のコアからなる第２のコアと、
前記第２のコアと積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向に沿って延在し、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向において断面積が増加するテーパ部を有する第３のコアと
を有することを特徴とするスポットサイズ変換器。
【請求項２】
前記第３のコアは第２の基板の積層面上に設けられ、
前記第２のコアが、前記第３のコア上にクラッド層を介して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスポットサイズ変換器。
【請求項３】
前記第３のコアは、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向において、前記第２のコアの断面積が最大の位置を始点として、前記第２の端部へ向かう方向に延在していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスポットサイズ変換器。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスポットサイズ変換器の前記第３のコアに光学的に結合する光素子を設けたことを特徴とする光集積回路装置。
【請求項５】
第１の基板に第１の端部から第２の端部に向かって延在する第１のコアと第１のアライメントマークを形成する工程と、
第２の基板に、第１の端部から第２の端部に向かって延在するとともに、前記第２の端部寄りの第３のコアと、前記第１のアライメントマークに対向する第２のアライメントマークを形成する工程と、
前記第３のコア上にクラッド層を介して前記第１の基板と前記第２の基板を重ね合わせた場合、前記第１のコアと積層方向においてエバネッセント結合するとともに、前記第３のコアとも積層方向においてエバネッセント結合する位置に複数のコアからなる第２のコアを形成する工程と、
前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークが互いに重なるように前記第１の基板と前記第２の基板を組み合わせて固定する工程と
を有することを特徴とするスポットサイズ変換器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポットサイズ変換器、その製造方法及び光集積回路装置に関し、例えば、ボード間、チップ間或いはチップ内などのＳｉ基板上光配線を用いた光インターコネクトに用いるスポットサイズ変換器、その製造方法及び光集積回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データ処理の大容量化・高速化への需要が高まるなか、将来のコンピュータ・集積回路においては、高速化・省電力化・ダウンサイズ化の限界が存在することが指摘されている。この限界を打破するためには、半導体における新しい電子現象を用いる技術分野の開拓と並んで、光配線と電子回路の融合したデバイス／システムの実現が求められている。
【０００３】
このような状況の中で、シリコン微細加工技術を用いてＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板上に光回路を作製するＳｉフォトニクスに注目が集まり、高速化・低消費電力化・小型化を特徴とする光インターコネクト技術の開発が盛んである。
【０００４】
Ｓｉに光回路を形成するためには光変調器・受光器・光導波路の集積形成が必要であるが、最も課題となるのは信号となる光をＳｉに形成した導波路へ導く手法についてである。Ｓｉそのものには発光機構がないが、最近はＳｉ上に発光材料を一括形成してレーザ動作させる報告もされている。例えば、Ｓｉ上にＧｅレーザを形成することや（例えば、非特許文献１参照）、Ｓｉ基板上に波長が１．３μｍ帯の量子ドットレーザを形成することが報告されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、これらはまだ開発途上であり、しきい値電流や光出力など特性改善が必要な状況である。発光機構をＳｉ基板上へ作りこむ手法以外に、外部からの光をＳｉ上に形成した光回路や光導波路へ入力する方法の検討も行われている。最も簡便な方法として、導波路の幅のみ小さくしていく方法が知られており、半導体レーザとＳｉ側に設けたスポットサイズ変換器のスポットサイズをほぼ同じ大きさに合わせることで低損失の光結合を図っている。
【０００６】
このような方法以外に、光ファイバによる外部との接続が必要となるケースがあり、いくつかの方法が知られている。例えば、平面光回路（ＰＬＣ：Ｐｌａｎａｒ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）側にＶ溝を形成し、このＶ溝に光ファイバを固定して光回路へ光を入力することが提案されている（特許文献１参照）。この提案においては、本来必要であるはずの光回路側のスポットサイズ変換器についての記述はないが、導波路の幅を狭くした先細テーパ導波路をもとにしたものと推定される。
【０００７】
また、グレーティングカプラによりファイバを表面結合することも提案されており（例えば、非特許文献３参照）、Ｓｉ光回路側を切り出さずに光を通せる有効な手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０８−３１３７５６号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＯＦＣ２０１２），ＰＤＰ５Ａ
【非特許文献２】Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ，１９（１２），１１３８１-１１３８６（２０１１）
【非特許文献３】ＪＯＲＮＡＬ ＯＦ ＱＵＡＮＴＵＭ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ｖｏｌ．３８，ｎｏ．７，２００２，ｐ．９４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１による提案では、先細テーパ導波路の先端幅の制御性に問題がある。即ち、スポットサイズを１０μｍから数μｍ程度に縮小する領域では、先端幅に対するスポットサイズの感度が高いので、適切な寸法の精度でコア層を製造することが難しいという問題がある。
【００１１】
また、非特許文献３による提案では、ファイバ固定の処理が難しく、集積・パッケージには向きにくいという課題がある。
【００１２】
したがって、光スポットサイズ変換器及びそれを用いた光集積回路装置において、光ファイバとの結合を容易にするとともに、精度良く製造することを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
開示する一観点からは第１の基板と、前記第１の基板上に設けられて光を入出力する第１の端部から第２の端部に向かって延在する第１のコアと、前記第１のコアと積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向に沿って延在する複数のコアからなる第２のコアと、前記第２のコアと積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向に沿って延在し、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向において断面積が増加するテーパ部を有する第３のコアとを有することを特徴とするスポットサイズ変換器が提供される。
【００１４】
また、開示する別の観点からは、上述のスポットサイズ変換器の前記第３のコアに光学的に結合する光素子を設けたことを特徴とする光集積回路装置が提供される。
【００１５】
また、開示するさらに別の観点からは、第１の基板に第１の端部から第２の端部に向かって延在する第１のコアと第１のアライメントマークを形成する工程と、第２の基板に、第１の端部から第２の端部に向かって延在するとともに、前記第２の端部寄りの第３のコアと、前記第１のアライメントマークに対向する第２のアライメントマークを形成する工程と、前記第３のコア上にクラッド層を介して前記第１の基板と前記第２の基板を重ね合わせた場合、前記第１のコアと積層方向においてエバネッセント結合するとともに、前記第３のコアとも積層方向においてエバネッセント結合する位置に複数のコアからなる第２のコアを形成する工程と、前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークが互いに重なるように前記第１の基板と前記第２の基板を組み合わせて固定する工程とを有することを特徴とするスポットサイズ変換器の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
開示のスポットサイズ変換器、その製造方法及び光集積回路装置によれば、光ファイバとの結合が容易になるとともに、精度良く製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態のスポットサイズ変換器の概念的斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態のスポットサイズ変換器の概念的側面図及び要部平面図である。
【図３】本発明の実施の形態のスポットサイズ変換器の作用の説明図である。
【図４】本発明の実施例１のスポットサイズ変換器の製造工程の途中までの説明図である。
【図５】本発明の実施例１のスポットサイズ変換器の製造工程の図４以降の途中までの説明図である。
【図６】本発明の実施例１のスポットサイズ変換器の製造工程の図５以降の途中までの説明図である。
【図７】本発明の実施例１のスポットサイズ変換器の製造工程の図６以降の説明図である。
【図８】本発明の実施例１のスポットサイズ変換器における光の移行状態の説明図である。
【図９】本発明の実施例２の光集積回路装置の構成説明図である。
【図１０】本発明の実施例３の光集積回路装置の概念的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここで、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態のスポットサイズ変換器を説明する。図１は、本発明の実施の形態のスポットサイズ変換器の概念的斜視図であり、図２（ａ）は、本発明の実施の形態のスポットサイズ変換器の概念的側面図であり、図２（ｂ）は、スポットサイズ変換器の要部平面図である。
【００１９】
図１及び図２（ａ）に示すように、第１の基板１上に光を入出力する第１の端部（第１の基板の左端）から第２の端部（第１の基板１の右端）に向かって延在する第１のコア２を形成する。この第１のコア２を石英クラッド３で覆い、この石英クラッド３の上に第１のアライメントマーク４を形成する。また、第１のコア２の第１の端部側の頂面に部分的に石英クラッド５を設ける。この場合の第１の基板１は、典型的には石英基板であり、また、第１のコア２は、典型的にはＧｅＯ２やＴｉＯ２を添加して屈折率を石英（ＳｉＯ２）より高くした石英コアである。
【００２０】
この第１のコア２と積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて第１の端部から第２の端部に向かう方向に沿って延在する複数のコアからなる第２のコア１６を設ける。この第２のコア１６は第１のコア２より屈折率の大きなＳｉＮ等の誘電体膜で形成するものであり、第１のコア２との間にはＳｉＯ２膜からなる第１のクラッド１７を介在させる。この第２のコア１６は、典型的には２本であるが、３本以上でも良い。２本で構成する場合には、図２（ｃ）に示すように、両端を幅細部とし、中央を最大幅部となる形状にする。
【００２１】
この第２のコア１６と積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて第１の端部から第２の端部に向かう方向に沿って延在し、第１の端部から第２の端部に向かう方向において断面積が増加するテーパ部を有する第３のコア１３を設ける。この第３のコア１３は、典型的にはＳＯＩ基板を利用して形成した単結晶Ｓｉコアであり、ＳＯＩ基板のＢＯＸ層が第３のクラッド１２となり、また、第２のコア１６との間には第２のクラッド１５が設けられる。
【００２２】
また、この第３のコア１３は、光の移行をスムーズにするために、第１の端部から第２の端部に向かう方向において、断面積が漸増したテーパ部と、テーパ部に接続する幅が一定の一定幅部とを有するように形成することが望ましい。また、第３のコア１３の幅が細いと伝播中の損失が大きくなるので、一定幅部の後端部に、幅が一定幅部より広い幅広部を設けるようにしても良い。また、第３のコア１３は、第１の端部から第２の端部に向かう方向において、第２のコアの断面積が最大の位置を始点として、第２の端部へ向かう方向に延在することが望ましい。
【００２３】
また、第３のコア１３及び第２のコア１６は典型的には、ＳＯＩ基板等の第２の基板１１の積層面上に形成されるものであり、第２のクラッド１５の上には第２のアライメントマーク１４が形成される。この第２のアライメントマーク１４は、第３のコア１３の形成時に同時に形成しても良いし、第３のコア１３の出力側に光素子を形成する場合には、光素子に形成するコンタクト電極と同じ工程で形成しても良い。
【００２４】
第１の基板１に対して第２の基板２の基板をフリップチップボンディングすることによって図１に示した構造が得られるが、その際には、第１のアライメントマーク４と第２のアライメントマーク１４を利用して位置合わせを行う。また、携帯機器に搭載する場合に、薄層化が必要な場合には、フリップチップボンディング後に、第２の基板１１を研磨或いはエッチングによって薄層化或いは除去しても良い。
【００２５】
また、第３のコア１３に光学的に結合するように光素子を設けることによって光集積回路装置が形成される。この場合、光素子を第２の基板１１上にモノリシックに形成することが望ましく、第３のコア１３と同じ材料で形成すれば良い。或いは、ＳＯＩ基板上の単結晶Ｓｉ層をリセスして、薄く残った単結晶Ｓｉ層上にＧｅ層等をエピタキシャル成長させて光素子を形成しても良い。
【００２６】
この場合の光素子としては、光変調器と、光変調器からの出力光を受光する受光素子を組み合わせても良い。或いは、第３のコア１３と方向性結合するリング共振器と、リング共振器に方向性結合する導波路と、導波路の一部に設けられた回折格子としても良い。この場合、第１のコア２の第１の端部側の端面に、他端が半導体光増幅器に光学的に結合している光ファイバの端面を対向するように配置することで、リング共振器と回折格子は半導体光増幅器の外部共振器となるので、レーザ発振が可能になる。
【００２７】
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態のスポットサイズ変換器の作用を説明する。図３に示すように、第１端部の入射面において、光ファイバからのスポットサイズが約１０μｍの伝搬光が第１のコア２へ入力する。第１のコア２を伝搬していくと、第２のコア１６が出現する。第２のコア１６はその屈折率を第１のコア２よりも大きくしておき、伝搬光は徐々に第２のコア１６へ光強度の中心が移動していく。
【００２８】
第２のコア１６は光の伝搬方向に沿って導波路幅が広くなっているため、光は第２のコア１６中へ閉じ込められて伝搬していく。第２のコア１６のコア幅が最大値となった箇所で第３のコア１３が現れる。第２のコア１６は光の伝搬方向に沿って導波路幅が小さくなり、第３のコア１３は逆に広くなるため、伝搬光は徐々に第３のコア１３へ染み出していき、断熱的に第３のコア１３へ伝搬していく。
【００２９】
このように、本発明によるスポットサイズ変換器では、外部の光ファイバからの入力光を、第２の基板１１上の光導波路内へ導波することができる。本発明によると、まず第１のコア２は光ファイバのモード径と同程度の大きさであれば良く、現在の技術においては安定して作製することが可能である。
【００３０】
また、第２のコア１６は、水平方向に離間した複数のコアで単一の光モードを形成しており、スポットサイズは主にその最も外側のコアの間隔で決まる。第２のコア１６それぞれの導波路幅に製造誤差が生じても、複数のコア全体で形成するモード形状に対する影響が小さいため、製造トレランスを大きくすることができる構造である。
【００３１】
また、第３のコア１３の先端幅はある程度以下の細さであれば過剰な損失は発生しない。したがって、本発明によるスポットサイズ変換器は、製造トレランスが大きく製造歩留まりを向上させることができる。
【実施例１】
【００３２】
次に、図４乃至図８を参照して、本発明の実施例１のスポットサイズ変換器の製造工程を説明するが、各図における図（ａ）は概念的斜視図であり、図（ｂ）は、図（ａ）における一点鎖線の平行四辺形に沿った概念的断面である。但し、第２のコアと第３のコアとが上下で重なるように図示している。また、図（c）は各コアの重なり状態を示す要部平面図である。
【００３３】
まず、図４に示すように、石英基板２１上に、厚さが１０μｍのＴｉドープのＳｉＯ２膜を堆積した後、エッチングすることによって、幅が１０μｍで長さが１００μｍの石英コア２２を形成する。したがって、石英コア２２の断面は１０μｍ×１０μｍになる。
【００３４】
次いで、全面にＳｉＯ２膜を堆積した後、平坦化することによって石英クラッド２３を形成する。次いで、石英クラッド２３上にＡｌパターンを形成してアライメントマーク２４とする。次いで、石英コア２２の入力端面側を石英クラッド２５で被覆する。
【００３５】
一方、Ｓｉ基板２１上にＢＯＸ層となる厚さが２μｍのＳｉＯ２膜２２を介して厚さが２２０ｎｍの単結晶シリコン層を設けたＳＯＩ基板を用意し、単結晶シリコン層をエッチングすることによって、単結晶Ｓｉコア３３を形成する。この時、アライメントマーク３６も単結晶Ｓｉ層によって同時に形成する。この第３のコアとなる単結晶Ｓｉコア３３は、図５（ｃ）に示すように、テーパ部３４を有する幅ｗ２が４５０ｎｍの一定幅部２５のコア形状であり、テーパ部３４の先端部の幅ｗ１は１５０ｎｍとし、全体の長さを２００μｍとする。
【００３６】
次いで、図６に示すように、単結晶Ｓｉコア３３の上における厚さが１μｍになるようにＳｉＯ２膜３７を形成してクラッド層とする。次いで、厚さが３００ｎｍのＳｉＮ膜を堆積したのち、エッチングすることによって、ＳｉＮコア３８を形成する。
【００３７】
このＳｉＮコア３８は先端部の幅ｗ３が２００ｎｍで、中央部の最大幅部の幅ｗ４が７００ｎｍの両側がテーパ状になった形状にし、２本のＳｉＮコア３８の間隔ｄは１μｍとする。また、ＳｉＮコア３８の最大幅部と単結晶Ｓｉコア３３の先端部の位置が一致するように配置する。次いで、ＳｉＮコア３８の上における厚さが１μｍになるようにＳｉＯ２膜３９を設けてクラッド層とする。
【００３８】
次いで、図７に示すように、光回路を形成したＳｉ基板３１を石英基板２１に位置合わせてフリップチップボンディングして固定する。この時、石英基板２１の下側から赤外線を照射して、アライメントマーク２４とアライメントマーク３６が一致するように操作することにより位置合わせを行う。
【００３９】
図８は、本発明の実施例１のスポットサイズ変換器における光の移行状態の説明図である。光ファイバ５０から入力された光は石英コア２２に入射して伝搬し、ＳｉＮコア３８が現れた個所でＳｉＮコア３８の広いスポットサイズを感じてＳｉＮコア３８へ断熱的に結合していく。ＳｉＮコア３８の導波路幅が広がるにつれてＳｉＮコア３８へ光が閉じ込められていく。ＳｉＮコア３８の幅ｗ４が７００ｎｍまで広くなると、ほぼＳｉＮコア３８の結合が完了する。その後、単結晶Ｓｉコア３３が現れる箇所で単結晶Ｓｉコア３３の広いスポットサイズを感じて単結晶Ｓｉコア３３へ断熱的に光が伝搬する。
【００４０】
本発明の実施例１のスポットサイズ変換器では、石英コア２２からＳｉＮコア３８へ光が伝搬する部分ではアライメントマークを用いたパッシブアライメントを用い、その精度は±０．５μｍ以内である。この精度内では光ファイバ５０からの１０μｍのスポットサイズの入力光に対して位置ずれによる損失は発生しない。
【００４１】
また、ＳｉＮコア３８から単結晶Ｓｉコア３３への伝搬では、ＳｉＮコア３８は水平方向に離間した２つの導波路を用いているので、ＳｉＮコア３８のそれぞれの先端幅に対する精度の製造許容範囲を広げることができる。これは、ＳｉＮコア３８先端幅に製造誤差が生じても、導波路間隔に対する影響が小さいためである。したがって、実施例１によるスポットサイズ変換器は、製造歩留まりを向上させコストの低減を図ることができる。
【００４２】
なお、この実施例１では上層へ導波させる部分を２本のＳｉＮコア３８で形成しているが、複数のコアで１つのモードを形成できれば２本に限られるものではない。また、この実施例１では、単結晶Ｓｉコア３３は２本のＳｉＮコア３８の中央に配置されているが、これはこれに限らない。例えば、０．５μｍ横方向にずれて片方のＳｉＮコア３８の下に単結晶Ｓｉコア３３が配置されたとしても単結晶Ｓｉコア３３を導波した光は上層へ断熱的に導波できる。
【実施例２】
【００４３】
次に、図９を参照して、本発明の実施例２の光集積回路装置を説明するが、基本的な製造工程は上記の実施例１と同様であるので、構造のみを説明する。図９は、本発明の実施例２の光集積回路装置の構成説明図であり、石英製のＰＬＣプラットホーム５０を加工して、石英基板２１とファイバ載置台５１を形成し、ファイバ載置台５１には光ファイバを載置・固定するＶ溝５２を形成する。
【００４４】
石英基板２１には、上記の実施例１と同様に、石英コア２２、石英クラッド２３及びアライメントマーク２４を形成する（石英クラッド２５は図示を省略）。この実施例２においては、アライメントマーク２４の形成工程を利用して光素子用電極２６を形成しておく。
【００４５】
一方、Ｓｉ基板３１には、各クラッド層を介して単結晶Ｓｉコア３３、アライメントマーク３６及びＳｉＮコア３８を形成する。この単結晶Ｓｉコア３３の形成工程において、単結晶Ｓｉ層を利用して光変調器４１及びフォトダイオード４２を形成する。この光変調器４１及びフォトダイオード４２には光素子用電極２６に対応する位置に接続電極（図示は省略）を設けておく。
【００４６】
次いで、実施例１と同様にＳｉ基板３１を石英基板２１にフリップチップボンディングすることによって、本発明の実施例２の光集積回路装置の基本構造が完成する。この実施例２では、Ｖ溝５２に固定された光ファイバから石英コア２２に入力された光信号は光回路内へ伝搬して、石英基板２１上の光素子用電極２６により電気信号を供給された光変調器４１にて変調され、光信号はフォトダイオード５２にて受信される。受信された電気信号は、石英基板２１上に電気配線された信号線より取り出される。
【００４７】
この実施例２においても、上記の実施例１と同様の変更は可能であるが、この実施例２においては、アライメントマーク３６は、光素子に対する電極の形成工程を利用して、電極材料でアライメントマークを形成しても良い。
【実施例３】
【００４８】
次に、図１０を参照して、本発明の実施例３の光集積回路装置を説明するが、基本的な製造工程は上記の実施例１と同様であるので、構造のみを説明する。図１０は、本発明の実施例３の光集積回路装置の概念的構成図であり、ここではフリップチップボンディングした後の透視上面図として示している。
【００４９】
ここでも、石英製のＰＬＣプラットホーム５０を加工して、石英基板２１とファイバ載置台５１を形成し、ファイバ載置台５１には光ファイバを載置・固定するＶ溝５２を形成する。石英基板２１には、上記の実施例１と同様に、石英コア２２、石英クラッド２３及びアライメントマーク２４を形成する。
【００５０】
一方、Ｓｉ基板３１には、各クラッド層を介して単結晶Ｓｉコア３３、アライメントマーク３６及びＳｉＮコア３８を形成する。この単結晶Ｓｉコア３３の形成工程において、単結晶Ｓｉ層を利用して単結晶Ｓｉコア３３と方向性結合するリング共振器４３、リング共振器４３と方向性結合する導波路４４を形成するとともに、導波路４４の一部に回折格子４５を形成する。なお、回折格子は４５は、膜厚方向に周期的凹凸を設けて回折格子としても良いし、或いは、幅方向に周期的凹凸を設けて回折格子にしても良いが、ここでは、幅方向に凹凸を形成する。
【００５１】
次いで、実施例１と同様にＳｉ基板３１を石英基板２１にフリップチップボンディングする。次いで、反射型ＳＯＡ６０の低反射側と光ファイバ５３を接続し、光ファイバ５３の他方端をＶ溝５２に固定する。光ファイバ５３から入力された光は、リング共振器４３とブラッグ反射鏡を構成する回折格子４５からなる外部共振器によりレーザ動作をする。これにより、外部共振型光源が実現できる。
【００５２】
ここで、実施例１乃至実施例３を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）第１の基板と、前記第１の基板上に設けられて光を入出力する第１の端部から第２の端部に向かって延在する第１のコアと、前記第１のコアと積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向に沿って延在する複数のコアからなる第２のコアと、
前記第２のコアと積層方向においてエバネッセント結合する位置に形成されて前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向に沿って延在し、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向において断面積が増加するテーパ部を有する第３のコアとを有することを特徴とするスポットサイズ変換器。
（付記２）前記第３のコアは第２の基板の積層面上に設けられ、
前記第２のコアが、前記第３のコア上にクラッド層を介して設けられていることを特徴とする付記１に記載のスポットサイズ変換器。
（付記３）前記第１の基板及び前記第２の基板上に、それぞれ互いに対向する位置にアライメントマークを有することを特徴とする付記１または付記２に記載のスポットサイズ変換器。
（付記４）前記第３のコアは、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向において、断面積が漸増した前記テーパ部と、前記テーパ部に接続する幅が一定の一定幅部とを有することを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載のスポットサイズ変換器。
（付記５）前記第３のコアは、幅が一定の一定幅部の後端部に、幅が前記一定幅部より広い幅広部を有することを特徴とする付記４に記載のスポットサイズ変換器。
（付記６）前記第３のコアは、前記第１の端部から前記第２の端部に向かう方向において、前記第２のコアの断面積が最大の位置を始点として、前記第２の端部へ向かう方向に延在していることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか１に記載のスポットサイズ変換器。
（付記７）前記第２の基板が、単結晶シリコン基板上にＳｉＯ２膜を介して単結晶シリコン層が設けられたＳＯＩ基板であり、前記第３のコアが前記単結晶シリコン層から形成されていることを特徴とする付記１乃至付記６のいずれか１に記載のスポットサイズ変換器。
（付記８）付記１乃至付記７のいずれか１に記載のスポットサイズ変換器の前記第３のコアに光学的に結合する光素子を設けたことを特徴とする光集積回路装置。
（付記９）前記光素子が、前記スポットサイズ変換器の前記第２の基板上に設けられていることを特徴とする付記８に記載の光集積回路装置。
（付記１０）前記光素子が、光変調器と、前記光変調器からの出力光を受光する受光素子を含むことを特徴とする付記８または付記９に記載の光集積回路装置。
（付記１１）前記光素子が、前記第３のコアと方向性結合するリング共振器と、前記リング共振器に方向性結合する導波路と、前記導波路の一部に設けられた回折格子とを含み、且つ、前記第１のコアの前記第１の端部側の端面が、他端が半導体光増幅器に光学的に結合している光ファイバの端面と対向していることを特徴とする付記８または付記９に記載の光集積回路装置。
（付記１２）第１の基板に第１の端部から第２の端部に向かって延在する第１のコアと第１のアライメントマークを形成する工程と、第２の基板に、第１の端部から第２の端部に向かって延在するとともに、前記第２の端部寄りの第３のコアと、前記第１のアライメントマークに対向する第２のアライメントマークを形成する工程と、前記第３のコア上にクラッド層を介して前記第１の基板と前記第２の基板を重ね合わせた場合、前記第１のコアと積層方向においてエバネッセント結合するとともに、前記第３のコアとも積層方向においてエバネッセント結合する位置に複数のコアからなる第２のコアを形成する工程と、前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークが互いに重なるように前記第１の基板と前記第２の基板を組み合わせて固定する工程とを有することを特徴とするスポットサイズ変換器の製造方法。
【符号の説明】
【００５３】
１  第１の基板
２  第１のコア
３  石英クラッド
４  第１のアライメントマーク
５  石英クラッド
１１  第２の基板
１２  第３のクラッド
１３  第３のコア
１４  第２のアライメントマーク
１５  第２のクラッド
１６  第２のコア
１７  第１のクラッド
２１  石英基板
２２  石英コア
２３  石英クラッド
２４  アライメントマーク
２５  石英クラッド
２６  光素子用電極
３１  Ｓｉ基板
３２，３７，３９  ＳｉＯ２膜
３３  単結晶Ｓｉコア
３４  テーパ部
３５  一定幅部
３６  アライメントマーク
３８  ＳｉＮコア
４１  光変調素子
４２  フォトダイオード
４３  リング共振器
４４  導波路
４５  回折格子
５０  ＰＬＣプラットホーム
５１  ファイバ載置台
５２  Ｖ溝
５３  光ファイバ
６０  反射型ＳＯＡ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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