(57)【要約】【課題】  光信号を低損失で直角に曲げて伝搬させることができる直角曲げ導波路及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板上５１に、低屈折率下部クラッドガラス層５２と、高屈折率コアガラス層５３と、低屈折率上部クラッドガラス層５４とを設け、上記高屈折率コアガラス５３を伝搬する光信号を直角に上方向或いは下方向に曲げて伝搬させるための光反射面５７を形成する溝５８を備え、高屈折率コアガラス層５３上方の低屈折率上部クラッドガラス層５４表面に所定の溝幅のメタルギャップ５５を有するメタル層５６を設け、低屈折率上部クラッドガラス層５４の面に対して35〜47°方向のCO2レーザビームＢをメタルギャップ５５に照射して高屈折率コアガラス層５３に溝５８を形成し、その溝幅を少なくとも高屈折率コアガラス層５３の幅よりも広く形成した。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した低屈折率下部クラッドガラス層上に断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層を設け、その高屈折率コアガラス層を覆うように低屈折率上部クラッドガラス層を設け、上記高屈折率コアガラスを伝搬する光信号を直角に上方向或いは下方向に曲げて伝搬させるための光反射面を形成する溝を備えた直角曲げ導波路において、
上記高屈折率コアガラス層上方の低屈折率上部クラッドガラス層表面に所定の溝幅のメタルギャップを有するメタル層を設け、低屈折率上部クラッドガラス層の面に対して35〜47°方向のCO2レーザビームを上記メタルギャップに照射して高屈折率コアガラス層に溝を形成し、その溝幅を少なくとも高屈折率コアガラス層の幅よりも広く形成したことを特徴とする直角曲げ導波路。
【請求項２】
上記基板として石英ガラス基板を用いた請求項１に記載の直角曲げ導波路。
【請求項３】
上記基板としてSi基板を用いた請求項１に記載の直角曲げ導波路。
【請求項４】
上記メタルギャップの溝幅が3〜20μｍに形成される請求項１〜３いずれかに記載の直角曲げ導波路。
【請求項５】
上記メタル層のメタル材として、Tiの上にCuを形成した材料、Crの上にCuを形成した材料、或いはAl材料のいずれかを用い、上記メタル層の厚みが3〜６μｍの範囲から選択される請求項１〜４いずれかに記載の直角曲げ導波路。
【請求項６】
基板上に形成した低屈折率下部クラッドガラス層上に断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層を形成する工程と、その高屈折率コアガラス層を覆うように低屈折率上部クラッドガラス層を形成する工程と、その低屈折率上部クラッドガラス層上にメタルギャップを有するメタル層を形成する工程と、低屈折率上部クラッドガラス層の面に対してCO2レーザビームを35〜47°方向からメタルギャップに照射して、上記低屈折率上部クラッドガラス層、上記高屈折率コアガラス層及び低屈折率下部クラッドガラス層に溝を形成する工程とを備えることを特徴とする直角曲げ導波路の製造方法。
【請求項７】
上記基板として石英ガラス基板を用いる請求項６に記載の直角曲げ導波路の製造方法。
【請求項８】
上記基板としてSi基板を用いる請求項６に記載の直角曲げ導波路の製造方法。
【請求項９】
上記メタルギャップの溝幅を3〜20μｍに形成する請求項６〜８いずれかに記載の直角曲げ導波路の製造方法。
【請求項１０】
上記メタルギャップのメタル材として、Tiの上にCuを形成した材料、Crの上にCuを形成した材料、或いはAl材料のいずれかを用い、上記メタル材の厚みを3〜6μｍにする請求項６〜９いずれかに記載の直角曲げ導波路の製造方法。
【請求項１１】
上記溝を形成する工程において、CO2レーザビームをガルバノミラーでスキャニングして形成し、そのパワーをCO2ビームのスキャン速度との積を5.5×103〜1.1×105W・mm/sに制御する請求項６〜１０いずれかに記載の直角曲げ導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導波路のコアガラス層内を伝搬している光信号を直角に上方向或いは下方向に曲げて伝搬させる直角曲げ導波路及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示すように、ガラス導波路１００は、基板１０１上に設けられる低屈折率下部クラッドガラス層１０２と、低屈折率下部クラッドガラス層１０２上に設けられ断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層１０３と、高屈折率コアガラス層１０３を覆うように設けられる低屈折率上部クラッドガラス層１０４とを備える。先に本発明者は、高屈折率コアガラス層１０３を伝搬する光信号を直角に曲げるための光反射面を形成する溝を、CO2レーザビームＢを上部クラッド層１０４の上方から45°傾けて、高屈折率コアガラス層１０３に照射する方法により形成した直角曲げ導波路を提案している。
【０００３】
図１１に示すように、その直角曲げ導波路１１０は、低屈折率上部クラッド層１０４の面に対して４５°傾いた溝１１１を備え、コア層１０３内を伝搬する光信号（矢印Ｌ５）を、溝１１１とコア層１０３との境界面（光反射面）１１２で反射させて、低屈折率上部クラッド層１０４の上方向に伝搬させている（矢印Ｌ６）。
【０００４】
直角曲げ導波路１１０の基板１０１には、石英系ガラス基板或いはSi基板が用いられる。CO2レーザビームＢは、そのビームスポット径が150〜200μｍであり、その出力は数十Ｗから数百Ｗである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１１２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図１１の直角曲げ導波路１１０は、以下の問題点があることが、本発明者の実験結果からわかった。
【０００７】
（１）図１２に示すように、厚みが1ｍｍの石英ガラス基板１２１上面に真上からCO2レーザビームＢ（パワー55Ｗ）をガルバノミラーでＹ方向にスキャンして照射すると（スキャン速度500mm/s）、溝１２２が形成される。ところが、CO2レーザビームＢのビームスポット径は150〜200μｍと大きく、溝１２２の溝幅と溝深さの分布を触振式段差計で測定した結果、図１３に示すように、溝１２２は、CO2レーザビームＢのビームスポット径にほぼ比例した分布形状になることがわかった。すなわち、極めて溝幅の広い溝が形成されることになり、微細な溝の形成が困難であった。
【０００８】
（２）CO2レーザビームＢのビームスポット径は、150〜200μｍと大きいために、
低屈折率上部クラッドガラス層１０４の上面に４５°傾けてレーザビームＢを照射して溝１１１を形成しても、溝１１１の傾斜角度は４５°にならず、図１４に示すように、約６５°（図１４中θ）の溝が形成されてしまう。そのため、コア層１０３内を伝搬する光信号を上部クラッド層１０４の上面方向に直角に曲げることができなかった。また、溝１１１の分布形状も非対称な形状となっていた。
【０００９】
（３）溝１１１の形状分布は、直線的な斜面とならず、CO2レーザビームＢのパワー分布（ガウス分布）が斜めに入射することにより変形した曲線的な斜面となり、この斜面で曲げられた光信号は上部クラッドガラス層１０４の上面方向に大きく拡がりを持って出射されることがわかった。このために光信号を直角に所望方向に出射させることができず、例えば、従来の直角曲げ導波路１１０の上面に設けた光受光素子に光信号を効率よく受光させることができないことがある。したがって、直角曲げ導波路１１０の光インターコネクション等への適用が難しいことがわかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、光反射率の極めて高く、直角に光信号を曲げられる光反射面を有する直角曲げ導波路及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、基板上に形成した低屈折率下部クラッドガラス層上に断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層を設け、その高屈折率コアガラス層を覆うように低屈折率上部クラッドガラス層を設け、上記高屈折率コアガラスを伝搬する光信号を直角に上方向或いは下方向に曲げて伝搬させるための光反射面を形成する溝を備えた直角曲げ導波路において、上記高屈折率コアガラス層上方の低屈折率上部クラッドガラス層表面に所定の溝幅のメタルギャップを有するメタル層を設け、低屈折率上部クラッドガラス層の面に対して35〜47°方向のCO2レーザビームを上記メタルギャップに照射して高屈折率コアガラス層に溝を形成し、その溝幅を少なくとも高屈折率コアガラス層の幅よりも広く形成したことを特徴とする直角曲げ導波路である。
【００１２】
請求項２の発明は、上記基板として石英ガラス基板を用いた請求項１に記載の直角曲げ導波路である。
【００１３】
請求項３の発明は、上記基板としてSi基板を用いた請求項１に記載の直角曲げ導波路である。
【００１４】
請求項４の発明は、上記メタルギャップの溝幅が3〜20μｍに形成される請求項１〜３いずれかに記載の直角曲げ導波路である。
【００１５】
請求項５の発明は、上記メタル層のメタル材として、Tiの上にCuを形成した材料、Crの上にCuを形成した材料、或いはAl材料のいずれかを用い、上記メタル層の厚みが3〜６μｍの範囲から選択される請求項１〜４いずれかに記載の直角曲げ導波路である。
【００１６】
請求項６の発明は、基板上に形成した低屈折率下部クラッドガラス層上に断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層を形成する工程と、その高屈折率コアガラス層を覆うように低屈折率上部クラッドガラス層を形成する工程と、その低屈折率上部クラッドガラス層上にメタルギャップを有するメタル層を形成する工程と、低屈折率上部クラッドガラス層の面に対してCO2レーザビームを35〜47°方向からメタルギャップに照射して、上記低屈折率上部クラッドガラス層、上記高屈折率コアガラス層及び低屈折率下部クラッドガラス層に溝を形成する工程とを備えることを特徴とする直角曲げ導波路の製造方法である。
【００１７】
請求項７の発明は、上記基板として石英ガラス基板を用いる請求項６に記載の直角曲げ導波路の製造方法である。
【００１８】
請求項８の発明は、上記基板としてSi基板を用いる請求項６に記載の直角曲げ導波路の製造方法である。
【００１９】
請求項９の発明は、上記メタルギャップの溝幅を3〜20μｍに形成する請求項６〜８いずれかに記載の直角曲げ導波路の製造方法である。
【００２０】
請求項１０の発明は、上記メタルギャップのメタル材として、Tiの上にCuを形成した材料、Crの上にCuを形成した材料、或いはAl材料のいずれかを用い、上記メタル材の厚みを3〜6μｍにする請求項６〜９いずれかに記載の直角曲げ導波路の製造方法である。
【００２１】
請求項１１の発明は、上記溝を形成する工程において、CO2レーザビームをガルバノミラーでスキャニングして形成し、そのパワーをCO2ビームのスキャン速度との積を5.5×103〜1.1×105W・mm/sに制御する請求項６〜１０いずれかに記載の直角曲げ導波路の製造方法である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、光信号を低損失で直角に曲げて伝搬させることができるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
本実施の形態の直角曲げ導波路は、導波路に形成される溝に特徴を有するものであり、まず、図１（ａ）、図１（ｂ）に基づいて、幅の狭いパターンの溝を石英ガラス基板に形成する方法について説明する。
【００２５】
石英ガラス基板（厚み1ｍｍ，幅90ｍｍ，長さ70ｍｍ）１１上に、真空蒸着法或いはスパッタリング法を用いて厚さが一様のメタル材を形成する。このメタル材は、例えば、下地にTi膜を厚さ0.2μｍに形成し、Ti膜上にCu膜を約3μｍの厚さに形成してなる。次に、そのメタル材の上にフォトレジスト膜を塗布し、ベーキングを行う。ベーキングした後、フォトレジスト膜上にギャップを有するパターンのフォトマスクを置いて、フォトマスクを介してフォトレジストに紫外線を照射し、メタルギャップパターン（メタルギャップ）１３を有するメタル層１２を形成する。
【００２６】
ここで、メタルギャップパターン１３のｘ方向（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）の長さを溝幅、メタルギャップパターン１３のｙ方向（図１（ａ）参照）の長さを溝長さ、メタルギャップパターン１３のｚ方向（図１（ｂ）参照）の長さを溝深さとする。先ず、溝幅Ｗが5μｍ、10μｍ及び20μｍのメタルギャップパターン１３を有するメタル層１２をそれぞれ形成した。
【００２７】
次に、図１（ｂ）に示すように、メタルギャップ１３にCO2レーザビーム（パワ55W）Ｂをガルバノミラー（図示せず）でスキャンしながら照射して、石英ガラス基板に溝１４を形成する。
【００２８】
溝１４の形状（分布形状）を図２〜図４に示す。図２は、メタルギャップパターン１３の溝幅Ｗを5μｍに形成したときの溝形状分布２１を示し、図３はメタルギャップパターン１３の溝幅Ｗを10μｍに形成したときの溝形状分布３１を示し、図４はメタルギャップパターン１３の溝幅Ｗを20μｍに形成したときの溝形状分布４１を示している。図２〜図４中、横軸はギャップ方向の位置（図１（ｂ）中ｘ方向）を表し、縦軸は石英ガラス基板の深さ（図１（ｂ）中ｚ方向）を表している。図２〜図４に示すように、それぞれ形成された溝１４は極めてシャープな溝形状分布２１，３１，４１を有しており、溝１４の幅がメタルギャップパターン１３の溝幅Ｗに依存して形成されている。
【００２９】
次に、本発明に係る直角曲げ導波路の好適な実施の形態を図５（ａ）、図５（ｂ）に基づいて説明する。
【００３０】
図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、直角曲げ導波路５０は、基板５１と、基板５１上に設けられる低屈折率下部クラッドガラス層（以下、下部クラッド層）５２と、下部クラッド層５２上に設けられ断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層（以下、コア層）５３と、コア層５３を覆って設けられる低屈折率上部クラッドガラス層（以下、上部クラッド層）５４とを備える。
【００３１】
本実施の形態では、基板５１は、厚み1ｍｍ、幅50ｍｍ、長さ90mmの石英ガラス基板を用いている。下部クラッド層５２は、SiO2にFを添加し、波長0.63μｍでの屈折率が1.446のガラス層であり、厚さ10μｍに形成されている。コア層５３は、SiO2にGeO2を添加し、波長0.63μｍでの屈折率が1.472のガラス層であり、厚さ、幅共に５μｍに形成されている。上部クラッド層５４は、SiO2にFを添加し、波長0.63μｍでの屈折率が1.446のガラス層であり、その厚さＨが22μｍに形成されている。
【００３２】
コア層５３上方の上部クラッド層５４の表面には、メタルギャップパターン５５を有するメタル層５６が設けられている。メタルギャップパターン５５の溝幅Ｗは5μｍとした。
【００３３】
直角曲げ導波路５０は、コア層５３に光反射面５７を形成するための溝５８を備え、その溝５８は、メタルギャップパターン５５を通してCO2レーザビームＢを照射することで形成され、上部クラッド層５４、コア層５３を貫通して下部クラッド層５２まで達している。溝５８はメタルギャップパターン５５の溝長さＳにわたってCO2レーザビームＢをガルバノミラー（図示せず）でスキャンして形成される。溝５８の溝長さＳはコア層５３の幅（5μｍ）よりも広い値、例えば10μｍに設定した。
【００３４】
溝５８は、その傾斜角度θが４５°になるように形成されている。すなわち、上部クラッド層５４の表面に対して略４５°傾けてCO2レーザビームＢを照射することで、コア層５３の部分に位置、形成される溝５８の壁が略４５°に形成され、その壁（溝５８とコア層５３との境界面）が光反射面５７となる。
【００３５】
矢印Ｌ１方向から入射され、コア層５３内を伝搬してきた光信号は、光反射面５７で直角に上方向に反射されて、上部クラッド層５４の面に対して垂直な方向（矢印Ｌ２の方向）に出射される。
【００３６】
本実施の形態の直角曲げ導波路５０に波長1.55μｍの光信号を伝搬させて、直角曲げ導波路５０の損失を測定した結果、直角曲げ導波路５０の伝送損失から、導波路の伝搬損失等を除いた直角曲げ部での損失は0.3dBであり、非常に低損失であった。
【００３７】
次に、照射されるCO2レーザビームのメタルギャップパターンへの入射角度φと、形成される溝の傾斜角度について説明する。
【００３８】
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、表面にメタルギャップパターン１３を有するメタル層１２を設けた石英ガラス基板１１を、角度φの傾斜を持たせて保持し、メタルギャップパターン１３にCO2レーザビームを照射して石英ガラス基板１１に溝１４を形成した。
【００３９】
図８は、傾斜角度φが35°の場合の溝の形状分布８１を示している。また、図９は傾斜角度が45°の場合の溝の形状分布９１を示している。
【００４０】
図８及び図９に示すように、傾斜角度φが35°、45°といずれの場合においても溝１４の光反射面の角度θは略45°となった。また、傾斜角度φが35°未満、及び47°を超える場合では、光反射面を略45°に形成するのが困難であった。このことから、傾斜角度が35°〜47°の範囲であれば、溝１４の光反射面の角度θは略45°に保たれることがわかる。すなわち、石英ガラス基板１１を角度を持たせて保持させる際に、角度に多少のぶれが生じたとしても、溝１４の光反射面の角度が大きく変化することはない。実際には、角度がそれ程大きくぶれることはないので、光反射面の角度θが常に略45°に保たれた溝１４を形成することができる。
【００４１】
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではない。
【００４２】
例えば、基板５１として、透明な下部クラッド層５２は省略してもよい。溝５８が形成される光導波路（コア層５３、下部クラッド層５２及び上部クラッド層５４）はシングルモード光導波路の他にマルチモード光導波路であってもよい。ただし、マルチモード光導波路では、コア層５３の厚み及び幅が数十μｍから百数十μｍとなるので、溝５８は、コア層５３の厚さよりも深くかつコアの幅よりも広く形成しなければならない。
【００４３】
光導波路を形成する材料は、石英系のガラス材料の他に、多成分系のガラス材料でもよく、プラスチック材料でもよい。
【００４４】
光導波路に形成する溝５８の深さは、CO2レーザビームＢのパワー或いはガルバノミラーのスキャン速度の少なくとも一方を制御することによって、自在に調整することができる。CO2レーザビームＢのパワーは、数十Ｗから数百Ｗの範囲で、適宜制御される。
【００４５】
メタル層５６として、Ti層の上にCu層を形成した複合層体の他に、Cr層の上にCu層を形成した複合層体を用いてもよく、この場合においても、真空蒸着法やスパッタリング法で成膜でき、またエッチングでギャップパターンを形成することができる。これらのTi-Cu複合層体、Cr-Cu複合層体で形成したメタル層５６は、CO2レーザビームＢによってダメージを受けることがない。さらに、メタル層５６をAl材料単体で形成してもよく、このAl単層からなるメタル層５６も、CO2レーザビームＢによって殆どダメージを受けることがない。
【００４６】
メタル層５６は3〜6μｍの厚さに形成するのが好ましい。メタル層５６が3μｍ未満ではCO2レーザビームＢによってわずかのダメージを受け、6μｍを超えると、メタルギャップパターンをエッチングにより形成する際に、寸法精度の劣化を招いてしまう。
【００４７】
本実施の形態の直角曲げ導波路５０及びその製造方法は、以下の効果を有する。
【００４８】
（１）基板５１上に低屈折率下部クラッドガラス層５２を設け、その低屈折率下部クラッドガラス層５２上に断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層５３を設け、その高屈折率コアガラス層５３を覆うように低屈折率上部クラッドガラス層５４を設け、高屈折率コアガラス層５３に、高屈折率コアガラス層５３を伝搬する光信号を直角に上方向或いは下方向に曲げて伝搬させるための光反射面５７を形成する溝５８を、高屈折率コアガラス層５３上方の低屈折率上部クラッドガラス層５４表面に所定のメタルギャップパターン５５を有するメタル層５６を設け、低屈折率上部クラッド層５４の面に対して35〜47°方向のCO2レーザビームＢをメタルギャップパターン５５を通して高屈折率ガラス層５３に照射して、高屈折率ガラス層５３の幅より幅の広い溝５８を形成することによって、溝５８の幅をメタルギャップパターン５５の溝幅Ｗ以下に抑えることができる。これにより、光反射面５７を高屈折率コアガラス層５３の面に対して45°傾けて形成することができ、光信号を低損失（例えば、0.3dB）で直角に曲げて伝搬させることができる。
【００４９】
（２）メタルギャップパターン５５の厚さを3〜20μｍの範囲内に形成することで、極めてシャープで溝幅の狭い溝５８を傾斜角度45°となるように形成することができる。
【００５０】
（３）メタル層５６を形成する材料として、Tiの上にCuを形成した材料、Crの上にCuを形成した材料、Al材料のいずれかを用い、メタル層５６の厚みを3〜6μｍの範囲から選択することにより、CO2レーザビームＢによってメタル層５６がダメージを受けることなく、コア層５３に所望の形状の溝５８を形成することができる。
【００５１】
（４）基板５１としては石英ガラス基板、或いはSi基板、さらにはそれら以外の導波路用基板として慣用的に使用されているガラス基板や半導体基板等を用いることができ、様々な形態の導波路に光反射面５７を有する直角曲げ導波路を形成することができる。
【００５２】
（５）基板５１上に低屈折率下部クラッドガラス層５２を設け、その低屈折率下部クラッドガラス層５２上に断面が略矩形状の高屈折率コアガラス層５３を設け、その高屈折率コアガラス層５３を覆うように低屈折率上部クラッドガラス層５４を設け、高屈折率コアガラス層５３を伝搬する光信号を直角に上方向或いは下方向に曲げて伝搬させるために、高屈折率コアガラス層５３上方の低屈折率上部クラッドガラス層５４表面に所定のメタルギャップパターン５５を有するメタル層５６を設け、低屈折率上部クラッド層５４の面に対して35〜47°方向のCO2レーザビームＢを上記メタルギャップパターン５５を通して高屈折率ガラス層５３に照射して、高屈折率ガラス層５３の幅より幅の広い溝５８を形成するので、簡単な方法で短時間に、かつ低コストに、高性能特性を有する（光反射の際の損失が少ない）直角曲げ導波路５０を製造することができる。
【００５３】
さらに、直角曲げ導波路５０は、コアとクラッドからなる光導波路を作製したのち、最後の工程で直角曲げ部を形成して製造されるので、導波路製造のスループットを低下させることなく製造することができる。
【００５４】
（６）メタル層５６は、慣用の真空蒸着法或いはスパッタリング法で容易に形成することができ、メタルギャップパターン５５は慣用のドライエッチング、ウエットエッチングで容易に形成することができる。
【００５５】
（７）メタルギャップパターン５５にCO2レーザビームＢを照射する方法として、CO2レーザビームＢをガルバノミラーでスキャンする方法、或いは光導波路をXYステージ上に所定角度で固定すると共に、その光導波路上方にCO2レーザビーム光源を固定し、XYステージをモータ等で移動させる方法でもよい。このように、通常の装置、部品を用いて容易に直角曲げ導波路５０を製造することができる。
【００５６】
（８）溝５８を形成する方法として、CO2レーザビームＢをガルバノミラーでスキャニングする場合には、CO2レーザビームＢのパワーとCO2レーザビームＢのスキャン速度を5.5×１０3〜1.1×１０5W・mm/sの範囲で行うことにより、極めて高速、短時間で直角曲げ導波路５０を製造することができる。パワーとスキャン速度の例としては、CO2レーザビームのパワーを55Wとすると、ガルバノミラーのスキャン速度は100〜2000mm/sとされる。
【００５７】
（９）溝５８の深さは数μｍから数百μｍの範囲で自在に調整することができるので、シングルモード導波路、マルチモード導波路のいずれでも直角曲げ導波路５０を実現することができる。
【００５８】
（１０）溝５８の深さは、CO2レーザビームＢのパワー或いはガルバノミラーのスキャン速度の少なくとも一方を制御して調節することができる。溝５８の幅は、メタル層５６の有するメタルギャップパターン５５の溝幅Ｗで決定することができる。メタルギャップパターン５５の溝幅Ｗを小さくする程、シャープで（溝５８の壁面の平面性がより高まり）、かつ、対称性の高い（対向する両壁面の傾斜角度が略同じ）溝５８を形成することができる。これは、メタルギャップパターン５５の溝幅Ｗが小さくなる程、CO2レーザビームＢがメタル層５６によってマスクされる領域が広くなる。その結果、CO2レーザビームＢの中心部分のみがメタルギャップパターン５５を介して上部クラッド層５４などに照射され、CO2レーザビームＢの周縁部分はメタル層５６によってマスクされるので、上部クラッド層５４などに照射されることはない。よって、CO2レーザビームＢの光強度が強い部分のみを利用して溝５８の加工がなされることから、シャープで、高精度な溝５８が形成される。
【００５９】
（１１）本実施の形態の直角曲げ導波路５０は、光デバイス（発光素子、受光素子、導波路、直角曲げ導波路等を含む光デバイス）と電気デバイス（ＬＳＩ、信号処理回路、論理回路等）を複合化した、所謂光電気複合デバイスを容易に実現することができる。
【００６０】
次に、本発明に係る直角曲げ導波路の好適な他の実施形態について図６（ａ）、図６（ｂ）に基づいて説明する。
【００６１】
基本的な構成部分は、上述した図５（ａ）、図５（ｂ）の直角曲げ導波路５０とほぼ同様であり、同一構成部分には、図５（ａ）、図５（ｂ）の場合と同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【００６２】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、本実施の形態の直角曲げ導波路６０は、上部クラッド層５４の上方から入射し（矢印Ｌ３）、一方の溝５８の光反射面５７で反射してコア層５３内を伝搬してきた光信号を、他方の溝５８の光反射面５７で反射させて上部クラッド層５４の上方に出射させる（矢印Ｌ４）構造である。すなわち、直角曲げ光導波路６０は、図５で説明したメタルギャップパターン５５にCO2レーザビームを照射して形成される溝５８を、コア層５３の２箇所に、かつ対称（互いに反対向き）に形成したものである。直角曲げ導波路６０では、メタル層５６の幅Ｍを15μｍとコア層５３の幅よりも広くし、ガルバノミラーをスキャンして形成される溝５８の溝長さＳを10μｍとした。両溝５８，５８の傾斜角度θは、上部クラッド層５４の面に対してそれぞれ45°傾けて形成されている。
【００６３】
本実施の形態の直角曲げ導波路６０は、前実施の形態の直角曲げ導波路５０と同様の効果を有する。
【００６４】
２つの光反射面（直角曲げ部）５７，５７を有する直角曲げ導波路６０の損失を波長1.55μｍの光信号を伝搬させて測定した結果、直角曲げ導波路５０の伝送損失から、光導波路の伝搬損失等を除いた光反射面（直角曲げ部）５７，５７での損失は0.8dBであった。
【００６５】
本実施の形態の直角曲げ導波路６０の損失が、前実施の形態の直角曲げ導波路５０と比較して、大きくなる理由を以下に述べる。矢印Ｌ３から入射される光信号は半導体レーザから出射され、光ファイバ（コア径5μｍ，クラッド径125μｍ）内を伝搬して直角曲げ導波路６０に入射される。また、直角曲げ導波路６０に入射後の光信号は、上部クラッド層５４を介してコア層５３へと達する。ここで、光信号が光ファイバを伝搬する際に光の拡がりが生じる。また、上部クラッド層５４の厚さＨは22μｍとかなり厚く、光信号が上部クラッド層５４を伝搬する際にも光の拡がりが生じる。このため、光信号がコア層５３に入射するまでの間に、光の拡がりがいくらか生じており、これが、損失が大きくなる理由と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】石英ガラス基板に幅の細い溝を形成する方法を説明する図であり、図１（ａ）は、その上面図であり、図１（ｂ）は、その断面図である。
【図２】図１（ｂ）の溝の形状分布を示す図である（溝幅5μｍ）。
【図３】図１（ｂ）の溝の形状分布を示す図である（溝幅10μｍ）。
【図４】図１（ｂ）の溝の形状分布を示す図である（溝幅20μｍ）。
【図５】本発明に係る直角曲げ導波路の好適な実施形態を示す図であり、図５（ａ）は、直角曲げ導波路の上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の直角曲げ導波路の５Ｂ−５Ｂ線断面図である。
【図６】本発明に係る直角曲げ導波路の好適な他の実施形態を示す図であり、図６（ａ）は、直角曲げ導波路の上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の直角曲げ導波路の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。
【図７】メタルギャップパターンを有するメタル層を備えた石英ガラス基板に、CO2レーザビームを照射する状態を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の７ｂ方向矢視図である。
【図８】CO2レーザビームの入射角が３５°のときの溝の形状分布を示す図である。
【図９】CO2レーザビームの入射角が４５°のときの溝の形状分布を示す図である。
【図１０】従来の直角曲げ導波路の製造方法を説明する断面図である。
【図１１】従来の直角曲げ導波路を示す断面図である。
【図１２】石英ガラス基板に溝を形成する方法を説明する断面図である。
【図１３】図１２の溝の溝幅と溝深さの分布を示す図である。
【図１４】図１１の直角曲げ導波路の溝の形状分布を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
５０  直角曲げ導波路
５１  基板
５２  低屈折率下部クラッドガラス層
５３  高屈折率コアガラス層
５４  低屈折率上部クラッドガラス層
５５  メタルギャップ
５６  メタル層
５７  光反射面
５８  溝
Ｂ  CO2レーザビーム
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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