(57)【要約】【課題】  サイズを小型化しても溝での回折損失を小さく抑えることができ、かつ容易に製造できる導波路型温度無依存光合分波器を提供する。【解決手段】  入力用チャネル導波路１３と、入力側スラブ導波路１５と、出力用チャネル導波路１４と、出力側スラブ導波路１６と、移相用チャネル導波路１７とを備えたものであって、入力側スラブ導波路１５が、入力用チャネル導波路１３及び移相用チャネル導波路１７にそれぞれ接続して形成されるコア入出力部２１，２１と、これらコア入出力部２１，２１の間に形成されコア入出力部２１よりも厚膜のコア厚膜部２２と、その厚膜部２２に溝１８を形成しその形成された溝１８内に光学樹脂１９を充填してなる屈折率補償部２０とを有し、上記コア入出力部２１と上記コア厚膜部２２との間に形成され光の伝搬方向でコアの厚さが交互に入れ替わる矩形歯状コア部２３を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個以上の入力用チャネル導波路と、その入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、少なくとも１個以上の出力用チャネル導波路と、その出力用チャネル導波路に接続された出力側スラブ導波路と、上記入力側スラブ導波路と上記出力側スラブ導波路を接続する移相用チャネル導波路とを備えた導波路型温度無依存光合分波器であって、
上記入力側スラブ導波路が、上記入力用チャネル導波路及び上記移相用チャネル導波路にそれぞれ接続して形成されるコア入出力部と、これらコア入出力部の間に形成されコア入出力部よりも厚膜のコア厚膜部と、そのコア厚膜部に溝を形成しその形成された溝内に光学樹脂を充填してなる屈折率補償部と、上記コア入出力部と上記コア厚膜部との間に形成され光の伝搬方向でコアの厚さが交互に入れ替わる矩形歯状コア部とを有することを特徴とする導波路型温度無依存光合分波器。
【請求項２】
上記矩形歯状コア部は、上記コア厚膜部とほぼ等しい厚さの厚肉部と、上記コア入出力部とほぼ等しい厚さの薄肉部とが交互に入れ替わって形成される請求項１記載の導波路型温度無依存光合分波器。
【請求項３】
上記コア入出力部は、シングルモード条件を満たす厚さに形成され、上記薄肉部の長さが一定の長さに形成されると共に、上記厚肉部の長さがコア厚膜部に近いほど長く形成された請求項２記載の導波路型温度無依存光合分波器。
【請求項４】
上記矩形歯状コア部は円弧状に形成され、上記円弧の曲率中心の位置を、上記入力用チャネル導波路と上記入力側スラブ導波路との境界付近に設けた請求項１〜３いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器。
【請求項５】
上記コアと、そのコアの周囲に形成するクラッドは、石英系材料で形成され、コアとクラッドの比屈折率差が１．０％以上である請求項１〜４いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器。
【請求項６】
上記光学樹脂が、シリコーン系樹脂或いはエポキシ系樹脂である請求項１〜５いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の分野において、波長多重通信を行う上で用いられる光合分波器に係り、特に、温度無依存化した光合分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野においては、複数の信号を別々の波長にのせ、一本の光ファイバで伝送し情報容量を増加する波長分割多重方式が検討されている。この方法では、異なる波長の光を合分波する光波長合分波器が重要な役割を果たしている。特に、マッハツェンダ干渉計やアレイ導波路回折格子を用いた光波長合分波器は、狭い波長間隔の合分波を実現可能にし、通信容量を容易に大きくできる利点がある。
【０００３】
図５に示すように、従来の導波路型温度無依存光合分波器５０は、入力用チャネル導波路５１と、入力用チャネル導波路５１に接続された入力側スラブ導波路５２と、出力用チャネル導波路５３と、出力用チャネル導波路５３に接続された出力側スラブ導波路５４と、入力側スラブ導波路５２及び出力側スラブ導波路５４を接続する複数の移相用チャネル導波路５５とを有する。
【０００４】
入力用チャネル導波路５１から入力した光は入力側スラブ導波路５２内を伝搬し、複数の移相用チャネル導波路５５に入射する。光はそれぞれの移相用チャネル導波路５５を伝搬する際に位相変化を受け、出力側スラブ導波路５４に伝搬する。出力側スラブ導波路５４内の光は干渉し、各出力用チャネル導波路５３に到達する。ここで、光波の干渉パターンが波長により異なるため、光合分波器５０において、光合分波機能が実現される。
【０００５】
通常の材料を用いて光合分波器を構成した場合、温度が変化すると、熱光学効果によって材料の屈折率が変化し、移相用チャネル導波路５５の等価屈折率が変化する。さらに、熱膨張によって移相用チャネル導波路５５の長さも変化する。この温度変化によって移相用チャネル導波路５５で光が受ける位相変化量が変化してしまう。この変化は波長によって異なるため、結果として出力される分波波長が変化してしまう。例えば、光合分波器５０を石英系材料で構成した場合を考えると、光通信用波長帯である１．５５μｍ付近での温度による分波波長の変化は０．０１ｎｍ／℃となる。従って、例えば０〜６０℃の環境温度で使用する場合には最大０．６ｎｍ波長がシフトしてしまう。このため、このままでは実用システムには使用できず、光回路の温度制御を行う必要がある。
【０００６】
そこで光合分波器を温度無依存化にする方法として光導波路の一部に溝を設け、その中に屈折率の温度係数が光合分波器を形成する材料とは異なる材料を充填し、温度による位相変化の波長依存性を補償する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
一般的に、溝では光の閉じ込め構造が無いために、大きな回折損失が生じる。そこで、溝を複数に分割して溝一段当たりの回折損失を減らし、さらに溝同士を最適な溝間隔で配置して、複数の溝で集光する作用を生じさせることにより、溝全体としての回折損失を低減する方法がよく用いられる（例えば、非特許文献２参照）。
【０００８】
チャネル導波路に溝を形成した場合、溝では基板に関して垂直方向と水平方向のいずれにも回折が生じ、この方法を用いたとしても十分に損失を下げることができないため、スラブ導波路に複数の楔型の溝を設けた例がある。
【０００９】
例えば、図５に示したように、入力側スラブ導波路５２には、複数の楔型の溝５６が形成され、その溝５６内には光学樹脂が充填され、その光学樹脂により屈折率の温度依存性の補償を行っている。入力側スラブ導波路５２では、基板に関して垂直方向の回折のみが損失に影響を及ぼすため、チャネル導波路に溝を形成した場合に比べ、損失の低減が可能になる（例えば、非特許文献３参照）。
【００１０】
一方、光導波路を構成するコア材料とクラッド材料の比屈折率差Δを大きくすることにより、一般的に曲がり導波路の曲率半径を小さくし、素子の小型化及び低コスト化を実現する方法がある（例えば、非特許文献４参照）。
【００１１】
比屈折率差Δを大きくする場合、入力側スラブ導波路５２に溝５６を形成した場合でも、溝５６での放射損失を十分に抑えられない問題がある。
【００１２】
図６及び図７に、コアとクラッドの比屈折率差Δがそれぞれ0.8％及び2.5％の光合分波器において、溝幅をパラメータとしたときの溝配置間隔と損失との関係を示す。
【００１３】
図６及び図７に示すように、両Δに関して、各溝幅において低損失となる溝配置間隔があることがわかる。しかし、溝幅が同じとき、Δ＝0.8％の場合とΔ＝2.5％の場合とを比較すると、Δ＝2.5％の場合の方が最小損失が大きくなっている。これは、スラブ導波路に溝を形成しても、Δを大きくすると縦方向（基板垂直方向）の回折損失が無視できなくなってくるためである。
【００１４】
そこで、縦方向の回折損失を低減するために、スラブ導波路内で、溝が形成されるコアを厚く形成し、その厚膜のコアの光伝搬方向前後に、縦方向でテーパ状に形成されたコアを設けた光合分波器がある。この光合分波器では、基本モードのスポットサイズを縦方向に広げて回折損失を低減することができる（例えば、非特許文献５参照）。
【００１５】
【非特許文献１】Y.Inoue等,「アサーマル  シリカベースド  アレイド−ウェーブガイド グレーティング  マルチプレクサ（Athermal silica-based arrayed-waveguide grating(AWG) multiplexer ）」，イーシーオーシー  ９７  テクニカル  ダイジェスト（ECOC 97 Technical Digest）,1997,p.33-36
【非特許文献２】A.Kaneko等，「アサーマル  シリカベースド  アレイド−ウェーブガイド  グレーティング  マルチプレクサ ウィズ  ニュー  ロウ  ロス  グルーヴ  デザイン（Athermal silica-based arrayed-waveguide grating(AWG) multiplexers with new low loss groove design ）」，オーエフシー  ’９９  テクニカル  ダイジェスト（OFC'99 Technical Digest）,1999，TuO1,p.204-206
【非特許文献３】Maru等，「アサーマル  アンド  センター  ウェーブレングス  アジャスタブル  アレイド−ウェーブガイド  グレーティング（Athermal and center wavelength adjustable arryed-waveguide grating）」，オーエフシー  ２０００  テクニカル  ダイジェスト（OFC 2000 Technical Digest）
【非特許文献４】Hida等，「ファブリケーション  オブ  ロウ−ロス  アンド  ポラライゼイション−インセンシティブ  ２５６  チャネル  アレイド−ウェーブガイド  グレーティング  ウィズ  ２５ＧＨｚ  スペーシング  ユージング  １．５％Δ  ウェーブガイズ（Fabrication of low-loss and polarisation-insensitive 256 channel arrayed-waveguide grating with 25GHz spacing using 1.5%D waveguides）」，エレクトロン．レター．（Electron.Lett.），2000，第３６巻、第９号，p.820-821
【非特許文献５】井藤等，「1.5％-Δ導波路を用いた超低損失アレイ導波路回折格子」，信学技報，OPE2002-16，2002，p.27-30
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述の縦方向にテーパ状のコアを形成した光合分波器は、テーパ構造を形成するためのエッチングやコア堆積における製造プロセス条件を複雑に制御する必要があった。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コアとクラッドの比屈折率差を大きくして小型化し、溝での回折損失を小さく抑えることが可能であり、かつ容易に製造できる導波路型温度無依存光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】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくとも１個以上の入力用チャネル導波路と、その入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、少なくとも１個以上の出力用チャネル導波路と、その出力用チャネル導波路に接続された出力側スラブ導波路と、上記入力側スラブ導波路と上記出力側スラブ導波路を接続する移相用チャネル導波路とを備えた導波路型温度無依存光合分波器であって、
上記入力側スラブ導波路が、上記入力用チャネル導波路及び上記移相用チャネル導波路にそれぞれ接続して形成されるコア入出力部と、これらコア入出力部の間に形成されコア入出力部よりも厚膜のコア厚膜部と、そのコア厚膜部に溝を形成しその形成された溝内に光学樹脂を充填してなる屈折率補償部と、上記コア入出力部と上記コア厚膜部との間に形成され光の伝搬方向でコアの厚さが交互に入れ替わる矩形歯状コア部とを有する導波路型温度無依存光合分波器である。
【００１９】
請求項２の発明は、上記矩形歯状コア部が、上記コア厚膜部とほぼ等しい厚さの厚肉部と、上記コア入出力部とほぼ等しい厚さの薄肉部とが交互に入れ替わって形成される請求項１記載の導波路型温度無依存光合分波器である。
【００２０】
請求項３の発明は、上記コア入出力部が、シングルモード条件を満たす厚さに形成され、上記薄肉部の長さが一定の長さに形成されると共に、上記厚肉部の長さがコア厚膜部に近いほど長く形成された請求項２記載の導波路型温度無依存光合分波器である。
【００２１】
請求項４の発明は、上記矩形歯状コア部が円弧状に形成され、上記円弧の曲率中心の位置を、上記入力用チャネル導波路と上記入力側スラブ導波路との境界付近に設けた請求項１〜３いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器である。
【００２２】
請求項５の発明は、上記コアと、そのコアの周囲に形成するクラッドは、石英系材料で形成され、コアとクラッドの比屈折率差が１．０％以上である請求項１〜４いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器である。
【００２３】
請求項６の発明は、上記光学樹脂が、シリコーン系樹脂或いはエポキシ系樹脂である請求項１〜５いずれかに記載の導波路型温度無依存光合分波器である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、サイズを小型化しても溝での回折損失を小さく抑えることができ、かつ容易に製造す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】
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、本発明の好適な実施の形態に係る導波路型温度無依存光合分波器（以下、光合分波器）を示した平面図であり、図２は、図１の２Ａ−２Ａ線断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る光合分波器１０は、石英基板１１上に光導波路１２が設けられてなる。
【００２８】
光導波路１２は、１個以上（図では１個）の入力用チャネル導波路１３と、１個以上（図では４個）の出力用チャネル導波路１４と、入力側スラブ導波路１５と、出力側スラブ導波路１６と、それぞれ長さ（光路長）が異なる複数の移相用チャネル導波路１７とで構成される。
【００２９】
入力側スラブ導波路１５と出力側スラブ導波路１６は移相用チャネル１７を介して接続され、入力側スラブ導波路１５の他端には入力用チャネル導波路１３が接続され、出力側スラブ導波路１６の他端には出力用チャネル導波路１４が接続されている。
【００３０】
光導波路１２は、コアとコアを覆うクラッドとからなるコア埋込型の光導波路であり、コアとクラッドは共に石英系材料で形成される。コアとクラッドの比屈折率Δは１．０％以上あるのがよい。本実施の形態ではコアの屈折率を１．４８、クラッドの屈折率を１．４５７（比屈折率差Δ＝2.5％）とした。
【００３１】
入力側スラブ導波路１５と移相用チャネル導波路１７の境界は、円弧状に形成され、その円弧の曲率中心が入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５との境界（接続部）付近に位置する。入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５の境界も、円弧状に形成され、その円弧の曲率中心は入力側スラブ導波路１５と移相用チャネル導波路１７の境界のほぼ中央に位置する。また、出力側スラブ導波路１６も、入力側スラブ導波路１５と同じように形成されている。
【００３２】
さて、本実施の形態の光合分波器１０では、入力側スラブ導波路１５のコアが、他の導波路１３，１４，１６，１７と同じコア厚のコア入出力部２１と、そのコア入出力部２１より厚いコア厚膜部２２と、コア入出力部２１とコア厚膜部２２との間に形成される矩形歯状コア部２３とで構成されている。具体的には、入力用チャネル導波路１３のコア及び移相用チャネル導波路１７のコアにそれぞれコア入出力部２１，２１が接続され、各コア入出力部２１，２１の他端には矩形歯状コア部２３，２３が接続され、各矩形歯状コア部２３，２３が一つのコア厚膜部２２に接続されており、入力側スラブ導波路１５に入射した光は、コア入出力部２１、矩形歯状コア部２３、コア厚膜部２２、矩形歯状コア部２３、コア入出力部２１の順に伝搬する。
【００３３】
矩形歯状コア部２３は、光の伝搬方向でコアの厚さが交互に入れ替わる構造となっている。具体的には、矩形歯状コア部２３は、コア入出力部２１と同じ厚さのコア上に複数のリッジ状のコアが所定間隔をおいて設けられ、コアの上面が波状に形成されている。
【００３４】
本実施の形態では、矩形歯状コア部２３は、コア入出力部２１とほぼ等しい厚さに形成される複数の薄肉部２３ａと、コア厚膜部２２とほぼ等しい厚さに形成される複数の厚肉部２３ｂとが交互に形成されてなる。
【００３５】
さらに、薄肉部２３ａは、光の伝搬方向（図２中横方向）にわたって所定の長さ（例えば、一定の長さ）にそれぞれ形成されており、厚肉部２３ｂは、光の伝搬方向にわたってコア厚膜部２２に近いほど徐々に長くそれぞれ形成されている。例えば、コア入出力部２１に最も近い厚肉部２３ｂ1 の光の伝搬方向の長さが最も短く、コア厚膜部２２に最も近い厚肉部２３ｂn の光の伝搬方向の長さが最も長い。
【００３６】
本実施の形態では、入力用チャネル導波路１３，出力用チャネル導波路１４，出力側スラブ導波路１６，移相用チャネル導波路１７の各コア、入力側スラブ導波路１５のコア入出力部２１及び薄肉部２３ａの厚さをそれぞれ３．３μｍとし、入力側スラブ導波路１５のコア厚膜部２２及び厚膜部２３ｂの厚さをそれぞれ８μｍとした。
【００３７】
コア入出力部２１と矩形歯状コア部２３との境界及びコア厚膜部２２と矩形歯状コア部２３との境界はそれぞれ円弧状に形成され、円弧の曲率中心は、入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５との接続部付近に位置する。
【００３８】
コア厚膜部２２には、屈折率補償部２０が設けられる。屈折率補償部２０は、複数の楔形の溝１８と、各溝１８に充填された光学樹脂１９とで構成される。溝１８に充填された光学樹脂１９の屈折率が光導波路１２を構成する材料と大きく異なるほど、光合分波器１０の温度無依存化に効果的である。光導波路１２を石英系材料で構成する場合、光導波路１２の屈折率の温度依存性（温度係数）は正の値をとるので、光学樹脂１９として、屈折率の温度依存性（温度係数）が負の値をとるシリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。
【００３９】
次に、本実施の形態の光合分波器１０の製造方法を図３（ａ）〜図３（ｇ）に基づいて説明する。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、石英基板１１上にコア材３１を堆積させる。堆積させるコア材３１の厚さは３．３μｍとする。
【００４１】
図３（ｂ）に示すように、コア材３１の上にエッチストップ層３２を設ける。エッチストップ層３２は、コア材３１上に厚さ一様のa-Si薄膜を設け、そのa-Si薄膜をフォトリソグラフィ及びエッチング技術によってパターニングすることで形成され、後述するコア厚膜部２２及び矩形歯状コア部２３となる部分以外のコア材３１表面に配置される。エッチストップ層３２を設けることで、後にコア材３１をパターニングして形成されるコア入出力部２１のコアの表面荒れを防いでいる。
【００４２】
エッチストップ層３２を設けた後、コア材３１及びエッチストップ層３２の上にコア材３３を設ける。コア材３３の厚さは４．７μｍとし、コア材３１とコア材３２は同じ材料で形成される。
【００４３】
図３（ｃ）に示すように、コア材３３上にマスク３４を設ける。このマスク３４は、コア材３３上にマスク材を設け、マスク材をフォトリソグラフィ及びエッチング技術によってパターニングすることで形成される。このマスク３４は後述するコア厚膜部２２及び矩形歯状コア部２３の厚肉部２３ａのパターンに形成される。
【００４４】
図３（ｄ）に示すように、コア材３３の非マスク部分をエッチングにより除去する。このとき、エッチング量（深さ）を調節して、下層のコア材３１をエッチングしないようにする。これによりコア材３３のみがエッチングされ、コア材３３は、コア厚膜部上側３５と矩形歯状コア部２３の厚肉部上側３６に形成される。
【００４５】
図３（ｅ）に示すように、マスク３４及びエッチストップ層３２を剥離する。ここで、エッチストップ層３２とマスク３４とを同一の材料（例えば、アモルファスシリコン（a-Si））で形成すれば、エッチストップ層３２とマスク３４を同時に剥離することができる。
【００４６】
図３（ｆ）に示すように、コア材３１上に入力側スラブ導波路１５（コア入出力部２１，コア厚膜部２２、矩形歯状コア部２３）のパターンのマスクをフォトリソグラフィで形成し、コア材３１の非マスク部分をエッチングして入力側スラブ導波路１５のコアを形成する。具体的には、このエッチングにより、コア材３１は、コア入出力部２１と、矩形歯状コア部２３の薄肉部２３ａと、コア厚膜部下側３７と、矩形歯状コア部２３の厚肉部下側３８とに形成され、コア厚膜部上側３５とコア厚膜部下側３７とでコア厚膜部２２を構成し、厚肉部上側３６と厚肉部下側３８とで厚肉部２３ｂを構成する。
【００４７】
次に、基板１１及び入力側スラブ導波路１５のコア上に上部クラッド３９を堆積させて入力側スラブ導波路１５が形成される。クラッド３９を堆積する方法としては、化学気相成長法などがある。
【００４８】
ここで、上述の説明は図１の２Ａ−２Ａ線断面において製造方法を説明したものであり、コア入出力部２１が形成される際には、コア入出力部２１の他に、入力用チャネル導波路１３、出力用チャネル導波路１４、出力側スラブ導波路１６、移相用チャネル導波路１７の各コアも同時に形成され、クラッド３９を堆積することで光導波路１２が形成される。
【００４９】
図３（ｇ）に示すように、コア厚膜部２２上のクラッド３９からエッチングして、コア厚膜部２２を貫通する溝１８を形成し、溝１８内に光学樹脂１９を充填する。光学樹脂１９を充填した後、固化させることで屈折率補償部２０が形成され、光合分波器１０が得られる。
【００５０】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００５１】
入力用チャネル導波路１３から入力された波長多重信号光は、入力側スラブ導波路１５をコア幅方向に拡がって伝搬して複数の移相用チャネル導波路１７に入射する。移相用チャネル導波路１７は、それぞれ長さが異なるため、移相用チャネル導波路１７を出射する光間には位相差が生じる。出力側スラブ導波路１６では、位相の異なる各光が干渉して、波長の異なる光が出力用チャネル導波路１４の個々に集光され、各出力用チャネル導波路１４から分波された光が出力される。
【００５２】
逆に、各出力用チャネル導波路１４に波長の異なる光を入力すると、波長の異なる光が合波して、入力用チャネル導波路１３から波長多重信号光が出力される。
【００５３】
本実施の形態の光合分波器１０では、コア厚膜部２２を形成し、コア厚膜部２２に屈折率補償部２０を形成することで、屈折率補償部２０が貫通するコアの厚さを、従来のシングルモード条件を満たすコアの厚さよりも大きくしている。したがって、溝１８へ出射する光のスポットサイズを大きくすることができ、溝１８での回折損失を大幅に低減することができる。
【００５４】
図４のグラフは、光合分波器１０の溝の間隔と損失の関係を示したものである。
【００５５】
図４に示すように、溝１８の幅と溝１８の間隔を適宜選択することで、溝１８での回折損失を１０-2ｄＢオーダーと、小さく抑えることができる。本実施の形態の光合分波器１０では、光導波路１２の比屈折率差Δを2.5として形成したが入力側スラブ導波路１５にコア厚膜部２２を設けることで、図７に説明したΔ＝2.5％の光合分波器に比べて、大幅に最小損失を小さく抑えることができる。すなわち、小型で低損失な光合分波器を実現することができる。
【００５６】
さらに、本実施の形態の光合分波器１０は、矩形歯状コア部２３を形成して、コア入出力部２１とコア厚膜部２２とを矩形歯状コア部２３を介して結合する構造としている。矩形歯状コア部２３は、薄肉部２３ａと厚肉部２３ｂを微小間隔で交互に形成し、薄肉部２３ａと厚肉部２３ｂとの長さそれぞれを調節することで、等価屈折率（実効屈折率）をコア入出力部２１側からコア厚膜部２２側にかけて徐々に大きくするようにして、擬似的なシングルモード条件を満たす等価屈折率分布を有する構造としている。
【００５７】
したがって、本実施の形態の光合分波器１０では、コア入出力部２１とコア厚膜部２２との間に設けられた矩形歯状コア部２３が、非特許文献５等に記載された縦方向テーパ状コアと同様な役割を有し、コア入出力部２１を伝搬した光を断熱的にコア厚膜部２２へ伝搬させることができる。換言すれば、コア入出力部２１を伝搬した光は、シングルモードを維持しながら光のモードフィールド径を広げて低損失でコア厚膜部２２へ伝搬することができる。
【００５８】
しかも、矩形歯状コア部２３は、垂直方向のエッチングのみで形成できる構造としているので、縦方向のテーパを形成するための複雑なプロセス条件制御を行うことなく、容易に製造することができる。
【００５９】
また、屈折率補償部２０で高次モードの光が生じた場合でも、コア入出力部２１はシングルモード条件を満たすため、コア入出力部２１で高次モードの光を減衰させることができ、高次モードの光によるクロストークの劣化を抑えることができる。
【００６０】
コア入出力部２１とコア厚膜部２２では、基本モードの伝搬定数が異なるため、入力側スラブ導波路１５内で収差が生じ、光周波数特性を劣化させることがある。しかし、本実施の形態の光合分波器１０では、コア厚膜部２２とコア矩形歯状コア部２３との境界、及びコア入出力部２１とコア矩形歯状コア部２３との境界が入力用チャネル導波路１３と入力側スラブ導波路１５の接続部付近を曲率中心とする円弧状に形成されている。これにより、入力用チャネル導波路１３から入射、回折する光は、入力側スラブ導波路１５内をいずれの放射方向に伝搬しても、コア入出力部２１、矩形歯状コア部２３、コア厚膜部２２をそれぞれ等距離だけ伝搬する。したがって、入力側スラブ導波路１５内での伝搬方向の違いによって移相用チャネル導波路１７にそれぞれ入射する光間に位相差が生じることを防ぎ、結果として、収差の発生を防ぐことができる。
【００６１】
以上、本実施の形態の光合分波器１０は、従来の光合分波器と比較して、温度無依存で低損失かつ小型といった特性をそのままに、容易に製造することができるものである。よって、製造時間の短縮や歩留まりの向上、ひいては製造コストの低下を図ることができる。
【００６２】
本実施の形態の導波路型温度無依存光合分波器１０は、Ｍ×Ｎ周波数ルーティング装置、Add/Dropフィルタ等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の好適な一実施形態に係る導波路型温度無依存光合分波器の平面図である。
【図２】図１の２Ａ−２Ａ線断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｇ）は、図１の導波路型温度無依存光合分波器の製造方法を説明する断面図である。
【図４】図１の導波路型温度無依存光合分波器の溝配置間隔と損失の関係を示すグラフである。
【図５】従来の導波路型温度無依存光合分波器の平面図である。
【図６】図５の導波路型温度無依存光合分波器（比屈折率差Δ＝0.8％）の溝配置間隔と損失の関係を示すグラフである。
【図７】図５の導波路型温度無依存光合分波器（比屈折率差Δ＝2.5％）の溝配置間隔と損失の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１０  導波路型温度無依存光合分波器
１１  石英基板
１２  光導波路
１３  入力用チャネル導波路
１４  出力用チャネル導波路
１５  入力側スラブ導波路
１６  出力側スラブ導波路
１７  移相用チャネル導波路
１８  溝
１９  光学樹脂
２０  屈折率補償部
２１  コア入出力部
２２  コア厚膜部
２３  矩形歯状コア部
【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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