(57)【要約】【課題】周囲から入射される光を低減させることが可能な光システム及び光合分波器を提供する。【解決手段】本発明による光システム(1)は、光の進行方向(2a)における一方の側に設けられた第１の光導波路(4)と、光の進行方向(2a)における他方の側に設けられ且つ第１の光導波路(4)に接続された第２の光導波路(6)及び第３の光導波路(8)とを有している。また、光システム(1)は、第２の光導波路(6)及び第３の光導波路(8)の少なくとも一部分に沿って設けられた、クラッド(18)からの光を吸収する吸収用光導波路(30，32，34)を有している。【選択図】図１
2006139269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の進行方向における一方の側に設けられた第１の光入出力手段と、
光の進行方向における他方の側に設けられ且つ前記第１の光入出力手段に光学的に接続された第２の光入出力手段及び第３の光入出力手段と、
前記第１〜第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、
を有することを特徴とする光システム。
【請求項２】
光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路と、
前記マルチモード光導波路の光の進行方向における一方の側に接続された第１の光入出力手段と、
前記マルチモード光導波路の光の進行方向における他方の側に接続された第２の光入出力手段及び第３の光入出力手段と、
前記マルチモード光導波路及び前記第１〜第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、を有することを特徴とする光システム。
【請求項３】
更に、光の進行方向に対して交差するように前記マルチモード光導波路に光フィルタを設置するための光フィルタ設置手段を有することを特徴とする請求項２に記載の光システム。
【請求項４】
前記光フィルタ設置手段は、光の進行方向に対して交差して前記マルチモード光導波路に設けられた溝であることを特徴とする請求項３に記載の光システム。
【請求項５】
前記光吸収手段は、前記第２の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の光システム。
【請求項６】
前記光吸収手段は、前記第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含むことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の光システム。
【請求項７】
前記第１、第２、及び第３の光入出力手段が、シングルモード光導波路である、請求項２〜６のいずれか１項に記載の光システム。
【請求項８】
前記第１の光入出力手段が光ファイバで、第２及び第３の光入出力手段がシングルモード光導波路である、請求項２〜６のいずれか１項に記載の光システム。
【請求項９】
前記マルチモード光導波路と前記第３の光入出力手段との接続角度が、前記マルチモード光導波路と前記第２の光入出力手段との接続角度と異なることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の光システム。
【請求項１０】
前記マルチモード光導波路と前記第３の光入出力手段との接続角度が、前記マルチモード光導波路と前記第２の光入出力手段との接続角度より大きいことを特徴とする請求項３〜９のいずれか１項に記載の光システム。
【請求項１１】
前記マルチモード光導波路と前記第３の光入出力手段との接続箇所において、前記第３の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしていることを特徴とする請求項３〜１０のいずれか１項に記載の光システム。
【請求項１２】
前記接続角度は、０．１９〜０．３６度であることを特徴とする請求項１１に記載の光システム。
【請求項１３】
請求項３〜１２のいずれか１項に記載の光システムにおいて、光の進行方向に対して交差するように前記光フィルタ設置手段に設置された光フィルタを有することを特徴とする光合分波器。
【請求項１４】
前記光フィルタは、第１の波長の光を透過することにより前記第１の光入出力手段から前記第２の光入出力手段への光の伝搬を可能にし、且つ第２の波長の光を反射することにより前記第２の光入出力手段から前記第３の光入出力手段への光の伝搬を可能にすることを特徴とする請求項１３に記載の光合分波器。
【請求項１５】
前記光フィルタは、さらに第３の波長の光を透過することにより前記第２の光入出力手段から前記第１の光入出力手段への光の伝搬を可能にすることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の光合分波器。
【請求項１６】
前記光吸収手段が、前記第２の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、前記第２の光入出力手段から前記マルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して前記第２の光入出力手段に再結合する光を吸収することを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の光合分波器。
【請求項１７】
前記光吸収手段が、前記第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、前記第１の光入出力手段から前記マルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して前記第３の光入出力手段に結合する光を吸収することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の光合分波器。
【請求項１８】
前記マルチモード光導波路と前記第３の光入出力手段との接続箇所において、前記第３の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしていることを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の光合分波器。
【請求項１９】
前記接続角度は、０．１９〜０．３６度であることを特徴とする請求項１８に記載の光合分波器。
【請求項２０】
前記光システムは、ＭＭＩ型光合分波器、Ｙ分岐型光合分波器、方向性光結合器を用いた光合分波器、交差型光導波路を用いた光合分波器であることを特徴とする請求項１に記載の光システム。
【請求項２１】
少なくとも１つの光導波路を有する光システムであって、
前記少なくとも１つの光導波路のコアにその周囲から入射する光を吸収するための光吸収手段が、前記少なくとも１つの光導波路の少なくとも一部分に沿って配置されることを特徴とする光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路を含む光システム及び光合分波器に関し、更に詳細には、マルチモード光導波路を含む光システム及び光合分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速・大容量通信のための光波長多重（ＷＤＭ）通信システムの研究が盛んになっている。かかる光波長多重通信システムに使用される光システムの一例が、光合分波器として特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された光合分波器は、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路と、マルチモード光導波路の光の進行方向における一方の側に接続された第１の光導波路と、第１の光導波路からマルチモード光導波路に入射された光が伝搬されるように、マルチモード光導波路の光の進行方向における他方の側に接続された第２の光導波路と、マルチモード光導波路の他方の側に接続された第３の光導波路と、光の進行方向に対して交差するようにマルチモード光導波路に設置され、第１の波長の光を透過することにより第１の光導波路と第２の光導波路との間の光の伝搬を可能にし且つ第２の波長の光を反射することにより第２の光導波路と第３の光導波路との間の光の伝搬を可能にする光フィルタとを有している (特許文献１参照)。
【０００３】
特許文献１に開示された光合分波器では、第１の光導波路からマルチモード光導波路に入射された第１の波長の光は、光フィルタを透過して、第２の光導波路に伝搬される。詳細には、マルチモード光導波路に入射された光は、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それにより、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路内に生じさせる。光がマルチモード光導波路内を伝搬するにつれて、光の強度分布の山の位置は、光の進行方向に対して横方向に移動する。第２の光導波路は、第１の光導波路から入射された光の強度分布の山の位置でマルチモード光導波路に接続されている。
その結果、第１の光導波路から入射された光が第２の光導波路に伝搬される。同様に、第２の光導波路からマルチモード光導波路に入射された第２の波長の光は、光フィルタで反射して、第３の光導波路に伝搬される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の光合分波器において、第２の光導波路から第３の光導波路に光を伝搬させるとき、第２の光導波路及びマルチモード光導波路から放射した光が光フィルタで反射した反射戻り光として周囲（クラッド）から第２の光導波路に再結合し、即ち、僅かに入射する。また、第２の光導波路の経路が湾曲していると、第２の光導波路からその側方に放射された光が、再び第２の光導波路にその周囲（クラッド）から僅かに入射する。周囲（クラッド）から入射する光は、クロストークや雑音の原因となるので、より高性能の光通信を行うために、周囲（クラッド）から入射する光、特に、反射戻り光を低減する要望がある。
また、上述した従来の光合分波器において、第１の光導波路から第２の光導波路に光を伝搬させるとき、第３の光導波路における第１の光導波路からの光の強度が完全に零にならないので、第１の光導波路からの光が第３の光導波路に進行方向の漏れ光として僅かに漏れる。この進行方向の漏れ光は、クロストークや雑音の原因となるので、より高性能の光通信を行うために、かかる漏れ光を低減する要望がある。特に、本願の技術分野における現状の第１の光導波路の光強度に対する第３の光導波路の光強度（損失）が−３４ｄＢであるので、それを−３５ｄＢ以下にすることが望まれている。損失に関する現状と要望の差は、数値で１ｄＢであるが、現在の光合分波器の許容基準値が一般に−３５〜−３８ｄＢ、この差は実用的に大きな意義がある。
【０００６】
従って、本発明の第１の目的は、周囲から入射する光を低減させることが可能な光システム及び光合分波器を提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、進行方向の漏れ光を低減させることが可能な光システム及び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】
【０００７】
上記第１の目的を達成するために、本発明による光システムは、光の進行方向における一方の側に設けられた第１の光入出力手段と、光の進行方向における他方の側に設けられ且つ第１の光入出力手段に光学的に接続された第２の光入出力手段及び第３の光入出力手段と、第１〜第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、を有することを特徴としている。
ここで、第１の光入出力手段と、第２の光入出力手段及び第３の光入出力手段が光学的に接続されるとは、第１の光入出力手段と第２の光入出力手段、及び第１の光入出力手段と第３の光入出力手段との間で光の伝搬が可能な状態を言い、目的とする光の伝搬が可能な限り、第１の光入出力手段と、第２の光入出力手段及び第３の光入出力手段との間に、他の光導波路やその他の部材が介在していてもよいし、それらの間が空間であってもよい。
【０００８】
このように構成された光システムでは、光吸収手段が配置された第１〜３の光入出力手段の周囲に向かう光を、光吸収手段によって吸収し、それにより、光入出力手段の周囲から入射する光を低減することができる。なお、光入出力手段は、光導波路及び光ファイバーを含む。また、光吸収手段は、光導波路及びそのクラッドと異なる屈折率の材料等を含む。
【０００９】
また、上記第１の目的を達成するために、本発明による光システムは、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路と、マルチモード光導波路の光の進行方向における一方の側に接続された第１の光入出力手段と、マルチモード光導波路の光の進行方向における他方の側に接続された第２の光入出力手段及び第３の光入出力手段と、マルチモード光導波路及び前記第１〜第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】
このように構成された光システムでは、光吸収手段が配置された第１〜３の光入出力手段の周囲に向かう光を、光吸収手段によって吸収し、それにより、光入出力手段の周囲から入射する光を低減することができる。また、マルチモード光導波路に入射した光が放射されることにより第１〜３の光入出力手段の周囲に向かう光を、マルチモード光導波路に沿って配置された光吸収手段によって吸収し、それにより、光入出力手段の周囲から入射する光を低減することができる。例えば、第１の光入出力手段からマルチモード光導波路を介して第２の光入出力手段に光が伝搬するとき、マルチモード光導波路から第３の光入出力手段の周囲に向かう光を、第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段によって吸収することができる。また、偏波依存性も小さくすることができる。なお、光入出力手段は、光導波路及び光ファイバーを含む。また、光吸収手段は、光導波路及びそのクラッドと異なる屈折率の材料等を含む。
【００１１】
本発明の実施形態において、好ましくは、更に、光の進行方向に対して交差するようにマルチモード光導波路に光フィルタを設置するための光フィルタ設置手段を有する。
このように構成された光システムでは、例えば、光フィルタ設置手段に、第２の光入出力手段からの光を反射する光フィルタを設置し、第２の光入出力手段からマルチモード光導波路に光を入射すると、第２の光導波路及びマルチモード光導波路から放射した光が、光フィルタで反射した反射戻り光として周囲から第２の光入出力手段に再結合し、即ち、僅かに入射する。しかしながら、反射戻り光は、第２の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段によって吸収される。その結果、第２の光入出力手段に周囲から入射される光を低減させることができる。
また、例えば、第２の光入出力手段から側方に放射した後に第２の光入出力手段自体の周囲に戻ってくる光を吸収することにより、周囲から第２の光入出力手段に入射する光を低減させることができる。光吸収手段は、光導波路及び光ファイバーを含む。
この実施形態において、好ましくは、光フィルタ設置手段は、光の進行方向に対して交差してマルチモード光導波路に設けられた溝である。
【００１２】
本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段は、第２の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含む。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段は、第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含む。
【００１３】
本発明の実施形態において、好ましくは、第１、第２、及び第３の光入出力手段が、シングルモード光導波路である。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、第１の光入出力手段が光ファイバで、第２及び第３の光入出力手段がシングルモード光導波路である。
このように構成された光システムでは、光導波路の部分を一体に形成することができるので、周囲から入射される光を低減させた光システムを容易に形成することが可能である。
【００１４】
上記第１の目的に併せて上記第２の目的を達成するために、本発明の実施形態において、好ましくは、マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続角度が、マルチモード光導波路と第２の光入出力手段との接続角度と異なる。
このように構成された光システムは、本願の発明者が、進行方向の漏れ光を低減させることについて鋭意努力した結果、マルチモード光導波路に対する第３の光導波路の接続角度を、マルチモード光導波路に対する第２の光導波路の接続角度と変えることによって、第１の光導波路から第３の光導波路への漏れ光を低減させることができることを見出したものである。
即ち、例えば、第１の光入出力手段からマルチモード光導波路に入射された光が第２の光入出力手段に伝搬されるとき、マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続角度が、マルチモード光導波路と第２の光入出力手段との接続角度と異なるので、従来の光システムにおいて第１の光入出力手段から第３の光入出力手段に漏れていた漏れ光、即ち、光システムの進行方向の漏れ光を低減させることができる。
【００１５】
この実施形態において、好ましくは、マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続角度が、マルチモード光導波路と第２の光入出力手段との接続角度より大きい。また、好ましくは、マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続箇所において、第３の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしている。
この実施形態において、好ましくは、接続角度は、０．１９〜０．３６度である。
このように構成された光システムでは、例えば、第１の光入出力手段からマルチモード光導波路に入射された光が第２の光入出力手段に伝搬されるとき、第１の光入出力手段の光強度に対する第３の光入出力手段の光強度を−３６ｄＢ以下にすることができる。
【００１６】
上記第１の目的を達成するために、本発明による光合分波器は、上述した光フィルタ設置手段を有する光システム実施形態において、光の進行方向に対して交差するように光フィルタ設置手段に設置された光フィルタを有する。
本発明の実施形態において、好ましくは、光フィルタは、第１の波長の光を透過することにより第１の光入出力手段から第２の光入出力手段への光の伝搬を可能にし、且つ第２の波長の光を反射することにより第２の光入出力手段から第３の光入出力手段への光の伝搬を可能にする。
また、本発明の実施形態において、更に好ましくは、光フィルタは、さらに第３の波長の光を透過することにより第２の光入出力手段から前記第１の光入出力手段への光の伝搬を可能にする。
【００１７】
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段が、第２の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、第２の光入出力手段からマルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して第２の光入出力手段に再結合する光を吸収する。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段が、第３の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、第１の光入出力手段からマルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して第３の光入出力手段に結合する光を吸収する。
【００１８】
上記第１の目的に併せて上記第２の目的を達成するために、本発明の実施形態において、好ましくは、マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続箇所において、第３の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしている。
このように構成された光合分波器は、光フィルタを設けずに光フィルタ設置手段だけを有する上述した光システムで説明した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
この実施形態において、好ましくは、接続角度は、０．１９〜０．３２度である。
【００１９】
また、本発明の第１の目的を達成するために、本発明による光システムは、少なくとも１つの光導波路を有する光システムであって、少なくとも１つの光導波路のコアにその周囲から入射する光を吸収するための光吸収手段が、少なくとも１つの光導波路の少なくとも一部分に沿って配置されることを特徴としている。
【００２０】
このように構成された光システムによれば、光導波路の周囲（クラッド）から光導波路のコアに入射する光を光吸収手段によって吸収する。かかる光は、クロストーク等への影響があり、それにより、光システムの特性を低下させることがある。従って、かかる光の吸収により、光システムの光学特性を安定させることが可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による光システム及び光合分波器により、周囲から入射する光を低減させることができる。
また、本発明による光システム及び光合分波器により、進行方向の漏れ光を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明による光システムの実施形態を説明する。なお、光導波路は、本来、コアとクラッドとを組合せた構造体であるが、本明細書において、用語「光導波路」が、光導波路のコアを指すことがある。
図１は、本発明による光システムの第１の実施形態である３波ＷＤＭ用の光合分波器（ＭＭＩ型光合分波器）の平面断面図である。図２は、図１の光合分波器の線II−IIにおける断面図である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、本発明による光システムの実施形態である光合分波器１は、光の進行方向２ａにおける一方の側に設けられた第１の光入出力手段４と、光の進行方向２ａにおける他方の側に設けられ且つ第１の光入出力手段４に光学的に接続された第２の光入出力手段６及び第３の光入出力手段８とを有している。詳細には、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路２と、マルチモード光導波路２の光の進行方向２ａにおける一方の側２ｂに接続された第１の光入出力手段４と、マルチモード光導波路２の光の進行方向２ａにおける他方の側２ｃに接続された第２の光入出力手段６及び第３の光入出力手段８と、光の進行方向２ａに対して交差するようにマルチモード光導波路２に設置された光フィルタ１０とを有している。第２の光入出力手段は、第１の光入出力手段４からマルチモード光導波路２に入射された光が伝搬されるように配置されている。
本実施形態では、第１の光入出力手段４、第２の光入出力手段６、及び第３の光入出力手段８はそれぞれ、第１の光導波路４、第２の光導波路６、及び第３の光導波路８で形成され、いずれもシングルモードである。また、マルチモード光導波路２、第１の光導波路４、第２の光導波路６、及び第３の光導波路８は、一体に形成されている。図２に示すように、マルチモード光導波路２、第１の光導波路４、第２の光導波路６、及び第３の光導波路８は、一番下に配置された基板１２と、その上に積層された下部クラッド１４と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア１６と、このコア１６を覆うように積層された上部クラッド１８とを有している。基板１２は、例えば、Ｓｉで形成され、下部クラッド１４、コア１６、上部クラッド１８は、例えば、ポリマーで形成されている。
【００２４】
マルチモード光導波路２は、光フィルタ１０を取付けるために光の進行方向２ａに対して交差して設けられた光フィルター設置手段である溝２２を有している。本実施形態では、溝２２は、光の進行方向２ａ、即ち、中心軸線２ｄに対して垂直に設けられている。この溝２２により、マルチモード光導波路２は、一方の側２ｂに配置されたの第４の光導波路２４と、他方の側２ｃに配置された第５の光導波路２６とに分離されている。第４の光導波路２４及び第５の光導波路２６は、平面断面において矩形である。また、第４の光導波路２４及び第５の光導波路２６は、マルチモード光導波路２の中心軸線２ｄに対して対称に形成されている。第４の光導波路２４は、光フィルタ１０と反対側に端面２４ａを有し、第５の光導波路２６は、光フィルタ１０と反対側に端面２６ａを有している。第４の光導波路２４の横方向２ｅの幅Ｗ４は、第５の光導波路２６の横方向２ｅの幅Ｗ５と等しく形成されている。また、第４の光導波路２４の進行方向の長さＬ４は、第５の光導波路２６の進行方向の長さＬ５よりも長く形成されている。
【００２５】
第１の光導波路４のコア１６は、マルチモード光導波路２（第４の光導波路２４）の端面２４ａから進行方向２ａに真直ぐに延びている。端面２４ａにおいて、第１の光導波路４のコア１６とマルチモード光導波路２のコア１６とは直接結合している。本実施形態では、第１の光導波路４とマルチモード光導波路２とが一体に形成されているので、両者のコア１６の間に継ぎ目がない。
【００２６】
第２の光導波路６のコア１６は、マルチモード光導波路２(第５の光導波路２６)の端面２６ａから延び、中心軸線２ｄから横方向２ｅに遠ざかるように湾曲した経路を有している。端面２６ａにおいて、第２の光導波路６のコア１６とマルチモード光導波路２のコア１６とは直接結合している。本実施形態では、第２の光導波路６とマルチモード光導波路２とが一体に形成されているので、両者のコア１６の間に継ぎ目がない。
【００２７】
第３の光導波路８のコア１６は、マルチモード光導波路２(第５の光導波路２６)の端面２６ａから離れた箇所から延び、中心軸線２ｄから横方向２ｅに第２の光導波路６と逆向きに遠ざかるように湾曲した経路を有している。第３の光導波路８のコア１６とマルチモード光導波路２のコア１６とは距離Ｄ３だけ離間している。第３の光導波路８のコア１６とマルチモード光導波路２のコア１６との間には、上部クラッド１８が介在している。
【００２８】
光フィルタ１０は、第１の波長の光を透過することにより第１の光導波路４と第２の光導波路６との間の光の伝搬を可能にし、第２の波長の光を反射することにより第２の光導波路６と第３の光導波路８との間の光の伝搬を可能にする。従って、光フィルタ１０は、第２の波長の光に対して反射体として機能する。光フィルタ１０は、本実施形態では、ローパスフィルタであり、例えば、入射角０度の光に対して、波長１．３１μｍ及び１．４９μｍの光を透過し、波長１．５５μｍの光を反射する。光フィルタ１０は、好ましくは、誘電体多層膜光フィルタである。光フィルタの厚さは、例えば、２５μｍである。
【００２９】
光合分波器１は、更に、第２の光導波路６自体又はマルチモード光導波路２等から第２の光導波路６に周囲（クラッド）から入射してくる光を吸収するために、第２の光導波路６の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段３０、３２を有している。本実施形態では、光吸収手段３０，３２は、吸収用光導波路３０、３２で形成されている。
光合分波器１は、更に、マルチモード光導波路２等から第３の光導波路６に周囲（クラッド）から入射してくる光を吸収するために、第３の光導波路８の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段３４を有している。本実施形態では、光吸収手段３４は、吸収用光導波路３４で形成されている。
吸収用光導波路３０、３２、３４は、マルチモード光導波路２、第１の光導波路４、第２の光導波路６、及び第３の光導波路８と一体に形成されているので、それらと同様に、基板１２と、その上に積層された下部クラッド１４と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア１６と、このコア１６を覆うように積層された上部クラッド１８とを有している。
【００３０】
吸収用光導波路３０、３２のコア１６は、第２の光導波路６に沿って且つそれと間隔をおいて延びている。吸収用光導波路３０は、第２の光導波路６に対して第３の光導波路８と反対側に配置され、吸収用光導波路３２は、第２の光導波路６に対して第３の光導波路８と同じ側に配置されている。吸収用光導波路３０、３２は、横方向２ｅの幅Ｗｇを有している。また、吸収用光導波路３０、３２と第２の光導波路６との間に間隔Ｄｇが設けられている。
また、吸収用光導波路３４のコア１６は、第３の光導波路６に沿って且つそれと間隔をおいて延びている。吸収用光導波路３４は、第３光導波路８に対して第２の光導波路６と反対側に配置されている。吸収用光導波路３４は、横方向２ｅの幅Ｗｇを有している。また、吸収用光導波路３４と第２の光導波路６との間に間隔Ｄｇが設けられている。
吸収用光導波路３０、３４のコア１６のマルチモード光導波路２（第５の光導波路２６）側の端部３０ａ、３４ａは、マルチモード光導波路２６のコア１６の近くまで延びていてもよいし、更に、マルチモード光導波路２の側方まで延びていてもよい。また、吸収用光導波路３２のコア１６のマルチモード光導波路２（第５の光導波路２６）側の端部３２ａは、マルチモード光導波路２６のコア１６のできるだけ近くまで延びていることが好ましい。端部３０ａ、３２ａ、３４ａは、マルチモード光導波路２６のコアとは結合していないで閉じている。吸収用光導波路３０、３２、３４のコア１６の反対側の端部３０ｂ、３２ｂ、３４ｂも、他の光導波路のコアと結合していないで閉じている。
【００３１】
次に、上述した本発明による光システムの実施形態である光合分波器の製造方法の一例を説明する。
先ず、Ｓｉ基板１２を準備し、その上面にＳｉＯ2の膜を形成する。次に、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により下部クラッド１４の層を形成する。引続いて、下部クラッド１４の上に、コア用ポリマーをスピン塗布すること等によりコア１６の層を形成する。
次いで、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのプロセス加工等により、コア１６の層のうち、第１〜第５の光導波路４、６、８、２４、２６及び吸収用光導波路３０、３２、３４のコア１６を残すように、その他の部分を除去する。次いで、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により、コア１６を覆うように上部クラッド１８の層を形成する。
次いで、ダイシング加工等により、溝２２を形成した後、溝２２に光フィルタ１０を設置する。
【００３２】
ここに説明したように、第１〜第５の光導波路４、６、８、２４、２６及び吸収用光導波路３０、３２、３４を一連の工程で同時に形成することが可能である。従って、第３の光導波路８のコアとマルチモード導波路２（第５の光導波路２６）のコアの間隔をおくために、従来の光合分波器に対する追加の工程を必要としない。同様に、吸収用光導波路３０、３２、３４を形成するために、従来の光合分波器に対する追加のプロセスを必要としない。その結果、本発明の実施形態である光合分波器を容易に形成することができる。
【００３３】
次に、本発明による光システムの第１の実施形態である３波ＷＤＭ用の光合分波器の動作を説明する。
先ず、第１の光導波路４（Ｏポート）から第２の光導波路６（Ｃポート）に第１の波長１．３１μｍの光を伝搬させる場合を説明する。第１の光導波路４からマルチモード光導波路２（第４の光導波路２４）に入射された第１の波長１．３１μｍの光は、フィルタ１０を透過して、第５の光導波路２６を通して第２の光導波路６に伝搬される。詳細には、マルチモード光導波路２に入射された光は、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それにより、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路２内に生じさせる。光がマルチモード光導波路２内を進行方向２ａに伝搬するにつれて、光の強度分布の山の位置は、光の進行方向２ａに対して横方向に移動する。第２の光導波路６は、第１の光導波路４から入射された光の強度分布の山の位置でマルチモード光導波路２（第５の光導波路２６）に接続されている。その結果、第１の光導波路４から入射された光が第２の光導波路６に伝搬される。
【００３４】
第３の光導波路８がマルチモード光導波路２（第５の光導波路２６）に接続されている位置は、第１の光導波路４からの光の強度分布の山からずれているけれども、かかる位置における光の強度は完全には零にならない。そのため、第１の光導波路４からの光は、漏れ光として第３の光導波路８に僅かに漏れる。しかしながら、マルチモード光導波路２のコア１６と第３の光導波路８のコア１６とが離間しているので、マルチモード光導波路２から第３の光導波路８への漏れ光の損失が、従来の光合分波器よりも大きくなる。即ち、マルチモード光導波路２から第３の光導波路８に光が漏れ難くなっている。それにより、第１の光導波路４から第３の光導波路８への進行方向の漏れ光が低減される。
また、マルチモード光導波路２から放射して第３の光導波路８の周囲（クラッド）に向かう光は、第３の光導波路８に到達する前に、吸収用光導波路３４によって吸収される。
即ち、吸収用光導波路３４のコア１６内に入射した光は、そのコア１６内に留まる。その結果、第３の光導波路８に周囲（クラッド）から入射する光が低減される。
【００３５】
次に、第２の光導波路６（Ｃポート）から第３の光導波路８（Ｖポート）に第２の波長１．５５μｍの光を伝搬させる場合を説明する。第２の光導波路６からマルチモード光導波路２（第５の光導波路２６）に入射された第２の波長１．５５μｍの光は、フィルタ１０で反射して、マルチモード光導波路２を通して第３の光導波路８に伝搬される。詳細には、マルチモード光導波路２に入射された光は、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それにより、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路２内に生じさせる。光がマルチモード光導波路２内を進行方向２ａに伝搬するにつれて、光の強度分布の山の位置は、光の進行方向２ａに対して横方向に移動する。第３の光導波路８は、第２の光導波路６から入射された光の強度分布の山の位置でマルチモード光導波路２（第５の光導波路２６）に接続されている。その結果、第２の光導波路６から入射された光が第３の光導波路８に伝搬される。なお、マルチモード光導波路２のコア１６と第３の光導波路８のコアとが離間しているため、第２の光導波路６から第３の光導波路８に伝搬される光に損失が生じるが、第３の光導波路８に伝搬される光の強度が大きいので、かかる損失は、実用上無視でき、問題とならない。
【００３６】
また、第２の光導波路６からマルチモード光導波路２（第５の光導波路２６）に入射された光は、光フィルタ１０で反射した後に放射し、マルチモード光導波路２及び第２の光導波路６の上部クラッド１８を通って、反射戻り光として第２の光導波路６の周囲（クラッド）に向かう。しかしながら、反射戻り光は、第２の光導波路６に到達する前に、吸収用光導波路３０、３２によって吸収される。即ち、吸収用光導波路３０、３２のコア１６内に入射した光は、そのコア１６内に留まる。その結果、第２の光導波路６に周囲（クラッド）から入射する光（反射戻り光）が低減される。
【００３７】
また、第２の光導波路６が湾曲した経路を有しているため、第２の光導波路６から放射した光が第２の光導波路６自体の周囲（クラッド）に向かって僅かに戻ってくる。しかしながら、戻ってくる光は、第２の光導波路６に到達する前に、吸収用光導波路３０、３２によって吸収される。即ち、吸収用光導波路３２のコア１６内に入射した光は、そのコア１６内に留まる。その結果、第２の光導波路６に周囲（クラッド）から入射する光が低減される。
【００３８】
第２の光導波路６（Ｃポート）から第１の光導波路４（Ｏポート）に第３の波長１．４９μｍの光を伝搬させる場合は、光の進行方向が逆向きになること以外、第１の光導波路４（Ｏポート）から第２の光導波路６（Ｃポート）に第１の波長１．３１μｍの光を伝搬させる場合と同様である。
【００３９】
上述したように、第２の光導波路６及び第３の光導波路８に周囲から入射する光を低減することにより、クロストークや雑音を低減することができる。
【００４０】
次に、本発明による光システムの第２の実施形態を説明する。図３は、本発明の第２の実施形態である３波ＷＤＭ用の光合分波器の平面断面図である。図４は、図３の光合分波器の線IV−IVにおける断面図である。
第２の実施形態は、第１の実施形態の第３の光導波路８が第３の光導波路８’に置き換わること以外、第１の実施形態と同様であるので、図３及び図４において、第１の実施形態と同様の構成要素には同じ参照符号付して、その説明を省略する。以下、第１の実施形態と異なる部分だけを説明する。
【００４１】
図３及び図４に示すように、本発明による光システムの第２の実施形態である光合分波器５０は、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路２と、マルチモード光導波路２の光の進行方向２ａにおける一方の側２ｂに接続された第１の光入出力手段４と、マルチモード光導波路２の光の進行方向２ａにおける他方の側２ｃに接続された第２の光入出力手段６及び第３の光入出力手段８’と、光の進行方向２ａに対して交差するようにマルチモード光導波路２に設置された光フィルタ１０とを有している。第２の光入出力手段は、第１の光入出力手段４からマルチモード光導波路２に入射された光が伝搬されるように配置されている。本実施形態では、第１の光入出力手段４、第２の光入出力手段６、及び第３の光入出力手段８’はそれぞれ、第１の光導波路４、第２の光導波路６、及び第３の光導波路８’で形成され、いずれもシングルモードである。
図３に示すように、第２の光導波路６のコア１６の端面２６ａにおける接続角度α２、即ち、中心軸線２ｄと平行な線Ａ０に対する第２の光導波路６のコア１６の軸線Ａ２の鋭角の角度は、ほぼ０度である。
第３の光導波路８’のコア１６は、マルチモード光導波路２(第５の光導波路２６)の端面２６ａから延び、中心軸線２ｄから横方向２ｅに第２の光導波路６と逆向きに遠ざかるように湾曲した経路を有している。端面２６ａにおいて、第３の光導波路６のコア１６とマルチモード光導波路２のコア１６とは直接結合している。本実施形態では、第３の光導波路８’とマルチモード光導波路２とが一体に形成されているので、両者のコア１６の間に継ぎ目がない。また、端面２６ａにおいて、第３の光導波路８’のコア１６の軸線Ａ３は、中心軸線２ｄと平行な線Ａ０に対して接続角度α１をなしており、α１は第２の光導波路６の接続角度α２とは異なり、好ましくはα２より大きい角度であって、鋭角をなしている。
【００４２】
マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続角度の調整方法としては、特に限定はないが、たとえば、以下の方法により該接続角度を調整することができる。第３の光入出力手段の曲線に使用する関数式によって調整する方法や、第２の光入出力手段と第３の光入出力手段とを上下鏡面対称とした形状とし、第３の光入出力手段をマルチモード光導波路に入込ませるように移動する方法等がある。一般に、光導波路の設計は、シミュレーションソフトで光導波路パターンを作成し解析を行った後、シミュレーションソフトのＣＡＤからフォトマスク製図ＣＡＤへ光導波路パターンデータをエクスポートしマスク用光導波路パターンを作図する手順で行う。その際、光導波路パターンの調整は、シミュレーションソフトのＣＡＤで作成するのが容易であり、かつ調整した形状を即解析することが可能である。この手順において、マルチモード光導波路と前記第３の光入出力手段との接続角度を調整する簡便かつ合理的な方法としては、シミュレーションソフトのＣＡＤを用いて、決められた第２の光入出力手段（光導波路）の上下鏡面対称とした形状を第３の光入出力手段（光導波路）の形状として採用し、マルチモード光導波路に入込ませるように移動する手段が有効である。例えば、図５に示す水平方向長さ2900μｍ、垂直方向の125μmのSine特殊曲線を第２の光入出力手段（光導波路）の形状として使用した場合、マルチモード光導波路（ＭＭＩ）への入込み量と、マルチモード光導波路（ＭＭＩ）と第３の光入出力手段（光導波路）との接続角度は、表１に示す関係になる。
【表１】
2006139269.tif 000003
【００４３】
本発明による光システムの第２の実施形態である光合分波器の製造方法は、第１の実施形態である光合分波器の製造方法と同様である。
【００４４】
次に、本発明による光システムの第２の実施形態である光合分波器の動作を説明する。
第２の実施形態の動作は、第１の光導波路４（Ｏポート）から第２の光導波路６（Ｃポート）に第１の波長１．３１μｍの光を伝搬させるときのマルチモード光導波路２から第３の光導波路８への漏れ光の動作、及び、第２の光導波路６（Ｃポート）から第３の光導波路８（Ｖポート）に第２の波長１．５５μｍの光を伝搬させるときの第３光導波路８の接続部の影響以外、第１の実施形態の動作と同様であるので、共通する動作の説明を省略し、異なる部分だけを説明する。
第１の光導波路４から第２の光導波路６（Ｃポート）に第１の波長１．３１μｍの光を伝搬させるときのマルチモード光導波路２から第３の光導波路８への漏れ光に関し、マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続箇所において、第３の光入出力手段（第３の光導波路８）の軸線は、進行方向に対して接続角度α１をなしており、α１は第２の光導波路６の接続角度α２とは異なるので、マルチモード光導波路２から第３の光導波路８への漏れ光の損失が、従来の光合分波器よりも大きくなる。即ち、マルチモード光導波路２から第３の光導波路８に光が漏れ難くなっている。それにより、第１の光導波路４から第３の光導波路８への進行方向の漏れ光が低減される。
第２の光導波路６（Ｃポート）から第３の光導波路８（Ｖポート）に第２の波長１．５５μｍの光を伝搬させるときの第３光導波路８の接続部の影響に関し、マルチモード光導波路と第３の光入出力手段との接続箇所において、第３の光入出力手段（第３の光導波路８）の軸線は、進行方向に対して接続角度α１をなしており、α１は第２の光導波路６の接続角度α２とは異なるので、第２の光導波路６から第３の光導波路８に伝搬される光に損失が生じるが、第３の光導波路８に伝搬される光の強度が大きいので、かかる損失は、実用上無視でき、問題とならない。
【００４５】
次に、図６〜図９を参照して、本発明による光システムの第３〜第６の実施形態を説明する。以下に説明するＹ分岐型光合分波器、方向性結合器や交差型光導波路を用いた光合分波器においても、光吸収手段を設けることにより、例えば、光導波路の周囲からその光導波路へ入射する光を低減させることが可能である。
【００４６】
図６は、本発明による光システムの第３の実施形態であるＹ分岐型光合分波器の平面断面図である。
Ｙ分岐型光合分波器１００は光の進行方向１０２ａにおける一方の側に設けられた第１の光入出力手段１０４と、光の進行方向１０２ａにおける他方の側に設けられ且つ第１の光入出力手段１０４に光中継手段１０９を介して光学的に接続された第２の光入出力手段１０５及び第３の光入出力手段１０６とを有している。詳細には、第１の光入出力手段１０４が、２つの光中継手段１０９、１１０に分岐され、更に、一方の光中継手段１０９が第２の光入出力手段１０５及び第３の光入出力手段１０６に分岐されている、他方の光中継手段１１０も、第４の光入出力手段１０７及び第５の光入出力手段１０８に分岐されている。
本実施形態では、第１〜第５の光入出力手段１０４〜１０８及び２つの光中継手段１０９、１１０はいずれも、シングルモードの光導波路であり、一体に形成されている。これらの導波路は、第１の実施形態である光合分波器１と同様、一番下に配置された基板（図示せず）と、その上に積層された下部クラッド（図示せず）と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア１１６と、このコア１１６を覆うように積層された上部クラッド１１８とを有している。第２〜第５の入出力用光導波路１０５〜１０８及び中継用光導波路１０９，１１０は、曲線光導波路である。
また、光合分波器１００は、第１〜第５の入出力用光導波路１０４〜１０８及び２つの中継用光導波路１０９、１１０の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路１２０〜１２５を有している。これらの吸収用光導波路１２０〜１２６は、それに対応する光導波路にその周囲（クラッド）から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路１２０〜１２５は、第１の実施形態の吸収用光導波路３０、３２、３４と同様、コア１１６と、このコア１１６を覆うように積層された上部クラッド１１８とを有している。
【００４７】
光合分波器１００を光スプリッタとして使用した場合、第１の光入出力用光導波路１１０４に入射した光の大部分は、分岐部で分岐して２つの中継用光導波路１０９、１１０に結合する。しかしながら、残りの光の部分は、２つの中継用光導波路１０９，１１０に結合しないで放射光としてクラッド１１８に伝搬し、２つの光中継用光導波路１０９、１１０に入射する。その場合、クラッドを伝搬する光を吸収する吸収用光導波路１２５、１２６手段を光中継用光導波路１０９、１１０に沿って設置することが、安定した光スプリッタの光学特性を得るために有効である。他の分岐部についても同様である。
吸収用光導波路１２０〜１２５は、それに対応する曲線の光導波路１０５〜１１０の両側に設置するのがよい。それにより、光導波路加工プロセスにおいて曲線の光導波路のコアの両サイドのエッチングレートが同等になり、安定したコア形状を作製することができる。場合によっては、吸収用光導波路１２０〜１２５は、クラッドを伝搬する光の影響を受け易い側、つまり、曲線の光導波路１０５〜１１０の片側のみに設置してもかまわない。曲線の光導波路１０５〜１１０と吸収用光導波路１２０〜１２５の間隔が狭いとき、曲線の光導波路のコアの両サイドでエッチングレートが異なることになるが、予めマスク作成段階でエッチングレートを見積もった設計をすればよい。
【００４８】
図７は、本発明による光システムの第４の実施形態である方向性光結合器を用いた光合分波器の平面断面図である。
光合分波器１５０は、光の進行方向１５２ａにおける一方の側に設けられた第１の光入出力手段１５４と、光の進行方向１５２ａにおける他方の側に設けられ且つ第１の光入出力手段１５４に光学的に接続された第２の光入出力手段１５５及び第３の光入出力手段１５６とを有している。詳細には、第１の方向性光結合器は、光結合部を構成するために光の進行方向に互いに近接して配置された２つの直線光導波路１５８，１５９を有し、一方の直線導波路１５８の一方の側に第１の光入出力手段１５４が接続され、他方の側に、第２の光入出力手段１５５が接続されている。また、他方の直線光導波路１５９の一方の側に、第４の光入出力手段１５７が接続され、他方の側に、第３の光入出力手段１５６が接続されている。
本実施形態では、第１〜第４の光入出力手段１５４〜１５７はいずれも、シングルモードの光導波路であり、直線光導波路１５８、１５９と一体に形成されている。これらの導波路１５４〜１５９は、第１の実施形態である光合分波器１と同様、一番下に配置された基板（図示せず）と、その上に積層された下部クラッド（図示せず）と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア１６６と、このコア１６６を覆うように積層された上部クラッド１６８とを有している。第１〜第４の入出力用光導波路１５４〜１５７は、曲線光導波路である。
また、光合分波器１５０は、第２及び第３の入出力用光導波路１５５、１５６の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路１７０、１７１を有している。これらの吸収用光導波路１７０、１７１は、それに対応する光導波路１５５、１５６にその周囲（クラッド）から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路１７０，１７１は、第１の実施形態の吸収用光導波路３０、３２、３４と同様、コア１６６と、このコア１６６を覆うように積層された上部クラッド１６８とを有している。
【００４９】
近接した２つの直線光導波路１５８、１５９と曲線の光導波路１５４〜１５７により構成される方向性結合器を用いた光合分波器１５０は、例えば、曲線の光導波路１５４、１５７から直線光導波路１５８、１５９になる境界で直線光導波路１５８，１５９のモードに結合しない光が放射光として現れ、これがクラッド１６８を伝搬して曲線の第２及び第３の光入出力用光導波路１５５、１５６に入射し、その結果、クロストークが悪化することがある。クラッド１６８を伝搬する放射光を吸収する吸収用光導波路１７０、１７１を設置することにより、放射光が第２及び第３の光入出力用光導波路１５５、１５６に入射することを抑え、それにより、クロストークを向上させることが可能である。吸収用光導波路１７０、１７１は、曲線の第２及び第３の光入出力用光導波路１５５、１５６を挟んで両側に配置されてもよいし、その片側に配置されてもよい。
【００５０】
図８は、本発明による光システムの第５の実施形態である方向性光結合器を用いた光合分波器の平面断面図である。
方向性光結合器を用いた光合分波器２００は、第４の実施形態である方向性光結合器１５０に、光フィルタ１７６及び吸収用光導波路１６９、１７２を追加したこと以外、方向性光結合器１５０と同様の構造を有している。従って、以下に説明する方向性光結合器２００において、方向性光結合器１５０と同様の構成要素には、それと同じ参照符号を付してその説明を省略する。
光吸収手段である吸収用光導波路１６９、１７２はそれぞれ、第１及び第４の入出力用光導波路１５４、１５７の両側に配置されている。これらの吸収用光導波路１６９、１７２は、それに対応する光導波路１５４、１５７の周囲（クラッド）から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路１６９、１７２は、第１の実施形態の吸収用光導波路３０、３２、３４と同様、コア１６６と、このコア１６６を覆うように積層された上部クラッド１６８とを有している。
所定の波長の光を透過したり反射したりするための光フィルタ１７６は、直線光導波路１５８、１５９を横断するように設けられた溝１７４に配置されている。
このように方向性結合器と光フィルタとを利用した光合分波器についても、吸収用光導波路１６９〜１７２を設置することにより、安定した光学特性を得ることが可能である。
【００５１】
図９は、本発明による光システムの第６の実施形態である交差型光導波路を用いた光合分波器の平面断面図である。
交差型光導波路を用いた光合分波器２５０は、光の進行方向２５２ａにおける一方の側に設けられた第１の光入出力手段２５４と、光の進行方向２５２ａにおける他方の側に設けられ且つ第１の光入出力手段２５４に光学的に接続された第２の光入出力手段２５５及び第３の光入出力手段２５６と、第１から第３の光入出力手段２５４〜２５６の分岐部に設けられた、所定の波長の光を透過したり反射したりするための光フィルタ２７６とを有している。
本実施形態では、第１〜第３の光入出力手段２５４〜２５６はいずれも、シングルモードの光導波路であり、一体に形成されている。これらの導波路２５４〜２５６は、第１の実施形態である光合分波器１と同様、一番下に配置された基板（図示せず）と、その上に積層された下部クラッド（図示せず）と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア２６６と、このコア２６６を覆うように積層された上部クラッド２６８とを有している。第１〜第３の入出力用光導波路２５４〜２５６は、曲線光導波路であるが、第１の入出力用光導波路２５４と第２の入出力用光導波路２５５とは直線的に接続され、第２の光入出力用光導波路２５５と第３の入出力用光導波路２５６とは、光の進行方向２５２ａに延びる軸線に対して対称に配置されている。
光フィルタ２７６は、分岐部に設けられた溝２７４に配置されている。
また、交差型光導波路２５０は、第１〜第３の入出力用光導波路２５４〜２５６の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路２６９〜２７１を有している。これらの吸収用光導波路２６９〜２７１は、それに対応する光導波路２５４〜２５６にその周囲（クラッド）から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路２６９〜２７１は、第１の実施形態の吸収用光導波路３０、３２、３４と同様、コア２６６と、このコア２６６を覆うように積層された上部クラッド２６８とを有している。
【００５２】
交差型光導波路を用いた光合分波器２５０では、例えば、第１の入出力用光導波路２５４に入射した光により、フィルタ２７６を設置する溝２７４において回折が起こり、一部の光が放射する。放射光はクラッド２６８を伝搬し、第１〜第３の入出力用光導波路２５４〜２５６に入射することがあり、クロストーク等の光学特性に影響を与える。吸収用光導波路２６９〜２７１を設置することにより、クラッドを伝搬する光を吸収し、安定した光合分波器の光学特性を得ることが可能である。吸収用光導波路２６９〜２７１は、第１〜第３の入出力用光導波路２５４〜２５６を挟んで両側に配置されてもよいし、その片側に配置されてもよい。
【００５３】
次に、実験例を説明する。
図６は、上述した第１の実施形態の光合分波器１のすべての吸収用光導波路３０、３２、３４を省略した場合の、第１の光導波路４の光強度に対する第３の光導波路８の光強度（Ｖポートの損失）を示す図である。デシベル値が小さいほど、即ち、デシベル値の絶対値が大きいほど、第１の光導波路４から第３の光導波路８への光の損失が大きくなり、漏れ光が低減される。実験例では、第４の光導波路２４の長さＬ４を４４０μｍ、幅Ｗ４を１８．３μｍ、第５の光導波路２６の長さＬ５を２７５μｍ、幅Ｗ５を１８．２μｍとした。図６から分かるように、距離Ｄ３を０μｍから増やしていくにつれて、漏れ光が低減されるが、ある値を過ぎると、逆に漏れ光が増大することが分かった。従来の光合分波器、即ち、距離Ｄ３が０のときの損失は約−３４ｄＢであった。第３の光導波路８の光強度を−３５ｄＢ以下にするには、距離Ｄ３の範囲は１〜１０μｍであり、−３６ｄＢ以下にするには、２〜８μｍであり、−３７ｄＢ以下にするには、４〜７μｍであり、距離Ｄ３が約８μｍのとき、−３８ｄＢになることが分かった。
【００５４】
図７は、上述した第１の実施形態の光合分波器１のすべての吸収用光導波路３０、３２、３４を省略した場合と、吸収用光導波路３４だけを省略し、即ち、吸収用光導波路３０、３２を残した場合とを比較した、第２の光導波路６から出力された光強度に対する第２の光導波路６への反射戻り光の光強度（Ｃポートの損失）を示す図である。横軸は、第５光導波路２６の長さＬ５である。実験例では、第５光導波路２６の幅Ｗ５を１８．２μｍ、距離Ｄ３を５μｍとした。図７から分かるように、第２の光導波路６への反射戻り光が吸収用光導波路３０、３２を設けることによって低減された。
【００５５】
次に、上述した第１の実施形態の光合分波器１のすべての吸収用光導波路３０、３２、３４を省略した場合と、吸収用光導波路３０、３２を省略し、即ち、吸収用光導波路３４だけを残した場合とを比較した、第１の光導波路４の光強度に対する第３の光導波路８の光強度の実験例を説明する。実験例では、第４の光導波路２４の長さＬ４を４４５μｍ、幅Ｗ４を１８．２μｍ、第５の光導波路２６の長さＬ５を２７４μｍ、幅Ｗ５を１８．２μｍ、距離Ｄ３を４μｍとした。吸収用光導波路３４だけを残した場合の第３の光導波路８の光強度は、すべての吸収用光導波路３０、３２、３４を省略した場合の第３の光導波路８の光強度よりも約０．４ｄＢ低減した。
【００５６】
図８は、本発明の第２の実施形態である光合分波器５０の、第１の光導波路４の光強度に対する第３の光導波路８の光強度（Ｖポートの損失）を示す図であり、縦軸にＶポートの損失、第３の光導波路８とマルチモード光導波路との接続角度を示す。デシベル値が小さいほど、即ち、デシベル値の絶対値が大きいほど、第１の光導波路４から第３の光導波路８への光の損失が大きくなり、漏れ光が低減される。実験例では、図３における第４の光導波路２４の長さＬ４を４４０μｍ、幅Ｗ４を１８．２μｍ、第５の光導波路２６の長さＬ５を２７５μｍ、幅Ｗ４を１８．３μｍとした。接続角度α１を０度から増やしていくにつれて、漏れ光が低減されるが、ある値を過ぎると、逆に漏れ光が増大することが分かった。第３の光導波路８’の光強度を−３４ｄＢ以下にするには、接続角度α１の範囲は０．１１〜０．４１度であり、−３６ｄＢ以下にするには、０．１９〜０．３６度であり、−３７ｄＢ以下にするには、０．２３〜０．３３度であることが分かった。
【００５７】
図９は、本発明の第２の実施形態である光合分波器５０の、第１の光導波路４の光強度に対する第３の光導波路８の光強度（Ｖポートの損失）を示す図であり、図４の横軸を、第３の光導波路８’のマルチモード光導波路２への入込み量に置き換えたものである。実験例では、図３における第２の光導波路６の形状を図５に示したSine特殊曲線形状とし、第３の光導波路８’はその上下鏡面対称の形状とした。
【００５８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
上記実施形態では、光システムが光合分波器であるとして説明したが、それに限らず、光入出力手段への周囲からの漏れ光があれば、光合分波器でなくてもよい。一般的には、光導波路回路においてクラッドを伝搬する光がある光システムおいて、伝搬する光を吸収する光吸収手段を設置することにより、光システムの安定した光学特性を得ることが可能である。
また、上記実施形態では、光フィルタ１０を有していたけれども、光フィルタ１０及びその設置溝２２を省略し且つ第４の光導波路２４及び第５の光導波路２６が一体になっていていてもよい。また、光フィルタ１０を省略し、設置溝２２だけが設けられていてもよい。
【００５９】
上記実施形態では、第１の光入出力手段４、１０４、１５４、２５４、第２の光入出力手段６、１０６、１５６、２５６、第３の光入出力手段８、８’、１０８、１５８、２５８は、光入出力用光導波路であったが、任意の光入出力用光導波路が光ファイバーであってもよい。また、光吸収手段は、吸収用光導波路３０、３２、３４、１２０〜１２５、１６９〜１７２、２６９〜２７１としたが、任意の吸収用光導波路がクラッドとは異なる屈折率の材料で構成されていてもよい。
例えば、光ファイバと光導波路とを接続する回路においては、接続箇所で生じた結合損失に相当する光が放射光となりクラッドを伝搬していく。上述したようにこのクラッドを伝搬する放射光は、光導波路回路（例えば、光合分波器、方向性結合器、光スプリッタなど）での光学特性に影響を与える。いずれの場合においても、クラッドを伝搬する放射光を吸収する光導波路又はクラッドと異なる屈折率の材料を設置することにより、光導波路回路の安定した光学特性を得ることが可能である。
【００６０】
また、上記実施形態では、吸収用光導波路３０、３２が第２の光導波路６の両側に配置されていたけれども、周囲（クラッド）からの光（反射戻り光）を低減することができれば、一方を省略してもよい。更に、周囲からの光の影響を無視することができれば、両方を省略してもよい。また、製造工程の追加が許されるならば、第２の光導波路６の上、下等の横方向２ｅ以外に部分に更なる吸収用光導波路を設けてもよい。
また、上記実施形態では、光導波路からその光導波路自体に入射する光がある場合、及び、マルチモード光導波路から光導波路の周囲（クラッド）に光が向かう場合について、吸収用光導波路３０、３２、３４を説明したが、１つの導波路から他の導波路の周囲に向かう光を吸収するために吸収用光導波路を用いてもよい。例えば、湾曲した経路を有する第３の光導波路８、８’から放射されて第２の光導波路６に向かう光を、第３の光導波路に沿って設けられた吸収用光導波路で吸収してもよい。本実施形態では、吸収用光導波路３２がその機能を果たしている。
また、第１〜第３の光導波路の周囲（クラッド）から入射する光を低減するために、マルチモード光導波路２の少なくとも一部分に光吸収手段、例えば、吸収用光導波路を設けてもよい。
【００６１】
上記実施形態では、第１の光導波路から第２の光導波路への光の伝搬及び第２の光導波路から第３の光導波路への光の伝搬を説明したけれども、これに加えて、第３の波長（１．４９μｍ）の光を第２の光導波路から第１の光導波路に伝搬させてもよい。また、第１〜第３の波長の進行方向を逆にしてもよい。
また、上記実施形態では、ローパス光フィルタを採用したけれども、ハイパス光フィルタを採用し、例えば、入射角０度の光に対して、波長１．３１μｍ及び１．４９μｍの光を反射し、波長１．５５μｍの光を透過させてもよい。その場合、波長１．５５μｍの光を第１の光導波路４と第２の導波路６との間で伝搬させ、波長１．３１μｍ及び１．４９μｍの光を第２の導波路６と第３の導波路８との間で伝搬させるのがよい。
【００６２】
上記実施形態における第４の光導波路２４と第５の光導波路２６の長さ等は、伝搬される光の波長等によって任意に定められるので、第４の光導波路２４と第５の光導波路２６の幅及び長さが同じであってもよい。
また、光フィルタ設置手段は、溝２２に限らず、第４の光導波路２４と第５の光導波路２６を分離して形成したマルチモード光導波路２であってもよい。この場合、光フィルタ１０を光合分波器として作用させるように第４の光導波路２４と第５の光導波路２６との間に挟んで、これらを接合すればよい。
【００６３】
第１の光導波路４は、マルチモード光導波路２（第４の光導波路２４）の端面２４ａから進行方向２ａに真直ぐに延びていても、円弧でも、ｓｉｎｅ特殊関数等の曲線の経路を有していてもよいし、進行方向２ａに対して斜めに延びる経路を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態であるＭＭＩ型光合分波器の平面断面図である。
【図２】図１の光合分波器の線II−IIにおける断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態であるＭＭＩ型光合分波器の平面断面図である。
【図４】図３の光合分波器の図１の線IV−IVにおける断面図である。
【図５】第２の光入出力手段（光導波路）のモデル形状を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態であるＹ分岐型光合分波器の平面断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態である光合分波器の平面断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態である光合分波器の平面断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態である光合分波器の平面断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態において、第１の光導波路の光強度に対する第３の光導波路の光強度を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態において、第２の光導波路から出力された光強度に対する第２の光導波路への反射戻り光の光強度を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態において、第１の光導波路の光強度に対する第３の光導波路の光強度を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態において、第１の光導波路の光強度に対する第３の光導波路の光強度を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１、１００、１５０、２００、２５０  光合分波器
２  マルチモード光導波路
２ｂ  一方の側
２ｃ  他方の側
４、１０４、１５４、２５４  第１の光導波路
６、１０６、１５６、２５６  第２の光導波路
８、８’、１０８、１５８、２５８  第３の光導波路
１０、１７６、２７６  光フィルタ
１４  下部クラッド
１６、１１６、１６６、２６６  コア
１８、１１８、１６８、２６８  上部クラッド
２２  溝
３０  吸収用光導波路
３２  吸収用光導波路
３４  吸収用光導波路
１２０〜１２５、１６９〜１７２、２６９〜２７１  吸収用光導波路
Ｄ３  距離
α１  接続角度
α２  接続角度
【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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