(57)【要約】【課題】溝とスペーサとを用いた位置合わせで、溝に対してより容易にスペーサが配置できるようにする。【解決手段】溝部１０４は、主溝部１４１と主溝部１４１に延在方向に連続して形成された誘導溝部１４２とを備える。主溝部１４１は、延在方向に平面視で同一の幅とされている。一方、誘導溝部１４２は、主溝部１４１より平面視で幅の広い部分を備えている。誘導溝部１４２は、例えば、主溝部１４１より離れるほど幅が広く形成されている。この例で、主溝部１４１は、平面視矩形とされ、誘導溝部１４２は、平面視台形とされている。【選択図】  図１Ｄ
2019053148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板と、
第１の光導波路が形成されて前記平板の上に配置される第１の基板と、
第２の光導波路が形成されて、前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との入出射端面同士が向かい合う状態に前記平板の上に配置される第２の基板と、
前記第１の基板の前記平板に向かい合う面に形成されて各々が互いに異なる方向に延在する２つの溝部と、
前記第２の基板の前記平板に向かい合う面に形成されて各々が互いに異なる方向に延在する２つの前記溝部と、
前記第１の基板の２つの前記溝部と向かい合って前記平板の上に形成された２つの前記溝部と、
前記第２の基板の２つの前記溝部と向かい合って前記平板の上に形成された２つの前記溝部と、
互いに向かい合って配置される２つの前記溝部の各々に嵌合する複数のスペーサと
を備え、
前記溝部は、延在方向に同一の幅とされている主溝部と、前記主溝部の延在方向に連続して形成されて前記主溝部より幅の広い誘導溝部とを備える
ことを特徴とする光接続構造。
【請求項２】
請求項１記載の光接続構造において、
前記誘導溝部は、前記主溝部より離れるほど幅が広く形成されている部分を備えることを特徴とする光接続構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の光接続構造において、
前記溝部は、一端が前記平板、前記第１の基板、前記第２の基板の端部に到達していることを特徴とする光接続構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光接続構造において、
前記第１の基板の一方の前記溝部は、前記第１の光導波路の延在方向に対して平行に延在し、
前記第２の基板の一方の前記溝部は、前記第２の光導波路の延在方向に対して平行に延在している
ことを特徴とする光接続構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光接続構造において、
前記複数のスペーサの各々の前記溝部の延在する方向に垂直な断面は円形とされ、当該円形の直径は、前記誘導溝部の最大幅より小さく、前記主溝部の幅以上とされている
ことを特徴とする光接続構造。
【請求項６】
請求項５記載の光接続構造において、
前記複数のスペーサの各々は、円柱または球とされていることを特徴とする光接続構造。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光接続構造において、
前記第１の基板および前記第２の基板の各々は、シリコンからなる基板部と、前記基板部の上に形成された酸化シリコンからなるクラッド層とを備え、
前記第１の光導波路は、前記第１の基板の前記クラッド層に形成され、
前記第２の光導波路は、前記第２の基板の前記クラッド層に形成され、
前記溝部は、前記クラッド層に前記基板部に到達する状態に形成されている
ことを特徴とする光接続構造。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光接続構造において、
前記平板に、光導波路が形成されていることを特徴とする光接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や光センシングといった光信号の処理が必要な技術分野に用いられる光接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光センシングといった光信号処理技術を使用する産業分野は、関連分野と共に急速に発展し続けている。この光信号処理技術と同様に、電子回路技術も、急速な発展を続け、また、光信号処理技術と組み合わせて使用されていることが多い。しかし、この電子回路技術と比べると、光信号処理技術にはいくつかの難点がある。これは、小型化と簡便な接続である。
【０００３】
小型化について、シリコンを中心とする電子回路技術においては、スケーリング則により微細化が高性能化につながるため、非常に活発に微細化が推し進められてきた。しかしながら、光信号処理技術においては、空間光学系では系のサイズが非常に大きくなってしまう。また、空間光学系より小さな系を実現できる平面光波回路（ＰＬＣ：Planar Lightwave Circuit）においても、カットオフ条件から、最も基本的な光学素子である光導波路のサイズですら数μｍから数百ｎｍオーダーとなってしまい、電子回路技術と比較して大きなデバイスサイズとなりがちである。
【０００４】
次に簡便な接続という点においても、電子回路技術の場合、低周波領域では単に金属等の導体を接続するというだけで非常に簡便に信号を伝達することが可能であり、高周波領域においてもＲＦコネクタのようなプラガブルな接続技術が成熟している。しかしながら、光信号処理技術の場合、単に光信号を伝送する媒体を接続するだけでは良好な接続を実現することができない。光信号処理技術において良好な接続を得るためには、デバイス間の高精度の位置合わせが不可欠である。例えば、シングルモード光導波路を持つデバイスの場合、材質や設計にもよるが、サブμｍオーダーの位置合わせ精度が必要となり、接続が容易ではない。
【０００５】
光信号処理技術において小型化と簡便な接続を同時に実現する手法として、特許文献１のような方法が提案されている。特許文献１に開示された構造では、コネクタのように必要な時だけ光導波路チップ（石英系ＰＬＣ）を接続可能なプラガブルな接続が実現できる。このような光導波路チップの光接続構造を称して、以後ＰＰＣＰ（Pluggable Photonic Circuit Platform）と呼ぶ。
【０００６】
ここで、典型的なＰＰＣＰについて、図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃ，図７Ｄを用いて説明する。なお、図７ＡはＰＰＣＰの部品を展開して示す斜視図，図７ＢはＰＰＣＰの斜視図、図７ＣはＰＰＣＰを導波方向に垂直な平面で切断した断面を示す断面図、図７Ｄは石英系ＰＬＣと石英系平板の実装面を示す平面図である。
【０００７】
このＰＰＣＰは、石英系の光導波路から構成されたＰＬＣ７０１，ＰＬＣ７０２と、ベース基板となる平板７０３とから構成されている。ＰＰＣＰの一端側から入射した入力光信号７０４が、ＰＬＣ７０１，ＰＬＣ７０２，および平板７０３に形成されている光導波路を通り、ＰＰＣＰの他端から出力光信号７０５として出力される。
【０００８】
ＰＬＣ７０１およびＰＬＣ７０２は、各々の入出射端面同士が向かい合うように、平板７０３の上で位置合わせして固定されている。この位置合わせには、円柱状のスペーサ７０６と、向かい合う面に形成されて所定の方向に延在する嵌合用溝７０７とが用いられる。
【０００９】
例えば、ＰＬＣ７０１と平板７０３との各々の向かい合う実装面には、同じ配置とされた複数の嵌合用溝７０７が、各々向かい合っている。また、この例では、同一平面上で隣り合う嵌合用溝７０７は、各々の延在方向が異なっており、一方は、ｘ軸方向に延在し、他方はｚ軸方向に延在している。向かい合う嵌合用溝７０７の各々にスペーサ７０６を嵌合することで、互いの位置を合わせて固定している。
【００１０】
なお、ＰＬＣ７０１および平板７０３は、図７Ｃに示すように、シリコンからなる基板部７０９と、この上に形成された酸化シリコンからなるクラッド層７１０とを備え、クラッド層７１０にコア７０８が形成されて、光導波路を構成している。また、嵌合用溝７０７は、クラッド層７１０に形成されている。ＰＬＣ７０２も同様である。
【００１１】
以上のような構造で、部材などの機械的精度のみで、ＰＬＣ７０１，ＰＬＣ７０２を平板７０３上で、サブμｍ単位での精度で簡便に位置合わせして実装し、光導波路の集積化を可能とし、小型化も実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１７−０３２９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述したように、従来の技術では、接続損失も低く低廉な部品コストで、高精度な光接続構造を実現している。また、上述した従来の技術では、専用の位置合わせ装置を不要としながら、自動マウントによる実装も人の手による実装も共に可能となっている。
【００１４】
しかし、特に手作業による実装では、スペーサの配置作業が容易ではなく、時間がかかるという問題があった。また、スペーサを機械により自動マウントする場合においても、高精度な実装装置が必要となり、コストの上昇を招いている。このように、嵌合用溝とスペーサとを用いた位置合わせは、溝に対するスペーサの配置が容易ではなく、実装に時間がかかり、また、実装コストの上昇を招き、実装の歩留まりの面に関して悪影響を与えるという問題があった。
【００１５】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、溝とスペーサとを用いた位置合わせで、溝に対してより容易にスペーサが配置できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る光接続構造は、平板と、第１の光導波路が形成されて平板の上に配置される第１の基板と、第２の光導波路が形成されて、第１の光導波路と第２の光導波路との入出射端面同士が向かい合う状態に平板の上に配置される第２の基板と、第１の基板の平板に向かい合う面に形成されて各々が互いに異なる方向に延在する２つの溝部と、第２の基板の平板に向かい合う面に形成されて各々が互いに異なる方向に延在する２つの溝部と、第１の基板の２つの溝部と向かい合って平板の上に形成された２つの溝部と、第２の基板の２つの溝部と向かい合って平板の上に形成された２つの溝部と、互いに向かい合って配置される２つの溝部の各々に嵌合する複数のスペーサとを備え、溝部は、延在方向に同一の幅とされている主溝部と、主溝部の延在方向に連続して形成されて主溝部より幅の広い誘導溝部とを備える。
【００１７】
上記光接続構造において、誘導溝部は、主溝部との接続部分より離れるほど幅が広く形成されている部分を備える。
【００１８】
上記光接続構造において、溝部は、一端が平板、第１の基板、第２の基板の端部に到達しているようにしてもよい。
【００１９】
上記光接続構造において、第１の基板の一方の溝部は、第１の光導波路の延在方向に対して平行に延在し、第２の基板の一方の溝部は、第２の光導波路の延在方向に対して平行に延在しているようにするとよい。
【００２０】
上記光接続構造において、複数のスペーサの各々の溝部の延在する方向に垂直な断面は円形とされ、当該円形の直径は、誘導溝部の最大幅より小さく、主溝部の幅以上とされているとよい。
【００２１】
上記光接続構造において、複数のスペーサの各々は、円柱または球とされていればよい。
【００２２】
上記光接続構造において、第１の基板および第２の基板の各々は、シリコンからなる基板部と、基板部の上に形成された酸化シリコンからなるクラッド層とを備え、第１の光導波路は、第１の基板のクラッド層に形成され、第２の光導波路は、第２の基板のクラッド層に形成され、溝部は、クラッド層に基板部に到達する状態に形成されているようにしてもよい。
【００２３】
また、上記光接続構造において、平板に、光導波路が形成されているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、溝部を、延在方向に平面視で同一の幅とした主溝部と、主溝部より平面視で幅の広い誘導溝部とから構成したので、溝とスペーサとを用いた位置合わせで、溝に対してより容易にスペーサが配置できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１における光接続構造の各部品である平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３を展開して示す斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１における光接続構造の構成を示す斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施の形態１における光接続構造の平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の実装面の構成を示す平面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明の実施の形態１における光接続構造の溝部１０４の構成を示す平面図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、本発明の実施の形態１における光接続構造の導波方向に垂直な断面を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態２における光接続構造の各部品である平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３を展開して示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態３における光接続構造の各部品である平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３を展開して示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態３における光接続構造の平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の実装面の構成を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態４における光接続構造の導波方向に垂直な断面を示す断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態における光接続構造の溝部１０４ａの構成を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施の形態における光接続構造の溝部１０４ｂの構成を示す平面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の実施の形態における光接続構造の溝部１０４ｃの構成を示す平面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本発明の実施の形態における光接続構造の溝部１０４ｄの構成を示す平面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本発明の実施の形態における光接続構造の溝部１０４ｅの構成を示す平面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、本発明の実施の形態における光接続構造の溝部１０４ｆの構成を示す平面図である。
【図６】図６は、溝部１０４ｆを用いた場合の本発明の実施の形態における光接続構造の平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の実装面の構成を示す平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、従来の光接続構造の各部品を展開して示す斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、従来の光接続構造の構成を示す構成図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、従来の光接続構造の導波方向に垂直な断面を示す断面図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、従来の光接続構造における各部品の実装面の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２７】
［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１における光接続構造について、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅを参照して説明する。この光接続構造は、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３、溝部１０４，スペーサ１０５を備える。例えば、第１の基板１０２は、石英系の光導波路から構成された平面光波回路が形成されているＰＬＣである。同様に、第２の基板１０３も、石英系の光導波路から構成された平面光波回路が形成されているＰＬＣである。
【００２８】
なお、図１Ａは、光接続構造の各部品である平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３を展開して示す斜視図である。また、図１Ｂは、光接続構造の構成を示す斜視図である。また、図１Ｃは、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の実装面を示す平面図、図１Ｄは、溝部１０４の構成を示す平面図、図１Ｅは、光接続構造の導波方向に垂直な断面を示す断面図である。
【００２９】
第１の基板１０２は、第１の光導波路が形成されて平板１０１の上に配置される。第２の基板１０３は、第２の光導波路が形成されて、第１の光導波路と第２の光導波路との入出射端面同士が向かい合う状態に平板１０１の上に配置される。第１の光導波路および第２の光導波路は、例えば、石英系の光導波路から構成されている。第１の基板１０２、第２の基板１０３と、平板１０１とは、各々の実装面同士で向かい合って配置される。
【００３０】
第１の基板１０２において、第１の光導波路により平面光波回路が構成されている。同様に、第２の基板１０３において、第２の光導波路により平面光波回路が構成されている。なお、この例では、平板１０１にも、平面光波回路を構成する光導波路を備える。例えば、この光接続構造の一端側から入射した入力光信号１０６が、第１の基板１０２，第２の基板１０３、および平板１０１に形成されている各光導波路を通り、光接続構造の他端から出力光信号１０７として出力される。
【００３１】
なお、平板１０１および第１の基板１０２は、図１Ｅに示すように、シリコンからなる基板部１０９と、この上に形成された酸化シリコンからなるクラッド層１１０とを備え、クラッド層１１０にコア１０８が形成されて、上述した各光導波路を構成している。また、溝部１０４は、クラッド層１１０に形成されている。第２の基板１０３も同様である。
【００３２】
また、第１の基板１０２の平板１０１に向かい合う実装面に、各々が互いに異なる方向に延在する２つの溝部１０４が形成されている。また、第２の基板１０３の平板１０１に向かい合う実装面に、各々が互いに異なる方向に延在する２つの溝部１０４が形成されている。
【００３３】
また、平板１０１の実装面には、第１の基板１０２の２つの溝部１０４と向かい合って形成された２つの溝部１０４を備える。同様に、平板１０１の実装面には、第２の基板１０３の２つの溝部１０４と向かい合って形成された２つの溝部１０４を備える。
【００３４】
ここで、本発明において、溝部１０４は、図１Ｄに示すように、主溝部１４１と主溝部１４１の延在方向に連続して形成された誘導溝部１４２とを備える。主溝部１４１は、延在方向に平面視で同一の幅とされている。一方、誘導溝部１４２は、主溝部１４１より平面視で幅の広い部分を備えている。誘導溝部１４２は、例えば、主溝部１４１との接続部分より離れるほど幅が広く形成されている部分を備える。この例で、主溝部１４１は、平面視矩形とされ、誘導溝部１４２は、平面視台形とされている。また、この例では、溝部１０４の断面形状は、矩形としている。また、この例では、溝部１０４は、全域で同じ深さとしている。
【００３５】
なお、この例では、第１の基板１０２の一方の溝部１０４は、第１の光導波路の延在方向（ｚ軸方向）に対して平行に延在している。また、第１の基板１０２の一方の溝部１０４に隣接（近設）する他方の溝部１０４は、一方の溝部の延在方向に対して垂直な方向（ｘ軸方向）に延在している。また、この例では、上述した一方の溝部１０４と他方の溝部１０４との組を２つ備えている。
【００３６】
また、第２の基板１０３の一方の溝部１０４は、第２の光導波路の延在方向（ｚ軸方向）に対して平行に延在している。また、第２の基板１０３の一方の溝部１０４に隣接（近設）する他方の溝部１０４は、一方の溝部の延在方向に対して垂直な方向（ｘ軸方向）に延在している。また、この例では、上述した一方の溝部１０４と他方の溝部１０４との組を２つ備えている。
【００３７】
なお、実施の形態１において、スペーサ１０５は、円柱とされている。上述したように、互いに向かい合って配置される２つの溝部１０４の各々に嵌合してスペーサ１０５が配置されている。ここで、図１Ｅにも示すように、スペーサ１０５の延在する方向に垂直な断面は、主溝部１４１の幅以上の直径の円形とされている。ただし、スペーサ１０５の延在する方向に垂直な断面（円形）の直径は、誘導溝部１４２の最大幅より小さく形成されている。スペーサ１０５としては、例えば、断面円形の光ファイバを用いることができる。
【００３８】
前述したように、第１の基板１０２と第２の基板１０３は、第１の基板１０２の第１の光導波路と、第２の基板１０３の第２の光導波路との入出射端面同士が向かい合う状態に平板１０１の上に配置される。これらの位置合わせに、溝部１０４とスペーサ１０５とを用いる。互いに向かい合う溝部１０４（主溝部１４１）の各々にスペーサ１０５を嵌合することで、互いの位置を合わせて固定している。
【００３９】
光接続構造では、平板１０１に、第１の基板１０２および第２の基板１０３を実装するとき、上述したようにスペーサ１０５を溝部１０４に嵌合させる必要があるが、実施の形態１によれば、溝部１０４に誘導溝部１４２を備えるようにしたので、溝部１０４へのスペーサ１０５の嵌合がより容易となる。
【００４０】
実装においては、溝部１０４の主溝部１４１にスペーサ１０５を嵌合させることで、高い位置合わせ精度を得るため、スペーサ１０５と、主溝部１４１との幅方向には、隙間がないようにしている。このため、スペーサ１０５を、直接、主溝部１４１に挿入することは容易ではなく、挿入時に高い位置精度が要求される。
【００４１】
これに対し、誘導溝部１４２は、より幅の広い部分を備えるので、高い位置精度が要求されず、より容易にスペーサ１０５が挿入できるようになる。例えば、誘導溝部１４２の最も広い部分の幅が、スペーサ１０５の断面直径より大きいものとされていれば、誘導溝部１４２に対してスペーサ１０５を挿入させることが容易である。このように、実施の形態１によれば、スペーサ１０５を、より幅の広い誘導溝部１４２から挿入して主溝部１４１に嵌合させることができるので、実装の際に要求される精度が減少し、実装の簡易化が実現できるようになる。
【００４２】
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２における光接続構造について、図２を参照して説明する。この光接続構造は、前述した実施の形態１と同様に、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３、溝部１０４を備える。実施の形態２では、複数の球から構成したスペーサ１０５ａを用いる。スペーサ１０５ａを構成する球は、例えば、鋼から構成すればよい。ここで、スペーサ１０５ａを構成する球の直径は、主溝部１４１の幅以上とされている。ただし、スペーサ１０５ａを構成する球の直径は、誘導溝部１４２の最大幅より小さく形成されている。
【００４３】
実施の形態２においても、平板１０１の上における第１の基板１０２および第２の基板１０３の位置合わせに、溝部１０４とスペーサ１０５ａとを用いる。互いに向かい合う溝部１０４（主溝部１４１）の各々にスペーサ１０５ａの各球を嵌合することで、互いの位置を合わせて固定している。
【００４４】
光接続構造では、平板１０１に、第１の基板１０２および第２の基板１０３を実装するとき、上述したようにスペーサ１０５ａの球を溝部１０４に嵌合させる必要があるが、実施の形態２においても、溝部１０４に誘導溝部１４２を備えるようにしたので、溝部１０４へのスペーサ１０５ａを構成する球の嵌合がより容易となる。
【００４５】
実装においては、溝部１０４の主溝部１４１にスペーサ１０５ａの球を嵌合させることで、高い位置合わせ精度を得るため、スペーサ１０５ａの球と、主溝部１４１との幅方向には、隙間がないようにしている。このため、スペーサ１０５ａの球を、直接、主溝部１４１に挿入することは容易ではなく、挿入時に高い位置精度が要求される。
【００４６】
これに対し、誘導溝部１４２は、より幅の広い部分を備えるので、高い位置精度が要求されず、より容易にスペーサ１０５ａの球が挿入できるようになる。例えば、誘導溝部１４２の最も広い部分の幅が、球の断面直径より大きいものとされていれば、誘導溝部１４２に対して球を挿入させることが容易である。このように、実施の形態２においても、球から構成されたスペーサ１０５ａを、より幅の広い誘導溝部１４２から挿入して主溝部１４１に嵌合させることができるので、実装の際に要求される精度が減少し、実装の簡易化が実現できるようになる。
【００４７】
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３における光接続構造について、図３Ａ，図３Ｂを参照して説明する。この光接続構造は、前述した実施の形態１と同様に、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３、溝部１０４、スペーサ１０５を備える。実施の形態３では、溝部１０４の一端が、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の端部に到達している。この例では、誘導溝部１４２の側が、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の端部に到達している。端部に到達している部分は、端部において、側面が解放されている。
【００４８】
実施の形態３においても、前述した実施の形態１と同様に、誘導溝部１４２が、より幅の広い部分を備えるので、高い位置精度が要求されず、より容易にスペーサ１０５が挿入できるようになる。また、実施の形態３では、溝部１０４の一端を、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の端部に到達させているので、スペーサ１０５の把持治具を、溝部１０４に近づけることがより容易となる。
【００４９】
［実施の形態４］
次に、本発明の実施の形態４における光接続構造について、図４を参照して説明する。この光接続構造は、前述した実施の形態１，３と同様に、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板（不図示）、主溝部１４１、スペーサ１０５を備える。なお、図４には示していないが、前述した実施の形態１と同様に、主溝部１４１には、誘導溝部が連続して形成されて溝部を構成している。また、実施の形態１，３と同様に、平板１０１および第１の基板１０２は、シリコンからなる基板部１０９と、この上に形成された酸化シリコンからなるクラッド層１１０とを備え、クラッド層１１０にコア１０８が形成されて、上述した各光導波路を構成している。また、溝部（主溝部１４１）は、クラッド層１１０に形成されている。第２の基板も同様である。
【００５０】
実施の形態４では、クラッド層１１０に形成した溝部（主溝部１４１）を、基板部１０９に到達させている。言い換えると、溝部（主溝部１４１）に、基板部１０９の表面を露出させている。よく知られているように、例えばフォトリソグラフィー技術により生成したレジストパターンをマスクとし、反応性イオンエッチングなどによりクラッド層１１０をエッチング加工することで、溝部を形成している。上述した構成では、酸化シリコンをエッチングすることになる。
【００５１】
このようなエッチングにおいては、よく知られているように、シリコンに対して酸化シリコンを選択的にエッチングすることが可能であり、シリコンの層をエッチングストップ層として用いることができる。従って、クラッド層１１０に溝を形成するエッチング加工時に、基板部１０９をエッチングストップ層とすることができる。また、このようなエッチング加工では、シリコンからなる基板部１０９はほとんどエッチングされないので、溝の底部となる基板部１０９の表面は、高い平坦性が維持されている。この結果、実施の形態４によれば、溝の底面は、より平滑な平面となる。この結果、スペーサ１０５の挿入時に、スペーサ１０５を容易に滑らせることができ、スペーサ１０５の挿入がより容易となる。
【００５２】
ところで、図５Ａに示すように、溝部１０４ａは、主溝部１４１と誘導溝部１４２ａとから構成してもよい。誘導溝部１４２ａは、主溝部１４１より平面視で幅の広い部分を備え、主溝部１４１より離れるほど幅が広く形成されている。この例では、誘導溝部１４２ａの側部が、平面視で曲線で構成されている。
【００５３】
また、図５Ｂに示すように、溝部１０４ｂは、主溝部１４１と誘導溝部１４２ｂとから構成してもよい。誘導溝部１４２ｂは、主溝部１４１より平面視で幅の広い部分を備え、主溝部１４１より離れるほど幅が広く形成されている。この例でも、誘導溝部１４２ｂの側部は、平面視で曲線で構成されている。
【００５４】
また、図５Ｃに示すように、溝部１０４ｃは、主溝部１４１と誘導溝部１４２ｃとから構成してもよい。誘導溝部１４２ｃは、主溝部１４１より平面視で幅の広い部分を備え、主溝部１４１より離れるほど幅が広く形成されている部分を備える。この例では、誘導溝部１４２ｃが、平面視で、楕円形とされている。この楕円の中心は、平面視で、主溝部１４１の延在方向中心軸の上に配置されている。また、この楕円は、長軸の長さが主溝部１４１の幅より長くされている。なお、誘導溝部は、平面視で円形とされていてもよい。この場合、やはり円の中心が、平面視で、主溝部１４１の延在方向中心軸の上に配置され、円の直径が、主溝部１４１の幅より長くされていればよい。
【００５５】
また、図５Ｄに示すように、溝部１０４ｄは、主溝部１４１と誘導溝部１４２ｄとから構成してもよい。誘導溝部１４２ｄは、主溝部１４１より平面視で幅の広い部分を備え、主溝部１４１より離れるほど幅が広く形成されている。この例では、誘導溝部１４２ｃが、平面視で、五角形とされている。
【００５６】
また、図５Ｅに示すように、溝部１０４ｅは、主溝部１４１と、２つの誘導溝部１４２ｅとから構成してもよい。２つの誘導溝部１４２ｅは、主溝部１４１の延在方向両端に接続している。この場合においても、２つの誘導溝部１４２ｅの各々は、主溝部１４１より離れるほど幅が広く形成されている。
【００５７】
また、図５Ｆに示すように、溝部１０４ｆは、主溝部１４１と誘導溝部１４２ｆとから構成してもよい。誘導溝部１４２ｆは、主溝部１４１より平面視で幅の広い部分を備える。この例では、誘導溝部１４２ｆが、主溝部１４１より、ある点までは離れるにつれて、徐々に幅が広くなり、ある点からは徐々に幅が狭くなっている。この例では、誘導溝部１４２ｆが、平面視で正方形の一部から構成され、この正方形の対角線の一方が、主溝部１４１の延在方向と直交している。
【００５８】
ここで、溝部１０４ｆは、前述した実施の形態３と同様に、溝部１０４ｆの誘導溝部１４２ｆ側の一端を、平板１０１、第１の基板１０２、第２の基板１０３の端部および角部に到達させて配置してもよい（図６参照）。
【００５９】
以上に説明したように、本発明によれば、溝部を、延在方向に平面視で同一の幅とした主溝部と、主溝部より平面視で幅の広い誘導溝部とから構成したので、溝とスペーサとを用いた位置合わせで、溝に対してより容易にスペーサが配置できるようになる。
【００６０】
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、図５Ａ〜図５Ｆを用いて説明した全ての溝部は、前述した全ての実施の形態に組み合わせて用いることができる。
【００６１】
本発明の光接続構造は、光接続構造に対する入力信号光がどのような形で入力されるか、あるいは出力信号光がどのような形で出力されるかについては特に限定しない。例えば、入力信号光であれば、空間光学系による入力、光ファイバブロック接着を介した光ファイバによる入力、平面光波回路の端面に光信号入力面が存在せず平面光波回路上や内部に配置されたレーザーダイオードなどの発光素子・変調素子からの入力、などの任意の方式を用いて構わない。また、出力信号光であれば、空間光学系による出力、光ファイバブロック接着を介した光ファイバによる出力、平面光波回路の端面に光信号出力面が存在せず平面光波回路上や内部に配置されたフォトダイオードなどの受光素子への出力、などの任意の方式を用いて構わない。
【００６２】
また、本発明では、光接続構造を構成する平面光波回路が、どのような光回路を持つかにつては特に限定しない。上述した説明で用いた光回路は、単純な直線光導波路から構成した、あくまで例示であり、これに限定するものではない。光接続構造技術ならびに本発明は、光回路の種類や構成に対して独立したものとなっている。
【００６３】
さらに、上述した説明では、スペーサを、光ファイバや鋼球から構成したが、これに限るものではなく、溝部（主溝部）と適切に嵌合するのであれば、他の形状、他の部材を用いてもかまわない。具体的には、スペーサの材料としてはガラス・金属・セラミック・ポリマーなどを任意に採用することがでる。形状としては、円柱・球に限らず、円筒・台形・多角柱・ラグビーボール形状などでも任意に採用することができる。
【００６４】
また、上述では、平面光波回路の材料をシリコン系としたが、これに限るものではなく、材料系は任意に選択できる。例えば、光導波路は、石英系に限らず、コアをシリコンなどの半導体，化合物半導体から構成してもよい。例えば、ＴａＯ2／ＳｉＯ2系やニオブ酸リチウム系といった誘電体材料系の材料による光導波路構造を持つ平面光波回路や、シリコンフォトニクス材料系による平面光波回路などを任意に採用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１０１…平板、１０２…第１の基板、１０３…第２の基板、１０４…溝部、１０５…スペーサ、１０６…入力光信号、１０７…出力光信号、１０８…コア、１０９…基板部、１１０…クラッド層、１４１…主溝部、１４２…誘導溝部。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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