(57)【要約】【課題】挿入損失を抑制して性能を改善した光導波路フィルタ、及び、該光導波路フィルタを用いた光源装置を提供する。【解決手段】光導波路フィルタ１０は、第１誘電体１１と第２誘電体１４とを有する。第１誘電体１１は、入力部１２及び出力部１３の間で第１方向（ｘ軸方向）に延びる。第１誘電体１１は、第１方向及び第１方向に交差する第２方向（ｙ軸方向）に沿う第１面１１ａ及び第２面１１ｂを有し、第１面１１ａ及び第２面１１ｂの間を貫通する複数の孔部１５であって、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有する孔部１５が第１方向に並んで設けられる。第２誘電体１４は、第１誘電体１１の少なくとも第１面１１ａ及び第２面１１ｂを覆い、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部及び出力部の間で第１方向に延びる第１誘電体であって、前記第１方向及び該第１方向に交差する第２方向に沿う第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する複数の孔部であって、前記第１誘電体よりも低い比誘電率を有する該孔部が前記第１方向に並んで設けられる、第１誘電体と、
前記第１誘電体の少なくとも第１面及び第２面を覆う、前記第１誘電体よりも低い比誘電率を有する第２誘電体と、
を備える光導波路フィルタ。
【請求項２】
前記孔部は、第３誘電体が充填されている請求項１に記載の光導波路フィルタ。
【請求項３】
前記第１誘電体は、前記第２方向の幅が一定である請求項１または２に記載の光導波路フィルタ。
【請求項４】
前記入力部と前記出力部との間で、主電界の方向が前記第２方向である所定波長領域の光を、選択的に伝搬させる請求項１から３の何れか一項に記載の光導波路フィルタ。
【請求項５】
前記所定波長の光を単一モード光として伝搬する、請求項４に記載の光導波路フィルタ。
【請求項６】
前記第２誘電体は、前記第１面側に設けられた第１層と、前記第２面側に設けられた第２層とを含む、請求項１から５の何れか一項に記載の光導波路フィルタ。
【請求項７】
前記第１層及び前記第２層は、空気よりも高い比誘電率を有する請求項６に記載の光導波路フィルタ。
【請求項８】
前記第１誘電体及び前記第２誘電体を、少なくとも部分的に取り囲む第４誘電体を有する、請求項１から７の何れか一項に記載の光導波路フィルタ。
【請求項９】
前記第１誘電体及び前記第２誘電体は、少なくとも部分的に、空気、真空、又は、前記第１誘電体よりも誘電率の低い液体に囲まれる、請求項１から７の何れか一項に記載の光導波路フィルタ。
【請求項１０】
前記入力部に接続された接続用光導波路を備え、該接続用光導波路は、前記第１誘電体と略等しい比誘電率を有し、且つ、前記第１誘電体との接続部において前記第１誘電体と前記第２方向の幅が略等しいコアを有する、請求項１から９の何れか一項に記載の光導波路フィルタ。
【請求項１１】
入力部及び出力部の間で第１方向に延びる第１誘電体であって、前記第１方向及び該第１方向に交差する第２方向に沿う第１面及び第２面を有し、前記第１面及び前記第２面の間を貫通する複数の孔部であって、前記第１誘電体よりも低い比誘電率を有する該孔部が前記第１方向に並んで設けられる、第１誘電体、及び、前記第１誘電体の少なくとも第１面及び第２面を覆う、前記第１誘電体よりも比誘電率が低い第２誘電体を含む光導波路フィルタと、
前記入力部に光学的に接続される光源と
を備える光源装置。
【請求項１２】
前記光源に電力を供給する電源をさらに備える請求項１１に記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光導波路フィルタ、及び、光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造用の微細加工技術を利用することにより、小型で集積化可能な光導波路フィルタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。光導波路フィルタは、導波路の構造に周期性を持たせることにより、伝搬する光に周期的な摂動を与える。光導波路フィルタは、この周期的摂動より発生するブラッグ反射により、波長選択性を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７００１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光導波路フィルタは、入力部と出力部との間で、光導波路の構造に起因する損失が少ないことが好ましい。
【０００５】
本開示の目的は、挿入損失を抑制した良好な性能を有する光導波路フィルタ、及び、該光導波路フィルタを用いた光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の光導波路フィルタは、第１誘電体と第２誘電体とを含む。第１誘電体は、入力部及び出力部の間で第１方向に延びる。第１誘電体は、第１方向及び該第１方向に交差する第２方向に沿う第１面及び第２面を有する。第１誘電体は、第１面及び第２面の間を貫通する複数の孔部であって、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する孔部が第１方向に並んで設けられる。第２誘電体は、第１誘電体の少なくとも第１面及び第２面を覆う。第２誘電体は、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する。
【０００７】
本開示の光源装置は、光導波路フィルタと光源とを有する。光導波路フィルタは、第１誘電体と第２誘電体とを含む。第１誘電体は、入力部及び出力部の間で第１方向に延びる。第１誘電体は、第１方向及び該第１方向に交差する第２方向に沿う第１面及び第２面を有する。第１誘電体は、第１面及び第２面の間を貫通する複数の孔部であって、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する孔部が第１方向に並んで設けられる。第２誘電体は、第１誘電体の少なくとも第１面及び第２面を覆う。第２誘電体は、第１誘電体よりも低い比誘電率を有する。光源は、入力部に光学的に接続される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、挿入損失を抑制した良好な性能を有する光導波路フィルタ、及び、該光導波路フィルタを用いた光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る光導波路フィルタの斜視図である。
【図２】図１の光導波路フィルタの正面図である。
【図３】図１の光導波路フィルタの側面図である。
【図４】図１の光導波路フィルタの図２，３におけるＡ−Ａ’断面図（ｘｙ平面による断面図）である。
【図５】図１の光導波路フィルタの図４におけるＢ−Ｂ'断面図（ｙｚ平面による断面図）である。
【図６】第４誘電体により覆われた図１の光導波路フィルタを示す斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る光導波路フィルタのｘｙ平面による断面図である。
【図８】図７の光導波路フィルタのｙｚ平面による断面図である。
【図９】実施例に係る光導波路フィルタの寸法を示す正面図である。
【図１０】実施例に係る光導波路フィルタの寸法を示す断面図である。
【図１１】実施例に係る光導波路フィルタの透過係数Ｓ２１及び反射係数Ｓ１１を示す図である。
【図１２】光源と光導波路フィルタとを組み合わせた光源装置の一実施形態を示す図である。
【図１３】接続用光導波路を有する光導波路フィルタの一実施形態を示す正面図である。
【図１４】接続用光導波路を有する光導波路フィルタの他の一実施形態を示す正面図である。
【図１５】第１実施形態及び第２実施形態とは異なる構成の光導波路フィルタの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
【００１１】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、一実施形態に係る光導波路フィルタ１０について説明する。
【００１２】
図１の斜視図及び図２の正面図に示すように、光導波路フィルタ１０は、第１方向に延びる第１誘電体１１を有する。第１方向は、各図面においてｘ軸方向として示される。光導波路フィルタ１０を伝搬する光は、主として第１誘電体１１内を伝搬する。第１誘電体１１のｘ軸方向における両端面は、入力部１２及び出力部１３となっている。光導波路フィルタ１０により波長選択される正規の光は、入力部１２から入射して、出力部１３から出力される。入力部１２は第１ポートと呼ばれうる。出力ポートは第２ポートと呼ばれうる。本願において「光」は、可視光及び近赤外光を含むがこれに限られない。「光」は、遠赤外線からＸ線までの波長の電磁波を含みうる。
【００１３】
第１誘電体１１は、図３の側面図及び図５の断面図からもわかるように、第１方向に交差する断面の外周形状が略矩形形状となっている。第１方向に交差する断面は、第１方向に直交する断面を含む。第１誘電体１１は、第１方向及び第１方向に交差する第２方向に沿う互いに対向する第１面１１ａ及び第２面１１ｂを有する。第２方向は、各図面においてｙ軸方向として示される。また、第１方向及び第２方向に交差する方向を第３方向と呼ぶ。第３方向は、各図面においてｚ軸方向として示される。第１誘電体１１は、第１方向及び第３方向に沿う互いに対向する第３面１１ｃ及び第４面１１ｄを有する。第１方向、第２方向及び第３方向は互いに直交してよい。第１誘電体１１は、第３方向に比べ第２方向に長い寸法を有してよい。
【００１４】
以下において、第１方向、第２方向及び第３方向は、それぞれ、ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向として記載する。ｘ軸方向、ｙ軸方向及びｚ軸方向の長さを、それぞれ「幅」、「奥行き」、「高さ」と呼ぶことがある。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の原点は、第１誘電体１１の中心にあるものとする。第１誘電体１１の中心を通りｘ軸方向及びｙ軸方向に平行な面は、ｘｙ平面と呼ばれる。第１誘電体１１の中心を通りｙ軸方向及びｚ軸方向に平行な面は、ｙｚ平面と呼ばれる。第誘電体１１の中心を通りｚ軸方向及びｘ軸方向に平行な面は、ｚｘ平面と呼ばれる。
【００１５】
図１から図３に示すように、第１誘電体１１の第１面１１ａ側及び第２面１１ｂ側に接して、第２誘電体の第１層１４ａ及び第２層１４ｂが、それぞれ、第１面１１ａ及び第２面１１ｂを覆うように配置される。以下において、第２誘電体の第１層１４ａ及び第２層１４ｂを適宜まとめて第２誘電体１４として表記する。第２誘電体１４の第１層１４ａと第２層１４ｂとは、同じ材料で構成されてよく、異なる材料で構成されてよい。光導波路フィルタ１０は、少なくとも２種類の誘電体材料から構成されうる。光導波路フィルタ１０は、第１誘電体１１及び、第１誘電体１１を挟む第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂからなる３層構造を有してよい。
【００１６】
第１誘電体１１に比べ、第２誘電体１４は比誘電率の低い材料により構成される。第１誘電体１１と第２誘電体１４との材料は、使用する波長領域で光透過性が高く、誘電率差を生じる材料であれば限定されない。第１誘電体１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）とすることができる。第２誘電体１４は、例えば、石英ガラス（ＳｉＯ２）とすることができる。シリコンの比誘電率は、約１２．０、石英ガラスの比誘電率は２．０〜２．４である。第１誘電体１１と第２誘電体１４との組み合わせは、シリコンと石英ガラスとに限られない。光導波路フィルタ１０が適用される光の波長等の条件に応じて、適宜材料を選択することができる。シリコンの吸収端波長は約１．１μｍ（マイクロメートル）であり、波長１．２μｍ〜６μｍの近赤外波長においては低損失である。したがって、シリコンの第１誘電体１１及び石英ガラスの第２誘電体１４により構成される光導波路は、光通信において使用される波長１．３μｍ帯及び１．５５μｍ帯の光を低損失で伝搬させることができる。後述する孔部１５が設けられていない部分で、第１誘電体１１は、光導波路のコアとして機能する。第２誘電体１４は、光導波路のクラッドとして機能する。
【００１７】
第１誘電体１１及び第２誘電体１４により形成される光導波路フィルタ１０は、単一モードでの導波条件を満たしてよい。光導波路フィルタ１０が単一モードでの導波条件を満たす場合、伝達される信号の波形の崩れが少ない。したがって、単一モードでの導波条件を満たす光導波路フィルタ１０は、光通信用途に特に適している。
【００１８】
第１誘電体１１の比誘電率は、ｚ軸方向に空間的に一定でなくてもよい。例えば、第１誘電体１１の比誘電率は、ｚ軸方向の中央部が高く中央部から離れた両側端が低くなっていてよい。第１誘電体１１は、グレーデッド・インデックス型光ファイバと同様の原理により、光を伝搬させることができる。
【００１９】
図１、図４及び図５に示すように、第１誘電体１１の第１面１１ａと第２面１１ｂとの間には、複数の孔部１５がｘ軸方向に並んで設けられている。孔部１５の数は、２以上の任意の数としうる。図５に示すように、孔部１５は、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂに設けられた孔部に連なってよい。すなわち、孔部１５は、第２誘電体１４の第１層１４ａの上面から第２層１４ｂ下面まで、貫通するように一体的に設けられてよい。孔部１５には、第３誘電体１７が充填されてよい。第３誘電体１７は、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有する。
【００２０】
各孔部１５は、ｚ軸方向に沿う柱状としうる。孔部１５は、ｘｙ平面による断面形状を、各辺がｘ軸方向及びｙ軸方向に延びる矩形形状とすることができる。この場合の孔部１５の形状は、四角柱状である。孔部１５全体の形状は、四角柱状に限られず、円柱状、三角柱状等種々の形状とすることができる。
【００２１】
複数の孔部１５は、同一形状を有しｘ軸方向に周期的に配列しうる。例えば、図１、図４に示されるように孔部１５が四角柱の形状の場合、ｘ軸方向の幅及びｙ軸方向の奥行きが等しい孔部１５が、ｘ軸方向に等間隔で配列されうる。このように、同一形状の複数の孔部１５が周期的に配列された場合、光導波路フィルタ１０は、ブラッグ回折格子を構成しうる。第１誘電体１１の入力部１２から入力された光のうち、ブラッグ反射条件を満たす波長の光は光導波路フィルタ１０で反射され入力部１２に戻る。他の波長の光は、光導波路フィルタ１０を透過して出力部１３から出力される。
【００２２】
複数の孔部１５は、同一形状且つ周期的に配列されると特定の波長に対して特性を発現するが、そのようなものに限られない。透過率および反射率の波長特性に波長幅を持たせる等の調節をするために、複数の孔部１５は、同一形状及び同一周期から意図的にずらして構成されうる。例えば、図１及び図４に示されるように、孔部１５が四角柱の形状の場合、所望のフィルタ特性に基づいて、各孔部１５のｘ軸方向の幅および隣接する孔部１５の間の間隔が設計されうる。
【００２３】
孔部１５は、ｚ軸方向に沿う方向に見たとき、第１誘電体１１の内側に位置する。言い換えれば、孔部１５は第３面１１ｃ及び／又は第４面１１ｄに接していない。したがって、第１誘電体１１は、ｚｘ平面に平行な側面のｘ軸方向に沿う方向に段差が無く、ｙ軸方向の幅が一定である。
【００２４】
図６に示すように、光導波路フィルタ１０は、例えばシリコン又は石英ガラスから成る基板１８上に形成されｙ軸方向の側面及びｚ軸方向の上部を第４誘電体１９に囲まれていてよい。すなわち、光導波路フィルタ１０は、ｘ軸方向の周りに少なくとも部分的に第４誘電体１９により取り囲まれていてよい。第４誘電体１９は、第１誘電体１１よりも低い比誘電率を有してよい。第４誘電体１９は、第２誘電体１４及び／又は第３誘電体１７と同じ材料で構成されてよい。例えば、第４誘電体１９は、石英ガラス、ポリマー材料等としうる。第４誘電体１９に代えて、光導波路フィルタ１０のｙ軸方向の側面及びｚ軸方向の上部に存在する、空気、その他の気体又は真空が、誘電体としての働きをしてもよい。すなわち、光導波路フィルタ１０は、空気中或は真空中、第１誘電体よりも誘電率の低い液体中に配置されてもよい。
【００２５】
以上のような構成により、光導波路フィルタ１０は、所定の波長領域の光を選択的に伝搬させる。以下に、光導波路フィルタ１０の作用を説明する。
【００２６】
動作状態において、入力部１２には、主電界方向がｙ軸方向の所定の波長領域の直線偏光が入射される。図１において主電界Ｅの方向、及び、これに直交する磁界Ｈの方向（ｚ軸方向）を示す。第１誘電体１１は、所定の波長領域の光に対する透過性を有する。この光は、第１誘電体１１と第２誘電体１４との間の界面において、屈折率差により全反射しながら、第１誘電体１１の長手方向であるｘ軸方向に伝搬される。また、第１誘電体１１は、ｚ軸方向の高さが伝搬する光の波長よりも短い。そのため、光導波路フィルタ１０を伝搬する光の一部は、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂに染み出す。第２誘電体１４は、比誘電率が第１誘電体１１の比誘電率よりも低く、光導波路フィルタ１０の外部の比誘電率（空気の場合約１）よりも高い。これにより、第２誘電体１４は、ｚ軸方向の光の漏れを抑制し、光導波路フィルタ１０の外部への放射によるエネルギーの損失を抑制する。
【００２７】
入力部１２から入力された光は、ｘ軸方向に同一形状で周期的に配列された複数の孔部１５、または、ｘ軸方向に同一形状で周期的な配列からずらして配列された複数の孔部１５によって、一部の波長領域の光が反射され入力部１２に戻る。一方、入力部１２から入力された光の他の波長領域の光が透過され、出力部１３から出力される。このようにして、光導波路フィルタ１０は、波長選択性を有しフィルタとして機能する。
【００２８】
光導波路フィルタ１０は、ｚ軸方向に沿う方向から見た孔部１５が第１誘電体１１の内側に位置する。すなわち、フィルタ機能をもたらす構造要素が、ｘｙ面内で第１誘電体１１の外部と直接繋がっていない。このため、フィルタ機能を実現するための構造により生じる、外部への放射を抑制することができる。
【００２９】
第１誘電体１１の第３面１１ｃ及び第４面１１ｄに凹凸があり、第１誘電体１１の主電界方向（ｙ軸方向）の幅が光の伝搬方向（ｘ軸方向）に沿って変化すると、光が、この凹凸の部分で境界を越えながら伝播することになる。このため、第１誘電体１１内を伝搬してきた光の一部は、第１誘電体１１の外部へ放射される。例えば、孔部１５に代えて、第１誘電体１１の第３面１１ｃ及び／又は第４面１１ｄに切り欠きを設けた場合、又は、第１誘電体１１をｘ軸方向に不連続となるように切断した場合、主電界方向の幅が不連続に変化する部分からの放射による挿入損失が生じうる。
【００３０】
本開示の一実施形態に係る光導波路フィルタ１０では、第１誘電体１１の第３面１１ｃおよび第４面１１ｄに凹凸がなく、平坦な形状となっているので、放射が生じにくく挿入損失が低く抑えられる。これにより、光導波路フィルタ１０は、挿入損失の少ない良好な性能を有する。
【００３１】
（第２実施形態）
図７及び図８を参照して、第２実施形態に係る光導波路フィルタ２０を説明する。光導波路フィルタ２０は、第１実施形態の光導波路フィルタ１０と類似する構造を有する。光導波路フィルタ２０は、第３誘電体１７として、第２誘電体１４と同じ材料を用いる。図８に示すように、第２誘電体１４と第３誘電体１７は、一体となって形成されてよい。第１誘電体１１は、例えば、シリコンであり。第２誘電体１４及び第３誘電体１７は、例えば、石英ガラスにより形成される。
【００３２】
第２実施形態に係る光導波路フィルタ２０は、第１実施形態に係る光導波路フィルタ１０よりも構造が単純で、製造が容易である。一例として、第１誘電体１１は、数百ｎｍ（ナノメートル）から数μｍのｙ軸方向の奥行きを有しうる。一例として、第１誘電体１１の孔部１５は、数十ｎｍから数百ｎｍの寸法を有しうる。このような構造は、半導体製造用の微細加工技術を用いて作製することができる。例えば、石英ガラス上にシリコン層を有するＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板に対して、フォトレジスト等をマスクにしてドライエッチングにより、孔部１５を含むシリコンの構造が形成されうる。このシリコンの構造に対して孔部１５の部分も含めて石英ガラスが堆積される。これによって、第１誘電体１１のシリコン層と２つの第２誘電体１４の石英ガラス層を有する３層構造が作製されることができる。
【００３３】
［実施例］
具体的な寸法を有する第２実施形態に係る光導波路フィルタ２０について、挿入損失（Ｉ．Ｌ．：insertion loss）の周波数特性を有限要素法によるシミュレーションにより求めた実施例について説明する。周波数特性は、波長特性に変換することができる。図９の正面図及び図１０のｘｙ平面による断面図は、このシミュレーションに用いた各部の寸法を示す。
【００３４】
図９に示すように、第１誘電体１１のｚ軸方向の高さ（ｈ１）は０．０８μｍ、光導波路フィルタ２０のｚ軸方向の全体の高さ（ｈ２）は、０．６μｍである。また、図１０に示すように、第１誘電体１１のｙ軸方向の奥行き（ｄ１）は、０．９５μｍである。第１誘電体１１には５つの矩形の孔部１５（第１孔部１５ａ〜第５孔部１５ｅ）が設けられている。各孔部１５のｙ軸方向の奥行き（ｄ２）は、０．７５μｍである。第１孔部１５ａ及び第５孔部１５ｅのｘ軸方向の幅（ｗ１，ｗ５）は、０．１１μｍである。第２孔部１５ｂ及び第４孔部１５ｄのｘ軸方向の幅（ｗ２，ｗ４）は、０．１８μｍである。第３孔部１５ｃのｘ軸方向の幅（ｗ３）は、０．１９μｍである。各孔部の間のｘ軸方向の間隔（ｉｎｔ）は、全て等しく０．２５μｍである。有限要素法によるシミュレーションで用いた第１誘電体１１の比誘電率は１２である。第２誘電体１４及び第３誘電体１７は、比誘電率が２の同じ誘電体材料で形成される。また、これらが第４誘電体１９として比誘電率１の空気により外周を囲まれているものとした。
【００３５】
図１１は、有限要素法によるシミュレーションにより得られた光導波路フィルタ２０の透過係数Ｓ２１及び反射係数Ｓ１１を示す。透過係数Ｓ２１は、入力部１２（ポート１）から入射した所定波長の光に対する、出力部１３（ポート２）から出射した所定波長の光の強度を示す。反射係数Ｓ１１は、入力部１２（ポート１）から入射した所定波長の光に対する、反射により入力部１２（ポート１）から出射した所定波長の光の強度を示す。図１１のグラフの横軸は、テラヘルツ（ＴＨｚ）単位で表された周波数である。図１１のグラフの縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で表された減衰率である。図１１のグラフの横軸の略中央に位置する２００ＴＨｚは、波長１．５μｍの近赤外波長に対応する。光導波路フィルタ２０は、これよりも低周波数（長波長）側で透過光の減衰が略０となっている。
【００３６】
本実施例の光導波路フィルタ２０は、各孔部１５のｘ軸方向の幅を僅かに異ならせることによって、狭い周波数領域で周波数の変化に対し急峻なピークを有する反射を生じさせず、各孔部１５が等幅の場合と比べ、幅広い周波数領域の光を反射または透過させる。その結果、周波数２００ＴＨｚ付近以下の相対的に広い周波数領域の光を透過させるローパスフィルタとして機能している。このように、孔部１５の寸法、形状、間隔、個数等を適宜選択することによって、所望の波長選択特性を有する光導波路フィルタ２０が設計されうる。
【００３７】
（第３実施形態）
本開示の光導波路フィルタ１０又は２０は、光源と組み合わせて光源装置として使用しうる。図１２を参照して、第３実施形態として本開示の光導波路フィルタ１０，２０を用いた光源装置３０の一例について説明する。この光源装置３０は、光導波路フィルタ１０，２０と、光源である半導体レーザ３１と、レンズ３２と、半導体レーザ３１に電力を供給する電源３３とを含む。半導体レーザ３１は、例えば、ＬＤ（Laser Diode）またはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）を使用しうる。半導体レーザ３１は、光導波路フィルタ１０，２０が形成される基板と同じ基板上に形成されてよい。
【００３８】
レンズ３２は、半導体レーザ３１から出射した光を光導波路フィルタ１０，２０の入力部１２に集光させる。レンズ３２の形状は特に限定されないが、小球レンズ、両凸レンズ、平凸レンズ等を採用しうる。レンズ３２には、伝搬される光の波長に対して光透過性の材料が用いられる。
【００３９】
半導体レーザ３１は、レンズ３２を介して光導波路フィルタ１０，２０の入力部１２に光学的に接続される。半導体レーザ３１、レンズ３２、及び光導波路フィルタ１０，２０は、位置ずれを生じないように相互の位置関係が固定される。半導体レーザ３１、レンズ３２及び光導波路フィルタ１０，２０は、同一の基板上に一体的に集積されてよい。半導体レーザ３１は、直線偏光の光を主電界方向がｙ軸方向となるように入力部１２に入射させる。他の実施形態に係る光源装置３０では、レンズ３２を設けずに、半導体レーザ３１から出射した光を直接入力部１２に入射させてよい。
【００４０】
半導体レーザ３１から光導波路フィルタ１０，２０への光の入力方法は、半導体レーザ３１の光を直接またはレンズ３２を介して光導波路フィルタ１０，２０に入射させる方法に限られない。半導体レーザ３１と光導波路フィルタ１０，２０とを光ファイバを介して結合させてよい。光ファイバの光を光導波路フィルタ１０，２０に結合させる方法としては、種々の方法が知られている。そのような方法は、自由空間を、レンズ等を介して接続する方法、光ファイバの出射面と光導波路フィルタ１０，２０の入力部１２とを直接突き合わせる方法、接続用の導波路を用いる方法、等を含む。
【００４１】
本実施形態に係る光源装置３０は、半導体レーザ３１と光導波路フィルタ１０，２０とを有するので、半導体レーザ３１の出射するレーザ光の波長領域から、光導波路フィルタ１０，２０により選択された波長の光を出射させることができる。
【００４２】
（第４実施形態）
光導波路フィルタ１０，２０の第１誘電体１１の寸法、特に、ｚ軸方向の厚さが薄いとき、光導波路フィルタ１０，２０は、コアのｚ軸方向の厚さが第１誘電体１１の厚さよりも厚い接続用光導波路４０を有してよい。図１３に第４実施形態として、接続用光導波路４０を備えた光導波路フィルタ１０，２０を示す。
【００４３】
図１３に一例を示すように、接続用光導波路４０は、コア４１とクラッド４２とを含む。コア４１は、第１誘電体１１と略等しい比誘電率を有する。コア４１は、第１誘電体１１と同じ材料で形成されてよい。クラッド４２は、コア４１よりも低い比誘電率を有する。クラッド４２は、第２誘電体１４と同じ材料で形成されてよい。接続用光導波路４０のｙｚ平面による断面の外周の形状は、矩形状としうる。接続用光導波路４０のコア４１は、第１誘電体１１の入力部１２の端面と接する。
【００４４】
接続用光導波路４０の第１誘電体１１の入力部１２との接続部において、コア４１の主電界方向であるｙ軸方向の幅は、第１誘電体１１のｙ軸方向の幅と略等しい。ｙ軸方向の幅を等しくすることによって、光を伝搬するコア４１及び第１誘電体１１の主電界方向（ｙ軸方向）の幅が、コア４１と入力部１２との界面で不連続に変化して、放射により損失が生じることを抑制することができる。これにより、光導波路フィルタ１０，２０は、外部の光源または光ファイバから直接入力部１２に光を受けるよりも低い接続損失で光を受けることができる。
【００４５】
図１４に他の実施形態を示すように、接続用光導波路４３のコア４４は、入力部１２に向けてｚ軸方向に狭くなるテーパ形状とすることができる。このようにすることによって、接続用光導波路４３に入射した主電界Ｅの方向がｙ方向の光を、第１誘電体１１内を伝搬される光のモードにより整合させることができる。これによって、接続用光導波路４３から、入力部１２を介して第１誘電体１１に光が入射するときのモード不整合による損失の発生を低減することができる。
【００４６】
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。
【００４７】
例えば、第１実施形態において、孔部１５は、第１誘電体１１、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂを貫通していた。しかし、図１５にｙｚ平面による断面図を示すように、孔部１５は第１誘電体１１のみに設けられてよい。この場合、第３誘電体１７は、第１誘電体１１の孔部１５の内側のみに設けられる。
【００４８】
また、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第２層１４ｂは、同じ材料に限られず、異なる材料により構成されてよい。例えば、第１誘電体１１及び第２誘電体１４の第２層１４ｂは固体の誘電体材料により形成され、第２誘電体１４の第１層１４ａ及び第３誘電体１７を空気又は他の気体とすることも可能である。第２誘電体１４の第１層１４ａに空気を用いた場合、空気よりも比誘電率が高く、第１誘電体１１よりも比誘電率が低い誘電体を用いた場合に比べ、光導波路フィルタ１０，２０が、伝搬される光を閉じ込める効果が低くなる。しかし、その場合でも、光導波路フィルタ１０，２０は、フィルタとして機能することが可能である。
【００４９】
光源装置３０において、光源と光導波路フィルタとを接続する方法は、上記実施形態に説明したものに限られない。種々の公知の方法を採用することができる。例えば、光源からの光を屈折率の高いカップリングプリズムを用いて光導波路内に結合させる方法、接続用光導波路と光導波路フィルタの入力部近傍を平行に近接させて、接続用光導波路からエバネッセント場により放出される光を用いる方法等、が挙げられる。
【００５０】
本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１誘電体１１は、第２誘電体１４と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈の根拠に利用してはならない。
【００５１】
本開示において、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５２】
１０，２０    光導波路フィルタ
１１    第１誘電体
１１ａ    第１面
１１ｂ    第２面
１１ｃ    第３面
１１ｄ    第４面
１２    入力部
１３    出力部
１４    第２誘電体
１４ａ    第１層
１４ｂ    第２層
１５    孔部
１７    第３誘電体
１８    基板
１９    第４誘電体
３１    半導体レーザ
３２    レンズ
３３    電源
４０    光導波路
４１    コア
４２    クラッド
４３    光導波路
４４    コア
４５    クラッド
【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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【図１５】
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