(57)【要約】      （修正有）【課題】光ファイバからの入力光の偏波状態を簡易に確認及び調整できる光導波路素子、及び偏波調整方法を提供する。【解決手段】光導波路素子１００は、直列に接続された入力ポート３１及び偏波分離部３３、並びに偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３を含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コア３０と、光導波路コアを包含するクラッドとを備えている。入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を偏波分離部へ送る。偏波分離部は、入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を第１出力ポートへ、他方を第２出力ポートへ、それぞれ送る。第１出力ポート及び第２出力ポートは、それぞれ偏波分離部から送られる光を基準面と交差する方向に出力する。【選択図】図１
2019138955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに該偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送り、
前記偏波分離部は、前記入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を前記第１出力ポートへ、他方を前記第２出力ポートへ、それぞれ送り、
前記第１出力ポート及び前記第２出力ポートは、それぞれ前記偏波分離部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力する
ことを特徴とする光導波路素子。
【請求項２】
前記偏波分離部と前記第２出力ポートとの間に、他方の偏波光を一方の偏波光に変換する偏波回転部がさらに形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項３】
直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに該偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力部及び第２出力部を含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送り、
前記偏波分離部は、前記入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を前記第１出力部へ、他方を前記第２出力部へ、それぞれ送り、
前記第１出力部は、それぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の第１分岐部及び第１出力ポートを含み、
ｍ個の前記第１分岐部は直列に接続されており、かつ各前記第１分岐部には、前記第１出力ポートが１つずつ接続されており、
ｋ番目の（ｋはｋ≦ｍ−１の整数）の前記第１分岐部は、光をｎ分岐（ｎは２以上の整数）し、ｎ分岐された１つの光をｋ＋１番目の前記第１分岐部に送り、他の１つの光を当該ｋ番目の第１分岐部と接続された前記第１出力ポートに送り、
ｍ番目の前記第１分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光を当該ｍ番目の第１分岐部と接続された前記第１出力ポートに送り、
前記第２出力部は、それぞれｍ個の第２分岐部及び第２出力ポートを含み、
ｍ個の前記第２分岐部は直列に接続されており、かつ各前記第２分岐部には、前記第２出力ポートが１つずつ接続されており、
ｋ番目の前記第２分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光をｋ＋１番目の前記第２分岐部に送り、他の１つの光を当該ｋ番目の第２分岐部と接続された前記第２出力ポートに送り、
ｍ番目の前記第２分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光を当該ｍ番目の第２分岐部と接続された前記第２出力ポートに送り、
各前記第１出力ポートは、それぞれ前記第１分岐部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力し、
各前記第２出力ポートは、それぞれ前記第２分岐部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力する
ことを特徴とする光導波路素子。
【請求項４】
前記偏波分離部と最も前段の前記第２分岐部との間に、他方の偏波光を一方の偏波光に変換する偏波回転部がさらに形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光導波路素子。
【請求項５】
直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに該偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力部及び第２出力部を含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送り、
前記偏波分離部は、前記入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を前記第１出力部へ、他方を前記第２出力部へ、それぞれ送り、
前記第１出力部は、前記偏波分離部と接続された第１分岐部、並びにそれぞれｐ個（ｐは２以上の整数）の第１サブ接続導波路部及び第１出力ポートを含み、
前記第１分岐部は、前記偏波分離部から送られる光をｐ分岐し、ｐ分岐された光を１つずつ前記第１サブ接続導波路部に送り、
ｐ個の前記第１サブ接続導波路部は、前記第１分岐部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置され、各前記第１サブ接続導波路部には、前記第１出力ポートが１つずつ直列に接続されており、
各前記第１サブ接続導波路部は、前記第１分岐部から送られる光を、当該第１サブ接続導波路部と接続された前記第１出力ポートに送り、
ｐ個の前記第１サブ接続導波路部のうちの１つを除く他の前記第１サブ接続導波路部の中途には、互いに異なる濃度で不純物が導入された不純物領域がそれぞれ形成されており、
前記第２出力部は、前記偏波分離部と接続された第２分岐部、並びにそれぞれｐ個の第２サブ接続導波路部及び第２出力ポートを含み、
前記第２分岐部は、前記偏波分離部から送られる光をｐ分岐し、ｐ分岐された光を１つずつ前記第２サブ接続導波路部に送り、
ｐ個の前記第２サブ接続導波路部は、前記第２分岐部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置され、各前記第２サブ接続導波路部には、前記第２出力ポートが１つずつ直列に接続されており、
各前記第２サブ接続導波路部は、前記第２分岐部から送られる光を、当該第２サブ接続導波路部と接続された前記第２出力ポートに送り、
ｐ個の前記第２サブ接続導波路部のうちの１つを除く他の前記第２サブ接続導波路部の中途には、互いに異なる濃度で不純物が導入された不純物領域がそれぞれ形成されており、
各前記第１出力ポートは、それぞれ前記第１サブ接続導波路部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力し、
各前記第２出力ポートは、それぞれ前記第２サブ接続導波路部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力する
ことを特徴とする光導波路素子。
【請求項６】
前記偏波分離部と前記前記第２分岐部との間に、他方の偏波光を一方の偏波光に変換する偏波回転部がさらに形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の光導波路素子。
【請求項７】
前記クラッド上における、前記第１出力ポートの周囲及び前記第２出力ポートの周囲を画成する位置に、遮光体が追加して形成される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光導波路素子。
【請求項８】
当該光導波路素子は、光デバイスと共通の支持基板上の、該光デバイスが備える光回路が形成された領域以外の領域に形成され、
前記入力ポートは、前記光デバイスが備える入力ポートと共通の設計で形成される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光導波路素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光導波路素子の前記入力ポートに、前記光ファイバから光信号を入力する過程と、
前記偏波分離部においてＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離された前記光信号について、前記第１出力ポートら出力される光及び前記第２出力ポートから出力される光を観察することによって、前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認する過程と、
前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認しつつ、前記光ファイバの偏光軸を回転させることによって、前記光信号の偏波状態を調整する過程と
を含むことを特徴とする偏波調整方法。
【請求項１０】
請求項３、４、５及び６、請求項３、４、５又は６を引用する請求項７、並びに請求項３、４、５、６又は請求項３、４、５若しくは６を引用する請求項７を引用する請求項８のいずれか一項に記載の光導波路素子の前記入力ポートに、前記光ファイバから光信号を入力する過程と、
前記偏波分離部においてＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離された前記光信号について、前記第１出力ポートから出力される光及び前記第２出力ポートから出力される光を観察し、光を出力する前記第１出力ポートの個数と光を出力する第２出力ポートの個数とを比較することによって、前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認する過程と、
前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認しつつ、前記光ファイバの偏光軸を回転させることによって、前記光信号の偏波状態を調整する過程と
を含むことを特徴とする偏波調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部の光学素子からの光の偏波状態を確認及び調整するための光導波路素子、及びこれを利用する偏波調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光配線層として機能する光導波路が形成されたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板に、ＧａＡｓ又はＩｎＰ等の化合物半導体素子をハイブリット集積し、光トランシーバ等の光デバイスを構成する技術が注目されている。
【０００３】
このような光デバイスには、光ファイバ等の外部の光学素子から送られる入力光の入力ポート、及び外部の光学素子へ送る出力光の出力ポートとして、端面接続型のスポットサイズ変換器（例えば非特許文献１又は非特許文献２参照）や、平面結合型のグレーティングカプラ（例えば非特許文献３参照）が形成される。
【０００４】
光ファイバを伝播する光には、ＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ）偏波及びＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）偏波が含まれる。一方で、ＳＯＩ基板を利用する光デバイスでは、Ｓｉ（シリコン）で構成される光導波路コアが、実質的な光の伝送路となる。そして、Ｓｉ製の光導波路コアには、偏波依存性がある。
【０００５】
このため、光ファイバから送られる入力光を光デバイスに入力するに当たり、入力光の偏波状態を確認しつつ、偏波状態を調整する（例えば一方の偏波成分を０にする）必要がある。
【０００６】
ここで、従来においては、偏光子を利用して、光ファイバからの入力光の偏波状態の確認及び調整を行っていた。この場合には、光ファイバからの入力光を偏光子に入力する。そして、偏光子を透過した光を、赤外線カメラを用いて観察することによって、入力光の偏波状態を確認する。さらに、偏光子の透過光を観察しつつ、光ファイバの偏光軸を回転させることによって、偏波状態を調整することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】15th Microoptics Conference(MOC'09),Tokyo,Japan,Oct.25-28,2009 J90 [Simple Spot-Size Converter With Narrow Waveguide ForSilicon Wire Circuits]
【非特許文献２】Electronics Letters 5th December 2002 Vol.38 No.25 p.1669-1670
【非特許文献３】IEEE Journal of quantum electronics, vol.38, No.7,July 2002  p.949-955
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般的な光デバイスでは、入力ポートと出力ポートとが、互いに対向する位置に設けられる。従って、光デバイスを実用する際には、光デバイスを挟んで、入力ポートと接続される光ファイバ（入力用光ファイバ）と出力ポートと接続される光ファイバ（出力用光ファイバ）とを、互いに対向して配置する。そして、入力用光ファイバと入力ポートとの光軸を合わせることによって、及び出力用光ファイバと出力ポートとの光軸を合わせることによって、それぞれを光学的に接続する。
【０００９】
ここで、光デバイスを実用する際において入力光の偏波状態を確認及び調整する場合、上述の偏光子を利用する方法では、光デバイス自体や出力用光ファイバが存在するため、偏光子及び赤外線カメラを設置することができない。このため、偏光子を利用する方法を用いる場合には、光デバイスと入力用光ファイバ及び出力用光ファイバとの接続状態を解除し、光デバイス及び出力用光ファイバを一端外した上で、入力用光ファイバ、偏光子及び赤外線カメラを、この順に配置した測定系を構築する必要がある。従って、偏光子を利用する方法を用いる場合には、実用の際の光デバイス及び光ファイバの状態に対して、配置を組み替える必要があり、手間がかかる。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、従来の偏光子を利用する方法に対して、より簡易に、光ファイバからの入力光の偏波状態を確認及び調整できる光導波路素子、及びこれを利用する偏波調整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】
上述した目的を達成するために、この発明の第１の要旨による光導波路素子は、直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、光導波路コアを包含するクラッドとを備えている。入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を偏波分離部へ送る。偏波分離部は、入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を第１出力ポートへ、他方を第２出力ポートへ、それぞれ送る。第１出力ポート及び第２出力ポートは、それぞれ偏波分離部から送られる光を基準面と交差する方向に出力する。
【００１２】
また、この発明の第２の要旨による光導波路素子は、直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力部及び第２出力部を含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、光導波路コアを包含するクラッドとを備えている。入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送る。偏波分離部は、入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を第１出力部へ、他方を第２出力部へ、それぞれ送る。第１出力部は、それぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の第１分岐部及び第１出力ポートを含む。ｍ個の第１分岐部は直列に接続されている。各第１分岐部には、第１出力ポートが１つずつ接続されている。ｋ番目の（ｋはｋ≦ｍ−１の整数）の第１分岐部は、光をｎ分岐（ｎは２以上の整数）し、ｎ分岐された１つの光をｋ＋１番目の第１分岐部に送り、他の１つの光を当該ｋ番目の第１分岐部と接続された第１出力ポートに送る。ｍ番目の第１分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光を当該ｍ番目の第１分岐部と接続された第１出力ポートに送る。第２出力部は、それぞれｍ個の第２分岐部及び第２出力ポートを含む。ｍ個の第２分岐部は直列に接続されている。各第２分岐部には、第２出力ポートが１つずつ接続されている。ｋ番目の第２分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光をｋ＋１番目の第２分岐部に送り、他の１つの光を当該ｋ番目の第２分岐部と接続された第２出力ポートに送る。ｍ番目の第２分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光を当該ｍ番目の第２分岐部と接続された前記第２出力ポートに送る。各第１出力ポートは、それぞれ第１分岐部から送られる光を基準面と交差する方向に出力する。各第２出力ポートは、それぞれ第２分岐部から送られる光を基準面と交差する方向に出力する。
【００１３】
また、この発明の第３の要旨による光導波路素子は、直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力部及び第２出力部を含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、光導波路コアを包含するクラッドとを備えている。入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を偏波分離部へ送る。偏波分離部は、入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を第１出力部へ、他方を第２出力部へ、それぞれ送る。第１出力部は、偏波分離部と接続された第１分岐部、並びにそれぞれｐ個（ｐは２以上の整数）の第１サブ接続導波路部及び第１出力ポートを含む。第１分岐部は、偏波分離部から送られる光をｐ分岐し、ｐ分岐された光を１つずつ第１サブ接続導波路部に送る。ｐ個の第１サブ接続導波路部は、第１分岐部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置されている。各第１サブ接続導波路部には、第１出力ポートが１つずつ直列に接続されている。各第１サブ接続導波路部は、第１分岐部から送られる光を、当該第１サブ接続導波路部と接続された第１出力ポートに送る。ｐ個の第１サブ接続導波路部のうちの１つを除く他の第１サブ接続導波路部の中途には、互いに異なる濃度で不純物が導入された不純物領域がそれぞれ形成されている。第２出力部は、偏波分離部と接続された第２分岐部、並びにそれぞれｐ個の第２サブ接続導波路部及び第２出力ポートを含む。第２分岐部は、偏波分離部から送られる光をｐ分岐し、ｐ分岐された光を１つずつ第２サブ接続導波路部に送る。ｐ個の第２サブ接続導波路部は、第２分岐部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置されている。各第２サブ接続導波路部には、第２出力ポートが１つずつ直列に接続されている。各第２サブ接続導波路部は、第２分岐部から送られる光を、当該第２サブ接続導波路部と接続された第１出力ポートに送る。ｐ個の第２サブ接続導波路部のうちの１つを除く他の第２サブ接続導波路部の中途には、互いに異なる濃度で不純物が導入された不純物領域がそれぞれ形成されている。各第１出力ポートは、それぞれ第１サブ接続導波路部から送られる光を基準面と交差する方向に出力する。各第２出力ポートは、それぞれ第２サブ接続導波路部から送られる光を基準面と交差する方向に出力する。
【００１４】
この発明の偏波調整方法は、上述した第１〜第３の要旨による光導波路素子のいずれかの入力ポートに、光ファイバから光信号を入力する過程と、偏波分離部においてＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離された光信号について、第１出力ポートら出力される光及び第２出力ポートから出力される光を観察することによって、光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認する過程と、光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認しつつ、光ファイバの偏光軸を回転させることによって、光信号の偏波状態を調整する過程とを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の光導波路素子及び偏波調整方法では、光ファイバからの光信号を基準面に沿った方向から入力し、光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光を、基準面と交差する方向に出力することができる。このため、上述した偏光子を利用する方法とは異なり、偏波状態の確認及び調整に際して、新たな測定系を構築する必要がなく、簡易に偏波状態の確認及び調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の光導波路素子を示す概略的平面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１の光導波路素子を示す概略的端面図である。
【図３】第１の光導波路素子の変形例を示す概略的平面図である。
【図４】共通の支持基板を用いて作製した場合の、光デバイス及び第１の光導波路素子を示す概略的平面図である。
【図５】第２の光導波路素子を示す概略的平面図である。
【図６】第２の光導波路素子を示す概略的端面図である。
【図７】第３の光導波路素子を示す概略的平面図である。
【図８】第４の光導波路素子を示す概略的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００１８】
（第１の光導波路素子）
図１及び図２を参照して、この発明の第１の光導波路素子について説明する。図１は、第１の光導波路素子を示す概略的平面図である。図２（Ａ）は、図１に示す第１の光導波路素子をＩ−Ｉ線で切り取った概略的端面図である。また、図２（Ｂ）は、図１に示す第１の光導波路素子をＩＩ−ＩＩ線で切り取った概略的端面図である。なお、図１では、後述するクラッドを省略している。また、図２では、ハッチングを省略している。
【００１９】
なお、以下の説明では、各構成要素について、光の伝播方向に沿った方向を長さ方向とする。また、支持基板の厚さに沿った方向を厚さ方向とする。また、長さ方向及び厚さ方向に直交する方向を幅方向とする。
【００２０】
第１の光導波路素子１００は、支持基板１０、クラッド２０及び光導波路コア３０を備えて構成されている。
【００２１】
支持基板１０は、例えば単結晶Ｓｉを材料とした平板状体で構成されている。
【００２２】
クラッド２０は、支持基板１０上に、支持基板１０の上面１０ａを被覆し、かつ光導波路コア３０を包含して形成されている。クラッド２０は、例えばＳｉＯ２を材料として形成されている。
【００２３】
光導波路コア３０は、水平な基準面１５に沿って形成されている。ここでは、基準面１５は、支持基板１０の上面１０ａと平行な面として設定されている。また、光導波路コア３０は、クラッド２０よりも高い屈折率を有する例えばＳｉを材料として形成されている。この結果、光導波路コア３０は、実質的な光の伝送路として機能し、入力された光が光導波路コア３０の平面形状に応じた伝播方向に伝播する。
【００２４】
光導波路コア３０は、伝播する光が支持基板１０へ逃げるのを防止するために、支持基板１０から例えば少なくとも２μｍ以上、特にＴＭ偏波の放射損失を避けるには３μｍ以上離間して形成されているのが好ましい。
【００２５】
光導波路コア３０は、入力ポート３１、接続導波路部３２、偏波分離部３３、第１出力部３４及び第２出力部３５を含んで構成されている。
【００２６】
入力ポート３１、接続導波路部３２及び偏波分離部３３は、この順に直列に接続されている。
【００２７】
第１出力部３４及び第２出力部３５は、偏波分離部３３とそれぞれ直列に接続され、かつ偏波分離部３３に対して互いに並列に配置されている。第１出力部３４は、この順に直列に接続された、第１接続導波路部４１、第１テーパ部４２及び第１出力ポート４３を含んでいる。また、第２出力部３５は、この順に直列に接続された、第２接続導波路部５１、第２テーパ部５２及び第２出力ポート５３を含んでいる。
【００２８】
入力ポート３１には、入力用光ファイバから送られる光が入力される。また、入力ポート３１は、入力用光ファイバから送られる光を接続導波路部３２に送る。
【００２９】
入力ポート３１は、スポットサイズ変換器として構成されている。スポットサイズ変換器としての入力ポート３１は、接続導波路部３２と接続された他端３１ｂから一端（入力端）３１ａへ向かって（すなわち接続導波路部３２から離間する方向へ向かって）、連続的に幅が縮小するテーパ形状とされている。入力ポート３１の入力端３１ａは、第１の光導波路素子１００の一端面１００ａと、面位置が一致している。入力ポート３１では、幅が狭い入力端３１ａ側に向かうにつれて光の閉じ込め効果が弱まり、幅が広い他端３１ｂ側に向かうにつれて光の閉じ込め効果が強くなる。従って、入力ポート３１を伝播する光のＭＦＤ（Ｍｏｄｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ：モードフィールド径）は、入力端３１ａ付近ほど拡大される。これによって、入力用光ファイバから入力ポート３１へ、ＭＤＦを合わせて光を入力することができる。
【００３０】
なお、入力ポート３１としてのスポットサイズ変換器は、図１に示す構成に限定されない。光導波路コア３０よりも低い屈折率で、かつクラッド２０よりも高い屈折率を有する例えばＳｉＯｘ（ｘは０＜ｘ＜２を満たす実数）を材料とした第２の光導波路コアによって、光導波路コア３０の入力ポート３１の領域を被覆する、二重コア構造とすることもできる（図示せず）。
【００３１】
接続導波路部３２は、入力ポート３１から送られる光を偏波分離部３３に送る。
【００３２】
接続導波路部３２は、例えばシングルモード条件を達成する幅に設定されている。従って、接続導波路部３２は、基本モードの光を伝播させる。
【００３３】
偏波分離部３３は、接続導波路部３２から送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離する。そして、一方の偏波光を第１出力部３４の第１接続導波路部４１へ、他方の偏波光を、第２出力部３５の第２接続導波路部５１へ、それぞれ送る。ここでは、ＴＥ偏波光が第１接続導波路部４１へ、及びＴＭ偏波光が第２接続導波路部５１へ送られる場合について説明する。
【００３４】
偏波分離部３３としては、例えば双方向結合器、マルチモード干渉（ＭＭＩ：Ｍｕｌｔｉ  Ｍｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）カプラ、又は特開２０１５−１２１６９６号公報に開示された光導波路素子を用いることができる。
【００３５】
第１接続導波路部４１は、偏波分離部３３から送られるＴＥ偏波光を、第１テーパ部４２へ送る。また、第２接続導波路部５１は、偏波分離部３３から送られるＴＭ偏波光を、第２テーパ部５２へ送る。
【００３６】
第１接続導波路部４１及び第２接続導波路部５１は、それぞれ例えばシングルモード条件を達成する幅に設定されている。従って、第１接続導波路部４１及び第２接続導波路部５１は、それぞれ基本モードの光を伝播させる。
【００３７】
第１テーパ部４２は、第１接続導波路部４１から送られるＴＥ偏波光を、第１出力ポート４３へ送る。また、第２テーパ部５２は、第２接続導波路部５１から送られるＴＭ偏波光を、第２出力ポート５３へ送る。
【００３８】
第１テーパ部４２は、第１接続導波路部４１と接続された一端から第１出力ポート４３と接続された他端まで、連続的に幅が拡大するテーパ形状で形成されている。また、第２テーパ部５２は、第２接続導波路部５１と接続された一端から第２出力ポート５３と接続された他端まで、連続的に幅が拡大するテーパ形状で形成されている。第１テーパ部４２を後述する第１出力ポート４３の前段に形成することによって、第１出力ポート４３から出力される光を、観察しやすいビーム幅に拡大することができる。
【００３９】
第１出力ポート４３は、第１テーパ部４２から送られるＴＥ偏波光を、基準面１５と交差する方向へ出力する。第１出力ポート４３は、グレーティングカプラとして構成されている。
【００４０】
グレーティングカプラとしての第１出力ポート４３には、厚さ方向に穿たれた格子溝６１が、光の伝播方向（第１テーパ部４２と第１出力ポート４３とを結ぶ光軸方向）に沿って連続的に複数形成されている。各格子溝６１は、厚さ方向に沿った断面形状が矩形に穿たれている。これら格子溝６１の形成周期、及び入力されるＴＥ偏波光に対する等価屈折率を適宜設計することによって、第１出力ポート４３は、特定のブラッグ波長のＴＥ偏波光を選択的に回折する。ここでは、入力用光ファイバから送られる光の波長に対応させて、回折すべきブラッグ波長を設定することによって、第１テーパ部４２から送られるＴＥ偏波光を、基準面１５と交差する方向に出力することができる。
【００４１】
また、第２出力ポート５３は、第２テーパ部５２から送られるＴＭ偏波光を、基準面１５と交差する方向へ出力する。第２出力ポート５３も、第１出力ポート４３と同様に、グレーティングカプラとして構成されている。
【００４２】
第１の光導波路素子１００は、入力用光ファイバから送られる光信号の偏波状態を確認及び調整するための素子として使用される。
【００４３】
ここでは、一端（入力端）３１ａから入力ポート３１に入力用光ファイバからの光信号が入力される。入力された光信号は、入力ポート３１から、接続導波路部３２を経て偏波分離部３３に送られる。偏波分離部３３において、光信号は、ＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離される。ＴＥ偏波光は、第１出力部３４に送られる。また、ＴＭ偏波光は、第２出力部３５に送られる。ＴＥ偏波光は、第１接続導波路部４１及び第１テーパ部４２を順次に経て、第１出力ポート４３から、基準面１５と交差する方向に出力される。また、ＴＭ偏波光は、第２接続導波路部５１及び第２テーパ部５２を順次に経て、第２出力ポート５３から、基準面１５と交差する方向に出力される。
【００４４】
第１の光導波路素子１００では、第１出力ポート４３から出力されるＴＥ偏波光、及び第２出力ポート５３から出力されるＴＭ偏波光を、例えば赤外線カメラを用いて観察することによって、ＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比に応じた明暗を確認することができる。これによって、入力用光ファイバからの光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認することができる。
【００４５】
さらに、第１の光導波路素子１００では、ＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認しつつ、入力用光ファイバの偏光軸を回転させることによって、偏波状態を調整することができる。例えば、観察されるＴＭ偏波光の強度が０となるように、入力用光ファイバを回転させることによって、入力用光ファイバからの光信号をＴＥ偏波光のみとなるように調整することができる。
【００４６】
ここで、第１出力ポート４３から出力されるＴＥ偏波光と、第２出力ポート５３から出力されるＴＭ偏波光とは、基準面１５に対して、異なる角度で出力される。そこで、偏波分離部３３と第２出力ポート５３との間、すなわち第２接続導波路部５１の中途に、偏波回転部（図示せず）をさらに形成することができる。
【００４７】
偏波回転部は、偏波分離部３３から第２出力ポート５３へ送られる他方の偏波光（ここではＴＭ偏波光）を一方の偏波光（ここではＴＥ偏波光）に変換する。偏波回転部としては、幅の異なる光導波路コアを重ねる構造や屈折率の異なるコアを重ねる構造等の厚さ方向でモード分布を偏心させる構造、又は異なる偏波間を結合するグレーティングを用いることができる。
【００４８】
偏波回転部を設ける場合には、第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３に入力される光を、ともに一方の偏波光（ここではＴＥ偏波光）に揃えることができる。このため、第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３から出力される光が、基準面１５に対して共通の方向に出力される。従って、赤外線カメラ等を用いて観察するのが容易となる。また、第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３を共通の設計で形成できるため、設計が容易である。
【００４９】
また、他の変形例として、例えば図３に示すように、出力されるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の基準面１５に対する角度が揃うように、第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３の配置を設定することができる。図３は、第１の光導波路素子の変形例を示す概略的平面図である。なお、図３では、偏波分離部３３、第１出力部３４及び第２出力部３５のみを示してあり、その他の構成要素を省略している。
【００５０】
図３に示す構成例では、第２接続導波路部５１を、曲線導波路を含んで形成することにより、第２出力ポート５３からのＴＭ偏波光の出力の方向が、第１出力ポート４３からのＴＥ偏波光の出力の方向に揃うように、第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３が配置されている。
【００５１】
このように、第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３の配置を適宜設定することによって、第１出力ポート４３及び第２出力ポート５３から出力される光を、基準面１５に対して共通の方向に出力させることができる。従って、赤外線カメラ等を用いて観察するのが容易となる。
【００５２】
また、第１の光導波路素子１００は、図４に示すように、光デバイス１５０と共通の支持基板１０を用いて作製することができる。図４は、共通の支持基板１０を用いて作製した場合の、光デバイス１５０及び第１の光導波路素子１００を示す概略的平面図である。なお、図４では、クラッド２０を省略している。
【００５３】
図４に示すように、第１の光導波路素子１００は、支持基板１０上における、光デバイス１５０が備える光回路１３０（具体的な構成については図示を省略する）の形成領域以外の余剰の領域に形成される。この場合には、第１の光導波路素子１００の入力ポート３１と、光デバイス１５０が備える、光回路１３０と接続された入力ポート１１０とを、共通の設計で形成する。また、第１の光導波路素子１００の入力ポート３１の入力端と、光デバイス１５０の入力ポート１１０の入力端とを、共通のダイシング等により端面を揃えて形成する。これにより、第１の光導波路素子１００の入力ポート３１の入力端と、光デバイス１５０の入力ポート１１０の入力端とを、物理的状態を共通させて形成することができる。
【００５４】
光デバイス１５０と共通の支持基板１０を用いて第１の光導波路素子１００を作製した場合においても、上述した方法によって、入力用光ファイバから送られる光信号の偏波状態を確認及び調整することができる。そして、光信号の偏波状態の調整後、光デバイス１５０又は入力用光ファイバを、基準面１５に沿ってスライドさせることによって、光信号の偏光状態を維持した上で、入力用光ファイバと光デバイス１５０の入力ポート１１０とを接続できる。このため、入力用光ファイバと光デバイス１５０の入力ポート１１０とで、偏光軸を正確に対応させることができる。
【００５５】
このように、第１の光導波路素子１００では、入力用光ファイバからの光信号を基準面１５に沿った方向から入力し、光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光を、基準面１５と交差する方向に出力することができる。このため、上述した偏光子を利用する方法とは異なり、偏波状態の確認及び調整に際して、新たな測定系を構築する必要がなく、簡易に偏波状態の確認及び調整を行うことができる。
【００５６】
（第２の光導波路素子）
図５及び図６を参照して、この発明の第２の光導波路素子について説明する。図４は、第２の光導波路素子を示す概略的平面図である。図６は、図５に示す第２の光導波路素子をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切り取った概略的端面図である。なお、図５では、クラッドを省略している。また、図６では、ハッチングを省略している。また、上述した第１の光導波路素子１００と共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
第２の光導波路素子２００では、上述した第１の光導波路素子１００に追加して、さらに遮光体７０が形成されている。
【００５８】
遮光体７０は、クラッド２０上の、上面視において第１出力ポート４３の周囲及び第２出力ポート５３の周囲を画成する位置に形成される。
【００５９】
遮光体７０は、光を透過させない材料によって形成される。例えば、光デバイス１５０（図４参照）に電極を形成する場合、この電極と同じ材料を用いて形成することができる。この場合には、光デバイス１５０の電極を形成するのと共通の過程において、遮光体７０を形成することができる。
【００６０】
第２の光導波路素子２００では、入力用光ファイバと入力ポート３１との間における結合損失成分や、光導波路コア３０を伝播する光の反射又は散乱損失成分等の迷光が、遮光体７０により遮られる。この結果、第２の光導波路素子２００では、第１出力ポート４３から出力されるＴＥ偏波光、及び第２出力ポート５３から出力されるＴＭ偏波光が、迷光に埋もれることなく観察される。
【００６１】
（第３の光導波路素子）
図７を参照して、この発明の第３の光導波路素子について説明する。図７は、第３の光導波路素子を示す概略的平面図である。なお、図７では、各構成要素が線で結ばれているが、これは光が伝播する伝送路を模式的に示したものであり、ここでは光導波路コアの一部として構成された接続用の導波路である。
【００６２】
また、第３の光導波路素素子３００において、光導波路コアの第１出力部及び第２出力部以外の構成は、上述した第１の光導波路素子１００と同様であるため、図７には、光導波路コアの第１出力部及び第２出力部のみを示すとともに、共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
第３の光導波路素子３００では、第１出力部３４が、第１接続導波路部４１、並びにそれぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の第１分岐部８１−１〜ｍ、第１テーパ部８２−１〜ｍ及び第１出力ポート８３−１〜ｍを含んで構成されている。
【００６４】
第１分岐部８１−１〜ｍのうちの最も前段に形成された第１分岐部８１−１は、第１接続導波路部４１と接続されている。
【００６５】
各第１分岐部８１は、上述した偏波分離部３３（図１参照）から第１接続導波路部４１を経て送られるＴＥ偏波光をｎ分岐（ｎは２以上の整数）して出力する。なお、図７では、各第１分岐部８１が、入力されたＴＥ偏波光を２分岐する構成を示している。そこで、以下、第１分岐部８１−１〜ｍが、ＴＥ偏波光を２分岐する構成について説明する。
【００６６】
第１分岐部８１−１〜ｍは、この順に直列に接続されている。また、各第１分岐部８１には、それぞれ第１テーパ部８２及び第１出力ポート８３が、この順に１つずつ接続されている。従って、第１分岐部８１−１〜ｍ−１に対して、後段の第１分岐部８１と第１テーパ部８２及び第１出力ポート８３とが互いに並列に接続されている。
【００６７】
各第１分岐部８１は、２分岐されたＴＥ偏波光のうち一方のＴＥ偏波光を、後段の第１分岐部８１に送る。また、各第１分岐部８１は、２分岐された他方のＴＥ偏波光を、その第１分岐部８１と接続された第１テーパ部８２及び第１出力ポート８３に送られる。
【００６８】
なお、最も後段に形成された第１分岐部８１−ｍには、より後段の第１分岐部８１は接続されない。従って、２分岐されたＴＥ偏波光の一方は、例えば、遮断されるか又は図示しない他の経路へ送って放出される。そして、２分岐されたＴＥ偏波光の他方が、第１テーパ部８２を経て第１出力ポート８３に送られる。
【００６９】
すなわち、ｋ番目（ｋはｋ≦ｍ−１の整数）の第１分岐部８１には、互いに並列に配置された、ｋ＋１番目の第１分岐部８１とｋ番目の第１テーパ部８２とが、それぞれ直列に接続される。そして、ｋ番目の第１分岐部８１は、分岐された１つのＴＥ偏波光をｋ＋１番目の第１分岐部８１に送り、また、分岐された他の１つのＴＥ偏波光を、ｋ番目の第１テーパ部８２を経てｋ番目の第１第１出力ポート８３に送る。また、ｍ番目の第１分岐部８１には、テーパ部８２が直列に接続される。そして、ｍ番目の第１分岐部８１は、分岐された１つのＴＥ偏波光を、ｍ番目の第１テーパ部８２を経てｍ番目の第１出力ポート８３に送る。
【００７０】
なお、第１分岐部８１−１〜ｍが、ＴＥ偏波光を３以上に分岐する場合（すなわちｎ≦３の場合）には、後段の第１分岐部８１又は第１テーパ部８２に送られる以外の分岐光は、遮断又は放出される。
【００７１】
各第１分岐部８１は、例えば方向性結合器、ＭＭＩカプラ等として構成することができる。特に第１分岐部８１がＴＥ偏波光を２分岐する場合には、第１分岐部８１として３ｄＢカプラ又はＹ分岐等を用いることができる。
【００７２】
第１テーパ部８２−１〜ｍ及び第１出力ポート８３−１〜ｍは、上述した第１テーパ部４２及び第１出力ポート４３（図１参照）と同様に構成することができる。第１出力ポート８３−１〜ｍに送られたＴＥ偏波光は、それぞれ基準面１５（図２参照）と交差する方向へ出力される。
【００７３】
また、第３の光導波路素子３００では、第２出力部３５が、第２接続導波路部５１、並びにそれぞれｍ個の第２分岐部９１−１〜ｍ、第２テーパ部９２−１〜ｍ及び第２出力ポート９３−１〜ｍを含んで構成されている。
【００７４】
第２分岐部９１−１〜ｍのうちの最も前段に形成された第２分岐部９１−１は、第２接続導波路部５１と接続されている。
【００７５】
各第２分岐部９１は、上述した偏波分離部３３（図１参照）から第２接続導波路部５１を経て送られるＴＭ偏波光をｎ分岐して出力する。なお、図７では、各第２分岐部９１が、入力されたＴＭ偏波光を２分岐する構成を示している。そこで、以下、第２分岐部９１−１〜ｍが、ＴＭ偏波光を２分岐する構成について説明する。
【００７６】
第２分岐部９１−１〜ｍは、この順に直列に接続されている。また、各第２分岐部９１には、それぞれ第２テーパ部９２及び第２出力ポート９３が、この順に１つずつ接続されている。従って、各第２分岐部９１に対して、後段の第２分岐部９１と第２テーパ部９２及び第２出力ポート９３とが互いに並列に接続されている。
【００７７】
各第２分岐部９１において、２分岐されたＴＭ偏波光のうち一方のＴＭ偏波光は、後段の第２分岐部９１に送られる。また、２分岐された他方のＴＭ偏波光は、第２テーパ部９２及び第２出力ポート９３に送られる。
【００７８】
なお、最も後段に形成された第２分岐部９１−ｍには、より後段の第２分岐部９１は接続されない。従って、２分岐されたＴＭ偏波光の一方は、例えば、遮断されるか又は図示しない他の経路へ送って放出される。そして、２分岐されたＴＭ偏波光の他方が、第２テーパ部９２を経て第２出力ポート９３に送られる。
【００７９】
すなわち、ｋ番目（ｋはｋ≦ｍ−１の整数）の第２分岐部９１には、互いに並列に配置された、ｋ＋１番目の第２分岐部９１とｋ番目の第２テーパ部９２とが、それぞれ直列に接続される。そして、ｋ番目の第２分岐部９１は、分岐された１つのＴＭ偏波光をｋ＋１番目の第２分岐部９１に送り、また、分岐された他の１つのＴＭ偏波光を、ｋ番目の第２テーパ部９２を経て第２出力ポート９３に送る。また、ｍ番目の第２分岐部９１には、ｍ番目の第２テーパ部９２が直列に接続される。そして、ｍ番目の第２分岐部９１は、分岐された１つのＴＭ偏波光を、ｍ番目の第２テーパ部９２を経て第２出力ポート９３に送る。
【００８０】
なお、第２分岐部９１−１〜ｍが、ＴＭ偏波光を３以上に分岐する場合（すなわちｎ≦３の場合）には、後段の第２分岐部９１又は第２テーパ部９２に送られる以外の分岐光は、遮断又は放出される。  
【００８１】
各第２分岐部９１は、例えば方向性結合器、ＭＭＩカプラ等として構成することができる。特に第２分岐部９１がＴＥ偏波光を２分岐する場合には、第２分岐部９１として３ｄＢカプラ又はＹ分岐等を用いることができる。
【００８２】
第２テーパ部９２−１〜ｍ及び第２出力ポート９３−１〜ｍは、上述した第２テーパ部５２及び第２出力ポート５３（図１参照）と同様に構成することができる。第２出力ポート９３−１〜ｍに送られたＴＭ偏波光は、それぞれ基準面１５（図２参照）と交差する方向へ出力される。
【００８３】
第３の光導波路素子３００では、偏波分離部３３から第１出力部３４へ送られるＴＥ偏波光は、第１分岐部８１−１〜ｍによって一定の比率で分岐されつつ、第１出力部３４を伝播する。このため、各第１分岐部８１と接続されたそれぞれの第１出力ポート８３から出力されるＴＥ偏波光は、後段に配置された第１出力ポート８３ほど出力強度が小さくなる。同様に、偏波分離部３３から第２出力部３５へ送られるＴＭ偏波光についても、各第２分岐部９１と接続されたそれぞれの第２出力ポート９３から出力されるＴＥ偏波光は、後段に配置された第２出力ポート９３ほど出力強度が小さくなる。
【００８４】
ここでは、各第１分岐部８１及び第２分岐部９１が光を２分岐する構成である。このため、第１出力ポート８３−１〜ｍからの出力強度は、一段前の第１出力ポート８３に対して３ｄＢずつ強度が減衰する。また、第２出力ポート９３−１〜ｍからの出力強度は、一段前の第２出力ポート９３に対して３ｄＢずつ出力強度が減衰する。
【００８５】
このように、第３の光導波路素子３００では、ＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光を、それぞれ複数の第１出力ポート８３及び第２出力ポート９３から出力することができる。そして、偏波分離部３３から第１出力部３４へ送られるＴＥ偏波光及び第２出力部３５へ送られるＴＭ偏波光の強度によって、第１出力ポート８３−１〜ｍ又は第２出力ポート９３−１〜ｍの何段目まで到達するかが異なる。
【００８６】
これら複数の第１出力ポート８３及び第２出力ポート９３から出力されるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光を観察することによって、何段目までの第１出力ポート８３からＴＥ偏波光が出力されるか、及び何段目までの第２出力ポート９３からＴＭ偏波光が出力されるかを確認することができる。この結果に基づき、ＴＥ偏波光を出力する第１出力ポート８３−１〜ｍの個数とＴＭ偏波光を出力する第２出力ポート９３−１〜ｍの個数とを比較することによって、入力用光ファイバからの光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光のおおよその偏波消光比を確認することができる。なお、第１分岐部８１−１〜ｍ及び第２分岐部９１−１〜ｍにおいて、光を何分岐するかによって、第１出力ポート８３−１〜ｍの出力比及び第２出力ポート９３−１〜ｍの出力比の分解能を適宜設定することができる。
【００８７】
ここで、第３の光導波路素子３００においても、第２の光導波路素子２００と同様に、遮光体７０（図５参照）を設けることもできる。
【００８８】
また、第１の光導波路素子１００と同様に、偏波分離部３３と最も前段の第２分岐部９１−１との間、すなわち第２接続導波路部５１の中途に、偏波回転部をさらに形成する構成（図示せず）、又は出力されるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の基準面１５に対する角度が揃うように、各第１出力ポート８３及び各第２出力ポート９３の配置を設定する構成（図３参照）とすることもできる。
【００８９】
（第４の光導波路素子）
図８を参照して、この発明の第４の光導波路素子について説明する。図８は、第４の光導波路素子を示す概略的平面図である。なお、第４の光導波路素素子において、光導波路コアの第１出力部及び第２出力部以外の構成は、上述した第１の光導波路素子１００と同様であるため、図８には、光導波路コアの第１出力部及び第２出力部のみを示すとともに、共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９０】
第４の光導波路素子４００では、第１出力部３４が、第１接続導波路部４１、第１分岐部８５、並びにそれぞれｐ個（ｐは２以上の整数）の第１サブ接続導波路部８６−１〜ｐ、第１テーパ部８７−１〜ｐ及び第１出力ポート８８−１〜ｐを含んで構成されている。
【００９１】
第１分岐部８５は、第１接続導波路部４１と接続されている。第１サブ接続導波路部８６−１〜ｐは、第１分岐部８５とそれぞれ直列に接続され、かつ第１分岐部８５に対して互いに並列に配置されている。また、各第１サブ接続導波路部８６の、第１分岐部８５とは反対側の端には、それぞれ第１テーパ部８７及び第１出力ポート８８がこの順に１つずつ直列に接続されている。
【００９２】
第１分岐部８５は、上述した偏波分離部３３（図１参照）から第１接続導波路部４１を経て送られるＴＥ偏波光をｐ分岐（ｐは２以上の整数）して出力する。第１分岐部８５において、ｐ分岐されたＴＥ偏波光は、１つずつ第１サブ接続導波路部８６−１〜ｐに送られる。
【００９３】
第１分岐部８５は、例えば方向性結合器、ＭＭＩカプラ等として構成することができる。
【００９４】
各第１サブ接続導波路部８６は、第１分岐部８５から送られるＴＥ偏波光を、それぞれ接続された第１テーパ部８７を経て第１出力ポート８８に送る。
【００９５】
第１サブ接続導波路部８６−１〜ｐのうちの１つを除く他の第１サブ接続導波路部８６（ここでは第１サブ接続導波路部８６−２〜ｐ）の中途には、不純物が導入された不純物領域８９が形成されている。これら各不純物領域８９は、互いに異なる濃度の不純物が導入されて形成されている。各不純物領域８９の不純物濃度は、一定の比率で、例えば第１サブ接続導波路部８６−２〜ｐの順に、大きくなるように設定されている。なお、第１サブ接続導波路部８６−１には、不純物領域８９が形成されない。
【００９６】
第１テーパ部８７−１〜ｐ及び第１出力ポート８８−１〜ｐは、上述した第１テーパ部４２及び第１出力ポート４３（図１参照）と同様に構成することができる。第１出力ポート８８−１〜ｐに送られたＴＥ偏波光は、それぞれ基準面１５（図２参照）と交差する方向へ出力される。
【００９７】
また、第４の光導波路素子４００では、第２出力部３５が、第２接続導波路部５１、第２分岐部９５、並びにそれぞれｐ個（ｐは２以上の整数）の第２サブ接続導波路部９６−１〜ｐ、第２テーパ部９７−１〜ｐ及び第２出力ポート９８−１〜ｐを含んで構成されている。
【００９８】
第２分岐部９５は、第２接続導波路部５１と接続されている。第２サブ接続導波路部９６−１〜ｐは、第２分岐部９５とそれぞれ直列に接続され、かつ第２分岐部９５に対して互いに並列に配置されている。また、各第２サブ接続導波路部９６の、第２分岐部９５とは反対側の端には、それぞれ第２テーパ部９７及び第２出力ポート９８がこの順に１つずつ直列に接続されている。
【００９９】
第２分岐部９５は、上述した偏波分離部３３（図１参照）から第２接続導波路部５１を経て送られるＴＭ偏波光をｐ分岐して出力する。第２分岐部９５において、ｐ分岐されたＴＭ偏波光は、１つずつ第２サブ接続導波路部９６−１〜ｐに送られる。
【０１００】
第２分岐部９５は、例えば方向性結合器、ＭＭＩカプラ等として構成することができる。
【０１０１】
各第２サブ接続導波路部９６は、第２分岐部９５から送られるＴＭ偏波光を、それぞれ接続された第２テーパ部９７を経て第２出力ポート９８に送る。
【０１０２】
第２サブ接続導波路部９６−１〜ｐのうちの１つを除く他の第２サブ接続導波路部９６（ここでは第２サブ接続導波路部９６−２〜ｐ）の中途には、不純物が導入された不純物領域９９が形成されている。これら各不純物領域９９は、互いに異なる濃度の不純物が導入されて形成されている。各不純物領域９９の不純物濃度は、上述した不純物領域８９と共通する一定の比率で、例えば第２サブ接続導波路部９６−２〜ｐの順に、大きくなるように設定されている。なお、第２サブ接続導波路部９６−１には、不純物領域９９が形成されない。
【０１０３】
第２テーパ部９７−１〜ｐ及び第２出力ポート９８−１〜ｐは、上述した第２テーパ部５２及び第２出力ポート５３（図１参照）と同様に構成することができる。第２出力ポート９８−１〜ｐに送られたＴＭ偏波光は、それぞれ基準面１５（図２参照）と交差する方向へ出力される。
【０１０４】
第４の光導波路素子４００では、第１分岐部８５によってｐ分岐されたＴＥ偏波光は、第１サブ接続導波路部８６−１又は不純物領域８９が形成された第１サブ接続導波路部８６−２〜ｐを経て、第１出力ポート８８−１〜ｐから出力される。上述したように、第１サブ接続導波路部８６−２〜ｐに形成された不純物領域８９はそれぞれ不純物濃度が異なる。このため、不純物濃度が大きい不純物領域８９を経て第１出力ポート８８に送られるＴＥ偏波光ほど、強度が減衰し、第１出力ポート８８からの出力が小さくなる。ここでは、第１サブ接続導波路部８６−１には不純物領域８９が形成されず、かつ第１サブ接続導波路部８６−２〜ｐの順に不純物領域８９の不純物濃度が大きくなるように設定されている。従って、第１出力ポート８８−１からのＴＥ偏波光の出力強度が最大となり、第１出力ポート８８−２〜ｐの順に、出力強度が小さくなる。同様に、第２分岐部９５によってｐ分岐されたＴＭ偏波光についても、第２出力ポート９８−１からの出力強度が最大となり、第２出力ポート９８−２〜ｐの順に、出力強度が小さくなる。
【０１０５】
このように、第４の光導波路素子４００では、ＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光を、それぞれ複数の第１出力ポート８８及び第２出力ポート９８から出力することができる。そして、偏波分離部３３から第１出力部３４へ送られるＴＥ偏波光及び第２出力部３５へ送られるＴＭ偏波光の強度によって、第１出力ポート８８−１〜ｐ又は第２出力ポート９８−１〜ｐのうちのいくつの出力ポートから出力されるかが異なる。
【０１０６】
そして、これら複数の第１出力ポート８８及び第２出力ポート９８から出力されるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光を観察することによって、第１出力ポート８８−１〜ｐのいくつからＴＥ偏波光が出力されるか、及び第２出力ポート９８−１〜ｐのいくつからＴＭ偏波光が出力されるかを確認することができる。この結果に基づき、ＴＥ偏波光を出力する第１出力ポート８８−１〜ｍの個数とＴＭ偏波光を出力する第２出力ポート９８−１〜ｍの個数とを比較することによって、入力用光ファイバからの光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光のおおよその偏波消光比を確認することができる。なお、第１サブ接続導波路部８６−２〜ｐに形成された各不純物領域８９の濃度の比、及び第２サブ接続導波路部９６−２〜ｐに形成された各不純物領域９９の濃度の比に応じて、第１出力ポート８８−１〜ｐの出力比及び第２出力ポート９８−１〜ｐの出力比の分解能を適宜設定することができる。
【０１０７】
ここで、第４の光導波路素子４００においても、第２の光導波路素子２００と同様に、遮光体７０（図５参照）を設けることもできる。
【０１０８】
また、第１の光導波路素子１００と同様に、偏波分離部３３と最も前段の第２分岐部９５との間、すなわち第２接続導波路部５１の中途に、偏波回転部をさらに形成する構成（図示せず）、又は出力されるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の基準面１５に対する角度が揃うように、各第１出力ポート８８及び各第２出力ポート９８の配置を設定する構成（図３参照）とすることもできる。
【０１０９】
（製造方法）
上述した第１の光導波路素子１００、第２の光導波路素子２００、第３の光導波路素子３００及び第４の光導波路素子４００は、例えばＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を利用することによって、簡易に製造することができる。
【０１１０】
すなわち、まず、支持基板層、ＳｉＯ２層、及びＳｉ層が順次積層されて構成されたＳＯＩ基板を用意する。次に、例えばエッチング技術を用い、Ｓｉ層をパターニングすることによって、光導波路コア３０を形成する。その結果、支持基板１０としての支持基板層上にＳｉＯ２層が積層され、さらにＳｉＯ２層上に光導波路コア３０が形成された構造体を得ることができる。次に、例えばＣＶＤ法を用いて、ＳｉＯ２層上に、ＳｉＯ２を、光導波路コア３０を被覆して堆積させる。その結果、ＳｉＯ２のクラッド２０によって光導波路コア３０が包含され、第１の光導波路素子１００、第３の光導波路素子３００又は第４の光導波路素子４００を製造することができる。なお、第２の光導波路素子２００を製造する場合には、クラッド２０形成後に、金属等の材料を堆積及びパターニングすることによって、遮光体７０を形成する。
【符号の説明】
【０１１１】
１０：支持基板
１５：基準面
２０：クラッド
３０：光導波路コア
３１、１１０：入力ポート
３２：接続導波路部
３３：偏波分離部
３４：第１出力部
３５：第２出力部
４１：第１接続導波路部
４２、８２、８７：第１テーパ部
４３、８３、８８：第１出力ポート
５１：第２接続導波路部
５２、９２、９７：第２テーパ部
５３、９３、９８：第２出力ポート
７０：遮光体
８１、８５：第１分岐部
８６：第１サブ接続導波路部
８９、９９：不純物領域
９１、９５：第２分岐部
９６：第２サブ接続導波路部
１００：第１の光導波路素子
１３０：光回路
１５０：光デバイス
２００：第２の光導波路素子
３００：第３の光導波路素子
４００：第４の光導波路素子
【図１】
2019138955.tif 000003
【図２】
2019138955.tif 000004
【図３】
2019138955.tif 000005
【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】
2019138955.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月4日(2019.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに該偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送り、
前記偏波分離部は、前記入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を前記第１出力ポートへ、他方を前記第２出力ポートへ、それぞれ送り、
前記第１出力ポート及び前記第２出力ポートは、それぞれ前記偏波分離部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力し、
前記第１出力ポートから出力される一方の偏波光の前記基準面に対する出力の方向と、前記第２出力ポートから出力される他方の偏波光の前記基準面に対する出力の方向とが揃うように、前記第１出力ポート及び前記第２出力ポートの配置、並びに前記偏波分離部から送られる一方の偏波光の前記第１出力ポートへの入力の方向、及び前記偏波分離部から送られる他方の偏波光の前記第２出力ポートへの入力の方向が設定される
ことを特徴とする光導波路素子。
【請求項２】
直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに該偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送り、
前記偏波分離部は、前記入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を前記第１出力ポートへ、他方を前記第２出力ポートへ、それぞれ送り、
前記偏波分離部と前記第２出力ポートとの間に、他方の偏波光を一方の偏波光に変換する偏波回転部がさらに形成されており、
前記第１出力ポート及び前記第２出力ポートは、それぞれ前記偏波分離部から送られる光を、互いに前記基準面に対する出力の方向が揃った状態で、前記基準面と交差する方向に出力する
ことを特徴とする光導波路素子。
【請求項３】
直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに該偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力部及び第２出力部を含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送り、
前記偏波分離部は、前記入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を前記第１出力部へ、他方を前記第２出力部へ、それぞれ送り、
前記第１出力部は、それぞれｍ個（ｍは２以上の整数）の第１分岐部及び第１出力ポートを含み、
ｍ個の前記第１分岐部は直列に接続されており、かつ各前記第１分岐部には、前記第１出力ポートが１つずつ接続されており、
ｋ番目の（ｋはｋ≦ｍ−１の整数）の前記第１分岐部は、光をｎ分岐（ｎは２以上の整数）し、ｎ分岐された１つの光をｋ＋１番目の前記第１分岐部に送り、他の１つの光を当該ｋ番目の第１分岐部と接続された前記第１出力ポートに送り、
ｍ番目の前記第１分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光を当該ｍ番目の第１分岐部と接続された前記第１出力ポートに送り、
前記第２出力部は、それぞれｍ個の第２分岐部及び第２出力ポートを含み、
ｍ個の前記第２分岐部は直列に接続されており、かつ各前記第２分岐部には、前記第２出力ポートが１つずつ接続されており、
ｋ番目の前記第２分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光をｋ＋１番目の前記第２分岐部に送り、他の１つの光を当該ｋ番目の第２分岐部と接続された前記第２出力ポートに送り、
ｍ番目の前記第２分岐部は、光をｎ分岐し、ｎ分岐された１つの光を当該ｍ番目の第２分岐部と接続された前記第２出力ポートに送り、
各前記第１出力ポートは、それぞれ前記第１分岐部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力し、
各前記第２出力ポートは、それぞれ前記第２分岐部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力する
ことを特徴とする光導波路素子。
【請求項４】
前記偏波分離部と最も前段の前記第２分岐部との間に、他方の偏波光を一方の偏波光に変換する偏波回転部がさらに形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の光導波路素子。
【請求項５】
直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに該偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力部及び第２出力部を含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、
前記光導波路コアを包含するクラッドと
を備え、
前記入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を前記偏波分離部へ送り、
前記偏波分離部は、前記入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を前記第１出力部へ、他方を前記第２出力部へ、それぞれ送り、
前記第１出力部は、前記偏波分離部と接続された第１分岐部、並びにそれぞれｐ個（ｐは２以上の整数）の第１サブ接続導波路部及び第１出力ポートを含み、
前記第１分岐部は、前記偏波分離部から送られる光をｐ分岐し、ｐ分岐された光を１つずつ前記第１サブ接続導波路部に送り、
ｐ個の前記第１サブ接続導波路部は、前記第１分岐部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置され、各前記第１サブ接続導波路部には、前記第１出力ポートが１つずつ直列に接続されており、
各前記第１サブ接続導波路部は、前記第１分岐部から送られる光を、当該第１サブ接続導波路部と接続された前記第１出力ポートに送り、
ｐ個の前記第１サブ接続導波路部のうちの１つを除く他の前記第１サブ接続導波路部の中途には、互いに異なる濃度で不純物が導入された不純物領域がそれぞれ形成されており、
前記第２出力部は、前記偏波分離部と接続された第２分岐部、並びにそれぞれｐ個の第２サブ接続導波路部及び第２出力ポートを含み、
前記第２分岐部は、前記偏波分離部から送られる光をｐ分岐し、ｐ分岐された光を１つずつ前記第２サブ接続導波路部に送り、
ｐ個の前記第２サブ接続導波路部は、前記第２分岐部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置され、各前記第２サブ接続導波路部には、前記第２出力ポートが１つずつ直列に接続されており、
各前記第２サブ接続導波路部は、前記第２分岐部から送られる光を、当該第２サブ接続導波路部と接続された前記第２出力ポートに送り、
ｐ個の前記第２サブ接続導波路部のうちの１つを除く他の前記第２サブ接続導波路部の中途には、互いに異なる濃度で不純物が導入された不純物領域がそれぞれ形成されており、
各前記第１出力ポートは、それぞれ前記第１サブ接続導波路部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力し、
各前記第２出力ポートは、それぞれ前記第２サブ接続導波路部から送られる光を前記基準面と交差する方向に出力する
ことを特徴とする光導波路素子。
【請求項６】
前記偏波分離部と前記前記第２分岐部との間に、他方の偏波光を一方の偏波光に変換する偏波回転部がさらに形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の光導波路素子。
【請求項７】
前記クラッド上における、前記第１出力ポートの周囲及び前記第２出力ポートの周囲を画成する位置に、遮光体が追加して形成される
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光導波路素子。
【請求項８】
当該光導波路素子は、光デバイスと共通の支持基板上の、該光デバイスが備える光回路が形成された領域以外の領域に形成され、
前記入力ポートは、前記光デバイスが備える入力ポートと共通の設計で形成される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光導波路素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光導波路素子の前記入力ポートに、前記光ファイバから光信号を入力する過程と、
前記偏波分離部においてＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離された前記光信号について、前記第１出力ポートら出力される光及び前記第２出力ポートから出力される光を観察することによって、前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認する過程と、
前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認しつつ、前記光ファイバの偏光軸を回転させることによって、前記光信号の偏波状態を調整する過程と
を含むことを特徴とする偏波調整方法。
【請求項１０】
請求項３、４、５及び６、請求項３、４、５又は６を引用する請求項７、並びに請求項３、４、５、６又は請求項３、４、５若しくは６を引用する請求項７を引用する請求項８のいずれか一項に記載の光導波路素子の前記入力ポートに、前記光ファイバから光信号を入力する過程と、
前記偏波分離部においてＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離された前記光信号について、前記第１出力ポートから出力される光及び前記第２出力ポートから出力される光を観察し、光を出力する前記第１出力ポートの個数と光を出力する第２出力ポートの個数とを比較することによって、前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認する過程と、
前記光信号に含まれるＴＥ偏波光及びＴＭ偏波光の強度比を確認しつつ、前記光ファイバの偏光軸を回転させることによって、前記光信号の偏波状態を調整する過程と
を含むことを特徴とする偏波調整方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上述した目的を達成するために、この発明の第１の要旨による光導波路素子は、直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、光導波路コアを包含するクラッドとを備えている。入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を偏波分離部へ送る。偏波分離部は、入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を第１出力ポートへ、他方を第２出力ポートへ、それぞれ送る。第１出力ポート及び第２出力ポートは、それぞれ偏波分離部から送られる光を基準面と交差する方向に出力する。第１出力ポートから出力される一方の偏波光の基準面に対する出力の方向と、第２出力ポートから出力される他方の偏波光の基準面に対する出力の方向とが揃うように、第１出力ポート及び第２出力ポートの配置、並びに偏波分離部から送られる一方の偏波光の前記第１出力ポートへの入力の方向、及び偏波分離部から送られる他方の偏波光の第２出力ポートへの入力の方向が設定される。
また、光導波路素子は、直列に接続された入力ポート及び偏波分離部、並びに偏波分離部とそれぞれ直列に接続され、かつ互いに並列に配置された第１出力ポート及び第２出力ポートを含み、水平な基準面に沿って形成された光導波路コアと、光導波路コアを包含するクラッドとを備えている。入力ポートは、外部の光ファイバから入力される光を偏波分離部へ送る。偏波分離部は、入力ポートから送られる光をＴＥ偏波光とＴＭ偏波光とに分離し、一方を第１出力ポートへ、他方を第２出力ポートへ、それぞれ送る。偏波分離部と第２出力ポートとの間に、他方の偏波光を一方の偏波光に変換する偏波回転部がさらに形成されている。第１出力ポート及び第２出力ポートは、それぞれ偏波分離部から送られる光を、互いに基準面に対する出力の方向が揃った状態で、基準面と交差する方向に出力する。