(57)【要約】平面導波路型光回路１において、光導波路２ｎを横切るように形成された斜めの溝３の内側に反射フィルタ４を設置する。そして、反射フィルタ４からの反射光を光検出器アレイ６０の光検出器６１ｎで検出して、信号光の光強度をモニタする。また、光検出器６１ｎについて、光回路１の上面側にサブマウント基板７０を設置し、光回路１の上面に対して角度α（０°＜α＜９０°）で斜めとなっている光検出器載置面７１によって光検出器アレイ６０を保持して、反射フィルタ４からの反射光が、光検出器アレイ６０の光検出器６１ｎの光入射面６３に対して所定角度φで入射する構成とする。これにより、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能な光導波路モジュールが実現される。
2003060584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、及び前記基板上に設けられた光導波路を含んで構成され、前記光導波路の所定部位を横切るように、前記光導波路の光軸に直交する垂直軸に対して所定の傾き角度θ（０°＜θ）で斜めに形成された溝を有する光回路と、
前記光回路の前記溝の内側に前記光導波路を伝送される信号光が通過する部位を含んで設置され、前記信号光の一部を所定の反射率によって反射する反射フィルタと、
前記反射フィルタによって前記信号光が反射された反射光を検出する光検出器とを備え、
前記光検出器は、その光入射面に対して前記反射光が所定角度で入射するように設置されていることを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項２】
前記光回路は、前記基板上に前記光導波路として形成された平面導波路型の光導波路を含んで構成された平面導波路型光回路であることを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項３】
前記光回路は、前記基板上に前記光導波路として固定された光ファイバを含んで構成された光回路であることを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項４】
前記光回路の上面側に設置され、その光検出器載置面上に前記光検出器を載置する載置部材を備え、
前記載置部材は、前記光検出器の前記光入射面に対して前記反射光が所定角度で入射されるように、前記光検出器載置面を前記光回路の上面に対して角度α（０°＜α＜９０°）で斜めとして設置されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項５】
前記反射光の光路を、前記光検出器の前記光入射面に対して所定角度で入射される光路へと変更する光路変更手段を備えることを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項６】
前記光回路の上面側に設置され、その光検出器載置面上に前記光検出器を載置する載置部材を備え、
前記光路変更手段は、前記載置部材の所定の面上に形成された反射ミラーであることを特徴とする請求項５記載の光導波路モジュール。
【請求項７】
前記反射ミラーは、全反射ミラーであることを特徴とする請求項６記載の光導波路モジュール。
【請求項８】
前記光検出器は、前記光回路の上面上に載置されるとともに、
前記光検出器の前記光入射面は、前記反射光が所定角度で入射されるように、前記光回路の上面に対して角度β（０°＜β＜９０°）で斜めとされていることを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項９】
前記光検出器の受光部は、前記反射光の光路からみて前記光入射面に対して対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項８記載の光導波路モジュール。
【請求項１０】
前記光回路は、前記光導波路として、Ｎ本（Ｎは複数）の光導波路を有するとともに、
前記光検出器として、前記Ｎ本の光導波路にそれぞれ対応するＮ個の光検出器を有する光検出器アレイを備えることを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項１１】
前記光検出器の前記光入射面に、所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜が設けられていることを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、基板上に設けられた光導波路を有する光導波路モジュールに関するものである。
背景技術
光ファイバまたは平面光導波路などの光導波路を用いた光回路においては、各光導波路を伝送される信号光の光強度を一定に保つなど、信号光の光強度を好適な値に制御することが望ましい場合がある。このような場合、信号光の光強度を光回路中でモニタし、あるいはさらに、モニタした結果に基づいて光強度を制御することが行われている。
発明の開示
上記した信号光の光強度のモニタには、従来、光導波路上に光カプラを設けて信号光の一部を分岐する方法が用いられている。この方法では、光導波路上の所定の位置に光カプラを設けて信号光を数％程度分岐し、分岐した光の光強度を光検出器でモニタすることによって、その光導波路を伝送されている信号光の光強度をモニタする。
しかしながら、このように光カプラを用いた場合、光回路を構成する光学部品の点数が増加する上、それらを融着接続する必要があるため、光回路の構成及び製造工程が複雑化するという問題がある。
これに対して、光カプラを用いることなく、信号光の一部を反射によって取り出して光強度をモニタする方法が提案されている。このようなモニタ方法では、例えば、平面導波路型光回路での光導波路上の所定位置において、光導波路を伝送されている信号光の一部が、光軸に対して所定の角度だけ傾いた方向へとモニタ用の反射光として反射される。そして、その反射光を光導波路が形成されている基板上に設置された光検出器で検出することによって、信号光をモニタする。
しかしながら、このような信号光のモニタ方法では、基板上に設置された光検出器の光入射面に対して、傾いた角度で反射光が入射される。このとき、光入射面を透過する光の偏波依存性により、光検出器での反射光の受光感度が信号光の偏波状態によって変化してしまうという問題を生じる。この場合、光導波路を伝送されている信号光の偏波状態が特定されなければ、信号光の光強度を正しくモニタすることができない。
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能な光導波路モジュールを提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明による光導波路モジュールは、（１）基板、及び基板上に設けられた光導波路を含んで構成され、光導波路の所定部位を横切るように、光導波路の光軸に直交する垂直軸に対して所定の傾き角度θ（０°＜θ）で斜めに形成された溝を有する光回路と、（２）光回路の溝の内側に光導波路を伝送される信号光が通過する部位を含んで設置され、信号光の一部を所定の反射率によって反射する反射フィルタと、（３）反射フィルタによって信号光が反射された反射光を検出する光検出器とを備え、（４）光検出器は、その光入射面に対して反射光が所定角度で入射するように設置されていることを特徴とする。
上記した光導波路モジュールにおいては、光カプラによって光導波路を分岐するのではなく、光導波路上に設けられた斜めの溝に設置した反射フィルタによって信号光の一部を反射させ、その反射光によって信号光の光強度をモニタすることが可能な構成としている。これにより、光回路の構成及び製造工程が簡単化される。
また、反射フィルタからの反射光が、光検出器の光入射面に対して所定角度で入射する構成としている。このとき、光入射面を透過する光の偏波依存性が低減されるので、光検出器での反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。これにより、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。
なお、光検出器の光入射面に対する反射光の入射角度については、例えば光入射面に対して略直交する角度、または、９０°を含む所定の角度範囲内にある角度など、光入射面を透過する光の偏波依存性が充分に低減される角度に設定することが好ましい。また、光回路に設けられる光導波路としては、例えば、基板上に形成された平面導波路型の光導波路、または、基板上に固定された光ファイバなどを用いることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面とともに本発明による光導波路モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
図１は、本発明による光導波路モジュールの第１実施形態の構成を示す平面図である。この光導波路モジュールは、基板１０、及び基板１０上に設けられた８本（８チャンネル）の光導波路２１〜２８を有して構成される光回路１を備えている。本実施形態においては、光導波路２１〜２８として、基板１０上に形成された平面導波路型の光導波路が用いられている。
光導波路２１〜２８のそれぞれは、所定の光伝送方向（図１中の矢印の方向）に沿って、平面導波路型光回路１の入力端１１から出力端１２に向かって、互いに平行かつ等間隔に形成されている。また、平面導波路型光回路１の光伝送方向に対する所定部位に、光導波路２１〜２８を横切る溝３が設けられている。
この溝３には、その内側に、各光導波路２１〜２８を伝送される信号光の一部を所定の反射率によって反射するための反射フィルタ４が設置されている。本実施形態においては、溝３の内側は、充填樹脂５によって封止されている。また、溝３よりも上流側の位置で平面導波路型光回路１の上面側には、サブマウント基板７０と、光検出器アレイ６０とが設置されている。この光検出器アレイ６０は、平面導波路型光回路１での８本の光導波路２１〜２８にそれぞれ対応した８個の光検出器６１１〜６１８を有している。
なお、図１においては、光検出器６１１〜６１８について、それぞれの受光面の形状を点線で図示している。また、サブマウント基板７０については、光検出器アレイ６０及び光検出器６１１〜６１８等の構成を示すため、その設置位置のみを一点鎖線で図示している。また、平面導波路型光回路１とサブマウント基板７０、あるいは、サブマウント基板７０と光検出器アレイ６０とは、例えば半田によって固定される。
図２は、図１に示した光導波路モジュールの断面構造を、光導波路２ｎ（ｎ＝１〜８）の光軸方向（平面導波路型光回路１の光伝送方向）に沿って示す断面図である。なお、この図２においては、溝３、反射フィルタ４、及び光検出器アレイ６０を含む部分を拡大して示してある。
平面導波路型光回路１における光導波路２ｎは、図２に示すように、下部クラッド２２、コア２０、及び上部クラッド２１が基板１０上に形成されることによって構成されている。この光導波路２ｎに対して、光導波路２ｎを所定部位で横切る溝３は、コア２０に相当し、光導波路２ｎを伝送される信号光が通過する部位を少なくとも含む深さｄで、光導波路２ｎの光軸に直交（基板１０に直交）する垂直軸に対して、所定の傾き角度θ（０°＜θ）で斜めに形成されている。本実施形態においては、溝３の深さｄは下部クラッド２２までの光導波路２ｎの厚さよりも大きく設定されている。
溝３の内側には、反射フィルタ４が挿入されている。反射フィルタ４は、光軸に対して溝３と略同一の角度θで、光導波路２ｎを伝送される信号光が通過する部位を少なくとも含むように設置されている。この反射フィルタ４は、好ましくは誘電体多層膜フィルタからなり、光導波路２ｎを伝送される所定波長（所定の波長帯域内）の信号光の一部が、一定の反射率で反射されるように構成されている。
平面導波路型光回路１の上部クラッド２１の上面側には、サブマウント基板７０が設置されている。このサブマウント基板７０は、光検出器アレイ６０を載置するための載置部材であり、その一方の面が、各光導波路２ｎにそれぞれ対応した光検出器６１ｎ（ｎ＝１〜８）を有する光検出器アレイ６０を載置する光検出器載置面７１となっている。光検出器アレイ６０は、光導波路２ｎを伝送される信号光の一部が反射フィルタ４で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器６１ｎの受光部６２へと入射されるように、光検出器載置面７１上に配置されている。
サブマウント基板７０は、光検出器載置面７１と隣接する面である基板固定面７２を介して、平面導波路型光回路１の上面に固定されている。また、基板固定面７２は、光検出器載置面７１に対して９０°より大きい角度をなすように形成されている。これにより、光検出器載置面７１は、平面導波路型光回路１の上面に対して、角度α（０°＜α＜９０°）で斜めとなっている。この角度αは、反射フィルタ４からの反射光の光路を参照して設定される。
図２に示した構成例では、光検出器アレイ６０の光検出器６１ｎとして表面入射型のフォトダイオードが用いられており、サブマウント基板７０とは反対側で光検出器６１ｎの受光部６２が設けられている光検出器アレイ６０の表面が、反射フィルタ４からの反射光に対する光入射面６３となっている。
光検出器載置面７１と平面導波路型光回路１の上面とがなす角度αは、図２に示すように、反射フィルタ４からの反射光が光検出器６１ｎの光入射面６３に対して所定角度（図２中に示す角度φ）で入射されるように設定されている。このとき、光検出器アレイ６０の光入射面６３と平面導波路型光回路１の上面とがなす角度は、上記した角度αとなっている。
また、光検出器６１ｎの光入射面６３には、光導波路２ｎを伝送されている信号光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜である反射防止コート（ＡＲコート）が設けられている。
反射フィルタ４を含む溝３の内側は、充填樹脂５によって封止されている。本実施形態における充填樹脂５は、溝３の内側を封止している内部充填樹脂部５１と、溝３の上部を含む平面導波路型光回路１の上面側の所定範囲を封止している上部充填樹脂部５２とからなる。これらの内部充填樹脂部５１及び上部充填樹脂部５２は、同一の樹脂材料を用いて一体に形成されている。
以上の構成において、光導波路２ｎを伝送されてきた信号光が、上流側端面３１を介して溝３内の内部充填樹脂部５１へと出射されると、信号光の一部が光軸に対して斜めの反射フィルタ４によって、所定の反射率で平面導波路型光回路１の斜め上方へと反射される。また、それ以外の信号光成分は、内部充填樹脂部５１及び反射フィルタ４を透過して、下流側端面３２を介して再び光導波路２ｎへと入射される。
一方、反射フィルタ４によって反射された反射光は、内部充填樹脂部５１、光導波路２ｎ、及び上部充填樹脂部５２を介して光検出器アレイ６０に到達し、光入射面６３から光検出器６１ｎへと所定の入射角度φで入射される。そして、光検出器６１ｎの受光部６２で検出された反射光の光強度から、光導波路２ｎを伝送されている信号光の光強度がモニタされる。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。
図１及び図２に示した光導波路モジュールにおいては、光カプラによって光導波路を分岐するのではなく、光導波路２ｎ上に設けられた斜めの溝３に設置した反射フィルタ４によって信号光の一部を反射させ、その反射光によって信号光の光強度をモニタすることが可能な構成としている。これにより、光回路の構成及び製造工程が簡単化される。
また、反射フィルタ４からの反射光が、光検出器アレイ６０の光検出器６１ｎの光入射面６３に対して所定角度で入射する構成としている。このとき、光入射面６３を透過する光の偏波依存性が低減されるので、光検出器６１ｎでの反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。これにより、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。
ここで、光検出器６１ｎの光入射面６３に対する反射光の入射角度φについては、光入射面６３を透過する光の偏波依存性が充分に低減される角度に設定する必要がある。具体的には、例えば、光入射面６３に対して略直交する角度に設定することが好ましい。あるいは、９０°を含む所定の角度範囲内にある角度に設定することが好ましい。なお、光検出器アレイの光検出器としては、裏面入射型のものを用いても良い。この場合、光検出器の受光部は光入射面とは反対側の面に設けられる。
また、図１に示した光導波路モジュールにおいては、光検出器６１ｎの光入射面６３に対して反射光を所定角度で入射させる構成として、平面導波路型光回路１の上面側に載置部材であるサブマウント基板７０を設置し、平面導波路型光回路１の上面に対して角度α（０°＜α＜９０°）で斜めとなっている光検出器載置面７１によって光検出器６１ｎを含む光検出器アレイ６０を保持する構成を用いている。
このような載置部材を用いることにより、平面導波路型光回路１に対して一定の角度で傾いて出射される反射光の光路と、光検出器６１ｎの光入射面６３とが上記した所定角度をなすように、平面導波路型光回路１の上面に対して傾いた状態で光検出器６１ｎを含む光検出器アレイ６０を設置することができる。
また、本光導波路モジュールでは、平面導波路型光回路１での光導波路２ｎ、及び対応する光検出器アレイ６０での光検出器６１ｎが複数チャンネル設けられている。このような構成において、隣接するチャンネル間でのクロストークが問題となる場合には、平面導波路型光回路１における隣接する光導波路２ｎ間の間隔をＰ（図１参照）、反射フィルタ４から光検出器アレイ６０の光入射面６３までの光路長をＬ（図２参照）としたときに、条件Ｌ／Ｐ＜４を満たすように間隔Ｐ及び光路長Ｌを設定することが好ましい。あるいはさらに、条件Ｌ／Ｐ＜２を満たすように間隔Ｐ及び光路長Ｌを設定することが好ましい。このような構成によれば、隣接するチャンネル間でのクロストークを低減することができる。上記条件Ｌ／Ｐ＜４を満たす構成例としては、光導波路間隔をＰ＝２５０μｍ、反射光の光路長をＬ＝５００μｍとする構成がある。
なお、基板上に光導波路が設けられるとともに、反射フィルタを挿入するための溝が形成される光回路としては、図１及び図２においては平面導波路型の光導波路２ｎを用いた平面導波路型光回路１を示したが、これ以外の構成を有する光回路を用いても良い。例えば、基板上に光導波路である光ファイバを固定して構成される光回路、あるいは平面導波路型の光導波路と光ファイバとを併用して構成される光回路などを用いることができる。
図１及び図２に示した光導波路モジュールの構成及び効果について、さらに具体的に説明する。
図３は、光導波路モジュールの構成の一例を示す断面図である。この構成例では、平面導波路型光回路の上面側に設置されたサブマウント基板上に、光回路に対して平行に光検出器を配置している。このような構成では、光検出器の光入射面に対して反射フィルタからの反射光が入射する角度φは、図３に示すように、９０°から大きくずれて傾いた角度となる。このとき、光入射面を透過する光の透過特性において、入射角度φによる偏波依存性が生じる。
すなわち、光入射面への入射角度φが９０°から大きくずれることにより、光入射面を透過する光のうちの偏波状態が異なる光成分であるｓ波とｐ波とで、光入射面での透過率が異なる値となる。そして、この透過率の偏波依存性により、反射フィルタからの反射光に対する光検出器での受光感度が光の偏波状態によって変化する。
図４Ａ〜図４Ｃ、及び図５Ａ〜図５Ｃは、光検出器での受光感度の偏波依存性を示すグラフである。これらの図４Ａ〜図４Ｃ及び図５Ａ〜図５Ｃのグラフにおいて、横軸は入射する光の波長（μｍ）、縦軸は光検出器でのｓ波またはｐ波に対する受光感度（ｄＢ）を示している。また、各グラフにおいて、実線はｓ波に対する受光感度を、また、破線はｐ波に対する受光感度を示している。
ここでは、光検出器の光入射面にＳｉＯＮ膜からなるＡＲコートを設けた構成を想定し、ＡＲコートの膜厚ｔ及び屈折率ｎを変えたときの偏波受光感度の変化についてシミュレーションを行っている。また、光検出器の光入射面への光の入射角度は、１５°に設定している。
なお、光検出器の屈折率は、通常、光導波路などの屈折率から大きく異なる。これに対して、必要に応じてＡＲコートを設けておけば、光検出器へと反射光が入射されるときに生じる余分な反射が抑制され、それによって生じる偏波依存性を抑制することができる。
図４Ａ〜図４Ｃに示すグラフは、ＡＲコートの膜厚ｔを変えたときの偏波受光感度の変化を示している。また、屈折率ｎについては、ｎ＝１．８０で一定としている。
図４Ａは、波長１．５３μｍ〜１．６３μｍの光に対する受光感度の偏波依存性が最小になる最適条件として、ＡＲコートの膜厚をｔ＝２７０ｎｍ、屈折率をｎ＝１．８０としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。この最適条件では、受光感度の偏波依存性は上記の波長帯域にわたって比較的小さくなっている。
これに対して、図４Ｂは、膜厚ｔを最適条件よりも１５ｎｍ小さい２５５ｎｍとしたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。また、図４Ｃは、膜厚ｔを最適条件よりも１５ｎｍ大きい２８５ｎｍとしたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。このように、ＡＲコートの膜厚ｔを最適条件からずらすことにより、受光感度の偏波依存性が大きくなっていることがわかる。
図５Ａ〜図５Ｃに示すグラフは、ＡＲコートの屈折率ｎを変えたときの偏波受光感度の変化を示している。また、膜厚ｔについては、ｔ＝２７０ｎｍで一定としている。
図５Ａは、図４Ａと同様に、波長１．５３μｍ〜１．６３μｍの光に対する受光感度の偏波依存性が最小になる最適条件として、ＡＲコートの膜厚をｔ＝２７０ｎｍ、屈折率をｎ＝１．８０としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。この最適条件では、受光感度の偏波依存性は上記の波長帯域にわたって比較的小さくなっている。
これに対して、図５Ｂは、屈折率ｎを最適条件よりも０．０５小さい１．７５としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。また、図５Ｃは、屈折率ｎを最適条件よりも０．０５大きい１．８５としたときの偏波受光感度の波長依存性を示すグラフである。このように、ＡＲコートの屈折率ｎを最適条件からずらすことにより、膜厚ｔの場合と同様に、受光感度の偏波依存性が大きくなっていることがわかる。
以上の図４Ａ〜図４Ｃ、及び図５Ａ〜図５Ｃの各グラフに示したように、光検出器の光入射面への入射角度が９０°から大きくずれた構成では、ＡＲコートの膜厚ｔや屈折率ｎの最適条件からのずれなどによって光入射面を透過する光の偏波依存性が急激に大きくなり、光検出器での受光感度の偏波依存性が増大する。そして、このように光検出器での受光感度の偏波依存性が大きくなり、また、ＡＲコートの膜厚ｔや屈折率ｎなどの各条件に対して受光感度が不安定になると、光導波路を伝送されている信号光の光強度と、光検出器で検出される反射光の光強度との相関が信号光の偏波状態によって変化してしまい、信号光の光強度を正しくモニタすることができないこととなる。
これに対して、図１及び図２に示した光導波路モジュールにおいては、平面導波路型光回路の上面側に配置される光検出器アレイ６０を、光回路１に対して平行にそのまま設置するのではなく、反射フィルタ４からの反射光が光検出器６１ｎの光入射面６３に対して所定角度で入射するように設置している。これにより、光入射面６３を透過する光の偏波依存性が小さくなり、光検出器６１ｎでの反射光の受光感度の偏波依存性を低減することができる。
図６Ａ〜図６Ｃは、光入射面での光の透過率のＡＲコートの膜厚による変化を示すグラフである。図６Ａ〜図６Ｃのグラフにおいて、横軸はＡＲコートの膜厚（μｍ）、縦軸は光入射面での光の透過率（ｄＢ）を示している。
図６Ａ〜図６Ｃに示すグラフは、波長１．５５μｍの光を光入射面に対して角度９０°で入射したときの光の透過率の膜厚による変化を示している。ここでは、平面導波路型光回路と光検出器との間の充填樹脂の屈折率を１．５２としている。また、ＡＲコートの屈折率ｎについては、それぞれ（Ａ）ｎ＝１．７０、（Ｂ）ｎ＝１．８０、（Ｃ）ｎ＝１．９０としている。
これらのグラフに示すように、各グラフにおいてＡＲコートの膜厚に依存して光の透過率が変化するものの、光の入射角度を９０°とした構成では、ｓ波とｐ波とに対する光の透過率は一致する。すなわち、光検出器での受光感度の偏波依存性は原理的に発生しない。したがって、受光感度の偏波依存性を低減するためには、光検出器への光の入射角度を略直交する角度、または、９０°を含む所定の角度範囲内にある所定角度に設定することが好ましい。
ここで、光検出器への光の入射角度φを９０°にした場合、光入射面からの反射戻り光が問題となる場合がある。この場合には、反射戻り光が充分に低減され、かつ、光の透過率の偏波依存性が無視できる角度範囲で光検出器への入射角度を設定することが好ましい。
図７Ａ〜図７Ｃは、光入射面での光の透過率の偏波依存性のＡＲコートの膜厚による変化を示すグラフである。図７Ａ〜図７Ｃのグラフにおいて、横軸はＡＲコートの膜厚（μｍ）、縦軸は光の透過率の偏波依存性であるｓ波とｐ波との透過率の差（ｄＢ）を示している。
図７Ａ〜図７Ｃに示すグラフは、波長１．５５μｍの光を光入射面に対して角度８０°で入射したときの偏波依存性の膜厚による変化を示している。ここで、ＡＲコートの屈折率ｎについては、それぞれ（Ａ）ｎ＝１．７５、（Ｂ）ｎ＝１．８０、（Ｃ）ｎ＝１．８５としている。
これらのグラフに示すように、入射角度を８０°とした場合には、９０°から若干ずれた角度となっているものの、ＡＲコートの膜厚ｔ及び屈折率ｎにかかわらず、光の透過率の偏波依存性及びその変化は小さい。このことより、反射戻り光が充分に低減され、かつ、光の透過率の偏波依存性が無視できる角度範囲での光検出器への入射角度としては、８０°またはその前後の角度が好適である。ただし、反射戻り光が問題にならない場合には、９０°前後の入射角度としても良い。あるいは、８０°〜９０°の範囲で入射角度を適宜設定しても良い。
なお、図１に示した光導波路モジュールの構成においては、光導波路２ｎを伝送されている信号光の一部を光検出器６１ｎへと反射する反射フィルタ４としては、各直交偏波間での反射率の差が補償されて、各偏波状態の信号光成分がほぼ等しい反射率で反射される反射フィルタを用いることが好ましい。これにより、反射フィルタによる信号光の反射率が、光導波路２ｎを伝送されている信号光の偏波状態によらず略一定となる。このような各偏波状態の信号光成分に対する反射率の設定は、例えば、誘電体多層膜フィルタを構成する各層の誘電体材料やその組み合わせ、各層の膜厚等によって行われる。
また、図１に示した光導波路モジュールでは、溝３の内側及び上側の所定範囲を充填樹脂５で封止することによって、反射フィルタ４と光検出器アレイ６０との間の空間に樹脂を充填している。これにより、溝３の端面や反射フィルタ４、光検出器アレイ６０の光入射面６３などが外気に触れることがなく、端面等の汚染による長期的な安定性の劣化が防止される。
このとき、充填樹脂５として光導波路２ｎのコアと略同一の屈折率を有する樹脂材料を用いれば、光導波路２ｎ及び充填樹脂５の界面等における余分な反射が抑制される。ただし、このような充填樹脂５については、不要であれば設けない構成としても良く、あるいは、溝３の内側のみに樹脂を充填する構成としても良い。
また、光検出器の光入射面に対して反射フィルタからの反射光を所定角度で入射させる構成としては、図８に示すように、サブマウント基板上で光検出器を傾けて設置する構成を用いても良い。ただし、反射フィルタと光検出器との間の距離の点から考えると、図２に示すような構造を有するサブマウント基板７０を用いる構成とすることが好ましい。
すなわち、図８に示すようにサブマウント基板上で光検出器を傾けて設置する構成では、反射フィルタにおける信号光の反射位置と、光検出器での反射光の検出位置との間の距離が長くなる。この場合、反射フィルタから光検出器までの間での反射光の広がりが大きくなり、光検出器による反射光の受光感度や隣接するチャンネル間でのクロストークなどの検出特性が劣化する。
例えば、サブマウント基板の厚みをａ＝１２５μｍ（図８参照）、平面導波路型光回路でのコア中心から上面までの厚み（上部クラッドの厚み）をｂ＝３０μｍ、反射フィルタの傾き角度をθ＝１５°とする。このとき、図３のように光検出器を平行に配置した場合には、反射位置・検出位置間の距離は７１０μｍとなる。一方、図８のように光検出器を傾けて配置した場合には、反射位置・検出位置間の距離は１３１０μｍと平行配置の場合に比べて長くなり、光検出器による反射光の検出特性が劣化する。具体的には、図８に示した構成では、光検出器による反射光の受光感度は、約１０ｄＢ劣化する。また、隣接するチャンネル間でのクロストークは、約３ｄＢ劣化する。
これに対して、図２のようにサブマウント基板７０を用いて光検出器アレイ６０を傾けて配置した構成によれば、同様の条件において、反射位置・検出位置間の距離は６１０μｍとなり、サブマウント基板上に平行に配置した場合よりも距離が短くなる。したがって、受光感度の偏波依存性の低減に加えて、受光感度やクロストークなどの反射光の検出特性も向上される。ただし、反射位置・検出位置間の距離による検出特性の劣化が問題にならない程度であれば、図８に示したような構成を用いても良い。
図９は、光導波路モジュールの第２実施形態の構成を示す平面図である。この光導波路モジュールは、第１実施形態と同様に、基板１０、及び基板１０上に形成された平面導波路型の８本の光導波路２１〜２８を有して構成される平面導波路型光回路１を備えている。
光導波路２１〜２８のそれぞれは、所定の光伝送方向（図９中の矢印の方向）に沿って、平面導波路型光回路１の入力端１１から出力端１２に向かって、互いに平行かつ等間隔に形成されている。また、平面導波路型光回路１の光伝送方向に対する所定部位に、光導波路２１〜２８を横切る溝３が設けられている。
この溝３には、その内側に、各光導波路２１〜２８を伝送される信号光の一部を所定の反射率によって反射するための反射フィルタ４が設置されている。本実施形態においては、溝３の内側は、充填樹脂５によって封止されている。また、溝３よりも上流側の位置で平面導波路型光回路１の上面側には、サブマウント基板７５が設置されるとともに、充填樹脂５及びサブマウント基板７５の上方には、光検出器アレイ６５が設置されている。この光検出器アレイ６５は、平面導波路型光回路１での８本の光導波路２１〜２８にそれぞれ対応した８個の光検出器６６１〜６６８を有している。
なお、図９においては、光検出器６６１〜６６８について、それぞれの受光面の形状を点線で図示している。また、サブマウント基板７５の上面には、図９中に模式的に示されているように、光検出器６６１〜６６８からの光検出信号を読み出すための配線や電極等が形成されている。
図１０は、図９に示した光導波路モジュールの断面構造を、光導波路２ｎ（ｎ＝１〜８）の光軸方向に沿って示す断面図である。なお、この図１０においては、溝３、反射フィルタ４、及び光検出器アレイ６５を含む部分を拡大して示してある。また、図１０に示した構成のうち、下部クラッド２２、コア２０、上部クラッド２１からなる光導波路２ｎを含む平面導波路型光回路１、溝３、反射フィルタ４、及び充填樹脂５については、図２に示した構成と同様である。
平面導波路型光回路１の上部クラッド２１の上面側には、サブマウント基板７５が設置されている。このサブマウント基板７５は、光検出器アレイ６５を載置するための載置部材であり、その一方の面が、各光導波路２ｎにそれぞれ対応した光検出器６６ｎ（ｎ＝１〜８）を有する光検出器アレイ６５を載置する光検出器載置面７６となっている。光検出器アレイ６５は、光導波路２ｎを伝送される信号光の一部が反射フィルタ４で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器６６ｎの受光部６７へと入射されるように、光検出器載置面７６及び上部充填樹脂部５２の上面上に配置されている。
サブマウント基板７５は、光検出器載置面７６と対向する面を介して、平面導波路型光回路１の上面に光回路１に対して平行に固定されている。これにより、光検出器載置面７６上に載置されている光検出器アレイ６５は、サブマウント基板７５と同様に光回路１に対して平行に配置される構成となっている。
図１０に示した構成例では、光検出器アレイ６５の光検出器６６ｎとして裏面入射型のフォトダイオードが用いられており、サブマウント基板７５及び上部充填樹脂部５２側で、光検出器６６ｎの受光部６７が設けられている表面に対向する光検出器アレイ６５の裏面が、反射フィルタ４からの反射光に対する光入射面６８となっている。
また、光検出器６６ｎの光入射面６８には、光導波路２ｎを伝送されている信号光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜である反射防止コート（ＡＲコート）が設けられている。
また、サブマウント基板７５の光検出器載置面７６と隣接する下流側側面は、平面導波路型光回路１の上面に対して所定角度で斜めに形成されるとともに、その面上に反射ミラー７７が設けられている。この反射ミラー７７は、反射フィルタ４からの反射光の光路を、光検出器６６ｎの光入射面６８に対して所定角度で入射される光路へと変更する光路変更手段である。
以上の構成において、光導波路２ｎを伝送されてきた信号光が、上流側端面３１を介して溝３内の内部充填樹脂部５１へと出射されると、信号光の一部が光軸に対して斜めの反射フィルタ４によって、所定の反射率で平面導波路型光回路１の斜め上方へと反射される。また、それ以外の信号光成分は、内部充填樹脂部５１及び反射フィルタ４を透過して、下流側端面３２を介して再び光導波路２ｎへと入射される。
一方、反射フィルタ４によって反射された反射光は、内部充填樹脂部５１、光導波路２ｎ、及び上部充填樹脂部５２を通過した後、サブマウント基板７５の面上に形成された反射ミラー７７で反射されることによって光路が変更される。反射ミラー７７で光路が変更された反射光は、上部充填樹脂部５２を介して光検出器アレイ６５に到達し、光入射面６８から光検出器６６ｎへと所定の入射角度φで入射される。そして、光検出器６６ｎの受光部６７で検出された反射光の光強度から、光導波路２ｎを伝送されている信号光の光強度がモニタされる。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。
図９及び図１０に示した光導波路モジュールにおいては、図１及び図２に示した光導波路モジュールと同様に、光カプラによって光導波路を分岐するのではなく、光導波路２ｎ上に設けられた斜めの溝３に設置した反射フィルタ４によって信号光の一部を反射させ、その反射光によって信号光の光強度をモニタすることが可能な構成としている。これにより、光回路の構成及び製造工程が簡単化される。
また、反射フィルタ４からの反射光が、光検出器アレイ６５の光検出器６６ｎの光入射面６８に対して所定角度で入射する構成としている。このとき、光入射面６８を透過する光の偏波依存性が低減されるので、光検出器６６ｎでの反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。これにより、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。なお、光検出器６６ｎの光入射面６８に対する反射光の入射角度φの設定については、第１実施形態に関して上述した通りである。また、光検出器アレイの光検出器としては、表面入射型のものを用いても良い。
また、図９に示した光導波路モジュールにおいては、光検出器６６ｎの光入射面６８に対して反射光を所定角度で入射させる構成として、サブマウント基板７５の所定の面上に光路変更手段である反射ミラー７７を形成し、反射フィルタ４からの反射光を反射ミラー７７で反射して光路を変更する構成を用いている。
このような光路変更手段を用いて反射光の光路自体を変更することにより、平面導波路型光回路１の上面に対して光検出器６６ｎを含む光検出器アレイ６５を傾けて設置することなく、反射光の光路と、光検出器６６ｎの光入射面６８とが所定角度をなす構成を実現することができる。
また、光路変更手段を用いる構成では、反射フィルタ４から光検出器６６ｎまでの距離を短縮することができる。これにより、光検出器６６ｎでの受光感度やクロストークなどの検出特性が向上される。
例えば、サブマウント基板の厚みをａ＝１２５μｍ（図８参照）、平面導波路型光回路でのコア中心から上面までの厚み（上部クラッドの厚み）をｂ＝３０μｍ、反射フィルタの傾き角度をθ＝１５°とし、また、入射角度φを９０°（反射ミラー７７が平面導波路型光回路１の上面となす角度は約３０°）とする。このとき、図１０のように光路変更手段である反射ミラー７７を設けた構成によれば、反射フィルタ４における信号光の反射位置と、光検出器６６ｎでの反射光の検出位置との間の距離は４３０μｍとなり、図３及び図８に示した構成などに比べて距離が短くなる。したがって、受光感度の偏波依存性の低減に加えて、受光感度やクロストークなどの反射光の検出特性も向上される。
なお、サブマウント基板７５の所定の面上に設けられる反射ミラー７７については、光の入射角度に応じた全反射コーティングを施した全反射ミラーであることが好ましい。この場合、光検出器６６ｎへと入射される反射光の偏波依存性をさらに低減することができる。また、光路変更手段としては、載置部材であるサブマウント基板の面上に形成した反射ミラー以外の手段を用いても良い。
図１１は、光導波路モジュールの第３実施形態の構成を示す平面図である。この光導波路モジュールは、第１実施形態と同様に、基板１０、及び基板１０上に形成された平面導波路型の８本の光導波路２１〜２８を有して構成される平面導波路型光回路１を備えている。
光導波路２１〜２８のそれぞれは、所定の光伝送方向（図１１中の矢印の方向）に沿って、平面導波路型光回路１の入力端１１から出力端１２に向かって、互いに平行かつ等間隔に形成されている。また、平面導波路型光回路１の光伝送方向に対する所定部位に、光導波路２１〜２８を横切る溝３が設けられている。
この溝３には、その内側に、各光導波路２１〜２８を伝送される信号光の一部を所定の反射率によって反射するための反射フィルタ４が設置されている。本実施形態においては、溝３の内側は、充填樹脂５によって封止されている。また、溝３よりも上流側の位置で平面導波路型光回路１の上面側には、光検出器アレイ８０が設置されている。この光検出器アレイ８０は、平面導波路型光回路１での８本の光導波路２１〜２８にそれぞれ対応した８個の光検出器８１１〜８１８を有している。
なお、図１１においては、光検出器８１１〜８１８について、それぞれの受光面の形状を点線で図示している。
図１２は、図１１に示した光導波路モジュールの断面構造を、光導波路２ｎ（ｎ＝１〜８）の光軸方向に沿って示す断面図である。なお、この図１２においては、溝３、反射フィルタ４、及び光検出器アレイ８０を含む部分を拡大して示してある。また、図１２に示した構成のうち、下部クラッド２２、コア２０、上部クラッド２１からなる光導波路２ｎを含む平面導波路型光回路１、溝３、反射フィルタ４、及び充填樹脂５については、図２に示した構成と同様である。
平面導波路型光回路１の上部クラッド２１の上面側には、各光導波路２ｎにそれぞれ対応した光検出器８１ｎ（ｎ＝１〜８）を有する光検出器アレイ８０が設置されている。光検出器アレイ８０は、光導波路２ｎを伝送される信号光の一部が反射フィルタ４で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器８１ｎの受光部８２へと入射されるように、平面導波路型光回路１の上面上に配置されている。
図１２に示した構成例では、光検出器アレイ８０の光検出器８１ｎとして裏面入射型のフォトダイオードが用いられており、平面導波路型光回路１とは反対側である光検出器アレイ８０の表面に光検出器８１ｎの受光部８２が設けられている。また、光検出器アレイ８０の下流側側面のうち、平面導波路型光回路１側で裏面近傍の面部分は、平面導波路型光回路１の上面に対して、角度β（０°＜β＜９０°）で斜めに形成されており、この面部分が、反射フィルタ４からの反射光に対する光入射面８３となっている。角度βは、図１２に示すように、反射フィルタ４からの反射光が光検出器８１ｎの光入射面８３に対して所定の角度φで入射されるように設定されている。
また、光検出器８１ｎの光入射面８３には、光導波路２ｎを伝送されている信号光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜である反射防止コート（ＡＲコート）が設けられている。
以上の構成において、光導波路２ｎを伝送されてきた信号光が、上流側端面３１を介して溝３内の内部充填樹脂部５１へと出射されると、信号光の一部が光軸に対して斜めの反射フィルタ４によって、所定の反射率で平面導波路型光回路１の斜め上方へと反射される。また、それ以外の信号光成分は、内部充填樹脂部５１及び反射フィルタ４を透過して、下流側端面３２を介して再び光導波路２ｎへと入射される。
一方、反射フィルタ４によって反射された反射光は、内部充填樹脂部５１、光導波路２ｎ、及び上部充填樹脂部５２を介して光検出器アレイ８０に到達し、光入射面８３から光検出器８１ｎへと所定の入射角度φで入射される。そして、光検出器８１ｎの受光部８２で検出された反射光の光強度から、光導波路２ｎを伝送されている信号光の光強度がモニタされる。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。
図１１及び図１２に示した光導波路モジュールにおいては、図１及び図２に示した光導波路モジュールと同様に、光カプラによって光導波路を分岐するのではなく、光導波路２ｎ上に設けられた斜めの溝３に設置した反射フィルタ４によって信号光の一部を反射させ、その反射光によって信号光の光強度をモニタすることが可能な構成としている。これにより、光回路の構成及び製造工程が簡単化される。
また、反射フィルタ４からの反射光が、光検出器アレイ８０の光検出器８１ｎの光入射面８３に対して所定角度で入射する構成としている。このとき、光入射面８３を透過する光の偏波依存性が低減されるので、光検出器８１ｎでの反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。これにより、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。なお、光検出器８１ｎの光入射面８３に対する反射光の入射角度φの設定については、第１実施形態に関して上述した通りである。
また、図１１に示した光導波路モジュールにおいては、光検出器８１ｎの光入射面８３に対して反射光を所定角度で入射させる構成として、光検出器アレイ８０を平面導波路型光回路１の上面上に設置するとともに、その光入射面８３を平面導波路型光回路１の上面に対して角度β（０°＜β＜９０°）で斜めとして形成する構成を用いている。
このように、光検出器８１ｎの光入射面８３を傾けた構成とすることにより、少ない部品点数で、反射光の光路と、光検出器８１ｎの光入射面８３とが所定角度をなす構成を実現することができる。また、部品点数が少なくなることにより、その製造工程が簡単化される。
また、光入射面を傾ける構成では、反射フィルタ４から光検出器８１ｎまでの距離を短縮することができる。これにより、光検出器８１ｎでの受光感度やクロストークなどの検出特性が向上される。
例えば、平面導波路型光回路でのコア中心から上面までの厚み（上部クラッドの厚み）をｂ＝３０μｍ（図８参照）、光検出器アレイ８０の厚みを２００μｍ、反射フィルタの傾き角度をθ＝１５°とする。このとき、図１２のように光検出器アレイ８０の光入射面８３を傾けた構成によれば、反射フィルタ４における信号光の反射位置と、光検出器８１ｎでの反射光の検出位置との距離は４６０μｍとなり、図３及び図８に示した構成などに比べて距離が短くなる。したがって、受光感度の偏波依存性の低減に加えて、受光感度やクロストークなどの反射光の検出特性も向上される。
なお、光検出器８１ｎの受光部８２については、反射光の光路からみて光入射面８３に対して対向する位置に設けられていることが好ましい。これにより、光入射面８３から入射される反射フィルタ４からの反射光を効率良く検出することができる。
図１３は、光導波路モジュールの第４実施形態の断面構造を、光導波路２ｎ（ｎ＝１〜８）の光軸方向に沿って示す断面図である。なお、この図１３においては、溝３、反射フィルタ４、及び光検出器アレイ８５を含む部分を拡大して示してある。また、図１３に示した構成のうち、下部クラッド２２、コア２０、上部クラッド２１からなる光導波路２ｎを含む平面導波路型光回路１、溝３、反射フィルタ４、及び充填樹脂５については、図２に示した構成と同様である。
本実施形態による光導波路モジュールは、図１及び図２に示した第１実施形態とほぼ同様の構成を有している。このため、本実施形態については、平面図の図示を省略している。具体的には、本実施形態による光導波路モジュールは、第１実施形態とはサブマウント基板の構成等が異なっている。
平面導波路型光回路１の上部クラッド２１の上面側には、サブマウント基板９０が設置されている。このサブマウント基板９０は、光検出器アレイ８５を載置するための載置部材であり、その一方の面が、各光導波路２ｎにそれぞれ対応した光検出器８６ｎ（ｎ＝１〜８）を有する光検出器アレイ８５を載置する光検出器載置面９１となっている。光検出器アレイ８５は、光導波路２ｎを伝送される信号光の一部が反射フィルタ４で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器８６ｎの受光部８７へと入射されるように、光検出器載置面９１上に配置されている。
サブマウント基板９０は、光検出器載置面９１と隣接する下面である基板固定面９２を介して、平面導波路型光回路１の上面に固定されている。また、基板固定面９２は、光検出器載置面９１に対して９０°より大きい角度をなすように形成されている。これにより、光検出器載置面９１は、平面導波路型光回路１の上面に対して角度α（０°＜α＜９０°）で斜めとなっている。この角度αは、反射フィルタ４からの反射光の光路を参照して設定される。
図１３に示した構成例では、光検出器アレイ８５の光検出器８６ｎとして表面入射型のフォトダイオードが用いられており、サブマウント基板９０とは反対側で光検出器８６ｎの受光部８７が設けられている光検出器アレイ８５の表面が、反射フィルタ４からの反射光に対する光入射面８８となっている。そして、光検出器載置面９１と平面導波路型光回路１の上面とがなす角度αは、図１３に示すように、反射フィルタ４からの反射光が光検出器８６ｎの光入射面８８に対して所定角度（図１３中に示す角度φ）で入射されるように設定されている。
また、光検出器８６ｎの光入射面８８には、光導波路２ｎを伝送されている信号光の波長帯域に対応する所定の波長帯域内にある光の反射を防止するコート膜である反射防止コート（ＡＲコート）が設けられている。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、図１３に示した光導波路モジュールにおけるサブマウント基板９０及び光検出器アレイ８５の構成を示す（Ａ）下流側からみた側面図、及び（Ｂ）上面図である。
本実施形態においては、図１３、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、光検出器載置面９１と隣接するとともに、基板固定面９２及び平面導波路型光回路１の上面に対して平行なサブマウント基板９０の上面が、配線面９３となっている。そして、この配線面９３上、及び光検出器アレイ８５が載置されている光検出器載置面９１上には、光検出器載置面９１から配線面９３へと伸びる（図１３参照）８本の配線９５１〜９５８が設けられている。
これらの配線９５１〜９５８のそれぞれは、図１４Ａに示すように、光検出器アレイ８５の８個の光検出器８６１〜８６８での対応する光検出器に対して電気的に接続されている。これにより、配線９５ｎ（ｎ＝１〜８）は、光検出器８６ｎからの光検出信号を読み出すための信号ラインとして用いることが可能な構成となっている。
本実施形態の光導波路モジュールの効果について説明する。
図１３、図１４Ａ及び図１４Ｂに示した光導波路モジュールにおいては、図１及び図２に示した光導波路モジュールの構成に加えて、光検出器アレイ８５を載置するサブマウント基板９０上に、光検出器８６１〜８６８からの光検出信号を読み出すための立体的な配線９５１〜９５８を設けている。
通常、光検出器であるフォトダイオードからの光検出信号を読み出すには、フィトダイオードのアノード電極と、配線基板やリードフレームなどに設けられた対応する配線との間でワイヤリングを行って、電極及び配線を電気的に接続する必要がある。ここで、図１及び図２に示した光導波路モジュールのように光検出器アレイが平面導波路型光回路に対して斜めに設置されていると、光検出器アレイの電極が設けられている表面が、平面導波路型光回路に平行な配線基板等の配線面に対して斜めとなる。このとき、電極及び配線の間のワイヤリングが困難になる場合がある。
これに対して、本実施形態の光導波路モジュールでは、平面導波路型光回路１の上面に対して平行なサブマウント基板９０の上面を配線面９３とし、光検出器載置面９１から配線面９３へと伸びる光検出器８６１〜８６８からの光検出信号読み出し用の配線９５１〜９５８を設けている。
このような構成によれば、配線９５ｎの光検出器載置面９１上の配線部分を光検出器８６ｎとの接続に用いるとともに、配線基板等に平行な配線面９３上の配線部分を外部配線とのワイヤリングに用いることができる。これにより、フォトダイオードのアノード電極と、配線基板やリードフレームなどに設けられた対応する配線との間などでのワイヤリングを良好に行うことが可能となる。また、その製造時において、ワイヤボンディングなどの作業が容易となる。
本発明による光導波路モジュールは、上記した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、光回路として平面導波路型光回路を用いている。この光回路としては、上記したように、平面導波路型光回路に限らず、その一部または全部の光回路部分が光ファイバを用いて構成された光回路を用いることも可能である。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ光導波路モジュールの断面構造を、光導波路の光軸に垂直な方向に沿って示す断面図である。図１５Ａは、光導波路として平面導波路型の光導波路を用いた場合における光回路の断面構造を示している。これは、図１及び図２に示した光導波路モジュールの光軸に垂直な断面構造に相当している。また、図１５Ｂは、光導波路として平面導波路型の光導波路にかえて光ファイバを用いた場合における光回路の断面構造を示している。
図１５Ａに示す光回路は、図２に関して上述したように、下部クラッド２２、コア２０、及び上部クラッド２１が基板１０上に形成された平面導波路型の光導波路によって構成される。
一方、図１５Ｂに示す光回路では、基板１０の上面側に、光ファイバ配列部材として機能するＶ溝１５が、互いに平行かつ等間隔に形成される。そして、この複数のＶ溝１５のそれぞれに、コア及びクラッドからなる光ファイバ２５が固定されることによって、基板１０上に光導波路である光ファイバ２５が設けられた光回路が構成される。また、本構成例においては、Ｖ溝１５に配置された光ファイバ２５を固定するため、基板１０の上面及び光ファイバ２５を覆うファイバ固定用樹脂２６が設けられている。
このように、反射フィルタを挿入するための溝が形成される光回路としては、図１５Ａに示したように、光導波路として平面導波路型の光導波路を用いて構成された光回路に限らず、図１５Ｂに示したように、光導波路として光ファイバを用いて構成された光回路を用いることも可能である。
また、図１１及び図１２に示した実施形態では、裏面入射型の光検出器アレイ８０を用い、その下流側側面の一部を角度βで斜めに形成して光入射面８３とする構成を示している。このように、平面導波路型光回路の上面に対して光検出器アレイの光入射面を所定角度で斜めとする構成としては、上記構成、あるいは図１及び図２に示した載置部材を用いる構成以外にも、様々な構成が可能である。
図１６は、光導波路モジュールの他の実施形態について、その光軸に沿った断面構造を示す断面図である。本実施形態による光導波路モジュールの構成は、光検出器アレイを除いて、図１２に示した構成と同様である。
平面導波路型光回路１の上部クラッド２１の上面側には、各光導波路２ｎにそれぞれ対応した光検出器１０１ｎ（ｎ＝１〜８）を有する光検出器アレイ１００が設置されている。光検出器アレイ１００は、光導波路２ｎを伝送される信号光の一部が反射フィルタ４で反射された反射光がそれぞれ対応する光検出器１０１ｎの受光部１０２へと入射されるように、平面導波路型光回路１の上面上に配置されている。
図１６に示した構成例では、光検出器アレイ１００の光検出器１０１ｎとして表面入射型のフォトダイオードが用いられており、光検出器１０１ｎの受光部１０２が設けられている光検出器アレイ１００の表面が、反射フィルタ４からの反射光に対する光入射面１０３となっている。
光検出器アレイ１００は、光入射面１０３と隣接する面である検出器固定面１０４を介して、平面導波路型光回路１の上面に固定されている。また、検出器固定面１０４は、光入射面１０３に対して９０°より大きい角度をなすように形成されている。これにより、光入射面１０３は、平面導波路型光回路１の上面に対して、角度β（０°＜β＜９０°）で斜めとなっている。角度βは、図１６に示すように、反射フィルタ４からの反射光が光検出器１０１ｎの光入射面１０３に対して所定の角度φで入射されるように設定されている。
このような構成においても、図１及び図２に示した構成、あるいは図１１及び図１２に示した構成と同様に、光入射面１０３を透過する光の偏波依存性が低減されるので、光検出器１０１ｎでの反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。なお、図１６に示す構成は、光検出器アレイとして裏面入射型のものを用いた場合にも適用可能である。
また、上記した各実施形態では、平面導波路型光回路での光導波路としてＮ本（Ｎは複数、図１では８本）の光導波路を設けるとともに、光検出器として、Ｎ本の光導波路にそれぞれ対応するＮ個の光検出器を有する光検出器アレイを用いている。これにより、Ｎ本の光導波路のそれぞれを伝送されるＮチャンネルの信号光の光強度を、信号光それぞれの偏波状態にかかわらず正しくモニタすることが可能となる。ただし、平面導波路型光回路での光導波路が１チャンネルの場合でも、同様に上記した光導波路モジュールの構成を適用することができる。
また、このように、光検出器として複数チャンネルのフォトダイオードを有する光検出器アレイが用いられる場合、光検出器アレイとしては様々な構成のものを用いて良い。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、光検出器アレイの第１の構成例を示す（Ａ）上面図及び（Ｂ）側面断面図である。本構成例においては、それぞれ単一の受光部１１１を有するフォトダイオード１１０を複数個用意し、それらを相互に位置調整して設置することによってフォトダイオードアレイとしている。または、必要があれば、複数個のフォトダイオード１１０をそれぞれ個別にサブマウント１１５に固定し、それらを相互に位置調整して設置することによってフォトダイオードアレイとしても良い。このような構成は、フォトダイオードの位置精度等がやや劣るものの、材料費が安価となるなどの利点がある。
図１８Ａ及び図１８Ｂは、光検出器アレイの第２の構成例を示す（Ａ）上面図及び（Ｂ）側面断面図である。本構成例においては、それぞれ単一の受光部１２１を有するフォトダイオード１２０を複数個用意し、それらを相互に位置調整して同一のサブマウント１２５にあらかじめ固定することによってフォトダイオードアレイとしている。このような構成は、位置精度、作業性、材料費などの点でバランスが良い。
図１９Ａ及び図１９Ｂは、光検出器アレイの第３の構成例を示す（Ａ）上面図及び（Ｂ）側面断面図である。本構成例においては、複数の受光部１３１を有して一体に形成されたフォトダイオードアレイ１３０を用いている。または、必要があれば、フォトダイオードアレイ１３０をサブマウント１３５に固定したものを用いても良い。このような構成では、同一プロセスで製造されるために隣接するフォトダイオード間の間隔などの位置精度が高く、また、作業性が良いという利点がある。
産業上の利用可能性
本発明による光導波路モジュールは、以上詳細に説明したように、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能な光導波路モジュールとして利用可能である。すなわち、光導波路を横切る斜めの溝の内側に設置された反射フィルタによって信号光の一部を反射して光強度のモニタに用いるとともに、反射フィルタからの反射光を、光検出器の光入射面に対して所定角度で入射させる構成の光導波路モジュールによれば、光回路の構成及び製造工程が簡単化される。また、光入射面を透過する光の偏波依存性が低減されるので、光検出器での反射光の受光感度を信号光の偏波状態によらず略一定とすることができる。これにより、信号光の偏波状態にかかわらず光強度を正しくモニタすることが可能となる。
このような光導波路モジュールは、光ファイバや平面導波路型の光導波路からなる光回路中に挿入される信号光強度モニタとして適用することが可能である。あるいは、光合波器、光分波器、光減衰器などの平面導波路型光回路の所定部位に設けることによって、光回路中で信号光強度をモニタする構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、光導波路モジュールの第１実施形態の構成を示す平面図である。
図２は、図１に示した光導波路モジュールの光軸に沿った断面構造を一部拡大して示す断面図である。
図３は、光導波路モジュールの構成の一例を示す断面図である。
図４Ａ〜図４Ｃは、光検出器での受光感度の偏波依存性を示すグラフである。
図５Ａ〜図５Ｃは、光検出器での受光感度の偏波依存性を示すグラフである。
図６Ａ〜図６Ｃは、光入射面での光の透過率のＡＲコートの膜厚による変化を示すグラフである。
図７Ａ〜図７Ｃは、光入射面での光の透過率の偏波依存性のＡＲコートの膜厚による変化を示すグラフである。
図８は、光導波路モジュールの構成の他の例を示す断面図である。
図９は、光導波路モジュールの第２実施形態の構成を示す平面図である。
図１０は、図９に示した光導波路モジュールの光軸に沿った断面構造を一部拡大して示す断面図である。
図１１は、光導波路モジュールの第３実施形態の構成を示す平面図である。
図１２は、図１１に示した光導波路モジュールの光軸に沿った断面構造を一部拡大して示す断面図である。
図１３は、光導波路モジュールの第４実施形態の光軸に沿った断面構造を一部拡大して示す断面図である。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、図１３に示した光導波路モジュールにおけるサブマウント基板及び光検出器アレイの構成を示す（Ａ）下流側からみた側面図、及び（Ｂ）上面図である。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、光導波路として（Ａ）平面導波路型の光導波路、及び（Ｂ）光ファイバ、を用いた場合における光回路の光軸に垂直な断面構造を示す断面図である。
図１６は、光導波路モジュールの他の実施形態の光軸に沿った断面構造を一部拡大して示す断面図である。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、光検出器アレイの第１の構成例を示す（Ａ）上面図及び（Ｂ）側面断面図である。
図１８Ａ及び図１８Ｂは、光検出器アレイの第２の構成例を示す（Ａ）上面図及び（Ｂ）側面断面図である。
図１９Ａ及び図１９Ｂは、光検出器アレイの第３の構成例を示す（Ａ）上面図及び（Ｂ）側面断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【国際調査報告】
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