(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に光配向膜を塗布するステップと、
前記光配向膜の第１の領域を第１の偏光方向に配向し、前記光配向膜の第２の領域を第２の偏光方向に配向するステップであって、前記第１の領域と前記第２の領域とは、分割してストライプ状に配置される、ステップと、
前記光配向膜が配向された前記ガラス基板を、上面に光導波路が形成された光波回路の、前記光導波路の光軸と直交する方向に、前記光導波路上面から前記光導波路のコアを横断する深さまで形成された溝に挿入するステップであって、前記光導波路のピッチは、前記第１の領域と前記第２の領域とのピッチと一致する、ステップと、
前記溝に、重合性液晶を充填するステップと、
前記重合性液晶にＵＶ光を照射して、前記重合性液晶を硬化させるステップと
を備えたことを特徴とする光波回路の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス基板を前記溝に挿入するステップは、
前記ガラス基板を、溝位置調整用ガラスに仮固定するステップと、
前記溝位置調整用ガラスに仮固定された前記ガラス基板を、前記溝に挿入するステップと、
前記溝位置調整用ガラスを動かして、前記溝の内壁に、前記ガラス基板の前記光配向膜が塗布されていない面を密着させるステップと
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光波回路の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス基板には、アライメント用配向膜がさらに形成され、
前記光波回路には、前記アライメント用配向膜のピッチに合わせた位置にアライメント用光導波路がさらに形成され、
前記ガラス基板を前記溝に挿入するステップは、前記アライメント用光導波路の入力部に所定の偏光を入力し、前記アライメント用光導波路の出射部において所定の偏光子を介して受光した光が最大または最小強度となるように前記ガラス基板の前記溝の長手方向の位置を調整してアライメント調整を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光波回路の製造方法。
【請求項４】
基板上面に光導波路を備える光波回路であって、
前記光導波路の光軸と直交する方向に、前記光導波路上面から前記光導波路のコアを横断する深さを有する溝と、
前記溝に挿入される、光配向膜が塗布されたガラス基板であって、前記光配向膜の第１の領域の配向方向を第１の偏光方向とし、前記光配向膜の第２の領域の配向方向を第２の偏光方向とし、前記第１の領域と前記第２の領域との配置は、分割されたストライプ状であって、前記第１の領域と前記第２の領域とのピッチが、前記光導波路のピッチと一致した、ガラス基板と、
前記溝に充填された重合性液晶であって、紫外線硬化性の重合性液晶と
を備えることを特徴とする光波回路。
【請求項５】
前記ガラス基板の前記光配向膜が塗布されていない面側は、前記溝の内壁に密着され、前記ガラス基板の前記光配向膜が塗布されている面側には、前記重合性液晶が充填されることを特徴とする請求項４に記載の光波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光波回路及びその製造方法に関し、より詳細には、光ファイバアレイ、または光導波路アレイにおいて、光導波路の偏波を制御するために挿入する領域ごとに分割された波長板が挿入された光波回路及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光導波路の偏波を制御するために、光導波路が形成された基板に溝を掘って、ポリイミド波長板を挿入する方法がよく用いられる。図１は、光導波路が形成された基板に波長板を挿入する様子を示す図である。図１において、Ｓｉ基板１０１上には光導波路１０２を含む光波回路１０３が形成されている。光波回路１０３上面の光導波路１０２の光の導波方向と直交する方向には、一定の深さ及び幅（具体的には深さ１５０μｍ〜２００μｍ、幅２０μｍ）の溝１０４が形成され、溝１０４には、λ／２波長板１０５が挿入される。λ／２波長板１０５は、ポリイミド延伸フィルムにより形成される。ポリイミド延伸フィルムの複屈折Δｎは約０．０５であるため、通信波長帯である１．５μｍの光においては、ポリイミド延伸フィルムは厚さ約１５μｍとすることにより、λ／２波長板としての役割を果たす。光導波路は、偏波依存性があるため、図１に示すように、基板に形成された溝にポリイミド延伸フィルムであるλ／２波長板１０５を挿入することにより、光導波路１０２の偏波を制御することが可能となる。（特許文献１参照）。
【０００３】
ポリイミド延伸フィルムは一定の偏光方向を持つ。従って、基板上に複数の光導波路が形成された光導波路アレイにおいて、隣接光導波路に異なる偏光方向を持つ波長板を挿入するには、各光導波路に別々の偏光方向を有する波長板を挿入する必要がある。
【０００４】
図２は、１つの溝に２つの波長板を挿入した、導波路型偏光ビームスプリッタ２００を示す上面図である。導波路型偏光ビームスプリッタ２００は、基板２０１上に、入力光導波路２０１と、入力光導波路２０１に接続されたＹ分岐カプラ２０３と、Ｙ分岐カプラ２０３の出力にそれぞれ接続されたＴＥ偏光導波路２０４及びＴＭ偏光導波路２０５とが形成されている。また、光導波路型偏光ビームスプリッタ２００は、基板２０１上に、ＴＥ偏光導波路２０４及びＴＭ偏光導波路２０５に接続された２×２ＭＭＩ２０６と、２×２ＭＭＩ２０６の出力にそれぞれが接続されたＴＥ偏光出力光導波路２０７及びＴＭ偏光出力光導波路２０８とが形成されている。
【０００５】
導波路型偏光ビームスプリッタ２００の上面には、ＴＥ偏光導波路２０４及びＴＭ偏光導波路２０５を横切るように、ＴＥ偏光導波路２０４及びＴＭ偏光導波路２０５の光の導波方向と直交する方向に一定の深さ（具体的には深さ１５０μｍ〜２００μｍ）の溝２１１が形成されている。溝２１１には、ＴＥ偏光導波路２０４を横切るようにλ／４波長板（９０度）２１２が挿入され、ＴＭ編光導波路２０５を横切るようにλ／４波長板（０度）２１３が挿入される。溝２１１は、ダイシングにより形成される。
【０００６】
図２の導波路型偏光ビームスプリッタ２００は、Ｙ分岐カプラ２０３と２×２ＭＭＩ２０６との間に、λ／４波長板（０度）２１３と、λ／４波長板（９０度）２１２とを挿入し、λ／４波長板（０度）２１３によりＴＥ波を９０度進め、λ／４波長板（９０度）２１２によりＴＭ波を９０度進める。Ｙ分岐カプラ２０３によって分けられた２つの光の位相を＋と−に９０°シフトさせて２×２ＭＭＩ２０６に入力することにより、一方の光導波路（ＴＥ偏光出力光導波路２０７）にはＴＥ偏光のみ、他方の光導波路（ＴＭ偏光出力光導波路２０８）にはＴＭ偏光のみを出力する（非特許文献１参照）。
【０００７】
近年、光波回路で処理するポート数、波長数などの増大に伴い、光導波路の１光波回路について、１つのチップで多数の光処理回路を集積する必要が増大してきた。その中で偏波制御を与える回路が求められており、図２に記載の偏光ビームスプリッタを多ポート分集積することが求められる。偏光ビームスプリッタを多ポート分集積する場合、それぞれの光導波路に異なる波長板を挿入するために、隣接する光導波路の間隔を離す必要があった。
【０００８】
通常、挿入用の溝はダイシングで形成するが、ダイシングにより溝を形成するためには、ダイシングブレードの径の制約から、長手方向に数ｍｍ以上の長さの溝を形成することが必要であり、回路レイアウトを制限する要因となっていた。例えば、従来の１／２波長板は、ＰＬＣの回路の対象となる場所にダイシングで５ｍｍほどの長さの溝を掘って、数ｍｍ角のポリイミド波長板を挿入していた。複雑な集積回路を搭載したＰＬＣでは、対象点は一箇所でないため、５ｍｍの長さのダイシング溝を各所に掘ると、他の光導波路も切断してしまうことになり、回路構成に制約があった。ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）で溝を波長板挿入用に溝を掘ってもよいが（特許文献２参照）、ポリイミド波長板を挿入するためにはＰＬＣの回路に数１００μｍの深さの溝を掘る必要があり、時間と労力を要した。
【０００９】
さらに、これらの偏光ビームスプリッタ等を多数集積したアレイ構造を形成するには、複数の溝、又は光導波路と直交する一直線の溝に対して、複数の波長板を挿入する必要があるが、１５μｍの薄い波長板を光導波路間隔に切断し、かつ正確な光導波路位置に置き、固定するという作業が求められ、作業の困難を伴い、結果歩留まり低下やコスト増加につながり、事実上実現不可能となっていた。
【００１０】
これを解決する手法としては、１枚の波長板において、波長板の面内長軸方向に沿った位置に応じて任意に位相差を付与した、領域分割波長板が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第３５０１２３５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１４６００４号公報
【特許文献３】特許第３８８５９３６号公報
【特許文献４】特許第３６３２２２０号公報
【特許文献５】特許第３６７７６３２号公報
【特許文献６】特許第３８４２１０２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Yusuke Nasu, Takayuki Mizuno, Ryoichi Kasahara, Takashi Saida, “Temperature Insensitive and Ultra Wideband Silica-based Dual Polarization Optical Hybrid for Coherent Receiver with Highly Symmetrical Interferometer Design,” Tu.3.LeSaleve.4, 37th European Conference and Exhibition on Optical communication 2011 (September 18-22, 2011, Geneva, Switzerland).
【非特許文献２】株式会社フォトニックラティス、「光通信用  領域分割波長板」、http://www.photonic-lattice.com/ja/products/region-segmentation-polarizer/waveplate-for-digital-coherent-communication-devices/
【非特許文献３】Nobuhiro Kawatsuki, Tetsuro Kawakami, and Tohei Yamamoto, “A Photoinduced Birefringent Film with a High Orientational Order Obtained from a Novel Polymer Liquid Crystal,” Adv. Mater. 2001, 13, No. 17, September 3, p1337-1339.
【非特許文献４】川月喜弘、小野浩司、「光配向性高分子液晶」、液晶、第７巻、第４号、2003、332(44)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
偏光ビームスプリッタを多ポート分集積するアレイにおいて、隣接する光導波路のそれぞれに、異なる偏光方向の波長板を挿入するために、櫛歯状のフィルム型波長板を使用する技術が開示されている（特許文献３参照）。図３は、櫛歯状のフィルム型波長板を挿入した光波回路３００を示す斜視図である。光波回路３００は、Ｓｉ基板３０１と、Ｓｉ基板上３０１に形成された複数の光導波路３０２ａ〜３０２ｈと、複数の光導波路３０２ａ〜３０２ｈの光の導波方向と直交する方向に挿入されたフィルム形λ／２波長板３０３とを備える。
【００１４】
図３の光波回路３００は、４５度方向のポリイミド延伸フィルムをダイシングで櫛歯状にカットして、櫛歯状のフィルム型λ／２波長板３０３を作成し、複数の光導波路３０２ａ〜３０２ｈの光の導波方向と直交する方向に挿入している。この場合、フィルム型λ／２波長板３０３は光波回路３００のすべての光導波路に対して挿入されるわけではなく、選択された光導波路のみに挿入される。従って、一部の光導波路のみ偏光され、偏波を９０度回転する光導波路と、偏波を回転しない光導波路とを１つの基板内において実現している。
【００１５】
しかし、１５μｍの薄いポリイミド延伸フィルムを機械加工により櫛歯状にするのは困難であり、また、櫛歯状に形成されているため、機械的な強度に弱く、溝に容易に挿入することが困難であった。さらに、ポリイミドの波長板を切断して、パターン化するには２５０μｍピッチが限界であり、それ以下のピッチのパターン化波長板は作製が困難である。また、単一の偏波の方向しか作成できないため、偏光ビームスプリッタ３００に複数の偏波方向を与えることができないという問題点があった。
【００１６】
なお、フォトニック結晶により作成された領域分割波長板もあるが（非特許文献２参照）、基本的に結晶成長により製造されるので、非常に高価である。
【００１７】
一方、ディスプレイの分野では、近年、重合性液晶という配向可能な硬化性樹脂が開発されて、液晶ディスプレイの視覚依存性や色補償する位相差フィルムとして用いられている。また重合性液晶は、マスクを使った分割光配向やラビング配向により、分割パターン化した位相差フィルムを実現できるため、右目用と左目用の画素の偏波を９０度回転させることにより、３Ｄテレビを実現している。
【００１８】
重合性液晶は、光配向膜上に塗布するとその配向方向に従って配向し、主に紫外線を照射するとその配向を保ったまま重合して高分子となるという特徴を持つ。従って配向後硬化させた重合性液晶は液晶と同じく大きな屈折率異方性（Δｎ＝０．１〜０．２）を持つ。ポリイミドの波長板のΔｎは０．０５程度であるので、非常に大きいことがわかる。
【００１９】
従来の位相差フィルムは、延伸して異方性を持たせ、それを液晶ディスプレイに張り付けていたが、本重合性液晶を用いると基板に直接塗ることによって位相差膜を作製できるため、作業性が非常に上がり、さらにマスクによる分割光配向、マスクによる分割ラビング配向と組み合わせることにより、領域分割波長板を形成することができる。
【００２０】
一方で、波長板が５０μｍ以上の厚さになると光導波路のロスが増大する。したがって、波長板の厚さは５０μｍ以下（望むらくは２０μｍ以下）とする必要があった。しかし、従来は、５０μｍ以下の薄いガラス基板上に、光配向膜及び重合性液晶を塗布しＵＶ硬化させると、変形により光波回路に形成した溝に挿入できない等の問題があった。
【００２１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、光導波路に対し光軸を横断するように形成した溝に挿入することができる、５０μｍ以下の薄い領域分割波長板が挿入された光波回路の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ガラス基板上に光配向膜を塗布するステップと、前記光配向膜の第１の領域を第１の偏光方向に配向し、前記光配向膜の第２の領域を第２の偏光方向に配向するステップであって、前記第１の領域と前記第２の領域とは、分割してストライプ状に配置される、ステップと、前記光配向膜が配向された前記ガラス基板を、上面に光導波路が形成された光波回路の、前記光導波路の光軸と直交する方向に、前記光導波路上面から前記光導波路のコアを横断する深さまで形成された溝に挿入するステップであって、前記光導波路のピッチは、前記第１の領域と前記第２の領域とのピッチと一致する、ステップと、前記溝に、重合性液晶を充填するステップと、前記重合性液晶にＵＶ光を照射して、前記重合性液晶を硬化させるステップとを備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様の光波回路の製造方法であって、前記ガラス基板を前記溝に挿入するステップは、前記ガラス基板を、溝位置調整用ガラスに仮固定するステップと、前記溝位置調整用ガラスに仮固定された前記ガラス基板を、前記溝に挿入するステップと、前記溝位置調整用ガラスを動かして、前記溝の内壁に、前記ガラス基板の前記配向膜が塗布されていない面を密着させるステップとを備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の光波回路の製造方法であって、前記ガラス基板には、アライメント用配向膜がさらに形成され、前記光波回路には、前記アライメント用配向膜のピッチに合わせた位置にアライメント用光導波路がさらに形成され、前記ガラス基板を前記溝に挿入するステップは、前記アライメント用光導波路の入力部に所定の偏光を入力し、前記アライメント用光導波路の出射部において所定の偏光子を介して受光した光が最大または最小強度となるように前記ガラス基板の前記溝の長手方向の位置を調整してアライメント調整を行うステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の第４の態様は、基板上面に光導波路が形成された光波回路であって、前記光導波路の光軸と直交する方向に、前記光導波路上面から前記光導波路のコアを横断する深さまで形成された溝と、前記溝に挿入される、配向膜が塗布されたガラス基板であって、前記光配向膜の第１の領域は第１の偏光方向に配向され、前記光配向膜の第２の領域は第２の偏光方向に配向され、前記第１の領域と前記第２の領域とは、分割してストライプ状に配置され、前記第１の領域と前記第２の領域とのピッチは、前記光導波路のピッチと一致する、ガラス基板と、前記溝に充填された重合性液晶であって、ＵＶ光が照射されることにより硬化される、重合性液晶とを備えることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の第５の態様は、第４の態様の光波回路であって、前記ガラス基板の前記配向膜が塗布されていない面側は、前記溝の内壁に密着され、前記ガラス基板の前記配向膜が塗布されている面側には、前記重合性液晶が充填されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
波長板の面内長軸方向に沿って、位置毎に任意に位相差を付与した領域分割波長板であって、光導波路への挿入用途に適した透明性と薄型性を有し、機械的信頼性も高い波長板を簡易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】光導波路が形成された基板に波長板を挿入する様子を示す図である。
【図２】１つの溝に２つの波長板を挿入した、導波路型偏光ビームスプリッタを示す上面図である。
【図３】櫛歯状のフィルム型波長板を挿入した偏光ビームスプリッタを示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる光波回路に使用される領域分割波長版の製造工程を示す図である。（ａ）及び（ｂ）は、光波回路の各製造工程を示し、図４（ｃ）は、製造された領域分割波長板の上面図を示している。
【図５】図１の領域分割波長板を光波回路に組み込む工程を示す図である。（ａ）〜（ｅ）は、領域分割波長板を光波回路に組み込む各工程を示している。
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる光波回路に使用される領域分割波長板を示す図である。
【図７】図６に記載の領域分割波長板を光波回路に形成された溝に挿入する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３０】
［第１の実施形態］
図４は、本発明の第１の実施形態にかかる光波回路に使用される領域分割波長版の製造工程を示す図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態にかかる領域分割波長板の各製造工程を示し、図４（ｃ）は、製造された領域分割波長板の上面図を示している。
【００３１】
まず、工程４０１において、厚さ５〜１５μｍ程度の極薄ガラス基板４１１を用意し、スピンコーティングによりガラス基板４１１に光配向膜４１２を塗布する（図４（ａ））。光配向膜は、厚さが４０ｎｍ程度に形成される。
【００３２】
工程４０２において、ガラス基板４１１に塗布した光配向膜４１２の乾燥・硬化後、光配向膜４１２にＵＶ直線偏波を照射し、分割光配向させて領域分割波長板４１０を作成する（図４（ｂ））。分割光配向は２５０μｍストライプピッチのメタルマスク４１３を用いて、ＵＶ直線偏波を９０度方向に照射後、メタルマスク４１３をピッチ方向に２５０μｍ移動させて、ＵＶ直線偏波を０度方向に照射する。工程４０１及び４０２により、図４（ｃ）に記載の領域分割波長板４１０が作成される。領域分割波長板４１０は、分割光配向により、９０度の偏波方向を有する領域と、０度の偏波方向を有する領域とが、光配向膜上にストライプ状に配列される。９０度の偏波方向を有する領域と、０度の偏波方向を有する領域とのピッチは、後述する光波回路の光導波路ピッチと一致している。なお、分割光配向は、ラビング配向により行うこともできる。
【００３３】
次に、領域分割波長板４１０の分割光配向した光配向膜４１２上に重合性液晶層を形成し、光波回路に組み込む。ここで、重合性液晶について説明する。重合性液晶は、モノマー状態で通常の液晶配向手段（ラビングした光配向膜あるいはＵＶ照射した光配向膜）の上に塗布することで容易に配向でき、配向状態のまま、その液晶骨格の分子配列をＵＶ光照射などにより固定化してフィルム化することができる（特許文献４〜６参照）。
【００３４】
重合性液晶は、通常の側鎖型高分子液晶と違って重合したポリマーが液晶相を示さず、熱的に安定な硬化物となる。これらの重合性液晶を用いて、液晶骨格がホモジニアス配向、スーパーツイストネマチック（ＳＴＮ）配向、あるいはパターン配向を形成している位相差フィルムや場所によりリターデーションが異なる位相差フィルムなどが実用化されている。特に液晶ディスプレイの位相差補償フィルムとしては、従来延伸フィルムが用いられてきたが、さらに薄く、簡易に塗布できる重合性液晶位相差フィルムが実用化されているし、３Ｄテレビ用に、パターン化した位相差フィルムも実用化されている。
【００３５】
また、重合性液晶はバルキーな棒状分子を含んでおり、光配向膜上に塗布した場合、光配向膜の配向方向に沿って、棒状分子が整列することが知られている。重合性液晶は、棒状分子の向きに応じて、屈折率異方性が大きく、複屈折性を示す。そのため、ＵＶ光を照射すると、異方性を保持したまま、光重合し、硬化する。結果として、形成した配向パターンに応じて、位相差を付与する領域分割波長板を作製できる。
【００３６】
ここで、光波回路の光導波路を横切るように形成した溝は、幅Ｌが大きいほど損失が大きくなる。したがって、溝の幅Ｌを２０μｍ以下に制限するのがよい。これにより、極力損失を低減し、解析的には通常の０．３５パーセントΔ程度で溝と領域分割波長板による損失を０．５ｄＢ以下に抑制するよう設計する。さらに、この溝への領域分割波長板の挿入を実現するために、本発明では、基板を５〜１５μｍの極薄ガラス板とすると、重合性液晶層の厚みは１５μｍ以下となり、リタデーション（面内位相差）を０またはλ／２、或いはλ／４、−λ／４と制御できる。この結果、溝内において、低損失（通常Δで０．７ｄＢ以下）を保ちつつ、狭い導波路ピッチでも、複数の光導波路への位相付与を一括で行うことができる。
【００３７】
光配向膜４１２を塗布して分割光配向させたガラス基板４１１に直接重合性液晶膜を形成した領域分割波長板を、光波回路の光導波路内にダイシングまたはリソグラフィなどで形成した溝に挿入すると、領域分割波長板を挿入した光波回路が実現される。
【００３８】
しかし、溝の幅Ｌを２０μｍとすると、ガラス基板は５μｍ〜１５μｍ程度に形成しなければならない。このとき、光配向膜を塗布した５μｍ〜１５μｍ程度の極薄のガラス基板上に直接重合性液晶を塗布し、ＵＶ光を照射して硬化させると、重合性液晶を硬化した際の熱応力や硬化収縮に起因して、ガラス基板に反りが生じることがある。例えば、１５μｍ厚の基板に重合性液晶を塗布して硬化させた場合は、ガラス基板に１μｍ程度の反りが生じることが実験により明らかとなった。ガラス基板に反りが生じた場合、領域分割波長板を光波回路上の溝に挿入する作業が非常に困難となり、また、光波回路の一部の光のポートが受ける複屈折が、反りに起因して斜入射することとなり、各々のポートの位相制御がずれることになる。
【００３９】
そこで本実施形態においては、光波回路に形成した溝に配向膜を塗布したガラス基板をあらかじめ挿入し、その後溝内に重合性液晶を充填し、ＵＶ光を照射して重合性液晶を硬化させる。光配向膜は非常に薄い（４０ｎｍ）ため、光配向膜のみ塗布したガラス基板は反りが少なく、また、溝とガラス基板とのクリアランスが広いため、ガラス基板の挿入が容易である。さらに、溝の形成をリソグラフィなどで厳密に制御することで、溝幅が所定の値に規定されていることとなり、溝内での反りなどが発生しにくくなる。光配向膜を塗布したガラス基板上に直接重合性液晶を塗布し、ＵＶ光を照射して硬化させるよりも、溝幅とガラス基板厚で重合性液用の厚みが一様に決まるため、領域分割波長板の厚みムラが発現しにくい。結果として、より高精度、簡易な光導波路への位相付与が実現できる。以下、重合性液晶層形成の工程及び領域分割波長板の光波回路への組み込みについて、具体的に説明する。
【００４０】
図５は、図１の領域分割波長板を光波回路に組み込む工程を示す図である。図５（ａ）〜（ｅ）は、領域分割波長板を光波回路に組み込む各工程を示している。工程５０１において、領域分割波長板４１０を、溝位置調整用ガラス板５２１に仮固定する（図４（ａ））。領域分割波長板４１０の溝位置調整用ガラス板５２１への配置方法は、領域分割波長板４１０の平面方向が、溝位置調整用ガラス板５２１平面方向と垂直かつ分割光配向された光配向膜４１２のピッチ方向がガラス板５２１と平行になるように立てる。仮固定は、ワックスや、水溶性樹脂などを用いればよい。
【００４１】
工程５０２において、光波回路５３０を用意する。光波回路５３０は、基板５３１上面に複数の光導波路５３２が形成され、光導波路の光の導波方向と垂直方向に、光導波路５３２のコアを横断する深さまで溝５３３が形成されている。溝５３３はダイシングまたはリソグラフィ等により幅２０μｍに形成される。次に、溝位置調整用ガラス板５２１を裏返し、領域分割波長板４１０を溝５３３に挿入する（図５（ｂ））。領域分割波長板４１０を溝に挿入した後、溝位置調整用ガラス板５２１を溝５３３壁面の一方に向けて動かし、配向膜５１２が塗布されていないガラス基板５１１裏面と、溝５３３壁面の一方とを密着させる。
【００４２】
工程５０３において、光波回路５３０に形成された溝５３３内に重合性液晶５３４を充填する（図５（ｃ））。ここで領域分割波長板４１０の厚みは５〜１５μｍであり、溝５３３の幅は、同様２０μｍ程度である。溝５３３の幅と領域分割波長板４１０の厚みの差分だけ溝５３３の間に重合性液晶が充填される。なお、配向膜５１２が塗布されていないガラス基板４１１の裏面側にも表面粗さに応じて、わずかに重合性液晶５３４が充填されるが、これは位相には影響しないほど微小である。溝５３３に重合性液晶５３４を充填することにより、光導波路５３２の光路上には空気が存在しなくなり、空気とのフレネル反射は抑制されている。
【００４３】
工程５０４において、溝５３３にＵＶ光を当てる（図５（ｄ））。ＵＶ光を照射することにより、重合性液晶５３４を硬化させる。重合性液晶５３４が硬化することにより、分割光配向した光配向膜上に重合性液晶層が形成される。
【００４４】
工程５０５において、ワックス等を溶かして、溝位置調整用ガラス板５２１を領域分割波長板４１０から剥がすと（図５（ｅ））、領域分割波長板が溝５３３内に挿入されたまま残る。必要に応じて、光波回路５３０上面から波長板保護樹脂等を塗布してもよい。
【００４５】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態にかかる光波回路に使用される領域分割波長板６００を示す図である。また、図７は、図６に記載の領域分割波長板６００を光波回路７００に形成された溝に挿入する様子を示す図である。領域分割波長板６００は、ガラス基板６０１上に光導波路用位相差パターンとなる配向膜６０２が形成され、９０度の偏波方向を有する領域と、０度の偏波方向を有する領域とが、ストライプ状に配列されている。また、光導波路用位相差パターン６０２のピッチ方向両側に、アライメント用位相差パターンとなるアライメント用配向膜６０３が形成される。
【００４６】
光波回路７００は、基板７０１上に光導波路７０２が形成される。ここで、光導波路７０２にはアライメント用光導波路７０３も形成されている。溝７０４は、光導波路７０３及びアライメント導波路７０３の光の導波方向と直交して形成される。
【００４７】
配向膜６０２は、光導波路用位相差パターンが光波回路７００の光導波路７０２のピッチに合わせて形成される。また、アライメント用配向膜６０３は、光波回路７００に形成されたアライメント用光導波路７０３の位置に合わせて配置される。アライメント用光導波路７０３は、領域分割波長板６００の配向膜６０２の光導波路用位相差パターンと光波回路７００の光導波路７０２との位置合わせを行うものであり、アライメント用配向膜６０３は、より高精度にアライメントを実現するため、配向膜６０２の光導波路用位相差パターンよりもその位相幅が狭く、およそ２０μｍ以下に設計する。なお、アライメント用配向膜６０３の位相としては、λ／２などが好ましいが、その位相差にこだわらない。また、光を吸収する樹脂を塗布するなど、アライメントができる構造を同時に領域分割波長板に形成してあれば、同様の効果を実現できる。
【００４８】
領域分割波長板６００の作成方法は、第１の実施形態（図４）の工程４０１及び４０２と同様の方法である。ここで、工程４０２に使用されるメタルマスク４１３は、アライメント用配向膜も形成できるようなパターンも形成されている。
【００４９】
領域分割波長板６００を光波回路７００の溝７０４に挿入する際には、偏波保持ファイバにより、光波回路７００に形成されたアライメント用光導波路７０３に、ＴＥ波またはＴＭ波を入力する。アライメント用光導波路７０３の出射部において偏光子を介して光パワーを受けて、最大または最小強度が得られる位置に領域分割波長板６００の位置を調心する。これにより、各々の光導波路の位置と、光導波路用位相差パターンの中心部とを精密に位置合わせすることができ、位相変化部により、位相差なまりを受ける影響を低減した、高精度な位置合わせを実現することができる。その後、溝７０４に重合性液晶を充填し、ＵＶ光により硬化させる。
【００５０】
［実施例］
第１及び代の実施形態の光波回路これらを利用した例として、デジタルコヒーレント用受信光波回路や、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）アレイなどが挙げられる。ＰＢＳとしては、例えば、図２のようにＹ分岐カプラとλ／２と０の位相差またはＹ分岐カプラと＋λ／４、−λ／４の位相差を付与し、再度２×２ＭＭＩカプラに結合させることで実現される。また、全体の回路構成や、空間回路構成に応じては、偏波をＴＥ、ＴＭに分けたのち、どちらか一方を、９０°偏波回転させ、その後は同一偏波として処理することも求められる。そのような用途では、本発明の領域分割波長板を２枚挿入し、一方を偏波ビームスプリッタとして機能させ、一方は片方の偏波に位相を０、片方の偏波に位相をλ／２付与することで実現できる。なお、位相差０の配向には、配厚膜を形成しないなどすることで、本発明と同様に実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
１０１、２０１、３０１、５３１、７０１  Ｓｉ基板
１０２、２０２、２０４、２０５、２０７、２０８、３０２ａ〜３０２ｈ、５３２、７０２  光導波路
１０３  光波回路
１０４、２１２、４３３  溝
１０５、２１２、２１３、３０３  波長板
２０３  Ｙ分岐カプラ
２０６  ２×２ＭＭＩ
４１１、５０１  ガラス基板
４１２、５０２  光配向膜
４１３  ストライプ状メタルマスク
５３０、７００  光波回路
５３４  重合性液晶
４１０、５００  領域分割波長版
５２１  溝位置調整用ガラス板
６０３  アライメント用配向膜
６０３  アライメント用光導波路
【図１】
0006499499.tif 000002
【図２】
0006499499.tif 000003
【図３】
0006499499.tif 000004
【図４】
0006499499.tif 000005
【図５】
0006499499.tif 000006
【図６】
0006499499.tif 000007
【図７】
0006499499.tif 000008