(57)【要約】【課題】交差損失および結合損失を抑えて、他のＰＬＣに対して光の入出力を行うことのできるＰＬＣを提供すること。【解決手段】プラグＰＬＣ２００はは、基板２０１と、導波路２０５とを備える。導波路２０５は、基板２０１の上のクラッド２０６と、クラッド２０６に囲まれたコア２０７とを備える。導波路２０５は、基板２０１に対して凸形状である。ソケットＰＬＣ２１０は、基板２１１と、基板上のクラッド２１２と、クラッド２１２に囲まれたコア２１３およびコア２１４とを備える。ソケット溝２１５は、コア２１３を遮断する位置に配置されており、コア２１４は、ソケット溝２１５により遮断されていない。導波路２０５は、複数のコアのうちの１つであるコア２１３を遮断する位置に配置されたソケット溝２１５に嵌合して、導波路２０５のコア２０７とコア２１３とが光学的に結合するように構成されている。【選択図】図４
2008261957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
前記第１の基板に対して凸形状である前記第１の基板上の第１の導波路と
を備える平面光波回路であって、
前記第１の導波路は、他の平面光波回路が備える複数の導波路のうちの１つのコアを遮断する位置に配置された溝に嵌合して、前記第１の導波路のコアと前記複数の導波路のうちの１つのコアとが光学的に結合するように構成されていることを特徴とする平面光波回路。
【請求項２】
前記第１の基板は、段差部を有し、
前記第１の導波路は、前記段差部に沿って傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の平面光波回路。
【請求項３】
前記第１の導波路の端面は、前記第１の導波路に垂直な方向から角度をもつように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の平面光波回路。
【請求項４】
第１の基板と、
前記第１の基板上の複数の導波路と
を備える平面光波回路であって、
前記複数の導波路のうちの１つのコアを遮断する位置に溝が配置され、
他の平面光波回路が備える凸形状の導波路が前記溝に嵌合して、前記複数の導波路のうちの１つのコアと前記凸形状の導波路のコアとが光学的に結合することを特徴とする平面光波回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野で用いられる平面光波回路に関する。より詳細には、多チャンネルの平面光波回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速にネットワークの光化が進み、遠隔波長制御可能な波長多重化装置（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ：ＲＯＡＤＭ）の需要が高まっている。図１は、ＲＯＡＤＭ１００のロジック構成の一例を示している。他の構成も考えられるが基本的には同様である。入力ファイバ１０１が二分岐され、一方は、ＤＲＯＰ用ＡＷＧ１１０において各波長に分波される。他方は、ＤＥＭＵＸ用ＡＷＧ１２０において各波長（チャンネル）に分波される。各チャンネルの出力に対して、光スイッチ（ＳＷ）１２１等により、パススルーさせるか、アドポートより入力された信号と入れ替えるかが選択される。ついで光スイッチ１２１等の出力は、光可変減衰器（ＶＯＡ）１２２等によりそれぞれ光強度が揃えられてＭＵＸ−ＡＷＧ１２３に入力される。ＭＵＸ−ＡＷＧ１２３において各チャンネルの光が合波され、出力される。ＶＯＡ１２２等の後段では、一部の光が分岐回路（ＴＡＰ）（図示せず）により分岐され、モニター用のＰＤ１２４等により光強度が監視されている。ＰＤ１２４等の出力に応じてＶＯＡ１２２等を制御する。
【０００３】
これまで、図１に示すようなロジック構成を実現するために、ＤＥＭＵＸ／ＭＵＸ−ＡＷＧ、ＳＷ、ＶＯＡ、ＴＡＰ、ＰＤ等の個別回路をファイバー融着等により結合させていた。しかし、近年の光ネットワークの需要の高まりから、これらの回路の小型化および低コスト化が強く求められるようになっている。
【０００４】
１つのアプローチとして、これらの諸機能を１つのチップ上に集積する開発が行われている。１チップ上に集積することで、多芯ファイバー接続工程の省略、ファイバー余長処理省略や小型化が可能であり、コスト低減につながる。集積化にあたって、平面光波回路（ＰＬＣ）を用いた光部品が高信頼性・低損失の観点から特に広く用いられており、たとえば、上記諸機能をすべて１チップ上に集積した複合集積ＰＬＣが報告されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】I. Ogawa et. al., 32ch Reconfigurable Optical Add Multiplexer Using Technique for Stacked Integration of Chip-Scale-Package PDs on Silica-Based PLC, European Conference on Optical Communication Tu4. 4.2
【非特許文献２】河野健治、光結合系の基礎と応用、現代工学社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したようにＰＬＣを用いた集積化の開発が行われているが、平面回路であることに起因する問題がある。その問題を図１のＡＤＤポートの１チャンネルを例として説明する。
【０００７】
光スイッチ１２１においてアドされる光は、Ｎチャンネルから２チャンネルまでのパススルーポートの導波路すべてと交差する導波路を伝播して、光スイッチ１２１に挿入される。交差部を図中に丸で示した。このような交差部が存在すると、各交差部において損失が発生することになる。
【０００８】
通常は、アドポートの交差損失が多少大きくなってもパススルーポートの損失が最小になるように、交差部の導波路幅や交差角度を最適化している。たとえば、交差角を大きくとるために、一度本来曲げたい方向とは逆方向に湾曲させてから曲げを実施するなどの処置が行われている。この方法をとるとチャンネル間の距離が必要となり、結果的には交差回路部分のチップ上での占有面積が大きくなってしまう。
【０００９】
また、交差部の数がチャンネルにより異なり、そのため損失の程度が各チャンネルで異なるので、アドポートの入力強度が各チャンネルで変化する。各交差部での損失および交差部の数が大きくなければ、後段のＶＯＡ１２２等においてレベル等価を実施するのでさほど問題とはならない。しかしながら、一般に比屈折率差Δが大きい導波路を用いれば用いるほど交差損失が増大するため、小型化や低コスト化の観点から曲げ半径を小さくすることができる高Δ導波路を用いる場合には看過することのできない問題である。例えばΔ２．５％の導波路を考えると、導波路幅を最適化した交差の場合、交差部１ヶ所を通過する度にパススルーポートで約０．０５ｄＢ、アドポートで約０．４ｄＢの損失を発生する。１００チャンネルの回路を構成したとすると、最大でパススルーポートで５ｄＢ、アドポートで４０ｄＢもの交差損失を発生させることになる。
【００１０】
交差損失の問題は、モニターポートにも存在する。モニターポート側では、インラインモニターを行って回路を実現することでこの問題を回避することが可能である。非特許文献１に示されるように、ＴＡＰ回路通過後、基板垂直方向にミラーを用いて光路変換し、表面実装したＰＤアレイにより光強度をモニタリングすることができる。こうすることで、導波路の交差を回避することができる。
【００１１】
モニターボートの場合は、ＰＤ受光径が、導波路コア断面寸法またはそこを伝播する光のモードフィールドよりも大きくさえあればよいので、位置合わせトレランスが広く、簡便に実装ができる。しかしながら、アドポートではインラインモニターの手法を用いることが困難である。なぜならば、アドポートからはレーザ光がファイバーを介して挿入される、または直接挿入されることとなるが、ミラーを介して低損失に、ＰＬＣ内のコアに結合させることが困難であるからである。ミラーを介した場合、空間に放出されてビームが広がるため、結合に大きな損失が発生する。ミラーの作製も高い精度が要求される。また、ビームの広がりを抑えるためにレンズを使用する場合、部品点数が増えるだけでなく位置合わせしなければならない部品数が増大し、その結果、コストが大幅に増大することとなる。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、交差損失および結合損失を抑えて、他のＰＬＣに対して光の入出力を行うことのできるＰＬＣを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するために、本発明は、第１の基板と、前記第１の基板に対して凸形状である前記第１の基板上の第１の導波路とを備える平面光波回路であって、前記第１の導波路は、他の平面光波回路が備える複数の導波路のうちの１つのコアを遮断する位置に配置された溝に嵌合して、前記第１の導波路のコアと前記複数の導波路のうちの１つのコアとが光学的に結合するように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に係る発明は、請求項１において、前記第１の基板は、段差部を有し、前記第１の導波路は、前記段差部に沿って傾斜していることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２において、前記第１の導波路の端面は、前記第１の導波路に垂直な方向から角度をもつように構成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に係る発明は、第１の基板と、前記第１の基板上の複数の導波路とを備える平面光波回路であって、前記複数の導波路のうちの１つのコアを遮断する位置に溝が配置され、他の平面光波回路が備える凸形状の導波路が前記溝に嵌合して、前記複数の導波路のうちの１つのコアと前記凸形状の導波路のコアとが光学的に結合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、接続するＰＬＣの備える凸形状の導波路を、接続されるＰＬＣの溝に嵌合してコアの光学的結合を行うことができるように構成することにより、交差損失および結合損失を抑えて、他のＰＬＣに対して光の入出力を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（実施形態１）  
図２は、本実施形態に係るＰＬＣの断面図である。本明細書では、導波路の方向をｚ、基板に垂直な方向をｙ、ｚ方向およびｙ方向と直交する方向をｘとする。ＰＬＣ２００の端部が、ＰＬＣ２１０の導波路のコアを遮断する位置に配置された溝に嵌合して、ＰＬＣ２１０の端部と接続される。以下に、接続される側のＰＬＣ（ＰＬＣ２１０）をソケットＰＬＣと呼び、接続する側のＰＬＣ（ＰＬＣ２００）をプラグＰＬＣと呼ぶ。また、プラグＰＬＣが嵌合する溝をソケット溝と呼ぶ。ソケットＰＬＣ２１０とプラグＰＬＣ２００とをこのように接続することにより、ソケットＰＬＣ２１０上の任意の位置で、ソケットＰＬＣ２１０からプラグＰＬＣ２００への光の出力もしくはプラグＰＬＣ２００からソケットＰＬＣ２１０への光の入力を行うことができる。このように、ＰＬＣとＰＬＣとを積層して行う接続を「スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続」と呼ぶことにする。従来のＰＬＣ−ＰＬＣ接続は、一方のＰＬＣの外周において他方のＰＬＣの端部と接続するものがほとんどである。本実施形態に係るＰＬＣでは、たとえば、図１において説明したアドポートのように交差部をもたらす導波路をプラグＰＬＣに設け、そのプラグＰＬＣをソケット溝に嵌合してスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続を行うことで、交差部に起因する交差損失を引き起こすことなく任意の位置で他のＰＬＣに対する光の入出力を実現できる。
【００１９】
図３は、本実施形態に係るＰＬＣの実装例を示している。プラグＰＬＣ３００は、その端部に２つの導波路３０２および３０４を備える。ソケットＰＬＣ３１０は、４つの導波路３１１、３１２、３１３および３１４を備え、導波路３１２および３１４は、ソケット溝３１５および３１６により遮断されている。導波路３０２および３０４は、それぞれソケット溝３１５および３１６に嵌合し、コアの位置合わせをして固定される。位置合わせは、光を実際に伝播させてその光強度をモニタリングしながら、最大強度となるように行う（通常、アクティブ調芯と呼ばれる）。ソケットＰＬＣ３１０の導波路３１１および３１３は、Ｓベントを介して出力されるパススルーポートであり、導波路３１２および３１４は、スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続により、それぞれプラグＰＬＣ３００の導波路３０２および３０４に出力されるアドポートである。導波路３１１と３１２を伝播する光の光路はＳベントにより交差しているが、同一のＰＬＣ内で導波路の交差部が生じていないため、交差損失を低減することができている。導波路３１３と３１４についても同様である。図４を参照して、プラグＰＬＣ２００とソケットＰＬＣ２１０についてそれぞれ説明する。
【００２０】
図４（ａ）は、プラグＰＬＣ２００の端部の構成を示している。プラグＰＬＣ２００の全体は種々の回路構成を備えることができるが、ソケット溝に嵌合する端部は、基板２０１と、導波路２０５とを備える。導波路２０５は、基板２０１の上のクラッド２０６と、クラッド２０６に囲まれたコア２０７とを備える。
【００２１】
導波路２０５は、基板２０１に対して凸形状である。これは、プラグＰＬＣ２００を天地反転してソケットＰＬＣ２１０に嵌合する際に、ソケット溝に導波路２０５のみを挿入するためである。導波路２０５を凸に形成しないと、ソケット溝をプラグＰＬＣ２００の基板２０１の幅以上に広くすることが必要となる。そうすると、ＲＯＡＤＭ回路等の回路を想定した場合、アドポートを接続するためにアドポートに隣接するパススルーポートを切断しなければならなくなり、回路として機能しなくなる。図３のソケットＰＬＣ３１０を例にみると、パススルーポートである導波路３１３が切断されることとなる。したがって、導波路２０５は基板２０１に対して凸であることが必要であるが、必ずしも図示のように導波路２０５の高さ分だけ凸であることは必要でない。
【００２２】
図４（ｂ）は、ソケットＰＬＣ２１０のソケット溝２１５近傍の構成を示している。ソケットＰＬＣ２１０の全体は種々の回路構成を備えることができるが、ソケット溝２１５の近傍は、基板２１１と、基板上のクラッド２１２と、クラッド２１２に囲まれたコア２１３およびコア２１４とを備える。ソケット溝２１５は、コア２１３を遮断する位置に配置されており、所望の位置のクラッド２１２およびコア２１３を除去して形成することができる。コア２１４は、ソケット溝２１５により遮断されていない。
【００２３】
ここで、図４（ａ）に示したプラグＰＬＣ２００についてより詳細に説明すると、導波路２０５は、複数のコアのうちの１つであるコア２１３を遮断する位置に配置されたソケット溝２１５に嵌合して、導波路２０５のコア２０７とコア２１３とが光学的に結合するように構成されていればよく、図４（ａ）のように直方体形状である必要はない。図４（ａ）では、簡略化のために基板２０１の垂直方向（ｙ方向）から見たときに（ｚ方向に）直線である導波路を示しているが、基板２０１の水平方向（ｘ方向）に湾曲した曲線状の導波路であってもよい。そのときは、ソケット溝２１５も導波路２０５がソケット溝２１５に嵌合するように曲線状である。また、実施形態２で説明するがｙ方向に湾曲した導波路とすることもできる。
【００２４】
次に、以上のような構成のプラグＰＬＣとソケットＰＬＣによるスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続を行った際の結合損失について説明する。
【００２５】
理論上、接続する２つの導波路間に角度および隙間がなければ、伝播フィールドが同じである限り結合損失は発生しない。逆にいえば、導波路間に角度および隙間があれば結合損失が生じる。したがって、図２に示すような角度θの傾斜がある接続は、従来タブー視されてきた。特に石英系ＰＬＣにおいては、主にパッシブ部品が多く基本的に損失が許されないため、そのように考えられていた。しかしながら、近年開発が加速されている、回路曲げ半径の小さい高Δ導波路では角度許容範囲（角度トレランス）が広くなりつつある。
【００２６】
角度トレランスについてここで説明する。同じコアを有する２つの導波路があり、この２つの導波路が角度をもって接続されている（光学的に結合されている）場合の接続点での損失を見積もる。導波路１と導波路２が角度θで接続されており、スポットサイズω1の入射対称ガウシアンビームとスポットサイズのω2の受光系の対称ガウシアンビームとの間にｘ−ｚ平面内で光軸方向に軸ズレがあり、かつ角度ズレがある場合を考える（非特許文献２参照）。このときの対称ガウシアンビームの結合率ηは、２つの導波路のギャップを充填する物質の屈折率をｎとすると次の式で示される。θは、導波路の接続角度（°）で、ｚは、導波路間の隙間（μｍ）である。ｘ0は、導波路１の端面でのガウシアンビームウエスト中心を原点とした系を（ｘ，ｚ）とし、同じく、導波路２の端面でのガウシアンビームウエスト中心を原点とした系を（ｘ’，ｚ’）とした場合、導波路２の端面でのガウシアンビームウエスト中心からｚへ垂直に降ろした垂線の長さである。ｘ0は、アクティブ調芯した際にはゼロとすることができる。
【００２７】
【数１】
2008261957.tif 000003
【００２８】
ここで、κ，ω1(ｚ)は
【００２９】
【数２】
2008261957.tif 000004
【００３０】
である。
【００３１】
２つの導波路の構成が同じであり、比屈折率差Δが２．５％、コア寸法が３．５×３．５μｍ、クラッド屈折率が１．４４４である埋込型導波路について接続角度θの関数として結合損失を求めると、図５に曲線（ｉ）で示す結果が得られる。図５では、２つの導波路間に隙間はないと仮定し、結合損失として−１０ｌｏｇ（η）を縦軸に示している。ここでは、スポットサイズω1およびω2を、２つの伝播光が対称ガウシアンビームであるとして等価屈折率法により求めた２μｍとして計算を実施した。比較のために、比屈折率差Δが０．３％でコア寸法が８．０×８．０μｍである（ω1＝ω2＝５．２μｍ）場合についても計算を行い、その結果を曲線（ｉｉ）に示してある。
【００３２】
いずれの比屈折率差Δの導波路においても、角度が大きくなると結合損失が増加する。しかし、比屈折率差Δが高くなると角度ズレのトレランスが大きくなることが分かる。比屈折率差Δ２．５％の場合、３°の角度をもって導波路が接続されても０．４ｄＢしか角度ズレによる結合損失を発生させない。特に１度未満であればその損失は０．０５ｄＢ以下となり、ほぼ無視できる程度となる。ＰＬＣ−ＰＬＣ接続を実際に用いるためには、最大損失が１ｄＢ程度であることが望ましい。
【００３３】
上記の計算では、２つの導波路間に隙間はないと仮定したが、実際は角度に応じた隙間（ギャップ）が存在する。また、信頼性を増すために、材料の熱膨張係数の差を吸収する隙間を設けた方がよい。図６は、２つの導波路間に隙間がないと仮定して計算した、図５の曲線（ｉ）と同一の曲線を曲線（ｉ）として、ｚ＝５μｍとした場合の曲線を曲線（ｉｉ）として示している。隙間が５μｍ存在しても、増加する損失は０．２ｄＢ程度であることが分かる。角度ズレθが１°である場合の隙間は、オーバークラッド（コアと基板との間のクラッドがアンダークラッドであり、アンダークラッドの上にあるのがオーバークラッドである。）の厚さとｔａｎθの積で近似することができ、オーバークラッドが２０μｍだとすると０．３４μｍである。したがって、角度ズレが数度である場合、導波路間の隙間の影響も無視できる程度である。
【００３４】
数度の結合角を実現するのに非常に長いソケット溝が必要となれば、回路全体が大きくなりスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続する効果が低減してしまう。そこで、十分に薄い角度（＜５度未満）の結合を実施しようとすると、ソケット溝の長さをどれほどにすればよいかを計算する。
【００３５】
図７は、オーバークラッドの厚さを２０μｍと仮定した際、接続角度と、ソケットＰＬＣのソケット溝の長さＬの関係とを示している。０．１°など非常に結合角度が小さい場合は、Ｌは５ｍｍ以上必要となることがわかる。一方、角度が大きくなると、長さは短くなり２°程度の接続角度であれば５００μｍ程度のＬで実現できることが分かる。１ｍｍ程度Ｌを確保できれば、１°程度の角度で接続が可能となり、先の計算結果から０．１ｄＢ以下の低損失な接合が得られる。
【００３６】
通常、比屈折率差Δ２．５％の最小曲げ半径は、１ｍｍ前後である。よって、従来のように同一ＰＬＣ上にＲＯＡＤＭ回路の交差部を作製すると、１ｍｍ以上の面積が必要となる。本実施形態に係るＰＬＣでは、ソケット溝の長さを１ｍｍ程度確保できれば上述したように低損失な接続ができる。したがって、本実施形態に係るＰＬＣによれば、従来もしくはそれ以下の面積において、交差損失および結合損失を抑えてＰＬＣに対する光の入出力を行うことができる。
【００３７】
このように、比屈折率差Δが高い導波路において、ＰＬＣを傾斜させて接続すると原理損（理論上の損失）が発生するが、その値は十分に小さくでき、実回路においては差し支えない程度である。スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続では、１つの導波路につき１つの接続に伴う結合損失があるだけであり、同一ＰＬＣ上に交差部を有し、その数がパススルーポートなどの導波路数に応じて増加するにつれて交差損失が増加する従来の技術に比べて、良好な損失低減を実現することができる。
【００３８】
実施例 
図３に示すプラグＰＬＣ３００とソケットＰＬＣ３１０とを以下の方法で作製した。まず、プラグＰＬＣ３００について説明する。
【００３９】
アンダークラッドとなるガラス３０μｍとコアとなる比屈折率差Δ２．５％のガラス３．０μｍを、火炎堆積法を用いて堆積した。ここで火炎堆積法（ＦＨＤ法）は、酸水素炎内にて、ＳｉやＰ、Ｂ（コアの場合はＧｅも含む。）の塩化物を反応させ、ＳｉＯ2が主成分のガラス微粒子を高速に基板上に堆積する方法である。堆積直後は、微粒子により可視光が散乱され白色をしているが、透明化のための熱処理を実施することで透明な平滑面を得る。堆積は、アンダークラッドのガラスの屈折率が石英基板と同じ値になり、コア層の比屈折率差Δが２．５％となるようにした。
【００４０】
次に、標準的なフォトリソグラフィー法と反応性イオンエッチング法を用いてコアとなるガラスを加工した。コア幅を３．０μｍとし、２チャンネルからなる導波路３０２および３０４を作製した。
【００４１】
最後に、オーバークラッドとなるガラスをＦＨＤ法により２０μｍ堆積して埋め込みを実施し、プラグＰＬＣ３００を作製した。
【００４２】
ソケットＰＬＣ３１０も同様に作製した。ソケットＰＬＣ３１０には、４チャンネルからなる導波路３１１、３１２、３１３および３１４を設けた。ソケット溝３１５および３１６は、エッチングにより形成した。ソケット溝３１５および３１６の幅は、プラグＰＬＣ３００の導波路の幅よりも３μｍ広く設計し、また、溝の長さは２ｍｍとした。これは、オーバークラッドが２０μｍの場合、約０．５度の傾斜を持ってスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続することができる角度である。
【００４３】
作製したプラグＰＬＣ３００およびソケットＰＬＣ３１０にファイバーブロックを介してファイバーを固定し、プラグＰＬＣ３００をソケットＰＬＣ３１０に嵌合した後、ソケットＰＬＣ３１０を固定し、プラグＰＬＣ３００をＸ，Ｙ，Ｚおよび回転機構を搭載したステージに固定した。そして、ソケットＰＬＣ３１０の２、４チャンネルより、１．５μｍのＡＳＥ光源からの光を入射し、プラグＰＬＣ３００から両チャンネルの出力をモニターしながらプラグＰＬＣ３００の位置決め作業を行った。
【００４４】
図８に、接続したＰＬＣの各チャンネルについて挿入損失を測定した結果を示す。縦軸は各チャンネルの挿入損失であり、横軸はチャンネル番号である。チャンネル１、３はＳベントを介して出力されるパススルーポートであり、その挿入損失は主にファイバーと導波路との結合部におけるモードフィールド不整合によるものである。ファイバーと導波路の結合部の損失は、１ヶ所あたり約１．８ｄＢ（ファイバー接続部にて導波路幅をテーパーにより１４μｍまで広げた構造にて接続）である。
【００４５】
一方、ソケット溝を介してプラグＰＬＣ３００に出力されるチャンネル２、４では、挿入損失が３．８〜３．９ｄＢとなった。ソケット溝でおよそ０．３〜０．４ｄＢの過剰損失が発生したことにある。光路の交差をし、角度を持って接続しているにも係わらず、損失が非常に小さくできている。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態に係る平面光波回路（ＰＬＣ）は、第１の基板と、第１の基板に対して凸形状である第１の基板上の第１の導波路とを備える平面光波回路（プラグＰＬＣに対応）であって、第１の導波路は、他の平面光波回路（ソケットＰＬＣに対応）が備える複数の導波路のうちの１つのコアを遮断する位置に配置された溝（ソケット溝に対応）に嵌合して、第１の導波路のコアと複数の導波路のうちの１つのコアとが光学的に結合するように構成されていることを特徴とする。
【００４７】
また、本実施形態に係る平面光波回路（ＰＬＣ）は、第１の基板と、第１の基板上の複数の導波路とを備える平面光波回路（ソケットＰＬＣに対応）であって、複数の導波路のうちの１つのコアを遮断する位置に溝（ソケット溝に対応）が配置され、他の平面光波回路（プラグＰＬＣに対応）が備える凸形状の導波路がその溝に嵌合して、複数の導波路のうちの１つのコアと凸形状の導波路のコアとが光学的に結合することを特徴とする。
【００４８】
（実施形態２）  
図９は、本実施形態に係るＰＬＣの断面図である。プラグＰＬＣ９００の端部が、ソケットＰＬＣ２１０の導波路のコアを遮断する位置に配置された溝に嵌合して、ソケットＰＬＣ２１０の端部と接続される。実施形態１と異なる点は、プラグＰＬＣ９００の構造である。
【００４９】
図１０は、プラグＰＬＣ９００の構造を示している。プラグＰＬＣ９００の端部は、プラグＰＬＣ２００と同様に、基板９０１と、導波路９０５とを備え、導波路９０５は、基板９０１の上のクラッド９０６と、クラッド９０６に囲まれたコア９０７とを備える。しかし、プラグＰＬＣ２００と異なり、基板９０１が段差部９０２を有し、クラッド９０６およびコア９０７を備える導波路９０５が、段差部９０２に沿って傾斜している。換言すると、基板９０１に垂直に、基板から離れる方向に（つまり、ｙ軸の−方向に）導波路９０５が湾曲している。導波路９０５は、導波路２０５と同様に、基板９０１に対して凸である。
【００５０】
ここで、図９を参照しながら基板９０１に設けられた段差について説明する。ｔは、段差部９０２の高さ、ｔsはソケットＰＬＣ２１０のオーバークラッドの厚さ、ｔpはプラグＰＬＣ９００のオーバークラッドの厚さを表している（ここでは、コアの中心を基準に厚さを定めることにする）。ｔをｔs＋ｔpとなるように設計することで、プラグＰＬＣ９００をソケット溝２１５に嵌合したときにプラグＰＬＣ９００のコア９０７とソケットＰＬＣ２１０のコア２１３の位置が合致し、プラグＰＬＣ９００とソケットＰＬＣ２１０との接続面を挟んでコアが平行な一直線となる。したがって、導波路９０５と、コア２１３およびコア２１３を囲むクラッドからなる導波路との間に角度および隙間がなくなり、実施形態１において説明したように結合損失を極めて低く抑えることができる。
【００５１】
ｔが大きすぎる場合は、ソケットＰＬＣとプラグＰＬＣとの間に空間ができる。しかし、調芯後、調芯状態を保ったままＵＶ硬化接着剤を塗布し、ＵＶ照射により固定すると、空間がＵＶ接着剤にて充填されて固定されるため、ｔが大きい場合でも問題とはならない。極端に、段差がオーバークラッドの厚さの数十倍という場合は問題になりうるが、数倍程度なら問題にならない。
【００５２】
図１０では段差部９０２の高さがｔであるように図示してあるが、ｔが少なくとも０より大きければ結合損失を抑える効果がある。段差部９０２が低い高さでも存在すれば、結合角度を小さくできるからである。以下に実施例１および実施例２を示す。
【００５３】
実施例１ 
図１１は、作製したプラグＰＬＣ１１００およびソケットＰＬＣ１１１０を示している。本実施例は、４チャンネルからなるスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続の結合損失の低さを検証するためのものであり、ソケット溝１１１１がソケットＰＬＣ１１００の幅全体にわたっている。
【００５４】
プラグＰＬＣ１１００およびソケットＰＬＣ１１００は、実施形態１の実施例で示したのと同様の方法で作製できるので繰り返さないが、プラグＰＬＣ１１００については、まず最初に、導波路加工に一般に用いられるフォトリソグラフィー法と反応性イオンエッチング法を用いて、石英基板上に３５μｍの段差部を作製した。本実施例では垂直の段差部とした。段差部上のクラッドは段差部に沿って傾斜するが、クラッドとなるガラスの軟化温度、粘性、リフロー処理の温度によって傾斜具合を制御することが可能である。各ＰＬＣの導波路は、コア幅を３．０μｍとし、２５０μｍピッチの４チャンネルとした。ソケット溝は、プラグＰＬＣ１１００の湾曲した部分から端部までが完全におさまるように２ｍｍとした。
【００５５】
図１２は、プラグＰＬＣ１１００の段差部にわたって指針段差計により表面形状を測定した結果を示している。横軸は、スキャンの開始点から終点までの距離であり、縦軸は、開始点からの終点までの相対的な高さである。これによると、基板に形成した３５μｍの垂直な段差部をガラスで埋め込んだ結果、緩やかに湾曲していることが分かる。約１．３ｍｍで基板底面に平行な平面に回復している。
【００５６】
図１４は、測定によって得られた曲面が図１３に示すように円弧足し合わせ形状であると仮定して、変位する段差がｔ＝３５μｍの場合の円半径ｒと平坦に回復するまでの距離ｌとの関係を示している。これによると、ｌが３５０μｍで回復する場合、つまり斜面が急峻であってもｒ＝１ｍｍの円弧に相当する曲率であることが分かる。今回得られた結果ではｌ＝１．３ｍｍ（１３００μｍ）程度であるため、曲率半径は１ｍｍよりも大きい値であり曲率が緩やかである。比屈折率差Δ２．５％の最小曲げ半径が１ｍｍであることからみて、導波路が段差部において湾曲することにより発生する損失はないといえる。
【００５７】
図１５に、実施形態１の実施例と同様に、接続したＰＬＣの各チャンネルについて挿入損失を測定した結果を示す。縦軸は各チャンネルの挿入損失であり、横軸はチャンネル番号である。およそすべてのチャンネルで３．７ｄＢ前後の挿入損失がありほぼ一様であることが分かる。ファイバーと導波路の結合部の損失が１ヶ所あたり約１．８ｄＢ（ファイバー接続部にて導波路幅をテーパーにより１４μｍまで広げた構造にて接続）であるので、各チャンネルにつき結合部が２ヶ所あることから、本実施例に係るスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続による結合損失は０．１ｄＢ程度であることが分かった。
【００５８】
実施例２ 
図１６は、作製したプラグＰＬＣ１６００およびソケットＰＬＣ１６１０を接続前後で示している。プラグＰＬＣ１６００には導波路を１チャンネル分だけ作製し、スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続と反対側は、幅広テーパー導波路を介してファイバー出力されている。ソケットＰＬＣ１６１０は、２本の導波路が隣接して配置されており、一本は、プラグＰＬＣ１６００と接続するため形成したソケット溝１６１１に繋がる。他方の導波路は、ソケット溝に接続される導波路を対称軸とする反対側にＳベントを経て曲げられてファイバー接続されている。これらのＰＬＣを接続した状態では、ソケットＰＬＣ１６００に入力された２つの入力が、ソケット溝１６１１における接続部を介して位置が入れ替わっている。つまり、光路が交差する構成となっている。
【００５９】
これらの導波路の作製方法は、実施例１に示したものと同様であり、コアサイズ、アンダークラッドの厚さ等は同じである。実施例１と同様に、スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続されたこれらの回路の特性評価を行ったところ、Ｓベントを介して、そのまま出力されるポートは挿入損失３．５ｄＢであった。一方、スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続を介して接続されるポートは３．６ｄＢであった。つまり、ソケット部での結合による損失は０．１ｄＢしか認められなかった。つまり、光路の交差を実現できているにもかかわらず、その交差による過剰損失は、０．１ｄＢ程度に作製できていることが確認された。
【００６０】
本実施例は、スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続の有効性を確認するために実施されたためチャンネル数は少ないが、大規模多チャンネル化しても低損失な交差を提供できる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態に係る補正方法は、実施形態１に係る平面光波回路の接続方法であって、第１の基板は、段差部を有し、第１の導波路は、段差部に沿って傾斜していることを特徴とする。段差部を設けることにより、第１の導波路と第２の導波路との間の角度および隙間が低減され、それにより結合損失を極めて低く抑えることができる。
【００６２】
（実施形態３）  
図２または図９に示した構造では、プラグＰＬＣとソケットＰＬＣとが接続される端面が、導波路方向と直角なｘ方向と平行である。このまま接続を実施すると、その界面での反射が存在し、十分な反射減衰量が得られない場合がある。本実施形態に係るＰＬＣでは、プラグＰＬＣとソケットＰＬＣとが接続される端面をｘ方向から角度をもつ面として形成する。図１７を参照して説明する。
【００６３】
図１７（ａ）は、平面図であり、図１７（ｂ）は断面図である。図１７（ａ）では、プラグＰＬＣ１７００は、ソケットＰＬＣ１７１０に嵌合される面が示されている。プラグＰＬＣ１７００の導波路１７０１の端面１７０１Ａが、ソケットＰＬＣ１７１１のソケット溝１７１１の端面１７１１Ａと接続される。本実施形態では、端面１７０１Ａおよび端面１７１１Ａがｘ方向から角度をもって形成されている。通常この角度は、８度程度が望ましい。上記のように角度を持った面にて接続することで反射した光がもとの導波路と結合しないため、反射減衰量を大きくすることができる。
【００６４】
図１８に示すように、プラグＰＬＣ１８００の導波路１８０１の先端１８０１Ａを約４５°に加工し、プラグＰＬＣ１８００の導波路１８０１を嵌合させるソケットＰＬＣ１８１０のソケット溝１８１１の端面１８１１Ａを約１３５°に加工することでも反射減衰量を低減することが可能である。このような構造にすると、位置合わせの簡略化が可能という効果が得られる。プラグＰＬＣ１８００を天地反転してソケットＰＬＣ１８１０に嵌合させるとき、プラグＰＬＣ１８００またはソケットＰＬＣ１８１０に加工誤差があったとしても、約４５度に加工した先端１８０１Ａは、ソケットＰＬＣ１８１０の導波路方向と一致する位置に配置される。よって、基板垂直方向の位置合わせをアクティブ調芯にて行えばよい。
【００６５】
また、嵌合させる先端部分にコアがなくともよく、図１９に示すコア１９０２および１９１２のようにずれた位置でも、同じ原理にて位置合わせが可能である。図１８の場合では、加工精度によっては鋭角な先端となっているが、先端部分では加工により局所的に観測すれば円弧を形成する。導波路幅に比べて円弧が十分に小さい場合には、問題にはならないが、円弧が大きい場合は、導波路幅程度では垂直面とみなすことができ十分な反射減衰が得られない場合もある。しかし、先端部分とコア接合位置を図１９のように導波路方向と垂直な方向に設計上ずらして配置しておくことで、コアが接続端面では必ず傾斜面同士の接合となるため十分な減衰が得られる。
【００６６】
このように、導波路接続端面が垂直な場合は、ｘ方向、ｙ方向およびｘ方向のすべてにおいてアクティブ調芯を実施する必要があるが、接続端面を上記のように加工しておくことにより、反射減衰量を確保できるようになるだけではなく、同時にｘ方向とｚ方向に沿ってパッシブ調芯を可能とし、調芯軸を減らすことが可能となる。結果的には調芯時間を大幅に削減することができスループットを上げることが可能となる。
【００６７】
ここでは、ｙ方向のみアクティブ調芯を実施する場合について説明を行った。しかし、基板基準面を基準とすることで、基板に垂直なｙ方向の調芯をもパッシブアライメントにより実施することも可能である。プラグＰＬＣに予め設ける段差量を、嵌合した後ソケットＰＬＣのコアが光結合される量にしておけば、嵌合させると同時にｙ方向の調芯も不要とできる。また、プラグＰＬＣ上の導波路を基板垂直に湾曲させており、ソケットＰＬＣとプラグＰＬＣとの接触面が水平であれば、嵌合させただけで、接続点での導波路は基板に対して水平に保たれる。この場合、角度ズレは極小さく抑えることが可能であるため、ソケットＰＬＣに段差を設けることでパッシブ接続を可能とする。また、この際に、両ＰＬＣ端面において、スポットサイズ変換器を設けて、各々を接続することで、ｘ、ｙ平面内でのコア位置ズレに対するトレランスを高めることも可能である。
【００６８】
上記の説明では、プラグＰＬＣ、ソケットＰＬＣ上において、コアを備える導波路の先端を約４５°に加工して、反射減衰量の低減だけではなく位置合わせの機能を持たせるという構造であったが、位置合わせをする箇所は、必ずしもコアを備える導波路の先端である必要はなく、プラグＰＬＣ、ソケットＰＬＣの導波路の周辺でかつ導波路がない部分に、位置合わせ用の凹凸を形成しても同様に位置合わせを簡便に行える機能を持たせることが可能となる。図２０を参照されたい。
【００６９】
実施例 
図２１は、作製したプラグＰＬＣ２１００およびソケットＰＬＣ２１１０を示している。作製方法は、実施形態１の実施例と同様であり、プラグＰＬＣ２１００の段差部については、実施形態２の実施例１と同様である。図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示すプラグＰＬＣ２１００を、導波路２１０２および２１０４がある面から斜視図（ｉ）と平面図（ｉｉ）により示している。
【００７０】
プラグＰＬＣ２１００の導波路２１０２の先端２１０２Ａと導波路２１０４の先端２１０４Ａは、導波路の中心を先端として４５度にエッチングされた形状となっており、２本が２５０μｍ間隔で配置されている。Ｓベントし、ファイバー接続される箇所にて１２７μｍピッチとなるようにピッチ変換されて、２本のファイバーに接続されている。
【００７１】
一方、ソケットＰＬＣ２１１０は、４本の導波路２１１１、２１１２、２１１３および２１１４を備え、導波路２１１１（チャンネル１）および導波路２１１３（チャンネル３）は、Ｓベントを経てファイバー出力される。導波路２１１２（チャンネル２）および導波路２１１４（チャンネル４）は、それぞれソケット溝２１１５の１３５°に加工された端面２１１５Ａおよびソケット溝２１１６の１３５°に加工された端面２１１６Ａの中心に接続されている。ソケット溝２１１５および２１１６の幅は、プラグＰＬＣ２１００の導波路２１０２および２１０４の幅よりも３μｍ広くなるように作製されている。
【００７２】
ソケットＰＬＣ２１１０を固定し、プラグＰＬＣ２１００の導波路２１０２および２１０４をソケット溝２１１５および２１１６にそれぞれ挿入後、ｚ方向にスライドさせて位置決めを行った。その後、ソケットＰＬＣ２１１０の導波路より、１．５μｍのＡＳＥ光源からの光を入射、プラグＰＬＣ２１００から両チャンネルの出力をモニターしながら、ｙ方向にのみステージを駆動させてプラグＰＬＣ２１００の位置決め作業を行った。その後、ＵＶ硬化樹脂して固定した。
【００７３】
なお、プラグＰＬＣ２１００にファイバー固定を実施する際は、ＰＬＣ裏面に、ヤトイとなるガラス板を固定し研磨したのち、ファイバーブロックとの結合を実施した。通常ファイバー固定のヤトイガラスは、ＰＬＣ表面に固定して行う。しかしながら、表面は加工されておりヤトイを固定できないため、裏面にて固定してファイバーブロックとの接着強度を増すことを行った。実際は表裏にガラスを固定した後、表側のガラスは研磨の後取り除くことで裏面のみのヤトイガラスの固定を行った。こうすることで、研磨時の導波路の破損を防ぐ。表面にも実装可能であるが、その場合は、固定ヤトイガラスが固定される部分は導波路としないことが望ましい。その部分の面積が必要となり結果回路が不必要に大きくなるからである。また、表にヤトイを張り合わせたほうが、不要な接着剤がスタック実装前に表面に付着する量が多くなり、位置合わせ時に、稼動範囲が狭くなり、最悪の場合、調芯が出来なくなるという問題が発生するためである。
【００７４】
図２１に示した回路を全部で５つ組み立てを行いそれぞれの回路特性について評価を行った。挿入損失の評価結果を示す図が図２２である。図２２は、各チャンネルの挿入損失を５つのサンプルすべてについて調べた結果を示している。チャンネル１、３はＳベントを経てそのまま出力されるため３．５ｄＢと５つのサンプルでほぼ一定であった。一方チャンネル２、４は３．５〜３．９ｄＢの間でのバラツキが認められる。しかしその差は、全値０．４ｄＢしかない。これはｘ−ｚ平面内の位置決めがずれているか、若干プラグＰＬＣが基板に水平な平面内で角度を持って接続されたことによるものと思われる。しかしながら、ｘ方向およびｚ方向はパッシブアライメントを実施しているにも係らず、損失のバラツキは０．４ｄＢとわずかであり、許容できる範囲内にある。なぜなら、本実施例に係るＰＬＣは光路の交差を実現するだけではなく、交差がチャンネル数に依存しない構成となっている。そのため０．４ｄＢのチャンネル間バラツキは、比屈折率差Δの高い同一平面上に交差部を有する回路の損失から比べればはるかに小さいといえる。また、このうち１つの組み合わせについて反射減衰量を調べた結果、すべてのチャンネルで５５ｄＢ以上の反射減衰量が得られることが解った。
【００７５】
本実施例ではリッジや、ソケット部溝に４５度となる加工を行ったが、角度はこの他の角度であっても実施は可能である。しかし本発明者らの検討によると約４５度付近が位置決め制度が最も高く安定した位置決めが可能である。そのため嵌合させる部分の角度は４５度付近が望ましい。
【００７６】
また、実施例では、各チャンネルの導波路を４５度に加工し、位置合わせを行うと同時に反射減衰量の削減もしている。図２０に示すように、同様の構造で導波路は８°程度の角度をもって加工し、外部に位置決め構造を持たせることで位置決めすることによっても同様の効果が得られる。この場合は、接続部に設けるギャップを位置決め用の凹凸を設ける位置を調整することで設定できる。このような構造にすることで接続部は、外気温度が変化した場合に熱膨張係数の違いによるガラスの移動を許容するために設ける方が高い信頼性を得ることができるというメリットが得られる。
【００７７】
さらに、４５度に加工した先端がコア中心にくるように加工を実施したが必ずしもその必要はなく、図１９（中心からずれている図）に示したように、中心からずれていても、嵌合部と導波路の相対的な位置関係が、ソケット、プラグＰＬＣで一致していれば（正しくは鏡像）よく、ずらした場合には、先端の加工精度が得られずとも反射減衰量を抑える効果が得られる。
【００７８】
実施形態１の実施例ならびに実施形態２の実施例１および２では、ｘ、ｙ、ｚ方向へのステージの駆動を行なうことで位置決めを行った。しかし、本実施例のように接続部先端の形状を約４５度とし、挿入後スライドさせ、約４５度に加工された面同士が接触、スライドすることで位置決めを行うと、ｘ方向、ｚ方向への調芯を実施せずとも高精度の位置決めが実施できる。ｙ方向のみアクティブ調芯すれば、位置決めが終了できる。結果、調芯時間の大幅な削減が可能でありスループットを大幅にあげることができる。
【００７９】
本実施例では、ｙ方向（基板垂直方向）はアクティブ調芯によって位置決めを行った。本実施例で用いた回路は２．５％の比屈折率差Δからなり、位置ズレに対して損失のトレランスが狭いためである。しかしながら、高度な製膜技術により膜厚の制御をなす、または、比屈折率差Δが比較的低い導波路からなる場合はｙ軸をパッシブアライメントによって固定することが可能である。例えば、ソケットＰＬＣのオーバークラッド厚さと、アンダークラッド厚さが等しく、基板段差がそれらの厚さの和であり、コア上面の平坦度が非常によい場合は、基板までクラッド除去をする。これらをスタック実装する場合、プラグＰＬＣの基板が、ソケットＰＬＣオーバークラッド表面に接触させて実装を行う。すると、コアの高さ、つまりｙ軸も、基板界面から距離を参照することで同時に位置決めが実施できる。
【００８０】
上記の場合、基板界面でエッチングを確実に止める必要があるためシリコン基板など、クラッドとエッチングストップが可能な基板で行うことが望ましい。無論、クラッドと同種の基板を用いていても、高精度に残膜を監視しエッチングを施せば問題はない。
【００８１】
上記に説明したように実施すれば、すべての調芯をパッシブアライメントによって実施できるようになり、実装コスト、時間の大幅な低減が可能となる。
【００８２】
（実施形態４）
本実施形態では、本発明に係るスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続技術をアドポート挿入に適用した４０チャンネル複合光モジュールを説明する。
【００８３】
図２３は、作製した複合モジュールの概要を示している。図２３（ａ）は、ソケットＰＬＣに該当し、図１に示したＲＯＡＤＭ構成のうち、破線で示される部分の機能を一つのチップに集積したものである。ＤＥＭＵＸ，ＭＵＸ用のＡＷＧ（１００Ｇ、４０ｃｈ）２個と、４０ｃｈの２×２ＳＷ、ＶＯＡ、１０％のＷＩＮＣ（波長無依存カップラー）−ＴＡＰからなる複合集積ＰＬＣである。ＷＩＮＣ−ＴＡＰ後段で、ＴＡＰポートをミラーにより基板垂直方向に、光路変換し、２０ｃｈ気密封止チップスケールパッケージモニター（ＣＳＰ−Ｐ）２個を、表面実装し、モニタリングを行うようにしてある。入出力は左側の２芯ファイバーブロックにより行われる。図中の矢印は、図１に対応した光の進路を示している。
【００８４】
同２３（ｂ）は、アドポートを挿入するためのアドポートプラグＰＬＣを示している。ソケットＰＬＣに設けられたソケット溝に嵌合するように先の実施形態で示してきた導波路が構成してあり、また、ピッチをファイバーピッチに変換し、４０チャンネルの多芯ファイバーブロックに接続されている。
【００８５】
これらの導波路は、実施形態１の実施例および実施形態２の実施例１と同じ方法によって作製することができる。この場合ソケットＰＬＣには、ＳＷ，ＶＯＡ，ＣＳＰ−ＰＤのための配線、ヒータ等の工程を追加し複合モジュールを作製する。詳細な作製方法はここでは省略するが、一般的なリフトオフ工程等によって配線プロセスは行った。また導波路の構成は、実施形態２の実施例２に示した構成と用いたコアや、アンダークラッド、オーバークラッド等は同じとした。
【００８６】
図２４は、これらのソケットＰＬＣとプラグＰＬＣを接合する前の状態を、図２３中のソケット溝周辺を拡大した斜視図を示している。図が煩雑になるのを防ぐため４０チャンネルすべてでなく、一部を省略してある。
【００８７】
アドポートにあたる導波路が、ソケット溝に接続される。このソケット溝の端面は、導波路に垂直な方向より８°傾けてある。先に説明したように反射減衰量を削減するためである。ソケット溝の幅は、プラグＰＬＣ上の導波路の幅（１００μｍ）より広く１２５μｍとしてある。また、ソケット溝の長さは２ｍｍとした。各アドポートのソケット溝の間は１２５μｍあり、その間には、パススルーポートにあたる導波路が配置されている。この導波路には、ＤＥＭＵＸ，ＡＷＧの出力光が導かれる。プラグＰＬＣ側もソケット部に嵌合するように、導波路の端面で８°の角度をつけてある。
【００８８】
ソケットＰＬＣを固定し、プラグＰＬＣをＸ，Ｙ，Ｚおよび回転機構を搭載したステージに固定し、ソケットＰＬＣ側両端の１，４チャンネルより、１．５μｍのＡＳＥ光源からの光を入射、ＶＯＡ，ＳＷを駆動しアドポートの光がＯＵＴＰＵＴポートに出力されるように、プラグＰＬＣから両端のチャンネルの出力をモニターしながら、プラグＰＬＣの位置決め作業を行った。強度が最大となった位置にて、ソケットＰＬＣ上へのプラグＰＬＣをＵＶ硬化型の接着剤により固定を行った。
【００８９】
このように作製したＲＯＡＤＭ複合モジュールの評価を実施した。同じ基板上に作成した同じ構成のＡＷＧの測定を実施してＡＷＧの過剰損失を見積もった結果１つＡＷＧの過剰損失は、３．０ｄＢであった。Ｔａｐ原理損０．５ｄＢで合わせてＩＮ，ＯＵＴＰＵＴ間の損失は、１０．２ｄＢとなった。ＩＮ，ＯＵＴＰＵＴのファイバー接続損失３．５ｄＢを含む値である。ＳＷを駆動して、アドポートから光を入力した際の損失は、７．３ｄＢとなった。ＡＷＧ一つあたりの過剰損失が３．０ｄＢであることから、スタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続を実施した接続点での過剰損失は０．１ｄＢ程度であることがわかった。
【００９０】
構成上、上記のようなスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続を実施することによって、チャンネル数無依存にて、アドポートの光路交差が実現できる。
【００９１】
また本実施例では、ＣＳＰ−ＰＤ搭載部分では、垂直光路変換を行うミラー形成を行ってＴＡＰポートは、導波路交差を用いずに実現している。今回アドポートに適応したようにスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続のメリットである任意の箇所にて光の出し入れが可能という特性を生かし、タップポートにもスタックＰＬＣ−ＰＬＣ接続技術を適応することが無論可能である。この場合、図２３（ｂ）で示したアドポートプラグＰＬＣのファイバー接続してある箇所にＣＳＰ−ＰＤを端面実装すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】ＲＯＡＤＭのロジック構成の一例を示す図である。
【図２】実施形態１に係るＰＬＣの断面図である。
【図３】実施形態１に係るＰＬＣの実装例を示す図である。
【図４】（ａ）は、実施形態１に係るプラグＰＬＣを示す図であり、（ｂ）は、ソケットＰＬＣを示す図である。
【図５】接続角度の関数として結合損失を示すグラフである。
【図６】接続角度の関数として結合損失を示すグラフである。
【図７】接続角度とソケット溝の長さの関係を示すグラフである。
【図８】実施形態１の実施例の挿入損失を示すグラフである。
【図９】実施形態２に係るＰＬＣの断面図である。
【図１０】実施形態２に係るプラグＰＬＣを示す図である。
【図１１】実施形態２の実施例１の実装例を示す図である。
【図１２】段差部にわたって表面形状を測定した結果を示すグラフである。
【図１３】段差部の形状を近似するモデルを示すグラフである。
【図１４】段差部の長さと曲率の関係を示すグラフである。
【図１５】実施形態２の実施例１の挿入損失を示すグラフである。
【図１６】実施形態２の実施例２の実装例を示す図である。
【図１７】実施形態３に係る、プラグＰＬＣおよびソケットＰＬＣの代替形態を示す図である。
【図１８】実施形態３に係る、プラグＰＬＣおよびソケットＰＬＣの代替形態を示す図である。
【図１９】実施形態３に係る、プラグＰＬＣおよびソケットＰＬＣの代替形態を示す図である。
【図２０】実施形態３に係る、プラグＰＬＣおよびソケットＰＬＣの代替形態を示す図である。
【図２１】実施形態３の実施例の実装例を示す図である。
【図２２】実施形態３の実施例の挿入損失を示すグラフである。
【図２３】実施形態４に係る、複合モジュールの概要を示す図である。
【図２４】図２３のソケット溝周辺の拡大図である。
【符号の説明】
【００９３】
２００、３００、９００、１１００、１６００  プラグＰＬＣ
２０１、２１１、９０１  基板
２０５、３０２、３０４、３１１、３１２、３１３、３１４  導波路
２０６、２１２、９０６  クラッド
２０７、２１３、２１４、９０７  コア
２１０、３１０、１１１０、１６１０  ソケットＰＬＣ
２１５、３１５、３１６、１１１１、１６１１  ソケット溝
９０２  段差部
１７００、１８００、１９００、２１００  プラグＰＬＣ
１７０１、１８０１、１９０１  導波路
１７０１Ａ、１８０１Ａ、２１１５Ａ、２１１６Ａ  端面
１７１０、１８１０、１９１０、２１１０  ソケットＰＬＣ
１７１１、１８１１、１９１１、２１１５、２１１６  ソケット溝
１７１１Ａ、１８１１Ａ  端面
１９０２、１９１２  コア
２１０２、２１０４、２１１１、２１１２、２１１３、２１１４  導波路
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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