(57)【要約】【課題】従来のアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップには、形状が矩形の場合、導波路基板当りの光チップ収容率に、形状が弓形の場合、光学特性の安定性に課題があった。そこで、本発明は、光チップ収容率を高めることができ、且つ安定したアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光学特性が安定する形状の光チップ、その光チップの導波路基板上のレイアウト及びその光チップの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光チップは、中央部が片側に膨らんでいる凸型形状とした。また、アレイ導波路の湾曲方向が互いに逆であるアレイ導波路回折格子型光合分波回路を組み合わせて配置したレイアウトの導波路基板とし、その導波路基板から光チップを切り出すこととした。【選択図】図７
2008070511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つのスラブ導波路と、
前記スラブ導波路の間を光路長がそれぞれ異なり、一方向に湾曲した複数のチャネル導波路で接続するアレイ導波路と、
それぞれの前記スラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側に接続される少なくとも１本以上の入出力導波路と、
を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップであって、
一の縁が二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを連結して前記アレイ導波路の湾曲の外側方向に凸型とした形状であり、前記一の縁と相対する他の縁が直線であり、且つ両端にある前記入出力導波路が現れる入出力端の幅が等しいことを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップ。
【請求項２】
前記アレイ導波路は、前記湾曲したチャネル導波路の湾曲の内側に、前記湾曲したチャネル導波路よりも光路長の短い直線状のチャネル導波路をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップ。
【請求項３】
２つのスラブ導波路と、
前記スラブ導波路の間を光路長がそれぞれ異なり、一方向に湾曲した複数のチャネル導波路で接続するアレイ導波路と、
それぞれの前記スラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側に接続される少なくとも１本以上の入出力導波路と、
を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板であって、
前記アレイ導波路の湾曲方向を揃え、前記アレイ導波路の湾曲方向と垂直な方向へ前記パタンを一列に並べた複数の正方向行及び前記アレイ導波路の湾曲方向を前記正方向行の前記アレイ導波路の湾曲方向と逆方向に揃え、前記アレイ導波路の湾曲方向と垂直な方向へ前記パタンを一列に並べた複数の逆方向行を、交互に且つ前記正方向行における前記アレイ導波路側の前記スラブ導波路間を垂直に横切る中央線が前記逆方向行における前記入出力導波路側の前記スラブ導波路間を横切るように、配置したレイアウトで前記アレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板。
【請求項４】
前記レイアウトは、さらに、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側の行間において、前記正方向行に含まれる前記アレイ導波路の最外チャネル導波路の頂点が、前記逆方向行に含まれる前記アレイ導波路の最外チャネル導波路の頂点間を結ぶ線分より前記逆方向行に含まれる前記入出力導波路側にあるように前記正方向行が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の前記アレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板を作成する回路形成工程と、
前記回路形成工程の後、前記導波路基板を、
前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側の行間を、二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを交互に連結した形状であり且つ前記アレイ導波路回折格子型光合分波回路と非接触である切断線で切断し、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側と反対側で相対する行間を、直線的に切断する第一切断工程と、
前記第一切断工程で切断された前記正方向行又は前記逆方向行を、前記パタンで切断して請求項１に記載のアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを切り出す第二切断工程と、
を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ導波路回折格子型光合分波回路を含む光チップ、アレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板及びアレイ導波路回折格子型光合分波回路を含む光チップの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アレイ導波路回折格子型光合分波回路は異なる波長の光信号を合波又は分波することができる。そのため、多量の情報を伝送することができる波長分割多重通信の光合波器や光分波器に使用される。アレイ導波路回折格子型光合分波回路の小型化や大量生産化のため、アレイ導波路回折格子型光合分波回路の構成部品である入出力導波路、スラブ導波路及びアレイ導波路をシリコンウエハのような導波路基板に形成し、導波路基板を切断してアレイ導波路回折格子型光合分波回路を含む光チップを切り出している。
【０００３】
従来、アレイ導波路回折格子型光合分波回路を製造する場合、図９に示すように円形のシリコンウエハ５０９に矩形の領域９１を配し、その領域にアレイ導波路回折格子型光合分波回路２０２を形成していることが多い。矩形の領域であればダイシングソーで容易に光チップを切り出せるからである。しかしながらアレイ導波路回折格子型光合分波回路は曲線部分を多く有するため、矩形の光チップ内に有効利用されない領域が多く存在することになる。このことは、導波路基板当たりの光チップの数である光チップ収容率が下がるため、光チップ単価を上げる結果となっている。
【０００４】
一方、特許文献１には弓形形状の光チップが記載されている。図１０に示すように、シリコンウエハ５１０上に弓形の領域９３を配し、その領域にアレイ導波路回折格子型光合分波回路２０２を形成していることが記載されている。弓形の領域とすることで矩形の領域より多くのアレイ導波路回折格子型光合分波回路をシリコンウエハに形成することができ、光チップ収容率が高くなる。
【特許文献１】特開２００２−２５０８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のような弓形形状の光チップとすると、両端の入出力導波路に接続した光ファイバによる物理的応力が中央のアレイ導波路部に集中し、光チップの形状が変形して光学特性変動を起こしやすい。
【０００６】
そのため、従来のアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップは、形状が矩形の場合には光チップ収容率に課題があり、形状が弓形の場合には光学特性の安定性に課題があった。
【０００７】
そこで、係る課題を解決するため、本願第一の発明は、光チップ収容率を高めることができ、且つ安定した光学特性が得られるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを提供することを目的とする。係る課題を解決するため、本願第二の発明は、光チップ収容率が高くなるレイアウトでアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成され、且つアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光学特性が安定する形状の光チップが得られる導波路基板を提供することを目的とする。係る課題を解決するため、本願第三の発明は、光チップ収容率が高く、光学特性が安定したアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップ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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本願第一の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップは、中央部が片側に膨らんでいる凸型形状とした。
【０００９】
具体的には、本願第一の発明は、２つのスラブ導波路と、前記スラブ導波路の間を光路長がそれぞれ異なり、一方向に湾曲した複数のチャネル導波路で接続するアレイ導波路と、それぞれの前記スラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側に接続される少なくとも１本以上の入出力導波路と、を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップであって、一の縁が二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを連結して前記アレイ導波路の湾曲の外側方向に凸型とした形状であり、前記一の縁と相対する他の縁が直線であり、且つ両端にある前記入出力導波路が現れる入出力端の幅が等しいことを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップである。
【００１０】
前記光チップは凸型形状であるので中央部の物理的強度が強く、両端の入出力導波路に接続した光ファイバによる物理的応力が中央のアレイ導波路部に集中してもチップ形状が変形し難い。そのため、凸型形状のアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップは安定した光学特性が得られる。
【００１１】
また、前記光チップの凸型である前記一の縁は、二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを連結して形成した形状である。二回回転対称とは、一定軸（二回軸）のまわりに１８０度回転移動させても形状が変わらない性質をいう。２つの光チップを入出力導波路が現れる端部を合わせるように並べると、それぞれの前記一の縁の膨らんだ部分（凸部）で挟まれた凹部が形成される。前記凹部に１８０度回転させたもう一つの光チップの凸部を合わせれば、光チップの前記一の縁が前記第一線と前記第二線とを連結した形状としているため、前記凹部に１８０度回転させた光チップの凸部が嵌合することになる。すなわち、回転させていない光チップと１８０度回転させた光チップとを組み合わせることで前記光チップを隙間無く並べることができるため、導波路基板上に配列した場合、導波路基板上の有効利用されない領域を減らすことができ、導波路基板上に配列できるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の数を増やすことができる。
【００１２】
従って、本願第一の発明は、光チップ収容率を高めることができ、且つ安定した光学特性が得られるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを提供することができる。
【００１３】
また、本願第一の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップの前記アレイ導波路は、前記湾曲したチャネル導波路の湾曲の内側に、前記湾曲したチャネル導波路よりも光路長の短い直線状のチャネル導波路をさらに有してもよい。
【００１４】
前記光チップの前記他の縁は直線であるため、前記チャネル導波路の湾曲の内側に直線状のチャネル導波路を追加することができる。前記チャネル導波路の湾曲の内側の領域を有効利用でき、光チップの大きさを変えずに合分波特性を改善することができる。
【００１５】
従って、本願第一の発明は、光チップ収容率を高めることができ、優れた光学特性が得られるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを提供することができる。
【００１６】
前記目的を達成するため、本願第二の発明は、アレイ導波路の湾曲方向が互いに逆であるアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンを組み合わせて配置した導波路基板である。
【００１７】
具体的には、本願第二の発明は、２つのスラブ導波路と、前記スラブ導波路の間を光路長がそれぞれ異なり、一方向に湾曲した複数のチャネル導波路で接続するアレイ導波路と、それぞれの前記スラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側に接続される少なくとも１本以上の入出力導波路と、を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板であって、前記アレイ導波路の湾曲方向を揃え、前記アレイ導波路の湾曲方向と垂直な方向へ前記パタンを一列に並べた複数の正方向行及び前記アレイ導波路の湾曲方向を前記正方向行の前記アレイ導波路の湾曲方向と逆方向に揃え、前記アレイ導波路の湾曲方向と垂直な方向へ前記パタンを一列に並べた複数の逆方向行を、交互に且つ前記正方向行における前記アレイ導波路側の前記スラブ導波路間を垂直に横切る中央線が前記逆方向行における前記入出力導波路側の前記スラブ導波路間を横切るように、配置したレイアウトで前記アレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板である。
【００１８】
前記レイアウトとすれば、前記正方向行と前記逆方向行とを接近させ、導波路基板上の有効利用されない領域を減らすことができるため、導波路基板上により多くのアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンを形成することができる。さらに、前記正方向行と前記逆方向行との間をアレイ導波路回折格子型光合分波回路に接触しないように切断すれば、本願第一の発明で説明した光チップの形状となり、物理的応力が中央のアレイ導波路部に集中してもチップ形状が変形し難く、安定した光学特性のアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップが得られる。
【００１９】
従って、本願第二の発明は、光チップ収容率が高くなるレイアウトでアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成され、且つアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光学特性が安定する形状の光チップが得られる導波路基板を提供することができる。
【００２０】
本願第二の発明において、前記レイアウトは、さらに、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側の行間において、前記正方向行に含まれる前記アレイ導波路の最外チャネル導波路の頂点が、前記逆方向行に含まれる前記アレイ導波路の最外チャネル導波路の頂点間を結ぶ線分より前記逆方向行に含まれる前記入出力導波路側にあるように前記正方向行が配置されていてもよい。
【００２１】
前記正方向行と前記逆方向行とをより近づけて配列することで、導波路基板上の有効利用されない領域をさらに減らすことができるため、導波路基板上により多くのアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンを形成することができる。
【００２２】
従って、本願第二の発明は、光チップ収容率がより高くなるレイアウトでアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成され、且つアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光学特性が安定する形状の光チップが得られる導波路基板を提供することができる。
【００２３】
前記目的を達成するために、本願第三の発明は、本願第二の発明で説明した導波路基板を形成し、前記導波路基板を前記正方向行と前記逆方向行との行間を、アレイ導波路に接触しないように切断して本願第一の発明で説明した光チップを製造する製造方法である。
【００２４】
具体的には、本願第三の発明は、本願第二の発明で説明したアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板を作成する回路形成工程と、前記回路形成工程の後、前記導波路基板を、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側の行間を、二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを交互に連結した形状であり且つ前記アレイ導波路回折格子型光合分波回路と非接触である切断線で切断し、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側と反対側で相対する行間を、直線的に切断する第一切断工程と、前記第一切断工程で切断された前記正方向行又は前記逆方向行を、前記パタンで切断して本願第一の発明で説明したアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを切り出す第二切断工程と、を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップの製造方法である。
【００２５】
前記回路形成工程で、本願第二の発明で説明したレイアウトでアレイ導波路回折格子型光合分波回路を導波路基板上に形成するため、導波路基板当たりのアレイ導波路回折格子型光合分波回路の数を増やすことができる。さらに、第一切断工程及び第二切断工程で、導波路基板から切り出されたアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップは、本願第一の発明で説明した凸型形状であり、外部からの物理的応力が中央のアレイ導波路部に集中してもチップ形状が変形し難い。そのため、前記製造方法で、前記導波路基板から多くの安定した光学特性のアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを製造することができる。
【００２６】
従って、本願第三の発明は、光チップ収容率が高く、光学特性が安定したアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップの製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本願第一の発明によれば、光チップ収容率を高めることができる形状であり、安定した光学特性が得られるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを提供することができる。本願第二の発明によれば、光チップ収容率が高くなるレイアウトでアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成され、且つアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光学特性が安定する形状の光チップが得られる導波路基板を提供することができる。本願第三の発明は、光チップ収容率が高く、光学特性が安定したアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。
【００２９】
（アレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップ）
本実施形態は、２つのスラブ導波路と、前記スラブ導波路の間を光路長がそれぞれ異なり、一方向に湾曲した複数のチャネル導波路で接続するアレイ導波路と、それぞれの前記スラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側に接続される少なくとも１本以上の入出力導波路と、を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップであって、一の縁が二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを連結して前記アレイ導波路の湾曲の外側方向に凸型とした形状であり、前記一の縁と相対する他の縁が直線であり、且つ両端にある前記入出力導波路が現れる入出力端の幅が等しいことを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップである。
【００３０】
図１は、本願第一の発明の実施形態のひとつである光チップ１０１の構成を示す図である。光チップ１０１は基板１０、スラブ導波路１１、スラブ導波路１２、アレイ導波路１３、入出力導波路１４、入出力導波路１５、一の縁２１、他の縁２２、入出力端２３及び入出力端２４を含む。
【００３１】
基板１０は、凸型の形状をしたシリコン板やガラス板の上に石英薄層が形成された基板である。基板１０は一の縁２１、他の縁２２、入出力端２３及び入出力端２４で囲まれている。一の縁２１と他の縁２２とは相対した位置にある。なお、光チップの幅とは一の縁２１と他の縁２２との間隔のことである。
【００３２】
一の縁２１は二回回転対称になる第一線２１ａと二回回転対称になる第二線２１ｂとを連結点２９で連結しており、一の縁２１の形状は一部が幅方向に膨らんでいる。図１において、第一線２１ａ及び第二線２１ｂは曲線であるが、直線又は屈曲した直線であってもよい。他の縁２２は直線状の形状である。基板１０の長手方向の両端は入出力端２３及び入出力端２４である。入出力端２３における光チップの幅と入出力端２４における光チップの幅は等しい。なお、連結点２９は説明上示した点であり、実際には存在しない。
【００３３】
スラブ導波路１１及びスラブ導波路１２は、入力された光信号を混合するとともに、混合した光信号を均等に複数に分配して出力する機能を持つ。図１においては、４つの入力を混合し８つへ分配あるいは８つの入力を混合し４つへ分配できるスラブ導波路が記載されるが、入出力される信号の数はこれに限られるものではない。
【００３４】
アレイ導波路１３は、複数のチャネル導波路１３ａで構成される。チャネル導波路１３ａは屈折率の大きい素材の周りを屈折率の小さい素材で囲まれた構造であり、光信号を屈折率の高い素材内で全反射させて伝搬する。チャネル導波路１３ａはそれぞれ光路長が異なるように一方向に湾曲している。図１において、アレイ導波路１３は８本のチャネル導波路１３ａで構成されているが、チャネル導波路１３ａの本数はこれに限定されるものではない。
【００３５】
入出力導波路１４及び入出力導波路１５は、チャネル導波路１３ａと同様に光信号を伝搬する。図１において、入出力導波路１４及び入出力導波路１５はそれぞれ４本づつであるが、入出力導波路の本数はこれに限定されるものではない。
【００３６】
スラブ導波路１１、スラブ導波路１２、アレイ導波路１３、入出力導波路１４及び入出力導波路１５は基板１０上に形成される。アレイ導波路１３が形成される部分が基板１０の幅の広い部分であり、チャネル導波路１３ａの湾曲する方向に一の縁２１が膨らんでいる。スラブ導波路１１とスラブ導波路１２との間をアレイ導波路１３で接続し、スラブ導波路１１のアレイ導波路１３と反対側に入出力導波路１４が接続し、スラブ導波路１２のアレイ導波路１３と反対側に入出力導波路１５が接続して、アレイ導波路回折格子型光合分波回路２０１を構成する（以下、「アレイ導波路回折格子型光合分波回路」を「ＡＷＧ」と略記する。）。
【００３７】
また、入出力導波路１４の一端は入出力端２３に、及び入出力導波路１５の一端は入出力端２４に現れており、光チップ１０１の外部からの光信号がＡＷＧ２０１に入力され、ＡＷＧ２０１からの光信号が光チップの外部へ出力される。
【００３８】
ＡＷＧ２０１は以下のように動作する。例えば、入出力端２３から光信号が入力された場合、光信号は入出力導波路１４を伝搬してスラブ導波路１１に入力される。スラブ導波路１１では、入力された光信号はまとめられた後に均等に分配されアレイ導波路１３の各チャネル導波路１３ａに結合される。アレイ導波路１３を伝搬した光信号はスラブ導波路１２に結合される。チャネル導波路１３ａは互いに光路長が異なるため、各チャネル導波路１３ａから出力された光信号はスラブ導波路１２内で干渉し、選択された波長が入出力導波路１５に結合される。従って、入出力端２４の入出力導波路１５からは波長毎に分波された光信号が出力される。
【００３９】
入出力端２３及び入出力端２４にはＡＷＧ２０１へ光信号を入力する光ファイバ又はＡＷＧ２０１からの光信号が結合される光ファイバが接続されるが、光チップ１０１はアレイ導波路１３付近の光チップ１０１の幅が広いため、光ファイバを接続した場合の物理的応力は分散し、光チップ１０１は変形し難い。そのため、アレイ導波路１３も変形し難いため、ＡＷＧ２０１の光学特性は安定する。従って、基板応力耐性を補うための補助板を別に用意する必要がなく部品点数を少なくすることが可能となる。
【００４０】
光チップ１０１は、１８０度回転させた光チップ１０１とを組み合わせることで隙間無く複数配列することができる。図２に光チップ１０１を３つ配列させた図を示す。図２において、図１で使用した符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。説明のため、光チップ１０１はそれぞれ枝番１〜３を付しているが、全て図１で説明した光チップ１０１と同じである。
【００４１】
図２において、２つの光チップ１０１−１と光チップ１０１−２を並列させ、光チップ１０１−１の入出力端２４と光チップ１０１−２の入出力端２３とを接触させている。光チップ１０１−１の入出力端２４における幅と光チップ１０１−２の入出力端２３における幅が等しいため、光チップ１０１−１の第二線２１ｂと光チップ１０１−２の第一線２１ａとで凹部が生ずる。さらに、前記凹部に１８０度回転させた光チップ１０１−３を合わせる。具体的には、光チップ１０１−３の第二線２１ｂと光チップ１０１−１の第二線２１ｂとを接触させ、光チップ１０１−３の第一線２１ａと光チップ１０１−２の第一線２１ａとを接触させている。
【００４２】
第一線２１ａ及び第二線２１ｂは二回回転対称のため、光チップ１０１−１の第二線２１ｂと光チップ１０１−３の第二線２１ｂとは一致する。同様に光チップ１０１−２の第一線２１ａと光チップ１０１−３の第一線２１ａとは一致する。従って、光チップ１０１と１８０度回転させた光チップ１０１とを組み合わせることで、光チップ１０１を隙間無く配列することができる。
【００４３】
図７に複数のＡＷＧ２０１を配列した導波路基板としてのシリコンウエハ５０７を示す。図７において図１で使用した符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。また、破線は導波路基板から光チップを切り出すための切断線である。図７の場合、破線は光チップ１０１の輪郭（一の縁２１、他の縁２２、入出力端２３及び入出力端２４）となっている。図２で説明したように光チップ１０１は隙間無く配列可能なため、シリコンウエハ５０７上の領域を有効に利用でき、シリコンウエハ５０７上のＡＷＧ２０１の数を増やすことができる。
【００４４】
従って、光チップ１０１は、光チップ収容率を高めることができ、且つＡＷＧ２０１の光学特性を安定させることができる。なお、シリコンウエハ５０７の破線は、光チップの製造方法によっては見えない場合もある。
【００４５】
（ＡＷＧの光チップの他の例）
本実施形態は、ＡＷＧの前記アレイ導波路は、前記湾曲したチャネル導波路の湾曲の内側に、前記湾曲したチャネル導波路よりも光路長の短い直線状のチャネル導波路をさらに有する。
【００４６】
図３は、本願第一の発明の他の実施形態である光チップ１０３の構成を示す図である。図３において、図１で使用された符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。光チップ１０３と図１の光チップ１０１との違いは、光チップ１０３は光チップ１０１にチャネル導波路１３ｂがさらに含まれていることである。
【００４７】
チャネル導波路１３ｂは、アレイ導波路１３を構成するチャネル導波路の一つであり、図１で説明したチャネル導波路１３ａと同じ構造をもつが、湾曲しておらずスラブ導波路１１とスラブ導波路１２とを直線的に接続している。
【００４８】
光チップ１０３のＡＷＧ２０１は図１の光チップ１０１のＡＷＧ２０１と同様に動作するが、チャネル導波路１３ｂを有するため、光チップ１０３のＡＷＧ２０１は光チップ１０１のＡＷＧ２０１と比較して合分波特性を改善することができる。
【００４９】
また、光チップ１０３の形状は図１の光チップ１０１の形状と同様であるため、変形し難く、光チップ１０１と同様にＡＷＧ２０１の光学特性が安定する。さらに、光チップ１０３は図２で説明したように隙間無く並べることができるため、光チップ収容率を高めることができる。
【００５０】
従って、光チップ１０３は、光チップ収容率を高めることができ、且つ優れた光学特性のＡＷＧを得ることができる。
【００５１】
（ＡＷＧの光チップの他の例）
図４はＡＷＧの光チップの他の例を示した図である。図１の光チップ１０１及び図３の光チップ１０３はチップの中央付近の幅が広くなっているが、図４の光チップ１０４のように幅が広い部分がどちらかの入出力端側に寄っていてもよい。図４において、図１で使用された符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。光チップ１０４の第一線２１ａ及び第二線２１ｂが曲線ではなく直線で形成されているが、二回回転対称であれば直線であっても曲線であってもよい。
【００５２】
光チップ１０４のＡＷＧ２０１は図１の光チップ１０１のＡＷＧ２０１と同様に動作する。また、アレイ導波路１３付近の光チップ１０４の幅が広いため、光チップ１０４は図１の光チップ１０１同様、変形し難く、光チップ１０１と同様にＡＷＧ２０１の光学特性が安定する。
【００５３】
光チップ１０４は、１８０度回転させた光チップ１０４とを組み合わせることで、図２で説明した光チップ１０１と同様に隙間無く複数配列することができる。図５に光チップ１０４を３つ配列させた図を示す。図５において、図１及び図４で使用した符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。説明のため、光チップ１０４はそれぞれ枝番１〜３を付しているが、全て図４で説明した光チップ１０４と同じである。
【００５４】
図８に複数のＡＷＧ２０１を配列した導波路基板としてのシリコンウエハ５０８を示す。図８において図１及び図４で使用した符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。また、図７で説明したように破線は切断線であり、図８においては光チップ１０４の輪郭となっている。図７で説明したようにシリコンウエハ５０８上のＡＷＧ２０１の数を増やすことができるため、光チップ収容率を高めることができる。
【００５５】
従って、光チップ１０４は、光チップ収容率を高めることができ、且つＡＷＧ２０１の光学特性を安定させることができる。なお、図７のシリコンウエハ５０７で説明したように、シリコンウエハ５０８の破線は見えない場合もある。
【００５６】
（ＡＷＧの光チップの製造方法）
図１の光チップ１０１、図３の光チップ１０３及び図４の光チップ１０４は、導波路基板上にＡＷＧのパタンを形成する工程と、導波路基板をＡＷＧのパタンに沿って切断する切断工程を経て製造される。
【００５７】
具体的には、アレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板を作成する回路形成工程と、前記回路形成工程の後、前記導波路基板を、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側の行間を、二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを交互に連結した形状であり且つ前記アレイ導波路回折格子型光合分波回路と非接触である切断線で切断し、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側と反対側で相対する行間を、直線的に切断する第一切断工程と、前記第一切断工程で切断された前記正方向行又は前記逆方向行を、前記パタンで切断してアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップを切り出す第二切断工程と、を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路の光チップの製造方法である。
【００５８】
（１）回路形成工程
ＡＷＧのパタンを複数形成したシリコンウエハを作成する工程である。具体的には、２つのスラブ導波路と、前記スラブ導波路の間を光路長がそれぞれ異なり、一方向に湾曲した複数のチャネル導波路で接続するアレイ導波路と、それぞれの前記スラブ導波路の前記アレイ導波路と反対側に接続される少なくとも１本以上の入出力導波路と、を備えるアレイ導波路回折格子型光合分波回路のパタンが複数形成された導波路基板であって、前記アレイ導波路の湾曲方向を揃え、前記アレイ導波路の湾曲方向と垂直な方向へ前記パタンを一列に並べた複数の正方向行及び前記アレイ導波路の湾曲方向を前記正方向行の前記アレイ導波路の湾曲方向と逆方向に揃え、前記アレイ導波路の湾曲方向と垂直な方向へ前記パタンを一列に並べた複数の逆方向行を、交互に且つ前記正方向行における前記アレイ導波路側の前記スラブ導波路間を垂直に横切る中央線が前記逆方向行における前記入出力導波路側の前記スラブ導波路間を横切るように、配置したレイアウトでＡＷＧを配置してシリコンウエハを作成する。
【００５９】
シリコンウエハに石英薄層を設け、ＡＷＧのパタンに従って、ゲルマニウム等の元素をドープして導波路を形成する。図６にＡＷＧ２０１を複数配置したシリコンウエハ５０６を示す。図６において、図１で使用される符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。
【００６０】
符号６１は、アレイ導波路１３の湾曲方向を揃え、アレイ導波路１３の湾曲方向と垂直な方向へＡＷＧ２０１のパタンを一列に並べた正方向行である。符号６２は、アレイ導波路１３の湾曲方向を正方向行６１のアレイ導波路１３の湾曲方向と逆方向に揃え、アレイ導波路１３の湾曲方向と垂直な方向へＡＷＧ２０１のパタンを一列に並べた逆方向行である。なお、図６では正方向行６１、逆方向行６２とも隣り合うＡＷＧ２０１の入出力導波路１４と入出力導波路１５とが接触しているが、接触させずに離してＡＷＧ２０１を配列させてもよい。
【００６１】
正方向行６１と逆方向行６２とを一行おきに配置する。さらに、正方向行６１と逆方向行６２とは、正方向行６１におけるアレイ導波路１３側のスラブ導波路１１とスラブ導波路１２との間を垂直に横切る中央線６５が逆方向行６２における入出力導波路１４又は入出力導波路１５側のスラブ導波路１１とスラブ導波路１２との間を横切るように配置する。
【００６２】
なお、シリコンウエハ５０６は一例でありアレイ導波路の湾曲方向を組み合わせた別なレイアウトも考えられるため、図面は権利を限定するものではない。また、シリコンウエハに対して、上下左右反転していても構わない。
【００６３】
シリコンウエハ５０６のレイアウトは、さらに、前記正方向行と前記逆方向行との行間のうち前記アレイ導波路が湾曲する側の行間において、前記正方向行に含まれる前記アレイ導波路の最外チャネル導波路の頂点が、前記逆方向行に含まれる前記アレイ導波路の最外チャネル導波路の頂点間を結ぶ線分より前記逆方向行に含まれる前記入出力導波路側にあるように前記正方向行が配置されていることが好ましい。
【００６４】
正方向行６１のアレイ導波路１３を逆方向行６２の入出力導波路１４及び入出力導波路１５へ接近させるように、正方向行６１と逆方向行６２とを配列させることで、より多くのＡＷＧ２０１のパタンをシリコンウエハ５０６に形成できる。
【００６５】
（２）第一切断工程及び第二切断工程
シリコンウエハ上に形成したＡＷＧのパタンで切断してＡＷＧの光チップを切り出す工程である。第一切断工程はＡＷＧの行間を切断する工程であり、第二切断工程は第一切断工程で切断した正方向行６１及び逆方向行６２をＡＷＧ毎に切断する工程である。
【００６６】
図６を利用して説明する。第一切断工程ではシリコンウエハ５０６の正方向行６１と逆方向行６２との間を切断する。アレイ導波路１３の湾曲と逆方向にある行間は、直線的に切断できるため、ダイシングソーを利用できる。
【００６７】
一方、アレイ導波路１３の湾曲方向にある行間は、直線的に切断するとアレイ導波路１３と接触するため、アレイ導波路１３を避けながら曲線又は屈折させた直線を切断線として切断する。例えば、前記切断線を二回回転対称になる第一線と二回回転対称になる第二線とを交互に連結した形状とすることができる。このような切断線に対してダイシングソーの利用が困難な場合には、水圧を利用して切断するウォータジェット法、サンドブラスト方法又はレーザを利用して切断する。
【００６８】
第二切断工程では、第一切断工程で切断された正方向行６１及び逆方向行６２を入出力導波路１４と入出力導波路１５との間で切断してＡＷＧ２０１を含む光チップを切り出す。なお、前述のウオータジェット法、サンドブラスト方法又はレーザを利用して切断する場合、第一切断工程と第二切断工程とを同時に行うことができる。
【００６９】
具体的に切断線を破線として表示させた図が図７及び図８である。図７及び図８において、図１、図４及び図６で説明した符号と同じ符号は同じ部品、同じ箇所を示す。図７のような切断線で切断すれば、図１で説明した光チップ１０１を切り出すことができる。図８のような切断線で切断すれば、図４で説明した光チップ１０４を切り出すことができる。
【００７０】
従って、本光チップの製造方法は、光チップ収容率が高く、光学特性が安定したＡＷＧの光チップの製造方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る光チップの形状、光チップを配列させた導波路基板及び光チップの製造方法は、ＡＷＧを含む光チップに限らず、アドドロップ回路や光スプリット回路などの光回路を含む光チップにも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本願第一の発明の実施形態のひとつである光チップ１０１の構成を示す図である。
【図２】光チップ１０１を３つ配列させた図である。
【図３】本願第一の発明の他の実施形態である光チップ１０３の構成を示す図である。
【図４】光チップ１０４の形状を示す図である。
【図５】光チップ１０４を３つ配列させた図である。
【図６】ＡＷＧ２０１を複数配置したシリコンウエハ５０６を示した図である。
【図７】ＡＷＧ２０１を複数配置したシリコンウエハ５０７を示した図である。破線は切断線を示している。切断線で切断することで光チップ１０１を切り出すことができるため、切断線は光チップ１０１を配列させたレイアウトでもある。
【図８】ＡＷＧ２０１を複数配置したシリコンウエハ５０８を示した図である。破線は切断線を示している。切断線で切断することで光チップ１０４を切り出すことができるため、切断線は光チップ１０４を配列させたレイアウトでもある。
【図９】ＡＷＧ２０２を配列させた従来のレイアウトのシリコンウエハ５０９である。
【図１０】ＡＷＧ２０２を配列させた従来のレイアウトのシリコンウエハ５１０である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１、１０１−１〜３、１０３、１０４、１０４−１〜３  光チップ
２０１、２０２  アレイ導波路回折格子型光合分波回路（ＡＷＧ）
５０６、５０７、５０８、５０９、５１０  シリコンウエハ
１０  基板
１１、１２  スラブ導波路
１３  アレイ導波路
１３ａ、１３ｂ  チャネル導波路
１４、１５  入出力導波路
２１  一の縁
２１ａ  第一線
２１ｂ  第二線
２２  他の縁
２３、２４  入出力端
２９  連結点
６１  正方向行
６２  逆方向行
６５  中央線
９１、９３  領域
【図１】
2008070511.tif 000003
【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】
2008070511.tif 000010
【図９】
2008070511.tif 000011
【図１０】
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