(57)【要約】【課題】第１に、各導波路交差部で発生するマルチモードの光が、フィルタ反射による入力導波路への戻り光が避けられない。第２に、交差部に鋭角部が存在すると、製造上その形状を安定的に形成することが難しい為、導波路の歩留まりが著しく低下する。第３に、フィルタチップで反射される光が出力される反射出力導波路を光学的に検査するのが困難であるという欠点があった。【解決手段】従来は、各導波路の幅が、一定幅の状態で交差し、交差部の鋭角部を残した状態で形成され、スペア導波路がない構造であるのに対し、本発明は、第１に、各導波路が、導波路中心軸交差点１２に向かって幅を細めたテーパ導波路となっているので、出力を意図しない出力導波路への漏れ光を押さえることが出来る。第２に、スペア導波路を形成することにより、導波路の良品判定が光学的に容易に行うことが出来る。第３に、導波路交差部に、鋭角部挿入導波路を形成したので、歩留りの大幅な改善が可能になる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１入力導波路の中心軸と第１出力導波路（透過出力導波路）の中心軸を一直線上になるように接続し、かつ、第２出力導波路（反射出力導波路）の中心軸が、前記一直線上に接続された第１入力導波路と第１出力導波路（透過出力導波路）に対して中心軸交差点で交差して接続され、前記３本の導波路の幅が、前記中心軸交差点に向かってテーパ状に細く形成されており、前記中心軸交差点の近辺に、フィルタチップの表層を入力導波路側に配置させてフィルタチップを設けたことを特徴とするフィルタチップ入り導波路型光合分波器。
【請求項２】
スペア導波路が、前記スペア導波路の中心軸と、請求項１の第２出力導波路（反射出力導波路）の中心軸とが一直線上になるように接続し、前記スペア導波路の幅が、前記中心軸交差点に向かってテーパ状に細く形成されており、トータル４本の導波路からなることを特徴とするフィルタチップ入り導波路型光合分波器。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、中心軸交差点の鋭角側に、鋭角部挿入導波路を設けたことを特徴とするフィルタチップ入り導波路型光合分波器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、光通信等に使用され、リターンロス特性（反射減衰量特性）とアイソレーション特性（逆方向損失：誤動作やノイズの原因となる逆から浸入してくる戻り光の減衰特性）が良好であるばかりでなく、導波路の良品判定の為の光学的検査が容易で、歩留まりが良好なフィルタチップ入り導波路型光合分波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１′は図３に示すように、各導波路は、第１入力導波路２′と第１出力導波路（透過光を出力する透過出力導波路）６′と第２出力導波路（反射光を出力する反射出力導波路）４′の計３本（必ずしも３本でなくても良い）で構成され、各導波路の幅が、一定幅の状態で交差し、交差部の鋭角部を残した状態で形成され、その交差部にフィルタチップを挿入することにより、異なる波長の光を透過光と反射光によって分波している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許公開平６−１８７３４号公報（第３頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３に示すような導波路では、各導波路交差部で発生するマルチモードの光が、フィルタ反射による入力導波路への戻り光が避けられない。すなわち、導波路の交差部分は、導波路の重なりにより、幅が太くなり、光の分布は大きく広がってしまう。広がった光がフィルタチップを反射するときに、入力導波路への戻り光が発生してしまう。また、双方向通信の場合、入力となる導波路と直線上にない出力を意図しない出力導波路へ光が漏れてしまう。すなわち、広がった光がフィルタチップを透過するときに、入力導波路と直線上にない出力を意図しない出力導波路に出力されてしまう。また、交差部に鋭角部が存在すると、製造上その形状を安定的に形成することが難しいため、導波路の歩留まりが著しく低下する。また、フィルタチップで反射される光が出力される反射出力導波路を光学的に検査することが困難であるという欠点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これらの問題を解決するために、鋭意検討した結果、第１に、第１入力導波路の中心軸と第１出力導波路（透過出力導波路）の中心軸を一直線上になるように接続し、かつ、第２出力導波路（反射出力導波路）の中心軸が、前記一直線上に接続された第１入力導波路と第１出力導波路（透過出力導波路）に対して中心軸交差点で交差して接続され、前記３本の導波路の幅が、前記中心軸交差点に向かって光の広がりを押さえ、入力導波路への戻り光を少なくし、双方向通信の場合、入力導波路と直線上にない出力導波路への漏れ光を少なく押さえることが出来るようにテーパ状に細く形成されており、前記中心軸交差点の近辺に、フィルタチップの表層を入力導波路側に配置させてフィルタチップを設けたもので、第２に、スペア導波路が、前記スペア導波路の中心軸と、第１の第２出力導波路（反射出力導波路）の中心軸とが一直線上になるように接続し、前記スペア導波路の幅が、前記中心軸交差点に向かってテーパ状に細く形成されており、トータル４本の導波路からなる。このように、スペア導波路がある構造であるので、導波路の良品判定の為の光学的検査が容易になる。第３に、第１または第２において、交差部に鋭角部が存在すると、製造上、その形状を安定的に形成することが難しいので、鋭角部を埋めることにより、製造上のばらつきを少なくして歩留まりが改善するように、鋭角部挿入導波路を設けたフィルタチップ入り導波路型光合分波器である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１（イ）は、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１の第１実施例で、３本の導波路が交差している状態を示す平面図である。第１に、第１入力導波路２の中心軸と第１出力導波路（透過出力導波路）６の中心軸を一直線上になるように接続し、かつ、第２出力導波路（反射出力導波路）４の中心軸が、前記一直線上に接続された第１入力導波路と第１出力導波路（透過出力導波路）に対して中心軸交差点１２でθの角度で交差して接続され、前記３本の導波路の幅が、前記中心軸交差点１２に向かって光の広がりを押さえ、入力導波路への戻り光を少なくし、双方向通信の場合、入力導波路と直線上にない出力導波路への漏れ光を少なく押さえることが出来るようにテーパ状に細く形成されており、前記中心軸交差点１２の近辺に、フィルタチップの表層を入力導波路側に配置させてフィルタチップを設けた構造である。図においては、代表的な例として、表層としての多層膜１４を第１入力導波路２側に配置させ、かつ多層膜１４と基板１５からなるフィルタチップ１３を設けたものを示しているが、基板１５のないフィルタチップ１３でも構わない。次に、図１（ロ）は、本発明の第２実施例で、４本の導波路が交差している状態を示す平面図である。図から明らかなように、第２としては、スペア導波路が、前記スペア導波路の中心軸と、第１の第２出力導波路（反射出力導波路）の中心軸とが一直線上になるように接続し、前記スペア導波路の幅が、前記中心軸交差点に向かってテーパ状に細く形成されてされており、トータル４本の導波路からなる。このように、スペア導波路がある構造であるので、導波路の良品判定の為の光学的検査が容易になる。第３に、第１または第２において、交差部に鋭角部が存在すると、製造上、安定的な形成が難しいので、鋭角部を埋めることにより、製造上のばらつきを少なくして歩留まりが改善するように、鋭角部挿入導波路１０、１１を設けたフィルタチップ入り導波路型光合分波器である。次に、図２（イ）は、本発明のフィルタチップ入り導波路型分波器１の第１、第２実施例で、埋め込み型光導波路構造のＡ−Ａ′線断面図である。この構造は、図から明らかなようにコア１７をクラッド１８で覆う埋め込み型構造になっている。更に、図２（ロ）は、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１の第１、第２実施例の変形例で、リッジ型光導波路構造のＡ−Ａ′線断面図を示す。このように、リッジ（ｒｉｄｇｅ）型構造（光を閉じ込める為に設ける導波路構造の一種）にしても一向に構わない。
【０００７】
【実施例】
次に、具体的実施例を挙げるとコアとクラッドの屈折率差は０．４５％、導波路の高さはすべて５μｍ、第１入力導波路２と第２出力導波路（反射出力導波路）４と第１出力導波路（透過出力導波路）６とスペア導波路８の幅Ｗ１は５μｍとした。また、テーパ入力導波路３とテーパ反射出力導波路５とテーパ透過出力導波路７とテーパスペア導波路９の幅は、各々５μｍのＷ１から直線的なテーパ形状を３μｍのＷ２になるように形成した。鋭角部挿入導波路１０，１１の幅Ｗ３は、３μｍ、フィルタ幅Ｗ４は、３０μｍ、スリット幅Ｗ５は、３５μｍとした。また、中心軸交差角θは、１２°、透過光波長λ１は１３１０ｎｍ、反射光波長は、１５５０ｎｍとした。
【０００８】
更に、戻り光の量、及び入力導波路と直線上にない出力を意図しない出力導波路への漏れ光の量を評価するため、スリットもフィルタチップも入れていない状態において、幅が一定の導波路が交差する従来品とテーパ状導波路を有する本発明品について、出力を意図しない出力導波路への漏れ光の比較結果を下記の表１に示す。
【０００９】
【表１】
2004258464.tif 000003
【００１０】
この表１から明らかなように、本発明品による漏れ光は、従来品に比べ、大幅に減少していることがわかる。つまり、フィルタチップを挿入したときに、入力導波路への戻り光、及び入力導波路と直線上にない出力を意図しない出力導波路への漏れ光は大幅に減少する。また、上記評価、及び入力導波路と直線上にある出力を意図する出力導波路への損失などの光学評価がスペア導波路によって容易に行えることがわかる。また、本発明品のように交差する各導波路の形状が、同じ場合には、どれか１本の導波路に不良があったとしても、その不良導波路の替わりにスペア導波路を用いることが出来る。また、交差部の鋭角部を埋めるように挿入された鋭角部挿入導波路１０，１１により、歩留り良く導波路を製作することが可能になることが確認された。
【００１１】
本発明の実施例では、線対称にしたものを代表例に取って説明をしてきたが、第１入力導波路２、第２出力導波路（反射出力導波路）４、第１出力導波路（透過出力導波路）６、スペア導波路８の各々の形状が異なっていても構わないし、同様に、テーパ入力導波路３、テーパ反射出力導波路５、テーパ透過出力導波路７、テーパスペア導波路９の各々の形状が異なっていても構わない。また、中心軸交差角は１２°に限らず、テーパ形状は直線状でなくても良い。また、上記の実施例では、分波素子として用いたが、光の入出力方向を逆にして合波素子として用いても良い。また、基板としては、ＳｉＯ２を用いたが、その他のガラス材料であるＳｉなどの半導体やＬｉＮｂＯ３等の強誘電体を用いても良い。また、コア材とクラッド材としては、ＳｉＯ２を主成分とするガラスを用いたが、その他のガラス材であるＳｉ等の半導体やＬｉＮｂＯ３等の強誘電体、またはそれらの組合せを用いても良い。このように、設計変更に伴う多少の変形例でも一向に構わず、設計上本発明の範囲内であることはいうまでもない。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１によれば、
１．交差する導波路を交差点に向かって幅を細めてテーパ状にすることにより、入力導波路への戻り光を少なくすることが出来るだけでなく、入力導波路と直線上にない出力を意図しない出力導波路への漏れ光を小さくすることが出来る。
２．反射出力導波路と対向する導波路を挿入することにより、光学特性評価が容易になるだけでなく、交差する導波路の形状が同じ場合には、交差する導波路の内どれか１本が不良となっても、スペア導波路を替わりに用いることが出来る。
３．交差部の鋭角部の埋めるように導波路を挿入し、鋭角部をなくすことにより、歩留り良く導波路を製作することが可能になるという効果が得られ、その工業的価値は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１の第１実施例で、３本の導波路が交差している状態を示す平面図である。
（ロ）は、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１の第２実施例で、４本の導波路が交差している状態を示す平面図である。
【図２】（イ）は、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１の第１、第２実施例で、埋め込み型導波路構造のＡ−Ａ′線断面図である。
（ロ）は、本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１の第１、第２実施例の変形例で、リッジ型導波路構造のＡ−Ａ′線断面図である。
【図３】従来のフィルタチップ入り導波路型光合分波器１′で、導波路が交差している状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１    本発明のフィルタチップ入り導波路型光合分波器
２    第１入力導波路
３    テーパ入力導波路
４    第２出力導波路（反射出力導波路）
５    テーパ反射出力導波路
６    第１出力導波路（透過出力導波路）
７    テーパ透過出力導波路
８    スペア導波路
９    テーパスペア導波路
１０    鋭角部挿入導波路
１１      鋭角部挿入導波路
１２    中心軸交差点
１３    フィルタチップ
１４      多層膜
１５    基板
１６    導波路基板
１７    コア
１８    クラッド
１′  従来のフィルタチップ入り導波路型光合分波器
２′  第１入力導波路
４′  第２出力導波路（反射出力導波路）
６′  第１出力導波路（透過出力導波路）
１２′  中心軸交差点
１３′  フィルタチップ
１４′  多層膜
１５′  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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