(57)【要約】【課題】遷移損失を顕著に低減することが可能なスターカプラ、光波長合分波器、及び光デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】入力側スラブ導波路は、入力側に入力用チャネル導波路が接続され、出力側には複数のアレイ導波路により構成されたアレイ導波路回折格子が接続されている。入力側スラブ導波路にはクラッド部形成領域２０Ａが形成されており、コア８とクラッド層９からなる複数のクラッド部２１（光進行方向の１行分は２１ａ〜２１ｉ）を備える。クラッド部２１は、アレイ導波路回折格子の近傍及び複数のアレイ導波路の入力端相互間の領域の延長線上に配設され、アレイ導波路との接続部２３に向かってコア高さｈが低くなるように形成され、更に、クラッド部２１の複数によりクラッド列が構成され、複数のクラッド列は同心円状に形成されている。このようにして設けたクラッド部２１により、遷移損失の低減が可能になる。【選択図】        図３
2004325865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネル導波路と、前記チャネル導波路に接続されたスラブ導波路と、前記スラブ導波路に各一端が接続された複数のアレイ導波路とを備え、
前記スラブ導波路には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されていることを特徴とするスターカプラ。
【請求項２】
前記複数のクラッド部は、前記コアの高さが、前記アレイ導波路に近いクラッド部では低く、前記アレイ導波路から離れたクラッド部では高くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のスターカプラ。
【請求項３】
前記複数のクラッド部は、前記アレイ導波路の端部からの距離に応じて複数のクラッド列を形成しており、その列数は２以上１５以下であり、前記クラッド列の相互の配置間隔は２０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項１記載のスターカプラ。
【請求項４】
前記コア及びクラッド材は、石英系材料が用いられていることを特徴とする請求項１記載のスターカプラ。
【請求項５】
入力用チャネル導波路と、前記入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、前記入力側スラブ導波路に各一端が接続され、互いに長さの異なる複数のアレイ導波路と、前記複数のアレイ導波路の他端に接続された出力側スラブ導波路と、前記出力側スラブ導波路に接続された出力用チャネル導波路とを備え、
前記入力側スラブ導波路と前記出力側スラブ導波路の少なくとも一方には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されていることを特徴とする光波長合分波器。
【請求項６】
前記複数のクラッド部は、前記コアの高さが、前記アレイ導波路に近いクラッド部では低く、前記アレイ導波路から離れたクラッド部では高くなるように形成されていることを特徴とする請求項５記載の光波長合分波器。
【請求項７】
前記複数のクラッド部は、前記アレイ導波路の端部からの距離に応じて複数のクラッド列を形成しており、その列数は２以上１５以下であり、前記クラッド列の相互の配置間隔は２０〜１５０μｍであることを特徴とする請求項５記載の光波長合分波器。
【請求項８】
前記コア及びクラッド材は、石英系材料が用いられていることを特徴とする請求項５記載の光波長合分波器。
【請求項９】
基板上に、入力用又は出力用チャネル導波路と、スラブ導波路と、複数本のアレイ導波路とを配置し、これらをそれぞれ接続するように形成された光回路を備えた光デバイスの製造方法において、
基板上に形成されたコア膜上にフォトレジストを塗布し、
前記フォトレジストを所定のパターンで露光し、
前記露光部分のフォトレジストを除去して面積の異なるレジスト除去部を形成し、
ドライエッチングを用い、そのエッチングレートの面積選択性を利用してコア高さが所望の値になるように前記コア膜の不要部分を除去してコアを形成し、
前記コアの表面にクラッド層を形成することを特徴とする光デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記コアは、前記コア高さが光出射部又は光入射部に向かって次第に小さくなるように形成されることを特徴とする請求項９記載の光デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スターカプラ、光波長合分波器、及び光デバイスの製造方法に関し、特に、光通信分野の波長多重伝送系に用いられるスターカプラ、光波長合分波器、及びこれら光デバイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信の分野において、複数の信号を別々の波長（λ１〜λｎ）の光にのせ、１本の光ファイバで伝送し情報容量を増加する、波長分割多重方式が検討されている。この方法では、異なる波長の光を合分波する光波長合分波器が重要な役割を果たしている。なかでも、アレイ導波路回折格子を用いた光波長合分波器は、狭い波長間隔の合分波を実現可能であり、通信容量の多重数を容易に大きくできる利点がある。
【０００３】
図７は、従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器（光デバイス）の構成を示す。この光デバイスは、入力用チャネル導波路１と、入力側スラブ導波路２と、外側に配置されるほど長さの長い複数のアレイ導波路４ａ〜４ｉから成るアレイ導波路回折格子３と、出力側スラブ導波路５と、及び出力用チャネル導波路６とを石英基板７に形成して構成されている。入力側スラブ導波路２は入力用チャネル導波路１に接続され、入力側スラブ導波路２にはアレイ導波路回折格子３が接続され、このアレイ導波路回折格子３には出力側スラブ導波路５が接続され、更に、出力側スラブ導波路５には出力用チャネル導波路６が接続されている。なお、説明の便宜上、アレイ導波路４の本数を９本とした（以下に同じ。）。
【０００４】
図７において、入力用チャネル導波路１から入力され、λ１〜λｎの波長が多重化された波長多重光は、入力側スラブ導波路２の内部を回折により広がりながら伝搬し、アレイ導波路回折格子３との境界に到達する。この境界に到達した光は、境界における電界分布に応じた電力比に基づいてアレイ導波路４ａ〜４ｉに結合、伝搬し、アレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界に到達する。
【０００５】
アレイ導波路４ａ〜４ｉのそれぞれの長さは、内側に配置のアレイ導波路４ａから外側のアレイ導波路４ｉに向かってΔＬ毎に長くなるように設計されており、それぞれの出力端では、波長に依存した位相差が生じる。最も外側のアレイ導波路４ｉを伝搬した光が受ける位相変化量φ’ｍ（λ）は、一番内側のアレイ導波路４ａを基準として、式（１）により求めることができる。
【数１】
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【０００６】
上記（１）式より、アレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界近傍における光の等位相面は波長に依存して傾斜することになり、アレイ導波路４ａ〜４ｉによって位相差を与えられた光は、出力側スラブ導波路５の中で干渉を生じる。多重干渉により同位相条件が成立し（互いに強め合い）、波長λ１〜λｎ毎に出力用チャネル導波路６に結合し、出力用チャネル導波路６から取り出される。
【０００７】
ここで、等位相面の向きは波長毎に異なるため、波長が変化すると出力側スラブ導波路５と各出力用チャネル導波路６の境界で光の集光位置がシフトする。このため、各出力用チャネル導波路６からは、異なる波長の光を取り出すことができ、この結果、光の合分波が実現される。出力側スラブ導波路５の対称軸５ａ上に配置された出力用チャネル導波路６から出力される光の波長λは、以下の（２）式で表される。
【数２】
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【０００８】
ところで、光波長合分波器の損失増加要因として、入力側スラブ導波路２とアレイ導波路４ａ〜４ｉの境界、及びアレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界における遷移損失がある。通常の光波長合分波器では、スラブ−アレイ導波路の境界でエッチングの加工限界によってアレイ導波路付け根にギャップが生じ、これにより遷移損失が生じる。この遷移損失を低減するため、入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５とアレイ導波路４ａ〜４ｉのフィールドミスマッチを低減する方法が幾つか提案されている。例えば、入力側スラブ導波路又は出力側スラブ導波路のアレイ導波路の近傍に転換領域（アレイ導波路を横切る構造のパス、凹部）を設け、これにより結合損失を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。この一例を図８に示して説明する。
【０００９】
図８は、遷移損失を低減させた従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の構成を示す。
図８の光波長合分波器は、図７の光波長合分波器において、アレイ導波路４ａ〜４ｉの近傍における入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５が、クラッド部形成領域１０Ａ，１０Ｂを備えている。クラッド部形成領域１０Ａと１０Ｂは同一パターンであり、クラッド部形成領域１０Ａについて説明すると、後述する図９に示すように、複数の列（複数のクラッド列１２）を成すようにして、複数のクラッド部１１を備えた構成になっている。クラッド部１１は、図９に示すように、所定の配置及び間隔によりコア領域の一部に形成された凹部である。その他の構成は図７と同じであるので、説明を省略する。
【００１０】
図９は図８のクラッド部形成領域１０Ａの部分構成を示し、図１０は図９のコア部分の断面（Ｃ−Ｃ’）を示す。入力側スラブ導波路２は、石英基板７上に形成されたコア８と、このコア８を覆うように形成されたクラッド（図示せず）とを備えて構成されている。クラッド部形成領域１０Ａでは、クラッド部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，および１１ｄは、エッチング等により、コア８のアレイ導波路４ａ〜４ｉの相互間の延長線上の領域１３に部分的及び所定間隔に凹部が形成されるようにして設けられている。クラッド部１１ａ〜１１ｄの相互間は等間隔（同一のピッチＳ）にされ、かつ、クラッド部１１ａ〜１１ｄの相互間に存在するコア８は同一高さに形成されている。
【００１１】
図９及び図１０に示すように、クラッド部１１は、アレイ導波路４と入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５との間の距離に応じて、複数の列を成す様に形成されている。入力側スラブ導波路２から入射した光は、クラッド部１１が形成された部分と形成されていない部分を交互に通過することで、徐々にアレイ導波路４ａ〜４ｉの基本導波モードに結合し、クラッド部１１が無い場合に比べ、大幅な損失低減が可能となる。
【００１２】
図１１は、図８のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器におけるスラブ−アレイ遷移損失計算値を示す。ここでの計算は、クラッド列の数（３列、５列、７列）とクラッド列配置周期を様々に変化させた場合について行ったものである。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−２７４７１９号公報
【非特許文献１】
Ｃ．Ｒ．Ｄｏｅｒｒ等による”Ａｒｒａｙｅｄ  ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｇａｉｎ  ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｆｉｌｔｅｒ  ｗｉｔｈ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｌｏｓｓ  ａｎｄ  ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｇｅ”，  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｌｅｔｔ．，  ｖｏｌ．１３，  ｎｏ．４，ＰＰ，３２９−３３１，２００１
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光波長合分波器によると、図１１から明らかなように、クラッド列数５、クラッド列配置周期８０μｍの場合に最適となるが、この場合でも０．５ｄＢ程度の遷移損失が生じている。即ち、クラッド部を設けても、未だ無視できないレベルの遷移損失が生じている。その原因として、クラッド部１１を全てクラッドで形成すると（クラッド部１１のコアを全て取り除くと）、スラブ導波路２，５部とクラッド部１１の縦方向のモードミスマッチが大きくなるため、放射損失が増加する。また、特許文献１の構成では、出力導波路アレイ（２６）に向かうにつれ、転換領域（２２）の列間隔が徐々に小さくなっている（コア高さは全て同一）ため、コア部分から光が放射される際に縦方向への光の分散が大になり、損失が増大する。
【００１５】
従って、本発明の目的は、遷移損失を顕著に低減することが可能なスターカプラ、光波長合分波器、及び光デバイスの製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第１の特徴として、チャネル導波路と、前記チャネル導波路に接続されたスラブ導波路と、前記スラブ導波路に各一端が接続された複数のアレイ導波路とを備え、
前記スラブ導波路には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されていることを特徴とするスターカプラを提供する。
【００１７】
この構成によれば、スラブ導波路において、アレイ導波路の近傍で且つアレイ導波路の入力端相互間の部分の延長線上に存在するコアには、所定の列を成すようにクラッド部が形成され、このクラッド部はアレイ導波路の端部からの距離に応じて高さが異なるように形成されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、その結果、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することが可能なスターカプラを得ることができる。
【００１８】
本発明は、上記の目的を達成するため、第２の特徴として、入力用チャネル導波路と、前記入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、前記入力側スラブ導波路に各一端が接続され、互いに長さの異なる複数のアレイ導波路と、前記複数のアレイ導波路の他端に接続された出力側スラブ導波路と、前記出力側スラブ導波路に接続された出力用チャネル導波路とを備え、
前記入力側スラブ導波路と前記出力側スラブ導波路の少なくとも一方には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されていることを特徴とする光波長合分波器を提供する。
【００１９】
この構成によれば、入力側スラブ導波路又は出力側スラブ導波路には、前記アレイ導波路回折格子の近傍で且つアレイ導波路の入力端相互間の部分の延長線上に存在するコアには、所定の列を成すようにクラッド部が形成され、このクラッド部はアレイ導波路の端部からの距離に応じて高さが異なるように形成されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、その結果、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することが可能な光波長合分波器を得ることができる。
【００２０】
本発明は、上記の目的を達成するため、第３の特徴として、基板上に、入力用又は出力用チャネル導波路と、スラブ導波路と、複数本のアレイ導波路とを配置し、これらをそれぞれ接続するように形成された光回路を備えた光デバイスの製造方法において、
基板上に形成されたコア膜上にフォトレジストを塗布し、
前記フォトレジストを所定のパターンで露光し、
前記露光部分のフォトレジストを除去して面積の異なるレジスト除去部を形成し、
ドライエッチングを用い、そのエッチングレートの面積選択性を利用してコア高さが所望の値になるように前記コア膜の不要部分を除去してコアを形成し、
前記コアの表面にクラッド層を形成することを特徴とする光デバイスの製造方法を提供する。
【００２１】
この方法によれば、コア膜上のフォトレジストに露光してレジスト除去部を形成した後、ドライエッチングによりコア膜の不要部分を除去してコアを形成する際、エッチングレートの面積選択性を利用することにより、例えば、クラッド部のコアのコア高さｈを接続部に向けて次第に小さくなるように形成することが可能になる。従って、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することが可能なスターカプラや光波長合分波器を得ることができる。
【００２２】
なお、本発明において、アレイ導波路とは、チャネル導波路を含む概念であり、複数本のチャネル導波路が配列して使用される態様から、その１本がアレイ導波路と呼ばれているものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光波長合分波器（アレイ導波路回折格子型光波長合分波器）を示す。また、図２は図１のクラッド部形成領域２０Ａの詳細を示す。更に、図３は図２のＡ−Ａ’断面を示し、図４は図３のＢ−Ｂ’断面を示している。
【００２４】
図１の光波長合分波器は、図８と同様に、入力用チャネル導波路１と、入力側スラブ導波路２と、アレイ導波路４ａ〜４ｉから成るアレイ導波路回折格子３と、出力側スラブ導波路５と、及び出力用チャネル導波路６とを石英基板７に形成することにより構成されている。
【００２５】
入力側スラブ導波路２は、図３に示すように、石英基板７上に石英系の材料で形成されたコア８と、このコア８を覆うように石英系の材料で形成されたクラッド層９とを備えて構成されている。アレイ導波路４ａ〜４ｉに近接する部分にはクラッド部形成領域２０Ａが形成されている。
【００２６】
出力側スラブ導波路５は、アレイ導波路４ａ〜４ｉに近接する部分にクラッド部形成領域２０Ｂが形成されている。なお、クラッド部形成領域２０Ａとクラッド部形成領域２０Ｂは同一構造であるので、以下においてはクラッド部形成領域２０Ａについてのみ説明する。
【００２７】
クラッド部形成領域２０Ａは、入力側スラブ導波路２から入射した光を徐々にアレイ導波路４ａ〜４ｉの基本導波モードに結合するため、アレイ導波路４ａ〜４ｉに近傍する領域には複数のクラッド部２１が形成されている。
【００２８】
クラッド部２１は、アレイ導波路４ａ〜４ｉの端部の延長線上には設けられず、アレイ導波路４ａ〜４ｉの相互間の延長線上の領域１３に設けられている。また、クラッド部２１は、複数個が光の伝搬方向と垂直な方向に配設されることによりクラッド列２２を形成し、このクラッド列２２は光の伝搬方向と平行な方向に、アレイ導波路４ａ〜４ｉと入力側スラブ導波路２との距離に応じて、複数の列を成すようにエッチング加工により形成されている。本実施の形態ではクラッド列２２を４つ設けているが、これに限定されるものではなく、２列以上１５列以下の範囲で選択することが好ましい。
【００２９】
図３に示すように、クラッド部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，および２１ｄを形成するコア８の高さｈは、入力側スラブ導波路２を形成するコア８の高さよりも低く、かつアレイ導波路４ａ〜４ｉと入力側スラブ導波路２との接続部２３（アレイ導波路回折格子３と入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５との境界をいう）に近づくにつれて低くなるように設定する。言い換えれば、クラッド部２１ａ〜２１ｄの各深さは、接続部２３に近づくにつれて深くなるように設定する。なお、クラッド部２１ａ〜２１ｄのそれぞれの幅ｌは、接続部２３に近づくにつれて大になっており、これらの配置間隔Ｓは同一となっている。この配置間隔Ｓは２０〜１５０μｍの範囲にあることが望ましい。
【００３０】
以下に、本実施の形態の光波長合分波器の動作を説明する。
【００３１】
入力用チャネル導波路１から入力側スラブ導波路２に光を入射すると、入力側スラブ導波路２の内部を回折により広がりながらコア８内で全反射して接続部２３に向かって進行し、クラッド部形成領域２０Ａに到る。この光は、接続部２３に向かってコア高さｈが徐々に低く形成されている部分と、クラッド部２１が形成されていない部分を通過して行き接続部２３よりアレイ導波路４ａ〜４ｉに入射する。
【００３２】
アレイ導波路４ａ〜４ｉは、内側に配置のアレイ導波路４ａから外側のアレイ導波路４ｉに向かってΔＬ毎に長くなるように設計されており、それぞれの出力端では、波長に依存した位相差が生じる。最も外側のアレイ導波路４ｉを伝搬した光が受ける位相変化量φ’ｍ（λ）は、一番内側のアレイ導波路４ａを基準として、式（３）により求めることができる。
【数３】
2004325865.tif 000005
【００３３】
上記（１）式より、アレイ導波路４ａ〜４ｉと出力側スラブ導波路５の境界近傍における光の等位相面は波長に依存して傾斜することになる。アレイ導波路４ａ〜４ｉによって位相変化を受けた光は、接続部２３から出力側スラブ導波路５のクラッド部形成領域２０Ｂに入射し、出力用チャネル導波路６方向にコア高さｈが徐々に高く形成されている部分を通過し、出力側スラブ導波路５の中で干渉を生じる。多重干渉により同位相条件が成立し（互いに強め合い）、出力用チャネル導波路６に結合することにより光合波／光分波が行われ、出力用チャネル導波路６から取り出される。
【００３４】
ここで、等位相面の向きは波長毎に異なるため、波長が変化すると出力側スラブ導波路５と各出力用チャネル導波路６の境界で光の集光位置がシフトする。このため、各出力用チャネル導波路６からは、異なる波長の光を取り出すことができ、この結果、光の合分波が実現される。出力側スラブ導波路５の対称軸５ａ上に配置された出力用チャネル導波路６から出力される光の波長λは、以下の（４）式で表される。
【数４】
2004325865.tif 000006
【００３５】
ちなみに、図８に示した従来の光波長合分波器では、クラッド部１１がアレイ導波路４ａ〜４ｉの端部からの距離にかかわらずコア８を取り除かれているため、入力側スラブ導波路２及び出力側スラブ導波路５とクラッド部１１の縦方向のモードミスマッチが大きく、放射損失の増加を招いていた。また、特許文献１の発明では、コアの高さ（厚さ）が全て一定であり、本実施の形態のクラッド部１１に相当する部分にはコアが残存せず、従って遷移損失を軽減することはできない。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態におけるスラブ−アレイ遷移損失の計算値を示す。ここでは、クラッド部２１の長さｌは、接続部に向けて１０μｍ、１２．５μｍ、１５μｍ、１７．５μｍ、２０μｍとした。また、クラッド列２２の配置間隔Ｓは一定にした。図５を参照すると、図１１に示した従来特性と比べて明らかなように、従来は損失を０．５ｄＢ以下にすることができなかったのに対し、本発明では０．１ｄＢにまで損失を低減できていることがわかる。
【００３７】
なお、図１の構成において、石英基板７上に、入力用チャネル導波路１と、入力側スラブ導波路２と、複数本のアレイ導波路（４ａ〜４ｉ）とを配置し、これらをそれぞれ接続するように形成した場合には、入力用チャネル導波路１に入力した光を所定の分岐比でアレイ導波路４ａ〜４ｉに分配する光回路を備えた光デバイスとしてのスターカプラを構成できる。
【００３８】
次に、本実施の形態の光波長合分波器の製造方法を述べる。
【００３９】
図６は、本実施の形態の光波長合分波器の製造方法の主な工程を示す。
（１）まず、図６（ａ）のように、石英基板７上にコア８の材料となるＧｅをドープしたＳｉＯ２によるコア膜３１をプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００４０】
（２）次に、図６（ｂ）のように、コア膜３１上にフォトレジスト３２を塗布し、このフォトレジスト３２をベークする。
【００４１】
（３）次に、図６（ｃ）のように、フォトレジスト３２をマスク（図示せず）を介して露光し、その後、未露光部分のフォトレジストを除去し、レジスト除去部３３を形成する。これにより、導波路回路パターンを形成するためのフォトレジストのパターニングが終了する。
【００４２】
（４）次に、図６（ｄ）のように、ドライエッチングにより、不要なコア膜３１’を除去し、コア８を形成する。ここで、クラッド部２１のコア８の高さが接続部２３へ向かって次第に小さくなるようにするため、エッチングレートの面積選択性を利用する。
【００４３】
本実施の形態では、クラッド部２１のコア高さｈを接続部２３に向けて次第に小さくすると共にクラッド部２１の長さｌを接続部２３に向かって次第に大きくなるように構成する必要がある。すなわち、クラッド部２１に相当するレジスト除去部３３の面積は、接続部２３に向かって大きくなるので、クラッド部２１に相当するコア膜３１のエッチングレートは接続部２３に向かって次第に高くなる。従って、接続部２３に最も近いクラッド部２１に相当するコア膜３３が単位時間当たり最も多くエッチングが行われることになるので、接続部２３に最も近いクラッド部２１のコア高さｈが所定の高さとなった時点でエッチングを終了させれば、クラッド部２１を構成するコアを、コア高さｈが接続部２３へ向けて次第に小さくなるように形成することができる。
【００４４】
（５）最後に、図６（ｅ）のように、エッチングが終了し、導波路回路パターンが出来上がったコア８を覆うように、この上にクラッド層９をプラズマＣＶＤ法により形成すれば、光波長合分波器が完成する。
【００４５】
上記実施の形態においては、光波長合分波器を主に説明したが、本発明は光波長合分波器に限定されるものではなく、光多重伝送システムに用いられる各種の光デバイスに適用可能である。例えば、スターカプラ、Ｍ×Ｎ周波数ルーティング装置、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐフィルタ等に適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のスターカプラによれば、チャネル導波路と、前記チャネル導波路に接続されたスラブ導波路と、前記スラブ導波路に各一端が接続された複数のアレイ導波路とを備え、前記スラブ導波路には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、低損失な特性を有するスターカプラを得ることができる。
【００４７】
また、本発明の光波長合分波器によれば、入力用チャネル導波路と、前記入力用チャネル導波路に接続された入力側スラブ導波路と、前記入力側スラブ導波路に各一端が接続され、互いに長さの異なる複数のアレイ導波路と、前記複数のアレイ導波路の他端に接続された出力側スラブ導波路と、前記出力側スラブ導波路に接続された出力用チャネル導波路とを備え、前記入力側スラブ導波路と前記出力側スラブ導波路の少なくとも一方には、コアの高さが前記アレイ導波路と前記スラブ導波路との接続部からの距離に応じて異なる複数のクラッド部が、前記複数のアレイ導波路の相互間の延長線上の領域であって前記接続部の近傍に縦横に配置されているため、スラブ導波路とクラッド部の縦方向のモードミスマッチを小さくでき、その結果、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することができ、低損失な特性の光波長合分波器を得ることができる。
【００４８】
更に、本発明の光デバイスの製造方法によれば、基板上に形成されたコア膜上にフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを所定のパターンで露光し、前記露光部分のフォトレジストを除去して面積の異なるレジスト除去部を形成し、ドライエッチングを用い、そのエッチングレートの面積選択性を利用してコア高さが所望の値になるように前記コア膜の不要部分を除去してコアを形成し、前記コアの表面にクラッド層を形成するため、クラッド部のコアを接続部に向けて次第にコア高さｈが小さくなるように形成することが可能になり、従来に比べて遷移損失を顕著に低減することができ、低損失な特性のスターカプラ、光波長合分波器等の光デバイスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光波長合分波器を示す平面図である。
【図２】図１のクラッド部形成領域の詳細構成を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面を示す断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’断面を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるスラブ−アレイ遷移損失の計算値に基づく特性図である。
【図６】本実施の形態の光波長合分波器の製造方法の主な工程を示す説明図である。
【図７】従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の構成を示す平面図である。
【図８】遷移損失を低減させた従来のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器の構成を示す。
【図９】図８の入力側スラブ導波路に形成されたクラッド部形成領域の詳細を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ’断面を示す断面図である。
【図１１】図８のアレイ導波路回折格子型光波長合分波器におけるスラブアレイ遷移損失計算値に基づく特性図である。
【符号の説明】
１  入力用チャネル導波路
２  入力側スラブ導波路
３  アレイ導波路回折格子
４ａ〜４ｉ  アレイ導波路
５  出力側スラブ導波路
５ａ  対称軸
６  出力用チャネル導波路
７  石英基板
８  コア
９  クラッド層
１１，２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ  クラッド部
１０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ  クラッド部形成領域
１２，２２  クラッド列
１３、アレイ導波路相互間の延長線上の領域
２３  接続部
３１  コア膜
３１’  不要なコア膜
３２  フォトレジスト
３３  レジスト除去部
【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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