(57)【要約】      （修正有）【課題】光の吸収損失が少ない光分岐素子を提供する。【解決手段】光分岐素子は、基板３と、基板上に形成された透光性の樹脂層とを備え、樹脂層は樹脂層の表面から基板３の表面へ向かって所定の角度で下るように形成された傾斜面５を有し、傾斜面５は光を反射させるための反射膜６を有する反射領域５ａと、光を受け入れるための受光領域５ｂとを有する。このため、透過させるべき光を光分岐素子の受光領域５ｂに直接到達させて透過させることができ、光の吸収損失を抑えることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上に形成された透光性の樹脂層とを備え、樹脂層は樹脂層の表面から基板の表面へ向かって所定の角度で下るように形成された傾斜面を有し、傾斜面は光を反射させるための反射膜を有する反射領域と、光を受け入れるための受光領域とを有する光分岐素子。
【請求項２】
基板と、基板上に形成された透光性の樹脂層と、樹脂層中に互いに間隔を空けて形成された第１光分岐素子および第２光分岐素子と、第１および第２光分岐素子間で光を伝播するように樹脂層中に形成された細長い光導波路とを備え、第１および第２光分岐素子は請求項１に記載の光分岐素子からなる光導波路素子。
【請求項３】
光導波路は断面が方形状で基板に平行な方向に一定の幅を有し、第１および第２光分岐素子の傾斜面は光導波路の両端面と一致する形状と大きさをそれぞれ有し光導波路に光学的に接続される請求項２に記載の光導波路素子。
【請求項４】
第１光分岐素子の受光領域は、幅Ｗを有するスリット状で傾斜面の中央に形成され、光導波路の幅をＤ、光導波路内を伝播する光の波長をλとするとき、第１および第２光分岐素子間の距離Ｌは、
Ｌ＝Ｄ×Ｗ／（２λ）
で表わされる距離Ｌよりも長い請求項３に記載の光導波路素子。
【請求項５】
請求項１に記載の光分岐素子を製造するための方法であって、光照射により親水性と可溶性とを発現する透光性の樹脂を基板に塗布して樹脂層を形成する工程と、光透過率が連続的に変化する領域を有するマスクを介して樹脂層に光を照射し樹脂層の一部に親水性と可溶性とを発現させる工程と、可溶性が発現した樹脂層の一部を溶解除去して傾斜面を形成する工程と、親水性を有する傾斜面の表面に無電解めっきにより反射膜を形成する工程と、反射膜の一部をエッチングにより除去して受光領域と反射領域を形成する工程とを備える光分岐素子の製造方法。
【請求項６】
請求項２に記載の光導波路素子を製造するための方法であって、光照射により親水性と可溶性と屈折率変化とを発現する透光性の樹脂を基板に塗布して樹脂層を形成する工程と、第１光分岐素子、第２光分岐素子および光導波路を樹脂層中に形成する工程とを備え、第１および第２光分岐素子を形成する工程は、光透過率が連続的に変化する領域を有するマスクを介して樹脂層に光を照射し樹脂層の一部に親水性と可溶性とを発現させる工程と、可溶性が発現した樹脂層の一部を溶解除去して傾斜面を形成する工程と、親水性を有する傾斜面の表面に無電解めっきにより反射膜を形成する工程と、反射膜の一部をエッチングにより除去して受光領域と反射領域を形成する工程を含み、光導波路を形成する工程は、光導波路のパターンに対応したマスクを介して樹脂層に光を照射し樹脂層に屈折率変化を発現させる工程を含む光導波路素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光分岐素子および光分岐素子を備える光導波路素子、並びに、それらの製造方法に関し、詳しくは、光導波路から伝達された光を分岐するための光分岐素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
より速い演算処理を行うコンピュータを実現するために、ＣＰＵのクロック数は年々増加する傾向にあり、現在ではＧＨｚ程度のものが出現するに至っている。
この結果、コンピュータ中のプリント基板上の銅による電気配線に高周波信号が流れる部分が存在することになり、ノイズの発生により誤動作が生じる。また、電磁波を放射して周囲に影響を与えることになる。
【０００３】
このような問題を解決するため、プリント基板上の銅による電気配線の一部を光導波路による光配線に置き換え、電気信号の代わりに光信号を利用する手法が、現在、盛んに試みられている。光信号はいわゆる電磁誘導を生じることがないので上記のようなノイズによる誤動作が少ない。
【０００４】
従来の光導波路による光配線としては、例えば、図１９に示すような、発光素子から放射された光を複数の受光素子で受光する光信号伝送システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
図１９に示されるように、従来の光信号伝送システムは、光導波路が基板の厚み方向に２層にわたって積層されて構成されている。基板１０１に接する第１層の構成要素は、１層目クラッド１０２、１層目コア１０３、および１層目ミラー層１０４であり、その上の第２層の構成要素は２層目コア１０６、２層目ミラー層１０７および２層目クラッド１０８である。２層目クラッド１０８の上には２個の受光素子１０９が配置されている。
【０００５】
１層目ミラー層１０４と２層目ミラー層１０７は、１層目コア１０３および２層目コア１０６と同様にリッジ状に形成されているので、それ自体が光導波路のコアとして機能する。また、１層目ミラー層１０４と２層目ミラー層１０７の端面は、基板１０１に対して４５度の傾斜角を有する反射面１０５とされている。これらの反射面１０５はハーフミラーであり、入射した光の半分を直進方向、半分を反射により直交方向に分割する。このようなビームスプリット作用とミラー層による導波を光信号伝送システムの中の様々な部分で生じさせることにより、異なる層間での光結合や、複数の受光素子１０９による受光を可能としている。
【０００６】
また、この発明に関連する他の従来技術としては、電気回路基板の製造方法であって、基板の表面にポリシラン膜を形成し、このポリシラン膜に対して回路パターンに対応した開口部を有するマスクを介して紫外光を照射して露光部を親水化し、親水化された露光部にパラジウム塩溶液を付着させて露光部上にパラジウム塩からなるパターンを形成し、このパターンに金属めっきを施して導電パターンとする電気回路基板の製造方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、この発明に関連するさらに他の従来技術としては、ポリシラン化合物に紫外光を照射することにより照射部の屈折率を照射量に応じて低下させる手法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−４７０４４号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２６９５７号公報
【非特許文献１】
堀  彰弘、外１名、「フォトブリーチングポリマ材料を用いた光導波路技術の検討」、第１２回マイクロエレクトロニクスシンポジウム予稿集、２００２年１０月、第２２３〜２２６頁
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般的にハーフミラーは極めて薄い金属薄膜（厚さ１００Å以下）または多層誘電体膜によって形成される。しかし、金属薄膜を用いた場合、光がハーフミラーを透過する際に生じる吸収損失によって光利用効率が低下する。
金属薄膜としてはチタン薄膜がよく用いられるが、この場合、透過率と反射率を同じに設定すると吸収損失が４０％程度発生し、透過率と反射率はそれぞれ３０％程度となってしまう。
したがって、チタン薄膜を用いた２つのハーフミラーを縦列に配置すると光利用効率は３６％以下となる。
【００１０】
一方、多層誘電体膜は吸収損失がほぼ０％である。しかしながら、多層誘電体膜は、屈折率の異なる薄膜を４〜１０層程度重ねることにより形成されるため、その作製工程では真空蒸着を何度も繰り返す必要があり加工性に劣る。
また、多層誘電体膜は、光導波路を伝播する光のモードによって異なる透過率と反射率を示すので、これをマルチモード導波路に採用した場合、モード間の光パワー移行により分岐比が動的に変化するという問題がある。
【００１１】
また、ハーフミラーを金属膜、多層誘電体膜のいずれで形成するにしても、分岐比を変えるには膜の厚さや構成を変える必要がある。したがって、１つの光導波路素子に分岐比の異なる複数の光分岐素子を形成するには、光分岐素子の形成プロセスを複数回にわたって繰り返す必要があり生産性が悪い。
【００１２】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、光の吸収損失が少ない光分岐素子、その光分岐素子を備える光導波路素子、並びに、それらの製造方法を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、基板と、基板上に形成された透光性の樹脂層とを備え、樹脂層は樹脂層の表面から基板の表面へ向かって所定の角度で下るように形成された傾斜面を有し、傾斜面は光を反射させるための反射膜を有する反射領域と、光を受け入れるための受光領域とを有する光分岐素子を提供するものである。
つまり、この発明による光分岐素子は、傾斜面が光を反射させるための反射膜を有する反射領域と、光を受け入れるための受光領域とを有する。
このため、透過させるべき光を光分岐素子の受光領域に直接到達させて透過させることができ、光の吸収損失を極力抑えることができる。
また、光分岐素子による分岐比は反射領域と受光領域の面積比でほぼ一義的に決定されるので、光の伝播モード変化の影響を受けにくく、マルチモード導波路にも適用可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明による光分岐素子は、基板と、基板上に形成された透光性の樹脂層とを備え、樹脂層は樹脂層の表面から基板の表面へ向かって所定の角度で下るように形成された傾斜面を有し、傾斜面は光を反射させるための反射膜を有する反射領域と、光を受け入れるための受光領域とを有することを特徴とする。
【００１５】
ここで、基板としては、例えば、平滑性に優れるガラス基板、あるいは可撓性と耐熱性に優れるポリイミドフィルムを用いることができる。
また、透光性の樹脂層としては、後述する光分岐素子の製造方法で触れるように、傾斜面と反射膜の形成を容易にする観点から、例えば、光照射により可溶性と親水性とを発現する樹脂を用いることができる。
また、傾斜面としては、樹脂層の表面から基板の表面へ向かって所定の角度で下るように形成されていればよく、その形状や大きさなどについては特に限定されない。
【００１６】
また、反射膜としては、例えば、厚さ０．０１〜１μｍ程度の金属膜を用いることができ、金属膜の材料としては、例えば、金などを挙げることができる。
また、この発明による光分岐素子において、反射領域とは傾斜面のうち光を反射させるための反射膜が形成された領域を意味し、その形状や大きさなどについては特に限定されない。
また、この発明による光分岐素子において、受光領域とは、傾斜面のうち反射膜が形成されていない領域を意味し、その形状や大きさなどについては特に限定されない。
【００１７】
また、この発明は別の観点からみると、基板と、基板上に形成された透光性の樹脂層と、樹脂層中に互いに間隔を空けて形成された第１光分岐素子および第２光分岐素子と、第１および第２光分岐素子間で光を伝播するように樹脂層中に形成された細長い光導波路とを備え、第１および第２光分岐素子は上述のこの発明による光分岐素子からなる光導波路素子を提供するものでもある。
【００１８】
ここで、基板としては上述の光分岐素子と同じものを用いることができ、透光性の樹脂としては光分岐素子および光導波路の作製を容易にする観点から、光照射により可溶性と親水性と屈折率変化とを発現する樹脂を用いることができる。
また、この発明による上記光導波路素子において、光導波路とは光信号を閉じ込めて伝播させる光信号の通り道を意味し、例えば、樹脂層中に形成された屈折率の高い部分から構成できる。
樹脂層中に他の部分よりも屈折率の高い部分を形成すると、屈折率の高い部分に入射した光信号は屈折率が低い部分との界面で全反射しながらその中を伝播するようになる。
【００１９】
また、この発明による上記光導波路素子において、光導波路は断面が方形状で基板に平行な方向に一定の幅を有し、第１および第２光分岐素子の傾斜面は光導波路の両端面と一致する形状と大きさをそれぞれ有し光導波路に光学的に接続されてもよい。
【００２０】
このような構成において、第１光分岐素子の受光領域は幅Ｗを有するスリット状で傾斜面の中央に形成され、光導波路の幅をＤ、光導波路内を伝播する光の波長をλとするとき、第１および第２光分岐素子間の距離Ｌは、
Ｌ＝Ｄ×Ｗ／（２λ）
で表わされる距離Ｌよりも長くてもよい。
【００２１】
というのは、スリット状の受光領域が、傾斜面の中央を基板に垂直な方向に横切るように設けられた場合、受光領域を透過して間もない光は、第１光導波路に近接する光導波路の一部において前記一部の中央付近にしか広がっていない。
しかしながら、第１および第２光分岐素子間の距離を上記のように設定すると、光導波路の中央付近にしか広がっていなかった光が次の第２光分岐素子に到達するまでには回折効果により光導波路内の幅一杯に広がった状態となる。
これにより、第２光分岐素子の本来の性能が発揮され、例えば、分岐比が変動しなくなるなどの効果が得られる。
なお、上述の通り、光導波路は光を閉じ込めて伝播させるので、第１光分岐素子を透過した光が距離Ｌ以上伝播しても光が光導波路の幅Ｄを超えて分布することはない。
【００２２】
また、この発明は別の観点からみると、この発明による上述の光分岐素子を製造するための方法であって、光照射により親水性と可溶性とを発現する透光性の樹脂を基板に塗布して樹脂層を形成する工程と、光透過率が連続的に変化する領域を有するマスクを介して樹脂層に光を照射し樹脂層の一部に親水性と可溶性とを発現させる工程と、可溶性が発現した樹脂層の一部を溶解除去して傾斜面を形成する工程と、親水性を有する傾斜面の表面に無電解めっきにより反射膜を形成する工程と、反射膜の一部をエッチングにより除去して受光領域と反射領域を形成する工程とを備える光分岐素子の製造方法を提供するものでもある。
【００２３】
このような製造方法によれば、傾斜面を形成するにあたって、傾斜面を形成すべき樹脂層の一部分に光を照射して親水性と可溶性とを発現させる工程（露光工程）と、可溶性が発現した部分を溶解除去する工程（現像工程）との２工程で容易に傾斜面を形成できる。
また、形成された傾斜面には親水性が発現しているため、無電解めっきを施すことにより傾斜面に反射膜を容易に形成できる（めっき工程）。
【００２４】
つまり、上記製造方法では、露光工程、現像工程およびめっき工程のわずか３工程で光分岐素子を形成でき、しかも、これらの工程は全て大気中で処理可能であり、かつ、化学反応処理であるので生産を容易に拡大でき、製造コストの観点からみて有利である。
また、上述の通り、このような製造方法で製造された光分岐素子の分岐比は、反射領域と受光領域との面積比でほぼ一義的に決定されるので、反射膜の一部を除去する工程で用いるマスクのデザインにより分岐比を任意に設定でき、前記マスクのデザインによっては、異なる分岐比を有する複数の光分岐素子を同時に形成することも可能となる。
【００２５】
また、この発明は別の観点からみると、この発明による上述の光導波路素子を製造するための方法であって、光照射により親水性と可溶性と屈折率変化とを発現する透光性の樹脂を基板に塗布して樹脂層を形成する工程と、第１光分岐素子、第２光分岐素子および光導波路を樹脂層中に形成する工程とを備え、第１および第２光分岐素子を形成する工程は、光透過率が連続的に変化する領域を有するマスクを介して樹脂層に光を照射し樹脂層の一部に親水性と可溶性とを発現させる工程と、可溶性が発現した樹脂層の一部を溶解除去して傾斜面を形成する工程と、親水性を有する傾斜面の表面に無電解めっきにより反射膜を形成する工程と、反射膜の一部をエッチングにより除去して受光領域と反射領域を形成する工程を含み、光導波路を形成する工程は、光導波路のパターンに対応したマスクを介して樹脂層に光を照射し樹脂層に屈折率変化を発現させる工程を含む光導波路素子の製造方法を提供するものでもある。
【００２６】
このような製造方法によれば、光導波路を形成するにあたって、光導波路のパターンに対応するマスクを介して樹脂層に光を照射し、光の照射を受けた部分に屈折率変化を発現させることにより容易に光導波路を形成できる。
【００２７】
ここで、上記光分岐素子の製造方法または上記光導波路素子の製造方法に用いられる樹脂としては、例えば、一般にフォトブリーチングポリマ材料と呼ばれるものを用いることができる。
フォトブリーチングポリマ材料の具体例としては、例えば、フォトブリーチ性ポリシラン（以下、単に「ポリシラン」と称する）を挙げることができる。
ポリシランは、ケイ素原子が連続して５個以上連なった構造を有する有機ケイ素ポリマーであり、具体的には下記の化１に示すような構造を有するポリマーである。
【００２８】
【化１】
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【００２９】
ただし、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ１価の炭化水素基、アルコキシ基、水素原子を、ｎ、ｍはそれぞれ０以上で、かつ、ｎ＋ｍは５以上の整数を表わす。
このようなポリシランは、一般に２５０ｎｍ以上の紫外領域に吸収を有し、酸素存在下で紫外光を照射するとそのケイ素−ケイ素（Ｓｉ−Ｓｉ）結合が一部切断され、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）結合やシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）基に変換される。
これにより、ポリシランの紫外吸収が減少するとともに、親水性とアルカリ溶液に対する可溶性が発現される。
また、上記ポリシランは、紫外光を照射することにより、屈折率が低下するという特性もあり、光導波路を形成する上でも有用である。
以下にこの発明の実施例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す複数の実施例において、共通する部材には同じ符号を用いて説明する。
【００３０】
実施例１
図１は実施例１による光分岐素子の構成を概略的に示す断面図、図２は図１に示される光分岐素子の平面図、図３は図１および図２に示される光分岐素子の要部の斜視図である。
図１〜３に示されるように、実施例１による第１光分岐素子１と第２光分岐素子２は、基板３と、基板３上に形成された透光性の樹脂層４とを備え、樹脂層４は樹脂層４の表面から基板３の表面へ向かって所定の角度で下るように形成された傾斜面５を有し、傾斜面５は光を反射させるための反射膜６を有する反射領域５ａと、光を受け入れるための受光領域５ｂとをそれぞれ有している。
【００３１】
ここで、樹脂層４は、下部クラッド層７、コア層８および上部クラッド層９とから構成されている。コア層８には、コア層８の一部の屈折率を他の部分よりも相対的に高めることにより形成され光導波路として機能するコア８ａ，８ｂ，８ｃが形成されている。傾斜面５はコア８ｂ，８ｃの一端にそれぞれ形成されている。上部クラッド層９は傾斜面５を埋めるようにコア層８上に積層されている。また、反射膜６は金からなる金属薄膜である。
【００３２】
図１中のＡ地点からコア８ａに入射し、コア８ａ中を伝播して第１光分岐素子１に到達した光のうち、反射領域５ａ（図２および図３参照）に到達した光は図１中のＢの方向へ反射され、受光領域５ｂに到達した光は図１中のＥの方向へ向かってそのまま受光領域５ｂ（図２および図３参照）を透過する。
また、第１光分岐素子１の受光領域５ｂを透過した光は、コア８ｂ中を伝播して第２光分岐素子２に到達し、第１光分岐素子１と同様にして図１中のＣの方向とＥの方向に分岐される。
【００３３】
このようにして、第１および第２光分岐素子１，２に到達した光が、第１および第２光分岐素子１，２によってそれぞれ分岐される際の分岐比は、反射膜６が形成されている反射領域５ａと、反射膜６が形成されていない受光領域５ｂとの面積比でほぼ一義的に決定される。
このため、反射膜６の表面での反射率は、伝播する光のモードにかかわりなく略一定となり、光導波路としてのコア８ａ，８ｂ，８ｃがいわゆるマルチモード導波路であってもその分岐比は安定した値が得られる。
【００３４】
例えば、反射膜６が形成された反射領域５ａの反射率を９０％、反射膜６が形成されていない受光領域５ｂの透過率を１００％とすると、１：１の分岐比を実現するには、傾斜面５の面積のうち反射領域５ｂの形成範囲を５２．６％、受光領域５ａの形成範囲を４７．４％とすればよい。このとき、１つの光分岐素子あたりの吸収損失は５％であるので、実施例１のように第１および第２光分岐素子１，２を縦列に配置した場合の全体的な光利用効率は９０．３％となり、従来の金属膜によるハーフミラーに対して大幅に改善される。
なお、コア８ａ，８ｂ，８ｃは、第１および第２光分岐素子１，２が形成されている領域でそれぞれ途切れた状態となっているが、途切れた距離がコアの幅Ｗの２倍以内であれば、光の回折（広がり）による損失は問題とならない。
【００３５】
また、図２に示される第１および第２光分岐素子の間の距離Ｌは、次式に示す条件を満たすように設定するとよい。
Ｌ＞Ｄ×Ｗ／（２λ）
ここで、Ｗは受光領域５ｂの幅、Ｄはコア８ｂの幅、λはコア８ｂ内を伝播する光のうち、最小の波長を有する光の波長である。
上記の式による条件が満たされるように、第１および第２光分岐素子１，２間の距離Ｌを設定すると、第１光分岐素子１の受光領域５ｂを透過しコア８ｂに入射した光は、入射直後にはコア８ｂの中心付近にしか広がっていないが、次の第２光分岐素子２に到達するまでに回折効果によりコア８ｂの幅一杯に広がった状態となる。
【００３６】
例えば、受光領域５ｂの幅Ｗを１０μｍ、コア８ｂの幅Ｄを２０μｍ、コア８ｂを伝播する光のうち、最小の波長を有する光の波長λを０．８５μｍとすると、第１および第２光分岐素子１，２間の距離Ｌは、約１１８μｍより大きければよいこととなる。
これにより、第２光分岐素子２の本来の性能が発揮され、例えば、分岐比が変動しなくなるなどの効果が得られる。
なお、コア８ｂに入射した光は、前述の通り、その中に閉じ込められながら伝播されるので、光がコア８ｂの幅Ｄを超えて分布することはない。
【００３７】
実施例２
図４はこの発明による光導波路素子の概略的な構成を示す断面図である。
図４に示されるように、実施例２による光導波路素子２０は、基板３と、基板３上に形成された透光性の樹脂層４と、樹脂層４中に互いに間隔を空けて形成された第１光分岐素子１および第２光分岐素子２と、第１および第２光分岐素子１，２間で光を伝播するように樹脂層４中に形成された細長い光導波路としてのコア８ｂを備え、第１および第２光分岐素子１，２は上述の実施例１による第１および第２光分岐素子１，２と同じ構成を有している。
【００３８】
ここで、樹脂層４は上述の実施例１と同様に下部クラッド層７、コア層８および上部クラッド層９から構成され、コア層８にはコア８ａ，８ｂ，８ｃが形成され、コア８ａの端部近傍にはコア層８の一部に形成された傾斜面５と、この傾斜面５上に形成された反射膜６からなるミラー２１が形成されている。
また、上部クラッド層９には、ミラー２１、第１光分岐素子１および第２光分岐素子２から上部クラッド層９の表面へそれぞれ立ち上がる垂直コア９ａ，９ｂ，９ｃが形成されている。
【００３９】
垂直コア９ａ，９ｂ，９ｃの上方には、樹脂層４上に形成された電極２２と、電極２２上に塗布されたはんだ２３を介して面発光レーザ２４、第１光検出器２５および第２光検出器２６がそれぞれ実装されている。
面発光レーザ２４から放射された光は、垂直コア９ａの端部から入射し垂直コア９ａ内を伝播してミラー２１に到達する。ミラー２１に到達した光は反射されることによりその光路が９０度変更されてコア８ａに入射し、コア８ａ内を伝播して第１光分岐素子１に到達する。第１光分岐素子１に到達した光は、第１光分岐素子１の分岐作用により垂直コア９ｂへ向かう方向とコア８ｂへ向かう方向との２つの方向に分岐される。
【００４０】
第１光分岐素子１によって分岐された光のうち、垂直コア９ｂへ向かう方向へ分岐された光は、垂直コア９ｂ内を伝播して垂直コア９ｂの端部から放射され、第１光検出器２５に受光されて電気信号に変換される。
一方、コア８ｂへ向かう方向へ分岐された光はコア８ｂ内を伝播して第２光分岐素子２に到達し、第２光分岐素子２の分岐作用により垂直コア９ｃへ向かう方向とコア８ｃへ向かう方向との２つの方向に分岐される。
【００４１】
第２光分岐素子２によって分岐された光のうち、垂直コア９ｃへ向かう方向へ分岐された光は、垂直コア９ｃ内を伝播して垂直コア９ｃの端部から放射され、第２光検出器２６に受光されて電気信号に変換される。
一方、コア８ｃへ向かう方向へ分岐された光は図示しない他の光分岐素子又はミラーへ向かってコア８ｃ内をさらに伝播する。
ここで、光分岐素子１，２の分岐比は、上述の通り、コアを伝播する光のモードに影響され難いので、コア８ａ，８ｂ，８ｃを、幅と厚さが共に２０μｍ程度ある大きなマルチモード導波路として形成することができる。
この結果、発光部の直径が約１０μｍ以上ある面発光レーザ２４からの光も効率よくコア８ａ，８ｂ，８ｃに導くことができる。
【００４２】
また、上部クラッド層９内に垂直コア９ａ，９ｂ，９ｃが形成されているので、垂直コア９ａの端部と面発光レーザ２４との間の距離、並びに、垂直コア９ｂ，９ｃの端部と第１および第２光検出器２５，２６の受光部との間の距離が短くなる。
このため、面発光レーザから放射された光を、広がりが小さい状態で垂直コア９ａへ入射させることができ、また、垂直コア９ｂ，９ｃの端部から放射された光を、広がりが小さい状態で第１および第２光検出器２５，２６に受光させることができ、結果として光の結合効率が向上する。
【００４３】
次に、実施例２による光導波路素子の製造方法について図５〜１８に基づいて説明する。図５〜７および図９〜１８は、図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、図８は光導波路素子の製造工程で用いられるグレーマスクの構成を示す説明図である。
【００４４】
まず、図５に示されるように、基板３上に下部クラッド層７を形成する。基板３には平滑性に優れるガラス基板、あるいは可撓性と耐熱性に優れるポリイミドフィルムを用いる。
下部クラッド層７は後で形成するコア層８より屈折率の低いものであればよいが、耐熱性（ガラス転移点約３５０℃以上）とスピンコートが可能な点からポリシラン（日本ペイント株式会社製、品名：グラシアＷＧ、品番：ＷＧ−００５）を用いる。耐熱性が約３００℃以上であれば、電子部品を実装する際のはんだ付け工程で変性可能性が小さくなり実装で有利である。
下部クラッド層７は、上記ポリシランを基板３上にスピンコートで塗布し、約３５０℃で焼成して化学的に安定な膜とすることにより形成される。
【００４５】
次に、図６に示されるように、下部クラッド層７の上にコア層８を形成する。コア層８には紫外光を照射することにより親水性と可溶性と屈折率変化とを示すポリシラン（日本ペイント株式会社製、品名：グラシアＷＧ、品番：ＷＧ−００４）を用いる。
ポリシランは、紫外光の照射により分子の一部が切断されて親水性を示すようになるのと同時に、アルカリ溶液に可溶となり、さらに屈折率が低下する。また、耐熱性の点からも好ましい。
但し、下部クラッド層７との屈折率差を確保するため、下部クラッド層７を構成するポリシランとは組成の異なるものを用いている。
コア層８は、上記ポリシランを下部クラッド層７上にスピンコートで塗布し、約２５０℃に加熱して膜中の溶剤を揮発させることにより形成される。
【００４６】
次に、図７に示されるように、グレーマスク３０を介してコア層８に紫外光を照射する。グレーマスク３０は、図８に示されるように透明基体３０ａと遮光膜３０ｂとからなり、遮光膜３０ｂは傾斜面５と対応する箇所において光透過率を漸減させるために膜厚が徐々に変化する光透過部３０ｃと、光透過部３０ｃと隣接する開口部３０ｄとを有している。
紫外光を照射することによるポリシランの化学変化（親水性と可溶性と屈折率変化の発現）は、照射される紫外光の強度に応じてコア層８の表面より厚み方向に向かって進行する。
このため、光透過部３０ｃを介して紫外光が照射された部分では、光透過部３０ｃの膜厚の変化に応じて化学変化が進行し、結果としてコア層８に傾斜面５の立体的な潜像を有する露光領域３１が形成される。
【００４７】
次に、図９に示されるように、得られた基板３をアルカリ溶液に浸漬し、紫外光の照射により親水性と可溶性と屈折率変化とが発現した露光領域３１（図７参照）を除去し傾斜面５を有する凹部３２を形成する。
【００４８】
次に、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示されるように、得られた基板３を無電解めっき法でめっき浴する。この際、凹部３２の内面には先の工程での紫外線照射により生じた親水基が残存するので、凹部３２の内面にのみ金属めっきが施され、反射膜６が形成される。
この工程では、傾斜面５と対向する凹部の内面にも反射膜６が形成されるが、これは光の伝播の妨げとなるので、この部分の反射膜６を次以降の工程で除去する。
【００４９】
すなわち、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示されるように、コア層４上にレジスト３３を塗布し、フォトリソグラフィーにより開口３４ａ，３４ｂ，３４ｃをそれぞれ形成して除去すべき反射膜６を露出させる。
開口３４ａは、傾斜面５を覆いつつ傾斜面５との対向面に形成された反射膜６を露出させるように形成され、開口３４ｂ，３４ｃは傾斜面５との対向面に形成された反射膜６と、傾斜面５に形成された反射膜６の中央部とを露出させるようにＴ字形に形成される。
【００５０】
次に、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示されるように、得られた基板３をエッチング液に浸漬し、不要な反射膜６（図１１（ａ）および図１１（ｂ）参照）を除去する。
次に、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示されるように、コア層８上に残るレジスト３３（図１２（ａ）および図１２（ｃ）参照）を有機溶剤で溶解除去する。
【００５１】
次に、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示されるように、コア層８に光導波路としてのコア８ａ，８ｂ，８ｃを形成するため、コア８ａ，８ｂ，８ｃに対応するパターンの遮光膜３５ｂを備えたマスク３５を介して紫外光を照射する。
すなわち、コア層８を構成するポリシランは、紫外光を照射することにより屈折率が低下するので、コア層８のうち、コア８ａ，８ｂ，８ｃとしない部分に紫外光を照射して屈折率を低下させ、コア８ａ，８ｂ，８ｃとすべき部分の屈折率を相対的に高め、コア８ａ，８ｂ，８ｃを形成するのである。
【００５２】
次に、図１５に示されるように、コア層８を約３５０℃で焼成して化学的に安定させる。
この際、コア層８の屈折率は全体的に低下するが、先の工程での紫外光照射によって生じた屈折率差はほぼそのまま維持され、また、コア層８全体の屈折率はいずれの部分についても下部クラッド層７より高く維持される。
次に、図１６に示されるように、コア層８上に上部クラッド層９を形成する。上部クラッド層９は、コア層８を構成するポリシランと同じポリシランをスピンコートで塗布し、約２５０℃に加熱して膜中の溶剤を揮発させることにより形成される。
【００５３】
次に、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示されるように、傾斜面５の上方と対応する箇所にのみ遮光膜３６ｂを備えたマスク３６を介して紫外光を上部クラッド層９に照射し、照射部分の屈折率を低下させて垂直コア９ａ，９ｂ，９ｃとすべき部分の屈折率を相対的に高めることにより上部クラッド層９内に垂直コア９ａ，９ｂ，９ｃを形成する。
次に、図１８（ａ）および図１８（ｂ）に示されるように、上部クラッド層９を約３５０℃で焼成して化学的に安定させる。
その後、面発光レーザ２４や第１および第２光検出器２５，２６を搭載するための電極２２を上部クラッド層９上に形成し、面発光レーザ２４や第１および第２光検出器２５，２６をそれぞれ電極にはんだ付けすることにより図４に示される光導波路素子２０が完成する。
【００５４】
【発明の効果】
この発明によれば、傾斜面が光を反射させるための反射膜を有する反射領域と、光を受け入れるための受光領域とを有するので、透過させるべき光を光分岐素子の受光領域に直接到達させて透過させることができ、光の吸収損失を極力抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による光分岐素子の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示される光分岐素子の平面図である。
【図３】図１に示される光分岐素子の要部の斜視図である。
【図４】この発明の実施例２による光導波路素子の構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図である。
【図６】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図である。
【図７】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図である。
【図８】図４に示される光導波路素子の製造工程で用いられるグレーマスクの構成を概略的に示す説明図である。
【図９】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図である。
【図１０】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、同図において（ａ）と（ｂ）は同工程における断面と平面をそれぞれ示している。
【図１１】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、同図において（ａ）と（ｂ）は同工程における断面と平面をそれぞれ示している。
【図１２】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、同図において（ａ）と（ｂ）は同工程における断面と平面をそれぞれ示している。
【図１３】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、同図において（ａ）と（ｂ）は同工程における断面と平面をそれぞれ示している。
【図１４】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、同図において（ａ）と（ｂ）は同工程における断面と平面をそれぞれ示している。
【図１５】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図である。
【図１６】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図である。
【図１７】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、同図において（ａ）と（ｂ）は同工程における断面と平面をそれぞれ示している。
【図１８】図４に示される光導波路素子の製造工程を示す工程図であり、同図において（ａ）と（ｂ）は同工程における断面と平面をそれぞれ示している。
【図１９】従来の光信号伝送システムの構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・第１光分岐素子
２・・・第２光分岐素子
３・・・基板
４・・・樹脂層
５・・・傾斜面
５ａ・・・反射領域
５ｂ・・・受光領域
６・・・反射膜
７・・・下部クラッド層
８・・・コア層
８ａ，８ｂ，８ｃ・・・コア
９・・・上部クラッド層
９ａ，９ｂ，９ｃ・・・垂直コア
２０・・・光導波路素子
２１・・・ミラー
２２・・・電極
２３・・・はんだ
２４・・・面発光レーザ
２５・・・第１光検出器
２６・・・第２光検出器
３０・・・グレーマスク
３０ａ・・・透明基体
３０ｂ，３５ｂ，３６ｂ・・・遮光膜
３０ｃ・・・光透過部
３０ｄ・・・開口部
３１・・・露光領域
３２・・・凹部
３３・・・レジスト
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ・・・開口
３５，３６・・・マスク
Ｄ・・・コアの幅
Ｌ・・・第１および第２光分岐素子間の距離
Ｗ・・・受光領域の幅
【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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