(57)【要約】【課題】受光素子の数を低減することができる導波路型光デバイスを提供する。【解決手段】導波路型光デバイス（１０）において、複数のコア１３、１４の出射端１３Ｄ、１４Ｄの間隔Ｌ２を各出射端１３Ｄ、１４Ｄから出射される光が一つの受光素子２０で受光可能な間隔にしたことを特徴とする。このとき、間隔Ｌ２を２０μｍとした場合に、距離Ｌ３を１００μｍ以下の範囲内にする。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の光導波路が形成され、各光導波路の入射端から入射した光を出射端から受光素子に向けて出射する導波路型光デバイスにおいて、
前記複数の光導波路の出射端は、前記各出射端から出射される光が一つの受光素子で受光可能な間隔にされていることを特徴とする導波路型光デバイス。
【請求項２】
前記光導波路は２本形成されており、
前記２本の光導波路の間隔は、前記各出射端から１００μｍ以下の範囲では２０μｍであり、それ以外の範囲では２０μｍより大きいことを特徴とする請求項１記載の導波路型光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光導波路が形成された導波路型光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、基板に光導波路を形成した導波路型光デバイスがある。図５は、導波路型光デバイスの例として石英系光導波路１を示す図である。この石英系光導波路１は、光通信分野、特に波長多重通信用の光回路に必要とされる部品である。石英系光導波路１は、石英基板２上に、石英基板２と同じ屈折率を有するクラッド３が形成され、クラッド３の内部に導波路となるコア４、５が形成される。また、コア４、５は、２５０μｍの間隔を空けて略平行に形成され、各コア４、５の一端から光を入射して他端から出射する。この石英系光導波路１の各コアの出射端にはそれぞれ受光素子６、７が配置され、これによって各コアの出射光が受光素子で受光されて光電変換されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の導波路型光デバイスを用いた光回路において、導波路型光デバイスの光導波路（図５に示すコア４、５に相当）の数だけ受光素子を使用すると、部品点数が多くなってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、受光素子の数を低減することができる導波路型光デバイスを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、基板上に複数の光導波路が形成され、各光導波路の入射端から入射した光を出射端から受光素子に向けて出射する導波路型光デバイスにおいて、前記複数の光導波路の出射端は、前記各出射端から出射される光が一つの受光素子で受光可能な間隔にされていることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、複数の光導波路の出射端は、各出射端から出射される光が一つの受光素子で受光可能な間隔にされているので、各光導波路を伝搬した光を一つの受光素子で受光することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光導波路は２本形成されており、前記２本の光導波路の間隔は、前記各出射端から１００μｍ以下の範囲では２０μｍであり、それ以外の範囲では２０μｍより大きいことを特徴とする。この構成によれば、アイソレーションを良好にすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。以下に示す実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更可能である。
【０００９】
図１は、本発明の導波路型光デバイスの一例となる石英系光導波路１０を示す図である。この石英系光導波路１０は、略矩形形状の石英基板１１上にクラッド１２が形成され、クラッド１２の内部に、導波路となるコア１３、１４が形成される。より具体的には、クラッド１２は、石英基板１１と同一またはほぼ同一の屈折率にされ、コア１３、１４は、屈折率が石英基板１１よりわずかに高く形成されている。これにより、各コア１３、１４に入射した光は各コアとクラッド１２との境界でほぼ全反射されることとなり、各コア１３、１４を伝搬するようになっている。
【００１０】
ここで、図２は、この石英系光導波路１０の上面図である。各コア１３、１４は、石英系光導波路１０の対向する側面１５、１６を結ぶように形成されており、かつ、その両端が各側面１５、１６と同一平面上に露出されている。
【００１１】
さらに詳述すると、コア１３は直線経路に形成される一方、コア１４は途中でＳ字カーブ状に曲げられた経路に形成される。これによって、側面１５におけるコア１３、１４の間隔Ｌ１に比して、側面１６におけるコア１３、１４の間隔Ｌ２は狭くされている。ここで、コア１４のカーブ１４Ｂにおける曲率は、このコア１４を伝搬する光がコア１４とクラッド１２との境界で反射される光によって減衰されない範囲内の曲率に形成されている。なお、コア１３、１４は、コア１４がカーブされている領域を除いて略平行に形成されている。
【００１２】
この石英系光導波路１０においては、側面１５が、光ファイバアレイなどの光出射部品（不図示）との接続面となり、これにより、コア１３、１４は側面１５側の端面から光を入射し、側面１６側の端面から光を出射するようになっている。一方、側面１６側には受光素子２０が配置されるようになっている（図１参照）。
【００１３】
以下、説明の便宜上、図２に示すように、コア１３、１４の側面１５側の一端を「入射端１３Ａ、１４Ａ」と表記し、コア１３、１４の側面１６側の一端を「出射端１３Ｄ、１４Ｄ」と表記する。また、コア１４の出射端１４Ｄを含み、コア１３と平行な領域を「出射領域１４Ｃ」と表記する。
【００１４】
次に、コア１３、１４の入射端１３Ａ、１４Ａの間隔Ｌ１、出射端１３Ｄ、１４Ｄの間隔Ｌ２、出射領域１４Ｃの距離Ｌ３（図２参照）の具体的な値を説明する。
【００１５】
まず、コア１３、１４の入射端１３Ａ、１４Ａの間隔Ｌ１は、従来と同様に２５０μｍに形成される。これは、側面１５に接続される光出射部品の出射光のピッチ（光ファイバアレイの場合は光ファイバのピッチ）が２５０μｍに形成されているからである。但し、２５０μｍに限定するものではなく、要は、側面１５に接続される光出射部品に応じて間隔Ｌ１を決めればよい。
【００１６】
次に、コア１３、１４の出射端１３Ｄ、１４Ｄの間隔Ｌ２は、出射端１３Ｄ、１４Ｄからの出射光が一つの受光素子２０で受光可能な間隔に形成される。言い換えれば、間隔Ｌ２は、受光素子２０の受光面の大きさに応じて決まる値である。但し、間隔Ｌ２を小さくし過ぎると、コア１３、１４の外に漏れた光が他方のコアを伝搬する光に結合する割合、つまり、アイソレーションが大きくなってしまう。このため、受光素子２０が受光可能な範囲で間隔Ｌ２は大きい値がよい。本実施形態では、一般的な受光素子を使用する場合を想定して、間隔Ｌ２を２０μｍに形成している。
【００１７】
次に、出射領域１４Ｃの距離Ｌ３について説明する。前掲図２に示すように、出射領域１４Ｃはコア１３とコア１４が最も近接する時の長さである。このため、距離Ｌ３は、アイソレーションを良好にする観点からはできるだけ短い方がよいことが明らかである。ここで、図３は、発明者らが求めた、距離Ｌ３とアイソレーションの関係を示す図である。ここでは、間隔Ｌ１が２５０μｍ、間隔Ｌ２が２０μｍ、コア１３、１４とクラッド１４の比屈折率差Δが０．３％、入射光の波長λが１．５５μｍ、コア１３、１４の幅および深さが８μｍの場合を示している。
【００１８】
この図に示すように、アイソレーションの目標値を２７ｄＢ以上（約０．２％以下）とした場合、距離Ｌ３の上限値を１００μｍにすればよいことを確認できた。したがって、この石英系光導波路１０においては、出射領域１４Ｄの距離Ｌ３を１００μｍ以下にすることによって、アイソレーションの目標値を満足することができる。
【００１９】
以上のように、２本のコア１３、１４の出射端１３Ｄ、１４Ｄを近接させることによって、２本のコア１３、１４を伝搬する光を一つの受光素子２０で受光することが可能となる。したがって、この石英系光導波路１０を用いて光回路を構成した場合、光導波路（コアに相当）の数だけ受光素子を使用する必要があった従来の光回路に比して、受光素子の数を低減でき、部品点数を低減することができる。なお、この石英系光導波路１０は、２つのコア１３、１４に光が同時に入射しない状況下で使用される光導波路（従来で述べた光導波路１）の代わりとして使用されるものである。
【００２０】
また、２本のコア１３、１４の間隔は、出射端１３Ｄ、１４Ｄ以外は離しておくので、アイソレーションを良好に維持することができる。特に、コア１３、１４の間隔Ｌ２を２０μｍとした場合に、距離Ｌ３を１００μｍ以下の範囲内にすれば、アイソレーションを２７ｄＢ以上（約０．２％以下）にすることが確認できたため、かかる範囲でコア１３、１４の経路を形成することが好ましい。なお、発明者は、コア１３、１４の間隔Ｌ２を２２μｍとした場合は、距離Ｌ３を５００μｍ以下にすれば、上記アイソレーションを満足できることを確認することができた。
【００２１】
なお、本実施形態では、２本のコア１３、１４のうち一方のコア１４を屈曲するように形成する場合について述べたが、要は２本のコア１３、１４の出射端１３Ｄ、１４Ｄ側を近接するようにコアを形成すればよく、その範囲でコア１３、１４の経路は任意でよい。例えば、図４に示すように、コア１３、１４の両方を屈曲するように形成してもよい。この場合、コア１３のカーブ１３Ｂの曲率についても、カーブ１４Ｂと同様に、このコア１３を伝搬する光がコア１３とクラッド１２との境界で反射される光によって減衰されない範囲内の曲率に形成される。
【００２２】
また、別の実施形態として、３本以上のコアの出射端を近接するように形成し、３本以上のコアの出射光を一つの受光素子で受光できるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、石英系光導波路１０に本発明を適用する場合について述べたが、基板にＳｉＯ２、Ｓｉ、ＩｎＰなどの半導体またはＬｉＮＢＯ３などの強誘電体を使用した導波路型光デバイスに適用してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、導波路型光デバイスにおいて、複数の光導波路の出射端を各出射端から出射される光が一つの受光素子で受光可能な間隔にしたことによって、この導波路型光デバイスを用いた光回路に必要な受光素子の数を低減でき、部品点数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導波路型光デバイスの一例となる石英系光導波路を示す図である。
【図２】石英系光導波路の上面図である。
【図３】図２に示す距離Ｌ３とアイソレーションの関係を示す図である。
【図４】導波路型光デバイスの変形例を示す図である。
【図５】従来の石英系光導波路を示す図である。
【符号の説明】
１０　石英系光導波路（導波路型光デバイス）
４、５、１３、１４　コア（導波路）
３、１２　クラッド
６、７、２０　受光素子
【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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