(57)【要約】【課題】１点から放射された光の光路を変更して平行光に変換する光機能導波路を提供すること。【解決手段】基板１０５上において、入力導波路１０１から入射した光はスラブ導波路１０３内の反射構造１０４によって反射し、平行光に変換する。そして反射した平行光は出力導波路１０２に入射する。反射構造１０４は、入力導波路１０１からスラブ導波路１０３への入射点を焦点とする放物線の形状であって、反射構造１０４の中心がその放物線の頂点とは異なる部分を用いる。【選択図】図１(a)
2005062369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路が保持される基板と、
該基板上に形成され、光を反射する反射面の形状が中心軸に対して非対称である反射構造と
を備えることを特徴とする光機能導波路。
【請求項２】
入力光が入射する入力導波路と、
該入力導波路からの光が入射するスラブ導波路と、
該スラブ導波路内に設けられている前記反射構造と、
前記スラブ導波路からの光が入射して出力光を出射する出力導波路と
を備えることを特徴とする請求項１記載の光機能導波路。
【請求項３】
前記入力導波路からスラブ導波路への入射点の位置を（Ｘ,Ｙ）、入射点から前記反射構造までの距離をＳ、反射構造中心における入射角をθとするとき、反射構造の反射面が（Ｘ,Ｙ）を焦点とする以下の式で表される放物線の一部であることを特徴とする請求項２記載の光機能導波路。
【数１】
2005062369.tif 000021
ｘ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))sinθ＋(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))cosθ
ｙ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))cosθ−(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))sinθ
Ｘ'＝ｒcos(θ＋φ)
Ｙ'＝ｒsin(θ＋φ)
ｒ＝√(Ｘ2＋Ｙ2)，φ＝arctan(Ｙ／Ｘ)
【請求項４】
１つの入力導波路からスラブ導波路への入射点の位置が（Ｘ,Ｙ）である複数の入力導波路と、複数の出力導波路とを備えることを特徴とする請求項３記載の光機能導波路。
【請求項５】
複数の入力導波路と、
１つの入力導波路からスラブ導波路への入射点を焦点とする放物線の形状を有する第１の反射構造と、
スラブ導波路から出力導波路への出射点を焦点とする放物線の形状を有する第２の反射構造と、
第１の反射構造と第２の反射構造との間に存在するスラブ導波路内の複数の周期構造と
を備えることを特徴とする請求項３記載の光機能導波路。
【請求項６】
前記周期構造は、上部クラッド層、コア層、下部クラッド層からなるスラブ導波路構造のいずれかの部分に設けられた屈折率変調層を有することを特徴とする請求項５記載の光機能導波路。
【請求項７】
入力導波路からスラブ導波路への入射点を焦点とする放物線の形状を有する第１の反射構造と、
スラブ導波路から出力導波路への出射点を焦点とする放物線の形状を有する第２の反射構造と、
第１の反射構造と第２の反射構造との間に存在するスラブ導波路内の溝構造と、
該溝構造に埋め込まれている平面状光素子と
を備えることを特徴とする請求項３記載の光機能導波路。
【請求項８】
前記スラブ導波路は、前記溝構造の周辺において、上部クラッド層、コア層、下部クラッド層からなるスラブ導波路構造の上部クラッド層、及び／又は、下部クラッド層に設けられた、クラッド層よりも高い屈折率を持つ１つ又は複数の層を有することを特徴とする請求項７記載の光機能導波路。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光機能導波路に関わり、特に、光通信用の合分波器及び超高速光信号波形を制御する光信号処理装置に適用して好適な光機能導波路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２(a)は、従来技術と本発明で用いる２次曲線の領域を示す図である。従来技術では、２次曲線の頂点周辺領域１１３であって中心軸に対して対称な形状であるミラーが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０２／０５４１２０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図２(b)は、対称ミラーの課題を説明する図である。本発明は１点から放射する光をミラー１１５で反射させて平行光に変換する光学素子を提供しようとするものであるが、入射光がミラー１１５に対して垂直に入射せず、ある角度を持って入射する場合に問題が発生する。例えば、入射角が０.１［rad］以下という小さな角度で入射する場合は２次曲線の頂点周辺領域１１３の対称な形状を用いても反射光をほぼ平行光に変換することが可能となる（破線で示す）。しかし、入射角が０.１［rad］より大きくなるにつれて、次第に反射光が平行光ではなくなってしまう（実線で示す）。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み、１点から放射された光の光路を変更して平行光に変換する光機能導波路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】
【０００６】
本発明の光機能導波路は、導波路が保持される基板と、該基板上に形成され、光を反射する反射面の形状が中心軸に対して非対称である反射構造とを備える。
【０００７】
また、入力光が入射する入力導波路と、該入力導波路からの光が入射するスラブ導波路と、該スラブ導波路内に設けられている前記反射構造と、前記スラブ導波路からの光が入射して出力光を出射する出力導波路とを備えることで、スラブ導波路における光の面内放射を利用して平行光を作成することができる。
【０００８】
また、前記入力導波路からスラブ導波路への入射点の位置を（Ｘ,Ｙ）、入射点から前記反射構造までの距離をＳ、反射構造中心における入射角をθとするとき、反射構造の反射面が（Ｘ,Ｙ）を焦点とする以下の式で表される放物線の一部であることで、入射点からの放射光を平行光に変換することができる。
【０００９】
【数２】
2005062369.tif 000003
ｘ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))sinθ＋(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))cosθ
ｙ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))cosθ−(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))sinθ
Ｘ'＝ｒcos(θ＋φ)
Ｙ'＝ｒsin(θ＋φ)
ｒ＝√(Ｘ2＋Ｙ2)，φ＝arctan(Ｙ／Ｘ)
また、１つの入力導波路からスラブ導波路への入射点の位置が（Ｘ,Ｙ）である複数の入力導波路と、複数の出力導波路とを備えることで、複数の導波路と複数の導波路とで光の結合と光の方向変換を行うことができる。
【００１０】
また、複数の入力導波路と、１つの入力導波路からスラブ導波路への入射点を焦点とする放物線の形状を有する第１の反射構造と、スラブ導波路から出力導波路への出射点を焦点とする放物線の形状を有する第２の反射構造と、第１の反射構造と第２の反射構造との間に存在するスラブ導波路内の複数の周期構造とを備えることで、光波長による光の分離が行える。
【００１１】
また、前記周期構造は、上部クラッド層、コア層、下部クラッド層からなるスラブ導波路構造のいずれかの部分に設けられた屈折率変調層を有することで、簡易な構造で周期構造を実現することができる。
【００１２】
また、入力導波路からスラブ導波路への入射点を焦点とする放物線の形状を有する第１の反射構造と、スラブ導波路から出力導波路への出射点を焦点とする放物線の形状を有する第２の反射構造と、第１の反射構造と第２の反射構造との間に存在するスラブ導波路内の溝構造と、該溝構造に埋め込まれている平面状光素子とを備えることで、多様な光素子をスラブ導波路内で用いることができる。
【００１３】
また、前記スラブ導波路は、前記溝構造の周辺において、上部クラッド層、コア層、下部クラッド層からなるスラブ導波路構造の上部クラッド層、及び／又は、下部クラッド層に設けられた、クラッド層よりも高い屈折率を持つ１つ又は複数の層を有することで、溝構造における散乱損失を少なくすることができる。 
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２次曲線の頂点周辺の対称な形状を用いた場合と比較し、放物線の一部を利用した非対称型反射構造を用いることで反射光をより高精度で平行光に変換することが可能となる。また、２次曲線の頂点周辺の対称な形状と異なり、入射角が大きくなっても、設計に近軸近似を用いていないため反射光を平行光に変換することが可能となる。これにより近軸近似という条件にとらわれずに光機能導波路の設計をすることが可能となり、設計の自由度が大幅に増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
図１(a)は、本発明の第１実施の形態による光機能導波路の構成を示す上面図である。本実施の形態の光機能導波路は、基板１０５上における、入力導波路１０１と、スラブ導波路１０３と、スラブ導波路１０３内に設けられた非対称の反射構造１０４と、出力導波路１０２からなる。入力導波路１０１から入射した光はスラブ導波路１０３内の反射構造１０４によって反射し、平行光に変換する。そして反射した平行光は出力導波路１０２に入射する仕組みになっている。この反射構造１０４は、図２(a)で説明した従来の放物線の頂点周辺領域１１３を用いるものではなく非対称領域１１４を用いるものである。このような構造の導波回路設計における最も重要なことは反射構造の形状である。そこで、その反射構造の設計方法について図１(b)〜(h)を用いて以下に詳しく示す。
【００１７】
図１(b)は、放物線の特性を示す図である。反射光を平行光に変換するためのミラー形状の設計として、放物線の特性を利用する。放物線は焦点から入射した光線の反射光がすべて平行になるという性質がある。
【００１８】
図１(c)は、放物線の一部の特性を示す図である。反射光が焦点に戻らないように、放物線の頂点周辺ではなく端の部分を利用することを考える。
【００１９】
図１(d)は、放物線の方程式を説明する図である。焦点の座標を（Ｘ,Ｙ）とし、焦点からミラーの中心までの距離をＳ、反射角をθとしたときの放物線の式を以下で導く。ここで放物線の式は、ｘ＝−ａ(ｙ−ｙv)2＋ｘvと表すことができる。ここで、（ｘv,ｙv）は放物線の頂点の座標である。
【００２０】
放物線は焦点から放物線上の点までの距離と放物線上の点から準線までの距離が等しくなる。これより放物線の頂点の座標（ｘv,ｙv）は、
ｘv＝Ｘ＋(Ｓ＋Ｓcos２θ)／２，ｙv＝Ｙ
となる。また、ミラーの中心の座標（ｘc,ｙc）は、
ｘc＝Ｘ＋Ｓcos２θ，ｙc＝Ｙ＋Ｓsin２θ
となる。ここでθは左回りで＋としている。以上より、放物線の式は、
【００２１】
【数３】
2005062369.tif 000004
となり、
【００２２】
【数４】
2005062369.tif 000005
と求めることができる。
【００２３】
図１(e)は、座標回転後の放物線を示す図である。放物線をθだけ回転することを考える。放物線形状のミラーで反射された平行光は放物線の中心軸と平行であるので、図１(e)に示す放物線は図１(c)に示す放物線を左回転させたものであり、この時、座標系は逆に右回転させたものとなる。
【００２４】
図１(f)は、座標系の回転を説明する図である。回転前の座標系をｘ',ｙ'とし、−θ回転（すなわち、右回転）後の座標系をｘ,ｙとする。回転前の座標系の座標（ｘ',ｙ'）を回転後の座標系の座標（ｘ,ｙ）を用いて表すと、図より、
ｘ'＝ｙsinθ＋ｘcosθ
ｙ'＝ｙcosθ−ｘsinθ
となる。また、回転前の座標系でｘ',ｙ'の関係は、
【００２５】
【数５】
2005062369.tif 000006
であったので、これにｘ',ｙ'に代入することで−θ回転後のｘ,ｙ座標系での式を求めることができる。
【００２６】
上記での座標系の回転は原点を中心に回転している。これにより、回転前の焦点の位置と回転後の焦点の位置はずれてしまう。このずれを修正することで、焦点位置を固定したままで回転させた放物線の式を求めることができる。
【００２７】
図１(g)は、座標系の回転による焦点の移動を説明する図である。図示するように、焦点の座標（Ｘ,Ｙ）について座標系を−θ回転（放物線はθ回転）させた後の焦点の座標を（Ｘ',Ｙ'）とすると、原点との距離ｒは回転前後で変わらないので、
Ｘ'＝ｒcos(θ＋φ)
Ｙ'＝ｒsin(θ＋φ)
となる。ここで、ｒ＝√(Ｘ2＋Ｙ2)，φ＝arctan(Ｙ／Ｘ)である。これより、原点を中心として放物線をθ回転後にｘ方向にＸ−Ｘ'、ｙ方向にＹ−Ｙ'だけ移動することにより焦点位置を同じにできる。
【００２８】
図１(h)は、座標系の回転後の平行移動を説明する図である。図より座標系を−θ回線させた後にｘ方向に−(Ｘ−Ｘ')、ｙ方向に−(Ｙ−Ｙ')だけ移動させるためには、
ｘ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))sinθ＋(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))cosθ
ｙ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))cosθ−(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))sinθ
とすればよいことがわかる。
【００２９】
よって最終的に求める放物線の式は、焦点の座標を（Ｘ,Ｙ）、焦点からミラーの中心までの距離をＳ、ミラー中心における反射角をθとすると、
【００３０】
【数６】
2005062369.tif 000007
ｘ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))sinθ＋(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))cosθ
ｙ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))cosθ−(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))sinθ
Ｘ'＝ｒcos(θ＋φ)
Ｙ'＝ｒsin(θ＋φ)
ｒ＝√(Ｘ2＋Ｙ2)，φ＝arctan(Ｙ／Ｘ)
という式で表すことができる。
【００３１】
また、以下のように漸化式を用いることで、上記で示されている放物線と同等の曲線を求めることもできる。手順は以下の通りである。
【００３２】
図１(i)は、漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その１である。基板１０５上における、入力導波路１０１からスラブ導波路１０３への入射点の位置を改めて（Ｘ,Ｙ）、入射点（Ｘ,Ｙ）からミラーまでの距離をＳとする（点と面との距離であって、ここでは反射構造の形状をほぼ平面と見ていて、このＳは図１(d)のＳとは厳密には異なるが近似的に等しい）。
【００３３】
基準の光線として中心軸上で反射する基準入射光106(a)を用いる。中心軸上でのミラー曲線の接線106(b)は中心軸に垂直な直線とする。そのとき入射角と反射角が等しくなるという条件より中心軸上で反射した基準反射光106(c)は基準入射光106(a)と中心軸に対して対称となる。また、出力導波路１０２はこの基準反射光106(c)を中心とし、傾きが等しくなるように配置する。
【００３４】
この基準反射光106(c)の傾きに対して他の反射光が平行になるように設計を行う。
【００３５】
図１(j)は、漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その２である。求めた接線106(b)上を微少距離Δだけ移動し、その点において反射した反射光107(c)が基準反射光106(c)の傾きと平行になるようにミラー曲線の接線107(b)の傾きを決定する。このときの詳しい計算の方法は図１(m)に示してある。その計算の詳細は後ほど示す。
【００３６】
図１(k)は、漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その３である。求まった接線上107(b)を再び微少距離Δだけ移動した点において同様にミラー曲線の接線の傾きの計算を繰り返す。
【００３７】
図１(l)は、漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その４である。この手順を繰り返し求めた多数の点を補間することで最適なミラーの形状を求めることができる。
【００３８】
次に計算の詳細について示す。
【００３９】
図１(m)は、ミラー曲線の接線の傾きの計算を説明する図その１である。入射点の座標は（Ｘ,Ｙ）としており、反射点の座標を（ｘi,ｙi）とする。反射点の座標の添え字ｉはＸ軸上での反射点で０とし、＋Ｙ方向に行くに従い＋の値をとり、−Ｙ方向へ行くに従い−の値をとるとする。すなわち、ミラー中心における法線は中心軸であり、これをＸ軸にとり、入射点のＹ＞０とする。
【００４０】
図１(n)は、ミラー曲線の接線の傾きの計算を説明する図その２である。ここで入射光の傾き角θiは、入射点の座標（Ｘ,Ｙ）及び反射点の座標（ｘi,ｙi）を用いて表すことができ、
【００４１】
【数７】
2005062369.tif 000008
となる。また反射光の傾き角θrは基準反射光と等しくなるように計算を行うため、
【００４２】
【数８】
2005062369.tif 000009
となる。図１(m)に示してあるように、入射角と反射角は等しくなるので、入射光と反射光が作る角の二等分線が反射点におけるミラー曲線の接線の法線になればよい。求めるべき接線の傾きをａiとすると、
【００４３】
【数９】
2005062369.tif 000010
ここでθv[ｉ]は入射光と反射光が作る角の二等分線の傾き角である（図１(n)）。このθv[ｉ]は入射光の傾き角と反射光の傾き角から求めることができ、
【００４４】
【数１０】
2005062369.tif 000011
となる。よって、ａiは
【００４５】
【数１１】
2005062369.tif 000012
となる。ここで加法定理
【００４６】
【数１２】
2005062369.tif 000013
より、展開すると、
【００４７】
【数１３】
2005062369.tif 000014
となる。また半角の公式
【００４８】
【数１４】
2005062369.tif 000015
を用いると、
【００４９】
【数１５】
2005062369.tif 000016
図１(o)は、ミラー曲線の接線の傾きの計算を説明する図その３である。ここでαr，βr，γr，αi，βi，γiについては、
γr2＝αr2＋βr2，γi2＝αi2＋βi2
が成り立っている。これを代入し計算すると、ミラーの接線の傾きａiは、
【００５０】
【数１６】
2005062369.tif 000017
となる。
【００５１】
ここで反射点のｙ座標ｙiを微少距離Δだけ等間隔に増やしていくとすると、
【００５２】
【数１７】
2005062369.tif 000018
となる。このときのｘ座標の値を求めていけばよい。ある反射点（ｘi,ｙi）におけるミラーの接線の傾きがａiであったとすると、
【００５３】
【数１８】
2005062369.tif 000019
ここでｙi＝ａiｘi＋ｂiよりｂi＝ｙi−ａiｘiとなる。よって、
【００５４】
【数１９】
2005062369.tif 000020
という形に変形することができる。これより、中心軸をＸ軸にとった時の入射点の位置（Ｘ,Ｙ）及び入射点（Ｘ,Ｙ）とミラーまでの距離Ｓを決定すれば、ミラー曲線の座標（ｘi,ｙi）は順次計算して求めることができる。
【００５５】
図３(a)は、放物線の一部を用いた反射構造を用いて実現可能な光機能導波路の一例を示す図その１である。本例の光機能導波路は、基板１０５上における、１つの入力導波路１０１と、スラブ導波路１０３とスラブ導波路１０３内に設けられた非対称の反射構造１０４と、複数の出力導波路１０２からなる。本例においては、入力導波路１０１の方向と出力導波路１０２の方向とが直交している。
【００５６】
図３(b)は、放物線の一部を用いた反射構造を用いて実現可能な光機能導波路の一例を示す図その２である。本例においては、複数の入力導波路１０１を備える。本例の場合は複数の入力導波路１０１を備えることから、必ずしも入射点が放物線の焦点にないことになり、理論的には反射光は平行ではないことになるが、入射点はいずれも焦点の近傍にあるので反射光は近似的に平行であるとみることができ、十分に実用に供することができる。
【００５７】
図４は、本実施の形態の光機能導波路を製造する方法を説明する断面図である。まず初めに石英基盤１１１に入力導波路、出力導波路、スラブ導波路を作製する。その後ミラー形状のエッチングを行うためのマスク１０８をフォトリソグラフィにより照射する（図４(a)）。そしてＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）などを用いて導波路のコア層１０９、クラッド層１１０をエッチングする（図４(b)）。最後にマスク１０８を剥離し、ミラー金属となる金属１１２を蒸着し導波路内に反射構造を作製する（図４(c)）。このような過程により導波路内反射構造は実現することが可能である。
【００５８】
図５(a)は、本発明の第２実施の形態による光機能導波路の構成を示す上面図である。本実施の形態の光機能導波路は、基板１０５上における、入力導波路１０１と、出力導波路１０２、１１６と、スラブ導波路１０３と、スラブ導波路１０３内に設けられた二つの非対称反射構造１０４ａ，１０４ｂと、その間に位置する周期構造１１７ａ，１１７ｂからなる。入力導波路１０１からは複数の波長λ1,λ2,λ3を多重化した信号を入射させる。一つ目の反射構造１０４ａでの反射光は、平行光に変換される。この平行光は周期構造１１７ａを通過するにあたり、その周期構造１１７ａ特定の波長λ2の光だけが反射され、一つ目の反射構造１０４ａに再び入射する。また、二つ目の周期構造１１７ｂは通過した波長λ1,λ3の光のうち、波長λ1の光だけ反射するように設計を行い、波長λ3の光は通過する。この最終的に通過した波長λ3の光は二つ目の反射構造１０４により出力導波路１０２に集光する。また、反射した波長λ1,λ2の光は一つ目の反射構造１０４ａで反射し、それぞれ異なった出力導波路１１６に入射する。二つ目の反射構造１０４ｂは平行光を一点に集光させるため、設計方法としては出力導波路１０２を入力導波路として第１実施の形態のように設計を行う。すなわち、二つ目の反射構造１０４ｂはスラブ導波路１０３から出力導波路１０２への出射点を焦点とする放物線の形状にする。このような構成にすることで波長多重している信号の波長合分波光機能導波路として利用することができる。すなわち、図５(a)に示す使い方によって波長分波が可能であるし、同じ構成で入力と出力とを逆にして使えば波長合波が可能である。図５(a)での構成では波長は３つを想定しているが、周期構造と入力導波路の本数を増やすことでさらに多くの波長を多重している信号の波長合分波も可能である。
【００５９】
図５(b)は、本実施の形態の周期構造の構成の例を示す断面図である。波長を分波するための周期構造の構成の例として、次ぎに示すものがある。石英基盤１１１の上のコア層１０９とクラッド層１１０からなる導波路において上部クラッド層、及び／又は、下部クラッド層に屈折率変調層として屈折率の高い部分１１８を周期的に挿入する（図５(b)では上部クラッド層に挿入した場合を示す）。もちろん、コア層に屈折率変調層を設けても良い。このような構造により、コア層１０９を伝搬する光が感じる屈折率が周期的に変化し、周期構造として利用することが可能となる。
【００６０】
図６(a)は、本発明の第３実施の形態による光機能導波路の構成を示す上面図である。本実施の形態の光機能導波路は、基板１０５上における、入力導波路１０１と、出力導波路１０２と、スラブ導波路１０３と、スラブ導波路１０３内に設けられた二つの非対称反射構造１０４ａ，１０４ｂと、その間のスラブ導波路１０３に作製した溝１２０とそこに挿入した光デバイス１１９からなる。この光機能導波路は、第一のミラーである非対称反射構造１０４ａにより反射した平行光の光路のスラブ導波路１０３内に溝１２０を作製しそこに平面状の光デバイス１１９を挿入した構成になっている。
【００６１】
図６(b)は、溝が存在することによる問題点を説明する断面図である。溝１２０が存在すると、縦方向における閉じ込めがないために光が縦方向に広がってしまう。
【００６２】
図６(c)は、溝による光の拡散を防止する構成を示す断面図である。溝１２０による光の拡散を防ぐために溝１２０周辺の導波路の上部クラッド層、及び／又は、下部クラッド層に高屈折率層１２１を挿入し、コア層１０９を伝搬してきた光をこの高屈折率層１２１に漏れるようにすることで、ビーム径を広げ、光の広がりを抑えることが可能となる。高屈折率層１２１とコア層１０９を伝搬していくことで再びこの導波路間で結合が起こり、コア層１０９にすべての光が結合するように設計を行うことで、溝１２０における散乱損失を少なくすることが可能となる。
【００６３】
図６(d)は、本実施の形態を実際に利用する際の構成を示す断面図である。溝の空いている部分にはマッチング接着剤１２２を挿入し、光デバイス１１９を固定する。
【００６４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１（ａ）】本発明の第１実施の形態による光機能導波路の構成を示す上面図である。
【図１（ｂ）】放物線の特性を示す図である。
【図１（ｃ）】放物線の一部の特性を示す図である。
【図１（ｄ）】放物線の方程式を説明する図である。
【図１（ｅ）】座標回転後の放物線を示す図である。
【図１（ｆ）】座標系の回転を説明する図である。
【図１（ｇ）】座標系の回転による焦点の移動を説明する図である。
【図１（ｈ）】座標系の回転後の平行移動を説明する図である。
【図１（ｉ）】漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その１である。
【図１（ｊ）】漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その２である。
【図１（ｋ）】漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その３である。
【図１（ｌ）】漸化式によるミラー曲線の計算を説明する図その４である。
【図１（ｍ）】ミラー曲線の接線の傾きの計算を説明する図その１である。
【図１（ｎ）】ミラー曲線の接線の傾きの計算を説明する図その２である。
【図１（ｏ）】ミラー曲線の接線の傾きの計算を説明する図その３である。
【図２（ａ）】従来技術と本発明で用いる２次曲線の領域を示す図である。
【図２（ｂ）】対称ミラーの課題を説明する図である。
【図３（ａ）】放物線の一部を用いた反射構造を用いて実現可能な光機能導波路の一例を示す図その１である。
【図３（ｂ）】放物線の一部を用いた反射構造を用いて実現可能な光機能導波路の一例を示す図その２である。
【図４】本実施の形態の光機能導波路を製造する方法を説明する断面図である。
【図５（ａ）】本発明の第２実施の形態による光機能導波路の構成を示す上面図である。
【図５（ｂ）】本実施の形態の周期構造の構成の例を示す断面図である。
【図６（ａ）】本発明の第３実施の形態による光機能導波路の構成を示す上面図である。
【図６（ｂ）】溝が存在することによる問題点を説明する断面図である。
【図６（ｃ）】溝による光の拡散を防止する構成を示す断面図である。
【図６（ｄ）】本実施の形態を実際に利用する際の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０１  入力導波路
１０２、１１６  出力導波路
１０３  スラブ導波路
１０４  反射構造
１０５  基板
１０８  マスク
１０９  コア層
１１０  クラッド層
１１１  石英基盤
１１２  金属
１１３  頂点周辺領域
１１４  非対称領域
１１５  ミラー
１１７  周期構造
１１８  高屈折率部分
１１９  光デバイス
１２０  溝
１２１  高屈折率層
１２２  マッチング接着剤
【図１（ａ）】
2005062369.tif 000022
【図１（ｂ）】
2005062369.tif 000023
【図１（ｃ）】
2005062369.tif 000024
【図１（ｄ）】
2005062369.tif 000025
【図１（ｅ）】
2005062369.tif 000026
【図１（ｆ）】
2005062369.tif 000027
【図１（ｇ）】
2005062369.tif 000028
【図１（ｈ）】
2005062369.tif 000029
【図１（ｉ）】
2005062369.tif 000030
【図１（ｊ）】
2005062369.tif 000031
【図１（ｋ）】
2005062369.tif 000032
【図１（ｌ）】
2005062369.tif 000033
【図１（ｍ）】
2005062369.tif 000034
【図１（ｎ）】
2005062369.tif 000035
【図１（ｏ）】
2005062369.tif 000036
【図２（ａ）】
2005062369.tif 000037
【図２（ｂ）】
2005062369.tif 000038
【図３（ａ）】
2005062369.tif 000039
【図３（ｂ）】
2005062369.tif 000040
【図４】
2005062369.tif 000041
【図５（ａ）】
2005062369.tif 000042
【図５（ｂ）】
2005062369.tif 000043
【図６（ａ）】
2005062369.tif 000044
【図６（ｂ）】
2005062369.tif 000045
【図６（ｃ）】
2005062369.tif 000046
【図６（ｄ）】
2005062369.tif 000047
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月11日(2004.6.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路が保持される基板と、
該基板上に形成され、入力光が入射する入力導波路と、
前記基板上に形成され、前記入力導波路からの光が入射するスラブ導波路と、
該スラブ導波路内に設けられ、光を反射する反射面の形状が（Ｘ,Ｙ）を焦点とする以下の式で表される放物線の一部である反射構造と、
前記反射構造から前記スラブ導波路からの光が入射する出射点までの距離がＳであり前記反射構造からの出射光を出力光として出射する複数の出力導波路と
を備えることを特徴とする光機能導波路。
【数１】
2005062369.tif 000048
（Ｘ,Ｙ）：入力導波路からスラブ導波路への入射点の位置
Ｓ：入射点から反射構造までの距離
θ：スラブ導波路への入射光線の光軸と反射面の交点における入射角
ｘ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))sinθ＋(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))cosθ
ｙ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))cosθ−(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))sinθ
Ｘ'＝ｒcos(θ＋φ)
Ｙ'＝ｒsin(θ＋φ)
ｒ＝√(Ｘ2＋Ｙ2)，φ＝arctan(Ｙ／Ｘ)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の光機能導波路は、導波路が保持される基板と、該基板上に形成され、入力光が入射する入力導波路と、前記基板上に形成され、前記入力導波路からの光が入射するスラブ導波路と、該スラブ導波路内に設けられ、光を反射する反射面の形状が（Ｘ,Ｙ）を焦点とする以下の式で表される放物線の一部である反射構造と、前記反射構造から前記スラブ導波路からの光が入射する出射点までの距離がＳであり前記反射構造からの出射光を出力光として出射する複数の出力導波路とを備える。
【数２】
2005062369.tif 000049
（Ｘ,Ｙ）：入力導波路からスラブ導波路への入射点の位置
Ｓ：入射点から反射構造までの距離
θ：スラブ導波路への入射光線の光軸と反射面の交点における入射角
ｘ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))sinθ＋(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))cosθ
ｙ'＝(ｙ−(Ｙ−Ｙ'))cosθ−(ｘ−(Ｘ−Ｘ'))sinθ
Ｘ'＝ｒcos(θ＋φ)
Ｙ'＝ｒsin(θ＋φ)
ｒ＝√(Ｘ2＋Ｙ2)，φ＝arctan(Ｙ／Ｘ)
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】