(57)【要約】【課題】  Ｓｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成した複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の応用範囲を広めて行くため、小型化，低損失化を実現した光導波路素子およびその製造方法を提供する。【解決手段】  基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器２８，周回性ＡＷＧ３３，複数個の波長分波器３８を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子において、周回性ＡＷＧ３３を形成した素子の入力端および出力端をフィルム状に加工し、周回性ＡＷＧを形成した素子の入力に複数個の波長合波器のフィルム状に加工した出力端をバットカップリング４６により接続させ、さらに周回性ＡＷＧ３３を形成した素子の出力に複数個の波長分波器３８のフィルム状に加工した入力端をバットカップリング５１により接続させ、その後これらの複数個の波長合波器を積層させると共に複数個の波長分波器も積層させたものである。【選択図】  図２
2005208502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の波長合波器とアレイ導波路格子と複数個の波長分波器とを備えた光導波路素子であって、前記複数個の波長合波器と前記アレイ導波路格子とを可撓性を有する導波路で接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記複数個の波長分波器と前記アレイ導波路格子とを可撓性を有する導波路で接続すると共に前記複数の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子。
【請求項２】
前記複数個の波長分波器と前記アレイ導波路格子、および前記複数個の波長合波器と前記アレイ導波路格子とがポリマ導波路で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子。
【請求項３】
ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数個の波長分波器を備えた光導波路素子において、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力端および出力端の一部をフィルム状に加工し、前記入力端に前記複数個の波長合波器を連続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記出力端に前記複数個の波長分波器を接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子。
【請求項４】
ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数個の波長分波器を備えた光導波路素子において、前記複数個の波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力と接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記複数個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の出力と接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子。
【請求項５】
ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数値の波長分波器を備えた光導波路素子の製造方法において、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力端および出力端の一部をフィルム状に加工し、前記入力端に前記複数個の波長合波器を接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記出力端に前記複数個の波長分波器を接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子の製造方法。
【請求項６】
ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数個の波長分波器を備えた光導波路素子の製造方法において、前記複数個の波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力と接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記複数個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の出力と接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマ導波路を用いて形成された光導波路素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ（周回性アレイ導波路格子、以下周回性ＡＷＧという），複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子を作製するためには低損失であることが求められている。これに対して、従来は同一基板上にこれらの各光導波路素子と配線用導波路を形成して対応していた。
【０００３】
この従来の同一基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ、複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の外観を図１５に示す。
【０００４】
この図は４個のＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長合波器１５１，１５２，１５３，１５４とＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された周回性ＡＷＧ１５９がＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された配線用導波路１５５，１５６，１５７，１５８で接続され、さらにこの周回性ＡＷＧ１５９が４個のＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長分波器１６４，１６５，１６６，１６７とＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された配線用導波路１６０，１６１，１６２，１６３で接続された波長ルータ機能を有した光導波路素子である。
【０００５】
さらに断面図を図１６に示す。Ｓｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長合波器１６８とＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された周回性ＡＷＧ１７０がＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された配線用導波路１６９で接続され、さらにこの周回性ＡＷＧ１７０がＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長分波器１７２とＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された配線用導波路１７１で接続されていることが分かる。
【０００６】
この光導波路素子の中で用いられている周回性ＡＷＧで入力ポートを４個，出力ポートを４個持ったものでは、図１１に示したように入力ポート１から周波数（λ１），（λ２），（λ３），（λ４）の信号を、入力ポート２から周波数｛λ１｝，｛λ２｝，｛λ３｝，｛λ４｝の信号を、入力ポート３から周波数λ１，λ２，λ３，λ４の信号を、入力ポート４から周波数「λ１」，「λ２」，「λ３」，「λ４」の信号を入力すると、出力ポート５から周波数（λ１），｛λ２｝，λ３，「λ４」の信号が、出力ポート６から周波数（λ２），｛λ３｝，λ４，「λ１」の信号が、出力ポート７から周波数（λ３），｛λ４｝，λ１，「λ２」の信号が、出力ポート８から周波数（λ４），｛λ１｝，λ２，「λ３」の信号が出力される。
【０００７】
また、波長合波器で入力ポートを４個，出力ポートを１個持ったものでは図１２に示したように、入力ポート９から周波数λ１の信号を、入力ポート１０から周波数λ２の信号を、入力ポート１１から周波数λ３の信号を、入力ポート１２から周波数λ４の信号を入力すると出力ポート１３から各信号が合波されたλ１，λ２，λ３，λ４が出力されてくる。
【０００８】
さらに、波長分波器で入力ポートを１個，出力ポートを４個持ったものでは図１３に示したように、入力ポート１４から合波された信号λ１，λ２，λ３，λ４を入力すると、出力ポート１５から周波数λ１の信号が、出力ポート１６から周波数λ２の信号が、出力ポート１７から周波数λ３の信号が、出力ポート１８から周波数λ４の信号が出力されてくる。
【０００９】
このような機能を有した複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を組み合わせることにより、この光導波路素子が波長ルータとして利用できるようになる。
【００１０】
図１４は図１２に示した機能を有した波長合波器４個，図１１に示した機能を有した周回性ＡＷＧ，図１３に示した機能を有した波長分波器４個を組み合わせたもので、波長合波器１９の各入力ポートへ上から順に周波数が（λ１），（λ２），（λ３），（λ４）の信号を、波長合波器２０の各入力ポートへ上から順に周波数が｛λ１｝，｛λ２｝，｛λ３｝，｛λ４｝の信号を、波長合波器２１の各入力ポートヘ上から順に周波数がλ１，λ２，λ３，λ４の信号を、波長合波器２２の各入力ポートヘ上から順に周波数が「λ１」，「λ２」，「λ３」，「λ４」の信号を入力すると周回性ＡＷＧ２３を経由して、波長分波器２４の各出力ポートでは上から順に周波数が（λ１），｛λ２｝，λ３，「λ４」の信号が、波長分波器２５の各出力ポートでは上から順に周波数が「λ１」，（λ２），｛λ３｝，λ４の信号が、波長分波器２６の各出力ポートでは上から順に周波数がλ１，「λ２」，（λ３），｛λ４｝の信号が、波長分波器２７の各出力ポートでは上から順に周波数が｛λ１｝，λ２，「λ３」，（λ４）の信号が出力される。
【００１１】
この機能を用いることによりこの光導波路素子が波長ルータとして利用できるようになる。
【００１２】
図１７および図１８に、従来の基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の製造方法を示す。なお本図の中では４個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，４個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の製造方法を示している。
【００１３】
最初に、波長合波器，周回性ＡＷＧ，波長分波器の形成を行なうため、Ｓｉ基板１７３上にフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマで、下部クラッド層１７４をスピンコータ，カーテンコータ，スプレコータ等により成膜する［図１７（ａ）］。
【００１４】
ついで下部クラッド層１７４よりも高い屈折率を有したフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマでコア膜１７５を、スピンコータ，カーテンコータ，スプレコータ等により成膜する［図１７（ｂ）］。さらにこの上にフォトレジスト膜１７６をスピンコータにより成膜する［図１７（ｃ）］。ついでフォトリソグラフィ工程によりコアとなる場所を覆うフォトレジストマスクパターン１７７を形成する［図１７（ｄ）］。ドライエッチングによりフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマのコア１７８を形成し［図１７（ｅ）］、さらにフォトレジスト剥離液によりフォトレジストマスクパターン１７７を剥離する［図１８（ｆ）］。最後にその上を低屈折率なフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマの上部クラッド層１７９で覆うことにより、４個の波長合波器１８０，１８１，１８２，１８３，周回性ＡＷＧ１８８，４個の波長分波器１９３，１９４，１９５，１９６と配線用導波路１８４，１８５，１８６，１８７，１８９，１９０，１９１，１９２からなる波長ルータ機能を有した光導波路素子を形成することができる［図１８（ｇ）］。
【００１５】
【特許文献１】特開平１０−２６０３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、この従来の同一基板上に複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子では、素子のサイズが大きくなってしまう。このことは装置を小型化する上で問題となってきた。さらに同一基板上に複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を形成するため素子を作製する際に素子寸法の面内分布が生じてしまい、損失が増大する原因となり問題となってきた。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、Ｓｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成した複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の応用範囲を広めて行くため、小型化，低損失化を実現した光導波路素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数個の波長合波器とアレイ導波路格子と複数個の波長分波器とを備えた光導波路素子であって、前記複数個の波長合波器と前記アレイ導波路格子とを可撓性を有する導波路で接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記複数個の波長分波器と前記アレイ導波路格子とを可撓性を有する導波路で接続すると共に前記複数の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子である。
【００１９】
請求項２の発明は、前記複数個の波長分波器と前記アレイ導波路格子、および前記複数個の波長合波器と前記アレイ導波路格子とがポリマ導波路で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の光導波路素子である。
【００２０】
請求項３の発明は、ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数個の波長分波器を備えた光導波路素子において、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力端および出力端の一部をフィルム状に加工し、前記入力端に前記複数個の波長合波器を連続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記出力端に前記複数個の波長分波器を接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子である。
【００２１】
請求項４の発明は、ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数個の波長分波器を備えた光導波路素子において、前記複数個の波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力と接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記複数個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の出力と接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子である。
【００２２】
請求項５の発明は、ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数値の波長分波器を備えた光導波路素子の製造方法において、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力端および出力端の一部をフィルム状に加工し、前記入力端に前記複数個の波長合波器を接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記出力端に前記複数個の波長分波器を接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子の製造方法である。
【００２３】
請求項６の発明は、ポリマ導波路を用いて基板上に形成された複数個の波長合波器、周回性アレイ導波路格子、複数個の波長分波器を備えた光導波路素子の製造方法において、前記複数個の波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の入力と接続すると共に前記複数個の波長合波器を積層し、前記複数個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工し、前記周回性アレイ導波路格子を形成した素子の出力と接続すると共に前記複数個の波長分波器を積層したことを特徴とする光導波路素子の製造方法である。
【００２４】
請求項１および３の発明によれば基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子およびその製造方法において、周回性ＡＷＧを形成した素子の入力端および出力端の一部をフィルム状に加工し、入力端に複数個の波長合波器，出力端に複数個の波長分波器をバットカップリングにより接続させたことにより、これらの複数個の波長合波器を積層させ、同様に複数個の波長分波器を積層させることが可能となり素子面積の小型化が容易に可能となる。また、複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を個々に形成した後、集積するため素子寸法の面内分布が生じ難くなり低損失化が可能となる。
【００２５】
請求項２および４の発明によれば複数個の波長合波器および複数個の波長分波器を積層することが可能となり、素子面積の小型化が容易に可能となる。また、複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を個々に形成した後、集積するため素子寸法の面内分布が生じ難くなり低損失化が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
以上本発明によれば、以下に示すごとく優れた効果を発揮するものである。
【００２７】
（１）波長合波器、波長分波器とアレイ導波路とをそれぞれ可撓性を有する導波路で接続し、これら波長合波器、波長分波器を積層することで光導波路素子面積を小型化することが可能となる。
【００２８】
（２）基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子において、周回性ＡＷＧを形成した素子の入力端および出力端の一部をフィルム状に加工し、入力端に複数個の波長合波器，出力端に複数個の波長分波器をバットカップリング等により接続させ、これらの複数個の波長合波器を積層させ、同様に複数個の波長分波器を積層させることが可能となり素子面積の小型化が容易に可能となる。また、複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を個々に形成した後、集積するため素子寸法の面内分布が生じ難くなり低損失化が可能となる。
【００２９】
（３）基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子において、複数個の波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工し、周回性ＡＷＧを形成した素子の入力とバットカップリング等により接続させ、さらに複数個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工し、周回性ＡＷＧを形成した素子の出力とバットカップリング等により接続させ、その後これらの複数個の波長合波器を積層させ、同様に複数個の波長分波器を積層させることが可能となり、素子面積の小型化が容易に可能となる。また、複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を個々に形成した後、集積するため素子寸法の面内分布が生じ難くなり低損失化が可能となる。
【００３０】
（４）従って、Ｓｉ基板上にポリマ導波路を形成した複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の小型化，低損失化を、容易に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００３２】
図１に本発明の第１の実施の形態を示す。
【００３３】
図１は、基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ（周回性アレイ導波路格子），複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の外観を示す。また、図２は断面図である。
【００３４】
図１は、４個のＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長合波器を積層した波長合波器積層体２８とＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された周回性ＡＷＧ３３が、周回性ＡＷＧ３３を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路２９，３０，３１，３２で接続され、またＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された周回性ＡＷＧ３３と４個のＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長分波器を積層した波長分波器積層体３８が、周回性ＡＷＧ３３を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路３４，３５，３６，３７で接続された波長ルータ機能を有した光導波路素子である。
【００３５】
このように複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を組み合わせることにより、この光導波路素子が、図１４で説明したような波長ルータとして利用できるようになる。
【００３６】
また図２に示すように、Ｓｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された、波長の異なる複数の信号を１本の伝送路に多重化する波長合波器３９，４１，４３，４５の４個が接着層４０，４２，４４でそれぞれ接着され積層されたゾーン４６が波長合波器積層体２８となり、ゾーン４９がＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された周回性ＡＷＧ３３となり、またゾーン４８が、周回性ＡＷＧ３３の入力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路２９，３０，３１，３２となり、そのフィルム導波路２９，３０，３１，３２のゾーン４８と波長合波器積層体２８のゾーン４６とが、バットカップリング４７される。さらにＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された、多重化された複数の信号を波長毎に分波する波長分波器５３，５５，５７，５９の４個が接着層５４，５６，５８でそれぞれ接着され積層されたゾーン５２が波長分波器積層体３８となり、またゾーン５０が周回性ＡＷＧ３３の出力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路３４、３５，３６，３７となり、そのゾーン５０と波長分波器積層体３８のゾーン５２とがバットカップリング５１されていることが分かる。
【００３７】
図３〜図５に、本発明の第１の実施の形態の基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の製造方法を示す。なお本図の中では４個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，４個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の製造方法を示している。
【００３８】
最初に、４個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，４個の波長分波器の形成を行なうため、Ｓｉ基板６０上にフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマで、下部クラッド層６１をスピンコータ，カーテンコータ，スプレコータ等により成膜する［図３（ａ）］。ついで下部クラッド層６１よりも高い屈折率を有したフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマでコア膜６２を、スピンコータ，カーテンコータ，スプレコータ等により成膜する［図３（ｂ）］。さらにこの上にフォトレジスト膜６３をスピンコータにより成膜する［図３（ｃ）］。ついでフォトリソグラフィ工程によりコアとなる場所を覆うフォトレジストマスクパターン６４を形成する［図３（ｄ）］。
【００３９】
ドライエッチングによりフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマのコア６５を形成し［図３（ｅ）］、さらにフォトレジスト剥離液によりフォトレジストマスクパターン６４を剥離する［図３（ｆ）］。その上を低屈折率なフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマの上部クラッド層６６で覆うことにより、ポリマ導波路を用いて形成された素子ができる［図４（ｇ）］。
【００４０】
次に、周回性ＡＷＧを形成した素子の入力端および出力端の一部をフィルム状に加工するため、周回性ＡＷＧを形成した素子のＳｉ基板６０の下面にスピンコータでフォトレジスト膜６７を形成する［図４（ｈ）］。ついで、フォトリソグラフィによりフォトレジストマスクパターン６８を形成する［図４（ｉ）］。さらにフッ酸を用いたエッチングによりＳｉ基板の一部を除去してフィルム導波路部分６９，７０を形成する［図４（ｊ）］。ついでフォトレジスト剥離液によりフォトレジストマスクパターン６８を除去する［図４（ｋ）］。
【００４１】
最後に、［図３（ａ）］、〜［図４（ｇ）］で作製した４個の波長合波器７１，７２，７３，７４と４個の波長分波器８４，８５，８６，８７と［図３（ａ）］〜［図４（ｋ）］で作製した周回性ＡＷＧ７９を集積し［図５（ｌ）］、これらの４個の波長合波器７１，７２，７３，７４と周回性ＡＷＧ７９を、周回性ＡＷＧ７９を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路７５，７６，７７，７８でバットカップリングすることにより接続し、さらにこの周回性ＡＷＧ７９と４個の波長分波器８４，８５，８６，８７を、周回性ＡＷＧ７９を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路８０，８１，８２，８３でバットカップリングすることで接続し［図５（ｍ）］、これら４個の波長合波器７１，７２，７３，７４を積層させ、同様に４個の波長分波器８４，８５，８６，８７を積層させることにより波長ルータ機能を有した光導波路素子を形成することができる［図５（ｎ）］。
【００４２】
また、図６、図７に本発明の第２の実施の形態を示す。
【００４３】
図６は、基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の外観を示し、図７は断面図を示す。
【００４４】
図６、図７において、４個のＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長合波器を積層した波長合波器積層体９０とＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された周回性ＡＷＧ９５が、４個のＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路９１，９２，９３，９４でバットカップリングにより接続され、さらにこの周回性ＡＷＧ９５と４個のＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された波長分波器を積層した波長分波器積層体１００とが４個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路９６，９７，９８，９９でバットカップリングにより接続された波長ルータ機能を有した光導波路素子である。
【００４５】
このように複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を組み合わせることにより、この光導波路素子が波長ルータとして利用できるようになる。
【００４６】
さらに図７に示すように、Ｓｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された４個の波長合波器１０１，１０３，１０５，１０７が接着層１０２，１０４，１０６で接着され積層された波長合波器積層体９０のゾーン１０８とＳｉ基板上にポリマ導波路を用いて形成された周回性ＡＷＧ９５のゾーン１１１が、Ｓｉ基板上にポリマ導波路を用いて４個の波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路９１，９２，９３，９４のゾーン１０９でバットカップリング１１０により接続され、さらにゾーン１１１と４個の波長分波器１１５，１１７，１１９，１２１が接着層１１６，１１８，１２０で接着され積層された波長分波器積層体１００とが４個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路９６，９７，９８，９９のゾーン１１３でバットカップリング１１２により接続されていることが分かる。
【００４７】
図８〜図１０に、本発明の第２の実施の形態の基板上にポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の製造方法を示す。なお本図の中では４個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，４個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の製造方法を示している。
【００４８】
最初に、４個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，４個の波長分波器の形成を行なうため、Ｓｉ基板１２２上にフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマで、下部クラッド層１２３をスピンコータ，カーテンコータ，スプレコータ等により成膜する［図８（ａ）］。ついで下部クラッド層１２１よりも高い屈折率を有したフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマでコア膜１２４を、スピンコータ，カーテンコータ，スプレコータ等により成膜する［図８（ｂ）］。
【００４９】
さらにこの上にフォトレジスト膜１２５をスピンコータにより成膜する［図８（ｃ）］。ついでフォトリソグラフィ工程によりコアとなる場所を覆うフォトレジストマスクパターン１２６を形成する［図８（ｄ）］。ドライエッチングによりフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマのコア１２７を形成し［図８（ｅ）］、さらにフォトレジスト剥離液によりフォトレジストマスクパターン１２６を剥離する［図８（ｆ）］。その上を低屈折率なフッ素化ポリイミド，エポキシ，ポリメチルメタクリレート等のポリマの上部クラッド層１２８で覆うことにより、ポリマ導波路を用いて形成された素子ができる［図９（ｇ）］。
【００５０】
次に、波長合波器を形成した素子の出力端の一部あるいは波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工するため、波長合波器を形成した素子あるいは波長分波器を形成した素子のＳｉ基板１２２の下面にスピンコータでフォトレジスト膜１２９を形成する［図９（ｈ）］。ついで、フォトリソグラフィによりフォトレジストマスクパターン１３０を形成する［図９（ｉ）］。さらにフッ酸を用いたエッチングによりＳｉ基板の一部を除去してフィルム導波路１３１を形成する［図９（ｊ）］。ついでフォトレジスト剥離液によりフォトレジストマスクパターン１３０を除去する［図９（ｋ）］。
【００５１】
最後に、［図８（ａ）］〜［図９（ｇ）］で作製した周回性ＡＷＧ１４０と［図８（ａ）］〜［図９（ｋ）］で作製した４個の波長合波器１３２，１３３，１３４，１３５と４個の波長分波器１４５，１４６，１４７，１４８を集積し［図１０（ｌ）］、これらの４個の波長合波器１３２，１３３，１３４，１３５と周回性ＡＷＧ１４０を、Ｓｉ基板上にポリマ導波路を用いて複数個の波長合波器を形成した素子の出力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路１３６，１３７，１３８，１３９でバットカップリングすることにより接続し、さらにこの周回性ＡＷＧ１４０と４個の波長分波器１４５，１４６，１４７，１４８とが４個の波長分波器を形成した素子の入力端の一部をフィルム状に加工したフィルム導波路１４１，１４２，１４３，１４４でバットカップリングすることにより接続させ［図１０（ｍ）］、その後４個の波長分波器１４５，１４６，１４７，１４８を積層させ、同様に４個の波長分波器１４５，１４６，１４７，１４８を積層させることにより波長ルータ機能を有した光導波路素子を形成することができる［図１０（ｎ）］。
【実施例】
【００５２】
次に、上記方法を用いたポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の試作結果について説明する。
【００５３】
本発明の第１の実施の形態の製造方法（図３から図５）によりポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の損失特性を表１の実施例その１に示す。
【００５４】
【表１】
2005208502.tif 000003
【００５５】
実施例その１のポリマ導波路のコア寸法は、シングルモードとなるように幅８μｍ，高さ８μｍとし、屈折率差は０．３５％とした。またコアの周囲を覆う下部クラッド，上部クラッド層の厚さは１５μｍとした。
【００５６】
表１の実施例その１に示したように本発明の第１の実施の形態の製造方法で、ポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子を作製すると１．３μｍ帯における各入力−出力の伝播損失は２２．９７〜２３．１１ｄＢであり良好な値であった。また素子サイズは３ｃｍ×９ｃｍであった。これは周回性ＡＷＧと波長合波器，周回性ＡＷＧと波長分波器の接続がフィルム導波路を介してのバットカップリングとなるため、複数個の波長合波器を積層でき、同様に複数個の波長分波器も積層できたことによる。
【００５７】
さらに、本発明の第２の実施の形態の製造方法（図８から図１０）によりポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の損失特性を表１の実施例その２に示す。
【００５８】
実施例その２のポリマ導波路のコア寸法は、シングルモードとなるように幅８μｍ，高さ８μｍとし、屈折率差は０．３５％とした。またコアの周囲を覆う下部クラッド，上部クラッド層の厚さは１５μｍとした。
【００５９】
表１の実施例その２に示したように本発明の第２の実施の形態の製造方法で、ポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子を作製すると１．３μｍ帯における各入力−出力の伝播損失は２２．５６〜２３．０１ｄＢであり良好な値であった。また素子サイズは３ｃｍ×９ｃｍであった。これは周回性ＡＷＧと波長合波器，周回性ＡＷＧと波長分波器の接続がフィルム導波路を介してのバットカップリングとなるため、複数個の波長合波器を積層でき、同様に複数個の波長分波器も積層できたことによる。
【００６０】
しかし、比較例その１に示したように、従来の製造方法で、ポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子を作製すると、１．３μｍ帯における各入力−出力の伝播損失は２４．５４〜３３．８１ｄＢであり、実施例その１に示した本発明の第１の実施の形態の製造方法で作製した、ポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の各入力−出力の伝播損失と比較すると１０ｄＢほど高い値となっている。また素子サイズは１０ｃｍ×１５ｃｍであり、実施例その１や実施例その２の素子サイズと比較すると大幅に大型化していることが分かる。
【００６１】
これは、実施例その１や実施例その２に示した本発明の第１および第２の実施の形態の製造方法で作製した、ポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子では、ポリマ導波路を用いたバットカップリングで複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積しているのに対して、比較例その１に示した従来の製造方法で作製したポリマ導波路を用いて形成された複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子では同一基板上に複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を形成しているため面内で素子寸法の分布が生じてしまい伝播損失が大きな値となり、さらに同一基板上に各部品を形成するため、素子サイズが大きくなってしまう。
【００６２】
以上のように、本発明の光導波路素子および製造方法を用いることでＳｉ基板上にポリマ導波路を形成した複数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を集積した波長ルータ機能を有した光導波路素子の小型化，低損失化を容易に実現できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光導波路素子の外観を示す図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の光導波路素子の製造方法を示す図である。
【図４】図４の製造方法の続きを示す図である。
【図５】図５の製造方法の続きを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の光導波路素子の外観を示す図である。
【図７】図６の断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の光導波路素子の製造方法を示す図である。
【図９】図８の製造方法の続きを示す図である。
【図１０】図９の製造方法の続きを示す図である。
【図１１】周回性ＡＷＧの機能を示す図である。
【図１２】波長合波器の機能を示す図である。
【図１３】波長分波器の機能を示す図である。
【図１４】数個の波長合波器，周回性ＡＷＧ，複数個の波長分波器を組み合わせた波長ルータ機能を有した光導波路素子の機能を示す図である。
【図１５】従来のルータ機能を有した光導波路素子の外観を示す図である。
【図１６】図１５の断面図である。
【図１７】従来の波長ルータ機能を有した光導波路素子の製造方法を示す図である。
【図１８】図１７の製造方法の続きを示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
２８  波長合波器積層体
２９，３０，３１，３２  フィルム導波路  
３３  周回性ＡＷＧ
３４，３５，３６，３７  フィルム導波路
３８  波長分波器積層体
４７，５１  バットカップリング
【図１】
2005208502.tif 000004
【図２】
2005208502.tif 000005
【図３】
2005208502.tif 000006
【図４】
2005208502.tif 000007
【図５】
2005208502.tif 000008
【図６】
2005208502.tif 000009
【図７】
2005208502.tif 000010
【図８】
2005208502.tif 000011
【図９】
2005208502.tif 000012
【図１０】
2005208502.tif 000013
【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】
2005208502.tif 000018
【図１６】
2005208502.tif 000019
【図１７】
2005208502.tif 000020
【図１８】
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