(57)【要約】【課題】  出力用導波路の高密度化と出力用導波路間の損失均一化との両立を図る。【解決手段】  導波路型光スプリッタ１０は、基板１１上に入力用導波路１２と複数の出力用導波路１３とスラブ導波路１４とが形成され、スラブ導波路１４が入射端１５及び出射端１６を有し、出射端１６が入射端１５又はその近傍を中心とする円弧状を呈し、入射端１５に入力用導波路１２が接続され、出射端１６に複数の出力用導波路１３が接続されている。そして、出射端１６の中心部１６１では、出射端１６１に出力用導波路１３が直接接続されている。出射端１６の周辺部１６２では、出射端１６に向かって導波路幅が広くなるテーパ導波路１７を介して、出射端１６に出力用導波路１３が接続されている。また、テーパ導波路１７は、周辺になるほど開口幅が広くなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に入力用導波路と複数の出力用導波路とスラブ導波路とが形成され、このスラブ導波路が入射端及び出射端を有し、この出射端が前記入射端又はその近傍を中心とする円弧状を呈し、前記入射端に前記入力用導波路が接続され、前記出射端に前記複数の出力用導波路が接続され、前記入射端から前記出射端に到達する光の強度が当該出射端の中心から周辺に行くに従って低下する導波路型光スプリッタにおいて、
前記出射端の中心部では、当該出射端に前記出力用導波路が直接接続され、
前記出射端の周辺部では、当該出射端に向かって導波路幅が広くなる第一のテーパ導波路を介して当該出射端に前記出力用導波路が接続された、
ことを特徴とする導波路型光スプリッタ。
【請求項２】
基板上に入力用導波路と複数の出力用導波路とスラブ導波路とが形成され、このスラブ導波路が入射端及び出射端を有し、この出射端が前記入射端又はその近傍を中心とする円弧状を呈し、前記入射端に前記入力用導波路が接続され、前記出射端に前記複数の出力用導波路が接続され、前記入射端から前記出射端に到達する光の強度が当該出射端の中心から周辺に行くに従って低下する導波路型光スプリッタにおいて、
前記出射端の中心部では、当該出射端に向かって導波路幅が狭くなる第二のテーパ導波路を介して当該出射端に前記出力用導波路が接続され、
前記出射端の周辺部では、当該出射端に向かって導波路幅が広くなる第一のテーパ導波路を介して当該出射端に前記出力用導波路が接続された、
ことを特徴とする導波路型光スプリッタ。
【請求項３】
前記中心部と前記周辺部との間の中間部では、当該出射端に前記出力用導波路が直接接続された、
請求項２記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項４】
前記出力用導波路は、前記出射端の中心部で密に配置され、前記出射端の周辺部で粗に配置された、
請求項１乃至３のいずれかに記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項５】
前記出力用導波路は、前記出射端の中心から周辺に行くに従って徐々に粗になるように配置された、
請求項４記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項６】
前記第一のテーパ導波路は前記出射端の中心から周辺に行くに従って開口幅が広くなる、
請求項１乃至５のいずれかに記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項７】
前記第二のテーパ導波路は前記出射端の周辺から中心に行くに従って開口幅が狭くなる、
請求項２又は３記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項８】
前記第一のテーパ導波路のテーパ形状は、内側に湾曲している、
請求項１乃至７のいずれかに記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項９】
前記第一のテーパ導波路のテーパ形状は、ｎ（ｎは２以上の整数）次関数的に内側に湾曲している、
請求項８記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項１０】
前記第一のテーパ導波路のテーパ形状は、指数関数的に内側に湾曲している、
請求項８記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項１１】
前記複数の出力用導波路と交差する複数の損失低減用導波路が形成された、
請求項１乃至１０記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項１２】
前記複数の損失低減用導波路は、前記出射端の中心から周辺に行くに従って損失を低減する度合いが高くなるように形成された、
請求項１１記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項１３】
前記複数の損失低減用導波路は、前記出射端の周辺部に接続された前記出力用導波路のみに交差する、
請求項１２記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項１４】
前記複数の損失低減用導波路は、前記出射端の中心から周辺に行くに従ってその本数が減少する、
請求項１２記載の導波路型光スプリッタ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載の導波路型光スプリッタと、
前記入力用導波路に接続された入力用光ファイバと、
前記出力用導波路に接続された出力用光ファイバと、
前記導波路型光スプリッタ、前記入力用光ファイバ及び前記出力用光ファイバを内包したケースと、
を備えた導波路型光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＰＯＮ（Passive Optical Network）システムなどにおいて光を複数に分岐するために使われる導波路型光スプリッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
低コストな光通信システム構築のため、ＰＯＮシステムの加入者系への適用が盛んに行われている。ＰＯＮシステムとは、アクセス区間に光スプリッタを用いて光ファイバを分岐することにより、その効率的な利用を可能とするものであり、光通信システムの大幅なコストダウンを実現する。
【０００３】
このＰＯＮシステムでは光の分岐に光スプリッタモジュールを用いるが、これには低い挿入損失、低偏光依存性及び高信頼性が求められる。ＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit）型光スプリッタは、これらの要求を満足し、ＰＯＮシステムのキーデバイスとして、日本国内だけでも月産数万個が生産されている。
【０００４】
ＰＬＣ型光スプリッタでは、小型で高信頼な特性を有する反面、Ｓｉ（シリコン）基板とＳｉＯ２（石英ガラス）との線膨張係数の違いに起因して複屈折が発生するので、光学特性に悪影響を与える。複屈折の発生している導波路でＹ分岐を形成すると、分岐比が偏光依存性を持ち、これにより分岐光には偏光に依存した損失ＰＤＬ（Polarization Dependent Loss）が発生する。ＰＤＬは、光通信システムのパワーマージンに影響を与えるため、これの低減が必須である。
【０００５】
このＰＬＣ型光スプリッタ（第一従来例）について、図８を用いて詳しく説明する。
【０００６】
ＰＬＣ型光スプリッタ８０は、基板８１上に導波路８２が形成された１×ｎ（ｎは２以上の整数、例えばｎ＝８。）の構造である。基板８１の入射端８３には入力用光ファイバ８４が接続され、基板８１の出射端８５には出力用光ファイバ８６が接続されている。そして、導波路８２は、単にＹ分岐を多段接続し、これを増やすことにより、分岐数を増加させる構造となっている。しかしながら、複屈折の大きなＰＬＣ型光スプリッタ８０では、多段のＹ分岐構造を採用することにより、ＰＤＬが累積的に増加するので、顧客ニーズに応えられない可能性がある。特に、分岐数が多くなり、１×３２等の多分岐構造では累積したＰＤＬが無視できなくなる。更に、多分岐のＰＬＣ型光スプリッタ８０では、Ｙ分岐での分岐過剰損失の累積により、挿入損失が増加することにもなる。
【０００７】
以上述べたＰＬＣ型光スプリッタ８０の課題を克服し、良好な光学特性を実現するには、単一で多分岐を得るいわゆる「スターカプラ」を採用することが望ましい。しかしながら、従来のスターカプラでは、中央の出力用導波路では光パワーが大きいものの、端の出力用導波路では光パワーが小さくなる。このため、従来のスターカプラでは、複屈折の大きな導波路においても、多段構造ではないため偏光依存性が累積されず、良好な偏光依存性が得られる反面、分岐後各ポートでの損失均一性がＹ分岐型に劣る短所を有していた。また、特許文献１には、このような問題を解決しようとするスターカプラが開示されている。
【０００８】
この特許文献１のスターカプラ（第二従来例）について、図９を用いて詳しく説明する。
【０００９】
スターカプラ９０は、シリコン基板９１上に、入力用導波路９２、扇型スラブ導波路９３、多数のテーパ導波路９４及び多数の出力用導波路９５を順次配置し接続したものである。このスターカプラ９０では、全ての出力用導波路９５にそれぞれテーパ導波路９４を設け、各テーパ導波路９４の扇型スラブ導波路９３側の開口幅を、光強度の大きい中心部では狭く、逆に光強度の小さい周辺部では広く設定することにより、全ての出力用導波路９５に分岐される信号光の強度を均一に（すなわち損失を均一に）しようとしている。
【００１０】
【特許文献１】特許第２５３８０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、スターカプラ９０では、全ての出力用導波路９５にそれぞれテーパ導波路９４を設け、各テーパ導波路９４の開口幅を中心から周辺に行くに従い広げている。そのため、中心の出力用導波路９５にもテーパ導波路９４を設けているので、周辺の出力用導波路９５の開口幅がかなり広がってしまう。したがって、全てのテーパ導波路９４がシリコン基板９１の面積内に収まるように、出力用導波路９５の数を制限する必要がある。また、出力用導波路９５の数を制限しなければ、テーパ導波路９４の開口幅を無理に狭くしなければならないので、出力用導波路９５間での損失均一性を改善できない。実際、特許文献１に記載された条件に基づいて作成したスターカプラでは、損失均一性を十分に得ることができなかった。このように、スターカプラ９０では、出力用導波路９５の高密度化との損失均一化との両立を図ることが困難であった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、出力用導波路の高密度化と出力用導波路間の損失均一化との両立を図ることができる、導波路型光スプリッタを提供することにある。換言すると、本発明の目的は、従来のスターカプラで見られていた各出力ポートでの不均一な光出力分布を改善し、低損失で良好な偏光依存性を有する、導波路型光スプリッタを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る導波路型光スプリッタは、基板上に入力用導波路と複数の出力用導波路とスラブ導波路とが形成され、スラブ導波路が入射端及び出射端を有し、出射端が入射端又はその近傍を中心とする円弧状を呈し、入射端に入力用導波路が接続され、出射端に複数の出力用導波路が接続され、入射端から出射端に到達する光の強度が出射端の中心から周辺に行くに従って低下するものである。そして、出射端の中心部では、出射端に出力用導波路が直接接続されている。出射端の周辺部では、当該出射端に向かって導波路幅が広くなる第一のテーパ導波路を介して、出射端に出力用導波路が接続されている。
【００１４】
入力用導波路からスラブ導波路に入った光は、回折現象によって入射端又はその近傍を中心とする扇状に広がって、円弧状の出射端に到達する。出射端に到達した光の強度は、出射端の中心から周辺に行くに従って低下するガウス分布を示す。そして、出射端に到達した光は、出射端の中心部で直接出力用導波路に入り、出射端の周辺部で第一のテーパ導波路を介して出力用導波路に入る。これにより、光強度の高い中心部の出力用導波路では第一のテーパ導波路が無いので必要以上に光が集まらず、光強度の低い周辺部の出力用導波路では第一のテーパ導波路が有るので大いに光が集まることにより、出力用導波路間の損失均一化が図れる。
【００１５】
前述の第二従来例（以下「従来技術」という。）では、スラブ導波路の出射端の中心部にも広い開口幅を有するテーパ導波路を設けていた。そのため、出力用導波路間の損失均一化を図ろうとすると、出射端の周辺部のテーパ導波路の開口幅はそれ以上に広くする必要があった。これにより、基板上に形成される出力用導波路の数が制限されていた。
【００１６】
これに対し、本発明では、出射端の中心部にテーパ導波路を設けないので、出射端の周辺部の第一のテーパ導波路の開口幅を従来技術よりも狭くしても、出力用導波路間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路の高密度化と出力用導波路間の損失均一化との両立を図ることができる。
【００１７】
また、スラブ導波路の出射端の中心部では、出射端に向かって導波路幅が狭くなる第二のテーパ導波路を介して出射端に出力用導波路を接続してもよい。この場合は、出射端の中心部の出力用導波路では第二のテーパ導波路によって光が絞られるので、これに合わせて出射端の周辺部の第一のテーパ導波路の開口幅を更に狭くしても、出力用導波路間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路の高密度化と出力用導波路間の損失均一化との両立をより図ることができる。
【００１８】
このとき、出射端の中心部と周辺部との間の中間部では、出射端に出力用導波路を直接接続してもよい。複数の出力用導波路を第一のテーパ導波路付き、直結、第二のテーパ導波路付きの三種類に分けることによって、出力用導波路間の損失均一化をより図ることができる。
【００１９】
また、出力用導波路は、スラブ導波路の出射端の中心部で密に配置し、出射端の周辺部で粗に配置してもよい。例えば、出力用導波路は、出射端の中心から周辺に行くに従って徐々に粗になるように配置してもよい。出射端の中心部では、光強度が高いためテーパを広げる必要がないので、出力用導波路を密に配置することにより、高密度化を図る。一方、出射端の周辺部では、光強度が低いため出力用導波路を粗に配置することにより、テーパを十分に広げることができる。このように、出射端での光強度のガウス分布に対応させて出力用導波路の粗密を変えることにより、出力用導波路間の損失均一化をより図ることができる。
【００２０】
また、第一のテーパ導波路は出射端の中心から周辺に行くに従って開口幅が広くなる、又は、第二のテーパ導波路は出射端の周辺から中心に行くに従って開口幅が狭くなる、としてもよい。出射端での光強度のガウス分布に対応させることにより、出力用導波路間の損失均一化をより図ることができる。
【００２１】
また、第一のテーパ導波路のテーパ形状は内側に湾曲させてもよく、例えばｎ（ｎは２以上の整数）次関数的に内側に湾曲させてもよく、特に指数関数的に内側に湾曲させるとなおよい。この場合は、第一のテーパ導波路の長さを短縮できるので、小型化を実現できる。
【００２２】
また、複数の出力用導波路と交差する複数の損失低減用導波路を形成してもよい。スラブ導波路とテーパ導波路又は出力用導波路との結合部では、光の散乱によるパワー損失（以下「挿入損失」という。）が発生する。このとき、複数の出力用導波路に複数の導波路を交差させると、出射端での損失が低減される。本発明では、出射端の中心部に第一のテーパ導波路を設けずに、出力用導波路間の損失均一化を図っているので、全ての出力用導波路で光強度が低くなりがちである。したがって、損失低減用導波路を設けることにより、全ての出力用導波路で光強度を向上できる。
【００２３】
また、複数の損失低減用導波路は、出射端の中心から周辺に行くに従って損失を低減する度合いが高くなるように形成してもよい。例えば、複数の損失低減用導波路は、出射端の周辺部に接続された出力用導波路のみに交差するように形成してもよいし、出射端の中心から周辺に行くに従ってその本数が減少するように形成してもよい。これらの場合は、出射端の周辺部の第一のテーパ導波路の開口幅を更に狭くしても、損失低減用導波路の効果によって出力用導波路間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路の高密度化と出力用導波路間の損失均一化との両立をより図ることができる。
【００２４】
本発明に係る導波路型光モジュールは、本発明に係る導波路型光スプリッタと、前記入力用導波路に接続された入力用光ファイバと、前記出力用導波路に接続された出力用光ファイバと、前記導波路型光スプリッタ、前記入力用光ファイバ及び前記出力用光ファイバを内包したケースとを備えたものである。本発明に係る導波路型光モジュールによれば、本発明に係る導波路型光スプリッタを備えたことにより、小型でしかも均一な強度の出力光が得られる。
【００２５】
また、本発明は、次のように言い換えることができる。本発明の特長は、出力用導波路のテーパ幅を光強度に応じて変化させることにある。すなわち、光強度の強い中央部分では出力用導波路の間隔とテーパ導波路の開口幅を狭め、光強度の弱い端の部分では出力用導波路の間隔とテーパ導波路の開口幅を広げる構成とする。これにより、スターカプラにおいて過剰損失を増大させることなく、各出力用導波路での損失均一性を改善し、低損失かつ低偏光依存性の光スプリッタを実現する。このように、スターカプラの出力用導波路の開口幅を光強度が均一となるように設定することで、各出力用導波路に入力される光強度の均一性を改善でき、良好な光学特性を有する光スプリッタを実現できる。
【００２６】
次に、本発明と従来技術（特許文献１）との違いについて付言する。従来技術は、スターカプラにおいて出力用の各チャンネルにテーパ導波路を導入したものである。ただし、テーパ開口部については、明確に記載されておらず、光強度の断面積に比例して開口幅を決める、及び開口断面積を各ポートで変える、と記載されているのみである。これに対し、本発明では、光スプリッタにおいて各ポートの損失均一性を向上させるため、複数の出力用導波路の配置の中心部分では開口幅を狭く、光強度の弱い周辺部分では開口幅を広く設定する。したがって、本発明は、スターカプラに関する漠然とした内容の従来技術とは異なり、光スプリッタの損失均一性向上に焦点を絞ったものである。これに加え、開口断面積の決定方法については、本発明と従来技術とでは明確に異なっている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る導波路型光スプリッタ及び導波路型光モジュールによれば、スラブ導波路の出射端の中心部の出力用導波路を直結又は開口幅の狭い第二のテーパ付きとし、周辺部の出力用導波路を開口幅の広い第一のテーパ付きとすることにより、光強度の高い中心部の出力用導波路では第一のテーパ導波路が無いので必要以上に光が集まらず、光強度の低い周辺部の出力用導波路では第一のテーパ導波路が有るので大いに光が集まることにより、出力用導波路間の損失均一化が図れる。しかも、出射端の中心部に第一のテーパ導波路を設けないので、出射端の周辺部の第一のテーパ導波路の開口幅を従来技術よりも狭くしても、出力用導波路間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路の高密度化と出力用導波路間の損失均一化との両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１は、本発明に係る導波路型光スプリッタの第一実施形態を示す平面図である。図２は、図１の部分拡大図である。以下、図１及び図２に基づき説明する。
【００２９】
本実施形態の導波路型光スプリッタ１０は、基板１１上に入力用導波路１２と複数の出力用導波路１３とスラブ導波路１４とが形成され、スラブ導波路１４が入射端１５及び出射端１６を有し、出射端１６が入射端１５又はその近傍を中心とする円弧状を呈し、入射端１５に入力用導波路１２が接続され、出射端１６に複数の出力用導波路１３が接続され、入射端１５から出射端１６に到達する光の強度が出射端１６の中心から周辺に行くに従って低下するものである。そして、出射端１６の中心部１６１では、出射端１６１に出力用導波路１３が直接接続されている。出射端１６の周辺部１６２では、出射端１６に向かって導波路幅が広くなるテーパ導波路１７を介して、出射端１６に出力用導波路１３が接続されている。また、テーパ導波路１７は、周辺になるほど開口幅が広くなる。つまり、図２において、出力用導波路１３の開口幅をＷ１とし、テーパ導波路１７の開口幅を中心から周辺方向にＷ２，Ｗ３，Ｗ４とすると、Ｗ１＜Ｗ２＜Ｗ３＜Ｗ４となっている。
【００３０】
基板１１は、例えばシリコン基板である。この基板１１上に、ＣＶＤ、フォトリソグラフィ及びＲＩＥなどの微細加工技術を用いて、導波路となるコア層と導波路以外のクラッド層とを形成している。入力用導波路１２及び出力用導波路１３には、それぞれ図示しない入力用光ファイバ及び出力用光ファイバが接続される。
【００３１】
光ファイバからの信号光は、入力用導波路１２を伝搬した後、スラブ導波路１４内で水平方向の閉じ込めがないために広がって進む。ここで、スラブ導波路１４の幅は、回折により広がる光が境界に当たらない程度に十分大きくしてある。また、入射端１５から回折により広がる光の波面の曲率中心は入射端１５よりも奥にあることが知られているので、スラブ導波路１４の曲率中心を入射端１５よりも数μｍ〜数１０μｍ程度入力用導波路１２側へ配置してある。各テーパ導波路１７の位置と形状（出射端１６側の開口幅）は、所定の分岐比となるように設定してある。また、テーパ導波路１７のテーパ角はできるだけ小さくし、導波路幅減少に伴う光の放射損失を抑制している。なお、出力用導波路１３は、８本の場合を図示しているが、言うまでもなく何本でもよい。
【００３２】
次に、導波路型光スプリッタ１０の作用及び効果について説明する。
【００３３】
入力用導波路１２からスラブ導波路１４に入った光は、回折現象によって入射端１５又はその近傍を中心とする扇状に広がって、円弧状の出射端１６に到達する。出射端１６に到達した光の強度は、出射端１６の中心から周辺に行くに従って低下するガウス分布を示す。そして、出射端１６に到達した光は、出射１６端の中心部１６１で直接出力用導波路１３に入り、出射端１６の周辺部１６２でテーパ導波路１７を介して出力用導波路１３に入る。これにより、光強度の高い中心部１６１の出力用導波路１３ではテーパ導波路１７が無いので必要以上に光が集まらず、光強度の低い周辺部１６２の出力用導波路１３ではテーパ導波路１７が有るので大いに光が集まることにより、出力用導波路１３間の損失均一化が図れる。また、テーパ導波路１７は周辺になるほど開口幅が広くなる。つまり、開口幅Ｗ１〜Ｗ４が出射端１６での光強度のガウス分布に対応していることにより、出力用導波路１３間の損失均一化をより図ることができる。
【００３４】
本実施形態では、出射端１６の中心部１６１にテーパ導波路１７を設けないので、出射端１６の周辺部１６２のテーパ導波路１７の開口幅を従来技術よりも狭くしても、出力用導波路１３間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路１３の高密度化と出力用導波路１３間の損失均一化との両立を図ることができる。
【００３５】
また、出力用導波路１３は、出射端１６の中心部１６１で密に配置され、出射端１６の周辺部１６２で粗に配置されている。出射端１６の中心部１６１では、光強度が高いためテーパを広げる必要がないので、出力用導波路１３を密に配置することにより、高密度化を図る。一方、出射端１６の周辺部１６２では、光強度が低いため出力用導波路１３を粗に配置することにより、テーパを十分に広げることができる。このように、出射端１６での光強度のガウス分布に対応させて出力用導波路１３の粗密を変えることにより、出力用導波路１３間の損失均一化をより図ることができる。
【００３６】
図３［１］は、本発明に係る導波路型光スプリッタの第二実施形態を示す部分平面図である。以下、図３［１］に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分については、同じ符号を付すか又は図示を略すことにより説明を省略する。
【００３７】
出射端１６は、図３［１］では直線状に示しているが、実際は図１と同じように円弧状である。出射端１６の中心部１６１では、出射端１６に向かって導波路幅が狭くなるテーパ導波路１８を介して出射端１６に出力用導波路１３を接続している。また、出射端１６の中心部１６１と周辺部１６２との間の中間部１６１では、出射端１６に出力用導波路３を直接接続している。そして、テーパ導波路１７は周辺になるほど開口幅が広くなり、テーパ導波路１８は中心になるほど開口幅が狭くなる。つまり、テーパ導波路１８の開口幅を中心から周辺方向にＷ１１，Ｗ１２とし、出力用導波路１３の開口幅をＷ１３とし、テーパ導波路１７の開口幅を中心から周辺方向にＷ１４，Ｗ１５，Ｗ１６とすると、Ｗ１１＜Ｗ１２＜Ｗ１３＜Ｗ１４＜Ｗ１５＜Ｗ１６となっている。
【００３８】
本実施形態によれば、中心部１６１の出力用導波路１３ではテーパ導波路１８によって光が絞られるので、これに合わせて周辺部１６２のテーパ導波路１７の開口幅を第一実施形態よりも狭くしても、出力用導波路１３間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路１３の高密度化と出力用導波路１３間の損失均一化との両立をより図ることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、複数の出力用導波路１３をテーパ導波路付き１７、直結、テーパ導波路１８付きの三種類に分けているが、テーパ導波路付き１７、テーパ導波路１８付きの二種類にしてもよい。
【００４０】
図３［２］は、本発明に係る導波路型光スプリッタの第三実施形態を示す部分平面図である。以下、図３［２］に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分については、同じ符号を付すか又は図示を略すことにより説明を省略する。
【００４１】
本実施形態におけるテーパ導波路１９は、そのテーパ形状が内側に湾曲している。このとき、指数関数的に内側に湾曲していることが望ましい。
【００４２】
本実施形態によれば、導波路幅減少に伴う光の放射損失を抑制したまま、テーパ導波路１９の長さＬ１を短縮できるので、小型化を実現できる。数値例を挙げて説明すると、出力用導波路１３の幅が７μｍかつ開口幅Ｗが２０μｍの場合、直線状のテーパ形状のテーパ導波路１７では長さＬ２が５００μｍ必要であるのに対し、本実施形態のテーパ導波路１９では長さＬ１が２００μｍでよい。
【００４３】
なお、図１乃至図３では、わかりやすくするために、上下方向（導波路の幅方向）に対して横方向（導波路の長さ方向）を短縮して示している。
【００４４】
図４は、本発明に係る導波路型光スプリッタの第四実施形態を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００４５】
本実施形態の導波路型光スプリッタ２０は、複数の出力用導波路１３と交差する複数の損失低減用導波路２１１〜２１６を設けたものである。損失低減用導波路２１１〜２１６は、他の導波路と同時に基板１１上に形成され、転換領域２１を構成している。また、損失低減用導波路２１１〜２１６は、出射端１６と同心円の円弧状を呈し、出射端１６から離れるに従い細くなっている。損失低減用導波路２１１，…の本数は、図示しやすくするために６本としたが、実際には２０〜４０本が好ましいとされている。転換領域２１では、複数の出力用導波路１３と複数の損失低減用導波路２１１〜２１６とがメッシュ状になっている。このとき、損失低減用導波路２１１〜２１６の幅及び間隔を徐々に変えることによって、複数の出力用導波路１３間を伝搬する光が効率よく出力用導波路１３に結合することにより、挿入損失を低減できる。
【００４６】
本実施形態では、出射端１６の中心部１６１にテーパ導波路１７を設けずに、出力用導波路１３間の損失均一化を図っているので、全ての出力用導波路１３で光強度が低くなりがちである。したがって、損失低減用導波路２１１，…を設けることにより、全ての出力用導波路１３で光強度を向上できる。
【００４７】
図５は、本発明に係る導波路型光スプリッタの第五実施形態を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図４と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００４８】
本実施形態の導波路型光スプリッタ３０は、複数の出力用導波路１３と交差する複数の損失低減用導波路３１１〜３１６を設けたものである。損失低減用導波路３１１〜３１６は、他の導波路と同時に基板１１上に形成され、転換領域３１を構成している。また、損失低減用導波路３１１〜２１６は、出射端１６と同心円の円弧状を呈し、出射端１６から離れるに従い細くなっている。第四実施形態と異なる部分は、複数の損失低減用導波路３１１，…がテーパ導波路１７付きの出力用導波路１３にのみに交差する点である。これにより、転換領域３１において、出射端１６の中心から周辺に行くに従って、損失を低減する度合いが高くなる。
【００４９】
本実施形態では、テーパ導波路１７の開口幅を第四実施形態よりも狭くしても、損失低減用導波路３１１，…の効果によって出力用導波路１３間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路１３の高密度化と出力用導波路１３間の損失均一化との両立をより図ることができる。
【００５０】
図６は、本発明に係る導波路型光スプリッタの第六実施形態を示す平面図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図４と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００５１】
本実施形態の導波路型光スプリッタ４０は、複数の出力用導波路１３と交差する複数の損失低減用導波路４１１〜４１６を設けたものである。損失低減用導波路４１１〜４１６は、他の導波路と同時に基板１１上に形成され、転換領域４１を構成している。また、損失低減用導波路４１１〜２１６は、出射端１６と同心円の円弧状を呈し、出射端１６から離れるに従い細くなっている。第四実施形態と異なる部分は、複数の損失低減用導波路３１１，…の本数が出射端１６の周辺から中心に行くに従って減少している点である。これにより、転換領域４１において、出射端１６の中心から周辺に行くに従って、損失を低減する度合いが高くなる。
【００５２】
本実施形態では、テーパ導波路１７の開口幅を第四実施形態よりも狭くしても、損失低減用導波路４１１，…の効果によって出力用導波路１３間の損失均一化が図れる。したがって、出力用導波路１３の高密度化と出力用導波路１３間の損失均一化との両立をより図ることができる。
【００５３】
図７は、本発明に係る導波路型光モジュールの第一実施形態を示す概略構成図である。以下、この図面に基づき説明する。ただし、図１と同じ部分は同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００５４】
本実施形態の導波路型光モジュール５０は、図１の導波路型光スプリッタ１０と、導波路型光スプリッタ１０の入力用導波路（図示せず）に接続された入力用光ファイバ５１と、導波路型光スプリッタ１０の出力用導波路（図示せず）に接続された複数の出力用光ファイバ５２と、導波路型光スプリッタ１０、入力用光ファイバ５１及び出力用光ファイバ５２を内包したケース５３とを備えたものである。導波路型光モジュール５０によれば、導波路型光スプリッタ１０を備えたことにより、小型でしかも均一な強度の出力光が得られる。もちろん、導波路型光スプリッタ１０の代わりに前述の導波路型光スプリッタ２０，３０，４０を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る導波路型光スプリッタの第一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図３［１］は本発明に係る導波路型光スプリッタの第二実施形態を示す部分平面図である。図３［２］は本発明に係る導波路型光スプリッタの第三実施形態を示す部分平面図である。
【図４】本発明に係る導波路型光スプリッタの第四実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明に係る導波路型光スプリッタの第五実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明に係る導波路型光スプリッタの第六実施形態を示す平面図である。
【図７】本発明に係る導波路型光モジュールの第一実施形態を示す概略構成図である。
【図８】第一従来例を示す平面図である。
【図９】第二従来例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０，２０，３０，４０  導波路型光スプリッタ
１１  基板
１２  入力用導波路
１３  出力用導波路
１４  スラブ導波路
１５  スラブ導波路の入射端
１６  スラブ導波路の出射端
１７，１９  テーパ導波路（第一のテーパ導波路）
１８  テーパ導波路（第二のテーパ導波路）
２１，３１，４１  転換領域
２１１〜２１６，３１１〜３１６，４１１〜４１６  損失低減用導波路
５０  導波路型光モジュール
５１  入力用光ファイバ
５２  出力用光ファイバ
５３  ケース
【図１】
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【図２】
2005266381.tif 000004
【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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