(57)【要約】【課題】光導波構造体を製作した後に光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する装置を提供する。【解決手段】装置は、コア部及びクラッド部を有する光導波構造体に入射する単一波長の光を射出する単一波長光源、光導波構造体から射出される光を結像させる結像手段、結像手段によって結像された像を撮像し、像のエネルギー密度の二次元分布を取得する撮像手段、並びに所定の方向に沿って対数に変換された前記像のエネルギー密度の一次微分から求められる光導波構造体のコア部の幅及び一次微分の直線部分の傾きに基づいて、光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出する算出手段を含む。【選択図】        図１
2005010648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部及びクラッド部を有する光導波構造体に入射する単一波長の光を射出する単一波長光源と、
前記光導波構造体から射出される光を結像させる結像手段と、
前記結像手段によって結像された像を撮像し、前記像のエネルギー密度の二次元分布を取得する撮像手段と、
所定の方向に沿った対数に変換された前記像のエネルギー密度の一次微分から求められる前記光導波構造体のコア部の幅及び前記一次微分の前記クラッド部における直線部分の傾きに基づいて、前記光導波構造体の前記コア部及び前記クラッド部の材料間における比屈折率差を算出する算出手段を含む、光導波構造体の比屈折率差を測定する装置。
【請求項２】
コア部及びクラッド部を有する光導波構造体から射出された光を結像させることによって形成された像におけるエネルギー密度の二次元分布を撮像手段によって取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された前記エネルギー密度の二次元分布から所定の方向における前記エネルギー密度の一次元分布を選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択された前記エネルギー密度の対数を算出する対数算出ステップと、
前記対数算出ステップで算出された前記エネルギー密度の対数の一次微分を導出する導出ステップと、
前記導出ステップで導出された前記一次微分のゼロ点の数から前記光導波構造体を伝搬した光の伝搬モードを判定する判定ステップと、
前記導出ステップで導出された前記一次微分において一定値である領域間の領域の間隔から前記光導波構造体の前記コア部の幅を算出するコア幅算出ステップと、
前記対数算出ステップで算出された前記エネルギー密度の対数の前記一定値である領域での直線部分の傾きを算出する傾き算出ステップと、
予め測定した前記コア部の屈折率、前記光導波構造体を伝搬した光の波長、前記判定ステップで判定された前記光の伝搬モード、前記コア幅算出ステップで算出された前記コア部の幅、及び前記傾き算出ステップで算出された前記直線部分の傾きから、前記光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出する比屈折率差算出ステップ
を含む、光導波構造体の比屈折率差を測定する方法。
【請求項３】
コンピュータに、
コア部及びクラッド部を有する光導波構造体から射出された光を結像させることによって形成された像におけるエネルギー密度の二次元分布を取得する取得手順と、
前記取得手順によって取得された前記エネルギー密度の二次元分布から所定の方向における前記エネルギー密度の一次元分布を選択する選択手順と、
前記選択手順で選択された前記前記エネルギー密度の対数を算出する対数算出手順と、
前記対数算出手順で算出された前記エネルギー密度の対数の一次微分を導出する導出手順と、
前記導出手順で導出された前記一次微分のゼロ点の数から前記光導波構造体を伝搬した光の伝搬モードを判定する判定手順と、
前記導出手順で導出された前記一次微分において一定値である領域間の領域の間隔から前記光導波構造体の前記コア部の幅を算出するコア幅算出手順と、
前記対数算出手順で算出された前記エネルギー密度の対数の前記一定値である領域での直線部分の傾きを算出する傾き算出手順と、
予め測定した前記コア部の屈折率、前記光導波構造体を伝搬した光の波長、前記判定手順で判定された前記光の伝搬モード、前記コア幅算出手順で算出された前記コア部の幅、及び前記傾き算出手順で算出された前記直線部分の傾きから、前記光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出する比屈折率差手順
を実行させる、光導波構造体の比屈折率差を算出するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波構造体を製作した後に光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する装置及び方法、並びに光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出するプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信によって伝送される情報の大容量化及びＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）の普及等に伴い、伝送媒体である光ファイバー及び光導波路等を用いた機能デバイスに関する研究開発が盛んに行われている。現在では、光通信システムは、電気系及び光学系を組み合わせて使用している。このため光通信システムは、電気信号を光信号へ変換するデバイス及び／又は光信号を電気信号へ変換するデバイスを有することが必要であり、その結果、光通信システム全体の大きさが増加する。
【０００３】
光通信システムの大きさを減少させるためには、電気素子を、その電気素子の機能と同じ機能を有する光素子に置き換えることが必須であり、光導波路は、このような電気素子の機能を有する光素子として作用し得る。光導波路が光通信システムにおいて使用される場合には、光導波路に要求される特性として、伝送特性又は伝送損失、光導波路の外部の光学系との結合特性、曲げ特性などが挙げられる。ここで、光通信における伝送情報の大容量化のために、光通信システムにおける幹線は、単一モードファイバで構成されることが多い。よって、光通信システムにおいて、光導波路を、これらの光ファイバのような外部の光学系と効率良く連結させるためには、光導波路が、単一モード条件を満足することが要求される。
【０００４】
また、光導波路は、一般的に、光が伝搬するコア部、及び伝搬する光をコア部に閉じ込めるためのクラッド部を有する。このような光導波路における光の伝搬モードは、伝搬する光の波長、光が伝搬するコア部の光が伝搬する方向に垂直な断面の大きさ、コア部の材料の屈折率、並びにコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差に依存する。外部の光学系と光導波路の結合特性を向上させるために、数多くの研究が行われているが、光導波路の設計においては、光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差、並びにコア部の形状及び大きさを最適化することが多い。すなわち、光導波路が、単一モード条件を満足するために、光導波路のコア部の光が伝搬する方向に垂直な断面の大きさ、及び／又はコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を減少させる。例えば、通常の光通信帯（波長１３００ｎｍ〜１６００ｎｍ）で使用される光導波路は、約５乃至１０μｍのコア幅、及び約０．２乃至０．４％の比屈折率差を有する。
【０００５】
また最近、レーザー機器における光回路を集積化するために、光導波路を用いた光デバイスも研究されており、可視域（波長３８０〜７６０ｎｍ）及び紫外域（波長３８０ｎｍ以下）などの短波長域の光に対して光導波路を用いた光デバイスの需要も増加している。
【０００６】
このような光デバイスにおいては、光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差が、コア部の材料及びクラッド部の材料の可能な組み合わせによってほとんど決定されるため、光導波路を、短波長域の光に対して単一モード条件で動作させるためには、コア部の光が伝搬する方向に垂直な断面の大きさを減少させることが要求される。例えば、光源からの光の波長が４０５ｎｍであり、コア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差が０．３％であり、コア部における光の進行方向に垂直な断面の形状が正方形である場合には、そのコア部の断面の大きさは、略２μｍ四方以下であることが必要である。このようにコア部の断面の大きさが小さい場合には、光導波路の製作工程において生じるコア部の寸法の誤差及び偏差が、無視できなくなる。
【０００７】
上述のように、光通信システム及びレーザー機器などに使用する光導波路に関して、光導波路が単一モード条件を満足するか否かを確認するためにも、コア部の光が伝搬する方向に垂直な断面の大きさ、並びにコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定することが重要である。
【０００８】
このため従来は、光導波路のコア部の光が伝搬する方向に垂直な断面の形状及び大きさを、顕微鏡などで光導波路の端面を観察することによって、コア部の光が伝搬する方向に垂直な断面の形状及び大きさを測定していた。
【０００９】
また、コア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差については、予めコア部の材料及びクラッド部の材料の単層膜をそれぞれ入手し、各単層膜の材料の屈折率を、プリズムカップラーやエリプソメータなどを使用して測定していた。このようにして測定した各単層膜の材料の屈折率から、式
【００１０】
【数１】
2005010648.tif 000003
に従い、コア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出することができる。ここで、Δは、光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差、Ｎ１は、測定されたコア部の材料の屈折率、Ｎ２は、測定されたクラッド部の材料の屈折率である。すなわち、光導波路を製作する前に、コア部の材料及びクラッド部の材料の屈折率をそれぞれ測定し、コア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出していた。
【００１１】
このようにして、光導波路に対して、コア部の光が伝搬する方向に垂直な断面の大きさ並びにコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を別個に測定していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差に関する上記の測定方法では、コア部の材料の単層膜及びクラッド部の材料の単層膜の両方が必要であるが、ユーザが、これらの単層膜を入手することは一般的には困難である。
【００１３】
また、光導波路におけるコア部の材料及びクラッド部の材料として、安価な高分子材料（プラスチック材料）を使用する場合には、光導波路の製作の間における各材料の融解及び乾燥の工程を通じて、各材料の化学反応の進行及び各材料の吸水等により材料歪が生じる。これにより、コア部の材料及びクラッド部の材料の屈折率が、材料の融解及び乾燥の工程を通じて変化する。具体的には、プラスチックの光導波路を製作する場合に、コア部の材料及びクラッド部の材料は、スピンコート法により基板に塗布されることが多く、この場合には、各材料を融解させて基板へ塗布し、塗布された材料を乾燥させる。このため、スピンコートの工程を通じて、各材料の化学反応の進行及び各材料の吸水等が起こり、コア部の材料及びクラッド部の材料の屈折率が変化する可能性がある。よって、光導波路を製作した後の光導波路を構成するコアの材料及びクラッドの材料の屈折率は、光導波路を製作する前のコアの材料及びクラッドの材料の屈折率と異なる可能性がある。
【００１４】
さらに、コア部の材料及びクラッド部の材料を保管する環境が、製作した光導波路を保管する環境と異なる場合には、製作した光導波路におけるコア部及びクラッド部の特性の劣化速度が、保管されているコア部の材料及びクラッド部の材料の特性の劣化速度と異なる場合がある。よって、この場合にも、光導波路を製作した後の光導波路を構成するコアの材料及びクラッドの材料の屈折率が、光導波路を製作する前のコアの材料及びクラッドの材料の屈折率と異なる可能性がある。
【００１５】
このように、光導波路を製作した後の光導波路を構成するコアの材料及びクラッドの材料の屈折率が、光導波路を製作する前のコアの材料及びクラッドの材料の屈折率と異なると、光導波路を製作した後における光導波路のコアの材料及びクラッドの材料の間における比屈折率差も、光導波路を製作する前のコアの材料及びクラッドの材料の間における比屈折率差と異なることになる。
【００１６】
特に、光導波路を単一モードで動作させる場合には、製作する光導波路のコア部の材料及びクラッド部の材料の間における屈折率差を小さくするように、コア部の材料及びクラッド部の材料を組み合わせる。この場合には、光導波路を製作する前と後で、たとえコア部の材料及び／又はクラッド部の材料の屈折率における変化量が小さかったとしても、光導波路のコア部の材料及びクラッド部の材料間における比屈折率差は、大きく変化する。これにより、製作した光導波路が、単一モード条件を満足しなくなる可能性がある。
【００１７】
従って、光導波路を製作した後に、光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を確認することが必要である。しかしながら、光導波路を製作した後に、光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する手段はまだ無い。
【００１８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、光導波構造体を製作した後に光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する装置及び方法、並びに光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出するプログラムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光導波構造体の比屈折率差を測定する装置において、コア部及びクラッド部を有する光導波構造体に入射する単一波長の光を射出する単一波長光源と、前記光導波構造体から射出される光を結像させる結像手段と、前記結像手段によって結像された像を撮像し、前記像のエネルギー密度の二次元分布を取得する撮像手段と、所定の方向に沿った対数に変換された前記像のエネルギー密度の一次微分から求められる前記光導波構造体のコア部の幅及び前記一次微分の前記クラッド部における直線部分の傾きに基づいて、前記光導波構造体の前記コア部及び前記クラッド部の材料間における比屈折率差を算出する算出手段を含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、光導波構造体を製作した後に光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する装置を提供することができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、光導波構造体の比屈折率差を測定する方法において、コア部及びクラッド部を有する光導波構造体から射出された光を結像させることによって形成された像におけるエネルギー密度の二次元分布を撮像手段によって取得する取得ステップと、前記取得ステップによって取得された前記エネルギー密度の二次元分布から所定の方向における前記エネルギー密度の一次元分布を選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択された前記エネルギー密度の対数を算出する対数算出ステップと、前記対数算出ステップで算出された前記エネルギー密度の対数の一次微分を導出する導出ステップと、前記導出ステップで導出された前記一次微分のゼロ点の数から前記光導波構造体を伝搬した光の伝搬モードを判定する判定ステップと、前記導出ステップで導出された前記一次微分において一定値である領域間の領域の間隔から前記光導波構造体の前記コア部の幅を算出するコア幅算出ステップと、前記対数算出ステップで算出された前記エネルギー密度の対数の前記一定値である領域での直線部分の傾きを算出する傾き算出ステップと、予め測定した前記コア部の屈折率、前記光導波構造体を伝搬した光の波長、前記判定ステップで判定された前記光の伝搬モード、前記コア幅算出ステップで算出された前記コア部の幅、及び前記傾き算出ステップで算出された前記直線部分の傾きから、前記光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出する比屈折率差算出ステップを含むことを特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、光導波構造体を製作した後に光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する方法を提供することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、光導波構造体の比屈折率差を算出するプログラムにおいて、コンピュータに、コア部及びクラッド部を有する光導波構造体から射出された光を結像させることによって形成された像におけるエネルギー密度の二次元分布を取得する取得手順と、前記取得手順によって取得された前記エネルギー密度の二次元分布から所定の方向における前記エネルギー密度の一次元分布を選択する選択手順と、前記選択手順で選択された前記前記エネルギー密度の対数を算出する対数算出手順と、前記対数算出手順で算出された前記エネルギー密度の対数の一次微分を導出する導出手順と、前記導出手順で導出された前記一次微分のゼロ点の数から前記光導波構造体を伝搬した光の伝搬モードを判定する判定手順と、前記導出手順で導出された前記一次微分において一定値である領域間の領域の間隔から前記光導波構造体の前記コア部の幅を算出するコア幅算出手順と、前記対数算出手順で算出された前記エネルギー密度の対数の前記一定値である領域での直線部分の傾きを算出する傾き算出手順と、予め測定した前記コア部の屈折率、前記光導波構造体を伝搬した光の波長、前記判定手順で判定された前記光の伝搬モード、前記コア幅算出手順で算出された前記コア部の幅、及び前記傾き算出手順で算出された前記直線部分の傾きから、前記光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出する比屈折率差手順を実行させることを特徴とする。
【００２４】
請求項３記載の発明によれば、光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出するプログラムを提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２６】
まず、本発明の光導波構造体の比屈折率差を測定する装置を説明する。図１は、本発明による光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する装置の光軸に沿った断面図である。
【００２７】
本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置は、試料である光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差（以下、簡単のために、光導波構造体に関する比屈折率差ということがある）の算出に用いる光学データを取得する光学データ取得手段、及びその光学データ取得手段で取得した光学データに基づいて光導波構造体に関する比屈折率差を算出する算出手段５０を含む。なお、本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置を、光学データ取得手段を算出手段５０と接続すると共にこれら光学データ取得手段及び算出手段５０を一体化した装置として提供してもよく、また、光学データ取得手段と算出手段５０とを別個に提供し、これらを接続して使用してもよい。
【００２８】
光学データ取得手段は、試料であるコア部２１及びクラッド部２２を有する光導波構造体２０に入射する単一波長の光を射出する単一波長光源１０、光導波構造体２０から射出される光を結像させる結像手段３０、結像手段３０によって結像された像を撮像すると共に得られた像のエネルギー密度の二次元分布を取得する撮像手段４０を含む。
【００２９】
本発明において、単一波長光源は、厳密に単一波長の光を放出する光源だけでなく、実質的に単一波長の光を放出する光源も含む。ここで、実質的に単一波長の光は、波長に対する光の強度分布（スペクトルのプロファイル）が、ある単一の波長の周辺で幅を有する光を意味する。ただし、光の強度分布における幅は、比屈折率差の測定のためには、小さいことが望ましい。なお、本発明においては、光導波構造体を伝搬する光の伝搬モードを判定するために、光導波構造体に入射する光は、厳密に又は実質的に単一波長の光であることが要求されるため、光源として単一波長光源を使用している。
【００３０】
本発明において単一波長光源は、好ましくは、可視光を放出するレーザーである。単一波長光源から放出される光の波長には、光導波構造体に関する比屈折率差を測定するための所望の波長が選択される。光導波構造体に関する比屈折率差を、光の三原色である青色、緑色、赤色の三色のいずれかについて測定する場合には、本発明で使用する単一波長光源としての可視光を放出するレーザーは、例えば、波長４０５ｎｍの青色の光を放出するＧａＮレーザー、波長５３２ｎｍの緑色の光を放出するＹＡＧのＳＨＧレーザー（波長５３２ｎｍの緑色光は、１０６４ｎｍの赤外線の第二高調波である）、及び波長６８０ｎｍの赤色の光を放出するＨｅ−Ｎｅレーザーである。このようなレーザーを使用することによって、青色、緑色、赤色の光に対する光導波構造体に関する比屈折率差を測定することができる。
【００３１】
また、単一波長光源としては、輝線を放出するランプを用いてもよい。この場合には、ランプから放出される、使用する波長の光以外の光を適当なフィルターで遮断するか又は適当な分光手段（分光器やプリズムなど）によって単一波長の光を得る必要がある。
【００３２】
このような単一波長光源から射出される光を、試料である光導波構造体に、光導波構造体の入射面に対して実質的に垂直な光軸の方向に沿って入射させる。ただし、単一波長光源からの光の全てをコア部に入射する必要はなく、単一波長光源からの光の一部は、クラッド部に入射しても、又は光導波構造体に入射しなくてもよい。しかしながら、クラッド部に入射する光は、コア部を伝搬せず、放射光として光導波構造体内を伝搬する。このため、放射光は、コア部を伝搬してきた光に対して雑音として作用する。従って、光導波構造体に関する比屈折率差の測定精度を向上させるためには、単一波長光源からの光を、できるだけコア部に入射させることが望ましい。この際に、例えば、単一波長光源と試料である光導波構造体を光ファイバーで連結し、光ファイバーを介して単一波長光源から射出される光を光導波構造体のコア部に入射させてもよい。
【００３３】
なお、光導波構造体のコア部の位置は、試料である光導波構造体によって異なるので、単一波長光源の光導波構造体に対する相対的な位置は、可変であることが望ましい。
【００３４】
試料である光導波構造体のコア部に入射した光は、コア部を通じて伝搬し、コア部の射出側の面から射出される。なお、光導波構造体のコア部から射出される光は、光導波構造体の開口数により定まる発散角で射出される発散光である。
【００３５】
次に、結像手段は、試料である光導波構造体のコア部の射出面から射出される光を集光し、光導波構造体と反対側に、コア部から射出された光を結像させて、像を形成する。このようにして結像手段によって形成された像を近視野像と呼ぶことにする。結像手段は、具体的には、単一の対物レンズ、又は対物レンズを含む複数のレンズ光学系であり、例えば、結像手段に、顕微鏡等で使用される対物レンズ、又はＣＣＤカメラのカメラレンズなどを利用することができる。
【００３６】
次に、撮像手段は、撮像素子を有し、結像手段によって形成された近視野像を、その撮像素子で撮影する。また、撮影した近視野像を、撮像素子の画素ごとに分割してデジタル化し、近視野像におけるエネルギー密度の二次元分布のデータを得る。ここで、近視野像におけるエネルギー密度の二次元分布は、撮像素子の水平及び垂直方向に対する近視野像におけるエネルギー密度の分布であり、二次元のデータ配列として蓄積される。
【００３７】
具体的には、撮像手段は、例えば、ＣＣＤを撮像素子として使用するＣＣＤカメラなどであり、ＣＣＤに入射する光子の数をＣＣＤの画素ごとに測定する（フォトン計数）。このようにして撮像素子の画素ごとに測定した光子の数が、その画素におけるエネルギー密度を与える。画素ごとに分割された近視野像のエネルギー密度分布は、二次元のデータ配列に変換され、ケーブル等を介して、算出手段に転送される。なお、撮像手段で取得した近視野像におけるエネルギー密度に関しては分布形状のみを対象としているので、その相対値で十分であり、必ずしもその絶対値を測定する必要はない。
【００３８】
また、結像手段及び撮像手段は、光導波構造体から射出された光の近視野像が、撮像手段における撮像素子の撮像面にできるだけ一致するように配置することが望ましい。実際には、結像手段によって形成される近視野像の位置は、試料である光導波構造体によって変動するため、結像手段及び撮像手段の両方の位置が、結像手段の光軸方向に沿って調節可能であることが望ましい。また、光導波構造体におけるコア部の射出面の位置もまた、試料である光導波構造体によって変わるので、結像手段及び撮像手段の両方の位置が、結像手段の光軸方向と垂直な平面内において可変であることが望ましい。同様に、光導波構造体と結像手段との相対的な位置も可変であることが、好ましい。このようにして、光導波構造体、結像手段、及び撮像手段の位置を、光導波構造体におけるコア部の射出面の位置と撮像手段における撮像素子の撮像面の位置とが結像手段に対して互いに共役であるように、調整することが可能になる。
【００３９】
次に、算出手段は、以下に述べる方法又は手順に従って、撮像手段の撮像素子から転送された近視野像のエネルギー密度（光の相対強度）の二次元分布に対応する二次元のデータ配列を用いて、光導波構造体に関する比屈折率差を算出する。このように、本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置を使用すれば、上述のような単純な構成で光導波構造体に関する比屈折率差を測定することができる。
【００４０】
次に、比屈折率差が測定される試料としての光導波構造体について説明する。測定試料である光導波構造体は、基板上に、光が主として伝搬するコア部、及びコア部に隣接して設けられコア部を伝搬する光を閉じ込めるクラッド部を有する。ここで、試料である光導波構造体は、導波構造を有する多層膜であり、光導波路及び光ファイバーなどのような、コア部及びクラッド部を有し光を伝搬する素子を含む。
【００４１】
光導波構造体の基板は、例えばシリコンなどの材料で形成される。測定試料である光導波構造体に関して、クラッド部の材料の屈折率は、一様であるが、コア部の材料の屈折率は、コア部の中心からコア部の外側へ向かって一様でなくてもよい。ただし、光導波構造体のコア部を通じて光を伝搬させるために、クラッド部の材料の屈折率は、コア部の材料の屈折率より低いことが必要である。光導波構造体のアンダークラッドの材料とオーバークラッドの材料は、同一であっても異なっていてもよい。
【００４２】
試料としての光導波構造体の例としては、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すスラブ型光導波路、埋込型光導波路及びリブ型光導波路のような、ステップインデックス型の光導波路などが挙げられる。
【００４３】
次に、上述の光学データ取得手段によって得られた近視野像におけるエネルギー密度の二次元分布に対応する二次元のデータ配列に基づいて、光導波構造体に関する比屈折率差を算出する方法について、図３及び４を用いて説明する。光導波構造体に関する比屈折率差は、以下の手順によって算出することができる。
【００４４】
まず、撮像手段によって撮像された近視野像におけるエネルギー密度の二次元分布に対応する二次元のデータ配列を算出手段に転送する（Ｓ１）。光導波構造体に関する比屈折率差は、算出手段において、近視野像におけるエネルギー密度の二次元分布に対応する二次元のデータ配列に基づいて算出される。
【００４５】
次に、撮像手段から転送された近視野像のエネルギー密度の二次元分布に対応する二次元のデータ配列から、所定の方向に沿った一次元のデータ配列を抽出する（Ｓ２）。ここで、上記の所定の方向は、近視野像のエネルギー密度の二次元分布において、近視野像のエネルギー密度が最大となるデータ点を含む方向であることが望ましい。エネルギー密度が最大となるデータ点を含む一次元のデータ配列が選択される場合には、通常、エネルギー密度の値が大きいデータ点の数が多くなるこのため、ノイズが無視できる又は相対的に少ないデータ点を多数用いることで、光導波路の比屈折率差を算出する精度を向上させることができる。
【００４６】
例えば、図４に示すような近視野像のエネルギー密度の二次元分布が取得された場合には、図４に示す参照ラインの方向のような、エネルギー密度分布の最大となる点（ほぼ中心の点）を通る線の方向に沿って、近視野像のエネルギー密度の一次元分布に対応する一次元のデータ配列が選択される。
【００４７】
ここで、クラッド部の周辺付近における近視野像のエネルギー密度を示すデータは、通常、撮像素子などを含む装置全体によるノイズのデータを含んでいる。このような近視野像のエネルギー密度を示すデータに含まれるノイズの重なりは、後述する光導波構造体に関する比屈折率差の算出の精度を低下させる可能性がある。測定するエネルギー密度の分布に、本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置全体に由来するノイズが重なることを避けることは困難であるため、クラッド部における近視野像のエネルギー密度の分布においてノイズが相対的に無視できる又は比較的少ない部分を、クラッド部の周辺付近におけるノイズが無視できない部分と識別する必要がある。近視野像のエネルギー密度を示すデータにおいて上記の装置全体に由来するノイズが無視できないのは、クラッド部の周辺付近における低いエネルギー密度を示すデータである。よって、所定の方向に沿って選択された近視野像のエネルギー密度の一次元分布に対応するデータ（所定の方向に沿った各画素で測定された撮像素子に入射した光子数）から、クラッド部の周辺付近における低いエネルギー密度を示すデータを削除する（Ｓ３）。
【００４８】
本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置全体に由来するノイズが無視できない、エネルギー密度の分布のデータにおいて削除すべきデータの範囲は、上記の装置全体に由来するノイズと近視野像の光の強度との関係で決められるべきであるが、例えば、近視野像におけるエネルギー密度の最大値の約２０％より低いエネルギー密度の値を有するデータが削除される。このようにして、クラッド部における近視野像のエネルギー密度の分布に関してノイズが無視できる又は比較的少ない部分を選択し、光導波構造体に関する比屈折率差の算出に使用することができる。
【００４９】
次に、クラッド部の周辺付近のデータを削除して得られた、所定の方向に沿って選択された近視野像のエネルギー密度の一次元分布に対応するデータにおいて、所定の方向に沿った各画素におけるエネルギー密度の値の対数を算出する（Ｓ４）。すなわち、所定の方向に沿った、対数に変換された近視野像のエネルギー密度の分布が得られる。
【００５０】
次に、所定の方向に沿った、対数に変換された近視野像のエネルギー密度の一次微分を導出する（Ｓ５）。
【００５１】
次に、光導波構造体のコア部を伝搬してきた光の伝搬モードの判定を行う（Ｓ６）。この光導波構造体のコア部を伝搬してきた光の伝搬モードは、対所定の方向に沿った、（対数に変換された又は対数に変換されてない）近視野像のエネルギー密度の分布における極大及び／又は極小の点の数を求めることで判定される。ここで、光導波構造体のコア部を伝搬する光の伝搬モードが一つ大きくなると、所定の方向に沿った近視野像のエネルギー密度の分布における極大及び極小の点の数がそれぞれ一つずつ増加する。また、上記の伝搬モードがゼロであるとき、近視野像のエネルギー密度の分布における極大の点の数が一つであり、極小の点の数はゼロである。よって、上記の極大と極小の点の合計数ｋは、上記の伝搬モードｎを用いて、
【００５２】
【数２】
2005010648.tif 000004
と表される。これより、上記の伝搬モードｎは、上記の極大と極小の点の合計数ｋから
【００５３】
【数３】
2005010648.tif 000005
を用いて求めることができる。
【００５４】
なお、所定の方向に沿った近視野像のエネルギー密度の分布における極大又は極小の点の数は、所定の方向に沿った、（対数に変換された又は対数に変換されてない）近視野像のエネルギー密度の一次微分における一次微分の値がゼロである点（以下、ゼロ点と呼ぶ）の数に一致する。よって、実際には、光導波構造体のコア部を伝搬してきた光の伝搬モードｎは、所定の方向に沿った、対数に変換された近視野像のエネルギー密度の一次微分におけるゼロ点の数ｋを計数することによって判定される。
【００５５】
ここで、光導波構造体のコア部を伝搬する光の伝搬モードは、光が伝搬する方向に垂直な断面におけるコア部の大きさ、コア部の材料の屈折率、コア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差、及び伝搬する光の波長によって決定される。これにより、光導波構造体のコア部を伝搬する光の波長によって、伝搬モードが異なり、所定の方向に沿った、対数に変換された近視野像のエネルギー密度の一次微分におけるゼロ点の数が異なる可能性がある。よって、伝搬モードを容易に判定するためには、光導波構造体のコア部に入射する光は、厳密に又は実質的に単一波長の光であることが必要とされる。
【００５６】
次に、上記の対数に変換された近視野像のエネルギー密度の一次微分において、所定の方向に沿った、光導波構造体のコア部及びクラッド部の境界を求め、光導波構造体のコア部及びクラッド部を識別すると共に、その所定の方向に沿った光導波構造体のコア部の幅を算出する（Ｓ７及びＳ８）。
【００５７】
試料として測定される光導波構造体のクラッド部は、一様な材料で形成されているため、対数に変換された、所定の方向に沿った近視野像におけるエネルギー密度の分布形状（プロファイル）は、コア部では、直線でなく曲線であり、クラッド部では直線であることが理論的に知られている。よって、対数に変換された、所定の方向に沿った近視野像におけるエネルギー密度の分布形状において、直線部分及び曲線部分の境界が、試料である光導波構造体のコア部及びクラッド部の境界である。対数に変換された、所定の方向に沿った近視野像におけるエネルギー密度の分布形状においては、直線部分及び曲線部分の境界は、エネルギー密度の対数が最大となる位置を中心として、ほぼ対称的に二つ存在する。上記の直線部分及び曲線部分の境界が求まると、光導波構造体のコア部及びクラッド部を識別することができる。さらに、二つ存在する、直線部分及び曲線部分の境界間の間隔が、その所定の方向に沿った光導波構造体のコア部の幅である。
【００５８】
実際には、対数に変換された、所定の方向に沿った近視野像におけるエネルギー密度の分布形状において、直線部分及び曲線部分の境界を求めるために、対数に変換された近視野像のエネルギー密度の一次微分を利用する。ここで、上記直線部分及び曲線部分は、対数に変換された近視野像のエネルギー密度の一次微分においては、それぞれ、一次微分の値が一定値である領域（一定値領域）及び一次微分の値が一定値でない領域（非一定値領域）に対応する。よって、これら一定値領域及び非一定値領域の間の境界が、二つ存在し、これら二つの境界を求めることで、これら二つの境界間の間隔（一定値領域間の領域の間隔、非一定値領域の間隔）である光導波構造体のコア幅を算出することができる。
【００５９】
上記一定値領域及び非一定値領域の境界を見出すためには、例えば、所定の方向に沿った、対数に変換された近視野像のエネルギー密度の二次微分を導出してもよい。この対数に変換された近視野像のエネルギー密度の二次微分においては、一定値領域は、二次微分の値が、連続的にゼロであり、非一定値領域では、二次微分の値が、常に負の数である。よって、二次微分の値が、連続的にゼロである領域と二次微分の値が常に負の数である領域との境界を求めればよい。つまり、その位置の前後で二次微分の値が、ゼロから負へ、負からゼロへ変化するので、容易に識別することができる。
【００６０】
以上にようにして、光導波構造体のコア部及びクラッド部を識別し、所定の方向に沿った光導波構造体のコア部の幅を算出することができる。
【００６１】
次に、対数に変換された、所定の方向に沿った近視野像におけるエネルギー密度の分布形状において、光導波構造体のクラッド部に対応する直線部分を利用して、光導波構造体における比屈折率差を算出する（Ｓ９、Ｓ１０）。光導波構造体における比屈折率差は、所定の方向に沿った近視野像におけるエネルギー密度の分布形状において、光導波構造体のクラッド部に対応する直線部分の傾きを算出することで求めることができることが理論的に知られている。実際には、所定の方向に沿った近視野像におけるエネルギー密度の分布形状において、光導波構造体のクラッド部に対応する直線部分を、最小二乗法などにより直線近似することで、その直線部分の傾きを算出することができる。
【００６２】
以上のようにして得られた光導波構造体のコア部の幅及びクラッド部における対数に変換されたエネルギー密度の直線部分の傾き、光導波構造体のコア部を伝搬する光の波長及び伝搬モード、光導波構造体のコア部の材料における屈折率などから、光導波構造体の種類に応じた理論式に従って、光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を求めることができる。
【００６３】
なお、光導波構造体に関する比屈折率差を求める際に、コア部の材料における屈折率の絶対値も必要であるが、コア部の材料における屈折率の絶対値は、光導波構造体を製作する前と後で、通常はほとんど変化しない（絶対値１％未満の変化）と考えられるため、光導波構造体を製作する前におけるコア部の材料における屈折率の絶対値を使用することができる。
【００６４】
このようにして、光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出することで、導波路の作製工程の確認ができ、併せて試料である光導波構造体のコア部を伝搬させる様々な波長の光に関して、可能な伝搬モード及び伝搬する光のエネルギー密度分布を知ることもできる。
【００６５】
本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する方法では、光導波構造体のクラッド部における（コア部及びクラッド部の境界付近の）エネルギー密度分布のデータを用いて比屈折率差を算出している。これに対して、光導波構造体のコア部分におけるエネルギー密度分布から比屈折率差を算出する方法も考えられるが、コア部内では、伝搬する光のエネルギー密度が高いため、光導波構造体の射出端面の凹凸及びコア部内の射出端面付近に存在する散乱体によって生じる散乱によって、射出像に歪みを伴うことが多い。さらに、コア部における光のエネルギー密度が、中心で高いため、射出像の歪みも中心で大きくなる。本発明の方法で使用する（コア部及びクラッド部の境界付近の）クラッド部における光のエネルギー密度は、コア部の中心における光のエネルギー密度と比較してそれほど高くないため、射出された光による近視野像の歪みも少ない。よって、光導波構造体の射出端面の荒れによる散乱光及び放射光が存在してもコア部における光のエネルギー密度のデータを使用しないため、コア幅および比屈折率差の測定に対する光導波構造体の射出端面での散乱光及び放射光の影響は少ない。よって、本発明の方法によれば、コア部における光のエネルギー密度分布から比屈折率差を算出するよりも高い精度で、比屈折率差を求めることができる。
【００６６】
なお、比屈折率差の小さな光導波構造体では、クラッド部において、コア部及びクラッド部の境界から離れた位置でも、撮像素子による雑音を無視できるほどの十分なエネルギー密度をもつ光が伝搬する。その際には、対数に変換されたエネルギー密度の分布における直線部分が広くなり、直線部分の傾きの算出に関する測定精度、すなわち、比屈折率差の測定精度を更に向上させることができる。
【００６７】
加えて、本発明の方法によれば、光導波構造体から射出された光の近視野像を使用するため、光導波構造体を製作した後、製作した光導波構造体を破壊することなく、光導波構造体のコア幅及び比屈折率差を同時に高精度に測定できる。また、コア部の材料及びクラッド部の材料の両方について、各材料の単層膜の屈折率を厳密に測定することは不要であり、コア部の材料の屈折率又はクラッド部の材料の屈折率のどちらか一方の概略値から、光導波構造体に関する比屈折率差を容易に測定することができる。
【００６８】
加えて、光導波構造体のコア部を伝搬する伝搬モードが、マルチモードの場合には、通常、一つの伝搬モードの光が、主として伝搬するので、単一モードのみならずマルチモードの伝搬モードにおける光でも、光導波構造体に関する比屈折率差を同様に高精度に測定することができる。
【００６９】
本発明の光導波構造体に関する比屈折率差を測定する手順をプログラム化することで、コンピュータに、光学データ取得手段を使用した比屈折率差の測定を実行させるプログラムを提供することができる。また、このプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体へ記録しておき、必要に応じて、記録媒体に記録されたプログラムに従って、光学データ取得手段と共にコンピュータを動作させてもよい。さらに、このプログラムをコンピュータの不揮発性メモリに格納して、光学データ取得手段を使用した比屈折率差の測定を行うことが可能なコンピュータを提供してもよい。
【００７０】
本発明では、上述のように、クラッド部の材料の屈折率が、一様であり、コア部の材料の屈折率より小さければ、様々な光導波構造体についてコア部及びクラッド部の間における比屈折率差を算出することができる。しかしながら、ここで簡単のために、図２（ａ）及び（ｂ）に示すステップインデックス型の光導波路の比屈折率差を算出する方法を、図５及び図６と共に具体的に説明する。図２（ａ）は、コア幅（コア部の幅）２ｄのスラブ型光導波路を示し、図２（ｂ）は、水平方向のコア幅２ａ及び垂直方向のコア幅２ｂの埋込型光導波路を示す。光導波路に関する比屈折率差の算出については、図２（ｂ）に示すような埋込型光導波路における電磁界は、Ｍａｒｃａｔｉｌｉの近似によれば、直交する二つのスラブ型光導波路、すなわち、水平方向についてはコア幅２ａのスラブ型光導波路、及び垂直方向についてはコア幅２ｂのスラブ型光導波路に分離して解析することができる。
【００７１】
よって、以下では、図２（ａ）に示すようなコア幅２ｄのスラブ型光導波路におけるｘ方向の電界の解析から、スラブ型光導波路の比屈折率差Δを算出する方法について説明することにする。ただし、スラブ型光導波路に関する比屈折率差Δは、スラブ型光導波路を製作する前後で、大きく変動する可能性はあるが、コア部の材料及びクラッド部の材料の両方における屈折率の絶対値の変化量は小さいとする。
【００７２】
図２（ａ）に示すｘ方向にコア幅２ｄのコア部を有するスラブ型光導波路の正規化電界強度は、
クラッド部では、
【００７３】
【数４】
2005010648.tif 000006
コア部では、
【００７４】
【数５】
2005010648.tif 000007
のように表される。ここで、ｕは、コア部内の位置に対する電界強度の変化に関する正規化横方向位相定数であり、ｗは、クラッド部内の位置に対する電界強度の変化に関する正規化横方向減衰定数である。よって、スラブ型光導波路におけるｘ方向の電界の相対エネルギー密度の対数（ｄＢ単位）は、電界の相対エネルギー密度が電界強度の２乗に比例するため、
クラッド部では、
【００７５】
【数６】
2005010648.tif 000008
コア部では、
【００７６】
【数７】
2005010648.tif 000009
のように表される。ここで、上記相対エネルギー密度の対数を位置ｘで微分して、相対エネルギー密度の対数の一次微分が、
クラッド部では、
【００７７】
【数８】
2005010648.tif 000010
コア部では、
【００７８】
【数９】
2005010648.tif 000011
のように導出される。
【００７９】
このようなスラブ型光導波路におけるｘ方向の電界の相対エネルギー密度の対数（ｄＢ単位）及びその位置ｘに対する一次微分を図５に示す。このように、クラッド部及びコア部の境界（ｘ＝±ｄ）の位置で、スラブ型光導波路を伝搬する光の対数に変換された相対エネルギー密度の傾きが異なる。すなわち、対数に変換された相対エネルギー密度における傾きは、クラッド部では一定であり、コア部においては位置ｘの関数である。なお、図５においては、クラッド部の周辺部分においては、対数に変換された相対エネルギー密度に、撮像素子などに由来するノイズが重なっているため、対数に変換された相対エネルギー密度が、直線から外れている。クラッド部の周辺部分において、これらの対数に変換された相対エネルギー密度が直線から外れている部分のデータは、削除される。
【００８０】
ここで、対数に変換された相対エネルギー密度の一次微分において、二つのクラッド部に対応する一定値領域及びコア部に対応する中央の非一定値領域の境界を求め、これら一定値領域間の領域、すなわち、非一定値領域の間隔を求めることで、コア幅２ｄ０を求めることができる。
【００８１】
次に、クラッド部における対数に変換されたエネルギー密度の分布形状は、位置ｘに対して直線であり、クラッド部における対数に変換されたエネルギー密度の直線部分の傾きαを、直線によるカーブフィッティングなどによって求めることができる。クラッド部における傾きαは、式（５）の右辺と等しいので、このとき、正規化横方向減衰定数ｗ０は、
【００８２】
【数１０】
2005010648.tif 000012
より、
【００８３】
【数１１】
2005010648.tif 000013
と求められる。
【００８４】
また、スラブ型光導波路を伝搬する光の伝搬モードｎは、対数に変換された相対エネルギー密度の一次微分において、ゼロ点の数から求めることができる。図５においては、対数に変換された相対エネルギー密度の一次微分における非一定領域でゼロ点が一つだけであるから、光の伝搬モードｎは、０であることがわかる。
【００８５】
ここで、スラブ型光導波路においてコア部及びクラッド部を伝搬する光の電磁界は、コア部及びクラッド部の境界面で連続であることから、正規化横方向減衰定数ｗ及び正規化横方向位相定数ｕは、伝搬モードが偶モード（ｎ＝０，２，４，…）であるか奇モード（ｎ＝１，２，３，…）であるかによって、図６に示すように、
偶モードの場合には、
【００８６】
【数１２】
2005010648.tif 000014
奇モードの場合には、
【００８７】
【数１３】
2005010648.tif 000015
の関係を有する。ここで、求めた伝搬モードのｎの偶奇及び正規化横方向減衰定数ｗ０より、正規化横方向位相定数ｕ０を算出することができる。例えば、スラブ型光導波路を伝搬する光の伝搬モードｎが０である場合には、図６に示すように、正規化横方向減衰定数ｗ０より、正規化横方向位相定数ｕ０を算出することができる。
【００８８】
実際に、正規化横方向減衰定数ｗ０より、正規化横方向位相定数ｕ０を算出するには、式（８）又は（９）に示す非線型方程式を解く必要があるが、これは、例えば、ニュートン−ラプソン法などの既知の数値解析方法で算出することができる。
【００８９】
さらに、電磁界が波動方程式を満たすことより、正規化横方向減衰定数ｗ０と正規化横方向位相定数ｕ０は、
【００９０】
【数１４】
2005010648.tif 000016
を満たす。ここで、λは、測定に使用した単一波長光源から射出される光の波長であり、ｎ１は、コア部の材料の屈折率（絶対値）である。ｎ１は、スラブ型光導波路の製作の前後でほとんど変化しないので、スラブ型光導波路を製作する前の屈折率の測定値を使用してもよい。
【００９１】
式（１０）より、求めるスラブ型光導波路に関する比屈折率差Δは、
【００９２】
【数１５】
2005010648.tif 000017
のように求められる。
【００９３】
上記のような本発明の比屈折率差を算出する手順を含むプログラムによって、スラブ型光導波路におけるコア部及びクラッド部の間の比屈折率差を、コンピュータ上で高精度に算出することができる。また、本発明の比屈折率差を算出する手順を含むプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体又はコンピュータのメモリに記憶させて提供することができる。
【００９４】
【実施例】
本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置及び方法を使用して光導波路を製作した後、この光導波路に関する比屈折率差を測定した。本実施例において試料として用いた光導波路を図７に示す。図７（ａ）は、試料とした光導波路の平面図であり、図７（ｂ）は、試料とした光導波路における伝搬光の射出側での側面図である。測定に使用した試料である光導波路の寸法を図７（ａ）及び（ｂ）に示す。光導波路のコア部２１は、単一波長光源であるレーザー光との結合効率を高めるために、レーザー光が入射する側で直線状である。次に、光導波路のコア部は、光導波路のクラッド内で曲げ半径Ｒ及び角度θの完全な円弧状に曲がり、さらに、再度同じ曲げ半径Ｒ及び角度θで完全な円弧状に曲がり、伝搬光の射出側に直線状の部分を有する。よって、本実施例では、入射側及び射出側の端面におけるコア部の位置が互いに異なる、埋込型の曲げ半径Ｒ及び角度θを有するＳ字導波路を使用した。曲げ半径Ｒの異なる６種類の光導波路を製作し、光導波路に関する比屈折率差を測定した。試作した埋込型のＳ字導波路の設計値を下記に示す。
【００９５】
コア形状：幅３．０μｍ×厚２．５μｍ
曲げ半径：２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍ、∞（直線）
単一波長光源としては、波長６８０ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザーを使用する。Ｈｅ−Ｎｅレーザーと光導波路は、ファイバーを介して結合されており、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を、ファイバーを通じて導波路に入射した。また、光導波路を形成するコア部の材料及びクラッド部の材料には、次のような６８０ｎｍに対する屈折率（真値）を有する材料を使用した。
【００９６】
コア部の材料の屈折率    ：１．３４７４（λ６８０ｎｍ）
クラッド部の材料の屈折率：１．３３９５（λ６８０ｎｍ）
これらの値より、光導波路の比屈折率差は、０．５９％となる。
【００９７】
本発明の光導波構造体の比屈折率差を測定する装置及び方法を使用し測定した、試作した光導波路に関する比屈折率差の測定値を下表に示す。
【００９８】
【表１】
2005010648.tif 000018
表１の結果より、本発明の光導波構造体の比屈折率差を測定する装置及び方法によって測定した比屈折率差の誤差は、真値（０．５９％）に対して常に１０％以内であったことがわかる。
【００９９】
一方、従来の比屈折率差の測定方法に従って、コア部の材料及びクラッド部の材料のそれぞれに関する単層膜の屈折率を、プリズムカップラー装置によって測定して得られた、比屈折率差の測定結果について考える。プリズムカップラー装置による比屈折率差の測定誤差が±０．００１である場合には、コア部の材料に関する単層膜の屈折率の測定値は、１．３４６４乃至１．３４８４となる。また、クラッド部の材料に関する単層膜の屈折率の測定値は、１．３３８５乃至１．３４０５となる。従って、プリズムカップラー装置を使用して単層膜の屈折率から求めた比屈折率差は、０．４３７％から０．７３２％の範囲の測定結果として得られる。これは、真値（０．５９％）に対して約２６％の誤差を含むことを示す。また、光導波路の製作の前後で、コア部の材料及び／又はクラッド部の材料の屈折率に変化が生じる場合には、比屈折率差の測定誤差は、更に大きくなる。
【０１００】
よって、表１に示す本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置及び方法によって測定した比屈折率差の測定精度は、プリズムカップラーで単層膜を測定して求める方法と比較して高いことがわかる。
【０１０１】
すなわち、本発明による光導波構造体の比屈折率差を測定する装置及び方法によれば、光導波構造体を製作した後、デバイスの状態で、光導波構造体に関する比屈折率差を高精度で測定することができる。また、コア部及びクラッド部の材料間の比屈折率差が小さい光導波構造体に対しては、コア幅の測定精度が高くなくても、精度よく比屈折率差を求めることができる。
【０１０２】
以上、本発明を実施の形態及び実施例と共に説明してきたが、本発明は、これら実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、当業者は、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変形及び変更をすることが可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、光導波構造体を製作した後に光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する装置及び方法、並びに光導波構造体のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を算出するプログラムを提供することができる。
【０１０４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する装置の概略図である。
【図２】本発明で使用する試料としてのステップインデックス型光導波路の透視図であり、（ａ）は、スラブ型光導波路、（ｂ）は、埋込型光導波路、及び（ｃ）は、リブ型光導波路の図である。
【図３】本発明による光導波路のコア部及びクラッド部の材料間における比屈折率差を測定する手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の測定装置及び方法によって取得された、光導波路から射出された光の像におけるエネルギー密度の二次元分布を示す図である。
【図５】本発明の測定装置及び方法によって取得された、光導波路から射出された光の像における一方向でのエネルギー密度分布を示すグラフである。
【図６】光導波路を伝搬する光の伝搬モード並びに正規化横方向減衰定数及び正規化横方向位相定数の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例で使用した試料としての光導波路を説明する図であり、（ａ）は、平面図、（ｂ）は、伝搬光の射出側における側面図である。
【符号の説明】
１０    単一波長光源
２０    光導波構造体
２１    コア部
２２    アンダークラッド
２３    オーバークラッド
３０    結像手段
４０    撮像手段
５０    算出手段
【図１】
2005010648.tif 000019
【図２】
2005010648.tif 000020
【図３】
2005010648.tif 000021
【図４】
2005010648.tif 000022
【図５】
2005010648.tif 000023
【図６】
2005010648.tif 000024
【図７】
2005010648.tif 000025