(57)【要約】【課題】フォトニック結晶を用いた光素子の小型化を図ることが可能な光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】Ｓｉ基板１上には、ＳｉＯ２からなるクラッド１２が設けられており、このクラッド１２上に線状のコア１１が設けられて、細線導波路１４が構成されている。クラッド１２の両側には一対の台座２が常温接合によりＳｉ基板１上に立設されている。２次元フォトニック結晶３は、孔９５が三角格子状に形成された周期構造を有し、その中間部に欠陥導波路部９６が形成されている。２次元フォトニック結晶３は、コア１１の上面との間に空間が形成され、かつ欠陥導波路部９６とコア１１が上下に平行に重なるように配置され、台座２の上面に常温接合されている。【選択図】図１
2007240756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期構造を乱す欠陥部を有する２次元フォトニック結晶と、
基板上に形成され、前記欠陥部に空隙を設けて対向配置された外部導波路とを備えたことを特徴とする光素子。
【請求項２】
前記外部導波路は、光がシングルモードにより伝播することを特徴とする請求項１に記載の光素子。
【請求項３】
前記基板は、前記外部導波路の両側に前記２次元フォトニック結晶を支持する一対の台座が立設されたことを特徴とする請求項１に記載の光素子。
【請求項４】
前記外部導波路は、前記基板上に形成されたクラッドと、前記クラッド上に形成されたコアとからなり、
前記台座は、前記基板の露出している面に立設されたことを特徴とする請求項３に記載の光素子。
【請求項５】
前記外部導波路は、前記基板上に形成されたクラッドと、前記クラッド上に形成されたコアとからなり、
前記台座は、前記クラッドに立設されたことを特徴とする請求項３に記載の光素子。
【請求項６】
周期構造を乱す欠陥部を有する２次元フォトニック結晶が形成されたフォトニック結晶基板と、基板上に外部導波路が形成され、かつ所定の高さの台座が前記外部導波路の両側に設けられた外部導波路基板とを準備する準備工程と、
前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを接触させ、前記スラブ導波路部と前記外部導波路との間に空隙を設けて前記２次元フォトニック結晶と前記台座とを接合する接合工程と、
前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを離間させて前記２次元フォトニック結晶を前記台座の上面に転写する離間工程とを含むことを特徴とする光素子の製造方法。
【請求項７】
前記準備工程は、ドナー基板に設けられた前記台座を、前記外部導波路の両側の前記外部導波路基板の表面に接合する接合工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の光素子の製造方法。
【請求項８】
周期構造を乱す欠陥部を有する２次元フォトニック結晶が形成され、かつ所定の高さの台座が前記周期構造部よりも外側にそれぞれ設けられたフォトニック結晶基板と、基板上に外部導波路が形成された外部導波路基板とを準備する準備工程と、
前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを接触させ、前記スラブ導波路部と前記外部導波路との間に空隙を設けて前記台座と前記外部導波路基板とを接合する接合工程と、
前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを離間させて前記２次元フォトニック結晶および前記台座を前記外部導波路基板に転写する離間工程とを含むことを特徴とする光素子の製造方法。
【請求項９】
前記準備工程は、ドナー基板に設けられた前記台座を、前記周期構造部よりも外側の前記フォトニック結晶基板の表面に接合する接合工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記接合工程は、常温接合によることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニック結晶（photonic crystals）を用いた光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に周期的な屈折率分布を有するフォトニック結晶は、従来の光デバイスの機能を１／１００から１／１０００の大きさで作製できる可能性があり、従来は個別に作製されていた光合分波器、光フィルタ、レーザー、光導波路、カプラ等を１つに集積化した超小型の光集積回路の実現が期待されている。また、光以外の電磁波への応用も期待されている。
【０００３】
フォトニック結晶には、多層膜構造の１次元フォトニック結晶、屈折率分布が２次元の２次元フォトニック結晶、同３次元の３次元フォトニック結晶の３種類がある。
【０００４】
２次元フォトニック結晶は、製造が比較的容易であるという利点がある。そして、２次元フォトニック結晶には、代表的なものとしてＳＯＩ(Silicon On Insulator)基板上に作製したような上下が非対称な２次元フォトニック結晶と、アンダーエッチング等で作製された上下が空気に接するような上下が対称なエアーブリッジ構造の２次元フォトニック結晶などがある。
【０００５】
従来のエアーブリッジ構造の２次元フォトニック結晶（光素子）に関するものとして、例えば、テーパーの付いた光ファイバを、２次元フォトニック結晶スラブの欠陥導波路まで波長オーダーで近接させ、光パワーをエバネッセント光でフォトニック結晶へ移行し、光カップリングを行う技術が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ：Ｌｅｔｔｅｒｓ  Ｖｏｌ  ８５，Ｎｏ．１，５  Ｊｕｌｙ  ２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の光素子によると、テーパーの付いた光ファイバーをエアーブリッジ構造の２次元フォトニック結晶に固定する手段が必要になり、大型化することは避けられず、実用化に課題が残されている。
【０００７】
従って、本発明の目的は、フォトニック結晶を用いた光素子の小型化を図ることが可能な光素子及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】
【０００８】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光素子及びその製造方法を提供する。
【０００９】
［１］周期構造を乱す欠陥を有する２次元フォトニック結晶と、基板上に形成され、前記スラブ導波路部に空隙を設けて対向配置された外部導波路とを備えたことを特徴とする光素子。
【００１０】
上記構成によれば、基板上に外部導波路を形成し、これに２次元フォトニック結晶を対向配置させることにより、小型化が可能となる。また、フォトニック結晶には、１次元結晶、２次元結晶、３次元結晶があるが、２次元フォトニック結晶を用いることにより、比較的容易に製造することができる。また、２次元フォトニック結晶を外部導波路に空隙を設けて対向配置することで、上下が空気に接するエアーブリッジ構造とすることができ、これにより光の閉じ込め効果が大きくなる。また基板への放射モードや直交する偏波へのモード変換を抑制でき、広帯域で高い伝搬効率が得られる。
【００１１】
上記２次元フォトニック結晶の周期構造は、高屈折率を有する板材（スラブ）に低屈折率の物質を波長程度の周期で周期的に配列することで形成することができる。また、上記欠陥部は、屈折率を変化させたり周期的配列を乱したりすることで形成することができる。低屈折率の部分は、凹部を三角格子又は正方格子に配列することにより実現することができる。凹部に低屈折率部材を充填してもよいが、空孔とすることにより製造が容易で、大きな屈折率差が得られる。なお、２次元フォトニック結晶スラブの場合、バンドギャップを得るために三角格子構造のほうが望ましい。
【００１２】
［２］前記外部導波路は、光がシングルモードにより伝播することを特徴とする前記［１］に記載の光素子。この構成により、マルチモードのように伝播速度の異なる光が存在することによる光通信の障害を招くことがない。また、シングルモードのため、欠陥導波路とのフェーズマッチングの条件も比較的簡単に見つけることができる。
【００１３】
［３］前記基板は、前記外部導波路の両側に前記２次元フォトニック結晶を支持する一対の台座が立設されたことを特徴とする前記［１］に記載の光素子。基板に形成された外部導波路と２次元フォトニック結晶とは対向配置されているので、小型な台座で基板と２次元フォトニック結晶とを支持することができる。
【００１４】
［４］前記外部導波路は、前記基板上に形成されたクラッドと、前記クラッド上に形成されたコアとからなり、前記台座は、前記基板の露出している面に立設されたことを特徴とする前記［３］に記載の光素子。
【００１５】
［５］前記外部導波路は、前記基板上に形成されたクラッドと、前記クラッド上に形成されたコアとからなり、前記台座は、前記クラッドに立設されたことを特徴とする前記［３］に記載の光素子。
【００１６】
［６］周期構造を乱す欠陥部を有する２次元フォトニック結晶が形成されたフォトニック結晶基板と、基板上に外部導波路が形成され、かつ所定の高さの台座が前記外部導波路の両側に設けられた外部導波路基板とを準備する準備工程と、前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを接触させ、前記スラブ導波路部と前記外部導波路との間に空隙を設けて前記２次元フォトニック結晶と前記台座とを接合する接合工程と、前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを離間させて前記２次元フォトニック結晶を前記台座の上面に転写する離間工程とを含むことを特徴とする光素子の製造方法。
【００１７】
上記構成によれば、外部導波路基板に設けた台座を介して外部導波路と２次元フォトニック結晶とを対向配置させることにより、小型化が可能となる。また、２次元フォトニック結晶を用いることにより、比較的容易に製造することができる。また、２次元フォトニック結晶をエアーブリッジ構造とすることができるので、基板への放射モードや直交する偏波へのモード変換を抑制でき、広帯域で高い伝搬効率が得られる。
【００１８】
［７］前記準備工程は、ドナー基板に設けられた前記台座を、前記外部導波路の両側の前記外部導波路基板の表面に接合する接合工程を含むことを特徴とする前記［６］に記載の光素子の製造方法。
【００１９】
［８］周期構造を乱す欠陥部を有する２次元フォトニック結晶が形成され、かつ所定の高さの台座が前記周期構造部よりも外側にそれぞれ設けられたフォトニック結晶基板と、基板上に外部導波路が形成された外部導波路基板とを準備する準備工程と、前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを接触させ、前記欠陥部と前記外部導波路との間に空隙を設けて前記台座と前記外部導波路基板とを接合する接合工程と、前記フォトニック結晶基板と前記外部導波路基板とを離間させて前記２次元フォトニック結晶および前記台座を前記外部導波路基板に転写する離間工程とを含むことを特徴とする光素子の製造方法。
【００２０】
上記構成によれば、フォトニック結晶基板に設けた台座を介して外部導波路と２次元フォトニック結晶とを対向配置させることにより、小型化が可能となる。また、２次元フォトニック結晶を用いることにより、比較的容易に製造することができる。また、２次元フォトニック結晶をエアーブリッジ構造とすることができるので、基板への放射モードや直交する偏波へのモード変換を抑制でき、広帯域で高い伝搬効率が得られる。
【００２１】
［９］前記準備工程は、ドナー基板に設けられた前記台座を、前記周期構造部よりも外側の前記フォトニック結晶基板の表面に接合する接合工程を含むことを特徴とする前記［８］に記載の光素子の製造方法。
【００２２】
［１０］前記接合工程は、常温接合によることを特徴とする前記［６］〜［９］のいずれかに記載の光素子の製造方法。常温接合によれば、２次元フォトニック結晶や台座に熱変形が生じないため、高い形状精度が得られる。常温接合とは、室温で原子同士を直接接合することをいう。接合する前に、接合面に中性原子ビーム、イオンビーム等を照射して表面を清浄化するのが好ましい。清浄化により表面が活性化して強固な接合が得られる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フォトニック結晶を用いた光素子を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［第１の実施の形態］
（光素子の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光素子を示す。この光素子１００は、Ｓｉ基板１と、Ｓｉ基板１上に形成され、コア１１及びクラッド１２からなる外部導波路としての細線導波路１４と、Ｓｉ基板１上のクラッド１２の両側に立設された長板状の台座２と、台座２上に固定された２次元フォトニック結晶３とを備えている。
【００２５】
２次元フォトニック結晶３は、コア１１に空隙を設けて対向配置された帯状または線状の欠陥導波路部９６と、欠陥導波路部９６に隣接させて複数の孔９５を三角格子状に設けて周期構造にした周期構造部９７とを有している。なお、欠陥導波路部９６を構成している部分は、孔９５が設けられていない領域に相当する。
【００２６】
（第１の実施の形態に係る光素子の製造方法）
次に、光素子１００の製造方法を説明する。
【００２７】
（１）コア及びクラッドの作製
図２（ａ），（ｂ）は、コア１１及びクラッド１２の作製工程を示す。まず、図２の（ａ）のように、Ｓｉ基板１上にＳｉＯ２層１３を形成してＳＯＩ(Silicon On Insulator)基板５を準備し、ＳｉＯ２層１３の表面にＳｉ細線からなるコア１１を形成する。
【００２８】
次に、図２の（ａ），（ｂ）のように、ＳｉＯ２層１３の中央付近が残るようにＳｉＯ２層１３の両側をウェットエッチング等の処理方法を用いて除去し、チャネル導波路である細線導波路１４を形成する。チャネル導波路とは、互いに直交する２方向（ｘ，ｙ）（導波路断面）に光が閉じ込められた３次元光導波路をいう。以上により、Ｓｉ基板１および細線導波路１４からなる外部導波路基板としてのターゲット基板６が完成する。
【００２９】
（２）台座の作製
図３（ａ）〜（ｄ）は、台座２の作製工程を示す。まず、図３の（ａ）のように、Ｓｉ基板７１上に離型層７２をスピンコート法によって形成し、離型層７２上に、例えば、４５０ｎｍの厚みのＳｉ層７３を形成し、Ｓｉ基板７１、離型層７２およびＳｉ層７３からなる第１のウェハ７を作製する。
【００３０】
離型層７２は、Ｓｉ層７３とＳｉ基板７１との密着力を適正に保つ役割を有しており、そのような役割を果たすための材料として、ポリイミド、フッ化ポリイミド、酸化シリコン等の公知の材料を用いることができるが、ここでは、離型層７２として一般的なポリイミドをスピンコート法でＳｉ上に成膜した。
【００３１】
Ｓｉ層７３の着膜は、スパッタ法、分子線ビームエピタキシャル法、化学気相堆積法真空蒸着法等を用いることができるが、良好な平坦性が得られる点でスパッタ法が好ましい。
【００３２】
次に、図３の（ｂ）のように、第１のウェハ７を複数の正方形のセル７４に区分し、ウェットエッチング等をＳｉ層７３に施して、図３の（ｃ）のように、各セル７４に一対の平行な台座２を形成する。本実施の形態は、簡単のために１つのセル７４内に一対の台座２を形成しているが、１つのセル７４内に複数の台座を形成した方が生産性の点から望ましい。このようにしてＳｉ基板７１、離型層７２、及び各セル７４に形成された一対の台座２からなるドナー基板８が完成する。
【００３３】
（３）２次元フォトニック結晶の作製
図４（ａ）〜（ｄ）は、２次元フォトニック結晶３の作製工程を示す。まず、図４の（ａ）のように、Ｓｉ基板９１上に離型層９２をスピンコート法によって形成し、更に、離型層９２上に、２次元フォトニック結晶のスラブ（板材）となるＳｉ層９３を、例えば、スパッタ法で２５０ｎｍの厚みに堆積した第２のウェハ９を用意する。
【００３４】
離型層９２は、Ｓｉ層９３とＳｉ基板９１との密着力を適正に保つ役割を有しており、そのような役割を果たすための材料として、ポリイミド、フッ化ポリイミド、酸化シリコン等の公知の材料を用いることができるが、ここでは、離型層９２として一般的なポリイミドをスピンコート法でＳｉ上に成膜した。
【００３５】
また、Ｓｉ層９３の着膜は、スパッタ法、分子線ビームエピタキシャル法、化学気相堆積法真空蒸着法等を用いることができるが、スパッタ法が好ましい。
【００３６】
次に、図４の（ｂ）のように、Ｓｉ層９３を複数の正方形のセル９４に区分し、ＥＢ（Electron Beam）露光、ドライエッチング等により、図４の（ｃ）のように、各セル９４のＳｉ層９３に複数の孔９５を形成し、複数の孔９５からなる周期構造部９７、および欠陥導波路部９６を備えた２次元フォトニック結晶３を形成する。
【００３７】
本実施の形態は、簡単のために１つのセル９４内に１つの２次元フォトニック結晶の欠陥導波路部９６を形成しているが、１つのセル９４内に複数の欠陥導波路部９６を形成した方が生産性の点から望ましい。このようにしてＳｉ基板７１、離型層７２、及び各セル９４に形成された周期構造部９７および欠陥導波路部９６を有する２次元フォトニック結晶３からなる第２のウェハ９が完成する。
【００３８】
（４）光素子の作製
図５Ａ（ａ）〜（ｃ）、図５Ｂ（ｄ）〜（ｆ）は、光素子１００の作製工程を示す。なお、図５Ｂにおいては、第１のドナー基板１０を断面図で示している。まず、図２の（ｂ）に示すターゲット基板６、図３の（ｄ）に示す第２のドナー基板８、及び図４の（ｄ）に示す第１のドナー基板１０を図示しない真空チャンバに搬入する。
【００３９】
次に、図５Ａの（ａ）のように、ターゲット基板６を図示しない下部ステージに固定し、第２のドナー基板８を図示しない上部ステージに固定し、第２のドナー基板８をターゲット基板６の上方に位置決めし、ターゲット基板６および第２のドナー基板８の表面をＦＡＢ(Fast Atom Beam)処理により清浄化する。ＦＡＢ処理とは、中性原子ビーム、イオンビーム等を高電圧で加速して接合面に照射し、接合面の酸化膜、不純物等を除去する処理をいう。
【００４０】
次に、ターゲット基板６を上昇させ、図５Ａの（ｂ）のように、台座２の下端面をターゲット基板６のＳｉ基板１の上面に所定時間、適当な加重をかけ接触させ、台座２をＳｉ基板１の上面に常温接合する。
【００４１】
次に、図５Ａの（ｃ）のように、ターゲット基板６を下降させ、第２のドナー基板８から離間する。これにより、台座２の上端面がドナー基板８から剥離し、台座２はターゲット基板６上に転写する。このようにして図２に示すターゲット基板４が作製される。
【００４２】
次に、図５Ｂの（ｄ）のように、第２のドナー基板８に代えて第１のドナー基板１０を上部ステージに固定し、第１のドナー基板１０をターゲット基板４の上方に位置決めする。このとき、２次元フォトニック結晶３のスラブ導波路部９６とコア１１が平面から見て一致するようにアライメントを行い、ターゲット基板４および第１のドナー基板１０の表面をＦＡＢにより清浄化する。
【００４３】
次に、ターゲット基板４を上昇させ、図５Ｂの（ｅ）のように、２次元フォトニック結晶３の下面を台座２の上端面に所定時間、適切な加重をかけ接触させる。この接触により、２次元フォトニック結晶３の下面と台座２の上面の接触部分が常温接合される。
【００４４】
次に、図５Ｂの（ｆ）のように、ターゲット基板４を下降させると、２次元フォトニック結晶３の下面と台座２の上面が接合しているために、２次元フォトニック結晶３はドナー基板１０の離型層９２から剥離してターゲット基板４に転写される。以上により、図１に示した光素子１００が完成する。
【００４５】
（光素子の動作）
図６は、光素子１００の動作を説明するための縦方向断面図である。コア１１に図６の左側から白色光（λｃ１を含むある帯域を有する光）の光信号２００を入光すると、光信号２００はコア１１内を右方向に伝搬する。光信号２００の白色光のうち、２次元フォトニック結晶３の欠陥導波路部９６の導波モード（導波する光の周波数と波数の関係をいう。）とコア１１の導波モードとが位相整合した波長λ１の光がエバネッセント光として欠陥導波路部９６に光結合し、光パワーはコア１１から欠陥導波路部９６へ移行する。このとき、光信号２００のうちスラブ導波路部９６に結合した光は、光信号２００が入射した方向とは逆方向にスラブ導波路部９６内を伝搬し、出射光２０１としてスラブ導波路部９６の左側から出射する。以上のように、本実施の形態の光素子１００は、光結合素子として機能する。
【００４６】
なお、図６において、上記の説明とは逆に、欠陥導波路部９６側に光信号２００を入射し、コア１１側から出射光２０１を出射させる構成も可能である。
【００４７】
図７は、波長λと光透過率（図６のＥ部の出力光のレベル／光信号２００の入力光のレベル）の関係を示している。ｇは、欠陥導波路部９６とコア１１の間のギャップであり、ｇ１＜ｇ２＜ｇ３（例えば、ｇ１＝０．３μｍ、ｇ２＝０．２μｍ、ｇ３＝０．１μｍ）である。また、図８は、波長λ１において、ギャップｇに応じた出射光２０１の出射光レベルを示す。
【００４８】
図７から明らかなように、２次元フォトニック結晶スラブの欠陥導波路部９６の導波モードとコア１１の導波モードとが位相整合した波長λ１では、光透過率にディップを生じることが分かる。そして、光透過率は、ギャップｇが小さいほど光透過率が悪くなる。換言すれば、スラブ導波路９６に結合する光のレベルが高くなる。
【００４９】
図８から明らかなように、光信号２００の波長λがλ１で、かつ最も小さいギャップｇ１において出射光２０１のレベルが最も大きくなる。従って、特定の波長域により光結合を制御することができる。
【００５０】
（第１の実施の形態の効果）
上述した第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（イ）細線導波路１４を有するターゲット基板４と、２次元フォトニック結晶スラブの欠陥導波路部９６が形成された２次元フォトニック結晶３を有するドナー基板１０とを個別に作製し、両者を常温接合により組み合わせることにより、光素子１００の小型化を図ることができる。
（ロ）２次元フォトニック結晶３は、エアーブリッジ構造を有し、上下対称にでき、更に屈折率差も大きくとれるため、設計マージンを広くとることができる。
（ハ）細線導波路１４は、Ｓｉ基板１上に形成されているために堅牢であり、１つの周波数に対して１つの波数の光のみが存在する、所謂、シングルモードで光を導入することができる。
【００５１】
なお、上記実施の形態において、細線導波路１４とスラブ導波路部９６を効率良く結合させるには、細線導波路１４の伝搬定数と２次元フォトニック結晶３の伝搬定数をマッチングさせるように設計する。また、細線導波路１４とスラブ導波路部９６の電磁界プロファイルがなるべく一致するように設計する。
【００５２】
［第２の実施の形態］
図９Ａ（ａ）〜（ｃ）、図９Ｂ（ｄ）〜（ｆ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光素子の作製工程を示す。第１の実施の形態では、台座２をターゲット基板６に接合してターゲット基板４を作製した後、２次元フォトニック結晶３をターゲット基板４に接合したが、本実施の形態では、台座２を第１のドナー基板１０に接合した後、台座２付きの２次元フォトニック結晶３をターゲット基板６に接合したものである。
【００５３】
以下に、第２の実施の形態に係る光素子１００の製造方法を説明する。
【００５４】
（１）コア及びクラッドの作製
図２の（ａ）で説明したように、Ｓｉ基板１上にクラッド１２およびコア１１からなる細線導波路１４を形成して、外部導波路基板としてのターゲット基板６を作製する。
【００５５】
（２）台座の作製
図３（ａ）〜（ｄ）で説明したように、Ｓｉ基板７１上に離型層７２を形成し、離型層７２上に台座２の形成して、第２のドナー基板８を作製する。
【００５６】
（３）２次元フォトニック結晶の作製
図４（ａ）〜（ｄ）で説明したように、Ｓｉ基板９１上に離型層９２を形成し、離型層９２上に２次元フォトニック結晶スラブの欠陥導波路部９６および周期構造部９７からなる２次元フォトニック結晶３を形成してフォトニック結晶基板としての第１のドナー基板１０を作製する。
【００５７】
（４）光素子の作製
まず、図２の（ｂ）に示すターゲット基板６、図３の（ｄ）に示す第２のドナー基板８、及び図４の（ｄ）に示す第１のドナー基板１０を図示しない真空チャンバに搬入する。
【００５８】
次に、図９Ａの（ａ）のように、第１のドナー基板１０を図示しない下部ステージに固定し、第２のドナー基板８を図示しない上部ステージに固定し、第２のドナー基板８を第１のドナー基板１０の上方に位置決めし、第１および第２のドナー基板８，１０の表面をＦＡＢにより清浄化する。
【００５９】
次に、第２のドナー基板８を下降させ、図９Ａの（ｂ）のように、台座２の下端面を第１のドナー基板１０の２次元フォトニック結晶３の上面に所定時間、接触させ、台座２を２次元フォトニック結晶３の上面に常温接合する。
【００６０】
次に、図９Ａの（ｃ）のように、第２のドナー基板８を上昇させ、第１のドナー基板１０から離間する。これにより、台座２の上端面が第２のドナー基板８から剥離し、台座２は第１のドナー基板１０上に転写する。なお、本実施の形態の場合、第１のドナー基板１０と第２のドナー基板８の両方に離型層９２、７２を設けているため、第１のドナー基板１０の２次元フォトニック結晶２と離型層９２の接合強度の方を第２のドナー基板８の台座２と離型層７２との接合強度よりも大きく調整しておく。
【００６１】
次に、図９Ｂの（ｄ）のように、第２のドナー基板８に代えて図９Ａ（ｃ）の第１のドナー基板１０を上部ステージに固定し、第１のドナー基板１０をターゲット基板６の上方に位置決めし、ターゲット基板４および第１のドナー基板１０の表面をＦＡＢ処理により清浄化する。
【００６２】
次に、第１のドナー基板１０を下降させ、図９Ｂの（ｅ）のように、台座２の下面をターゲット基板６のＳｉ基板１の上面に所定時間、接触させる。この接触により、台座２の下面とＳｉ基板１の上面の接触部分が常温接合される。
【００６３】
次に、図９Ｂの（ｆ）のように、Ｓｉ基板９１を上昇させると、２次元フォトニック結晶３および台座２が第１のドナー基板１０の離型層９２から剥離してターゲット基板６に転写される。以上により、図１に示した光素子１００が完成する。
【００６４】
（第２の実施の形態の効果）
上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、光素子１００の小型化を図ることができる。
【００６５】
［第３の実施の形態］
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る光素子を示す。第１の実施の形態では、図２に示すように、ＳｉＯ２層１３をエッチング等の処理によって細線状にしてクラッド１２を形成したが、本実施の形態は、ＳｉＯ２層１３を細線状にせずにそのままクラッドとして用いたものである。本実施の形態は、第１又は第２の実施の形態と同様の方法により製造することができる。
【００６６】
この第３の実施の形態によれば、ＳｉＯ２層１３を細線状にする工程を省略することができ、また、台座２を作製するための第１のウェハ７のＳｉ層７３の厚さを薄くすることができる。
【実施例１】
【００６７】
次に、本発明の実施例１について説明する。本実施例１は、２次元フォトニック結晶３の周期構造部９７は、格子定数ａを４２０ｎｍ、孔９５の半径を１２２ｎｍ、スラブ導波路部９６の厚さを２５０ｎｍとした。格子定数ａは、図４の（ｃ）に示す１つの孔９５と、それを取り囲む６つの孔９５からなる７つの孔９５の組み合わせにおいて、隣接する相互間の距離をいう。また、細線導波路１４を構成するコア１１の幅を４８５ｎｍ、高さを２５０ｎｍとした。また、ギャップｇを０．１ｎｍとした。
【００６８】
上記の条件で、１．５５μｍを含む白色光の光信号２００をコア１１に入光すると、スラブ導波路部９６から１．５５μｍの光が得られることが判明した。
【００６９】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々な変形が可能である。
【００７０】
また、レーザー発光部、その他の発光素子、受光素子等を、図１の光素子１００に内蔵さし、或いは搭載することも可能である。
【００７１】
また、細線導波路に２次元フォトニック結晶を用いて構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光素子を示す斜視図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、コア及びクラッドの作製工程を示す斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、台座の作製工程を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、２次元フォトニック結晶の作製工程を示す図である。
【図５Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、ターゲット基板の作製工程を示す図である。
【図５Ｂ】（ｄ）〜（ｆ）は、光素子の作製工程を示す図である。
【図６】光素子の動作を説明するための縦方向断面図である。
【図７】波長λと光透過率（図６のＥ部の出力光のレベル／光信号２００の入力光のレベル）の関係を示す特性図である。
【図８】ギャップｇに応じた出射光の出射光レベルを示す特性図である。
【図９Ａ】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る第１のドナー基板の作製工程を示す図である。
【図９Ｂ】（ｄ）〜（ｆ）は、光素子の作製工程を示す図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る光素子の断面図である。
【００７３】
１  基板
２  台座
３  ２次元フォトニック結晶
４  ターゲット基板
５  ＳＯＩ基板
６  ターゲット基板
７  第１のウェハ
８  ドナー基板
９  第２のウェハ
１０  ドナー基板
１１  コア
１１  ターゲット基板
１２  クラッド
１３  ＳｉＯ２層
１４  細線導波路
７１  Ｓｉ基板
７２  離型層
７３  Ｓｉ層
７４  セル
９１  Ｓｉ基板
９２  離型層
９３  Ｓｉ層
９４  セル
９５  孔
９６  スラブ導波路部
９７  周期構造部
１００  光素子
２００  光信号
２０１  出射光
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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