(57)【要約】【課題】本発明では、波長特性を向上させることが可能で且つエッチング量を少なくすることができる導波路型波長合分波器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るアレイ導波路型波長合分波器は、導波路基板上で導波路基板に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層が、第一の入出力用チャネル導波路と、チャネル導波路アレイと、第二の入出力用チャネル導波路と、を備え、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分、第一の入出力用チャネル導波路の一端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、チャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分、及び第二の入出力用チャネル導波路の他端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、導波路層としてコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
2007310297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路基板上で前記導波路基板に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層が、
コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた少なくとも１本の第一の入出力用チャネル導波路と、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路が所定の導波路長差をもって配置されたチャネル導波路アレイと、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の第二の入出力用チャネル導波路と、を備え、
前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端とが対向するように互いに各一端を中心とする円周上に配置され且つ前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端とが対向するように互いに各他端を中心とする円周上に配置されたアレイ導波路型波長合分波器であって、
前記導波路層のうち、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記チャネル導波路アレイの導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成され、且つ前記導波路層のうち、前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分、前記チャネル導波路アレイの導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記第二の入出力用チャネル導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とするアレイ導波路型波長合分波器。
【請求項２】
前記導波路層のうち、前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイの各導波路及び前記第二の入出力用チャネル導波路を除くすべての部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路型波長合分波器。
【請求項３】
導波路基板上で前記導波路基板に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層が、
コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた少なくとも１本の導波路で構成された２つの第一の入出力用チャネル導波路と、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路が所定の導波路長差をもって配置された２つのチャネル導波路アレイと、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路で構成された２つの第二の入出力用チャネル導波路と、を備え、
１つの前記第一の入出力用チャネル導波路、１つの前記チャネル導波路アレイ及び１つの前記第二の入出力用チャネル導波路を一組とした二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端とが対向するように互いに各一端を中心とする円周上に配置され且つ前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端とが対向するように互いに各他端を中心とする円周上に配置され、さらに前記二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路について前記導波路基板に平行な方向に並列に配置されたアレイ導波路型波長合分波器であって、
前記導波路層のうち、前記二組の第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記チャネル導波路アレイの導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成され、且つ前記導波路層のうち、前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分、前記チャネル導波路アレイの導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記第二の入出力用チャネル導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とするアレイ導波路型波長合分波器。
【請求項４】
導波路基板上で前記導波路基板に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層が、
コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた少なくとも１本の導波路で構成された２つの第一の入出力用チャネル導波路と、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路が所定の導波路長差をもって配置された２つのチャネル導波路アレイと、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路で構成された２つの第二の入出力用チャネル導波路と、を備え、
１つの前記第一の入出力用チャネル導波路、１つの前記チャネル導波路アレイ及び１つの前記第二の入出力用チャネル導波路を一組とした二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端とが対向するように互いに各一端を中心とする円周上に配置され且つ前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端とが対向するように互いに各他端を中心とする円周上に配置され、さらに前記二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路について、一の組の前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記一の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分が、他の組の前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分又は前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記他の組の前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分のいずれか一方と共通し且つ前記一の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記一の組の第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分が、前記他の組の前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分又は前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記他の組の前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分の他方と共通するように対称に配置されたアレイ導波路型波長合分波器であって、
前記導波路層のうち、前記二組の第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の共通の部分、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記チャネル導波路アレイの導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成され、且つ前記導波路層のうち、前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の共通の部分、前記チャネル導波路アレイの導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記第二の入出力用チャネル導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とするアレイ導波路型波長合分波器。
【請求項５】
前記導波路層のうち、前記２つの第一の入出力用チャネル導波路、前記２つのチャネル導波路アレイの各導波路及び前記２つの第二の入出力用チャネル導波路を除くすべての部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のアレイ導波路型波長合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光波長分割多重通信に適用可能なアレイ導波路型波長合分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長多重光通信の普及に伴い、波長毎に光信号を合波又は分波するアレイ導波路型波長合分波器が光通信のキーデバイスとなっている。
【０００３】
ここで、図７に従来のアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図を示す。また、図８に図７のＡ−Ａ’線の概略切面図を示す。
【０００４】
従来のアレイ導波路型波長合分波器１５０は、少なくとも１本の第一の入出力用チャネル導波路１６０と、第一の入出力用チャネル導波路１６０に接続される第一のスラブ導波路１６１と、第一のスラブ導波路１６１に接続される導波路１７１ａ−１７１ｋが導波路長差をもって配置されたチャネル導波路アレイ１６２と、チャネル導波路アレイ１６２に接続される第二のスラブ導波路１６３と、第二のスラブ導波路１６３に接続される第二の入出力用チャネル導波路１６４と、を備える。
【０００５】
第一のスラブ導波路１６１は、図８に示すように、光を伝搬させるコア１８１と、コア１８１を囲みコア１８１の屈折率よりも小さい屈折率のクラッド１８２と、から構成される。このことは、第一の入出力用チャネル導波路１６０、チャネル導波路アレイ１６２の各導波路１７１ａ−１７１ｋ、第二のスラブ導波路１６３及び第二の入出力用チャネル導波路１６４についても同様で、第一の入出力用チャネル導波路１６０、チャネル導波路アレイ１６２の各導波路１７１ａ−１７１ｋ、第二のスラブ導波路１６３及び第二の入出力用チャネル導波路１６４は、光を伝搬させるコアと、コアの屈折率よりも小さい屈折率のクラッドと、から構成されている。
【０００６】
ここで、第一の入出力用チャネル導波路１６０、第一のスラブ導波路１６１、チャネル導波路アレイ１６２の各導波路１７１ａ−１７１ｋ、第二のスラブ導波路１６３及び第二の入出力用チャネル導波路１６４を形成する場合、図８の基板１９１上に下部クラッド層１９２を形成した後にコアとなる導波路層（不図示）を形成する。その後、形成した導波路層に図７のアレイ導波路型波長合分波器１５０の各導波路１６１，１６３，１７０，１７１ａ−１７１ｋ，１７２ａ−１７２ｃのコアをパターンとするフォトレジストをマスクにしてエッチングを施して図８のコア１８１を形成する。その後、コア１８１を覆うように例えば火炎堆積法により上部クラッド層１９４を形成する。
【０００７】
上記形成方法では、コア１８１を形成する際にチャネル導波路アレイ１６２（図７）の各導波路１７１ａ−１７１ｋのコア幅が、同じコア幅に設計してもばらついてしまうという問題がある。従来のアレイ導波路型波長合分波器１５０では、チャネル導波路アレイ１６２の各導波路１７１ａ−１７１ｋのうち最も外側の導波路１７１ａ及び導波路１７１ｋの外側の部分（導波路１７１ａ及び導波路１７１ｋのコアと同一の材料が存在していた部分）をすべてエッチングすることで各導波路のコアを形成するため、チャネル導波路アレイ１６２の１１本の導波路１７１ａ−１７１ｋの並びの内側部２０３と両外側部２０４ａ，２０４ｂとで各導波路１７１ａ−１７１ｋのコアの密度が異なってしまう。そのため、チャネル導波路アレイ１６２の内側部２０３ではエッチング速度が遅く、一方、両外側部２０４ａ，２０４ｂではエッチング速度が速くなり、エッチングの速度差が生じてしまうからである（マイクロローディング効果）。また、図８の上部クラッド層１９４を形成する際には、アレイ導波路型波長合分波器１５０全体を１０００℃以上に加熱するため、各導波路１７１ａ−１７１ｋのコアも軟化して変形する。そのため、上部クラッド層１９４が固化したときの収縮力で図７のチャネル導波路アレイ１６２の各導波路１７１ａ−１７１ｋが導波路基板３００に平行で導波路１７１ａ−１７１ｋに沿った方向に垂直な方向に傾いてしまうという問題がある。従来のアレイ導波路型波長合分波器１５０では、導波路層について第一の入出力用チャネル導波路１６０、第一のスラブ導波路１６１、チャネル導波路アレイ１６２の各導波路１７１ａ−１７１ｋ、第二のスラブ導波路１６３及び第二の入出力用チャネル導波路１６４のコアを除く部分をすべてエッチングするためである。この場合、特にチャネル導波路アレイ１６２の最も外側の導波路１７１ａ，１７１ｋは、接触するクラッド層の領域が大きいため傾きが顕著となる。
【０００８】
これらの課題を解決するため、従来では、チャネル導波路アレイ１６２の導波路１７１ａ，１７１ｋの外側にダミー導波路を設けてチャネル導波路アレイ１６２の各導波路１７１ａ−１７１ｋのコアの密度を導波路１７１ａ−１７１ｋの内側及び外側を問わず均一にする発明が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２２７９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来のアレイ導波路型波長合分波器１５０では、図８に示すように第一のスラブ導波路１６１について、コア１８１と上部クラッド層１９４との間に境界面２０１が存在する。そのため、第一の入出力用チャネル導波路１６０（図７）からの光のうち境界面２０１で反射した光１７３（図７）がチャネル導波路アレイ１６２の一端１８５に入射してアレイ導波路型波長合分波器１５０の特性を劣化させる。例えば、第一のスラブ導波路１６１の境界面２０１での反射光がアレイ導波路型波長合分波器１５０のクロストークを劣化させる。また、アレイ導波路型波長合分波器１５０（図７）の中心波長について個体差を生じさせる。そのため、同一基板上に複数のアレイ導波路型波長合分波器を備えた場合には、回路毎に波長補正を行わなければならなくなる。さらに、従来のアレイ導波路型波長合分波器１５０では、導波路層について導波路のコアのパターンを除く部分をすべてエッチングするため、エッチング量が多く、またそれに伴う廃液量も多い。
【００１１】
そこで、本発明では、波長特性を向上させることが可能で且つエッチング量を少なくすることができるアレイ導波路型波長合分波器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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明では、導波路層のうち、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分及びチャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分を第一の入出力用チャネル導波路、第一のスラブ導波路、チャネル導波路アレイの各導波路、第二のスラブ導波路及び第二の入出力用チャネル導波路の外側の部分と一続きに同一材料で形成することとした。
【００１３】
具体的には、本発明に係るアレイ導波路型波長合分波器は、導波路基板上で前記導波路基板に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層が、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた少なくとも１本の第一の入出力用チャネル導波路と、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路が所定の導波路長差をもって配置されたチャネル導波路アレイと、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の第二の入出力用チャネル導波路と、を備え、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端とが対向するように互いに各一端を中心とする円周上に配置され且つ前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端とが対向するように互いに各他端を中心とする円周上に配置されたアレイ導波路型波長合分波器であって、前記導波路層のうち、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記チャネル導波路アレイの導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成され、且つ前記導波路層のうち、前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分、前記チャネル導波路アレイの導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記第二の入出力用チャネル導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、導波路層のうち、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分、第一の入出力用チャネル導波路の一端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及びチャネル導波路アレイの導波路の一端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分をコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成する。これにより、第一の入出力用チャネル導波路の一端から出射した光のうちチャネル導波路アレイの各導波路の一端から外れる光を第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分から導波路層のいずれかの方向に伝搬させることができる。そのため、チャネル導波路アレイの各導波路の一端に入射する不要な反射光を減少させることができ、波長特性を向上させることができる。一方、チャネル導波路アレイの各導波路の一端から出射した光のうち第一の入出力用チャネル導波路の一端から外れる光についても同様である。また、このことは、チャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分についても同様で、波長特性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記部分を一続きに形成することで、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分及びチャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分を含む導波路層の範囲を広げることができるため、その分エッチング量を減少させることができる。
【００１６】
さらに、第一の入出力用チャネル導波路の一端から第一の入出力用チャネル導波路に沿った外側の部分、チャネル導波路アレイの一端からチャネル導波路アレイに沿った外側の部分、チャネル導波路アレイの他端からチャネル導波路アレイに沿った外側の部分、及び第二の入出力用チャネル導波路の他端から第二の入出力用チャネル導波路に沿った外側の部分をコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成すれば、複数の導波路を並列に設けても複数の導波路の内側、外側を問わず導波路のコアの密度を全面で略一定にできる。そのため、第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイの導波路及び第二の入出力用チャネル導波路の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【００１７】
上記アレイ導波路型波長合分波器において、前記導波路層のうち、前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイの各導波路及び前記第二の入出力用チャネル導波路を除くすべての部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることが望ましい。
【００１８】
本発明では、導波路層のうち、第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイの各導波路及び第二の入出力用チャネル導波路を除くすべての部分が一続きに形成されるため、第一の入出力用チャネル導波路の一端から出射した光のうちチャネル導波路アレイの各導波路の一端から外れる光に対する反射面の数を極めて少なくすることができる。そのため、優れた波長特性を得ることができる。また、エッチングの際には、後に導波路層となる部分の略全域がマスクされるためエッチング量を極めて少なくすることができる。さらに、複数の導波路を並列に設けても複数の導波路の内側、外側を問わず導波路のコアの密度を全面で略一定にできる。そのため、第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイの導波路及び第二の入出力用チャネル導波路の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【００１９】
また、本発明に係るアレイ導波路型波長合分波器は、導波路基板上で前記導波路基板に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層が、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた少なくとも１本の導波路で構成された２つの第一の入出力用チャネル導波路と、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路が所定の導波路長差をもって配置された２つのチャネル導波路アレイと、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路で構成された２つの第二の入出力用チャネル導波路と、を備え、１つの前記第一の入出力用チャネル導波路、１つの前記チャネル導波路アレイ及び１つの前記第二の入出力用チャネル導波路を一組とした二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端とが対向するように互いに各一端を中心とする円周上に配置され且つ前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端とが対向するように互いに各他端を中心とする円周上に配置され、さらに前記二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路について前記導波路基板に平行な方向に並列に配置されたアレイ導波路型波長合分波器であって、前記導波路層のうち、前記二組の第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記チャネル導波路アレイの導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成され、且つ前記導波路層のうち、前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分、前記チャネル導波路アレイの導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記第二の入出力用チャネル導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明では、導波路層のうち、二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイ及び第二の入出力用チャネル導波路の各組について、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分、第一の入出力用チャネル導波路の一端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及びチャネル導波路アレイの導波路の一端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分をコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成する。また、チャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分についても同様である。これにより、第一の入出力用チャネル導波路の一端から出射した光のうちチャネル導波路アレイの各導波路の一端から外れる光を第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分から導波路層のいずれかの方向に伝搬させることができる。そのため、チャネル導波路アレイの各導波路の一端に入射する不要な反射光を減少させることができ、波長特性を向上させることができる。一方、チャネル導波路アレイの各導波路の一端から出射した光のうち第一の入出力用チャネル導波路の一端から外れる光についても同様である。また、このことは、チャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との部分についても同様で、波長特性を向上させることができる。そのため、同一基板上に形成した二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイ及び第二の入出力用チャネル導波路について、それぞれＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路、ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路として適用しても両回路の中心波長差を小さくすることができる。
【００２１】
また、上記部分を一続きに形成することで、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分及びチャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分を含む導波路層の範囲を広げることができるため、その分エッチング量を減少させることができる。
【００２２】
さらに、二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイ及び第二の入出力用チャネル導波路について、第一の入出力用チャネル導波路の一端から第一の入出力用チャネル導波路に沿った外側の部分、チャネル導波路アレイの一端からチャネル導波路アレイに沿った外側の部分、チャネル導波路アレイの他端からチャネル導波路アレイに沿った外側の部分、及び第二の入出力用チャネル導波路の他端から第二の入出力用チャネル導波路に沿った外側の部分をコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成すれば、複数の導波路を並列に設けても複数の導波路の内側、外側を問わず導波路のコアの密度を全面で略一定にできる。そのため、第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイの導波路及び第二の入出力用チャネル導波路の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係るアレイ導波路型波長合分波器は、導波路基板上で前記導波路基板に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層が、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた少なくとも１本の導波路で構成された２つの第一の入出力用チャネル導波路と、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路が所定の導波路長差をもって配置された２つのチャネル導波路アレイと、コアの長軸方向の周辺が前記コアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれた複数の導波路で構成された２つの第二の入出力用チャネル導波路と、を備え、１つの前記第一の入出力用チャネル導波路、１つの前記チャネル導波路アレイ及び１つの前記第二の入出力用チャネル導波路を一組とした二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端とが対向するように互いに各一端を中心とする円周上に配置され且つ前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端とが対向するように互いに各他端を中心とする円周上に配置され、さらに前記二組の前記第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路について、一の組の前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記一の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分が、他の組の前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分又は前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記他の組の前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分のいずれか一方と共通し且つ前記一の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記一の組の第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分が、前記他の組の前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分又は前記他の組の前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記他の組の前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分の他方と共通するように対称に配置されたアレイ導波路型波長合分波器であって、前記導波路層のうち、前記二組の第一の入出力用チャネル導波路、前記チャネル導波路アレイ及び前記第二の入出力用チャネル導波路の各組について、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端と前記チャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の共通の部分、前記第一の入出力用チャネル導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記チャネル導波路アレイの導波路の一端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成され、且つ前記導波路層のうち、前記チャネル導波路アレイの各導波路の他端と前記第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の共通の部分、前記チャネル導波路アレイの導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及び前記第二の入出力用チャネル導波路の他端から前記導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明では、導波路層のうち、二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイ及び第二の入出力用チャネル導波路の各組について、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の共通部分、第一の入出力用チャネル導波路の一端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分、及びチャネル導波路アレイの導波路の一端から導波路基板に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分をコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成する。チャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との共通部分についても同様である。これにより、第一の入出力用チャネル導波路の一端から出射した光のうちチャネル導波路アレイの各導波路の一端から外れる光を第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分から導波路層のいずれかの方向に伝搬させることができる。そのため、チャネル導波路アレイの各導波路の一端に入射する不要な反射光を減少させることができ、波長特性を向上させることができる。一方、チャネル導波路アレイの各導波路の一端から出射した光のうち第一の入出力用チャネル導波路の一端から外れる光についても同様である。また、このことは、チャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との共通部分についても同様で、波長特性を向上させることができる。そのため、同一基板上に形成した二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイ及び第二の入出力用チャネル導波路について、それぞれＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路、ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路として適用しても両回路の中心波長差を小さくすることができる。
【００２５】
また、上記部分を一続きに形成することで、第一の入出力用チャネル導波路の一端とチャネル導波路アレイの各導波路の一端との間の部分及びチャネル導波路アレイの各導波路の他端と第二の入出力用チャネル導波路の他端との間の部分を含む導波路層の範囲を広げることができるため、その分エッチング量を減少させることができる。
【００２６】
さらに、二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイ及び第二の入出力用チャネル導波路について、第一の入出力用チャネル導波路の一端から第一の入出力用チャネル導波路に沿った外側の部分、チャネル導波路アレイの一端からチャネル導波路アレイに沿った外側の部分、チャネル導波路アレイの他端からチャネル導波路アレイに沿った外側の部分、及び第二の入出力用チャネル導波路の他端から第二の入出力用チャネル導波路に沿った外側の部分をコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成すれば、複数の導波路を並列に設けても複数の導波路の内側、外側を問わず導波路のコアの密度を全面で略一定にできる。そのため、第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイの導波路及び第二の入出力用チャネル導波路の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【００２７】
さらに、二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイ及び第二の入出力用チャネル導波路について対称に配置するため、アレイ導波路型波長合分波器自体の大きさを小さくすることができ、ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ回路一体型のアレイ導波路型波長合分波器を同一基板上に複数製造する場合には、歩留まりを向上させることができる。
【００２８】
上記アレイ導波路型波長合分波器において、前記導波路層のうち、前記２つの第一の入出力用チャネル導波路、前記２つのチャネル導波路アレイの各導波路及び前記２つの第二の入出力用チャネル導波路を除くすべての部分は、前記コアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されていることが望ましい。
【００２９】
本発明では、導波路層のうち、二組の第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイの各導波路及び第二の入出力用チャネル導波路を除くすべての部分が一続きに形成されているため、第一の入出力用チャネル導波路の一端から出射した光のうちチャネル導波路アレイの各導波路の一端から外れる光に対する反射面の数を極めて少なくすることができる。そのため、優れた波長特性を得ることができる。また、エッチングの際には、後に導波路層となる部分の略全域がマスクされるためエッチング量を極めて少なくすることができる。さらに、複数の導波路を並列に設けても複数の導波路の内側、外側を問わず導波路のコアの密度を全面で略一定にできるため、第一の入出力用チャネル導波路、チャネル導波路アレイの導波路及び第二の入出力用チャネル導波路の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明では、波長特性を向上させることが可能で且つエッチング量を少なくすることができる導波路型波長合分波器を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、具体的に実施形態を示して本願発明を詳細に説明するが、本願の発明は以下の記載に限定して解釈されない。
【００３２】
（第一実施形態）
図１に、本実施形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図を示す。また、図２に、図１のＡ−Ａ’線での概略切断面図を示す。さらに図３に他の形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図を示す。
【００３３】
図１のアレイ導波路型波長合分波器１０は、導波路基板４１上で導波路基板４１に垂直な方向を図２の上部クラッド層６４と下部クラッド層６２で挟まれた導波路層６５が、少なくとも１本の第一の入出力用チャネル導波路２５と、複数の導波路２２ａ−２２ｋが所定の導波路長差をもって配置されたチャネル導波路アレイ２１と、複数の第二の入出力用チャネル導波路２３と、を備える。
【００３４】
第一の入出力用チャネル導波路２５は、導波路２６を有する。導波路２６は、後述するようにコアの長軸方向の周辺がコアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれており、光をコア内部に閉じ込めて伝搬させる。本実施形態では、１本の導波路２６を有しているが、導波路の数は、チャネル数に応じて複数有することもできる。
【００３５】
チャネル導波路アレイ２１は、導波路２２ａ−２２ｋを有する。導波路２２ａ−２２ｋは、図２に示すようにコア５２ａ−５２ｃの長軸方向の周辺がコア５２ａ−５２ｃの屈折率よりも小さいクラッド５１ａ−５１ｃで囲まれており、光をコア５２ａ−５２ｃ内部に閉じ込めて伝搬させる。導波路２２ｄ−２２ｋについても同様である。また、各導波路２２ａ−２２ｋは、各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５に入射し各導波路２２ａ−２２ｋを伝搬して他端８６から出射する光に位相差を付与するように、導波路２２ｋから導波路２２ａに順に長くなるように所定の導波路長差をもって配置される。本実施形態では、１１本の導波路２２ａ−２２ｋを有しているが、アレイの数は、チャネル数に応じて１１本より多く有することもできる。また、各導波路２２ａ−２２ｋの間隔が広い場合には、図３のように各導波路２２ａ−２２ｆの間に、各導波路２２ａ−２２ｆのコアと同一材料のコアを各導波路２２ａ−２２ｆのクラッドと同一材料のクラッドで囲んだダミー導波路７１ａ−７１ｅを設けてもよい。各導波路２２ａ−２２ｆのコアの形成時のエッチングの際には、コアの密度を一定に保持してコア幅を一定に形成することができる。
【００３６】
図１の第二の入出力用チャネル導波路２３は、導波路２４ａ−２４ｃを有する。導波路２４ａ−２４ｃは、図２で説明したものと同様にコアの長軸方向の周辺がコアの屈折率よりも小さいクラッドで囲まれており、光をコア内部に閉じ込めて伝搬させる。本実施形態では、３本の導波路２４ａ−２４ｃを有しているが、導波路の数は、チャネル数に応じて３本より多く有することもできる。また、各導波路２４ａ−２４ｃの間隔が広い場合には、図３のように各導波路２４ａ，２４ｂの間にコアと同一の材料のコアを導波路２４ａ，２４ｂのクラッドと同一材料のクラッドで囲んだダミー導波路７２を設けてもよい。各導波路２４ａ−２４ｃのコアの形成時のエッチングの際には、コアの密度を一定に保持してコア幅を一定に形成することができる。
【００３７】
ここで、図１のチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６と第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７とは、対向するように互いに各他端８６，８７を中心とする半径ｒの円周上に配置される。これにより、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６から出射した同一位相の光は、同一位相のまま第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７に入射し、一方、第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７から出射した光は回折により同一位相でチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６に入射する。また、同様に、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４とチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５とは、対向するように互いに各一端８４，８５を中心とする円周上に配置される。これにより、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４から出射した光は回折により同一位相でチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５に入射し、一方、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５から出射した同一位相の光は、同一位相のまま第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４に入射する。
【００３８】
図１に示すように、第一の入出力用チャネル導波路２５及び第二の入出力用チャネル導波路２３が複数の導波路を有する場合において、及びチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋについていずれの導波路の一端を曲率中心とすることが問題となる。この場合、いずれの導波路の一端を曲率中心としてもよいが、通常、図１に示すように複数の導波路の列の中心を曲率中心とする。第一の入出力用チャネル導波路２５及び第二の入出力用チャネル導波路２３が複数の導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃを有する場合の導波路の幅、及びチャネル導波路アレイ２１の幅は、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４とチャネル導波路アレイ２１の一端８５との間隔、チャネル導波路アレイ２１の他端８６と第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７との間隔に比較して極めて狭いためである。
【００３９】
以上の構成により、アレイ導波路型波長合分波器１０は、第一の入出力用チャネル導波路２５の他端８３に入力された３波長の光をチャネル導波路アレイ２１において光路差を付与し第二の入出力用チャネル導波路２３の各他端８７で結合させて第二の入出力用チャネル導波路２３の一端８８からそれぞれ波長の異なる光として出力することができる。一方、第二の入出力用チャネル導波路２３の各一端８８に各波長の光が入力された場合は、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４で結合して第一の入出力用チャネル導波路２５の他端８３から合波した３波長の光を出力することができる。
【００４０】
ここで、アレイ導波路型波長合分波器１０は、導波路層６５のうち、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋ及び第二の入出力用チャネル導波路２３を除くすべての部分は、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋ及び第二の入出力用チャネル導波路２３のコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されている。これにより、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４から出射した光のうちチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５から外れる光３１を第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４とチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５との間の部分２７から導波路層６５のいずれかの方向に伝搬させることができる。そのため、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５に入射する不要な反射光を減少させることができ、波長特性を向上させることができる。特に、導波路層６５のうち、図１に示すように導波路２６，２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃを除く全面を導波路層としたアレイ導波路型波長合分波器１０では、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４から出射した光のうちチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５から外れる光３１に対する反射面の数を極めて少なくすることができる。そのため、優れた波長特性を得ることができる。この効果は、チャネル導波路アレイ２１の一端８５から出射する光に対しても同様である。また、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６と第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７との間の部分においても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、導波路層６５のうち、図１に示すように導波路２６，２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃを除く全面を導波路層としたアレイ導波路型波長合分波器１０では、エッチングの際には、後述するように第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４とチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５との間の部分、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６と第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７との間の部分及び導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃ，２６の外側の部分を含むコアと同一材料の略全域がマスクされるためエッチング量を極めて少なくすることができる。そして、マスクされた領域はエッチングの後、導波路層６５となる。
【００４２】
さらに、アレイ導波路型波長合分波器１０は、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３のように、複数の導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃを並列に設けても最も外側の導波路２２ａ，２２ｆ及び導波路２４ａ，２４ｃの外側にも導波路層６５を存在させることができるため、複数の導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃの内側、外側を問わず導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃのコアの密度を全面で略一定にできる。そのため、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の導波路及び第二の入出力用チャネル導波路２３の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【００４３】
本実施形態においては、導波路層６５のうち、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋ及び第二の入出力用チャネル導波路２３を除くすべての部分が第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋ及び第二の入出力用チャネル導波路２３のコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成されているが、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５から外れる光３１を導波路層６５のいずれかの方向に伝搬させることができる効果、波長特性を向上させる効果及びエッチング量を減少させる効果を得るためには、導波路基板４１の略全域を導波路層６５とする図１の構成に限られない。
【００４４】
つまり、少なくとも、導波路層６５のうち、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４とチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５との間の部分２７、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４から導波路基板４１に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分２８ａ，２８ｂ、及びチャネル導波路アレイ２１の導波路２２ａ−２２ｋの一端８５から導波路基板４１に平行な方向に所定間隔だけ離れた外側の部分２９ａ，２９ｂが、第一の入出力用チャネル導波路２５及びチャネル導波路アレイ２１の導波路２６，２２ａ−２２ｋを構成するコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成することにより、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端から外れる光３１を第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４とチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５との間の部分２７から導波路層６５のいずれかの方向に伝搬させることができる。一方、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５から出射した光のうち第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４から外れる光（不図示）についても同様である。また、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６と第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７との間の部分についても同様である。ここで、「所定の間隔」は、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３の形状に応じて定められるが、光３１の反射光の一端８５への入射量が少なくなるように設定する。
【００４５】
また、この場合でも、上記部分を一続きに形成することで、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４とチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５との間の部分２７及びチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６と第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７との間の部分を含む導波路層の範囲を広げることができるため、その分エッチング量を減少させることができる。
【００４６】
さらに、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４から第一の入出力用チャネル導波路２５に沿った外側の部分２８ａ，２８ｂ及びチャネル導波路アレイ２１の一端８５からチャネル導波路アレイ２１に沿った外側の部分２９ａ，２９ｂ、並びにチャネル導波路アレイ２１の他端８６からチャネル導波路アレイ２１に沿った外側の部分及び第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７から第二の入出力用チャネル導波路２３に沿った外側の部分をそれぞれコアと同じ屈折率の材料で一続きに形成すれば、複数の導波路２２ａ−２２ｋや導波路２４ａ−２４ｃを並列に設けても複数の導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃの内側、外側を問わず導波路のコアの密度を全面で略一定にできるため、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の導波路及び第二の入出力用チャネル導波路２３の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【００４７】
図１のアレイ導波路型波長合分波器の製造方法の一例について説明する。
【００４８】
図４は、アレイ導波路型波長合分波器の製造方法の各工程におけるアレイ導波路型波長合分波器の断面図（図１のＡ−Ａ’線での断面の一部）を示している。図４（ａ）から（ｅ）は、各工程におけるアレイ導波路型波長合分波器の概略断面図を製造工程に沿って記載している。
【００４９】
図１のアレイ導波路型波長合分波器１０を製造する場合、図４（ａ）に示す基板６１上に下部クラッド層６２及びコア層６３を順に配置したウェハ１００を使用する。ウェハ１００の基板６１は、シリコン基板を例示できる。また、下部クラッド層６２は、例えばＳｉＯ２を適用できる。また、コア層６３は、図１のアレイ導波路型波長合分波器１０の完成時には、導波路のコア、及び導波路層６５のうちコアと同一材料の部分となるもので、例えばＳｉを適用することができる。
【００５０】
まず、図４（ａ）のウェハ１００に、後にクラッドが埋まる部分９１ａ−９１ｃが空いたレジストパターン８１ａ−８１ｄを形成する（図４（ｂ））。その後、レジストパターン８１ａ−８１ｄをマスクにしてドライエッチングによりコア層６３をエッチングしてコア５２ａ−５２ｃを形成する（図４（ｃ））。この際、本実施形態では、図１の導波路層６５のうち、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋ及び第二の入出力用チャネル導波路２３を除くすべての部分を一続きに形成すべく、後に導波路層６５となる部分のうちコアと同一材料の略全域がマスクされるためエッチング量を極めて少なくすることができる。その後、レジストパターン８１ａ−８１ｄを剥離させ、図４（ｄ）に示すようにコア５２ａ−５２ｃを露出させる。そして、図４（ｄ）のコア５２ａ−５２ｃ上に例えば火炎堆積法により上部クラッド層６４を堆積させ、高温で加熱処理して透明ガラス化させる。
【００５１】
本実施形態では、図４（ｃ）においてコア層６３をエッチングする際にコア幅を略一定にすることができ、また、図４（ｅ）において上部クラッド層６４の固化時の収縮によるコア５２ａ−５２ｃへの影響を小さくすることができる。図１の導波路層６５のうち、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋ及び第二の入出力用チャネル導波路２３を除くすべての部分を一続きに形成するため、複数の導波路を導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃのように並列に設けても導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃの内側、外側を問わず導波路２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃのコアの密度を全面で略一定にすることができるからである。そのため、図１のアレイ導波路型波長合分波器１０に限らず、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１の導波路及び第二の入出力用チャネル導波路２３の本数、配置、及び形状を問わずエッチング速度差の影響を小さくすることができ、コア幅を略設計値通りに形成することができる。そのため、安定した波長特性を得ることができる。
【００５２】
（第二実施形態）
図５に、本実施形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図を示す。
【００５３】
図５のアレイ導波路型波長合分波器１２は、導波路基板４２上で導波路基板４２に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層６６が二組の図１で説明した第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、を備えている。そして、一の組の第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、他の組の第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３とは、導波路基板４２に平行な方向に並列に配置されている。そのため、図５の導波路層６６、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、導波路層６６、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、の各組は、第一の実施形態で説明したアレイ導波路型波長合分波器１０の効果を当然に得ることができる。そのため、当該部分の説明は省略する。
【００５４】
また、本実施形態では、アレイ導波路型波長合分波器１２は、一の組の第一の入出力用チャネル導波路２５と他の組の第一の入出力用チャネル導波路２２５とを同じ側にするように二組の第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、を配置しているが、一方の組の第一の入出力用チャネル導波路２５と第二の入出力用チャネル導波路２３とが逆になるように配置してもよい。
【００５５】
本実施形態においては、一の組の第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、他の組の第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、の各組について、チャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５及びチャネル導波路アレイ２２１の各導波路２２２ａ−２２２ｋの他端２８６に入射する不要な反射光を減少させることができ、波長特性を向上させることができる。特に、図５に示すように導波路２６，２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃ，２２６，２２２ａ−２２２ｋ，２２４ａ−２２４ｃを除く全面を導波路層６６としたアレイ導波路型波長合分波器１２では、第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４から出射した光のうちチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８４から外れる光に対する反射面の数を極めて少なくすることができ、また、第二の入出力用チャネル導波路２２３の他端２８７から出射した光のうちチャネル導波路アレイ２２１の各導波路２２２ａ−２２２ｋの他端２８６から外れる光に対する反射面の数を極めて少なくすることができるため、優れた波長特性を得ることができる。この効果は、一端８５及び他端２８６から出射する光についても同様に発揮することができる。また、一端２８４、一端２８５、他端２８６及び他端２８７についても同様である。これにより、同一導波路基板４２上に形成した第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、について、それぞれＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路、ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路として適用しても両回路の中心波長差を小さくすることができる。そのため、別途の各回路の波長補正の必要の可能性を低くすることができる。
【００５６】
（第三実施形態）
図６に、本実施形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図を示す。
【００５７】
図６のアレイ導波路型波長合分波器１３は、導波路基板４３上で導波路基板４３に垂直な方向をクラッド層で挟まれた導波路層６７が二組の図１で説明した第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、を備えている。そして、一の組の第一の入出力用チャネル導波路２５の一端８４と一の組のチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５との間の部分が他の組の第一の入出力用チャネル導波路２２５の一端２８４と他の組のチャネル導波路アレイ２２１の各導波路２２２ａ−２２２ｋの一端２８５との間の部分と共通し且つ一の組のチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの他端８６と一の組の第二の入出力用チャネル導波路２３の他端８７との間の部分が他の組のチャネル導波路アレイ２２１の各導波路２２２ａ−２２２ｋの他端２８６との間の部分と他の組の第二の入出力用チャネル導波路２２３の他端２８８との間の部分と共通するように対称に配置されている。そのため、図６の導波路層６７、第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、導波路層６７、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、の各組は、第一の実施形態で説明したアレイ導波路型波長合分波器１０の効果を当然に得ることができる。そのため、当該部分の説明は省略する。
【００５８】
また、本実施形態では、アレイ導波路型波長合分波器１３は、第一の入出力用チャネル導波路２５と第一の入出力用チャネル導波路２２５とを同じ側にするように対称に配置しているが、一方の組の第一の入出力用チャネル導波路２５と第二の入出力用チャネル導波路２３とが逆になるように配置してもよい。
【００５９】
本実施形態においては、二組の第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、の各組によって構成されるアレイ導波路型波長合分波器についてチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８５及びチャネル導波路アレイ２２１の各導波路２２２ａ−２２２ｋの他端２８６に入射する不要な反射光を減少させることができ、波長特性を向上させることができる。特に、図６に示すように導波路２６，２２ａ−２２ｋ，２４ａ−２４ｃ，２２６，２２２ａ−２２２ｋ，２２４ａ−２２４ｃを除く全面を導波路層６７としたアレイ導波路型波長合分波器１２では、第一の入出力用チャネル導波路２２の一端８４から出射した光のうちチャネル導波路アレイ２１の各導波路２２ａ−２２ｋの一端８４から外れる光に対する反射面の数を極めて少なくすることができ、また、第二の入出力用チャネル導波路２２３の他端２８７から出射した光のうちチャネル導波路アレイ２２１の各導波路２２２ａ−２２ｋの他端２８６から外れる光に対する反射面の数を極めて少なくすることができるため、優れた波長特性を得ることができる。この効果は、一端８５及び他端２８６から出射する光についても同様に発揮することができる。また、一端２８４、一端２８５、他端２８６及び他端２８７ついても同様である。これにより、同一導波路基板４２上に形成した二組の第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、について、それぞれＭＵＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路、ＤＥＭＵＸ（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）回路として適用しても両回路の中心波長差を小さくすることができる。そのため、別途の各回路の波長補正の必要の可能性を低くすることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態では、二組の第一の入出力用チャネル導波路２５、チャネル導波路アレイ２１及び第二の入出力用チャネル導波路２３と、第一の入出力用チャネル導波路２２５、チャネル導波路アレイ２２１及び第二の入出力用チャネル導波路２２３と、の各組が図６に示すように対称に配置されるため、アレイ導波路型波長合分波器１３自体の大きさを小さくすることができ、ＭＵＸ／ＤＥＭＵＸ回路一体型のアレイ導波路型波長合分波器を同一基板上に複数製造する場合には、歩留まりを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明のアレイ導波路型波長合分波器は、波長分割する光合分波器や光分岐する光分岐回路として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】一実施形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線での概略切断面図である。
【図３】他の形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図である。
【図４】アレイ導波路型波長合分波器の製造方法の各工程におけるアレイ導波路型波長合分波器の断面図である。
【図５】一実施形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図である。
【図６】一実施形態に係るアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図である。
【図７】従来のアレイ導波路型波長合分波器の概略構成図である。
【図８】図７のＡ−Ａ’線での概略切断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０：アレイ導波路型波長合分波器
１１：アレイ導波路型波長合分波器
１２：アレイ導波路型波長合分波器
１３：アレイ導波路型波長合分波器
２１：チャネル導波路アレイ
２２ａ−２２ｋ：導波路
２３：第二の入出力用チャネル導波路
２４ａ−２４ｃ：導波路
２５：第一の入出力用チャネル導波路
２６：導波路
２７：部分
２８ａ，２８ｂ：外側の部分
２９ａ，２９ｂ：外側の部分
３１，３２，３６：光
３３：部分
３４ａ，３４ｂ：外側の部分
３５ａ，３５ｂ：外側の部分
３７：部分
３８ａ，３８ｂ：外側の部分
３９ａ，３８ｂ：外側の部分
４１：導波路基板
４２：導波路基板
４３：導波路基板
５１ａ−５１ｃ：クラッド
５２ａ−５２ｃ：コア
６１：基板
６２：下部クラッド層
６３：コア層
６４：上部クラッド層
６５，６６，６７：導波路層
７１ａ−７１ｅ，７２：ダミー導波路
８１ａ−８１ｄ：レジストパターン
８４，８５，８８：一端
８３，８６，８７：他端
９１ａ−９１ｃ：部分
１００：ウェハ
１５０：アレイ導波路型波長合分波器
１６０：第一の入出力用チャネル導波路
１６１：第一のスラブ導波路
１６２：チャネル導波路アレイ
１６３：第二のスラブ導波路
１６４：第二の入出力用チャネル導波路
１７０：導波路
１７１ａ−１７１ｋ：導波路
１７２ａ−１７２ｃ：導波路
１７３：光
１８１：コア
１８２：クラッド
１８４，１８５，１８８：一端
１８３，１８６，１８７：他端
１９１：基板
１９２：下部クラッド層
１９４：上部クラッド層
２０１：境界面
２０３：内側部
２０４ａ，２０４ｂ：外側部
２２１：チャネル導波路アレイ
２２２ａ−２２２ｋ：導波路
２２３：第二の入出力用チャネル導波路
２２４ａ−２２４ｂ：導波路
２２５：第一の入出力用チャネル導波路
２２６：導波路
２８４，２８５，２８８：一端
２８３，２８６，２８７：他端
３００：導波路基板
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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