(57)【要約】【課題】光導波路装置の開発工程の短縮化のために、光導波路の導波損失評価時間を短縮する。【解決手段】長さの異なる光導波路を一度に作製すること、また、光導波路と同じ間隔および切断角度を持つ光ファイバーアレイを用い、評価時間を短縮する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一基板上に複数の導波路長が異なる光導波路を形成し、
前記各光導波路の挿入損失値を測定し、
前記各光導波路の測定結果から、単位長あたりの前記光導波路の導波損失値を算出することを特徴とする光導波路の測定方法。
【請求項２】
前記各光導波路を平行に形成することを特徴とする請求項１に記載の光導波路の測定方法。
【請求項３】
前記各光導波路を、前記基板を光導波路の光軸方向に対して任意の角度で切断することにより一度に作製することを特徴とする請求項２に記載の光導波路の測定方法。
【請求項４】
同一基板上に複数の導波路長が異なる光導波路が形成された測定対象の基板が設置される基板ユニットと、
前記基板ユニットに接続される測定光の入射部および受光部とを備え、
前記各光導波路の端部には入射部もしくは受光部の接続構造が形成され、
測定対象の光導波路の一端に前記入射部が接続され、別の一端には前記受光部が接続されて、前記入射部から測定光が入射され前記受光部で測定光の光強度を測定することにより前記光導波路の損失値を測定し、
この損失値の測定を複数の前記光導波路で行うことを特徴とする光導波路の測定装置。
【請求項５】
前記入射部および受光部は、複数設置されていることを特徴とする請求項４に記載の光導波路の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に光製品に使用され、光導波路の導波損失値を簡単に測定できる方法および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信技術における発展は目覚ましく、光通信は、超高速、大容量という優れた特徴を有するため次世代のブロードキャスティングにとって必要不可欠な通信手段である。また、インフラの面でも光ファイバーを家庭まで敷設する高速通信サービス「ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｈｏｍｅ）」が提供され、加入者数が増加している。光ファイバー網の普及のためには、光合分波器や光スイッチ等の光導波路を備える装置（以下、光導波路装置）がキーデバイスである。
【０００３】
光導波路装置は通信用光信号の合波および分波等の処理用回路部品であり、通信用光ファイバーや受発光素子と組み合わせて用いられる。したがって、光導波路装置の通信特性は帯域や信号強度等の光信号処理モジュールの特性を決定する重要な役割を持っている。光導波路装置はその構成において、周囲より屈折率が高く光が導波する部分（以下、光導波路またはコアと記す。）およびコアを取り囲む部分（以下、クラッドと記す。）を持つ。主な光導波路の作製法には、（１）フォトリソグラフィーおよび異方性エッチングを用いる方法、（２）金属或いは石英等の透明材料によるスタンプ式複製作製法、（３）紫外線硬化樹脂をマスク露光により硬化させる直接露光法等が挙げられる。
【０００４】
上述した光導波路を作製した後に評価される光学特性としては、例えば、光ファイバーと光導波路との接続点における信号強度の減衰を示す接続損失値、光信号が光導波路を伝搬する際の単位長さ当たりの信号強度減衰を示す導波損失値等が挙げられる。導波損失値を測定する方法には、例えば、測定毎に同一導波路の長さを切断により徐々に短くし、各長さにおける挿入損失値の１次回帰曲線の傾きから単位長さ辺りの導波損失値を算出すると共に、該１次回帰曲線の切片から接続損失値を算出するカットバック法が挙げられる（例えば、非特許文献１）。
【非特許文献１】西原  浩、春名  正光、栖原  敏明  共著、「光集積回路」、改訂増補版、オーム社、１９９３年８月発行、ｐ２６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した光導波路装置としては、例えば、波長の異なる複数の光信号が多重化された光信号をそれぞれの波長の光に分波する波長分波器や、一個の光信号を複数個の光信号に任意の強度で分岐する分岐器等、多様な機能を有する光導波路装置が求められている。単位長さ当たりに減衰する光信号強度を示す導波損失値は、導波路作製に用いられる材料および導波路作製プロセス等により異なり、光導波路装置の設計において、製造可能な光導波路長を決定する大きな要素となる。
【０００６】
しかしながら、従来の光導波路の導波損失値の測定方法は、同一の光導波路を切断により一定の長さ毎に短くしていき、各導波路長さにおける損失を測定することで単位長さ当たりの導波損失値を決定していたため、切断および調芯・測定の繰り返しに時間がかかってしまい、測定時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記事情に鑑みて、光導波路装置の開発工程の短縮化のために、光導波路の導波損失評価時間を短縮する測定方法および測定装置を提供することを課題として掲げた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決し得た本発明の光導波路の測定方法は、同一基板上に複数の導波路長が異なる光導波路を形成し、前記各光導波路の挿入損失値を測定し、前記各光導波路の測定結果から、単位長あたりの前記光導波路の導波損失値を算出するところに要旨を有する。
【０００９】
また、本発明の光導波路の測定装置は、同一基板上に複数の導波路長が異なる光導波路が形成された測定対象の基板が設置される基板ユニットと、前記基板ユニットに接続される測定光の入射部および受光部とを備え、前記各光導波路の端部には入射部もしくは受光部の接続構造が形成され、測定対象の光導波路の一端に前記入射部が接続され、別の一端には前記受光部が接続されて、前記入射部から測定光が入射され前記受光部で測定光の光強度を測定することにより前記光導波路の損失値を測定し、この損失値の測定を複数の前記光導波路で行うところに要旨を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の測定方法では、長さの異なる光導波路を一度に作製できるので、導波損失測定にかかる時間を短縮することができる。また、光導波路と同じ導波路間隔および切断角度を持つ光ファイバーアレイ等を備えた簡易評価が可能な測定装置を用いることで、評価時間をさらに短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明における光導波路の測定方法を用いた導波損失値の測定方法は、光導波路の導波方向に対して任意の角度で基板を切断し、長さの異なる複数の光導波路を一度に作製する工程と、前記光導波路を用いて導波損失値を測定する工程と、測定結果から単位長さあたりの導波損失値を算出する工程とを有する。
【００１２】
以下、本発明の光導波路の測定方法に関する実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
まず、導波路長の異なる複数の光導波路を一度に作製する工程について説明する。図１は、測定対象の光導波路サンプルの原型の斜視図であり、図２は測定対象の光導波路の斜視図である。
【００１４】
光導波路１は、基板（図示しない）と、コア２と、クラッド３により構成され、本実施形態では、図１に示すように、上面から見て四角形状の光導波路サンプルを使用した。なお、コア２は５本形成され、互いに平行な位置関係となっている（コア２の位置関係については、図２の光導波路を面方向に切断したものの平面図である図３参照）。光導波路１の一方の導波路端面を任意の角度θをもつ切断面４をもってダイシングソー等の精密切断装置により切断する。その結果、図２に示すように、非平行な一対の導波路端面を持つ光導波路１が形成され、導波路長の異なる５本の光導波路（コア２）が一度に作製される。なお、各光導波路（コア２）の導波路長は、各光導波路（コア２）が平行に形成されている場合、切断面４の角度θと隣り合う２本の導波路（コア２）の距離（以下、ピッチ）により決定される。この各光導波路（コア２）の導波路長は、特に制限は無く、測定数（ｎ数）およびピッチに応じて、適宜角度θを選択すればよい。本実施形態では、角度θを５°〜６０°の範囲で切断面４を形成した。なお、種々の切削角度で損失値を測定したが、損失値の切削角度θへの依存性は認められないことを確認している（図４参照）。
【００１５】
次に、図２に示す光導波路の導波損失値を測定する工程について説明する。図３に示すように、本実施形態における導波損失値の測定工程は、まず、光導波路１のいずれかのコア２の一方の端部（図３では紙面上向って左側端部）に測定用光ファイバ５を設置し、もう一方の端部（図３では紙面上向って右側端部）に受光用光ファイバ６を設置する。次に、測定用光ファイバ５から任意の光強度の測定光を光導波路１のコア２に入射し、コア２内を伝播した測定光を受光用光ファイバ６で受光し、挿入損失値を測定する。図３ではこの測定を５回繰り返し、各光導波路（各コア２）の挿入損失値を測定する。
【００１６】
なお、図示しないが、５本の測定用光ファイバがアレイ状に形成された測定用光ファイバアレイと、５本の受光用光ファイバがアレイ状に形成された受光用光ファイバアレイを使用し、測定回数を１回としても良い。この測定回数および光ファイバアレイの光ファイバの本数は、特に限定されることはなく、必要に応じて決定すればよい。
【００１７】
また、測定用光ファイバ５および受光用光ファイバ６の種類、コア径、開口数（ＮＡ）および、入射モード等は特に限定されず、測定に用いる波長や光導波路のＮＡに応じて適切なものを用いればよい。測定用光ファイバ５のコア径については、入射側では光導波路１のコア２のコア径よりも小さい方が好ましく、受光用光ファイバ６では光導波路１のコア２のコア径よりも大きいコア径を有する光ファイバーが好ましい。
【００１８】
さらに、測定用光ファイバ５のクラッド径については、特に限定されないが、切断面４の角度θによっては、受光用光ファイバ６のコアと、光導波路１のコア２との間にギャップが出来てしまう。つまり、受光用光ファイバ６のクラッドが光導波路１のクラッド３に接触し、受光用光ファイバ６のコアと光導波路１のコア２とが十分に近接できない可能性がある。この構成を考慮すると、受光用光ファイバ６のクラッド径は小さい方が好ましい。なお、光導波路１と受光用光ファイバ６の間にギャップが生じた場合は、適切な屈折率を持つ屈折率調整液等をそのギャップに充填させればよい。例えば、コア２の径７０μｍ（ＮＡ０．３９）、測定用光ファイバ５のコア径５０μｍ（クラッド径１２５μｍ、ＮＡ０．２２）、受光用ファイバ６のコア径２００μｍ（クラッド径２３０μｍ、ＮＡ０．４８）、屈折率１．５６の屈折率調整液を用いた場合における切断面４の角度θと導波損失値の関係は、角度θに殆ど依存しないことが、測定の結果判明している（図４を参照）。
【００１９】
次に、測定結果から単位長さあたりの導波損失値を算出する工程を説明する。上述のように、複数の異なる導波路長を有する各光導波路の導波損失値を測定した後、各長さにおける挿入損失値の１次回帰曲線の傾きから単位長さ当たりの導波損失値、また、該１次回帰曲線の切片から接続損失値を算出する。図３に示すような５本の光導波路が形成されている場合、挿入損失値を５つ測定した後、各長さにおける挿入損失値の１次回帰曲線の傾きから光導波路１（コア２）の導波損失値が得られることになる。
【００２０】
次に、光導波路の測定装置について説明する。測定装置については、特に限定されないが、例えば、前記測定用光ファイバアレイおよび受光用光ファイバアレイを備えたマルチチャンネル測定器、または光導波路１のピッチおよび切断面４の角度θに合わせて測定用光ファイバ５および受光用光ファイバ６を移動させる光ファイバ移動機構を備えた自動調芯装置を用いるのが好ましい。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００２２】
実施例
《光導波路の切断》
コア径７０μｍ角の高分子光導波路をシリコンウエハー上に作製した。光導波路の長さは４２．５ｍｍであった。ダイシングソーを用い、θを４５度とする、台形状の測定試料を上記シリコンウエハー基板から切り出した。導波路（コア）同士の間隔は２５０μｍであり、長さが４２．５ｍｍから２３ｍｍまで変化する導波路（コア）が２５０μｍ間隔で形成された光導波路を一度の切断作業により作製した。
【００２３】
《光導波路の導波損失測定》
最大長さ４２．５ｍｍの上記測定試料を用いて、波長８５０ｎｍの光源による導波損失測定を行った。比較のために、同一の基板を用いて従来のカットバック法による評価も同時に行った。結果を図５に示す。導波損失値は、本発明法では０．０８ｄＢ／ｃｍ、カットバック法（導波路１と導波路２について測定した）では０．０９ｄＢ／ｃｍと算出され、非常に良い一致を得た。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の光導波路測定方法を説明する斜視説明図である。
【図２】本発明の光導波路測定方法の測定試料の斜視説明図である。
【図３】図２の測定試料の面方向断面を上から見た平面図である。
【図４】本発明の光導波路測定方法における挿入損失の角度（θ）依存性を示すグラフである。
【図５】本発明の光導波路測定方法における挿入損失の測定結果とカットバック法における挿入損失の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１  光導波路
２  光導波路コア
３  光導波路クラッド
４  光導波路切断面
５  測定用光ファイバ
６  受光用光ファイバ
【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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