(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光波長フィルタの特性をモニタリングするための光回路素子であって、
複数の光入力ポートと、
複数の光出力ポートと、
前記複数の光入力ポートのうちの特定の光入力ポートと光学的に結合された光入力端、前記複数の光入力ポートのうち前記特定の光入力ポート以外の少なくとも１個の光入力ポートと光学的に結合された光入力端、及び、前記光波長フィルタの光入力端と光学的に結合された光出力端を有する光合波器と、
前記光波長フィルタの光出力端と光学的に結合された光入力端、前記複数の光出力ポートのうちの特定の光出力ポートと光学的に結合された光出力端、及び、前記複数の光出力ポートのうち前記特定の光出力ポート以外の少なくとも１個の光出力ポートと光学的に結合された光出力端を有する光分波器と
を備え、
前記光合波器は、前記特定の光入力ポートから入力された所定の偏光モードの光信号を前記光合波器の当該光出力端に伝搬させ、前記少なくとも１個の光入力ポートから入力された前記所定の偏光モードの光信号を、前記所定の偏光モードとは異なる少なくとも１つの偏光モードの光信号に変換して、前記少なくとも１つの偏光モードの当該光信号を前記光合波器の当該光出力端と結合させるように構成されており、
前記光分波器は、前記光波長フィルタから入力された前記所定の偏光モードと同じ偏光モードのフィルタ光信号を前記特定の光出力ポートに伝搬させ、前記光波長フィルタから入力された前記少なくとも１つの偏光モードと同じ偏光モードのフィルタ光信号を前記所定の偏光モードのフィルタ光信号に変換して、前記所定の偏光モードの当該フィルタ光信号を前記少なくとも１個の光出力ポートと結合させるように構成されている、
ことを特徴とする光回路素子。
【請求項２】
請求項１に記載の光回路素子であって、前記所定の偏光モードは、最低次のＴＥモードからなり、前記少なくとも１つの偏光モードは、最低次のＴＭモードからなることを特徴とする光回路素子。
【請求項３】
請求項１に記載の光回路素子であって、
前記少なくとも１個の光入力ポートは、２個以上の光入力ポートからなり、
前記少なくとも１個の光出力ポートは、２個以上の光出力ポートからなり、
前記光合波器は、前記２個以上の光入力ポートから入力された前記所定の偏光モードの光信号を、それぞれ互いに異なる複数の偏光モードの光信号に変換して、前記複数の偏光モードの光信号を前記光合波器の当該光出力端と結合させるように構成されており、
前記光分波器は、前記光波長フィルタから入力された前記複数の偏光モードと同じ偏光モードの光信号を、それぞれ前記所定の偏光モードの複数のフィルタ光信号に変換して、前記複数のフィルタ光信号をそれぞれ前記２個以上の光出力ポートと結合させるように構成されている、
ことを特徴とする光回路素子。
【請求項４】
請求項３に記載の光回路素子であって、前記所定の偏光モード及び前記複数の偏光モードは、互いに異なる偏光モードであることを特徴とする光回路素子。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の光回路素子であって、前記光波長フィルタは光共振器構造を有することを特徴とする光回路素子。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の光回路素子であって、前記複数の光入力ポート及び複数の光出力ポートは、それぞれ、外部の光伝送路と光学的に結合可能な回折
格子素子であることを特徴とする光回路素子。
【請求項７】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の光回路素子であって、前記光波長フィルタは、矩形断面またはリブ状断面の導波路コアを有する光導波路で構成されていることを特徴とする光回路素子。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の光回路素子であって、前記光波長フィルタ、前記複数の光入力ポート、前記複数の光出力ポート、前記光合波器及び前記光分波器は、単一のウエハ基板上に集積して形成されていることを特徴とする光回路素子。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の光回路素子と、
前記複数の光入力ポートにそれぞれ前記所定の偏光モードの光信号が照射された後に、前記複数の光出力ポートからそれぞれ出射された複数のフィルタ光信号を検出する光検出器と、
前記光検出器の検出出力から前記複数のフィルタ光信号それぞれの複数の透過スペクトルを測定し、当該複数の透過スペクトルに基づいて前記光波長フィルタを構成する光導波路の寸法偏差を推定するモニタリング装置と
を備えることを特徴とするモニタリングシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のモニタリングシステムであって、前記モニタリング装置は、前記複数の透過スペクトルから複数の実効屈折率を計測し、前記複数の実効屈折率の計測値と、前記複数の実効屈折率の予め用意された偏微分量とに基づいて前記寸法偏差を推定することを特徴とするモニタリングシステム。
【請求項１１】
請求項９に記載のモニタリングシステムであって、前記モニタリング装置は、前記複数の透過スペクトルから少なくとも１つの実効屈折率と少なくとも１つの群屈折率とを計測し、前記少なくとも１つの実効屈折率の計測値と、前記少なくとも１つの群屈折率の計測値と、前記少なくとも１つの実効屈折率の予め用意された偏微分量と、前記少なくとも１つの群屈折率の予め用意された偏微分量とに基づいて前記寸法偏差を推定することを特徴とするモニタリングシステム。
【請求項１２】
請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の光回路素子を用いたモニタリング方法であって、
前記複数の光入力ポートにそれぞれ前記所定の偏光モードの光信号を照射するステップと、
前記複数の光出力ポートからそれぞれ出力された複数のフィルタ光信号を検出するステップと、
前記複数のフィルタ光信号それぞれの複数の透過スペクトルに基づいて、前記光波長フィルタを構成する光導波路の寸法偏差を推定するステップと
を備えることを特徴とするモニタリング方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のモニタリング方法であって、
前記寸法偏差を推定する当該ステップは、
前記複数の透過スペクトルからそれぞれ複数の実効屈折率を計測するステップと、
前記複数の実効屈折率の計測値と、前記複数の実効屈折率の予め用意された偏微分量とに基づいて前記寸法偏差を推定するステップと
を含むことを特徴とするモニタリング方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のモニタリング方法であって、
前記寸法偏差を推定する当該ステップは、
前記複数の透過スペクトルから少なくとも１つの実効屈折率と少なくとも１つの群屈折率とを計測するステップと、
前記少なくとも１つの実効屈折率の計測値と、前記少なくとも１つの群屈折率の計測値と、前記少なくとも１つの実効屈折率の予め用意された偏微分量と、前記少なくとも１つの群屈折率の予め用意された偏微分量とに基づいて前記寸法偏差を推定するステップと
を含むことを特徴とするモニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光集積回路（ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ，ＰＩＣ）の状態をモニタリングするための光回路素子及びモニタリング技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光集積回路は、光能動素子（たとえば、光増幅器，光検出素子または光変調素子）や光受動素子（たとえば、光共振器，方向性結合器または分波器）などの複数の光部品を単一の基板上に集積して構成される光回路である。光集積回路は、信号光を伝搬させる光導波路を基本的な構造として含む。シリコン光集積回路では、一般に、シリコン・オン・インシュレータ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，ＳＯＩ）構造のＳＯＩ基板が使用される。ＳＯＩ基板は、ベース基板であるシリコン（Ｓｉ）基板と、上部シリコン膜と、当該シリコン基板と上部シリコン膜との間に介在する埋め込み酸化膜と呼ばれるシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）とを有する半導体基板である。埋め込み酸化膜と上部シリコン膜との間の屈折率差が大きいので、上部シリコン膜を加工することで形成されるシリコン導波路は、信号光をサブミクロンサイズの導波領域に閉じ込めて伝搬させることができる。
【０００３】
このような光集積回路における光導波路の寸法精度が低いと、チャネル間クロストークの増加や透過波長帯域のシフトなどの特性劣化が生ずるおそれがある。このような特性劣化は、たとえば、下記の非特許文献１において報告されている。
【０００４】
光集積回路の所期性能の再現性を確保するには、光導波路の寸法偏差（すなわち光導波路の寸法の基準値からのずれ）を高い精度で検出して光集積回路の製造工程を最適化することが必要である。従来の半導体製造工程では、測長走査型電子顕微鏡（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＣＤ−ＳＥＭ）などの光学計測機器を用いた検査手法により回路の寸法偏差が検出されていた。しかしながら、この検査手法では、数ｎｍ（ナノメートル）以下の寸法偏差を高い精度で検出することが難しいという課題がある。
【０００５】
この課題に対処するために、下記の非特許文献２には、ＳＯＩ基板に形成されたマッハツェンダ光干渉計を伝搬したＴＥモードの透過スペクトルを解析することで寸法偏差を推定する方法が提案されている。この方法は、測定された透過スペクトルに現れる共振波長及び自由スペクトル範囲（Ｆｒｅｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｒａｎｇｅ，ＦＳＲ）から実効屈折率及び群屈折率を検出し、これら実効屈折率及び群屈折率に基づいてシリコン導波路の寸法偏差を１ｎｍ弱の精度で推定するというものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】T. Horikawa et al., "The impacts of fabrication error in Si wire-waveguides on spectral variation of coupled resonator optical waveguides," Microelectron. Eng., vol. 156, pp. 46-49, Apr. 2016.
【非特許文献２】S. Dwivedi et al., "Experimental extraction of effective refractive index and thermo-optic coefficients of silicon-on-insulator waveguides using interferometers," J. Lighw. Technol. vol. 33, pp. 4471-4477, Nov. 2015.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のとおり、非特許文献２に開示されている従来の方法では、シリコン導波路の寸法偏差の推定精度はたかだか１ｎｍ弱に過ぎない。
【０００８】
上記に鑑みて本開示の目的は、光集積回路を構成する光導波路の寸法偏差をさらに高い精度で推定することを可能とする光回路素子、モニタリングシステム及びモニタリング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の第１の態様による光回路素子は、光波長フィルタの特性をモニタリングするための光回路素子であって、複数の光入力ポートと、複数の光出力ポートと、前記複数の光入力ポートのうちの特定の光入力ポートと光学的に結合された光入力端、前記複数の光入力ポートのうち前記特定の光入力ポート以外の少なくとも１個の光入力ポートと光学的に結合された光入力端、及び、前記光波長フィルタの光入力端と光学的に結合された光出力端を有する光合波器と、前記光波長フィルタの光出力端と光学的に結合された光入力端、前記複数の光出力ポートのうちの特定の光出力ポートと光学的に結合された光出力端、及び、前記複数の光出力ポートのうち前記特定の光出力ポート以外の少なくとも１個の光出力ポートと光学的に結合された光出力端を有する光分波器とを備える。前記光合波器は、前記特定の光入力ポートから入力された所定の偏光モードの光信号を前記光合波器の当該光出力端に伝搬させ、前記少なくとも１個の光入力ポートから入力された前記所定の偏光モードの光信号を、前記所定の偏光モードとは異なる少なくとも１つの偏光モードの光信号に変換して、前記少なくとも１つの偏光モードの当該光信号を前記光合波器の当該光出力端と結合させるように構成されている。前記光分波器は、前記光波長フィルタから入力された前記所定の偏光モードと同じ偏光モードのフィルタ光信号を前記特定の光出力ポートに伝搬させ、前記光波長フィルタから入力された前記少なくとも１つの偏光モードと同じ偏光モードのフィルタ光信号を前記所定の偏光モードのフィルタ光信号に変換して、前記所定の偏光モードの当該フィルタ光信号を前記少なくとも１個の光出力ポートと結合させるように構成されている。
【００１０】
本開示の第２の態様によるモニタリングシステムは、前記第１の態様による光回路素子と、前記複数の光入力ポートにそれぞれ前記所定の偏光モードの光信号が照射された後に、前記複数の光出力ポートからそれぞれ出射された複数のフィルタ光信号を検出する光検出器と、前記光検出器の検出出力から前記複数のフィルタ光信号それぞれの複数の透過スペクトルを測定し、当該複数の透過スペクトルに基づいて前記光波長フィルタを構成する光導波路の寸法偏差を推定するモニタリング装置とを備える。
【００１１】
本開示の第３の態様によるモニタリング方法は、前記第１の態様による光回路素子を用いたモニタリング方法であって、前記複数の光入力ポートにそれぞれ前記所定の偏光モードの光信号を照射するステップと、前記複数の光出力ポートからそれぞれ出力された複数のフィルタ光信号を検出するステップと、前記複数のフィルタ光信号それぞれの複数の透過スペクトルに基づいて、前記光波長フィルタを構成する光導波路の寸法偏差を推定するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１２】
光回路素子の複数の光入力ポートに所定の偏光モードの光信号を導入することにより、互いに異なる複数の偏光モードの光信号を光波長フィルタに入力することができる。当該複数の偏光モードの光信号に応答して光波長フィルタから出力された複数の偏光モードのフィルタ光信号は、それぞれ、所定の偏光モードの複数のフィルタ光信号に変換される。これら複数のフィルタ光信号のスペクトルに基づき、光波長フィルタの特性（特に、光波長フィルタを構成する光導波路の寸法偏差）を高い精度で推定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施形態に係る光回路素子の概略構成を示す平面図である。
【図２】マイクロリング共振器型光波長フィルタの構成を概略的に示す図である。
【図３】図３Ａは、細線導波路の概略断面図であり、図３Ｂは、リブ型光導波路の概略断面図である。
【図４】光回路素子の光入力ポート及び光出力ポートの例を表す概略斜視図である。
【図５】光回路素子における光合波器の構成の一部を例示する概略図である。
【図６】光回路素子における光分波器の構成の一部を例示する概略図である。
【図７】本開示の一実施形態に係るモニタリングシステムの概略構成図である。
【図８】モニタリングの手順の一例を概略的に示すフローチャートである。
【図９】第１の実施例に使用された光回路素子の概略構成を示す平面図である。
【図１０】第１の実施例に使用された光回路素子の概略構成を示す平面図である。
【図１１】図１１Ａ及び図１１Ｂは、透過スペクトルの測定結果を示すグラフである。
【図１２】図１２Ａは、ウエハ基板上の６４点の領域における寸法偏差（コア幅の偏差）の測定結果を示す図であり、図１２Ｂは、ウエハ基板上の６４点の領域における寸法偏差（コア高さの偏差）の測定結果を示す図である。
【図１３】図１３Ａは、ＴＥモードに対する共振波長の偏差についての頻度ヒストグラムであり、図１３Ｂは、ＴＥモードに対するＦＳＲの偏差についての頻度ヒストグラムであり、図１３Ｃは、ＴＭモードに対する共振波長の偏差についての頻度ヒストグラムであり、図１３Ｄは、ＴＭモードに対するＦＳＲの偏差についての頻度ヒストグラムである。
【図１４】第２の実施例に使用された光回路素子の概略構成を示す平面図である。
【図１５】第２の実施例に使用された光回路素子の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、図面を参照しつつ、種々の実施形態及びその変形例について詳細に説明する。なお、図面全体において同一符号が付された構成要素は、同一構成及び同一機能を有するものとする。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る光回路素子１０の概略構成を示す平面図である。光回路素子１０は光波長フィルタ２０を含む。光回路素子１０は、ウエハ基板１００上の所定領域に形成されており、ダイシング工程前の状態で光波長フィルタ２０の特性（特に、光波長フィルタ２０を構成する光導波路の寸法精度）をモニタリングすることを可能とする構造を有している。このような光回路素子１０は、たとえば、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いる公知のシリコンフォトニクス技術により作製可能である。
【００１６】
図１に示されるように光回路素子１０は、Ｎ＋１個の光入力ポートＰａ０，Ｐａ１，…，ＰａＮと、これら光入力ポートＰａ０，Ｐａ１，…，ＰａＮにそれぞれ対応するＮ＋１個の光出力ポートＰｂ０，Ｐｂ１，…，ＰｂＮと、偏光モード変換器及び光結合器を含む光合波器３１と、偏光モード変換器及び光結合器を含む光分波器３２とを備える。ここで、Ｎは、光入力ポートＰａ０〜ＰａＮの個数から１を減算した値を表す２以上の整数である。
【００１７】
また光回路素子１０は、０番目の光入力ポートＰａ０を光合波器３１の特定の光入力端と光学的に結合する光導波路Ｗａ０と、１番目〜Ｎ番目の光入力ポートＰａ１〜ＰａＮを光合波器３１のＮ個の光入力端（光合波器３１の特定の光入力端以外の光入力端）とそれぞれ光学的に結合する光導波路Ｗａ１〜ＷａＮと、光合波器３１の光出力端を光波長フィルタ２０の光入力端（インプットポート）と光学的に結合する光導波路Ｗｉとを備える。さらに光回路素子１０は、光波長フィルタ２０の光出力端（ドロップポート）を光分波器３２の光入力端と光学的に結合する光導波路Ｗｄと、０番目の光出力ポートＰｂ０を光分波器３２の特定の光出力端と光学的に結合する光導波路Ｗｂ０と、１番目〜Ｎ番目の光出力ポートＰｂ１〜ＰｂＮを光分波器３２のＮ個の光出力端（光分波器３２の特定の光出力端以外の光出力端）とそれぞれ光学的に結合する光導波路Ｗｂ１〜ＷｂＮとを備えている。
【００１８】
なお、図１に示した光回路素子１０において、光入力ポートＰａ０〜ＰａＮの個数は３個以上であり、光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮの個数は３個以上であるが、これら個数に限定されるものではない。２個の光入力ポートと２個の光出力ポートとを有するように光回路素子１０の構成を適宜変更することができる。
【００１９】
光波長フィルタ２０は、複数の光導波路で構成されている。たとえば、光波長フィルタ２０は、マイクロリング共振器またはマッハツェンダ共振器などの共振器構造を含んで構成されてもよいし、アレイド導波路回折格子を含んで構成されてもよい。図２は、光波長フィルタ２０の具体例であるマイクロリング共振器型光波長フィルタ２０Ａの構成を概略的に示す平面図である。図２に示されるマイクロリング共振器型光波長フィルタ２０Ａは、光導波路Ｗｉの一端に接続されたバス光導波路２１と、光導波路Ｗｄの一端に接続されたバス光導波路２２と、バス光導波路２１，２２の双方と近接して配置されたリング状光導波路２３とで構成されている。
【００２０】
光波長フィルタ２０は、たとえば、各々が矩形断面またはリブ状断面の導波路コアを有する複数の光導波路で構成可能である。図３Ａは、図１の平面とは垂直な光伝搬方向からみたときの矩形断面の導波路コア４４を有する細線導波路４０の概略断面図であり、図３Ｂは、光伝搬方向からみたときのリブ状断面の導波路コア４５を有するリブ型光導波路４１の概略断面図である。
【００２１】
図３Ａに示される細線導波路４０では、シリコン基板などの半導体基板４２上にシリコン酸化膜などの絶縁膜（クラッド層）４３が形成され、この絶縁膜４３上にシリコン材料からなる導波路コア４４が形成されている。また導波路コア４４を被覆するように絶縁被覆膜４９が形成される。たとえば、絶縁膜４３の厚みは０．１μｍ（マイクロメートル）以上、導波路コア４４の厚みは１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内、絶縁被覆膜４９の厚みは０．１μｍ以上に設定されればよい。導波路コア４４の断面形状は、コア幅Ｗ及びコア高さＨを有する矩形状である。一方、図３Ｂに示されるリブ型光導波路４１では、細線導波路４０と同様に、シリコン基板などの半導体基板４２上にシリコン酸化膜などの絶縁膜（クラッド層）４３が形成され、この絶縁膜４３上にシリコン材料からなる導波路コア４５が形成されている。また導波路コア４５を被覆するように絶縁被覆膜４９が形成される。導波路コア４５の断面は、コア幅Ｗ，コア高さＨ及びスラブ高さＳを有する。このような細線導波路４０及びリブ型光導波路４１は、ＳＯＩ基板に対して、公知のリソグラフィ技術，エッチング技術及び薄膜形成技術を適用することにより形成可能である。
【００２２】
図１を参照すると、光入力ポートＰａ０〜ＰａＮは、それぞれ、図１の平面に対して面外方向から入射された所定の偏光モードＰＭ０の光信号を面内方向に回折させる回折格子素子である。これにより、光入力ポートＰａ０〜ＰａＮは、外部の光伝送路（図示せず）から照射された光信号を光導波路Ｗａ０〜ＷａＮに出力することができる。所定の偏光モードＰＭ０としては、最低次のＴＥモード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍｏｄｅ）が使用可能である。一方、光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮは、それぞれ、光導波路Ｗｂ０〜ＷｂＮから伝搬した光信号を面外方向に回折させる回折格子素子である。これにより、光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮは、光導波路Ｗｂ０〜ＷｂＮから伝搬した光信号を回折させて外部の光伝送路（図示せず）へ出射することができる。
【００２３】
図４は、光入力ポートＰａ０〜ＰａＮの１つの例である光入力ポートＰａｘと、光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮの１つの例である光出力ポートＰｂｘとを表す概略斜視図である。光入力ポートＰａｘ及び光出力ポートＰｂｘは、それぞれグレーティングカプラとして構成されている。光入力ポートＰａｘの回折格子面と対向するように光ケーブルなどの光伝送路Ｃ１の光出射端が位置決めされている。光入力ポートＰａｘは、その光出射端から入射された光信号ＩＬを光導波路Ｗａｘの方へ回折させることができる。一方、光出力ポートＰｂｘの回折格子面と対向するように光ケーブルなどの光伝送路Ｃ２の光入射端が位置決めされている。光出力ポートＰｂｘは、光導波路Ｗｂｘから伝搬した光信号ＯＬをその光入射端の方へ回折させることができる。
【００２４】
次に、図１を参照すると、光合波器３１は、０番目の光入力ポートＰａ０から入力された偏光モードＰＭ０（たとえば最低次のＴＥモード）の光信号を、その偏光モードＰＭ０を変更せずに光合波器３１の光出力端に伝搬させる。これにより、偏光モードＰＭ０の光信号は、光導波路Ｗｉを伝搬して波長フィルタ２０に入射する。
【００２５】
また光合波器３１は、１番目〜Ｎ番目の光入力ポートＰａ１〜ＰａＮから入力された光信号の偏光モードＰＭ０を、それぞれ、当該偏光モードＰＭ０とは異なる偏光モードＰＭ１〜ＰＭＮに変換する偏光モード変換器を有している。ここで、偏光モードＰＭ０，ＰＭ１〜ＰＭＮは互いに異なる偏光モードである。光合波器３１は、偏光モードＰＭ１〜ＰＭＮの光信号を光合波器３１の光出力端と結合させる。これにより、偏光モードＰＭ１〜ＰＭＮの光信号は光導波路Ｗｉを伝搬して光波長フィルタ２０に入射する。
【００２６】
図５は、光合波器３１の構成の一部を例示する概略図である。光合波器３１は、０番目の光導波路Ｗａ０に接続された主光導波路Ｗｉ０と、ｎ番目の光導波路Ｗａｎに接続された側光導波路Ｗｉｎとを含む。ここで、ｎは、１〜Ｎの範囲内の整数である。図５に示されるように側光導波路Ｗｉｎは、光導波路Ｗａｎから入力された偏光モードＰＭ０の光信号を偏光モードＰＭｎの光信号に変換する偏光モード変換器ＭＡｎを有している。このような偏光モード変換器ＭＡｎとしては、たとえば、ＴＥモード（ＴＥ偏波）とＴＭモード（ＴＭ偏波）との間で変換を行う公知の偏波回転器、あるいは、ｋ次のＴＥｋモード（ＴＥｋ偏波）をｍ次のＴＥｋモード（ＴＥｍ偏波）に変換する公知のＴＥ−ＴＥモード変換器（ｋ，ｍは０以上の整数；ｋ≠ｍ）が使用されればよい。
【００２７】
また図５に示されるように、主光導波路Ｗｉ０と側光導波路Ｗｉｎの先端部分とが互いに平行に延在する平行路が、方向性光結合器ＤＡｎとして形成されている。この方向性光結合器ＤＡｎでは、側光導波路Ｗｉｎと主光導波路Ｗｉ０との間で偏光モードＰＭ０がほとんど結合せず、偏光モードＰＭｎがほぼ完全に結合するような設計がなされている。方向性光結合器ＤＡｎの端部では、側光導波路Ｗｉｎは、当該側光導波路Ｗｉｎの先端に向かうに従って漸次細くなるテーパ形状を有する。
【００２８】
図１を参照すると、光波長フィルタ２０は、光合波器３１から光導波路Ｗｉを介して入射された偏光モードＰＭ０〜ＰＭＮの光信号に応答して、偏光モードＰＭ０〜ＰＭＮのフィルタ光信号を光導波路Ｗｄに出力する。これらフィルタ光信号は、それぞれ偏光モードＰＭ０〜ＰＭＮに特有のフィルタ波長を有している。
【００２９】
光分波器３２は、光波長フィルタ２０から入力された偏光モードＰＭ０のフィルタ光信号を、その偏光モードＰＭ０を変更せずに光導波路Ｗｂ０に伝搬させる。これにより、偏光モードＰＭ０のフィルタ光信号は、光導波路Ｗｂ０を伝搬して光出力ポートＰｂ０に入射する。
【００３０】
また光分波器３２は、光波長フィルタ２０から入力された偏光モードＰＭ１〜ＰＭＮのフィルタ光信号をそれぞれ偏光モードＰＭ０のＮ個のフィルタ光信号に変換する偏光モード変換器を有している。光分波器３２は、これら偏光モードＰＭ０のフィルタ光信号をそれぞれ光出力ポートＰｂ１〜ＰｂＮと結合させる。これにより、光出力ポートＰｂ１〜ＰｂＮは、光波長フィルタ２０から出力された偏光モードＰＭ１〜ＰＭＮのフィルタ光信号にそれぞれ対応する偏光モードＰＭ０のＮ個のフィルタ光信号を面外方向に出射することが可能となる。
【００３１】
図６は、光分波器３２の構成の一部を例示する概略図である。光分波器３２は、０番目の光導波路Ｗｂ０に接続された主光導波路Ｗｄ０と、ｎ番目の光導波路Ｗｂｎに接続された側光導波路Ｗｄｎとを含む。ここで、ｎは、１〜Ｎの範囲内の整数である。図６に示されるように主光導波路Ｗｄ０と側光導波路Ｗｄｎの先端部分とが互いに平行に延在する平行路が、方向性光結合器ＤＢｎとして形成されている。この方向性光結合器ＤＢｎでは、主光導波路Ｗｄ０と側光導波路Ｗｄｎとの間で偏光モードＰＭ０がほとんど結合せず、偏光モードＰＭｎがほぼ完全に結合するような設計がなされている。方向性光結合器ＤＢｎの端部では、側光導波路Ｗｄｎは、当該側光導波路Ｗｄｎの先端に向かうに従って漸次細くなるテーパ形状を有する。
【００３２】
また図６に示されるように側光導波路Ｗｄｎは、方向性光結合器ＤＢｎから伝搬した偏光モードＰＭｎの光信号を偏光モードＰＭ０の光信号に変換する偏光モード変換器ＭＢｎを有している。このような偏光モード変換器ＭＢｎとしては、たとえば、ＴＭモード（ＴＭ偏波）とＴＥモード（ＴＥ偏波）との間で変換を行う公知の偏波回転器、あるいは、ｍ次のＴＥｋモード（ＴＥｍ偏波）をｋ次のＴＥｋモード（ＴＥｋ偏波）に変換する公知のＴＥ−ＴＥモード変換器（ｋ，ｍは０以上の整数；ｋ≠ｍ）が使用されればよい。
【００３３】
上記のとおり、偏光モードＰＭ０の光信号を光入力ポートＰａ０〜ＰａＮに導入することにより、互いに異なる偏光モードＰＭ０〜ＰＭＮの光信号を光波長フィルタ２０に入力することができる。また、偏光モードＰＭ０〜ＰＭＮの光信号に応答して光波長フィルタ２０から出力された偏光モードＰＭ０〜ＰＭＮのフィルタ光信号は、それぞれ、同一偏光モードＰＭ０のＮ個のフィルタ光信号に変換され、光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮから面外方向に出射され得る。これにより、偏光モードＰＭ０〜ＰＭＮの光信号にそれぞれ対応する同一偏光モードＰＭ０のＮ個のフィルタ光信号を個別に検出することが可能となる。
【００３４】
図７は、上記した光回路素子１０内の光波長フィルタ２０の特性をモニタリングするモニタリングシステム５０の概略構成図である。モニタリングシステム５０は、光回路素子１０と、光回路素子１０の光入力ポートＰａ０〜ＰａＮに対してそれぞれ位置決めされた光ファイバなどの光伝送路Ｃ１と、光回路素子１０の光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮに対してそれぞれ位置決めされた光ファイバなどの光伝送路Ｃ２と、偏光モードＰＭ０の光信号を光伝送路Ｃ１を介して光入力ポートＰａ０〜ＰａＮに照射するレーザ光源５１と、光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮからそれぞれ出力されたＮ個のフィルタ光信号を検出して電気信号を出力する光検出器５２と、モニタリング装置５３とを備えている。
【００３５】
モニタリング装置５３は、光検出器５２の検出出力からＮ個のフィルタ光信号それぞれのＮ個の透過スペクトルを測定し、当該Ｎ個の透過スペクトルに基づいて光波長フィルタ２０を構成する光導波路の寸法偏差（すなわち光導波路の寸法の基準値からのずれ）を推定する機能を有する。
【００３６】
モニタリング装置５３の機能は、不揮発性メモリから読み出されたソフトウェアまたはファームウェアのプログラムコードを実行する、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）またはＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などの演算装置を含む単数または複数のプロセッサで実現可能である。あるいは、モニタリング装置５３の機能は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ），ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などの半導体集積回路を有する単数または複数のプロセッサにより実現されてもよい。あるいは、ＤＳＰ，ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡなどの半導体集積回路と、ＣＰＵまたはＧＰＵなどの演算装置との組み合わせを含む単数または複数のプロセッサによってモニタリング装置５３の機能を実現することも可能である。
【００３７】
図８は、モニタリングの手順の一例を概略的に示すフローチャートである。図８を参照すると、モニタリング装置５３は、レーザ光源５１を駆動して、このレーザ光源５１から光回路素子１０の光入力ポートＰａ０〜ＰａＮに光伝送路Ｃ１を介して所定の偏光モードＰＭ０の光信号ＩＬを照射する（ステップＳ１０）。その後、光検出器５２は、光回路素子１０の光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮから出射された偏光モードＰＭ０のＮ個のフィルタ光信号ＯＬを検出する（ステップＳ１１）。モニタリング装置５３は、光検出器５２の検出出力からＮ個のフィルタ光信号ＯＬそれぞれのＮ個の透過スペクトルを測定し（ステップＳ１２）、当該Ｎ個の透過スペクトルに基づいて、光波長フィルタ２０を構成する光導波路の寸法偏差を推定することができる（ステップＳ１３）。
【００３８】
なお、光入力ポートＰａ０〜ＰａＮの全てに同時に光信号ＩＬが照射されることは必ずしも必要ではない。この代わりに、光入力ポートＰａ０〜ＰａＮに時分割で順番に光信号ＩＬが照射されてもよい。
【００３９】
次に、図９〜図１３を参照しつつモニタリングの第１の実施例について詳細に説明する。
【００４０】
図９は、第１の実施例に使用される光回路素子１１の概略構成を示す平面図である。この光回路素子１１は、図１に示した光回路素子１０の変形例である。すなわち、図１の光入力ポートＰａ０〜ＰａＮが２個の光入力ポートＰａ０，Ｐａ１に変更され、図１の光出力ポートＰｂ０〜ＰｂＮが２個の光出力ポートＰｂ０，Ｐｂ１に変更され、光入力ポートＰａ０，Ｐａ１の個数（＝２個）に適合するように図１の光合波器３１が光合波器３１Ａに変更され、光出力ポートＰｂ０，Ｐｂ１の個数（＝２個）に適合するように図１の光分波器３２が光合波器３１Ａに変更された点以外は、光回路素子１１の構成は、基本的に、図１に示した光回路素子１０の構成と同じである。光回路素子１１の光波長フィルタ２０Ａａは、図２に示したようなマイクロリング共振器を有し、複数の細線導波路（図３Ａ）で構成されている。
【００４１】
モニタリングの際は、光入力ポートＰａ０，Ｐａ１上にそれぞれ光ファイバなどの光伝送路Ｃ１の光出射端が移動して位置決めされる。その後、所定波長（たとえば１３１０ｎｍ）付近における最低次のＴＥモードの光信号が波長掃引を受けながら光入力ポートＰａ０，Ｐａ１に照射される。図９に示されるように光入力ポートＰａ０に照射されたＴＥモードの光信号はそのまま光波長フィルタ２０Ａａに到達する。光波長フィルタ２０Ａａは、ＴＥモードの共振条件を満たす波長のフィルタ光信号のみをドロップポートから光導波路Ｗｄに出力する。このフィルタ光信号はそのまま光出力ポートＰｂ０に伝搬し、面外方向の光伝送路Ｃ２を介して光検出器５２により検出される。
【００４２】
一方、図１０に示されるように光入力ポートＰａ１に照射されたＴＥモードの光信号は、光合波器３１Ａにより最低次のＴＭモード（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｏｄｅ）の光信号に変換され、その後光波長フィルタ２０Ａａに伝搬する。光波長フィルタ２０Ａａは、ＴＭモードの共振条件を満たす波長のフィルタ光信号のみをドロップポートから光導波路Ｗｄに出力する。このフィルタ光信号は、光分波器３２ＡによりＴＥモードのフィルタ光信号に変換され、その後光出力ポートＰｂ１に伝搬し、面外方向の光伝送路Ｃ２を介して光検出器５２により検出される。
【００４３】
モニタリング装置５３は、光検出器５２の検出出力から、図９の光出力ポートＰｂ０から出射されたフィルタ光信号の透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ）と、図１０の光出力ポートＰｂ１から出射されたフィルタ光信号の透過スペクトルＳ１（λ，Ｔ）とを測定する。透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ），Ｓ１（λ，Ｔ）は、波長λと光透過率Ｔとの関係を示すものである。
【００４４】
図１１Ａは、リング状光導波路の半径５μｍ、及びバス光導波路とリング状光導波路との間のギャップ２００ｎｍのマイクロリング共振器型光波長フィルタを用いた場合の透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ）の測定結果を示すグラフである。図１１Ｂは、同じマイクロリング共振器型光波長フィルタを用いた場合の透過スペクトルＳ１（λ，Ｔ）の測定結果を示すグラフである。これらグラフにおいて、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸は光透過率（単位：ｄＢ）を示している。
【００４５】
マイクロリング共振器において、共振が成り立つときの波長λresと実効屈折率ｎeとの間に次式（１）の関係が成立する。
【数１】
0006892963.tif 000002
ここで、Ｌは、リング状光導波路の周長、ｍは共振の次数を表す整数である。
【００４６】
また、群屈折率ｎgは、実効屈折率ｎeの波長分散項を用いて次式（２）のように表現される。
【数２】
0006892963.tif 000003
【００４７】
式（１），（２）より、隣接する共振ピーク間の間隔であるＦＳＲ（自由スペクトル範囲）を用いて、次式（３）のように群屈折率の表現を導出できる。
【数３】
0006892963.tif 000004
【００４８】
モニタリング装置５３は、ＴＥモード及びＴＭモードに対してそれぞれ測定された透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ），Ｓ１（λ，Ｔ）に現れる共振ピークから共振波長λresとＦＳＲとを検出することができる。モニタリング装置５３は、式（１），（３）を用いて、ＴＥモードに対する透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ）から実効屈折率ｎe,TEを計測するとともに、ＴＭモードに対する透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ）から実効屈折率ｎe,TMを計測することができる。さらにモニタリング装置５３は、実効屈折率ｎe,TEの計測値から実効屈折率の変化量Δｎe,TE（計測値の基準値からの変化量）を算出し、実効屈折率ｎe,TMの計測値から実効屈折率の変化量Δｎe,TM（計測値の基準値からの変化量）を算出することができる。
【００４９】
実効屈折率の変化量Δｎe,TE，Δｎe,TMと、光波長フィルタ２０Ａａを構成する細線導波路のコア幅Ｗ及びコア高さＨの偏差ΔＷ，ΔＨとの間には、次の式（４）が成立する。
【数４】
0006892963.tif 000005
【００５０】
式（４）中の変換行列Ｍは、コア幅Ｗに関する実効屈折率ｎe,TE，ｎe,TMの偏微分量と、コア高さＨに関する実効屈折率ｎe,TE，ｎe,TMの偏微分量とを用いて、近似的に次の式（５）で表される。
【数５】
0006892963.tif 000006
【００５１】
変換行列Ｍの要素である偏微分量は、予め計算しておくことが可能な量であるので、予め用意されている。したがって、モニタリング装置５３は、実効屈折率ｎe,TE，ｎe,TMの計測値と変換行列Ｍとに基づいて式（４）の逆行列演算を実行することで光導波路の寸法偏差ΔＷ，ΔＨを推定することができる。すなわち、次式（６）により寸法偏差ΔＷ，ΔＨの推定が可能である。
【数６】
0006892963.tif 000007
【００５２】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、ウエハ基板上の６４点の領域に形成された光回路素子を用いて推定された寸法偏差の面内分布を６４点の推定値（単位：ｎｍ）で示す図である。図１２Ａに示される寸法偏差の６４点の推定値は、細線導波路のコア幅ΔＷの面内分布を示し、図１２Ｂに示される寸法偏差の６４点の推定値は、細線導波路のコア高さΔＨの面内分布を示している。
【００５３】
上記の非特許文献２に開示されている従来の方法では、測定された透過スペクトルに現れる共振波長及びＦＳＲから実効屈折率及び群屈折率を検出し、これら実効屈折率及び群屈折率に基づいてシリコン導波路の寸法偏差を推定している。これに対し、上記第１の実施例では、透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ），Ｓ１（λ，Ｔ）からそれぞれ検出された実効屈折率に基づいて寸法偏差を推定している。
【００５４】
上記の寸法偏差（製造偏差）の推定精度について、測定誤差の伝搬の観点から考える。簡単のため、ＴＬモードの共振波長λresの測定誤差とＴＭモードの共振波長λresの測定誤差とが同程度であり、ともにδ（λres）によって表されるとする。このとき、実効屈折率ｎeへの誤差の伝搬は次の式（７）のように表現できる。
【数７】
0006892963.tif 000008
【００５５】
したがって、寸法偏差ΔＷ，ΔＨの推定精度として、次の式（８），（９）が導出できる。
【数８】
0006892963.tif 000009
【００５６】
【数９】
0006892963.tif 000010
【００５７】
たとえば、コア幅３５０ｎｍ及びコア高さ２００ｎｍの細線導波路を用いて形成された半径５μｍのマイクロリング共振器については、１．３１μｍ帯の透過スペクトルについて次の式（１０），（１１）の関係が成り立つ。
【数１０】
0006892963.tif 000011
【００５８】
従来の方法において同様に誤差の伝搬を考える。共振波長λres及びＦＳＲの測定誤差をδ（λres）及びδ（ＦＳＲ）で表すとすると、実効屈折率ｎe及び群屈折率ｎgへの誤差の伝搬は次の式（１２），（１３）のように表現できる。
【数１１】
0006892963.tif 000012
【００５９】
【数１２】
0006892963.tif 000013
【００６０】
式（１３）の右辺における括弧内の第２項に由来する寄与は、λres＞＞ＦＳＲより、第１項に由来する寄与と比べて大きい。したがって、寸法偏差ΔＷ，ΔＨの推定精度として、次の式（１４），（１５）が導出できる。
【数１３】
0006892963.tif 000014
【００６１】
【数１４】
0006892963.tif 000015
【００６２】
コア高さ２００ｎｍの細線導波路を用いて形成された半径５μｍのマイクロリング共振器については、１．３１μｍ帯の透過スペクトルについて次の式（１６），（１７）の関係が成り立つ。
【数１５】
0006892963.tif 000016
【００６３】
共振波長λres及びＦＳＲの測定精度は光源の波長確度及びそのリニアリティに依存する。図１３Ａ及び図１３Ｂは、ＴＥモードに対する共振波長及びＦＳＲの偏差（単位：ｐｍ）についての頻度ヒストグラムであり、図１３Ｃ及び図１３Ｄは、ＴＭモードに対する共振波長及びＦＳＲの偏差（単位：ｐｍ）についての頻度ヒストグラムである。図１３Ａ〜図１３Ｄの頻度ヒストグラムによれば、試験環境ではそれぞれ１ｐｍ程度の標準偏差値が得られることが確認された。したがって、従来の方法における寸法偏差の推定値の精度は約０．１ｎｍ程度であると考えられるのに対し、上記第１の実施例では、寸法偏差の推定値の精度は数ｐｍ程度と極めて高いことが分かる。
【００６４】
次に、図１４及び図１５を参照しつつモニタリングの第２の実施例について詳細に説明する。
【００６５】
図１４は、第２の実施例に使用される光回路素子１２の概略構成を示す平面図である。この光回路素子１２の構成は、図９の光波長フィルタ２０Ａａに代えて光波長フィルタ２０Ａｂを有する点を除いて、図９の光回路素子１１の構成と同じである。光回路素子１２の光波長フィルタ２０Ａｂは、図２に示したようなマイクロリング共振器を有し、複数のリブ型光導波路（図３Ｂ）で構成されている。
【００６６】
第１の実施例の場合と同様に、図１４及び図１５に示されるように光入力ポートＰａ０，Ｐａ１にＴＥモードの光信号を照射することにより、光出力ポートＰｂ０，Ｐｂ１からそれぞれフィルタ光信号が出射されて光検出器５２により検出される。モニタリング装置５３は、光検出器５２の検出出力から、図１４の光出力ポートＰｂ０から出射されたフィルタ光信号の透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ）と、図１５の光出力ポートＰｂ１から出射されたフィルタ光信号の透過スペクトルＳ１（λ，Ｔ）とを測定する。モニタリング装置５３は、ＴＥモードに対して測定された透過スペクトルＳ０（λ，Ｔ）に現れる共振ピークから共振波長λresとＦＳＲとを検出し、当該共振波長λresとＦＳＲとに基づいて実効屈折率ｎe,TE及び群屈折率ｎg,TEを計測することができる。またモニタリング装置５３は、ＴＭモードに対して測定された透過スペクトルＳ１（λ，Ｔ）に現れる共振ピークから共振波長λresとＦＳＲとを検出し、当該共振波長λresとＦＳＲとに基づいて実効屈折率ｎe,TM及び群屈折率ｎg,TMを計測することができる。さらにモニタリング装置５３は、実効屈折率ｎe,TE及び群屈折率ｎg,TEの計測値から実効屈折率及び群屈折率の変化量Δｎe,TE，Δｎg,TEを算出し、実効屈折率ｎe,TM及び群屈折率ｎg,TMの計測値から実効屈折率及び群屈折率の変化量Δｎe,TM，Δｎg,TMを算出することができる。
【００６７】
実効屈折率及び群屈折率の変化量Δｎe,TE，Δｎe,TM，Δｎg,TE，Δｎg,TMと、光波長フィルタ２０Ａｂを構成するリブ型光導波路のコア幅Ｗ，コア高さＨ及びスラブ高さＳの偏差ΔＷ，ΔＨ，ΔＳとの間には、次の式（１８）が成立する。
【数１６】
0006892963.tif 000017
【００６８】
式（１８）中の変換行列Ｋは、コア幅Ｗに関する実効屈折率ｎe,TE，ｎe,TMの偏微分量と、コア幅Ｗに関する群屈折率ｎg,TE，ｎg,TMの偏微分量と、コア高さＨに関する実効屈折率ｎe,TE，ｎe,TMの偏微分量と、コア高さＨに関する群屈折率ｎg,TE，ｎg,TMの偏微分量と、スラブ高さＳに関する実効屈折率ｎe,TE，ｎe,TMの偏微分量と、スラブ高さＳに関する群屈折率ｎg,TE，ｎg,TMの偏微分量とを用いて、近似的に次の式（１９）で表される。
【数１７】
0006892963.tif 000018
【００６９】
変換行列Ｋの要素である偏微分量は、予め計算しておくことが可能な量であるので、予め用意されている。モニタリング装置５３は、実効屈折率ｎe,TE，ｎe,TMの計測値と群屈折率ｎg,TE，ｎg,TMの計測値と変換行列Ｋとに基づいて、最小自乗法により光導波路の寸法偏差ΔＷ，ΔＨ，ΔＳを推定することができる。すなわち、次式（２０）により寸法偏差ΔＷ，ΔＨ，ΔＳの推定が可能である。
【数１８】
0006892963.tif 000019
ここで、変換行列Ｋの右肩添え字ｔは、転置を示す記号である。
【００７０】
第１の実施例について説明した測定誤差の伝搬を適用すると、リブ型光導波路のコア高さＨ、コア幅Ｗ、及びスラブ高さＳのそれぞれについて、０．１ｎｍ程度の精度で寸法偏差ΔＷ，ΔＨ，ΔＳを推定できることが分かる。
【００７１】
なお、４つの屈折率ｎe,TE，ｎe,TM，ｎg,TE，ｎg,TMをすべて寸法偏差の推定に用いたが、これに限定されずに、測定精度の高い順に３つの屈折率のみを推定に用いてもよい。また、変換行列Ｋの各行に適当な重みづけを行ってもよい。
【００７２】
以上に説明したように第２の実施例では、リブ型光導波路のコア高さＨ、コア幅Ｗ及びスラブ高さＳのような３つ以上の構造パラメータで光導波路形状が規定される場合でも、そのような構造パラメータの寸法偏差を高い精度で推定することができる。
【００７３】
以上、種々の実施形態及びその変形例について説明したが、上記の実施形態及びその変形例は例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、上記実施形態の変更、追加及び改良を適宜行うことができることが理解されるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて解釈されるべきであり、さらにその均等物を含むものと理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本開示に係る光回路素子、モニタリングシステム及びモニタリング方法は、光集積回路を構成する光導波路の寸法偏差を高い精度で推定することを可能とするので、光集積回路の製造プロセスにおける品質検査に利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０〜１２：光回路素子、２０，２０Ａ，２０Ａａ，２０Ａｂ：光波長フィルタ、２１，２２：バス光導波路、２３：リング状光導波路、３１，３１Ａ：光合波器、３２，３２Ａ：光分波器、４０：細線導波路、４１：リブ型光導波路、４２：半導体基板、４３：絶縁膜、４４，４５：導波路コア、４９：絶縁被覆膜、５０：モニタリングシステム、５１：レーザ光源、５２：光検出器、５３：モニタリング装置、１００：ウエハ基板。
【要約】
【課題】光導波路の寸法偏差を高い精度で推定することを可能とする光回路素子を提供する。
【解決手段】光回路素子は、複数の光入力ポート、複数の光出力ポート、光合波器及び光分波器を備える。光合波器の光出力端は光波長フィルタの光入力端と結合され、光分波器の光入力端は光波長フィルタの光出力端と結合される。光合波器は、特定の光入力ポートから入力された所定の偏光モードの光信号を光合波器の光出力端に伝搬させ、特定の光入力ポート以外の光入力ポートからの所定の偏光モードの光信号を、所定の偏光モードとは異なる他の偏光モードの光信号に変換して、その偏光モードの光信号を光合波器の光出力端と結合させる。光分波器は、光波長フィルタからの所定の偏光モードのフィルタ光信号を特定の光出力ポートに伝搬させ、光波長フィルタから入力された他の偏光モードのフィルタ光信号を所定の偏光モードのフィルタ光信号に変換する。
【選択図】図１【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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