"均一幅の単一モード光導波路である第1入出力導波路部および第2入出力導波路部と、前記第1入出力導波路部と前記第2入出力導波路部との間に配設された均一幅の多モード干渉導波路である第1多モード導波路部と、前記第1入出力導波路部の前記第1多モード導波路部側に接続し、前記第1多モード導波路部に近い部分ほど幅が広くなる形状の第3入出力導波路部と、前記第2入出力導波路部の前記第1多モード導波路部側に接続し、前記第1多モード導波路部に近い部分ほど幅が広くなる形状の第4入出力導波路部と、前記第1多モード導波路部の前記第4入出力導波路部側に接続し、前記第4入出力導波路部に近い部分ほど幅が狭くなる形状の第2多モード導波路部とを備え、前記第1多モード導波路部は、前記第3入出力導波路部に接続し、前記第2多モード導波路部は、前記第4入出力導波路部に接続していることを特徴とする光合分波素子。前記第1入出力導波路部側から前記第2入出力導波路部側へ向かう方向に沿った中心線を軸にして対象な形状である請求項1記載の光合分波素子。前記第3入出力導波路部における前記第1多モード導波路部との接続端の幅と、前記第4入出力導波路部における前記第2多モード導波路部との接続端の幅とが等しい請求項1または請求項2記載の光合分波素子。前記第3入出力導波路部における前記第1多モード導波路部との接続端の幅は、前記第1入出力導波路部の幅の1.5~2.5倍、且つ、前記第1多モード導波路部の幅の1/2以下である請求項1から請求項3のいずれか一項記載の光合分波素子。前記第4入出力導波路部における前記第2多モード導波路部との接続端の幅は、前記第2入出力導波路部の幅の1.5~2.5倍、且つ、前記第1多モード導波路部の幅の1/2以下である請求項1から請求項4のいずれか一項記載の光合分波素子。前記第3入出力導波路部および前記第4入出力導波路部内で単一導波モードが維持されている請求項1から請求項5のいずれか一項記載の光合分波素子。前記第2入出力導波路部から前記第1入出力導波路部へ向かう方向への、前記第2多モード導波路部の広がり角は、前記第4入出力導波路部の広がり角よりも大きい請求項1から請求項6のいずれか一項記載の光合分波素子。前記第1入出力導波路部および第3入出力導波路部を複数組備え、前記複数の第3入出力導波路部の各々の側面は、前記第1入出力導波路部から前記第1多モード導波路部へ向かう方向への前記第3入出力導波路部の広がり角が前記第1多モード導波路部に近い部分ほど大きくなるように湾曲している請求項1から請求項7のいずれか一項記載の光合分波素子。隣り合う第3入出力導波路部の側面が、前記第1多モード導波路部との接続部近傍で繋がって円弧状の側面を形成している請求項8記載の光合分波素子。前記第3入出力導波路部における前記第1入出力導波路部との接続端の幅は、当該第1入出力導波路部の幅と同じであり、前記第4入出力導波路部における前記第2入出力導波路部との接続端の幅は、当該第2入出力導波路部の幅と同じであり、前記第2多モード導波路部における前記第1多モード導波路部との接続端の幅は、当該第1多モード導波路部の幅と同じである請求項1から請求項9のいずれか一項記載の光合分波素子。前記第2入出力導波路部および前記第4入出力導波路部の組を1つのみ備え、前記第2多モード導波路部における前記第4入出力導波路部との接続端の幅は、当該第4入出力導波路部の幅と同じである請求項1から請求項10のいずれか一項記載の光合分波素子。請求項1から請求項11のいずれか一項記載の光合分波素子を、入出力端に備えることを特徴とするマッハツェンダ型光変調器。MMI素子の多モード導波路部とポート導波路部との境界付近においては、モードの不整合に起因する微小な反射が発生する。この反射は微小ではあるものの、特にSOAを介してLDへの戻り光となった場合には、LDの動作が不安定化して、発振線幅が増大するなどの問題が生じる。40Gbps以上の高速変調を用いた光通信システムには、少なくとも1MHz以下の狭発振線幅が必要とされており、発振線幅の増大は回避する必要がある。特許文献1では、入射光を二つに分波するMMI素子1×2MMI素子において、各ポート導波路部における多モード導波路部に近い部分をテーパ形状にした構造が開示されている。この構成により、多モード導波路部の形状が作製誤差でばらついた場合でも、MMI素子の分波特性の劣化や過剰損失の発生を抑えることができる。また特許文献2では、1×2MMI素子の多モード導波路部の形状を、2つのポート導波路に近い部分ではポート導波路側が広い幅となるテーパ状にし、且つ、1つのポート導波路に近い部分では一定幅とした構成が開示されている。この構成により、寸法誤差の影響が小さく、かつ全長が短い1×2MMI素子を構成できる。しかし、特許文献1,2のいずれにおいても、MMI素子からの反射戻り光を低減するための素子構造については言及されていない。本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、本発明は、反射戻り光の発生を抑えることが可能な光合分波素子MMI素子を提供することを目的とする。本発明に係る光合分波素子は、均一幅の単一モード光導波路である第1入出力導波路部および第2入出力導波路部と、前記第1入出力導波路部と前記第2入出力導波路部との間に配設された均一幅の多モード干渉導波路である第1多モード導波路部と、前記第1入出力導波路部の前記第1多モード導波路部側に接続し、前記第1多モード導波路部に近い部分ほど幅が広くなる形状の第3入出力導波路部と、前記第2入出力導波路部の前記第1多モード導波路部側に接続し、前記第1多モード導波路部に近い部分ほど幅が広くなる形状の第4入出力導波路部と、前記第1多モード導波路部の前記第4入出力導波路部側に接続し、前記第4入出力導波路部に近い部分ほど幅が狭くなる形状の第2多モード導波路部とを備え、前記第1多モード導波路部は、前記第3入出力導波路部に接続し、前記第2多モード導波路部は、前記第4入出力導波路部に接続しているものである。本発明によれば、光合分波素子から、入力側のLDへの反射戻り光を抑制できる。そのためLDの発振線幅の増大を防止することが可能となる。<実施の形態1>図1は、本発明の実施の形態1に係るMMI型の光合分波素子MMI素子10の構成を示す平面図である。同図の如く、当該MMI素子10は、第1~第4入出力導波路部1~4と、第1および第2多モード導波路部5,6とから構成されている。図2および図3は、MMI素子10の断面図であり、図2は図1のA1-A2線に沿った断面、図3は図1のB1-B2線に沿った断面に相当する。本実施の形態のMMI素子10は、InP基板20上に形成されたリッジ型の光導波路である。すなわち、図2および図3に示すように、MMI素子10は、InP基板20上にInP下部クラッド層21、InGaAsPコア層22およびInP上部クラッド層23がこの順に積層した積層構造を有するダブルヘテロ型の導波路を構成している。InGaAsPコア層22は、バルク結晶でもよいし、多重量子井戸MultipleQuantumWell:MQWでもよい。なお、図2および図3では、それぞれ第1入出力導波路部1および第1多モード導波路部5の断面を示しているが、他の第2入出力導波路部2、第3入出力導波路部3、第4入出力導波路部4および第2多モード導波路部6も同様の積層構造である。再び図1を参照し、両端の第1入出力導波路部1および第2入出力導波路部2は、それぞれ均一幅の単一モード光導波路である。本実施の形態のMMI素子10は、第1入出力導波路部1を2つ、第2入出力導波路部2を1つ有する1×2MMI素子である。ここで、第1入出力導波路部1の幅をW1、第2入出力導波路部2の幅をW2とそれぞれ定義する。第1多モード導波路部5は、第1入出力導波路部1と第2入出力導波路部2との間に配設される、均一幅の多モード干渉導波路である。第1多モード導波路部5の幅W5と定義する。第3入出力導波路部3は、各第1入出力導波路部1の第1多モード導波路部5側に接続し、第1多モード導波路部5に近い部分ほど幅が広くなるテーパ形状の単一モード光導波路である。第3入出力導波路部3における第1入出力導波路部1との接続端の幅は、当該第1入出力導波路部1の幅と同じである。第1多モード導波路部5は、第3入出力導波路部3に接続される。第3入出力導波路部3における第1多モード導波路部5との接続端の幅をW3と定義する。第4入出力導波路部4は、第2入出力導波路部2の第1多モード導波路部5側に接続し、第1多モード導波路部5に近い部分ほど幅が広くなるテーパ形状の単一モード光導波路である。第4入出力導波路部4における第2入出力導波路部2との接続端の幅は、当該第2入出力導波路部2の幅と同じである。第2多モード導波路部6は、第1多モード導波路部5の第4入出力導波路部4側に接続し、第4入出力導波路部4に近い部分ほど幅が狭くなるテーパ形状の多モード干渉導波路である。第2多モード導波路部6における第1多モード導波路部5との接続端の幅は、当該第1多モード導波路部5の幅と同じである。第2多モード導波路部6は、第4入出力導波路部4に接続される。第2多モード導波路部6における第4入出力導波路部4との接続端の幅は、当該第4入出力導波路部4の幅と同じである。第4入出力導波路部4における第2多モード導波路部6との接続端の幅をW4と定義する。MMI素子10は、第1入出力導波路部1側から第2入出力導波路部2側へ向かう方向に沿った中心線Cを軸にして対象な形状である。図1の例では、第2入出力導波路部2が1つのみであるため、中心線Cはその上を通る。第2入出力導波路部2から第1入出力導波路部1へ向かう方向への、第2多モード導波路部6の広がり角は、第4入出力導波路部4の広がり角よりも大きい。つまり、第2多モード導波路部6の側面が中心線Cに対してなす角度は、第4入出力導波路部4の側面が中心線Cに対してなす角よりも大きく、且つ、90度未満である。本実施の形態では、第3入出力導波路部3における第1多モード導波路部5との接続端の幅W3は、第1入出力導波路部1の幅W1の1.5~2.5倍、且つ、第1多モード導波路部5の幅W5の1/2以下とした。同様に、第4入出力導波路部4における第2多モード導波路部6との接続端の幅W4は、第2入出力導波路部2の幅W2の1.5~2.5倍、且つ、第2入出力導波路部2の幅W2の1/2以下とした。さらに、本実施の形態では、第1入出力導波路部1の幅W1と第2入出力導波路部2の幅W2とが互いに等しくなるように構成しているW1=W2。また、第3入出力導波路部3における第1多モード導波路部5との接続端の幅W3と、第4入出力導波路部4における第2多モード導波路部6との接続端の幅W4とが、互いに等しくされているW3=W4。ここで、MMI素子10の動作について説明する。MMI素子10は受動光素子であり、入出力に関して相反性が成り立つ。すなわち、入力光の分波動作を時間的に反転させたものが、逆方向から見た合波動作となる。例えば、幅W1の第1入出力導波路部1から入った導波光は、第3入出力導波路部3を通過する間にその幅がW3に増大する。第3入出力導波路部3を通過した導波光は、第1多モード導波路部5を通過する間に、多モード領域の固有モードに展開されて干渉し、特定の長さにおいて第4入出力導波路部4にほぼ無損失で結像して、第2入出力導波路部2から出力される。逆に、幅W2の第2入出力導波路部2から入った導波光は、第4入出力導波路部4を通過する間にその幅がW4に増大する。第4入出力導波路部4を通過した導波光は、第4入出力導波路部4を通過する間に、多モード領域の固有モードに展開されて干渉し、特定の長さにおいて第3入出力導波路部3にほぼ無損失で結像して、第1入出力導波路部1から出力される。図4は、1×2MMI素子における導波光の反射量のMMI素子形状依存性を示す数値シミュレーション結果である。1×2MMI素子の各ポート導波路単一モード導波路からの反射量は、2本の入力ポート導波路側から見たものが最大になる。図4のグラフにおいて形状Aは、各導波路部が均一幅のテーパ状の部分を有さない通常のMMI素子の場合である。この場合、最大-13dBもの反射が発生する。形状Bは、均一幅の多モード導波路部の片側1つのポート導波路が接続する側に、ポート導波路部に近い部分ほど幅が狭くなるテーパ形状の第2多モード導波路部を設けたMMI素子の場合である。この場合の反射量は-40dB前後であり、形状Aに比べて大幅に減少する。但し、反射量の波長依存性が大きく、反射スペクトルのグラフに鋭い凹凸が見られる。形状Cは、本発明に係るMMI素子の場合である。すなわち、均一幅の多モード導波路部第1多モード導波路部5の片側に、テーパ形状の多モード導波路部第2多モード導波路部6を設け、さらに、各ポート導波路第1および第2入出力導波路部1,2と多モード導波路部第1および第2多モード導波路部5,6との間に、多モード導波路部に近い部分ほど幅が広くなるテーパ形状のポート導波路第3および第4入出力導波路部4,5を設けたMMI素子の場合である。この場合、-50dB程度まで反射量を抑えることができ、反射量の波長依存性も小さいことが分かる。このように、本実施の形態に係るMMI素子によれば、当該MMI素子から入力側への反射戻り光を抑制できる。それにより、入力側のLDの発振線幅の増大を防止することが可能となる。図4においては、1×2MMI素子を想定したシミュレーション結果を示したが、本発明は1×2MMI素子以外の形態のMMI素子に対しても適用可能である。すなわち、1以上のポート導波路部を有するMMI素子において、各ポート導波路部と多モード導波路部の両方にテーパ状の導波路部を設けることにより、上記と同様に反射量低減の効果が得られる。なお、各ポート導波路第1および第2入出力導波路部1,2と多モード導波路部第1および第2多モード導波路部5,6との境界位置におけるモード重なり積分の低下による過剰損失を防止し、且つポート導波路部間の干渉を防止するためには、本実施の形態のように、第3および第4入出力導波路部3,4の幅が、最も幅広となる多モード導波路部との接続端で互いに等しく図1においてW3=W4、第1多モード導波路部5の幅W5の1/2以下であることが望ましい。上記の過剰損失およびポート導波路部間の干渉をさらに抑えるためには、テーパ形状の第3および第4入出力導波路部3,4内で、単一導波モードが維持されていることが望ましい。そのためには、本実施の形態のように、第3入出力導波路部3における第1多モード導波路部5との接続端の幅W3を、第1入出力導波路部1の幅W1の1.5~2.5倍にし、同様に、第4入出力導波路部4における第2多モード導波路部6との接続端の幅W4を、第2入出力導波路部2の幅W2の1.5~2.5倍にすることが必要である。また、MMI素子10のサイズをできるだけ小さく収めるために、テーパ形状の各導波路第2および第3入出力導波路部2,3並びに第2多モード導波路部6の長さは、それぞれ40~60μm程度あるいはそれよりも短いことが望ましい。<実施の形態2>図5は、実施の形態2に係るMMI素子10の構成を示す平面図である。当該MMI素子10の構成は、図1に示したものとほぼ同様であるが、2つの第3入出力導波路部3の側面が、第1入出力導波路部1から第1多モード導波路部5へ向かう方向への第3入出力導波路部3の広がり角が、第1多モード導波路部5に近い部分ほど大きくなるように湾曲している点で図1とは異なっている。特に、本実施の形態のMMI素子10では、隣り合う第3入出力導波路部3の側面が、第1多モード導波路部5との接続部近傍で繋がって円弧状の側面を形成している。MMI素子における反射量を低減するためには、複数の第3入出力導波路部3の間隔は、干渉が起こらない範囲でなるべく近いのが理想である。ただしその間隔が狭いと、MMI素子10の製造プロセスにおけるフォトレジストパターンの形成の際に、第3入出力導波路部3と第1多モード導波路部5との境界近傍で、隣接する第3入出力導波路部3のパターンの間の角部の形状に丸みが生じるいわゆる角部のだれが生じる。その結果、隣接する第3入出力導波路部3の間に、図5に示すような円弧状の側面が形成される。このように第3入出力導波路部3と第1多モード導波路部5との接続部の側面が滑らかな形状となることは、MMI素子10の反射量を低減するように働くため、むしろ好ましい。ここでは角部のだれが生じた結果として、第3入出力導波路部3の側面が円弧状に湾曲する場合を説明したが、もちろん意図的に第3入出力導波路部3の側面を円弧状に形成してもよい。すなわち、フォトレジストの露光に用いるフォトマスクとして、第3入出力導波路部3の側面パターンが湾曲したものを用いてもよい。<実施の形態3>実施の形態3では、本発明に係るMMI素子10を用いてマッハツェンダ型変調器を構成する。図6は、マッハツェンダ型変調器30の構成模式図である。本実施の形態のマッハツェンダ型変調器30は、その入出力端に、本発明に係るMMI素子10を備えている。すなわち、2つのMMI素子10の第1入出力導波路部1同士は、曲がり導波路11を用いて接続され、各曲がり導波路11の一部には電界を印加するための電極12が設けられている。本実施の形態によれば、反射戻り光の少ないマッハツェンダ型変調器を得ることができる。それにより、入力側のLDの発振線幅の増大を防止することが可能となる。また、本実施の形態のマッハツェンダ型変調器30を、LDと共にモノリシック集積してもよく、その場合も同様の効果が得られる。図6ではマッハツェンダ型変調器30の最も単純な形態を示したが、例えば、曲がり導波路11の途中にさらにマッハツェンダ型変調器を入れ子状に介在させた、多値位相変調器にも容易に拡張できることは言うまでもない。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。"