"面内方向に屈折率が少なくとも一次元的な周期構造を有する構造体であって、曲率の付いた基板上に形成された薄膜からなり、その周期構造の、曲面に沿う方向の間隔Λが、動作波長をλ、基板の屈折率をn1、薄膜の屈折率をn2とするとき、で表される範囲の値であることを特徴とする構造体。基板面上に形成された高屈折率薄膜を導波層とする光導波路型素子であって、その素子の形状は円形または楕円形をなし、その外周に屈折率の周期構造が形成されており、その周期構造の外周に沿う方向の間隔Λが、光導波路のクラッドの屈折率をn1、コアの屈折率をn2、動作波長をλとするとき、請求項1に記載の関係式で表される範囲の値を持つことを特徴とする光導波路型素子。光ファイバー型の光導波路素子であって、ファイバーの中心に位置するコアを、屈折率の高い媒質でできた周期構造が同心円状に取り囲んでおり、その周期構造の円周に沿った方向の間隔をΛが、周期構造より外側にあるクラッドの屈折率をn1、周期構造を構成する媒質の屈折率をn2、動作波長をλとするとき、請求項1に記載の関係式で表される範囲の値を持つことを特徴とする光導波路型素子。このように、光工学の諸分野では収束発散波に対する高反射率な反射鏡への要求があったにも関わらず、シンプルな構造で100に近い反射率を実現しうる構造は知られていなかった。唯一候補となりうる共鳴モード格子は平面波に対してしか反射鏡として動作しないため、応用先も著しく限定されざるを得なかった。本発明はこの課題を解決することを目的とする。前記課題を解決するために、本発明は、面内方向に屈折率が少なくとも一次元的な周期構造を有する構造体であって、曲率の付いた基板上に形成された薄膜からなり、その周期構造の、曲面に沿う方向の間隔Λが、動作波長をλ、基板の屈折率をn1、薄膜の屈折率をn2とするとき、で表される範囲の値であることを特徴としている。本発明は、基板面上に形成された高屈折率薄膜を導波層とする光導波路型素子であって、その素子の形状は円形または楕円形をなし、その外周に屈折率の周期構造が形成されており、その周期構造の外周に沿う方向の間隔Λが、光導波路のクラッドの屈折率をn1、コアの屈折率をn2、動作波長をλとするとき、請求項1に記載の関係式で表される範囲の値を持つことを特徴としている。本発明は、光ファイバー型の光導波路素子であって、ファイバーの中心に位置するコアを、屈折率の高い媒質でできた周期構造が同心円状に取り囲んでおり、その周期構造の円周に沿った方向の間隔をΛが、周期構造より外側にあるクラッドの屈折率をn1、周期構造を構成する媒質の屈折率をn2、動作波長をλとするとき、請求項1に記載の関係式で表される範囲の値を持つことを特徴としている。本発明では曲率付きの基板上に回折格子を形成することで、発散波や収束波といった、有限の曲率を持つ波に対して高効率反射鏡として動作する、共鳴モード格子を提供する。図1に従来型、図2に本発明型それぞれの共鳴モード格子の概念図を示す。周期構造の形態はこの図に示したとおり薄膜上の物理的な凹凸でもよく、また薄膜に紫外線照射やイオン注入等で形成した屈折率の変調でもよい。格子に付ける曲率は、そこに入射させるべき光波の波面の曲率に一致させておく。すなわち一つ一つの格子が、入射波によって同相で励振されるようにしておく。反射率がほぼ100に到達し、波長選択性があり、曲率のある波面を持つ光波を反射することのできる反射鏡を、シンプルな構造で構成する方法を提供する。曲率を持つ基板上に、屈折率の周期構造を設けた高屈折率薄膜を形成することで、その曲率と同じ波面を持った光波に対し反射鏡として作用する。共鳴反射作用は原理的に、薄膜が1層以上あれば発生する。従ってシンプルな構造で曲面反射鏡を実現することができる。図2に示した概念図を使って、本発明である曲面上の薄膜回折格子の形態を説明する。ここでは同図に示すとおり、曲率半径が薄膜上の場所ごとに一定である構造を取り上げる。紙面に垂直な座標軸をz,曲率の中心から半径方向に向かう座標軸をr,周方向の座標軸をθとするとき、z方向に屈折率分布は一様であるとする。回折格子層は五酸化ニオブ波長400nm~2000nmで屈折率は約2.1~2.2とし、回折格子層の外側に示した基板は溶融石英波長400nm~2000nmで屈折率は約1.44~1.45とする。また回折格子層よりも中心に近い側は空気とする。回折格子層の厚みは、その凹凸をならして非周期構造型のスラブ導波路と見なした場合に、設計波長において高々3つ程度の導波モードが存在する程度の厚みとする。具体的には導波層の厚みの1/9とした。また曲率の中心から導波層までの距離である曲率半径は、格子の間隔Λの4倍以上とした。曲率半径の異なるいくつかの構造に対し、曲率の中心から同心円状に広がるTM波電界がz成分のみを持ち、磁界はr成分とθ成分を持つ波を入射させた場合の反射スペクトルを図3に示した。図2の構造において、回折格子層の厚みと凹凸の深さは図1に示した値に等しくした。図3の左端には、平坦な共鳴モード格子に平面波を垂直入射した場合の反射スペクトルも合わせて示した。図にAで記した値以上の曲率半径を持つ構造では、反射スペクトルの形は平坦構造とほとんど変わらないことがわかる。このAは、円周上に格子が50ヶ配置された構造に対応する。曲率半径が格子の間隔Λに対し相対的に小さくなってくると反射率の最大値も低下するが、少なくとも円周上に格子が30個配置された構造この場合の曲率半径は約4.8Λ半径までは、ピーク反射率が50以上となることが分かる。反射率が100近くに保たれている範囲では、スペクトルの幅も平坦構造と同程度である。曲率半径に対し、反射率の最大値と共鳴のQ値中心波長と波長幅の比に相当を図4に示した。このようにある曲率半径以上では反射率もQ値も、元の平坦構造と同等に保たれることが分かる。以上の例では1層の五酸化ニオブ層からなる回折格子層を溶融石英基板上に直接形成し、表面は空気に露出させる構造とした。しかしこのような導波モード共鳴現象を発生させるのに必要な材料及び構造はこれに限られたものではなく、例えば回折格子層にはSi波長1300nm~2000nmで屈折率約3.5やTa2O5波長400~2000nmで屈折率2.1~2.2なども使用することができる。また基板は石英系のガラス屈折率=1.52前後でもよい。また導波層の上下にスペーサー層と称する第3、第4の層を設けてもよい。また凹凸の深さも上に示した値以上にしてもよい。また凹凸の形状は矩形波状でなくてもよく、例えば正弦波形状でもよい。また導波層を分断する程度にまで深い凹凸を形成してもよい。ここでは本構造の、グレーティングカプラへの応用を示す。図5はその概念図である。すなわち基板内部のある平面上に、光導波層を形成する。その上方に、曲率一定の共鳴モード格子層を形成する。基板外部から到来した円筒状の発散波は格子に結合し、円周方向に伝搬を開始する。伝搬光の一部は、格子から下部の導波層に結合し、信号として下部導波層中に取り出されていく。また逆に、下部導波層中に最初に光を伝搬させておく使用法も考えられる。すなわち下部導波層中の導波光は、回折格子層と最も接近した位置で回折格子層に結合し、その一部が更に円筒波状の収束波に変換されて上方へと放出される。この波は曲率の中心に向かって収束を続け、曲率の中心焦点付近に集光される。ここでは局所的な曲率が一定の場合の例を示したが、曲率が格子上の場所に依存する構造、すなわち放物面状に格子を形成すれば、焦点からの発散波を平行光に変換するパラボラ反射鏡として動作させることができる。ここでは光集積回路用の円形共振器への応用を示す。図6はその概念図である。すなわち光集積回路用基板上に、同心円状に高屈折率の微小構造を配置する。この配置の間隔Λは、同心円状の構造を周方向に周回する導波モードの伝搬定数をβとするとき、これまでにも述べたとおりβΛ≒2πの関係が成り立つように設定する。この構造の中心付近に外部から照射された光は、基板面内で発散光を形成する。この発散波はリング状周期構造で反射され、再び中心に戻っていく。一部の光はリング内を周回伝搬するモードに変換され、更に近接して配置された光導波路を介して外部に取り出される。ここでは光ファイバーガイドへの応用を示す。図7はその概念図である。すなわちコアの周囲を、高屈折率媒質からなる周期構造状の第一クラッドが同心円状に取り巻いている。その外側は低屈折率媒質からなる第二クラッドである。コア中を斜めに伝搬する光は第一クラッドに入射した際、その波長が周期構造の共鳴波長に近い場合、100に近い反射率で反射される。この結果当該波長の光はコア内をジグザグに伝搬する導波モードを形作る。この型の光ファイバーでは導波することを許される光の波長及びコアの軸に対する伝搬角度は、周期構造の共鳴条件から決定される非常に狭い範囲の値に限定される。換言すれば導波/非導波がファイバーのわずかな曲がりや、温度変化による屈折率の変化に敏感に反応する。このため、高感度な応力センサや分布型温度センサなどへ応用することができる。"