光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光ファイバーアレイ
【課題】周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる光導波路構造体等を提供する。
【解決手段】本発明による光導波路構造体(106)は、上流側光ファイバー(102)を支持するための支持部分(114a)を有する基板(114)と、基板(114)の支持部分(114a)に隣接して基板(114)と一体に形成された光導波路(116)を有している。支持部分(114a)は、横幅を有する上面を含み、この上面には、その横幅に対する中心線(WC)の上又はその一方の側に、光導波路(116)のコア(116a)と長手方向に整列し且つ光ファイバー(102)を支持するための整列溝(126)が設けられる。また、少なくとも中心線(WC)の上又は他方の側に、光導波路(116)のコア(116a)とずらされて配置され且つ整列溝(126)と同じ断面形状を有する非整列溝(132b)が設けられる。
【解決手段】本発明による光導波路構造体(106)は、上流側光ファイバー(102)を支持するための支持部分(114a)を有する基板(114)と、基板(114)の支持部分(114a)に隣接して基板(114)と一体に形成された光導波路(116)を有している。支持部分(114a)は、横幅を有する上面を含み、この上面には、その横幅に対する中心線(WC)の上又はその一方の側に、光導波路(116)のコア(116a)と長手方向に整列し且つ光ファイバー(102)を支持するための整列溝(126)が設けられる。また、少なくとも中心線(WC)の上又は他方の側に、光導波路(116)のコア(116a)とずらされて配置され且つ整列溝(126)と同じ断面形状を有する非整列溝(132b)が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイに関し、詳細には、光ファイバーを位置決めするための溝が設けられた基板の上に、光ファイバーと結合される光導波路が積層された光導波路構造体及びそれを含む光導波路型光モジュール、及び、光ファイバーを支持する溝が設けられた、上記光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光ファイバーアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバーを位置決めするための溝が設けられた基板の上に、光ファイバーと結合される光導波路が積層された光導波路構造体及び、それを含む光導波路型光モジュールが知られている（特許文献１等参照）。
【０００３】
また、従来から、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイが知られており、特に、光ファイバーを支持する溝が設けられた、上記光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光ファイバーアレイが知られている（特許文献１等参照）。
【０００４】
従来の光導波路構造体の第１の例を、図１７〜図１９を参照して説明する。図１７は、従来の光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。また、図１８は、図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける部分拡大断面図であり、図１９は、図１７の線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける部分拡大断面図である。
図１７〜図１９に示すように、光導波路型光モジュール２００は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー２０２と、上流側光ファイバー２０２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー２０４と、上流側光ファイバー２０２を伝搬してきた光を下流側光ファイバー２０４に伝達するための光導波路構造体２０６とを有している。上流側光ファイバー２０２及び下流側光ファイバー２０４はそれぞれ、それらの長手方向に延びるコア２０２ａ、２０４ａを有している。
光導波路構造体２０６は、長手方向に延びる上流側溝２０８及び下流側溝２１０ａ〜２１０ｈが互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板２１２と、上流側溝２０８と下流側溝２１０ａ〜２１０ｈとの間の基板２１２の上に積層された光導波路２１４と、を有している。上流側溝２０８には、上流側光ファイバー２０２が位置決めされ、下流側溝２１０ａ〜２１０ｈには、下流側光ファイバー２０４が位置決めされている。
光導波路２１４は、基板２１２の上に積層された下部クラッド２１４ａと、下部クラッド２１４ａの上に形成されたコア２１４ｂと、下部クラッド２１４ａ及びコア２１４ｂの上に積層された上部クラッド２１４ｃとを含んでいる。光導波路２１４のコア２１４ｂは、光ファイバー２０２、２０４を上流側溝２０８及び下流側溝２１０ａ〜２１０ｈの上に支持して位置決めしたときに光ファイバー２０２、２０４のコア２０２ａ、２０４ａと上下方向に同じレベルで整列するように形成されている。
また、光導波路２１４のコア２１４ｂは、上流側溝２０８に位置決めされた上流側光ファイバー２０２と下流側溝２１０ａ〜２１０ｈに位置決めされた下流側光ファイバー２０４との間の光の伝達のために、上流側溝２０８と整列する１つの上流側ポート２２０と、下流側溝と整列する８つの下流側ポート２２２とを有している。図示の光導波路構造体２０６では、光導波路２１４のコア２１４ｂは、１つの上流側ポート２２０から下流側に向かうにつれて分岐して、８つの下流側ポート２２２で終端している。また、光導波路２１４は、上流側ポート２２０近傍の上流部分２２４ａ、上流側ポート２２０と下流側ポート２２２の中間の中間部分２２４ｂ、及び、下流側ポート２２２近傍の下流部分２２４ｃを有している。
【０００５】
１本の上流側光ファイバー２０２を通って伝搬してきた光は、上流側ポート２２０から光導波路２１４に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８つの下流側ポート２２２から８本の下流側光ファイバー２０４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール２００は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー２０４から上流側光ファイバー２０２に逆方向に進行させたとき、光導波路型光モジュール２００は、光結合器として機能する。
【０００６】
次に、光導波路型光モジュールの構成要素である従来の光導波路構造体の第２の例を、図２０〜図２２を参照して説明する。図２０は、従来の光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。また、図２１は、図２０の線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける部分的な拡大断面図であり、図２２は、図２０の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩにおける断面図である。
図２０〜図２２に示すように、光導波路型光モジュール３００は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー３０２と、上流側光ファイバー３０２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー３０４と、上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４を支持すると共に１本の上流側光ファイバー３０２を伝搬してきた光を８本の下流側光ファイバー３０４に伝達するための光導波路構造体３０６とを有している。光導波路型光モジュール３００は、更に、上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４をそれぞれ、光導波路構造体３０６に向かって押える押えリッド３０８ａ、３０８ｂと、光ファイバー３０２，３０４、光導波路構造体３０６及び押えリッド３０８ａ、３０８ｂを互いに固定するためにそれらの間に充填された接着剤３１０と、を有している。
上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４はそれぞれ、それらの長手方向に延びるコア３０２ａ、３０４ａを有している。光導波路構造体３０６は、基板３１２と、基板３１２の上に積層された光導波路３１４とを有している。基板３１２は、横幅Ｗを有する上面３１６を有し、その上面３１６には、上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４を支持するための溝３１８が設けられている。光導波路３１４はコア３１４ａを有し、このコア３１４ａは、光ファイバー３０２、３０４を溝３１８の上に支持して位置決めしたときに光ファイバー３０２、３０４のコア３０２ａ、３０４ａと整列するように形成されている。押えリッド３０８ａ、３０８ｂは、基板３１２と同じ横幅を有し、光ファイバー３０２、３０４と接触する接触溝３２２を有している。
【０００７】
１本の上流側光ファイバー３０２を通って伝搬してきた光は、光導波路３１４に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８本の下流側光ファイバー３０４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール３００は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー３０４から上流側光ファイバー３０２に逆方向に進行させたとき、光導波路型光モジュール３００は、光結合器として機能する。
また、上流側光ファイバー３０２から光導波路３１４に光が伝達されるとき、及び、光導波路３１４から下流側光ファイバー３０４に光が伝達されるとき、伝達される光パワーに、挿入損失と呼ばれる損失が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１２５７３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した第１の例の光導波路型光モジュール２００において、上流側光ファイバー２０２から光導波路２１４に光が伝達されるとき、及び、光導波路２１４から下流側光ファイバー２０４に光が伝達されるとき、伝達される光パワーに、挿入損失と呼ばれる損失が生じる。挿入損失は、上流側の光パワー（Ｐｉ）に対する下流側の光パワー（Ｐｏ）の比をデシベル単位で表したもの（１０log10（Ｐｏ／Ｐｉ））である。光導波路型光モジュール２００の挿入損失は、小さければ小さいほど好ましい。なお、本願の光モジュールのように増幅機能のような利得を含まないケースでは、Ｐｏ＜Ｐｉなので、挿入損失を上式に基づいてデシベル単位で表すと負の数値となる。また、挿入損失がない場合、上式に基づく挿入損失は、０の数値となる。従って、本明細書において挿入損失が小さいとは、慣例と同様、上式の負の数値が大きいこと、すなわち、上式の数値の絶対値が小さく０により近いことを意味する。このことは、挿入損失利得を含むケースにも適用できる。この場合には、利得部分を分離して考察することにより、挿入損失が明らかになる。かくして、光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる光導波路構造体を提供することが望まれる。
【００１０】
また、図１７〜図１９に示した光導波路型光モジュール２００の挿入損失、即ち、上流側光ファイバー２０２と光導波路２１４との間の挿入損失、又は、光導波路２１４と下流側光ファイバー２０４との間の挿入損失は、周囲温度の変化に応じて変動する。特に、光導波路型光モジュールの一例である光スプリッタ及び光結合器等は、屋外に配置される光インターネット回線網の一部として使用され、その周囲温度は、例えば、−４０℃〜＋８５℃にわたって変化することがある。かかる光導波路型光モジュールは、周囲温度の変化によって挿入損失が変動すると、本来の性能を発揮できなくことがある。従って、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動は、小さければ小さいほど好ましい。かくして、光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を従来よりも軽減することができる光導波路構造体を提供することが望まれる。
【００１１】
また、上述した第２の例の光導波路型光モジュール３００において、上流側の押えリッド３０８ａが基板３１２に対して横方向に傾いて固定される傾向がある（図２２参照）。この場合、上流側光ファイバー３０２の両側において、押えリッド３０８ａと基板３１２の上面３１６との間の距離が異なっていると共に、接着剤３１０の厚さが異なっている。
上述したように、光導波路型光モジュール３００の一例である光スプリッタ及び光結合器等は、屋外に配置される光インターネット回線網の一部として使用され、その周囲温度は、例えば、−４０℃〜＋８５℃にわたって変化することがある。周囲温度が変化すると、基板３１２、押えリッド３０８ａ、接着剤３１０は、それぞれの異なる熱膨張係数に従って膨張したり収縮したりする。従って、接着剤３１０の厚さが上流側光ファイバー３０２の両側において異なっていると、周囲温度が変化したとき、上流側光ファイバー３０２に不均等な応力が働き、挿入損失の低下を引き起こす。周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュール３００の挿入損失の変動は、小さければ小さいほど好ましい。
かくして、光導波路型光モジュールの構成要素であって、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる光導波路構造体を提供することが望まれる。同様に、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を軽減することができる光導波路型光モジュール自体を提供することが望まれる。
また、同様に、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイであって、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる光ファイバーアレイを提供することが望まれる。
【００１２】
そこで、本発明は、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる光導波路構造体及びそれを含む光導波路型光モジュールを提供することを第１の目的としている。
また、本発明は、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる光導波路構造体及びそれを含む光導波路型光モジュールを提供することを第２の目的としている。
【００１３】
また、本発明は、光導波路と結合することにより光モジュールを構成し、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる光ファイバーアレイを提供することを第３の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の発明者は、上述した従来の光導波路構造体２０６について詳細に検討した。その結果、光導波路２１４の上流部分２２４ａにおける下部クラッド２１４ａの厚さと、下流部分２２４ｃにおける下部クラッド２１４ａの厚さとが厳密には異なり、それが挿入損失の増大に影響を及ぼしているという知見を得た。本願発明は、光ファイバーが配置された溝と整列した光導波路のポートの部分において、基板に積層された下部クラッドの厚さを互いに近づけるために鋭意努力した結果なし得た発明である。
【００１５】
上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明の第１の側面による光導波路構造体は、長手方向に延び且つ横方向に配列された溝からなる第１の溝列及び第２の溝列が互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板と、第１の溝列と第２の溝列との間の基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、光導波路は、基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、光導波路のコアは、光ファイバーを第１の溝列及び第２の溝列の溝の上に支持して位置決めしたときに光ファイバーのコアと上下方向に同じレベルで整列するように形成されると共に、第１の溝列及び第２の溝列に位置決めされる光ファイバー間の光の伝達のために、第１の溝列の溝と整列する少なくとも１つの第１のポートと、第２の溝列の溝と整列する、第１のポートと同数の又はそれよりも多い第２のポートと、を有し、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比が、第１のポートの数に対する第２のポートの数に対する比よりも小さいことを特徴としている。
【００１６】
このように構成された本発明による光導波路構造体によれば、基板に第１の溝列及び第２の溝列が設けられた後、第１の溝列と第２の溝列との間の基板の上に光導波路のクラッドが積層され、更に、クラッドの上にコアが積層される。この光導波路のコアは、光ファイバーを第１の溝列及び第２の溝列の溝の上に支持して位置決めしたときに光ファイバーのコアと上下方向に同じレベルで整列するように形成される。それにより、第１の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーを伝搬してきた光は、光導波路の第１のポートに入り、例えば、第２のポートから出て、第２の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーに伝達される。
第１の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーと光導波路との間の挿入損失、及び、光導波路と第２の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーとの間の挿入損失は、光ファイバーのコアの上下方向レベルと第１のポート及び第２のポートにおける光導波路のコアの上下方向レベルとが同じであるほど少なくなる。言い換えれば、第１のポートにおけるクラッドの厚さが、光ファイバーのコアと光導波路のコアとを整列させるのに適正な厚さであっても、第２のポートにおけるクラッドの厚さが第１のポートにおけるクラッドの厚さと異なっていれば、第２のポートにおけるクラッドの厚さは、光ファイバーのコアと光導波路のコアとを適正に整列させる厚さでない。それにより、光導波路型光モジュールの挿入損失が生じている。本発明者は、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さは、第１の溝列の溝数及び／又は溝の間隔の影響を受け、光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さは、第２の溝列の溝数及び／又は溝の間隔の影響を受けることの知見を得た。
【００１７】
例えば、上流側ポート（第１のポート）の数よりも下流側ポート（第２のポート）の数が多い従来の光導波路構造体（光スプリッタ）では、上流側ポート（第１のポート）の数（例えば、１つ）に対してそれと同数の溝（例えば、１つの第１の溝列の溝）が設けられ、下流側ポート（第２のポート）の数（例えば、８つ）に対してそれと同数の溝（例えば、８つの第２の溝列の溝）が設けられていた。第１の溝列の溝は、１つであり且つ隣接した溝を有しておらず、第２の溝列の溝は、第１の溝列の溝よりも数が多く、等間隔に配置されている。第１の溝列と第２の溝列との間の溝数及び溝の間隔が異なるので、第１のポートにおけるクラッドの厚さと第２のポートにおけるクラッドの厚さが異なっている。従って、挿入損失を軽減する余地がある。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は、第１のポート数に対する第２のポート数の比と同じ（例えば、８）である。
これに対し、本発明では、第１の溝列の溝数及び／又は溝の間隔を第２の溝列の溝数に近づけることにより、具体的には、第１の溝列の溝数を増やすことにより、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができる。例えば、１つの上流側ポート（第１のポート）に対して２つの溝（第１の溝列の溝）を設け、８つの下流側ポート（第２のポート）に対してそれと同数の８つの溝（第２の溝列の溝）を設ける。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は４であり、第１のポート数に対する第２のポート数の比は８であるので、前者は後者よりも小さくなる。
その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる。また、それに伴い、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００１８】
また、例えば、上流側ポート（第１のポート）の数と下流側ポート（第２のポート）の数とが同じである従来の光導波路構造体（ピッチコンバータ）では、上流側ポート（第１のポート）の数（例えば、４つ）に対してそれと同数の溝（例えば、４つの第１の溝列の溝）が設けられ、下流側ポート（第２のポート）の数（例えば、４つ）に対してそれと同数の溝（例えば、４つの第２の溝列の溝）が設けられていた。更に、上流側から下流側に向かってピッチを狭める場合、第１の溝列の溝及び第２の溝列の溝は等間隔に設けられ、第１の溝列の溝のピッチ、即ち、間隔は、第２の溝の間隔よりも大きく配置されていた。
第１の溝列と第２の溝列との間の溝の間隔が異なるので、第１のポートにおけるクラッドの厚さと第２のポートにおけるクラッドの厚さが異なっている。従って、挿入損失を軽減する余地がある。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は、第１のポート数に対する第２のポート数の比と同じ（例えば、１）である。
これに対し、本発明では、第１の溝列の溝の間隔を第２の溝列の間隔に近づけることにより、具体的には、第１の溝列の溝数を増やすことにより、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができる。例えば、４つの上流側ポート（第１のポート）の間の各々に溝を追加し、合計７つの溝（第１の溝列の溝）を設け、４つの下流側ポート（第２のポート）に対してそれと同数の４つの溝（第２の溝列の溝）を設ける。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は４／７であり、第１のポート数に対する第２のポート数の比は１であるので、前者は後者よりも小さくなる。
その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる。また、それに伴い、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００１９】
本発明の実施形態において、好ましくは、第２の溝列の溝は、等間隔に設けられ、第１の溝列は、第１のポートの１つと整列した整列溝と、この整列溝の両側に隣接し且つそれから横方向に等間隔に配置された２つの横側溝とを含み、この横側溝のうちの少なくとも一方は、第１のポートのどれからもずらされて配置される。
このように構成された光導波路構造体では、第１の溝列の１つの整列溝は、その両側に隣接した横側溝の影響を最も受ける。第２の溝列の溝が等間隔に設けられているので、第２の溝列の各溝は、その両側に隣接し且つそれから等間隔に配置された溝の影響を均等に受ける。その結果、光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さが均一化され、光導波路型光モジュール全体として、挿入損失を軽減することができる。
また、従来の光導波路構造体では、第１のポートと整列した溝の両側に溝が存在しないのに対し、本発明では、第１の溝列の整列溝の両側に且つそれから等間隔に２つの横側溝が設けられている。即ち、第１の溝列の溝数及び溝の間隔が第２の溝列の溝数及び溝の間隔に近づけられている。それにより、整列溝は、その両側に隣接した横側溝の影響を均等に受け、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを、第２のポートにおけるクラッドの厚さに近づける。その結果、光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができる。
なお、第１のポートが３つ以上設けられ、横側溝が両方とも第１のポートと整列しているときは、従来の光導波路構造体と同様の構造となる。
【００２０】
本発明の実施形態において、好ましくは、第１の溝列の整列溝と横側溝との間の間隔は、第２の溝列の溝の間隔と同じである。
このように構成された光導波路構造体では、整列溝と横側溝との間隔を第２の溝列の溝の間隔と同じにすることにより、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを、第２のポートにおけるクラッドの厚さに更に近づけることができる。その結果、光導波路型光モジュールの挿入損失を更に軽減することができる。
【００２１】
本発明の実施形態において、好ましくは、第１の溝列及び第２の溝列は、光導波路構造体の横幅全体にわたって等間隔に設けられ、第１の溝列の溝の間隔と第２の溝列の溝の間隔とは同じである。
このように構成された光導波路構造体では、その横幅全体にわたって第１の溝列及び第２の溝列の溝が等間隔に設けられているので、光導波路の任意の第１のポートにおけるクラッドの厚さと、任意の第２のポートにおけるクラッドの厚さを近づけることができる。
それにより、光導波路型光モジュールの挿入損失を更に軽減することができる。
また、複数の光導波路構造体を同時に形成するために第１の溝列及び第２の溝列だけを設けた基板において、光導波路の第１のポート及び第２のポートを設ける箇所にかかわらず、第１のポートにおけるクラッドの厚さと第２のポートにおけるクラッドの厚さとを従来よりも近づけることができる。
【００２２】
本発明の実施形態において、好ましくは、第１の溝列の溝と第２の溝列の溝とは、互いに横方向にずらされて互い違いに配置される。
このように構成された光導波路構造体では、第１の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーと第２の溝列の溝に位置決めされたファイバーとの間の漏れ光を低減することができる。詳細には、第１の溝列の溝の上に位置決めされた光ファイバーから第１のポートへ入力されるべき光のうち、モードフィールドの不整合や軸ずれ、チルト、ギャップなどに起因して第１のポート、即ち、光導波路のコアに入力されなかった成分が、光導波路のクラッド部分や基板内部等を伝搬して、第１の溝列の溝と対向する第２の溝列の溝の上に位置決めされた光ファイバーに入力されることがある。この現象は、第１の溝列の溝と第２の溝列の溝とが対向し、これらの溝の上に位置決めされた光ファイバーが同軸上に配置される場合に顕著となる。従って、光ファイバーが同軸上に配置されないように、第１の溝列の溝と第２の溝列の溝とを互いに横方向にずらして互い違いに配置することにより、漏れ光を低減することが可能である。
【００２３】
本発明の実施形態において、好ましくは、光導波路のクラッド及びコアは、ポリマーで形成される。
【００２４】
また、上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明の第１の側面による光導波路型光モジュールは、上述した光導波路構造体と、第１のポートと整列するように第１の溝列の溝に位置決めされた第１の光ファイバーと、第２のポートに整列するように第２の溝列の溝に位置決めされた第２の光ファイバーと、を有することを特徴としている。
【００２５】
また、上記第１及び第２の目的を達成するため、本発明の第２の側面による光導波路構造体は、長手方向に延びる溝を有する基板と、溝と長手方向に隣接して基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、光導波路は、基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、光導波路のコアは、溝に位置決めされる光ファイバーのコアと光導波路のコアとの間で光が伝達されるように設けられた少なくとも第１のポート及び第２のポートを有し、溝は、第１のポートと整列した第１の整列溝と、第１の整列溝と横方向に隣接して配置された隣接溝と、第２のポートと整列した第２の整列溝と、第２のポートにおけるクラッドの厚さを第１のポートにおけるクラッドの厚さに近づけるように、第２の整列溝と横方向に隣接し且つポートのどれからもずらされて設けられた非整列溝と、を含むことを特徴としている。
【００２６】
このように構成された本発明による光導波路構造体によれば、基板に溝が設けられた後、基板の上に、溝と長手方向に隣接した光導波路のクラッドが積層され、更に、クラッドの上にコアが積層される。この光導波路のコアは、溝に位置決めされる光ファイバーのコアと光導波路のコアとの間で光が伝達されるように設けられた第１のポート及び第２のポートを有している。それにより、例えば、溝に位置決めされた光ファイバーを伝搬してきた光は、光導波路の第１のポートに入り、光が光導波路に伝達され、第２のポートから別の光ファイバーに伝達される。
溝に位置決めされた光ファイバーと光導波路との間の挿入損失は、光ファイバーのコアの上下方向レベルとポートにおける光導波路のコアの上下方向レベルとが同じであるほど少なくなる。本発明者は、光導波路のポートにおけるクラッドの厚さは、ポートと整列した溝とこの溝と横方向に隣接して配置された他の溝との間の距離即ちピッチ、及び、両者の溝の形状及び幅、長さ、深さ等の寸法の影響を受けることの知見を得た。
第１のポートと整列した第１の整列溝は、隣接溝と横方向に隣接しているので、第１のポートのクラッドの厚さは、隣接溝の影響を受けている。第２のポートと整列した第２の整列溝と横方向に隣接し且つポートのどれからもずらされた非整列溝を設けることにより、非整列溝が設けられていない場合と比べて、第２のポートにおけるクラッドの厚さを第１のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができる。なお、隣接溝は、ポートと整列していても良いし、整列していなくても良い。また、非整列溝は、それを形成する段階で溝となっていればよく、光導波路構造体において、半部だけが残っていてもよい。
【００２７】
例えば、光スプリッタのための光導波路構造体の１つの例は、入力側の１つのポート（第２のポート）と、出力側の複数のポート（第１のポート）を有している。従来、入力側の１つのポートに対して１つの溝（第２の整列溝）が設けられ、出力側の複数のポートに対してそれと同数の溝（第１の整列溝及び隣接溝等）が設けられていた。この場合、入力側の溝（第２の整列溝）は、それに隣接した溝がないので、他の溝の影響を受けていない。これに対して、出力側の複数の溝（第１の整列溝等）は、互いに影響を受けている。それにより、入力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さと出力側のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さが異なり、挿入損失を軽減させる余地があった。
本発明では、入力側の溝（第２の整列溝）に隣接し且つポートとずらされて配置された非整列溝を設けることにより、入力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを出力側のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さに近づけることことができる。
その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができると共に、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
非整列溝は、入力側のポートにおけるクラッドの厚さを出力側のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができれば、入力側の溝（第２の整列溝）の片側にあっても良いし、両側にあっても良い。また、非整列溝が横方向に配列された非整列溝列を構成していても良い。また、非整列溝の形状及び寸法は任意である。
【００２８】
また、ピッチコンバータのための光導波路構造体の１つの例は、出力側のポート（第２のポート等）のピッチが出力側のポート（第１のポート等）のピッチよりも広くなっている。従来、出力側のポート（第２のポート）に対してそれと同数の溝（第２の整列溝等）が設けられ、入力側のポート（第１のポート）に対してそれと同数の溝（第１の整列溝及び隣接溝等）が設けられていた。この場合、出力側と入力側とで溝のピッチが異なるので、出力側と入力側において、隣接した溝から受ける影響は異なっている。それにより、出力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さと入力側のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さが異なり、挿入損失を軽減させる余地があった。本発明では、ピッチの広い出力側の溝（第１の整列溝）に隣接し且つポートとずらされて配置された非整列溝を設けることにより、出力側の溝のピッチを狭め、出力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを入力側のポート（第１のポート）の厚さに近づけることことができる。また、入力側のポート（第１のポート）と出力側のポート（第２のポート）の総ポート数に対して、それと同数より多い溝（第１の整列溝及び隣接溝等と第２の整列溝等）を設けることによっても、入力側の一番端のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを入力側のその他のポート（第１のポート）の厚さに近づけることことができる。その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができると共に、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
非整列溝は、出力側のポートにおけるクラッドの厚さを入力側のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができれば、横方向に配列された非整列溝列を構成していても良い。また、非整列溝の形状及び寸法は任意である。
【００２９】
また、上述したピッチコンバータにおいて、従来、入力側の一番端にある溝（第２の整列溝）は、その一方の側にしか隣接した溝がないので、隣接した溝の影響を一方の側からしか受けていない。これに対して、入力側のその他の溝（第１の整列溝）は、両側に溝（隣接溝）があるので、隣接した溝の影響を両側から受けている。それにより、入力側の一番端のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さと入力側のその他のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さが異なり、挿入損失を軽減させる余地があった。本発明では、入力側の一番端の溝（第１の整列溝）の隣接した溝がない方の側に隣接し且つポートとずらされて配置された非整列溝を設けることにより、入力側の一番端のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを入力側のその他のポート（第１のポート）の厚さに近づけることことができる。その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができると共に、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
非整列溝は、入力側の一番端のポートにおけるクラッドの厚さを入力側のその他のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができれば、横方向に配列された非整列溝列を構成していても良い。また、非整列溝の形状及び寸法は任意である。
【００３０】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光導波路構造体は、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、基板の支持部分に隣接して基板と一体に形成され、支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面には、その横幅に対する中心線の上又はその横方向の一方の側に、光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、光導波路のコアとずらされて配置され且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴としている。
【００３１】
このように構成された本発明による光導波路構造体によれば、基板の支持部分の上面に設けられた整列溝に光ファイバーを支持すれば、光ファイバーと光導波路のコアを整列させ、それらの間で光を伝達することができる。また、光ファイバーを基板の支持部分に固定するために、光ファイバーを支持部分に向って押える押え部材を用い且つ支持部分、光ファイバー及び支持部分の間の空間に接着剤を充填する場合、支持部分の上面に設けられ且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝と押え部材との間に、光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を挟持させることによって、押え部材を基板の上面に対してほぼ平行に固定することができる。詳細には、押え部材は、一般的には、基板の支持部分の上面と同じ横幅を有している。その場合、押え部材の重心は、支持部分の横幅に対する中心線上にある。支持部分の上面において、整列溝が中心線の上又は一方の側にあるとき、押え部材の重心が中心線上にあるので、押え部材は、他方の側に傾く可能性がある。しかしながら、他方の側に設けられた非整列溝と押え部材との間に挟持部材を挟持させることにより、押え部材が他方の側に傾いた状態で固定されることを防止することができる。それにより、光ファイバーの両側の接着剤の厚さが均等になり、周囲温度が変化したときに光ファイバーに働く応力が均等になる。その結果、光導波路型光モジュールの構成要素である、本発明による光導波路構造体は、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
なお、整列溝と非整列溝の両方が中心線上に存在することはできないので、一方が中心線上にあるときは、他方は中心線上には存在しない。また、押え部材は、支持部分と同じ横幅を有している必要はない。また、押え部材の重心が中心線上にない場合であっても、押え部材の重心が上述した整列溝又は非整列溝の上、又は、それらの間にあれば、本発明の範囲内である。
【００３２】
本発明の実施形態において、好ましくは、整列溝は、中心線上に１つ設けられ、非整列溝は、整列溝の横方向両側に設けられる。
【００３３】
このように構成された光導波路構造体によれば、整列溝が中心線上に１つだけ設けられるとき、押え部材の重心が一般的には中心線上にあるので、押え部材は、中心線の両方の側に傾く可能性がある。しかしながら、中心線の両側に設けられた非整列溝と押え部材との間に挟持部材を挟持させることにより、押え部材が傾いた状態で固定されることを防止することができる。従って、上述の通り、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００３４】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光導波路型光モジュールは、長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、基板の支持部分に隣接して基板と一体に形成され、支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、支持部分に支持された光ファイバーと、光ファイバーを基板の支持部分に向って押える押え部材と、光ファイバーを支持部分に固定するために、支持部分、光ファイバー及び押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、支持部分は、上面を含み、この上面には、押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又はその横方向の一方の側に、光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも中心線の上又は他方の側に、光導波路のコアとずらされて配置され且つ支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、更に、非支持溝と押え部材との間に挟持され且つ光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を有することを特徴としている。
【００３５】
このように構成された光導波路型光モジュールによれば、上述した光導波路構造体における整列溝及び非整列溝をそれぞれ支持溝及び非支持溝と置き換えれば、上述した光導波路構造体と同様の効果を奏することができる。その結果、本発明による光導波路型光モジュールは、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００３６】
また、上記第３の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光ファイバーアレイは、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイであって、長手方向に延びる光ファイバーを支持する支持基板と、支持基板に支持された光ファイバーと、光ファイバーを支持基板に向って押える押え部材と、光ファイバーを支持基板に固定するために、支持基板、光ファイバー及び押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、支持基板は、上面を含み、この上面には、押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又は一方の側に、光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、更に、光ファイバーと同じ断面形状を有し、基板の非支持溝と押え部材との間に挟持される挟持部材を有することを特徴としている。
【００３７】
このように構成された光ファイバーアレイによれば、上述した光導波路構造体における基板の支持部材、整列溝及び非整列溝をそれぞれ、支持基板、支持溝及び非支持溝と置き換えることにより、上述した光導波路構造体と同様の効果を奏することができる。その結果、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する、本発明による光ファイバーアレイは、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる。
【００３８】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光導波路構造体は、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面は、光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が複数設けられた、上面の横幅に対する中心線を含む領域と、その両側の領域とを有し、両側の領域には、光導波路のコアとずらされて配置され且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴としている。
【００３９】
このように構成された光導波路構造体では、光ファイバーを基板の支持部分に固定するために、光ファイバーを支持部分に向って押える押え部材を用い且つ支持部分、光ファイバー及び支持部分の間の空間に接着剤を充填する場合、押え部材は基板の上面に対してほぼ平行に固定される。また、両側の領域があることにより、押え部材が基板の上面に対して僅かに傾くおそれがあるが、両側の領域において、支持部分の上面に設けられ且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝と押え部材との間に、光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を挟持させることによって、押え部材は基板の上面に対して略平行に維持することができる。
【発明の効果】
【００４０】
上述したように、本発明の光導波路構造体により、それを含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる。また、本発明による光導波路型光モジュールにより、その挿入損失を従来よりも軽減することができる。
また、本発明の光導波路構造体により、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。また、本発明による光導波路型光モジュールにより、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を軽減することができる。
また、本発明においては、製造リードタイムを短縮することも可能である。すなわち、光導波路構造体の基板におけるＶ溝の配置は、光導波路パターンとそのレイアウトに依存して変更する必要があるので、従来、新規に光導波路構造体を製造する際には、光導波路の設計終了後、Ｖ溝の配置を設計し、Ｖ溝用のフォトマスクを作製し、Ｖ溝を基板を新たに製造する工程が必須で、製造のリードタイムが長期化する傾向があったが、本発明においては、予め製造した共通のＶ溝基板を用いて、任意の箇所に光導波路を形成することができるので、光導波路の設計変更時に光導波路パターン用のマスクを変更すればよく、光導波路パターン毎のＶ溝基板の専用設計が不要で、設計変更時の光導波路基板の製造リードタイムを短縮することができ、納期短縮が可能である。
【００４１】
また、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する本発明の光ファイバーアレイにより、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態である光導波路構造体の製造工程を示す図である。
【図５】光導波路が形成される前における、本発明による光導波路構造体の基板の第１の例を示す平面図である。
【図６】光導波路が形成される前における、本発明による光導波路構造体の基板の第２の例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールにおける、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を示す図である。
【図８】従来の光導波路型光モジュールにおける、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール（スプリッタ）の平面図である。
【図１０】図９の線Ｘ−Ｘにおける部分的な拡大断面図である。
【図１１】図９の線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。
【図１２】図９の線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール（ピッチコンバータ）の平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態である光ファイバーアレイを含む光モジュールの平面図である。
【図１５】図１４の線ＸＶ−ＸＶにおける部分的な拡大断面図である。
【図１６】図１４の線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける拡大断面図である。
【図１７】従来の光導波路型光モジュールの平面図である。
【図１８】図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図１９】図１７の線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける部分拡大断面図である。
【図２０】従来の光導波路型光モジュールの平面図である。
【図２１】図２０の線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける部分的な拡大断面図である。
【図２２】図２０の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩにおける拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図１〜図３を参照して、本発明による光導波路構造体の第１の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。また、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける部分拡大断面図であり、図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【００４４】
図１〜図３に示すように、光導波路型光モジュール１は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー２と、長手方向に延び、上流側光ファイバー２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー４と、上流側光ファイバー２を伝搬してきた光を下流側光ファイバー４に伝達するための、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体６とを有している。上流側光ファイバー２及び下流側光ファイバー４はそれぞれ、長手方向に延びるコア２ａ、４ａを有している。光ファイバーの直径は、例えば、１２５μｍである。
光導波路構造体６は、長手方向に延びる溝８ａ〜８ｇが横方向に配列された上流側溝列８及び長手方向に延びる溝１０ａ〜１０ｈが横方向に配列された下流側溝列１０が互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板１２と、上流側溝列８と下流側溝列１０との間の基板１２の上に積層された光導波路１４と、を有している。後述するように、上流側溝列８の１つの溝８ｄに上流側光ファイバー２が位置決めされ、下流側溝列１０の各溝１０ａ〜１０ｈに８本の下流側光ファイバー４が位置決めされる。
【００４５】
光導波路１４は、上流側溝列８と隣接し且つそれから間隔をおいている上流端部１６と、下流側溝列１０と隣接し且つそれから間隔をおいている下流端部１８とを含んでいる。
また、光導波路１４は、基板１２の上に積層された下部クラッド１４ａと、下部クラッドの上に積層された後、光ファイバー２、４間の任意の経路をするように成形されたコア１４ｂと、下部クラッド１４ａ及びコア１４ｂの上に積層された上部クラッド１４ｃとを含んでいる。光導波路１４のコア１４ｂは、光ファイバー２、４を上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇ及び下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈの上に支持して位置決めしたときに光ファイバー２、４のコア２ａ、４ａと上下方向に同じレベルで整列するように形成されている。
下部クラッド１４ａ、コア１４ｂ及び上部クラッド１４ｃは、例えば、フッ素化ポリイミドで形成されている。
また、光導波路１４のコア１４ｂは、上流側溝列８の溝８ｄ及び下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈに位置決めされた光ファイバー２、４間の光の伝達のために、上流側溝の１つ８ｄと整列する１つの上流側ポート２０と、下流側溝１０ａ〜１０ｈの各々と整列する、上流側ポート２０よりも多い８つの下流側ポート２２とを有している。図示の光導波路構造体６では、光導波路１４のコア１４ｂは、１つの上流側ポート２０から下流側に向かうにつれて分岐して、８つの下流側ポート２２まで延びている。また、光導波路１４は、上流側ポート２０近傍の上流部分２４ａ、上流側ポート２０と下流側ポート２２の中間の中間部分２４ｂ、及び、下流側ポート２２近傍の下流部分２４ｃを有している。
【００４６】
基板１２は、上流側光ファイバー２を支持するための上流部１２ａと、光導波路６が積層される中央部１２ｂと、下流側光ファイバー４を支持するための下流部１２ｃとを有している。上流部１２ａと中央部１２ｂとの間には、上方向及び横方向に開口した上流側凹部１２ｄが設けられ、中央部１２ｂと下流部１２ｃとの間には、上方向及び横方向に開口した下流側凹部１２ｅが設けられている。基板１２は、例えば、シリコンで形成される。
基板１２の上流部１２ａは、上面２６を有し、この上面２６に、上流側溝列８が設けられている。同様に、基板１２の下流部１２ｃは、上面２８を有し、この上面２８に、下流側溝列１０が設けられている。互いに隣接する上流側溝８ａ〜８ｇ及び下流側溝１０ａ〜１０ｈはそれぞれ、基板１２の上流部１２ａの上面２６及び下流部１２ｃの上面２８を長手方向全長にわたって延びている。上流側溝８ａ〜８ｇ及び下流側溝１０ａ〜１０ｈは、光ファイバーを支持して位置決めすることができる断面形状を有し、本実施形態では、Ｖ字形断面である。Ｖ字形断面の溝をシリコンの結晶方位によるエッチングの異方性を利用したシリコン異方性エッチングによって作製した場合には、高精度なＶ溝加工ができるため、Ｖ字形断面の溝の深さと光導波路コアの高さとの相対位置ずれを低減することができる本発明の効果を特に有効に享受することができる。
上流側光ファイバー２は、上流側凹部１２ｄの上に突出し且つ光導波路１４の上流端部１６に近接するように、上流側溝の１つ８ｄの上に支持されて位置決めされている。同様に、８本の下流側光ファイバー４は、下流側凹部１２ｅの上に突出し且つ光導波路１４の下流端部１８に近接するように、各下流側溝１０ａ〜１０ｈの上に支持されて位置決めされている。上流側光ファイバー２及び下流側光ファイバー４は、基板１２及び光導波路１４に接着剤３０によって固定されている。接着剤３０は、例えば、紫外線硬化型樹脂である。
【００４７】
下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈは、光導波路構造体４の横幅全体にわたって等間隔に設けられている。
上流側溝列８は、基板１２の上流部１２ａの横方向中央に配置され且つ上流側ポート２０と整列している溝８ｄと、その両側、即ち、横方向外側に隣接して配置された２つの溝８ｃ、８ｅとを有している。溝８ｃの外側には、更に、溝８ｂ、８ａが配置され、溝ｅの外側には、溝８ｆ、８ｇが配置されている。溝８ｄ以外の溝８ａ〜８ｃ及び８ｅ〜８ｇは、上流側ポート２０と横方向にずらして配置され、それとは整列していない。かくして、上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇは、光導波路構造体４の横幅全体にわたって等間隔に配置されている。上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇの間隔は、下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈの間隔と同じである。また、上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇは、下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈに対して横方向にずらされ、両者は、横方向に互い違いに配置されている。
上流側溝列８の最も横方向外側の溝８ａ、８ｇの更に外側には、それから上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇの間隔と同じ間隔で配列された溝の半部３４ａ、３４ｂが設けられている。
本実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝数はそれぞれ、７つ及び８つであり、上流側ポート２０及び下流側ポート２２の数はそれぞれ、１つ及び８つである。かくして、上流側溝列８の溝数に対する下流側溝列１０の溝数の比は、８／７になり、上流側ポート２０の数に対する下流側ポート２２の数に対する比は、８になり、前者は後者よりも小さくなる。
【００４８】
次に、光導波路型光モジュール１の動作を説明する。
１本の上流側光ファイバー２を通って伝搬してきた光は、上流側ポート８から光導波路４に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８つの下流側ポート１０ａ〜１０ｈから８本の下流側光ファイバー４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール１は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー４から上流側光ファイバー２に逆方向に進行させることもでき、その場合、光導波路型光モジュール１は、光結合器として機能する。
【００４９】
次に、図４を参照して、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体の製造方法の一例を説明する。図４では、説明のため、１つの光導波路構造体１のうちの一部分、具体的には、上流側溝８ｄ及び２つの下流側溝１０ｄ、１０ｅを含む部分だけを示しているが、実際には、複数の光導波路構造体１が共通の基板の上に同時に形成し、最後に１つ１つの光導波路構造体１を切り離す。なお、図４では省略されているが、実際には、上流側溝８ｄの両側には、溝８ｃと８ｅとが半分ずつ存在し、コア１４ｂは、溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈに分岐している。
先ず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉ基板１２を準備し、その上面１２ｆにＳｉＯ2の膜を形成する。次いで、Ｖ字形断面の溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅを、フォトリソグラフィにより作成したレジストパターンに従った異方性エッチングを施すことによって形成する。
Ｖ字型断面の溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅは、上面１２ｆに対してサブミクロンの精度で形成される。
次に、図４（ｂ）に示すように、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により下部クラッド１４ａの層を形成する。下部クラッド１４ａを塗布した際、溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅに入り込んだ下部クラッド１４は、僅かに凹み、溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅの周囲の下部クラッド１４は、溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅに向かって引張られる。上流側溝８ｄの両側には、上流側溝８ａ〜８ｃ及び８ｅ〜８ｇがあり、下流側溝１０ｄ、１０ｅの両側には、下流側溝１０ａ〜１０ｃ及び１０ｆ〜１０ｈがあるので、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの引張られ方がほぼ同じになる。従って、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さがほぼ等しくなる。これに対し、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さと、中間部分２４ｂにおける下部クラッド１４ａの厚さとは、異なっている。
引続いて、下部クラッド１４ａの上に、コア用ポリマー等をスピン塗布すること等によりコア１４ｂの層を形成する。
【００５０】
次いで、図４（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのプロセス加工等により、コア１４ｂの層のうち、任意の上流側ポート２０及び下流側ポート２２間の経路を形成するための矩形断面のコア１４ｂを残し、その他の部分を除去する。上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さがほぼ同じになるので、Ｖ字形断面の溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅに対するコア１４ｂの入口ポート２０及び出口ポート２２の上下方向位置は、サブミクロンの精度で同じになる。
次いで、図４（ｄ）に示すように、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により、コア１４ｂを覆うように上部クラッド１４ｃの層を形成する。
次いで、図５（ｅ）に示すように、ダイシング加工等により、上流側凹部１２ｄ及び下流側１２ｅを形成する。
その後、光導波路構造体１を１つ１つ切り離す。切り離した光導波路構造体１の上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝の上に、光ファイバー２、４を支持して位置決めし、光ファイバー２、４を接着剤３０によって基板１２に固定する（図示せず）。
【００５１】
次に、図５及び図６を参照して、光導波路を形成する前の基板を、２つの例を挙げて説明する。図５及び図６においてそれぞれ、図１〜図３の構成要素と対応する構成要素には、記号「’」及び「''」を追加した符号を用いる。
図５は、光導波路が形成される前（図４ａの状態）における、本発明による光導波路構造体の基板の第１の例を示す平面図である。
基板１２’は、複数の光導波路構造体６’を同時に形成することができるように、４つの上流側溝列８’と、４つの下流側溝列１０’と、それらの間に配置された、光導波路を形成する部分１２ｂ’とを有している。上流側溝列８’と下流側溝列１０’とは、長手方向に交互に設けられている。上流側溝列８’の溝及び下流側溝列１０’の溝は、等間隔に配列されている。上流側溝列８’同士の溝及び下流側溝列１０’同士の溝はそれぞれ、長手方向に整列している。しかしながら、上流側溝列８’の溝と下流側溝列１０’の溝とは、長手方向に対する横方向にずらされて配置されている。具体的には、上流側溝列８’の溝と下流側溝列１０’の溝とは、横方向に互い違いに配置されている。光導波路を形成する部分１２ｂ’の上に光導波路のコア１４ｂ’を積層させることによって、任意の種類の光導波路、例えば、光スプリッタ及び光結合器５０、光合分波器５２、ピッチコンバータ５４等のための光導波路を任意の箇所に形成することが可能である。
【００５２】
また、図６は、光導波路が形成される前（図４ａの状態）における、本発明による光導波路構造体の基板の第２の例を示す平面図である。
基板１２''は、複数の光導波路構造体６''を同時に形成することができるように、３つの上流側溝列８''と、２つの下流側溝列１０''と、それらの間に配置された、光導波路を形成する部分１２ｂ''とを有している。上流側溝列８''と下流側溝列１０''とは、上流側溝列８''を両端にして長手方向に交互に設けられている。下流側溝列１０''及びその間に配置された上流側溝列８''の溝の長手方向長さは、両端に配置された上流側溝列８''の溝の長手方向長さの２倍である。上流側溝列８''の溝及び下流側溝列１０''の溝は、等間隔に配列されている。上流側溝列８''同士の溝及び下流側溝列１０''同士の溝はそれぞれ、長手方向に整列している。しかしながら、上流側溝列８''の溝と下流側溝列１０''の溝とは、長手方向に対する横方向にずらされて配置されている。具体的には、上流側溝列８''の溝と下流側溝列１０''の溝とは、横方向に互い違いに配置されている。光導波路を形成する部分１２ｂ''の上に光導波路のコア１４ｂ''を積層させることによって、任意の種類の光導波路、例えば、光スプリッタ及び光結合器５０、光合分波器５２、ピッチコンバータ５４等のための光導波路を任意の箇所に形成することが可能である。
【００５３】
次に、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体６における下部クラッド１４ａの厚さと、従来の光導波路構造体１０６の下部クラッド１１４ａの厚さの測定結果を説明する。
本発明による光導波路構造体６においても従来の光導波路構造体１０６においても、Ｖ字型断面の溝８、１０８のピッチは、２５０μｍとし。クラッド層に用いたポリマーを、フッ素化ポリイミドとした。下部クラッド１４ａ、１１４ａの厚さは、測定位置近傍の下部クラッドを一部除去し基板面を露出させた部分を基準として、接触型膜厚計（蝕針式表面形状測定装置を用いて測定した。
本発明による光導波路構造体１では、上流部分２４ａ、中間部分２４ｂ、下流部分２４ｃ（図１参照）において、下部クラッド１４ａの厚さを測定した。中間部分２４ａの下部クラッド１４ａの厚さに対する上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さの差はそれぞれ、平均−０.０７μｍ及び−０．１０μｍであり、その標準偏差はそれぞれ、０．１３及び０.０８であった。従って、上流部分２４ａにおける下部クラッド１４ａの厚さと下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さの差は、０．０３μｍであった。
従来の光導波路構造体３０６では、上流部分３２４ａ、中間部分３２４ｂ、下流部分３２４ｃ（図１参照）において、下部クラッド３１４ａの厚さを測定した。中間部分３２４ｂの下部クラッド３１４ａの厚さに対する上流部分３２４ａ及び下流部分３２４ｃにおける下部クラッド３１４ａの厚さの差はそれぞれ、平均＋０.０７μｍ及び−０．０６μｍであり、その標準偏差はそれぞれ、０．２０及び０.２７であった。従って、上流部分３２４ａにおける下部クラッド３１４ａの厚さと下流部分３２４ｃにおける下部クラッド３１４ａの厚さの差は、０．１３μｍであった。
両者を比較することにより、本発明による光導波路構造体６は、従来の光導波路構造体３０６よりも、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さ自体の標準偏差が小さく、しかも、上流部分２４ａにおける下部クラッド１４ａの厚さと下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さの差が小さいことが確認された。
【００５４】
次に、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体６を含む光導波路型光モジュール１における周囲温度の変化による挿入損失の変動と、従来の光導波路構造体３０６を含む光導波路型光モジュール３００における周囲温度の変化による挿入損失の変動の測定結果を説明する。
図７は、周囲温度を＋２５℃から＋８５℃まで上げた後、−４０℃まで下げ、その後、＋２５℃まで戻したときの、本発明による光導波路構造体６を含む光導波路型光モジュール１の挿入損失変動を示す図である。図８は、図７と同様に周囲温度を変化させたときの、従来の光導波路構造体３０６を含む光導波路型光モジュール３００の挿入損失変動を示す図である。
図７及び図８から分かるように、波長が１５５０ｎｍの光であっても１３１０ｎｍの光であっても、本発明による光導波路構造体６を含む光導波路型光モジュール１は、従来の光導波路構造体３０６を含む光導波路型光モジュール３００よりも、−４０℃〜＋８５℃の範囲の周囲温度の変化に対する挿入損失変動が少なかった。
【００５５】
次に、図９〜図１２を参照して、本発明による光導波路構造体の第２の実施形態を詳細に説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールスプリッタの平面図である。また、図１０は、図９の線Ｘ−Ｘにおける部分的な拡大断面図であり、図１１は、図９の線ＸＩ−ＸＩにおける拡大断面図である。図１２は、図９の線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける拡大断面図である。
【００５６】
図９〜図１２に示すように、光導波路型光モジュール１００は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー１０２と、長手方向に延び、上流側光ファイバー１０２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー１０４と、上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４を支持すると共に１本の上流側光ファイバー１０２を伝搬してきた光を８本の下流側光ファイバー１０４に伝達するための光導波路構造体１０６とを有している。光導波路型光モジュール１００は、更に、上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４をそれぞれ光導波路構造体１０６に向かって押える上流側押えリッド１０８ａ及び下流側押えリッド１０８ｂと、上流側押えリッド１０８ａと光導波路構造体１０６との間に挟持された挟持部材１１０と、光ファイバー１０２，１０４、光導波路構造体１０６、押えリッド１０８ａ、１０８ｂ及び挟持部材１１０を互いに固定するためにそれらの間に充填された接着剤１１２と、を有している。
上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４はそれぞれ、それらの長手方向に延びるコア１０２ａ、１０４ａを有している。光ファイバーの直径は、例えば、１２５μｍである。
【００５７】
光導波路構造体１０６は、基板１１４と、基板１１４の上に一体に形成された光導波路１１６とを有している。
光導波路１１６は、光ファイバー１０２、１０４間の任意の経路をするように成形されたコア１１６ａと、その周りに配置されたクラッド１１６ｂを含んでいる。本実施形態では、光ファイバー１０２、１０４間の光の伝達のために、上流側光ファイバー１０２と整列する１つの上流側ポート１２０と、下流側光ファイバー１０４と整列する８つの下流側ポート１２２とを有している。光導波路１１６のコア１１６ａは、１つの上流側ポート１２０から下流側に向かうにつれて分岐して、８つの下流側ポート１２２まで延びている。コア１１６ａ及びクラッド１１６ｂは、例えば、フッ素化ポリイミドで形成されている。
【００５８】
基板１１４は、上流側光ファイバー１０２を支持するための上流部１１４ａと、上流部１１４ａと隣接し且つ光導波路１１６が一体に形成された中央部１１４ｂと、下流側光ファイバー１０４を支持するための下流部１１４ｃとを有している。上流部１１４ａと中央部１１４ｂとの間には、上方向及び横方向に開口した上流側凹部１１４ｄが設けられ、中央部１１４ｂと下流部１１４ｃとの間には、上方向及び横方向に開口した下流側凹部１１４ｅが設けられている。基板１１４は、例えば、シリコンで形成される。
基板１１４の上流部１１４ａは、横幅Ｗを有する上面１２４を有し、この上面１２４に、光導波路１１６のコア１１６ａの上流側ポート１２０と長手方向に整列し且つ上流側光ファイバー１０２を支持して位置決めするための１つの支持溝１２６が設けられている。同様に、基板１１４の下流部１１４ｃは、横幅Ｗを有する上面１２８を有し、この上面１２８に、光導波路１１６のコア１１６ａの下流側ポート１２２と長手方向に整列し且つ下流側光ファイバー１０４を支持して位置決めするための８つの支持溝１３０が設けられている。支持溝１２６、１３０は、その上に光ファイバー１０２、１０４を支持して位置決めしたときに光ファイバー１０２、１０４のコア１０２ａ、１０４ａと光導波路１１６のコア１１６ａとが整列するように形成された断面形状を有し、本実施形態では、Ｖ字形断面を有している。また、上流側の支持溝１２６は、上面１２４の横幅に対する中心線ＷＣ上に、配置されている（図９参照）。
また、上流部１１４ａの上面１２４には、中心線ＷＣの横方向の一方の側及び他方の側にそれぞれ、光導波路１１６のコア１１６ａの上流側ポート１２０とずらされて配置された非支持溝１３２ａ、１３２ｂが設けられている。非支持溝１３２ａ、１３２ｂは、支持溝１２６と同じ断面形状を有している。
【００５９】
上流側押えリッド１０８ａは、基板１１４と同じ横幅Ｗを有している。図１０に示すように、押えリッド１０８ａは、下面１３４を有し、この下面１３４には、長手方向に上流側光ファイバー１０２と接触して上流側光ファイバー１０２を基板１１４に向かって押えるための接触溝１３６が設けられている。かくして、接触溝１３６は、支持溝１２６と対向している。本実施形態では、接触溝１３６は、Ｖ字形断面を有している。また、下面１３４には、非支持溝１３２ａ、１３２ｂと対向する対向溝１３８が設けられている。対向溝１３８は、接触溝１３６と同じ断面形状を有している。更に、下面１３４には、接触溝１３６と同じ断面形状を有する溝１４０が設けられている。これらの溝１３６、１３８、１４０は、等間隔に設けられている。また、上流側押えリッド１０８ａは、その重心を通り且つ長手方向に延びる中心線１０８ｃを有している。
下流側押えリッド１０８ｂは、対向溝１３８及び溝１４０がなく、接触溝１３６が基板１１４の下流部１１４ｃの上面１２８の支持溝１３０に対向して８つ設けられていること以外、上流側押えリッド１０８ａと同様の構成を有している。このため、同様の構成要素に上流側押えリッド１０８ａと同じ参照符号を付し、下流側押えリッド１０８ｂの説明を省略する。
【００６０】
挟持部材１１０は、光ファイバー１０２、１０４と同じ断面形状を有し、基板１１４の上流部１１４ａの非支持溝１３２ａ、１３２ｂと押え部材１０８ａの対向溝１３８との間に挟持されている。挟持部材１１０は、光ファイバーと同等の熱膨張係数を有する材料であることが好ましい。また、挟持部材１１０は、光ファイバーと同等の弾性率を有する材料であることが好ましい。そうすることで、周囲温度が変動したときの軸ずれ・チルト・ギャップ変動など、光導波路型光モジュール１００の挿入損失変動の要因となる現象を抑えることができ、その結果、かかる挿入損失変動を低減できる。かくして、挟持部材１１０は、光ファイバーであることが好ましい。
【００６１】
上流光ファイバー１０２は、上流側凹部１１４ｄの上に突出し且つ光導波路１１６の上流側ポート１２０に近接するように、上流部１１４ａの支持溝１２６に支持されて位置決めされている。
同様に、下流側光ファイバー１０４は、下流側凹部１１４ｅの上に突出し且つ光導波路１１６の下流側ポート１２２に近接するように、下流部１１４ｃの支持溝１３０に支持されて位置決めされている。上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４は、基板１１４、光導波路１１６及び押えリッド１０８ａ、１０８ｂに接着剤１１２によって固定されている。接着剤１１２は、例えば、紫外線硬化型樹脂である。
図１１では、リッドにＶ字形の溝が形成された場合を示しているが、溝の形状はＵ字形であってもよいし、溝がないフラットなリッドであってもよい。また、リッドが取り除かれていてもよい。すなわち、光導波路コアに光を伝搬できるように配置された光ファイバー以外に、光を伝達でき、対象となる光導波路コアが配置されていない光ファイバーが固定されるように接着された後、光ファイバー群を整列、押し付け、固定する目的で用いられたジグ等が取り除かれる方法によって、光ファイバー群が整列溝に実装されてもよい。
【００６２】
次に、光導波路型光モジュール１００の動作を説明する。
１本の上流側光ファイバー１０２を通って伝搬してきた光は、上流側ポート１２０から光導波路１１６に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８つの下流側ポート１２２から８本の下流側光ファイバー１０４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール１００は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー１０４から上流側光ファイバー１０２に逆方向に進行させることもでき、その場合、光導波路型光モジュール１００は、光結合器として機能する。
【００６３】
〔製造方法〕
次に、本発明の第２の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路構造体の製造方法の一例を説明する。
シリコン、高分子材料等で作られた基板１１４を準備し、Ｖ字形断面の支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂを、フォトリソグラフィにより作成したレジストパターンに従って異方性エッチングを施すことによって形成する。Ｖ字型断面の支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂは、基板１１４に対してサブミクロンの精度で形成される。このように、非支持溝１３２ａ、１３２ｂと支持溝１２６、１３０とは、いずれも同じ断面形状を有し、同一基板上に同一工程にて形成されることが好ましい。こうすることで、非支持溝１３２ａ、１３２ｂと支持溝１２６、１３０との間の製造のばらつきによる寸法ずれを低減することが可能である。その結果、支持溝１２６、１３０を形成する工程と別の工程で非支持溝１３２ａ、１３２ｂを形成したり、支持溝１２６、１３０の寸法と別の寸法の非支持溝１３２ａ、１３２ｂを使用したりする場合に比べて、挿入損失変動の低減効果が大きくなる。
次いで、支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂを形成した基板１１４に光導波路１１６を形成する。詳細に説明すると、光導波路１０６を高分子材料で形成する場合には、スピン塗布や鋳型などによりクラッド層１１６ｂ及びその上のコア１１６ａ層を形成した後、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングなどのプロセス加工や、型押し等の機械加工を施してコア層から矩形断面の光導波路コア１１６ａを形成し、更に、上記と同様の方法により光導波路コア１１６ａを覆うようにクラッド層１１６ｂを形成して、光導波路１１６を形成する。また、光導波路１１６を石英で形成する場合には、火炎堆積法やＣＶＤ法などにより基板１１４の上に石英層を形成し、ドライエッチングなどのプロセス加工により矩形の石英コア１１６ａにした後、コア１１６ａを覆うようにクラッド層１１６ｂを形成して、光導波路１１６を形成する。支持溝１２６及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂの形成工程及び光導波路１０６の形成工程は、光ファイバー１０２、１０４を支持溝１２６に載せたときに光ファイバー１０２、１０４と光導波路１１６のコア１１６ａとがサブミクロンの精度で位置合わせされる位置関係が得られるように行われる。次いで、ダイシング加工等により、上流側凹部１１４ｄ及び下流側凹部１１４ｅを形成する。
次いで、基板１１４の支持溝１２６、１３０、非支持溝１３２ａ、１３２ｂ及び上面１２４、１２８に適量の接着剤１１２を塗布する。光ファイバー１０２、１０４がそれぞれ上流側凹部１１８及び下流側凹部１２０に突出するように、光ファイバー１０２、１０４を支持溝１２６、１３０に配置する。また、挟持部材１１０を非支持溝１３２ａ、１３２ｂに配置する。押えリッド１０８ａ、１０８ｂを光ファイバー１０２、１０４の上から所定の圧力で所定時間押すことにより、光ファイバー１０２、１０４を支持溝１２６、１３０に固定する。このとき、押えリッド１０８ａ、１０８ｂと基板１１４との間に気泡が入らないように注意する。
【００６４】
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施形態である光導波路構造体を説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール（ピッチコンバータ）の平面図である。
ピッチコンバータ１４０は、図９〜図１２に示した本発明の第２の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール１００と共通する構成要素を有しているので、共通する構成要素を同じ参照符号で参照し、その説明を省略する。上述した光導波路型光モジュール１００に対するピッチコンバータ１４０の相違点は、上流側光ファイバー１０２が４本であり、各上流側光ファイバー１０２の間に挟持部材１１０が配置され、４本の下流側光ファイバー１０４が等間隔に配置され、その両側に挟持部材１１０が２本ずつ下流側光ファイバー１０４と等間隔に配置され、光導波路１１６のクラッド１１６ｂが、各上流側光ファイバ−１０２から１対１で下流側光ファイバ−１０４に延びており、上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４に対応する基板１１４及び押えリッド１０８ａ、１０８ｂの位置に、支持溝１２６、１３０（図１３に示さず）及び接触溝１３６（図１３に示さず）が構成され、挟持部材１１０に対応する基板１１４及び押えリッド１０８ａ、１０８ｂの位置に、非支持溝１３２ａ、１３２ｂ（図１３に示さず）及び対向溝１３８（図１３に示さず）が構成されていることである。
このように構成されたピッチコンバータ１４０の下流側押えリッド１０８ｂにおいて、４つの挟持部材１１０がない場合、下流側光ファイバー１０４が配置されている領域に支持されている下流側押えリッド１０８ｂと基板１１２とは略平行であるが、４本の下流側光ファイバー１０４の両側に比較的大きい領域、例えば、下流側光ファイバー１０４のピッチよりも大きい領域が存在するとき、下流側押えリッド１０８ｂが基板１１２に対して僅かに横方向に傾くことがある。本実施形態では、挟持部材１１０を両側の領域に設けることにより、下流側押えリッド１０８の基板に対する傾きを抑制することができる。
【００６５】
次に、図１４〜図１６を参照して、本発明の第４の実施形態である光ファイバーアレイを詳細に説明する。
図１４は、本発明の第４の実施形態である光ファイバーアレイと光導波路とを結合した光モジュールの平面図である。また、図１５は、図１４の線ＸＶ−ＸＶにおける部分的な拡大断面図であり、図１６は、図１４の線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける拡大断面図である。
【００６６】
図１４〜図１６に示すように、光モジュール１５０は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー１５２を含む、本発明による光ファイバーアレイ１５４と、上流側光ファイバー１５２と接続される光導波路構造体１５６と、光導波路構造体１５６と接続され且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー１５８を含む光ファイバーアレイ１６０と、光ファイバーアレイ１５４、１６０と光導波路構造体とを固定するための接着剤１６２とを有している。
上流側光ファイバー１５２及び下流側光ファイバー１５８はそれぞれ、上述した第２の実施形態の上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４と同様の構造を有しているので、同様の構成要素には、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
光導波路構造体１５６は、基板１６４と、その上に一体に形成された光導波路１６６とを有している。基板１６４及び光導波路１６６はそれぞれ、第２の実施形態の基板１１４の中間部１１４ｂ及び光導波路１１６と同様の構成要素を有しているので、同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
光ファイバーアレイ１５４は、上流側光ファイバー１５２を支持する基板１６８と、上流側光ファイバー１５２を基板１６８に向かって押える上流側押えリッド１７０と、基板１６８と上流側押えリッド１７０との間に挟持された挟持部材１７２とを有している。基板１６８、上流側光ファイバー１５２及び上流側押えリッド１７０はそれらの間の空間に充填された接着剤１７４によって互いに固定されている。基板１６８、上流側押えリッド１７０、挟持部材１７２及び接着剤１７４はそれぞれ、第２の実施形態の基板１１４の上流部１１４ａ、上流側押えリッド１０８ａ、挟持部材１１０及び接着剤１１２と同様の構成を有しているので、同様の構成には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
また、光ファイバーアレイ１６０は、下流側光ファイバー１５８を支持する基板１７６と、下流側光ファイバー１５８を基板１７６に向かって押える下流側押えリッド１７８と、を有している。基板１７６、下流側光ファイバー１５８及び下流側押えリッド１７８は、それらの間の空間に充填された接着剤１８０によって互いに固定されている。基板１７６、下流側押えリッド１７８及び接着剤１８０はそれぞれ、第２の実施形態の下流側押えリッド１０８ｂ、基板１１４の下流部１１４ｃ及び接着剤１１２と同様の構成を有しているので、同様の構成には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
次に、本発明の第４の実施形態である光ファイバーアレイの製造方法の一例を説明する。
光ファイバーアレイ１５４の製造方法は、第２の実施形態の光導波路構造体の製造方法のうちの光導波路を形成する工程を省略すること以外、かかる製造方法と同様である。従って、その説明を省略する。通例の光ファイバーアレイの製造方法に従って、端面を切り出した後、研磨加工してもよい。
【００６９】
以上、本発明による実施形態である光ファイバー構造体を説明したけれども、本発明は、この実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内での種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されることは言うまでもない。
上述した実施形態では、光導波路型光モジュールを光スプリッタとして説明したが、任意の光導波路を採用することができ、光結合器、光合分波器、ピッチコンバータ等であっても良い。この場合、用語「上流側」及び「下流側」は必ずしも光の流れ方向を表すことにならず、逆方向になることがある。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の各溝の断面をＶ字形断面としたが、光ファイバーを支持して位置決めすることができる形状の断面であれば、Ｕ字形、矩形等、その他の断面であっても良い。また、光ファイバーが配置されない溝の形状及び幅、長さ、深さ等の寸法は、任意のポートにおける下部クラッド層の厚さを他のポートの下部クラッド層の厚さに近づけることができれば任意である。
また、第１の実施形態では、上流側光ファイバーの数よりも下流側光ファイバーの数が多い場合を説明したが、従来よりも挿入損失を小さくすることができれば、上流側光ファイバーの数と下流側光ファイバーの数とが同数であっても良い。
また、第１の実施形態では、光導波路構造体６に配置される上流側光ファイバーが１本である場合を説明し、その場合に、挿入損失を小さくする効果が大きいと考えられるが、従来よりも挿入損失を小さくすることができれば、上流側光ファイバーの本数は２本以上であっても良い。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝を、光導波路構造体６の横幅全体にわたって設けたが、その一部分に設けられていても良い。例えば、上流側溝列８において、溝８ｃ、８ｄだけ又は溝８ｃ、８ｄ、８ｅだけを設けて、他の溝８ａ、８ｂ、（８ｅ）、８ｆ、８ｇを省略しても良い。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝はすべて等間隔に配置されていたが、任意のポートにおける下部クラッド層の厚さを他のポートの下部クラッド層の厚さに近づけることができれば、溝の間隔は任意である。例えば、上流側溝列８において、溝８ｃと８ｄの間隔及び溝８ｄと８ｅの間隔を下流側溝列の溝列１０の溝の間隔と同じにし、他の溝８ａと８ｂ等の間隔をそれよりも大きくしても良い。また、上流側溝列の溝の間隔を下流側溝列の溝の間隔と異なる間隔にしても良い。
また、第１の実施形態では、下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈのすべてに下流側光ファイバー４が配置されていたけれども、下流側光ファイバーが配置されない溝があっても良い。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８の溝と下流側溝列１０の溝とは、横方向にずらされていたが、漏れ光が無視できる程度であれば、両者が対向するように配置されていても良い。
【００７０】
また、第２〜第４の実施形態では、支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂの各溝の断面をＶ字形断面としたが、光ファイバーを支持して位置決めすることができる形状の断面であれば、Ｕ字形、矩形等、その他の断面であっても良い。
また、第２〜第４の実施形態では、上流側押えリッド１０８ａ、１７０の接触溝１３６は、Ｖ字形断面を有しているが、上流側光ファイバー１０２、１５２を押えることができれば、Ｕ字形、矩形等の任意の断面形状をとることができる。また、上流側光ファイバー１０２、１５２を押えることができれば、下面１３４に接触溝１３６がなくても良い。また、上流側押えリッド１０８ａ、１７０は、上述した実施形態のように、上流側光ファイバー１０２、１５２と直接接触していても良いし、上流側光ファイバー１０２、１５２と間隔をおきその間に接着剤１１２を介在していても良い。
また、第２及び第４の実施形態では、上流側光ファイバー１０２、１５２を支持する支持溝１２６は、上面１２４の横方向中心に設けられていたが、上流側押えリッド１０８ａ、１７０の中心線１０８ｃが、支持溝と非支持溝の間にあれば、支持溝１２６は、中心に設けられていなくても良いし、中心線１０８ｃの横方向の一方の側に複数設けられていても良い。
また、第２及び第４の実施形態では、挟持部材１１０、１７２を２つ設けたが、１つだけ設けても良いし、３つ以上設けても良い。その場合、非支持溝１３２ａ、１３２ｂ及び対向溝１３８が挟持部材１０，７２の数に応じて設けられる。しかしながら、挟持部材１０、７２の数よりも多い非支持溝１３２ａ、１３２ｂ及び対向溝１３８を設けても良い。
【符号の説明】
【００７１】
２ 上流側光ファイバー
２ａ コア
４ 下流側光ファイバー
４ａ コア
６ 光導波路構造体
８ 上流側溝列
８ａ〜８ｇ 溝
１０ 下流側溝列
１０ａ〜１０ｈ 溝
１２ 基板
１４ 光導波路
１４ａ 下部クラッド
１４ｂ コア
２０ 上流側ポート
２２ 下流側ポート
１００ 光導波路型光モジュール
１０２ 上流側光ファイバー
１０２ａ コア
１０６ 光導波路構造体
１０８ａ 上流側押えリッド
１１０ 挟持部材
１１２ 接着剤
１１４ 基板
１１４ａ 基板の上流部
１１６ 光導波路
１１６ａ コア
１２４ 上面
１２６ 支持溝
１３２ａ、１３２ｂ 非支持溝
１５２ 上流側光ファイバー
１５４ 光ファイバーアレイ
１６８ 基板
１７０ 上流側押えリッド
１７２ 挟持部材
１７４ 接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイに関し、詳細には、光ファイバーを位置決めするための溝が設けられた基板の上に、光ファイバーと結合される光導波路が積層された光導波路構造体及びそれを含む光導波路型光モジュール、及び、光ファイバーを支持する溝が設けられた、上記光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光ファイバーアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバーを位置決めするための溝が設けられた基板の上に、光ファイバーと結合される光導波路が積層された光導波路構造体及び、それを含む光導波路型光モジュールが知られている（特許文献１等参照）。
【０００３】
また、従来から、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイが知られており、特に、光ファイバーを支持する溝が設けられた、上記光導波路構造体、光導波路型光モジュール、及び光ファイバーアレイが知られている（特許文献１等参照）。
【０００４】
従来の光導波路構造体の第１の例を、図１７〜図１９を参照して説明する。図１７は、従来の光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。また、図１８は、図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける部分拡大断面図であり、図１９は、図１７の線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける部分拡大断面図である。
図１７〜図１９に示すように、光導波路型光モジュール２００は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー２０２と、上流側光ファイバー２０２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー２０４と、上流側光ファイバー２０２を伝搬してきた光を下流側光ファイバー２０４に伝達するための光導波路構造体２０６とを有している。上流側光ファイバー２０２及び下流側光ファイバー２０４はそれぞれ、それらの長手方向に延びるコア２０２ａ、２０４ａを有している。
光導波路構造体２０６は、長手方向に延びる上流側溝２０８及び下流側溝２１０ａ〜２１０ｈが互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板２１２と、上流側溝２０８と下流側溝２１０ａ〜２１０ｈとの間の基板２１２の上に積層された光導波路２１４と、を有している。上流側溝２０８には、上流側光ファイバー２０２が位置決めされ、下流側溝２１０ａ〜２１０ｈには、下流側光ファイバー２０４が位置決めされている。
光導波路２１４は、基板２１２の上に積層された下部クラッド２１４ａと、下部クラッド２１４ａの上に形成されたコア２１４ｂと、下部クラッド２１４ａ及びコア２１４ｂの上に積層された上部クラッド２１４ｃとを含んでいる。光導波路２１４のコア２１４ｂは、光ファイバー２０２、２０４を上流側溝２０８及び下流側溝２１０ａ〜２１０ｈの上に支持して位置決めしたときに光ファイバー２０２、２０４のコア２０２ａ、２０４ａと上下方向に同じレベルで整列するように形成されている。
また、光導波路２１４のコア２１４ｂは、上流側溝２０８に位置決めされた上流側光ファイバー２０２と下流側溝２１０ａ〜２１０ｈに位置決めされた下流側光ファイバー２０４との間の光の伝達のために、上流側溝２０８と整列する１つの上流側ポート２２０と、下流側溝と整列する８つの下流側ポート２２２とを有している。図示の光導波路構造体２０６では、光導波路２１４のコア２１４ｂは、１つの上流側ポート２２０から下流側に向かうにつれて分岐して、８つの下流側ポート２２２で終端している。また、光導波路２１４は、上流側ポート２２０近傍の上流部分２２４ａ、上流側ポート２２０と下流側ポート２２２の中間の中間部分２２４ｂ、及び、下流側ポート２２２近傍の下流部分２２４ｃを有している。
【０００５】
１本の上流側光ファイバー２０２を通って伝搬してきた光は、上流側ポート２２０から光導波路２１４に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８つの下流側ポート２２２から８本の下流側光ファイバー２０４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール２００は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー２０４から上流側光ファイバー２０２に逆方向に進行させたとき、光導波路型光モジュール２００は、光結合器として機能する。
【０００６】
次に、光導波路型光モジュールの構成要素である従来の光導波路構造体の第２の例を、図２０〜図２２を参照して説明する。図２０は、従来の光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。また、図２１は、図２０の線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける部分的な拡大断面図であり、図２２は、図２０の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩにおける断面図である。
図２０〜図２２に示すように、光導波路型光モジュール３００は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー３０２と、上流側光ファイバー３０２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー３０４と、上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４を支持すると共に１本の上流側光ファイバー３０２を伝搬してきた光を８本の下流側光ファイバー３０４に伝達するための光導波路構造体３０６とを有している。光導波路型光モジュール３００は、更に、上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４をそれぞれ、光導波路構造体３０６に向かって押える押えリッド３０８ａ、３０８ｂと、光ファイバー３０２，３０４、光導波路構造体３０６及び押えリッド３０８ａ、３０８ｂを互いに固定するためにそれらの間に充填された接着剤３１０と、を有している。
上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４はそれぞれ、それらの長手方向に延びるコア３０２ａ、３０４ａを有している。光導波路構造体３０６は、基板３１２と、基板３１２の上に積層された光導波路３１４とを有している。基板３１２は、横幅Ｗを有する上面３１６を有し、その上面３１６には、上流側光ファイバー３０２及び下流側光ファイバー３０４を支持するための溝３１８が設けられている。光導波路３１４はコア３１４ａを有し、このコア３１４ａは、光ファイバー３０２、３０４を溝３１８の上に支持して位置決めしたときに光ファイバー３０２、３０４のコア３０２ａ、３０４ａと整列するように形成されている。押えリッド３０８ａ、３０８ｂは、基板３１２と同じ横幅を有し、光ファイバー３０２、３０４と接触する接触溝３２２を有している。
【０００７】
１本の上流側光ファイバー３０２を通って伝搬してきた光は、光導波路３１４に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８本の下流側光ファイバー３０４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール３００は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー３０４から上流側光ファイバー３０２に逆方向に進行させたとき、光導波路型光モジュール３００は、光結合器として機能する。
また、上流側光ファイバー３０２から光導波路３１４に光が伝達されるとき、及び、光導波路３１４から下流側光ファイバー３０４に光が伝達されるとき、伝達される光パワーに、挿入損失と呼ばれる損失が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１２５７３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した第１の例の光導波路型光モジュール２００において、上流側光ファイバー２０２から光導波路２１４に光が伝達されるとき、及び、光導波路２１４から下流側光ファイバー２０４に光が伝達されるとき、伝達される光パワーに、挿入損失と呼ばれる損失が生じる。挿入損失は、上流側の光パワー（Ｐｉ）に対する下流側の光パワー（Ｐｏ）の比をデシベル単位で表したもの（１０log10（Ｐｏ／Ｐｉ））である。光導波路型光モジュール２００の挿入損失は、小さければ小さいほど好ましい。なお、本願の光モジュールのように増幅機能のような利得を含まないケースでは、Ｐｏ＜Ｐｉなので、挿入損失を上式に基づいてデシベル単位で表すと負の数値となる。また、挿入損失がない場合、上式に基づく挿入損失は、０の数値となる。従って、本明細書において挿入損失が小さいとは、慣例と同様、上式の負の数値が大きいこと、すなわち、上式の数値の絶対値が小さく０により近いことを意味する。このことは、挿入損失利得を含むケースにも適用できる。この場合には、利得部分を分離して考察することにより、挿入損失が明らかになる。かくして、光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる光導波路構造体を提供することが望まれる。
【００１０】
また、図１７〜図１９に示した光導波路型光モジュール２００の挿入損失、即ち、上流側光ファイバー２０２と光導波路２１４との間の挿入損失、又は、光導波路２１４と下流側光ファイバー２０４との間の挿入損失は、周囲温度の変化に応じて変動する。特に、光導波路型光モジュールの一例である光スプリッタ及び光結合器等は、屋外に配置される光インターネット回線網の一部として使用され、その周囲温度は、例えば、−４０℃〜＋８５℃にわたって変化することがある。かかる光導波路型光モジュールは、周囲温度の変化によって挿入損失が変動すると、本来の性能を発揮できなくことがある。従って、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動は、小さければ小さいほど好ましい。かくして、光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を従来よりも軽減することができる光導波路構造体を提供することが望まれる。
【００１１】
また、上述した第２の例の光導波路型光モジュール３００において、上流側の押えリッド３０８ａが基板３１２に対して横方向に傾いて固定される傾向がある（図２２参照）。この場合、上流側光ファイバー３０２の両側において、押えリッド３０８ａと基板３１２の上面３１６との間の距離が異なっていると共に、接着剤３１０の厚さが異なっている。
上述したように、光導波路型光モジュール３００の一例である光スプリッタ及び光結合器等は、屋外に配置される光インターネット回線網の一部として使用され、その周囲温度は、例えば、−４０℃〜＋８５℃にわたって変化することがある。周囲温度が変化すると、基板３１２、押えリッド３０８ａ、接着剤３１０は、それぞれの異なる熱膨張係数に従って膨張したり収縮したりする。従って、接着剤３１０の厚さが上流側光ファイバー３０２の両側において異なっていると、周囲温度が変化したとき、上流側光ファイバー３０２に不均等な応力が働き、挿入損失の低下を引き起こす。周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュール３００の挿入損失の変動は、小さければ小さいほど好ましい。
かくして、光導波路型光モジュールの構成要素であって、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる光導波路構造体を提供することが望まれる。同様に、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を軽減することができる光導波路型光モジュール自体を提供することが望まれる。
また、同様に、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイであって、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる光ファイバーアレイを提供することが望まれる。
【００１２】
そこで、本発明は、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる光導波路構造体及びそれを含む光導波路型光モジュールを提供することを第１の目的としている。
また、本発明は、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる光導波路構造体及びそれを含む光導波路型光モジュールを提供することを第２の目的としている。
【００１３】
また、本発明は、光導波路と結合することにより光モジュールを構成し、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる光ファイバーアレイを提供することを第３の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本願の発明者は、上述した従来の光導波路構造体２０６について詳細に検討した。その結果、光導波路２１４の上流部分２２４ａにおける下部クラッド２１４ａの厚さと、下流部分２２４ｃにおける下部クラッド２１４ａの厚さとが厳密には異なり、それが挿入損失の増大に影響を及ぼしているという知見を得た。本願発明は、光ファイバーが配置された溝と整列した光導波路のポートの部分において、基板に積層された下部クラッドの厚さを互いに近づけるために鋭意努力した結果なし得た発明である。
【００１５】
上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明の第１の側面による光導波路構造体は、長手方向に延び且つ横方向に配列された溝からなる第１の溝列及び第２の溝列が互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板と、第１の溝列と第２の溝列との間の基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、光導波路は、基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、光導波路のコアは、光ファイバーを第１の溝列及び第２の溝列の溝の上に支持して位置決めしたときに光ファイバーのコアと上下方向に同じレベルで整列するように形成されると共に、第１の溝列及び第２の溝列に位置決めされる光ファイバー間の光の伝達のために、第１の溝列の溝と整列する少なくとも１つの第１のポートと、第２の溝列の溝と整列する、第１のポートと同数の又はそれよりも多い第２のポートと、を有し、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比が、第１のポートの数に対する第２のポートの数に対する比よりも小さいことを特徴としている。
【００１６】
このように構成された本発明による光導波路構造体によれば、基板に第１の溝列及び第２の溝列が設けられた後、第１の溝列と第２の溝列との間の基板の上に光導波路のクラッドが積層され、更に、クラッドの上にコアが積層される。この光導波路のコアは、光ファイバーを第１の溝列及び第２の溝列の溝の上に支持して位置決めしたときに光ファイバーのコアと上下方向に同じレベルで整列するように形成される。それにより、第１の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーを伝搬してきた光は、光導波路の第１のポートに入り、例えば、第２のポートから出て、第２の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーに伝達される。
第１の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーと光導波路との間の挿入損失、及び、光導波路と第２の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーとの間の挿入損失は、光ファイバーのコアの上下方向レベルと第１のポート及び第２のポートにおける光導波路のコアの上下方向レベルとが同じであるほど少なくなる。言い換えれば、第１のポートにおけるクラッドの厚さが、光ファイバーのコアと光導波路のコアとを整列させるのに適正な厚さであっても、第２のポートにおけるクラッドの厚さが第１のポートにおけるクラッドの厚さと異なっていれば、第２のポートにおけるクラッドの厚さは、光ファイバーのコアと光導波路のコアとを適正に整列させる厚さでない。それにより、光導波路型光モジュールの挿入損失が生じている。本発明者は、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さは、第１の溝列の溝数及び／又は溝の間隔の影響を受け、光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さは、第２の溝列の溝数及び／又は溝の間隔の影響を受けることの知見を得た。
【００１７】
例えば、上流側ポート（第１のポート）の数よりも下流側ポート（第２のポート）の数が多い従来の光導波路構造体（光スプリッタ）では、上流側ポート（第１のポート）の数（例えば、１つ）に対してそれと同数の溝（例えば、１つの第１の溝列の溝）が設けられ、下流側ポート（第２のポート）の数（例えば、８つ）に対してそれと同数の溝（例えば、８つの第２の溝列の溝）が設けられていた。第１の溝列の溝は、１つであり且つ隣接した溝を有しておらず、第２の溝列の溝は、第１の溝列の溝よりも数が多く、等間隔に配置されている。第１の溝列と第２の溝列との間の溝数及び溝の間隔が異なるので、第１のポートにおけるクラッドの厚さと第２のポートにおけるクラッドの厚さが異なっている。従って、挿入損失を軽減する余地がある。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は、第１のポート数に対する第２のポート数の比と同じ（例えば、８）である。
これに対し、本発明では、第１の溝列の溝数及び／又は溝の間隔を第２の溝列の溝数に近づけることにより、具体的には、第１の溝列の溝数を増やすことにより、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができる。例えば、１つの上流側ポート（第１のポート）に対して２つの溝（第１の溝列の溝）を設け、８つの下流側ポート（第２のポート）に対してそれと同数の８つの溝（第２の溝列の溝）を設ける。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は４であり、第１のポート数に対する第２のポート数の比は８であるので、前者は後者よりも小さくなる。
その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる。また、それに伴い、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００１８】
また、例えば、上流側ポート（第１のポート）の数と下流側ポート（第２のポート）の数とが同じである従来の光導波路構造体（ピッチコンバータ）では、上流側ポート（第１のポート）の数（例えば、４つ）に対してそれと同数の溝（例えば、４つの第１の溝列の溝）が設けられ、下流側ポート（第２のポート）の数（例えば、４つ）に対してそれと同数の溝（例えば、４つの第２の溝列の溝）が設けられていた。更に、上流側から下流側に向かってピッチを狭める場合、第１の溝列の溝及び第２の溝列の溝は等間隔に設けられ、第１の溝列の溝のピッチ、即ち、間隔は、第２の溝の間隔よりも大きく配置されていた。
第１の溝列と第２の溝列との間の溝の間隔が異なるので、第１のポートにおけるクラッドの厚さと第２のポートにおけるクラッドの厚さが異なっている。従って、挿入損失を軽減する余地がある。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は、第１のポート数に対する第２のポート数の比と同じ（例えば、１）である。
これに対し、本発明では、第１の溝列の溝の間隔を第２の溝列の間隔に近づけることにより、具体的には、第１の溝列の溝数を増やすことにより、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができる。例えば、４つの上流側ポート（第１のポート）の間の各々に溝を追加し、合計７つの溝（第１の溝列の溝）を設け、４つの下流側ポート（第２のポート）に対してそれと同数の４つの溝（第２の溝列の溝）を設ける。この場合、第１の溝列の溝数に対する第２の溝列の溝数の比は４／７であり、第１のポート数に対する第２のポート数の比は１であるので、前者は後者よりも小さくなる。
その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる。また、それに伴い、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００１９】
本発明の実施形態において、好ましくは、第２の溝列の溝は、等間隔に設けられ、第１の溝列は、第１のポートの１つと整列した整列溝と、この整列溝の両側に隣接し且つそれから横方向に等間隔に配置された２つの横側溝とを含み、この横側溝のうちの少なくとも一方は、第１のポートのどれからもずらされて配置される。
このように構成された光導波路構造体では、第１の溝列の１つの整列溝は、その両側に隣接した横側溝の影響を最も受ける。第２の溝列の溝が等間隔に設けられているので、第２の溝列の各溝は、その両側に隣接し且つそれから等間隔に配置された溝の影響を均等に受ける。その結果、光導波路の第２のポートにおけるクラッドの厚さが均一化され、光導波路型光モジュール全体として、挿入損失を軽減することができる。
また、従来の光導波路構造体では、第１のポートと整列した溝の両側に溝が存在しないのに対し、本発明では、第１の溝列の整列溝の両側に且つそれから等間隔に２つの横側溝が設けられている。即ち、第１の溝列の溝数及び溝の間隔が第２の溝列の溝数及び溝の間隔に近づけられている。それにより、整列溝は、その両側に隣接した横側溝の影響を均等に受け、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを、第２のポートにおけるクラッドの厚さに近づける。その結果、光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができる。
なお、第１のポートが３つ以上設けられ、横側溝が両方とも第１のポートと整列しているときは、従来の光導波路構造体と同様の構造となる。
【００２０】
本発明の実施形態において、好ましくは、第１の溝列の整列溝と横側溝との間の間隔は、第２の溝列の溝の間隔と同じである。
このように構成された光導波路構造体では、整列溝と横側溝との間隔を第２の溝列の溝の間隔と同じにすることにより、光導波路の第１のポートにおけるクラッドの厚さを、第２のポートにおけるクラッドの厚さに更に近づけることができる。その結果、光導波路型光モジュールの挿入損失を更に軽減することができる。
【００２１】
本発明の実施形態において、好ましくは、第１の溝列及び第２の溝列は、光導波路構造体の横幅全体にわたって等間隔に設けられ、第１の溝列の溝の間隔と第２の溝列の溝の間隔とは同じである。
このように構成された光導波路構造体では、その横幅全体にわたって第１の溝列及び第２の溝列の溝が等間隔に設けられているので、光導波路の任意の第１のポートにおけるクラッドの厚さと、任意の第２のポートにおけるクラッドの厚さを近づけることができる。
それにより、光導波路型光モジュールの挿入損失を更に軽減することができる。
また、複数の光導波路構造体を同時に形成するために第１の溝列及び第２の溝列だけを設けた基板において、光導波路の第１のポート及び第２のポートを設ける箇所にかかわらず、第１のポートにおけるクラッドの厚さと第２のポートにおけるクラッドの厚さとを従来よりも近づけることができる。
【００２２】
本発明の実施形態において、好ましくは、第１の溝列の溝と第２の溝列の溝とは、互いに横方向にずらされて互い違いに配置される。
このように構成された光導波路構造体では、第１の溝列の溝に位置決めされた光ファイバーと第２の溝列の溝に位置決めされたファイバーとの間の漏れ光を低減することができる。詳細には、第１の溝列の溝の上に位置決めされた光ファイバーから第１のポートへ入力されるべき光のうち、モードフィールドの不整合や軸ずれ、チルト、ギャップなどに起因して第１のポート、即ち、光導波路のコアに入力されなかった成分が、光導波路のクラッド部分や基板内部等を伝搬して、第１の溝列の溝と対向する第２の溝列の溝の上に位置決めされた光ファイバーに入力されることがある。この現象は、第１の溝列の溝と第２の溝列の溝とが対向し、これらの溝の上に位置決めされた光ファイバーが同軸上に配置される場合に顕著となる。従って、光ファイバーが同軸上に配置されないように、第１の溝列の溝と第２の溝列の溝とを互いに横方向にずらして互い違いに配置することにより、漏れ光を低減することが可能である。
【００２３】
本発明の実施形態において、好ましくは、光導波路のクラッド及びコアは、ポリマーで形成される。
【００２４】
また、上記第１及び第２の目的を達成するために、本発明の第１の側面による光導波路型光モジュールは、上述した光導波路構造体と、第１のポートと整列するように第１の溝列の溝に位置決めされた第１の光ファイバーと、第２のポートに整列するように第２の溝列の溝に位置決めされた第２の光ファイバーと、を有することを特徴としている。
【００２５】
また、上記第１及び第２の目的を達成するため、本発明の第２の側面による光導波路構造体は、長手方向に延びる溝を有する基板と、溝と長手方向に隣接して基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、光導波路は、基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、光導波路のコアは、溝に位置決めされる光ファイバーのコアと光導波路のコアとの間で光が伝達されるように設けられた少なくとも第１のポート及び第２のポートを有し、溝は、第１のポートと整列した第１の整列溝と、第１の整列溝と横方向に隣接して配置された隣接溝と、第２のポートと整列した第２の整列溝と、第２のポートにおけるクラッドの厚さを第１のポートにおけるクラッドの厚さに近づけるように、第２の整列溝と横方向に隣接し且つポートのどれからもずらされて設けられた非整列溝と、を含むことを特徴としている。
【００２６】
このように構成された本発明による光導波路構造体によれば、基板に溝が設けられた後、基板の上に、溝と長手方向に隣接した光導波路のクラッドが積層され、更に、クラッドの上にコアが積層される。この光導波路のコアは、溝に位置決めされる光ファイバーのコアと光導波路のコアとの間で光が伝達されるように設けられた第１のポート及び第２のポートを有している。それにより、例えば、溝に位置決めされた光ファイバーを伝搬してきた光は、光導波路の第１のポートに入り、光が光導波路に伝達され、第２のポートから別の光ファイバーに伝達される。
溝に位置決めされた光ファイバーと光導波路との間の挿入損失は、光ファイバーのコアの上下方向レベルとポートにおける光導波路のコアの上下方向レベルとが同じであるほど少なくなる。本発明者は、光導波路のポートにおけるクラッドの厚さは、ポートと整列した溝とこの溝と横方向に隣接して配置された他の溝との間の距離即ちピッチ、及び、両者の溝の形状及び幅、長さ、深さ等の寸法の影響を受けることの知見を得た。
第１のポートと整列した第１の整列溝は、隣接溝と横方向に隣接しているので、第１のポートのクラッドの厚さは、隣接溝の影響を受けている。第２のポートと整列した第２の整列溝と横方向に隣接し且つポートのどれからもずらされた非整列溝を設けることにより、非整列溝が設けられていない場合と比べて、第２のポートにおけるクラッドの厚さを第１のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができる。なお、隣接溝は、ポートと整列していても良いし、整列していなくても良い。また、非整列溝は、それを形成する段階で溝となっていればよく、光導波路構造体において、半部だけが残っていてもよい。
【００２７】
例えば、光スプリッタのための光導波路構造体の１つの例は、入力側の１つのポート（第２のポート）と、出力側の複数のポート（第１のポート）を有している。従来、入力側の１つのポートに対して１つの溝（第２の整列溝）が設けられ、出力側の複数のポートに対してそれと同数の溝（第１の整列溝及び隣接溝等）が設けられていた。この場合、入力側の溝（第２の整列溝）は、それに隣接した溝がないので、他の溝の影響を受けていない。これに対して、出力側の複数の溝（第１の整列溝等）は、互いに影響を受けている。それにより、入力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さと出力側のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さが異なり、挿入損失を軽減させる余地があった。
本発明では、入力側の溝（第２の整列溝）に隣接し且つポートとずらされて配置された非整列溝を設けることにより、入力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを出力側のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さに近づけることことができる。
その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができると共に、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
非整列溝は、入力側のポートにおけるクラッドの厚さを出力側のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができれば、入力側の溝（第２の整列溝）の片側にあっても良いし、両側にあっても良い。また、非整列溝が横方向に配列された非整列溝列を構成していても良い。また、非整列溝の形状及び寸法は任意である。
【００２８】
また、ピッチコンバータのための光導波路構造体の１つの例は、出力側のポート（第２のポート等）のピッチが出力側のポート（第１のポート等）のピッチよりも広くなっている。従来、出力側のポート（第２のポート）に対してそれと同数の溝（第２の整列溝等）が設けられ、入力側のポート（第１のポート）に対してそれと同数の溝（第１の整列溝及び隣接溝等）が設けられていた。この場合、出力側と入力側とで溝のピッチが異なるので、出力側と入力側において、隣接した溝から受ける影響は異なっている。それにより、出力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さと入力側のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さが異なり、挿入損失を軽減させる余地があった。本発明では、ピッチの広い出力側の溝（第１の整列溝）に隣接し且つポートとずらされて配置された非整列溝を設けることにより、出力側の溝のピッチを狭め、出力側のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを入力側のポート（第１のポート）の厚さに近づけることことができる。また、入力側のポート（第１のポート）と出力側のポート（第２のポート）の総ポート数に対して、それと同数より多い溝（第１の整列溝及び隣接溝等と第２の整列溝等）を設けることによっても、入力側の一番端のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを入力側のその他のポート（第１のポート）の厚さに近づけることことができる。その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができると共に、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
非整列溝は、出力側のポートにおけるクラッドの厚さを入力側のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができれば、横方向に配列された非整列溝列を構成していても良い。また、非整列溝の形状及び寸法は任意である。
【００２９】
また、上述したピッチコンバータにおいて、従来、入力側の一番端にある溝（第２の整列溝）は、その一方の側にしか隣接した溝がないので、隣接した溝の影響を一方の側からしか受けていない。これに対して、入力側のその他の溝（第１の整列溝）は、両側に溝（隣接溝）があるので、隣接した溝の影響を両側から受けている。それにより、入力側の一番端のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さと入力側のその他のポート（第１のポート）におけるクラッドの厚さが異なり、挿入損失を軽減させる余地があった。本発明では、入力側の一番端の溝（第１の整列溝）の隣接した溝がない方の側に隣接し且つポートとずらされて配置された非整列溝を設けることにより、入力側の一番端のポート（第２のポート）におけるクラッドの厚さを入力側のその他のポート（第１のポート）の厚さに近づけることことができる。その結果、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失を軽減することができると共に、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
非整列溝は、入力側の一番端のポートにおけるクラッドの厚さを入力側のその他のポートにおけるクラッドの厚さに近づけることができれば、横方向に配列された非整列溝列を構成していても良い。また、非整列溝の形状及び寸法は任意である。
【００３０】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光導波路構造体は、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、基板の支持部分に隣接して基板と一体に形成され、支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面には、その横幅に対する中心線の上又はその横方向の一方の側に、光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、光導波路のコアとずらされて配置され且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴としている。
【００３１】
このように構成された本発明による光導波路構造体によれば、基板の支持部分の上面に設けられた整列溝に光ファイバーを支持すれば、光ファイバーと光導波路のコアを整列させ、それらの間で光を伝達することができる。また、光ファイバーを基板の支持部分に固定するために、光ファイバーを支持部分に向って押える押え部材を用い且つ支持部分、光ファイバー及び支持部分の間の空間に接着剤を充填する場合、支持部分の上面に設けられ且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝と押え部材との間に、光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を挟持させることによって、押え部材を基板の上面に対してほぼ平行に固定することができる。詳細には、押え部材は、一般的には、基板の支持部分の上面と同じ横幅を有している。その場合、押え部材の重心は、支持部分の横幅に対する中心線上にある。支持部分の上面において、整列溝が中心線の上又は一方の側にあるとき、押え部材の重心が中心線上にあるので、押え部材は、他方の側に傾く可能性がある。しかしながら、他方の側に設けられた非整列溝と押え部材との間に挟持部材を挟持させることにより、押え部材が他方の側に傾いた状態で固定されることを防止することができる。それにより、光ファイバーの両側の接着剤の厚さが均等になり、周囲温度が変化したときに光ファイバーに働く応力が均等になる。その結果、光導波路型光モジュールの構成要素である、本発明による光導波路構造体は、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
なお、整列溝と非整列溝の両方が中心線上に存在することはできないので、一方が中心線上にあるときは、他方は中心線上には存在しない。また、押え部材は、支持部分と同じ横幅を有している必要はない。また、押え部材の重心が中心線上にない場合であっても、押え部材の重心が上述した整列溝又は非整列溝の上、又は、それらの間にあれば、本発明の範囲内である。
【００３２】
本発明の実施形態において、好ましくは、整列溝は、中心線上に１つ設けられ、非整列溝は、整列溝の横方向両側に設けられる。
【００３３】
このように構成された光導波路構造体によれば、整列溝が中心線上に１つだけ設けられるとき、押え部材の重心が一般的には中心線上にあるので、押え部材は、中心線の両方の側に傾く可能性がある。しかしながら、中心線の両側に設けられた非整列溝と押え部材との間に挟持部材を挟持させることにより、押え部材が傾いた状態で固定されることを防止することができる。従って、上述の通り、周囲温度が変化したときの光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００３４】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光導波路型光モジュールは、長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、基板の支持部分に隣接して基板と一体に形成され、支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、支持部分に支持された光ファイバーと、光ファイバーを基板の支持部分に向って押える押え部材と、光ファイバーを支持部分に固定するために、支持部分、光ファイバー及び押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、支持部分は、上面を含み、この上面には、押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又はその横方向の一方の側に、光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも中心線の上又は他方の側に、光導波路のコアとずらされて配置され且つ支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、更に、非支持溝と押え部材との間に挟持され且つ光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を有することを特徴としている。
【００３５】
このように構成された光導波路型光モジュールによれば、上述した光導波路構造体における整列溝及び非整列溝をそれぞれ支持溝及び非支持溝と置き換えれば、上述した光導波路構造体と同様の効果を奏することができる。その結果、本発明による光導波路型光モジュールは、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を軽減することができる。
【００３６】
また、上記第３の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光ファイバーアレイは、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイであって、長手方向に延びる光ファイバーを支持する支持基板と、支持基板に支持された光ファイバーと、光ファイバーを支持基板に向って押える押え部材と、光ファイバーを支持基板に固定するために、支持基板、光ファイバー及び押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、支持基板は、上面を含み、この上面には、押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又は一方の側に、光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、更に、光ファイバーと同じ断面形状を有し、基板の非支持溝と押え部材との間に挟持される挟持部材を有することを特徴としている。
【００３７】
このように構成された光ファイバーアレイによれば、上述した光導波路構造体における基板の支持部材、整列溝及び非整列溝をそれぞれ、支持基板、支持溝及び非支持溝と置き換えることにより、上述した光導波路構造体と同様の効果を奏することができる。その結果、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する、本発明による光ファイバーアレイは、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる。
【００３８】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第３の側面による光導波路構造体は、光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面は、光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が複数設けられた、上面の横幅に対する中心線を含む領域と、その両側の領域とを有し、両側の領域には、光導波路のコアとずらされて配置され且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴としている。
【００３９】
このように構成された光導波路構造体では、光ファイバーを基板の支持部分に固定するために、光ファイバーを支持部分に向って押える押え部材を用い且つ支持部分、光ファイバー及び支持部分の間の空間に接着剤を充填する場合、押え部材は基板の上面に対してほぼ平行に固定される。また、両側の領域があることにより、押え部材が基板の上面に対して僅かに傾くおそれがあるが、両側の領域において、支持部分の上面に設けられ且つ整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝と押え部材との間に、光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を挟持させることによって、押え部材は基板の上面に対して略平行に維持することができる。
【発明の効果】
【００４０】
上述したように、本発明の光導波路構造体により、それを含む光導波路型光モジュールの挿入損失を従来よりも軽減することができる。また、本発明による光導波路型光モジュールにより、その挿入損失を従来よりも軽減することができる。
また、本発明の光導波路構造体により、周囲温度が変化したときの、光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの挿入損失の変動を軽減することができる。また、本発明による光導波路型光モジュールにより、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を軽減することができる。
また、本発明においては、製造リードタイムを短縮することも可能である。すなわち、光導波路構造体の基板におけるＶ溝の配置は、光導波路パターンとそのレイアウトに依存して変更する必要があるので、従来、新規に光導波路構造体を製造する際には、光導波路の設計終了後、Ｖ溝の配置を設計し、Ｖ溝用のフォトマスクを作製し、Ｖ溝を基板を新たに製造する工程が必須で、製造のリードタイムが長期化する傾向があったが、本発明においては、予め製造した共通のＶ溝基板を用いて、任意の箇所に光導波路を形成することができるので、光導波路の設計変更時に光導波路パターン用のマスクを変更すればよく、光導波路パターン毎のＶ溝基板の専用設計が不要で、設計変更時の光導波路基板の製造リードタイムを短縮することができ、納期短縮が可能である。
【００４１】
また、光導波路と結合することにより光モジュールを構成する本発明の光ファイバーアレイにより、周囲温度が変化したときの光モジュールの損失の変動を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態である光導波路構造体の製造工程を示す図である。
【図５】光導波路が形成される前における、本発明による光導波路構造体の基板の第１の例を示す平面図である。
【図６】光導波路が形成される前における、本発明による光導波路構造体の基板の第２の例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールにおける、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を示す図である。
【図８】従来の光導波路型光モジュールにおける、周囲温度が変化したときの挿入損失の変動を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール（スプリッタ）の平面図である。
【図１０】図９の線Ｘ−Ｘにおける部分的な拡大断面図である。
【図１１】図９の線ＸＩ−ＸＩにおける断面図である。
【図１２】図９の線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール（ピッチコンバータ）の平面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態である光ファイバーアレイを含む光モジュールの平面図である。
【図１５】図１４の線ＸＶ−ＸＶにおける部分的な拡大断面図である。
【図１６】図１４の線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける拡大断面図である。
【図１７】従来の光導波路型光モジュールの平面図である。
【図１８】図１７の線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【図１９】図１７の線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける部分拡大断面図である。
【図２０】従来の光導波路型光モジュールの平面図である。
【図２１】図２０の線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける部分的な拡大断面図である。
【図２２】図２０の線ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩにおける拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図１〜図３を参照して、本発明による光導波路構造体の第１の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールの平面図である。また、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩにおける部分拡大断面図であり、図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける部分拡大断面図である。
【００４４】
図１〜図３に示すように、光導波路型光モジュール１は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー２と、長手方向に延び、上流側光ファイバー２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー４と、上流側光ファイバー２を伝搬してきた光を下流側光ファイバー４に伝達するための、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体６とを有している。上流側光ファイバー２及び下流側光ファイバー４はそれぞれ、長手方向に延びるコア２ａ、４ａを有している。光ファイバーの直径は、例えば、１２５μｍである。
光導波路構造体６は、長手方向に延びる溝８ａ〜８ｇが横方向に配列された上流側溝列８及び長手方向に延びる溝１０ａ〜１０ｈが横方向に配列された下流側溝列１０が互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板１２と、上流側溝列８と下流側溝列１０との間の基板１２の上に積層された光導波路１４と、を有している。後述するように、上流側溝列８の１つの溝８ｄに上流側光ファイバー２が位置決めされ、下流側溝列１０の各溝１０ａ〜１０ｈに８本の下流側光ファイバー４が位置決めされる。
【００４５】
光導波路１４は、上流側溝列８と隣接し且つそれから間隔をおいている上流端部１６と、下流側溝列１０と隣接し且つそれから間隔をおいている下流端部１８とを含んでいる。
また、光導波路１４は、基板１２の上に積層された下部クラッド１４ａと、下部クラッドの上に積層された後、光ファイバー２、４間の任意の経路をするように成形されたコア１４ｂと、下部クラッド１４ａ及びコア１４ｂの上に積層された上部クラッド１４ｃとを含んでいる。光導波路１４のコア１４ｂは、光ファイバー２、４を上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇ及び下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈの上に支持して位置決めしたときに光ファイバー２、４のコア２ａ、４ａと上下方向に同じレベルで整列するように形成されている。
下部クラッド１４ａ、コア１４ｂ及び上部クラッド１４ｃは、例えば、フッ素化ポリイミドで形成されている。
また、光導波路１４のコア１４ｂは、上流側溝列８の溝８ｄ及び下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈに位置決めされた光ファイバー２、４間の光の伝達のために、上流側溝の１つ８ｄと整列する１つの上流側ポート２０と、下流側溝１０ａ〜１０ｈの各々と整列する、上流側ポート２０よりも多い８つの下流側ポート２２とを有している。図示の光導波路構造体６では、光導波路１４のコア１４ｂは、１つの上流側ポート２０から下流側に向かうにつれて分岐して、８つの下流側ポート２２まで延びている。また、光導波路１４は、上流側ポート２０近傍の上流部分２４ａ、上流側ポート２０と下流側ポート２２の中間の中間部分２４ｂ、及び、下流側ポート２２近傍の下流部分２４ｃを有している。
【００４６】
基板１２は、上流側光ファイバー２を支持するための上流部１２ａと、光導波路６が積層される中央部１２ｂと、下流側光ファイバー４を支持するための下流部１２ｃとを有している。上流部１２ａと中央部１２ｂとの間には、上方向及び横方向に開口した上流側凹部１２ｄが設けられ、中央部１２ｂと下流部１２ｃとの間には、上方向及び横方向に開口した下流側凹部１２ｅが設けられている。基板１２は、例えば、シリコンで形成される。
基板１２の上流部１２ａは、上面２６を有し、この上面２６に、上流側溝列８が設けられている。同様に、基板１２の下流部１２ｃは、上面２８を有し、この上面２８に、下流側溝列１０が設けられている。互いに隣接する上流側溝８ａ〜８ｇ及び下流側溝１０ａ〜１０ｈはそれぞれ、基板１２の上流部１２ａの上面２６及び下流部１２ｃの上面２８を長手方向全長にわたって延びている。上流側溝８ａ〜８ｇ及び下流側溝１０ａ〜１０ｈは、光ファイバーを支持して位置決めすることができる断面形状を有し、本実施形態では、Ｖ字形断面である。Ｖ字形断面の溝をシリコンの結晶方位によるエッチングの異方性を利用したシリコン異方性エッチングによって作製した場合には、高精度なＶ溝加工ができるため、Ｖ字形断面の溝の深さと光導波路コアの高さとの相対位置ずれを低減することができる本発明の効果を特に有効に享受することができる。
上流側光ファイバー２は、上流側凹部１２ｄの上に突出し且つ光導波路１４の上流端部１６に近接するように、上流側溝の１つ８ｄの上に支持されて位置決めされている。同様に、８本の下流側光ファイバー４は、下流側凹部１２ｅの上に突出し且つ光導波路１４の下流端部１８に近接するように、各下流側溝１０ａ〜１０ｈの上に支持されて位置決めされている。上流側光ファイバー２及び下流側光ファイバー４は、基板１２及び光導波路１４に接着剤３０によって固定されている。接着剤３０は、例えば、紫外線硬化型樹脂である。
【００４７】
下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈは、光導波路構造体４の横幅全体にわたって等間隔に設けられている。
上流側溝列８は、基板１２の上流部１２ａの横方向中央に配置され且つ上流側ポート２０と整列している溝８ｄと、その両側、即ち、横方向外側に隣接して配置された２つの溝８ｃ、８ｅとを有している。溝８ｃの外側には、更に、溝８ｂ、８ａが配置され、溝ｅの外側には、溝８ｆ、８ｇが配置されている。溝８ｄ以外の溝８ａ〜８ｃ及び８ｅ〜８ｇは、上流側ポート２０と横方向にずらして配置され、それとは整列していない。かくして、上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇは、光導波路構造体４の横幅全体にわたって等間隔に配置されている。上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇの間隔は、下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈの間隔と同じである。また、上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇは、下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈに対して横方向にずらされ、両者は、横方向に互い違いに配置されている。
上流側溝列８の最も横方向外側の溝８ａ、８ｇの更に外側には、それから上流側溝列８の溝８ａ〜８ｇの間隔と同じ間隔で配列された溝の半部３４ａ、３４ｂが設けられている。
本実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝数はそれぞれ、７つ及び８つであり、上流側ポート２０及び下流側ポート２２の数はそれぞれ、１つ及び８つである。かくして、上流側溝列８の溝数に対する下流側溝列１０の溝数の比は、８／７になり、上流側ポート２０の数に対する下流側ポート２２の数に対する比は、８になり、前者は後者よりも小さくなる。
【００４８】
次に、光導波路型光モジュール１の動作を説明する。
１本の上流側光ファイバー２を通って伝搬してきた光は、上流側ポート８から光導波路４に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８つの下流側ポート１０ａ〜１０ｈから８本の下流側光ファイバー４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール１は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー４から上流側光ファイバー２に逆方向に進行させることもでき、その場合、光導波路型光モジュール１は、光結合器として機能する。
【００４９】
次に、図４を参照して、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体の製造方法の一例を説明する。図４では、説明のため、１つの光導波路構造体１のうちの一部分、具体的には、上流側溝８ｄ及び２つの下流側溝１０ｄ、１０ｅを含む部分だけを示しているが、実際には、複数の光導波路構造体１が共通の基板の上に同時に形成し、最後に１つ１つの光導波路構造体１を切り離す。なお、図４では省略されているが、実際には、上流側溝８ｄの両側には、溝８ｃと８ｅとが半分ずつ存在し、コア１４ｂは、溝１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈに分岐している。
先ず、図４（ａ）に示すように、Ｓｉ基板１２を準備し、その上面１２ｆにＳｉＯ2の膜を形成する。次いで、Ｖ字形断面の溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅを、フォトリソグラフィにより作成したレジストパターンに従った異方性エッチングを施すことによって形成する。
Ｖ字型断面の溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅは、上面１２ｆに対してサブミクロンの精度で形成される。
次に、図４（ｂ）に示すように、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により下部クラッド１４ａの層を形成する。下部クラッド１４ａを塗布した際、溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅに入り込んだ下部クラッド１４は、僅かに凹み、溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅの周囲の下部クラッド１４は、溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅに向かって引張られる。上流側溝８ｄの両側には、上流側溝８ａ〜８ｃ及び８ｅ〜８ｇがあり、下流側溝１０ｄ、１０ｅの両側には、下流側溝１０ａ〜１０ｃ及び１０ｆ〜１０ｈがあるので、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの引張られ方がほぼ同じになる。従って、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さがほぼ等しくなる。これに対し、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さと、中間部分２４ｂにおける下部クラッド１４ａの厚さとは、異なっている。
引続いて、下部クラッド１４ａの上に、コア用ポリマー等をスピン塗布すること等によりコア１４ｂの層を形成する。
【００５０】
次いで、図４（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのプロセス加工等により、コア１４ｂの層のうち、任意の上流側ポート２０及び下流側ポート２２間の経路を形成するための矩形断面のコア１４ｂを残し、その他の部分を除去する。上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さがほぼ同じになるので、Ｖ字形断面の溝８ｄ、１０ｄ、１０ｅに対するコア１４ｂの入口ポート２０及び出口ポート２２の上下方向位置は、サブミクロンの精度で同じになる。
次いで、図４（ｄ）に示すように、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により、コア１４ｂを覆うように上部クラッド１４ｃの層を形成する。
次いで、図５（ｅ）に示すように、ダイシング加工等により、上流側凹部１２ｄ及び下流側１２ｅを形成する。
その後、光導波路構造体１を１つ１つ切り離す。切り離した光導波路構造体１の上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝の上に、光ファイバー２、４を支持して位置決めし、光ファイバー２、４を接着剤３０によって基板１２に固定する（図示せず）。
【００５１】
次に、図５及び図６を参照して、光導波路を形成する前の基板を、２つの例を挙げて説明する。図５及び図６においてそれぞれ、図１〜図３の構成要素と対応する構成要素には、記号「’」及び「''」を追加した符号を用いる。
図５は、光導波路が形成される前（図４ａの状態）における、本発明による光導波路構造体の基板の第１の例を示す平面図である。
基板１２’は、複数の光導波路構造体６’を同時に形成することができるように、４つの上流側溝列８’と、４つの下流側溝列１０’と、それらの間に配置された、光導波路を形成する部分１２ｂ’とを有している。上流側溝列８’と下流側溝列１０’とは、長手方向に交互に設けられている。上流側溝列８’の溝及び下流側溝列１０’の溝は、等間隔に配列されている。上流側溝列８’同士の溝及び下流側溝列１０’同士の溝はそれぞれ、長手方向に整列している。しかしながら、上流側溝列８’の溝と下流側溝列１０’の溝とは、長手方向に対する横方向にずらされて配置されている。具体的には、上流側溝列８’の溝と下流側溝列１０’の溝とは、横方向に互い違いに配置されている。光導波路を形成する部分１２ｂ’の上に光導波路のコア１４ｂ’を積層させることによって、任意の種類の光導波路、例えば、光スプリッタ及び光結合器５０、光合分波器５２、ピッチコンバータ５４等のための光導波路を任意の箇所に形成することが可能である。
【００５２】
また、図６は、光導波路が形成される前（図４ａの状態）における、本発明による光導波路構造体の基板の第２の例を示す平面図である。
基板１２''は、複数の光導波路構造体６''を同時に形成することができるように、３つの上流側溝列８''と、２つの下流側溝列１０''と、それらの間に配置された、光導波路を形成する部分１２ｂ''とを有している。上流側溝列８''と下流側溝列１０''とは、上流側溝列８''を両端にして長手方向に交互に設けられている。下流側溝列１０''及びその間に配置された上流側溝列８''の溝の長手方向長さは、両端に配置された上流側溝列８''の溝の長手方向長さの２倍である。上流側溝列８''の溝及び下流側溝列１０''の溝は、等間隔に配列されている。上流側溝列８''同士の溝及び下流側溝列１０''同士の溝はそれぞれ、長手方向に整列している。しかしながら、上流側溝列８''の溝と下流側溝列１０''の溝とは、長手方向に対する横方向にずらされて配置されている。具体的には、上流側溝列８''の溝と下流側溝列１０''の溝とは、横方向に互い違いに配置されている。光導波路を形成する部分１２ｂ''の上に光導波路のコア１４ｂ''を積層させることによって、任意の種類の光導波路、例えば、光スプリッタ及び光結合器５０、光合分波器５２、ピッチコンバータ５４等のための光導波路を任意の箇所に形成することが可能である。
【００５３】
次に、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体６における下部クラッド１４ａの厚さと、従来の光導波路構造体１０６の下部クラッド１１４ａの厚さの測定結果を説明する。
本発明による光導波路構造体６においても従来の光導波路構造体１０６においても、Ｖ字型断面の溝８、１０８のピッチは、２５０μｍとし。クラッド層に用いたポリマーを、フッ素化ポリイミドとした。下部クラッド１４ａ、１１４ａの厚さは、測定位置近傍の下部クラッドを一部除去し基板面を露出させた部分を基準として、接触型膜厚計（蝕針式表面形状測定装置を用いて測定した。
本発明による光導波路構造体１では、上流部分２４ａ、中間部分２４ｂ、下流部分２４ｃ（図１参照）において、下部クラッド１４ａの厚さを測定した。中間部分２４ａの下部クラッド１４ａの厚さに対する上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さの差はそれぞれ、平均−０.０７μｍ及び−０．１０μｍであり、その標準偏差はそれぞれ、０．１３及び０.０８であった。従って、上流部分２４ａにおける下部クラッド１４ａの厚さと下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さの差は、０．０３μｍであった。
従来の光導波路構造体３０６では、上流部分３２４ａ、中間部分３２４ｂ、下流部分３２４ｃ（図１参照）において、下部クラッド３１４ａの厚さを測定した。中間部分３２４ｂの下部クラッド３１４ａの厚さに対する上流部分３２４ａ及び下流部分３２４ｃにおける下部クラッド３１４ａの厚さの差はそれぞれ、平均＋０.０７μｍ及び−０．０６μｍであり、その標準偏差はそれぞれ、０．２０及び０.２７であった。従って、上流部分３２４ａにおける下部クラッド３１４ａの厚さと下流部分３２４ｃにおける下部クラッド３１４ａの厚さの差は、０．１３μｍであった。
両者を比較することにより、本発明による光導波路構造体６は、従来の光導波路構造体３０６よりも、上流部分２４ａ及び下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さ自体の標準偏差が小さく、しかも、上流部分２４ａにおける下部クラッド１４ａの厚さと下流部分２４ｃにおける下部クラッド１４ａの厚さの差が小さいことが確認された。
【００５４】
次に、本発明の第１の実施形態である光導波路構造体６を含む光導波路型光モジュール１における周囲温度の変化による挿入損失の変動と、従来の光導波路構造体３０６を含む光導波路型光モジュール３００における周囲温度の変化による挿入損失の変動の測定結果を説明する。
図７は、周囲温度を＋２５℃から＋８５℃まで上げた後、−４０℃まで下げ、その後、＋２５℃まで戻したときの、本発明による光導波路構造体６を含む光導波路型光モジュール１の挿入損失変動を示す図である。図８は、図７と同様に周囲温度を変化させたときの、従来の光導波路構造体３０６を含む光導波路型光モジュール３００の挿入損失変動を示す図である。
図７及び図８から分かるように、波長が１５５０ｎｍの光であっても１３１０ｎｍの光であっても、本発明による光導波路構造体６を含む光導波路型光モジュール１は、従来の光導波路構造体３０６を含む光導波路型光モジュール３００よりも、−４０℃〜＋８５℃の範囲の周囲温度の変化に対する挿入損失変動が少なかった。
【００５５】
次に、図９〜図１２を参照して、本発明による光導波路構造体の第２の実施形態を詳細に説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュールスプリッタの平面図である。また、図１０は、図９の線Ｘ−Ｘにおける部分的な拡大断面図であり、図１１は、図９の線ＸＩ−ＸＩにおける拡大断面図である。図１２は、図９の線ＸＩＩ−ＸＩＩにおける拡大断面図である。
【００５６】
図９〜図１２に示すように、光導波路型光モジュール１００は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー１０２と、長手方向に延び、上流側光ファイバー１０２と長手方向に間隔を隔て且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー１０４と、上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４を支持すると共に１本の上流側光ファイバー１０２を伝搬してきた光を８本の下流側光ファイバー１０４に伝達するための光導波路構造体１０６とを有している。光導波路型光モジュール１００は、更に、上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４をそれぞれ光導波路構造体１０６に向かって押える上流側押えリッド１０８ａ及び下流側押えリッド１０８ｂと、上流側押えリッド１０８ａと光導波路構造体１０６との間に挟持された挟持部材１１０と、光ファイバー１０２，１０４、光導波路構造体１０６、押えリッド１０８ａ、１０８ｂ及び挟持部材１１０を互いに固定するためにそれらの間に充填された接着剤１１２と、を有している。
上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４はそれぞれ、それらの長手方向に延びるコア１０２ａ、１０４ａを有している。光ファイバーの直径は、例えば、１２５μｍである。
【００５７】
光導波路構造体１０６は、基板１１４と、基板１１４の上に一体に形成された光導波路１１６とを有している。
光導波路１１６は、光ファイバー１０２、１０４間の任意の経路をするように成形されたコア１１６ａと、その周りに配置されたクラッド１１６ｂを含んでいる。本実施形態では、光ファイバー１０２、１０４間の光の伝達のために、上流側光ファイバー１０２と整列する１つの上流側ポート１２０と、下流側光ファイバー１０４と整列する８つの下流側ポート１２２とを有している。光導波路１１６のコア１１６ａは、１つの上流側ポート１２０から下流側に向かうにつれて分岐して、８つの下流側ポート１２２まで延びている。コア１１６ａ及びクラッド１１６ｂは、例えば、フッ素化ポリイミドで形成されている。
【００５８】
基板１１４は、上流側光ファイバー１０２を支持するための上流部１１４ａと、上流部１１４ａと隣接し且つ光導波路１１６が一体に形成された中央部１１４ｂと、下流側光ファイバー１０４を支持するための下流部１１４ｃとを有している。上流部１１４ａと中央部１１４ｂとの間には、上方向及び横方向に開口した上流側凹部１１４ｄが設けられ、中央部１１４ｂと下流部１１４ｃとの間には、上方向及び横方向に開口した下流側凹部１１４ｅが設けられている。基板１１４は、例えば、シリコンで形成される。
基板１１４の上流部１１４ａは、横幅Ｗを有する上面１２４を有し、この上面１２４に、光導波路１１６のコア１１６ａの上流側ポート１２０と長手方向に整列し且つ上流側光ファイバー１０２を支持して位置決めするための１つの支持溝１２６が設けられている。同様に、基板１１４の下流部１１４ｃは、横幅Ｗを有する上面１２８を有し、この上面１２８に、光導波路１１６のコア１１６ａの下流側ポート１２２と長手方向に整列し且つ下流側光ファイバー１０４を支持して位置決めするための８つの支持溝１３０が設けられている。支持溝１２６、１３０は、その上に光ファイバー１０２、１０４を支持して位置決めしたときに光ファイバー１０２、１０４のコア１０２ａ、１０４ａと光導波路１１６のコア１１６ａとが整列するように形成された断面形状を有し、本実施形態では、Ｖ字形断面を有している。また、上流側の支持溝１２６は、上面１２４の横幅に対する中心線ＷＣ上に、配置されている（図９参照）。
また、上流部１１４ａの上面１２４には、中心線ＷＣの横方向の一方の側及び他方の側にそれぞれ、光導波路１１６のコア１１６ａの上流側ポート１２０とずらされて配置された非支持溝１３２ａ、１３２ｂが設けられている。非支持溝１３２ａ、１３２ｂは、支持溝１２６と同じ断面形状を有している。
【００５９】
上流側押えリッド１０８ａは、基板１１４と同じ横幅Ｗを有している。図１０に示すように、押えリッド１０８ａは、下面１３４を有し、この下面１３４には、長手方向に上流側光ファイバー１０２と接触して上流側光ファイバー１０２を基板１１４に向かって押えるための接触溝１３６が設けられている。かくして、接触溝１３６は、支持溝１２６と対向している。本実施形態では、接触溝１３６は、Ｖ字形断面を有している。また、下面１３４には、非支持溝１３２ａ、１３２ｂと対向する対向溝１３８が設けられている。対向溝１３８は、接触溝１３６と同じ断面形状を有している。更に、下面１３４には、接触溝１３６と同じ断面形状を有する溝１４０が設けられている。これらの溝１３６、１３８、１４０は、等間隔に設けられている。また、上流側押えリッド１０８ａは、その重心を通り且つ長手方向に延びる中心線１０８ｃを有している。
下流側押えリッド１０８ｂは、対向溝１３８及び溝１４０がなく、接触溝１３６が基板１１４の下流部１１４ｃの上面１２８の支持溝１３０に対向して８つ設けられていること以外、上流側押えリッド１０８ａと同様の構成を有している。このため、同様の構成要素に上流側押えリッド１０８ａと同じ参照符号を付し、下流側押えリッド１０８ｂの説明を省略する。
【００６０】
挟持部材１１０は、光ファイバー１０２、１０４と同じ断面形状を有し、基板１１４の上流部１１４ａの非支持溝１３２ａ、１３２ｂと押え部材１０８ａの対向溝１３８との間に挟持されている。挟持部材１１０は、光ファイバーと同等の熱膨張係数を有する材料であることが好ましい。また、挟持部材１１０は、光ファイバーと同等の弾性率を有する材料であることが好ましい。そうすることで、周囲温度が変動したときの軸ずれ・チルト・ギャップ変動など、光導波路型光モジュール１００の挿入損失変動の要因となる現象を抑えることができ、その結果、かかる挿入損失変動を低減できる。かくして、挟持部材１１０は、光ファイバーであることが好ましい。
【００６１】
上流光ファイバー１０２は、上流側凹部１１４ｄの上に突出し且つ光導波路１１６の上流側ポート１２０に近接するように、上流部１１４ａの支持溝１２６に支持されて位置決めされている。
同様に、下流側光ファイバー１０４は、下流側凹部１１４ｅの上に突出し且つ光導波路１１６の下流側ポート１２２に近接するように、下流部１１４ｃの支持溝１３０に支持されて位置決めされている。上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４は、基板１１４、光導波路１１６及び押えリッド１０８ａ、１０８ｂに接着剤１１２によって固定されている。接着剤１１２は、例えば、紫外線硬化型樹脂である。
図１１では、リッドにＶ字形の溝が形成された場合を示しているが、溝の形状はＵ字形であってもよいし、溝がないフラットなリッドであってもよい。また、リッドが取り除かれていてもよい。すなわち、光導波路コアに光を伝搬できるように配置された光ファイバー以外に、光を伝達でき、対象となる光導波路コアが配置されていない光ファイバーが固定されるように接着された後、光ファイバー群を整列、押し付け、固定する目的で用いられたジグ等が取り除かれる方法によって、光ファイバー群が整列溝に実装されてもよい。
【００６２】
次に、光導波路型光モジュール１００の動作を説明する。
１本の上流側光ファイバー１０２を通って伝搬してきた光は、上流側ポート１２０から光導波路１１６に伝達され、下流側に進行につれて分岐され、８つの下流側ポート１２２から８本の下流側光ファイバー１０４に伝達される。従って、光導波路型光モジュール１００は、光スプリッタとして機能する。なお、光を下流側光ファイバー１０４から上流側光ファイバー１０２に逆方向に進行させることもでき、その場合、光導波路型光モジュール１００は、光結合器として機能する。
【００６３】
〔製造方法〕
次に、本発明の第２の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路構造体の製造方法の一例を説明する。
シリコン、高分子材料等で作られた基板１１４を準備し、Ｖ字形断面の支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂを、フォトリソグラフィにより作成したレジストパターンに従って異方性エッチングを施すことによって形成する。Ｖ字型断面の支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂは、基板１１４に対してサブミクロンの精度で形成される。このように、非支持溝１３２ａ、１３２ｂと支持溝１２６、１３０とは、いずれも同じ断面形状を有し、同一基板上に同一工程にて形成されることが好ましい。こうすることで、非支持溝１３２ａ、１３２ｂと支持溝１２６、１３０との間の製造のばらつきによる寸法ずれを低減することが可能である。その結果、支持溝１２６、１３０を形成する工程と別の工程で非支持溝１３２ａ、１３２ｂを形成したり、支持溝１２６、１３０の寸法と別の寸法の非支持溝１３２ａ、１３２ｂを使用したりする場合に比べて、挿入損失変動の低減効果が大きくなる。
次いで、支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂを形成した基板１１４に光導波路１１６を形成する。詳細に説明すると、光導波路１０６を高分子材料で形成する場合には、スピン塗布や鋳型などによりクラッド層１１６ｂ及びその上のコア１１６ａ層を形成した後、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチングなどのプロセス加工や、型押し等の機械加工を施してコア層から矩形断面の光導波路コア１１６ａを形成し、更に、上記と同様の方法により光導波路コア１１６ａを覆うようにクラッド層１１６ｂを形成して、光導波路１１６を形成する。また、光導波路１１６を石英で形成する場合には、火炎堆積法やＣＶＤ法などにより基板１１４の上に石英層を形成し、ドライエッチングなどのプロセス加工により矩形の石英コア１１６ａにした後、コア１１６ａを覆うようにクラッド層１１６ｂを形成して、光導波路１１６を形成する。支持溝１２６及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂの形成工程及び光導波路１０６の形成工程は、光ファイバー１０２、１０４を支持溝１２６に載せたときに光ファイバー１０２、１０４と光導波路１１６のコア１１６ａとがサブミクロンの精度で位置合わせされる位置関係が得られるように行われる。次いで、ダイシング加工等により、上流側凹部１１４ｄ及び下流側凹部１１４ｅを形成する。
次いで、基板１１４の支持溝１２６、１３０、非支持溝１３２ａ、１３２ｂ及び上面１２４、１２８に適量の接着剤１１２を塗布する。光ファイバー１０２、１０４がそれぞれ上流側凹部１１８及び下流側凹部１２０に突出するように、光ファイバー１０２、１０４を支持溝１２６、１３０に配置する。また、挟持部材１１０を非支持溝１３２ａ、１３２ｂに配置する。押えリッド１０８ａ、１０８ｂを光ファイバー１０２、１０４の上から所定の圧力で所定時間押すことにより、光ファイバー１０２、１０４を支持溝１２６、１３０に固定する。このとき、押えリッド１０８ａ、１０８ｂと基板１１４との間に気泡が入らないように注意する。
【００６４】
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施形態である光導波路構造体を説明する。図１３は、本発明の第３の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール（ピッチコンバータ）の平面図である。
ピッチコンバータ１４０は、図９〜図１２に示した本発明の第２の実施形態である光導波路構造体を含む光導波路型光モジュール１００と共通する構成要素を有しているので、共通する構成要素を同じ参照符号で参照し、その説明を省略する。上述した光導波路型光モジュール１００に対するピッチコンバータ１４０の相違点は、上流側光ファイバー１０２が４本であり、各上流側光ファイバー１０２の間に挟持部材１１０が配置され、４本の下流側光ファイバー１０４が等間隔に配置され、その両側に挟持部材１１０が２本ずつ下流側光ファイバー１０４と等間隔に配置され、光導波路１１６のクラッド１１６ｂが、各上流側光ファイバ−１０２から１対１で下流側光ファイバ−１０４に延びており、上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４に対応する基板１１４及び押えリッド１０８ａ、１０８ｂの位置に、支持溝１２６、１３０（図１３に示さず）及び接触溝１３６（図１３に示さず）が構成され、挟持部材１１０に対応する基板１１４及び押えリッド１０８ａ、１０８ｂの位置に、非支持溝１３２ａ、１３２ｂ（図１３に示さず）及び対向溝１３８（図１３に示さず）が構成されていることである。
このように構成されたピッチコンバータ１４０の下流側押えリッド１０８ｂにおいて、４つの挟持部材１１０がない場合、下流側光ファイバー１０４が配置されている領域に支持されている下流側押えリッド１０８ｂと基板１１２とは略平行であるが、４本の下流側光ファイバー１０４の両側に比較的大きい領域、例えば、下流側光ファイバー１０４のピッチよりも大きい領域が存在するとき、下流側押えリッド１０８ｂが基板１１２に対して僅かに横方向に傾くことがある。本実施形態では、挟持部材１１０を両側の領域に設けることにより、下流側押えリッド１０８の基板に対する傾きを抑制することができる。
【００６５】
次に、図１４〜図１６を参照して、本発明の第４の実施形態である光ファイバーアレイを詳細に説明する。
図１４は、本発明の第４の実施形態である光ファイバーアレイと光導波路とを結合した光モジュールの平面図である。また、図１５は、図１４の線ＸＶ−ＸＶにおける部分的な拡大断面図であり、図１６は、図１４の線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける拡大断面図である。
【００６６】
図１４〜図１６に示すように、光モジュール１５０は、長手方向に延びる１本の上流側光ファイバー１５２を含む、本発明による光ファイバーアレイ１５４と、上流側光ファイバー１５２と接続される光導波路構造体１５６と、光導波路構造体１５６と接続され且つ互いに横方向に配列された８本の下流側光ファイバー１５８を含む光ファイバーアレイ１６０と、光ファイバーアレイ１５４、１６０と光導波路構造体とを固定するための接着剤１６２とを有している。
上流側光ファイバー１５２及び下流側光ファイバー１５８はそれぞれ、上述した第２の実施形態の上流側光ファイバー１０２及び下流側光ファイバー１０４と同様の構造を有しているので、同様の構成要素には、同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
光導波路構造体１５６は、基板１６４と、その上に一体に形成された光導波路１６６とを有している。基板１６４及び光導波路１６６はそれぞれ、第２の実施形態の基板１１４の中間部１１４ｂ及び光導波路１１６と同様の構成要素を有しているので、同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００６７】
光ファイバーアレイ１５４は、上流側光ファイバー１５２を支持する基板１６８と、上流側光ファイバー１５２を基板１６８に向かって押える上流側押えリッド１７０と、基板１６８と上流側押えリッド１７０との間に挟持された挟持部材１７２とを有している。基板１６８、上流側光ファイバー１５２及び上流側押えリッド１７０はそれらの間の空間に充填された接着剤１７４によって互いに固定されている。基板１６８、上流側押えリッド１７０、挟持部材１７２及び接着剤１７４はそれぞれ、第２の実施形態の基板１１４の上流部１１４ａ、上流側押えリッド１０８ａ、挟持部材１１０及び接着剤１１２と同様の構成を有しているので、同様の構成には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
また、光ファイバーアレイ１６０は、下流側光ファイバー１５８を支持する基板１７６と、下流側光ファイバー１５８を基板１７６に向かって押える下流側押えリッド１７８と、を有している。基板１７６、下流側光ファイバー１５８及び下流側押えリッド１７８は、それらの間の空間に充填された接着剤１８０によって互いに固定されている。基板１７６、下流側押えリッド１７８及び接着剤１８０はそれぞれ、第２の実施形態の下流側押えリッド１０８ｂ、基板１１４の下流部１１４ｃ及び接着剤１１２と同様の構成を有しているので、同様の構成には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。
【００６８】
次に、本発明の第４の実施形態である光ファイバーアレイの製造方法の一例を説明する。
光ファイバーアレイ１５４の製造方法は、第２の実施形態の光導波路構造体の製造方法のうちの光導波路を形成する工程を省略すること以外、かかる製造方法と同様である。従って、その説明を省略する。通例の光ファイバーアレイの製造方法に従って、端面を切り出した後、研磨加工してもよい。
【００６９】
以上、本発明による実施形態である光ファイバー構造体を説明したけれども、本発明は、この実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内での種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されることは言うまでもない。
上述した実施形態では、光導波路型光モジュールを光スプリッタとして説明したが、任意の光導波路を採用することができ、光結合器、光合分波器、ピッチコンバータ等であっても良い。この場合、用語「上流側」及び「下流側」は必ずしも光の流れ方向を表すことにならず、逆方向になることがある。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の各溝の断面をＶ字形断面としたが、光ファイバーを支持して位置決めすることができる形状の断面であれば、Ｕ字形、矩形等、その他の断面であっても良い。また、光ファイバーが配置されない溝の形状及び幅、長さ、深さ等の寸法は、任意のポートにおける下部クラッド層の厚さを他のポートの下部クラッド層の厚さに近づけることができれば任意である。
また、第１の実施形態では、上流側光ファイバーの数よりも下流側光ファイバーの数が多い場合を説明したが、従来よりも挿入損失を小さくすることができれば、上流側光ファイバーの数と下流側光ファイバーの数とが同数であっても良い。
また、第１の実施形態では、光導波路構造体６に配置される上流側光ファイバーが１本である場合を説明し、その場合に、挿入損失を小さくする効果が大きいと考えられるが、従来よりも挿入損失を小さくすることができれば、上流側光ファイバーの本数は２本以上であっても良い。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝を、光導波路構造体６の横幅全体にわたって設けたが、その一部分に設けられていても良い。例えば、上流側溝列８において、溝８ｃ、８ｄだけ又は溝８ｃ、８ｄ、８ｅだけを設けて、他の溝８ａ、８ｂ、（８ｅ）、８ｆ、８ｇを省略しても良い。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８及び下流側溝列１０の溝はすべて等間隔に配置されていたが、任意のポートにおける下部クラッド層の厚さを他のポートの下部クラッド層の厚さに近づけることができれば、溝の間隔は任意である。例えば、上流側溝列８において、溝８ｃと８ｄの間隔及び溝８ｄと８ｅの間隔を下流側溝列の溝列１０の溝の間隔と同じにし、他の溝８ａと８ｂ等の間隔をそれよりも大きくしても良い。また、上流側溝列の溝の間隔を下流側溝列の溝の間隔と異なる間隔にしても良い。
また、第１の実施形態では、下流側溝列１０の溝１０ａ〜１０ｈのすべてに下流側光ファイバー４が配置されていたけれども、下流側光ファイバーが配置されない溝があっても良い。
また、第１の実施形態では、上流側溝列８の溝と下流側溝列１０の溝とは、横方向にずらされていたが、漏れ光が無視できる程度であれば、両者が対向するように配置されていても良い。
【００７０】
また、第２〜第４の実施形態では、支持溝１２６、１３０及び非支持溝１３２ａ、１３２ｂの各溝の断面をＶ字形断面としたが、光ファイバーを支持して位置決めすることができる形状の断面であれば、Ｕ字形、矩形等、その他の断面であっても良い。
また、第２〜第４の実施形態では、上流側押えリッド１０８ａ、１７０の接触溝１３６は、Ｖ字形断面を有しているが、上流側光ファイバー１０２、１５２を押えることができれば、Ｕ字形、矩形等の任意の断面形状をとることができる。また、上流側光ファイバー１０２、１５２を押えることができれば、下面１３４に接触溝１３６がなくても良い。また、上流側押えリッド１０８ａ、１７０は、上述した実施形態のように、上流側光ファイバー１０２、１５２と直接接触していても良いし、上流側光ファイバー１０２、１５２と間隔をおきその間に接着剤１１２を介在していても良い。
また、第２及び第４の実施形態では、上流側光ファイバー１０２、１５２を支持する支持溝１２６は、上面１２４の横方向中心に設けられていたが、上流側押えリッド１０８ａ、１７０の中心線１０８ｃが、支持溝と非支持溝の間にあれば、支持溝１２６は、中心に設けられていなくても良いし、中心線１０８ｃの横方向の一方の側に複数設けられていても良い。
また、第２及び第４の実施形態では、挟持部材１１０、１７２を２つ設けたが、１つだけ設けても良いし、３つ以上設けても良い。その場合、非支持溝１３２ａ、１３２ｂ及び対向溝１３８が挟持部材１０，７２の数に応じて設けられる。しかしながら、挟持部材１０、７２の数よりも多い非支持溝１３２ａ、１３２ｂ及び対向溝１３８を設けても良い。
【符号の説明】
【００７１】
２ 上流側光ファイバー
２ａ コア
４ 下流側光ファイバー
４ａ コア
６ 光導波路構造体
８ 上流側溝列
８ａ〜８ｇ 溝
１０ 下流側溝列
１０ａ〜１０ｈ 溝
１２ 基板
１４ 光導波路
１４ａ 下部クラッド
１４ｂ コア
２０ 上流側ポート
２２ 下流側ポート
１００ 光導波路型光モジュール
１０２ 上流側光ファイバー
１０２ａ コア
１０６ 光導波路構造体
１０８ａ 上流側押えリッド
１１０ 挟持部材
１１２ 接着剤
１１４ 基板
１１４ａ 基板の上流部
１１６ 光導波路
１１６ａ コア
１２４ 上面
１２６ 支持溝
１３２ａ、１３２ｂ 非支持溝
１５２ 上流側光ファイバー
１５４ 光ファイバーアレイ
１６８ 基板
１７０ 上流側押えリッド
１７２ 挟持部材
１７４ 接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延び且つ横方向に配列された溝からなる第１の溝列及び第２の溝列が互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板と、前記第１の溝列と前記第２の溝列との間の前記基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、
前記光導波路は、前記基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、前記光導波路のコアは、光ファイバーを前記第１の溝列及び前記第２の溝列の溝の上に支持して位置決めしたときに光ファイバーのコアと上下方向に同じレベルで整列するように形成されると共に、前記第１の溝列及び前記第２の溝列に位置決めされる光ファイバー間の光の伝達のために、前記第１の溝列の溝と整列する少なくとも１つの第１のポートと、前記第２の溝列の溝と整列する、前記第１のポートと同数の又はそれよりも多い第２のポートと、を有し、
前記第１の溝列の溝数に対する前記第２の溝列の溝数の比が、前記第１のポートの数に対する前記第２のポートの数に対する比よりも小さいことを特徴とする光導波路構造体。
【請求項２】
前記第２の溝列の溝は、等間隔に設けられ、前記第１の溝列は、前記第１のポートの１つと整列する整列溝と、この整列溝の両側に隣接し且つそれから横方向に等間隔に配置された２つの横側溝とを含み、この横側溝のうちの少なくとも一方は、前記第１のポートのどれからもずらされて配置されることを特徴とする請求項１に記載の光導波路構造体。
【請求項３】
前記整列溝と前記横側溝との間の間隔は、前記第２の溝列の溝の間隔と同じであることを特徴とする請求項２に記載の光導波路構造体。
【請求項４】
前記第１の溝列及び前記第２の溝列は、前記光導波路構造体の横幅全体にわたって等間隔に設けられ、前記第１の溝列の溝の間隔と前記第２の溝列の溝の間隔とは同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路構造体。
【請求項５】
前記第１の溝列の溝と前記第２の溝列の溝とは、互いに横方向にずらされて互い違いに配置されることを特徴とする請求項４に記載の光導波路構造体。
【請求項６】
前記光導波路のクラッド及びコアは、ポリマーで形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光導波路構造体。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の光導波路構造体と、
前記第１のポートと整列するように前記第１の溝列の溝に位置決めされた第１の光ファイバーと、
前記第２のポートに整列するように前記第２の溝列の溝に位置決めされた第２の光ファイバーと、を有することを特徴とする光導波路型光モジュール。
【請求項８】
長手方向に延びる溝を有する基板と、前記溝と長手方向に隣接して前記基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、
前記光導波路は、前記基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、前記光導波路のコアは、前記溝に位置決めされる光ファイバーのコアと前記光導波路のコアとの間で光が伝達されるように設けられた少なくとも第１のポート及び第２のポートを有し、
前記溝は、前記第１のポートと整列した第１の整列溝と、前記第１の整列溝と横方向に隣接して配置された隣接溝と、前記第２のポートと整列した第２の整列溝と、前記第２のポートにおけるクラッドの厚さを前記第１のポートにおけるクラッドの厚さに近づけるように、前記第２の整列溝と横方向に隣接し且つ前記ポートのどれからもずらされて設けられた非整列溝と、を含むことを特徴とする光導波路構造体。
【請求項９】
光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、
長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、
前記基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、前記支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、
前記支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面には、その横幅に対する中心線の上又はその横方向の一方の側に、前記光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、前記光導波路のコアとずらされて配置され且つ前記整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴とする光導波路構造体。
【請求項１０】
前記整列溝は、前記中心線上に１つ設けられ、前記非整列溝は、前記整列溝の横方向両側に設けられることを特徴とする請求項９に記載の光導波路構造体。
【請求項１１】
長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、
前記基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、前記支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、
前記支持部分に支持された光ファイバーと、
前記光ファイバーを前記基板の支持部分に向って押える押え部材と、
前記光ファイバーを前記支持部分に固定するために、前記支持部分、前記光ファイバー及び前記押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、
前記支持部分は、上面を含み、この上面には、前記押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又はその横方向の一方の側に、前記光導波路のコアと長手方向に整列し且つ前記光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、前記光導波路のコアとずらされて配置され且つ前記支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、
更に、前記非支持溝と前記押え部材との間に挟持され且つ前記光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を有することを特徴とする光導波路型光モジュール。
【請求項１２】
光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイであって、 長手方向に延びる光ファイバーを支持する支持基板と、
前記支持基板に支持された光ファイバーと、
前記光ファイバーを前記支持基板に向って押える押え部材と、
前記光ファイバーを前記支持基板に固定するために、前記支持基板、前記光ファイバー及び前記押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、
前記支持基板は、上面を含み、この上面には、前記押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又は一方の側に、前記光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、前記支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、
更に、前記光ファイバーと同じ断面形状を有し且つ前記基板の非支持溝と前記押え部材との間に挟持される挟持部材を有することを特徴とする光ファイバーアレイ。
【請求項１３】
光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、
長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、
前記基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、前記支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、
前記支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面は、前記光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が複数設けられた、前記上面の横幅に対する中心線を含む領域と、その両側の領域とを有し、前記両側の領域には、前記光導波路のコアとずらされて配置され且つ前記整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴とする光導波路構造体。
【請求項１】
長手方向に延び且つ横方向に配列された溝からなる第１の溝列及び第２の溝列が互いに長手方向に間隔を隔てて設けられた基板と、前記第１の溝列と前記第２の溝列との間の前記基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、
前記光導波路は、前記基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、前記光導波路のコアは、光ファイバーを前記第１の溝列及び前記第２の溝列の溝の上に支持して位置決めしたときに光ファイバーのコアと上下方向に同じレベルで整列するように形成されると共に、前記第１の溝列及び前記第２の溝列に位置決めされる光ファイバー間の光の伝達のために、前記第１の溝列の溝と整列する少なくとも１つの第１のポートと、前記第２の溝列の溝と整列する、前記第１のポートと同数の又はそれよりも多い第２のポートと、を有し、
前記第１の溝列の溝数に対する前記第２の溝列の溝数の比が、前記第１のポートの数に対する前記第２のポートの数に対する比よりも小さいことを特徴とする光導波路構造体。
【請求項２】
前記第２の溝列の溝は、等間隔に設けられ、前記第１の溝列は、前記第１のポートの１つと整列する整列溝と、この整列溝の両側に隣接し且つそれから横方向に等間隔に配置された２つの横側溝とを含み、この横側溝のうちの少なくとも一方は、前記第１のポートのどれからもずらされて配置されることを特徴とする請求項１に記載の光導波路構造体。
【請求項３】
前記整列溝と前記横側溝との間の間隔は、前記第２の溝列の溝の間隔と同じであることを特徴とする請求項２に記載の光導波路構造体。
【請求項４】
前記第１の溝列及び前記第２の溝列は、前記光導波路構造体の横幅全体にわたって等間隔に設けられ、前記第１の溝列の溝の間隔と前記第２の溝列の溝の間隔とは同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光導波路構造体。
【請求項５】
前記第１の溝列の溝と前記第２の溝列の溝とは、互いに横方向にずらされて互い違いに配置されることを特徴とする請求項４に記載の光導波路構造体。
【請求項６】
前記光導波路のクラッド及びコアは、ポリマーで形成されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光導波路構造体。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の光導波路構造体と、
前記第１のポートと整列するように前記第１の溝列の溝に位置決めされた第１の光ファイバーと、
前記第２のポートに整列するように前記第２の溝列の溝に位置決めされた第２の光ファイバーと、を有することを特徴とする光導波路型光モジュール。
【請求項８】
長手方向に延びる溝を有する基板と、前記溝と長手方向に隣接して前記基板の上に積層された光導波路と、を有する光導波路構造体であって、
前記光導波路は、前記基板の上に積層されたクラッドと、このクラッドの上に積層されたコアと、を含み、前記光導波路のコアは、前記溝に位置決めされる光ファイバーのコアと前記光導波路のコアとの間で光が伝達されるように設けられた少なくとも第１のポート及び第２のポートを有し、
前記溝は、前記第１のポートと整列した第１の整列溝と、前記第１の整列溝と横方向に隣接して配置された隣接溝と、前記第２のポートと整列した第２の整列溝と、前記第２のポートにおけるクラッドの厚さを前記第１のポートにおけるクラッドの厚さに近づけるように、前記第２の整列溝と横方向に隣接し且つ前記ポートのどれからもずらされて設けられた非整列溝と、を含むことを特徴とする光導波路構造体。
【請求項９】
光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、
長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、
前記基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、前記支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、
前記支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面には、その横幅に対する中心線の上又はその横方向の一方の側に、前記光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、前記光導波路のコアとずらされて配置され且つ前記整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴とする光導波路構造体。
【請求項１０】
前記整列溝は、前記中心線上に１つ設けられ、前記非整列溝は、前記整列溝の横方向両側に設けられることを特徴とする請求項９に記載の光導波路構造体。
【請求項１１】
長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、
前記基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、前記支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、
前記支持部分に支持された光ファイバーと、
前記光ファイバーを前記基板の支持部分に向って押える押え部材と、
前記光ファイバーを前記支持部分に固定するために、前記支持部分、前記光ファイバー及び前記押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、
前記支持部分は、上面を含み、この上面には、前記押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又はその横方向の一方の側に、前記光導波路のコアと長手方向に整列し且つ前記光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、前記光導波路のコアとずらされて配置され且つ前記支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、
更に、前記非支持溝と前記押え部材との間に挟持され且つ前記光ファイバーと同じ断面形状を有する挟持部材を有することを特徴とする光導波路型光モジュール。
【請求項１２】
光導波路と結合することにより光モジュールを構成する光ファイバーアレイであって、 長手方向に延びる光ファイバーを支持する支持基板と、
前記支持基板に支持された光ファイバーと、
前記光ファイバーを前記支持基板に向って押える押え部材と、
前記光ファイバーを前記支持基板に固定するために、前記支持基板、前記光ファイバー及び前記押え部材の間の空間に充填された接着剤と、を有し、
前記支持基板は、上面を含み、この上面には、前記押え部材の重心を通り且つ長手方向に延びる中心線の上又は一方の側に、前記光ファイバーを支持する支持溝が設けられ、少なくとも前記中心線の上又は他方の側に、前記支持溝と同じ断面形状を有する非支持溝が設けられ、
更に、前記光ファイバーと同じ断面形状を有し且つ前記基板の非支持溝と前記押え部材との間に挟持される挟持部材を有することを特徴とする光ファイバーアレイ。
【請求項１３】
光導波路型光モジュールの構成要素である光導波路構造体であって、
長手方向に延びる光ファイバーを支持するための支持部分を有する基板と、
前記基板の支持部分に隣接して前記基板と一体に形成され、前記支持部分に支持される光ファイバーとの間で光を伝達するためのコアを含む光導波路と、を有し、
前記支持部分は、横幅を有する上面を含み、この上面は、前記光導波路のコアと長手方向に整列し且つ光ファイバーを支持するための整列溝が複数設けられた、前記上面の横幅に対する中心線を含む領域と、その両側の領域とを有し、前記両側の領域には、前記光導波路のコアとずらされて配置され且つ前記整列溝と同じ断面形状を有する非整列溝が設けられることを特徴とする光導波路構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−１６９４４８（Ｐ２００９−１６９４４８Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１３８４０（Ｐ２００９−１１３８４０）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【分割の表示】特願２００５−５１８１１６（Ｐ２００５−５１８１１６）の分割
【原出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【分割の表示】特願２００５−５１８１１６（Ｐ２００５−５１８１１６）の分割
【原出願日】平成１７年６月１６日（２００５．６．１６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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