JP2003329862A

JP2003329862A - 光導波路モジュール

Info

Publication number: JP2003329862A
Application number: JP2002140520A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sasaki; 隆佐々木; Takeo Komiya; 健雄小宮
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】余分な散乱光の発生が低減されて、信号光の
モニタ特性を向上することが可能な光導波路モジュール
を提供する。【解決手段】平面導波路型光回路１において、光導波
路２_nを横切るように形成された斜めの溝３の内側に反
射フィルタ４を設置し、反射フィルタ４からの反射光を
光検出器アレイ６の光検出器６１_nで検出して、信号光
の光強度をモニタする。また、溝３の一部を構成してい
る光回路１の基板１０について、光導波路２_nのコア２
０、及び反射フィルタ４を固定しているフィルタ固定用
樹脂５と略同一の屈折率を有するガラス材料からなるガ
ラス基板を用いる。これにより、溝３の各部位での光の
反射が抑制されるので、溝３の内部における余分な散乱
光の発生、及びその閉じ込め等が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に設けられ
た光導波路を有する光導波路モジュールに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバまたは平面光導波路などの光
導波路を用いた光回路においては、各光導波路を伝送さ
れる信号光の光強度を一定に保つなど、信号光の光強度
を好適な値に制御することが望ましい場合がある。この
ような場合、信号光の光強度を光回路中でモニタし、あ
るいはさらに、モニタした結果に基づいて光強度を制御
することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した信号光の光強
度のモニタには、従来、光導波路上に光カプラを設けて
信号光の一部を分岐する方法が用いられている。この方
法では、光導波路上の所定の位置に光カプラを設けて信
号光を数％程度分岐し、分岐した光の光強度を光検出器
でモニタすることによって、その光導波路を伝送されて
いる信号光の光強度をモニタする。ここで、このように
光カプラを用いた場合、光回路を構成する光学部品の点
数が増加する上、それらを融着接続する必要があるた
め、光回路の構成及び製造工程が複雑化するという問題
がある。

【０００４】これに対して、光カプラを用いることな
く、信号光の一部を反射によって取り出して光強度をモ
ニタする方法が提案されている。そのような装置とし
て、例えば、文献「笠原他、”ＰＬＣハイブリッド集
積型８ｃｈタップ付き光パワーモニタ”、２００２年電
子情報通信学会総合大会Ｃ−３−４９」に記載されてい
る装置がある。

【０００５】この装置では、平面導波路型の光導波路を
伝搬される信号光に対し、平面導波路型光回路に形成し
た溝の内側に多層膜フィルタを挿入して、信号光の一部
を反射する。そして、多層膜フィルタによって反射され
た信号光をフォトダイオードで検出することにより、信
号光の光強度をモニタしている。また、このモニタ装置
においては、迷光によるチャンネル間のクロストークを
抑制するため、多層膜フィルタとフォトダイオードとの
間などでの所定の部位に、光吸収材料を充填した遮光溝
を形成している。

【０００６】しかしながら、このように反射フィルタか
らの反射光を用いて伝搬される信号光をモニタする構成
では、光導波路に対して反射フィルタを挿入するための
溝の内部において、各部位での光の反射などによって余
分な散乱光が発生するという問題がある。このような散
乱光は、反射フィルタからの反射光を検出するフォトダ
イオードでのＳ／Ｎ比や、隣接するフォトダイオード間
でのクロストークなどの信号光のモニタ特性を劣化させ
る原因となる。

【０００７】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、余分な散乱光の発生が低減され
て、信号光のモニタ特性を向上することが可能な光導波
路モジュールを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による光導波路モジュールは、（１）
基板、及び基板上に設けられた光導波路を含んで構成さ
れ、光導波路の所定位置を横切るように形成された溝を
有する光回路と、（２）光回路の溝の内側に光導波路を
伝搬される信号光が通過する部位を含むように設置さ
れ、信号光の一部を所定の反射率によって反射する反射
フィルタと、（３）少なくとも溝の内側を封止するよう
に充填されて反射フィルタを固定するフィルタ固定用樹
脂と、（４）反射フィルタによって信号光の一部が反射
された反射光を検出する光検出器とを備え、（５）光回
路の溝は、所定の信号光波長帯域内にある波長を有する
信号光に対して、光導波路のコア及びフィルタ固定用樹
脂と略同一の屈折率を有する材料によって形成されてい
ることを特徴とする。

【０００９】上記した光導波路モジュールにおいては、
光導波路上に設けられた溝に挿入された反射フィルタを
用いて信号光の光強度をモニタすることにより、光回路
の構成及び製造工程が簡単化されている。また、反射フ
ィルタを挿入するために光回路に設けられる溝を構成し
ている各部位の材料について、光導波路のコア、及び溝
の内側の充填樹脂と略同一の屈折率の材料を用いること
としている。これにより、光導波路を含む光回路に形成
された溝の内壁部分、フィルタ固定用樹脂、及びそれら
の境界面などの各部位での光の反射が抑制されるので、
溝の内部における余分な散乱光の発生が低減される。し
たがって、信号光のモニタ特性を向上することが可能な
光導波路モジュールが得られる。

【００１０】また、光導波路モジュールは、光回路の溝
の一部が、基板の所定部位を除去することによって形成
され、基板は、光導波路のコア及びフィルタ固定用樹脂
と略同一の屈折率を有する材料からなることを特徴とす
る。このような材料からなる基板を用いて光回路を構成
することにより、上記した条件を満たす溝を光回路に容
易に形成することができる。

【００１１】また、光回路の溝を形成する材料は、光導
波路のコア及びフィルタ固定用樹脂と略同一の屈折率を
有するガラス材料であることが好ましい。このように、
加工性が良好でかつ安価なガラス材料を用いることによ
り、低コストで光導波路モジュールを作製することがで
きる。あるいは、ガラス材料以外の材料を用いても良
い。

【００１２】また、光回路は、光導波路としてＮ本（Ｎ
は複数）の光導波路を有し、光回路の溝の内側には、Ｎ
本の光導波路にそれぞれ対応するＮ個の反射フィルタが
設置されるとともに、溝の内側におけるＮ個の反射フィ
ルタのそれぞれの間には、光遮蔽手段が設けられている
ことを特徴とする。これにより、隣接するチャンネル間
でのクロストークの発生が抑制されるので、信号光のモ
ニタ特性をさらに向上することができる。

【００１３】また、光回路の溝は、光導波路の光軸に直
交する垂直軸に対して所定の傾き角度θ（０°＜θ）で
斜めに形成されていることを特徴とする。このような構
成により、反射フィルタからの反射光を光検出器で検出
することによって信号光の光強度のモニタを行う構成
を、好適に実現することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
光導波路モジュールの好適な実施形態について詳細に説
明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸
法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

【００１５】図１は、本発明による光導波路モジュール
の第１実施形態の構成を示す平面図である。この光導波
路モジュールは、基板１０、及び基板１０上に設けられ
た８本（８チャンネル）の光導波路２₁〜２₈を有して構
成される光回路１を備えている。本実施形態において
は、光導波路２₁〜２₈として、基板１０上に形成された
平面導波路型の光導波路が用いられている。

【００１６】光導波路２₁〜２₈のそれぞれは、所定の光
伝送方向（図１中の矢印の方向）に沿って、平面導波路
型光回路１の入力端１１から出力端１２に向かって、互
いに平行かつ等間隔に形成されている。また、平面導波
路型光回路１の光伝送方向に対する所定位置に、光導波
路２₁〜２₈を横切る溝３が形成されている。

【００１７】この光回路１の溝３には、その内側に、各
光導波路２₁〜２₈を伝搬される信号光の一部を所定の反
射率によって反射する反射フィルタ４が設置されてい
る。溝３の内側は、充填樹脂５によって封止されてい
る。また、溝３よりも光伝送方向の上流側の位置で、平
面導波路型光回路１の上面側には、光検出器アレイ６が
設置されている。この光検出器アレイ６は、平面導波路
型光回路１に設けられた８本の光導波路２₁〜２₈にそれ
ぞれ対応する８個の光検出器６１₁〜６１₈を有してい
る。

【００１８】図２は、図１に示した光導波路モジュール
の断面構造を、光導波路２_n（ｎ＝１〜８）の光軸方向
（平面導波路型光回路１の光伝送方向）に沿って示す断
面図である。なお、この図２においては、溝３、反射フ
ィルタ４、及び光検出器アレイ６を含む部分を拡大して
示してある。

【００１９】平面導波路型光回路１における光導波路２
_nは、図２に示すように、下部クラッド２２、コア２
０、及び上部クラッド２１が基板１０上に形成されるこ
とによって構成されている。この光導波路２_nに対し
て、光導波路２_nを所定位置で横切る溝３は、コア２０
に相当し、光導波路２_nを伝搬される信号光が通過する
部位を少なくとも含む深さｄで形成されている。また、
この溝３は、光導波路２_nの光軸に直交（基板１０に直
交）する垂直軸に対して、所定の傾き角度θ（０°＜
θ）で斜めに形成されている。

【００２０】本実施形態においては、溝３の深さｄは下
部クラッド２２までの光導波路２_nの厚さよりも大きく
設定されており、溝３の下方の一部は、基板１０の所定
部位を除去することによって形成されている。このと
き、光回路１における溝３の内壁部分は、コア２０、ク
ラッド２１、２２、及び基板１０によって構成されてい
る。

【００２１】溝３の内側には、反射フィルタ４が挿入さ
れている。反射フィルタ４は、溝３と略同一の傾き角度
θで、光導波路２_nを伝搬される信号光が通過する部位
を少なくとも含むように設置されている。この反射フィ
ルタ４は、好ましくは誘電体多層膜フィルタからなり、
光導波路２_nを伝搬される所定の信号光波長帯域内にあ
る波長を有する信号光の一部を所定の反射率で反射す
る。

【００２２】平面導波路型光回路１の上部クラッド２１
の上面側にある所定位置には、各光導波路２_nにそれぞ
れ対応した光検出器６１_n（ｎ＝１〜８）を有する光検
出器アレイ６が設置されている。この光検出器アレイ６
は、光導波路２_nを伝搬される信号光の一部が反射フィ
ルタ４で反射された反射光が、それぞれ対応する光検出
器６１_nの受光面へと入射されるように配置されてい
る。

【００２３】本実施形態においては、光検出器アレイ６
は、平面導波路型光回路１の上面に対して、受光面が角
度α（０°＜α＜９０°）で斜めとなるように設置され
ている。この角度αは、好ましくは、反射フィルタ４か
らの反射光が光検出器６１_nの受光面に対して略直交す
る角度βで入射されるように設定される。図２に示した
構成例では、光検出器アレイ６の光検出器６１_nとして
表面入射型のフォトダイオードが用いられており、反射
フィルタ４に対面している光検出器アレイ６の表面が、
反射フィルタ４からの反射光が入射される受光面となっ
ている。

【００２４】また、光検出器６１_nの受光面には、光導
波路２_nを伝搬されている信号光の信号光波長帯域に対
応する所定の波長帯域に対して、その波長帯域内の光の
反射を防止するコート膜である反射防止コート（ＡＲコ
ート）が設けられている。

【００２５】反射フィルタ４を含む溝３の内側は、充填
樹脂５によって封止されている。この充填樹脂５は、溝
３の内側に設置された反射フィルタ４を固定するフィル
タ固定用樹脂となっている。フィルタ固定用樹脂５とし
ては、好ましくは、信号光が伝搬される光導波路２_nの
コア２０と略同一の屈折率を有する樹脂材料が用いられ
る。

【００２６】本実施形態におけるフィルタ固定用樹脂５
は、溝３の内側を封止している内部充填樹脂部５１と、
溝３の上部を含む平面導波路型光回路１の上面側の所定
範囲を封止している上部充填樹脂部５２とからなる。こ
れらの内部充填樹脂部５１及び上部充填樹脂部５２は、
同一の樹脂材料を用いて一体に形成されている。一般に
は、フィルタ固定用樹脂は、少なくとも溝の内側を封止
するように充填されて形成される。

【００２７】また、上部充填樹脂部５２は、光検出器ア
レイ６の受光面を少なくとも含む範囲で設けられてい
る。これにより、信号光の一部を反射する反射フィルタ
４と、反射フィルタ４からの反射光を検出する光検出器
６１_nとの間において、反射光が伝搬する反射光路がフ
ィルタ固定用樹脂５によって充填されている。

【００２８】ここで、平面導波路型光回路１に設けられ
た反射フィルタ４を挿入するための溝３は、信号光波長
帯域内にある波長を有する信号光に対して、光導波路２
_nのコア２０、及びフィルタ固定用樹脂５と略同一の屈
折率を有する材料によって形成されている。具体的に
は、その内壁部分がコア２０、クラッド２１、２２、及
び基板１０から構成されている図２に示す溝３において
は、溝３の一部を構成している基板１０として、光導波
路２_nのコア２０、及びフィルタ固定用樹脂５と略同一
の屈折率を有するガラス材料からなるガラス基板が用い
られる。なお、コア２０と、クラッド２１、２２との屈
折率差は、一般には充分に小さい。

【００２９】以上の構成において、入力端１１側の光導
波路２_nを伝搬されてきた所定波長の信号光が、上流側
端面３１を介して溝３内の内部充填樹脂部５１へと出射
されると、信号光の一部が光軸に対して斜めの反射フィ
ルタ４によって、所定の反射率で平面導波路型光回路１
の斜め上方へと反射される。また、それ以外の信号光成
分は、内部充填樹脂部５１及び反射フィルタ４を透過し
て、下流側端面３２を介して出力端１２側の光導波路２
_nへと入射される。

【００３０】一方、反射フィルタ４によって反射された
反射光は、内部充填樹脂部５１、及び上部充填樹脂部５
２を介して光検出器アレイ６に到達し、その受光面から
光検出器６１_nへと所定の入射角度βで入射される。そ
して、光検出器６１_nで検出された反射光の光強度か
ら、光導波路２_nを伝搬されている信号光の光強度がモ
ニタされる。

【００３１】本実施形態の光導波路モジュールの効果に
ついて説明する。

【００３２】図１及び図２に示した光導波路モジュール
においては、光回路１に設けられた光導波路２_nを伝搬
される信号光を光カプラなどによって分岐するのではな
く、光導波路２_n上に設けられた溝３に設置した反射フ
ィルタ４によって信号光の一部を反射させ、その反射光
によって信号光の光強度をモニタすることが可能な構成
としている。これにより、光回路の構成及び製造工程が
簡単化される。

【００３３】また、反射フィルタ４を挿入するために平
面導波路型光回路１に設けられる溝３を構成している各
部位の材料について、光導波路２_nのコア２０、及び溝
３の内側を充填するフィルタ固定用樹脂５と略同一の屈
折率の材料を用いることとしている。これにより、光導
波路２₁〜２₈を含む光回路１に形成された溝３の内壁部
分、フィルタ固定用樹脂５、及びそれらの境界面などの
各部位での光の反射が抑制されるので、溝３の内部にお
ける余分な散乱光の発生が低減される。したがって、信
号光のモニタ特性を向上することが可能な光導波路モジ
ュールが得られる。

【００３４】このような溝３の具体的な構成としては、
上記実施形態に示す例では、溝３の一部を構成している
基板１０について、光導波路２_nのコア２０、及びフィ
ルタ固定用樹脂５と略同一の屈折率の材料からなる基板
を用いている。このような材料からなる基板１０を用い
て光回路１を構成することにより、上記した条件を満た
す溝３を平面導波路型光回路１において容易に形成する
ことができる。

【００３５】また、光回路１の溝３を形成する材料につ
いては、基板１０の材料として、光導波路２_nのコア２
０、及びフィルタ固定用樹脂５と略同一の屈折率を有す
るガラス材料を用いている。このように、加工性が良好
でかつ安価なガラス材料を用いることにより、低コスト
で光導波路モジュールを作製することができる。あるい
は、ガラス材料以外の材料を用いても良い。また、基板
以外の部材が溝を構成している場合には、そのような部
材の材料として、上記した基板１０と同様に、光導波路
のコア及びフィルタ固定用樹脂と略同一の屈折率を有す
る材料を用いることが好ましい。

【００３６】また、光回路１に形成される溝３について
は、図２に示したように、光導波路２_nの光軸に直交す
る垂直軸に対して所定の傾き角度θで斜めに形成するこ
とが好ましい。これにより、反射フィルタ４からの反射
光を光検出器６１_nで検出することによって信号光の光
強度のモニタを行う構成を、好適に実現することができ
る。なお、この場合、信号光の一部を反射する反射フィ
ルタ４として、直交する２つの偏波に対する反射率がほ
ぼ等しくされる偏波補償が実現された反射フィルタを用
いることが好ましい。

【００３７】なお、基板上に光導波路が設けられるとと
もに、反射フィルタを挿入するための溝が形成される光
回路としては、図１及び図２においては平面導波路型の
光導波路２_nを用いた平面導波路型光回路１を示した
が、これ以外の構成を有する光回路を用いても良い。例
えば、基板上に形成された固定用のＶ溝に光導波路であ
る光ファイバを固定して構成される光回路、あるいは平
面導波路型の光導波路と光ファイバとを併用して構成さ
れる光回路などを用いることができる。

【００３８】図１及び図２に示した光導波路モジュール
の構成及び効果について、さらに具体的に説明する。

【００３９】図３は、光導波路モジュールの構成の一例
を示す（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。この光
導波路モジュールは、図１及び図２に示した光導波路モ
ジュールの効果について説明するために示すものであ
り、図３（ａ）の平面図、及び図３（ｂ）の断面図は、
それぞれ図１の平面図、及び図２の断面図に対応した図
となっている。

【００４０】図３（ａ）及び（ｂ）に示す光導波路モジ
ュールは、８本の平面導波路型の光導波路９２及び溝９
３が基板９０上に設けられた平面導波路型光回路９と、
溝９３の内側に設置された反射フィルタ９４と、フィル
タ固定用樹脂９５と、サブマウント基板９７と、フィル
タ固定用樹脂９５及びサブマウント基板９７上に配置さ
れた光検出器アレイ９６とから構成されている。また、
本構成例においては、溝９３の一部を構成している光回
路９の基板９０として、Ｓｉ（シリコン）基板が用いら
れている。

【００４１】図４は、図３に示した光導波路モジュール
における光強度分布を示すグラフである。このグラフ
は、図３の構成を有する８チャンネルの光導波路モジュ
ールにおいて特定のチャンネルに信号光を入力した場合
での、溝９３の方向についての散乱光の広がりを示して
いる。

【００４２】このグラフにおいて、横軸は、信号光が入
力されたチャンネルの光導波路からの溝方向についての
移動量（μｍ）を示している。また、縦軸は、光検出器
を溝方向に移動させながら検出した各位置での光強度
を、入力した信号光の光強度を基準とした損失（ｄＢ）
によって示している。

【００４３】具体的な条件としては、光導波路９２とし
てΔｎ＝０．４％の平面導波路型の光導波路を用い、溝
９３の幅を２５μｍ、傾きをθ＝１０°とした。また、
反射フィルタ９４としては、厚さ２０μｍのポリイミド
基板ベースの反射フィルタを用いた。また、反射光を検
出する光検出器アレイ９６としては、受光面積１２０×
２００μｍの表面入射型フォトダイオードを配列した８
チャンネルのフォトダイオードアレイを用い、反射フィ
ルタ９４での反射点から光検出器アレイ９６の受光面ま
での距離は７００μｍとした。

【００４４】図４に示すグラフにおいては、信号光が入
力されたチャンネルの光導波路を中心とする移動量が−
１００μｍ〜１００μｍの領域Ｒ０では、信号光自体の
光強度分布に対応して、ほぼガウシアン型の光強度分布
が得られている。一方、その外側の領域Ｒ１、Ｒ２で
は、検出される光強度は充分には小さくならず、ある程
度の光強度が広い範囲で残存している。例えば、２５０
μｍ離れた位置に隣接するチャンネルのフォトダイオー
ドがあるとすると、このチャンネルでのクロストークは
３８ｄＢ程度となる。ここで、チャンネル間でのクロス
トークは、正規チャンネル以外のチャンネルで検出され
る光強度の、正規チャンネルで検出される光強度に対す
る比によって表している。

【００４５】このような外側の領域Ｒ１、Ｒ２での余分
な光強度分布の残存、及びそれによって生じる光検出器
でのＳ／Ｎ比の劣化、あるいは隣接するチャンネル間で
のクロストークの劣化などの原因として、反射フィルタ
を挿入するための溝の内部における余分な散乱光の発生
が挙げられる。図５は、光導波路モジュールにおける散
乱光の発生について示す模式図である。

【００４６】すなわち、光回路の基板としてＳｉ基板を
用いている図３に示した光導波路モジュールでは、溝を
構成している各部位の屈折率ｎは、平面導波路型光導波
路または光ファイバなどの石英系の光導波路がｎ＝１．
４６、ポリイミド基板ベースの反射フィルタがｎ＝１．
６、光回路のＳｉ基板がｎ＝３．４６程度である。この
ような構成では、溝の各部位での屈折率の違いにより、
それらの境界面において光の反射が発生する。例えば、
Ｓｉ基板は通信用の信号光波長帯域として用いられるλ
＝１．５５μｍの波長帯域では、信号光に対してほぼ透
明である。しかしながら、例えばフィルタ固定用樹脂な
どの他の部位との屈折率の違いにより、その境界面で光
の余分な反射が発生する。

【００４７】また、反射フィルタを固定するために溝の
内側が樹脂で充填されている上記構成では、溝の内部に
おいて発生した散乱光は、高屈折率のＳｉ基板との境界
面などで反射されながら、図５中に点線によって模式的
に示すように、反射フィルタの周辺に閉じ込められて溝
の内部で溝方向へと拡散される。また、溝の内部での散
乱光は、溝の内壁の面荒れ、反射フィルタでの光の屈
折、溝の下流側端面から光導波路へと信号光が再入力さ
れる際の結合損失、光検出器の受光面での光の反射など
によっても発生するが、このような散乱光も、同様に、
反射フィルタの周辺に閉じ込められて溝方向へと拡散さ
れる。

【００４８】これに対して、図１及び図２に示した光導
波路モジュールにおいては、光導波路２_nのコア２０、
及びフィルタ固定用樹脂５と略同一の屈折率を有するガ
ラス材料などの材料からなる基板１０を用いて光回路１
を構成し、この光回路１に反射フィルタ４を挿入するた
めの溝３を形成している。

【００４９】これにより、溝３の各部位の境界面での屈
折率の違いが低減されるので、境界面での光の反射など
による余分な散乱光の発生が抑制される。また、溝３の
内部での散乱光の閉じ込め、及び溝方向への拡散も同様
に抑制される。これにより、溝３の内部で発生した散乱
光による、光検出器でのＳ／Ｎ比や、隣接するチャンネ
ル間でのクロストークなどの信号光のモニタ特性の劣化
が防止され、そのモニタ特性が向上される。

【００５０】図６は、図１及び図２に示した光導波路モ
ジュールにおける光強度分布を示すグラフである。ここ
で、図６（ａ）は、図１に示した構成において、光回路
の基板をＳｉ基板に置き換えた場合の光強度分布のグラ
フを示している。また、図６（ｂ）は、上記したように
石英ガラス基板を用いた場合の光強度分布のグラフを示
している。これらのグラフは、図１の構成を有する８チ
ャンネルの光導波路モジュールにおいて特定のチャンネ
ルに信号光を入力した場合での、溝３の方向についての
散乱光の広がりをそれぞれ示している。

【００５１】これらのグラフにおいて、横軸は、信号光
が入力されたチャンネルの光導波路２_nからの溝方向に
ついての移動量（μｍ）を示している。また、縦軸は、
光検出器を溝方向に移動させながら検出した各位置での
光強度を、入力した信号光の光強度を基準とした損失
（ｄＢ）によって示している。

【００５２】具体的な条件としては、上記したＳｉ基板
及び石英ガラス基板を除いて、図６（ａ）及び（ｂ）の
いずれの場合においても同様の構成の光導波路モジュー
ルとしている。フィルタ固定用樹脂５の材料としては、
屈折率ｎ＝１．４８の有機シリコーン系樹脂を用いてい
る。また、ここでは、このフィルタ固定用樹脂５の外側
に、屈折率ｎ＝１．５３のＵＶアクリル系樹脂を用いた
散乱光低減用樹脂（図１及び図２には図示していない）
を設けている。光導波路２_n及び反射フィルタ４等に関
しては、図４に関して上述した条件と同様である。

【００５３】図６（ａ）に示すように、溝の一部を構成
する基板として高屈折率のＳｉ基板を用いた光導波路モ
ジュールでは、信号光が入力されたチャンネルを含む領
域Ｓ０では、信号光自体の光強度分布に対応して、ほぼ
ガウシアン型の光強度分布が得られている。一方、この
ような構成では、反射フィルタ４が設置される溝３の内
部で余分な散乱光が発生し、溝３の内部に閉じ込められ
て溝方向に外周へと拡散される。このとき、信号光が入
力されたチャンネルの光検出器によって検出される散乱
光の光強度は減少するが、外側の領域Ｓ１、Ｓ２では、
ある程度の光強度で散乱光が広い範囲に残存する。

【００５４】これに対して、図６（ｂ）に示すように、
溝の一部を構成する基板として光導波路２_nのコア２０
及びフィルタ固定用樹脂５と略同一の屈折率を有する石
英ガラス基板を用いた光導波路モジュールでは、溝３の
内部での散乱光の発生、閉じ込め、及び溝方向への拡散
が抑制される。これにより、外側の領域Ｓ１、Ｓ２に残
存する散乱光の光強度が低減され、隣接するチャンネル
でのクロストークが４０ｄＢ以下に抑制されている。こ
れにより、光導波路モジュールによる信号光の光強度の
モニタ特性が向上される。

【００５５】図７は、光導波路モジュールの第２実施形
態の構成を示す平面図である。この光導波路モジュール
は、基板１０、及び基板１０上に設けられた平面導波路
型の光導波路２₁〜２₈を有して構成される平面導波路型
光回路１を備えている。

【００５６】本導波路モジュールの構成は、平面導波路
型光回路１の光導波路２₁〜２₈及び溝３、フィルタ固定
用樹脂５、及び光検出器６１₁〜６１₈を有する光検出器
アレイ６については、図１及び図２に示した光導波路モ
ジュールと同様である。また、光導波路２_nを含む位置
での光導波路モジュールの光軸に沿った断面構造は、第
１実施形態について図２に示したものと同様である。な
お、図７においては、見やすさのため、内部充填樹脂部
５１及び上部充填樹脂部５２からなるフィルタ固定用樹
脂５について図示を省略している。

【００５７】本実施形態においては、各光導波路２₁〜
２₈を伝搬される信号光の一部を所定の反射率によって
反射する反射フィルタとして、８本の光導波路２₁〜２₈
に対応して、８個の反射フィルタ４１₁〜４１₈が溝３の
内側に設置されている。

【００５８】図８（ａ）及び（ｂ）は、図７に示した光
導波路モジュールの断面構造を、光導波路２_n（ｎ＝１
〜８）の光軸に垂直な方向に沿って示す（ａ）Ｉ−Ｉ矢
印断面図、及び（ｂ）ＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。こ
こで、図８（ａ）は、図７にその断面の位置を示すよう
に、溝３及びフィルタ固定用樹脂５が設けられていない
位置において光導波路２_nの構造を示す断面図である。
また、図８（ｂ）は、溝３及びフィルタ固定用樹脂５が
設けられている位置において、反射フィルタ４１_nなど
の溝３の内側の構造を示す断面図である。

【００５９】反射フィルタ４１_n（ｎ＝１〜８）のそれ
ぞれは、溝３と略同一の傾き角度θで、光導波路２_nを
伝搬される信号光が通過する部位を少なくとも含むよう
に設置されている。この反射フィルタ４１_nは、好まし
くは誘電体多層膜フィルタからなり、光導波路２_nを伝
搬される所定の信号光波長帯域内にある波長を有する信
号光の一部を所定の反射率で反射する。

【００６０】また、溝３の内側における８個の反射フィ
ルタ４１₁〜４１₈のそれぞれの間には、光遮蔽材料から
なる光遮蔽層７が設けられている。また、両端に位置す
る反射フィルタ４１₁、４１₈のそれぞれと対応する溝３
の端部との間にも、同様に光遮蔽層７が設けられてい
る。これにより、溝３の内側には、図８（ｂ）に示すよ
うに、溝方向に沿って反射フィルタ４１_nと光遮蔽層７
とが交互に設けられている。光遮蔽層７の光遮蔽材料と
しては、例えば、信号光波長帯域内にある波長を有する
光を吸収する光吸収材料などが用いられる。

【００６１】平面導波路型光回路１の上部クラッド２１
の上面側にある所定位置には、各光導波路２_n及び反射
フィルタ４１_nにそれぞれ対応した光検出器６１_n（ｎ＝
１〜８）を有する光検出器アレイ６が設置されている。
この光検出器アレイ６は、光導波路２_nを伝搬される信
号光の一部が反射フィルタ４１_nで反射された反射光
が、それぞれ対応する光検出器６１_nの受光面へと入射
されるように配置されている。

【００６２】本実施形態の光導波路モジュールにおいて
は、第１実施形態と同様に、反射フィルタ４を挿入する
ために光回路１に設けられる溝３の一部を構成している
基板１０について、光導波路２_nのコア２０、及びフィ
ルタ固定用樹脂５と略同一の屈折率の材料からなる基板
を用いている。これにより、光導波路２₁〜２₈を含む光
回路１に形成された溝３の内壁部分、フィルタ固定用樹
脂５、及びそれらの境界面などの各部位での光の反射が
抑制されるので、溝３の内部における余分な散乱光の発
生が低減される。したがって、信号光のモニタ特性を向
上することが可能な光導波路モジュールが得られる。

【００６３】さらに、光回路１に設けられている８本の
光導波路２₁〜２₈に対し、溝３の内側に、光導波路２₁
〜２₈のそれぞれに対応する８個の反射フィルタ４１₁〜
４１₈と、光遮蔽層７とを交互に設けている。このと
き、溝３の内部において余分な散乱光がある程度発生し
た場合であっても、それらの散乱光の溝方向への拡散が
光遮蔽層７によって防止される。これにより、隣接する
チャンネル間でのクロストークの発生が抑制されるの
で、信号光のモニタ特性をさらに向上することができ
る。このような構成は、一般に、Ｎ本（Ｎは複数）の光
導波路を有する光導波路モジュールにおいて適用するこ
とができる。

【００６４】図９及び図１０は、図７及び図８に示した
光導波路モジュールの製造方法の一例を模式的に示す工
程図である。ここで、図９（ａ）〜（ｃ）においては、
光軸に沿った断面図（図２参照）によって各工程を示し
ている。また、図１０（ａ）、（ｂ）においては、平面
図（図１参照）によって各工程を示している。

【００６５】まず、石英ガラスなどの材料からなる基板
１０上に光導波路２_nを構成するコア２０、クラッド２
１、２２が形成された平面導波路型光回路１において、
光伝送方向に対する所定位置に、光導波路２₁〜２₈を横
切る溝３をＲＩＥエッチングによって形成する（図９
（ａ））。次に、溝３を含む光回路１の上面側に、Ｇｅ
（ゲルマニウム）が高濃度に添加されたＧｅ添加ガラス
層７０をＦＨＤ法によって形成する（図９（ｂ））。

【００６６】ここで、Ｇｅは光吸収効果を有する添加物
であり、上記したＧｅ添加ガラス層７０は、光遮蔽層と
して用いることが可能なガラス層となっている。Ｇｅ添
加ガラス層７０へのＧｅの添加率は、例えば９ｗｔ％
（重量％）程度に設定される。続いて、溝３の内側に形
成された部分を除いてＧｅ添加ガラス層７０をエッチバ
ックして、光回路１の上面を出す（図９（ｃ））。

【００６７】次に、エッチバック後に溝３の内側に残さ
れたＧｅ添加ガラス層７０のうち、光導波路２₁〜２₈上
にある部分をＲＩＥエッチングによって除去して、光遮
蔽層７を形成する（図１０（ａ））。そして、Ｇｅ添加
ガラス層が除去された溝３の内側に、光導波路２₁〜２₈
に対応する反射フィルタ４１₁〜４１₈をそれぞれ挿入す
る（図１０（ｂ））。さらに、フィルタ固定用樹脂５の
形成、及び光検出器アレイ６の設置等を行うことによ
り、図７及び図８に示した構成の光導波路モジュールを
作製することができる。

【００６８】本発明による光導波路モジュールは、上記
した実施形態に限られるものではなく、様々な変形が可
能である。例えば、反射フィルタからの反射光を検出す
るための光検出器の構成及び設置方法については、図１
及び図２に示した構成例以外にも、様々な構成を用いる
ことができる。例えば、図３に示すように、サブマウン
ト基板上に光検出器アレイを設置する構成を用いても良
い。

【００６９】

【発明の効果】本発明による光導波路モジュールは、以
上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すな
わち、光導波路を横切る溝の内側に設置された反射フィ
ルタによって信号光の一部を反射して光強度のモニタに
用いるとともに、反射フィルタを挿入するための溝を、
光導波路のコア及びフィルタ固定用樹脂と略同一の屈折
率を有する材料によって形成した構成の光導波路モジュ
ールによれば、光回路の構成及び製造工程が簡単化され
る。また、光導波路を含む光回路に形成された溝の内壁
部分、フィルタ固定用樹脂、及びそれらの境界面などの
各部位での光の反射が抑制されるので、溝の内部におけ
る余分な散乱光の発生が低減される。したがって、信号
光のモニタ特性を向上することが可能な光導波路モジュ
ールが得られる。

【００７０】このような光導波路モジュールは、光ファ
イバや平面光導波路などからなる光回路中に挿入される
信号光強度モニタとして適用することが可能である。あ
るいは、光合波器、光分波器、光減衰器などの様々な光
回路の所定部位に設けることによって、光回路中で信号
光強度をモニタする構成とすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】光導波路モジュールの第１実施形態の構成を示
す平面図である。

【図２】図１に示した光導波路モジュールの光軸に沿っ
た断面構造を一部拡大して示す断面図である。

【図３】光導波路モジュールの構成の一例を示す（ａ）
平面図、及び（ｂ）断面図である。

【図４】図３に示した光導波路モジュールにおける光強
度分布を示すグラフである。

【図５】光導波路モジュールにおける散乱光の発生につ
いて示す模式図である。

【図６】図１に示した光導波路モジュールにおける光強
度分布を示すグラフである。

【図７】光導波路モジュールの第２実施形態の構成を示
す平面図である。

【図８】図７に示した光導波路モジュールの光軸に垂直
な断面構造を一部拡大して示す（ａ）Ｉ−Ｉ矢印断面
図、及び（ｂ）ＩＩ−ＩＩ矢印断面図である。

【図９】図７に示した光導波路モジュールの製造方法を
模式的に示す工程図である。

【図１０】図７に示した光導波路モジュールの製造方法
を模式的に示す工程図である。

【符号の説明】

１…平面導波路型光回路、１０…基板、１１…入力端、
１２…出力端、２_n…光導波路、２０…コア、２１…上
部クラッド、２２…下部クラッド、３…溝、３１…上流
側端面、３２…下流側端面、４、４１_n…反射フィル
タ、５…充填樹脂（フィルタ固定用樹脂）、５１…内部
充填樹脂部、５２…上部充填樹脂部、６…光検出器アレ
イ、６１_n…光検出器、７…光遮蔽層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板、及び前記基板上に設けられた光導
波路を含んで構成され、前記光導波路の所定位置を横切
るように形成された溝を有する光回路と、前記光回路の前記溝の内側に前記光導波路を伝搬される
信号光が通過する部位を含むように設置され、前記信号
光の一部を所定の反射率によって反射する反射フィルタ
と、少なくとも前記溝の内側を封止するように充填されて前
記反射フィルタを固定するフィルタ固定用樹脂と、前記反射フィルタによって前記信号光の一部が反射され
た反射光を検出する光検出器とを備え、前記光回路の前記溝は、所定の信号光波長帯域内にある
波長を有する前記信号光に対して、前記光導波路のコア
及び前記フィルタ固定用樹脂と略同一の屈折率を有する
材料によって形成されていることを特徴とする光導波路
モジュール。
【請求項２】前記光回路の前記溝の一部は、前記基板
の所定部位を除去することによって形成され、前記基板
は、前記光導波路のコア及び前記フィルタ固定用樹脂と
略同一の屈折率を有する前記材料からなることを特徴と
する請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項３】前記光回路の前記溝を形成する前記材料
は、前記光導波路のコア及び前記フィルタ固定用樹脂と
略同一の屈折率を有するガラス材料であることを特徴と
する請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項４】前記光回路は、前記光導波路としてＮ本
（Ｎは複数）の光導波路を有し、前記光回路の前記溝の
内側には、前記Ｎ本の光導波路にそれぞれ対応するＮ個
の反射フィルタが設置されるとともに、前記溝の内側に
おける前記Ｎ個の反射フィルタのそれぞれの間には、光
遮蔽手段が設けられていることを特徴とする請求項１記
載の光導波路モジュール。
【請求項５】前記光回路の前記溝は、前記光導波路の
光軸に直交する垂直軸に対して所定の傾き角度θ（０°
＜θ）で斜めに形成されていることを特徴とする請求項
１記載の光導波路モジュール。