JP2003344695A

JP2003344695A - 光導波路モジュール

Info

Publication number: JP2003344695A
Application number: JP2002148126A
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: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】光導波路で発生する信号光の位置ずれや広が
りの影響が低減されて、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２₁〜２₈を横切るように形成された斜めの溝３の内部
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６１₁〜６１₈で検出し
て、信号光の光強度をモニタする。また、光導波路２₁
〜２₈へと信号光を入力するための入力ポート部１１ａ
と、信号光を出力するための出力ポート部１１ｂとを、
光回路１の同一の端面である入出力端面１１に設置す
る。これにより、光導波路で発生する信号光の位置ずれ
や広がりの影響が低減されて、信号光のモニタ特性を向
上することが可能となる。

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
ニタする構成が提案されている。このような構成では、
光導波路を伝搬される信号光に対し、光導波路を横切る
ように光回路に形成された溝の内側に反射フィルタを挿
入して、信号光の一部を反射する。そして、反射フィル
タによって反射された信号光をフォトダイオードなどの
光検出器で検出することにより、信号光の光強度をモニ
タする。

【０００５】しかしながら、このように反射フィルタ及
び光検出器を用いる構成では、反射フィルタで反射され
た信号光が、対応するチャンネルの光検出器で検出され
る一方で、光回路内において光導波路を伝搬される信号
光の位置ずれや広がりが発生し、信号光の光強度のモニ
タ特性が劣化する場合がある。すなわち、各チャンネル
の光導波路で信号光の位置ずれや広がりが発生すると、
それによる余分な信号光成分が隣接するチャンネルの光
検出器によってノイズ光として検出される。このため、
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
性が劣化するという問題がある。

【０００６】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、光導波路で発生する信号光の位置
ずれや広がりの影響が低減されて、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。

【０００７】

【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）光回路の溝の内部に光導波路を
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）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、
（４）光回路は、光導波路の入力導波路部が接続された
入力ポート、及び光導波路の出力導波路部が接続された
出力ポートが同一の入出力端面に設けられていることを
特徴とする。

【０００８】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、光導波
路モジュールでの光強度のモニタの対象となる信号光を
入出力するための入力ポート及び出力ポートを、光回路
の同一の端面上に設置している。このとき、入力ポート
と出力ポートとの間での光導波路が直線状ではない導波
路パターンによって形成されることとなる。これによ
り、光導波路の一部の導波路部分で信号光の位置ずれや
広がりが発生した場合であっても、それによる余分な信
号光成分の他の導波路部分への影響が低減される。した
がって、チャンネル間でのクロストークなどの信号光の
モニタ特性が向上される光導波路モジュールが実現され
る。

【０００９】また、このような構成においては、光導波
路モジュールに対して信号光を入力または出力する外部
からの光ファイバなどの光導波路が、光回路に対して同
一の端面から接続されることとなる。これにより、光導
波路モジュールに対する外部からの光導波路の接続、及
びその調整等が容易となる。また、外部からの光導波路
を接続するための構成が簡単化されるので、低コストの
光導波路モジュールとすることができる。

【００１０】また、反射フィルタ及び光検出器は、入力
導波路部及び出力導波路部と略直交する導波路部に対し
て設置されていることを特徴とする。これにより、例え
ば、入力ポート近傍で信号光の位置ずれや広がりが発生
した場合に、それによる余分な信号光成分の反射フィル
タ及び光検出器への入射が抑制される。したがって、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
を確実に向上することができる。

【００１１】また、光回路は、入力導波路部と出力導波
路部との間に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、各導波路部間での余分な光成分の伝
搬が防止されるので、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をさらに向上することができ
る。

【００１２】このような光遮蔽手段の具体的な構成とし
ては、光遮蔽手段は、光回路に形成された光遮蔽溝から
なることが好ましい。あるいは、光遮蔽手段は、光回路
に形成された光遮蔽溝を光遮蔽性の充填材料によって充
填してなることが好ましい。また、これらの構成以外の
構成を有する光遮蔽手段を用いても良い。

【００１３】また、光回路の入出力端面に対向する端面
は、入力導波路部及び出力導波路部の光軸に直交する垂
直軸に対して、所定の傾き角度α（０°＜α）で斜めに
形成されていることを特徴とする。これにより、例え
ば、入力ポート近傍で信号光の位置ずれや広がりが発生
した場合に、それによる余分な信号光成分の入出力端面
に対向する端面での反射が抑制される。

【００１４】また、光回路の入出力端面に対向する端面
は、光導波路と略同一の屈折率を有する充填材料によっ
て覆われていることを特徴とする。これにより、端面を
斜めに形成した構成と同様に、余分な信号光成分の入出
力端面に対向する端面での反射が抑制される。

【００１５】また、光回路は、入力ポート及び出力ポー
トに接続される位置での入力導波路部と出力導波路部と
の間隔が、反射フィルタ及び光検出器が設置されている
導波路部側の所定位置での入力導波路部と出力導波路部
との間隔よりも小さくなるように構成されていることを
特徴とする。このように、入力ポートと出力ポートとの
間での光導波路をループ状の導波路パターンによって形
成することにより、光導波路モジュールに対する外部か
らの光導波路の接続、及びその調整等を好適に行うこと
が可能となる。

【００１６】また、光回路の溝は、反射フィルタ及び光
検出器が設置されている導波路部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。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】光導波路２₁〜２₈のそれぞれは、所定の光
伝送方向に沿って、平面導波路型光回路１の入力ポート
部１１ａから出力ポート部１１ｂに向かって、その各部
で互いに略平行かつ等間隔となっている導波路パターン
によって形成されている。

【００２０】入力ポート部１１ａは、光導波路２₁〜２₈
に対応する８チャンネルの入力ポートからなり、光回路
１の一方の端面１１に設けられている。また、出力ポー
ト部１１ｂは、同様に８チャンネルの出力ポートからな
り、光回路１の入力ポート部１１ａと同一の端面１１に
設けられている。これにより、端面１１は、光回路１に
対して信号光を入出力するための入出力端面となってい
る。

【００２１】光導波路２_n（ｎ＝１〜８）の入力ポート
部１１ａに接続されている導波路部分は、入力導波路部
２１となっている。この８チャンネルの入力導波路部２
１のそれぞれは、入出力端面１１上の入力ポート部１１
ａから、入出力端面１１に対向する端面１２側の所定位
置へと、端面１１に略直交するように直線状に伸びる導
波路パターンによって形成されている（図１中に矢印で
示した光入力方向を参照）。

【００２２】同様に、光導波路２_nの出力ポート部１１
ｂに接続されている導波路部分は、出力導波路部２２と
なっている。この８チャンネルの出力導波路部２２のそ
れぞれは、端面１２側の所定位置から、入出力端面１１
上の出力ポート部１１ｂへと、端面１１に略直交するよ
うに直線状に伸びる導波路パターンによって形成されて
いる（図１中に矢印で示した光出力方向を参照）。

【００２３】また、入力導波路部２１と出力導波路部２
２との間には、端面１２に沿った直線状の導波路パター
ンを有する８チャンネルの導波路部２０が形成されてい
る。これらの直列に接続された導波路部２１、２０、及
び２２によって、平面導波路型光回路１における８チャ
ンネルの光導波路２₁〜２₈のそれぞれが構成されてい
る。また、光導波路２₁〜２₈での導波路部２０は、それ
ぞれの光導波路２_nを伝搬される信号光の光強度のモニ
タを行うためのモニタ導波路部となっている。なお、入
力導波路部２１とモニタ導波路部２０との接続部分、及
びモニタ導波路部２０と出力導波路部２２との接続部分
は、それぞれ曲線状の導波路パターンによって形成され
ている。

【００２４】図１に示した光導波路モジュールにおける
信号光の光強度のモニタを行うための構成について説明
する。

【００２５】平面導波路型光回路１には、光導波路２₁
〜２₈のそれぞれのモニタ導波路部２０における光伝送
方向に対する所定部位に、光導波路２₁〜２₈の導波路部
２０を横切る溝３が設けられている。

【００２６】溝３には、その内部に、各光導波路２₁〜
２₈を伝送される信号光の一部を所定の反射率によって
反射するための反射フィルタ４が設置されている。この
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よりも上流側の位置で平面導波路型光回路１の
上面側には、サブマウント基板６５と、光検出器アレイ
６とが設置されている。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。なお、図１においては、光検出器６１₁〜６１₈
について、それぞれの受光面の形状を点線で図示してい
る。

【００２７】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）のモニタ導
波路部２０での光軸方向（平面導波路型光回路１の光入
力方向及び光出力方向に略直交する方向）に沿って示す
Ｉ−Ｉ矢印断面図である。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。

【００２８】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２７、コア２
５、及び上部クラッド２６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、図１に示したように光導波路２_nをモニタ導波路部
２０の所定位置で横切る溝３は、コア２５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。

【００２９】本実施形態においては、この溝３の深さｄ
は、下部クラッド２７までの光導波路２_nの厚さよりも
大きく設定されている。また、この溝３は、光導波路２
_nのモニタ導波路部２０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。

【００３０】溝３の内部には、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、
モニタ導波路部２０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。

【００３１】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。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。

【００３２】光回路１の上部クラッド２６の上面側にあ
る所定位置には、サブマウント基板６５が設置されてい
る。このサブマウント基板６５は、光検出器アレイ６を
載置するための載置部材である。また、フィルタ固定用
樹脂５の上部充填樹脂部５２及びサブマウント基板６５
の上面側には、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。

【００３３】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、フィルタ固定用樹脂５を介して反
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。また、光検出器アレイ６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。なお、光検出器としては、
裏面入射型のフォトダイオードを用いても良い。

【００３４】次に、図１に示した光導波路モジュールに
おける全体構成についてさらに説明する。

【００３５】図３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のモニタ導波路部２０での
光軸に垂直な方向に沿って示すII−II矢印断面図であ
る。また、図４は、図１に示した光導波路モジュールに
用いられる光ファイバアレイの断面構造を、光ファイバ
の光軸に垂直な方向に沿って示すIII−III矢印断面図で
ある。

【００３６】平面導波路型光回路１の入力導波路部２１
及び出力導波路部２２の間には、溝１５が設けられてい
る（図３参照）。この溝１５は、入力導波路部２１と出
力導波路部２２との間、あるいは、入力導波路部２１ま
たは出力導波路部２２とモニタ導波路部２０との間での
光遮蔽手段として機能する光遮蔽溝である。また、本実
施形態においては、光遮蔽溝１５の内側は、光遮蔽性の
充填材料からなる溝充填樹脂１６によって封止されてい
る。

【００３７】また、光回路１の入出力端面１１に対向す
る端面１２は、図３に示すように、光導波路２_nの入力
導波路部２１及び出力導波路部２２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α
（０°＜α）で斜めに形成されている。

【００３８】平面導波路型光回路１の入出力端面１１に
は、光ファイバアレイ７が接続されている（図４参
照）。光ファイバアレイ７は、光回路１における８本の
光導波路２₁〜２₈に対応して、８本の入力光ファイバ７
１₁〜７１₈と、出力光ファイバ７２₁〜７２₈とを有して
構成されている。

【００３９】この光ファイバアレイ７は、図４に示すよ
うに、基板７０と、保持部材７６とを有する。基板７０
の上面側には、光ファイバ配列部材として機能するＶ溝
７５が、入力光ファイバ７１₁〜７１₈、及び出力光ファ
イバ７２₁〜７２₈に対応する位置に、互いに平行かつ等
間隔に形成される。そして、この複数のＶ溝７５のそれ
ぞれに、コア及びクラッドからなる光ファイバ７１_n、
７２_n（ｎ＝１〜８）が配置されることによって、光フ
ァイバアレイ７が構成される。

【００４０】基板７０の上面のＶ溝７５に配置された光
ファイバ７１₁〜７１₈、７２₁〜７２₈は、保持部材７６
によって基板７０の上面側から固定される。また、基板
７０と保持部材７６との間については、例えばファイバ
固定用樹脂などによって充填される構成としても良い。

【００４１】入力光ファイバ７１₁〜７１₈は、それぞれ
の出力端が光回路１の入力ポート部１１ａにおいて、対
応する光導波路２₁〜２₈の入力ポートに光学的に接続さ
れる。また、出力光ファイバ７２₁〜７２₈は、それぞれ
の入力端が光回路１の出力ポート部１１ｂにおいて、対
応する光導波路２₁〜２₈の出力ポートに光学的に接続さ
れる。

【００４２】以上の構成において、光ファイバアレイ７
の入力光ファイバ７１_nを介して入力ポート部１１ａか
ら光導波路２_nへと入力された所定波長の信号光は、光
導波路２_nの入力導波路部２１及びモニタ導波路部２０
を伝搬されて溝３へと到達する。そして、この信号光
が、上流側端面３１を介して溝３内の内部充填樹脂部５
１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。

【００４３】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３
２を介して光導波路２_nへと入射される。そして、この
信号光は、光導波路２_nのモニタ導波路部２０及び出力
導波路部２２を伝搬され、出力ポート部１１ｂから光フ
ァイバアレイ７の出力光ファイバ７２_nを介して出力さ
れる。

【００４４】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で入射される（図２
参照）。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。

【００４５】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。

【００４６】図１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。

【００４７】また、光導波路モジュールの平面導波路型
光回路１に設けられた複数チャンネルの光導波路２₁〜
２₈に対し、光強度のモニタの対象となる信号光を光導
波路２ ₁〜２₈のそれぞれへと入出力するための入力ポー
ト部１１ａ及び出力ポート部１１ｂを、光回路１の同一
の端面である入出力端面１１上に設置している。このと
き、入力ポート部１１ａと出力ポート部１１ｂとの間で
の光導波路２_nが直線状ではない導波路パターンによっ
て形成されることとなる。これにより、光導波路２_nの
一部の導波路部分で信号光の位置ずれや広がりが発生し
た場合であっても、それによる余分な信号光成分の他の
導波路部分への影響が低減される。したがって、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が向
上される光導波路モジュールが実現される。

【００４８】図５は、光導波路モジュールの構成の一例
を示す平面図である。この光導波路モジュールは、図１
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
めに示すものである。

【００４９】図５に示す光導波路モジュールは、上記し
た実施形態と同様に、８本の平面導波路型の光導波路９
２及び溝９３が基板９０上に設けられた平面導波路型光
回路９と、溝９３の内部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。

【００５０】また、本構成例においては、光回路９の対
向する端面９１ａ、９１ｂに、それぞれ入力ポート、出
力ポートが設けられている。これに対応して、入力端面
９１ａと出力端面９１ｂとの間での光導波路９２は、そ
れぞれ直線状の導波路パターンによって形成されてい
る。

【００５１】図１に示した第１実施形態の光導波路モジ
ュール、あるいは図５に示した構成例の光導波路モジュ
ールでは、光回路が複数チャンネルの光導波路を有し、
それぞれの光導波路を伝搬される信号光の光強度がモニ
タの対象とされる。そして、反射フィルタによって反射
された複数チャンネルの信号光は、それぞれ対応する光
検出器で検出されて、その光強度がモニタされる。

【００５２】このような構成では、反射フィルタで反射
された光導波路からの信号光が、対応するチャンネルの
光検出器で検出される一方で、光回路内において光導波
路を伝搬される信号光の位置ずれや広がりが発生し、隣
接する他のチャンネルの光検出器でノイズ光として検出
されるクロストークが問題となる。

【００５３】光回路内において信号光の位置ずれや広が
りが発生する原因としては、いくつかの原因が考えられ
る。その原因の１つとして、光回路の入力ポートに信号
光入力用の光導波路として外部から接続される光ファイ
バのミスアラインメントがある。

【００５４】例えば、図５に示した構成において、その
入力端面９１ａで光導波路９２のコアに対してずれた位
置に信号光入力用の光ファイバが接続されると、光回路
９に入力された信号光は、光導波路９２のコア近傍のみ
でなく導波構造を持たないクラッド内等をも伝搬する。
さらに、そのような信号光は、入力端面９１ａにおける
光回路９への入力角度や、光回路９内での光の散乱など
により、他のチャンネルの光導波路等が設けられている
光軸に垂直な方向へと広がって伝搬される。これによ
り、光導波路モジュールにおいて、チャンネル間でのク
ロストークが発生し、信号光のモニタ特性が劣化する。

【００５５】これに対して、図１に示した光導波路モジ
ュールにおいては、入力ポート部１１ａ及び出力ポート
部１１ｂを光回路１の同一の端面１１に設置し、複数チ
ャンネルの光導波路２₁〜２₈のそれぞれを、端面１１に
略直交する入力導波路部２１、出力導波路部２２、及び
端面１１に略平行なモニタ導波路部２０からなるＵ字状
の導波路パターンによって形成している。

【００５６】このとき、入力ポート部１１ａにおいて信
号光が光回路１へとずれた位置で入力され、入力導波路
部２１である程度の信号光の位置ずれや広がりが発生し
た場合であっても、そのような信号光の位置ずれや広が
りのモニタ導波路部２０及び出力導波路部２２への影響
が低減される。これにより、光回路１内で発生する信号
光の位置ずれや広がりの影響が、光導波路モジュールの
全体として低減されることとなり、信号光のモニタ特性
が向上される。このような効果は、入力ポート部１１ａ
に接続される光ファイバのミスアラインメント以外の原
因によって発生した信号光の位置ずれや広がりについて
も同様に得られる。

【００５７】また、このような構成においては、光導波
路モジュールに対して信号光を入力または出力する外部
からの光ファイバなどの光導波路が、光回路１に対して
同一の入出力端面１１から接続されることとなる。これ
により、光導波路モジュールに対して外部からの光導波
路を接続する接続方法、及び光導波路を接続する際にお
ける光軸の調整等が容易化される。

【００５８】また、そのような外部からの光導波路を接
続するための光導波路モジュールの構成が簡単化される
ので、低コストの光導波路モジュールとすることができ
る。

【００５９】例えば、図１に示した光導波路モジュール
においては、平面導波路型光回路１での光導波路２₁〜
２₈の入力ポート部１１ａ、出力ポート部１１ｂに対し
て、それぞれ、入力光ファイバ７１₁〜７１₈からなる入
力用の光ファイバアレイ、出力光ファイバ７２₁〜７２₈
からなる出力用の光ファイバアレイを接続し、これらの
光ファイバアレイを介して信号光の入出力を行ってい
る。このような構成を図５に示した光導波路モジュール
に適用した場合、入力端面９１ａ及び出力端面９１ｂに
対して、それぞれ別個の光ファイバアレイを設ける必要
がある。

【００６０】これに対して、上述したように入力ポート
部１１ａ及び出力ポート部１１ｂを同一の入出力端面１
１に設ける構成によれば、図１に示したように、入力光
ファイバ７１₁〜７１₈からなる光ファイバアレイと、出
力光ファイバ７２₁〜７２₈からなる光ファイバアレイと
を、光回路１の片側に接続される単一の光ファイバアレ
イ７として構成することができる。これにより、光導波
路モジュールの構成の簡単化、及びそれによるモジュー
ルの低コスト化が可能となる。

【００６１】また、このような構成は、信号光モニタ用
の光導波路モジュールの収納性の点でも好適である。例
えば、図５に示した光導波路モジュールでは、モジュー
ルの両側の端面９１ａ、９１ｂにそれぞれ外部からの光
ファイバが接続される。ここで、光ファイバは小径で曲
げると光ファイバでの信号光に対する損失が増大し、あ
るいは光ファイバ自体が破断する可能性がある。このた
め、図５の構成では、モジュールの両側に光ファイバを
接続するための充分なスペースを確保する必要があり、
光導波路モジュールの全体としての収納性が悪くなる。
これに対して、図１に示した光導波路モジュールでは、
モジュールの片側のみに光ファイバを接続すればよいの
で、その収納性を向上することができる。

【００６２】また、本実施形態においては、信号光の光
強度のモニタに用いられる反射フィルタ４及び光検出器
アレイ６が、入力導波路部２１及び出力導波路部２２と
略直交するモニタ導波路部２０に対して設置されてい
る。これにより、例えば、入力ポート部１１ａ近傍など
の入力導波路部２１において信号光の位置ずれや広がり
が発生した場合に、それによる余分な信号光成分の反射
フィルタ４及び光検出器アレイ６への入射が抑制され
る。したがって、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を確実に向上することができる。

【００６３】なお、このような反射フィルタ４及び光検
出器アレイ６等の配置については、一般には、それぞれ
の光導波路モジュールにおける光回路での具体的な導波
路パターンに応じて、好適な位置を選択して配置するこ
とが好ましい。

【００６４】また、平面導波路型光回路１の入出力端面
１１に対向する端面１２は、図３に示したように、垂直
軸に対して所定の傾き角度αで斜めに形成されている。
これにより、入力ポート部１１ａ近傍で発生した余分な
信号光成分などの光成分の端面１２での反射が抑制され
るので、反射フィルタ４及び光検出器アレイ６への余分
な光成分の入射が抑制される。

【００６５】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。

【００６６】また、光回路１の入力導波路部２１と出力
導波路部２２との間には、光遮蔽手段である光遮蔽溝１
５が設けられている。これにより、光導波路２_nの各導
波路部２０、２１、２２間での余分な光成分の伝搬が防
止されるので、チャンネル間でのクロストークなどの信
号光のモニタ特性をさらに向上することができる。この
ような光遮蔽溝１５は、図３に示したように、余分な光
成分の伝搬が充分に抑制されるように、光導波路２_nの
コア２５よりも深い位置まで形成することが好ましい。

【００６７】なお、入力導波路部２１と出力導波路部２
２との間の光遮蔽手段については、様々な構成のものを
用いることができる。例えば、図１及び図３に示した構
成では、光遮蔽溝１５の内部に光遮蔽性の充填材料から
なる溝充填樹脂１６を充填することによって、光遮蔽手
段を構成している。これに対して、溝の内部に光遮蔽性
の充填材料を充填せず、光遮蔽溝１５自体を光遮蔽手段
としても良い。また、溝以外による光遮蔽手段を用いる
ことも可能である。

【００６８】上記した実施形態による光導波路モジュー
ルの具体的な構成例について説明する。この構成例で
は、光導波路２_nとして比屈折率差Δｎ＝０．４５％の
平面導波路型の光導波路を用い、光導波路のピッチ間隔
を２５０μｍ、光導波路のコア深さを３０μｍとする。
また、平面導波路型光回路１について、光入力方向及び
光出力方向に平行な方向での寸法を３８ｍｍ、垂直な方
向での寸法を４０ｍｍとする。

【００６９】また、信号光の光強度をモニタするための
構成については、８チャンネルの光導波路２₁〜２₈に対
応して８チャンネルのフォトダイオードアレイを光検出
器アレイ６として用いるとともに、溝３の深さを２００
μｍ、反射フィルタ４の反射率を５％、フィルタ固定用
樹脂５の屈折率を１．４７とする。また、端面１２の傾
き角度をα＝８°、光遮蔽溝１５の深さを光導波路のコ
アよりも深い２００μｍとする。以上の構成により、図
１〜図４に示した構成を有する光導波路モジュールを好
適に実現することができる。

【００７０】図６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。

【００７１】本光導波路モジュールの構成は、平面導波
路型光回路１に設けられた光導波路２₁〜２₈及び溝３、
反射フィルタ４、フィルタ固定用樹脂５、光検出器６１
₁〜６１₈を有する光検出器アレイ６、サブマウント基板
６５、入出力端面１１に設けられた入力ポート部１１ａ
及び出力ポート部１１ｂ、光遮蔽溝１５、溝充填樹脂１
６、及び入出力端面１１に接続された光ファイバアレイ
７については、図１に示した光導波路モジュールと同様
である。

【００７２】図７は、図６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のモニタ導波路部２０での
光軸に垂直な方向に沿って示すIV−IV矢印断面図であ
る。

【００７３】平面導波路型光回路１の入力導波路部２１
及び出力導波路部２２の間には、光遮蔽溝１５が設けら
れている。また、光遮蔽溝１５の内側は、光遮蔽性の充
填材料からなる溝充填樹脂１６によって封止されてい
る。

【００７４】また、光回路１の入出力端面１１に対向す
る端面１２は、光導波路２_nの入力導波路部２１及び出
力導波路部２２の光軸に直交する垂直軸に対して、略平
行に形成されている。また、端面１２上には、図６及び
図７に示すように、端面１２を覆う端面充填樹脂１３が
設けられている。この端面充填樹脂１３は、光導波路２
_nと略同一の屈折率を有する充填材料によって形成され
ている。

【００７５】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、平面導波路型光回路１に設
けられた光導波路２₁〜２₈に対し、信号光を光導波路２
₁〜２₈のそれぞれへと入出力するための入力ポート部１
１ａ及び出力ポート部１１ｂを、光回路１の同一の端面
である入出力端面１１上に設置している。これにより、
光導波路２_nの一部の導波路部分で信号光の位置ずれや
広がりが発生した場合であっても、それによる余分な信
号光成分の他の導波路部分への影響が低減される。した
がって、チャンネル間でのクロストークなどの信号光の
モニタ特性が向上される光導波路モジュールが実現され
る。

【００７６】さらに、平面導波路型光回路１の入出力端
面１１に対向する端面１２は、図７に示したように、光
導波路２_nと略同一の屈折率を有する充填材料からなる
端面充填樹脂１３によって覆われている。これにより、
入力ポート部１１ａ近傍で発生した余分な信号光成分な
どの光成分の端面１２での反射が抑制されるので、端面
１２を斜めに形成した場合と同様に、反射フィルタ４及
び光検出器アレイ６への余分な光成分の入射が抑制され
る。

【００７７】図８は、光導波路モジュールの第３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。

【００７８】本光導波路モジュールの構成は、平面導波
路型光回路１に設けられた溝３、反射フィルタ４、フィ
ルタ固定用樹脂５、光検出器６１₁〜６１₈を有する光検
出器アレイ６、サブマウント基板６５、光遮蔽溝１５、
溝充填樹脂１６、及び入出力端面１１に接続された光フ
ァイバアレイ７については、図１に示した光導波路モジ
ュールと同様である。また、端面１２の構成、及び端面
１２上に設けられた端面充填樹脂１３については、図６
に示した光導波路モジュールと同様である。

【００７９】光導波路２₁〜２₈のそれぞれは、所定の光
伝送方向に沿って、平面導波路型光回路１の入力ポート
部１１ａから出力ポート部１１ｂに向かって、その各部
で互いに略平行かつ等間隔となっている導波路パターン
によって形成されている。入力ポート部１１ａ及び出力
ポート部１１ｂは、光回路１の同一の端面である入出力
端面１１に設けられている。

【００８０】光導波路２_nの入力ポート部１１ａに接続
されている導波路部分は、入力導波路部２１となってい
る。同様に、光導波路２_nの出力ポート部１１ｂに接続
されている導波路部分は、出力導波路部２２となってい
る。また、入力導波路部２１と出力導波路部２２との間
には、モニタ導波路部２０が形成されている。これらの
直列に接続された導波路部２１、２０、及び２２によっ
て、平面導波路型光回路１における８チャンネルの光導
波路２₁〜２₈のそれぞれが構成されている。

【００８１】ここで、光回路１でのそれぞれの光導波路
２_nは、入力ポート部１１ａ及び出力ポート部１１ｂに
接続される位置での入力導波路部２１と出力導波路部２
２との間隔が、反射フィルタ４及び光検出器アレイ６が
設置されているモニタ導波路部２０側の所定位置での入
力導波路部２１と出力導波路部２２との間隔よりも小さ
くなるように構成された導波路パターン、すなわち、図
８に示すようなループ状の導波路パターンによって形成
されている。

【００８２】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、平面導波路型光回路１に設
けられた光導波路２₁〜２₈に対し、信号光を光導波路２
₁〜２₈のそれぞれへと入出力するための入力ポート部１
１ａ及び出力ポート部１１ｂを、光回路１の同一の端面
である入出力端面１１上に設置している。これにより、
光導波路２_nの一部の導波路部分で信号光の位置ずれや
広がりが発生した場合であっても、それによる余分な信
号光成分の他の導波路部分への影響が低減される。した
がって、チャンネル間でのクロストークなどの信号光の
モニタ特性が向上される光導波路モジュールが実現され
る。

【００８３】さらに、平面導波路型光回路１の光導波路
２₁〜２₈のそれぞれは、入力ポート部１１ａと出力ポー
ト部１１ｂとの間において、ループ状の導波路パターン
によって形成されている。これにより、光導波路モジュ
ールに対する外部からの光導波路の接続、及びその調整
等を好適に行うことが可能となる。

【００８４】詳述すると、光導波路モジュールに用いら
れる平面導波路型光回路を作製する方法として、火炎堆
積法（ＦＨＤ法）などによってガラスを基板上にスス付
け、焼結して光回路を形成する方法が用いられる。この
ような作製方法では、基板に加えられる熱履歴によって
光回路の基板が収縮する場合がある。また、この熱履歴
による基板の収縮率は、その焼結温度によって変化す
る。

【００８５】図９は、基板の収縮率の焼結温度に対する
依存性を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸
は、光回路を形成する際の焼結温度（℃）を示してい
る。また、縦軸は、各焼結温度での基板の外形収縮率
（％）を示している。

【００８６】この図９のグラフに示すように、焼結した
際の熱履歴による基板の外形収縮率は焼結温度によって
変化し、焼結温度が高くなるとその収縮率が大きくな
る。したがって、基板の収縮率は、光回路形成時の焼結
温度を低くすることによって低減することができる。し
かしながら、スス中での不純物添加量に制限がある場合
など、条件によっては焼結温度を低い温度に変えること
が難しい。このとき、比較的高い焼結温度で焼結を行う
と、基板の収縮量が大きくなり、また、それぞれの光回
路で、基板の収縮量のばらつきが大きくなる。

【００８７】例えば、図８中に、光回路１での光導波路
２₁〜２₈について、入力ポート部１１ａで最も外側にあ
る光導波路２₈の入力導波路部２１と、出力ポート部１
１ｂで最も外側にある光導波路２₈の出力導波路部２２
との距離である最外芯間距離Ｌを示している。この最外
芯間距離Ｌに対して、光回路形成時の焼結温度が高くな
ると、基板の収縮率に依存した量での軸ずれが最外芯間
距離Ｌに発生する。

【００８８】このような入力ポート部１１ａと出力ポー
ト部１１ｂとの間での光導波路の軸ずれは、光回路１の
光導波路２₁〜２₈に対して入力ポート部１１ａ及び出力
ポート部１１ｂにおいて外部から接続される光ファイバ
のミスアラインメントなどの原因となる。そして、この
ような光ファイバのミスアラインメントにより、光回路
内において信号光の位置ずれや広がりが発生し、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が劣
化する。

【００８９】これに対して、図８に示した構成の光導波
路モジュールでは、光回路１の光導波路２₁〜２₈をそれ
ぞれループ状の導波路パターンによって形成している。
これにより、入出力端面１１近傍での入力導波路部２１
と出力導波路部２２との間隔を小さくして、最外芯間距
離Ｌを小さくすることができる。したがって、焼結温度
に応じて基板が収縮し、あるいは、その収縮率がある程
度ばらついた場合であっても、最外芯間距離Ｌに発生す
る軸ずれ量及びそのばらつきを低減することができる。

【００９０】図１０は、軸ずれ量の焼結温度に対する依
存性を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸
は、光回路を形成する際の焼結温度（℃）を示してい
る。また、縦軸は、各焼結温度で最外芯間距離Ｌに発生
する軸ずれ量（μｍ）を示している。また、このグラフ
において、グラフＧ１は、最外芯間距離をＬ＝４０００
μｍとしたときの軸ずれ量を示している。また、グラフ
Ｇ２は、最外芯間距離をＬ＝１６０００μｍとしたとき
の軸ずれ量を示している。

【００９１】この図１０のグラフに示すように、焼結温
度による基板の収縮率の変化に伴って、最外芯間距離Ｌ
に発生する軸ずれ量は焼結温度に依存して変化し、焼結
温度が高くなるとその軸ずれ量が大きくなる。また、こ
のとき、光回路ごとの軸ずれ量のばらつきも同様に大き
くなる。また、最外芯間距離Ｌが異なる条件でのグラフ
Ｇ１及びＧ２を比較すると、最外芯間距離Ｌが大きいグ
ラフＧ２の方が、発生する軸ずれ量が大きくなってい
る。

【００９２】図１１は、クロストーク劣化量の軸ずれ量
に対する依存性を示すグラフである。このグラフにおい
て、横軸は、最外芯間距離Ｌに発生する軸ずれ量（μ
ｍ）を示している。また、縦軸は、各軸ずれ量に対応す
るクロストーク劣化量（ｄＢ）を示している。

【００９３】また、図１２は、損失増加量の軸ずれ量に
対する依存性を示すグラフである。このグラフにおい
て、横軸は、最外芯間距離Ｌに発生する軸ずれ量（μ
ｍ）を示している。また、縦軸は、各軸ずれ量に対応す
る損失増加量（ｄＢ）を示している。

【００９４】これらの図１１及び図１２のグラフに示す
ように、最外芯間距離Ｌに発生する軸ずれ量が大きくな
るほど、光導波路モジュールにおけるチャンネル間での
クロストーク、及び光導波路モジュールにおいて信号光
に発生する損失などの特性が劣化する。したがって、図
８に示したように、光回路１における光導波路２₁〜２₈
の導波路パターンをループ状として最外芯間距離Ｌを小
さくし、焼結温度に応じて発生する軸ずれ量を低減する
ことにより、光導波路モジュールの特性を好適に保持す
ることができる。

【００９５】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、光回路に設けられる光導波路の導波
路パターン、及び光導波路に対して設置される反射フィ
ルタ及び光検出器などの配置等については、上記した実
施形態に示した構成以外にも、それぞれの光導波路モジ
ュールのチャンネル数や用途などに応じて様々な構成を
用いて良い。また、入出力端面に接続されている信号光
入出力用の光ファイバアレイについては、設置しない構
成としても良い。

【００９６】

【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部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、光強度のモニタの対象となる信号光を
入出力するための入力ポート及び出力ポートを光回路の
同一の端面上に設置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、入力ポートと出力ポートとの間での光導波路が直線
状ではない導波路パターンによって形成されることとな
る。これにより、光導波路の一部の導波路部分で信号光
の位置ずれや広がりが発生した場合であっても、それに
よる余分な信号光成分の他の導波路部分への影響が低減
される。したがって、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が向上される光導波路モジュー
ルが得られる。

【００９７】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モニタ導波
路部での光軸に沿った断面構造を一部拡大して示すＩ−
Ｉ矢印断面図である。

【図３】図１に示した光導波路モジュールのモニタ導波
路部での光軸に垂直な断面構造を示すII−II矢印断面図
である。

【図４】図１に示した光導波路モジュールに用いられる
光ファイバアレイの光軸に垂直な断面構造を示すIII−I
II矢印断面図である。

【図５】光導波路モジュールの構成の一例を示す平面図
である。

【図６】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７】図６に示した光導波路モジュールのモニタ導波
路部での光軸に垂直な断面構造を示すIV−IV矢印断面図
である。

【図８】光導波路モジュールの第３実施形態の構成を示
す平面図である。

【図９】基板の収縮率の焼結温度に対する依存性を示す
グラフである。

【図１０】軸ずれ量の焼結温度に対する依存性を示すグ
ラフである。

【図１１】クロストーク劣化量の軸ずれ量に対する依存
性を示すグラフである。

【図１２】損失増加量の軸ずれ量に対する依存性を示す
グラフである。

【符号の説明】

１…平面導波路型光回路、１０…基板、１１…入出力端
面、１１ａ…入力ポート部、１１ｂ…出力ポート部、１
２…端面、１３…端面充填樹脂、１５…光遮蔽溝、１６
…溝充填樹脂、２_n…光導波路、２０…モニタ導波路
部、２１…入力導波路部、２２…出力導波路部、２５…
コア、２６…上部クラッド、２７…下部クラッド、３…
溝、３１…上流側端面、３２…下流側端面、４…反射フ
ィルタ、５…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、６５…サブマウント基板、７…光ファイ
バアレイ、７０…基板、７１_n…入力光ファイバ、７２_n
…出力光ファイバ、７５…Ｖ溝、７６…保持部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H037 BA11 BA24 CA37 DA03 DA04 DA06 2H047 KA04 KA12 LA09 LA14 MA07

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部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、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、前記光回路は、前記光導波路の入力導波路部が接続され
た入力ポート、及び前記光導波路の出力導波路部が接続
された出力ポートが同一の入出力端面に設けられている
ことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項２】前記反射フィルタ及び前記光検出器は、
前記入力導波路部及び前記出力導波路部と略直交する導
波路部に対して設置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。
【請求項３】前記光回路は、前記入力導波路部と前記
出力導波路部との間に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４】前記光遮蔽手段は、前記光回路に形成さ
れた光遮蔽溝からなることを特徴とする請求項３記載の
光導波路モジュール。
【請求項５】前記光遮蔽手段は、前記光回路に形成さ
れた光遮蔽溝を光遮蔽性の充填材料によって充填してな
ることを特徴とする請求項３記載の光導波路モジュー
ル。
【請求項６】前記光回路の前記入出力端面に対向する
端面は、前記入力導波路部及び前記出力導波路部の光軸
に直交する垂直軸に対して、所定の傾き角度α（０°＜
α）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。
【請求項７】前記光回路の前記入出力端面に対向する
端面は、前記光導波路と略同一の屈折率を有する充填材
料によって覆わ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８】前記光回路は、前記入力ポート及び前記
出力ポートに接続される位置での前記入力導波路部と前
記出力導波路部との間隔が、前記反射フィルタ及び前記
光検出器が設置されている導波路部側の所定位置での前
記入力導波路部と前記出力導波路部との間隔よりも小さ
くなるように構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。
【請求項９】前記光回路の前記溝は、前記反射フィル
タ及び前記光検出器が設置されている導波路部の光軸に
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。