発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

多モード干渉光カプラの基本的な性能として過剰損失および分岐比がある。ここで、過剰損失は主に多モード干渉光カプラの光結合部で発生する損失である。また、分岐比は、光結合器で分岐された２つの出力光の光強度の比率であり、例えば、二入力／二出力の多モード干渉光カプラでは、入力光導波路の光軸の延長上にある出力光導波路から導出される光強度（Through）と入力光導波路の光軸の延長から外れた光軸上にある他方の出力光導波路から導出される光強度（Cross）との比率（Through/Cross）で表される。 多モード干渉光カプラを多段に接続する構成では、接続された系全体の損失は各段の多モード干渉光カプラの損失を加算したものであるため、系全体の損失を低減するには各段の多モード干渉光カプラの過剰損失が小さいことが求められる。 例えば、各段の多モード干渉光カプラの過剰損失が0.3dB以下であれば、１０段の多モード干渉光カプラを直列接続した場合の損失は3dB以下に抑えることができる。 また、所望とされる分岐比は目的によって異なるものの、基本的には二つの出力光導波路に対して分岐の比率が１：１であることが求められる。 多モード干渉光カプラに求められる過剰損失の低減と１：１の分岐比の要求を満たすために、多モード干渉光カプラの設計パラメータの最適化が行われる。設計パラメータの最適化は、はじめに光結合部を構成する幅広の矩形形状の導波路部分の幅と長さを最適化し、次に接続部を構成する二入力／二出力光導波路を最適化する。 接続部の最適化では、一般に接続部の外形形状を緩やかな傾斜を有したテーパー形状とすることによって、光結合部の矩形導波路の光を二出力光導波路に導くことで損失を低減させている。 また、接続部と光結合部の矩形導波路との接続個所において、隣接する接続部の光導波路を接近させると、矩形導波路から光導波路間の隙間を抜けて放出される成分が減少するため、放出による損失を低減させることができる。 しかしながら、接続部の最適化において、接続部を緩やかな傾斜を有するテーパー形状とし、共に接近させて配置すると、隣接する２つの接続部の光導波路間において光の結合が発生して光導波路間でパワーのやり取りが起こり、分岐比が１：１に定まらないという問題がある。 したがって、
・光結合部の矩形形状の光導波路部分の幅と長さの最適化
・接続部を構成する二入力／二出力光導波路のテーパー形状の長さの最適化
・接続部の隣接する光導波路間の間隔の最適化
の多モード干渉光カプラの設計パラメータの最適化において、接続部の隣接する光導波路間の光結合によって分岐比が不安定となるという問題がある。 そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、多モード干渉光カプラの設計パラメータの最適化において、接続部の隣接する光導波路間の光結合による分岐比の不安定さを解消することを目的とする。 また、多モード干渉光カプラにおいて、損失の低減と安定した分岐比との両要求を満たすことを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

以上説明したように、本願発明の多モード干渉光カプラによれば、光結合部の矩形の多モード干渉光導波路中の伝搬光の波面と、接続部のテーパー形状の単一モード光導波路中の波面との整合を保持し、波面の不整合による損失を低減することができる。