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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022184729
(43)【公開日】2022-12-13
(54)【発明の名称】集積光源モジュール
(51)【国際特許分類】
G02B 6/12 20060101AFI20221206BHJP
G02B 6/42 20060101ALI20221206BHJP
B41J 2/447 20060101ALI20221206BHJP
B41J 2/455 20060101ALI20221206BHJP
【ＦＩ】
G02B6/12 301
G02B6/42
B41J2/447 101C
B41J2/455
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022050711
(22)【出願日】2022-03-25
(31)【優先権主張番号】P 2021091209
(32)【優先日】2021-05-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100163496
【弁理士】
【氏名又は名称】荒 則彦
(74)【代理人】
【識別番号】100169694
【弁理士】
【氏名又は名称】荻野 彰広
(74)【代理人】
【識別番号】100114937
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 裕幸
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 邦恭
(72)【発明者】
【氏名】小巻 壮
(72)【発明者】
【氏名】福澤 英明
【テーマコード（参考）】
2C162
2H137
2H147
【Ｆターム（参考）】
2C162AE21
2C162AE28
2C162AE40
2C162AE47
2C162AF06
2C162FA04
2C162FA18
2C162FA50
2H137AA15
2H137AB11
2H137BA32
2H137BA52
2H137BB02
2H137BB25
2H137BC51
2H137DB08
2H137EA04
2H137EA05
2H137EA13
2H147AA04
2H147AB04
2H147AB17
2H147CA13
2H147CA18
2H147CA27
2H147CB03
2H147CD02
2H147CD04
2H147CD05
2H147CD09
2H147EA13C
2H147EA14A
2H147EA35A
2H147FA09
2H147FA21
2H147FC02
2H147FC03
2H147FC05
2H147FC07
(57)【要約】
【課題】光半導体素子と平面光導波路とを組み合わせて高集積化が可能とされた集積光源モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の集積光源モジュール１００は、整列して並ぶＮ個の入射口６１と、整列して並ぶＭ個の出射口と、Ｎ個の入射口６１とＭ個の出射口とにつながる光導波路とを有する平面光導波路５０と、Ｎ個の入射口６１のそれぞれに対向し、Ｎ個の入射口６１に光を入射可能に配設されたＮ個の光半導体素子３０と、を備え、Ｍ個の出射口から出射される光を被照射対象に照射できる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の集積光源モジュール１００は、整列して並ぶＮ個の入射口６１と、整列して並ぶＭ個の出射口と、Ｎ個の入射口６１とＭ個の出射口とにつながる光導波路とを有する平面光導波路５０と、Ｎ個の入射口６１のそれぞれに対向し、Ｎ個の入射口６１に光を入射可能に配設されたＮ個の光半導体素子３０と、を備え、Ｍ個の出射口から出射される光を被照射対象に照射できる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
整列して並ぶＮ個の入射口と、整列して並ぶＭ個の出射口と、前記Ｎ個の入射口と前記Ｍ個の出射口とにつながる光導波路とを有する平面光導波路と、
前記Ｎ個の入射口のそれぞれに対向し、前記入射口に光を入射可能に配設されたＮ個の光半導体素子と、を備え、
前記Ｍ個の出射口から出射される光を被照射対象に照射できる、集積光源モジュール。
前記Ｎ個の入射口のそれぞれに対向し、前記入射口に光を入射可能に配設されたＮ個の光半導体素子と、を備え、
前記Ｍ個の出射口から出射される光を被照射対象に照射できる、集積光源モジュール。
【請求項2】
前記入射口の数（Ｎ）と前記出射口の数（Ｍ）とが異なっている、請求項１に記載の集積光源モジュール。
【請求項3】
前記出射口の数（Ｍ）が前記入射口の数（Ｎ）より少ない、請求項１又は２のいずれかに記載の集積光源モジュール。
【請求項4】
前記出射口の数（Ｍ）が前記入射口の数（Ｎ）より多い、請求項１又は２のいずれかに記載の集積光源モジュール。
【請求項5】
隣接する前記Ｎ個の入射口の間隔のうち、少なくとも一部の間隔が異なっている、請求項１～４のいずれか一項に記載の集積光源モジュール。
【請求項6】
前記光半導体素子が導体レーザ素子であり、前記Ｎ個の半導体レーザ素子のうち、少なくとも一部の半導体レーザ素子は異なる周波数のレーザ光を出力する、請求項１～５のいずれか一項に記載の集積光源モジュール。
【請求項7】
前記光半導体素子が半導体レーザ素子であり、前記Ｎ個の半導体レーザ素子はすべて同一周波数のレーザ光を出力するものであり、前記平面光導波路のＭ個の出射口のうち、少なくとも一部の出射口から出力されるレーザ光の周波数は異なる、請求項１～５のいずれか一項に記載の集積光源モジュール。
【請求項8】
前記集積光源モジュールはプリントヘッドである、請求項１～７のいずれか一項に記載の集積光源モジュール。
【請求項9】
前記平面光導波路が複数積層され、前記複数の平面光導波路に対応する前記Ｎ個の光半導体素子の層が複数積層されてなる、請求項１～８のいずれか一項に集積光源モジュール。
【請求項10】
隣接して配置する集積光源モジュールの前記平面光導波路の間に反射膜を備える、請求項９に記載の集積光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集積光源モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式を採用したプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置で用いられる光学ヘッドとして、ＬＥＤ（発光ダイオード）をアレイ状に配列したＬＥＤプリントヘッドが知られている（例えば、特許文献１）。電子写真方式の画像形成装置では、一様に帯電された感光体に、プリントヘッドによって光ビームを照射して感光体上に静電潜像を形成し、形成された静電潜像にトナーが供給されて感光体上にトナー像が形成され、トナーが用紙に転写して定着させることで印刷を行う。
【0003】
また、ＬＥＤを半導体レーザに置き換えたプリントヘッドも知られている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５５８５２９２号公報
【特許文献2】特開２００９－２８６０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ＬＥＤはランバーシアン分布で発光するため、光の取り出し効率が低い。ＬＥＤプリントヘッドでは、光の取り出し効率を向上させるために、ＬＥＤの直上に集光レンズを備えることが基本構成となっている（特許文献１参照）。この構成のため、ＬＥＤプリントヘッドでは、光学特性の課題などから高集積化させることが困難であった。
また、ＬＥＤプリントヘッドにおけるＬＥＤを半導体レーザに置き換えたプリントヘッドについても、半導体レーザのピーク出力を高めるためにレンズを用いている（特許文献２参照）。レンズを要する点はＬＥＤプリントヘッドと同様であり、やはり高集積化が困難であった。
また、ＬＥＤプリントヘッドにおけるＬＥＤを半導体レーザに置き換えたプリントヘッドについても、半導体レーザのピーク出力を高めるためにレンズを用いている（特許文献２参照）。レンズを要する点はＬＥＤプリントヘッドと同様であり、やはり高集積化が困難であった。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光半導体素子と平面光導波路とを組み合わせて高集積化が可能とされた集積光源モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。
【0008】
本発明の一態様に係る集積光源モジュールは、整列して並ぶＮ個の入射口と、整列して並ぶＭ個の出射口と、前記Ｎ個の入射口と前記Ｍ個の出射口とにつながる光導波路とを有する平面光導波路と、前記Ｎ個の入射口のそれぞれに対向し、前記入射口に光を入射可能に配設されたＮ個の光半導体素子と、を備え、前記Ｍ個の出射口から出射される光を被照射対象に照射できる。
【0009】
上記態様に係る集積光源モジュールは、前記入射口の数（Ｎ）と前記出射口の数（Ｍ）とが異なっていてもよい。
【0010】
上記態様に係る集積光源モジュールは、前記出射口の数（Ｍ）が前記入射口の数（Ｎ）より少なくてもよい。
【0011】
上記態様に係る集積光源モジュールは、前記出射口の数（Ｍ）が前記入射口の数（Ｎ）より多くてもよい。
【0012】
上記態様に係る集積光源モジュールは、隣接する前記Ｎ個の入射口の間隔のうち、少なくとも一部の間隔が異なっている、請求項１～４のいずれか一項に記載の集積光源モジュール。
【0013】
上記態様に係る集積光源モジュールは、前記光半導体素子が半導体レーザ素子であり、前記Ｎ個の半導体レーザ素子のうち、少なくとも一部の半導体レーザ素子は異なる周波数のレーザ光を出力するものでもよい。
【0014】
上記態様に係る集積光源モジュールは、前記光半導体素子が半導体レーザ素子であり、前記Ｎ個の半導体レーザ素子はすべて同一周波数のレーザ光を出力するものであり、前記平面光導波路のＭ個の出射口のうち、少なくとも一部の出射口から出力されるレーザ光の周波数は異なるものでもよい。
【0015】
上記態様に係る集積光源モジュールは、前記集積光源モジュールはプリントヘッドであってもよい。
【0016】
上記態様に係る集積光源モジュールは、前記平面光導波路が複数積層され、前記複数の平面光導波路に対応する前記Ｎ個の光半導体素子の層が複数積層されてなるものでもよい。
【0017】
上記態様に係る集積光源モジュールは、隣接して配置する集積光源モジュールの前記平面光導波路の間に反射膜を備えてもよい。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、光半導体素子と平面導波路とを組み合わせて高集積化が可能とされた集積光源モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】一実施形態の集積光源モジュールの斜視模式図である。
【図4】ＰＬＣの出射口が高密度化された構成の出射面近傍を模式的に示す斜視図である。
【図5】（ａ）は、入射口の数と出射口の数が同じ構成の平面光導波路を備える集積光源モジュールを概念的に示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、入射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。（ｃ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、出射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。
【図6】（ａ）は、出射口の数が入射口の数よりも少ない構成の平面光導波路を備える集積光源モジュールを概念的に示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、入射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。（ｃ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、出射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。
【図7】（ａ）は、入射口の数が出射口の数よりも少ない構成の平面光導波路を備える集積光源モジュールを概念的に示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、入射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。（ｃ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、出射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。
【図8】（ａ）は、図５～図７に示した平面光導波路の構成の特徴を組み合わせた平面光導波路を備える集積光源モジュールを概念的に示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、入射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。（ｃ）は、（ａ）に示した集積光源モジュールについて、出射口を備える面側から見た平面光導波路の正面図である。
【図9】他の実施形態の集積光源モジュールの斜視模式図である。
【図11】複数の平面光導波路層を積層する方法の各工程を示す断面模式図であり、（ａ）は１層目の平面光導波路層を作製するための第１工程、（ｂ）は第２工程、（ｃ）は第３工程、（ｄ）は第４工程であり、（ｅ）は２層目の平面光導波路層を作製するための第１工程、（ｆ）は第２工程、（ｇ）は第３工程、（ｈ）は第４工程、である。
【図12】複数のＬＤの層を積層する方法の各工程を示す断面模式図であり、（ａ）は第１工程、（ｂ）は第２工程、（ｃ）は第３工程、（ｄ）は第３工程後の斜視図であり、（ｅ）は第４工程、（ｆ）は第５工程であり、（ｇ）はＬＤ部とＰＬＣ部とを接合した図、である。
【図13】感光体ドラムの回転軸方向から見た典型的な画像形成装置の概略模式図である。
【図14】感光体ドラム及びプリントヘッドについてほぼ側面方向から見た概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0021】
図１は、一実施形態の集積光源モジュールの斜視模式図である。図２は、図１に示す集積光源モジュールの平面光導波路の入射口が配置する入射面の一部を正面から見た正面模式図である。図３は、図１に示す集積光源モジュール１００をＡ－Ａ´線で切断した断面模式図である。図４は、ＰＬＣの出射口が高密度化された構成の出射面近傍を概念的に示す斜視図である。図４では、コア５１とコアより下のクラッド５２の一部のみを描いている。この集積光源モジュールには、特定周波数を発生する光源を用いてもよく、可視光線以外の光源を用いてもよい。
【0022】
図１に示す集積光源モジュール１００は、整列して並ぶＮ個の入射口（入射端）６１と、整列して並ぶＭ個の出射口（出射端）６４（図３参照）と、Ｎ個の入射口６１とＭ個の出射口６４とにつながる光導波路とを有する平面光導波路５０と、Ｎ個の入射口６１のそれぞれに対向し、Ｎ個の入射口６１に光を入射可能に配設されたＮ個の光半導体素子３０と、を備え、Ｍ個の出射口６４から出射される光を被照射対象に照射できる。
ここで、「平面光導波路」は、平面光波回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ）に相当する構成要素であるが、本明細書では「平面光導波路」と称する。また、「平面光導波路」はクラッドとコアとからなり、通常、薄層なので、「平面光導波路層」と称することがある。また、「光半導体素子」としては、レーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）や発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を例示できるが、以下ではＬＤを例に挙げて説明する。
ここで、「平面光導波路」は、平面光波回路（Planar Lightwave Circuit：ＰＬＣ）に相当する構成要素であるが、本明細書では「平面光導波路」と称する。また、「平面光導波路」はクラッドとコアとからなり、通常、薄層なので、「平面光導波路層」と称することがある。また、「光半導体素子」としては、レーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）や発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を例示できるが、以下ではＬＤを例に挙げて説明する。
【0023】
図１に示す集積光源モジュール１００はさらに、上面（表面）２１（図３参照）にＬＤ３０が設けられたサブキャリア（基台）２０と、上面（表面）４１（図３参照）にＰＬＣ５０が設けられた基板４０と、を備える。なお、図１においては、図２及び図３で示した構成要素を省略しているものがある。
【0024】
本実施形態に係る集積光源モジュールは、平面光導波路（ＰＬＣ）を用い、各半導体レーザチップの出力をＰＬＣの出射口（出射端）まで到達させる構成である。光導波路を湾曲した経路にする等のＰＬＣの設計によって、光ビームの出射口（出射端）の高密度に配置する構成とすることで、光出力を高密度化できる（図４参照）。
また、本発明に係る集積光源モジュールは、光半導体素子をＰＬＣと組み合わせて、ＰＬＣの出射口（出射端）を狭くすることによって集光と同様の効果を得ることができ、その結果、レンズを必須としない。レンズがないことによって、ＰＬＣが有する出射口の配置構成を自由にとることができる。ただ、ＰＬＣの出射口からの光をさらに絞りたいときには、出射口の前にレンズを備える構成としてもよい。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣの設計によって光導波路の合流及び／又は分岐によって、ＰＬＣの入射口数（Ｎ個）と出射口数（Ｍ個）とを設計できる。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣを複数段重ねた構成とし、同じ光半導体素子でも、異なる段のＰＬＣの出射口の位置をずらして、光出力をより高密度化させた構成とすることができる。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣの出射口をアレイ状に一次元的に配置することによってプリントヘッドとして用いることができる。また、ＰＬＣの出射口をマトリックス状に二次元的に配置することによってディスプレイの光源として用いることができる。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣの設計によって、光半導体素子の光軸とは異なる方向に出射することが可能である。このため、集積光源モジュールと被照射対象（例えば、感光体ドラム）と配置の自由度が大きくなる。
また、本発明に係る集積光源モジュールは、光半導体素子をＰＬＣと組み合わせて、ＰＬＣの出射口（出射端）を狭くすることによって集光と同様の効果を得ることができ、その結果、レンズを必須としない。レンズがないことによって、ＰＬＣが有する出射口の配置構成を自由にとることができる。ただ、ＰＬＣの出射口からの光をさらに絞りたいときには、出射口の前にレンズを備える構成としてもよい。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣの設計によって光導波路の合流及び／又は分岐によって、ＰＬＣの入射口数（Ｎ個）と出射口数（Ｍ個）とを設計できる。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣを複数段重ねた構成とし、同じ光半導体素子でも、異なる段のＰＬＣの出射口の位置をずらして、光出力をより高密度化させた構成とすることができる。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣの出射口をアレイ状に一次元的に配置することによってプリントヘッドとして用いることができる。また、ＰＬＣの出射口をマトリックス状に二次元的に配置することによってディスプレイの光源として用いることができる。
また、本実施形態に係る集積光源モジュールは、ＰＬＣの設計によって、光半導体素子の光軸とは異なる方向に出射することが可能である。このため、集積光源モジュールと被照射対象（例えば、感光体ドラム）と配置の自由度が大きくなる。
【0025】
集積光源モジュール１００は、サブキャリア２０の上面（表面）２１に設けられたＮ個のＬＤ３０を備える。
この集積光源モジュール１００は、Ｎ個のＬＤ３０として、例えば赤色光を発するＬＤ３０－ｒ１、緑色光を発するＬＤ３０－ｇ１、青色光を発するＬＤ３０－ｂ１を順に繰り返して、赤色光を発するＬＤをｒｎ個、緑色光を発するｇｎ個、及び青色光を発するＬＤｂｎ個を備える（ｒｎ+ｇｎ+ｂｎ＝Ｎ）。各ＬＤは、ｘ方向で互いに間隔をあけて配置されている。集積光源モジュール１００では、Ｎ個のＬＤ３０が一次元的にアレイ状に整列して配置し、赤色光を発するＬＤ、緑色光を発するＬＤ、青色光を発するＬＤを順に繰り返す構成であるが、ＬＤの配置構成はこれに限らない。
ここで、ｙ方向は、ＬＤ３０から発せられる光の出射方向、即ち光軸に沿う方向である。ｘ方向は、ｙ方向に略直交する方向である。ｚ方向は、ｘ方向及びｙ方向に直交し、サブキャリア２０からＬＤ３０に向かう方向である。
この集積光源モジュール１００は、Ｎ個のＬＤ３０として、例えば赤色光を発するＬＤ３０－ｒ１、緑色光を発するＬＤ３０－ｇ１、青色光を発するＬＤ３０－ｂ１を順に繰り返して、赤色光を発するＬＤをｒｎ個、緑色光を発するｇｎ個、及び青色光を発するＬＤｂｎ個を備える（ｒｎ+ｇｎ+ｂｎ＝Ｎ）。各ＬＤは、ｘ方向で互いに間隔をあけて配置されている。集積光源モジュール１００では、Ｎ個のＬＤ３０が一次元的にアレイ状に整列して配置し、赤色光を発するＬＤ、緑色光を発するＬＤ、青色光を発するＬＤを順に繰り返す構成であるが、ＬＤの配置構成はこれに限らない。
ここで、ｙ方向は、ＬＤ３０から発せられる光の出射方向、即ち光軸に沿う方向である。ｘ方向は、ｙ方向に略直交する方向である。ｚ方向は、ｘ方向及びｙ方向に直交し、サブキャリア２０からＬＤ３０に向かう方向である。
【0026】
本実施形態において、例示として示した３原色の光のうち、赤色光とは、ピーク波長が例えば６１０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である光が使用可能であり、緑色光とは、ピーク波長が例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下である光が使用可能であり、青色光とは、ピーク波長が例えば４３５ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である光が使用可能である。
なお、本実施形態として示した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）以外の光も使用可能であり、例えば波長７８０ｎｍ～２．０μｍの近赤外線や、波長２．０μｍ～４．０μｍの中赤外線、４．０μｍ～１．０ｍｍの遠赤外線、波長２００ｎｍ～３８０ｎｍの近紫外線、波長１０ｎｍ～２００ｎｍの遠紫外線である。図面を用いて説明した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の搭載順についても、この順である必要性はなく適宜変更可能である。
なお、本実施形態として示した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）以外の光も使用可能であり、例えば波長７８０ｎｍ～２．０μｍの近赤外線や、波長２．０μｍ～４．０μｍの中赤外線、４．０μｍ～１．０ｍｍの遠赤外線、波長２００ｎｍ～３８０ｎｍの近紫外線、波長１０ｎｍ～２００ｎｍの遠紫外線である。図面を用いて説明した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の搭載順についても、この順である必要性はなく適宜変更可能である。
【0027】
集積光源モジュール１００は、Ｎ個のＬＤ３０すべてを一つのサブキャリア２０上に備える構成である。かかる構成において、各ＬＤ３０間の間隔を例えば、１０～１０００μｍ程度にすることで、Ｎ個のＬＤ３０を高密度で配置できる。高密度のＬＤ３０の配置によって、ＰＬＣ５０におけるＮ個の入射口を高密度に配置できる。
この構成に限らず、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色の光のＬＤごとに別のサブキャリアに設けられる構成や、また、Ｎ個のＬＤと同じ数のサブキャリアを備える構成であってもよい。
この構成に限らず、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色の光のＬＤごとに別のサブキャリアに設けられる構成や、また、Ｎ個のＬＤと同じ数のサブキャリアを備える構成であってもよい。
【0028】
ＬＤ３０は、ベアチップ（パッケージ化されていないチップ）でサブキャリア２０に実装されている。サブキャリア２０は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）や、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン（Ｓｉ）等で構成されている。図３に示すように、サブキャリア２０とＬＤ３０との間には第１金属層７５（金属層）及び第２金属層７６が設けられている。そして、ＬＤ３０は、サブキャリア２０に接する第１金属層７５とＬＤ３０に接する第２金属層７６とを介してサブキャリア２０と接続されている。本実施形態では、例えば、ｚ方向においてサブキャリア２０とＬＤ３０－ｒ１とが第１金属層７５－ｒ１及び第２金属層７６－ｒ１を介して接続されている。
第１金属層７５及び第２金属層７６を形成する方法としては、公知の方法が利用可能で特に問わないが、スパッタ、蒸着、ペースト化した金属の塗布、等の公知手法が利用可能である。第１金属層７５は、例えば金（Ａｕ）とスズ（Ｓｎ）の合金、スズ（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）の合金、インジウム（Ｉｎ）とビスマス（Ｂｉ）の合金及びスズ（Ｓｎ）－銀（Ａｇ）－銅（Ｃｕ）系はんだ合金（ＳＡＣ）からなる群から選択されるいずれかの合金で構成されている。第２金属層７６は、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される１又は複数の金属で構成されている。このように、第１金属層７５は合金、第２金属層７６は単一金属で構成することができる。
第１金属層７５及び第２金属層７６を形成する方法としては、公知の方法が利用可能で特に問わないが、スパッタ、蒸着、ペースト化した金属の塗布、等の公知手法が利用可能である。第１金属層７５は、例えば金（Ａｕ）とスズ（Ｓｎ）の合金、スズ（Ｓｎ）と銅（Ｃｕ）の合金、インジウム（Ｉｎ）とビスマス（Ｂｉ）の合金及びスズ（Ｓｎ）－銀（Ａｇ）－銅（Ｃｕ）系はんだ合金（ＳＡＣ）からなる群から選択されるいずれかの合金で構成されている。第２金属層７６は、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される１又は複数の金属で構成されている。このように、第１金属層７５は合金、第２金属層７６は単一金属で構成することができる。
【0029】
基板４０は、シリコン（Ｓｉ）で構成されている。ＰＬＣ５０は、集積回路等の微細な構造を形成する際に用いられる公知のフォトリソグラフィやドライエッチングを含む半導体プロセスによって、基板４０の上面４１に、基板４０と一体になるように作製されている。図１及び図２に示すように、ＰＬＣ５０は、Ｎ個のＬＤ３０（３０－ｒ１、３０－ｇ１、３０－ｂ１、・・・）と同数のコア５１（５１－ｒ１、５１－ｇ１、５１－ｂ１、・・・）と、コアを囲むクラッド５２とを有する。クラッド５２の厚みと、各コアの幅方向寸法は、特に制限はないが、例えば、５０μｍ程度の厚みを有するクラッド５２中に、数ミクロン程度の幅方向寸法を有するコア５１が配設されている。
【0030】
コア５１及びクラッド５２は、例えば石英で構成されている。コア５１の屈折率は、クラッド５２の屈折率より所定値だけ高くなっている。これにより、コア５１の各々に到達した光が、各コアとクラッド５２との界面で全反射しながら、各コアを伝搬する。コア５１には、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）等の不純物が前述の所定値に応じた量でドープされている。
【0031】
図１及び図３に示すように、ＰＬＣ５０におけるＮ個の入射口６１（６１－ｒ１、６１－ｇ１、６１－ｂ１、・・・６１－ｒｎ、６１－ｇｎ、６１－ｂｎ）はそれぞれ、Ｎ個のＬＤ３０の出射口３１から発せられる光の光軸に合わせて対向して配置されている。
ここで、本明細書において、ＰＬＣ５０における「入射口」とは、図２に示すように、各コア５１が入射面６２に露出する端面（露出面）を意味する。ＰＬＣ５０における入射口６１としては、Ｎ個のＬＤ３０（３０－ｒ１、３０－ｇ１、３０－ｂ１、・・・３０－ｒｎ、３０－ｇｎ、３０－ｂｎ）に対応して、Ｎ個の入射口６１（６１－ｒ１、６１－ｇ１、６１－ｂ１、・・・６１－ｒｎ、６１－ｇｎ、６１－ｂｎ）が入射面６２に配置している。
集積光源モジュール１００においては、ＬＤ３０－ｒ１の出射口３１－ｒ１から発せられる赤色光の光軸と入射口６１－ｒ１の中心とが略重なっている。同様に、ＬＤ３０－ｇ１の出射口がコア５１－ｇ１の入射口６１－ｇ１と対向している。ｘ方向及びｚ方向において、ＬＤ３０－ｇ１から発せられる緑色光の光軸と入射口６１－ｇ１の中心とが略重なっている。ＬＤ３０－ｂ１の出射口がコア５１－ｂ１の入射口６１－ｂ１と対向している。ｘ方向及びｚ方向において、ＬＤ３０－ｂ１から発せられる青色光の光軸と入射口６１－ｂ１の中心とが略重なっている。このような構成及び配置によって、ＬＤ３０－ｒ１、３０－ｇ１、３０－ｂ１から発せられる赤色光、緑色光、青色光の少なくとも一部は、コア５１－ｒ１、５１－ｇ１、５１－ｂ１に入射可能である。
ここで、本明細書において、ＰＬＣ５０における「入射口」とは、図２に示すように、各コア５１が入射面６２に露出する端面（露出面）を意味する。ＰＬＣ５０における入射口６１としては、Ｎ個のＬＤ３０（３０－ｒ１、３０－ｇ１、３０－ｂ１、・・・３０－ｒｎ、３０－ｇｎ、３０－ｂｎ）に対応して、Ｎ個の入射口６１（６１－ｒ１、６１－ｇ１、６１－ｂ１、・・・６１－ｒｎ、６１－ｇｎ、６１－ｂｎ）が入射面６２に配置している。
集積光源モジュール１００においては、ＬＤ３０－ｒ１の出射口３１－ｒ１から発せられる赤色光の光軸と入射口６１－ｒ１の中心とが略重なっている。同様に、ＬＤ３０－ｇ１の出射口がコア５１－ｇ１の入射口６１－ｇ１と対向している。ｘ方向及びｚ方向において、ＬＤ３０－ｇ１から発せられる緑色光の光軸と入射口６１－ｇ１の中心とが略重なっている。ＬＤ３０－ｂ１の出射口がコア５１－ｂ１の入射口６１－ｂ１と対向している。ｘ方向及びｚ方向において、ＬＤ３０－ｂ１から発せられる青色光の光軸と入射口６１－ｂ１の中心とが略重なっている。このような構成及び配置によって、ＬＤ３０－ｒ１、３０－ｇ１、３０－ｂ１から発せられる赤色光、緑色光、青色光の少なくとも一部は、コア５１－ｒ１、５１－ｇ１、５１－ｂ１に入射可能である。
【0032】
Ｎ個のＬＤ３０から発せられる赤色光、緑色光、青色光は、Ｎ個のコア５１の入射口６１にそれぞれ入射した後、各コアを伝搬する。Ｎ個の各コア５１は合流及び／又は分岐しながら、出射面６５に配置するＭ個の出射口６４に到達する。
ここで、本明細書において、ＰＬＣ５０における「出射口」とは、各コア５１が出射面６５に露出する端面（露出面）を意味する。ＰＬＣ５０における出射口としては、各コア５１の合流・分岐に応じて、Ｍ個の出射口６４（６４－１、６４－２、・・・６４－Ｍ）が出射面６５に配置している。
ここで、本明細書において、ＰＬＣ５０における「出射口」とは、各コア５１が出射面６５に露出する端面（露出面）を意味する。ＰＬＣ５０における出射口としては、各コア５１の合流・分岐に応じて、Ｍ個の出射口６４（６４－１、６４－２、・・・６４－Ｍ）が出射面６５に配置している。
【0033】
図３に示すように、サブキャリア２０は、第３金属層７１、第４金属層７２、第５金属層７３を介して基板４０と接続されている。本実施形態では、サブキャリア２０において基板４０に対向する面２２と基板４０においてサブキャリア２０に対向する面４２とは、第３金属層７１、第４金属層７２、第５金属層７３、反射防止膜８１を介して接続されている。そして第１金属層７５の融点は、第５金属層７３の融点よりも高い。
【0034】
第３金属層７１は、スパッタ又は蒸着等によって面２２に当接した状態で設けられ、例えば金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）及びタンタル（Ｔａ）からなる群から選択される１又は複数の金属で構成されている。また、好ましくは、第３金属層７１は、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されるいずれかの金属で構成される。第４金属層７２は、スパッタ又は蒸着等によって面４２に当接した状態で設けられ、例えばチタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択される１又は複数の金属で構成されている。また、好ましくは、第４金属層７２は、タンタル（Ｔａ）で構成される。第５金属層７３は、第３金属層７１と第４金属層７２との間に介在し、例えばＡｕＳｎ、ＳｎＣｕ、ＩｎＢｉ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＰｄＡｇ、ＳｎＢｉＩｎ及びＰｂＢｉＩｎからなる群から選択される１又は複数の合金で構成されている。また、好ましくは、第５金属層７３は、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇＣｕ及びＳｎＢｉＩｎからなる群から選択されるいずれかの合金で構成される。以上のように、第３金属層７１及び第４金属層７２は単一金属、第５金属層７３は合金で構成することができ、サブキャリア２０と基板４０は、単一金属と合金とで接合されることができる。
【0035】
また本実施形態では、ＬＤ３０とＰＬＣ５０との間に反射防止膜８１が設けられている。例えば、反射防止膜８１は、基板４０の側面４２とＰＬＣ５０の入射口６１を備える入射面６２とに、一体的に形成されている。但し、反射防止膜８１は、ＰＬＣ５０の入射口６１を備える入射面６２のみに形成されていてもよい。
【0036】
また、入射口６１を備える入射面６２に加えて、出射口６４を備える出射面６５にも、反射防止膜８２が設けられている。なお、図１では、集積光源モジュール１００の概略構成を示しており、第３金属層７１、第４金属層７２、第５金属層７３及び反射防止膜８１，８２は省略されている。
【0037】
反射防止膜８１，８２は、ＰＬＣ５０への入射光又は出射光が入射口６１又は出射口６４から各面に進入する方向とは逆向きに反射することを防止し、入射光又は出射光の透過率を高めるための膜である。反射防止膜８１，８２は、例えば複数の種類の誘電体が、入射光である赤色光、緑色光、青色光の波長に応じた所定の厚みで交互に積層されることによって形成される多層膜である。前述の誘電体としては、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等が挙げられる。
【0038】
ＬＤ３０の出射口３１とＰＬＣ５０の入射口６１とは、所定の間隔で配置されている。入射口６１は出射口３１と対向しており、ｙ方向において出射口３１と入射口６１との間には隙間７０がある。集積光源モジュール１００は空気中に露出されているので、隙間７０には空気が満ちている。集積光源モジュール１００に用いられる光量等を踏まえると、隙間７０のｙ方向の大きさ（間隔の大きさ）は、例えば０μｍより大きく、５μｍ以下であることが好ましい。
【0039】
＜平面光導波路の第１実施形態＞
図５（ａ）は、入射口の数（Ｎ個）と出射口の数（Ｍ個）が同じ（Ｎ＝Ｍ）構成のＰＬＣ１５０を備える集積光源モジュール１０１を概念的に示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した集積光源モジュール１０１について、入射口１６１を備える入射面１６２側から見たＰＬＣ１５０の正面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示した集積光源モジュール１０１について、出射口１６４を備える出射面１６５側から見たＰＬＣ１５０の正面図である。図５においては、ＰＬＣ１５０及びＬＤ１３０以外の構成要素は省略している。
図５（ａ）は、入射口の数（Ｎ個）と出射口の数（Ｍ個）が同じ（Ｎ＝Ｍ）構成のＰＬＣ１５０を備える集積光源モジュール１０１を概念的に示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示した集積光源モジュール１０１について、入射口１６１を備える入射面１６２側から見たＰＬＣ１５０の正面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示した集積光源モジュール１０１について、出射口１６４を備える出射面１６５側から見たＰＬＣ１５０の正面図である。図５においては、ＰＬＣ１５０及びＬＤ１３０以外の構成要素は省略している。
【0040】
図５に示すＰＬＣ１５０は平面導波路の入力端と出力端が１対１に対応する構成であり、１対１で入出力が決まるため、光導波路の形状をシンプルにすることができ、入力から出力の損失が少ない。
【0041】
図５に示す集積光源モジュール１０１は、アレイ状（一次元的）に整列して並ぶＮ個の入射口１６１－１、１６１－２、１６１－３、・・・１６１－（Ｎ－１）、１６１－Ｎと、アレイ状に整列して並ぶＮ個の出射口１６４－１、１６４－２、１６４－３、・・・１６４－（Ｎ－１）、１６４－Ｎと、Ｎ個の入射口１６１とＮ個の出射口１６４とにつながる光導波路１５１（１５１－１、１５１－２、１５１－３、・・・１５１－（Ｎ－１）、１５１－Ｎ）とを有するＰＬＣ１５０と、Ｎ個の入射口１６１のそれぞれに対向し、入射口に光を入射可能にアレイ状に整列して配設されたＮ個の光半導体素子１３０（１３０－１、１３０－２、１３０－３、・・・１３０－（Ｎ－１）、１３０－Ｎ）と、を備える。
【0042】
図５に示すＰＬＣ１５０は、Ｎ個の入射口の隣接する入射口の間隔（距離）ｄｉ１が等しい構成であるが、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい。間隔ｄｉ１は特に制限はないが、例えば、１０μｍ～１０００μｍとすることができる。
また、図５に示すＰＬＣ１５０は、Ｍ個の出射口の隣接する出射口の間隔（距離）ｄo１が等しい構成であるが、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい。間隔ｄo１は特に制限はないが、例えば、１０μｍ～１０００μｍとすることができる。
また、図５に示すＰＬＣ１５０は、Ｍ個の出射口の隣接する出射口の間隔（距離）ｄo１が等しい構成であるが、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい。間隔ｄo１は特に制限はないが、例えば、１０μｍ～１０００μｍとすることができる。
【0043】
また、図５に示すＰＬＣ１５０は、隣接する入射口の間隔ｄｉ１と隣接する出射口の間隔ｄo１とが等しい構成であるが、間隔ｄｉ１と間隔ｄo１とが異なる構成でもよい。また、隣接する入射口の間隔及び隣接する出射口の間隔のうちの一方、又は両方について、一部の間隔が異なる構成でもよい。また、隣接する入射口の間隔及び隣接する出射口の間隔のうちの一方、又は両方について、全ての間隔が異なる構成でもよい。
【0044】
また、図５に示すＰＬＣ１５０は、Ｎ個のＬＤ１３０の配置に対応して、Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい。
また、図５に示すＰＬＣ１５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい。
また、図５に示すＰＬＣ１５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい。
【0045】
図５に示すＮ個のＬＤ１３０は、全てのＬＤが同じ周波数である構成でも、一部のＬＤが異なる周波数である構成でも、全てのＬＤが異なる周波数である構成でもよい。
また、図５に示すＮ個のＬＤ１３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい。
また、図５に示すＮ個のＬＤ１３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい。
【0046】
また、図５に示すＮ個のＬＤ１３０は、全てのＬＤの出射口が実質的に同一面に並ぶ（ｙ方向で同じ位置）構成であるが、一部のＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよく、また、全てのＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよい。
【0047】
また、図５に示すＮ個のＬＤ１３０は、アレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい。
【0048】
＜平面光導波路の第２実施形態＞
図６（ａ）は、入射口の数（Ｎ個）と出射口の数（Ｍ個）が異なり、出射口の数が入射口の数よりも少ない（Ｎ＞Ｍ）構成のＰＬＣ２５０を備える集積光源モジュール１０２を概念的に示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した集積光源モジュール１０２について、入射口２６１を備える入射面２６２側から見たＰＬＣ２５０の正面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示した集積光源モジュール１０２について、出射口２６４を備える出射面２６５側から見たＰＬＣ２５０の正面図である。図６においては、ＰＬＣ２５０及びＬＤ２３０以外の構成要素は省略している。
図６（ａ）は、入射口の数（Ｎ個）と出射口の数（Ｍ個）が異なり、出射口の数が入射口の数よりも少ない（Ｎ＞Ｍ）構成のＰＬＣ２５０を備える集積光源モジュール１０２を概念的に示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した集積光源モジュール１０２について、入射口２６１を備える入射面２６２側から見たＰＬＣ２５０の正面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示した集積光源モジュール１０２について、出射口２６４を備える出射面２６５側から見たＰＬＣ２５０の正面図である。図６においては、ＰＬＣ２５０及びＬＤ２３０以外の構成要素は省略している。
【0049】
図６に示すＰＬＣ２５０は、平面光導波路の入力端より出力端が少ない構成であり、例えば、一つの光半導体素子からの出力が弱い場合、複数の光導波路をまとめることで出力を大きくすることができる。また、同一周波数の光半導体素子から出射された光を光導波路内で混合することで異なる周波数にしたり、異なる周波数の光半導体素子を混合して特定周波数の出力を得ることも可能になる。
【0050】
図６に示す集積光源モジュール１０２は、アレイ状（一次元的）に整列して並ぶＮ個の入射口２６１－１、２６１－２、２６１－３、・・・２６１－（Ｎ－１）、２６１－Ｎと、アレイ状に整列して並ぶＭ個の出射口２６４－１、・・・２６４－Ｍと、Ｎ個の入射口２６１とＭ個の出射口２６４とにつながる光導波路２５１（２５１－１、２５１－２、２２１－３、・・・２５１－（Ｎ－１）、２５１－Ｎ）及び光導波路２５２（２５２－１、・・・２５２－Ｍ）とを有するＰＬＣ２５０と、Ｎ個の入射口２６１のそれぞれに対向し、入射口に光を入射可能にアレイ状に整列して配設されたＮ個の光半導体素子２３０（２３０－１、２３０－２、２３０－３、・・・２３０－（Ｎ－１）、２３０－Ｎ）と、を備える。ここで、Ｎ本の光導波路２５１はＰＬＣ２５０内で、その一部が合波により、Ｍ（Ｎ＞Ｍ）本の光導波路２５２となっている。
【0051】
図６に示すＰＬＣ２５０においては、光導波路２５１－１及び光導波路２５１－２は合流位置ｇ１で合流して光導波路２５２－１となる構成である。この構成によって、ＬＤ２３０－１から出射し、光導波路２５１－１の入射口２６１－１に入射し、光導波路２５１－１を伝搬していったレーザ光とＬＤ２３０－２から出射し、光導波路２５１－２の入射口２６１－２に入射し、光導波路２５１－２を伝搬していったレーザ光とは合流位置ｇ１で合波し、合波したレーザ光は光導波路２５２－１を伝搬して出射口２６４－１から出射する。
また、光導波路２５１－（Ｎ－１）及び光導波路２５１－ＮはｇＭで合流して光導波路２５２－Ｍとなる構成である。この構成によって、ＬＤ２３０－（Ｎ－１）から出射し、光導波路２５１－（Ｎ－１）の入射口２６１－（Ｎ－１）に入射し、光導波路２５１－（Ｎ－１）を伝搬していったレーザ光とＬＤ２３０－Ｎから出射し、光導波路２５１－Ｎの入射口２６１－Ｎに入射し、光導波路２５１－Ｎを伝搬していったレーザ光とは合流位置ｇＭで合波し、合波したレーザ光は光導波路２５２－Ｍを伝搬して出射口２６４－Ｍから出射する。
また、光導波路２５１－（Ｎ－１）及び光導波路２５１－ＮはｇＭで合流して光導波路２５２－Ｍとなる構成である。この構成によって、ＬＤ２３０－（Ｎ－１）から出射し、光導波路２５１－（Ｎ－１）の入射口２６１－（Ｎ－１）に入射し、光導波路２５１－（Ｎ－１）を伝搬していったレーザ光とＬＤ２３０－Ｎから出射し、光導波路２５１－Ｎの入射口２６１－Ｎに入射し、光導波路２５１－Ｎを伝搬していったレーザ光とは合流位置ｇＭで合波し、合波したレーザ光は光導波路２５２－Ｍを伝搬して出射口２６４－Ｍから出射する。
【0052】
図６に示すＰＬＣ２５０は、合流位置ｇ１で合流した光導波路、図示しない合流位置で合流した光導波路、及び、合流位置ｇＭで合流した光導波路はその後、合流することなく、出射口につながる構成であるが、それらの合流位置よりｙ方向の後方の所定の合流位置でさらに１回又は複数回、光導波路が合流する構成であってもよい。
また、図６に示すＰＬＣ２５０は、すべての光導波路が入射面から出射面の間で１度は必ず合流する光導波路だけからなる構成であってもよいし、１度も他の光導波路と合流しない光導波路が存在する構成（すなわち、合流する光導波路と合流しない光導波路が混在する構成）であってもよい。
また、図６に示すＰＬＣ２５０は、すべての光導波路が入射面から出射面の間で１度は必ず合流する光導波路だけからなる構成であってもよいし、１度も他の光導波路と合流しない光導波路が存在する構成（すなわち、合流する光導波路と合流しない光導波路が混在する構成）であってもよい。
【0053】
図６に示すＰＬＣ２５０は、Ｎ個の入射口の隣接する入射口の間隔（距離）ｄｉ２が等しい構成であるが、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
また、図６に示すＰＬＣ１５０は、Ｍ個の出射口の隣接する出射口の間隔（距離）ｄo２が等しい構成でもよく、また、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
また、図６に示すＰＬＣ１５０は、Ｍ個の出射口の隣接する出射口の間隔（距離）ｄo２が等しい構成でもよく、また、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
【0054】
また、図６に示すＰＬＣ２５０は、Ｎ個のＬＤ２３０の配置に対応して、Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
また、図６に示すＰＬＣ２５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
また、図６に示すＰＬＣ２５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０と同様である。
【0055】
図６に示すＮ個のＬＤ２３０は、全てのＬＤが同じ周波数である構成でも、一部のＬＤが異なる周波数である構成でも、全てのＬＤが異なる周波数である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０と同様である。
また、図６に示すＮ個のＬＤ２３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０と同様である。
また、図６に示すＮ個のＬＤ２３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０と同様である。
【0056】
図６に示すＮ個のＬＤ２３０は、全てのＬＤの出射口が実質的に同一面に並ぶ（ｙ方向で同じ位置）構成であるが、一部のＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよく、また、全てのＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０と同様である。
【0057】
【0058】
＜平面光導波路の第３実施形態＞
図７（ａ）は、入射口の数（Ｎ個）と出射口の数（Ｍ個）が異なり、入射口の数が出射口の数よりも少ない（Ｎ＞Ｍ）構成のＰＬＣ３５０を備える集積光源モジュール１０３を概念的に示す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した集積光源モジュール１０３について、入射口３６１を備える入射面３６２側から見たＰＬＣ３５０の正面図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）に示した集積光源モジュール１０３について、出射口３６４を備える出射面３６５側から見たＰＬＣ３５０の正面図である。図７においては、ＰＬＣ３５０及びＬＤ３３０以外の構成要素は省略している。
図７（ａ）は、入射口の数（Ｎ個）と出射口の数（Ｍ個）が異なり、入射口の数が出射口の数よりも少ない（Ｎ＞Ｍ）構成のＰＬＣ３５０を備える集積光源モジュール１０３を概念的に示す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した集積光源モジュール１０３について、入射口３６１を備える入射面３６２側から見たＰＬＣ３５０の正面図である。図７（ｃ）は、図７（ａ）に示した集積光源モジュール１０３について、出射口３６４を備える出射面３６５側から見たＰＬＣ３５０の正面図である。図７においては、ＰＬＣ３５０及びＬＤ３３０以外の構成要素は省略している。
【0059】
図７に示すＰＬＣ３５０は、平面導波路の入力端より出力端が多い構成であり、例えば、一つの光半導体素子の出力について、光導波路を分岐させることで出力を分割することができ、その結果、出力端の密度を向上させることができる。また、ある周波数の光学素子をＰＬＣ内で導波路を分割することで異なる特性（周波数特性）を有する出力を高密度に得ることが可能となる。
【0060】
図７に示す集積光源モジュール１０３は、アレイ状（一次元的）に整列して並ぶＮ個の入射口３６１－１、３６１－２、３６１－３、・・・３６１－（Ｎ－１）、３６１－Ｎと、アレイ状に整列して並ぶＭ個の出射口３６４－１、３６４－２、３６４－３、３６４－４、３６４－５、３６４－６、・・・３６４－（Ｍ－２）、３６４－（Ｍ－１）、３６４－Ｍと、Ｎ個の入射口３６１とＭ個の出射口３６４とにつながる光導波路３５１（３５１－１、３５１－２、３２１－３、・・・３５１－（Ｎ－１）、３５１－Ｎ）及び光導波路３５２（３５２－１ａ、３５２－１ｂ、３５２－２ａ、３５２－２ｂ、３５３－２ａ、３５３－２ｂ、・・・３５２－（Ｎ－１）ａ、３５２－（Ｎ－１）ｂ）とを有するＰＬＣ３５０と、Ｎ個の入射口３６１のそれぞれに対向し、入射口に光を入射可能にアレイ状に整列して配設されたＮ個の光半導体素子３３０（３３０－１、３３０－２、３３０－３、・・・３３０－（Ｎ－１）、３３０－Ｎ）と、を備える。
【0061】
図７に示すＰＬＣ３５０においては、光導波路３５１－１は分岐位置ｂ１で光導波路３５２－１ａと光導波路３５２－１ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ３３０－１から出射し、光導波路３５１－１の入射口３６１－１に入射し、光導波路３５１－１を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ１で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路３５２－１ａを伝搬していき、出射口３６４－１から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－１ｂを伝搬していき、出射口３６４－２から出射する。
同様に、光導波路３５１－２は分岐位置ｂ２で光導波路３５２－２ａと光導波路３５２－２ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ３３０－２から出射し、光導波路３５１－２の入射口３６１－２に入射し、光導波路３５１－２を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ２で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路３５２－２ａを伝搬していき、出射口３６４－３から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－２ｂを伝搬していき、出射口３６４－４から出射する。
同様に、光導波路３５１－３は分岐位置ｂ３で光導波路３５２－３ａと光導波路３５３－２ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ３３０－３から出射し、光導波路３５１－３の入射口３６１－３に入射し、光導波路３５１－３を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ３で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路３５２－３ａを伝搬していき、出射口３６４－５から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－３ｂを伝搬していき、出射口３６４－６から出射する。
同様に、光導波路３５１－（Ｎ－１）は分岐位置ｂ（Ｎ－１）で光導波路３５２－（Ｎ－１）ａと光導波路３５３－（Ｎ－１）ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ３３０－（Ｎ－１）から出射し、光導波路３５１－（Ｎ－１）の入射口３６１－（Ｎ－１）に入射し、光導波路３５１－（Ｎ－１）を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ（Ｎ－１）で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路３５２－（Ｎ－１）ａを伝搬していき、出射口３６４－（Ｍ－２）から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－（Ｎ－１）ｂを伝搬していき、出射口３６４－（Ｍ－１）から出射する。
図７に示すＰＬＣ３５０においては、光導波路３５１－Ｎは分岐せずに、出射口３６４－Ｍにつながっている。
図７に示すＰＬＣ３５０は、すべての光導波路が入射面から出射面の間で１度は必ず分岐する光導波路だけからなる構成であってもよいし、１度も分岐しない光導波路が存在する構成（すなわち、分岐する光導波路と分岐しない光導波路が混在する構成）であってもよい。
同様に、光導波路３５１－２は分岐位置ｂ２で光導波路３５２－２ａと光導波路３５２－２ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ３３０－２から出射し、光導波路３５１－２の入射口３６１－２に入射し、光導波路３５１－２を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ２で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路３５２－２ａを伝搬していき、出射口３６４－３から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－２ｂを伝搬していき、出射口３６４－４から出射する。
同様に、光導波路３５１－３は分岐位置ｂ３で光導波路３５２－３ａと光導波路３５３－２ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ３３０－３から出射し、光導波路３５１－３の入射口３６１－３に入射し、光導波路３５１－３を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ３で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路３５２－３ａを伝搬していき、出射口３６４－５から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－３ｂを伝搬していき、出射口３６４－６から出射する。
同様に、光導波路３５１－（Ｎ－１）は分岐位置ｂ（Ｎ－１）で光導波路３５２－（Ｎ－１）ａと光導波路３５３－（Ｎ－１）ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ３３０－（Ｎ－１）から出射し、光導波路３５１－（Ｎ－１）の入射口３６１－（Ｎ－１）に入射し、光導波路３５１－（Ｎ－１）を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ（Ｎ－１）で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路３５２－（Ｎ－１）ａを伝搬していき、出射口３６４－（Ｍ－２）から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－（Ｎ－１）ｂを伝搬していき、出射口３６４－（Ｍ－１）から出射する。
図７に示すＰＬＣ３５０においては、光導波路３５１－Ｎは分岐せずに、出射口３６４－Ｍにつながっている。
図７に示すＰＬＣ３５０は、すべての光導波路が入射面から出射面の間で１度は必ず分岐する光導波路だけからなる構成であってもよいし、１度も分岐しない光導波路が存在する構成（すなわち、分岐する光導波路と分岐しない光導波路が混在する構成）であってもよい。
【0062】
図７に示すＰＬＣ３５０は、分岐位置ｂ１で分岐した光導波路、分岐位置ｂ２で分岐した光導波路、分岐位置ｂ３で分岐した光導波路、及び、分岐位置ｂ（Ｎ－１）で分岐した光導波路はその後、分岐することなく、出射口につながる構成であるが、それらの分岐位置よりｙ方向の後方の所定の分岐位置でさらに１回又は複数回、光導波路が分岐する構成であってもよい。
【0063】
図７に示すＰＬＣ３５０は、Ｎ個の入射口の隣接する入射口の間隔（距離）ｄｉ３が等しい構成であるが、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
また、図７に示すＰＬＣ２５０は、Ｍ個の出射口の隣接する出射口の間隔（距離）ｄo３が等しい構成でもよく、また、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
また、図７に示すＰＬＣ２５０は、Ｍ個の出射口の隣接する出射口の間隔（距離）ｄo３が等しい構成でもよく、また、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
【0064】
また、図７に示すＰＬＣ３５０は、Ｎ個のＬＤ３３０の配置に対応して、Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
また、図７に示すＰＬＣ３５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
また、図７に示すＰＬＣ３５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０及び図６に示したＰＬＣ２５０と同様である。
【0065】
図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、全てのＬＤが同じ周波数である構成でも、一部のＬＤが異なる周波数である構成でも、全てのＬＤが異なる周波数である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０及び図６に示したＮ個のＬＤ２３０と同様である。
また、図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０及び図６に示したＮ個のＬＤ２３０と同様である。
また、図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０及び図６に示したＮ個のＬＤ２３０と同様である。
【0066】
図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、全てのＬＤの出射口が実質的に同一面に並ぶ（ｙ方向で同じ位置）構成であるが、一部のＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよく、また、全てのＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０及び図６に示したＮ個のＬＤ２３０と同様である。
【0067】
また、図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、アレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０及び図６に示したＮ個のＬＤ２３０と同様である。
【0068】
＜平面光導波路の第４実施形態＞
図８（ａ）は、平面光導波路の第１～第３実施形態を組み合わせた構成のＰＬＣ４５０を備える集積光源モジュール１０４を概念的に示す平面図である。図８（ｂ）は、図７（ａ）に示した集積光源モジュール１０４について、入射口４６１を備える入射面４６２側から見たＰＬＣ４５０の正面図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）に示した集積光源モジュール１０４について、出射口４６４を備える出射面４６５側から見たＰＬＣ４５０の正面図である。図８においては、ＰＬＣ４５０及びＬＤ４３０以外の構成要素は省略している。
図８（ａ）は、平面光導波路の第１～第３実施形態を組み合わせた構成のＰＬＣ４５０を備える集積光源モジュール１０４を概念的に示す平面図である。図８（ｂ）は、図７（ａ）に示した集積光源モジュール１０４について、入射口４６１を備える入射面４６２側から見たＰＬＣ４５０の正面図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）に示した集積光源モジュール１０４について、出射口４６４を備える出射面４６５側から見たＰＬＣ４５０の正面図である。図８においては、ＰＬＣ４５０及びＬＤ４３０以外の構成要素は省略している。
【0069】
図８に示すＰＬＣ４５０は、複数の光半導体素子を、平面導波路の光導波路の設計によって所望の出力や周波数となるように調整することができる。この場合、異なる周波数の光半導体素子を用いなくても異なる周波数が得られるため、光源モジュールを構築する際の組み立て効率、生産効率が向上する。
【0070】
図８に示す集積光源モジュール１０４は、アレイ状（一次元的）に整列して並ぶＮ個の入射口４６１－１、４６１－２、４６１－３、・・・４６１－（Ｎ－１）、４６１－Ｎと、アレイ状に整列して並ぶＭ個の出射口４６４－１、４６４－２、４６４－３、・・・４６４－（Ｍ－２）、４６４－（Ｍ－１）、４６４－Ｍと、Ｎ個の入射口４６１とＭ個の出射口４６４とにつながる光導波路４５１（４５１－１、４５１－２、４２１－３、・・・４６１－（Ｎ－１）、４６１－Ｎ）及び光導波路４５２（４５２－１ａ、４５２－１ｂ、４５２－２、・・・４５２－（Ｎ－１）ａ、４５２－（Ｎ－１）ｂ）とを有するＰＬＣ４５０と、Ｎ個の入射口４６１のそれぞれに対向し、入射口に光を入射しアレイ状に整列して配設されたＮ個の光半導体素子４３０（４３０－１、４３０－２、４３０－３、・・・４３０－（Ｎ－１）、４３０－Ｎ）と、を備える。ここで、Ｎ本の光導波路４５１はＰＬＣ４５０内で、その一部が合波及び／又は分波により、Ｍ本の光導波路４５２となってＭ個の出射口に到達する。
【0071】
図８に示すＰＬＣ４５０においては、光導波路４５１－１は分岐位置ｂ１で光導波路４５２－１ａと光導波路４５２－１ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ４３０－１から出射し、光導波路４５１－１の入射口４６１－１に入射し、光導波路４５１－１を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂ１で分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路４５２－１ａを伝搬していき、出射口４６４－１から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路４５２－１ｂを伝搬していき、出射口４６４－２から出射する。
同様に、光導波路４５１－（Ｎ－１）は分岐位置ｂｘで光導波路４５２－（Ｎ－１）ａと光導波路４５２－（Ｎ－１）ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ４３０－（Ｎ－１）から出射し、光導波路４５１－（Ｎ－１）の入射口４６１－（Ｎ－１）に入射し、光導波路４５１－（Ｎ－１）を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂｘで分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路４５２－（Ｎ－１）ａを伝搬していき、出射口４６４－（Ｍ－２）から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－（Ｎ－１）ｂを伝搬していき、出射口４６４－（Ｍ－１）から出射する。
また、光導波路４５１－２及び光導波路４５１－３は合流位置ｇ１で合流して光導波路４５２－２となる構成である。この構成によって、ＬＤ４３０－２から出射し、光導波路４５１－２の入射口４６１－２に入射し、光導波路４５１－２を伝搬していったレーザ光と、ＬＤ４３０－３から出射し、光導波路４５１－３の入射口４６１－３に入射し、光導波路４５１－３を伝搬していったレーザ光とは合流位置ｇ１で合波し、合波したレーザ光は光導波路４５２－２を伝搬して出射口４６４－３から出射する。
図８に示すＰＬＣ４５０においては、光導波路４５１－Ｎは合流も分岐もせずに、出射口４６４－Ｍにつながっている。
図８に示すＰＬＣ４５０は、すべての光導波路が入射面から出射面の間で１度は少なくとも合流か分岐かのいずれかをする光導波路だけからなる構成であってもよいし、１度も合流も分岐もしない光導波路が存在する構成（すなわち、１度は少なくとも合流か分岐かのいずれかをする光導波路光導波路と、１度も合流も分岐もしない光導波路とが混在する構成）であってもよい。
同様に、光導波路４５１－（Ｎ－１）は分岐位置ｂｘで光導波路４５２－（Ｎ－１）ａと光導波路４５２－（Ｎ－１）ｂとに分岐する構成である。この構成によって、ＬＤ４３０－（Ｎ－１）から出射し、光導波路４５１－（Ｎ－１）の入射口４６１－（Ｎ－１）に入射し、光導波路４５１－（Ｎ－１）を伝搬していったレーザ光は分岐位置ｂｘで分波し、分波したレーザ光の一方は光導波路４５２－（Ｎ－１）ａを伝搬していき、出射口４６４－（Ｍ－２）から出射する。また、分波したレーザ光の他方は光導波路３５２－（Ｎ－１）ｂを伝搬していき、出射口４６４－（Ｍ－１）から出射する。
また、光導波路４５１－２及び光導波路４５１－３は合流位置ｇ１で合流して光導波路４５２－２となる構成である。この構成によって、ＬＤ４３０－２から出射し、光導波路４５１－２の入射口４６１－２に入射し、光導波路４５１－２を伝搬していったレーザ光と、ＬＤ４３０－３から出射し、光導波路４５１－３の入射口４６１－３に入射し、光導波路４５１－３を伝搬していったレーザ光とは合流位置ｇ１で合波し、合波したレーザ光は光導波路４５２－２を伝搬して出射口４６４－３から出射する。
図８に示すＰＬＣ４５０においては、光導波路４５１－Ｎは合流も分岐もせずに、出射口４６４－Ｍにつながっている。
図８に示すＰＬＣ４５０は、すべての光導波路が入射面から出射面の間で１度は少なくとも合流か分岐かのいずれかをする光導波路だけからなる構成であってもよいし、１度も合流も分岐もしない光導波路が存在する構成（すなわち、１度は少なくとも合流か分岐かのいずれかをする光導波路光導波路と、１度も合流も分岐もしない光導波路とが混在する構成）であってもよい。
【0072】
図８に示すＰＬＣ４５０においては、分岐位置ｂ１で分岐した光導波路、分岐位置ｂｘで分岐した光導波路、合流位置ｇ１で合流した光導波路はその後、分岐や合流をすることなく、出射口につながる構成であるが、それらの分岐位置及び／又は合流位置よりｙ方向の後方の所定の分岐位置や合流位置でさらに１回又は複数回、光導波路が分岐及び／又は合流する構成であってもよい。
【0073】
図８に示すＰＬＣ４５０は、Ｎ個の入射口の隣接する入射口の間隔（距離）ｄｉ４が等しい構成であるが、一部の間隔が異なる構成でもよく、また、全ての間隔が異なる構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０、図６に示したＰＬＣ２５０及び図７に示したＰＬＣ３５０と同様である。
【0074】
また、図８に示すＰＬＣ４５０は、Ｎ個のＬＤ４３０の配置に対応して、Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０、図６に示したＰＬＣ２５０及び図７に示したＰＬＣ３５０と同様である。
また、図８に示すＰＬＣ４５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０、図６に示したＰＬＣ２５０及び図７に示したＰＬＣ３５０と同様である。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０、図６に示したＰＬＣ２５０及び図７に示したＰＬＣ３５０と同様である。
また、図８に示すＰＬＣ４５０は、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０、図６に示したＰＬＣ２５０及び図７に示したＰＬＣ３５０と同様である。
Ｎ個の入射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成であってもよいし、また、その逆にＮ個の入射口がマトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成で、かつ、Ｍ個の出射口がアレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であってもよい点は、図５に示したＰＬＣ１５０、図６に示したＰＬＣ２５０及び図７に示したＰＬＣ３５０と同様である。
【0075】
図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、全てのＬＤが同じ周波数である構成でも、一部のＬＤが異なる周波数である構成でも、全てのＬＤが異なる周波数である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０、図６に示したＮ個のＬＤ２３０及び図７に示したＮ個のＬＤ３３０と同様である。
また、図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０、図６に示したＮ個のＬＤ２３０及び図７に示したＮ個のＬＤ３３０と同様である。
また、図７に示すＮ個のＬＤ３３０は、全てのＬＤが同じ出力である構成でも、一部のＬＤが異なる出力である構成でも、全てのＬＤが異なる出力である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０、図６に示したＮ個のＬＤ２３０及び図７に示したＮ個のＬＤ３３０と同様である。
【0076】
図８に示すＮ個のＬＤ４３０は、全てのＬＤの出射口が実質的に同一面に並ぶ（ｙ方向で同じ位置）構成であるが、一部のＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよく、また、全てのＬＤの出射口がｙ方向で異なる位置である構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０、図６に示したＮ個のＬＤ２３０及び図７に示したＮ個のＬＤ３３０と同様である。
【0077】
また、図８に示すＮ個のＬＤ４３０は、アレイ状（一次元的）に整列して並ぶ構成であるが、マトリックス状等の二次元的に整列して並ぶ構成でもよい点は、図５に示したＮ個のＬＤ１３０、図６に示したＮ個のＬＤ２３０及び図７に示したＮ個のＬＤ３３０と同様である。
【0078】
図９は、他の実施形態に係る集積光源モジュール２００の斜視模式図である。
【0079】
図９に示す本実施形態の集積光源モジュール２００は、整列して並ぶＮ個の入射口と、整列して並ぶＭ個の出射口と、Ｎ個の入射口とＭ個の出射口とにつながる光導波路とを有する、３層の平面光導波路層（ＰＬＣ）５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃと、その３層の平面光導波路層のそれぞれに対応する、３層のＮ個の光半導体素子（ＬＤ）の層３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃとを備える。
図９に示す本実施形態の集積光源モジュール２００ではさらに、上面（表面）に３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが設けられたサブキャリア（基台）２０と、上面（表面）にＰＬＣ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが設けられた基板４０と、を示しているが、その他、上述した構成要素は図示を省略している。
図９に示す本実施形態の集積光源モジュール２００ではさらに、上面（表面）に３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが設けられたサブキャリア（基台）２０と、上面（表面）にＰＬＣ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが設けられた基板４０と、を示しているが、その他、上述した構成要素は図示を省略している。
【0080】
図９に示す本実施形態の集積光源モジュール２００は、３層の平面光導波路層（ＰＬＣ）と、各平面光導波路層に対応する、３層のＮ個の光半導体素子（ＬＤ）の層とを備える構成であるが、３層に限らず、２層や４層以上の複数層を備える構成とすることができる。
【0081】
平面光導波路層（ＰＬＣ）５０Ａと平面光導波路層（ＰＬＣ）５０Ａとの間、及び、平面光導波路層（ＰＬＣ）５０Ｂと平面光導波路層（ＰＬＣ）５０Ｃとの間のそれぞれ、反射膜８５Ａ、８５Ｂを備えることが好ましい（図１０参照）。
各層間の光干渉を抑えることができるからである。
各層間の光干渉を抑えることができるからである。
【0082】
反射膜８５Ａ、８５Ｂとしては、金属膜を用いることができる。金属膜の材料としては反射率が高い金属材料であることが好ましい。例えば、Ｒｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等である。また、反射膜８５Ａ、８５Ｂとして、金属膜を用いた場合には、平面光導波路層（ＰＬＣ）の積層時に平坦性を維持しやすいという効果も得られる。
【0083】
図１０は、図９に示した集積光源モジュール２００のうち、ＰＬＣ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの出射口を有する面から見た正面模式図である。
ＰＬＣ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれの隣接する出射口の間隔ｄＡ、ｄＢ、ｄＣはいずれも等しい（ｄＡ＝ｄＢ＝ｄＣ＝ｄ）が、ＰＬＣ５０Ｂの出射口のｘ方向の位置をＰＬＣ５０Ａの出射口のｘ方向の位置に対してその間隔ｄの１/３ずらし、かつ、ＰＬＣ５０Ｃの出射口のｘ方向の位置をＰＬＣ５０Ｂの出射口のｘ方向の位置に対して同じ方向にその間隔ｄの１/３ずらした配置とされている。この配置構成によって、ＰＬＣ全体としてのｘ方向の出射口の密度が３倍に高密度化されている。
ＰＬＣ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれの隣接する出射口の間隔ｄＡ、ｄＢ、ｄＣはいずれも等しい（ｄＡ＝ｄＢ＝ｄＣ＝ｄ）が、ＰＬＣ５０Ｂの出射口のｘ方向の位置をＰＬＣ５０Ａの出射口のｘ方向の位置に対してその間隔ｄの１/３ずらし、かつ、ＰＬＣ５０Ｃの出射口のｘ方向の位置をＰＬＣ５０Ｂの出射口のｘ方向の位置に対して同じ方向にその間隔ｄの１/３ずらした配置とされている。この配置構成によって、ＰＬＣ全体としてのｘ方向の出射口の密度が３倍に高密度化されている。
【0084】
図１１を用いて、図９及び図１０に示したような集積光源モジュールが備える、複数の平面光導波路層（ＰＬＣ）を積層した積層体を作製する方法の一例について説明する。
（１）基板の準備
図１１（ａ）に示すように、基板４０を準備する。基板４０としては例えば、Ｓｉ基板を用いることができる。
（２）１層目の平面光導波路層（ＰＬＣ層）の形成
次に、図１１（ｂ）～（ｄ）に示すように、基板４０上に平面光導波路層（ＰＬＣ層）５０Ａを形成する。まず、図１１（ｂ）に示すように、火炎堆積法（ＦＨＤ：Flame Hydrolysis Deposition）などによりクラッド層（アンダークラッド層）５０ＡＡを形成する。次に、図１１（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）でコア層５１Ａを形成する。次に、図１１（ｄ）に示すように、クラッド層（オーバークラッド層）５０ＡＢを形成し、１層目のＰＬＣ層５０Ａを形成する。
（３）２層目の平面光導波路層（ＰＬＣ層）の形成
次に、図１１（ｅ）～（ｈ）に示すように、１層目のＰＬＣ層５０Ａ上に２層目のＰＬＣ層５０Ｂを形成する。まず、図１１（ｅ）に示すように、１層目のＰＬＣ層５０Ａの表面５０Ａａに金属膜８５ＡＡをスパッタリング等で成膜する。金属膜としては例えば、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ等の金属膜８５ＡＡを用いることができる。１層目のＰＬＣ層表面の凹凸に沿うように金属膜８５ＡＡが形成される。この金属膜８５ＡＡの表面は、ＰＬＣ層表面の凹凸と金属膜の成膜ばらつきとに起因した表面凹凸が発生する。次に、図１１（ｆ）に示すように、ドライやウェットによる表面平坦化手法（例えばＣＭＰなどの化学機械研磨）によって表面凹凸を低減し、２層目のＰＬＣ層の下地層（金属膜からなる）８５Ａを形成する。次に、図１１（ｇ）及び（ｈ）に示すように、（２）で示したのと同様の手法にて、形成した下地層８５Ａの上に２層目のＰＬＣ層のクラッド層（アンダークラッド層）５０ＢＡを形成し、コア層５１Ｂを形成し、クラッド層（オーバークラッド層）５０ＢＢを形成して、２層目のＰＬＣ層５０Ｂを形成することができる。
（４）３層目以上の平面光導波路層（ＰＬＣ層）の形成
同様の手法にて、３層目以上の平面光導波路層（ＰＬＣ層）を積層することができる。
（１）基板の準備
図１１（ａ）に示すように、基板４０を準備する。基板４０としては例えば、Ｓｉ基板を用いることができる。
（２）１層目の平面光導波路層（ＰＬＣ層）の形成
次に、図１１（ｂ）～（ｄ）に示すように、基板４０上に平面光導波路層（ＰＬＣ層）５０Ａを形成する。まず、図１１（ｂ）に示すように、火炎堆積法（ＦＨＤ：Flame Hydrolysis Deposition）などによりクラッド層（アンダークラッド層）５０ＡＡを形成する。次に、図１１（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）でコア層５１Ａを形成する。次に、図１１（ｄ）に示すように、クラッド層（オーバークラッド層）５０ＡＢを形成し、１層目のＰＬＣ層５０Ａを形成する。
（３）２層目の平面光導波路層（ＰＬＣ層）の形成
次に、図１１（ｅ）～（ｈ）に示すように、１層目のＰＬＣ層５０Ａ上に２層目のＰＬＣ層５０Ｂを形成する。まず、図１１（ｅ）に示すように、１層目のＰＬＣ層５０Ａの表面５０Ａａに金属膜８５ＡＡをスパッタリング等で成膜する。金属膜としては例えば、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ等の金属膜８５ＡＡを用いることができる。１層目のＰＬＣ層表面の凹凸に沿うように金属膜８５ＡＡが形成される。この金属膜８５ＡＡの表面は、ＰＬＣ層表面の凹凸と金属膜の成膜ばらつきとに起因した表面凹凸が発生する。次に、図１１（ｆ）に示すように、ドライやウェットによる表面平坦化手法（例えばＣＭＰなどの化学機械研磨）によって表面凹凸を低減し、２層目のＰＬＣ層の下地層（金属膜からなる）８５Ａを形成する。次に、図１１（ｇ）及び（ｈ）に示すように、（２）で示したのと同様の手法にて、形成した下地層８５Ａの上に２層目のＰＬＣ層のクラッド層（アンダークラッド層）５０ＢＡを形成し、コア層５１Ｂを形成し、クラッド層（オーバークラッド層）５０ＢＢを形成して、２層目のＰＬＣ層５０Ｂを形成することができる。
（４）３層目以上の平面光導波路層（ＰＬＣ層）の形成
同様の手法にて、３層目以上の平面光導波路層（ＰＬＣ層）を積層することができる。
【0085】
図１２を用いて、図９及び図１０に示したような集積光源モジュールが備える、複数のＬＤの層を積層した積層体を作製する方法の一例について説明する。以下では、ＬＤの層が２層の場合を例に説明する。
（１）サブキャリアの準備
図１２（ａ）に示すように、ＬＤ配線やＣＭＯＳなどが組み込まれたサブキャリア２０を準備する。
（２）ＬＤ接合用金属膜の成膜
図１２（ｂ）に示すように、サブキャリア２０上にＬＤを接合するための接合用金属膜Ｍを順に成膜する。
（３）ＬＤの実装
図１２（ｃ）に示すように、１層目のＬＤ３０Ａ、２層目のＬＤ３０Ｂを接合用金属膜Ｍ上に実装したのち固定する。図１２（ｄ）はこの状態の斜視図である。
（４）絶縁材料の充填
図１２（ｅ）に示すように、１層目のＬＤ３０Ａ、２層目のＬＤ３０Ｂが倒れないように絶縁材料を充填して絶縁材料層ＮＭを形成する。
（５）絶縁材料の研磨
図１２（ｆ）に示すように、絶縁材料層ＮＭをＬＤの発光部まで研磨してＬＤ部を作製する。
（６）ＬＤ部とＰＬＣ部との接合
ＬＤ部を９０度回転させてＰＬＣ部と接合し、集積光源モジュールを作製する。
（１）サブキャリアの準備
図１２（ａ）に示すように、ＬＤ配線やＣＭＯＳなどが組み込まれたサブキャリア２０を準備する。
（２）ＬＤ接合用金属膜の成膜
図１２（ｂ）に示すように、サブキャリア２０上にＬＤを接合するための接合用金属膜Ｍを順に成膜する。
（３）ＬＤの実装
図１２（ｃ）に示すように、１層目のＬＤ３０Ａ、２層目のＬＤ３０Ｂを接合用金属膜Ｍ上に実装したのち固定する。図１２（ｄ）はこの状態の斜視図である。
（４）絶縁材料の充填
図１２（ｅ）に示すように、１層目のＬＤ３０Ａ、２層目のＬＤ３０Ｂが倒れないように絶縁材料を充填して絶縁材料層ＮＭを形成する。
（５）絶縁材料の研磨
図１２（ｆ）に示すように、絶縁材料層ＮＭをＬＤの発光部まで研磨してＬＤ部を作製する。
（６）ＬＤ部とＰＬＣ部との接合
ＬＤ部を９０度回転させてＰＬＣ部と接合し、集積光源モジュールを作製する。
【0086】
＜適用例＞
本発明に係る集積光源モジュールの適用例として、電子写真方式を採用した画像形成装置のプリントヘッドとして用いた場合について説明する。
図１３は、感光体ドラム（被照射対象）の回転軸方向から見た典型的な画像形成装置の概略模式図である。図１４は、感光体ドラム及びプリントヘッドについてほぼ側面方向から見た概略模式図である。
本発明に係る集積光源モジュールの適用例として、電子写真方式を採用した画像形成装置のプリントヘッドとして用いた場合について説明する。
図１３は、感光体ドラム（被照射対象）の回転軸方向から見た典型的な画像形成装置の概略模式図である。図１４は、感光体ドラム及びプリントヘッドについてほぼ側面方向から見た概略模式図である。
【0087】
図１３に示した画像形成装置１０は、ドラム状の像担持体であり、矢印方向に回転する感光体ドラム１と、感光体ドラム１の表面を帯電させる帯電器２と、帯電器２によって帯電された感光体ドラム１上に静電潜像を形成するための露光手段である、本発明に係る集積光源モジュールを適用したプリントヘッド３と、感光体ドラム１上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像器４と、感光体ドラム１上のトナー像を記録紙Ｓ上に転写する転写ローラ５と、記録紙Ｓ上に転写されたトナー像を定着させる定着器６と、感光体ドラム１上に残ったトナーを除去するために除電する除電器７と、感光体ドラム１上に残ったトナーを機械的に清掃するクリーナー８とを備えている。
【0088】
図１３に示した画像形成装置１０における電子写真プロセスを簡単に説明する。
帯電器２により感光体ドラム１を帯電させた後（帯電工程）、プリントヘッド３から出射したレーザ光を感光体ドラム１に照射して感光体ドラム１上に静電潜像を形成する（露光工程）。次いで、現像器４により感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する（現像工程）。この後、転写ユニット２４により、感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙Ｓに転写し（転写工程）、定着器６により記録紙Ｓ上に転写したトナー像に圧力および熱を印加して記録紙Ｓに融着させトナーを固定する（定着工程）。
帯電器２により感光体ドラム１を帯電させた後（帯電工程）、プリントヘッド３から出射したレーザ光を感光体ドラム１に照射して感光体ドラム１上に静電潜像を形成する（露光工程）。次いで、現像器４により感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像を形成する（現像工程）。この後、転写ユニット２４により、感光体ドラム１上に形成されたトナー像を記録紙Ｓに転写し（転写工程）、定着器６により記録紙Ｓ上に転写したトナー像に圧力および熱を印加して記録紙Ｓに融着させトナーを固定する（定着工程）。
【符号の説明】
【0089】
３ プリントヘッド
３０、１３０、２３０、３３０、４３０ 光半導体素子
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、１５０、２５０、３５０、４５０ 平面光導波路
６１、１６１、２６１、３６１、４６１ 入射口
６４、１６４、２６４、３６４、４６４ 出射口
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、２００ 集積光源モジュール
３０、１３０、２３０、３３０、４３０ 光半導体素子
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、１５０、２５０、３５０、４５０ 平面光導波路
６１、１６１、２６１、３６１、４６１ 入射口
６４、１６４、２６４、３６４、４６４ 出射口
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、２００ 集積光源モジュール
【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】