特開 2023-167293 シリコンフォトニクス素子、光モジュール及び光モジュールの製造方法

(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】P2023167293

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】シリコンフォトニクス素子、光モジュール及び光モジュールの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/12 20060101AFI20231116BHJP

   G02B 6/125 20060101ALI20231116BHJP

   G02B 6/138 20060101ALI20231116BHJP

   H01L 31/0232 20140101ALI20231116BHJP

   G02B 6/30 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

G02B6/12 301

G02B6/12 341

G02B6/125 301

G02B6/138

H01L31/02 C

G02B6/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022078365

(22)【出願日】2022-05-11

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】古田 裕司

【テーマコード（参考）】

2H137

2H147

5F149

5F849

【Ｆターム（参考）】

2H137AB01

2H137AB08

2H137BA15

2H137BA45

2H137BA49

2H137BA52

2H137BA53

2H137BB12

2H137BC73

2H137BC74

2H137CC03

2H137EA07

2H147AB05

2H147AB16

2H147BB02

2H147BD03

2H147BE15

2H147CB01

2H147CB03

2H147CC02

2H147CC13

2H147CD02

2H147CD15

2H147EA13A

2H147EA13C

2H147EA14B

2H147FA25

2H147FB01

2H147FD08

2H147FD10

2H147FF01

5F149AA01

5F149AA07

5F149JA14

5F149XB05

5F849AA01

5F849AA07

5F849JA14

5F849XB05

(57)【要約】

【課題】シリコンフォトニクス素子と光部品との光接続性を向上できるシリコンフォトニクス素子を提供する。
【解決手段】シリコンフォトニクス素子１０は、自己発光能力を有さない光学素子１１と、光学素子１１とシリコンフォトニクス素子１０の外部とを接続する第１光導波路２０とを有する。シリコンフォトニクス素子１０は、第１光導波路２０に近接して設けられるとともに、第１光導波路２０と光学的に接続されたリング共振器３０と、リング共振器３０に近接して設けられるとともに、リング共振器３０と光学的に接続された第２光導波路４０とを有する。第１光導波路２０は、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続された第１端面２２を有する。第２光導波路４０は、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続された第２端面４２を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコンフォトニクス素子であって、
自己発光能力を有さない光学素子と、
前記光学素子と前記シリコンフォトニクス素子の外部とを接続する第１光導波路と、
前記第１光導波路に近接して設けられるとともに、前記第１光導波路と光学的に接続されたリング共振器と、
前記リング共振器に近接して設けられるとともに、前記リング共振器と光学的に接続された第２光導波路と、を有し、
前記第１光導波路は、前記シリコンフォトニクス素子の外部と接続された第１端面を有し、
前記第２光導波路は、前記シリコンフォトニクス素子の外部と接続された第２端面を有するシリコンフォトニクス素子。

【請求項2】

前記リング共振器は、前記第２端面から前記第２光導波路に光が入射された場合に、前記光が前記第１端面から出射されるように、前記光を前記第１光導波路に伝搬可能に設けられている請求項１に記載のシリコンフォトニクス素子。

【請求項3】

前記リング共振器の共振波長は、前記光学素子の光通信に用いられる波長と異なる波長に設定されている請求項１又は請求項２に記載のシリコンフォトニクス素子。

【請求項4】

複数の前記光学素子を有し、
前記複数の光学素子にそれぞれ接続された複数の前記第１光導波路を有し、
前記複数の第１光導波路は、前記第１光導波路の長さ方向と交差する第１方向において、互いに間隔を空けて設けられており、
前記第１方向に隣接する２つの前記第１光導波路の間に設けられたダブルリング共振器を更に有する請求項１に記載のシリコンフォトニクス素子。

【請求項5】

前記第２光導波路は、前記第１光導波路の長さ方向と交差する方向に沿って延びており、
前記リング共振器は、前記第１光導波路の長さ方向の中間部に近接して設けられており、
前記第２光導波路は、前記リング共振器のうち前記光学素子に最も近い端部に近接して設けられている請求項１に記載のシリコンフォトニクス素子。

【請求項6】

シリコンフォトニクス素子と、
前記シリコンフォトニクス素子と離れて設けられた光部品と、
前記シリコンフォトニクス素子と前記光部品との間に設けられ、前記シリコンフォトニクス素子と前記光部品とを光学的に接続する自己形成光導波路と、を有し、
前記シリコンフォトニクス素子は、
自己発光能力を有さない光学素子と、
前記光学素子と前記自己形成光導波路とを光学的に接続する第１光導波路と、
前記第１光導波路に近接して設けられるとともに、前記第１光導波路と光学的に接続可能に設けられたリング共振器と、
前記リング共振器に近接して設けられるとともに、前記リング共振器と光学的に接続可能に設けられた第２光導波路と、を有し、
前記第１光導波路は、前記自己形成光導波路と接続された第１端面を有し、
前記第２光導波路は、前記シリコンフォトニクス素子の外部と接続可能に設けられた第２端面を有する光モジュール。

【請求項7】

前記リング共振器は、前記リング共振器の少なくとも一部が溶解された構造を有している請求項６に記載の光モジュール。

【請求項8】

前記第２端面の全面を被覆する被覆部を更に有し、
前記被覆部は、光透過性を有さない樹脂からなる請求項６又は請求項７に記載の光モジュール。

【請求項9】

自己発光能力を有さない光学素子と、前記光学素子に光学的に接続された第１光導波路と、前記第１光導波路に近接して設けられるとともに前記第１光導波路と光学的に接続されたリング共振器と、前記リング共振器に近接して設けられるとともに前記リング共振器と光学的に接続された第２光導波路とを有するシリコンフォトニクス素子を準備する工程と、
光部品を準備する工程と、
前記シリコンフォトニクス素子と前記光部品とを互いに離れた状態で配置する工程と、
前記シリコンフォトニクス素子と前記光部品との間に光硬化性樹脂を形成する工程と、
前記第１光導波路から前記光硬化性樹脂に向かって第１光を照射するとともに、前記光部品から前記光硬化性樹脂に向かって第２光を照射することにより、前記第１光導波路と前記光部品とを光学的に接続する自己形成光導波路を形成する工程と、を有し、
前記第１光導波路は、前記シリコンフォトニクス素子の外部と接続された第１端面を有し、
前記第２光導波路は、前記シリコンフォトニクス素子の外部と接続された第２端面を有し、
前記自己形成光導波路を形成する工程では、前記第２端面から前記第２光導波路に前記第１光を入射し、前記リング共振器を通じて前記第１光を前記第１光導波路に伝搬し、前記第１端面から前記第１光を出射させる光モジュールの製造方法。

【請求項10】

前記自己形成光導波路を形成する工程の後に、前記第２光導波路に入射する前記第１光の光強度を上げることにより、前記リング共振器の少なくとも一部を熱により溶解する工程を更に有し、
前記リング共振器の少なくとも一部を熱により溶解する工程では、前記第１端面から前記第１光が出射されなくなるまで、前記第２光導波路に入射する前記第１光の光強度を上げる請求項９に記載の光モジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリコンフォトニクス素子、光モジュール及び光モジュールの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、光通信に使用される光モジュールとしては、２つの光部品と、それら２つの光部品を光学的に接続（光接続）する自己形成光導波路とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。２つの光部品としては、光学素子及びその光学素子に接続されたシリコン光導波路を有するシリコンフォトニクス素子と、光ファイバとが挙げられる。上記光モジュールでは、シリコンフォトニクス素子と光ファイバとの間に光硬化性樹脂を塗布し、その光硬化性樹脂に対してシリコン光導波路及び光ファイバのそれぞれからビーム状の光を照射することにより、自己形成光導波路を形成している。ここで、自己形成光導波路とは、光硬化性樹脂中で重合体に閉じ込めながら、連続的に、重合領域を光の進行方向に沿って長尺状に成長させて得られる透明な重合体である。このような自己形成光導波路を形成する技術では、軸ずれのない光導波路を容易に形成することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－７４７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、シリコン光導波路に接続された光学素子が自己発光能力を有さない光学素子である場合には、シリコン光導波路から光硬化性樹脂に向かって光を照射することができない。この場合には、シリコン光導波路と光ファイバとを光接続する自己形成光導波路を形成できなくなるため、シリコン光導波路と光ファイバとを光接続することが困難になる。なお、このような問題は、光ファイバ以外の光部品とシリコンフォトニクス素子とを光接続する場合にも同様に生じる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一観点によれば、シリコンフォトニクス素子であって、自己発光能力を有さない光学素子と、前記光学素子と前記シリコンフォトニクス素子の外部とを接続する第１光導波路と、前記第１光導波路に近接して設けられるとともに、前記第１光導波路と光学的に接続されたリング共振器と、前記リング共振器に近接して設けられるとともに、前記リング共振器と光学的に接続された第２光導波路と、を有し、前記第１光導波路は、前記シリコンフォトニクス素子の外部と接続された第１端面を有し、前記第２光導波路は、前記シリコンフォトニクス素子の外部と接続された第２端面を有する。

【発明の効果】

【0006】

本発明の一観点によれば、シリコンフォトニクス素子と光部品との光接続性を向上できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態のシリコンフォトニクス素子を示す概略斜視図である。

【図2】一実施形態のシリコンフォトニクス素子を示す概略平面図である。

【図3】一実施形態のシリコンフォトニクス素子を示す概略側面図である。

【図4】一実施形態のシリコンフォトニクス素子を示す概略側面図である。

【図5】一実施形態のリング共振器の透過特性を示す図である。

【図6】一実施形態のシリコンフォトニクス素子における光の伝搬経路を示す概略構成図である。

【図7】一実施形態の光モジュールを示す概略斜視図である。

【図8】一実施形態の光モジュールを示す概略平面図である。

【図9】一実施形態の光モジュールの一部を示す拡大平面図である。

【図10】一実施形態の光モジュールを示す概略側面図である。

【図11】一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。

【図12】一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。

【図13】一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。

【図14】一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。

【図15】一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。

【図16】一実施形態の光モジュールの製造方法を示す概略平面図である。

【図17】変更例のシリコンフォトニクス素子を示す概略平面図である。

【図18】変更例のシリコンフォトニクス素子を示す概略平面図である。

【図19】変更例のシリコンフォトニクス素子における光の伝搬経路を示す概略構成図である。

【図20】変更例の光モジュールを示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態について添付図面を参照して説明する。
なお、添付図面は、便宜上、特徴を分かりやすくするために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については各図面で異なる場合がある。また、断面図では、各部材の断面構造を分かりやすくするために、一部の部材のハッチングを梨地模様に代えて示し、一部の部材のハッチングを省略している。各図面では、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。以下の説明では、便宜上、Ｘ軸に沿って延びる方向をＸ軸方向と称し、Ｙ軸に沿って延びる方向をＹ軸方向と称し、Ｚ軸に沿って延びる方向をＺ軸方向と称する。なお、本明細書において、「平面視」とは、対象物をＺ軸方向から見ることを言い、「平面形状」とは、対象物をＺ軸方向から見た形状のことを言う。また、本明細書における「対向」とは、面同士又は部材同士が互いに正面の位置にあることを指し、互いが完全に正面の位置にある場合だけでなく、互いが部分的に正面の位置にある場合を含む。本明細書における「対向」とは、２つの部材が互いに離れている場合だけでなく、２つの部材が互いに接触している場合も含む。

【0009】

（シリコンフォトニクス素子１０の構成）
図１及び図２に示すように、シリコンフォトニクス素子１０は、自己発光能力を有さない１つ又は複数の光学素子１１と、光学素子１１と接続された光導波路回路１２とを有している。本実施形態のシリコンフォトニクス素子１０は、３つの光学素子１１を有している。３つの光学素子１１は、例えば、Ｙ軸方向に沿って並んで設けられている。３つの光学素子１１は、例えば、Ｙ軸方向において互いに間隔を空けて設けられている。各光学素子１１は、自己発光できない光学素子である。各光学素子１１は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）やアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子である。

【0010】

図２に示すように、光導波路回路１２は、各光学素子１１と光学的に接続（光接続）された第１光導波路２０と、第１光導波路２０と近接して設けられたリング共振器３０と、リング共振器３０と近接して設けられた第２光導波路４０とを有している。本実施形態の光導波路回路１２は、３つの光学素子１１とそれぞれ接続された３つの第１光導波路２０を有している。以下の説明では、便宜上、図中一番上の第１光導波路２０を第１光導波路２０Ａと称し、図中真ん中の第１光導波路２０を第１光導波路２０Ｂと称し、図中一番下の第１光導波路２０を第１光導波路２０Ｃと称する場合がある。光導波路回路１２は、例えば、隣接する２つの第１光導波路２０の間に設けられたダブルリング共振器５０を有している。本実施形態の光導波路回路１２は、２つのダブルリング共振器５０を有している。以下の説明では、便宜上、図中上側のダブルリング共振器５０をダブルリング共振器５０Ａと称し、図中下側のダブルリング共振器５０をダブルリング共振器５０Ｂと称する場合がある。各第１光導波路２０、リング共振器３０、第２光導波路４０及び各ダブルリング共振器５０は、シリコン光導波路である。

【0011】

図１に示すように、光導波路回路１２は、例えば、基材６０と、クラッド６１と、コア６２とを有している。
基材６０は、例えば、平板状に形成されている。基材６０は、例えば、平面視矩形状に形成されている。基材６０は、例えば、上面６０Ａを有している。基材６０は、例えば、Ｙ軸方向における端面６０Ｂ，６０Ｃと、Ｘ軸方向における端面６０Ｄ，６０Ｅとを有している。基材６０の材料としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）を用いることができる。

【0012】

クラッド６１は、基材６０上に形成されている。クラッド６１は、例えば、基材６０の上面６０Ａを被覆するように形成されている。クラッド６１の材料としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）などを用いることができる。

【0013】

図３及び図４に示すように、クラッド６１は、基材６０の上面６０Ａに形成された第１クラッド層６１Ａと、コア６２を被覆するように第１クラッド層６１Ａ上に形成された第２クラッド層６１Ｂとを有している。なお、図３及び図４では、第１クラッド層６１Ａと第２クラッド層６１Ｂとを判り易くするため、それら第１クラッド層６１Ａと第２クラッド層６１Ｂとを実線にて区別している。但し、光導波路回路１２では、第１クラッド層６１Ａと第２クラッド層６１Ｂとの境界は消失していることがあり、境界は明確ではないことがある。また、図１及び図２では、第２クラッド層６１Ｂが透視的に描かれている。

【0014】

コア６２は、クラッド６１に埋設されるように形成されている。コア６２は、コア６２の外周が全周にわたってクラッド６１により包囲されている。コア６２は、第１クラッド層６１Ａ上に形成されている。コア６２の下面全面は、第１クラッド層６１Ａにより被覆されている。コア６２の側面全面及び上面全面は、第２クラッド層６１Ｂにより被覆されている。コア６２は、例えば、基材６０の上面６０Ａに平行に形成されている。コア６２の材料としては、ＳｉＯ_２からなるクラッド６１よりも屈折率の高い材料を用いることができる。コア６２の材料としては、例えば、シリコン（Ｓｉ）を用いることができる。コア６２は、光信号の伝搬を行うためのものである。コア６２に入力された光は、コア６２の平面形状に応じた伝搬方向に伝搬される。

【0015】

図２に示すように、コア６２は、各第１光導波路２０を構成する第１コア２１と、リング共振器３０を構成するリングコア３１と、第２光導波路４０を構成する第２コア４１とを有している。コア６２は、例えば、ダブルリング共振器５０を構成するリングコア５１を有している。第１コア２１と第２コア４１とリングコア３１とリングコア５１とは、互いに離れて設けられている。第１コア２１と第２コア４１とリングコア３１とリングコア５１とは、互いに独立して形成されている。

【0016】

（第１光導波路２０の構成）
各第１光導波路２０は、各光学素子１１とシリコンフォトニクス素子１０の外部とを接続している。各第１光導波路２０は、例えば、長尺状に形成されている。各第１光導波路２０の長さ方向の一端部は光学素子１１と光学的に接続されており、各第１光導波路２０の長さ方向の他端部はシリコンフォトニクス素子１０の外部と接続されている。各第１光導波路２０は、例えば、光学素子１１から基材６０の端面６０Ｄまで延びている。各第１光導波路２０は、例えば、シリコンフォトニクス素子１０の外部から入射された光を光学素子１１に伝搬する機能を有している。

【0017】

３つの第１光導波路２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、例えば、第１光導波路２０の長さ方向と交差する第１方向（ここでは、Ｙ軸方向）に沿って並んで設けられている。３つの第１光導波路２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、例えば、Ｙ軸方向において互いに間隔を空けて設けられている。３つの第１光導波路２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、Ｙ軸方向に隣接する２つの第１光導波路２０の間隔が、光学素子１１側よりも端面６０Ｄ側の方が広くなるように形成されている。

【0018】

各第１光導波路２０は、例えば、第１コア２１と、第１コア２１を包囲するクラッド６１とにより構成されている。各第１光導波路２０では、光信号の伝搬が第１コア２１内のみで行われる。

【0019】

各第１コア２１は、長尺状に形成されている。各第１コア２１は、例えば、Ｘ軸方向に延びている。各第１コア２１は、光学素子１１から基材６０の端面６０Ｄに向かって延びている。各第１コア２１は、光学素子１１から基材６０の端面６０Ｄまで延びている。各第１コア２１は、第１コア２１の長さ方向の第１端面２２を有している。第１端面２２は、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続されている。第１端面２２は、例えば、基材６０の端面６０Ｄから露出するように形成されている。第１端面２２は、例えば、基材６０の端面６０Ｄと面一になるように形成されている。各第１コア２１は、例えば、第１コア２１の長さ方向の両端部のうち第１端面２２側の端部に設けられたエッジ型結合部２３を有している。エッジ型結合部２３は、エッジ型結合部２３以外の部分の第１コア２１よりも太く形成されている。本実施形態の第１端面２２は、各エッジ型結合部２３の長さ方向の端面により構成されている。

【0020】

エッジ型結合部２３以外の第１コア２１の厚み、つまりＺ軸方向の寸法は、例えば、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度とすることができる。エッジ型結合部２３以外の第１コア２１の幅、つまりＹ軸方向の寸法は、例えば、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度とすることができる。エッジ型結合部２３の厚みは、例えば、２０００ｎｍ～３０００ｎｍ程度とすることができる。エッジ型結合部２３の幅は、例えば、２０００ｎｍ～３０００ｎｍ程度とすることができる。

【0021】

（第２光導波路４０の構成）
第２光導波路４０は、リング共振器３０と光学的に接続されている。第２光導波路４０は、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続されている。第２光導波路４０は、例えば、長尺状に形成されている。第２光導波路４０は、例えば、第１光導波路２０の長さ方向と交差する方向に延びている。第２光導波路４０は、例えば、リング共振器３０に近接した位置から基材６０の端面６０Ｂまで延びている。第２光導波路４０は、例えば、シリコンフォトニクス素子１０の外部から入射された光をリング共振器３０に伝搬する機能を有している。

【0022】

第２光導波路４０は、例えば、第２コア４１と、第２コア４１を包囲するクラッド６１とにより構成されている。第２光導波路４０では、光信号の伝搬が第２コア４１内のみで行われる。

【0023】

第２コア４１は、長尺状に形成されている。第２コア４１は、例えば、第１コア２１の長さ方向と交差する方向に延びている。本実施形態の第２コア４１は、Ｙ軸方向に沿って直線状に延びている。第２コア４１は、リング共振器３０に近接した位置から基材６０の端面６０Ｂに向かって延びている。第２コア４１は、リング共振器３０に近接した位置から基材６０の端面６０Ｂまで延びている。第２コア４１は、第２コア４１の長さ方向の第２端面４２を有している。第２端面４２は、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続されている。第２端面４２は、例えば、基材６０の端面６０Ｂから露出するように形成されている。第２端面４２は、例えば、基材６０の端面６０Ｂと面一になるように形成されている。

【0024】

第２コア４１の厚みは、例えば、第１コア２１の厚みと同程度の厚みとすることができる。第２コア４１の厚みは、例えば、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度とすることができる。第２コア４１の幅、つまりＸ軸方向の寸法は、例えば、第１コア２１の幅と同程度の幅とすることができる。第２コア４１の幅は、例えば、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度とすることができる。

【0025】

（リング共振器３０の構成）
リング共振器３０は、１つの第１光導波路２０に近接して設けられるとともに、その第１光導波路２０と光学的に接続されている。リング共振器３０は、例えば、３つの第１光導波路２０のうち最も外側（ここでは、図中上側）に設けられた第１光導波路２０、つまり第１光導波路２０Ａに近接して設けられている。リング共振器３０は、第２光導波路４０に近接して設けられるとともに、その第２光導波路４０と光学的に接続されている。このように、リング共振器３０は、第１光導波路２０Ａ及び第２光導波路４０と離れて設けられるとともに、それら第１光導波路２０Ａ及び第２光導波路４０と光学的に接続（結合）されている。リング共振器３０は、例えば、第２光導波路４０から伝搬された光を第１光導波路２０Ａに伝搬する機能を有している。

【0026】

リング共振器３０は、例えば、リングコア３１と、リングコア３１を包囲するクラッド６１とにより構成されている。リング共振器３０では、光信号の伝搬がリングコア３１内のみで行われる。

【0027】

リングコア３１は、リング状に形成されている。リングコア３１は、例えば、円環状に形成されている。リングコア３１の平面形状は、例えば、円形状に形成されている。なお、リングコア３１の平面形状は、楕円形状、長円形状や角丸長方形状等であってもよい。リングコア３１の厚みは、例えば、第１コア２１及び第２コア４１と同程度の厚みとすることができる。リングコア３１の厚みは、例えば、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度とすることができる。リングコア３１の幅は、例えば、第１コア２１及び第２コア４１と同程度の幅とすることができる。リングコア３１の幅は、例えば、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度とすることができる。リングコア３１の直径は、例えば、５μｍ～１５μｍ程度とすることができる。

【0028】

リング共振器３０は、リング状の光導波路である。リング共振器３０は、光が入力されることにより、所定の自由スペクトル間隔を有する透過スペクトルを生成する共振器である。リング共振器３０は、光の周波数に対して周期的な透過特性を有する。すなわち、リング共振器３０は、光の波長に対して周期的な透過特性を有する。

【0029】

図５は、リング共振器３０の透過特性の一部を示している。図５では、縦軸がリング共振器３０の光の透過率を表し、横軸が光の波長を示している。図５に示すように、光の波長が共振波長λｒに近づくほど、光の透過率が高くなる。そして、光の波長が共振波長λｒの場合に、光の透過率が極大となる。リング共振器３０の透過特性は、例えば、リング共振器３０（リングコア３１）の直径及び屈折率などにより調整することができる。例えば、リングコア３１の直径を調整することにより、リング共振器３０の共振波長λｒを調整することができる。ここで、リング共振器３０の共振波長λｒは、例えば、光学素子１１の光通信で用いられる波長λｃとは異なる波長に設定されている。

【0030】

図６に示すように、リング共振器３０は、所定波長の光が第２光導波路４０から入力されると、その波長における透過率で透過して、第１光導波路２０Ａに光を伝搬する性質を有する。例えば、リング共振器３０は、リング共振器３０の共振波長λｒの光Ｌ１が第２光導波路４０から入力された場合に共振が生じ、その光Ｌ１を第１光導波路２０Ａに通す性質を有する。このため、第２光導波路４０から共振波長λｒの光Ｌ１が伝搬されてくると、リング共振器３０にその光Ｌ１が伝搬され、リング共振器３０内に伝搬された光Ｌ１が第１光導波路２０Ａに伝搬される。換言すると、第２端面４２から第２光導波路４０に共振波長λｒの光Ｌ１が入射されると、リング共振器３０によって第２光導波路４０と第１光導波路２０Ａとの間で共振し、第１光導波路２０Ａから光Ｌ１が出射される。

【0031】

ここで、リング共振器３０は、第２端面４２から第２光導波路４０に光Ｌ１が入射された場合に、その光Ｌ１が第１端面２２から出射されるように、光Ｌ１を第１光導波路２０Ａに伝搬可能に設けられている。以下に、リング共振器３０と第１光導波路２０Ａと第２光導波路４０との位置関係について詳述する。

【0032】

リング共振器３０は、例えば、第１光導波路２０Ａの長さ方向の中間部に近接して設けられている。リング共振器３０は、例えば、第１光導波路２０Ａの長さ方向において、光学素子１１に近い側の第１光導波路２０Ａに近接して設けられている。リング共振器３０は、例えば、リングコア３１の円弧の一部が、第１光導波路２０Ａの長さ方向と交差するＹ軸方向において、第１光導波路２０Ａの一部と対向するように設けられている。第２光導波路４０は、例えば、第１光導波路２０Ａの長さ方向において、リング共振器３０と光学素子１１との間に設けられている。第２光導波路４０の長さ方向の一端部は、例えば、リング共振器３０のうち光学素子１１に最も近い端部に近接して設けられている。第２光導波路４０の長さ方向の一端部は、例えば、リング共振器３０のＸ軸方向における両端部のうち光学素子１１に近い端部（ここでは、図中左側の端部）に近接して設けられている。ここで、リング共振器３０は、例えば、第１光導波路２０Ａと光学的に接続可能なように、リング共振器３０の共振波長λｒに応じた所定距離だけ第１光導波路２０Ａと離れて設けられている。リング共振器３０は、例えば、第２光導波路４０と光学的に接続可能なように、リング共振器３０の共振波長λｒに応じた所定距離だけ第２光導波路４０と離れて設けられている。

【0033】

（ダブルリング共振器５０の構成）
各ダブルリング共振器５０は、Ｙ軸方向に隣接する２つの第１光導波路２０の間に設けられている。各ダブルリング共振器５０は、例えば、入力側となる図中上側の第１光導波路２０と、出力側となる図中下側の第１光導波路２０との間に設けられている。例えば、ダブルリング共振器５０Ａは、入力側となる第１光導波路２０Ａと、出力側となる第１光導波路２０Ｂとの間に設けられている。例えば、ダブルリング共振器５０Ｂは、入力側となる第１光導波路２０Ｂと、出力側となる第１光導波路２０Ｃとの間に設けられている。各ダブルリング共振器５０は、入力側の第１光導波路２０から伝搬された光を、出力側の第１光導波路２０に伝搬する機能を有している。各ダブルリング共振器５０は、出力側の第１光導波路２０に伝搬される光の伝搬方向が入力側の第１光導波路２０に伝搬される光の伝搬方向と同一の方向になるように、出力側の第１光導波路２０に光を伝搬する機能を有している。

【0034】

各ダブルリング共振器５０は、２つのリング共振器５２，５３を有している。２つのリング共振器５２，５３は、２つの第１光導波路２０が並ぶＹ軸方向に沿って並んで設けられている。リング共振器５２は、例えば、２つのリング共振器５２，５３のうちリング共振器３０に近い側に設けられたリング共振器である。各リング共振器５２，５３は、例えば、リング共振器３０と同一の構造を有している。各リング共振器５２，５３は、例えば、リング共振器３０と同一の透過特性を有している。例えば、各リング共振器５２，５３における共振波長は、リング共振器３０における共振波長λｒと同一の波長に設定されている。このため、以下の説明では、各リング共振器５２，５３の共振波長を「共振波長λｒ」と称する。また、各リング共振器５２，５３における共振周波数は、リング共振器３０における共振周波数と同一の周波数となるように設定されている。なお、本明細書において「同一」とは、正確に同一の場合の他、寸法公差等の影響により比較対象同士に多少の相違がある場合も含む。

【0035】

各リング共振器５２，５３は、例えば、リングコア５１と、リングコア５１を包囲するクラッド６１とにより構成されている。各リング共振器５２，５３では、光信号の伝搬がリングコア５１のみで行われる。各リングコア５１は、例えば、リングコア３１と同一の構造を有している。各リングコア５１は、例えば、リングコア３１と同一の大きさに形成されている。このため、ここでは、リングコア５１の詳細な説明を省略する。

【0036】

各リング共振器５２は、入力側の第１光導波路２０に近接して設けられるとともに、その第１光導波路２０と光学的に接続されている。例えば、ダブルリング共振器５０Ａのリング共振器５２は、入力側の第１光導波路２０Ａに近接して設けられるとともに、その第１光導波路２０Ａと光学的に接続されている。例えば、ダブルリング共振器５０Ｂのリング共振器５２は、入力側の第１光導波路２０Ｂに近接して設けられるとともに、その第１光導波路２０Ｂと光学的に接続されている。各リング共振器５２は、例えば、入力側の第１光導波路２０と光学的に接続可能なように、リング共振器５２の共振波長λｒに応じた所定距離だけ第１光導波路２０と離れて設けられている。各リング共振器５２は、各リング共振器５３に近接して設けられるとともに、そのリング共振器５３と光学的に接続されている。各リング共振器５２は、例えば、各リング共振器５３と光学的に接続可能なように、リング共振器５２，５３の共振波長λｒに応じた所定距離だけリング共振器５３と離れて設けられている。各リング共振器５３は、出力側の第１光導波路２０に近接して設けられるとともに、その第１光導波路２０と光学的に接続されている。例えば、ダブルリング共振器５０Ａのリング共振器５３は、出力側の第１光導波路２０Ｂに近接して設けられるとともに、その第１光導波路２０Ｂと光学的に接続されている。例えば、ダブルリング共振器５０Ｂのリング共振器５３は、出力側の第１光導波路２０Ｃに近接して設けられるとともに、その第１光導波路２０Ｃと光学的に接続されている。各リング共振器５３は、例えば、出力側の第１光導波路２０と光学的に接続可能なように、リング共振器５３の共振波長λｒに応じた所定距離だけ第１光導波路２０と離れて設けられている。

【0037】

ダブルリング共振器５０Ａ，５０Ｂは、例えば、Ｘ軸方向において、リング共振器３０よりも第１端面２２側に設けられている。ダブルリング共振器５０Ｂは、例えば、Ｘ軸方向において、ダブルリング共振器５０Ａよりも第１端面２２側に設けられている。

【0038】

各ダブルリング共振器５０は、所定波長の光が入力側の第１光導波路２０から入力されると、その波長における透過率で透過して、出力側（図中下側）の第１光導波路２０に光を伝搬する性質を有する。例えば、各ダブルリング共振器５０は、リング共振器５２，５３の共振波長λｒの光Ｌ１が入力側の第１光導波路２０から入力された場合に共振が生じ、その光を出力側の第１光導波路２０に通す性質を有する。

【0039】

ここで、リング共振器３０，５２，５３におけるＱ値が低くなると、リング共振器３０，５２，５３の透過特性が広帯域となるとともに、リング共振器３０，５２，５３における損失が大きくなる。そこで、リング共振器３０，５２，５３は、例えば、Ｑ値を高めるために、リング共振器３０，５２，５３の表面粗さを小さくするための処理が施されている。リング共振器３０，５２，５３には、例えば、アニール処理が施されている。アニール処理としては、例えば、水素アニール処理を用いることができる。

【0040】

次に、図６にしたがって、リング共振器３０，５２，５３の共振波長λｒの光Ｌ１が第２端面４２から第２光導波路４０に入射された場合の光導波路回路１２内における光Ｌ１の伝搬経路について説明する。

【0041】

共振波長λｒの光Ｌ１が第２端面４２から第２光導波路４０に入射されると、その光Ｌ１が第２光導波路４０内をリング共振器３０側に向かって伝搬される。すると、第２光導波路４０内に伝搬される光Ｌ１がリング共振器３０に伝搬される。このとき、リング共振器３０では、第２光導波路４０から伝搬された光Ｌ１が反時計回りに伝搬される。そして、リング共振器３０内に伝搬された光Ｌ１が第１光導波路２０Ａに伝搬される。このとき、第１光導波路２０Ａでは、リング共振器３０から伝搬された光Ｌ１が、リング共振器３０から第１端面２２に向かって伝搬される。これにより、第１光導波路２０Ａの第１コア２１の第１端面２２から光Ｌ１が出射される。また、ダブルリング共振器５０Ａに対して入力側となる第１光導波路２０Ａ内において、光Ｌ１が第１端面２２に向かって伝搬されると、リング共振器５２にその光Ｌ１が伝搬される。このとき、リング共振器５２では、入力側の第１光導波路２０Ａから伝搬された光Ｌ１が時計回りに伝搬される。そして、リング共振器５２内に伝搬された光Ｌ１がリング共振器５３に伝搬される。このとき、リング共振器５３では、リング共振器５２から伝搬された光Ｌ１が反時計回りに伝搬される。さらに、リング共振器５３内に伝搬された光Ｌ１が出力側の第１光導波路２０Ｂに伝搬される。このとき、第１光導波路２０Ｂでは、ダブルリング共振器５０Ａのリング共振器５３から伝搬された光が、そのリング共振器５３から第１端面２２に向かって伝搬される。これにより、第１光導波路２０Ｂの第１コア２１の第１端面２２から光Ｌ１が出射される。また、ダブルリング共振器５０Ｂに対して入力側となる第１光導波路２０Ｂ内において、光Ｌ１が第１端面２２に向かって伝搬されると、ダブルリング共振器５０Ｂを介して、光Ｌ１が第１光導波路２０Ｃに伝搬される。このとき、第１光導波路２０Ｃでは、ダブルリング共振器５０Ｂから伝搬された光が、ダブルリング共振器５０Ｂから第１端面２２に向かって伝搬される。これにより、第１光導波路２０Ｃの第１コア２１の第１端面２２から光Ｌ１が出射される。このように、リング共振器３０及びダブルリング共振器５０を設けたことにより、第２光導波路４０の第２端面４２に光Ｌ１を入力させることによって、３つの第１光導波路２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの第１端面２２の各々から光Ｌ１を出射させることができる。

【0042】

次に、図７～図１０に従って、光モジュール１５の構成について説明する。
図７及び図８に示すように、光モジュール１５は、基板１６と、基板１６に実装されたシリコンフォトニクス素子１０と、光ファイバアレイ７０と、自己形成光導波路８０とを有している。なお、図７及び図８では、シリコンフォトニクス素子１０における第２クラッド層６１Ｂ（図３参照）が透視的に描かれている。

【0043】

図７に示すように、基板１６は、例えば、平板状に形成されている。基板１６は、例えば、平面視矩形状に形成されている。基板１６の上面には、シリコンフォトニクス素子１０が実装されている。基板１６には、シリコンフォトニクス素子１０以外の光機能素子や電子部品が搭載されていてもよい。光機能素子としては、例えば、発光素子、光変調器、光増幅器、光減衰器などを挙げることができる。但し、シリコンフォトニクス素子１０の第２光導波路４０の第２端面４２の近傍における基板１６には、光機能素子及び電子部品が搭載されていない。シリコンフォトニクス素子１０は、例えば、基材６０の下面を基板１６の上面に対向させた状態で、基板１６の上面に搭載されている。シリコンフォトニクス素子１０は、例えば、図示しない接着剤によって基板１６の上面に接着されている。

【0044】

光ファイバアレイ７０は、例えば、Ｖ溝基板７１と、カバー７２と、複数（ここでは、３つ）の光ファイバ７３とを有している。
Ｖ溝基板７１は、複数（ここでは、３つ）のＶ溝７１Ｘが設けられている。各Ｖ溝７１Ｘの内面は、例えば、Ｖ字状に形成されている。複数のＶ溝７１Ｘは、例えば、Ｙ軸方向に沿って互いに間隔を空けて設けられている。３つの光ファイバ７３は、３つのＶ溝７１Ｘにそれぞれ収容されている。３つの光ファイバ７３は、例えば、カバー７２によりＶ溝基板７１に向かって押さえつけられて固定されている。なお、図示は省略するが、Ｖ溝基板７１とカバー７２と光ファイバ７３との間には接着剤が形成されており、その接着剤によりＶ溝基板７１とカバー７２と光ファイバ７３とが接着固定されている。これにより、３つの光ファイバ７３は、Ｖ溝基板７１上に整列して設けられている。

【0045】

図８に示すように、各光ファイバ７３は、例えば、光信号を伝搬するコア７４と、コア７４の外周を包囲するクラッド７５とを有している。コア７４は、例えば、光ファイバ７３の長さ方向の全長にわたって延びている。コア７４は、コア７４の長さ方向の第３端面７６を有している。クラッド７５は、例えば、光ファイバ７３の長さ方向の全長にわたって延びている。なお、図８では、カバー７２が透視的に描かれている。

【0046】

光ファイバアレイ７０は、シリコンフォトニクス素子１０の第１端面２２と対向するように設けられている。光ファイバアレイ７０は、Ｘ軸方向において、シリコンフォトニクス素子１０と離れて設けられている。光ファイバアレイ７０は、例えば、各光ファイバ７３におけるコア７４の第３端面７６が各第１コア２１の第１端面２２に対向するように設けられている。但し、本実施形態の各コア７４の中心軸は、各第１コア２１のエッジ型結合部２３の中心軸とずれている。本実施形態の各コア７４の中心軸は、Ｙ軸方向において、各エッジ型結合部２３の中心軸よりも図中下側にずれている。

【0047】

シリコンフォトニクス素子１０と光ファイバアレイ７０との間には、複数（ここでは、３つ）の自己形成光導波路８０が設けられている。各自己形成光導波路８０は、光ファイバ７３と第１光導波路２０とを光学的に接続している。各自己形成光導波路８０は、光ファイバ７３の光入出力部と第１光導波路２０の光入出力部とを光学的に接続している。

【0048】

各自己形成光導波路８０は、例えば、コア８１と、コア８１の外周を包囲するクラッド８２とを有している。各コア８１は、各第１光導波路２０の第１コア２１の第１端面２２から各光ファイバ７３のコア７４の第３端面７６まで延びている。各コア８１は、例えば、エッジ型結合部２３とコア７４の中心軸のずれを吸収するように屈曲して形成されている。各コア８１は、例えば、第１端面２２からＸ軸方向に沿って直線状に延びる直線部８３と、第３端面７６からＸ軸方向に沿って直線状に延びる直線部８４と、それら直線部８３と直線部８４とを繋ぐ屈曲部８５とを有している。各コア８１は、例えば、光硬化性樹脂が光硬化されて形成されたものである。

【0049】

クラッド８２は、詳細な図示は省略するが、各コア８１の外周を全周にわたって包囲するように形成されている。クラッド８２は、例えば、３つのコア８１をまとめて包囲するように形成されている。クラッド８２は、例えば、シリコンフォトニクス素子１０と光ファイバアレイ７０との間の隙間を充填するように形成されている。クラッド８２は、例えば、シリコンフォトニクス素子１０と光ファイバアレイ７０とを接着する機能を有している。クラッド８２は、例えば、光硬化性樹脂が光硬化されて形成されたものである。

【0050】

ここで、光モジュール１５では、シリコンフォトニクス素子１０の構造が図２に示したシリコンフォトニクス素子１０の構造から一部変更されている。以下に、この変更された部分の構造について説明する。

【0051】

図９に示すように、光モジュール１５におけるリング共振器３０は、例えば、リング共振器３０の少なくとも一部が溶解された構造を有している。リング共振器３０は、例えば、リングコア３１の周方向の一部が溶解された溶解部３２を有している。リング共振器３０は、例えば、溶解部３２によりリングコア３１のリング構造（環状構造）が潰れた構造になっている。このようなリング共振器３０は、例えば、第１光導波路２０及び第２光導波路４０との間で光を伝搬する機能が失われている。

【0052】

図１０に示すように、光モジュール１５におけるシリコンフォトニクス素子１０は、第２光導波路４０の第２コア４１の第２端面４２を被覆する被覆部４５を有している。被覆部４５は、第２端面４２全面を被覆するように形成されている。被覆部４５は、例えば、第２端面４２の周囲におけるクラッド６１の端面を被覆するように形成されている。被覆部４５の材料としては、例えば、光透過性を有さない樹脂材料を用いることができる。被覆部４５の材料としては、例えば、遮光材を含有させたポリエチレンテレフタラートを用いることができる。このような被覆部４５は、第２端面４２から第２光導波路４０の第２コア４１に光が入射されることを抑制する機能を有している。

【0053】

（光モジュール１５の製造方法）
次に、図１１～図１６にしたがって、光モジュール１５の製造方法について説明する。なお、図１１～図１６では、図８と同様に、シリコンフォトニクス素子１０における第２クラッド層６１Ｂと光ファイバアレイ７０におけるカバー７２とが透視的に描かれている。

【0054】

図１１に示す工程では、基板１６に実装されたシリコンフォトニクス素子１０と、光ファイバアレイ７０とを準備する。続いて、シリコンフォトニクス素子１０と光ファイバアレイ７０とを互いに離れた状態で配置する。例えば、シリコンフォトニクス素子１０の第１端面２２と光ファイバアレイ７０の第３端面７６とを互いに対向させた状態で、それらシリコンフォトニクス素子１０及び光ファイバアレイ７０を所望の位置に位置合わせする。なお、本工程におけるシリコンフォトニクス素子１０は、図２に示したシリコンフォトニクス素子１０と同じ構造を有する。換言すると、本工程におけるシリコンフォトニクス素子１０は、図８に示した溶解部３２及び被覆部４５が設けられていない構造である。

【0055】

次に、図１２に示す工程では、シリコンフォトニクス素子１０と光ファイバアレイ７０との間に光硬化性樹脂８６を形成する。光硬化性樹脂８６は、シリコンフォトニクス素子１０と光ファイバアレイ７０との間の隙間を充填するように形成される。光硬化性樹脂８６は、第１光導波路２０の第１コア２１（エッジ型結合部２３）の第１端面２２全面を被覆するとともに、光ファイバ７３のコア７４の第３端面７６全面を被覆するように形成される。光硬化性樹脂８６は、光硬化により光が透過する樹脂となるものである。光硬化性樹脂８６としては、例えば、モノマー又はオリゴマーに光重合開始剤を添加した溶液を用いることができる。光硬化性樹脂８６としては、例えば、光硬化後の屈折率が相対的に高いモノマーＡと、屈折率が相対的に低いモノマーＢとを含有した混合液を用いることができる。モノマーＡとしては、例えば、ラジカル重合型のアクリル系モノマーを用いることができる。モノマーＢとしては、例えば、カチオン重合型のエポキシ系モノマーを用いることができる。また、モノマーＡとモノマーＢとの混合液には、例えば、特定の第１波長λ１に対して感度を有するラジカル用の重合開始剤と、第１波長λ１に対して感度を有さないカチオン用の重合開始剤がそれぞれ所定量添加される。これらラジカル用の重合開始剤及びカチオン用の重合開始剤は、例えば、紫外線に感度を有するものを用いることができる。

【0056】

続いて、図１３に示す工程では、各第１光導波路２０の第１端面２２から光硬化性樹脂８６に向かって第１波長λ１の光Ｌ１を照射するとともに、各光ファイバ７３の第３端面７６から光硬化性樹脂８６に向かって第１波長λ１の光Ｌ２を照射する。すると、光硬化性樹脂８６内のモノマーＡが選択的に重合硬化し、第１端面２２から第３端面７６まで延びるコア８１が形成される。このとき、光強度の最も強い各第１コア２１の中心部及び各コア７４の中心部からモノマーＡの重合（硬化）が始まる。重合領域は、光の進行方向に沿って連続的に軸状に延びるように成長する。これにより、第１端面２２から軸状に延びる直線部８３が形成され、第３端面７６から軸状に延びる直線部８４が形成される。ここで、本例では、第１コア２１の中心軸とコア７４の中心軸とが互いにずれている。この場合であっても、第１コア２１の第１端面２２から出射される出射光Ｌ１ａとコア７４の第３端面７６から出射される出射光Ｌ２ａとが重畳されることにより、その重畳された部分の光強度が高まり、その光強度の強い方向にコア８１が湾曲成長する。これにより、直線部８３と直線部８４とを接続するように湾曲する屈曲部８５が形成され、第１コア２１の第１端面２２からコア７４の第３端面７６まで延びるコア８１が形成される。

【0057】

次に、本工程において、各第１コア２１の第１端面２２から第１波長λ１の光Ｌ１を出射させる方法を説明する。
まず、シリコンフォトニクス素子１０が有する光学素子１１は、自己発光できない受光素子である。このため、光学素子１１から第１波長λ１の光を出射することはできない。そこで、本実施形態のシリコンフォトニクス素子１０は、各第１コア２１の第１端面２２から第１波長λ１の光Ｌ１を出射させるために、リング共振器３０と第２光導波路４０とダブルリング共振器５０（リング共振器５２，５３）とを設けるようにした。また、リング共振器３０，５２，５３の共振波長λｒ（図５参照）と第１波長λ１とが等しくなるように、リング共振器３０，５２，５３の直径や光硬化性樹脂８６の組成等を設定した。そして、本工程では、第２光導波路４０の第２端面４２の近傍に光源９０が設けられ、その光源９０から第２光導波路４０の第２端面４２に向かって第１波長λ１の光Ｌ１が出射される。なお、光源９０としては、例えば、レーザ光源やコリメート光源を用いることができる。本実施形態の光源９０は、コリメート光源である。光源９０としてコリメート光源を採用した場合には、光源９０からコリメート光が出射されるため、光源９０と第２光導波路４０との位置合わせ精度を緩和することができる。

【0058】

第１波長λ１、つまりリング共振器３０，５２，５３の共振波長λｒの光Ｌ１が第２端面４２から第２光導波路４０に入射された場合の光導波路回路１２内における光の伝搬経路は、図６を参照した前述の説明の通りである。このため、ここでは簡単に説明する。光源９０から出射される光Ｌ１は、第２端面４２から第２光導波路４０の第２コア４１に入射される。第２光導波路４０内に第１波長λ１（つまり、リング共振器３０，５２，５３の共振波長λｒ）の光Ｌ１が伝搬されると、その光Ｌ１がリング共振器３０及びダブルリング共振器５０によって３つの第１光導波路２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに伝搬される。そして、各第１光導波路２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに伝搬された光Ｌ１は、第１コア２１の長さ方向に沿って第１端面２２に向かって伝搬され、第１端面２２から光硬化性樹脂８６に向かって出射光Ｌ１ａとして出射される。これにより、各第１光導波路２０と接続される光学素子１１が自己発光能力を有さない受光素子であっても、各第１光導波路２０の第１端面２２から光硬化性樹脂８６に向かって第１波長λ１の光Ｌ１を出射させることができる。この結果、各第１光導波路２０と各光ファイバ７３とを光学的に接続するコア８１を好適に形成することができる。

【0059】

続いて、図１４に示す工程では、コア８１の外周を包囲するクラッド８２を形成し、コア８１とクラッド８２とを有する自己形成光導波路８０を形成する。例えば、コア８１の形成後に、光硬化性樹脂８６に対して紫外線を照射することにより、クラッド８２を形成する。例えば、光硬化性樹脂８６に紫外線を照射すると、光硬化性樹脂８６中の紫外線に感度を有するモノマーＡ及びモノマーＢが重合硬化する。これにより、クラッド８２が形成される。

【0060】

次いで、自己形成光導波路８０（コア８１）が正常に形成されたか否かを確認する。例えば図１４に示すように、第１端面２２及び第３端面７６のうち第１端面２２のみから光を出射させ、光ファイバ７３の第３端面７６とは反対側の端面（以下、「反対端面」と称する。）から光が出射されるか否かを確認する。ここで、第１光導波路２０と光ファイバ７３とを光学的に接続する自己形成光導波路８０が正常に形成されている場合には、第１端面２２のみから光を出射させた場合に光ファイバ７３の反対端面から光が出射される。このため、光ファイバ７３の反対端面から光が出射されるか否かを確認するという簡易な方法によって、自己形成光導波路８０（コア８１）が正常に形成されたか否かを確認することができる。なお、第１端面２２から光を出射させる方法は、図１３に示した工程と同様の方法を用いることができる。すなわち、光源９０から第１波長λ１の光Ｌ１を出射し、第２光導波路４０及びリング共振器３０，５２，５３によって３つの第１光導波路２０に光Ｌ１を伝搬することにより、３つの第１光導波路２０の第１端面２２から光Ｌ１を出射する。

【0061】

次に、図１５に示す工程では、自己形成光導波路８０の形成を確認した後に、リング共振器３０を破壊する。例えば、第１光導波路２０Ａ及び第２光導波路４０との間で光を伝搬する機能が失われるように、リング共振器３０を破壊する。例えば、光源９０から出射する光Ｌ１の光強度を上げることにより、リング共振器３０に過剰なエネルギーを溜めることによってリング共振器３０を破壊する。例えば、リング共振器３０に過剰なエネルギーが溜まると、リング共振器３０のリングコア３１の一部が熱によって溶解される。これにより、リングコア３１の周方向の一部が熱により溶解されて溶解部３２が形成される。この溶解部３２によりリングコア３１のリング構造が潰れ、リング共振器３０が破壊される。ここで、リング共振器３０が破壊されると、リング共振器３０から第１光導波路２０に光Ｌ１が伝搬されなくなるため、第１光導波路２０の第１端面２２から光Ｌ１が出射されなくなり、光ファイバ７３の反対端面から光Ｌ１が出射されなくなる。そこで、本工程では、第１光導波路２０の第１端面２２及び光ファイバ７３の反対端面から光Ｌ１が出射されなくなるまで、光源９０から出射される光Ｌ１の光強度を上げる。

【0062】

続いて、図１６に示す工程では、第２光導波路４０の第２コア４１の第２端面４２を被覆する被覆部４５を形成する。被覆部４５は、第２端面４２全面を被覆するように形成される。被覆部４５は、例えば、光透過性を有さない樹脂を塗布することにより形成される。

【0063】

以上の工程により、図８に示した光モジュール１５を製造することができる。
次に、本実施形態の作用効果を説明する。
（１）シリコンフォトニクス素子１０は、自己発光能力を有さない光学素子１１と、光学素子１１とシリコンフォトニクス素子１０の外部とを接続する第１光導波路２０とを有する。シリコンフォトニクス素子１０は、第１光導波路２０に近接して設けられるとともに、第１光導波路２０と光学的に接続されたリング共振器３０を有する。シリコンフォトニクス素子１０は、リング共振器３０に近接して設けられるとともに、リング共振器３０と光学的に接続された第２光導波路４０を有する。第１光導波路２０は、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続された第１端面２２を有する。第２光導波路４０は、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続された第２端面４２を有する。この構成によれば、リング共振器３０及び第２光導波路４０を設けたことにより、第２光導波路４０の第２端面４２から光Ｌ１を入射させた場合に、その光Ｌ１を第１光導波路２０の第１端面２２からシリコンフォトニクス素子１０の外部に出射させることができる。具体的には、リング共振器３０の共振波長λｒの光Ｌ１を第２端面４２から第２光導波路４０に入射させると、その光Ｌ１がリング共振器３０に伝搬され、リング共振器３０に伝搬された光Ｌ１が第１光導波路２０に伝搬される。そして、第１光導波路２０内に伝搬された光Ｌ１が第１端面２２に向かって伝搬され、第１端面２２から光Ｌ１が出射される。これにより、第１光導波路２０と接続される光学素子１１が自己発光能力を有さない場合であっても、シリコンフォトニクス素子１０の外部と接続される第１光導波路２０の第１端面２２から光Ｌ１を出射させることができる。このため、第１光導波路２０の第１端面２２から出射される光Ｌ１を利用することにより、第１光導波路２０と光ファイバ７３とを光学的に接続する自己形成光導波路８０を容易に形成することができる。したがって、第１光導波路２０の第１端面２２から出射される光Ｌ１を利用することにより、第１光導波路２０と光ファイバ７３とを容易に光接続することができる。この結果、シリコンフォトニクス素子１０と光ファイバ７３との光接続性を向上させることができる。

【0064】

（２）第２光導波路４０は、第１光導波路２０の長さ方向と交差する方向に沿って延びている。リング共振器３０は、第１光導波路２０の長さ方向の中間部に近接して設けられている。第２光導波路４０は、リング共振器３０のうち光学素子１１に最も近い端部に近接して設けられている。この構成によれば、リング共振器３０の共振波長λｒの光Ｌ１が第２端面４２から第２光導波路４０に入射された場合に、リング共振器３０によって、光Ｌ１が第１端面２２から出射されるように、光Ｌ１を第１光導波路２０に好適に伝搬することができる。

【0065】

（３）シリコンフォトニクス素子１０は、複数の光学素子１１と、複数の光学素子１１にそれぞれ接続された複数の第１光導波路２０とを有する。複数の第１光導波路２０は、第１光導波路２０の長さ方向と交差する第１方向（ここでは、Ｙ軸方向）において、互いに間隔を空けて設けられている。第１方向に隣接する２つの第１光導波路２０の間には、ダブルリング共振器５０が設けられている。この構成によれば、リング共振器３０と第２光導波路４０とダブルリング共振器５０とを設けたことにより、第２光導波路４０の第２端面４２から光Ｌ１を入射させた場合に、その光Ｌ１を複数の第１光導波路２０の各々の第１端面２２から出射させることができる。具体的には、第２光導波路４０からリング共振器３０を通じて第１光導波路２０Ａに伝搬された光Ｌ１がダブルリング共振器５０に伝搬され、ダブルリング共振器５０に伝搬された光Ｌ１が第１光導波路２０Ｂ，２０Ｃに順に伝搬される。そして、第１光導波路２０Ｂ，２０Ｃ内に伝搬された光Ｌ１が第１端面２２に向かって伝搬され、第１光導波路２０Ｂ，２０Ｃの各々の第１端面２２から光Ｌ１が出射される。これにより、複数の第１光導波路２０が設けられる場合であっても、それら複数の第１光導波路２０の各々の第１端面２２から光Ｌ１を出射させることができる。このため、複数の第１端面２２から出射される光Ｌ１を利用することにより、複数の第１光導波路２０と複数の光ファイバ７３とをそれぞれ光接続する複数の自己形成光導波路８０を容易に形成することができる。

【0066】

また、第２光導波路４０からリング共振器３０を通じて第１光導波路２０Ａに伝搬された光Ｌ１を、ダブルリング共振器５０によって第１光導波路２０Ｂ，２０Ｃに光Ｌ１を伝搬させることができる。このため、１つの第２光導波路４０のみに光Ｌ１を入射することによって、複数の第１光導波路２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの第１端面２２から光Ｌ１を出射させることができる。したがって、第２光導波路４０に光Ｌ１を入射させるための光源９０を１つとすることができ、光源９０と第２光導波路４０との位置合わせ作業が増えることを抑制できる。

【0067】

（４）リング共振器３０の共振波長λｒを、光学素子１１の光通信に用いられる波長λｃと異なる波長に設定した。この構成によれば、光学素子１１と光ファイバ７３との間で実際に光通信する際に、波長λｃの光信号がリング共振器３０を通じて第２光導波路４０に伝搬されることを抑制できる。この結果、光学素子１１と光ファイバ７３との間で実際に光通信する際に、リング共振器３０を設けたことに起因して伝送損失等の悪影響が生じることを抑制できる。

【0068】

（５）光モジュール１５では、リング共振器３０の少なくとも一部が溶解されている。この構成では、自己形成光導波路８０が形成された後の光モジュール１５、つまりリング共振器３０が不要となった後の光モジュール１５において、リング共振器３０が破壊されている。このため、光学素子１１と光ファイバ７３との間で実際に光通信する際に、光ファイバ７３から光学素子１１に向かって伝搬される光信号が、リング共振器３０を通じて第２光導波路４０に伝搬されることを抑制できる。この結果、光学素子１１と光ファイバ７３との間で実際に光通信する際に、リング共振器３０を設けたことに起因して伝送損失等の悪影響が生じることを抑制できる。

【0069】

（６）光モジュール１５では、第２光導波路４０の第２端面４２の全面を被覆する被覆部４５が設けられている。被覆部４５は、光透過性を有さない樹脂からなる。この構成では、自己形成光導波路８０が形成された後の光モジュール１５、つまり第２光導波路４０が不要となった後の光モジュール１５において、第２端面４２の全面が被覆部４５によって覆われている。このため、光学素子１１と光ファイバ７３との間で実際に光通信する際に、第２端面４２から第２光導波路４０に不要な光が入射されることを抑制できる。

【0070】

（７）ところで、第１光導波路２０と光ファイバ７３とを光学的に接続する自己形成光導波路８０が形成されたか否かを確認する方法としては、例えば、以下のような方法が考えられる。すなわち、光ファイバ７３から自己形成光導波路８０及び第１光導波路２０を通じて光学素子１１に向かって光信号を伝搬し、光学素子１１により光電気変換された電気信号を検知することにより、自己形成光導波路８０が形成されたか否かを確認できる。しかし、この確認方法では、光学素子１１により生成される電気信号を検知するためのプローブが必要になる。

【0071】

これに対し、本実施形態では、第１端面２２及び第３端面７６のうち第１端面２２のみから光を出射させ、その光が光ファイバ７３の反対端面から出射されるか否かを確認することにより、自己形成光導波路８０が形成されたか否かを確認するようにした。この確認方法では、自己形成光導波路８０を形成する際に使用した光源９０をそのまま利用して、自己形成光導波路８０が形成されたか否かを確認することができる。このため、光学素子１１により生成される電気信号を検知する方法よりも簡単に、自己形成光導波路８０が形成されたか否かを確認することができる。

【0072】

（他の実施形態）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0073】

・上記実施形態の各第１光導波路２０において、エッジ型結合部２３を、スポットサイズコンバータ、リブ型導波路やシリコン細線導波路に変更してもよい。
・上記実施形態の第１光導波路２０におけるエッジ型結合部２３を省略してもよい。

【0074】

・図１７に示すように、第２光導波路４０の第２コア４１の一端部にエッジ型結合部４３を設けるようにしてもよい。エッジ型結合部４３は、第２コア４１の長さ方向の両端部のうちシリコンフォトニクス素子１０の外部と接続される端部に設けられている。エッジ型結合部４３は、例えば、エッジ型結合部２３と同様の構造に形成できる。エッジ型結合部４３は、例えば、エッジ型結合部４３以外の部分における第２コア４１よりも太く形成されている。

【0075】

・図１７に示した変更例におけるエッジ型結合部４３を、スポットサイズコンバータやリブ型導波路に変更してもよい。
・上記実施形態のシリコンフォトニクス素子１０では、１つの第２光導波路４０を設けるようにしたが、第２光導波路４０の個数は特に限定されない。例えば、シリコンフォトニクス素子１０に、２つ以上の第２光導波路４０を設けるようにしてもよい。この場合には、各第２光導波路４０の端部に近接してリング共振器３０が設けられる。また、この場合には、例えば、自己形成光導波路８０を形成する際に、複数の第２光導波路４０の各々の近傍に光源９０が設けられ、その光源９０から光Ｌ１が各第２光導波路４０に入射される。

【0076】

なお、３つの第１光導波路２０と同数の第２光導波路４０が設けられ、３つの第１光導波路２０の各々に対して第２光導波路４０及びリング共振器３０が設けられる場合には、ダブルリング共振器５０を省略することができる。

【0077】

・上記実施形態の光モジュール１５において、リングコア３１の溶解部３２を省略してもよい。
・上記実施形態の光モジュール１５において、被覆部４５を省略してもよい。

【0078】

・上記実施形態では、自己形成光導波路８０のクラッド８２を、光硬化性樹脂８６に対して紫外線を照射することにより形成した。クラッド８２の形成方法はこれに限定されない。例えば、コア８１を形成した後に、未反応の光硬化性樹脂８６を除去し、光硬化性樹脂８６とは別の低屈折率の光硬化性樹脂によりクラッド８２を形成するようにしてもよい。また、コア８１を形成した後に、未反応の光硬化性樹脂８６を除去し、空気層によりクラッド８２を形成するようにしてもよい。

【0079】

・上記実施形態の光モジュール１５の製造方法において、自己形成光導波路８０が正常に形成されたか否かを確認する工程を省略してもよい。
・上記実施形態における光硬化性樹脂８６の組成は適宜変更することができる。

【0080】

・上記実施形態の光モジュール１５では、エッジ型結合部２３の中心軸と光ファイバ７３のコア７４の中心軸とが互いにずれた状態で、シリコンフォトニクス素子１０及び光ファイバアレイ７０を配置するようにしたが、これに限定されない。例えば、エッジ型結合部２３の中心軸と光ファイバ７３のコア７４の中心軸とが一致するように、シリコンフォトニクス素子１０及び光ファイバアレイ７０を配置するようにしてもよい。

【0081】

・上記実施形態の光ファイバアレイ７０の構造は適宜変更することができる。例えば、複数の光ファイバ７３を整列した状態で固定できる構造を有していれば、Ｖ溝基板７１及びカバー７２の構造は適宜変更できる。

【0082】

・上記実施形態の光モジュール１５では、シリコンフォトニクス素子１０の光学素子１１と光通信する光部品を光ファイバアレイ７０に具体化したが、これに限定されない。例えば、光学素子１１と光通信可能な光部品であれば、光ファイバアレイ７０以外の光部品に具体化してもよい。このような光部品としては、例えば、発光素子を有する光部品等を挙げることができる。

【0083】

・上記実施形態の光モジュール１５において、光ファイバアレイ７０とシリコンフォトニクス素子１０とを共に基板１６に搭載するようにしてもよい。
・上記実施形態のシリコンフォトニクス素子１０では、３つの光学素子１１と、それら３つの光学素子１１にそれぞれ接続された３つの第１光導波路２０とを設けるようにした。しかし、シリコンフォトニクス素子１０に搭載される光学素子１１及び第１光導波路２０の個数は特に限定されない。例えば、シリコンフォトニクス素子１０に、２つの光学素子１１と２つの第１光導波路２０とを設けるようにしてもよい。例えば、シリコンフォトニクス素子１０に、４つ以上の光学素子１１と４つ以上の第１光導波路２０とを設けるようにしてもよい。

【0084】

例えば図１８に示すように、シリコンフォトニクス素子１０Ａに、１つの光学素子１１と、１つの第１光導波路２０とを設けるようにしてもよい。本変更例のシリコンフォトニクス素子１０Ａは、１つの光学素子１１と、１つの光学素子１１に接続された１つの第１光導波路２０と、リング共振器３０と、第２光導波路４０とを有する。シリコンフォトニクス素子１０Ａでは、図２に示したダブルリング共振器５０が省略されている。

【0085】

図１９に示すように、シリコンフォトニクス素子１０Ａにおいて、リング共振器３０の共振波長λｒの光Ｌ１が第２端面４２から第２光導波路４０に入射されると、その光Ｌ１がリング共振器３０に伝搬される。そして、リング共振器３０内に伝搬された光Ｌ１が第１光導波路２０に伝搬される。このとき、第１光導波路２０では、リング共振器３０から伝搬された光Ｌ１が、リング共振器３０から第１端面２２に向かって伝搬される。これにより、第１光導波路２０の第１コア２１の第１端面２２から光Ｌ１を出射させることができる。

【0086】

・例えば図２０に示すように、光モジュール１５Ａを、図１８に示したシリコンフォトニクス素子１０Ａを有するように構成してもよい。本変更例の光モジュール１５Ａは、基板１６と、基板１６に実装されたシリコンフォトニクス素子１０Ａと、１つの光ファイバ７３と、第１光導波路２０と光ファイバ７３とを光学的に接続する自己形成光導波路８０とを有する。自己形成光導波路８０のコア８１は、上記実施形態と同様に、第１光導波路２０の第１端面２２と光ファイバ７３の第３端面７６とのそれぞれから光硬化性樹脂８６（図１３参照）に向かって第１波長λ１の光Ｌ１，Ｌ２を照射することにより形成できる。

【0087】

・図２０に示した光モジュール１５Ａでは、シリコンフォトニクス素子１０の光学素子１１と光通信する光部品を光ファイバ７３に具体化したが、これに限定されない。例えば、光学素子１１と光通信可能な光部品であれば、光ファイバ７３以外の光部品に具体化してもよい。このような光部品としては、例えば、発光素子を有する光部品等を挙げることができる。

【0088】

・上記実施形態及び上記各変更例のシリコンフォトニクス素子１０，１０Ａに、光学素子１１及び光導波路回路１２以外の部品、例えば光機能素子や電子部品を搭載するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１０，１０Ａ シリコンフォトニクス素子
１１ 光学素子
１２ 光導波路回路
１５，１５Ａ 光モジュール
１６ 基板
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 第１光導波路
２１ 第１コア
２２ 第１端面
２３ エッジ型結合部
３０ リング共振器
３１ リングコア
３２ 溶解部
４０ 第２光導波路
４１ 第２コア
４２ 第２端面
４３ エッジ型結合部
４５ 被覆部
５０，５０Ａ，５０Ｂ ダブルリング共振器
５２，５３ リング共振器
６１ クラッド
６２ コア
７０ 光ファイバアレイ（光部品）
７３ 光ファイバ（光部品）
７４ コア
７５ クラッド
８０ 自己形成光導波路
８１ コア
８２ クラッド
８６ 光硬化性樹脂
９０ 光源
λｃ 波長
λｒ 共振波長
Ｌ１ 光（第１光）
Ｌ２ 光（第２光）

【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】