特開 2024-163468 光デバイス、光送信装置及び光受信装置

(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】P2024163468

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】光デバイス、光送信装置及び光受信装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/122 20060101AFI20241115BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20241115BHJP

   G02B 6/126 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

G02B6/122 311

G02B6/42

G02B6/126

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079087

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡 徹

【テーマコード（参考）】

2H137

2H147

【Ｆターム（参考）】

2H137AA01

2H137AB05

2H137AB06

2H137BA52

2H137BA53

2H137BB02

2H137BB12

2H137DA39

2H147AB21

2H147AB29

2H147BA02

2H147BA05

2H147BE15

2H147EA12A

2H147EA13A

2H147EA14B

2H147EA25B

(57)【要約】

【課題】チャネル導波路とリブ導波路との間で不要モードへの遷移を抑制できる導波路変換を実現できる光デバイス等を提供する。
【解決手段】光デバイスは、第１のチャネル導波路と、第２のチャネル導波路と、スラブ発生部と、スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有する。第２のチャネル導波路は、第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、第１の接続部に比較して第２の接続部の第２のチャネル導波路の幅を広くする。スラブ発生部のスラブ領域は、リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、第２のチャネル導波路の第２の接続部から第３の接続部に向けてスラブ領域の幅を広くする。第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＭ０、ＴＥ１の順に大きく、第２の接続部及び第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きい。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に形成された下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コアを覆う上部クラッドとを有する光デバイスであって、
前記光デバイスは、
第１のチャネル導波路と、
前記第１のチャネル導波路と接続する第２のチャネル導波路と、
前記第２のチャネル導波路と接続するスラブ発生部と、
前記スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有し、
前記第２のチャネル導波路は、
前記第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、前記スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部に比較して前記第２の接続部の前記第２のチャネル導波路の幅を広くし、
前記スラブ発生部のスラブ領域は、
前記リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、前記第２のチャネル導波路の前記第２の接続部から前記第３の接続部に向けて前記スラブ領域の幅を広くし、
前記第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ（Transverse Electric）０、ＴＭ（Transverse Magnetic）０、ＴＥ１の順に大きく、
前記第２の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きく、
前記第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きいことを特徴とする光デバイス。

【請求項2】

前記上部クラッド及び前記下部クラッドの材料屈折率がほぼ等しいことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項3】

前記リブ導波路は、
前記ＴＥ１を除去する除去構造を含む導波路であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項4】

前記除去構造は、
光の進行方向に垂直な方向に並列に配置された２本のリブ導波路で構成することを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。

【請求項5】

前記除去構造は、
曲げ状のリブ導波路で構成することを特徴とする請求項３に記載の光デバイス。

【請求項6】

前記コアは、
シリコンを含む材料で構成し、
前記上部クラッド及び前記下部クラッドは、
ＳｉＯ_２を含む材料で構成することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項7】

前記第１のチャネル導波路、前記第２のチャネル導波路、前記スラブ発生部及び前記リブ導波路のコアの厚みは、同一であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項8】

電気信号に対する信号処理を実行するプロセッサと、
光を発生させる光源と、
前記プロセッサから出力される電気信号を用いて、前記光源から発生する光を変調する光送信器と、を有する光送信装置であって、
前記光送信器内の光デバイスは、
基板上に形成された下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コアを覆う上部クラッドとを有し、
前記光デバイスは、
第１のチャネル導波路と、
前記第１のチャネル導波路と接続する第２のチャネル導波路と、
前記第２のチャネル導波路と接続するスラブ発生部と、
前記スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有し、
前記第２のチャネル導波路は、
前記第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、前記スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部に比較して前記第２の接続部の前記第２のチャネル導波路の幅を広くし、
前記スラブ発生部のスラブ領域は、
前記リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、前記第２のチャネル導波路の前記第２の接続部から前記第３の接続部に向けて前記スラブ領域の幅を広くし、
前記第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ（Transverse Electric）０、ＴＭ（Transverse Magnetic）０、ＴＥ１の順に大きく、
前記第２の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きく、
前記第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きいことを特徴とする光送信装置。

【請求項9】

光を発生させる光源と、
前記光源からの光を用いて受信光を復調する光受信器と、を有する光受信装置であって、
前記光受信器内の光デバイスは、
基板上に形成された下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コアを覆う上部クラッドとを有し、
前記光デバイスは、
第１のチャネル導波路と、
前記第１のチャネル導波路と接続する第２のチャネル導波路と、
前記第２のチャネル導波路と接続するスラブ発生部と、
前記スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有し、
前記第２のチャネル導波路は、
前記第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、前記スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部に比較して前記第２の接続部の前記第２のチャネル導波路の幅を広くし、
前記スラブ発生部のスラブ領域は、
前記リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、前記第２のチャネル導波路の前記第２の接続部から前記第３の接続部に向けて前記スラブ領域の幅を広くし、
前記第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ（Transverse Electric）０、ＴＭ（Transverse Magnetic）０、ＴＥ１の順に大きく、
前記第２の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きく、
前記第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きいことを特徴とする光受信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光デバイス、光送信装置及び光受信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えば、コヒーレント光通信技術を使用することで、光ファイバ通信網での高速大容量の通信を実現している。コヒーレント光通信用の光トランシーバ内に使用する光デバイスは小型であることが好ましい。そこで、光デバイスは、例えば、ＳＯＩ（Silicon-On-Insulator）ウェハの基板と、基板上に形成されたＢＯＸ（Buried Oxide）層であるＳｉＯ_２の下部クラッドと、下部クラッド上に形成されたＳｉの任意形状のコアと、を有する。更に、光デバイスは、下部クラッド及びコア上に積層されたＳｉＯ_２の上部クラッドを有する。このようなシリコンフォトニクス技術を使用して基板型光導波路等の光デバイスを形成している。

【0003】

基板型光導波路では、例えば、チャネル導波路と、リブ導波路との２種類の導波路が利用されることが一般的である。チャネル導波路は、導波路幅方向に大きな屈折率差を有するので、導波路を急峻に曲げて光デバイスの小型化が可能となる。一方、リブ導波路は、コアの側壁荒れによる伝搬損を小さくできるので、長い引き回しにはロスの観点で有利となる。従って、光デバイスでは、チャネル導波路とリブ導波路との導波路構造を適宜変えて最適設計を行うことができる。そこで、リブ導波路とチャネル導波路とを接続する際にリブ導波路とチャネル導波路とを変換する導波路変換構造がある（例えば、非特許文献１）。

【0004】

図１０は、従来の導波路変換構造の一例を示す模式図である。図１０に示す導波路変換構造１００では、チャネル導波路１１０と、リブ導波路１３０と、チャネル導波路１１０とリブ導波路１３０との間に接続された変換部１２０とを有する。変換部１２０は、変換部１２０内のチャネル型のコア１２０Ｃと、チャネル導波路１１０からリブ導波路１３０に向けてコア１２０Ｃの両側から徐々に広がるテーパ状のスラブ１２０Ｄと、を有する。変換部１２０は、光の進行方向に沿ってチャネル導波路１１０からリブ導波路１３０へと連続的な構造になっているため、非常に低損失の導波路変換が可能となる。

【0005】

一般的にチャネル導波路１１０は、導波モードとして高次モードが導波しにくいことで知られている。また、チャネル導波路１１０では、曲げ導波路として使用されることが多く、曲げ部で高次モードが信号伝搬で使用する低次モードにモード変換し、モード変換後の低次モードが信号伝搬に使用する低次モードと干渉することも知られている。

【0006】

導波モードには、基板に水平方向の電界が主成分のＴＥ（Transverse Electric）モードと、垂直方向の電界が主成分のＴＭ（Transverse Magnetic）モードとがある。更に、ＴＥモード及びＴＭモードには、それぞれＴＥｉ、ＴＭｉ(i=0,1,2..)等の導波モードがある。ここでＴＥｉ、ＴＭｉは、それぞれＴＥモード、ＴＭモードのうち実効屈折率Ｎｅｆｆが（ｉ＋1）番目に大きな導波モードとする。特に、ＴＥ０とＴＭ０は基本モードと呼ばれる。

【0007】

導波モードの個数は、導波路断面のサイズが大きくなるに連れて増えることになる。図１１は、チャネル導波路１１０の一例を示す断面模式図である。チャネル導波路１１０は、図示せぬ基板上に形成されたＳｉＯ_２の下部クラッド１４０Ａと、下部クラッド１４０Ａに形成されたＳiのコア１１０Ａと、下部クラッド１４０Ａ及びコア１１０Ａ上に積層されたＳｉＯ_２の上部クラッド１４０Ｂとを有する。尚、チャネル導波路１１０を導波する光の波長は１．５５ｕｍ、チャネル導波路１１０のコア１１０Ａの幅であるコア幅をｗ（ｎｍ）、チャネル導波路１１０のコア１１０Ａの厚みを０．２２ｕｍとする。図１２は、コア幅ｗと、実効屈折率Ｎｅｆｆとの対応関係の一例を示す説明図である。尚、実効屈折率は、有限要素法を使用して計算する。図１２を参照すると、コア幅ｗ＝４００ｎｍでは、チャネル導波路１１０内のコア１１０ＡをＴＥ０及びＴＭ０のみが導波モードとして導波する。また、コア幅ｗが４６０ｎｍを超えた、例えば、コア幅ｗ＝５００ｎｍでは、ＴＥ０及びＴＭ０の他に、ＴＥ１が導波することが分かる。

【0008】

一般的に、光トランシーバの信号伝搬には、最も光閉じ込めの強いＴＥ０の導波モードを採用している。コア幅ｗ＜０．４６ｕｍの場合、ＴＥ１を導波しないため、シングルモード動作を実現できる。しかしながら、コア幅ｗが狭くなると、チャネル導波路１１０の側壁荒れによる伝搬損失が大きくなる。従って、一般的に、チャネル導波路１１０は、ＴＥ１が導波する程度のコア幅を採用しているものの、ＴＥ１を導波しづらくする方が好ましい。しかしながら、実効屈折率Ｎｅｆｆが小さいほど、コアへの光閉じ込めが弱くなるので、一般的には、ＴＥ１はＴＭ０に比較して実効屈折率が低くなる領域で発生することが望ましい。従って、チャネル導波路１１０のコア幅ｗは、例えば、０．４６ｕｍ＜ｗ＜０．６６ｕｍの範囲で使用されることが望ましい。

【0009】

チャネル導波路１１０では、ＴＥ１を導波してしまうが、ＴＥ１がＴＥ０にモード変換された場合、モード変換後のＴＥ０が信号伝播で使用するＴＥ０と干渉し、光パワーの変動が生じて光通信の品質の観点から好ましくない。そこで、チャネル導波路１１０から出力されるＴＥ１を除去する構造として方向性結合器がある（例えば、特許文献１参照）。

【0010】

方向性結合器は、２本の導波路で構成し、光のコアからの浸み出し（エバネッセント波）を利用して、一方の導波路から、隣接する他方の導波路へ光を遷移させるものであるが、光の浸み出しが大きいほど効果が大きくなる。効果が大きいと除去するのに必要なデバイスのサイズも小さくできる。

【0011】

従って、チャネル導波路１１０に比較してリブ導波路１３０の方がスラブ１３０Ｂへの光の浸み出しが大きくなるため、リブ導波路１３０による方向性結合器の方が特性を改善できる。そのため、チャネル導波路１１０を導波する不要なＴＥ１は、チャネル導波路１１０からリブ導波路１３０へ変換した後の方向性結合器で除去する方が全体サイズの小型化の観点から好ましい。

【0012】

しかしながら、チャネル導波路１１０からリブ導波路１３０へ変換する際にＴＥ１とＴＭ０との実効屈折率の大小関係が逆転した場合、リブ導波路１３０は導波路断面の屈折率分布が非対称な構造であるため、ＴＥ１からＴＭ０へのモード変換が発生してしまう（非特許文献１参照）。従って、チャネル導波路１１０のＴＥ１は、リブ導波路１３０でＴＭ０等の他のモードにモード変換する可能性があるため、光パワーの変動が生じて光通信品質が低下してしまう。

【0013】

そこで、図１３は、導波路変換構造１００の一例を示す平面模式図である。図１３に示す導波路変換構造１００は、チャネル導波路１１０と、リブ導波路１３０と、チャネル導波路１１０とリブ導波路１３０との間を接続する変換部１２０と、を有する。変換部１２０は、チャネル導波路１１０と接続する第１の接続部１２０Ａと、リブ導波路１３０と接続する第２の接続部１２０Ｂと、第１の接続部１２０Ａと第２の接続部１２０Ｂとの間を接続するチャネル型のコア１２０Ｃと、を有する。更に、変換部１２０は、第１の接続部１２０Ａから第２の接続部１２０Ｂに向けてコア１２０Ｃの両側から徐々に広がるテーパ状のスラブ１２０Ｄと、を有する。変換部１２０は、第１の接続部１２０Ａと、第２の接続部１２０Ｂと、コア１２０Ｃと、テーパ状のスラブ１２０Ｄと、を有するスラブ発生部である。変換部１２０は、光の進行方向に沿ってチャネル導波路１１０からリブ導波路１３０へと連続的な構造となっているため、非常に低損失の導波路変換が可能となる。

【0014】

図１４は、図１３に示すＡ－Ａ線断面の一例を示す断面模式図である。図１４に示す断面部分はチャネル導波路１１０である。チャネル導波路１１０は、図示せぬ基板上に積層された下部クラッド１４０Ａと、下部クラッド１４０Ａ上に形成されたコア１１０Ａと、下部クラッド１４０Ａ及びコア１１０Ａ上に積層された上部クラッド１４０Ｂとを有する。チャネル導波路１１０のコア１１０Ａのコア幅は０．５ｕｍ、チャネル導波路１１０のコア１１０Ａの厚さは０．２２ｕｍとする。

【0015】

図１５は、図１３に示すＢ－Ｂ線断面の一例を示す断面模式図である。図１５に示す断面部分はリブ導波路１３０である。リブ導波路１３０は、図示せぬ基板上に積層された下部クラッド１４０Ａと、下部クラッド１４０Ａ上に形成されたコア１３０Ａ及びスラブ１３０Ｂと、下部クラッド１４０Ａ及びコア１３０Ａ上に積層された上部クラッド１４０Ｂとを有する。リブ導波路１３０のコア１３０Ａのコア幅は０．５ｕｍ、スラブ幅は３ｕｍ、コア１３０Ａの厚さは０．２２ｕｍとする。

【0016】

変換部（スラブ発生部）１２０の長さは３０ｕｍ、変換部１２０の厚さは０．２２ｕｍとする。導波路変換構造１００を導波する光の波長は１．５５ｕｍとする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【特許文献1】特開２０１４－０４１２５３号公報

【特許文献2】特表２００６－５１７６７３号公報

【特許文献3】国際公開第２０１４／１９６１０３号

【特許文献4】米国特許出願公開第２０１６／０２４６００５号明細書

【特許文献5】特開２０１６－１８８９５６号公報

【非特許文献】

【0018】

【非特許文献1】D. Dai, Y. Tang, and J. E. Bowers, “Mode conversion in tapered submicron silicon ridge optical waveguides,” Opt. Express 20(12), 13425-13439 (2012).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

図１３に示す導波路変換構造１００では、変換後のリブ導波路１３０の断面の導波モードの実効屈折率Ｎｅｆｆを計算した場合、ＴＥ０が２．５８６、ＴＥ１が２．１９１、ＴＭ０が２．１以下となる。これに対して、図１２に示すコア幅ｗ＝５００ｎｍの結果を参照すると、チャネル導波路１１０では、ＴＥ１の実効屈折率に比較してＴＭ０の実効屈折率の方が大きい。つまり、変換後のリブ導波路１３０では、ＴＭ０の実効屈折率に比較してＴＥ１の実効屈折率の方が大きくなる。

【0020】

導波路変換構造１００のチャネル導波路１１０の断面の屈折率分布が上下対称の場合は、ＴＥ１はＴＥ１として、ＴＭ０はＴＭ０として出力される。これに対して、導波路変換構造１００のリブ導波路１３０の断面の屈折率分布が上下非対称の場合は、光の進行方向に沿って導波路が連続的にモード変換してＴＥ１とＴＭ０とが相互作用して、例えば、ＴＥ１がＴＭ０、ＴＭ０がＴＥ１にモード変換されてしまう。

【0021】

導波路変換構造１００では、チャネル導波路１１０側に入力されたＴＥ１の透過率を有限差分時間領域法（ＦＤＴＤ）で計算した。尚、透過率は、チャネル導波路１１０に入力されるＴＥ１の光強度に対するリブ導波路１３０に出力されるＴＥ１の光強度の比を表すことができる。計算した結果、ＴＥ１の透過率は、導波する光の波長が１．５５ｕｍの場合、－１０．０７ｄＢとなる。ＴＥ１が失ったエネルギは他のモードに遷移するため、リブ導波路１３０でＴＥ１の除去を意図した構造を配置したとしても、ＴＥ１の透過率は、－１０．０７ｄＢ分の割合にしか効果を持たない。

【0022】

ＴＥ１から別のモードに遷移したエネルギは、再度、リブ導波路１３０からチャネル導波路１１０に戻す際に逆動作するため、最大で－１０．０７ｄＢの透過率でリブ導波路１３０をすり抜けてしまい、除去効果が限定される。従って、ＴＥ１を除去する観点で、チャネル導波路１１０とリブ導波路１３０との導波路変換構造１００では、ＴＥ１が他のモードに変換されるのは好ましくない。つまり、チャネル導波路とリブ導波路との間で不要モードへの遷移を抑制できる導波路変換を実現する導波路変換構造が求められているのが実情である。

【0023】

一つの側面では、チャネル導波路とリブ導波路との間で不要モードへの遷移を抑制できる導波路変換を実現できる光デバイス等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】

【0024】

一つの態様の光デバイスは、基板上に形成された下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コアを覆う上部クラッドとを有する。前記光デバイスは、第１のチャネル導波路と、前記第１のチャネル導波路と接続する第２のチャネル導波路と、前記第２のチャネル導波路と接続するスラブ発生部と、前記スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有する。前記第２のチャネル導波路は、前記第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、前記スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部に比較して前記第２の接続部の前記第２のチャネル導波路の幅を広くする。前記スラブ発生部のスラブ領域は、前記リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、前記第２のチャネル導波路の前記第２の接続部から前記第３の接続部に向けて前記スラブ領域の幅を広くする。前記第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＭ０、ＴＥ１の順に大きくする。前記第２の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きくする。前記第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きくする。

【発明の効果】

【0025】

一つの側面によれば、チャネル導波路とリブ導波路との間で不要モードへの遷移を抑制できる導波路変換を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、本実施例の光デバイスの一例を示す平面模式図である。

【図2】図２は、図１に示すＡ－Ａ線断面の一例を示す断面模式図である。

【図3】図３は、図１に示すＢ－Ｂ線断面の一例を示す断面模式図である。

【図4】図４は、図１に示すＣ－Ｃ線断面の一例を示す断面模式図である。

【図5】図５は、光デバイス内の各部位の導波モードの遷移の一例を示す説明図である。

【図6】図６は、台形形状の第１のチャネル導波路（第２のチャネル導波路）の一例を示す断面模式図である。

【図7】図７は、変換部の一例を示す平面模式図である。

【図8A】図８Ａは、実施例２の光デバイスの一例を示す平面模式図である。

【図8B】図８Ｂは、実施例２の光デバイスの一例を示す平面模式図である。

【図9】図９は、光デバイスを採用した光トランシーバの一例を示す説明図である。

【図10】図１０は、従来の導波路変換構造の一例を示す模式図である。

【図11】図１１は、チャネル導波路の一例を示す断面模式図である。

【図12】図１２は、コア幅と実効屈折率との対応関係の一例を示す説明図である。

【図13】図１３は、導波路変換構造の一例を示す平面模式図である。

【図14】図１４は、図１３に示すＡ－Ａ線断面の一例を示す断面模式図である。

【図15】図１５は、図１３に示すＢ－Ｂ線断面の一例を示す断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図面に基づいて、本願の開示する光デバイス等の実施例を詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

【実施例0028】

図１は、実施例１の光デバイス１の一例を示す平面模式図である。図１に示す光デバイス１は、第１のチャネル導波路２とリブ導波路４との間を接続する接続変換構造である。光デバイス１は、第１のチャネル導波路２と、リブ導波路４と、第１のチャネル導波路２とリブ導波路４との間を接続する変換部３とを有する。変換部３は、第１のチャネル導波路２と接続する第２のチャネル導波路１１と、第２のチャネル導波路１１と接続すると共に、リブ導波路４と接続するスラブ発生部１２とを有する。

【0029】

第２のチャネル導波路１１は、第１のチャネル導波路２と接続する第１の接続部１１Ａと、スラブ発生部１２と接続する第２の接続部１１Ｂと、を有する。第２のチャネル導波路１１は、第１の接続部１１Ａと第２の接続部１１Ｂとの間を第１の接続部１１Ａから第２の接続部１１Ｂに向けて徐々に広がるチャネル型のコア１１Ｃを有する。スラブ発生部１２は、第２のチャネル導波路１１と接続する第３の接続部１２Ａと、リブ導波路４と接続する第４の接続部１２Ｂと、を有する。スラブ発生部１２は、第３の接続部１２Ａと第４の接続部１２Ｂとの間を接続するチャネル型のコア１２Ｃと、第２のチャネル導波路１１からリブ導波路４に向けてコア１２Ｃの両側から徐々に広がるテーパ状のスラブ１２Ｄと、を有する。

【0030】

図２は、図１に示すＡ－Ａ線断面の一例を示す断面模式図である。図２に示す断面部分は、第１の接続部１１Ａの断面部分である。第１の接続部１１Ａは、図示せぬ基板と、基板上に積層されたＳｉＯ_２の下部クラッド２１Ａと、下部クラッド２１Ａ上に形成されたチャネル型のコア１１Ｃと、下部クラッド２１Ａ及びコア１１Ｃを覆うＳｉＯ_２の上部クラッド２１Ｂとを有する。図２に示すコア１１Ｃは、第１のチャネル導波路２のコア２Ａと接続し、コア１１Ｃのコア幅とコア２Ａのコア幅とが同一である。コア１１Ｃのコア幅は、例えば、０．５ｕｍである。尚、説明の便宜上、コア２Ａ及びコア１１Ｃは、光の進行方向に対して垂直となる断面形状が、例えば、上下対称の矩形形状とする。

【0031】

図３は、図１に示すＢ－Ｂ線断面の一例を示す断面模式図である。図３に示す断面部分は、第２の接続部１１Ｂ及び第３の接続部１２Ａの断面部分である。図３に示す第２の接続部１１Ｂは、図示せぬ基板と、基板上に積層された下部クラッド２１Ａと、下部クラッド２１Ａ上に形成されたチャネル型のコア１１Ｃと、下部クラッド２１Ａ及びコア１１Ｃ上に積層された上部クラッド２１Ｂとを有する。図３に示すコア１１Ｃは、スラブ発生部１２のコア１２Ｃと接続し、コア１１Ｃのコア幅とコア１２Ｃのコア幅とが同一である。コア１１Ｃのコア幅は、例えば、０．８ｕｍである。

【0032】

図４は、図１に示すＣ－Ｃ線断面の一例を示す断面模式図である。図４に示す断面部分は、第４の接続部１２Ｂの断面部分である。図４に示す第４の接続部１２Ｂは、図示せぬ基板と、基板上に積層された下部クラッド２１Ａと、下部クラッド２１Ａ上に形成されたコア１２Ｃ及び、コア１２Ｃ両側のスラブ１２Ｄと、コア１２Ｃ及びスラブ１２Ｄ上に積層された上部クラッド２１Ｂとを有する。図４に示すコア１２Ｃは、リブ導波路４のコア４Ａと接続し、コア１２Ｃのコア幅とコア４Ａのコア幅とが同一である。コア１１Ｃのコア幅は、例えば、０．８ｕｍである。

【0033】

図５は、光デバイス１内の各部位の導波モードの遷移の一例を示す説明図である。第２のチャネル導波路１１の長さ、すなわち第１の接続部１１Ａと第２の接続部１１Ｂとの間の長さは、例えば、１０ｕｍ、スラブ発生部１２の長さ、すなわち第３の接続部１２Ａと第４の接続部１２Ｂとの間の長さは、例えば、３０ｕｍとする。リブ導波路４の導波路幅（コア幅＋スラブ幅）は、例えば、３ｕｍとする。第１のチャネル導波路２、第２のチャネル導波路１１、スラブ発生部１２及びリブ導波路４のコアの厚みは、例えば、０．２２ｕｍとする。つまり、第１のチャネル導波路２、第２のチャネル導波路１１、スラブ発生部１２及びリブ導波路４のコアの厚みは、同一である。スラブ発生部１２のテーパ状のスラブ１２Ｄ及びリブ導波路４のスラブ４Ｂの厚みは、例えば、０．０９ｕｍとする。

【0034】

上部クラッド２１Ｂの材料屈折率Ｎ１は、下部クラッド２１Ａの材料屈折率Ｎ２に対して、Ｎ２×０．９５＜Ｎ１＜Ｎ２×１．０５の範囲内である。尚、下部クラッド２１Ａの材料屈折率に対する上部クラッド２１Ｂの材料屈折率の差は±５％以内である。特に、上部クラッド２１Ｂの材料屈折率Ｎ１は、Ｎ２×０．９７＜Ｎ１＜Ｎ２×１．０３の範囲内であることが好ましい。尚、下部クラッド２１Ａの材料屈折率に対する上部クラッド２１Ｂの材料屈折率の差は±３％以内である。

【0035】

第１の接続部１１Ａの切断部分での実効屈折率はＴＥ０、ＴＭ０、ＴＥ１の順に大きくなる。また、第２の接続部１１Ｂの切断部分での実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きくなる。また、第４の接続部１２Ｂの切断部分での実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きくなる。

【0036】

第２のチャネル導波路１１は、ほぼ上下対称のチャネル型の導波路の構成であるためにモード変換される量はほぼ無視できるため、ＴＥ０はＴＥ０、ＴＭ０はＴＭ０、ＴＥ１はＴＥ１に出力し、かつ、出力での実効屈折率は、ＴＥ０＞ＴＥ１＞ＴＭ０の順となる。これに対して、スラブ発生部１２の出力での実効屈折率も、ＴＥ０＞ＴＥ１＞ＴＭ０の順となる。つまり、第２のチャネル導波路１１の出力及びスラブ発生部１２の出力の実効屈折率は、ＴＥ０＞ＴＥ１＞ＴＭ０の関係である。尚、説明の便宜上、寸法パラメータは上記条件を満たすための一例であり、適宜変更可能である。

【0037】

第２のチャネル導波路１１は、上部クラッド２１Ｂの実効屈折率と下部クラッド２１Ａの実効屈折率との差が所定の許容範囲であるため、屈折率断面がどの断面でも上下対称である。一方、ＴＥ１の実効屈折率とＴＭ０の実効屈折率との大小関係が逆転しているが、屈折率断面が上下対称となる条件が成り立つためテーパの途中でＴＥ１の実効屈折率とＴＭ０の実効屈折率とが逆転しても相互作用を弱められる。その結果、ＴＥ１が他のモードにほとんど遷移することなく、ＴＥ１の実効屈折率とＴＭ０の実効屈折率との大小関係を逆転できる。

【0038】

第１の接続部１１Ａの断面の実効屈折率は、第１の接続部１１Ａを導波する光の波長を１．５５ｕｍとした場合、ＴＥ０は２．４４６、ＴＭ０は１．７７１、ＴＥ１は１．４９３である。第２の接続部１１Ｂの断面の実効屈折率は、第２の接続部１１Ｂを導波する光の波長を１．５５ｕｍとした場合、ＴＥ０は２．６８９、ＴＭ０は１．９０７、ＴＥ１は２．１６９である。

【0039】

また、スラブ発生部１２は、第３の接続部１２Ａの断面及び第４の接続部１２Ｂの断面で、ＴＥ１とＴＭ０との大小関係は変わらないため、ＴＥ１とＴＭ０との間のモード変換は発生しない。第４の接続部１２Ｂの断面の実効屈折率は、導波する光の波長を１．５５ｕｍとした場合、ＴＥ０は２．７１９、ＴＭ０は２．１、ＴＥ１は２．３５６である。その結果、上部クラッド２１Ｂの実効屈折率と下部クラッド２１Ａの実効屈折率との差が所定の許容範囲内であるため、チャネル型の導波路の屈折率断面が上下対称になることを利用する。そして、ＴＥ１の実効屈折率とＴＭ０の実効屈折率との大小関係のモード変換を、従来技術のようにリブ導波路ではなくチャネル導波路で実行する。その結果、第２のチャネル導波路１１では、ＴＥ１の他モードへのモード変換を抑制できる。

【0040】

また、第１のチャネル導波路２の断面形状は、矩形形状を例示したが、矩形形状に近似する台形形状であっても良い。同様に、チャネル型の導波路で構成する第２のチャネル導波路１１の断面形状は、矩形形状を例示したが、矩形形状に近似する台形形状であっても良く、適宜変更可能である。尚、実際の製造では、第１のチャネル導波路２及び第２のチャネル導波路１１の断面は台形形状になる場合もあるが、上下非対称性の大きいリブ導波路４に比較した場合、上下対称性も高いため、ＴＥ１の他モードへのモード変換を抑制できる。図６は、台形形状の第１のチャネル導波路２（第２のチャネル導波路１１）の一例を示す断面模式図である。図６に示す第２のチャネル導波路１１のコア１１Ｃ１の断面は、台形形状である。第１のチャネル導波路２のコア２Ａ１の断面は、台形形状である。そのコア１１Ｃ１（２Ａ１）のコア幅は、上底と下底の平均値とする。第２のチャネル導波路１１（第１のチャネル導波路２）は、コア１１Ｃ１（２Ａ１）の上辺Ｗ１と下辺Ｗ２とが異なり、コア１１Ｃ１（２Ａ１）の厚さをｈとした場合、側壁角θは、ｔａｎθ＝２ｈ／｜Ｗ２－Ｗ１｜のように定義できる。

【0041】

この際、側壁角θは、例えば、７０度～９０度の範囲内、特に、７５度～８５度が好ましい。側壁角θを７０度≦θ≦９０度とした場合、第２のチャネル導波路１１の断面の屈折率分布が上下非対称であるものの、矩形形状の屈折率分布が上下対称の第２のチャネル導波路１１とほぼ同じように、ＴＥ１はＴＥ１のまま、ＴＭ０はＴＭ０のまま出力できる。

【0042】

また、スラブ発生部１２のテーパ状のスラブ１２Ｄは、第３の接続部１２Ａのスラブ幅を０ｕｍとし、第３の接続部１２Ａから第４の接続部１２Ｂに向けて連続的に徐々に広くなる構造にしたが、これに限定されるものはない。図７は、変換部３の一例を示す平面模式図である。第３の接続部１２Ａのテーパ状のスラブ１２Ｄ１が発生する第３の接続部１２Ａの断面は、スラブ幅が０ｕｍから連続的に生じず、図７に示す一点鎖線Ｙで示すように、わずかに不連続になる。しかしながら、波長の大きさに対してこの不連続部が十分小さいとみなせる場合は、これも連続的な構造とみなすことができる。

【0043】

ＴＥ１が第１のチャネル導波路２に入力した際のリブ導波路４へぬけるＴＥ１の透過率をＦＤＴＤで計算した。第１のチャネル導波路２を導波する光の波長は１．５５ｕｍとした場合、透過率は－０．１３ｄＢ（９７．１％）となった。その結果、第１のチャネル導波路２を導波するＴＥ１は、ほとんど他のモードに遷移することなく、リブ導波路４に出力されることが分かる。

【0044】

実施例１の光デバイス１では、第１のチャネル導波路２と、第２のチャネル導波路１１と、スラブ発生部１２と、リブ導波路４と、を有する。第２のチャネル導波路１１は、第１のチャネル導波路２と接続する第１の接続部１１Ａと、スラブ発生部１２と接続する第２の接続部１１Ｂと、を有し、第１の接続部１１Ａに比較して第２の接続部１１Ｂの第２のチャネル導波路１１の幅を広くする。スラブ発生部１２のスラブ１２Ｄは、リブ導波路４と接続する第４の接続部１２Ｂを有し、第２のチャネル導波路１１の第２の接続部１１Ｂから第４の接続部１２Ｂに向けて広くする。第１の接続部１１Ａにおける導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＭ０、ＴＥ１の順に大きく、第２の接続部１１Ｂ及び第４の接続部１２Ｂにおける導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きくなる。その結果、ＴＭ０及びＴＥ１の大小関係を逆転しながら、ＴＥ１及びＴＭ０のモード変換を抑制する。そして、リブ導波路４と第１のチャネル導波路２との間を不要モードへの遷移を抑制しながら変換できる。

【0045】

光デバイス１は、上部クラッド２１Ｂ及び下部クラッド２１Ａの実効屈折率がほぼ等しく、第２のチャネル導波路１１の屈折率断面が上下対称になることを利用する。そして、ＴＥ１の実効屈折率とＴＭ０の実効屈折率との大小関係のモード変換を、従来技術のようにリブ導波路ではなくチャネル導波路で実行する。その結果、第２のチャネル導波路１１では、ＴＥ１の他モードへのモード変換を抑制できる。

【0046】

第２のチャネル導波路１１は、断面が矩形形状又は略矩形形状のコアを含む導波路であるので、リブ導波路に比較して第２のチャネル導波路１１の屈折率断面が上下対称になる。その結果、ＴＭ０及びＴＥ１の大小関係を逆転しながら、ＴＥ１及びＴＭ０のモード変換を抑制する。そして、リブ導波路４と第１のチャネル導波路２との間を不要モードへの遷移を抑制しながら変換できる。

【0047】

第２のチャネル導波路１１は、導波する導波モードの内、ＴＥ１からＴＭ０へのモード変換及び、ＴＭ０からＴＥ１へのモード変換の量を抑制する。その結果、第２のチャネル導波路１１では、ＴＥ１の他モードへのモード変換を抑制できる。

【0048】

光デバイス１のリブ導波路４では、ＴＥ１を除去することで第１のチャネル導波路２に入力されたＴＥ１を効率的に除去できる。ＴＥ１除去構造としては、例えば、リブ導波路４から成る方向性結合器である。その結果、第１のチャネル導波路２に入力された不要なＴＥ１を効率的に除去できる。

【0049】

ＴＥ１除去構造である方向性結合器は、光の進行方向に垂直な方向に並列に配置された２本のリブ導波路で構成し、光のコアからの浸み出しを利用して、一方のリブ導波路から隣接する他方のリブ導波路へ光を遷移させる。その結果、第１のチャネル導波路２に入力された不要なＴＥ１を効率的に除去できる。

【0050】

尚、光デバイス１では、ＴＥ１を除去する構造として直線状のリブ導波路４を例示したが、リブ導波路４は曲げ状のリブ導波路でも良く、その実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。図８Ａは、実施例２の光デバイス１Ａの一例を示す平面模式図である。

【実施例0051】

図８Ａに示す光デバイス１Ａは、第１のチャネル導波路２と、変換部３と、リブ導波路４と、第１のリブ導波路３１と、第２のリブ導波路３２とを有する。第１のリブ導波路３１は、リブ導波路４と接続する直線状のリブ導波路である。第１のリブ導波路３１は、コア３１Ａと、コア３１Ａの両側から延びるスラブ領域３１Ｂとを有する。第２のリブ導波路３２は、第１のリブ導波路３１と接続する曲線状のリブ導波路である。第２のリブ導波路３２は、コア３２Ａと、コア３２Ａの両側から延びるスラブ領域３２Ｂとを有する。一般的にコアへの閉じ込めが弱い方が、同じ半径の曲げ導波路を通過する際に外部に漏れることで生じるロスが大きくなる。信号光としてＴＥ０を用いる場合、ＴＥ１よりもＴＥ０の実効屈折率が大きいため、光のコアへの閉じ込めが大きい。そのため、曲げ導波路によってＴＥ１を選択的に除去できる。

【0052】

特に、直線状のリブ導波路は、チャネル導波路よりも幅方向の閉じ込めが弱いので、ＴＥ１のロスを大きくしてＴＥ１を除去する除去効果が大きい。曲線状のリブ導波路は、円弧状でも良く、クロソイド曲線のような緩和曲線、例えば、曲率が光の進行方向に沿って連続な曲線でも良く、適宜変更可能である。緩和曲線の場合、円弧よりもモード不整合によるロスが小さいことからＴＥ０のロスを小さくできる。尚、説明の便宜上、第１のリブ導波路３１及び第２のリブ導波路３２の形状は、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。つまり、直線状の第１のリブ導波路３１及び曲線状の第２のリブ導波路３２を使用して、ＴＥ１を選択的に除去できる。

【0053】

実施例２の光デバイス１Ａでは、第２のチャネル導波路１１及びスラブ発生部１２を使用して、ＴＭ０及びＴＥ１の大小関係を逆転しながら、ＴＥ１及びＴＭ０のモード変換を抑制する。そして、リブ導波路４と第１のチャネル導波路２との間を不要モードへの遷移を抑制しながら変換できる。更に、光デバイス１Ａでは、直線状の第１のリブ導波路３１及び曲線状の第２のリブ導波路３２を使用して、ＴＥ０のロスを抑制しながら、ＴＥ１を選択的に除去できる。

【0054】

ＴＥ１除去構造である方向性結合器は、光の進行方向に垂直な方向に並列に配置された２本のリブ導波路で構成し、光のコアからの浸み出しを利用して、一方のリブ導波路から隣接する他方のリブ導波路へ光を遷移させる。図８Ｂは、実施例２の光デバイス１Ｂの一例を示す平面模式図である。

【0055】

図８Ｂに示す光デバイス１Ｂは、第１のチャネル導波路２と、変換部３と、リブ導波路４と、第１のリブ導波路３１と、第３のリブ導波路３３とを有する。第１のリブ導波路３１は、リブ導波路４と接続する直線状のリブ導波路である。第１のリブ導波路３１は、コア３１Ａと、コア３１Ａの両側から延びるスラブ領域３１Ｂとを有する。第３のリブ導波路３３は、第１のリブ導波路３１と隣接する曲線状のリブ導波路である。第３のリブ導波路３３は、コア３３Ａと、コア３３Ａの両側から延びるスラブ領域３３Ｂとを有し、スラブ領域３３Ｂは第１のリブ導波路３１のスラブ領域３１Ｂに延びる。一般的にコアへの閉じ込めが弱い方が、第１のリブ導波路３１と第３のリブ導波路３３の間で光の遷移がしやすい。信号光としてＴＥ０を用いる場合、ＴＥ１よりもＴＥ０の実効屈折率が大きいため、信号光のコアへの閉じ込めが大きい。そのため、第１のリブ導波路３１と第３のリブ導波路３３からなる方向性結合器によって、ＴＥ１は第１のリブ導波路３１から第３のリブ導波路３３に選択的に遷移し、その結果、ＴＥ１を選択的に除去できる。

【0056】

特に、リブ導波路は、チャネル導波路よりも幅方向の閉じ込めが弱く、ＴＥ１は第１のリブ導波路３１から第３のリブ導波路３３に選択的に遷移するため、ＴＥ１を除去する除去効果が大きい。尚、説明の便宜上、第１のリブ導波路３１及び第３のリブ導波路３３の形状は、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。つまり、直線状の第１のリブ導波路３１及び曲線状の第３のリブ導波路３３を使用して、ＴＥ１を選択的に除去できる。その結果、第１のチャネル導波路２に入力された不要なＴＥ１を効率的に除去できる。

【0057】

尚、説明の便宜上、コアはＳｉ、下部クラッド２１Ａ及び上部クラッド２１ＢはＳｉＯ2とする場合を例示したが、これに限定されるものではない。

【0058】

本実施例の変換部３は、コア１１Ｃ、１２Ｃ、下部クラッド２１Ａ及び上部クラッド２１ＢがともにＳｉＯ_２であるＰＬＣや、ＩｎＰ導波路、ＧａＡｓ導波路でもよい。コア１１Ｃ及び１２ＣがＳｉ、下部クラッド２１ＡがＳｉＯ_２、上部クラッド２１ＢがＳｉＯ_２、空気若しくはＳｉＮ等であるＳｉ導波路でもよい。導波路がＳｉ導波路の場合、比屈折率差が大きいことから、光の閉じ込めが強く、それによって小さいＲでも低損失な曲げ導波路が実現できる、すなわち、光デバイスの小型化が可能なため好ましい。

【0059】

実施例１及び２の光デバイス１（１Ａ）を採用した光トランシーバ８０について説明する。図９は、光デバイス１（１Ａ）を採用した光トランシーバ８０の一例を示す説明図である。図９に示す光トランシーバ８０は、出力側の光ファイバ及び入力側の光ファイバと接続する。光トランシーバ８０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）８１と、光源８２と、光送信器８３と、光受信器８４とを有する。ＤＳＰ８１は、デジタル信号処理を実行する電気部品である。ＤＳＰ８１は、例えば、送信データの符号化等の処理を実行し、送信データを含む電気信号を生成し、生成した電気信号を光送信器８３に出力する。また、ＤＳＰ８１は、受信データを含む電気信号を光受信器８４から取得し、取得した電気信号の復号等の処理を実行して受信データを得る。

【0060】

光源８２は、例えば、レーザダイオード等を備え、所定の波長の光を発生させて光送信器８３及び光受信器８４へ供給する、例えば、ＩＴＬＡ（Integrated Tunable Laser Assembly）である。光送信器８３は、ＤＳＰ８１から出力される電気信号によって、光源８２から供給される光を変調し、得られた送信光を光ファイバに出力する光変調器である。光送信器８３は、光源８２から供給される光が導波路を伝搬する際に、この光を光変調器へ入力される電気信号によって変調することで、送信光を生成する。光送信器８３は、光を導波する本実施例の光デバイス１（１Ａ）を内蔵している。

【0061】

光受信器８４は、光ファイバから光信号を受信し、光源８２から供給される光を用いて受信光を復調する。そして、光受信器８４は、復調した受信光を電気信号に変換し、変換後の電気信号をＤＳＰ８１に出力する。光受信器８４は、光を導波する本実施例の光デバイス１（１Ａ）を内蔵している。

【0062】

光トランシーバ８０では、光デバイス１（１Ａ）を採用しているので、ＴＭ０及びＴＥ１の大小関係を逆転しながら、ＴＥ１及びＴＭ０のモード変換を抑制する。そして、リブ導波路４と第１のチャネル導波路２との間を不要モードへの遷移を抑制しながら変換できる。

【0063】

尚、説明の便宜上、光トランシーバ８０は、光送信器８３及び光受信器８４両方を内蔵する場合を例示したが、光送信器８３及び光受信器８４の何れか一つのみを内蔵しても良い。例えば、光送信器８３のみを内蔵している場合は光送信装置、光受信器８４のみを内蔵している場合は光受信装置となる。

【0064】

また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

【0065】

更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良い。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良いことは言うまでもない。

【0066】

以上、本実施例を含む実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。

【0067】

（付記１）基板上に形成された下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コアを覆う上部クラッドとを有する光デバイスであって、
前記光デバイスは、
第１のチャネル導波路と、
前記第１のチャネル導波路と接続する第２のチャネル導波路と、
前記第２のチャネル導波路と接続するスラブ発生部と、
前記スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有し、
前記第２のチャネル導波路は、
前記第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、前記スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部に比較して前記第２の接続部の前記第２のチャネル導波路の幅を広くし、
前記スラブ発生部のスラブ領域は、
前記リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、前記第２のチャネル導波路の前記第２の接続部から前記第３の接続部に向けて前記スラブ領域の幅を広くし、
前記第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ（Transverse Electric）０、ＴＭ（Transverse Magnetic）０、ＴＥ１の順に大きく、
前記第２の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きく、
前記第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きいことを特徴とする光デバイス。

【0068】

（付記２）前記上部クラッド及び前記下部クラッドの材料屈折率がほぼ等しいことを特徴とする付記１に記載の光デバイス。

【0069】

（付記３）前記第２のチャネル導波路は、
断面が矩形形状又は略矩形形状のコアを含む導波路であることを特徴とする付記１に記載の光デバイス。

【0070】

（付記４）前記第２のチャネル導波路は、
導波する導波モードの内、ＴＥ１からＴＭ０へのモード変換及び、ＴＭ０からＴＥ１へのモード変換の量を抑制することを特徴とする付記１に記載の光デバイス。

【0071】

（付記５）前記リブ導波路は、
前記ＴＥ１を除去する除去構造を含む導波路であることを特徴とする付記１に記載の光デバイス。

【0072】

（付記６）前記除去構造は、
光の進行方向に垂直な方向に並列に配置された２本のリブ導波路で構成することを特徴とする付記５に記載の光デバイス。

【0073】

（付記７）前記除去構造は、
曲げ状のリブ導波路で構成することを特徴とする付記５に記載の光デバイス。

【0074】

（付記８）前記コアは、
シリコンを含む材料で構成し、
前記上部クラッド及び前記下部クラッドは、
ＳｉＯ_２を含む材料で構成することを特徴とする付記１に記載の光デバイス。

【0075】

（付記９）前記第１のチャネル導波路、前記第２のチャネル導波路、前記スラブ発生部及び前記リブ導波路のコアの厚みは、同一であることを特徴とする付記１に記載の光デバイス。

【0076】

（付記１０）電気信号に対する信号処理を実行するプロセッサと、
光を発生させる光源と、
前記プロセッサから出力される電気信号を用いて、前記光源から発生する光を変調する光送信器と、を有する光送信装置であって、
前記光送信器内の光デバイスは、
基板上に形成された下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コアを覆う上部クラッドとを有し、
前記光デバイスは、
第１のチャネル導波路と、
前記第１のチャネル導波路と接続する第２のチャネル導波路と、
前記第２のチャネル導波路と接続するスラブ発生部と、
前記スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有し、
前記第２のチャネル導波路は、
前記第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、前記スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部に比較して前記第２の接続部の前記第２のチャネル導波路の幅を広くし、
前記スラブ発生部のスラブ領域は、
前記リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、前記第２のチャネル導波路の前記第２の接続部から前記第３の接続部に向けて前記スラブ領域の幅を広くし、
前記第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ（Transverse Electric）０、ＴＭ（Transverse Magnetic）０、ＴＥ１の順に大きく、
前記第２の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きく、
前記第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きいことを特徴とする光送信装置。

【0077】

（付記１１）光を発生させる光源と、
前記光源からの光を用いて受信光を復調する光受信器と、を有する光受信装置であって、
前記光受信器内の光デバイスは、
基板上に形成された下部クラッドと、前記下部クラッド上に形成されたコアと、前記コアを覆う上部クラッドとを有し、
前記光デバイスは、
第１のチャネル導波路と、
前記第１のチャネル導波路と接続する第２のチャネル導波路と、
前記第２のチャネル導波路と接続するスラブ発生部と、
前記スラブ発生部と接続するリブ導波路と、を有し、
前記第２のチャネル導波路は、
前記第１のチャネル導波路と接続する第１の接続部と、前記スラブ発生部と接続する第２の接続部と、を有し、前記第１の接続部に比較して前記第２の接続部の前記第２のチャネル導波路の幅を広くし、
前記スラブ発生部のスラブ領域は、
前記リブ導波路と接続する第３の接続部を有し、前記第２のチャネル導波路の前記第２の接続部から前記第３の接続部に向けて前記スラブ領域の幅を広くし、
前記第１の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ（Transverse Electric）０、ＴＭ（Transverse Magnetic）０、ＴＥ１の順に大きく、
前記第２の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きく、
前記第３の接続部における導波モードの実効屈折率がＴＥ０、ＴＥ１、ＴＭ０の順に大きいことを特徴とする光受信装置。