特開 2024-172878 アイソレータ、光スイッチ、光送受信器、データセンタ、及びアイソレータの製造方法

(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】P2024172878

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】アイソレータ、光スイッチ、光送受信器、データセンタ、及びアイソレータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/28 20060101AFI20241205BHJP

   G02B 6/126 20060101ALI20241205BHJP

   G02B 6/13 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G02B27/28 A

G02B6/126

G02B6/13

【審査請求】有

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090913

(22)【出願日】2023-06-01

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-10-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100132045

【弁理士】

【氏名又は名称】坪内 伸

(74)【代理人】

【識別番号】100195534

【弁理士】

【氏名又は名称】内海 一成

(72)【発明者】

【氏名】杉田 丈也

(72)【発明者】

【氏名】泉二 玲緒奈

(72)【発明者】

【氏名】前田 暖

【テーマコード（参考）】

2H147

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H147AB22

2H147AC04

2H147AC07

2H147BD02

2H147BD04

2H147BE03

2H147EA07D

2H147EA13C

2H147EA14B

2H147FA05

2H147FA09

2H147FA25

2H147FB04

2H147FC02

2H147FC03

2H147FE03

2H147GA19

2H199AA02

2H199AA05

2H199AA64

2H199AA90

2H199AA96

(57)【要約】

【課題】半導体プロセスにおけるＹＩＧの影響を低減するアイソレータ及びその製造方法並びに光スイッチ、光送受信器及びデータセンタを提供する。
【解決手段】アイソレータ１０は、基板５０と導波路２０と絶縁層５４と非相反性部材４０とを備える。絶縁層５４は、凹部３０を有する。凹部３０は、導波路２０の少なくとも一部に重なって位置する。非相反性部材４０は、凹部３０に位置する。導波路２０は、第１導波路２１と第２導波路２２とを含む。凹部３０は、第１凹部３１と第２凹部３２とを含む。非相反性部材４０は、第１凹部３１に位置する第１非相反性部材と、第２凹部３２に位置する第２非相反性部材とを含む。第１導波路２１のうち第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、第２導波路２２のうち第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板面を有する基板と、
前記基板面の上に延在し、延在方向に沿ってＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路と、
前記基板面の上に位置し、前記第１導波路及び前記第２導波路の少なくとも一部を囲んで位置する絶縁層と、
第１非相反性部材及び第２非相反性部材と
を備え、
前記絶縁層は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上面よりも上に位置する表面と、第１凹部及び第２凹部とを有し、
前記第１凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なって位置し、
前記第２凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なって位置し、
前記第１非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なるように前記第１凹部の底面に位置し、
前記第２非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なるように前記第２凹部の底面に位置し、
前記第１導波路のうち前記基板面の平面視において前記第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、前記第２導波路のうち前記基板面の平面視において前記第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる、
アイソレータ。

【請求項2】

前記第１導波路の上面の少なくとも一部が前記第１非相反性部材に接し、
前記第２導波路の上面の少なくとも一部が前記第２非相反性部材に接する、
請求項１に記載のアイソレータ。

【請求項3】

前記基板面に垂直な方向における前記第１凹部の底面の位置は、前記第１導波路の上面の位置よりも低く、
前記基板面に垂直な方向における前記第２凹部の底面の位置は、前記第２導波路の上面の位置よりも低い、請求項１に記載のアイソレータ。

【請求項4】

前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に前記絶縁層が位置し、
前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に前記絶縁層が位置する、
請求項１に記載のアイソレータ。

【請求項5】

前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚み、及び、前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚みは、前記基板面に垂直な方向における前記第１導波路及び前記第２導波路のモードフィールド径と前記第１導波路及び前記第２導波路の断面における高さとに基づいて定まる値以下である、請求項４に記載のアイソレータ。

【請求項6】

前記第１導波路の幅方向における前記第１凹部の長さは、前記第１非相反性部材の結晶サイズより長く、
前記第２導波路の幅方向における前記第２凹部の長さは、前記第２非相反性部材の結晶サイズより長い、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項7】

前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材は、ＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）を含む、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項8】

前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第１導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜し、
前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第２導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜する、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項9】

前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第１凹部の外側に向かって傾斜し、
前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第２凹部の外側に向かって傾斜する、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項10】

前記第１導波路及び前記第２導波路は、前記基板面の平面視において略円形の範囲に位置する、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項11】

前記第１導波路が前記第１非相反性部材に重なっている距離と、前記第２導波路が前記第２非相反性部材に重なっている距離とが等しい、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項12】

前記第１導波路及び前記第２導波路それぞれの温度を制御するヒーターを更に備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項13】

請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータを備える、光スイッチ。

【請求項14】

請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータと、前記アイソレータに光学的に接続される光源とを備える、光送受信器。

【請求項15】

請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータを備えるデバイスによって通信する、データセンタ。

【請求項16】

ＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路を基板の上に形成し、
前記第１導波路及び前記第２導波路の上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層をエッチングすることによって、前記第１導波路の少なくとも一部に重なる第１凹部と、前記第２導波路の少なくとも一部に重なる第２凹部とを、前記第１導波路のうち前記第１凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向と前記第２導波路のうち前記第２凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なるように形成し、
前記第１凹部の底面に第１非相反性部材を形成し、
前記第２凹部の底面に第２非相反性部材を形成し、
前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材にレーザ光を照射する、
アイソレータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アイソレータ、光スイッチ、光送受信器、データセンタ、及びアイソレータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気光学材料Ｃｅ：ＹＩＧを導波層として用いる光アイソレータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００７／０８３４１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＹＩＧを導波層として用いたアイソレータを半導体基板上に形成する場合、半導体プロセスにおけるＹＩＧの影響を低減することが求められる。

【0005】

本開示は、半導体プロセスにおけるＹＩＧの影響を低減するアイソレータ及びその製造方法並びに光スイッチ、光送受信器及びデータセンタ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】

【0006】

本開示の一実施形態に係るアイソレータは、基板面を有する基板と、第１導波路及び第２導波路と、絶縁層と、第１非相反性部材及び第２非相反性部材とを備える。前記第１導波路及び前記第２導波路は、前記基板面の上に延在し、延在方向に沿ってＴＭモードの電磁波を伝搬させる。前記絶縁層は、前記基板面の上に位置し、前記第１導波路及び前記第２導波路の少なくとも一部を囲んで位置する。前記絶縁層は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上面よりも上に位置する表面と、第１凹部及び第２凹部とを有する。前記第１凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なって位置する。前記第２凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なって位置する。前記第１非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なるように前記第１凹部の底面に位置する。前記第２非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なるように前記第２凹部の底面に位置する。前記第１導波路のうち前記基板面の平面視において前記第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、前記第２導波路のうち前記基板面の平面視において前記第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる。

【0007】

本開示の一実施形態に係る光スイッチは、前記アイソレータを備える。

【0008】

本開示の一実施形態に係る光送受信器は、前記アイソレータと、前記アイソレータに光学的に接続される光源とを備える。

【0009】

本開示の一実施形態に係るデータセンタは、前記アイソレータを備えるデバイスによって通信する、データセンタ。

【0010】

本開示の一実施形態に係るアイソレータの製造方法は、ＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路を基板の上に形成することを含む。前記アイソレータの製造方法は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上に絶縁層を形成することを含む。前記アイソレータの製造方法は、前記絶縁層をエッチングすることによって、前記第１導波路の少なくとも一部に重なる第１凹部と、前記第２導波路の少なくとも一部に重なる第２凹部とを形成することを含む。前記第１凹部及び前記第２凹部は、前記第１導波路のうち前記第１凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向と前記第２導波路のうち前記第２凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なるように形成される。前記アイソレータの製造方法は、前記第１凹部の底面に第１非相反性部材を形成し、前記第２凹部の底面に第２非相反性部材を形成することを含む。前記アイソレータの製造方法は、前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材にレーザ光を照射することを含む。

【発明の効果】

【0011】

本開示の一実施形態に係るアイソレータ及びその製造方法によれば、半導体プロセスにおけるＹＩＧの影響が低減され得る。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態に係るアイソレータの構成例を示す平面図である。

【図2】導波路と凹部との位置関係の一例を示す平面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】凹部の側面の全体に非相反性部材が接する構成例を示す断面図である。

【図5】導波路の上面と凹部の底面との間に絶縁層が残っている構成例を示す断面図である。

【図6】凹部の底面が導波路の上面よりも低い構成例を示す断面図である。

【図7】凹部の平面形状の他の例を示す平面図である。

【図8】凹部の断面形状の他の例を示す平面図である。

【図9】第１凹部及び第２凹部の延在方向が第１分岐部から第２分岐部に向かう方向に直交している構成例を示す平面図である。

【図10】第１凹部の延在方向と第２凹部の延在方向とが交差する構成例を示す平面図である。

【図11】磁場が第１分岐部と第２分岐部とを結ぶ方向に直交する方向に印加される場合に導波路が渦巻状に配置される構成例を示す平面図である。

【図12】磁場が第１分岐部と第２分岐部とを結ぶ方向に印加される場合に導波路が渦巻状に配置される構成例を示す平面図である。

【図13】導波路が略円形のレーザ照射領域に収まるように配置されている構成例を示す平面図である。

【図14】レーザを照射する構成例を示す側面図である。

【図15】レーザ照射によって結晶化した非相反性部材の表面の観察例である。

【図16】非相反性部材の結晶の大きさと凹部の幅との関係の一例を示す断面図である。

【図17】ヒーターを更に備えるアイソレータの構成例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（アイソレータ１０の構成例）
図１に示されるように、一実施形態に係るアイソレータ１０は、第１導波路２１と、第２導波路２２と、第１凹部３１と、第２凹部３２と、第１分岐部８１と、第２分岐部８２とを備える。アイソレータ１０は、基板５０の基板面５０Ａ（図３参照）の上に形成されているとする。第１導波路２１及び第２導波路２２は、基板５０の上で第１分岐部８１から第２分岐部８２に向かってＴＭモードの電磁波を伝搬させるように延在する。

【0014】

第１導波路２１及び第２導波路２２の延在方向は、少なくとも１箇所で変更される。図１において、第１導波路２１の延在方向は、折返部２１１及び２１２の２箇所で変更されている。第２導波路２２の延在方向は、折返部２２１及び２２２の２箇所で変更されている。導波路の延在方向は、折返部２１１、２１２、２２１及び２２２のそれぞれにおいて逆方向に変更されている。つまり、導波路の延在方向が１８０度変更されている。導波路の延在方向を変更する角度は、１８０度に限られず９０度であってもよいし他の種々の角度であってもよい。

【0015】

第１凹部３１は、基板面５０Ａの平面視において第１導波路２１の少なくとも一部に重なって位置する。第１凹部３１は、第１導波路２１の延在方向に沿って延在してもよい。第１凹部３１の中に第１非相反性部材が位置する。

【0016】

第２凹部３２は、基板面５０Ａの平面視において第２導波路２２の少なくとも一部に重なって位置する。第２凹部３２は、第２導波路２２の延在方向に沿って延在してもよい。第２凹部３２の中に第２非相反性部材が位置する。

【0017】

＜アイソレータ１０の動作原理＞
アイソレータ１０は、第１分岐部８１に入力されたＴＭモードの電磁波を第２分岐部８２に透過させ、第２分岐部８２に入力されたＴＭモードの電磁波を第１分岐部８１で減衰させて第１分岐部８１に透過させないように構成される。電磁波が第１分岐部８１から第２分岐部８２に向かって伝搬する方向は、第１方向とも称される。電磁波が第２分岐部８２から第１分岐部８１に伝搬する方向は、第２方向とも称される。つまり、アイソレータ１０は、ＴＭモードの電磁波を第１方向に透過させ、第２方向に透過させない。

【0018】

ＴＭモードの電磁波は、電磁波が基板５０の基板面５０Ａ（図３参照）に沿って伝搬する場合に、電場の振幅方向が基板面５０Ａの法線方向に一致する電磁波である。逆に、ＴＥモードの電磁波は、電磁波が基板５０に沿って伝搬する場合に、電場の振幅方向が電磁波の伝搬方向に直交し、かつ、基板面５０Ａに沿った方向に一致する電磁波である。

【0019】

アイソレータ１０は、非対称マッハツェンダー干渉計の原理を用いて非対称な電磁波の伝搬特性を実現する。アイソレータ１０は、第１分岐部８１から第１導波路２１と第２導波路２２とに分岐して第１方向に向けて伝搬する電磁波のうち、第１導波路２１を通って第２分岐部８２に到達した電磁波の位相と、第２導波路２２を通って第２分岐部８２に到達した電磁波の位相とが一致するように構成される。また、アイソレータ１０は、第２分岐部８２から第１導波路２１と第２導波路２２とに分岐して第２方向に向けて伝搬する電磁波のうち、第１導波路２１を通って第１分岐部８１に到達した電磁波の位相と、第２導波路２２を通って第１分岐部８１に到達した電磁波の位相とが１８０度ずれるように構成される。このようにすることで、アイソレータ１０は、第１方向に電磁波を通過させ、第２方向に電磁波を通過させないように動作する。

【0020】

位相のずれは、導波路の線路長によって調整され得るし、導波路の実効屈折率によって調整され得る。アイソレータ１０は、第１非相反性部材及び第２非相反性部材が存在しない場合に、電磁波がアイソレータ１０を第１方向に伝搬する場合でも第２方向に伝搬する場合でも、第１導波路２１を伝搬する電磁波の位相が第２導波路２２を伝搬する電磁波の位相よりも９０度だけ遅れるように構成されるとする。したがって、単に導波路の線路長又は実効屈折率を設定しても、第１方向に伝搬する電磁波の位相のずれ方と第２方向に伝搬する電磁波の位相のずれ方とが同じになる。

【0021】

そこで、アイソレータ１０は、導波路を第１方向に伝搬する電磁波の位相のずれと第２方向に伝搬する電磁波の位相のずれとを異ならせるように、第１導波路２１の少なくとも一部に沿って位置する第１非相反性部材と、第２導波路２２の少なくとも一部に沿って位置する第２非相反性部材とを備える。第１非相反性部材を備える第１導波路２１、及び、第２非相反性部材を備える第２導波路２２は、磁場の印加によって非相反性導波路として機能する。

【0022】

非相反性導波路は、伝搬する電磁波の位相を進ませたり遅らせたりする。本実施形態に係るアイソレータ１０において、非相反性導波路は、電磁波の伝搬方向に向かって互いに逆方向から磁場が印加される導波路における位相の進みと遅れとの関係が逆になるように構成されている。仮に、電磁波の位相は、電磁波の伝搬方向の右側から磁場が印加される場合に４５度進み、電磁波の伝搬方向の左側から磁場が印加される場合に４５度遅れるとする。図１に例示されるアイソレータ１０において、磁場（Ｂ）は、矢印で表されるように、アイソレータ１０が配置されている紙面の上下方向に沿って印加されるとする。

【0023】

電磁波が第１方向に伝搬する場合において、第１凹部３１の中の第１非相反性部材に重なって位置する第１導波路２１における電磁波の伝搬方向は、左から右に向かう方向である。一方で、第２凹部３２の中の第２非相反性部材に重なって位置する第２導波路２２における電磁波の伝搬方向は、右から左に向かう方向である。ここで、磁場の向きが下から上へ向かう場合、磁場は、第１凹部３１の中の第１非相反性部材に重なって位置する第１導波路２１において電磁波の伝搬方向の右側から印加され、第２凹部３２の中の第２非相反性部材に重なって位置する第２導波路２２において電磁波の伝搬方向の左側から印加される。そうすると、第１導波路２１における電磁波の位相は４５度進む。逆に、第２導波路２２における電磁波の位相は４５度遅れる。そうすると、第１導波路２１を第１方向に伝搬する電磁波の位相は、第２導波路２２を第１方向に伝搬する電磁波の位相よりも９０度進む。

【0024】

逆に、電磁波が第２方向に伝搬する場合において、第１凹部３１の中の第１非相反性部材に重なって位置する第１導波路２１における電磁波の伝搬方向は、右から左に向かう方向である。一方で、第２凹部３２の中の第２非相反性部材に重なって位置する第２導波路２２における電磁波の伝搬方向は、左から右に向かう方向である。ここで、磁場の向きが下から上へ向かう場合、磁場は、第１凹部３１の中の第１非相反性部材に重なって位置する第１導波路２１において電磁波の伝搬方向の左側から印加され、第２凹部３２の中の第２非相反性部材に重なって位置する第２導波路２２において電磁波の伝搬方向の右側から印加される。そうすると、第１導波路２１における電磁波の位相は４５度遅れる。逆に、第２導波路２２における電磁波の位相は４５度進む。そうすると、第１導波路２１を第１方向に伝搬する電磁波の位相は、第２導波路２２を第１方向に伝搬する電磁波の位相よりも９０度遅れる。

【0025】

上述したように、アイソレータ１０は、第１非相反性部材及び第２非相反性部材が存在しない場合に第１導波路２１を第１方向に伝搬する電磁波の位相が第２導波路２２を第１方向に伝搬する電磁波の位相よりも９０度だけ遅れるように構成される。

【0026】

電磁波が第１方向に伝搬する場合に、第１導波路２１を伝搬する電磁波の位相が９０度進むことによって、第２分岐部８２において、第１導波路２１を伝搬する電磁波の位相と、第２導波路２２を伝搬する電磁波の位相との差が０度になる。その結果、第１導波路２１を伝搬する電磁波と第２導波路２２を伝搬する電磁波とが第２分岐部８２で合波したときに互いに強め合うことによって、電磁波が第１方向に透過する。

【0027】

逆に、電磁波が第２方向に伝搬する場合に、第１導波路２１を伝搬する電磁波の位相が９０度遅れることによって、第２分岐部８２において、第１導波路２１を伝搬する電磁波の位相と、第２導波路２２を伝搬する電磁波の位相との差が１８０度になる。その結果、第１導波路２１を伝搬する電磁波と第２導波路２２を伝搬する電磁波とが第２分岐部８２で合波したときに互いに弱め合うことによって、電磁波が第２方向に透過しない。

【0028】

上述してきた構成を言い換えれば、アイソレータ１０は、第１導波路２１のうち基板面５０Ａの平面視において第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、第２導波路２２のうち基板面５０Ａの平面視において第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なるように構成される。アイソレータ１０は、このように構成されることによって、電磁波が第１方向に伝搬する場合と第２方向に伝搬する場合とで電磁波の位相の進み又は遅れを異ならせることができる。その結果、アイソレータ１０は、第１方向に伝搬する電磁波を透過させ、第２方向に伝搬する電磁波を透過させないように構成される。

【0029】

＜実効長＞
第１凹部３１及び第２凹部３２は、図１に例示されるように、第１導波路２１及び第２導波路２２が第１分岐部８１から第２分岐部８２に向かう方向に沿って延在する部分に重なるように配置されてよい。第１導波路２１の延在方向における第１凹部３１の長さはＤ１で表される。第１凹部３１の全体に第１非相反性部材が位置する場合、第１非相反性部材が第１導波路２１に重なる長さはＤ１である。第２導波路２２の延在方向における第２凹部３２の長さはＤ２で表される。第２凹部３２の全体に第２非相反性部材が位置する場合、第２非相反性部材が第２導波路２２に重なる長さはＤ２である。

【0030】

磁場Ｂに直交する方向に非相反性部材４０が導波路２０に重なっている場合、重なっている距離に応じて、発現する非相反性の大きさが定まる。具体的に、磁場Ｂに直交する方向に沿って非相反性部材４０が導波路２０に重なっている距離が長いほど、非相反性部材４０によって発現する非相反性が大きくなる。一方で、磁場Ｂに直交する方向から傾斜する方向に非相反性部材４０が導波路２０に重なっている場合、重なっている距離のうち磁場Ｂに直交する方向の成分の距離に応じて、発現する非相反性の大きさが定まる。つまり、実際に非相反性部材４０が導波路２０に重なっている距離と、発現する非相反性の大きさを定める距離とが異なることがある。発現する非相反性の大きさを定める距離は、実効長とも称される。図１において、磁場Ｂに直交する方向に沿って非相反性部材４０が導波路２０に重なっている。したがって、Ｄ１は第１導波路２１と第１非相反性部材とを組み合わせた非相反性導波路の実効長である。Ｄ２は第２導波路２２と第２非相反性部材とを組み合わせた非相反性導波路の実効長である。

【0031】

アイソレータ１０は、第１導波路２１と第１非相反性部材とを組み合わせた非相反性導波路の実効長と、第２導波路２２と第２非相反性部材とを組み合わせた非相反性導波路の実効長とが等しくなるように構成されてよい。凹部３０が複数の部分に分かれる場合、第１凹部３１の各部分における実効長の合計と、第２凹部３２の各部分における実効長の合計とが等しくなるように構成されてよい。実効長が等しくされることによって、位相が調整されやすくなる。その結果、アイソレータ１０の性能が向上し得る。

【0032】

＜非相反性導波路の構成例＞
以下、図２及び図３を参照して、アイソレータ１０が備える、第１導波路２１と第１凹部３１と第１非相反性部材との構成例、及び、第２導波路２２と第２凹部３２と第２非相反性部材との構成例が説明される。第１導波路２１及び第２導波路２２は、互いに区別される必要が無ければ単に導波路２０（図２参照）とも称される。第１凹部３１及び第２凹部３２は、互いに区別される必要が無ければ単に凹部３０（図２参照）とも称される。第１非相反性部材及び第２非相反性部材は、互いに区別される必要が無ければ単に非相反性部材４０（図２参照）とも称される。

【0033】

アイソレータ１０は、基板面５０Ａを有する基板５０の上に形成されている。基板５０は、金属等の導体、シリコン等の半導体、ガラス、又は樹脂等を含んで構成されてよい。本実施形態において、基板５０は、シリコン（Ｓｉ）であるとするが、これに限られず、他の種々の材料であってよい。

【0034】

基板５０は、基板面５０Ａの上にボックス層５２を備える。ボックス層５２は、シリコン酸化膜等の絶縁体で構成される。導波路２０は、ボックス層５２の上に位置する。導波路２０は、上面２０１を有する。上面２０１は、ボックス層５２に接触している面の反対側に位置する。

【0035】

基板５０は、絶縁層５４を更に備える。絶縁層５４は、導波路２０の少なくとも一部を囲んで位置する。絶縁層５４は、シリコン酸化膜等の絶縁体で構成される。

【0036】

絶縁層５４は、表面と、表面に対してへこんでいる凹部３０とを有する。凹部３０は、絶縁層５４をエッチングすることによって形成されてよい。凹部３０は、側面３０１、３０２、３０３及び３０４と、底面３０５とによって区画されている。底面３０５は、絶縁層５４の表面よりも基板面５０Ａに近い側に、すなわち絶縁層５４の表面よりも下に位置する。側面３０１、３０２、３０３及び３０４は、底面３０５と絶縁層５４の表面との間に位置する。

【0037】

第１凹部３１は、第１導波路２１の少なくとも一部に重なって位置する。第１凹部３１は、第１導波路２１の延在方向に沿って延在してもよい。第２凹部３２は、第２導波路２２の少なくとも一部に重なって位置する。第２凹部３２は、第２導波路２２の延在方向に沿って延在してもよい。つまり、凹部３０は、導波路２０の少なくとも一部に重なって位置する。凹部３０は、導波路２０の延在方向に沿って延在してもよい。図２において、導波路２０及び凹部３０はＸ軸方向に延在する。側面３０１及び側面３０２は、導波路２０が延在するＸ軸方向に沿って位置する。側面３０３及び側面３０４は、導波路２０が延在する方向に交差するＹ軸方向に沿って位置する。

【0038】

凹部３０の底面３０５と導波路２０の上面２０１とは、面一である。言い換えれば、導波路２０の上面２０１は、凹部３０の底面３０５において絶縁層５４に覆われずに露出している。

【0039】

非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５の少なくとも一部に接して位置する。非相反性部材４０は、底面３０５の全体に接して位置してもよいし、底面３０５の一部に接して位置してもよい。非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５につながる側面３０１、３０２、３０３及び３０４のそれぞれの少なくとも一部にも接してよい。言い換えれば、非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５に接するとともに、側面３０１の少なくとも一部と、側面３０２の少なくとも一部と、側面３０３の少なくとも一部と、側面３０４の少なくとも一部とに接してよい。非相反性部材４０は、側面３０１、３０２、３０３又は３０４のうち一部の側面に接して位置してもよい。つまり、非相反性部材４０は、側面３０１、３０２、３０３又は３０４のうち一部の側面に接しなくてもよい。非相反性部材４０は、凹部３０の外側の絶縁層５４の表面の上に位置してもよい。非相反性部材４０は、図４に示されるように、凹部３０の側面３０１の全体、側面３０２の全体、側面３０３の全体、及び、側面３０４の全体にも接し、底面３０５から絶縁層５４の表面の上まで全体でつながるように位置してもよい。導波路２０の上面２０１が凹部３０の底面３０５と面一である場合、非相反性部材４０は、導波路２０の上面２０１の少なくとも一部に接する。非相反性部材４０は、凹部３０への成膜によって形成されてよい。

【0040】

凹部３０は、基板面５０Ａの平面視において、導波路２０の延在方向に交差する幅方向の少なくとも一部に重なるように位置してよい。凹部３０は、基板面５０Ａの平面視において、導波路２０の幅方向の一部に重なるように位置してもよい。凹部３０は、基板面５０Ａの平面視において、導波路２０の幅方向の全体に重なるように位置してもよい。

【0041】

非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５の範囲内で、導波路２０の幅方向の少なくとも一部に重なるように位置してよい。非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５の範囲内で、導波路２０の幅方向の一部に重なるように位置してもよい。非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５の範囲内で、導波路２０の幅方向の全体に重なるように位置してもよい。

【0042】

非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５の範囲内で、導波路２０の延在方向の少なくとも一部に重なるように位置してよい。非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５の範囲内で、導波路２０の延在方向の一部に重なるように位置してもよい。非相反性部材４０は、凹部３０の底面３０５の範囲内で、導波路２０の延在方向の全体に重なるように位置してもよい。

【0043】

導波路２０は、ボックス層５２と絶縁層５４と非相反性部材４０とに囲まれている。導波路２０は、コアとも称される。ボックス層５２及び絶縁層５４は、クラッドとも称される。コア及びクラッドは、誘電体を含んで構成されてよい。導波路２０は、誘電体線路とも称される。コア及びクラッドの材質は、コアの比誘電率がクラッドの比誘電率よりも大きくなるように定められる。言い換えれば、コア及びクラッドの材質は、クラッドの屈折率がコアの屈折率より大きくなるように定められる。このようにすることで、コアを伝搬する電磁波は、クラッドとの境界において全反射され得る。その結果、コアを伝搬する電磁波の損失が低減され得る。

【0044】

コア及びクラッドの比誘電率は、空気の比誘電率よりも大きくされてよい。コア及びクラッドの比誘電率が空気の比誘電率よりも大きくされることで、アイソレータ１０からの電磁波の漏れが抑制され得る。結果として、アイソレータ１０から外部に電磁波が放射されることによる損失が低減され得る。

【0045】

本実施形態において、コアとしての導波路２０の材質は、シリコン（Ｓｉ）であるとするが、これに限られず、他の種々の材料であってよい。クラッドとしてのボックス層５２及び絶縁層５４の材質は、石英ガラス又はシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）であるとするが、これに限られず、他の種々の材料であってよい。シリコン及び石英ガラスの比誘電率はそれぞれ、約１２及び約２である。シリコンは、約１．２μｍ～約６μｍの近赤外波長を有する電磁波を低損失で伝搬させ得る。導波路２０は、シリコンで構成される場合、光通信で使用される１．３μｍ帯又は１．５５μｍ帯の波長を有する電磁波を低損失で伝搬させ得る。

【0046】

本実施形態において、非相反性部材４０の材料としてＣｅ：ＹＩＧ（セリウム置換のイットリウム・鉄・ガーネット）が用いられる。非相反性部材４０の材料として、Ｂｉ：ＹＩＧ（ビスマス置換のＹＩＧ）等のＹＩＧの一部置換物質のような透明状磁性体が用いられてもよい。非相反性部材４０の材料として、ＦｅＣｏ、ＦｅＮｉ若しくはＣｏＰｔ等の強磁性体、又は、強磁性体を含む物質等が用いられてもよい。非相反性部材４０の材料として、磁性体ナノ粒子がコンポジットされた誘電体、例えばナノグラニュラー材が用いられてもよい。これらに限られず他の種々の磁性材料が非相反性部材４０として用いられてよい。

【0047】

ＹＩＧ系の非相反性部材４０は、その結晶化が十分に進行することによって十分な非相反性を発現させる。非相反性部材４０を所定温度以上に加熱することによって非相反性部材４０の結晶化が進行する。しかし、基板５０に形成された導波路又は配線等の他の構成への影響を考慮すれば、非相反性部材４０の成膜時において基板５０の全体を所定温度以上に加熱することは難しい。したがって、基板５０を加熱しない状態の成膜によって凹部３０に形成された非相反性部材４０は、十分に結晶化されておらず、そのままで十分な非相反性を発現させない。

【0048】

そこで、本実施形態に係るアイソレータ１０において、非相反性部材４０を結晶化させるために、レーザ光の照射によって非相反性部材４０が加熱される。レーザ光として、非相反性部材４０による光の吸収効率が高い波長の光が用いられる。非相反性部材４０がＣｅ：ＹＩＧである場合、可視光の吸収効率が高い。したがって、加熱のために可視光レーザが用いられてよい。

【0049】

レーザ光は、光学的な限界によって照射点において有限の範囲に広がる。レーザ光の照射範囲は、凹部３０の幅よりも広くなる。レーザ光が凹部３０の中の非相反性部材４０以外に照射されるレーザ光の結晶化への寄与は小さい。そこで、本実施形態に係るアイソレータ１０は、凹部３０以外においてレーザ光の透過率を低減させるマスクを更に備えてもよい。マスクは、レーザ光の透過率が透過閾値未満になるように、又は、レーザ光の反射率が反射閾値以上になるように構成される。マスクの材料として、例えばアルミ等の金属が採用されてよい。マスクの材料として、これらに限られず種々の材料が採用され得る。

【0050】

凹部３０の中に位置する非相反性部材４０の上に、レーザ光の吸収部材が更に形成されてもよい。吸収部材として、レーザ光の吸収効率が高い材料が用いられる。また、非相反性部材４０と異なる吸収特性を有する材料が用いられてもよい。吸収部材として、赤外光の吸収効率が高いカーボン等が用いられてもよい。

【0051】

以上述べてきたように、本実施形態に係るアイソレータ１０において、基板５０の他の構成に影響を及ぼしにくいように、非相反性部材４０が加熱される。このようにすることで、加熱処理を必要とする材料を非相反性部材４０として用いた場合でも、半導体プロセスに及ぼす影響が低減され得る。また、アイソレータ１０の性能が高められ得る。

【0052】

（アイソレータ１０の他の構成例）
アイソレータ１０は、上述してきた態様に限られず、他の種々の態様で構成され得る。以下、アイソレータ１０の他の構成例が説明される。

【0053】

＜導波路２０の高さ＞
上述してきたアイソレータ１０において、導波路２０は、図３に例示されるように、導波路２０の上面２０１が凹部３０の底面３０５と面一になるように構成されてよい。

【0054】

他の構成例として、導波路２０は、図５に例示されるように、導波路２０の上面２０１が凹部３０の底面３０５よりも下に位置するように構成されてよい。この場合、導波路２０の上面２０１は、絶縁層５４によって覆われている。したがって、非相反性部材４０は、導波路２０に接していない。言い換えれば、導波路２０の上面２０１と非相反性部材４０との間に絶縁層５４が位置する。導波路２０の上面２０１と非相反性部材４０との間に位置する絶縁層５４の厚みは、Ｔで表されるとする。

【0055】

本実施形態に係るアイソレータ１０における非相反性導波路は、ＴＭモードの電磁波に対して非相反性を発現する。ＴＭモードの電磁波は、上述したように、電磁波が基板５０に沿って伝搬する場合に、電場の振幅方向が基板５０の基板面５０Ａの法線方向に一致する電磁波である。非相反性は、電場成分が非相反性部材４０の影響を受けることによって発現する。したがって、導波路２０の延在方向の断面において、基板面５０Ａの法線方向、すなわちＺ軸方向の電場のエネルギー分布の広がりによって、非相反性部材４０が導波路２０から離れていても所定範囲内に存在する場合に、非相反性導波路が非相反性を発現する。

【0056】

本実施形態において、導波路２０は矩形の断面形状を有する。この場合において、ＴＭモードの電磁波の電場の振幅方向であるＺ軸方向のモードフィールド径が定義される。導波路２０を伝搬するＴＭモードの電磁波の電場成分のエネルギーは、導波路２０の外において導波路２０から離れるほど減少する。導波路２０の外におけるＴＭモードの電磁波の電場成分のエネルギーの大きさはガウス分布に従う。Ｚ軸方向のモードフィールド径は、導波路２０の上面２０１における電場成分のエネルギーの大きさに対して、エネルギーの大きさが１／ｅ^２にまで減少する位置までの距離として定義される。言い換えれば、エネルギーの大きさが１／ｅ^２以上である範囲においてエネルギーが実効的に分布する。

【0057】

導波路２０におけるＺ軸方向のモードフィールド径は、導波路２０の延在方向に直交する断面における導波路２０の幅方向の長さと、導波路２０のＺ軸方向の長さ、すなわち導波路２０の高さと、導波路２０の屈折率と、絶縁層５４の屈折率と、導波路２０を伝搬する電磁波の波長とに基づいて定まる。

【0058】

Ｚ軸方向のモードフィールド径が長いほど、導波路２０を伝搬する電磁波のＺ軸方向のエネルギー分布が広くなる。具体的に、導波路２０の上面２０１と非相反性部材４０との間に位置する絶縁層５４の厚み（Ｔ）がＺ軸方向のモードフィールド径から導波路２０の断面における高さを差し引いた値の１／２の値未満である場合に、導波路２０を伝搬する電磁波のエネルギーの実効的な分布が非相反性部材４０にまで及ぶ。Ｚ軸方向のモードフィールド径から導波路２０の断面における高さを差し引いた値の１／２の値は、厚み閾値とも称される。言い換えれば、厚み閾値は、導波路２０のモードフィールド径と導波路２０の断面における高さとに基づいて定まる値である。導波路２０の上面２０１と非相反性部材４０との間に絶縁層５４が位置する場合であっても、絶縁層５４の厚み（Ｔ）が厚み閾値以下であれば非相反性導波路が非相反性を発現する。

【0059】

一例として、以下の条件が設定されるとする。
・導波路２０の幅：４００ｎｍ
・導波路２０の高さ：２２０ｎｍ
・導波路２０（コア）の屈折率：３．４５
・絶縁層５４（クラッド）の屈折率：１．５３
・導波路２０を伝搬するＴＭモードの電磁波の波長：１５５０ｎｍ

【0060】

上記の条件において、モードフィールド径は８００ｎｍである。上記の条件における厚み閾値は、モードフィールド径から導波路２０の高さを差し引いた値（８００ｎｍ－２２０ｎｍ）の１／２を計算すると２９０ｎｍである。したがって、導波路２０の上面２０１と非相反性部材４０との間に位置する絶縁層の厚み（Ｔ）が２９０ｎｍ以下に設定されることによって、非相反性導波路が非相反性を発現する。言い換えれば、非相反性導波路は、非相反性部材４０が導波路２０のモードフィールド径の範囲内にあること、又は、非相反性部材４０が導波路２０のモードフィールド径の範囲に接していることによって非相反性を発現する。

【0061】

他の例として、以下の条件が設定されるとする。
・導波路２０の幅：５００ｎｍ
・導波路２０の高さ：２２０ｎｍ
・導波路２０（コア）の屈折率：３．４５
・絶縁層５４（クラッド）の屈折率：１．５３
・導波路２０を伝搬するＴＭモードの電磁波の波長：１５５０ｎｍ

【0062】

上記の条件において、モードフィールド径は５２０ｎｍである。上記の条件における厚み閾値は、モードフィールド径から導波路２０の高さを差し引いた値（５２０ｎｍ－２２０ｎｍ）の１／２を計算すると１５０ｎｍである。したがって、導波路２０の上面２０１と非相反性部材４０との間に位置する絶縁層の厚み（Ｔ）が１５０ｎｍ以下に設定されることによって、非相反性導波路が非相反性を発現する。

【0063】

第１導波路２１の断面における幅及び高さと第２導波路２２の断面における幅及び高さとが同一である場合、第１導波路２１におけるＺ軸方向のモードフィールド径と、第２導波路２２におけるＺ軸方向のモードフィールド径とが同一の値になる。この場合、第１導波路２１に関する厚み閾値と、第２導波路２２に関する厚み閾値とが同一の値に設定される。

【0064】

第１導波路２１の断面における幅と第２導波路２２の断面における幅とが異なる場合、又は、第１導波路２１の断面における高さと第２導波路２２の断面における高さとが異なる場合、第１導波路２１におけるＺ軸方向のモードフィールド径と、第２導波路２２におけるＺ軸方向のモードフィールド径とが異なる値になり得る。この場合、第１導波路２１に関する厚み閾値と、第２導波路２２に関する厚み閾値とが異なる値に設定されてよい。

【0065】

以上述べてきたように、非相反性部材４０が導波路２０に接していない場合においても非相反性導波路が非相反性を発現し得る。言い換えれば、凹部３０の底面３０５において導波路２０の上面２０１が絶縁層５４から露出していない場合においても、非相反性導波路が非相反性を発現し得る。導波路２０の上面２０１を絶縁層５４から露出させなくてもよいことによって、導波路２０の上面２０１が凹部３０を形成するためのドライエッチングのガスに直接さらされない。その結果、導波路２０の上面２０１がドライエッチングによって荒れなくなる。

【0066】

仮に導波路２０の上面２０１に損傷が生じた場合、その損傷は、極微小であったとしても、導波路２０を伝搬する電磁波の損失の原因となる。特に、ＴＭモードの電磁波における電場の振幅方向が導波路２０の上面２０１に交差することによって、導波路２０の上面２０１の損傷は、ＴＭモードの電磁波の損失を生じさせやすい。したがって、導波路２０の上面２０１を絶縁層５４から露出させなくてもよいことによって、導波路２０の上面２０１にドライエッチングによる損傷が生じない結果、導波路２０を伝搬する電磁波の損失が低減される。

【0067】

また、他の構成例として、導波路２０は、図６に例示されるように、導波路２０の上面２０１が凹部３０の底面３０５よりも上に位置するように構成されてよい。導波路２０の上面２０１が凹部３０の底面３０５よりも上に位置する状態は、凹部３０を形成するために、導波路２０のエッチングレートに対する絶縁層５４のエッチングレートが大きい条件で絶縁層５４をオーバーエッチングする場合に生じ得る。この場合、導波路２０の上面２０１は、絶縁層５４によって覆われておらず、露出している。したがって、非相反性部材４０が導波路２０に接する。

【0068】

言い換えれば、第１凹部３１は、基板面５０Ａに垂直な方向における第１凹部３１の底面３０５の位置が第１導波路２１の上面２０１の位置よりも低くなるように構成されてよい。第２凹部３２は、基板面５０Ａに垂直な方向における第２凹部３２の底面３０５の位置が第２導波路２２の上面２０１の位置よりも低くなるように構成されてよい。

【0069】

図６に例示されるように凹部３０の底面３０５が導波路２０の上面２０１の突出によって段差を有する場合、段差が非相反性部材４０の結晶化に影響を及ぼすことがある。非相反性部材４０として例えばＣｅ：ＹＩＧが用いられる場合、Ｃｅ：ＹＩＧをアニール処理によって結晶化させるときに、段差におけるＣｅ：ＹＩＧの膜の不連続が結晶化を阻害することがある。非相反性部材４０としてＣｅ：ＹＩＧが用いられる場合、凹部３０は、底面３０５における段差が１００ｎｍ以下になるように形成されてよい。

【0070】

＜凹部３０の形状＞
凹部３０は、基板面５０Ａの平面視において、図２に例示されるように、側面３０１及び３０２が導波路２０の延在方向に直交するように構成されてよい。他の構成例として、側面３０１及び３０２は、図７に例示されるように、基板面５０Ａの平面視において、導波路２０の延在方向に対して直交する方向に対して０度より大きくかつ９０度より小さい角度で傾斜してよい。言い換えれば、第１凹部３１は、第１凹部３１を区画する側面３０１～３０４のうち第１導波路２１の延在方向の端部に位置する側面３０１及び３０２が第１導波路２１の延在方向の垂直面に対して傾斜するように構成されてよい。第２凹部３２は、第２凹部３２を区画する側面３０１～３０４のうち第２導波路２２の延在方向の端部に位置する側面３０１及び３０２が第２導波路２２の延在方向の垂直面に対して傾斜するように構成されてよい。

【0071】

基板面５０Ａの平面視において側面３０１及び３０２が導波路２０の延在方向に対して傾斜することによって、導波路２０の上に重なる非相反性部材４０の面積は、凹部３０に重なる範囲から凹部３０の範囲外に向かって徐々に減少する。その結果、導波路２０の実効屈折率は、側面３０１及び３０２が導波路２０の延在方向に直交する場合よりも、凹部３０に重なる範囲から凹部３０の範囲外に向かって緩やかに変化する。

【0072】

導波路２０の実効屈折率の変化が緩やかになることによって、導波路２０の凹部３０に重なる範囲と凹部３０の範囲外との境界において電磁波が反射しにくくなる。その結果、アイソレータ１０における電磁波の損失が低減される。

【0073】

凹部３０は、基板面５０Ａに垂直な断面において、側面３０１及び３０２が基板面５０Ａに対して垂直になるように構成されてよい。他の構成例として、側面３０１及び３０２は、図８に例示されるように、基板面５０Ａに垂直かつ導波路２０の延在方向に沿った断面において、底面３０５から上に離れるほど凹部３０の外側に広がるように傾斜してよい。言い換えれば、第１凹部３１は、第１凹部３１を区画する側面３０１～３０４のうち第１導波路２１の延在方向の端部に位置する側面３０１および３０２が基板面５０Ａに垂直な方向に対して第１凹部３１の外側に向かって傾斜するように構成されてよい。第２凹部３２は、第２凹部３２を区画する側面３０１～３０４のうち第２導波路２２の延在方向の端部に位置する側面３０１及び３０２が基板面５０Ａに垂直な方向に対して第２凹部３２の外側に向かって傾斜するように構成されてよい。

【0074】

非相反性部材４０は、底面３０５において、側面３０１及び３０２の上まで広がって位置する。

【0075】

導波路２０の延在方向に沿った凹部３０の断面において側面３０１及び３０２が凹部３０の外側に広がるように傾斜することによって、導波路２０の上面２０１から非相反性部材４０までの距離が徐々に長くなる。その結果、導波路２０の実効屈折率は、側面３０１及び３０２が基板面５０Ａに対して直立する場合よりも、凹部３０に重なる範囲から凹部３０の範囲外に向かって緩やかに変化する。

【0076】

導波路２０の実効屈折率の変化が緩やかになることによって、導波路２０の凹部３０に重なる範囲と凹部３０の範囲外との境界において電磁波が反射しにくくなる。その結果、アイソレータ１０における電磁波の損失が低減される。

【0077】

＜導波路２０及び凹部３０の配置例＞
導波路２０及び凹部３０の配置は、図１に例示される配置に限られない。以下、導波路２０及び凹部３０の他の配置例が説明される。

【0078】

図９に例示されるように、第１分岐部８１と第２分岐部８２とを結ぶ線に沿って磁場（Ｂ）が印加される場合において、アイソレータ１０は、第１導波路２１が磁場に直交する上下方向に延在する部分に第１凹部３１が重なって位置し、第２導波路２２が磁場に直交する上下方向に延在する部分に第２凹部３２が重なって位置するように構成されてよい。第１非相反性部材は、第１凹部３１の底面３０５の全体に位置する。第２非相反性部材は、第２凹部３２の底面３０５の全体に位置する。

【0079】

さらに、電磁波が第１分岐部８１から第２分岐部８２に向かう第１方向に伝搬する場合、第１凹部３１が重なっている部分における第１導波路２１内の電磁波の進行方向が上向きである。第２凹部３２が重なっている部分における第２導波路２２内の電磁波の進行方向が下向きである。

【0080】

したがって、図９に例示されるアイソレータ１０は、第１凹部３１が重なる位置における第１導波路２１の電磁波の伝搬方向と、第２凹部３２が重なる位置における第２導波路２２の電磁波の伝搬方向とが異なっているように構成される。その結果、図９に例示されるアイソレータ１０は、電磁波が第１方向に伝搬する場合と第２方向に伝搬する場合とで位相の進み又は遅れを異ならせることができる。また、アイソレータ１０は、Ｄ１とＤ２とが等しくなるように構成される。その結果、アイソレータ１０は、第１方向に伝搬する電磁波を透過させ、第２方向に伝搬する電磁波を透過させないように構成される。

【0081】

図１０に例示されるように、第１分岐部８１と第２分岐部８２とを結ぶ方向に沿って磁場（Ｂ）が印加される場合において、アイソレータ１０は、第１導波路２１が磁場に対して傾斜する方向に延在する部分に第１凹部３１が重なって位置し、第２導波路２２が磁場に対して傾斜する方向に延在する部分に第２凹部３２が重なって位置するように構成されてよい。第１非相反性部材は、第１凹部３１の底面３０５の全体に位置する。第２非相反性部材は、第２凹部３２の底面３０５の全体に位置する。

【0082】

この場合において、第１非相反性部材と第１導波路２１とを組み合わせた非相反性導波路の実効長は、第１凹部３１が第１導波路２１に重なっている距離のうち磁場に直交する方向の成分であり、Ｄ１で表される。第２非相反性部材と第２導波路２２とを組み合わせた非相反性導波路の実効長は、第２凹部３２が第２導波路２２に重なっている距離のうち磁場に直交する方向の成分であり、Ｄ２で表される。アイソレータ１０は、Ｄ１とＤ２とが等しくなるように構成される。その結果、アイソレータ１０は、第１方向に伝搬する電磁波を透過させ、第２方向に伝搬する電磁波を透過させないように構成される。

【0083】

図１１及び図１２に示されるように、第１導波路２１及び第２導波路２２は、渦巻状に配置されてよい。第１分岐部８１から第２分岐部８２までの間における第１導波路２１の長さと第２導波路２２の長さとは同一であるとする。

【0084】

図１１に示されるように、第１分岐部８１と第２分岐部８２とを結ぶ方向に直交する方向に沿って磁場（Ｂ）が印加される場合において、アイソレータ１０は、第１導波路２１が磁場に直交する左右方向に延在する部分に第１凹部３１が重なって位置し、第２導波路２２が磁場に直交する左右方向に延在する部分に第２凹部３２が重なって位置するように構成されてよい。

【0085】

図１２に示されるように、第１分岐部８１と第２分岐部８２とを結ぶ方向に沿って磁場（Ｂ）が印加される場合において、アイソレータ１０は、第１導波路２１が磁場に直交する上下方向に延在する部分に第１凹部３１が重なって位置し、第２導波路２２が磁場に直交する上下方向に延在する部分に第２凹部３２が重なって位置するように構成されてよい。

【0086】

図１１及び図１２に例示される導波路２０の配置においても、アイソレータ１０は、Ｄ１とＤ２とが等しくなるように構成される。その結果、アイソレータ１０は、第１方向に伝搬する電磁波を透過させ、第２方向に伝搬する電磁波を透過させないように構成される。

【0087】

図１１及び図１２に例示される導波路２０の配置において、凹部３０は、複数の部分に分かれて位置してもよい。アイソレータ１０は、第１凹部３１の各部分における実効長の合計と、第２凹部３２の各部分における実効長の合計とが等しくなるように構成される。その結果、アイソレータ１０は、第１方向に伝搬する電磁波を透過させ、第２方向に伝搬する電磁波を透過させないように構成される。

【0088】

＜レーザ光の照射装置７０＞
図１３に示されるように、第１導波路２１及び第２導波路２２は、略円形のレーザ照射領域ＬＳの中に収まるように配置されてよい。このようにすることで、レーザ光が非相反性部材４０の加熱に有効に利用され得る。第１導波路２１及び第２導波路２２は、レーザ照射領域ＬＳの中に収まるように複数の折れ曲がり部を含むつづら折り状に配置されてもよい。言い換えれば、導波路２０は、複数の部分で延在方向が変化するように配置されてよい。また、基板５０に実装されている電子回路等の他の素子は、レーザ照射領域ＬＳの外に配置されてよい。このようにすることで、レーザ光照射が他の素子に影響を及ぼしにくくなる。

【0089】

図１３において、アイソレータ１０は、複数の第１凹部３１と、複数の第２凹部３２とを備える。複数の第１凹部３１のそれぞれの実効長は、Ｄ１１及びＤ１２として表される。複数の第２凹部３２のそれぞれの実効長は、Ｄ２１及びＤ２２として表される。第１凹部３１及び第２凹部３２は、Ｄ１１とＤ１２との和がＤ２１とＤ２２との和に等しくなるように構成される。その結果、アイソレータ１０は、第１方向に伝搬する電磁波を透過させ、第２方向に伝搬する電磁波を透過させないように構成される。

【0090】

図１４に示されるように、本実施形態に係るアイソレータ１０において、非相反性部材４０に対してレーザ光を照射するために、照射装置７０が用いられてよい。照射装置７０は、レーザ光源７２と、レンズ７４と、ステージ７８とを備える。ステージ７８は、基板５０を載置可能に構成される。レーザ光源７２は、レーザ光７６を射出する。レーザ光７６は、レンズ７４によって収束される。収束されたレーザ光７６は、ステージ７８の上に載置されている基板５０の上の非相反性部材４０に入射して非相反性部材４０を加熱する。基板５０の上においてレーザ光７６が照射される範囲は、ＬＳとして表される。ステージ７８は、ＸＹ平面に沿って基板５０の位置を制御可能に構成される。照射装置７０は、ステージ７８の上で基板５０の位置を制御し、かつ、レーザ光源７２からのレーザ光７６の射出を制御することによって、基板５０に対してレーザ光７６を照射する範囲を制御する。

【0091】

レーザ光７６は、パルスレーザであってもよいし、連続発振レーザ（ＣＷ発振レーザ）であってもよい。レーザ光７６がパルスレーザである場合、短時間で大きいエネルギーが非相反性部材４０に与えられる。このようにすることで、基板５０に熱が逃げる前に非相反性部材４０の温度が上昇する。その結果、非相反性部材４０が効率的に加熱される。パルスレーザの条件は、例えば、以下のように設定されてよい。
・波長：532ナノメートル（nm）
・走査速度：100マイクロメートル毎秒（μm/s）～10ミリメートル毎秒（mm/s）
・レーザ照射範囲（ＬＳ）の直径：1～1000マイクロメートル（μm）
・出力平均パワー：0.1～10ワット（W）

【0092】

基板５０が大気中で加熱される場合、基板５０に含まれる導波路２０又は他の電子回路等の素子が酸化され得る。基板５０に含まれる素子が酸化されないように、照射装置７０は、基板５０を載置するステージ７８を収容する真空チャンバを更に備えてよい。レーザ光源７２又はレンズ７４は、真空チャンバの中に収容されてもよいし、真空チャンバの外に設置されてもよい。レーザ光源７２又はレンズ７４が真空チャンバの外に設置される場合、真空チャンバは、レーザ光７６を透過させる窓を有してよい。

【0093】

＜非相反性部材４０の結晶の大きさ＞
図１５に示されるように、非相反性部材４０として用いられるＣｅ：ＹＩＧの結晶が観察され得る。Ｃｅ：ＹＩＧを結晶化するためにレーザ光７６を照射した範囲は、ＬＳとして表される略円形の範囲である。ＬＳで表される範囲内において、Ｃｅ：ＹＩＧが結晶化された結晶化部４０１が観察される。一方で、ＬＳで表される範囲外において、Ｃｅ：ＹＩＧが結晶化されていない非結晶部４０２が観察される。

【0094】

結晶化部４０１における各結晶の大きさが例えばＧとして表されるように計測される。図１５において、Ｇとして表される部分の結晶の大きさは、約１０μｍである。結晶の大きさは、結晶の最大寸法又は最小寸法として計測されてよい。結晶の大きさは、結晶の形状を近似した円の直径として計測されてもよい。

【0095】

結晶化部４０１における各結晶の大きさは分布を有する。上述した照射装置７０によるレーザ光７６の照射によって結晶化したＣｅ：ＹＩＧの結晶のうち大部分の結晶の大きさは、約５μｍから約２０μｍまでの間に分布する。結晶化部４０１全体としての結晶の大きさは、結晶化部４０１に含まれる各結晶の大きさの平均、メジアン、又は最大値等の統計値として算出されてよい。

【0096】

図１６に示されるように、凹部３０の幅方向を区画する側面３０３と側面３０４との間隔がＷとして表されるとする。凹部３０の中に位置する非相反性部材４０を結晶化したときの結晶の大きさがＧで表されるとする。凹部３０は、凹部３０の幅（Ｗ）が結晶の大きさ（Ｇ）よりも長くなるように構成されてよい。言い換えれば、第１凹部３１は、第１導波路２１の幅方向における第１凹部３１の長さが第１非相反性部材の結晶サイズより長くなるように構成されてよい。第２凹部３２は、第２導波路２２の幅方向における第２凹部３２の長さが第２非相反性部材の結晶サイズより長くなるように構成されてよい。

【0097】

凹部３０の幅が結晶の大きさより短い場合、非相反性部材４０が結晶化するときに凹部３０の側面３０３又は３０４の影響を受けやすい。側面３０３又は３０４の影響によって、非相反性部材４０の結晶化が阻害されることがある。逆に言えば、凹部３０の幅が結晶の大きさより長い場合、非相反性部材４０が結晶化するときに凹部３０の側面３０３又は３０４の影響を受けにくい。その結果、非相反性部材４０の結晶化が促進される。非相反性部材４０の結晶化が促進されることによって、アイソレータ１０の性能が高められる。

【0098】

凹部３０の中にＣｅ：ＹＩＧを成膜する場合において、凹部３０の底面３０５にＣｅ：ＹＩＧを均一に成膜できるように、凹部３０は、絶縁層５４の表面と面一の高さにおける凹部３０の開口幅と凹部３０の深さとの比率が１以上になるように構成されてよい。Ｃｅ：ＹＩＧの結晶の大きさが約５μｍ以上に分布することを考慮して、凹部３０は、凹部３０の開口幅が５μｍ以上になるように構成されてもよい。

【0099】

＜ヒーター６１及び６２による調整＞
導波路を伝搬する電磁波の位相は、導波路の温度によっても変化する。アイソレータ１０は、電磁波の位相を調整するために、導波路の温度を制御してもよい。図１７に示されるように、アイソレータ１０は、第１導波路２１及び第２導波路２２それぞれの一部の温度を制御するヒーター６１及び６２を更に備えてもよい。ヒーター６１は、第１導波路２１の一部の温度を制御できる。ヒーター６２は、第１導波路２１の一部の温度を制御できる。このようにすることで、アイソレータ１０は、基板５０の上に形成した導波路の線路長に誤差が生じたとしても、温度制御によって位相を補償できる。その結果、アイソレータ１０の性能が高められ得る。

【0100】

図１７において、ヒーター６１及び６２が配置されている部分において、第１導波路２１及び第２導波路２２は、１８０度曲がっている。第１導波路２１及び第２導波路２２の曲率半径は、この部分を通過するＴＭモードの電磁波が放射されないように設定されてよい。

【0101】

＜フィルタ＞
本実施形態に係るアイソレータ１０において導波路２０と非相反性部材４０とを組み合わせた非相反性導波路は、ＴＭモードの電磁波に対して非相反性を発現させる。したがって、ＴＥモードの電磁波を除去する部分を有することによって、ＴＥモードの電磁波が第２分岐部８２から第１分岐部８１に向かって伝搬することが防がれ得る。ＴＥモードの電磁波を除去する部分は、フィルタ部とも総称される。フィルタ部として、ＴＥモードの電磁波を結合させない方向性結合器が用いられてもよい。

【0102】

（アイソレータ１０の製造方法）
以下、本実施形態に係るアイソレータ１０の製造方法の手順例が説明される。

【0103】

基板５０のボックス層５２の上に、導波路２０が形成される。導波路２０は、成膜工程とエッチング工程との組み合わせによって形成されてよい。成膜工程として、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）又はスパッタ等が実行されてよい。エッチング工程として、例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等のドライエッチング又はウェットエッチングが実行されてよい。

【0104】

導波路２０の上に絶縁層５４が形成される。絶縁層５４は、プラズマＣＶＤ等によって成膜されてよい。さらに、絶縁層５４に凹部３０が形成される。凹部３０は、ドライエッチングによって形成されてよい。

【0105】

凹部３０の底面３０５に非相反性部材４０が形成される。非相反性部材４０は、スパッタ等によって成膜されてよい。さらに、非相反性部材４０に対してレーザ光が照射される。レーザ光の照射によって非相反性部材４０が加熱される。非相反性部材４０の温度及び加熱時間を制御することによって、非相反性部材４０の結晶化の度合いが制御され得る。

【0106】

以上説明してきた手順例を含む製造方法を実行することによって、アイソレータ１０が製造され得る。アイソレータ１０の完成後に追加でレーザ光を照射することによって、完成後でもアイソレータ１０の特性が調整され得る。

【0107】

（アイソレータ１０の応用例）
アイソレータ１０は、電磁波を送信する構成と組み合わされて使用されてよい。アイソレータ１０は、光スイッチ、光送受信機、又は、データセンタに適用されてもよい。アイソレータ１０は、例えば、電磁波送信器に適用されてもよい。電磁波送信器は、アイソレータ１０と、光源とを備える。電磁波送信器は、光源からアイソレータ１０に電磁波を入力し、アイソレータ１０から受信器に向けて電磁波を出力する。アイソレータ１０は、光源から受信器に向けて伝搬する電磁波の透過率が受信器から光源に向けて伝搬する電磁波の透過率より大きくなるように構成される。このようにすることで、光源に向けて電磁波が入射しにくくなる。その結果、光源が保護され得る。

【0108】

光源は、例えば、ＬＤ（Laser Diode）又はＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）等の半導体レーザであってよい。光源は、可視光に限られず種々の波長の電磁波を射出するデバイスを含んでよい。光源は、基板５０の上にアイソレータ１０とともに形成されてよい。光源は、ＴＭモードの電磁波をアイソレータ１０に入力してよい。

【0109】

電磁波送信器は、変調器と信号入力部とをさらに備えてよい。変調器は、電磁波の強度を変化させることによって変調する。変調器は、光源とアイソレータ１０との間ではなく、アイソレータ１０と受信器との間に位置してもよい。変調器は、例えば、電磁波をパルス変調してもよい。信号入力部は、外部装置等からの信号の入力を受け付ける。信号入力部は、例えばＤ／Ａコンバータを含んでよい。信号入力部は、変調器に信号を出力する。変調器は、信号入力部で取得した信号に基づいて、電磁波を変調する。

【0110】

光源は、変調器及び信号入力部を含んで構成されてもよい。この場合、光源は、変調した電磁波を出力し、アイソレータ１０に入力してもよい。

【0111】

電磁波送信器は、基板５０の上に実装されてよい。光源は、変調器を介して、第１分岐部８１に接続するように実装されてよい。光源は、変調器を介さずに、第１分岐部８１に接続するように実装されてよい。受信器は、変調器を介さずに、第２分岐部８２に接続するように実装されてよい。受信器は、変調器を介して、第２分岐部８２に接続するように実装されてよい。この場合、変調器は、第２分岐部８２に接続するように実装されてよい。

【0112】

本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが可能であることに注意されたい。従って、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部などに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部などを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【0113】

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１導波路２１は、第２導波路２２と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

【0114】

本開示において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。

【0115】

一実施形態において、（１）アイソレータは、基板面を有する基板と、前記基板面の上に延在し、延在方向に沿ってＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路と、前記基板面の上に位置し、前記第１導波路及び前記第２導波路の少なくとも一部を囲んで位置する絶縁層と、第１非相反性部材及び第２非相反性部材とを備える。前記絶縁層は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上面よりも上に位置する表面と、第１凹部及び第２凹部とを有する。前記第１凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なって位置する。前記第２凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なって位置する。前記第１非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なるように前記第１凹部の底面に位置する。前記第２非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なるように前記第２凹部の底面に位置する。前記第１導波路のうち前記基板面の平面視において前記第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、前記第２導波路のうち前記基板面の平面視において前記第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる。

【0116】

（２）上記（１）に記載のアイソレータにおいて、前記第１導波路の上面の少なくとも一部が前記第１非相反性部材に接してよい。前記第２導波路の上面の少なくとも一部が前記第２非相反性部材に接してよい。

【0117】

（３）上記（１）又は（２）に記載のアイソレータにおいて、前記基板面に垂直な方向における前記第１凹部の底面の位置は、前記第１導波路の上面の位置よりも低くてもよい。前記基板面に垂直な方向における前記第２凹部の底面の位置は、前記第２導波路の上面の位置よりも低くてもよい。

【0118】

（４）上記（１）に記載のアイソレータにおいて、前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に前記絶縁層が位置してよい。前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に前記絶縁層が位置してよい。

【0119】

（５）上記（４）に記載のアイソレータにおいて、前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚み、及び、前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚みは、前記基板面に垂直な方向における前記第１導波路及び前記第２導波路のモードフィールド径と前記第１導波路及び前記第２導波路の断面における高さとに基づいて定まる値以下であってよい。

【0120】

（６）上記（１）から（５）までのいずれか１つに記載のアイソレータにおいて、前記第１導波路の幅方向における前記第１凹部の長さは、前記第１非相反性部材の結晶サイズより長くてもよい。前記第２導波路の幅方向における前記第２凹部の長さは、前記第２非相反性部材の結晶サイズより長くてもよい。

【0121】

（７）上記（１）から（６）までのいずれか１つに記載のアイソレータにおいて、前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材は、ＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）を含んでよい。

【0122】

（８）上記（１）から（７）までのいずれか１つに記載のアイソレータにおいて、前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第１導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜してよい。前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第２導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜してよい。

【0123】

（９）上記（１）から（８）までのいずれか１つに記載のアイソレータにおいて、前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第１凹部の外側に向かって傾斜してよい。前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第２凹部の外側に向かって傾斜してよい。

【0124】

（１０）上記（１）から（９）までのいずれか１つに記載のアイソレータにおいて、前記第１導波路及び前記第２導波路は、前記基板面の平面視において略円形の範囲に位置してよい。

【0125】

（１１）上記（１）から（１０）までのいずれか１つに記載のアイソレータにおいて、前記第１導波路が前記第１非相反性部材に重なっている距離と、前記第２導波路が前記第２非相反性部材に重なっている距離とが等しくてもよい。

【0126】

（１２）上記（１）から（１１）までのいずれか１つに記載のアイソレータは、前記第１導波路及び前記第２導波路それぞれの温度を制御するヒーターを更に備えてよい。

【0127】

一実施形態において、（１３）光スイッチは、上記（１）から（１２）までのいずれか１つに記載のアイソレータを備える。

【0128】

一実施形態において、（１４）光送受信器は、上記（１）から（１２）までのいずれか１つに記載のアイソレータと、前記アイソレータに光学的に接続される光源とを備える。

【0129】

一実施形態において、（１５）データセンタは、上記（１）から（１２）までのいずれか１つに記載のアイソレータを備えるデバイスによって通信する、データセンタ。

【0130】

一実施形態において、（１６）アイソレータの製造方法は、ＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路を基板の上に形成し、前記第１導波路及び前記第２導波路の上に絶縁層を形成し、前記絶縁層をエッチングすることによって、前記第１導波路の少なくとも一部に重なる第１凹部と、前記第２導波路の少なくとも一部に重なる第２凹部とを、前記第１導波路のうち前記第１凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向と前記第２導波路のうち前記第２凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なるように形成し、前記第１凹部の底面に第１非相反性部材を形成し、前記第２凹部の底面に第２非相反性部材を形成し、前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材にレーザ光を照射する。

【符号の説明】

【0131】

１０ アイソレータ
２０ 導波路（２０１：上面、２１：第１導波路、２２：第２導波路、２１１、２１２、２２１、２２２：折返部）
３０ 凹部（３０１、３０２、３０３、３０４：側面、３０５：底面、３１：第１凹部、３２：第２凹部）
４０ 非相反性部材
５０ 基板（５０Ａ：基板面、５２：ボックス層、５４：絶縁層）
６１、６２ ヒーター
７０ 照射装置（７２：光源、７４：レンズ、７６：レーザ光、７８：ステージ）
８１ 第１分岐部
８２ 第２分岐部
ＬＳ レーザ照射範囲

【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】

【手続補正書】

【提出日】2023-09-01

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板面を有する基板と、
前記基板面の上に延在し、延在方向に沿ってＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路と、
前記基板面の上に位置し、前記第１導波路及び前記第２導波路の少なくとも一部を囲んで位置する絶縁層と、
第１非相反性部材及び第２非相反性部材と
を備え、
前記絶縁層は、前記第１導波路及び前記第２導波路の上面よりも上に位置する表面と、第１凹部及び第２凹部とを有し、
前記第１凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なって位置し、
前記第２凹部は、前記絶縁層の表面よりも下に位置する底面と前記底面及び前記絶縁層の表面の間に位置する側面とによって区画され、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なって位置し、
前記第１非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第１導波路の少なくとも一部に重なるように前記第１凹部の底面に位置し、
前記第２非相反性部材は、前記基板面の平面視において前記第２導波路の少なくとも一部に重なるように前記第２凹部の底面に位置し、
前記第１導波路のうち前記基板面の平面視において前記第１非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向と、前記第２導波路のうち前記基板面の平面視において前記第２非相反性部材に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なる、
アイソレータ。

【請求項2】

前記第１導波路の上面の少なくとも一部が前記第１非相反性部材に接し、
前記第２導波路の上面の少なくとも一部が前記第２非相反性部材に接する、
請求項１に記載のアイソレータ。

【請求項3】

前記基板面に垂直な方向における前記第１凹部の底面の位置は、前記第１導波路の上面の位置よりも低く、
前記基板面に垂直な方向における前記第２凹部の底面の位置は、前記第２導波路の上面の位置よりも低い、請求項１に記載のアイソレータ。

【請求項4】

前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に前記絶縁層が位置し、
前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に前記絶縁層が位置する、
請求項１に記載のアイソレータ。

【請求項5】

前記第１導波路の上面と前記第１非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚み、及び、前記第２導波路の上面と前記第２非相反性部材との間に位置する前記絶縁層の厚みは、前記基板面に垂直な方向における前記第１導波路及び前記第２導波路のモードフィールド径から前記第１導波路及び前記第２導波路の断面における高さを差し引いた値の１／２の値未満である、請求項４に記載のアイソレータ。

【請求項6】

前記第１導波路の幅方向における前記第１凹部の長さは、前記第１非相反性部材の結晶サイズより長く、
前記第２導波路の幅方向における前記第２凹部の長さは、前記第２非相反性部材の結晶サイズより長い、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項7】

前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材は、ＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）を含む、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項8】

前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第１導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜し、
前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記第２導波路の延在方向の垂直面に対して傾斜する、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項9】

前記第１凹部を区画する側面のうち前記第１導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第１凹部の外側に向かって傾斜し、
前記第２凹部を区画する側面のうち前記第２導波路の延在方向の端部に位置する側面は、前記基板面に垂直な方向に対して前記第２凹部の外側に向かって傾斜する、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項10】

前記第１導波路及び前記第２導波路は、前記基板面の平面視において略円形の範囲に位置する、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項11】

前記第１導波路が前記第１非相反性部材に重なっている距離と、前記第２導波路が前記第２非相反性部材に重なっている距離とが等しい、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項12】

前記第１導波路及び前記第２導波路それぞれの温度を制御するヒーターを更に備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータ。

【請求項13】

請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータを備える、光スイッチ。

【請求項14】

請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータと、前記アイソレータに光学的に接続される光源とを備える、光送受信器。

【請求項15】

請求項１から５までのいずれか一項に記載のアイソレータを備えるデバイスによって通信する、データセンタ。

【請求項16】

ＴＭモードの電磁波を伝搬させる第１導波路及び第２導波路を基板の上に形成し、
前記第１導波路及び前記第２導波路の上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層をエッチングすることによって、前記第１導波路の少なくとも一部に重なる第１凹部と、前記第２導波路の少なくとも一部に重なる第２凹部とを、前記第１導波路のうち前記第１凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向と前記第２導波路のうち前記第２凹部に重なる部分における電磁波の伝搬方向とが異なるように形成し、
前記第１凹部の底面に第１非相反性部材を形成し、
前記第２凹部の底面に第２非相反性部材を形成し、
前記第１非相反性部材及び前記第２非相反性部材にレーザ光を照射する、
アイソレータの製造方法。