特開 2024-92720 スポットサイズ変換器及びスポットサイズ変換器の製造方法

(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】P2024092720

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】スポットサイズ変換器及びスポットサイズ変換器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/122 20060101AFI20240701BHJP

   G02B 6/13 20060101ALI20240701BHJP

【ＦＩ】

G02B6/122

G02B6/13

G02B6/122 311

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022208848

(22)【出願日】2022-12-26

(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

(72)【発明者】

【氏名】泉二 玲緒奈

(72)【発明者】

【氏名】上村 紘崇

【テーマコード（参考）】

2H147

【Ｆターム（参考）】

2H147BB03

2H147BB09

2H147BB10

2H147GA19

(57)【要約】

【課題】モードフィールド径を変換する際の損失を低減し得るスポットサイズ変換器、及びこのようなスポットサイズ変換器の製造方法を提供する。
【解決手段】スポットサイズ変換器は、第１クラッド層と、第１クラッド層上に形成される第１導波路コアと、第１クラッド層上に形成され、第１導波路コアを覆う、第１導波路コアより屈折率が低い第２導波路コアと、第１クラッド層上に形成され、第１導波路コア及び第２導波路コアを覆う、第２導波路コアより屈折率が低い第２クラッド層と、を備える。第２導波路コアは、第１クラッド層に対して積層方向に第１の高さを有する第１部分と、第１クラッド層に対して積層方向に第１の高さより低い第２の高さを有する第２部分と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１クラッド層と、
前記第１クラッド層上に形成される第１導波路コアと、
前記第１クラッド層上に形成され、前記第１導波路コアを覆う、前記第１導波路コアより屈折率が低い第２導波路コアと、
前記第１クラッド層上に形成され、前記第１導波路コア及び前記第２導波路コアを覆う、前記第２導波路コアより屈折率が低い第２クラッド層と、
を備え、
前記第２導波路コアは、
前記第１クラッド層に対して積層方向に第１の高さを有する第１部分と、
前記第１クラッド層に対して積層方向に前記第１の高さより低い第２の高さを有する第２部分と、
を有する、スポットサイズ変換器。

【請求項2】

前記第２導波路コアによる光の伝搬方向において、前記第２導波路コアの前記第１部分と前記第２部分との境界は、前記第１導波路コアの終端と前記第２導波路コアの終端との間に位置する、請求項１に記載のスポットサイズ変換器。

【請求項3】

前記第２導波路コアによる光の伝搬方向において、前記第２導波路コアの前記第１部分と前記第２部分との境界は、前記第１クラッド層に対する積層方向の高さの段差を有する、請求項１に記載のスポットサイズ変換器。

【請求項4】

前記第２導波路コアによる光の伝搬方向に垂直な方向において、前記第２導波路コアの前記第１部分と前記第２部分との境界は、前記第１クラッド層に対する積層方向の高さの段差を有する、請求項１に記載のスポットサイズ変換器。

【請求項5】

前記第１クラッド層と前記第２クラッド層との間に形成され、前記第１導波路コア及び前記第２導波路コアを覆う、第３導波路コアを備える、請求項１に記載のスポットサイズ変換器。

【請求項6】

前記第２クラッド層は、
前記第１クラッド層に対して積層方向に第３の高さを有する第３部分と、
前記第１クラッド層に対して積層方向に前記第３の高さより低い第４の高さを有する第４部分と、
を有する、請求項１に記載のスポットサイズ変換器。

【請求項7】

前記第２クラッド層は、前記第１クラッド層に対して積層方向に前記第４の高さより低い第５の高さを有する第５部分を有する、請求項６に記載のスポットサイズ変換器。

【請求項8】

第１クラッド層を形成するステップと、
前記第１クラッド層上に、第１導波路コアを形成するステップと、
前記第１クラッド層上に、前記第１導波路コアを覆うように、前記第１導波路コアより屈折率が低い第２導波路コアを形成するステップと、
前記第１クラッド層上に、前記第１導波路コア及び前記第２導波路コアを覆うように、前記第２導波路コアより屈折率が低い第２クラッド層を形成するステップと、
を含む、スポットサイズ変換器の製造方法であって、
前記第２導波路コアは、
前記第１クラッド層に対する積層方向に第１の高さを有する第１部分と、
前記第１クラッド層に対する積層方向に前記第１の高さより低い第２の高さを有する第２部分と、
を有するように形成される、製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スポットサイズ変換器、及びスポットサイズ変換器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

情報技術（Information Technology：ＩＴ）又は情報通信技術（Information and Communication Technology：ＩＣＴ）の進歩に伴い、伝達が望まれる情報の量は著しく増加する傾向にある。このような状況において、近年、光配線技術が注目を集めている。光配線技術では、光ファイバ及び／又は光導波路素子などを伝送媒体とした光デバイスを用いて、情報処理機器における素子間、ボード間、又はチップ間などの情報伝達を、光信号によって行う。

【0003】

光デバイスの光導波路コアと、例えば光ファイバ等の外部素子との間の光学的な接続は、低損失で効率よく行われることが望ましい。そのような接続のために、光導波路コアと光ファイバ等の外部素子との間を光学的に接続する際に、これらの間において光のモードフィールド径（Mode Field Diameter：ＭＦＤ）を変換することがある。ＭＦＤを変換する素子として、例えばスポットサイズ変換器（Spot Size Converter：ＳＳＣ）が知られている。スポットサイズ変換器によれば、外部素子と光導波路コアとの間で入出力される光のＭＦＤを縮小又は拡大することができる。例えば、特許文献１は、一方の端部がテーパ状の第１光導波路コアと、その下面を被覆する第２光導波路コアとを備えるスポットサイズ変換器を開示している。特許文献１は、第２光導波路コアの屈折率を、クラッド層の屈折率よりも大きく、第１光導波路コアの屈折率よりも小さくすることを教示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１８１９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

スポットサイズ変換器において、モードフィールド径を変換する際の損失は、可能な限り低減することが望ましい。

【0006】

本開示の目的は、モードフィールド径を変換する際の損失を低減し得るスポットサイズ変換器、及びこのようなスポットサイズ変換器の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施形態に係るスポットサイズ変換器は、
第１クラッド層と、
前記第１クラッド層上に形成される第１導波路コアと、
前記第１クラッド層上に形成され、前記第１導波路コアを覆う、前記第１導波路コアより屈折率が低い第２導波路コアと、
前記第１クラッド層上に形成され、前記第１導波路コア及び前記第２導波路コアを覆う、前記第２導波路コアより屈折率が低い第２クラッド層と、
を備える。
前記第２導波路コアは、
前記第１クラッド層に対して積層方向に第１の高さを有する第１部分と、
前記第１クラッド層に対して積層方向に前記第１の高さより低い第２の高さを有する第２部分と、
を有する。

【0008】

一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法は、
第１クラッド層を形成するステップと、
前記第１クラッド層上に、第１導波路コアを形成するステップと、
前記第１クラッド層上に、前記第１導波路コアを覆うように、前記第１導波路コアより屈折率が低い第２導波路コアを形成するステップと、
前記第１クラッド層上に、前記第１導波路コア及び前記第２導波路コアを覆うように、前記第２導波路コアより屈折率が低い第２クラッド層を形成するステップと、
を含む。
前記製造方法において、前記第２導波路コアは、
前記第１クラッド層に対する積層方向に第１の高さを有する第１部分と、
前記第１クラッド層に対する積層方向に前記第１の高さより低い第２の高さを有する第２部分と、
を有するように形成される。

【発明の効果】

【0009】

一実施形態によれば、モードフィールド径を変換する際の損失を低減し得るスポットサイズ変換器、及びこのようなスポットサイズ変換器の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の構成を概略的に示す平面図である。

【図2】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の断面を示す図である。

【図3】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の断面を示す図である。

【図4】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の断面を示す図である。

【図5A】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法を説明する図である。

【図5B】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法を説明する図である。

【図6A】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法を説明する図である。

【図6B】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法を説明する図である。

【図7A】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法を説明する図である。

【図7B】一実施形態に係るスポットサイズ変換器の製造方法を説明する図である。

【図8】他の実施形態に係るスポットサイズ変換器の断面を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下説明する実施形態において、「光導波路」とは、光デバイスの光導波路コアと、例えば光ファイバ等の外部素子との間を、光学的に接続する素子としてよい。また、以下説明する実施形態において、「光導波路」とは、上述したスポットサイズ変換器（ＳＳＣ）の機能を備えるものとしてよい。以下、いくつかの実施形態に係るスポットサイズ変換器について、図面を参照して説明する。ここで、本開示において各実施形態を示す図面は、説明のために適宜簡略化などを施して概略を示すものである。したがって、本開示において各実施形態を示す図面は、必ずしも、各部材などの実際のサイズ、各部材など同士の実際のサイズの比率、又は、各部材などにおける各方向の実際のサイズの比率などを示すものではない。

【0012】

例えばシリコンフォトニクスなどの分野において、低損失な基板実装を実現するために、接続損失を低減することは重要である。特に、Ｓｉ導波路から光ファイバに低損失で光結合する構造においては、コアの径が著しく変わる。したがって、このような構造においては、効率の良い基板実装が望ましい。基板の端面で光ファイバと突き合わせて結合させるバットカップリング(Butt Coupling)を行うと、Ｓｉ導波路及び光ファイバをそれぞれ通るビームの大きさ（ＭＦＤ）が大きく異なる。したがって、このような結合時の光のロスを抑えるために、スポットサイズ変換器（ＳＳＣ）が用いられる。また、直交偏波（ＴＥ波（transverse electric wave））成分のＭＦＤを変換する際の損失を低減するのみならず、平行偏波（transverse magnetic wave（ＴＭ波））成分のＭＦＤを変換する際の損失も低減することが望ましい。

【0013】

スポットサイズ変換器において、ＴＥ偏波及びＴＭ偏波の両方についてＳｉ導波路内のＭＦＤを大きくするためには、一般的に、作製工程に平坦化プロセスを用いることになる。例えば、上述した特許文献１に開示のスポットサイズ変換器も、作製工程に平坦化プロセスを用いるものと想定される。このように平坦化プロセスを用いる作製工程は、煩雑になるとともに、作製コストを増大させる。しかしながら、このような製作工程を経なければ、結合効率を高めることは困難になる。また、このような製作工程は、メタル配線を施した後に行うことはできないなどの制約を生じさせる。一実施形態に係るスポットサイズ変換器は、作製時に平坦化プロセスを行うことなく、ＴＥ偏波及びＴＭ偏波の両方について、損失の低減を実現させる。

【0014】

まず、一実施形態に係るスポットサイズ変換器について説明する。

【0015】

図１乃至図３は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１の概略構成を示す図である。図１は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１の平面図である。すなわち、図１は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１を上から見た様子を示す図である。図２及び図３は、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１の断面図である。すなわち、図２は、図１に示すスポットサイズ変換器１のＩＩ－ＩＩ線の断面を示す図である。図３は、図１に示すスポットサイズ変換器１のＩＩＩ－ＩＩＩ線の断面を示す図である。

【0016】

図１乃至図３に示すように、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１は、第１クラッド層１１と、第２クラッド層１２と、第１導波路コア２１と、第２導波路コア２２と、を備えてよい。

【0017】

図１に示すスポットサイズ変換器１において、矢印Ａ１によって示される向きに、一方の端部から光が入力される。また、スポットサイズ変換器１において、他方の端部から矢印Ａ２によって示される向きに、光が出力される。すなわち、図１乃至図３に示すスポットサイズ変換器１は、Ｚ軸正方向に光を伝搬する。以下、本明細書では、スポットサイズ変換器１において、矢印Ａ１によって示される側の端部を、スポットサイズ変換器１の「第１端部」とも記す。また、スポットサイズ変換器１において、矢印Ａ２によって示される側の端部を、スポットサイズ変換器１の「第２端部」とも記す。第１端部から光を入力し、第２端部から光を出力する場合、第１端部は入力端として機能し、第２端部は出力端として機能する。第２端部から光を入力し、第１端部から光を出力する場合、第２端部は入力端として機能し、第１端部は出力端として機能する。ここで、スポットサイズ変換器１の光の第１端部及び第２端部は、それぞれ、仮想的な端部としてもよいし、実質的（物理的）な端部としてもよい。スポットサイズ変換器１の入力端は、例えば光デバイスなどに、光学的に接続される端部としてよいまた、スポットサイズ変換器１の出力端は、例えば半導体レーザ又は光ファイバなど外部素子に、光学的に接続される端部としてよい。

【0018】

以下の説明において、図１乃至図３に示すＺ軸の方向は、スポットサイズ変換器１において光が導波（伝搬）される方向に平行な方向としてよい。スポットサイズ変換器１は、第１端部（矢印Ａ１によって示される側）に入力される光のＭＦＤを変換（拡大）して、第２端部（矢印Ａ２によって示される側）から出力することができる。この場合、スポットサイズ変換器１において、光はＺ軸正方向に導波（伝搬）される。逆に、スポットサイズ変換器１は、第２端部（矢印Ａ２によって示される側）に入力される光のＭＦＤを変換（縮小）して、第１端部（矢印Ａ１によって示される側）から出力することができる。この場合、スポットサイズ変換器１において、光はＺ軸負方向に導波（伝搬）される。以下、図１乃至図３に示すＺ軸の方向は、スポットサイズ変換器１、並びに、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２などの軸の方向（軸方向）を示すものとする。ここで、スポットサイズ変換器１、並びに、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２などの軸の方向（軸方向）とは、これらの部材において光が導波（伝搬）される方向、例えば光軸の方向としてよい。

【0019】

また、図１乃至図３に示すＹ軸の方向は、スポットサイズ変換器１の厚さの方向に平行な方向としてよい。以下、図１乃至図３に示すＹ軸の方向は、スポットサイズ変換器１及びスポットサイズ変換器１における各部材の厚さの方向（厚さ方向）を示すものとする。図１乃至図３に示すＹ軸正方向は、例えば鉛直上向きとしてよい。また、図１乃至図３に示すＹ軸負方向は、例えば鉛直下向きとしてよい。

【0020】

また、図１乃至図３に示すＸ軸の方向は、スポットサイズ変換器１の幅の方向に平行な方向としてよい。ここで、スポットサイズ変換器１の幅とは、ＸＺ平面に平行な平面おいて、スポットサイズ変換器１の軸（Ｚ軸方向）に垂直な方向の長さとしてよい。以下、図１乃至図３に示すＸ軸の方向は、スポットサイズ変換器１及びスポットサイズ変換器１における各部材の幅の方向（幅方向）を示すものとする。

【0021】

図２及び図３に示すように、第１クラッド層１１は、スポットサイズ変換器１における下部クラッド又はアンダークラッドとしてよい。第１クラッド層１１は、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２よりも屈折率が低くなるように設計されてよい。第１クラッド層１１の屈折率は、特に限定されないが、例えば１．４５～１．４６程度としてもよい。

【0022】

図２及び図３に示すように、第１導波路コア２１は、第１クラッド層１１上に形成される。第１導波路コア２１は、第１クラッド層１１の上面において部分的に形成されてよい。第１導波路コア２１は、第１クラッド層１１よりも屈折率が高くなるように設計されてよい。第１導波路コア２１の屈折率は、特に限定されないが、例えば１．４６３～１．４６７程度としてもよい。

【0023】

図２及び図３に示すように、第２導波路コア２２は、第１クラッド層１１上に形成される。第２導波路コア２２は、第１導波路コア２１を覆うように形成される。図１及び図３に示すように、第２導波路コア２２は、スポットサイズ変換器１の第１端部の部分を除いて、第１導波路コア２１の周囲を覆うように形成されてよい。第２導波路コア２２は、第１クラッド層１１よりも屈折率が高くなるように設計されてよい。第１導波路コア２１の屈折率は、特に限定されないが、例えば１．４６３～１．４６７程度としてもよい。また、第２導波路コア２２は、第１導波路コア２１よりも屈折率が低くなるように設計されてよい。

【0024】

図１乃至図３に示すように、第２クラッド層１２は、スポットサイズ変換器１における上部クラッド又はオーバクラッドとしてよい。第２クラッド層１２は、第１クラッド層１１上に形成される。第２クラッド層１２は、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２を覆うように形成される。図１及び図３に示すように、第２クラッド層１２は、スポットサイズ変換器１の第１端部の部分を除いて、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２の周囲を覆うように形成されてよい。より詳細には、上述のように、第２導波路コア２２は、スポットサイズ変換器１の第１端部の部分を除いて、第１導波路コア２１の周囲を覆うように形成されてよい。第２クラッド層１２は、スポットサイズ変換器１の第１端部の部分を除いて、（第１導波路コア２１の周囲を覆う）第２導波路コア２２の周囲を覆うように形成されてよい。第２クラッド層１２は、第２導波路コア２２より屈折率が低くなるように設計されてよい。第２クラッド層１２は、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２よりも屈折率が低くなるように設計されてもよい。第２クラッド層１２の屈折率は、特に限定されないが、例えば１．４５～１．４６程度としてもよい。

【0025】

図３に示すように、第２導波路コア２２は、第１部分２２１と、第２部分２２２と、を有する。第１部分２２１は、第１クラッド層１１に対して積層方向（Ｙ軸方向）に第１の高さｈ１を有する。第２部分２２２は、第１クラッド層１１に対して積層方向（Ｙ軸方向）に第２の高さｈ２を有する。一実施形態に係るスポットサイズ変換器１において、第２の高さｈ２は、第１の高さｈ１より低くなるようにしてよい。

【0026】

第２導波路コア２２において、第１部分２２１と、第２部分２２２とは、物理的に分離しておらず、一体形成されるものとしてよい。すなわち、第２導波路コア２２において、第１部分２２１と、第２部分２２２との区分は、仮想的であってよい。図３において、第１部分２２１と第２部分２２２と仮想的な境界を、境界Ｂとして示してある。

【0027】

また、図３に示すように、第２導波路コア２２による光の伝搬方向（Ｚ軸方向）において、第１部分２２１と第２部分２２２との境界Ｂは、第１導波路コア２１の終端Ｔ１と第２導波路コア２２の終端Ｔ２との間に位置するように設計されてもよい。また、第２導波路コア２２の第１部分２２１と第２部分２２２との境界Ｂは、第１クラッド層１１に対する積層方向の高さの段差（高さｈ１－高さｈ２の段差）を有するようにしてもよい。このような第２導波路コア２２の段差により、スポットサイズ変換器１は、ＴＭ波成分のＭＦＤを変換する際の損失を低減することができる。

【0028】

ここで、第１部分２２１と第２部分２２２とを有するように第２導波路コア２２を形成する際、第１導波路コア２１及び／又は第２導波路コア２２の上面を平坦化するプロセスを行う必要はない。例えば、第１クラッド層１１上に第１導波路コア２１が形成された後、これらの上に第２導波路コア２２を成膜させることにより、第１クラッド層１１及び第１導波路コア２１上にある程度均一の厚さの膜が形成される。その結果、第１導波路コア２１及び／又は第２導波路コア２２の上面を平坦化させなくても、第１部分２２１と第２部分２２２との境界Ｂの位置に段差が形成される。

【0029】

したがって、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１によれば、平坦化プロセスを行わずに、ＭＦＤを変換する際の損失を低減することができる。また、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１は、平坦化プロセスを行わないことにより、メタル配線後でもプロセス可能となる。

【0030】

図４は、図１に示すスポットサイズ変換器１のＩＩＩ－ＩＩＩ線の断面を示す図である。図４は、図３に示したのと同じスポットサイズ変換器１を示している。図３においては、第２導波路コア２２について重点的に説明した。図４においては、第２クラッド層１２について重点的に説明する。

【0031】

図４に示すように、第２クラッド層１２は、第３部分１２３と、第４部分１２４とを有してもよい。また、第２クラッド層１２は、第５部分１２５を有してもよい。

【0032】

第３部分１２３は、第１クラッド層１１に対して積層方向（Ｙ軸方向）に第３の高さｈ３を有してもよい。第４部分１２４は、第１クラッド層１１に対して積層方向（Ｙ軸方向）に第４の高さｈ４を有してもよい。一実施形態に係るスポットサイズ変換器１において、第４の高さｈ４は、第３の高さｈ３より低くなるようにしてもよい。第５部分１２５は、第１クラッド層１１に対して積層方向（Ｙ軸方向）に第５の高さｈ５を有してもよい。一実施形態に係るスポットサイズ変換器１において、第５の高さｈ５は、第４の高さｈ４より低くなるようにしてもよい。

【0033】

第２クラッド層１２において、第３部分１２３と、第４部分１２４とは、物理的に分離しておらず、一体形成されるものとしてよい。すなわち、第２クラッド層１２において、第３部分１２３と、第４部分１２４との区分は、仮想的であってよい。また、第２クラッド層１２において、第４部分１２４と、第５部分１２５とは、物理的に分離しておらず、一体形成されるものとしてよい。すなわち、第２クラッド層１２において、第４部分１２４と、第５部分１２５との区分は、仮想的であってよい。

【0034】

図４に示すように、第２クラッド層１２において、第３部分１２３と第４部分１２４との境界は、第２導波路コア２２の第１部分２２１と第２部分２２２との境界と、第２導波路コア２２の終端との間に位置するように設計されてもよい。また、第２クラッド層１２の第３部分１２３と第４部分１２４との境界は、第１クラッド層１１に対する積層方向の高さの段差（高さｈ３－高さｈ４の段差）を有するようにしてもよい。また、第２クラッド層１２において、第４部分１２４と第５部分１２５との境界は、第２導波路コア２２の終端と、第２クラッド層１２の終端との間に位置するように設計されてもよい。また、第２クラッド層１２の第４部分１２４と第５部分１２５との境界は、第１クラッド層１１に対する積層方向の高さの段差（高さｈ４－高さｈ５の段差）を有するようにしてもよい。

【0035】

ここで、第３部分１２３と第４部分１２４と（さらに第５部分１２５と）を有するように第２クラッド層１２を形成する際、第２導波路コア２２の上面を平坦化するプロセスを行う必要はない。例えば、第１導波路コア２１上に第２導波路コア２２が形成された後、これらの上に第２クラッド層１２を成膜させることにより、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２上にある程度均一の厚さの膜が形成される。その結果、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２の上面を平坦化させなくても、第３部分１２３と第４部分１２４と（さらに第５部分１２５と）の境界の位置に段差が形成される。

【0036】

したがって、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１は、平坦化プロセスを行わないことにより、製造工程を簡略化することができる。

【0037】

次に、一実施形態に係るスポットサイズ変換器１の製造方法について説明する。

【0038】

一実施形態に係るスポットサイズ変換器１は、上述のように、平坦化プロセスを行わずに製造することができる。一実施形態に係るスポットサイズ変換器１は、平坦化プロセスを行わずに製造する以外の観点においては、既知のスポットサイズ変換器のクラッド及び／又は導波路コアと同一又は類似の方法により製造することができる。したがって、既知のスポットサイズ変換器のクラッド及び／又は導波路コアと同一又は類似となる説明は、適宜、簡略化又は省略する。

【0039】

一実施形態に係るスポットサイズ変換器１を製造する際は、まず、第１クラッド層１１を形成する。図５Ａ及び図５Ｂは、第１クラッド層１１が形成された様子を示す図である。図５Ａは、スポットサイズ変換器１の製造工程を、図２と同じ観点から示す図である。図５Ｂは、スポットサイズ変換器１の製造工程を、図３と同じ観点から示す図である。

【0040】

次に、第１クラッド層１１上に、第１導波路コア２１を形成する。図６Ａ及び図６Ｂは、第１クラッド層１１上に第１導波路コア２１が形成された様子を示す図である。図６Ａは、図５Ａに示した第１クラッド層１１上に、第１導波路コア２１が形成された様子を示す図である。図６Ｂは、図５Ｂに示した第１クラッド層１１上に、第１導波路コア２１が形成された様子を示す図である。

【0041】

次に、第１クラッド層１１上に、第２導波路コア２２を形成する。図７Ａ及び図７Ｂは、第１クラッド層１１上に第２導波路コア２２が形成された様子を示す図である。図７Ａは、図６Ａに示した第１クラッド層１１及び第１導波路コア２１上に、第２導波路コア２２が形成された様子を示す図である。図７Ｂは、図６Ｂに示した第１クラッド層１１及び第１導波路コア２１上に、第２導波路コア２２が形成された様子を示す図である。上述のように、第２導波路コア２２の形成は、第１導波路コア２１の上面を平坦化するプロセスを経ずに行うことができる。

【0042】

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第２導波路コア２２は、第１クラッド層１１上に、第１導波路コア２１を覆うように形成される。また、上述のように、第２導波路コア２２は、第１導波路コア２１より屈折率が低くなるようにしてよい。

【0043】

図７Ｂにおいて、第２導波路コア２２の第１部分２２１と第２部分２２２と仮想的な境界を、境界Ｂとして示してある。また、図７Ａにおいて、第２導波路コア２２の第１部分２２１と第２部分２２２と仮想的な境界を、境界Ｃとして示してある。

【0044】

また、図７Ａに示すＸ軸方向）において、第１部分２２１と第２部分２２２との境界Ｃは、第１導波路コア２１の幅方向の終端Ｓ１と、第２導波路コア２２の幅方向の終端Ｓ２との間に位置するように設計されてもよい。また、第２導波路コア２２の第１部分２２１と第２部分２２２との境界Ｃは、第１クラッド層１１に対する積層方向の高さの段差（高さｈ１－高さｈ２の段差）を有するようにしてもよい。このような第２導波路コア２２の段差により、スポットサイズ変換器１は、ＴＥ波成分のＭＦＤを変換する際の損失を低減することができる。

【0045】

このように、図７Ａに示すＸ軸方向において、第２導波路コア２２の第１部分２２１と第２部分２２２との境界Ｃは、第１クラッド層１１に対する積層方向の高さの段差（高さｈ１－ｈ２の段差）を有するようにしてもよい。ここで、図７Ａに示すＸ軸方向とは、図７Ａに示す第２導波路コア２２による光の伝搬方向に垂直な方向としてよい。

【0046】

一実施形態に係るスポットサイズ変換器１の製造方法において、次に、第１クラッド層１１上に、第２クラッド層１２を形成する。図７Ａに示した第１クラッド層１１、第１導波路コア２１、及び第２導波路コア２２上に、第２クラッド層１２が形成された様子は、図２に示したようになる。図７Ｂに示した第１クラッド層１１、第１導波路コア２１、及び第２導波路コア２２上に、第２クラッド層１２が形成された様子は、図３に示したようになる。図２及び図３に示したように、第２クラッド層１２は、第１クラッド層１１上に、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２を覆うように形成されてよい。また、上述のように、第２クラッド層１２は、第２導波路コア２２より屈折率が低くなるようにしてよい。上述のように、第２クラッド層１２の形成は、第１導波路コア２１及び／又は第２導波路コア２２の上面を平坦化するプロセスを経ずに行ってもよい。

【0047】

以上のような製造方法により、第２導波路コア２２は、第１部分２２１と、第２部分２２２と、を有するように形成される。第１部分２２１は、第１クラッド層１１に対する積層方向に第１の高さｈ１を有する。第２部分２２２は、第１クラッド層１１に対する積層方向に第１の高さｈ１より低い第２の高さｈ２を有する。

【0048】

（他の実施形態）
上述した一実施形態に係るスポットサイズ変換器１は、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２のように、２つの導波路コアを備えるものとして説明した。しかしながら、他の実施形態においては、導波路コアは２つに限定されず、３つ以上の導波路コアを備えてもよい。

【0049】

図８は、他の実施形態に係るスポットサイズ変換器２の断面を示す図である。図８は、他の実施形態に係るスポットサイズ変換器２を、図３と同じ観点から示す図である。図８に示すように、スポットサイズ変換器２において、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２を覆うように、第３導波路コア２３が形成されてもよい。第３導波路コア２３は、第１クラッド層１１と第２クラッド層１２との間に形成されてよい。

【0050】

このように、一実施形態の変形例に係るスポットサイズ変換器２は、第１クラッド層１１と第２クラッド層１２との間に形成され、第１導波路コア２１及び第２導波路コア２２を覆う、第３導波路コア２３を備えてもよい。

【0051】

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修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップ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、複数の構成部又はステップなどを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。本開示に係る実施形態について光導波路を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は光導波路の製造方法としても実現し得る。

【符号の説明】

【0052】

１，２ スポットサイズ変換器
１１ 第１クラッド層
１２ 第２クラッド層
１２３ 第３部分
１２４ 第４部分
１２５ 第５部分
２１ 第１導波路コア
２２ 第２導波路コア
２３ 第３導波路コア
２２１ 第１部分
２２２ 第２部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】