特許 7192270 光導波路、光モジュールおよび電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】光導波路、光モジュールおよび電子機器

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/125 20060101AFI20221213BHJP

   G02B 6/122 20060101ALI20221213BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20221213BHJP

   G02B 6/42 20060101ALI20221213BHJP

   G02B 6/30 20060101ALN20221213BHJP

【ＦＩ】

G02B6/125 301

G02B6/125

G02B6/122

G02B6/12 301

G02B6/42

G02B6/30

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2018124898

(22)【出願日】2018-06-29

(65)【公開番号】P2020003716

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-05-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000002141

【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091292

【弁理士】

【氏名又は名称】増田 達哉

(74)【代理人】

【識別番号】100091627

【弁理士】

【氏名又は名称】朝比 一夫

(72)【発明者】

【氏名】寺田 信介

【審査官】坂上 大貴

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１９３０４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１２００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２５７４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００８６６５１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２６４３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１７１７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４１９９１４５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６９３５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４

６／２６－６／２７

６／３０－６／３４

６／４２－６／４３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に第１反射部を備える第１光路変換コア部と、
前記第１光路変換コア部から延在するとともに前記第１反射部と光学的に接続され、前記第１光路変換コア部および前記第１反射部の双方よりも幅が小さい本線コア部と、
前記第１光路変換コア部から延在するとともに前記第１反射部と光学的に接続され、前記第１光路変換コア部および前記第１反射部の双方よりも幅が小さく、かつ、前記本線コア部から離間している支線コア部と、
内部に第２反射部を備える第２光路変換コア部と、
を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、
前記本線コア部の長さは、前記支線コア部の長さよりも長くなっており、
前記コア層の平面視において、前記本線コア部の延長線の幅の全体、および、前記支線コア部の延長線の幅の一部が、前記第１反射部と交差するように前記分岐パターンが形成されており、
前記第１反射部を介して発光素子からの光が前記本線コア部および前記支線コア部に入射されるとともに、前記第２反射部を介して前記支線コア部からの光が受光素子に入射するように用いられることを特徴とする光導波路。

【請求項2】

前記本線コア部の幅は、２０～８０μｍである請求項１に記載の光導波路。

【請求項3】

前記コア層の主材料は、樹脂材料である請求項１または２に記載の光導波路。

【請求項4】

前記支線コア部の長さは、８００～１００００μｍである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路。

【請求項5】

前記本線コア部のうち、前記光路変換コア部との境界における幅の中心点と、前記光路変換コア部から５０μｍの位置における幅の中心点と、を結ぶ直線を仮想直線とし、
前記支線コア部の幅の中心点の集合体を支線中心軸としたとき、
前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記光路変換コア部から遠ざかるように移動するとき、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部と、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に大きくなるように曲がっている第２形状曲線部と、を含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光導波路。

【請求項6】

前記コア層を厚さ方向に貫通する第１凹部および第２凹部を備え、
前記第１反射部は、前記第１凹部の内面の一部であり、
前記第２反射部は、前記第２凹部の内面の一部である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路。

【請求項7】

前記コア層は、前記本線コア部の延在方向に交差する方向に沿って並ぶ複数の前記分岐パターンを備えている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光導波路。

【請求項8】

請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光導波路と、
前記反射部と光学的に接続されている発光素子と、
前記支線コア部と光学的に接続されている受光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。

【請求項9】

請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光導波路、光モジュールおよび電子機器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

光導波路では、コア部の一端から導入された光が、クラッド部との境界で反射しながら他端に搬送される。光導波路の入射側には半導体レーザー等の発光素子が配置され、出射側にはフォトダイオード等の受光素子が配置される。発光素子から入射された光は光導波路を伝搬し、受光素子により受光され、受光した光の明滅パターンまたはその強弱パターンに基づいて光通信を行う。

【0003】

このような光通信では、外部環境や経時変化等の理由によって発光素子の特性が変化し、それに伴って光導波路に入射する光強度が変化することがある。このような光強度の変化は、光通信の安定性を低下させる原因となる。

【0004】

そこで、特許文献１には、発光素子と、発光素子から出射する光を伝搬させる主導波路コアと、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアと、モニター用導波路コアから出射する光を受光する受光素子と、主導波路コアを伝搬する光の伝搬方向を変換する反射面となる空孔と、を備える光導波路モジュールが開示されている。この光導波路モジュールは、主導波路コアから分岐するモニター用導波路コアを備えているため、発光素子の発光強度の経時変化を察知することができる。これにより、例えば発光強度が一定になるように発光素子の駆動を制御することが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－０５７７６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載の光導波路モジュールでは、主導波路コア（本線コア部）と空孔との界面（反射部）におけるフレネル反射を利用して、光導波路の面内において光の伝搬方向を変換している。このため、空孔やモニター用導波路コア（支線コア部）を配置するためのスペースを広く確保する必要があり、それに伴って光導波路モジュールの小型化が難しくなるという問題がある。特に、光導波路モジュールの小型化を図る場合、空孔についても小型化する必要があり、そうするとモニター用導波路コアから出射する光強度を十分に確保することができない。また、空孔を設ける分、主導波路コアの幅もある程度広くしておく必要があり、主導波路コアを並列して配置する場合の配置密度を高めることが難しいという問題もある。

【0007】

さらに、微小な反射面の面精度を高めることは容易ではないことから、フレネル反射を利用した光路変換では、過剰損失が大きいという問題がある。

【0008】

本発明の目的は、過剰損失が小さく小型化が図られた光導波路、ならびに、かかる光導波路を備える信頼性の高い光モジュールおよび電子機器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

このような目的は、下記（１）～（９）の本発明により達成される。
（１） 内部に第１反射部を備える第１光路変換コア部と、
前記第１光路変換コア部から延在するとともに前記第１反射部と光学的に接続され、前記第１光路変換コア部および前記第１反射部の双方よりも幅が小さい本線コア部と、
前記第１光路変換コア部から延在するとともに前記第１反射部と光学的に接続され、前記第１光路変換コア部および前記第１反射部の双方よりも幅が小さく、かつ、前記本線コア部から離間している支線コア部と、
内部に第２反射部を備える第２光路変換コア部と、
を備える分岐パターンが形成されているコア層を有し、
前記本線コア部の長さは、前記支線コア部の長さよりも長くなっており、
前記コア層の平面視において、前記本線コア部の延長線の幅の全体、および、前記支線コア部の延長線の幅の一部が、前記第１反射部と交差するように前記分岐パターンが形成されており、
前記第１反射部を介して発光素子からの光が前記本線コア部および前記支線コア部に入射されるとともに、前記第２反射部を介して前記支線コア部からの光が受光素子に入射するように用いられることを特徴とする光導波路。

【0010】

（２） 前記本線コア部の幅は、２０～８０μｍである上記（１）に記載の光導波路。
（３） 前記コア層の主材料は、樹脂材料である上記（１）または（２）に記載の光導波路。

【0011】

（４） 前記支線コア部の長さは、８００～１００００μｍである上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の光導波路。

【0012】

（５） 前記本線コア部のうち、前記光路変換コア部との境界における幅の中心点と、前記光路変換コア部から５０μｍの位置における幅の中心点と、を結ぶ直線を仮想直線とし、
前記支線コア部の幅の中心点の集合体を支線中心軸としたとき、
前記支線コア部は、その延在方向に沿って前記光路変換コア部から遠ざかるように移動するとき、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部と、前記コア層の平面視において前記支線中心軸の接線と前記仮想直線とのなす角度の鋭角側が徐々に大きくなるように曲がっている第２形状曲線部と、を含む上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の光導波路。

【0013】

（６） 前記コア層を厚さ方向に貫通する第１凹部および第２凹部を備え、
前記第１反射部は、前記第１凹部の内面の一部であり、
前記第２反射部は、前記第２凹部の内面の一部である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の光導波路。

【0014】

（７） 前記コア層は、前記本線コア部の延在方向に交差する方向に沿って並ぶ複数の前記分岐パターンを備えている上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光導波路。

【0015】

（８） 上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路と、
前記反射部と光学的に接続されている発光素子と、
前記支線コア部と光学的に接続されている受光素子と、
を有することを特徴とする光モジュール。

【0016】

（９） 上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の光導波路を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、過剰損失が小さく小型化が図られた光導波路が得られる。
また、本発明によれば、信頼性の高い光モジュールおよび電子機器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の光モジュールの実施形態を示す断面図である。

【図2】図１に示す光モジュールのうち筐体やレセプタクルを除く部位を示す平面図である。

【図3】図２に示す光導波路の平面図である。

【図4】図３に示す光導波路の部分拡大斜視図である。

【図5】図３に示す支線コア部を拡大して示す図である。

【図6】図５に示す第２形状曲線部を模式的に強調して示す図である。

【図7】図５に示す第１形状曲線部を模式的に強調して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の光導波路、光モジュールおよび電子機器について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0020】

＜光モジュール＞
まず、本発明の光モジュールの実施形態および本発明の光導波路の実施形態について説明する。

【0021】

図１は、本発明の光モジュールの実施形態を示す断面図である。また、図２は、図１に示す光モジュールのうち筐体やレセプタクルを除く部位を示す平面図である。

【0022】

図１に示す光モジュール１００（実施形態に係る光モジュール）は、光導波路１（実施形態に係る光導波路）と、電気基板２と、光導波路１と光学的に接続されている発光素子３１および受光素子３２と、制御素子４と、レンズアレイ５と、レセプタクル６１と、筐体７と、を有している。このような光モジュール１００では、発光素子３１で出射した光を光導波路１に導入するとともに内部で通信用の光とモニター用の光とに分配する。そして、モニター用の光を受光素子３２で受光し、その光強度を監視しつつ、通信用の光に十分な光強度を確保して、高品質な光通信が可能になっている。

【0023】

このうち、図１に示す電気基板２は、絶縁基板２１と、絶縁基板２１の上面に設けられた導電層２２および接点２３と、を備えている。

【0024】

また、図１に示す電気基板２の上面には、発光素子３１と、受光素子３２と、制御素子４と、が搭載されている。これらの素子と導電層２２との間は、図示しないボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。なお、この接続構造は、ボンディングワイヤーに限定されず、その他の構造、例えばフリップチップボンディング等で代替されてもよい。

【0025】

発光素子３１としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ素子等が挙げられる。

【0026】

また、受光素子３２としては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ、ＡＰＤ）、フォトトランジスター等が挙げられる。

【0027】

また、制御素子４としては、例えば、ドライバーＩＣ、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）、リミッティングアンプ（ＬＡ）、またはこれらの素子を複合したコンビネーションＩＣ等が挙げられる。

【0028】

なお、電気基板２には、上述した素子以外に、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、ＬＳＩ、ＩＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、コンデンサー、コイル、抵抗、ダイオード等が搭載されていてもよい。

【0029】

また、図１に示す電気基板２の左端には、導電層２２と電気的に接続された接点２３が設けられている。そして、この接点２３が設けられた部分は、図１に示す電気配線８１の右端に取り付けられた電気コネクター８２に挿入され、嵌合している。これにより、電気コネクター８２を介して電気基板２と電気配線８１との間が電気的に接続されている。その結果、光モジュール１００に対して外部からの電気的接続が図られる。

【0030】

一方、図１、２に示す光導波路１は、シート状をなしており、内部に形成されたコア部１４が導光路になっている。

【0031】

また、光導波路１の右端には、ＭＴ型光コネクター６２が装着されている。このＭＴ型光コネクター６２は、レセプタクル６１に対してその左側から挿入されている。すなわち、レセプタクル６１の左側には、ＭＴ型受容部６１１が形成されており、そのＭＴ型受容部６１１にＭＴ型光コネクター６２が挿入されている。

【0032】

また、光導波路１には、反射部１６ａ（第１反射部）が形成されている。この反射部１６ａを介して図１の左右方向に延在する光路Ｐ１が、図１の上下方向に延在する光路Ｐ２に変換されている。この光路Ｐ２により、光導波路１と発光素子３１および受光素子３２との間がそれぞれ光学的に接続されている。なお、図１に示す光路Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ光が伝搬する経路の一例を示している。

【0033】

レンズアレイ５は、光導波路１と電気基板２との間に設けられている。図１に示すレンズアレイ５は、底部５１と、底部５１の縁から下方に向かって立設された壁部５２と、を備えている。そして、壁部５２の下面が電気基板２の上面に接合され、底部５１の上面に光導波路１が接合されている。これにより、底部５１、壁部５２および電気基板２で取り囲まれた空洞５３が形成される。また、この空洞５３には、前述した発光素子３１、受光素子３２および制御素子４が収まっている。これにより、発光素子３１、受光素子３２および制御素子４を外部環境や異物付着等から保護することができる。

【0034】

レンズアレイ５は、光透過性を有しており、光路Ｐ２を通過させることができる。また、底部５１にはレンズ５４が形成されている。このレンズ５４は、例えば凸レンズであり、光路Ｐ２を伝搬する光を目的とする位置に集束することができる。

【0035】

なお、レンズアレイ５には、レンズ５４の他に、回折格子、偏光子、プリズム、フィルター等が設けられていてもよい。

【0036】

また、レセプタクル６１の右側には、ＭＰＯ型受容部６１２が形成されている。そして、このＭＰＯ型受容部６１２には、光ファイバー９１の左端に取り付けられたＭＰＯ型光コネクター９２が挿入され、嵌合している。これにより、光ファイバー９１と光導波路１との間が光学的に接続されている。その結果、光モジュール１００に対して外部からの光学的接続が図られる。

【0037】

筐体７は、電気配線８１や電気コネクター８２および光ファイバー９１やＭＰＯ型光コネクター９２を除く各部を収納する箱状の部材である。このような筐体７に収納することにより、各部を外部環境から保護し、光モジュール１００の信頼性および可搬性を高めることができる。

【0038】

なお、筐体７の一部には貫通孔が設けられ、そこから電気基板２の接点２３が設けられた部分が突出している。これにより、接点２３に対して電気コネクター８２を容易に装着することができる。また、同様に、筐体７の一部に設けられた貫通孔からレセプタクル６１のＭＰＯ型受容部６１２が露出している。これにより、ＭＰＯ型受容部６１２に対してＭＰＯ型光コネクター９２を挿入するだけで、光モジュール１００に対して光ファイバー９１を容易に接続することができる。

【0039】

筐体７の構成材料としては、例えばステンレス鋼、アルミニウム合金、チタン合金のような金属材料の他、各種樹脂材料、各種セラミックス材料等が挙げられる。
＜光導波路＞
次に、光導波路１について説明する。

【0040】

図３は、図２に示す光導波路の平面図である。また、図４は、図３に示す光導波路の部分拡大斜視図である。

【0041】

前述したように、光導波路１は、シート状をなしており、図３の下から上に向かって出射された光を、コア部１４に入射させ、通信することが可能になっている。

【0042】

本実施形態に係る光導波路１は、図４の下側から、下側保護層１７、クラッド層１１、コア層１３、クラッド層１２、および上側保護層１８がこの順で積層されてなる積層体１０を備えている。また、コア層１３中には、図３の上下方向に延在する長尺状のコア部１４と、コア層１３の厚さ方向から見てコア部１４の側面に隣接して設けられた側面クラッド部１５と、が形成されている。

【0043】

一方、図３、４に示す光導波路１は、前述したように、図１に示す光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換する反射部１６ａを備えている。この反射部１６ａは、図４に示すように、積層体１０の上面に開口し、コア層１３を貫通する凹部１６０の内面の一部である。すなわち、反射部１６ａは、空洞である凹部１６０とコア部１４との界面の一部である。このため、反射部１６ａでは、屈折率差に基づくフレネル反射によって光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換することができる。具体的には、図１の左右方向に延在する光路Ｐ１と、図１の上下方向に延在する光路Ｐ２と、の間が相互に変換される。

【0044】

以下、光導波路１の各部についてさらに詳述する。
－コア層－
図４に示すコア層１３中に形成されているコア部１４は、その側面が、側面クラッド部１５およびクラッド層１１、１２で囲まれている。そして、コア部１４の屈折率は、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。これにより、コア部１４に光を閉じ込めて伝搬させることができる。

【0045】

コア層１３において、光路Ｐ１に直交する面内における屈折率分布は、いかなる分布であってもよく、例えば屈折率が不連続的に変化したいわゆるステップインデックス（ＳＩ）型の分布であってもよく、屈折率が連続的に変化したいわゆるグレーデッドインデックス（ＧＩ）型の分布であってもよい。

【0046】

また、コア部１４の光路Ｐ１に直交する面による断面形状は、特に限定されず、図示した四角形以外に、真円、楕円形、長円形等の円形、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形、その他の異形状であってもよい。

【0047】

また、コア層１３を厚さ方向から見たとき、コア部１４は、後述する拡幅部１４１において２つに分岐している。これにより、光信号を２つに分配することができる。なお、この分岐構造については後に詳述する。

【0048】

また、コア層１３の平均厚さは、特に限定されないが、１～２００μｍ程度であるのが好ましく、５～１００μｍ程度であるのがより好ましく、１０～７０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１の伝送効率の低下を抑えつつ光導波路１の薄型化を図ることができる。

【0049】

コア層１３の構成材料（主材料）としては、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂のような環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のようなポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、また、ベンゾシクロブテン系樹脂やノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂のような各種樹脂材料等が挙げられる。なお、樹脂材料には、異なる組成のものを組み合わせた複合材料も用いられる。

【0050】

－クラッド層－
クラッド層１１、１２の平均厚さは、それぞれ１～２００μｍ程度であるのが好ましく、３～１００μｍ程度であるのがより好ましく、５～６０μｍ程度であるのがさらに好ましい。これにより、光導波路１が必要以上に厚膜化するのを防止しつつ、クラッド層１１、１２としての機能が確保される。

【0051】

また、クラッド層１１、１２の構成材料としては、例えば、前述したコア層１３の構成材料と同様の材料を用いることができるが、特に（メタ）アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種であるのが好ましく、（メタ）アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂がより好ましい。

【0052】

なお、クラッド層１１、１２は、必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。このとき、例えばコア層１３が外気（空気）に曝されていれば、その外気がクラッド層１１、１２として機能する。

【0053】

－保護層－
図４に示す光導波路１では、下側保護層１７および上側保護層１８が、コア層１３やクラッド層１１、１２を保護し、外部環境等に起因したコア部１４の伝送効率の低下を抑制することができる。

【0054】

下側保護層１７および上側保護層１８の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド等の各種樹脂を含む材料が挙げられる。

【0055】

下側保護層１７および上側保護層１８の平均厚さは、特に限定されないが、５～５００μｍ程度であるのが好ましく、１０～４００μｍ程度であるのがより好ましい。

【0056】

また、下側保護層１７および上側保護層１８は、互いに同じ構成であっても互いに異なる構成であってもよい。

【0057】

なお、下側保護層１７および上側保護層１８は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、少なくとも一方が省略されていてもよい。

【0058】

－凹部－
凹部１６０は、コア部１４の延在方向の端部に設けられている。そして、凹部１６０の内面に設けられた反射部１６ａは、コア部１４の光路Ｐ１に対して傾斜する面である。この反射部１６ａの傾斜角度に応じて、光路Ｐ１の変換角度を調整することができる。

【0059】

図４に示す凹部１６０は、コア層１３の面内において光路Ｐ１と直交する方向から見たとき、下方に頂点を持つ三角形に準じた形状をなしている。そして、反射部１６ａは、図４に示すように、クラッド層１１からコア層１３およびクラッド層１２を経て上側保護層１８に至るまでの間に連続して形成された平坦面である。なお、凹部１６０の形状は、図４に示す形状に限定されず、いかなる形状であってもよい。

【0060】

また、反射部１６ａの傾斜角度は、特に限定されないが、図１に示す光導波路１の下面を基準面としたとき、基準面と反射部１６ａとがなす角度の鋭角側は、３０～６０°程度であるのが好ましく、４０～５０°程度であるのがより好ましい。傾斜角度を前記範囲内に設定することにより、反射部１６ａにおいてコア部１４の光路Ｐ１を効率よく変換し、光路変換に伴う損失を抑制することができる。

【0061】

なお、凹部１６０の最深部の位置、すなわち三角形の頂点の位置は、特に限定されないが、少なくともコア層１３よりもクラッド層１１側であるのが好ましい。

【0062】

また、本実施形態に係るコア層１３には、凹部１６０に対応する位置に設けられ、コア部１４よりも幅が広い拡幅部１４１（第１光路変換コア部）が形成されている。すなわち、図３に示すように、コア層１３を平面視したとき、拡幅部１４１は、凹部１６０を内包するような長方形をなしており、かつ、コア部１４の図３における上端に隣接している。この拡幅部１４１の屈折率は、コア部１４と同様、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。このような拡幅部１４１を設けることにより、反射部１６ａのうち、コア層１３の断面に露出する材料は、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２よりも屈折率の高い材料となる。このため、反射部１６ａにおける屈折率差をより大きくすることができ、反射率を高めるとともに、反射損失を低減することができる。

【0063】

また、本実施形態に係る光導波路１は、図３に示すように、後述する支線コア部１９４の下方に設けられ、光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換する反射部１６ｂ（第２反射部）を備えている。この反射部１６ｂは、図４に示す積層体１０の上面に開口し、コア層１３を貫通する凹部１６１の内面の一部である。すなわち、反射部１６ｂは、空洞である凹部１６１とコア部１４との界面の一部である。このため、反射部１６ｂでは、屈折率差に基づくフレネル反射によって光路Ｐ１と光路Ｐ２との間を相互に変換することができる。具体的には、図１の左右方向に延在する光路Ｐ１と、図１の上下方向に延在する光路Ｐ２と、の間が相互に変換される。

【0064】

また、本実施形態に係るコア層１３には、凹部１６１に対応する位置に設けられ、コア部１４よりも幅が広い拡幅部１４２（第２光路変換コア部）が形成されている。すなわち、図３に示すように、コア層１３を平面視したとき、拡幅部１４２は、凹部１６１を内包するような長方形をなしており、かつ、コア部１４の図３における下端に隣接している。この拡幅部１４２の屈折率は、コア部１４と同様、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２の屈折率よりも高くなっている。このような拡幅部１４２を設けることにより、反射部１６ｂのうち、コア層１３の断面に露出する材料は、コア部１４を構成する材料、すなわち、側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２よりも屈折率の高い材料となる。このため、反射部１６ｂにおける屈折率差をより大きくすることができ、反射率を高めるとともに、反射損失を低減することができる。

【0065】

なお、本実施形態では、凹部１６０、１６１内を空気が占めているが、その代わりにコア部１４よりも低屈折率の材料で占められていてもよい。

【0066】

また、凹部１６０、１６１に代えて、コア層１３の厚さ方向に光路を曲げる湾曲導波路が設けられていてもよい。

【0067】

－分岐パターン－
図３に示す光導波路１は、前述したように分岐構造を含む複数のコア部１４と拡幅部１４１および拡幅部１４２とが形成されたコア層１３を有している。すなわち、コア層１３は、分岐パターン１９に形成された複数のコア部１４と拡幅部１４１および拡幅部１４２とを有している。

【0068】

この分岐パターン１９は、内部に反射部１６ａを備える拡幅部１４１（第１光路変換コア部）と、拡幅部１４１から延在するとともに反射部１６ａと光学的に接続され、拡幅部１４１よりも幅が小さい本線コア部１９３と、拡幅部１４１から延在するとともに反射部１６ａと光学的に接続され、拡幅部１４１よりも幅が小さく、かつ、本線コア部１９３から離間している支線コア部１９４と、支線コア部１９４に隣接する拡幅部１４２と、を備えている。

【0069】

このうち、拡幅部１４１は、前述したように、反射部１６ａを内部に備えている。内部に備えるとは、コア層１３を平面視したとき、拡幅部１４１の内側に反射部１６ａを内包している状態を指す。このようにして反射部１６ａを内部に備えることにより、反射部１６ａにおいて側面クラッド部１５やクラッド層１１、１２よりも屈折率の高い材料が露出している面積を大きく確保することができる。その結果、反射部１６ａにおいて反射損失が小さい領域をより大きく確保することができる。

【0070】

このような分岐パターン１９が形成されていることにより、反射部１６ａに入射した光は、２つに分配され、本線コア部１９３と支線コア部１９４からそれぞれ出射する。したがって、例えば本線コア部１９３から通信用の光を取り出す一方、支線コア部１９４からモニター用の光を取り出すことができる。このモニター用の光は、通信用の光に影響を与えることなく、例えば反射部１６ａから入射した光の品質を検査するために用いられる。したがって、例えばモニター用の光の光強度を検出することにより、発光素子３１の健全性を監視することができる。

【0071】

なお、光学的に接続とは、接続対称の２つの部位同士が、コア部１４を構成する材料、すなわち相対的に屈折率が大きい材料でつながっている状態をいう。

【0072】

また、拡幅部１４１から延在する本線コア部１９３の線形は、特に限定されないが、拡幅部１４１から少なくとも所定の長さの範囲では直線的であるのが好ましい。これにより、反射部１６ａから本線コア部１９３に入射する光の入射効率を特に高めることができる。その結果、過剰損失を抑制することができる。このとき、所定の長さは、例えば５０μｍとされる。以下、本線コア部１９３のうち、拡幅部１４１から直線的に延在する部分を、基準部分１９１という。

【0073】

また、本線コア部１９３のうち、拡幅部１４１との境界を入射端部１９３１としたとき、入射端部１９３１における幅の中心点を光入射点１９３１ａとする。さらに、本線コア部１９３のうち、入射端部１９３１から５０μｍの位置における幅の中心点を基準部分出射点１９３１ｂとする。このとき、光入射点１９３１ａと基準部分出射点１９３１ｂとを結ぶ直線を仮想直線ＶＬという。

【0074】

なお、本明細書における過剰損失とは、光導波路１に入射した光強度のうち、本線コア部１９３および支線コア部１９４で出射する光強度以外の損失分のことをいう。
ここで、本実施形態に係る分岐パターン１９は、以下の３つの条件を満たしている。

【0075】

［１］本線コア部１９３および支線コア部１９４が、それぞれ拡幅部１４１（第１光路変換コア部）から延在し、かつ、反射部１６ａと光学的に接続されていること

【0076】

［２］本線コア部１９３の幅および支線コア部１９４の幅が、それぞれ拡幅部１４１（第１光路変換コア部）の幅よりも小さいこと

【0077】

［３］本線コア部１９３と支線コア部１９４とが互いに離間していること
以下、［１］～［３］について順次説明する。

【0078】

［１］本線コア部１９３および支線コア部１９４が、それぞれ拡幅部１４１（第１光路変換コア部）から延在し、かつ、反射部１６ａと光学的に接続されていること
拡幅部１４１は、前述したように、図３においてコア部１４の上端に隣接している部位であって、内部に反射部１６ａを備えている。そして、本線コア部１９３および支線コア部１９４は、それぞれ拡幅部１４１から図３の下方に向かって延在している。したがって、拡幅部１４１と本線コア部１９３との間、および、拡幅部１４１と支線コア部１９４との間は、それぞれ屈折率の高い領域でつながっている。このため、反射部１６ａと本線コア部１９３との間、および、反射部１６ａと支線コア部１９４との間は、それぞれ光学的に接続されている。

【0079】

このような分岐パターン１９によれば、反射部１６ａを、本線コア部１９３と支線コア部１９４の双方に対して、損失を抑えつつ光学的に接続することができる。このため、反射部１６ａに入射した光を、効率よく、本線コア部１９３と支線コア部１９４に振り分けることができ、過剰損失が小さい光導波路１を実現することができる。

【0080】

［２］本線コア部１９３の幅および支線コア部１９４の幅が、それぞれ拡幅部１４１（第１光路変換コア部）の幅よりも小さいこと
本線コア部１９３の幅および支線コア部１９４の幅が、それぞれ拡幅部１４１の幅よりも小さいため、裏を返すと、拡幅部１４１の幅は、本線コア部１９３の幅および支線コア部１９４の幅よりそれぞれ大きい。このため、拡幅部１４１は、図３に示すように、余裕を持って、本線コア部１９３の入射端部１９３１および支線コア部１９４の入射端部１９４３の双方に隣接することができる。また、それに伴って、拡幅部１４１の内部に設けられる反射部１６ａについても、その幅を十分に広げることができるので、反射部１６ａで反射した光を、本線コア部１９３および支線コア部１９４の双方に対して効率よく導入することができる。

【0081】

拡幅部１４１の幅は、入射端部１９３１の幅の１５０～５００％であるのが好ましく、２００～４００％であるのがより好ましい。これにより、拡幅部１４１は、本線コア部１９３と支線コア部１９４の双方に対して隣接することができる程度の十分な幅を有することになる。特に、拡幅部１４１は、反射部１６ａを内包する部位であるため、拡幅部１４１の幅を前記範囲内に設定することにより、反射部１６ａの幅も十分に広く確保することができる。その結果、例えば反射部１６ａの幅の中心を仮想直線ＶＬに合わせた場合でも、反射部１６ａの幅の端を支線コア部１９４の入射端部１９４３に合わせることができる。換言すれば、反射部１６ａの幅の中心は、比較的面精度が高い傾向があるため、この領域を本線コア部１９３の入射端部１９３１に合わせることによって、伝搬モードが揃った光を本線コア部１９３に入射することができる。これにより、伝送効率が高くパルスの鈍りも発生しにくい、高品質な光通信を実現することができる。

【0082】

これに対し、反射部１６ａの幅の端は、比較的面精度が低い傾向があるため、反射部１６ａの幅の端で反射した光は、高次モードを多く含む可能性がある。このため、この領域で反射した光を通信用の光として利用した場合、光通信の品質が低下しやすいという問題がある。

【0083】

その一方、反射部１６ａの幅の端で反射した光をモニター用の光として利用する分には、特に問題がない。したがって、反射部１６ａの幅の端を支線コア部１９４の入射端部１９４３に合わせることにより、従来は活用することができていなかった光を有効利用することができる。その結果、通信用の光の光強度を著しく減少させることなく、モニター用の光の光強度を確保することができる。

【0084】

なお、拡幅部１４１の幅が前記上限値を上回ってもよいが、その場合、反射部１６ａの幅の中心を仮想直線ＶＬに合わせた場合、反射部１６ａの幅の端が仮想直線ＶＬから大きく離れることになる。このため、過剰損失が増大するとともに、分岐パターン１９の配置密度を高めることが難しくなるおそれがある。

【0085】

また、本線コア部１９３の幅および支線コア部１９４の幅が、それぞれ拡幅部１４１（第１光路変換コア部）の幅以上である場合、反射部１６ａから本線コア部１９３と支線コア部１９４に光を導入する際、双方に対して光を導入することができないおそれがある。

【0086】

また、本線コア部１９３の幅は、特に限定されないが、２０～８０μｍであるのが好ましく、２５～７５μｍであるのがより好ましい。これにより、複数の分岐パターン１９を並列させるとき、その密度を高めるとともに、小型化を図ることができる。また、伝送効率が低くなるのを抑制することができる。

【0087】

すなわち、本線コア部１９３の幅が前記下限値を下回ると、本線コア部１９３の伝送効率が低下するおそれがある。一方、本線コア部１９３の幅が前記上限値を上回ると、本線コア部１９３の配置密度を十分に高めることができないおそれがある。

【0088】

なお、本線コア部１９３の幅とは、仮想直線ＶＬに直交する方向における長さのことをいう。

【0089】

また、本線コア部１９３の幅は、その全長にわたって本線コア部１９３の入射端部１９３１の幅の８０～１２０％であるのが好ましく、９０～１１０％であるのがより好ましい。これにより、本線コア部１９３の幅は、全体でほぼ一定になるため、過剰損失が小さく、高品質な光通信を実現可能なものとなる。

【0090】

また、支線コア部１９４の幅は、本線コア部１９３の幅と同じであっても、狭くてもよいが、本線コア部１９３の幅より広いことが好ましい。これにより、通信用の光の光強度を減少させることなく、モニター用の光の光強度を十分に確保することができる。その結果、本線コア部１９３から出射する通信用の光の光強度と支線コア部１９４から出射するモニター用の光の光強度とのバランスが良好になる。

【0091】

具体的には、支線コア部１９４の幅は、本線コア部１９３の入射端部１９３１の幅の１００％超であるのが好ましく、１０１～２００％であるのがより好ましく、１１０～１５０％であるのがさらに好ましい。支線コア部１９４の幅が前記下限値を下回ると、支線コア部１９４の幅を広げた効果を十分に享受することができないおそれがある。一方、支線コア部１９４の幅が前記上限値を上回ると、支線コア部１９４の幅が過剰に広くなるため、分岐パターン１９の配置密度を十分に高めることができないおそれがある。

【0092】

［３］本線コア部１９３と支線コア部１９４とが互いに離間していること
本線コア部１９３と支線コア部１９４とが互いに離間しているとは、本線コア部１９３と支線コア部１９４との間に側面クラッド部１５が介挿されている状態をいう。

【0093】

本線コア部１９３と支線コア部１９４とが互いに離間していることにより、本線コア部１９３を伝搬する光が支線コア部１９４に漏れ出すことが抑制される。これにより、通信用の光の光強度が減少するのを抑制することができる。また、本線コア部１９３から側面クラッド部１５に光が漏れ出したり、反射部１６ａから側面クラッド部１５に光が入射したりした場合でも、これらの漏れ光を支線コア部１９４に取り込むことができる。これにより、漏れ光が本線コア部１９３に入射することを抑制し、光通信の品質が低下するのを防止することができる。すなわち、漏れ光を支線コア部１９４に閉じ込めることにより、漏れ光による光通信への影響を最小限に留めることができる。

【0094】

本線コア部１９３と支線コア部１９４との離間距離Ｓは、特に限定されないが、２～３０μｍであるのが好ましく、４～１０μｍであるのがより好ましい。離間距離Ｓを前記範囲内に設定することにより、分岐パターン１９の配置密度を高めつつ、本線コア部１９３から支線コア部１９４に漏れ出す光の光強度を最小限に留めることができる。その結果、光導波路１の小型化と光通信の高品質化とを両立させることができる。

【0095】

なお、離間距離Ｓが前記下限値を下回ると、本線コア部１９３から支線コア部１９４に漏れ出す光の光強度が増加するおそれがある。一方、離間距離Ｓが前記上限値を上回ると、側面クラッド部１５に漏れ出す光の光強度が増加し、過剰損失が増加するおそれがある。

【0096】

以上のような３つの条件を満たすことにより、光導波路１は、過剰損失が小さく、かつ、小型化が図られたものとなる。

【0097】

また、光モジュール１００は、前述したように、光導波路１と、電気基板２と、光導波路１と光学的に接続されている発光素子３１および受光素子３２と、を有している。このような光モジュール１００では、光導波路１においてモニター用の光を受光素子３２で受光し、その光強度を監視しつつ、通信用の光に十分な光強度を確保して、高品質な光通信が可能になっている。つまり、モニター用の光に十分な光強度を確保しつつ、通信用の光を高めることができるので、これらのバランスを良好に保ち、しかも、光導波路１における過剰損失が小さいため、高品質な光通信を可能にしつつ、発光素子３１の健全性を常時監視可能であるという付加価値も有している。また、光モジュール１００は、小型化も可能であり、様々な電子機器に搭載可能である。したがって、かかる光モジュール１００は、信頼性の高いものとなる。

【0098】

なお、制御素子４は、受光素子３２によってモニター用の光の光強度を監視し、例えば光強度が閾値を下回った場合には、警告を発報したり、発光素子３１の駆動を停止したりしてもよい。また、光強度の変動によって、発光素子３１の劣化状況を予測し、不具合に至る前に発光素子３１の交換を促すことも可能である。

【0099】

また、支線コア部１９４の長さＬ１は、８００～１００００μｍであるのが好ましく、９００～８０００μｍであるのがより好ましく、１０００～７０００μｍであるのがさらに好ましい。長さＬ１を前記範囲内に設定することにより、光導波路１や光モジュール１００の小型化を図ることができる。なお、長さＬ１が前記下限値を下回ると、本線コア部１９３や支線コア部１９４をより大きな曲率で曲げなければ、支線コア部１９４の出射端部１９４４に隣接して設けられた拡幅部１４２に必要なスペースを確保することが難しくなるおそれがある。そして、大きな曲率で曲げた場合、本線コア部１９３や支線コア部１９４における曲げ損失が増大し、光導波路１の過剰損失が増大するおそれがある。

【0100】

なお、支線コア部１９４の長さＬ１は、支線コア部１９４の仮想直線ＶＬに沿った長さのことをいう。

【0101】

また、本線コア部１９３の長さＬ２は、支線コア部１９４の長さＬ１より短くてもよいが、長いことが好ましい。これにより、本線コア部１９３の出射端部１９３２に前述したＭＴ型光コネクター６２を装着するとき、ＭＴ型光コネクター６２が反射部１６ｂに干渉してしまうのを防止することができる。

【0102】

なお、長さＬ２は、特に限定されないが、１０００μｍ～１００ｍｍであるのが好ましく、１５００μｍ～５０ｍｍであるのがより好ましい。これにより、光導波路１および光モジュール１００の十分な小型化が図られる。

【0103】

また、図３に示す支線コア部１９４は、曲がる方向が異なる２つの部位として、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２を含んでいる。

【0104】

図５は、図３に示す支線コア部１９４を拡大して示す図である。また、図６は、図５に示す第２形状曲線部１９４２を模式的に強調して示す図であり、図７は、図５に示す第１形状曲線部１９４１を模式的に強調して示す図である。なお、図５～７では、それぞれ支線コア部１９４の線形における曲率を図３に比べて強調している。

【0105】

図３に示す支線コア部１９４は、図５に強調して示すように、拡幅部１４１から延出する第２形状曲線部１９４２と、そこから延出する第１形状曲線部１９４１と、を含んでいる。

【0106】

ここで、支線コア部１９４の幅の中心点の集合体を支線中心軸Ｃ２とする。このとき、図３に示す支線コア部１９４は、その延在方向に沿って拡幅部１４１から遠ざかるように移動するとき、コア層１３の平面視において、図６に示すように、支線中心軸Ｃ２の接線ＴＬ２１、ＴＬ２２、ＴＬ２３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度β１、β２、β３が徐々に大きくなるように曲がっている第２形状曲線部１９４２と、図７に示すように、支線中心軸Ｃ２の接線ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ１３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度α１、α２、α３が徐々に小さくなるように曲がっている第１形状曲線部１９４１と、を含む。

【0107】

このうち、図６に示す第２形状曲線部１９４２では、支線中心軸Ｃ２上の互いに離れた３点について接線ＴＬ２１、ＴＬ２２、ＴＬ２３を引いている。この接線ＴＬ２１、ＴＬ２２、ＴＬ２３は、拡幅部１４１側からこの順で並んでいる。そして、接線ＴＬ２１と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をβ１とし、接線ＴＬ２２と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をβ２とし、接線ＴＬ２３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をβ３としたとき、β１＜β２＜β３の関係を満たしている。

【0108】

このような第２形状曲線部１９４２を含むことにより、支線コア部１９４を本線コア部１９３から徐々に離すことができる。これにより、支線コア部１９４における曲げ損失を抑制することができる。また、支線コア部１９４の出射端部１９４４を接続する反射部１６ｂとして、十分な大きさの反射部１６ｂを設けるためのスペースを確保することができる。その結果、反射部１６ｂにおける反射損失を十分に抑制することができる。

【0109】

一方、図７に示す第１形状曲線部１９４１では、支線中心軸Ｃ２上の互いに離れた３点について接線ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ１３を引いている。この接線ＴＬ１１、ＴＬ１２、ＴＬ１３は、拡幅部１４１側からこの順で並んでいる。そして、接線ＴＬ１１と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をα１とし、接線ＴＬ１２と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をα２とし、接線ＴＬ１３と仮想直線ＶＬとのなす角度のうち鋭角側の角度をα３としたとき、α１＞α２＞α３の関係を満たしている。

【0110】

このような第１形状曲線部１９４１を含むことにより、支線コア部１９４を本線コア部１９３に向けて徐々に近づけることができる。これにより、双方の離間距離が広くなりすぎるのを防止して、分岐パターン１９の幅を最適化することができる。

【0111】

以上のことから、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２を含むことにより、小型化を図りつつ、曲げ損失および反射損失を抑え、過剰損失の小さい光導波路１を実現することができる。

【0112】

なお、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２の曲率は、曲げ損失の観点のみからするとできるだけ小さい方がよい。すなわち、曲率半径はできるだけ大きい方がよい。しかしながら、曲率半径が大きいと、拡幅部１４２を配置するスペースを確保するために、長さＬ１を非常に長くすることが求められる。そうすると、光導波路１や光モジュール１００の小型化が困難になるおそれがある。

【0113】

そこで、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２の曲率半径は、それぞれ０．３０～５．０ｍｍであるのが好ましく、０．５０～３．０ｍｍであるのがより好ましく、１．０～２．５ｍｍであるのがさらに好ましい。曲率半径を前記範囲内に設定することにより、曲げ損失を許容範囲内に抑えつつ、光導波路１の十分な小型化を図ることができる。

【0114】

なお、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２の曲率半径は、支線中心軸Ｃ２の曲率半径として求められる。

【0115】

また、支線コア部１９４は、第１形状曲線部１９４１および第２形状曲線部１９４２以外の部位として、直線状に延在する部位を含んでいてもよい。

【0116】

また、本実施形態では、図３に示すように、本線コア部１９３が仮想直線ＶＬに沿って直線状に伸びている。このとき、仮想直線ＶＬと支線中心軸Ｃ２との最大距離Ｌ３は、５０～１５０μｍであるのが好ましく、７５～１２５μｍであるのがより好ましい。これにより、分岐パターン１９の幅を十分に狭くすることができる。このため、例えば図３に示すように複数の分岐パターン１９を並列に配置したとき、配置の密度を高めやすくなる。その結果、小型化と多チャンネル化とを両立させた光導波路１および光モジュール１００を実現することができる。

【0117】

なお、最大距離Ｌ３が前記下限値を下回ると、拡幅部１４２に必要なスペースを確保することができず、そこに設けられる凹部１６１の幅も制限されることとなる。その結果、反射部１６ｂを介した光路変換に伴う反射損失が増大するおそれがある。一方、最大距離Ｌ３が前記上限値を上回ると、分岐パターン１９の配置密度が低下し、小型化と多チャンネル化との両立が困難になるおそれがある。また、支線コア部１９４の線形において曲率をより大きくする必要が生じるため、モニター用の光の光強度が減少するおそれがある。

【0118】

また、本線コア部１９３が直線状に伸びている場合、曲げ損失がないため、通信用の光の光強度を実質的に最大化することができる。なお、本線コア部１９３は、図示した形状に限定されず、曲線状に伸びていてもよいし、直線状に伸びている部位と曲線状に伸びている部位の双方を含んでいてもよい。

【0119】

また、図３に示す分岐パターン１９は、コア層１３の平面視において、本線コア部１９３の延長線１９３Ｅおよび支線コア部１９４の延長線１９４Ｅの双方が反射部１６ａと交差している。すなわち、本線コア部１９３を拡幅部１４１側に延長してなる延長線１９３Ｅ、および、支線コア部１９４を拡幅部１４１側に延長してなる延長線１９４Ｅは、図３に示すコア層１３の平面視において、それぞれ反射部１６ａと重なっている。これにより、例えば反射部１６ａで反射した光を、効率よく本線コア部１９３および支線コア部１９４に導入することができる。また、拡幅部１４１自体を光の分岐構造として用いることもできる。したがって、小型であっても過剰損失が小さい光導波路１が得られる。

【0120】

なお、延長線１９３Ｅについては、その幅の全体が反射部１６ａと交差することが好ましい。これにより、本線コア部１９３に導入される光強度を十分に確保することができる。一方、延長線１９４Ｅについては、その幅の全体が反射部１６ａと交差していてもよいが、その幅の一部が反射部１６ａと交差していることが好ましい。これにより、支線コア部１９４に導入される光強度を必要かつ十分に確保しつつ、反射部１６ａで反射されても無駄になってしまう光を減らすことができる。その結果、過剰損失が小さい光導波路１が得られる。

【0121】

なお、延長線１９３Ｅ、１９４Ｅは、反射部１６ａの傾斜角度等によっては、必ずしも上記のような配置になっていなくてもよい。また、延長線１９３Ｅ、１９４Ｅについては、図３において斜線を付して示している。

【0122】

また、本実施形態に係るコア層１３は、仮想直線ＶＬに交差する方向に沿って並ぶ複数の分岐パターン１９を備えている。これにより、各分岐パターン１９に対して、互いに独立した複数の光信号を同時に入射することができるので、例えば多チャンネルの光ファイバーに対しても接続可能になり、大容量の光通信が可能になる。なお、コア層１３中に形成される分岐パターン１９の数は、特に限定されないが、１～１００本程度であるのが好ましい。なお、分岐パターン１９の数が多い場合は、必要に応じて光導波路１を多層化してもよい。具体的には、図４に示すクラッド層１２上に、さらにコア層とクラッド層とを交互に重ねることにより多層化することができる。

【0123】

なお、隣り合う分岐パターン１９同士の離間距離、すなわち、図３に示す隣り合う分岐パターン１９の仮想直線ＶＬ同士の距離Ｌ４は、特に限定されないが、１００～２５０μｍであるのが好ましく、１５０～２５０μｍであるのがより好ましい。これにより、分岐パターン１９同士の干渉を避けつつ、分岐パターン１９の配置密度を十分に高めることができる。その結果、光導波路１の小型化と多チャンネル化とを両立させることができる。このため、モニター用の光の光強度の検出精度が低下したり、光通信の品質が低下したりするのを抑制することができる。

【0124】

また、本線コア部１９３から出射する光強度を本線出射強度とし、支線コア部１９４から出射する光強度を支線出射強度とするとき、本線出射強度に対する支線出射強度の比（分岐比）は、－２５ｄＢ以上であることが好ましく、－２０～－１０ｄＢであることがより好ましい。このような分岐比であれば、本線コア部１９３から出射する通信用の光の光強度と、支線コア部１９４から出射するモニター用の光の光強度と、のバランスが特に良好になる。すなわち、光通信の品質を著しく低下させることなく、モニター用の光の光強度を十分に確保することができる。その結果、良好な光通信を行いながら、同時に、発光素子３１の健全性をより正確に監視し続けることができる。

【0125】

＜電子機器＞
上述したような本発明の光導波路によれば、前述したように、モニター用の光の光強度を監視可能になっており、かつ、通信用の光の光強度を十分に確保することができるので、電子機器に対して、発光素子３１の健全性を監視する機能を容易に付与可能である。しかも、光導波路１は、過剰損失が小さく、かつ、小型化が図られているため、高品質な光通信が可能で、かつ、電子機器の小型化を容易にする。したがって、本発明の光導波路を備えることにより、信頼性の高い電子機器（本発明の電子機器）が得られる。

【0126】

本発明の電子機器としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ装置、パソコン、テレビ、サーバー、スーパーコンピューター等の電子機器類が挙げられる。

【0127】

以上、本発明の光導波路、光モジュールおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0128】

例えば、前記実施形態では、光導波路と受発光素子との間にレンズを配置しているが、このレンズは必要に応じて設けられればよく、省略されてもよい。また、光モジュールの筐体も、省略されてもよい。

【0129】

また、光モジュールが備える光コネクターの形状は、特に限定されず、いかなる形状であってもよい。また、光コネクターは、必要に応じて設けられればよく、例えば光導波路と光ファイバーとが直接接続されていてもよいし、光導波路に設けられた反射部を介して光ファイバーと接続されていてもよい。

【0130】

また、電気基板は、リジッド基板、フレキシブル基板のような樹脂基板がよく用いられるが、セラミックス基板やガラス基板等であってもよい。

【符号の説明】

【0131】

１ 光導波路
２ 電気基板
４ 制御素子
５ レンズアレイ
７ 筐体
１０ 積層体
１１ クラッド層
１２ クラッド層
１３ コア層
１４ コア部
１５ 側面クラッド部
１６ａ 反射部
１６ｂ 反射部
１７ 下側保護層
１８ 上側保護層
１９ 分岐パターン
２１ 絶縁基板
２２ 導電層
２３ 接点
３１ 発光素子
３２ 受光素子
５１ 底部
５２ 壁部
５３ 空洞
５４ レンズ
６１ レセプタクル
６２ ＭＴ型光コネクター
８１ 電気配線
８２ 電気コネクター
９１ 光ファイバー
９２ ＭＰＯ型光コネクター
１００ 光モジュール
１４１ 拡幅部
１４２ 拡幅部
１６０ 凹部
１６１ 凹部
１９１ 基準部分
１９３ 本線コア部
１９３Ｅ 延長線
１９４ 支線コア部
１９４Ｅ 延長線
６１１ ＭＴ型受容部
６１２ ＭＰＯ型受容部
１９３１ 入射端部
１９３１ａ 光入射点
１９３１ｂ 基準部分出射点
１９３２ 出射端部
１９４１ 第１形状曲線部
１９４２ 第２形状曲線部
１９４３ 入射端部
１９４４ 出射端部
Ｃ２ 支線中心軸
Ｌ３ 最大距離
Ｌ４ 距離
Ｐ１ 光路
Ｐ２ 光路
Ｓ 離間距離
ＴＬ１１ 接線
ＴＬ１２ 接線
ＴＬ１３ 接線
ＴＬ２１ 接線
ＴＬ２２ 接線
ＴＬ２３ 接線
ＶＬ 仮想直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】