特許 7579487 アイソレータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-29

(45)【発行日】2024-11-07

(54)【発明の名称】アイソレータ

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/28 20060101AFI20241030BHJP

   G02B 6/126 20060101ALI20241030BHJP

   G02F 1/095 20060101ALI20241030BHJP

【ＦＩ】

G02B27/28 A

G02B6/126

G02F1/095

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024535336

(86)(22)【出願日】2023-10-20

(86)【国際出願番号】 JP2023038093

【審査請求日】2024-06-12

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【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】杉田 丈也

(72)【発明者】

【氏名】前田 暖

【審査官】河村 麻梨子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２３－１３１６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１８２１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６９３９５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２７／２８

Ｇ０２Ｆ １／０９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板の主面に沿って延在し、該主面上に並んで位置する複数の導波路部と、
前記複数の導波路それぞれの延在方向に垂直な断面において前記複数の導波路部それぞれの外縁の少なくとも一部を覆い、前記主面の法線方向から見て前記複数の導波路部の中の一部の第１の導波路部と重なる位置に前記基板の反対側の表面から陥凹する凹部を有する絶縁層と、
前記凹部内で前記主面の法線方向から見て前記第１の導波路部の少なくとも一部と重なるように位置する非相反性部材とを備え、
前記第１の導波路部の延在方向に垂直な断面において、前記法線方向に垂直な幅方向の前記第１の導波路部の長さをｗ１、前記非相反性部材の端と前記第１の導波路部に隣接する前記導波路部との該幅方向の間隔をｘ、前記第１の導波路部のモードフィールド径をｍｆｄ１、該導波路部のモードフィールド径をｍｆｄ２、該導波路部の該幅方向の長さをｗ２、及び前記非相反性部材の前記幅方向の長さｗ３とすると、以下の（１）、（２）式を満たす
アイソレータ。
ｗ１≦ｗ３≦ｍｆｄ１＋ｍｆｄ２－ｗ２－２×ｘ （１）
ｘ≧（ｍｆｄ２－ｗ２）／２ （２）

【請求項2】

請求項１に記載のアイソレータにおいて、
前記第１の導波路部の少なくとも一部が、前記非相反性部材に接する
アイソレータ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のアイソレータにおいて、
前記法線方向における前記凹部の底面の位置は、前記第１の導波路部の前記基板側とは反対側の表面の位置よりも前記基板に近い
アイソレータ。

【請求項4】

請求項１に記載のアイソレータにおいて、
前記第１の導波路部及び前記非相反性部材の間に、前記絶縁層が位置する
アイソレータ。

【請求項5】

請求項４に記載のアイソレータにおいて、
前記第１の導波路部及び前記非相反性部材の間に位置する前記絶縁層の前記法線方向の厚みは、前記第１の導波路部のモードフィールド径及び前記第１の導波路部の前記法線方向の厚みに基づいて定まる値以下である
アイソレータ。

【請求項6】

請求項１又は２に記載のアイソレータにおいて、
前記凹部の前記幅方向の長さは、前記非相反性部材の結晶サイズより長い
アイソレータ。

【請求項7】

請求項１又は２に記載のアイソレータにおいて、
前記非相反性部材はＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）を含む
アイソレータ。

【請求項8】

請求項１又は２に記載のアイソレータにおいて、
前記凹部を画定する面の中で、前記延在方向の端部に位置する面は、該延在方向の垂直面に対して傾斜する
アイソレータ。

【請求項9】

請求項１又は２に記載のアイソレータにおいて、
前記凹部を画定する面の中で、前記延在方向の端部に位置する面は、前記法線方向に対して前記凹部の外側に向かって傾斜する
アイソレータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アイソレータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

非相反位相効果を利用したアイソレータが提案されている（特許文献１参照）。当該アイソレータを、半導体基板上に形成することが検討されている。半導体基板には、他の構成要素も積層されるため、基板から比較的高い位置まで絶縁膜が成膜される。半導体基板上にアイソレータを形成するためには、基板上に形成されるコアとなる導波路に隣接させて、磁性部材を配置する必要がある。磁性部材を設ける位置に、エッチングによりトレンチを形成して半導体プロセスを完了させ、形成したトレンチに磁性体を埋込むことが検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】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】

アイソレータに対して、非相反位相効果を発揮しながら、小型化させることが求められている。

【0005】

従って、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされた本開示の目的は、非相反位相効果を発揮しながら小型化が可能なアイソレータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した諸課題を解決すべく、第１の観点によるアイソレータは、
基板と、
前記基板の主面に沿って延在し、該主面上に並んで位置する複数の導波路部と、
前記複数の導波路それぞれの延在方向に垂直な断面において前記複数の導波路部それぞれの外縁の少なくとも一部を覆い、前記主面の法線方向から見て前記複数の導波路部の中の一部の第１の導波路部と重なる位置に前記基板の反対側の表面から陥凹する凹部を有する絶縁層と、
前記凹部内で前記主面の法線方向から見て前記第１の導波路部の少なくとも一部と重なるように位置する非相反性部材とを備え、
前記第１の導波路部の延在方向に垂直な断面において、前記法線方向に垂直な幅方向の前記第１の導波路部の長さをｗ１、前記非相反性部材の端と前記第１の導波路部に隣接する前記導波路部との該幅方向の間隔をｘ、前記第１の導波路部のモードフィールド径をｍｆｄ１、該導波路部のモードフィールド径をｍｆｄ２、該導波路部の該幅方向の長さをｗ２、及び前記非相反性部材の前記幅方向の長さｗ３とすると、以下の（１）、（２）式を満たす。
ｗ１≦ｗ３≦ｍｆｄ１＋ｍｆｄ２－ｗ２－２×ｘ （１）
ｘ≧（ｍｆｄ２－ｗ２）／２ （２）

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態のアイソレータの第１の導波路部の延在方向に垂直な断面で切断した断面図である。

【図2】図１のアイソレータを法線方向から見た導波路部の構成を説明するための図である。

【図3】図２の変形例を法線方向から見た導波路部の構成を説明するための図である。

【図4】図１のアイソレータの変形例の断面図である。

【図5】図１のアイソレータの別の変形例の断面図である。

【図6】図１の凹部を法線方向から見た形状を説明するための図である。

【図7】図６の変形例の凹部を法線方向から見た形状を説明するための図である。

【図8】図６の別の変形例の凹部を有するアイソレータを幅方向に垂直な断面で切断した断面図である。

【図9】図１のアイソレータにおける一部の構成要素の幅方向のサイズを説明するための概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示を適用したアイソレータの実施形態について、図面を参照して説明する。

【0009】

図１に示すように、アイソレータ１０は、基板１１、複数の導波路部１２、絶縁層１３、及び非相反性部材１４を含んで構成される。アイソレータ１０は、更にボックス層１５を含んで構成されてよい。アイソレータ１０が適用される電磁波の波長は、１２００ｎｍ～１６００ｎｍが想定されている。アイソレータ１０は、放射源に結合されていてよい。放射源が放射する電磁波の波長が１２００ｎｍ～１６００ｎｍ内で選択されてよい。

【0010】

基板１１は、平板状である。基板１１は、金属等の導体、シリコン等の半導体、ガラス、又は樹脂等によって形成されてよい。本実施形態において、基板１１は、シリコン（Ｓｉ）である。

【0011】

ボックス層１５は、基板１１の基板面を覆うように積層されてよい。ボックス層１５は、シリコン酸化膜等の絶縁体によって形成されてよい。

【0012】

複数の導波路部１２は、基板１１の主面に沿って延在する。主面とは、最も大きな面であってよい。複数の導波路部１２は、主面に沿って並んで位置する。複数の導波路部１２は、それぞれ並行であってよい。複数の導波路部１２は、図２に示すように直接的又は間接的に連続する単一の導波路の一部であってよく、又は、図３に示すように別々に独立した、言換えると異なる導波路の一部であってよい。

【0013】

図１に示すように、複数の導波路部１２は、第１の導波路部１６及び第２の導波路部１７を含む。第１の導波路部１６は、基板１１の主面の法線方向から見て、後述する、絶縁層１３の凹部１８に重なって位置する。本願明細書において、法線方向は、基板１１の主面の法線方向を意味する。第１の導波路部１６の幅方向における少なくとも一部が、凹部１８に重なってよく、幅方向におけるすべてが重なってよい。幅方向は、導波路部１２の延在方向及び法線方向の両者に垂直な方向である。本願明細書において、特に限定しない場合、幅方向及び延在方向はそれぞれ、導波路部１２の幅方向及び延在方向を意味する。第２の導波路部１７は、法線方向から見て、凹部１８から外れて位置してよい。第１の導波路部１６及び第２の導波路部１７は、以後の説明において区別しない限り、導波路部１２と呼ばれる。

【0014】

導波路部１２は、少なくとも絶縁層１３及びボックス層１５に覆われる。導波路部１２は、更に、非相反性部材１４に覆われてよい。導波路部１２は、コアとも称される。絶縁層１３及びボックス層１５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。導波路部１２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。このような構成により、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。

【0015】

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いことにより、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。導波路部１２は、例えば、シリコンによって形成されてよい。

【0016】

絶縁層１３は、延在方向に垂直な断面において、複数の導波路部１２それぞれの外縁の少なくとも一部を覆う。絶縁層１３は、基板１１における導波路部１２が位置する側に位置してよい。絶縁層１３は、ボックス層１５の基板１１とは反対側に積層されていてよい。

【0017】

絶縁層１３は、例えば、第１の導波路部１２の少なくとも側面の少なくとも一部を覆ってよい。側面は、延在方向及び法線方向の両者に平行な面である。又は、図４に示すように、絶縁層１３は、導波路部１２の側面の一部を覆ってよい。更に、絶縁層１３は、第２の導波路部１７の側面全体を覆ってよい。

【0018】

図５に示すように、絶縁層１３は、第１の導波路部１６の、基板１１側とは反対側の面を覆ってよい。又、図１、４に示すように、絶縁層１３は、第２の導波路部１７の、基板１１側とは反対側の面を覆ってよい。

【0019】

図１、４、５に示すように、絶縁層１３は、法線方向から見て、複数の導波路部１２の中の一部である第１の導波路部１６と重なる位置に凹部１８を有してよい。凹部１８は、絶縁層１３の基板１１とは反対側の表面から陥凹する。

【0020】

図１に示すように、法線方向における凹部１８の底面の位置は、第１の導波路部１６の基板１１側とは反対側の表面（以後、「上面」とも呼ぶ。）の位置と同一であってよい。言換えると凹部１８の底面と、第１の導波路部１６の上面とは面一である。又は、図４に示すように、法線方向における凹部１８の底面の位置は、第１の導波路部の上面よりも基板１１に近くてよい。又は、図５に示すように、法線方向における凹部１８の底面の位置は、第１の導波路部１６の上面よりも基板１１から離れていてよい。

【0021】

なお、図４に示すように、法線方向における凹部１８の底面の位置が第１の導波路部１６の上面よりも基板１１に近い構成において、凹部１８の底面及び第１の導波路部１６の上面の段差が１００ｎｍ以下であってよい。当該段差は非相反性部材１４の結晶化に影響を及ぼすことがあるためである。非相反性部材１４としてＣｅ：ＹＩＧ（セリウム置換のイットリウム・鉄・ガーネット）が用いられる構成において、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。それゆえ、結晶化の阻害を抑制するためには、上述のように段差が１００ｎｍ以下であることが好ましい。

【0022】

図６に示すように、凹部１８を画定する面の中で、第１の導波路部１６の延在方向における端部に位置する第１の面ｓ１は、当該延在方向に垂直であってよい。又は、図７に示すように、第１の面ｓ１は、当該延在方向の垂直面から法線方向に平行な直線を軸に傾斜してよい。又は、図８に示すように、第１の面ｓ１は、法線方向に対して凹部１８の外側に向かって傾斜してよい。

【0023】

凹部１８の幅方向の長さは、後述する、凹部１８内に位置する非相反性部材１４の長さ以上であってよい。凹部１８の幅方向の長さは、図８のように法線方向において変化する構成においては、最小長さであってよい。凹部１８の幅方向の長さは、凹部１８内に位置する非相反性部材１４を結晶化した結晶の大きさよりも長くてよい。言換えれば、凹部１８の幅方向の長さは、当該凹部１８内に位置する非相反性部材１４の結晶サイズより長くてよい。

【0024】

非相反性部材１４は、第１の導波路部１６を伝搬するＴＭモードの電磁波の位相をずらす。なお、非相反性部材１４に非相反性を発現させるための磁場が、アイソレータ１０には印加されてよい。

【0025】

図１、４、５、８に示すように、非相反性部材１４は、少なくとも凹部１８内で、法線方向から見て第１の導波路部１６の少なくとも一部と重なるように位置してよい。非相反性部材１４は、更に、法線方向から見て、絶縁層１３の凹部１８以外の領域を覆うように位置してよい。

【0026】

非相反性部材１４は、凹部１８の底面の少なくとも一部に接して位置してよい。例えば、非相反性部材１４は、凹部１８の底面の一部に接して位置してよい。又は、図１、４、５に示すように、非相反性部材１４は、凹部１８の底面全体に接して位置してよい。

【0027】

図１、４に示すように、非相反性部材１４は、第１の導波路部１６の少なくとも一部に接してよい。例えば、図１、４に示すように、非相反性部材１４は、第１の導波路部１６の上面全体に接してよい。又、図４に示すように、非相反性部材１４は、第１の導波路部１６の幅方向の両端面、言換えると側面の上面側の一部に接してよい。

【0028】

図５に示すように、非相反性部材１４は、第１の導波路部１６に接しなくてよい。具体的には、非相反性部材１４及び第１の導波路部１６の間に、絶縁層１３が位置してよい。第１の導波路部１６及び非相反性部材１４の間に位置する絶縁層１３の法線方向の厚みは、第１の値以下であってよい。第１の値は、第１の導波路部１６のモードフィールド径及び第１の導波路部１６の法線方向の厚みに基づいて定められてよい。より具体的には、第１の値は、第１の導波路部１６のモードフィールド径から、第１の導波路部１６の法線方向の厚みの１／２を減じた値であってよい。

【0029】

本実施形態において、導波路部１２は矩形の断面形状を有する。このような構成において、モードフィールド径が定義される。導波路部１２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、導波路部１２の外において導波路１２から離れるほど減少する。導波路部１２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。モードフィールド径は、導波路部１２の延在方向に垂直な断面の中心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。

【0030】

本開示において、モードフィールド径は、以下の方法により測定されてよい。第１の導波路部１６の一方の端面に光を入射させ、他方の端面からの出射光をカメラで撮像することにより、当該端面における光強度分布が検出される。当該光強度分布において、強度のピークに対して、１／ｅ^２の強度である位置と、ピーク位置との間隔がモードフィールド径として測定される。

【0031】

導波路部１２におけるモードフィールド径は、導波路部１２の延在方向に垂直な断面における導波路部１２の幅方向の長さ、導波路部１２の法線方向の長さと、導波路部１２の屈折率、絶縁層１３の屈折率、及び導波路部１２を伝搬する電磁波の波長に基づいて定まる。導波路部１２を伝搬する電磁波の波長は、アイソレータ１０に結合する放射源によって定められてよい。

【0032】

例えば、導波路部１２の幅方向の長さが４００ｎｍ、導波路部１２の法線方向の長さが２２０ｎｍ、導波路部１２の屈折率が３．４５、絶縁層１３の屈折率が１．５３、導波路部１２を伝搬するＴＭモードの電磁波の波長が１５５０ｎｍである構成において、モードフィールド径は８００ｎｍである。

【0033】

又は、例えば、導波路部１２の幅方向の長さが５００ｎｍ、導波路部１２の法線方向の長さが２２０ｎｍ、導波路部１２の屈折率が３．４５、絶縁層１３の屈折率が１．５３、導波路部１２を伝搬するＴＭモードの電磁波の波長が１５５０ｎｍである構成において、モードフィールド径は５２０ｎｍである。

【0034】

図９に示すように、第１の導波路部１６の延在方向に垂直な断面において、非相反性部材１４の幅方向の長さｗ３は、以下の（１）式を満たす。

【0035】

ｗ１≦ｗ３≦ｍｆｄ１＋ｍｆｄ２－ｗ２－２×ｘ （１）

【0036】

（１）式において、ｗ１は、第１の導波路部１６の幅方向の長さである。ｗ２は、第１の導波路部１６に隣接する第２の導波路部１７の幅方向の長さである。なお、ｗ２は、第１の導波路部１６の幅方向の両側に第２の導波路部１７が隣接する構成においては、より近くに位置する第２の導波路部１７の幅方向の長さであってよい。ｘは、非相反性部材１４の幅方向における端と、第１の導波路部１６に隣接する第２の導波路部１７との幅方向の間隔である。なお、ｘは、第１の導波路部１６の幅方向の両側に第２の導波路部１７が隣接する構成においては、より近くに位置する第２の導波路部１７との間隔であってよい。ｍｆｄ１は、第１の導波路部１６のモードフィールド径である。ｍｆｄ２は、第１の導波路部１６に隣接する第２の導波路部１７のモードフィールド径である。なお、ｍｆｄ２は、第１の導波路部１６の幅方向の両側に第２の導波路部１７が隣接する構成においては、より近くに位置する第２の導波路部１７のモードフィールド径であってよい。

【0037】

非相反性部材１４の幅方向における端と、第１の導波路部１６に隣接する第２の導波路部１７との幅方向の間隔ｘは、更に、以下の（２）式を満たす。

【0038】

ｘ≧（ｍｆｄ２－ｗ２）／２ （２）

【0039】

非相反性部材１４の材料として、ＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）が用いられてよい。したがって、非相反性部材１４は、ＹＩＧを含んでよい。非相反性部材１４の材料としてのＹＩＧは、例えば、Ｃｅ：ＹＩＧ又は、Ｂｉ：ＹＩＧ（ビスマス置換のＹＩＧ）等のＹＩＧの一部置換物質であってよい。非相反性部材１４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１４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１４として用いられてよい。

【0040】

以上のような構成の本実施形態のアイソレータ１０は、基板１１と、基板１１の主面に沿って延在し且つ当該主面上に並んで位置する複数の導波路部１２と、複数の導波路１２それぞれの延在方向に垂直な断面において複数の導波路部１２それぞれの外縁の少なくとも一部を覆い且つ主面の法線方向から見て複数の導波路部１２の中の一部の第１の導波路部１６と重なる位置に基板１１の反対側の表面から陥凹する凹部１８を有する絶縁層１３と、凹部１８内で主面の法線方向から見て第１の導波路部１６の少なくとも一部と重なるように位置する非相反性部材１４とを備え、第１の導波路部１６の延在方向に垂直な断面において、法線方向に垂直な幅方向の第１の導波路部１６の長さをｗ１、非相反性部材１４の端と第１の導波路部１６に隣接する導波路部１７との当該幅方向の間隔をｘ、第１の導波路部１６のモードフィールド径をｍｆｄ１、当該導波路部１７のモードフィールド径をｍｆｄ２、当該導波路部１７の該幅方向の長さをｗ２、及び非相反性部材１４の幅方向の長さをｗ３とすると、（１）、（２）式を満たす。アイソレータの小型化のためには、導波路を部分的に隣接させることが考えられる。ただし、導波路の間隔が短いと方向性結合器として機能し、一方の導波路から他方の導波路に電磁波が伝播することが起こり得る。又、非相反性の発現が望まれない導波路を、非相反性を発現させる導波路に近付けると非相反性の発現が望まれない導波路にも非相反性が発現し得る。このような事象に対して、上述の構成を有するアイソレータ１０は、（２）式を満たすので、第２の導波路部１７への非相反性の発現を抑制し得る。又、アイソレータ１０は、（１）式を満たすので、第１の導波路部１６の導波路部１６及び第２の導波路部１７を方向性結合器として機能させることを防ぎながら非相反性の発現効果を向上し得る。したがって、アイソレータ１０は、望ましい非相反性の発現及び他の導波路部１２への染み出しの抑制を行いながら、第１の導波路部１６及び第２の導波路部１７の間隔を狭小化し得る。結果としてアイソレータ１０は、望まれる非相反性効果を発揮しながら、小型化され得る。

【0041】

又、アイソレータ１０では、第１の導波路部１６の少なくとも一部が、非相反性部材１４に接する。このような構成により、アイソレータ１０は、第１の導波路部１６及び非相反性部材１４の間隔を最小化させるので、第１の導波路部１６に発現させる非相反性の大きさを増大し得る。

【0042】

又、アイソレータ１０では、第１の導波路部１６及び非相反性部材１４の間に、絶縁層１３が位置する。このような構成により、アイソレータ１０は、製造工程の非相反性部材を形成するサブ工程において絶縁層１３が第１の導波路部１６を保護するので、完成後の第１の導波路部１６の電磁波の損失を低減させ得る。

【0043】

又、アイソレータ１０では、第１の導波路部１６及び非相反性部材１４の間に位置する絶縁層１３の法線方向の厚みは、第１の導波路部１６のモードフィールド径及び第１の導波路部１６の法線方向の厚みに基づいて定まる値以下である。このような構成により、アイソレータ１０は、第１の導波路部１６及び非相反性部材１７の間に絶縁層１３が位置する構成であっても、第１の導波路部１６に非相反性を発現させ得る。

【0044】

又、アイソレータ１０では、凹部１８の幅方向の長さは、非相反性部材１４の結晶サイズより長い。このような構成により、アイソレータ１０は、非相反性部材１４の結晶化を促進し得るので、非相反性部材１４に十分な非相反性を発現させ得る。

【0045】

又、アイソレータ１０では、凹部１８を画定する面の中で、延在方向の端部に位置する面ｓ１は、当該延在方向の垂直面に対して傾斜する。このような構成により、アイソレータ１０は、第１の導波路部１６の実効屈折率を、凹部１８に重なる範囲から凹部１８の範囲外に向かって緩やかに変化させる。アイソレータ１０は、第１の導波路部１６の実効屈折率を穏やかな変化によって、第１の導波路部１６の凹部１８に重なる範囲と凹部１８の範囲外との境界において電磁波の反射を抑制する。その結果、アイソレータ１０は、電磁波の損失を低減する。

【0046】

又、アイソレータ１０は、凹部１８を画定する面の中で、延在方向の端部に位置する面ｓ１は、法線方向に対して凹部１８の外側に向かって傾斜する。このような構成により、アイソレータ１０は、第１の導波路部１６の上面から非相反性部材１４までの距離が徐々に長くなるので、第１の導波路部１６の実効屈折率を凹部１８に重なる範囲から凹部１８の範囲外に向かって緩やかに変化させる。その結果、アイソレータ１０は、電磁波の損失を低減する。

【0047】

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等に含まれる機能等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等を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。

【0048】

本開示において「第１」、「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」、「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の導波路部は、第２の導波路部と識別子である「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」、「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。

【符号の説明】

【0049】

１０ アイソレータ
１１ 基板
１２ 導波路部
１３ 絶縁層
１４ 非相反性部材
１５ ボックス層
１６ 第１の導波路部
１７ 第２の導波路部
１８ 凹部
ｓ１ 第１の面

【要約】

アイソレータ１０は基板１１と複数の導波路部１２と絶縁層１３と非相反性部材１４とを有する。複数の導波路部１２は基板１１の主面に沿って延在する。複数の導波路部１２が主面状に並んで位置する。絶縁層１３は複数の導波路部１３の外縁の少なくとも一部を覆う。絶縁層１３は主面の法線方向から見て第１の導波路部１６と重なる位置に凹部１８を有する。非相反性部材１４は凹部１８内で法線方向から見て第１の導波路部１６の少なくとも一部と重なるように位置する。第１の導波路部１６の延在方向に垂直な断面において（１）、（２）式を満たす。ｗ１≦ｗ３≦ｍｆｄ１＋ｍｆｄ２－ｗ２－２×ｘ （１）、ｘ≧（ｍｆｄ２－ｗ２）／２ （２）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】