專利名稱：光波導(dǎo)和陣列波導(dǎo)衍射光柵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)降低插入損耗的光波導(dǎo)和陣列波導(dǎo)衍射光柵。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1-6中公開有如下內(nèi)容在DWDM (Dense Wavelength DivisionMultiplexing :密集波分復(fù)用)合分波器、MXN星形耦合器和I XN分路器等中，當(dāng)光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)，在鄰接的陣列波導(dǎo)間的覆層中不成為輻射模式那樣的平板波導(dǎo)和陣列波導(dǎo)間的連接構(gòu)造。 在專利文獻(xiàn)1-4中，配置有波導(dǎo)的折射率從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)逐漸變化的過(guò)渡區(qū)域。在專利文獻(xiàn)5中，平板波導(dǎo)和陣列波導(dǎo)之間配置有傾斜部。在專利文獻(xiàn)6中，平板波導(dǎo)中配置有芯層和多個(gè)島狀區(qū)域。島狀區(qū)域的折射率小于芯層的折射率。島狀區(qū)域與鄰接的陣列波導(dǎo)間的覆層相對(duì)。與光傳輸方向大致垂直的方向的島狀區(qū)域的寬度從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)變窄。通過(guò)鄰接的島狀區(qū)域間的芯層的光不改變傳輸方向地向陣列波導(dǎo)傳輸。通過(guò)島狀區(qū)域的光由于島狀區(qū)域的錐形形狀而改變傳輸方向并向陣列波導(dǎo)傳輸。通過(guò)使島狀區(qū)域的錐形形狀和位置最佳化，從而使光集中于陣列波導(dǎo)而成為波導(dǎo)模式?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :美國(guó)專利第5745618號(hào)說(shuō)明書專利文獻(xiàn)2 :美國(guó)專利第7006729號(hào)說(shuō)明書專利文獻(xiàn)3 :美國(guó)專利第6892004號(hào)說(shuō)明書專利文獻(xiàn)4 日本特開2008-293020號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :日本特開2001-159718號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 :日本特開2003-14962號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題在專利文獻(xiàn)I 一 4中，配置有過(guò)渡區(qū)域，因而電路規(guī)模變大。在專利文獻(xiàn)5中，配置有傾斜部，因此電路制造變得困難。在專利文獻(xiàn)6中，需要使島狀區(qū)域的錐形形狀和位置最佳化，因此電路設(shè)計(jì)變得困難。于是，為解決所述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種不增大電路規(guī)模、不使電路設(shè)計(jì)制造變困難、且能在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)降低插入損耗的光波導(dǎo)和陣列波導(dǎo)衍射光柵。為達(dá)成上述目的，在平板波導(dǎo)的內(nèi)部形成衍射光柵，并在形成衍射光柵的自成像的相長(zhǎng)干涉部分的位置配置陣列波導(dǎo)的端部。具體地，本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，具備平板波導(dǎo)，從端部起隔開距離地在內(nèi)部形成衍射光柵；以及陣列波導(dǎo)，端部連接在所述平板波導(dǎo)的端部的形成所述衍射光柵的自成像的相長(zhǎng)干涉部分的位置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用塔爾伯特效應(yīng)(Talbot)，根據(jù)光的波長(zhǎng)和平板波導(dǎo)的內(nèi)部形成的衍射光柵的周期，形成衍射光柵的自成像。通過(guò)在形成衍射光柵的自成像的相長(zhǎng)干涉部分的位置配置陣列波導(dǎo)的端部，從而光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)，集中于陣列波導(dǎo)而成為波導(dǎo)模式。不增大光波導(dǎo)的規(guī)模、不使設(shè)計(jì)制造變得困難、且能在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)降低插入損耗。另外，本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，所述衍射光柵為相位光柵。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)賦予入射光相差而使入射光衍射，因此能降低入射光的損耗。另外，本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，所述相位光柵賦予入射光的相差約為90度。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能清楚地形成相位光柵的自成像。另外，本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，所述相位光柵賦予入射光的相差約為180度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能清楚地形成相位光柵的自成像。另外，本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，所述相位光柵具備折射率不同的區(qū)域，所述折射率不同的區(qū)域在所述平板波導(dǎo)內(nèi)在與光傳輸方向大致垂直方向上隔開間隔地配置，具有與所述平板波導(dǎo)內(nèi)的其他區(qū)域不同的折射率。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能在平板波導(dǎo)內(nèi)簡(jiǎn)單地形成相位光柵。另外，本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，鄰接的所述折射率不同的區(qū)域在具有與所述折射率不同的區(qū)域相等的折射率的區(qū)域相連結(jié)，所述折射率不同的區(qū)域遍及所述相位光柵整體而成為一體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能在平板波導(dǎo)內(nèi)簡(jiǎn)單地形成相位光柵。另外，本發(fā)明的光波導(dǎo)，其特征在于，具備1個(gè)以上的第I輸入輸出波導(dǎo)；所述平板波導(dǎo)的與所述陣列波導(dǎo)相反側(cè)的端部連接在所述第I輸入輸出波導(dǎo)的端部的光波導(dǎo)；與所述陣列波導(dǎo)的和所述平板波導(dǎo)相反側(cè)的端部相連接的第2平板波導(dǎo)；與所述第2平板波導(dǎo)的和所述陣列波導(dǎo)相反側(cè)的端部相連接的I個(gè)以上的第2輸入輸出波導(dǎo)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不增大陣列波導(dǎo)衍射光柵的規(guī)模、不使設(shè)計(jì)制造變得困難、且能在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)降低插入損耗。另外，本發(fā)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，具備2個(gè)以上的第I輸入輸出波導(dǎo)；與所述第I輸入輸出波導(dǎo)的端部相連接的第I平板波導(dǎo)；與所述第I平板波導(dǎo)的和所述第I輸入輸出波導(dǎo)相反側(cè)的端部相連接的陣列波導(dǎo)；與所述陣列波導(dǎo)的和所述第I平板波導(dǎo)相反側(cè)的端部相連接的第2平板波導(dǎo)；以及與所述第2平板波導(dǎo)的和所述陣列波導(dǎo)相反側(cè)的端部相連接的I個(gè)以上的第2輸入輸出波導(dǎo)，其中，所述第I平板波導(dǎo)從端部起隔開距離地在內(nèi)部形成衍射光柵，所述陣列波導(dǎo)的端部連接于從形成所述衍射光柵的自成像的相長(zhǎng)干涉部分的位置偏移了的位置，以使得光從所述第2輸入輸出波導(dǎo)向所述第I輸入輸出波導(dǎo)入射時(shí)，來(lái)自所述第I輸入輸出波導(dǎo)的光強(qiáng)度分布大致均勻。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用光從第2輸入輸出波導(dǎo)向第I輸入輸出波導(dǎo)入射的分波器、或光從第I輸入輸出波導(dǎo)向第2輸入輸出波導(dǎo)入射的合波器,能使2個(gè)以上的第I輸入輸出波導(dǎo)的損耗均勻化。
另外，本發(fā)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，所述衍射光柵為相位光柵。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)賦予入射光相差而使入射光衍射，因此能降低入射光的損耗。另外，本發(fā)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，所述相位光柵賦予入射光的相差約為90度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能清楚地形成相位光柵的自成像。另外，本發(fā)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，所述相位光柵賦予入射光的相差約為180度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能清楚地形成相位光柵的自成像。另外，本發(fā)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，所述相位光柵具備折射率不同的 區(qū)域，所述折射率不同的區(qū)域在所述平板波導(dǎo)內(nèi)在與光傳輸方向大致垂直方向上隔開間隔地配置，具有與所述平板波導(dǎo)內(nèi)的其他區(qū)域不同的折射率。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能在平板波導(dǎo)內(nèi)簡(jiǎn)單地形成相位光柵。另外，本發(fā)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，鄰接的所述折射率不同的區(qū)域在具有與所述折射率不同的區(qū)域相等折射率的區(qū)域相連結(jié)，所述折射率不同的區(qū)域遍及所述相位光柵整體而成為一體。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能在平板波導(dǎo)內(nèi)簡(jiǎn)單地形成相位光柵。本發(fā)明提供一種不增大電路規(guī)模、不使電路設(shè)計(jì)制造變得困難、且能在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)降低插入損耗的光波導(dǎo)和陣列波導(dǎo)衍射光柵。


圖I是表不塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象的圖。圖2是表不塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象的圖。圖3是表示塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的圖。圖4是表示塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的圖。圖5是表示塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的圖。圖6是表示平板波導(dǎo)的相位光柵和陣列波導(dǎo)的入射端的位置關(guān)系的圖。圖7是表示塔爾伯特效應(yīng)的結(jié)算結(jié)果的圖。圖8是表示平板波導(dǎo)的相位光柵和陣列波導(dǎo)的入射端的位置關(guān)系的圖。圖9是表示光波導(dǎo)的構(gòu)造的圖。圖10是表示光波導(dǎo)的利用紫外線照射的制造方法。圖11是表示光波導(dǎo)的利用紫外線照射的制造方法。圖12是表示光波導(dǎo)的構(gòu)造的圖。圖13是表示光波導(dǎo)的構(gòu)造的圖。圖14是表示光波導(dǎo)的構(gòu)造的圖。圖15是表示輸出通道(output channel)間的損耗分布的圖。圖16是表不干涉區(qū)域長(zhǎng)度和最小損耗的關(guān)系的圖。圖17是表示干涉區(qū)域長(zhǎng)度和輸出通道間損耗偏差的關(guān)系的圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明
I :平板波導(dǎo)；2 :陣列波導(dǎo)；11、12 :折射率不同的區(qū)域；13、14 :凸?fàn)顓^(qū)域；15 :島狀區(qū)域；GP :相位光棚；GA :振幅光棚;SP、SA 自成像；ED :端部區(qū)域；IF :干涉區(qū)域；BS :邊界面區(qū)域
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。以下說(shuō)明的實(shí)施方式是本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明并不限于以下的實(shí)施方式。此外，在本說(shuō)明書和附圖中符號(hào)相同的構(gòu)成元件表示互相相同的元件。(實(shí)施方式I)在實(shí)施方式I中，首先，對(duì)塔爾伯特效應(yīng)的現(xiàn)象和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。接著，對(duì)能在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)減小插入損耗的光波導(dǎo)，說(shuō)明其塔爾伯特效應(yīng)的現(xiàn)象和計(jì)算結(jié)果。
塔爾伯特效應(yīng)是指，利用光入射到衍射光柵時(shí)衍射光彼此之間的干涉，在從衍射光柵離開根據(jù)光的波長(zhǎng)和衍射光柵的周期而規(guī)定的距離的位置實(shí)現(xiàn)與衍射光柵的圖案同樣的光強(qiáng)度分布而作為衍射光柵的自成像，用于塔爾伯特干涉儀。圖I和圖2是表示塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象的圖。衍射光柵GP1、GP2是賦予入射光相差的相位光柵，衍射光柵GA是賦予入射光強(qiáng)度差的振幅光柵。相位光柵GPl相關(guān)的塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象顯示在圖I的上半部分，振幅光柵GA相關(guān)的塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象顯示在圖I的下半部分，相位光柵GP2相關(guān)的塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象顯示在圖2中。相位光柵GP1、GP2和振幅光柵GA的周期為d，相位光柵GPl賦予入射光的相差為90°，相位光柵GP2賦予入射光的相差為180°。相位光柵GP1、GP2和振幅光柵GA在xy平面內(nèi)(y軸在圖I和圖2中未圖示)配置于z=0的位置(在圖I和圖2中，為了方便，相位光柵GP1、GP2和振幅光柵GA表示在比z=0的位置更靠圖面的左側(cè)的位置)。入射光的波長(zhǎng)為λ。如圖I和圖2的左端的箭頭所不，入射光作為平行光而在ζ軸方向入射。首先，對(duì)相位光柵GPl相關(guān)的塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明。在ζ=πκ!2/(2λ )時(shí)，緊接在相位光柵GPl的后面形成的光的強(qiáng)度分布如在m=0的位置用沙點(diǎn)所示的那樣，是均勻的，與該光強(qiáng)度分布同樣的光強(qiáng)度分布表不在m=2、4、6、8、…、4n+2、4n+4、…(η為O以上的整數(shù))的位置。另一方面，在m=l、3、5、7、…、4n+l、4n+3、…的位置，如斜線和空白所示那樣地清楚地形成相位光柵GPl的自成像SPl。相位光柵GPl的自成像SPl也形成在m=l、3、5、7、…、4n+l、4n+3、…以外的位置，但并未清楚地形成，相長(zhǎng)干涉部分和相消干涉部分的邊界變得不清楚。相位光柵GPl的自成像SPl的強(qiáng)度周期為d。此處，在m=l、5、…、4n+l、…的位置形成的相位光柵GPl的自成像SP1，與在m=3、
7、…、4n+3、…的位置形成的相位光柵GPl的自成像SPl相比較，在x軸方向上移動(dòng)了 d/2。接著，對(duì)振幅光柵GA相關(guān)的塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)Z=md2/ (2λ)時(shí)，緊接在振幅光柵GA的后面形成的光的強(qiáng)度分布表示在m=0的位置，與該光的強(qiáng)度分布同樣的光的強(qiáng)度分布作為振幅光柵GA的自成像SA表示在m=2、4的位置。振幅光柵GA的自成像SA如斜線和空白所示那樣清楚地形成在m=2、4、6、8、…、4n+2、4n+4、…(η為O以上的整數(shù))的位置，而在m=l、3、5、7、…、4n+l、4n+3、…的位置，如用沙點(diǎn)所示那樣，未形成振幅光柵GA的自成像SA，存在均勻的強(qiáng)度分布。振幅光柵GA的自成像SA也形成在m=2、4、6、8、…、4n+2、4n+4、…以外的位置，但并未清楚地形成，相長(zhǎng)干涉部分和相消干涉部分的邊界變得不清楚。振幅光柵GA的自成像SA的強(qiáng)度周期為d。此處，在m=2、6、…、4n+2、…的位置形成的振幅光柵GA的自成像SA與在m=4、
8、…、4n+4、…的位置形成的振幅光柵GA的自成像SA相比較，在X軸方向上移動(dòng)了 d/2。接著,對(duì)相位光柵GP2相關(guān)的塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)z=md2/ (8λ)時(shí)，緊接在相位光柵GP2的后面形成的光的強(qiáng)度分布在m=0的位置如用沙點(diǎn)所示的那樣，是均勻的，與該光的強(qiáng)度分布同樣的光強(qiáng)度分布表不在m=2、4、6、…、2n、…(η為O以上的整數(shù))的位置。另一方面，如斜線和空白所示的那樣在m=l、3、5、7、…、2n+l、…的位置清楚地形成相位光柵GP2的自成像SP2。相位光柵GP2的自成像SP2也形成在m=l、3、5、7、…、2n+l、…以外的位置，但并未清楚地形成，相長(zhǎng)干涉部分和相消干涉部分的邊界變得不清楚。相位光柵GP2的自成像SP2的強(qiáng)度周期為d/2。另外，沒(méi)有自成像SP2的每次的移動(dòng)?！?br> 相位光柵GP1、GP2，根據(jù)其x坐標(biāo)的位置來(lái)改變光的速度，從而賦予入射光相差。振幅光柵GA根據(jù)其X坐標(biāo)的位置來(lái)改變光的吸收，從而賦予入射光強(qiáng)度差。由此，將本發(fā)明的光波導(dǎo)應(yīng)用于實(shí)施方式4記載的陣列波導(dǎo)衍射光柵等時(shí)，優(yōu)選為了減少光的損耗而利用相位光柵GP1、GP2。因此，在以下說(shuō)明中，對(duì)利用相位光柵GP1、GP2的情況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，對(duì)于利用振幅光柵GA的情況，對(duì)兩者不同的部分進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。圖3是表示相位光柵GPl的塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的圖。在圖I中，設(shè)入射光為平行光，但在圖3中，考慮在平板波導(dǎo)中傳輸?shù)墓獠皇瞧叫泄舛菙U(kuò)散光，設(shè)入射光為擴(kuò)散光。如圖3左端的箭頭所示，入射光作為擴(kuò)散光向右側(cè)方向入射。圖4是表示相位光柵GP2的塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的圖。在圖4中，設(shè)入射光為平行光。如圖4左端的箭頭所示，入射光作為平行光向右側(cè)方向入射。在圖3和圖4中，相位光柵GPl、GP2配置于m=0的位置。相位光柵GPl的自成像SPl在m=l、3、5、7、...、4n+l、4n+3、…的位置，清楚地形成為清晰的黑白的層次(gradation)所示的那樣,但在m=2、4、6、8、…、4n+2、4n+4、…的位置如不清晰的黑白的層次所示的那樣，未清楚地形成。相位光柵GPl的自成像SPl在m=l、3、
5、7、…、4n+l、4n+3、…以外的位置，越接近m=l、3、5、7、…、4n+l、4n+3、…的位置越清楚地形成，但在越接近m=2、4、6、8、…、4n+2、4n+4、…的位置越不清楚地形成。在m=0、l、2、
3、…的位置非等間隔地排列是因?yàn)槿肷涔獠皇瞧叫泄舛菙U(kuò)散光的緣故。整體看圖3，黑白的層次(gradation)隨著向右側(cè)方向行進(jìn)而向圖3的上下方向擴(kuò)散。詳細(xì)地看圖3，黑白的層次在m=2、4、6、8、…、4n+2、4n+4、…的位置附近急劇變化。這與圖I中在m=l、5、…、4n+l、…的位置形成的相位光柵GPl的自成像SPl和在m=3、7、…、4n+3、…的位置形成的相位光柵GPl的自成像SPl相比較在X軸方向上移動(dòng)了 d/2相對(duì)應(yīng)。在m=l、3、5、7、…、4n+l、4n+3、…的位置形成的相位光柵GPl的自成像SPl，m越小形成得越清楚。圖4的計(jì)算結(jié)果和圖2的模式圖顯示出同樣的傾向，但在圖4中，在m=2、4、…的位置，可以看到與相位光柵GP2的周期同周期的峰值。這是由于，圖4的仿真是以普通的光學(xué)電路為基礎(chǔ)做出的計(jì)算，如果用芯材料和覆層材料那樣折射率差小的材料來(lái)形成相位光柵GP2,則相位光柵GP2在光的傳輸方向上變長(zhǎng),在折射率低的部分傳輸?shù)墓鈧鬏斁嚯x越長(zhǎng)越向折射率高的部分耦合，并在相位光柵GP2終端產(chǎn)生強(qiáng)度分布。圖5是表不賦予入射光的相差為各種各樣的相差的相位光柵GP的塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的圖。在圖5的上段左端、上段中央、上段右端、中段左端、中段中央、中段右端、下段左端、下段中央、下段右端，相位光柵GP分別賦予入射光的各種相差為π /8、π /4、3ι/2、33ι/4、73ι/8、H、Ji/12、π/6、π/3。在圖5中，設(shè)入射光為平行光，相位光柵GP配置于各圖左端。只要能利用塔爾伯特效應(yīng)清楚地形成相位光柵GP的自成像SP，則相位光柵GP賦予入射光的相差也可以是圖5中的上述相差以外的相差。接著，基于塔爾伯特效應(yīng)現(xiàn)象和計(jì)算結(jié)果說(shuō)明能在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或者光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)減小插入損耗的光波導(dǎo)。圖6是表示平板波導(dǎo)I的相位光柵GPl或GP2和陣列波導(dǎo)2的端部的位置關(guān)系的圖。從圖6 (a)到圖6 (c)的各自的左側(cè)表不光波導(dǎo)的整體結(jié)構(gòu)，圖6 (a)和圖6 (b)各自的右側(cè)表不相位光柵GPl的自成像SP1，圖6 (c)的右側(cè)表示相位光柵GP2的自成像SP2，圖6 (a)到圖6 (c)中，各自的左側(cè)和右側(cè)的圖分別利用點(diǎn)劃線而在圖6的上下方向上位置對(duì)準(zhǔn)。圖6 Ca)和圖6 (b)中，平板波導(dǎo)I的相位光柵GPl和陣列波導(dǎo)2的端部的位置關(guān)系不同。平板波導(dǎo)I由入射區(qū)域IN、相位光柵GPl或GP2和干涉區(qū)域IF構(gòu)成。入射區(qū)域IN配置于平板波導(dǎo)I的入射側(cè)，入射光在入射區(qū)域IN中傳輸。相位光柵GPl或GP2在平 板波導(dǎo)I內(nèi)部配置于入射區(qū)域IN和干涉區(qū)域IF之間，由具有不同折射率的、斜線所示的區(qū)域和空白所示的區(qū)域形成。斜線所示的區(qū)域的折射率可以比空白所示區(qū)域的折射率大，也可以比其小。入射光在折射率大的區(qū)域以較慢的速度傳輸，在折射率較小的區(qū)域以較快的速度傳輸。相位光柵GPl或GP2,根據(jù)圖6的上下方向的位置改變光的速度,賦予入射光相差。干涉區(qū)域IF配置于平板波導(dǎo)I的陣列波導(dǎo)2側(cè)的端部，用于傳輸衍射光。陣列波導(dǎo)2在相位光柵GPl的自成像SPl或相位光柵GP2的自成像SP2的用空白表示的相長(zhǎng)干涉部分，與平板波導(dǎo)I的干涉區(qū)域IF相連接。也就是說(shuō)，衍射光集中分布于相位光柵GPl的自成像SPl或相位光柵GP2的自成像SP2的空白所示的相長(zhǎng)干涉部分，因而在陣列波導(dǎo)2中變?yōu)椴▽?dǎo)模式。而且，衍射光幾乎不分布在相位光柵GPl的自成像SPl或相位光柵GP2的自成像SP2的斜線所示的相消干涉部分，因而在覆層中不變?yōu)檩椛淠Ｊ?。在圖6中，連接有多個(gè)陣列波導(dǎo)2，但也可以是只連接有一個(gè)。在圖6 Ca)中，在與相位光柵GPl中用斜線表示的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的位置，形成相位光柵GPl的自成像SPl的空白所示的相長(zhǎng)干涉部分，且連接有陣列波導(dǎo)2的端部。在圖6(b)中，在與相位光柵GPl中空白所示區(qū)域?qū)?yīng)的位置，形成相位光柵GPl的自成像SPl的空白所示的相長(zhǎng)干涉部分，并連接有陣列波導(dǎo)2的端部。這樣，作為平板波導(dǎo)I的相位光柵GPl和陣列波導(dǎo)2的端部的位置關(guān)系而存在不同的位置關(guān)系，這與圖I所示的在m=l、5、…、4n+l、…的位置形成的相位光柵GPl的自成像SPl和在m=3、7、…、4n+3、…的位置形成的相位光柵GPl的自成像SPl相比較在X軸方向上移動(dòng)了 d/2相對(duì)應(yīng)。在圖6 (c)中，在從相位光柵GP2中用斜線和空白所示的區(qū)域向與光傳輸方向大致平行的方向行進(jìn)的位置形成相位光柵GP2的自成像SP2的空白所示的相長(zhǎng)干涉部分，且連接有陣列波導(dǎo)2的端部。這樣，在圖6 (a)和圖6 (b)中，相位光柵GPl的周期與陣列波導(dǎo)2的周期相同，在圖6 (c)中，相位光柵GP2的周期是陣列波導(dǎo)2的周期的2倍。因此，在陣列波導(dǎo)2的周期相同的情況下，與圖6 (C)的相位光柵GP2的折射率小的區(qū)域的光傳輸方向大致垂直方向的寬度是與圖6 (a)和圖6 (b)的相位光柵GPl的折射率小的區(qū)域的光傳輸方向大致垂直方向的寬度的2倍。另外,相位光柵GP2的光傳輸方向的寬度LI是與相差π對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，相位光柵GPl的光傳輸方向的寬度LI是與相差π/2對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，因此，相位光柵GP2的折射率小的區(qū)域的與光傳輸方向大致平行方向上的寬度是相位光柵GPl的折射率小的區(qū)域的與光傳輸方向大致平行方向上的寬度的2倍。如果像這樣地折射率小的區(qū)域變大，則光在折射率小的區(qū)域中傳輸時(shí)的光的輻射損耗變大。在相位光柵GP2中，將與光傳輸方向大致垂直方向的折射率大的區(qū)域的寬度除以與光傳輸方向大致垂直方向的相位光柵GP2的周期所得的值定義為占空(duty)比。圖7是表示各種各樣的占空比的相位光柵GP2的塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果的圖。在圖7的左端、中央、右端，相位光柵GP2的占空比分別為O. 75、0. 5、0. 25。在圖7中，設(shè)入射光為平行光，相位光柵GP2配置于各圖的左端。占空比越大，在m=2、4、…的位置越清楚地形成峰值。因此，如果在該峰值位置配置陣列波導(dǎo)2，則能使相位光柵GP2的周期與陣列波導(dǎo)2的周期相同，而能抑制光在折射率小的區(qū)域傳輸時(shí)的光的輻射損耗。如以上所說(shuō)明的那樣，利用塔爾伯特效應(yīng)，根據(jù)入射光的波長(zhǎng)λ、平板波導(dǎo)I內(nèi)部·形成的衍射光柵GP1、GP2或GA的周期，形成衍射光柵GP1、GP2或GA的自成像SP1、SP2或SA。而且，通過(guò)在形成衍射光柵GP1、GP2或GA的自成像SP1、SP2或SA的相長(zhǎng)干涉部分的位置配置陣列波導(dǎo)2的端部，在光從平板波導(dǎo)I向陣列波導(dǎo)2入射時(shí)，光集中于陣列波導(dǎo)2并成為波導(dǎo)模式。由此，光從平板波導(dǎo)I向陣列波導(dǎo)2入射時(shí)，能減小插入損耗。光從陣列波導(dǎo)2向平板波導(dǎo)I入射時(shí)，由于光的可逆性(reciprocity)也同樣能減小插入損耗。此夕卜，當(dāng)陣列波導(dǎo)2在與平板波導(dǎo)I的邊界附近分支的情況下，在形成相長(zhǎng)干涉部分的位置配置有所分支的陣列波導(dǎo)2的各個(gè)端部。(實(shí)施方式2)在實(shí)施方式2中，對(duì)光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)相位光柵GP1、GP2的光傳輸方向的寬度LI的設(shè)定方法進(jìn)行說(shuō)明，接著，對(duì)干涉區(qū)域IF的光傳輸方向的寬度L2的設(shè)定方法進(jìn)行說(shuō)明，最后對(duì)陣列波導(dǎo)2的端部位置的設(shè)定方法進(jìn)行說(shuō)明。在陣列波導(dǎo)2的端部，為了清楚地形成相位光柵GPl的自成像SPl，設(shè)定相位光柵GPl的光傳輸方向的寬度LI，以使得相位光柵GPl賦予光的相差優(yōu)選為80° 100°，更優(yōu)選為90°。為了使在陣列波導(dǎo)2的端部清楚地形成相位光柵GP2的自成像SP2，設(shè)定相位光柵GP2的光傳輸方向的寬度LI，以使得相位光柵GP2賦予光的相差優(yōu)選為170° 190°，更優(yōu)選為180°。設(shè)光在真空中的波長(zhǎng)為λ、折射率大的區(qū)域的折射率為η、折射率小的區(qū)域的折射率為η- δ η、折射率大的區(qū)域和折射率小的區(qū)域的相對(duì)折射率差為Λ = δ η/η。光在折射率大的區(qū)域中從始端到終端通過(guò)時(shí)的相位超前角度為L(zhǎng)I+ ( λ/n) X 2 Ji =2 JinLl/λ。光在折射率小的區(qū)域中從始端到終端通過(guò)時(shí)的相位超前角度為L(zhǎng)I+ (λ/ (η-δη))Χ2π=2π(η-δη) LI/λ 0 相位光柵 GP 賦予光的相差為 2 π nLl/λ-2 π (η-δ η) LI/λ =2 Ji δ nLl/λ=2πηΛ 1/λ。為使相位光柵GPl賦予光的相差為90°，可以設(shè)定Ll=X/ (4ηΔ)0例如，λ =1.55 μ m、n=l. 45、Λ =0.75%時(shí)，為使相位光柵GPl賦予光的相差為90°，可以設(shè)定Lf35ym。為使相位光柵GP2賦予光的相差為180°，可以設(shè)定LI= λ / (2η Λ )。例如，λ=1.55μπκ η=1.45、Λ =0. 75%時(shí)，為使相位光柵GP2賦予光的相差為180 °，可以設(shè)定LI 70 μ mD在陣列波導(dǎo)2的端部，為清楚地形成相位光柵GP的自成像SP，基于圖I至圖4的說(shuō)明，設(shè)定干涉區(qū)域IF的光傳輸方向的寬度L2。如果設(shè)光在真空中的波長(zhǎng)為λ、干涉區(qū)域IF的折射率為與上述折射率大的區(qū)域的折射率相等的η，則光的干涉區(qū)域IF中的波長(zhǎng)為λ/n?；趫DI的說(shuō)明，對(duì)于相位光柵GPl，作為最佳的設(shè)計(jì)而設(shè)定為 L2=md2/ (2 ( λ /η))。例如，d=10. O μ m、λ =1. 55 μ m、n=l. 45時(shí)，設(shè)定m=l的基礎(chǔ)上，作為最佳的設(shè)計(jì)而設(shè)定為L(zhǎng)2 47 μ m。基于圖2的說(shuō)明，對(duì)于相位光柵GP2，作為最佳的設(shè)計(jì)而設(shè)定為 L2=md2/ (8 ( λ /η))。例如，d=20. O μ m、λ =1. 55 μ m、n=l. 45時(shí)，在設(shè)定m=l的基礎(chǔ)上，作為最佳的設(shè)計(jì)而設(shè)定為L(zhǎng)2 47ym?；趫D3的說(shuō)明，在進(jìn)一步考慮光的擴(kuò)散狀況的基礎(chǔ)上，輸出塔爾伯特效應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，作為最佳的設(shè)計(jì)而設(shè)定L2。基于圖I至圖4的說(shuō)明，設(shè)定了干涉區(qū)域IF的光傳輸方向的寬度L2之后，根據(jù)圖I至圖4的說(shuō)明，設(shè)定干涉區(qū)域IF終端的相位光柵GP的自成像SP的相長(zhǎng)干涉部分作為陣列波導(dǎo)2的端部的位置。此處，優(yōu)選在多個(gè)陣列波導(dǎo)2的端部中，不僅是中央的陣列波導(dǎo)2的端部，即使兩端的陣列波導(dǎo)2的端部也清楚地形成相位光柵GP的自成像SP。因此，作為平板波導(dǎo)I的相位光柵GP和陣列波導(dǎo)2的端部的位置關(guān)系優(yōu)選為圖8所示的位置關(guān)系。也 就是說(shuō)，優(yōu)選相位光柵GP的折射率大的區(qū)域的個(gè)數(shù)比陣列波導(dǎo)2的數(shù)目多。為了減小光波導(dǎo)的規(guī)模，也為了清楚地形成衍射光柵GP或GA的自成像SP或SA，優(yōu)選減小m而減小干涉區(qū)域IF的光傳輸方向的寬度L2。如果衍射光柵GP或GA具備使光衍射的功能，則具備包含實(shí)施方式3中說(shuō)明的形狀的任意形狀即可。如以上說(shuō)明的那樣，本發(fā)明未增大光波導(dǎo)的規(guī)模，未使設(shè)計(jì)變難。在不采用本發(fā)明的情況下，平板波導(dǎo)I和陣列波導(dǎo)2之間的損耗大約為O. 45dB，但在按照上述那樣的設(shè)計(jì)方法采用本發(fā)明的情況下，能減小至O. IdB以下。(實(shí)施方式3)在實(shí)施方式3中，對(duì)光波導(dǎo)的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖9至圖12是表示光波導(dǎo)的構(gòu)造的圖。圖9至圖11所示的光波導(dǎo)和圖12所示的光波導(dǎo)在相位光柵GP的構(gòu)造上不同。圖9所示的相位光柵GP具備折射率不同的區(qū)域11。折射率不同的區(qū)域11在平板波導(dǎo)I內(nèi)在與光傳輸方向大致垂直方向上設(shè)置間隔地配置，具有與斜線所示的區(qū)域不同的折射率。在圖9所示的光波導(dǎo)中，折射率不同的區(qū)域11為矩形，但也可以是任意形狀。折射率不同的區(qū)域11的折射率可以比斜線所示區(qū)域的折射率大，也可以比其小。通過(guò)將折射率大的區(qū)域和折射率小的區(qū)域在與光傳輸方向大致垂直方向上交互配置，由此能簡(jiǎn)單地形成相位光柵GP。作為圖9所示的光波導(dǎo)的制造方法，可以列舉利用光刻和蝕刻的方法以及利用紫外線照射的方法等。在利用光刻和蝕刻的方法中，首先，利用火焰直接沉積法，在Si基板上沉積作為下部覆層的SiO2微粒和作為芯層的SiO2-GeO2微粒，通過(guò)加熱使其熔融透明化。接著，利用光刻和蝕刻，除去芯層不需要的部分，形成光學(xué)電路圖案，但同時(shí)在折射率不同的區(qū)域11的部分也除去芯層不需要的部分。最后，當(dāng)利用火焰直接沉積法沉積作為上部覆層的SiO2微粒，在通過(guò)加熱使其熔融透明化而形成上部覆層時(shí)，作為折射率不同的區(qū)域11部分被覆層材料所填充。因?yàn)樽鳛檎凵渎什煌膮^(qū)域11部分填充有覆層材料，所以折射率不同的區(qū)域11的折射率小于用斜線所示區(qū)域的折射率。在上述說(shuō)明中，在平板波導(dǎo)I和陣列波導(dǎo)2的形成工序中形成折射率不同的區(qū)域11，但在平板波導(dǎo)I和陣列波導(dǎo)2的形成后，既可以對(duì)作為折射率不同的區(qū)域11部分進(jìn)行溝槽加工并用與芯層折射率不同的樹脂等填充，也可以只通過(guò)溝槽加工而利用空氣層形成折射率不同的區(qū)域11。在利用紫外線照射的方法中，利用折射率由于紫外線照射而上升的現(xiàn)象。在第I方法中，在形成下部覆層和芯層后，或者在形成下部覆層、芯層和上部覆層后，在作為折射率不同的區(qū)域11部分形成掩模材料，利用紫外線照射改變作為折射率不同的區(qū)域11的部分以外的部分的折射率，由此形成折射率不同的區(qū)域11。折射率不同的區(qū)域11的折射率小于斜線所示區(qū)域的折射率。在第2方法中，在形成下部覆層和芯層后，或在形成下部覆層、芯層和上部覆層后，在作為折射率不同的區(qū)域11的部分以外的部分形成掩模材料，利用紫外線照射改變作為折射率不同的區(qū)域11的部分的折射率，由此形成折射率不同的區(qū)域11。折射率不同的區(qū)域11的折射率大于斜線所示區(qū)域的折射率。圖10和圖11表示圖9所示的光波導(dǎo)的利用紫外線照射的制造方法的圖。在圖10所示的制造方法中，如步驟I所示那樣，在作為相位光柵GP的部分在除去了芯層的基礎(chǔ)上，形成上部覆層。另外，如步驟2所示那樣，在作為折射率不同的區(qū)域11的部分或作為折射率不同的區(qū)域11的部分以外的部分在形成了掩模材料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行紫外線照射。在圖11 所示的制造方法中，如步驟I所示那樣，在作為相位光柵GP部分如圖9所示那樣進(jìn)行了芯層加工的基礎(chǔ)上，形成上部覆層。另外，如步驟2所示那樣，在作為折射率不同的區(qū)域11部分形成了掩模材料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行紫外線照射。折射率不同的區(qū)域11和斜線所示區(qū)域的折射率差，在紫外線照射之后相比紫外線照射之前變得更大。如果干涉區(qū)域IF具備使光干涉的功能，則可以具備任何材料。例如，干涉區(qū)域IF也可以具備芯層材料、覆層材料、被照射紫外線的SiO2-GeO2、樹脂和空氣等中的至少某一種材料。圖12 (a) (d)所示的光波導(dǎo)的制造方法與圖9所示的光波導(dǎo)的制造方法相同。通過(guò)將上部覆層材料、樹脂等填充到折射率不同的區(qū)域來(lái)形成折射率不同的區(qū)域的情況下，如圖9所示，如果折射率不同的區(qū)域11的周圍被斜線所示區(qū)域所包圍，就有可能難以均勻地填充上部覆層材料、樹脂等。與此相對(duì)，如圖12 (a) (d)所示，如果形成相位光柵GP的折射率不同的區(qū)域12遍及相位光柵GP整體而成為一體，則容易均勻地填充上部覆層材料、樹脂等。圖12 (a)所示的相位光柵GP具備折射率不同的區(qū)域12和凸?fàn)顓^(qū)域13、14。折射率不同的區(qū)域12在與光傳輸方向大致垂直方向上具備寬度較寬的區(qū)域和寬度較窄的區(qū)域，遍及相位光柵GP整體而成為一體。寬度較寬的區(qū)域在平板波導(dǎo)I內(nèi)在與光傳輸方向大致垂直方向上隔開間隔地配置，具有與斜線所示區(qū)域不同的折射率。寬度較窄的區(qū)域夾在凸?fàn)顓^(qū)域13、14之間，具有與寬度較寬的區(qū)域相等的折射率，與鄰接的寬度較寬的區(qū)域相連結(jié)。折射率不同的區(qū)域12的折射率可以比斜線所示部分的折射率大也可以比其小。通過(guò)使折射率大的區(qū)域和折射率小的區(qū)域在與光傳輸方向大致垂直方向上交互配置，就能簡(jiǎn)單地形成相位光柵GP。在圖12 (a)所示的光波導(dǎo)中，都配置有凸?fàn)顓^(qū)域13、14，但既可以如圖12 (b)所示的光波導(dǎo)那樣地只配置凸?fàn)顓^(qū)域13，也可以如圖12 (c)所示的光波導(dǎo)那樣地只配置凸?fàn)顓^(qū)域14。在如圖12 (a)所示的光波導(dǎo)中，設(shè)定凸?fàn)顓^(qū)域13、14在光傳輸方向的寬度之和為圖6所示的LI，在圖12 (b)所示的光波導(dǎo)中，設(shè)定凸?fàn)顓^(qū)域13的光傳輸方向的寬度為圖6所示的LI，在圖12 (c)所示的光波導(dǎo)中，設(shè)定凸?fàn)顓^(qū)域14的光傳輸方向的寬度為圖6所示的LI。圖12 (a)至圖12 (c)所示的光波導(dǎo)中，凸?fàn)顓^(qū)域13、14為矩形，但也可以是任意形狀。在圖12 (a)和圖12 (b)所示的光波導(dǎo)中，在與光傳輸方向大致垂直方向鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域13之間的凹狀區(qū)域也可以是任意形狀。圖12 (a)和圖12 (c)所示的光波導(dǎo)中，在與光傳輸方向大致垂直方向鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域14之間的凹狀區(qū)域也可以是任意形狀。另夕卜，入射區(qū)域IN或干涉區(qū)域IF的邊界面也可以是任意形狀。作為圖12 (a)所示的光波導(dǎo)的變形例，也可以如圖13 (a)所示的光波導(dǎo)那樣，在凸?fàn)顓^(qū)域13和折射率不同的區(qū)域12的邊界面上、凸?fàn)顓^(qū)域14和折射率不同的區(qū)域12的邊界面上、以及凹狀區(qū)域和折射率不同的區(qū)域12的邊界面上形成邊界面區(qū)域BS。圖13 (a)所示的邊界面區(qū)域BS具有與構(gòu)成干涉區(qū)域IF的芯層材料相同的折射率、或構(gòu)成干涉區(qū)域IF的芯層材料和構(gòu)成折射率不同的區(qū)域12的覆層材料之間的折射率?！ぷ鳛閳D12 (C)所示的光波導(dǎo)的變形例，也可以如圖13 (b)所示的光波導(dǎo)那樣，在凸?fàn)顓^(qū)域14和折射率不同的區(qū)域12的邊界面上、入射區(qū)域IN或干涉區(qū)域IF和折射率不同的區(qū)域12的邊界面上、以及凹狀區(qū)域和折射率不同的區(qū)域12的邊界面上形成邊界面區(qū)域BS。圖13 (b)所示的邊界面區(qū)域BS具有與構(gòu)成折射率不同的區(qū)域12的覆層材料相同的折射率、或構(gòu)成干涉區(qū)域IF的芯層材料和構(gòu)成折射率不同的區(qū)域12的覆層材料之間的折射率。如圖13 (a)和圖13 (b)所示的光波導(dǎo)那樣，通過(guò)在折射率不同的區(qū)域之間的邊界面上形成使表面在不同于與光傳輸方向大致平行和大致垂直方向的方向上延伸的邊界面區(qū)域BS，能抑制光反射，另外，能抑制在與平板端相連接的輸入輸出波導(dǎo)上的光反射。在圖13 (a)和圖13 (b)所示的光波導(dǎo)中，作為邊界面區(qū)域BS的材料，分別用了一種材料，但也可以將多種材料組合使用。圖12 Cd)所示的相位光柵GP具備折射率不同的區(qū)域12和島狀區(qū)域15。折射率不同的區(qū)域12在與光傳輸方向大致垂直方向上具有寬度較寬的區(qū)域和寬度較窄的區(qū)域，且遍及相位光柵GP整體而成為一體。寬度較寬的區(qū)域在平板波導(dǎo)I內(nèi)在與光傳輸方向大致垂直方向上隔開間隔地配置，具有與斜線所示區(qū)域不同的折射率。寬度較窄的區(qū)域夾在斜線所示區(qū)域和島狀區(qū)域15之間，具有與寬度較寬的區(qū)域相等的折射率，與鄰接的寬度較寬的區(qū)域相連結(jié)。折射率不同的區(qū)域12的折射率可以比斜線所示部分的折射率大也可以比其小。通過(guò)使折射率大的區(qū)域和折射率小的區(qū)域在與光傳輸方向大致垂直方向上交互配置，就能簡(jiǎn)單地形成相位光柵GP。在圖12 (d)所示的光波導(dǎo)中，設(shè)定島狀區(qū)域15在光傳輸方向的寬度為圖6所示的LI。在圖12 (d)所示的光波導(dǎo)中，島狀區(qū)域15為矩形，但也可以是任意形狀。在圖12(d)所示的光波導(dǎo)中，如圖13 (a)和圖13 (b)所示的光波導(dǎo)那樣，也可以將邊界面區(qū)域BS形成在折射率不同的區(qū)域之間的邊界面上。在圖12所示的光波導(dǎo)中，凸?fàn)顓^(qū)域13、14或島狀區(qū)域15形成在陣列波導(dǎo)2的延長(zhǎng)線上，但也可以在與光傳輸方向大致垂直的方向上形成在鄰接的陣列波導(dǎo)2之間的延長(zhǎng)線上。另外，如圖14所示的光波導(dǎo)那樣，只要能賦予光相差，則也可以在陣列波導(dǎo)2的延長(zhǎng)線上以及在與光傳輸方向大致垂直的方向上在鄰接的陣列波導(dǎo)2之間的延長(zhǎng)線上形成凸?fàn)顓^(qū)域13、14或島狀區(qū)域15。在圖14(a)所示的光波導(dǎo)中，凸?fàn)顓^(qū)域13、14形成于陣列波導(dǎo)2的延長(zhǎng)線上，島狀區(qū)域15在與光傳輸方向大致垂直的方向上形成于鄰接的陣列波導(dǎo)2之間的延長(zhǎng)線上。此處，相互鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域13和島狀區(qū)域15以角相連結(jié)，相互鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域14和島狀區(qū)域15以角相連結(jié)。在圖14(b)所示的光波導(dǎo)中，凸?fàn)顓^(qū)域13、14形成于陣列波導(dǎo)2的延長(zhǎng)線上，島狀區(qū)域15-1在與光傳輸方向大致垂直的方向上形成于鄰接的陣列波導(dǎo)2之間的延長(zhǎng)線上，島狀區(qū)域15-2形成于陣列波導(dǎo)2的延長(zhǎng)線上。此處，島狀區(qū)域15-1和島狀區(qū)域15-2分別在與光傳輸方向大致垂直的方向上隔開間隔地配置，這樣配置的島狀區(qū)域15-1和15-2在與光傳輸方向大致平行方向上交互配置。另外，相互鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域13和島狀區(qū)域15-1以角相連結(jié)，相互鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域14和島狀區(qū)域15-1以角相連結(jié)，相互鄰接的島狀區(qū)域15-1、15-2以角相連結(jié)。 在圖14(c)所示的光波導(dǎo)中，凸?fàn)顓^(qū)域13、14形成于陣列波導(dǎo)2的延長(zhǎng)線上，島狀區(qū)域15在與光傳輸方向大致垂直的方向上形成于鄰接的陣列波導(dǎo)2之間的延長(zhǎng)線上。此處，相互鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域13和島狀區(qū)域15不連結(jié)，相互鄰接的凸?fàn)顓^(qū)域14和島狀區(qū)域15不連結(jié)。在形成振幅衍射光柵GA而取代相位光柵GP時(shí)，作為圖9的折射率不同的區(qū)域11的部分填充有光吸收性優(yōu)良的遮光材料。作為遮光材料，可以使用將炭黑、金屬微?；旌隙傻墓铇渲颦h(huán)氧樹脂等。(實(shí)施方式4)在實(shí)施方式4中，對(duì)具備實(shí)施方式1-3中說(shuō)明的光波導(dǎo)的陣列波導(dǎo)衍射光柵進(jìn)行說(shuō)明。在陣列波導(dǎo)衍射光柵中，一個(gè)以上的第I輸入輸出波導(dǎo)、第I平板波導(dǎo)、多個(gè)陣列波導(dǎo)、第2平板波導(dǎo)以及一個(gè)以上的第2輸入輸出波導(dǎo)按照這個(gè)順序相連接。第I平板波導(dǎo)和多個(gè)陣列波導(dǎo)分別作為平板波導(dǎo)I和陣列波導(dǎo)2而構(gòu)成實(shí)施方式1-3中說(shuō)明的光波導(dǎo)。第I平板波導(dǎo)中傳輸多個(gè)波長(zhǎng)的光，但可以選擇多個(gè)波長(zhǎng)中的任意波長(zhǎng)作為圖I和圖2中的λ。該任意波長(zhǎng)，例如為多個(gè)波長(zhǎng)中的中心波長(zhǎng)等。以該任意波長(zhǎng)為基礎(chǔ)，應(yīng)用實(shí)施方式2中說(shuō)明的設(shè)計(jì)方法和實(shí)施方式3中說(shuō)明的制造方法。衍射光柵不僅可以配置于第I平板波導(dǎo)，也可以配置于第2平板波導(dǎo)。另外，也可以將衍射光柵只配置于第I平板波導(dǎo)，并將專利文獻(xiàn)1-4的過(guò)渡區(qū)域或?qū)＠墨I(xiàn)5的傾斜部配置于第2平板波導(dǎo)。(實(shí)施方式5)在陣列波導(dǎo)衍射光柵中，在對(duì)從中央端口輸入的光進(jìn)行分波時(shí)，在輸出端口之間產(chǎn)生損耗偏差。這是由于到達(dá)輸出端口的光產(chǎn)生依賴于波長(zhǎng)的相位誤差，所以越遠(yuǎn)離輸出中央端口其相位誤差越大。另外，在利用光的可逆性對(duì)光進(jìn)行合波時(shí)，產(chǎn)生波長(zhǎng)所引起的強(qiáng)度的不均勻。在具備了相位光柵的情況下，相位光柵是根據(jù)一個(gè)波長(zhǎng)而設(shè)計(jì)的，因而產(chǎn)生由與設(shè)計(jì)波長(zhǎng)之間的偏差所引起的相位誤差，從而也產(chǎn)生不均勻。在實(shí)施方式5中，對(duì)以下情況進(jìn)行說(shuō)明，即，在將實(shí)施方式4中說(shuō)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵作為分波器來(lái)使用的情況下，通過(guò)調(diào)整設(shè)置于輸出側(cè)平板波導(dǎo)的干涉區(qū)域IF的光傳輸方向的寬度L2，能提高輸出通道間損耗的均勻性。圖15至圖17是表示干涉區(qū)域IF的光傳輸方向的寬度L2為各種各樣的陣列波導(dǎo)衍射光柵的插入損耗的計(jì)算結(jié)果的圖，利用相位光柵GP1，d=10.0ym, λ =1.55 μ m,η=1. 45。圖15是表示各種L2時(shí)輸出通道間的損耗分布的圖。將中央端口示出為“0”，在相當(dāng)于損耗最少的πΓ 的L=45ym，以中央通道的損耗作為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。在相當(dāng)于πΓ 的L=45 μ m時(shí)，中央附近的輸出通道的損耗降低，但隨著靠近兩端損耗增大。這是由于離中央端口越遠(yuǎn)越產(chǎn)生相位誤差的緣故。如果改變L2,偏離次數(shù)πΓ 的狀態(tài)并為散焦(defocus)狀態(tài)，則中央附近的輸出通道的損耗顯著增大，但端部原本就產(chǎn)生有相位誤差因而對(duì)損耗的影響小，損耗分布變得均勻。圖16是表示在圖15的-16ctTl6ch的33個(gè)輸出通道中L2與最小損耗的關(guān)系的圖，圖17是表示L2與輸出通道間損耗偏差的關(guān)系的圖。可知，使用-16CtTl6Ch的33個(gè)輸出通道的情況下，L2=60 μ m時(shí)，損耗偏差降低得最多。·
如以上說(shuō)明的那樣，通過(guò)改變L2，損耗和損耗的偏差有所變化，因此通過(guò)使L2最佳化，能根據(jù)輸出通道數(shù)和光波導(dǎo)的使用用途來(lái)設(shè)計(jì)光波導(dǎo)。在本實(shí)施方式中，關(guān)于作為分波器而使用了時(shí)的設(shè)置于輸出側(cè)平板波導(dǎo)的相位光柵進(jìn)行了說(shuō)明，但關(guān)于作為合波器而使用了時(shí)的設(shè)置于輸入側(cè)平板波導(dǎo)的相位光柵也是同樣的。如果在兩側(cè)的平板波導(dǎo)設(shè)置，則在作為合波器或分波器使用的情況下，無(wú)論從哪個(gè)平板波導(dǎo)輸入，都能降低損耗偏差。
權(quán)利要求
1.一種光波導(dǎo)，其特征在于，具備 平板波導(dǎo)，從端部開始隔開距離地在內(nèi)部形成有衍射光柵；以及陣列波導(dǎo)，端部連接于所述平板波導(dǎo)的端部的形成所述衍射光柵的自成像的相長(zhǎng)干涉部分的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光波導(dǎo)，其特征在于， 所述衍射光柵為相位光柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光波導(dǎo)，其特征在于， 所述相位光柵賦予入射光的相差約為90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光波導(dǎo)，其特征在于， 所述相位光柵賦予入射光的相差約為180度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求4中任一項(xiàng)所述的光波導(dǎo)，其特征在于， 所述相位光柵具備折射率不同的區(qū)域，所述折射率不同的區(qū)域在所述平板波導(dǎo)內(nèi)在與光傳輸方向大致垂直方向上隔開間隔地配置，且具有與所述平板波導(dǎo)內(nèi)的其他區(qū)域不同的折射率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光波導(dǎo),其特征在于， 鄰接的所述折射率不同的區(qū)域在具有與所述折射率不同的區(qū)域相等的折射率的區(qū)域連結(jié)，所述折射率不同的區(qū)域遍及所述相位光柵整體而成為一體。
7.—種陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，具備 I個(gè)以上的第I輸入輸出波導(dǎo)； 權(quán)利要求I至權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的光波導(dǎo)，將所述平板波導(dǎo)的與所述陣列波導(dǎo)相反側(cè)的端部連接于所述第I輸入輸出波導(dǎo)的端部； 第2平板波導(dǎo)，連接于所述陣列波導(dǎo)的與所述平板波導(dǎo)相反側(cè)的端部；以及 I個(gè)以上的第2輸入輸出波導(dǎo)，連接于所述第2平板波導(dǎo)的與所述陣列波導(dǎo)相反側(cè)的端部。
8.—種陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于，具備 2個(gè)以上的第I輸入輸出波導(dǎo)； 連接所述第I輸入輸出波導(dǎo)的端部的第I平板波導(dǎo)； 連接于所述第I平板波導(dǎo)中的與所述第I輸入輸出波導(dǎo)相反側(cè)的端部的陣列波導(dǎo)；連接于所述陣列波導(dǎo)中的與所述第I平板波導(dǎo)相反側(cè)的端部的第2平板波導(dǎo)；以及連接于所述第2平板波導(dǎo)中的與所述陣列波導(dǎo)相反側(cè)的端部的I個(gè)以上的第2輸入輸出波導(dǎo)， 其中，所述第I平板波導(dǎo)在內(nèi)部從端部開始隔開距離地形成衍射光柵，且將所述陣列波導(dǎo)的端部連接于從形成所述衍射光柵的自成像的相長(zhǎng)干涉部分的位置偏離了的位置，以使得在光從所述第2輸入輸出波導(dǎo)向所述第I輸入輸出波導(dǎo)入射時(shí),來(lái)自所述第I輸入輸出波導(dǎo)的光強(qiáng)度分布大致均勻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于， 所述衍射光柵為相位光柵。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于， 所述相位光柵賦予入射光的相差約為90度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于， 所述相位光柵賦予入射光的相差約為180度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至權(quán)利要求11中任一項(xiàng)所述的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于， 所述相位光柵具備折射率不同的區(qū)域，所述折射率不同的區(qū)域在所述平板波導(dǎo)內(nèi)在與光傳輸方向大致垂直的方向上隔開間隔地配置，且具有與所述平板波導(dǎo)內(nèi)的其他區(qū)域不同的折射率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的陣列波導(dǎo)衍射光柵，其特征在于， 鄰接的所述折射率不同的區(qū)域在具有與所述折射率不同的區(qū)域相等的折射率的區(qū)域連結(jié)，所述折射率不同的區(qū)域遍及所述相位光柵整體而成為一體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不增大電路規(guī)模、不使電路設(shè)計(jì)制造變得困難，且能在光從平板波導(dǎo)向陣列波導(dǎo)入射時(shí)或光從陣列波導(dǎo)向平板波導(dǎo)入射時(shí)降低插入損耗的技術(shù)。本發(fā)明的光波導(dǎo)，具備平板波導(dǎo)(1)，在內(nèi)部從端部開始隔開距離地形成衍射光柵GP；陣列波導(dǎo)(2)，端部連接于平板波導(dǎo)(1)的端部的形成衍射光柵GP的自成像的相長(zhǎng)干涉部分的位置。本發(fā)明的陣列波導(dǎo)衍射光柵，具備第1輸入輸出波導(dǎo)；平板波導(dǎo)(1)的與陣列波導(dǎo)(2)相反側(cè)的端部連接于第1輸入輸出波導(dǎo)的端部的上述光波導(dǎo)；連接于陣列波導(dǎo)(2)的與平板波導(dǎo)(1)相反側(cè)的端部的第2平板波導(dǎo)；連接于第2平板波導(dǎo)的與陣列波導(dǎo)(2)相反側(cè)的端部的第2輸入輸出波導(dǎo)。
文檔編號(hào)G02B6/12GK102918436SQ201180026109
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者守田圭一, 清水和美, 川島康二, 新津知治 申請(qǐng)人:Ntt電子股份有限公司