JPH10319260A - 導波路素子及び導波路型合分波素子並びに導波路集積回路 - Google Patents
導波路素子及び導波路型合分波素子並びに導波路集積回路Info
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- JPH10319260A JPH10319260A JP9130209A JP13020997A JPH10319260A JP H10319260 A JPH10319260 A JP H10319260A JP 9130209 A JP9130209 A JP 9130209A JP 13020997 A JP13020997 A JP 13020997A JP H10319260 A JPH10319260 A JP H10319260A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
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-
- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直角の曲がり（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字
型分岐）といった急峻な導波路不連続を実現可能な導波
路素子を提供する 【解決手段】 同一な断面構造を有する２本の単一モー
ド導波路１，２は各々の長手方向に延長した中心線が互
いに角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するように配置さ
れているような導波路不連続構造をなす。漏れ波伝搬領
域３は入射側単一モード導波路１及び出射側単一モード
導波路２各々の長手方向に延長した中心線が互いに交差
する点Ｏの近辺に、同様にその基本モードの実効伝搬波
長が単一モード導波路１，２の実効伝搬波長λＧのｃｏ
ｓ（θ／２）倍で、かつ一辺の長さがほぼＬの菱形に近
い形状をしている。 【効果】 単一モード導波路１の入射端４から入力した
波のエネルギを単一モード導波路２の出射端５から効率
よく取出すことが可能となる。
型分岐）といった急峻な導波路不連続を実現可能な導波
路素子を提供する 【解決手段】 同一な断面構造を有する２本の単一モー
ド導波路１，２は各々の長手方向に延長した中心線が互
いに角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するように配置さ
れているような導波路不連続構造をなす。漏れ波伝搬領
域３は入射側単一モード導波路１及び出射側単一モード
導波路２各々の長手方向に延長した中心線が互いに交差
する点Ｏの近辺に、同様にその基本モードの実効伝搬波
長が単一モード導波路１，２の実効伝搬波長λＧのｃｏ
ｓ（θ／２）倍で、かつ一辺の長さがほぼＬの菱形に近
い形状をしている。 【効果】 単一モード導波路１の入射端４から入力した
波のエネルギを単一モード導波路２の出射端５から効率
よく取出すことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は導波路素子及び導波
路型合分波素子並びに導波路集積回路に関し、特に導波
路不連続及びこれを利用するミリ波集積回路や光集積回
路、量子電子デバイス等に関する。
路型合分波素子並びに導波路集積回路に関し、特に導波
路不連続及びこれを利用するミリ波集積回路や光集積回
路、量子電子デバイス等に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムで用いられる光素子の増
加や多様化にともない、これらがシステム全体に占める
コストや実装負荷は無視できなくなりつつあり、複数の
光素子を１枚の基板にモノリシック集積してある特定の
機能を実現する光集積回路［ＰＩＣ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）］の必要性
が提唱されてきている。
加や多様化にともない、これらがシステム全体に占める
コストや実装負荷は無視できなくなりつつあり、複数の
光素子を１枚の基板にモノリシック集積してある特定の
機能を実現する光集積回路［ＰＩＣ（Ｐｈｏｔｏｎｉｃ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）］の必要性
が提唱されてきている。
【０００３】また、電子回路素子の究極の高性能化を目
的に、ナノメートル級の微細加工技術を取り入れて電子
の波（ド・ブロイ波）としての量子効果に新しい可能性
を追求する量子電子デバイスの研究開発等も始まってい
る。
的に、ナノメートル級の微細加工技術を取り入れて電子
の波（ド・ブロイ波）としての量子効果に新しい可能性
を追求する量子電子デバイスの研究開発等も始まってい
る。
【０００４】これらの素子では個々の機能素子の高性能
化もさることながら、各機能素子間を互いに連結するた
めの合分波器の役割が一層重要である。特に、２次元の
高集積化を実現しようとする場合には、各機能素子のレ
イアウト自由度を電気の集積回路並みに上げるための直
角の曲がり（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分岐）とい
った急峻な導波路不連続素子が不可欠である。
化もさることながら、各機能素子間を互いに連結するた
めの合分波器の役割が一層重要である。特に、２次元の
高集積化を実現しようとする場合には、各機能素子のレ
イアウト自由度を電気の集積回路並みに上げるための直
角の曲がり（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分岐）とい
った急峻な導波路不連続素子が不可欠である。
【０００５】しかしながら、光やｑｕａｓｉ−ｏｐｔｉ
ｃａｌな取り扱いが必要とされるミリ波やサブミリ波、
さらにはナノメートル級の微細構造中での電子等の振る
舞いを厳密に解析するためには、これらを波として取り
扱う必要がある。当然のことながら、導波路の曲がりや
不連続での損失の主たる原因となる反射や放射は避けら
れない。
ｃａｌな取り扱いが必要とされるミリ波やサブミリ波、
さらにはナノメートル級の微細構造中での電子等の振る
舞いを厳密に解析するためには、これらを波として取り
扱う必要がある。当然のことながら、導波路の曲がりや
不連続での損失の主たる原因となる反射や放射は避けら
れない。
【０００６】急峻な導波路不連続におけるこのような過
剰損失を抑制するための既存技術としては、導波路断面
形状を波長に比べて十分長い領域にわたって緩やかに変
形させてゆくテーパ構造が広く用いられてきているが、
これは必然的に導波路集積回路の全体の長尺化をもたら
し、その結果、各素子のレイアウト自由度の制約・歩留
まり率や収量の低下、集積度の頭打ち、吸収損失の増加
を招く等の克服すべき多くの課題を抱えているのが現状
である。
剰損失を抑制するための既存技術としては、導波路断面
形状を波長に比べて十分長い領域にわたって緩やかに変
形させてゆくテーパ構造が広く用いられてきているが、
これは必然的に導波路集積回路の全体の長尺化をもたら
し、その結果、各素子のレイアウト自由度の制約・歩留
まり率や収量の低下、集積度の頭打ち、吸収損失の増加
を招く等の克服すべき多くの課題を抱えているのが現状
である。
【０００７】光線の伝搬方向を任意の角度に曲げるため
には、鏡（反射鏡）を用いるのが一般的な方法である。
光集積回路等への応用を目的として広く研究され続けて
いる代表的な導波路曲がり素子としてはコーナリフレク
タがある。
には、鏡（反射鏡）を用いるのが一般的な方法である。
光集積回路等への応用を目的として広く研究され続けて
いる代表的な導波路曲がり素子としてはコーナリフレク
タがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光集積
回路では、各機能素子のレイアウト自由度を電気の集積
回路並みに上げるための直角の曲がり（Ｌ字型曲がり）
や分岐（Ｔ字型分岐）といった急峻な導波路不連続素子
が不可欠である。
回路では、各機能素子のレイアウト自由度を電気の集積
回路並みに上げるための直角の曲がり（Ｌ字型曲がり）
や分岐（Ｔ字型分岐）といった急峻な導波路不連続素子
が不可欠である。
【０００９】光線の伝搬方向を任意の角度に曲げるため
には反射鏡が用いられているが、鏡は多モード空間を伝
搬しているビーム状の波に対し、その波長よりも十分大
きい場合にのみ初めて理想的な反射面として機能する。
言い換えれば、波長と同程度かそれよりも小さな鏡は波
動にとってはその進路上に配置された単なる散乱体でし
かない。
には反射鏡が用いられているが、鏡は多モード空間を伝
搬しているビーム状の波に対し、その波長よりも十分大
きい場合にのみ初めて理想的な反射面として機能する。
言い換えれば、波長と同程度かそれよりも小さな鏡は波
動にとってはその進路上に配置された単なる散乱体でし
かない。
【００１０】導波路曲がり素子であるコーナリフレクタ
はそれが単一モード導波路に取付けられている限り、純
粋な反射鏡としての機能が大して果たされていない。コ
ーナリフレクタが光の進路を曲げているように振る舞っ
て見えるのは、このコーナリフレクタによる散乱で発生
した回折波を拾った出力側の単一モード導波路が横方向
（伝搬軸に垂直な方向）に辛うじて閉じ込めているから
に過ぎない。
はそれが単一モード導波路に取付けられている限り、純
粋な反射鏡としての機能が大して果たされていない。コ
ーナリフレクタが光の進路を曲げているように振る舞っ
て見えるのは、このコーナリフレクタによる散乱で発生
した回折波を拾った出力側の単一モード導波路が横方向
（伝搬軸に垂直な方向）に辛うじて閉じ込めているから
に過ぎない。
【００１１】上記の如く、光集積回路において急峻な導
波路不連続を実現するための構造としては実用に耐えう
るようなものがまだ存在しないのが実状である。
波路不連続を実現するための構造としては実用に耐えう
るようなものがまだ存在しないのが実状である。
【００１２】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、直角の曲がり（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分
岐）といった急峻な導波路不連続を実現することができ
る導波路素子及び導波路型合分波素子並びに導波路集積
回路を提供することにある。
消し、直角の曲がり（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分
岐）といった急峻な導波路不連続を実現することができ
る導波路素子及び導波路型合分波素子並びに導波路集積
回路を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による導波路素子
は、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持つ導波路
素子であって、前記折れ曲がり及び交差の少なくとも一
方をなす第１及び第２の直線導波路と、前記第１及び第
２の直線導波路が伝搬する波動を互いに同程度の割合で
漏れ波結合する漏れ波伝搬領域とを備えている。
は、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持つ導波路
素子であって、前記折れ曲がり及び交差の少なくとも一
方をなす第１及び第２の直線導波路と、前記第１及び第
２の直線導波路が伝搬する波動を互いに同程度の割合で
漏れ波結合する漏れ波伝搬領域とを備えている。
【００１４】本発明による導波路型合分波素子は、波動
を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差の少なく
とも一方を含む導波路不連続構造を持ちかつ前記波動の
合波及び分波を行う導波路型合分波素子であって、前記
折れ曲がり及び交差の少なくとも一方をなす第１から第
３の直線導波路と、前記第１及び第２の直線導波路各々
が伝搬する波動を互いに同程度の割合で漏れ波結合する
第１の漏れ波伝搬領域と、前記第１及び第３の直線導波
路各々が伝搬する波動を互いに同程度の割合で漏れ波結
合する第２の漏れ波伝搬領域とを備えている。
を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差の少なく
とも一方を含む導波路不連続構造を持ちかつ前記波動の
合波及び分波を行う導波路型合分波素子であって、前記
折れ曲がり及び交差の少なくとも一方をなす第１から第
３の直線導波路と、前記第１及び第２の直線導波路各々
が伝搬する波動を互いに同程度の割合で漏れ波結合する
第１の漏れ波伝搬領域と、前記第１及び第３の直線導波
路各々が伝搬する波動を互いに同程度の割合で漏れ波結
合する第２の漏れ波伝搬領域とを備えている。
【００１５】本発明による導波路集積回路は、波動を伝
搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差の少なくとも
一方を含む導波路不連続構造を持つ導波路素子が基板上
に集積された導波路集積回路であって、前記折れ曲がり
及び交差の少なくとも一方をなす第１及び第２の直線導
波路と、前記第１及び第２の直線導波路が伝搬する波動
を互いに同程度の割合で漏れ波結合する漏れ波伝搬領域
とを備えている。
搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差の少なくとも
一方を含む導波路不連続構造を持つ導波路素子が基板上
に集積された導波路集積回路であって、前記折れ曲がり
及び交差の少なくとも一方をなす第１及び第２の直線導
波路と、前記第１及び第２の直線導波路が伝搬する波動
を互いに同程度の割合で漏れ波結合する漏れ波伝搬領域
とを備えている。
【００１６】すなわち、本発明の導波路素子はミリ波や
光等の電磁波や電子等のド・ブロイ波といった波動一般
を伝搬させる直線導波路が折れ曲がったり、あるいは交
差したりする導波路不連続構造における波動の反射や放
射等に起因した過剰損失を抑制して急峻な導波路不連続
を実現することを目的としている。
光等の電磁波や電子等のド・ブロイ波といった波動一般
を伝搬させる直線導波路が折れ曲がったり、あるいは交
差したりする導波路不連続構造における波動の反射や放
射等に起因した過剰損失を抑制して急峻な導波路不連続
を実現することを目的としている。
【００１７】この導波路素子は各々の長手方向に延長し
た中心線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝
搬波長λＧの２つの単一モード導波路と、２つの単一モ
ード導波路を伝搬する波が互いに同程度の割合で漏れ波
結合するように２つの単一モード導波路各々の長手方向
に沿ってある長さにわたって近接する２辺を有する実効
伝搬波長λＬの漏れ波伝搬領域とを備えている。
た中心線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝
搬波長λＧの２つの単一モード導波路と、２つの単一モ
ード導波路を伝搬する波が互いに同程度の割合で漏れ波
結合するように２つの単一モード導波路各々の長手方向
に沿ってある長さにわたって近接する２辺を有する実効
伝搬波長λＬの漏れ波伝搬領域とを備えている。
【００１８】また、これらは２つの単一モード導波路を
含む面に垂直な方向に単一モードであり、かつ２つの単
一モード導波路を含む面に垂直で交差角θの補角（π−
θ）を２等分する直線を含むある特定の面に対して２つ
の単一モード導波路及び漏れ波伝搬領域が対称の関係に
ある。
含む面に垂直な方向に単一モードであり、かつ２つの単
一モード導波路を含む面に垂直で交差角θの補角（π−
θ）を２等分する直線を含むある特定の面に対して２つ
の単一モード導波路及び漏れ波伝搬領域が対称の関係に
ある。
【００１９】さらに、交差角θと実効伝搬波長λＧと実
効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係がほぼ成り立ち、かつ結合によって生じる実効伝
搬波長λＧ及び実効伝搬波長λＬの夫々の変化量が十分
小さくなるように構成されており、２つの単一モード導
波路が漏れ波伝搬領域を介して互いに結合している。
効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係がほぼ成り立ち、かつ結合によって生じる実効伝
搬波長λＧ及び実効伝搬波長λＬの夫々の変化量が十分
小さくなるように構成されており、２つの単一モード導
波路が漏れ波伝搬領域を介して互いに結合している。
【００２０】本発明の導波路合分波素子は、ミリ波ある
いは光等の電磁波や電子等のド・ブロイ波といった波動
一般を合波したり、または分波する素子であり、その波
動一般を伝搬させる直線導波路が折れ曲がったり、ある
いは交差したりする導波路不連続構造における波動の反
射や放射等に起因した過剰損失を抑制して急峻な導波路
不連続を実現することを目的としている。
いは光等の電磁波や電子等のド・ブロイ波といった波動
一般を合波したり、または分波する素子であり、その波
動一般を伝搬させる直線導波路が折れ曲がったり、ある
いは交差したりする導波路不連続構造における波動の反
射や放射等に起因した過剰損失を抑制して急峻な導波路
不連続を実現することを目的としている。
【００２１】この導波路型合分波素子は実効伝搬波長λ
Ｇの第１の単一モード導波路と、単一モード導波路と同
一の断面構造を持ちかつ各々の長手方向に延長した中心
線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で第１の単一モード導
波路と交わる実効伝搬波長λＧの第２及び第３の単一モ
ード導波路と、第１及び第２の単一モード導波路と第１
及び第３の単一モード導波路を伝搬する波動が夫々互い
に同程度の割合で漏れ波結合するように、第１及び第２
の単一モード導波路と第１及び第３の単一モード導波路
とにおいて夫々の長手方向に沿って近接する２辺を備え
る実効伝搬波長λＬの第１及び第２の漏れ波伝搬領域と
を備えている。
Ｇの第１の単一モード導波路と、単一モード導波路と同
一の断面構造を持ちかつ各々の長手方向に延長した中心
線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で第１の単一モード導
波路と交わる実効伝搬波長λＧの第２及び第３の単一モ
ード導波路と、第１及び第２の単一モード導波路と第１
及び第３の単一モード導波路を伝搬する波動が夫々互い
に同程度の割合で漏れ波結合するように、第１及び第２
の単一モード導波路と第１及び第３の単一モード導波路
とにおいて夫々の長手方向に沿って近接する２辺を備え
る実効伝搬波長λＬの第１及び第２の漏れ波伝搬領域と
を備えている。
【００２２】これらが第１及び第２の単一モード導波路
を含む面に垂直な方向に単一モードであり、かつ第１及
び第２の単一モード導波路を含む面に垂直で交差角θの
補角（π−θ）を２等分する直線を含むある特定の面に
対して第１及び第２の単一モード導波路と第１の漏れ波
伝搬領域とが線対称の関係にある。
を含む面に垂直な方向に単一モードであり、かつ第１及
び第２の単一モード導波路を含む面に垂直で交差角θの
補角（π−θ）を２等分する直線を含むある特定の面に
対して第１及び第２の単一モード導波路と第１の漏れ波
伝搬領域とが線対称の関係にある。
【００２３】同様に、第１及び第３の単一モード導波路
を含む面に垂直で交差角θの補角（π−θ）を２等分す
る直線を含むある特定の面に対して第１及び第３の単一
モード導波路と第２の漏れ波伝搬領域とが線対称の関係
にある。
を含む面に垂直で交差角θの補角（π−θ）を２等分す
る直線を含むある特定の面に対して第１及び第３の単一
モード導波路と第２の漏れ波伝搬領域とが線対称の関係
にある。
【００２４】また、交差角θと実効伝搬波長λＧと実効
伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ の関係が成り立ち、かつ第１及び第２の単一モード導波
路が第１の漏れ波伝搬領域を介して互いに結合してお
り、また同様に第１及び第３の単一モード導波路が第２
の漏れ波伝搬領域を介して互いに結合している。
伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ の関係が成り立ち、かつ第１及び第２の単一モード導波
路が第１の漏れ波伝搬領域を介して互いに結合してお
り、また同様に第１及び第３の単一モード導波路が第２
の漏れ波伝搬領域を介して互いに結合している。
【００２５】本発明による導波路集積回路は、ミリ波や
光等の電磁波や電子等のド・ブロイ波といった波動一般
を伝搬させる直線導波路が折れ曲がったり、あるいは交
差したりする導波路不連続構造を持つ導波路素子が基板
上に集積されており、導波路不連続構造における波動の
反射や放射等に起因した過剰損失を抑制して急峻な導波
路不連続を実現することを目的としている。
光等の電磁波や電子等のド・ブロイ波といった波動一般
を伝搬させる直線導波路が折れ曲がったり、あるいは交
差したりする導波路不連続構造を持つ導波路素子が基板
上に集積されており、導波路不連続構造における波動の
反射や放射等に起因した過剰損失を抑制して急峻な導波
路不連続を実現することを目的としている。
【００２６】この導波路集積回路は各々の長手方向に延
長した中心線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実
効伝搬波長λＧの２つの単一モード導波路と、２つの単
一モード導波路を伝搬する波が互いに同程度の割合で漏
れ波結合するように２つの単一モード導波路各々の長手
方向に沿ってある長さにわたって近接する２辺を有する
実効伝搬波長λＬの漏れ波伝搬領域とを備えている。
長した中心線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実
効伝搬波長λＧの２つの単一モード導波路と、２つの単
一モード導波路を伝搬する波が互いに同程度の割合で漏
れ波結合するように２つの単一モード導波路各々の長手
方向に沿ってある長さにわたって近接する２辺を有する
実効伝搬波長λＬの漏れ波伝搬領域とを備えている。
【００２７】これらが２つの単一モード導波路を含む面
に垂直な方向に単一モードであり、かつ２つの単一モー
ド導波路を含む面に垂直で交差角θの補角（π−θ）を
２等分する直線を含むある特定の面に対して２つの単一
モード導波路及び漏れ波伝搬領域が対称の関係にある。
に垂直な方向に単一モードであり、かつ２つの単一モー
ド導波路を含む面に垂直で交差角θの補角（π−θ）を
２等分する直線を含むある特定の面に対して２つの単一
モード導波路及び漏れ波伝搬領域が対称の関係にある。
【００２８】また、交差角θと実効伝搬波長λＧと実効
伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係がほぼ成り立ち、かつ結合によって生じる実効伝
搬波長λＧ及び実効伝搬波長λＬの夫々の変化量が十分
小さくなるように構成されており、かつ２つの単一モー
ド導波路が漏れ波伝搬領域を介して互いに結合している
ような導波路不連続構造を備えている。
伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係がほぼ成り立ち、かつ結合によって生じる実効伝
搬波長λＧ及び実効伝搬波長λＬの夫々の変化量が十分
小さくなるように構成されており、かつ２つの単一モー
ド導波路が漏れ波伝搬領域を介して互いに結合している
ような導波路不連続構造を備えている。
【００２９】本発明は各々の長手方向に延長した中心線
が交差するような２つの単一モード導波路の不連続部に
おいて、波動が自らその伝搬方向を曲げようとするため
の条件を極めて巧妙かつ非常に単純な構成で実現するた
めの手法を提供するものである。
が交差するような２つの単一モード導波路の不連続部に
おいて、波動が自らその伝搬方向を曲げようとするため
の条件を極めて巧妙かつ非常に単純な構成で実現するた
めの手法を提供するものである。
【００３０】この基本的な原理はこれら２つの単一モー
ド導波路を漏れ波等を利用して互いに波のエネルギのや
り取りをできるようにする（結合させる）ことを基本と
する、極めて単純なものである。
ド導波路を漏れ波等を利用して互いに波のエネルギのや
り取りをできるようにする（結合させる）ことを基本と
する、極めて単純なものである。
【００３１】つまり、導波路不連続においていずれエネ
ルギを放射して損失へと変わってしまうのであれば、発
想を逆転していっそのこと積極的に１００％放射させ、
それを１００％拾い集めてみるというアイデアである。
ルギを放射して損失へと変わってしまうのであれば、発
想を逆転していっそのこと積極的に１００％放射させ、
それを１００％拾い集めてみるというアイデアである。
【００３２】以下では、その原理を実現するための構成
等について、理解を助ける上で重要となる鏡（反射鏡）
周辺で起こっている物理現象の解説も交えながら、少し
詳しく説明する。
等について、理解を助ける上で重要となる鏡（反射鏡）
周辺で起こっている物理現象の解説も交えながら、少し
詳しく説明する。
【００３３】上記の「波長よりも大きな鏡を用いること
で初めて理想的な反射面として機能する」という記載
は、反射鏡の周辺で起きている極めて重要かつ興味深い
現象を示唆している。それは、「反射鏡による散乱を受
けた波が、自由空間のように横方向閉じ込めが全く無い
空間でも発散することなく、まるであたかもひとりでに
一本のビームに寄り集まって伝搬しているように見える
ような、ある特別な状態が反射鏡の周辺では成り立って
いる」という事実である。
で初めて理想的な反射面として機能する」という記載
は、反射鏡の周辺で起きている極めて重要かつ興味深い
現象を示唆している。それは、「反射鏡による散乱を受
けた波が、自由空間のように横方向閉じ込めが全く無い
空間でも発散することなく、まるであたかもひとりでに
一本のビームに寄り集まって伝搬しているように見える
ような、ある特別な状態が反射鏡の周辺では成り立って
いる」という事実である。
【００３４】「閉じ込めが全く無い多モード空間でも発
散することなく、まるであたかもひとりでに一本のビー
ムに寄り集まって伝搬しているように見える」という現
象は、単一モード導波路を使って波を無理矢理閉じ込め
る方法以外にも、波としての性質を利用したもっと巧妙
な手段が存在する可能性を示唆しており、「電磁波とは
閉じ込め構造を失うと放射するもの」という既成概念が
一般的に浸透している導波路技術者の常識を覆してしま
うものである。
散することなく、まるであたかもひとりでに一本のビー
ムに寄り集まって伝搬しているように見える」という現
象は、単一モード導波路を使って波を無理矢理閉じ込め
る方法以外にも、波としての性質を利用したもっと巧妙
な手段が存在する可能性を示唆しており、「電磁波とは
閉じ込め構造を失うと放射するもの」という既成概念が
一般的に浸透している導波路技術者の常識を覆してしま
うものである。
【００３５】もし、反射鏡周辺で起こっている上記の物
理現象を再現できるような構造を導波路集積回路上に忠
実に再現できさえすれば、あたかもそこに反射鏡が存在
しているかの如く、光を任意の角度に曲げることが可能
になるはずである。
理現象を再現できるような構造を導波路集積回路上に忠
実に再現できさえすれば、あたかもそこに反射鏡が存在
しているかの如く、光を任意の角度に曲げることが可能
になるはずである。
【００３６】そのような現象を理解するためには、まず
導波モードという概念からはしばらく離れて波動解析の
原点に一旦立ち返り、ホイヘンス・フレネルの原理に従
って反射鏡の働きを解釈すると見通しがよい。これによ
ると、ある大きさの開口を持つ反射鏡にビーム状の波を
入射すると、反射鏡上の任意の点を波源とする素波が無
数に発生すると捉えることができる。
導波モードという概念からはしばらく離れて波動解析の
原点に一旦立ち返り、ホイヘンス・フレネルの原理に従
って反射鏡の働きを解釈すると見通しがよい。これによ
ると、ある大きさの開口を持つ反射鏡にビーム状の波を
入射すると、反射鏡上の任意の点を波源とする素波が無
数に発生すると捉えることができる。
【００３７】マクロに観測されているビーム状の反射波
の実態は、それらすべての素波の複素振幅を合成して得
られた主ローブの部分であり、反射鏡の開口がその波長
に比べて十分大きな場合にだけ、主ローブの立体角が極
めて狭くかつサイドローブが抑制された鋭いビーム状と
なって見えているのである。その反射波の波面（等位相
面）の進行方向は元々の入射波の波面に対してある角度
だけ向きを変えており、その角度の関係は入射角・反射
角の法則として広く知られているものである。
の実態は、それらすべての素波の複素振幅を合成して得
られた主ローブの部分であり、反射鏡の開口がその波長
に比べて十分大きな場合にだけ、主ローブの立体角が極
めて狭くかつサイドローブが抑制された鋭いビーム状と
なって見えているのである。その反射波の波面（等位相
面）の進行方向は元々の入射波の波面に対してある角度
だけ向きを変えており、その角度の関係は入射角・反射
角の法則として広く知られているものである。
【００３８】これは波動が、反射鏡の存在によってその
進路を自ら変える過程において、結果として多モード空
間での波の干渉効果を介在させて（多モード空間を利用
して）波面を曲げていることに他ならない。その場合、
当然のことながら波面が曲がらない限り、波動がその進
路を曲げることはない。つまり、代表的な導波路曲がり
素子であるコーナリフレクタはそれが単一モード導波路
に取付けられている限り多モード空間と効率よく相互作
用することも無いわけであり、結果として純粋な反射鏡
としての機能を大して果たしていない。
進路を自ら変える過程において、結果として多モード空
間での波の干渉効果を介在させて（多モード空間を利用
して）波面を曲げていることに他ならない。その場合、
当然のことながら波面が曲がらない限り、波動がその進
路を曲げることはない。つまり、代表的な導波路曲がり
素子であるコーナリフレクタはそれが単一モード導波路
に取付けられている限り多モード空間と効率よく相互作
用することも無いわけであり、結果として純粋な反射鏡
としての機能を大して果たしていない。
【００３９】以上の説明から、光を任意の角度に曲げる
際には、反射鏡周辺の自由空間に相当する多モード空
間、及びこの多モード空間と単一モード導波路とを効率
よく相互作用（結合）させるための放射構造の２つが重
要な役割を果たしているであろうことが推察できる。
際には、反射鏡周辺の自由空間に相当する多モード空
間、及びこの多モード空間と単一モード導波路とを効率
よく相互作用（結合）させるための放射構造の２つが重
要な役割を果たしているであろうことが推察できる。
【００４０】そこで、多モード空間との間で効率よく波
のエネルギをやり取り（放射・受信）するために、単一
モード導波路に施すべき構造について説明する。
のエネルギをやり取り（放射・受信）するために、単一
モード導波路に施すべき構造について説明する。
【００４１】相反定理から明らかなように、送信アンテ
ナと受信アンテナとは、これらと相互作用する電磁波の
時間的発展が逆向きである以外は等価である。これは即
ち、あるアンテナから放射された波は、この波の等位相
面（波面）に対して送信アンテナと鏡像の関係にある構
造を用いれば完全に受信することが可能なことを意味す
る。
ナと受信アンテナとは、これらと相互作用する電磁波の
時間的発展が逆向きである以外は等価である。これは即
ち、あるアンテナから放射された波は、この波の等位相
面（波面）に対して送信アンテナと鏡像の関係にある構
造を用いれば完全に受信することが可能なことを意味す
る。
【００４２】この原理によれば、図２に示すように、例
えば４５°の放射指向性を有し、かつ放射された波の等
位相面（波面）が平面となるような２本のアンテナ８，
９を互いに直交させて配置すると、これら２本のアンテ
ナ８，９間でエネルギの完全な授受が可能になるはずで
ある。
えば４５°の放射指向性を有し、かつ放射された波の等
位相面（波面）が平面となるような２本のアンテナ８，
９を互いに直交させて配置すると、これら２本のアンテ
ナ８，９間でエネルギの完全な授受が可能になるはずで
ある。
【００４３】つまり、一対の対称なアンテナ８，９の組
合せで、等価的に角度が９０°の曲がりを実現すること
ができるのである。本発明はこの漏れ波を利用した導波
路間結合の原理に基づいて、大きな曲げ角度の導波路不
連続を実現する手段を提供するものである。
合せで、等価的に角度が９０°の曲がりを実現すること
ができるのである。本発明はこの漏れ波を利用した導波
路間結合の原理に基づいて、大きな曲げ角度の導波路不
連続を実現する手段を提供するものである。
【００４４】このようなアンテナとしての性質と、単一
モード導波路としての性質との両方を兼ね備えた構造と
しては、漏れ波導波路（アンテナ研究者の立場からは漏
れ波アンテナと呼ばれる）が知られている。漏れ波とは
ある導波路からそれに近接する遅波領域（この単一モー
ド導波路の実効屈折率より大きな実効屈折率を有する領
域）に対し、この導波路を伝搬しながらその遅波領域の
ある特定の方向へ一定の割合で放射を伴うという現象で
ある。
モード導波路としての性質との両方を兼ね備えた構造と
しては、漏れ波導波路（アンテナ研究者の立場からは漏
れ波アンテナと呼ばれる）が知られている。漏れ波とは
ある導波路からそれに近接する遅波領域（この単一モー
ド導波路の実効屈折率より大きな実効屈折率を有する領
域）に対し、この導波路を伝搬しながらその遅波領域の
ある特定の方向へ一定の割合で放射を伴うという現象で
ある。
【００４５】これはちょうど、アレイ状に配置されたア
ンテナ群（フェーズドアレイアンテナ）の各アンテナエ
レメント間の隣接間隔を無限に小さくした極限と考える
ことができる。つまり、反射鏡波が入射した際、その面
上で無数の素波が発生している状態と等価な状態が作り
出せるのである。
ンテナ群（フェーズドアレイアンテナ）の各アンテナエ
レメント間の隣接間隔を無限に小さくした極限と考える
ことができる。つまり、反射鏡波が入射した際、その面
上で無数の素波が発生している状態と等価な状態が作り
出せるのである。
【００４６】また、漏れ波伝搬領域は反射鏡周辺で発生
した素波を互いに干渉させるために必要な多モード空間
としての役割をも同時に担っている。その上、その放射
された波の等位相面（波面）は平面的で、その結果放射
指向性も比較的鋭いという特徴を有している。
した素波を互いに干渉させるために必要な多モード空間
としての役割をも同時に担っている。その上、その放射
された波の等位相面（波面）は平面的で、その結果放射
指向性も比較的鋭いという特徴を有している。
【００４７】特に、波の等位相面（波面）が平面的であ
るということから、この等位相面を対称面として互いに
折り返した構造を用意すれば、これら２つの対称な漏れ
構造の間で理想的なエネルギの授受が可能になり、直線
導波路が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波
路不連続構造において一方の導波路の入射端から入力し
た波のエネルギを他方の導波路の出射端から効率よく取
出すことが可能になることが期待される。漏れ波導波路
は急峻な導波路不連続を実現する上で、まさに理想的な
構造を有している。
るということから、この等位相面を対称面として互いに
折り返した構造を用意すれば、これら２つの対称な漏れ
構造の間で理想的なエネルギの授受が可能になり、直線
導波路が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波
路不連続構造において一方の導波路の入射端から入力し
た波のエネルギを他方の導波路の出射端から効率よく取
出すことが可能になることが期待される。漏れ波導波路
は急峻な導波路不連続を実現する上で、まさに理想的な
構造を有している。
【００４８】また、２つの単一モード導波路の実効伝搬
波長λＧ（実効屈折率ｎＧ）と、これらの長手方向に延
長した中心線が交差する点おける狭い方の交差角θ（０
＜θ≦９０°）と、漏れ波伝搬領域の実効伝搬波長λＬ
（実効屈折率ｎＬ）との間には、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ ＝（λ０／ｎＬ）／（λ０／ｎＧ） ＝ｎＧ／ｎＬ という関係式が成り立つ。
波長λＧ（実効屈折率ｎＧ）と、これらの長手方向に延
長した中心線が交差する点おける狭い方の交差角θ（０
＜θ≦９０°）と、漏れ波伝搬領域の実効伝搬波長λＬ
（実効屈折率ｎＬ）との間には、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ ＝（λ０／ｎＬ）／（λ０／ｎＧ） ＝ｎＧ／ｎＬ という関係式が成り立つ。
【００４９】この関係式は、実効屈折率が夫々ｎＧ及び
ｎＬの２つの領域が互いに接している境界面における、
波の屈折を記述するＳｎｅｌｌの法則そのものである。
また、この漏れ波の波面を対称軸とする構造は図２に示
すような構造で容易に実現できる。
ｎＬの２つの領域が互いに接している境界面における、
波の屈折を記述するＳｎｅｌｌの法則そのものである。
また、この漏れ波の波面を対称軸とする構造は図２に示
すような構造で容易に実現できる。
【００５０】２次元のプレーナ導波路集積回路内での導
波路不連続は本発明のもっとも有効な応用先の１つと考
えられるが、その実現のためには単一モード導波路や漏
れ波伝搬領域各々に最適な実効屈折率が得られるよう、
材料の屈折率や構造寸法を適切に設計する必要がある。
波路不連続は本発明のもっとも有効な応用先の１つと考
えられるが、その実現のためには単一モード導波路や漏
れ波伝搬領域各々に最適な実効屈折率が得られるよう、
材料の屈折率や構造寸法を適切に設計する必要がある。
【００５１】特に、漏れ波伝搬領域はその実効屈折率を
大きく選ぶ必要がある都合上、必然的に屈折率の大きな
材料を選択せざるを得なくなり、そのため基板の層厚方
向にも多モード化しやすくなることが懸念される。漏れ
波伝搬領域の層厚方向の波数は単一モード化を図ると同
時に、可能なかぎり単一モード導波路の層厚方向のそれ
と一致させることが望ましい。
大きく選ぶ必要がある都合上、必然的に屈折率の大きな
材料を選択せざるを得なくなり、そのため基板の層厚方
向にも多モード化しやすくなることが懸念される。漏れ
波伝搬領域の層厚方向の波数は単一モード化を図ると同
時に、可能なかぎり単一モード導波路の層厚方向のそれ
と一致させることが望ましい。
【００５２】尚、ここで説明した漏れ波結合を用いた急
峻な導波路不連続の実現方法は、単にミリ波や光といっ
た電磁波の導波路構造に限らない。波としての性質を兼
ね備えるようなもの、例えばド・ブロイ波としての扱い
が必要となる電子を応用して量子効果デバイスを製造す
る際に不可欠な、電子を導くための導波路不連続構造、
また化合物半導体の低次元量子井戸構造における障壁層
から井戸層へのキャリア注入等にも応用が可能である。
峻な導波路不連続の実現方法は、単にミリ波や光といっ
た電磁波の導波路構造に限らない。波としての性質を兼
ね備えるようなもの、例えばド・ブロイ波としての扱い
が必要となる電子を応用して量子効果デバイスを製造す
る際に不可欠な、電子を導くための導波路不連続構造、
また化合物半導体の低次元量子井戸構造における障壁層
から井戸層へのキャリア注入等にも応用が可能である。
【００５３】さらに、漏れ波を利用した導波路間の結合
をもう少し別の観点から解釈してみると、入射側単一モ
ード導波路の波数ベクトルをｋ１とし、漏れ波伝搬領域
の波数ベクトルをｋＬとし、出射側単一モード導波路の
波数ベクトルをｋ２とすると、漏れ波の結合現象そのも
のは、 ｋＬ＝ｋ１＋ｋ２ という、極めて簡単なベクトルの合成で得られているこ
とがわかる。
をもう少し別の観点から解釈してみると、入射側単一モ
ード導波路の波数ベクトルをｋ１とし、漏れ波伝搬領域
の波数ベクトルをｋＬとし、出射側単一モード導波路の
波数ベクトルをｋ２とすると、漏れ波の結合現象そのも
のは、 ｋＬ＝ｋ１＋ｋ２ という、極めて簡単なベクトルの合成で得られているこ
とがわかる。
【００５４】波の性質を考えれば、これは当然の結果で
あり、波の伝搬方向を変えるということは、すなわち波
数ベクトルの向きをｋ１からｋ２へと変えることに他な
らないのである。
あり、波の伝搬方向を変えるということは、すなわち波
数ベクトルの向きをｋ１からｋ２へと変えることに他な
らないのである。
【００５５】この結果は、波数ベクトルｋＬを生み出す
漏れ波伝搬領域として、実効屈折率を高くするという方
法以外にも何か他の可能性、つまりそれに等しい波数ベ
クトルを与える回折格子等の周期構造でも代用できる可
能性を示唆している。
漏れ波伝搬領域として、実効屈折率を高くするという方
法以外にも何か他の可能性、つまりそれに等しい波数ベ
クトルを与える回折格子等の周期構造でも代用できる可
能性を示唆している。
【００５６】一般に、実効屈折率の大きく異なった領域
を同一基板上に形成することは、製造プロセスの煩雑化
や導波路材料間の整合性の問題等からあまり容易とは言
えない。この点、特に光導波路集積回路への応用を意識
した場合には、周期構造が使えるという後者の知見は有
益であると考えられる。
を同一基板上に形成することは、製造プロセスの煩雑化
や導波路材料間の整合性の問題等からあまり容易とは言
えない。この点、特に光導波路集積回路への応用を意識
した場合には、周期構造が使えるという後者の知見は有
益であると考えられる。
【００５７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に
よる導波路素子の働きを示す図であり、図２は本発明の
第１の実施例による導波路素子の働きが２本のアンテナ
間でのエネルギの送受と等価であることを示す図であ
る。
面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に
よる導波路素子の働きを示す図であり、図２は本発明の
第１の実施例による導波路素子の働きが２本のアンテナ
間でのエネルギの送受と等価であることを示す図であ
る。
【００５８】図２において、２本のアンテナ８，９は例
えば４５°の放射指向性を有し、かつ放射された波の等
位相面（波面）が平面となるように互いに直交させて配
置されている。これによって、２本のアンテナ８，９間
でエネルギの完全な授受が可能になる。つまり、一対の
対称なアンテナ８，９の組合せで、等価的に角度が９０
°の曲がりを実現することができる。
えば４５°の放射指向性を有し、かつ放射された波の等
位相面（波面）が平面となるように互いに直交させて配
置されている。これによって、２本のアンテナ８，９間
でエネルギの完全な授受が可能になる。つまり、一対の
対称なアンテナ８，９の組合せで、等価的に角度が９０
°の曲がりを実現することができる。
【００５９】本発明の第１の実施例による導波路素子は
この漏れ波を利用した導波路間結合の原理に基づいて、
大きな曲げ角度の導波路不連続を実現する。上記のよう
なアンテナとしての性質と、単一モード導波路としての
性質との両方を兼ね備えた構造としては、漏れ波導波路
が知られている。
この漏れ波を利用した導波路間結合の原理に基づいて、
大きな曲げ角度の導波路不連続を実現する。上記のよう
なアンテナとしての性質と、単一モード導波路としての
性質との両方を兼ね備えた構造としては、漏れ波導波路
が知られている。
【００６０】漏れ波とはある導波路１，２からそれに近
接する遅波領域に対し、この導波路１，２を伝搬しなが
らその遅波領域のある特定の方向へ一定の割合で放射を
伴うという現象である。これはちょうど、アレイ状に配
置されたアンテナ群の各アンテナエレメント間の隣接間
隔を無限に小さくした極限と考えることができる。つま
り、反射鏡波が入射した際、その面上で無数の素波が発
生している状態と等価な状態を作り出せるのである。
接する遅波領域に対し、この導波路１，２を伝搬しなが
らその遅波領域のある特定の方向へ一定の割合で放射を
伴うという現象である。これはちょうど、アレイ状に配
置されたアンテナ群の各アンテナエレメント間の隣接間
隔を無限に小さくした極限と考えることができる。つま
り、反射鏡波が入射した際、その面上で無数の素波が発
生している状態と等価な状態を作り出せるのである。
【００６１】また、漏れ波伝搬領域３は反射鏡周辺で発
生した素波を互いに干渉させるために必要な多モード空
間としての役割をも同時に担っている。その上、その放
射された波の等位相面（波面）は平面的で、その結果放
射指向性も比較的鋭いという特徴を有している。
生した素波を互いに干渉させるために必要な多モード空
間としての役割をも同時に担っている。その上、その放
射された波の等位相面（波面）は平面的で、その結果放
射指向性も比較的鋭いという特徴を有している。
【００６２】波の等位相面（波面）が平面的であるとい
うことから、この等位相面を対称面として互いに折り返
した構造、つまり対称軸７で折り返した構造を用意すれ
ば、これら２つの対称な漏れ構造の間で理想的なエネル
ギの授受が可能になる（図１参照）。
うことから、この等位相面を対称面として互いに折り返
した構造、つまり対称軸７で折り返した構造を用意すれ
ば、これら２つの対称な漏れ構造の間で理想的なエネル
ギの授受が可能になる（図１参照）。
【００６３】したがって、直線導波路１，２が折れ曲が
ったり、あるいは交差したりする導波路不連続構造にお
いて直線導波路１の入射端４から入力した波のエネルギ
を直線導波路２の出射端５から効率よく取出すことが可
能になることが期待される。漏れ波導波路は急峻な導波
路不連続を実現する上で、まさに理想的な構造を有して
いる。ここで６は直線導波路１，２の交差角θ（０＜θ
≦９０°）であり、この交差角θは直線導波路１，２の
各々の長手方向に延長した中心線が交差する地点におけ
る狭い方の角度を指している。
ったり、あるいは交差したりする導波路不連続構造にお
いて直線導波路１の入射端４から入力した波のエネルギ
を直線導波路２の出射端５から効率よく取出すことが可
能になることが期待される。漏れ波導波路は急峻な導波
路不連続を実現する上で、まさに理想的な構造を有して
いる。ここで６は直線導波路１，２の交差角θ（０＜θ
≦９０°）であり、この交差角θは直線導波路１，２の
各々の長手方向に延長した中心線が交差する地点におけ
る狭い方の角度を指している。
【００６４】図３は本発明の第１の実施例による導波路
素子の構成を説明する図であり、図４は図３の導波路素
子の中を伝わる波の様子を説明する図である。これら図
３及び図４を用いて本発明の第１の実施例による導波路
素子について説明する。
素子の構成を説明する図であり、図４は図３の導波路素
子の中を伝わる波の様子を説明する図である。これら図
３及び図４を用いて本発明の第１の実施例による導波路
素子について説明する。
【００６５】図３は同一な断面構造を有する２本の単一
モード導波路１２，１３が各々の長手方向に延長した中
心線が互いに角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するよう
に配置されているような導波路不連続構造において、漏
れ波を利用して理想的な伝達特性を実現するための構成
を示している。
モード導波路１２，１３が各々の長手方向に延長した中
心線が互いに角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するよう
に配置されているような導波路不連続構造において、漏
れ波を利用して理想的な伝達特性を実現するための構成
を示している。
【００６６】単一モード導波路１２，１３各々の長手方
向に延長した中心線が角度θ（０＜θ≦９０°）で交差
し、ある振動数の波に対する基本モードの伝搬波長がλ
Ｇの入射側の単一モード導波路１２と、入射側の単一モ
ード導波路１２と同一の断面形状及び伝搬特性を有する
出射側の単一モード導波路１３とを夫々設けた基板１１
を用意する。
向に延長した中心線が角度θ（０＜θ≦９０°）で交差
し、ある振動数の波に対する基本モードの伝搬波長がλ
Ｇの入射側の単一モード導波路１２と、入射側の単一モ
ード導波路１２と同一の断面形状及び伝搬特性を有する
出射側の単一モード導波路１３とを夫々設けた基板１１
を用意する。
【００６７】また、入射側の単一モード導波路１２及び
出射側の単一モード導波路１３各々の長手方向に延長し
た中心線が互いに交差する点Ｏの近辺に、同様にその基
本モードの実効伝搬波長が単一モード導波路１２，１３
の実効伝搬波長λＧのｃｏｓ（θ／２）倍［または、実
効屈折率ｎＧの１／ｃｏｓ（θ／２）］で、かつ一辺の
長さがほぼＬの菱形に近い形状をした漏れ波伝搬領域１
４が設けられている。
出射側の単一モード導波路１３各々の長手方向に延長し
た中心線が互いに交差する点Ｏの近辺に、同様にその基
本モードの実効伝搬波長が単一モード導波路１２，１３
の実効伝搬波長λＧのｃｏｓ（θ／２）倍［または、実
効屈折率ｎＧの１／ｃｏｓ（θ／２）］で、かつ一辺の
長さがほぼＬの菱形に近い形状をした漏れ波伝搬領域１
４が設けられている。
【００６８】これら単一モード導波路１２，１３及び漏
れ波伝搬領域１４は、各々基板１１に垂直な方向には高
次モードが発生せず、かつ各々の層厚方向の波数が互い
に一致するように膜厚が設定されている。
れ波伝搬領域１４は、各々基板１１に垂直な方向には高
次モードが発生せず、かつ各々の層厚方向の波数が互い
に一致するように膜厚が設定されている。
【００６９】尚、これら入射側単一モード導波路１２及
び出射側単一モード導波路１３そのものは互いに交差し
ていても、一点で接していても、互いに交差していなく
てもかまわないが、点Ｏを通りかつ角度θの補角（π−
θ）を２等分する直線ＯＭに対して対称でなくてはなら
ない。また、結合に寄与している領域の長さはＬとす
る。
び出射側単一モード導波路１３そのものは互いに交差し
ていても、一点で接していても、互いに交差していなく
てもかまわないが、点Ｏを通りかつ角度θの補角（π−
θ）を２等分する直線ＯＭに対して対称でなくてはなら
ない。また、結合に寄与している領域の長さはＬとす
る。
【００７０】さらに、漏れ波伝搬領域１４と単一モード
導波路１２，１３各々との間で波のエネルギのやり取り
が起こるように、単一モード導波路１２，１３各々と漏
れ波伝搬領域１４との間隔１７（＝Ｄ）を調節するなど
して、単位長さあたりκ程度の振幅の結合係数が得られ
るようにしている。
導波路１２，１３各々との間で波のエネルギのやり取り
が起こるように、単一モード導波路１２，１３各々と漏
れ波伝搬領域１４との間隔１７（＝Ｄ）を調節するなど
して、単位長さあたりκ程度の振幅の結合係数が得られ
るようにしている。
【００７１】また、結合係数κを大きくしたい場合等に
は間隔１７を小さくすることによって、単一モード導波
路１２，１３と漏れ波伝搬領域１４との結合が始まる場
所に波が差し掛かった瞬間の反射が懸念されるが、その
場合には間隔１７を単一モード導波路１２，１３各々の
長手方向に沿って連続的に変化させることなどによっ
て、漏れ波伝搬領域１４への波の放射量や放射パターン
を空間的に制御することで回避することが可能である。
その場合には、漏れ波伝搬領域１４の形状は完全な菱形
ではなく多少歪む。
は間隔１７を小さくすることによって、単一モード導波
路１２，１３と漏れ波伝搬領域１４との結合が始まる場
所に波が差し掛かった瞬間の反射が懸念されるが、その
場合には間隔１７を単一モード導波路１２，１３各々の
長手方向に沿って連続的に変化させることなどによっ
て、漏れ波伝搬領域１４への波の放射量や放射パターン
を空間的に制御することで回避することが可能である。
その場合には、漏れ波伝搬領域１４の形状は完全な菱形
ではなく多少歪む。
【００７２】本発明の第１の実施例による導波路素子は
入射側の単一モード導波路１２の入射端１５へと入力さ
れる信号光にて励振され、伝搬しながら漏れ波伝搬領域
１４へと徐々にエネルギを放射してゆく。波の進行方向
から測ったその放射角はＳｎｅｌｌの法則から与えら
れ、この場合には各々の実効伝搬波長（実効屈折率）の
比から、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ ＝（λ０／ｎＬ）／（λ０／ｎＧ） ＝ｎＧ／ｎＬ となる。
入射側の単一モード導波路１２の入射端１５へと入力さ
れる信号光にて励振され、伝搬しながら漏れ波伝搬領域
１４へと徐々にエネルギを放射してゆく。波の進行方向
から測ったその放射角はＳｎｅｌｌの法則から与えら
れ、この場合には各々の実効伝搬波長（実効屈折率）の
比から、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ ＝（λ０／ｎＬ）／（λ０／ｎＧ） ＝ｎＧ／ｎＬ となる。
【００７３】放射された波が互いに干渉し合う結果、漏
れ波伝搬領域１４の中を伝わる波の軌跡はちょうどほぼ
ビーム状となる。尚、この入力側の単一モード導波路１
２から漏れ波伝搬領域１４へと放射されるエネルギの総
量は、 （１−ｅｘｐ（−２κＬ））／２κ という式に比例する。
れ波伝搬領域１４の中を伝わる波の軌跡はちょうどほぼ
ビーム状となる。尚、この入力側の単一モード導波路１
２から漏れ波伝搬領域１４へと放射されるエネルギの総
量は、 （１−ｅｘｐ（−２κＬ））／２κ という式に比例する。
【００７４】振幅の結合係数κと長さＬとの積κＬを調
節することによって、エネルギの放射量を制御すること
が可能となる。尚、漏れ波伝搬領域１４と単一モード導
波路１２，１３とが互いに結合している距離そのものは
長さＬだけあっても、実際には波のエネルギの放射に有
効に関与している部分の長さは、漏れ波アンテナの開口
の類推から、およそ（１／κ）ほどである。
節することによって、エネルギの放射量を制御すること
が可能となる。尚、漏れ波伝搬領域１４と単一モード導
波路１２，１３とが互いに結合している距離そのものは
長さＬだけあっても、実際には波のエネルギの放射に有
効に関与している部分の長さは、漏れ波アンテナの開口
の類推から、およそ（１／κ）ほどである。
【００７５】一方、アンテナ全般に共通する法則とし
て、アンテナ自身の開口を波の波長に比べて十分大きく
するほど、アンテナの放射指向性はより鋭くなる。つま
り、ほぼ１００％に近い波のエネルギを理想的なビーム
状に放射させようとする場合には、結合係数κを（１／
λＧ）より十分下げると同時に、放射されるエネルギの
総量があまり小さくならないように長さＬを大きくし
て、積κＬの大きさがあまり小さくならないようにすれ
ばよい。
て、アンテナ自身の開口を波の波長に比べて十分大きく
するほど、アンテナの放射指向性はより鋭くなる。つま
り、ほぼ１００％に近い波のエネルギを理想的なビーム
状に放射させようとする場合には、結合係数κを（１／
λＧ）より十分下げると同時に、放射されるエネルギの
総量があまり小さくならないように長さＬを大きくし
て、積κＬの大きさがあまり小さくならないようにすれ
ばよい。
【００７６】したがって、単一モード導波路１２，１３
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路１２の入射
端１５から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路１３の出射端１６から効率よく取出すことが可能
になる。
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路１２の入射
端１５から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路１３の出射端１６から効率よく取出すことが可能
になる。
【００７７】図５は本発明の第１の実施例によるＬ字型
光導波路曲がりの構成を説明する図であり、図６は図５
のＬ字型光導波路曲がりの中を伝わる波の様子を説明す
る図である。これら図５及び図６を用いて石英系の単一
モード光導波路のＬ字型に曲がったＬ字型光導波路曲が
りについて説明する。
光導波路曲がりの構成を説明する図であり、図６は図５
のＬ字型光導波路曲がりの中を伝わる波の様子を説明す
る図である。これら図５及び図６を用いて石英系の単一
モード光導波路のＬ字型に曲がったＬ字型光導波路曲が
りについて説明する。
【００７８】入射側の単一モード導波路２２及び出射側
の単一モード導波路２３各々の長手方向に延長した中心
線が９０°で交差し、波長１５５０ｎｍの光に対する基
本モードの伝搬波長が１０９６ｎｍ（実効屈折率１．４
１４）の入射側の単一モード導波路２２と、入射側の単
一モード導波路２２と同一の断面形状及び伝搬特性を有
する出射側の単一モード導波路２３とを夫々設けた基板
２１を用意する。ここで、これら入射側の単一モード導
波路２２及び出射側の単一モード導波路２３各々の長手
方向に延長した中心線は点Ｏにて互い接している。
の単一モード導波路２３各々の長手方向に延長した中心
線が９０°で交差し、波長１５５０ｎｍの光に対する基
本モードの伝搬波長が１０９６ｎｍ（実効屈折率１．４
１４）の入射側の単一モード導波路２２と、入射側の単
一モード導波路２２と同一の断面形状及び伝搬特性を有
する出射側の単一モード導波路２３とを夫々設けた基板
２１を用意する。ここで、これら入射側の単一モード導
波路２２及び出射側の単一モード導波路２３各々の長手
方向に延長した中心線は点Ｏにて互い接している。
【００７９】この点Ｏの近辺に、同様にその基本モード
の伝搬波長が単一モード導波路２２，２３の伝搬波長の
１／（２）1/2 に相当する７７５ｎｍ［実効屈折率は
（２）1/2 倍に相当する２．０００］で、かつ一辺の長
さが５０ミクロンのほぼ正方形の形状をした漏れ波伝搬
領域２４が設けられている。
の伝搬波長が単一モード導波路２２，２３の伝搬波長の
１／（２）1/2 に相当する７７５ｎｍ［実効屈折率は
（２）1/2 倍に相当する２．０００］で、かつ一辺の長
さが５０ミクロンのほぼ正方形の形状をした漏れ波伝搬
領域２４が設けられている。
【００８０】また、漏れ波伝搬領域２４はＴａ2 Ｏ3 の
スパッタ膜を用いて形成されている。これら単一モード
導波路２２，２３及び漏れ波伝搬領域２４は夫々基板２
１に垂直な方向に対して高次モードが発生せずかつ夫々
の層厚方向の波数が互いに一致するように夫々の膜厚が
２ミクロンに設定されている。
スパッタ膜を用いて形成されている。これら単一モード
導波路２２，２３及び漏れ波伝搬領域２４は夫々基板２
１に垂直な方向に対して高次モードが発生せずかつ夫々
の層厚方向の波数が互いに一致するように夫々の膜厚が
２ミクロンに設定されている。
【００８１】さらに、漏れ波伝搬領域２４と単一モード
導波路２２，２３各々との間でκＬ＝２．０（または、
２κＬ＝４．０）程度のエネルギのやり取り（結合）が
起こるように、単一モード導波路２２，２３各々と漏れ
波伝搬領域２４との間隔２７が設定されている。
導波路２２，２３各々との間でκＬ＝２．０（または、
２κＬ＝４．０）程度のエネルギのやり取り（結合）が
起こるように、単一モード導波路２２，２３各々と漏れ
波伝搬領域２４との間隔２７が設定されている。
【００８２】入射側の単一モード導波路２２の入射端２
５に波長１５５０ｎｍの信号光を入力したところ、２本
の単一モード導波路２２，２３各々が漏れ波を介して互
いに結合し、急峻なＬ字型の導波路曲がりにおいても過
剰損失の無い、理想的な伝達特性を得ることができる。
５に波長１５５０ｎｍの信号光を入力したところ、２本
の単一モード導波路２２，２３各々が漏れ波を介して互
いに結合し、急峻なＬ字型の導波路曲がりにおいても過
剰損失の無い、理想的な伝達特性を得ることができる。
【００８３】したがって、単一モード導波路２２，２３
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路２２の入射
端２５から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路２３の出射端２６から効率よく取出すことが可能
になる。
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路２２の入射
端２５から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路２３の出射端２６から効率よく取出すことが可能
になる。
【００８４】図７は本発明の第２の実施例による導波路
素子の構成を説明する図であり、図８は図７の導波路素
子の中を伝わる波の様子を説明する図である。これら図
７及び図８を用いて本発明の第２の実施例による導波路
素子について説明する。
素子の構成を説明する図であり、図８は図７の導波路素
子の中を伝わる波の様子を説明する図である。これら図
７及び図８を用いて本発明の第２の実施例による導波路
素子について説明する。
【００８５】図７は同一な断面構造を有する２本の単一
モード導波路３２，３３が各々の長手方向に延長した中
心線が互いに角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するよう
に配置されているような導波路不連続構造において、漏
れ波を利用して理想的な伝達特性を実現するための構成
を示している。
モード導波路３２，３３が各々の長手方向に延長した中
心線が互いに角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するよう
に配置されているような導波路不連続構造において、漏
れ波を利用して理想的な伝達特性を実現するための構成
を示している。
【００８６】２本の単一モード導波路３２，３３各々の
長手方向に延長した中心線が角度θ（０＜θ≦９０°）
で交差し、ある振動数の波に対する基本モードの伝搬波
長がλＧの入射側の単一モード導波路３２と、入射側の
単一モード導波路３２と同一の断面形状及び伝搬特性を
有する出射側の単一モード導波路３３とを設けた基板３
１を用意する。
長手方向に延長した中心線が角度θ（０＜θ≦９０°）
で交差し、ある振動数の波に対する基本モードの伝搬波
長がλＧの入射側の単一モード導波路３２と、入射側の
単一モード導波路３２と同一の断面形状及び伝搬特性を
有する出射側の単一モード導波路３３とを設けた基板３
１を用意する。
【００８７】また、２本の単一モード導波路３２，３３
各々の長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏ
の近辺には、単一モード導波路３２，３３の実効伝搬波
長λＧのｃｏｓ（θ／２）倍の周期で格子ベクトルの向
きが単一モード導波路３２を伝搬する波の進行方向に対
して角度θ／２だけ単一モード導波路３３の方に傾いた
回折格子３５が形成され、一辺の長さがほぼＬの菱形に
近い形状をした漏れ波伝搬領域３４が設けられている。
各々の長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏ
の近辺には、単一モード導波路３２，３３の実効伝搬波
長λＧのｃｏｓ（θ／２）倍の周期で格子ベクトルの向
きが単一モード導波路３２を伝搬する波の進行方向に対
して角度θ／２だけ単一モード導波路３３の方に傾いた
回折格子３５が形成され、一辺の長さがほぼＬの菱形に
近い形状をした漏れ波伝搬領域３４が設けられている。
【００８８】これら単一モード導波路３２，３３及び漏
れ波伝搬領域３４は、各々基板２１に垂直な方向に対し
て高次モードが発生せずかつ各々の層厚方向の波数が互
いに一致するように各々の膜厚が設定されている。尚、
これら入射側の単一モード導波路３２及び出射側の単一
モード導波路３３そのものは互いに交差していても、一
点で接していても、互いに交差していなくてもかまわな
いが、点Ｏを通りかつ角度θの補角（π−θ）を２等分
する直線ＯＭに対して対称でなくてはならない。また、
結合に寄与している領域の長さはＬとする。
れ波伝搬領域３４は、各々基板２１に垂直な方向に対し
て高次モードが発生せずかつ各々の層厚方向の波数が互
いに一致するように各々の膜厚が設定されている。尚、
これら入射側の単一モード導波路３２及び出射側の単一
モード導波路３３そのものは互いに交差していても、一
点で接していても、互いに交差していなくてもかまわな
いが、点Ｏを通りかつ角度θの補角（π−θ）を２等分
する直線ＯＭに対して対称でなくてはならない。また、
結合に寄与している領域の長さはＬとする。
【００８９】さらに、漏れ波伝搬領域３４と単一モード
導波路３２，３３各々との間で波のエネルギのやり取り
が起こるように、単一モード導波路３２，３３各々と漏
れ波伝搬領域３４とが単位長さあたりκ程度の振幅の結
合係数が得られるようにしている。
導波路３２，３３各々との間で波のエネルギのやり取り
が起こるように、単一モード導波路３２，３３各々と漏
れ波伝搬領域３４とが単位長さあたりκ程度の振幅の結
合係数が得られるようにしている。
【００９０】上述した導波路素子は入射側の単一モード
導波路３２の入射端３６へと入力される信号光にて励振
され、伝搬しながら漏れ波伝搬領域３４へと徐々にエネ
ルギを放射してゆく。波の進行方向から測ったその放射
角は回折格子３５の格子ベクトルｋＧに平行であり、導
波路単一モード導波路３２，３３を伝搬する入射波及び
出射波の波数ベクトルを夫々ｋ１，ｋ２とすると、これ
ら３つのベクトルの間には、 ｋＧ＝ｋ１＋ｋ２ という関係が成り立つ。
導波路３２の入射端３６へと入力される信号光にて励振
され、伝搬しながら漏れ波伝搬領域３４へと徐々にエネ
ルギを放射してゆく。波の進行方向から測ったその放射
角は回折格子３５の格子ベクトルｋＧに平行であり、導
波路単一モード導波路３２，３３を伝搬する入射波及び
出射波の波数ベクトルを夫々ｋ１，ｋ２とすると、これ
ら３つのベクトルの間には、 ｋＧ＝ｋ１＋ｋ２ という関係が成り立つ。
【００９１】放射された波が互いに干渉し合う結果、漏
れ波伝搬領域３４の中を伝わる波の軌跡はちょうどほぼ
ビーム状となる。ここで、この入射側の単一モード導波
路３２から漏れ波伝搬領域３４へと放射されるエネルギ
の総量は、その単位長さあたりの振幅の結合係数をκと
すると、 （１−ｅｘｐ（−２κＬ））／２κ という式に比例する。振幅の結合係数κと長さＬの積κ
Ｌを調節することによって、エネルギの放射量を制御す
ることが可能となる。
れ波伝搬領域３４の中を伝わる波の軌跡はちょうどほぼ
ビーム状となる。ここで、この入射側の単一モード導波
路３２から漏れ波伝搬領域３４へと放射されるエネルギ
の総量は、その単位長さあたりの振幅の結合係数をκと
すると、 （１−ｅｘｐ（−２κＬ））／２κ という式に比例する。振幅の結合係数κと長さＬの積κ
Ｌを調節することによって、エネルギの放射量を制御す
ることが可能となる。
【００９２】また、漏れ波伝搬領域３４と単一モード導
波路３２，３３各々とが互いに結合している距離そのも
のは長さＬだけあっても、実際には波のエネルギの放射
に有効に関与している部分の長さは漏れ波アンテナの開
口の類推から、およそ（１／κ）ほどである。この場
合、アンテナ全般に共通する法則として、アンテナ自身
の開口が波の波長に比べて十分大きくなるほど、アンテ
ナの放射指向性はより鋭くなる。
波路３２，３３各々とが互いに結合している距離そのも
のは長さＬだけあっても、実際には波のエネルギの放射
に有効に関与している部分の長さは漏れ波アンテナの開
口の類推から、およそ（１／κ）ほどである。この場
合、アンテナ全般に共通する法則として、アンテナ自身
の開口が波の波長に比べて十分大きくなるほど、アンテ
ナの放射指向性はより鋭くなる。
【００９３】つまり、ほぼ１００％に近い波のエネルギ
を理想的なビーム状に放射させようとする場合には、結
合係数κを（１／λＧ）より十分下げると同時に、放射
されるエネルギの総量があまり小さくならないように長
さＬを大きくして、積κＬの大きさがあまり小さくなら
ないようにすればよい。
を理想的なビーム状に放射させようとする場合には、結
合係数κを（１／λＧ）より十分下げると同時に、放射
されるエネルギの総量があまり小さくならないように長
さＬを大きくして、積κＬの大きさがあまり小さくなら
ないようにすればよい。
【００９４】したがって、単一モード導波路３２，３３
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路３２の入射
端３６から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路３３の出射端３７から効率よく取出すことが可能
になる。
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路３２の入射
端３６から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路３３の出射端３７から効率よく取出すことが可能
になる。
【００９５】図９は本発明の第２の実施例によるＬ字型
ミリ波導波路曲がりの構成を説明する図であり、図１０
は図９のＬ字型ミリ波導波路曲がりの中を伝わる波の様
子を説明する図である。
ミリ波導波路曲がりの構成を説明する図であり、図１０
は図９のＬ字型ミリ波導波路曲がりの中を伝わる波の様
子を説明する図である。
【００９６】図９は上述した本発明の第２の実施例によ
る導波路素子を、５０ＧＨｚ帯のミリ波を伝送する非放
射性誘電体導波路［ＮＲＤ（Ｎｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｖ
ｅＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）ガイド］における、Ｌ字型ミ
リ波導波路曲がりに用いた例を示している。
る導波路素子を、５０ＧＨｚ帯のミリ波を伝送する非放
射性誘電体導波路［ＮＲＤ（Ｎｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｖ
ｅＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）ガイド］における、Ｌ字型ミ
リ波導波路曲がりに用いた例を示している。
【００９７】単一モード導波路４２，４３各々の長手方
向に延長した中心線が９０°で交差し、波長６ｍｍのミ
リ波に対する基本モードの伝搬波長が４．２４３ｍｍ
（実効屈折率１．４１４）の入射側の単一モード導波路
４２と、入射側の単一モード導波路４２と同一の断面形
状及び伝搬特性を有する出射側の単一モード導波路４３
とを設けた基板４１を用意する。ここで、これら入射側
の単一モード導波路４２及び出射側の単一モード導波路
４３各々の長手方向に延長した中心線は点Ｏにて互いに
接している。
向に延長した中心線が９０°で交差し、波長６ｍｍのミ
リ波に対する基本モードの伝搬波長が４．２４３ｍｍ
（実効屈折率１．４１４）の入射側の単一モード導波路
４２と、入射側の単一モード導波路４２と同一の断面形
状及び伝搬特性を有する出射側の単一モード導波路４３
とを設けた基板４１を用意する。ここで、これら入射側
の単一モード導波路４２及び出射側の単一モード導波路
４３各々の長手方向に延長した中心線は点Ｏにて互いに
接している。
【００９８】また、単一モード導波路４２，４３各々の
長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏの近辺
には、単一モード導波路４２，４３の実効伝搬波長λＧ
のｃｏｓ（θ／２）倍である３ｍｍの周期で格子ベクト
ルの向きが単一モード導波路４２を伝搬する波の進行方
向に対して角度θ／２だけ単一モード導波路４３の方に
傾いた回折格子４５が形成され、一辺の長さがＬのほぼ
菱形の形状をした漏れ波伝搬領域４４が設けられてい
る。
長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏの近辺
には、単一モード導波路４２，４３の実効伝搬波長λＧ
のｃｏｓ（θ／２）倍である３ｍｍの周期で格子ベクト
ルの向きが単一モード導波路４２を伝搬する波の進行方
向に対して角度θ／２だけ単一モード導波路４３の方に
傾いた回折格子４５が形成され、一辺の長さがＬのほぼ
菱形の形状をした漏れ波伝搬領域４４が設けられてい
る。
【００９９】これら単一モード導波路４２，４３及び漏
れ波伝搬領域４４は各々基板４１に垂直な方向に対して
高次モードが発生せずかつ各々の層厚方向の波数が互い
に一致するように各々の膜厚が２ミクロンに設定されて
いる。
れ波伝搬領域４４は各々基板４１に垂直な方向に対して
高次モードが発生せずかつ各々の層厚方向の波数が互い
に一致するように各々の膜厚が２ミクロンに設定されて
いる。
【０１００】また、漏れ波伝搬領域４４と単一モード導
波路４２，４３各々との間でκＬ＝２．０（または、２
κＬ＝４．０）程度のエネルギのやり取り（結合）が起
こるように、単一モード導波路４２，４３各々と漏れ波
伝搬領域４４との間隔４８が１ｍｍに設定してある。
波路４２，４３各々との間でκＬ＝２．０（または、２
κＬ＝４．０）程度のエネルギのやり取り（結合）が起
こるように、単一モード導波路４２，４３各々と漏れ波
伝搬領域４４との間隔４８が１ｍｍに設定してある。
【０１０１】入射側の単一モード導波路４２の入射端４
６に周波数５０ＧＨｚのミリ波信号を入力したところ、
図１０に示すように、これら２本の単一モード導波路４
２，４３各々が漏れ波を介して互いに結合し、急峻なＬ
字型の導波路曲がりにおいても過剰損失の無い、理想的
な伝達特性を得ることができる。
６に周波数５０ＧＨｚのミリ波信号を入力したところ、
図１０に示すように、これら２本の単一モード導波路４
２，４３各々が漏れ波を介して互いに結合し、急峻なＬ
字型の導波路曲がりにおいても過剰損失の無い、理想的
な伝達特性を得ることができる。
【０１０２】したがって、単一モード導波路４２，４３
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路４２の入射
端４６から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路４３の出射端４７から効率よく取出すことが可能
になる。
が折れ曲がったり、あるいは交差したりする導波路不連
続構造において、入射側の単一モード導波路４２の入射
端４６から入力した波のエネルギを出射側の単一モード
導波路４３の出射端４７から効率よく取出すことが可能
になる。
【０１０３】図１１は本発明の第３の実施例による導波
路合分波器の構成を示す図であり、図１２は図１１の導
波路合分波器の中を伝わる波の様子を計算によって求め
た図である。これら図１１及び図１２を用いて本発明の
第３の実施例による導波路合分波器について説明する。
路合分波器の構成を示す図であり、図１２は図１１の導
波路合分波器の中を伝わる波の様子を計算によって求め
た図である。これら図１１及び図１２を用いて本発明の
第３の実施例による導波路合分波器について説明する。
【０１０４】図１１は同一の断面構造を有する３本の単
一モード導波路５２〜５４からなり、このうちある特定
の導波路５２の長手方向に延長した中心線に対して、残
り２本の導波路５３，５４の長手方向に延長した中心線
が角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するように配置され
ている対称Ｙ字型の導波路分岐構造において、漏れ波を
利用して理想的な伝達特性を実現するための構成を示し
ている。
一モード導波路５２〜５４からなり、このうちある特定
の導波路５２の長手方向に延長した中心線に対して、残
り２本の導波路５３，５４の長手方向に延長した中心線
が角度θ（０＜θ≦９０°）で交差するように配置され
ている対称Ｙ字型の導波路分岐構造において、漏れ波を
利用して理想的な伝達特性を実現するための構成を示し
ている。
【０１０５】ある振動数の波に対する基本モードの伝搬
波長がλＧの同一の断面形状及び伝搬特性を有する３本
の単一モード導波路５２〜５４を有し、このうちある特
定の単一モード導波路５２の長手方向に延長した中心線
に対して、残り２本の単一モード導波路５３，５４各々
の長手方向に延長した中心線が対称Ｙ字型に角度θ（０
＜θ≦９０°）で交差するように配置されている基板５
１を用意する。
波長がλＧの同一の断面形状及び伝搬特性を有する３本
の単一モード導波路５２〜５４を有し、このうちある特
定の単一モード導波路５２の長手方向に延長した中心線
に対して、残り２本の単一モード導波路５３，５４各々
の長手方向に延長した中心線が対称Ｙ字型に角度θ（０
＜θ≦９０°）で交差するように配置されている基板５
１を用意する。
【０１０６】また、単一モード導波路５３，５４各々の
長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏの近
辺、角度θの補角（π−θ）をなす部分に面した領域
に、基本モードの実効伝搬波長が単一モード導波路５
２，５３の実効伝搬波長λＧのｃｏｓ（θ／２）倍［ま
たは、実効屈折率ｎＧの１／ｃｏｓ（θ／２）］で、か
つ一辺の長さがほぼＬの菱形に近い形状をした漏れ波伝
搬領域５５，５６を設けている。
長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏの近
辺、角度θの補角（π−θ）をなす部分に面した領域
に、基本モードの実効伝搬波長が単一モード導波路５
２，５３の実効伝搬波長λＧのｃｏｓ（θ／２）倍［ま
たは、実効屈折率ｎＧの１／ｃｏｓ（θ／２）］で、か
つ一辺の長さがほぼＬの菱形に近い形状をした漏れ波伝
搬領域５５，５６を設けている。
【０１０７】これら単一モード導波路５２，５３及び漏
れ波伝搬領域５５，５６は、各々基板５１に垂直な方向
に対して高次モードが発生せずかつ各々の層厚方向の波
数が互いに一致するように各々の膜厚が設定されてい
る。
れ波伝搬領域５５，５６は、各々基板５１に垂直な方向
に対して高次モードが発生せずかつ各々の層厚方向の波
数が互いに一致するように各々の膜厚が設定されてい
る。
【０１０８】ここで、これら３本の単一モード導波路５
２〜５４は互いに交差していても、一点で接していて
も、互いに交差していなくてもかまわないが、単一モー
ド導波路５２，５３及び単一モード導波路５２，５４は
夫々点Ｏを通り、補角（π−θ）を２等分する直線Ｏ
Ｍ、ＯＭ’に対して対称でなくてはならない。また、結
合に寄与している領域の長さはＬとする。
２〜５４は互いに交差していても、一点で接していて
も、互いに交差していなくてもかまわないが、単一モー
ド導波路５２，５３及び単一モード導波路５２，５４は
夫々点Ｏを通り、補角（π−θ）を２等分する直線Ｏ
Ｍ、ＯＭ’に対して対称でなくてはならない。また、結
合に寄与している領域の長さはＬとする。
【０１０９】さらに、漏れ波伝搬領域５５，５６各々と
単一モード導波路５２〜５４各々との間で波のエネルギ
のやり取りが起こるように、各々の単一モード導波路５
２〜５４と漏れ波伝搬領域５５，５６各々との間隔６
０，６１を調節するなどして、単位長さあたりκ程度の
振幅の結合係数が得られるようにしている。そらにま
た、間隔６０，６１に関しては本発明の第１の実施例で
説明したのと同様に、制御手段の採用が可能である。
単一モード導波路５２〜５４各々との間で波のエネルギ
のやり取りが起こるように、各々の単一モード導波路５
２〜５４と漏れ波伝搬領域５５，５６各々との間隔６
０，６１を調節するなどして、単位長さあたりκ程度の
振幅の結合係数が得られるようにしている。そらにま
た、間隔６０，６１に関しては本発明の第１の実施例で
説明したのと同様に、制御手段の採用が可能である。
【０１１０】図１１に示す対称Ｙ字型導波路合分波器は
単一モード導波路５２の入射端５７へと入力される信号
光にて励振され、伝搬しながら漏れ波伝搬領域５５，５
６へと徐々にエネルギを放射してゆく。ここで、波が漏
れ波を介して結合する原理は、漏れ波放射に寄与する領
域が１つから２つに増えた以外は、上記の本発明の第１
の実施例で説明した内容と同一である。
単一モード導波路５２の入射端５７へと入力される信号
光にて励振され、伝搬しながら漏れ波伝搬領域５５，５
６へと徐々にエネルギを放射してゆく。ここで、波が漏
れ波を介して結合する原理は、漏れ波放射に寄与する領
域が１つから２つに増えた以外は、上記の本発明の第１
の実施例で説明した内容と同一である。
【０１１１】また、漏れ波伝搬領域５５，５６としては
実効屈折率の異なる領域を形成する代わりに、本発明の
第２の実施例で示したのと同じの設計手法のもとに形成
された回折格子に置換えても、同様のＹ分岐を実現する
ことが可能である。
実効屈折率の異なる領域を形成する代わりに、本発明の
第２の実施例で示したのと同じの設計手法のもとに形成
された回折格子に置換えても、同様のＹ分岐を実現する
ことが可能である。
【０１１２】したがって、単一モード導波路５２〜５４
が交差する導波路不連続構造において、入射側の単一モ
ード導波路５２の入射端５７から入力した波のエネルギ
を出射側の単一モード導波路５３，５４各々の出射端５
８，５９から効率よく取出すことが可能になる。
が交差する導波路不連続構造において、入射側の単一モ
ード導波路５２の入射端５７から入力した波のエネルギ
を出射側の単一モード導波路５３，５４各々の出射端５
８，５９から効率よく取出すことが可能になる。
【０１１３】図１３は本発明の第３の実施例によるＴ字
型導波路合分波器の構成を示す図であり、図１４は図１
３のＴ字型導波路合分波器の中を伝わる波の様子を計算
によって求めた図である。これら図１３及び図１４を用
いて本発明のさらに第３の実施例によるＴ字型導波路合
分波器について説明する。
型導波路合分波器の構成を示す図であり、図１４は図１
３のＴ字型導波路合分波器の中を伝わる波の様子を計算
によって求めた図である。これら図１３及び図１４を用
いて本発明のさらに第３の実施例によるＴ字型導波路合
分波器について説明する。
【０１１４】図１３は上述した本発明の第３の実施例の
形態を石英系の単一モード光導波路のＴ字型光合分波器
に用いた例を示しており、図１４はこのＴ字型光合分波
器を伝搬する波の振幅を理論計算した結果を示してい
る。
形態を石英系の単一モード光導波路のＴ字型光合分波器
に用いた例を示しており、図１４はこのＴ字型光合分波
器を伝搬する波の振幅を理論計算した結果を示してい
る。
【０１１５】単一モード導波路７２〜７４各々の長手方
向に延長した中心線が９０°で交差し、波長１５５０ｎ
ｍの光に対する基本モードの伝搬波長が１０９６ｎｍ
（実効屈折率１．４１４）の入射側の単一モード導波路
７２と、入射側の単一モード導波路７２と同一の断面形
状及び伝搬特性を有する出射側の単一モード導波路７
３，７４とを設けた基板７１を用意する。
向に延長した中心線が９０°で交差し、波長１５５０ｎ
ｍの光に対する基本モードの伝搬波長が１０９６ｎｍ
（実効屈折率１．４１４）の入射側の単一モード導波路
７２と、入射側の単一モード導波路７２と同一の断面形
状及び伝搬特性を有する出射側の単一モード導波路７
３，７４とを設けた基板７１を用意する。
【０１１６】ここで、これら単一モード導波路７２〜７
４は互いに１点で接し、単一モード導波路７２の長手方
向に延長した中心線に対して、単一モード導波路７３，
７４は互いに対称である。
４は互いに１点で接し、単一モード導波路７２の長手方
向に延長した中心線に対して、単一モード導波路７３，
７４は互いに対称である。
【０１１７】また、単一モード導波路７２〜７４各々の
長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏの近辺
で、これら単一モード導波路７２〜７４各々が互いに角
度９０°で接する部分に面した２つの領域に、基本モー
ドの実効伝搬波長が単一モード導波路７２〜７４各々の
実効伝搬波長λＧの１／（２）1/2 に相当する７７５ｎ
ｍ［実効屈折率は（２）1/2 倍に相当する２．０００］
で、かつ一辺の長さがほぼ５０ミクロンのほぼ正方形の
形状をした漏れ波伝搬領域７５，７６が設けられてい
る。
長手方向に延長した中心線が互いに交差する点Ｏの近辺
で、これら単一モード導波路７２〜７４各々が互いに角
度９０°で接する部分に面した２つの領域に、基本モー
ドの実効伝搬波長が単一モード導波路７２〜７４各々の
実効伝搬波長λＧの１／（２）1/2 に相当する７７５ｎ
ｍ［実効屈折率は（２）1/2 倍に相当する２．０００］
で、かつ一辺の長さがほぼ５０ミクロンのほぼ正方形の
形状をした漏れ波伝搬領域７５，７６が設けられてい
る。
【０１１８】さらに、漏れ波伝搬領域７５，７６はＴａ
2 Ｏ3 のスパッタ膜を用いて形成されている。これら単
一モード導波路７２〜７４及び漏れ波伝搬領域７５，７
６は各々基板７１に垂直な方向に対して高次モードが発
生せずかつ各々の層厚方向の波数が互いに一致するよう
に各々の膜厚が設定されている。
2 Ｏ3 のスパッタ膜を用いて形成されている。これら単
一モード導波路７２〜７４及び漏れ波伝搬領域７５，７
６は各々基板７１に垂直な方向に対して高次モードが発
生せずかつ各々の層厚方向の波数が互いに一致するよう
に各々の膜厚が設定されている。
【０１１９】さらにまた、これら３本の単一モード導波
路７２〜７４各々は互いに交差していても、一点で接し
ていても、互いに交差していなくてもかまわないが、単
一モード導波路７２，７３及び単一モード導波路７２，
７４は夫々点Ｏを通り、補角（π−θ）を２等分する直
線ＯＭ、ＯＭ’に対して対称でなくてはならない。
路７２〜７４各々は互いに交差していても、一点で接し
ていても、互いに交差していなくてもかまわないが、単
一モード導波路７２，７３及び単一モード導波路７２，
７４は夫々点Ｏを通り、補角（π−θ）を２等分する直
線ＯＭ、ＯＭ’に対して対称でなくてはならない。
【０１２０】漏れ波伝搬領域７５，７６と単一モード導
波路７２〜７４との間でκＬ＝２．０（または、２κＬ
＝４．０）程度のエネルギのやり取り（結合）が起こる
ように、単一モード導波路７２〜７４各々と漏れ波伝搬
領域７５，７６との間隔８０，８１を設定してある。
波路７２〜７４との間でκＬ＝２．０（または、２κＬ
＝４．０）程度のエネルギのやり取り（結合）が起こる
ように、単一モード導波路７２〜７４各々と漏れ波伝搬
領域７５，７６との間隔８０，８１を設定してある。
【０１２１】単一モード導波路７２の入射端７７に波長
１５５０ｎｍの信号光を入力したところ、図１４に示す
ように、３本の単一モード導波路７２〜７４のうち互い
に直交するもの同士が漏れ波を介して結合し、急峻なＴ
字型の導波路曲がりにおいても過剰損失の無い、理想的
な伝達特性を得ることができる。本実施例は光集積回路
の高集積化に非常に大きな利点をもたらすことが期待で
きる。
１５５０ｎｍの信号光を入力したところ、図１４に示す
ように、３本の単一モード導波路７２〜７４のうち互い
に直交するもの同士が漏れ波を介して結合し、急峻なＴ
字型の導波路曲がりにおいても過剰損失の無い、理想的
な伝達特性を得ることができる。本実施例は光集積回路
の高集積化に非常に大きな利点をもたらすことが期待で
きる。
【０１２２】したがって、単一モード導波路７２〜７４
が交差する導波路不連続構造において、入射側の単一モ
ード導波路７２の入射端７７から入力した波のエネルギ
を出射側の単一モード導波路７３，７４各々の出射端７
８，７９から効率よく取出すことが可能になる。
が交差する導波路不連続構造において、入射側の単一モ
ード導波路７２の入射端７７から入力した波のエネルギ
を出射側の単一モード導波路７３，７４各々の出射端７
８，７９から効率よく取出すことが可能になる。
【０１２３】図１５は本発明の第４の実施例による導波
路素子の構成を示す図である。図において、本発明の第
４の実施例による導波路素子は単一モード導波路９１，
９２各々を互いに所定曲率半径の曲がり導波路９３で滑
らかに接続するようにした以外は上述した導波路素子と
同様の構成となっている。
路素子の構成を示す図である。図において、本発明の第
４の実施例による導波路素子は単一モード導波路９１，
９２各々を互いに所定曲率半径の曲がり導波路９３で滑
らかに接続するようにした以外は上述した導波路素子と
同様の構成となっている。
【０１２４】曲がり導波路９３の曲率半径は単一モード
導波路９１，９２各々の接続状況に応じて可変可能であ
り、漏れ波伝搬領域９４の形状は曲がり導波路９３の曲
率半径の変化に応じて変化することとなる。
導波路９１，９２各々の接続状況に応じて可変可能であ
り、漏れ波伝搬領域９４の形状は曲がり導波路９３の曲
率半径の変化に応じて変化することとなる。
【０１２５】尚、本発明の第４の実施例による導波路素
子において上述した導波路素子と同様の構成については
その説明を省略する。また、９５は入射側の単一モード
導波路９１の入射端を、９６は出射側の単一モード導波
路９２の出射端を、９７は単一モード導波路９１，９２
各々と漏れ波伝搬領域９４との間隔を夫々示している。
さらに、上記の内容は導波路合分波器にも適用可能であ
る。
子において上述した導波路素子と同様の構成については
その説明を省略する。また、９５は入射側の単一モード
導波路９１の入射端を、９６は出射側の単一モード導波
路９２の出射端を、９７は単一モード導波路９１，９２
各々と漏れ波伝搬領域９４との間隔を夫々示している。
さらに、上記の内容は導波路合分波器にも適用可能であ
る。
【０１２６】図１６は本発明の第５の実施例による導波
路素子の構成を示す図である。図において、本発明の第
５の実施例による導波路素子は漏れ波伝搬領域１０３に
テーパ部分１０４，１０５を設けた以外は上述した導波
路素子と同様の構成となっている。
路素子の構成を示す図である。図において、本発明の第
５の実施例による導波路素子は漏れ波伝搬領域１０３に
テーパ部分１０４，１０５を設けた以外は上述した導波
路素子と同様の構成となっている。
【０１２７】テーパ部分１０４，１０５は間隔１０８を
単一モード導波路１０１，１０２各々の長手方向に沿っ
て連続的に変化させるものであり、漏れ波伝搬領域１０
３への波の放射量や放射パターンを空間的に制御してい
る。
単一モード導波路１０１，１０２各々の長手方向に沿っ
て連続的に変化させるものであり、漏れ波伝搬領域１０
３への波の放射量や放射パターンを空間的に制御してい
る。
【０１２８】これによって、結合係数κを大きくしたい
場合等において、間隔１０８を小さくすることによる単
一モード導波路１０１，１０２と漏れ波伝搬領域１０３
との結合が始まる場所に波が差し掛かった瞬間の反射の
懸念を回避することが可能となる。これらテーパ部分１
０４，１０５を設けることによって、漏れ波伝搬領域１
０３の形状は完全な菱形ではなく多少歪むこととなる。
場合等において、間隔１０８を小さくすることによる単
一モード導波路１０１，１０２と漏れ波伝搬領域１０３
との結合が始まる場所に波が差し掛かった瞬間の反射の
懸念を回避することが可能となる。これらテーパ部分１
０４，１０５を設けることによって、漏れ波伝搬領域１
０３の形状は完全な菱形ではなく多少歪むこととなる。
【０１２９】尚、本発明の第５の実施例による導波路素
子において上述した導波路素子と同様の構成については
その説明を省略する。また、１０６は入射側の単一モー
ド導波路１０１の入射端を、１０７は出射側の単一モー
ド導波路１０２の出射端を夫々示している。さらに、上
記の内容は導波路合分波器にも適用可能である。
子において上述した導波路素子と同様の構成については
その説明を省略する。また、１０６は入射側の単一モー
ド導波路１０１の入射端を、１０７は出射側の単一モー
ド導波路１０２の出射端を夫々示している。さらに、上
記の内容は導波路合分波器にも適用可能である。
【０１３０】図１７（ａ）は本発明の第６の実施例によ
る導波路素子の構成を示す図であり、図１７（ｂ）は図
１７（ａ）のＡＡ線に沿う矢視方向の断面図である。こ
れらの図において、本発明の第６の実施例による導波路
素子は漏れ波伝搬領域１１３を制御するための機構を設
けた以外は上述した導波路素子と同様の構成となってい
る。
る導波路素子の構成を示す図であり、図１７（ｂ）は図
１７（ａ）のＡＡ線に沿う矢視方向の断面図である。こ
れらの図において、本発明の第６の実施例による導波路
素子は漏れ波伝搬領域１１３を制御するための機構を設
けた以外は上述した導波路素子と同様の構成となってい
る。
【０１３１】漏れ波伝搬領域１１３を制御するための機
構は制御信号として電圧（電界）を印加するための端子
１１４と、電極１１８，１１９と、電気光学結晶１２０
とから構成されている。尚、電気光学結晶１２０には電
界で吸収係数や屈性率が変化する材料（例えば、ニオブ
酸リチウム等）が用いられる。
構は制御信号として電圧（電界）を印加するための端子
１１４と、電極１１８，１１９と、電気光学結晶１２０
とから構成されている。尚、電気光学結晶１２０には電
界で吸収係数や屈性率が変化する材料（例えば、ニオブ
酸リチウム等）が用いられる。
【０１３２】したがって、端子１１４に制御信号として
電圧を印加することで、電極１１８，１１９によって電
気光学結晶１２０の吸収係数や屈性率が変化するので、
漏れ波伝搬領域１１３を伝搬する波動の実効伝搬波長及
び減衰定数の一方を制御することができる。
電圧を印加することで、電極１１８，１１９によって電
気光学結晶１２０の吸収係数や屈性率が変化するので、
漏れ波伝搬領域１１３を伝搬する波動の実効伝搬波長及
び減衰定数の一方を制御することができる。
【０１３３】ここで、１１５は入射側の単一モード導波
路１１１の入射端を、１１６は出射側の単一モード導波
路１０２の出射端を、１１７は単一モード導波路１１
１，１１２各々と漏れ波伝搬領域１１３との間隔を夫々
示している。また、１２１は単一モード導波路１１１，
１１２各々及び漏れ波伝搬領域１１３を形成するための
石英を、１２２は単一モード導波路１１１を形成するた
めのコアを夫々示している。
路１１１の入射端を、１１６は出射側の単一モード導波
路１０２の出射端を、１１７は単一モード導波路１１
１，１１２各々と漏れ波伝搬領域１１３との間隔を夫々
示している。また、１２１は単一モード導波路１１１，
１１２各々及び漏れ波伝搬領域１１３を形成するための
石英を、１２２は単一モード導波路１１１を形成するた
めのコアを夫々示している。
【０１３４】尚、本発明の第６の実施例による導波路素
子において上述した導波路素子と同様の構成については
その説明を省略する。また、上記の説明では漏れ波伝搬
領域１１３を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数
の一方を制御するための信号として電圧（電界）を印加
する場合について述べたが、その制御は電流注入、光照
射、磁場印加、加熱、加圧等によっても可能である。さ
らに、上記の内容は導波路号分波器にも適用可能であ
る。
子において上述した導波路素子と同様の構成については
その説明を省略する。また、上記の説明では漏れ波伝搬
領域１１３を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数
の一方を制御するための信号として電圧（電界）を印加
する場合について述べたが、その制御は電流注入、光照
射、磁場印加、加熱、加圧等によっても可能である。さ
らに、上記の内容は導波路号分波器にも適用可能であ
る。
【０１３５】このように、対称性の高い２つの導波路間
を互いに結合させる手段として、漏れ波アンテナの性質
を巧みに利用することによって、波の伝搬する方向を短
い距離で急峻に変える手段を提供することができる。
を互いに結合させる手段として、漏れ波アンテナの性質
を巧みに利用することによって、波の伝搬する方向を短
い距離で急峻に変える手段を提供することができる。
【０１３６】また、上記の効果から、導波路不連続前後
を緩和する目的で設けられていたテーパ部の長さが無く
なるので、長さに比例する伝搬損失が低減するととも
に、不連続部での放射や反射による過剰損失が発生しな
くなるため、導波路不連続における波のエネルギの損失
を低減することができる。
を緩和する目的で設けられていたテーパ部の長さが無く
なるので、長さに比例する伝搬損失が低減するととも
に、不連続部での放射や反射による過剰損失が発生しな
くなるため、導波路不連続における波のエネルギの損失
を低減することができる。
【０１３７】さらに、上述した２つの効果によって、長
尺な導波路テーパ構造が不要となることで、各種の導波
路機能素子のレイアウト自由度が向上するとともに、こ
れら各導波路機能素子間を非常に低損失で互いに結ぶこ
とが可能になるので、導波路集積回路の集積度を向上さ
せることができる。
尺な導波路テーパ構造が不要となることで、各種の導波
路機能素子のレイアウト自由度が向上するとともに、こ
れら各導波路機能素子間を非常に低損失で互いに結ぶこ
とが可能になるので、導波路集積回路の集積度を向上さ
せることができる。
【０１３８】以上説明したように、本発明による導波路
素子、導波路型合分波素子、導波路集積回路は、波の伝
搬する方向を短い距離で急峻に変える手段を提供し、各
種導波路機能素子のレイアウト自由度の向上、小型化、
低損失化、集積度向上等を実現することが可能となる。
素子、導波路型合分波素子、導波路集積回路は、波の伝
搬する方向を短い距離で急峻に変える手段を提供し、各
種導波路機能素子のレイアウト自由度の向上、小型化、
低損失化、集積度向上等を実現することが可能となる。
【０１３９】尚、請求項の記載に関連して本発明はさら
に次の態様をとりうる。
に次の態様をとりうる。
【０１４０】（１）ミリ波や光等の電磁波や電子等のド
・ブロイ波といった波動一般を伝搬させる直線導波路の
折れ曲がり及び交差の少なくとも一方を含む導波路不連
続構造を持つ導波路素子であって、前記折れ曲がり及び
交差の少なくとも一方をなす第１及び第２の直線導波路
と、前記第１及び第２の直線導波路が伝搬する波動を互
いに同程度の割合で漏れ波結合する漏れ波伝搬領域とを
有することを特徴とする導波路素子。
・ブロイ波といった波動一般を伝搬させる直線導波路の
折れ曲がり及び交差の少なくとも一方を含む導波路不連
続構造を持つ導波路素子であって、前記折れ曲がり及び
交差の少なくとも一方をなす第１及び第２の直線導波路
と、前記第１及び第２の直線導波路が伝搬する波動を互
いに同程度の割合で漏れ波結合する漏れ波伝搬領域とを
有することを特徴とする導波路素子。
【０１４１】（２）前記第１及び第２の直線導波路各々
は、少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交差
角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝搬波長λＧの単
一モード導波路であることを特徴とする（１）記載の導
波路素子。
は、少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交差
角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝搬波長λＧの単
一モード導波路であることを特徴とする（１）記載の導
波路素子。
【０１４２】（３）前記漏れ波伝搬領域は、前記第１及
び第２の直線導波路各々を伝搬する波が互いに同程度の
割合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の直線導
波路各々の長手方向に沿ってある長さにわたって近接す
る２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であることを特
徴とする（１）または（２）記載の導波路素子。
び第２の直線導波路各々を伝搬する波が互いに同程度の
割合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の直線導
波路各々の長手方向に沿ってある長さにわたって近接す
る２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であることを特
徴とする（１）または（２）記載の導波路素子。
【０１４３】（４）前記第１及び第２の直線導波路各々
と前記漏れ波伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線導
波路各々を含む面に垂直でかつ前記第１及び第２の直線
導波路各々の交差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π−
θ）を２等分する直線を含むある特定の面に対して対称
の関係にあることを特徴とする（１）から（３）のいず
れか記載の導波路素子。
と前記漏れ波伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線導
波路各々を含む面に垂直でかつ前記第１及び第２の直線
導波路各々の交差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π−
θ）を２等分する直線を含むある特定の面に対して対称
の関係にあることを特徴とする（１）から（３）のいず
れか記載の導波路素子。
【０１４４】（５）前記第１及び第２の直線導波路各々
の交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第２の直
線導波路各々の実効伝搬波長λＧと前記漏れ波伝搬領域
の実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする（１）から（４）の
いずれか記載の導波路素子。
の交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第２の直
線導波路各々の実効伝搬波長λＧと前記漏れ波伝搬領域
の実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする（１）から（４）の
いずれか記載の導波路素子。
【０１４５】（６）前記第１及び第２の直線導波路各々
の漏れ波結合によって生じる実効伝搬波長λＧ及び実効
伝搬波長λＬ各々の変化量が十分小さくかつ前記第１及
び第２の直線導波路各々が前記漏れ波伝搬領域を介して
互いに結合することを特徴とする（１）から（５）のい
ずれか記載の導波路素子。
の漏れ波結合によって生じる実効伝搬波長λＧ及び実効
伝搬波長λＬ各々の変化量が十分小さくかつ前記第１及
び第２の直線導波路各々が前記漏れ波伝搬領域を介して
互いに結合することを特徴とする（１）から（５）のい
ずれか記載の導波路素子。
【０１４６】（７）前記第１及び第２の直線導波路各々
を互いに滑らかに接続するための所定曲率半径の曲がり
導波路を含むことを特徴とする（１）から（６）のいず
れか記載の導波路素子。
を互いに滑らかに接続するための所定曲率半径の曲がり
導波路を含むことを特徴とする（１）から（６）のいず
れか記載の導波路素子。
【０１４７】（８）前記第１及び第２の直線導波路各々
と前記漏れ波伝搬領域とは、これらを含む面に垂直な方
向の各々の波数が一致していることを特徴とする（１）
から（７）のいずれか記載の導波路素子。
と前記漏れ波伝搬領域とは、これらを含む面に垂直な方
向の各々の波数が一致していることを特徴とする（１）
から（７）のいずれか記載の導波路素子。
【０１４８】（９）前記漏れ波伝搬領域を伝搬する波動
の実効伝搬波長及び減衰定数の一方を制御するための信
号を前記漏れ波伝搬領域に印加する信号印加手段を含む
ことを特徴とする（１）から（７）のいずれか記載の導
波路素子。
の実効伝搬波長及び減衰定数の一方を制御するための信
号を前記漏れ波伝搬領域に印加する信号印加手段を含む
ことを特徴とする（１）から（７）のいずれか記載の導
波路素子。
【０１４９】（１０）前記信号印加手段は、前記漏れ波
伝搬領域に電界印加と電流注入と光照射と磁場印加と加
熱と加圧とのうちのいずれか一つの方法で前記漏れ波伝
搬領域を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一
方を制御するよう構成したことを特徴とする（９）記載
の導波路素子。
伝搬領域に電界印加と電流注入と光照射と磁場印加と加
熱と加圧とのうちのいずれか一つの方法で前記漏れ波伝
搬領域を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一
方を制御するよう構成したことを特徴とする（９）記載
の導波路素子。
【０１５０】（１１）前記漏れ波伝搬領域は、前記第１
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを
特徴とする（１）から（１０）のいずれか記載の導波路
素子。
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを
特徴とする（１）から（１０）のいずれか記載の導波路
素子。
【０１５１】（１２）前記漏れ波伝搬領域は、前記第１
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（１）から（１０）のいずれか記載の導波
路素子。
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（１）から（１０）のいずれか記載の導波
路素子。
【０１５２】（１３）ミリ波や光等の電磁波や電子等の
ド・ブロイ波といった波動一般波動を伝搬させる直線導
波路の折れ曲がり及び交差の少なくとも一方を含む導波
路不連続構造を持ちかつ前記波動の合波及び分波を行う
導波路型合分波素子であって、前記折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方をなす第１から第３の直線導波路と、
前記第１及び第２の直線導波路各々が伝搬する波動を互
いに同程度の割合で漏れ波結合する第１の漏れ波伝搬領
域と、前記第１及び第３の直線導波路各々が伝搬する波
動を互いに同程度の割合で漏れ波結合する第２の漏れ波
伝搬領域とを有することを特徴とする導波路型合分波素
子。
ド・ブロイ波といった波動一般波動を伝搬させる直線導
波路の折れ曲がり及び交差の少なくとも一方を含む導波
路不連続構造を持ちかつ前記波動の合波及び分波を行う
導波路型合分波素子であって、前記折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方をなす第１から第３の直線導波路と、
前記第１及び第２の直線導波路各々が伝搬する波動を互
いに同程度の割合で漏れ波結合する第１の漏れ波伝搬領
域と、前記第１及び第３の直線導波路各々が伝搬する波
動を互いに同程度の割合で漏れ波結合する第２の漏れ波
伝搬領域とを有することを特徴とする導波路型合分波素
子。
【０１５３】（１４）前記第１から第３の直線導波路各
々は、同一の断面構造を持ちかつ実効伝搬波長λＧの単
一モード導波路であることを特徴とする（１３）記載の
導波路型合分波素子。
々は、同一の断面構造を持ちかつ実効伝搬波長λＧの単
一モード導波路であることを特徴とする（１３）記載の
導波路型合分波素子。
【０１５４】（１５）前記第１及び第２の直線導波路各
々が少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交差
角θ（０＜θ≦９０°）で交り、前記第１及び第３の直
線導波路各々が少なくとも各々の長手方向に延長した中
心線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で交わることを特徴
とする（１３）または（１４）記載の導波路型合分波素
子。
々が少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交差
角θ（０＜θ≦９０°）で交り、前記第１及び第３の直
線導波路各々が少なくとも各々の長手方向に延長した中
心線が交差角θ（０＜θ≦９０°）で交わることを特徴
とする（１３）または（１４）記載の導波路型合分波素
子。
【０１５５】（１６）前記第１及び第２の漏れ波伝搬領
域各々は、前記第１及び第２の直線導波路各々と前記第
１及び第３の直線導波路各々とを伝搬する波が互いに同
程度の割合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の
直線導波路各々の長手方向と前記第１及び第３の直線導
波路各々の長手方向とに夫々沿ってある長さにわたって
近接する２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であるこ
とを特徴とする（１３）から（１５）のいずれか記載の
導波路型合分波素子。
域各々は、前記第１及び第２の直線導波路各々と前記第
１及び第３の直線導波路各々とを伝搬する波が互いに同
程度の割合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の
直線導波路各々の長手方向と前記第１及び第３の直線導
波路各々の長手方向とに夫々沿ってある長さにわたって
近接する２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であるこ
とを特徴とする（１３）から（１５）のいずれか記載の
導波路型合分波素子。
【０１５６】（１７）前記第１から第３の直線導波路各
々と前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各々とは、前記
第１及び第２の直線導波路各々を含む面に垂直であり、
前記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波
伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線導波路各々の交
差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π−θ）を２等分す
る直線を含むある特定の面に対して線対称の関係にあ
り、前記第１及び第３の直線導波路各々と前記第２の漏
れ波伝搬領域とは、前記第１及び第３の直線導波路各々
を含む面に垂直でかつ前記第１及び第３の直線導波路各
々の交差角θの補角（π−θ）を２等分する直線を含む
ある特定の面に対して線対称の関係にあることを特徴と
する（１３）から（１６）のいずれか記載の導波路型合
分波素子。
々と前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各々とは、前記
第１及び第２の直線導波路各々を含む面に垂直であり、
前記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波
伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線導波路各々の交
差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π−θ）を２等分す
る直線を含むある特定の面に対して線対称の関係にあ
り、前記第１及び第３の直線導波路各々と前記第２の漏
れ波伝搬領域とは、前記第１及び第３の直線導波路各々
を含む面に垂直でかつ前記第１及び第３の直線導波路各
々の交差角θの補角（π−θ）を２等分する直線を含む
ある特定の面に対して線対称の関係にあることを特徴と
する（１３）から（１６）のいずれか記載の導波路型合
分波素子。
【０１５７】（１８）前記第１及び第２の直線導波路各
々の交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第３の
直線導波路各々の交差角θと前記第１から第３の直線導
波路各々の実効伝搬波長λＧと前記第１及び第２の漏れ
波伝搬領域の実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする（１３）から（１
７）のいずれか記載の導波路型合分波素子。
々の交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第３の
直線導波路各々の交差角θと前記第１から第３の直線導
波路各々の実効伝搬波長λＧと前記第１及び第２の漏れ
波伝搬領域の実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする（１３）から（１
７）のいずれか記載の導波路型合分波素子。
【０１５８】（１９）前記第１及び第２の直線導波路各
々が前記第１の漏れ波伝搬領域を介して互いに結合しか
つ前記第１及び第３の直線導波路各々が前記第２の漏れ
波伝搬領域を介して互いに結合することを特徴とする
（１３）から（１８）のいずれか記載の導波路型合分波
素子。
々が前記第１の漏れ波伝搬領域を介して互いに結合しか
つ前記第１及び第３の直線導波路各々が前記第２の漏れ
波伝搬領域を介して互いに結合することを特徴とする
（１３）から（１８）のいずれか記載の導波路型合分波
素子。
【０１５９】（２０）前記第１及び第２の直線導波路各
々を互いに滑らかに接続しかつ前記第１及び第３の直線
導波路各々を互いに滑らかに接続するための所定曲率半
径の曲がり導波路を含むことを特徴とする（１３）から
（１９）のいずれか記載の導波路型合分波素子。
々を互いに滑らかに接続しかつ前記第１及び第３の直線
導波路各々を互いに滑らかに接続するための所定曲率半
径の曲がり導波路を含むことを特徴とする（１３）から
（１９）のいずれか記載の導波路型合分波素子。
【０１６０】（２１）前記第１から第３の直線導波路各
々と前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各々とは、これ
らを含む面に垂直な方向の各々の波数が一致しているこ
とを特徴とする（１３）から（２０）のいずれか記載の
導波路型合分波素子。
々と前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各々とは、これ
らを含む面に垂直な方向の各々の波数が一致しているこ
とを特徴とする（１３）から（２０）のいずれか記載の
導波路型合分波素子。
【０１６１】（２２）前記第１及び第２の漏れ波伝搬領
域各々を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一
方を制御するための信号を前記第１及び第２の漏れ波伝
搬領域各々に印加する第１及び第２の信号印加手段を含
むことを特徴とする（１３）から（２１）のいずれか記
載の導波路型合分波素子。
域各々を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一
方を制御するための信号を前記第１及び第２の漏れ波伝
搬領域各々に印加する第１及び第２の信号印加手段を含
むことを特徴とする（１３）から（２１）のいずれか記
載の導波路型合分波素子。
【０１６２】（２３）前記第１及び第２の信号印加手段
は、前記漏れ波伝搬領域に電界印加と電流注入と光照射
と磁場印加と加熱と加圧とのうちのいずれか一つの方法
で前記漏れ波伝搬領域を伝搬する波動の実効伝搬波長及
び減衰定数の一方を制御するよう構成したことを特徴と
する（２２）記載の導波路型合分波素子。
は、前記漏れ波伝搬領域に電界印加と電流注入と光照射
と磁場印加と加熱と加圧とのうちのいずれか一つの方法
で前記漏れ波伝搬領域を伝搬する波動の実効伝搬波長及
び減衰定数の一方を制御するよう構成したことを特徴と
する（２２）記載の導波路型合分波素子。
【０１６３】（２４）前記第１の漏れ波伝搬領域は、前
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って連続的に変化する領域
を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第
３の直線導波路各々と前記第２の漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々
の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを
特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の導波
路型合分波素子。
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って連続的に変化する領域
を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第
３の直線導波路各々と前記第２の漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々
の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを
特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の導波
路型合分波素子。
【０１６４】（２５）前記第１の漏れ波伝搬領域は、前
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って不連続的に変化する領
域を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第３の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との
間の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各
々の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこ
とを特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の
導波路型合分波素子。
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って不連続的に変化する領
域を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第３の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との
間の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各
々の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこ
とを特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の
導波路型合分波素子。
【０１６５】（２６）前記第１の漏れ波伝搬領域は、前
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って連続的に変化する領域
を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第
３の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々
の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の導
波路型合分波素子。
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って連続的に変化する領域
を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第
３の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々
の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の導
波路型合分波素子。
【０１６６】（２７）前記第１の漏れ波伝搬領域は、前
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って不連続的に変化する領
域を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第３の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との
間の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各
々の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の導
波路型合分波素子。
記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝
搬領域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直
線導波路各々の長手方向に沿って不連続的に変化する領
域を含み、前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第３の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との
間の漏れ波結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各
々の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（１３）から（２３）のいずれか記載の導
波路型合分波素子。
【０１６７】（２８）ミリ波や光等の電磁波や電子等の
ド・ブロイ波といった波動一般波動を伝搬させる直線導
波路の折れ曲がり及び交差の少なくとも一方を含む導波
路不連続構造を持つ導波路素子が基板上に集積された導
波路集積回路であって、前記折れ曲がり及び交差の少な
くとも一方をなす第１及び第２の直線導波路と、前記第
１及び第２の直線導波路が伝搬する波動を互いに同程度
の割合で漏れ波結合する漏れ波伝搬領域とを有すること
を特徴とする導波路集積回路。
ド・ブロイ波といった波動一般波動を伝搬させる直線導
波路の折れ曲がり及び交差の少なくとも一方を含む導波
路不連続構造を持つ導波路素子が基板上に集積された導
波路集積回路であって、前記折れ曲がり及び交差の少な
くとも一方をなす第１及び第２の直線導波路と、前記第
１及び第２の直線導波路が伝搬する波動を互いに同程度
の割合で漏れ波結合する漏れ波伝搬領域とを有すること
を特徴とする導波路集積回路。
【０１６８】（２９）前記第１及び第２の直線導波路各
々は、少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交
差角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝搬波長λＧの
単一モード導波路であることを特徴とする（２８）記載
の導波路集積回路。
々は、少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交
差角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝搬波長λＧの
単一モード導波路であることを特徴とする（２８）記載
の導波路集積回路。
【０１６９】（３０）前記漏れ波伝搬領域は、前記第１
及び第２の直線導波路各々を伝搬する波が互いに同程度
の割合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の直線
導波路各々の長手方向に沿ってある長さにわたって近接
する２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であることを
特徴とする（２８）または（２９）記載の導波路集積回
路。
及び第２の直線導波路各々を伝搬する波が互いに同程度
の割合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の直線
導波路各々の長手方向に沿ってある長さにわたって近接
する２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であることを
特徴とする（２８）または（２９）記載の導波路集積回
路。
【０１７０】（３１）前記第１及び第２の直線導波路各
々と前記漏れ波伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線
導波路各々を含む面に垂直でかつ前記第１及び第２の直
線導波路各々の交差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π
−θ）を２等分する直線を含むある特定の面に対して対
称の関係にあることを特徴とする（２８）から（３０）
のいずれか記載の導波路集積回路。
々と前記漏れ波伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線
導波路各々を含む面に垂直でかつ前記第１及び第２の直
線導波路各々の交差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π
−θ）を２等分する直線を含むある特定の面に対して対
称の関係にあることを特徴とする（２８）から（３０）
のいずれか記載の導波路集積回路。
【０１７１】（３２）前記第１及び第２の直線導波路各
々の交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第２の
直線導波路各々の実効伝搬波長λＧと前記漏れ波伝搬領
域の実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする（２８）から（３
１）のいずれか記載の導波路集積回路。
々の交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第２の
直線導波路各々の実効伝搬波長λＧと前記漏れ波伝搬領
域の実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする（２８）から（３
１）のいずれか記載の導波路集積回路。
【０１７２】（３３）前記第１及び第２の直線導波路各
々の漏れ波結合によって生じる実効伝搬波長λＧ及び実
効伝搬波長λＬ各々の変化量が十分小さくかつ前記第１
及び第２の直線導波路各々が前記漏れ波伝搬領域を介し
て互いに結合することを特徴とする（２８）から（３
２）のいずれか記載の導波路集積回路。
々の漏れ波結合によって生じる実効伝搬波長λＧ及び実
効伝搬波長λＬ各々の変化量が十分小さくかつ前記第１
及び第２の直線導波路各々が前記漏れ波伝搬領域を介し
て互いに結合することを特徴とする（２８）から（３
２）のいずれか記載の導波路集積回路。
【０１７３】（３４）前記第１及び第２の直線導波路各
々を互いに滑らかに接続するための所定曲率半径の曲が
り導波路を含むことを特徴とする（２８）から（３３）
のいずれか記載の導波路集積回路。
々を互いに滑らかに接続するための所定曲率半径の曲が
り導波路を含むことを特徴とする（２８）から（３３）
のいずれか記載の導波路集積回路。
【０１７４】（３５）前記第１及び第２の直線導波路各
々と前記漏れ波伝搬領域とは、これらを含む面に垂直な
方向の各々の波数が一致していることを特徴とする（２
８）から（３４）のいずれか記載の導波路集積回路。
々と前記漏れ波伝搬領域とは、これらを含む面に垂直な
方向の各々の波数が一致していることを特徴とする（２
８）から（３４）のいずれか記載の導波路集積回路。
【０１７５】（３６）前記漏れ波伝搬領域を伝搬する波
動の実効伝搬波長及び減衰定数の一方を制御するための
信号を前記漏れ波伝搬領域に印加する信号印加手段を含
むことを特徴とする（２８）から（３５）のいずれか記
載の導波路集積回路。
動の実効伝搬波長及び減衰定数の一方を制御するための
信号を前記漏れ波伝搬領域に印加する信号印加手段を含
むことを特徴とする（２８）から（３５）のいずれか記
載の導波路集積回路。
【０１７６】（３７）前記信号印加手段は、前記漏れ波
伝搬領域に電界印加と電流注入と光照射と磁場印加と加
熱と加圧とのうちのいずれか一つの方法で前記漏れ波伝
搬領域を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一
方を制御するよう構成したことを特徴とする（３６）記
載の導波路集積回路。
伝搬領域に電界印加と電流注入と光照射と磁場印加と加
熱と加圧とのうちのいずれか一つの方法で前記漏れ波伝
搬領域を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一
方を制御するよう構成したことを特徴とする（３６）記
載の導波路集積回路。
【０１７７】（３８）前記漏れ波伝搬領域は、前記第１
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを
特徴とする（２８）から（３７）のいずれか記載の導波
路集積回路。
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを
特徴とする（２８）から（３７）のいずれか記載の導波
路集積回路。
【０１７８】（３９）前記漏れ波伝搬領域は、前記第１
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（２８）から（３７）のいずれか記載の導
波路集積回路。
及び第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間
の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々
の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むこと
を特徴とする（２８）から（３７）のいずれか記載の導
波路集積回路。
【０１７９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の導波路素子
によれば、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及
び交差の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持つ
導波路素子において、折れ曲がり及び交差の少なくとも
一方をなす第１及び第２の直線導波路が伝搬する波動を
漏れ波伝搬領域で互いに同程度の割合で漏れ波結合する
ことによって、直角の曲がり（Ｌ字型曲がり）や分岐
（Ｔ字型分岐）といった急峻な導波路不連続を実現する
ことができるという効果がある。
によれば、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及
び交差の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持つ
導波路素子において、折れ曲がり及び交差の少なくとも
一方をなす第１及び第２の直線導波路が伝搬する波動を
漏れ波伝搬領域で互いに同程度の割合で漏れ波結合する
ことによって、直角の曲がり（Ｌ字型曲がり）や分岐
（Ｔ字型分岐）といった急峻な導波路不連続を実現する
ことができるという効果がある。
【０１８０】また、本発明の導波路型合分波素子によれ
ば、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持ちかつ波
動の合波及び分波を行う導波路型合分波素子において、
折れ曲がり及び交差の少なくとも一方をなす第１及び第
２の直線導波路各々が伝搬する波動を第１の漏れ波伝搬
領域で互いに同程度の割合で漏れ波結合するとともに、
折れ曲がり及び交差をなす第１及び第３の直線導波路各
々が伝搬する波動を第２の漏れ波伝搬領域で互いに同程
度の割合で漏れ波結合することによって、直角の曲がり
（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分岐）といった急峻な
導波路不連続を実現することができるという効果があ
る。
ば、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持ちかつ波
動の合波及び分波を行う導波路型合分波素子において、
折れ曲がり及び交差の少なくとも一方をなす第１及び第
２の直線導波路各々が伝搬する波動を第１の漏れ波伝搬
領域で互いに同程度の割合で漏れ波結合するとともに、
折れ曲がり及び交差をなす第１及び第３の直線導波路各
々が伝搬する波動を第２の漏れ波伝搬領域で互いに同程
度の割合で漏れ波結合することによって、直角の曲がり
（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分岐）といった急峻な
導波路不連続を実現することができるという効果があ
る。
【０１８１】さらに、本発明の導波路集積回路によれ
ば、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持つ導波路
素子が基板上に集積された導波路集積回路であって、折
れ曲がり及び交差の少なくとも一方をなす第１及び第２
の直線導波路が伝搬する波動を漏れ波伝搬領域で互いに
同程度の割合で漏れ波結合することによって、直角の曲
がり（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分岐）といった急
峻な導波路不連続を実現することができるという効果が
ある。
ば、波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲がり及び交差
の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を持つ導波路
素子が基板上に集積された導波路集積回路であって、折
れ曲がり及び交差の少なくとも一方をなす第１及び第２
の直線導波路が伝搬する波動を漏れ波伝搬領域で互いに
同程度の割合で漏れ波結合することによって、直角の曲
がり（Ｌ字型曲がり）や分岐（Ｔ字型分岐）といった急
峻な導波路不連続を実現することができるという効果が
ある。
【図１】本発明の第１の実施例による導波路素子の働き
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例による導波路素子の働き
が２本のアンテナ間でのエネルギの送受と等価であるこ
とを示す図である。
が２本のアンテナ間でのエネルギの送受と等価であるこ
とを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例による導波路素子の構成
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】図３の導波路素子の中を伝わる波の様子を説明
する図である。
する図である。
【図５】本発明の第１の実施例によるＬ字型光導波路曲
がりの構成を説明する図である。
がりの構成を説明する図である。
【図６】図５のＬ字型光導波路曲がりの中を伝わる波の
様子を説明する図である。
様子を説明する図である。
【図７】本発明の第２の実施例による導波路素子の構成
を説明する図である。
を説明する図である。
【図８】図７の導波路素子の中を伝わる波の様子を説明
する図である。
する図である。
【図９】本発明の第２の実施例によるＬ字型ミリ波導波
路曲がりの構成を説明する図である。
路曲がりの構成を説明する図である。
【図１０】図９のＬ字型ミリ波導波路曲がりの中を伝わ
る波の様子を説明する図である。
る波の様子を説明する図である。
【図１１】本発明の第３の実施例による導波路合分波器
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図１２】図１１の導波路合分波器の中を伝わる波の様
子を計算によって求めた図である。
子を計算によって求めた図である。
【図１３】本発明の第３の実施例によるＴ字型導波路合
分波器の構成を示す図である。
分波器の構成を示す図である。
【図１４】図１３のＴ字型導波路合分波器の中を伝わる
波の様子を計算によって求めた図である。
波の様子を計算によって求めた図である。
【図１５】本発明の第４の実施例による導波路素子の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施例による導波路素子の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１７】（ａ）は本発明の第６の実施例による導波路
素子の構成を示す図、（ｂ）は図１７（ａ）のＡＡ線に
沿う矢視方向の断面図である。
素子の構成を示す図、（ｂ）は図１７（ａ）のＡＡ線に
沿う矢視方向の断面図である。
１，２，１２，１３，３２，３３，５２〜５４ 実効伝
搬波長λＧ（実効屈折率ｎＧ）の単一モード導波路 ３，１４，５５，５６ 実効伝搬波長λＬ（実効屈折率
ｎＬ）の漏れ波伝搬領域 ４，１５，２５，３６，４６，５７，７７ 入力端 ５，１６，２６，３７，４７，５８，５９，７８，７９
出力端 ６ 交差角 ７ 対称軸 ８ 送信アンテナ ９ 受信アンテナ １１，２１，３１，４１，５１，７１ 基板 １７，２７，３８，４８，６０，６１，８０，８１ 間
隔 ２２，２３，４２，４３，７２〜７４ 実効屈折率１．
４１４の単一モード導波路 ２４，７５，７６ 実効屈折率２．０００の漏れ波伝搬
領域 ３４，４４ 回折格子を設けた漏れ波伝搬領域 ３５，４５ 回折格子
搬波長λＧ（実効屈折率ｎＧ）の単一モード導波路 ３，１４，５５，５６ 実効伝搬波長λＬ（実効屈折率
ｎＬ）の漏れ波伝搬領域 ４，１５，２５，３６，４６，５７，７７ 入力端 ５，１６，２６，３７，４７，５８，５９，７８，７９
出力端 ６ 交差角 ７ 対称軸 ８ 送信アンテナ ９ 受信アンテナ １１，２１，３１，４１，５１，７１ 基板 １７，２７，３８，４８，６０，６１，８０，８１ 間
隔 ２２，２３，４２，４３，７２〜７４ 実効屈折率１．
４１４の単一モード導波路 ２４，７５，７６ 実効屈折率２．０００の漏れ波伝搬
領域 ３４，４４ 回折格子を設けた漏れ波伝搬領域 ３５，４５ 回折格子
Claims (39)
- 【請求項１】 波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲が
り及び交差の少なくとも一方を含む導波路不連続構造を
持つ導波路素子であって、前記折れ曲がり及び交差の少
なくとも一方をなす第１及び第２の直線導波路と、前記
第１及び第２の直線導波路が伝搬する波動を互いに同程
度の割合で漏れ波結合する漏れ波伝搬領域とを有するこ
とを特徴とする導波路素子。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の直線導波路各々は、
少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交差角θ
（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝搬波長λＧの単一モ
ード導波路であることを特徴とする請求項１記載の導波
路素子。 - 【請求項３】 前記漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第
２の直線導波路各々を伝搬する波が互いに同程度の割合
で漏れ波結合するように前記第１及び第２の直線導波路
各々の長手方向に沿ってある長さにわたって近接する２
辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であることを特徴と
する請求項１または請求項２記載の導波路素子。 - 【請求項４】 前記第１及び第２の直線導波路各々と前
記漏れ波伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線導波路
各々を含む面に垂直でかつ前記第１及び第２の直線導波
路各々の交差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π−θ）
を２等分する直線を含むある特定の面に対して対称の関
係にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいず
れか記載の導波路素子。 - 【請求項５】 前記第１及び第２の直線導波路各々の交
差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第２の直線導
波路各々の実効伝搬波長λＧと前記漏れ波伝搬領域の実
効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする請求項１から請求項
４のいずれか記載の導波路素子。 - 【請求項６】 前記第１及び第２の直線導波路各々の漏
れ波結合によって生じる実効伝搬波長λＧ及び実効伝搬
波長λＬ各々の変化量が十分小さくかつ前記第１及び第
２の直線導波路各々が前記漏れ波伝搬領域を介して互い
に結合することを特徴とする請求項１から請求項５のい
ずれか記載の導波路素子。 - 【請求項７】 前記第１及び第２の直線導波路各々を互
いに滑らかに接続するための所定曲率半径の曲がり導波
路を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいず
れか記載の導波路素子。 - 【請求項８】 前記第１及び第２の直線導波路各々と前
記漏れ波伝搬領域とは、これらを含む面に垂直な方向の
各々の波数が一致していることを特徴とする請求項１か
ら請求項７のいずれか記載の導波路素子。 - 【請求項９】 前記漏れ波伝搬領域を伝搬する波動の実
効伝搬波長及び減衰定数の一方を制御するための信号を
前記漏れ波伝搬領域に印加する信号印加手段を含むこと
を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の導
波路素子。 - 【請求項１０】 前記信号印加手段は、前記漏れ波伝搬
領域に電界印加と電流注入と光照射と磁場印加と加熱と
加圧とのうちのいずれか一つの方法で前記漏れ波伝搬領
域を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一方を
制御するよう構成したことを特徴とする請求項９記載の
導波路素子。 - 【請求項１１】 前記漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間の漏
れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々の長
手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを特徴
とする請求項１から請求項１０のいずれか記載の導波路
素子。 - 【請求項１２】 前記漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間の漏
れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々の長
手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むことを特
徴とする請求項１から請求項１０のいずれか記載の導波
路素子。 - 【請求項１３】 波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲
がり及び交差の少なくとも一方を含む導波路不連続構造
を持ちかつ前記波動の合波及び分波を行う導波路型合分
波素子であって、前記折れ曲がり及び交差の少なくとも
一方をなす第１から第３の直線導波路と、前記第１及び
第２の直線導波路各々が伝搬する波動を互いに同程度の
割合で漏れ波結合する第１の漏れ波伝搬領域と、前記第
１及び第３の直線導波路各々が伝搬する波動を互いに同
程度の割合で漏れ波結合する第２の漏れ波伝搬領域とを
有することを特徴とする導波路型合分波素子。 - 【請求項１４】 前記第１から第３の直線導波路各々
は、同一の断面構造を持ちかつ実効伝搬波長λＧの単一
モード導波路であることを特徴とする請求項１３記載の
導波路型合分波素子。 - 【請求項１５】 前記第１及び第２の直線導波路各々が
少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交差角θ
（０＜θ≦９０°）で交り、前記第１及び第３の直線導
波路各々が少なくとも各々の長手方向に延長した中心線
が交差角θ（０＜θ≦９０°）で交わることを特徴とす
る請求項１３または請求項１４記載の導波路型合分波素
子。 - 【請求項１６】 前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各
々は、前記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１及
び第３の直線導波路各々とを伝搬する波が互いに同程度
の割合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の直線
導波路各々の長手方向と前記第１及び第３の直線導波路
各々の長手方向とに夫々沿ってある長さにわたって近接
する２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であることを
特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか記載の
導波路型合分波素子。 - 【請求項１７】 前記第１から第３の直線導波路各々と
前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各々とは、前記第１
及び第２の直線導波路各々を含む面に垂直であり、 前記第１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波
伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線導波路各々の交
差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π−θ）を２等分す
る直線を含むある特定の面に対して線対称の関係にあ
り、 前記第１及び第３の直線導波路各々と前記第２の漏れ波
伝搬領域とは、前記第１及び第３の直線導波路各々を含
む面に垂直でかつ前記第１及び第３の直線導波路各々の
交差角θの補角（π−θ）を２等分する直線を含むある
特定の面に対して線対称の関係にあることを特徴とする
請求項１３から請求項１６のいずれか記載の導波路型合
分波素子。 - 【請求項１８】 前記第１及び第２の直線導波路各々の
交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第３の直線
導波路各々の交差角θと前記第１から第３の直線導波路
各々の実効伝搬波長λＧと前記第１及び第２の漏れ波伝
搬領域の実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）＝λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする請求項１３から請求
項１７のいずれか記載の導波路型合分波素子。 - 【請求項１９】 前記第１及び第２の直線導波路各々が
前記第１の漏れ波伝搬領域を介して互いに結合しかつ前
記第１及び第３の直線導波路各々が前記第２の漏れ波伝
搬領域を介して互いに結合することを特徴とする請求項
１３から請求項１８のいずれか記載の導波路型合分波素
子。 - 【請求項２０】 前記第１及び第２の直線導波路各々を
互いに滑らかに接続しかつ前記第１及び第３の直線導波
路各々を互いに滑らかに接続するための所定曲率半径の
曲がり導波路を含むことを特徴とする請求項１３から請
求項１９のいずれか記載の導波路型合分波素子。 - 【請求項２１】 前記第１から第３の直線導波路各々と
前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各々とは、これらを
含む面に垂直な方向の各々の波数が一致していることを
特徴とする請求項１３から請求項２０のいずれか記載の
導波路型合分波素子。 - 【請求項２２】 前記第１及び第２の漏れ波伝搬領域各
々を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一方を
制御するための信号を前記第１及び第２の漏れ波伝搬領
域各々に印加する第１及び第２の信号印加手段を含むこ
とを特徴とする請求項１３から請求項２１のいずれか記
載の導波路型合分波素子。 - 【請求項２３】 前記第１及び第２の信号印加手段は、
前記漏れ波伝搬領域に電界印加と電流注入と光照射と磁
場印加と加熱と加圧とのうちのいずれか一つの方法で前
記漏れ波伝搬領域を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減
衰定数の一方を制御するよう構成したことを特徴とする
請求項２２記載の導波路型合分波素子。 - 【請求項２４】 前記第１の漏れ波伝搬領域は、前記第
１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領
域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導
波路各々の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含
み、 前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第３の直線
導波路各々と前記第２の漏れ波伝搬領域との間の漏れ波
結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々の長手方
向に沿って連続的に変化する領域を含むことを特徴とす
る請求項１３から請求項２３のいずれか記載の導波路型
合分波素子。 - 【請求項２５】 前記第１の漏れ波伝搬領域は、前記第
１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領
域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導
波路各々の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を
含み、 前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第３の直線
導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との間の漏れ波
結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々の長手方
向に沿って不連続的に変化する領域を含むことを特徴と
する請求項１３から請求項２３のいずれか記載の導波路
型合分波素子。 - 【請求項２６】 前記第１の漏れ波伝搬領域は、前記第
１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領
域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導
波路各々の長手方向に沿って連続的に変化する領域を含
み、 前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第３の直線
導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との間の漏れ波
結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々の長手方
向に沿って不連続的に変化する領域を含むことを特徴と
する請求項１３から請求項２３のいずれか記載の導波路
型合分波素子。 - 【請求項２７】 前記第１の漏れ波伝搬領域は、前記第
１及び第２の直線導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領
域との間の漏れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導
波路各々の長手方向に沿って不連続的に変化する領域を
含み、 前記第２の漏れ波伝搬領域は、前記第１及び第３の直線
導波路各々と前記第１の漏れ波伝搬領域との間の漏れ波
結合係数が前記第１及び第３の直線導波路各々の長手方
向に沿って連続的に変化する領域を含むことを特徴とす
る請求項１３から請求項２３のいずれか記載の導波路型
合分波素子。 - 【請求項２８】 波動を伝搬させる直線導波路の折れ曲
がり及び交差の少なくとも一方を含む導波路不連続構造
を持つ導波路素子が基板上に集積された導波路集積回路
であって、前記折れ曲がり及び交差の少なくとも一方を
なす第１及び第２の直線導波路と、前記第１及び第２の
直線導波路が伝搬する波動を互いに同程度の割合で漏れ
波結合する漏れ波伝搬領域とを有することを特徴とする
導波路集積回路。 - 【請求項２９】 前記第１及び第２の直線導波路各々
は、少なくとも各々の長手方向に延長した中心線が交差
角θ（０＜θ≦９０°）で交わる実効伝搬波長λＧの単
一モード導波路であることを特徴とする請求項２８記載
の導波路集積回路。 - 【請求項３０】 前記漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第２の直線導波路各々を伝搬する波が互いに同程度の割
合で漏れ波結合するように前記第１及び第２の直線導波
路各々の長手方向に沿ってある長さにわたって近接する
２辺を有する実効伝搬波長λＬの領域であることを特徴
とする請求項２８または請求項２９記載の導波路集積回
路。 - 【請求項３１】 前記第１及び第２の直線導波路各々と
前記漏れ波伝搬領域とは、前記第１及び第２の直線導波
路各々を含む面に垂直でかつ前記第１及び第２の直線導
波路各々の交差角θ（０＜θ≦９０°）の補角（π−
θ）を２等分する直線を含むある特定の面に対して対称
の関係にあることを特徴とする請求項２８から請求項３
０のいずれか記載の導波路集積回路。 - 【請求項３２】 前記第１及び第２の直線導波路各々の
交差角θ（０＜θ≦９０°）と前記第１及び第２の直線
導波路各々の実効伝搬波長λＧと前記漏れ波伝搬領域の
実効伝搬波長λＬとの間に、 ｃｏｓ（θ／２）≒λＬ／λＧ の関係が成立することを特徴とする請求項２８から請求
項３１のいずれか記載の導波路集積回路。 - 【請求項３３】 前記第１及び第２の直線導波路各々の
漏れ波結合によって生じる実効伝搬波長λＧ及び実効伝
搬波長λＬ各々の変化量が十分小さくかつ前記第１及び
第２の直線導波路各々が前記漏れ波伝搬領域を介して互
いに結合することを特徴とする請求項２８から請求項３
２のいずれか記載の導波路集積回路。 - 【請求項３４】 前記第１及び第２の直線導波路各々を
互いに滑らかに接続するための所定曲率半径の曲がり導
波路を含むことを特徴とする請求項２８から請求項３３
のいずれか記載の導波路集積回路。 - 【請求項３５】 前記第１及び第２の直線導波路各々と
前記漏れ波伝搬領域とは、これらを含む面に垂直な方向
の各々の波数が一致していることを特徴とする請求項２
８から請求項３４のいずれか記載の導波路集積回路。 - 【請求項３６】 前記漏れ波伝搬領域を伝搬する波動の
実効伝搬波長及び減衰定数の一方を制御するための信号
を前記漏れ波伝搬領域に印加する信号印加手段を含むこ
とを特徴とする請求項２８から請求項３５のいずれか記
載の導波路集積回路。 - 【請求項３７】 前記信号印加手段は、前記漏れ波伝搬
領域に電界印加と電流注入と光照射と磁場印加と加熱と
加圧とのうちのいずれか一つの方法で前記漏れ波伝搬領
域を伝搬する波動の実効伝搬波長及び減衰定数の一方を
制御するよう構成したことを特徴とする請求項３６記載
の導波路集積回路。 - 【請求項３８】 前記漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間の漏
れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々の長
手方向に沿って連続的に変化する領域を含むことを特徴
とする請求項２８から請求項３７のいずれか記載の導波
路集積回路。 - 【請求項３９】 前記漏れ波伝搬領域は、前記第１及び
第２の直線導波路各々と前記漏れ波伝搬領域との間の漏
れ波結合係数が前記第１及び第２の直線導波路各々の長
手方向に沿って不連続的に変化する領域を含むことを特
徴とする請求項２８から請求項３７のいずれか記載の導
波路集積回路。
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