JP2000009952A - 光デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低コスト化を図ることが可能でかつ小型化を図
ることが可能な、光分波器及び光合波器などとして用い
ることができる光デバイスを提供する。 【解決手段】光デバイス１は基板２の表面に形成された
２つの光導波路３，４を備えている。光デバイス１は光
導波路３，４は互いに近接させて形成した方向性結合器
５を備えている。光導波路３，４はそれぞれコア２１，
２２とクラッドとを備えている。光導波路３，４は互い
のコア２１，２２が断面形状が互いに異なる四角形状に
形成されているとともに屈折率が互いに異なって形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信など
において、光分波器及び光合波器などとして用いられる
光デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば光通信における光分波器や光合波
器などとして用いられる光デバイスとして、図４に示す
マッハツェンダ干渉計型光回路５１や、図５に示す光デ
バイス７１が知られている。

【０００３】図４に例示されたマッハツェンダ干渉計型
光回路５１は、石英あるいはシリコンウェーハ等からな
る基板５２の表面に形成された２本の光導波路５３，５
４を備えている。光導波路５３，５４は、前記基板５２
上に形成されかつ主成分が二酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）から
なり互いに屈折率が異なるコアとクラッドとから構成さ
れている。

【０００４】マッハツェンダ型干渉計型光回路５１は、
前記光導波路５３，５４を互いに平行に近接させること
によって形成した２つの方向性結合器５５，５６を備え
ている。

【０００５】マッハツェンダ型干渉計型光回路５１は、
前記光導波路５３，５４のうち一方の光導波路５３の一
端部５３ａに入力した互いに異なる複数の波長を有する
信号光を分離・分光したり、前記光導波路５３，５４の
ぞれそれの他端部５３ｂ，５４ｂに入力した互いに異な
る波長を有する信号光を多重化するようになっている。

【０００６】図５に例示された光デバイス７１は、石英
あるいはシリコンウェーハ等からなる基板７２の表面に
形成されたＹ分岐導波路７３と、発光デバイスとしての
レーザダイオード（Laser Diode:以下ＬＤと呼ぶ）７４
と、受光デバイスとしてのフォトダイオード（Photodio
de：以下ＰＤと呼ぶ）７５と、前記Ｙ分岐導波路７３内
に挿入された誘電体多層膜フィルタ７６とを備えてい
る。

【０００７】Ｙ分岐導波路７３は、略直線状に延びて形
成された主導波路７７と、この主導波路７７の中央部７
８（分岐部）から分岐して形成された第２導波路７９
と、を備えている。主導波路７７と第２導波路７９と
は、前記光デバイス７１の一端面７１ａに露出した入出
力ポート７７ａ，７９ａをそれぞれ備えている。主導波
路７７は、前記入出力ポート７７ａの反対側に位置する
端部７７ｂが、前記ＬＤ７４等に光学的に接続してい
る。

【０００８】前記ＬＤ７４は、前記主導波路７７及びＰ
Ｄ７５に向って、光通信において主に用いられる波長が
１．３１μｍの信号光と１．５５μｍの信号光とのうち
一方の波長の信号光を送信するようになっている。図示
例において、前記ＬＤ７４は、波長が１．３１μｍの信
号光を送信するようになっている。

【０００９】前記フィルタ７６は、光通信において主に
用いられる波長が１．３１μｍの信号光と１．５５μｍ
の信号光とのうち前記ＬＤ７４が送信する一方の波長の
信号光を透過するとともに、前記他方の波長の信号光を
反射して透過しないようになっている。フィルタ７６
は、前記主導波路７７と第２導波路７９とが互いに交わ
って形成された分岐部７８に、挿入されて設けられてい
る。

【００１０】前述した構成によって、光デバイス７１
は、前記ＬＤ７４が送信した波長が１．３１μｍの信号
光をフィルタ７６が透過して主導波路７７の入出力ポー
ト７９ａから外部へ送信するとともに、前記主導波路７
７の入出力ポート７７ａから入力した波長が１．５５μ
ｍの信号光をフィルタ７６が反射して第２導波路７９の
入出力ポート７９ａから外部へ送信するようになってい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記マッハツ
ェンダ干渉計型光回路５１は、適用できる波長範囲で比
較的狭く、わずかな波長変動に対しても特性の変動が大
きい。このため、広い通過帯域における安定した低損失
化、および阻止帯域における低漏洩化つまり高クロスト
ーク化が困難であるという傾向にあった。

【００１２】通常、これらの低損失化及び高クロストー
ク化を確保するために、分波したい波長のみを通過させ
る２種類のフィルタを用い、前記マッハツェンダ型光デ
バイス５１の後に挿入して所望の特性を得ている。この
ように、前記マッハツェンダ干渉計型光回路５１などの
光回路を形成した後に、フィルタを挿入する工程などが
必要になるなどのコストが高騰する傾向にあった。

【００１３】また、前記マッハツェンダ干渉計型光回路
５１の図６に示す方向性結合器５５において、互いに異
なる波長の信号光が入力し、この信号光を波長毎に分離
する波長分波器として成立させるためには、光導波路５
３，５４が長大化して、デバイス自体が大型化する傾向
にあった。この現象は、以下に示すように説明すること
ができる。

【００１４】まず、図６に示された方向性結合器５５に
おいて、光導波路５３，５４のうち一方の光導波路５３
の一端部５３ａ（以下入力端と呼ぶ）に入力する波長λ
の信号光の強さＰ0 （λ）を１とすれば、前記光導波路
５３の他端部Ｂ（以下出力ポートと呼ぶ）及び前記出力
端Ｂ側に位置する光導波路５４の端部Ａ（以下出力ポー
トと呼ぶ）から出力される信号光の強さＰ1 （λ），Ｐ
2 （λ）は、それぞれ、モード結合理論に基づいて以下
の式１及び式２で示すことができる。

【００１５】 Ｐ1 （λ）＝１−ＦＳｉｎ² （Ｑ（λ）Ｌ）・・・・式１ Ｐ2 （λ）＝ＦＳｉｎ² （Ｑ（λ）Ｌ）・・・・・・式２ ただし、 Ｆ＝（χ／Ｑ（λ））² ・・・・・・・・・・・・・式３ Ｑ＝（χ² ＋δ² ）^1/2 ・・・・・・・・・・・・・式４ δ＝（１／２）×（β1 −β2 ）・・・・・・・・・式５ 前記式１ないし式５において、β1 及びβ2 はそれぞれ
光導波路５３，５４の導波モードの伝搬定数、χは結合
定数、Ｌは前記方向性結合器５５の結合長さを示してい
る。なお、前記導波モードβ及び結合定数χは、前記光
導波路５３，５４のコアの断面形状の寸法、前記方向性
結合器５５における光導波路５３，５４間の間隔Ｓ、な
どの方向性結合器５５の構造や光導波路５３，５４のコ
アの屈折率分布及び前記光導波路５３，５４を伝搬する
信号光の波長に依存する。

【００１６】図６に示された方向性結合器５５において
は、前記光導波路５３，５４が互いに同じ構造に形成さ
れているので、前記式１及び式２においてＦ＝１とな
る。この方向性結合器５５を波長分波器として用いるた
めには、以下の式６を満たさなければならない。

【００１７】

【数１】

【００１８】ただし、ｍ₁ 及びｍ₂ は、整数。ここで、
前記ｍ₁ 及びｍ₂ は、整数に限られるため、前記式６を
厳密に満足することは不可能である。このことは、阻止
帯域における信号光の漏れ所謂クロストーク特性が劣化
することとなる。このため、前記式６を所定の精度で満
足させるようにすると、前記ｍ1 及びｍ2 が大きな値と
なって、これらｍ1 及びｍ2 と比例する前記光導波路５
３，５４の結合長さＬも長くなって、前記光導波路５
３，５４が長大化する。このため、前記方向性結合器５
５を複数備えた前記マッハツェンダ干渉計型光回路５１
も大型化する傾向となって好ましくない。

【００１９】一方、前記光デバイス７１は、前記Ｙ分岐
導波路７３によって構成されているが、前記誘電体多層
膜フィルタ７６を前記分岐部７８に挿入するため、この
フィルタ７６の挿入位置の精度を高精度に保つ必要が生
じるとともに、この挿入位置の交差が非常に小さくなる
傾向にあった。このため、前記フィルタ７６を挿入する
際などの組立の際に細心の注意と高度な練度が必要とさ
れるとともに、組立作業が長時間化して、生産性が低く
なる傾向となってコストが高騰する傾向にあった。

【００２０】従って本発明の目的は、低コスト化を図る
ことが可能でかつ小型化を図ることが可能な、光分波器
及び光合波器などとして用いることができる光デバイス
を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の本発明の光デバイス
は、クラッドとこのクラッドによって覆われたコアとを
備えかつ信号光が伝搬する光導波路を少なくとも２本有
し、前記少なくとも２本の光導波路を互いに近接させて
形成した方向性結合器を備え、前記少なくとも２本の光
導波路のコアが、断面形状が互いに異なる四角形状に形
成されているとともに、屈折率が互いに異なって形成さ
れたことを特徴としている。

【００２２】請求項２に記載の本発明の光デバイスは、
請求項１に記載の光デバイスにおいて、前記少なくとも
２本の光導波路のコアは、互いの断面形状の寸法差にお
いて、幅方向の差と厚さ方向の差とのうち少なくとも一
方の差が３μｍ以上５μｍ以下に形成されているととも
に、互いの屈折率の差が０．１％以上０．３％以下に形
成されたことを特徴としている。

【００２３】請求項３に記載の本発明の光デバイスは、
請求項１または請求項２に記載の光デバイスにおいて、
前記少なくとも２本の光導波路は、一端部に互いに異な
る波長を有する信号光が入力しかつ他端部から前記互い
に異なる波長のうち第１の波長λ１を有する信号光を出
力する第１の光導波路と、前記第１の光導波路の他端部
側に位置する端部から前記互いに異なる波長のうち第２
の波長λ２を有する信号光を出力する第２の光導波路
と、を備え、前記第１及び第２の光導波路のコアは、互
いの断面形状の幅方向及び厚さ方向の寸法差及び屈折率
の差が、Ｌ＝π／（２Ｑ（λ２））を満たして形成され
たことを特徴としている。ただし、Ｌ：方向性結合器の
結合長さ、Ｑ（λ２）＝（χ² ( λ2)＋δ² ( λ2)）
^1/2 、δ（λ2)＝（１／２）（β1(λ2)−β2(λ2)）、
χは第２の波長λ２を有する信号光が入力した際の方向
性結合器の結合定数、β1(λ2)：第２の波長λ２を有す
る信号光が入力した際の第１の光導波路の伝搬定数、β
2(λ2)：第２の波長λ２を有する信号光が入力した際の
第２の光導波路の伝搬定数。

【００２４】請求項４に記載の本発明の光デバイスは、
請求項１ないし請求項３のうちいずれか一項に記載の光
デバイスにおいて、前記第１の光導波路と第２の光導波
路とは別体の第３の光導波路と、前記方向性結合器の、
前記第１の光導波路の他端部側でかつ前記第２の光導波
路の端部側に、前記第３の光導波路と第１の光導波路と
を互いに近接させて形成した第２の方向性結合器と、を
備えたことを特徴としている。

【００２５】請求項１及び請求項２に記載の光デバイス
は、光導波路によって構成されかつフィルタなどに光導
波路以外の部品などを用いる必要がないので、このフィ
ルタなどの部品を組み付ける際の手間や部品点数などを
抑制することができる。

【００２６】また、少なくとも２本の光導波路のコア
が、互いに、断面形状が異なる四角形状に形成されてい
るとともに、屈折率が異なって形成されているので、前
記光導波路の伝搬定数が互いに異なることとなって、前
記式６の制限をうけなくなる。このため、小型化を図る
ことが可能となる。

【００２７】請求項３及び請求項４に記載の光デバイス
は、光導波路によって構成されかつフィルタなどに光導
波路以外の部品などを用いる必要がないので、このフィ
ルタなどの部品を組み付ける際の手間や部品点数などを
抑制することができる。

【００２８】また、第１の波長λ１を有する信号光が前
記第１の光導波路の一端部に入力した際に、第２の光導
波路の端部から出力される信号光の強度が略零に等しく
なり、かつ第２の波長λ２を有する信号光が前記第１の
光導波路の一端部に入力した際に、前記第２の光導波路
の端部から出力される信号光の強度が前記第１の光導波
路の一端部に入力した第２の波長を有する信号光の強度
と略等しくなる前記第１及び第２の光導波路のパラメー
タとこれらの結合間隔を選んでいる。

【００２９】すなわち、前記式１及び式２において、以
下の式６及び式７が成立する。 Ｐ2 （λ１） ０・・・・・・・・・・・・・・・・式７ Ｐ2 （λ２） Ｓｉｎ² （Ｑ（λ２）Ｌ）＝１・・・式８ 前記式８より、以下の式９が成立する。

【００３０】 Ｌ＝π／（２Ｑ（λ２））・・・・・・・・・・・・式９ したがって、請求項３及び請求項４に記載された光デバ
イスは、少なくとも２本の光導波路のコアが、前記式９
を成立させているので、最短結合距離で波長を分波する
ことができる。したがって、前記光デバイスは、より一
層の小型化を図ることが可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の第１の実施形態に
ついて、図１及び図２を参照して説明する。図１に示す
光デバイス１は、例えば、光通信などにおいて、光分波
器及び光合波器などとして用いられるデバイスである。
光デバイス１は、石英基板あるいはシリコンウェーハな
どからなる基板２の表面に形成され、かつ信号光が伝搬
する２本の光導波路３，４を備えている。

【００３２】光導波路３，４は、それぞれ、前記基板２
上に形成されかつ主成分がＳｉＯ₂からなり互いに屈折
率が異なるコア２１，２２（図２に示す）とクラッド２
０，２３（図２に示す）とを備えている。なお、光導波
路３，４は、前記クラッド２０，２３を互いに共有して
いる。

【００３３】前記光導波路３，４のコア２１，２２は、
断面形状が互いに異なる四角形状に形成されているとと
もに、屈折率が互いに異なって形成されている。本実施
形態において、前記光導波路３，４のうち図中下側に位
置する光導波路３は、コア２１の断面形状が幅が３μｍ
でかつ厚さが８μｍの四角形状に形成されている。前記
光導波路３は、そのコア２１が、クラッド２０，２３に
対する比屈折率差が０．５２３％に形成されており、本
明細書における第１の光導波路となっている。

【００３４】前記光導波路３，４のうち図中上側に位置
する光導波路４は、コア２２の断面形状が幅が８μｍで
かつ厚さが８μｍの四角形状に形成されている。前記光
導波路４は、そのコア２２がクラッド２０，２３に対す
る比屈折率差が０．３％に形成されており、本明細書に
おける第２の光導波路となっている。

【００３５】前記光導波路３，４のコア２１，２２は、
互いの断面形状の寸法差において、幅方向の差と厚さ方
向の差とのうち少なくとも一方の差が３μｍ以上５μｍ
以下に形成され、かつ互いの屈折率の差が０．１％以上
でかつ０．３％以下に形成されているのが望ましい。

【００３６】また、光デバイス１は、光導波路３，４を
互いに平行に近接させて形成した方向性結合器５を備え
ている。この方向性結合器５は、その結合長さＬ及び光
導波路３，４間の間隔Ｓが、前記第１の光導波路３の一
端部３ａから波長が１．３１μｍと１．５５μｍとの複
数の波長を有する信号光が入力した際に、前記第１の光
導波路３の他端部３ｂから第１の波長λ１としての１．
３１μｍの信号光を出力するとともに、前記他端部３ｂ
側に位置する第２の光導波路４の端部４ａから第２の波
長λ２としての１．５５μｍの信号光を出力するように
形成されている。

【００３７】また、前記光導波路３，４及び方向性結合
器５は、前記式９を満たして形成されている。さらに、
前記第２の光導波路４の端部４ａは出力ポートＡを構成
しているとともに、第１の光導波路３の他端部３ｂは出
力ポートＢを構成している。

【００３８】次に、前記光デバイス１の製造方法の一例
を図２を参照して以下に述べる。石英基板あるいはシリ
コンウエーハ等からなる図２（Ａ）に示す基板２の表面
に、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition ：化学気相
蒸着法）あるいはＦＨＤ法（Flame Hydrolysis Deposit
ion ：火炎堆積法）などの厚膜形成方法によって、Ｓｉ
Ｏ₂ を主成分とする低屈折率の下部クラッド２０を形成
する。

【００３９】そして、図２（Ｂ）に示すように、下部ク
ラッド２０の上に、ＳｉＯ₂ にドープ剤などを添加する
手段によって屈折率を下部クラッド２０よりも０．２％
〜０．５％程度高めた第２の光導波路４のコア２２に相
当する第２のコア層２２ａを形成する。なお、屈折率を
下げるドープ剤などの不純物を下部クラッド２０に添加
することにより、下部クラッド２０の屈折率を第２のコ
ア層２２ａの屈折率より下げる方法をとってもよい。

【００４０】そして、補助マスク材として、タングステ
ンシリサイド（ＷＳｉ）をスパッタリングによって形成
し、前記第２のコア層２２ａの表面にフォトレジストに
よって所定の導波路パターンを形成する。そののち、図
２（Ｃ）に示すように、ＲＩＥ（Reactive Ion Etchin
g）などの方法によってエッチングを行うことにより、
所定パターンの第２の光導波路４の導波路コア２２部分
を成形する。

【００４１】その後、図２（Ｄ）に示すように、前述し
たＣＶＤ法あるいはＦＨＤ法などの厚膜形成方法によっ
て、前記第２のコア層２２ａとは屈折率が異なる第１の
光導波路３のコア２１に相当する第１のコア層２１ａを
形成する。

【００４２】第２の光導波路４のコア２２と同様に、図
２（Ｅ）に示すように、所定の導波路パターンを形成し
たのちＲＩＥなどの方法によってエッチングを行って所
定パターンの第１の光導波路３の導波路コア部分２１を
成形する。この後、図２（Ｆ）に示すように、ＦＨＤ法
などにより前記第１の光導波路３のコア２１及び第２の
光導波路４のコア２２を埋込むように上部クラッド２３
を形成する。

【００４３】これらにより、ステップインデックス型屈
折率分布をもつ光導波路３，４を備えた光デバイス１が
形成される。なお、コア２１，２２の屈折率をドープ剤
の添加によって予め高めに設定しておき、加熱により所
定の屈折率を得る方法や基板２中にドープ剤などの不純
物を熱拡散させるなどの導波路製造方法を用いて、グレ
ーテッドインデックス型屈折率分布をもつ導波路３，４
を形成してもよい。また、前記基板２として、石英基板
を用いる場合には、前記下部クラッド２０を形成しなく
ても良い。なお、上記下部クラッド２０及び上部クラッ
ド２３は本明細書に記したクラッドを構成している。

【００４４】前述した実施形態の光デバイス１は、光導
波路３，４によって構成されかつフィルタなどの光導波
路３，４以外の部品などを用いる必要がないので、この
フィルタなどの部品を組み付ける際の手間や部品点数な
どを抑制することができる。したがって低コスト化を図
ることが可能となる。

【００４５】また、光導波路３，４のコア２１，２２
が、互いに、断面形状が異なる四角形状に形成されてい
るとともに、屈折率が異なって形成されているので、伝
搬定数が互いに異なることとなって、前記式６の制限を
うけなくなる。このため、小型化を図ることが可能とな
る。

【００４６】また、光導波路３，４のコア２１，２２
が、前記式９を成立させているので、最短結合距離で波
長を分波することができる。したがって、光デバイスの
より一層の小型化を図ることが可能となる。

【００４７】前記実施形態の光デバイス１の作用を確か
めるために、本発明者らはＢＰＭ（ビーム伝搬法）によ
るシミュレーションを行った。その結果について以下の
表１を参照して説明する。

【００４８】

【表１】

【００４９】本シミュレーションにおいては、前述した
実施形態の光デバイス１の第１の光導波路３の一端部３
ａに、前記第１の波長λ１としての波長が１．３１μｍ
の信号光または第２の波長λ２としての波長が１．５５
μｍの信号光を入力させかつこれらの信号光の強度を１
とした場合の、前記出力ポートＡ，Ｂそれぞれから出力
する信号光の強度を求めている。

【００５０】本シミュレーションの結果によれば、第１
の光導波路３の一端部３ａに、前記第１の波長λ１とし
ての波長が１．３１μｍの信号光が入力した際に、出力
ポートＡから出力される信号光の強度が−４０．４５ｄ
Ｂであるため、前記出力ポートＡからは前記波長が１．
３１μｍの信号光が殆ど出力しないことが明らかとなっ
た。したがって、光デバイス１は、波長が１．３１μｍ
の信号光に対する高クロストーク性を確保できることが
明らかとなった。

【００５１】このとき、前記出力ポートＢから出力され
る信号光の強度が−０．０２ｄＢであるため、前記一端
部３ａに入力した波長が１．３１μｍの信号光が殆ど損
失することなく、前記出力ポートＢから出力することが
明らかとなった。したがって、光デバイス１は、波長が
１．３１μｍの信号光に対して低損失であることが明ら
かとなった。

【００５２】また、前記第１の光導波路３の一端部３ａ
に、前記第２の波長λ２としての波長が１．５５μｍの
信号光が入力した際に、出力ポートＡから出力される信
号光の強度が−０．１ｄＢであるため、前記一端部３ａ
に入力した波長が１．５５μｍの信号光が殆ど損失する
ことなく、前記出力ポートＡから出力することが明らか
となった。したがって、光デバイス１は、波長が１．５
５μｍの信号光に対しても低損失であることが明らかと
なった。

【００５３】このとき、前記出力ポートＢから出力され
る信号光の強度が−１８．６ｄＢであり、実用上十分で
無い場合が生じる。以下、この波長が１．５５μｍの信
号光が入力した場合においても、出力ポートＢから出力
する信号光の強度を略零に保って高クロストークを確保
できる本発明の第２の実施形態の光デバイス３１を、図
３を参照して説明する。なお、前記第１の実施形態と同
一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

【００５４】本実施形態の光デバイス３１は、図３に示
すように、前記第１及び第２の光導波路３，４とは別体
の第３の光導波路３２を備えている。第３の光導波路３
２は、互いに屈折率の異なるコア３３と、前記第１及び
第２の光導波路３，４と共用するクラッド２０，２３を
備えている。

【００５５】第３の光導波路３２のコア３３は、断面形
状が幅が８μｍでかつ厚さが８μｍの四角形状に形成さ
れているとともに、前記クラッド２０，２３に対する比
屈折率差が０．３％に形成されている。

【００５６】また、本実施形態の光デバイス３１は、前
記第１の光導波路３と前記第３の光導波路３２とを互い
に近接させて形成した第２の方向性結合器３４を備えて
いる。この第２の方向性結合器３４は、前記方向性結合
器５の、前記第１の光導波路３の他端部３ｂ側でかつ前
記第２の光導波路４の端部４ｂ側に、設けられている。

【００５７】前述した構成によれば、本実施形態の光デ
バイス３１は、前記第１の実施形態の光デバイス１と同
様に、フィルタなどの部品を組み付ける際の手間や部品
点数などを抑制することができ低コスト化を図ることが
可能であるとともに、前記式６の制限をうけないので、
小型化を図ることが可能となる。

【００５８】さらに、前記第１の光導波路３の出力ポー
トＢから出力される第２の波長λ２としての波長が１．
５５μｍの信号光を、前記第２の方向性結合器３４から
前記第３の光導波路３２へと導いて、前記第１の光導波
路３の他端部３ｂから出力される前記第２の波長λ２と
しての波長が１．５５μｍの信号光を略零に保つことが
でき、所謂高クロストーク化を図ることが可能となる。
このことは、以下の表２に示すＢＰＭ（ビーム伝搬法）
によるシミュレーション結果からも明らかである。

【００５９】

【表２】

【００６０】本シミュレーションの結果によれば、第１
の光導波路３の一端部３ａに、前記第１の波長λ１とし
ての波長が１．３１μｍの信号光が入力した際に、出力
ポートＡから出力される信号光の強度が−４０．４５ｄ
Ｂであるため、前記出力ポートＡからは前記波長が１．
３１μｍの信号光が殆ど出力しないことが明らかとなっ
た。したがって、波長が１．３１μｍの信号光に対して
高クロストーク性を確保できることが明らかとなった。

【００６１】このとき、前記出力ポートＢから出力され
る信号光の強度が−０．０２ｄＢであるため、前記一端
部３ａに入力した波長が１．３１μｍの信号光が殆ど損
失することなく、前記出力ポートＢから出力することが
明らかとなった。したがって、波長が１．３１μｍの信
号光に対して低損失であることが明らかとなった。

【００６２】また、前記第１の光導波路３の一端部３ａ
に、前記第２の波長λ２としての波長が１．５５μｍの
信号光が入力した際に、出力ポートＡから出力される信
号光の強度が−０．１４ｄＢであるため、前記一端部３
ａに入力した波長が１．５５μｍの信号光が殆ど損失す
ることなく、前記出力ポートＡから出力することが明ら
かとなった。したがって、波長が１．５５μｍの信号光
に対して低損失であることが明らかとなった。

【００６３】このとき、出力ポートＢから出力される信
号光の強度が−４０．０ｄＢであるため、前記出力ポー
トＢからは前記波長が１．５５μｍの信号光が殆ど出力
しないことが明らかとなった。したがって、波長が１．
５５μｍの信号光に対して高クロストーク性を確保でき
ることが明らかとなった。

【００６４】また、前記光デバイス１，３１は、第１の
光導波路３の他端部３ｂ及び第２の光導波路４の端部４
ａから、それぞれ前記第１及び第２の波長λ１，λ２を
信号光を入力し、これらの信号光を多重化する光合波器
として用いることができる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１及び請求項２に記載の本発明に
よると、光導波路によって構成されかつフィルタなどに
光導波路以外の部品などを用いる必要がないので、この
フィルタなどの部品を組み付ける際の手間や部品点数な
どを抑制することができる。したがって低コスト化を図
ることが可能となる。

【００６６】また、少なくとも２本の光導波路のコア
が、互いに、断面形状が異なる四角形状に形成されてい
るとともに、屈折率が異なって形成されているので、前
記光導波路の伝搬定数が互いに異なることとなって、前
記式６の制限をうけなくなる。このため、小型化を図る
ことが可能となる。

【００６７】請求項３及び請求項４に記載の本発明によ
ると、光導波路によって構成されかつフィルタなどに光
導波路以外の部品などを用いる必要がないので、このフ
ィルタなどの部品を組み付ける際の手間や部品点数など
を抑制することができる。したがって、低コスト化を図
ることが可能となる。

【００６８】また、少なくとも２本の光導波路のコア
が、前記式９を成立させているので、最短結合距離で波
長を分波することができる。したがって、光デバイスの
より一層の小型化を図ることが可能となる。

【００６９】請求項４に記載の本発明によると、例え
ば、第１の光導波路の一端部に第２の波長λ２を有する
信号光が入力した際に、第１の光導波路の他端部から出
力される第２の波長λ２を有する信号光の強度が比較的
強い場合、つまりクロストークが高い場合においても、
前記第２の波長λ２を有する信号光が第２の方向性結合
器によって第３の光導波路に導かれることとなる。この
ため、前記第１の光導波路の他端部から出力される前記
第２の波長λ２を有する信号光を略零に保つことがで
き、高クロストーク化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す光デバイスの平
面図。

【図２】図１に示された光デバイスの製造工程の一例を
工程順に示す断面図。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す光デバイスの平
面図。

【図４】従来のマッハツェンダ干渉計型光回路を示す平
面図。

【図５】従来の光デバイスを示す平面図。

【図６】図４に示されたマッハツェンダ干渉計型光回路
の方向性結合器を示す平面図。

【符号の説明】

１…光デバイス ３…第１の光導波路 ３ａ…一端部 ３ｂ…他端部 ４…第２の光導波路 ４ｂ…端部 ５…方向性結合器 ２０…下部クラッド ２１…コア ２２…コア ２３…上部クラッド ３１…光デバイス ３２…第３の光導波路 ３３…コア ３４…第２の方向性結合器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 享哉 神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地 日本発条株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 AA03 AA12 AB04 AB05 BB18 EE03 EE05 EE21 EE24 GG04 5K002 AA07 BA04 BA05 BA07 CA21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラッドとこのクラッドによって覆われた
   コアとを備えかつ信号光が伝搬する光導波路を少なくと
   も２本有し、 前記少なくとも２本の光導波路を互いに近接させて形成
   した方向性結合器を備え、 前記少なくとも２本の光導波路のコアが、断面形状が互
   いに異なる四角形状に形成されているとともに、屈折率
   が互いに異なって形成されたことを特徴とする光デバイ
   ス。
2. 【請求項２】前記少なくとも２本の光導波路のコアは、 互いの断面形状の寸法差において、幅方向の差と厚さ方
   向の差とのうち少なくとも一方の差が３μｍ以上５μｍ
   以下に形成されているとともに、 互いの屈折率の差が０．１％以上０．３％以下に形成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
3. 【請求項３】前記少なくとも２本の光導波路は、 一端部に互いに異なる波長を有する信号光が入力しかつ
   他端部から前記互いに異なる波長のうち第１の波長λ１
   を有する信号光を出力する第１の光導波路と、 前記第１の光導波路の他端部側に位置する端部から前記
   互いに異なる波長のうち第２の波長λ２を有する信号光
   を出力する第２の光導波路と、を備え、 前記第１及び第２の光導波路のコアは、 互いの断面形状の幅方向及び厚さ方向の寸法差及び屈折
   率の差が、Ｌ＝π／（２Ｑ（λ２））を満たして形成さ
   れたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光
   デバイス。ただし、Ｌ：方向性結合器の結合長さ、Ｑ
   （λ２）＝（χ² ( λ2)＋δ² ( λ2)）^1/2 、δ（λ2)
   ＝（１／２）（β1(λ2)−β2(λ2)）、χは第２の波長
   λ２を有する信号光が入力した際の方向性結合器の結合
   定数、β1(λ2)：第２の波長λ２を有する信号光が入力
   した際の第１の光導波路の伝搬定数、β2(λ2)：第２の
   波長λ２を有する信号光が入力した際の第２の光導波路
   の伝搬定数。
4. 【請求項４】前記第１の光導波路と第２の光導波路とは
   別体の第３の光導波路と、 前記方向性結合器の、前記第１の光導波路の他端部側で
   かつ前記第２の光導波路の端部側に、前記第３の光導波
   路と第１の光導波路とを互いに近接させて形成した第２
   の方向性結合器と、を備えたことを特徴とする請求項１
   ないし請求項３のうちいずれか一項に記載の光デバイ
   ス。