JP2000249993A - アレイ光導波路熱光学位相シフタ，アレイ光導波路格子波長可変フィルタおよびアレイ光導波路光スイッチ - Google Patents
アレイ光導波路熱光学位相シフタ，アレイ光導波路格子波長可変フィルタおよびアレイ光導波路光スイッチInfo
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- JP2000249993A JP2000249993A JP11053214A JP5321499A JP2000249993A JP 2000249993 A JP2000249993 A JP 2000249993A JP 11053214 A JP11053214 A JP 11053214A JP 5321499 A JP5321499 A JP 5321499A JP 2000249993 A JP2000249993 A JP 2000249993A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロストークを低くする。
【解決手段】 複数のチャネル光導波路（位相シフタ用
チャネル光導波路アレイ１１）と、このチャネル光導波
路上に設けられた薄膜ヒータ１２とを備える。そして、
これらチャネル光導波路は、等間隔に並んでいる。
チャネル光導波路アレイ１１）と、このチャネル光導波
路上に設けられた薄膜ヒータ１２とを備える。そして、
これらチャネル光導波路は、等間隔に並んでいる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ光導波路熱
光学位相シフタ，アレイ光導波路格子波長可変フィルタ
およびアレイ光導波路光スイッチに関し、特に光通信お
よび光信号処理において、波長多重（ＷＤＭ:Wavelengt
h Division Multiplex）光信号から任意の波長信号を取
り出すアレイ光導波路格子（ＡＷＧ:Arrayed Waveguid
e Grating）波長可変フィルタ、光路切り替えに用いら
れる光導波路光スイッチ、および、これらに用いられる
熱光学位相シフタに関するものである。
光学位相シフタ，アレイ光導波路格子波長可変フィルタ
およびアレイ光導波路光スイッチに関し、特に光通信お
よび光信号処理において、波長多重（ＷＤＭ:Wavelengt
h Division Multiplex）光信号から任意の波長信号を取
り出すアレイ光導波路格子（ＡＷＧ:Arrayed Waveguid
e Grating）波長可変フィルタ、光路切り替えに用いら
れる光導波路光スイッチ、および、これらに用いられる
熱光学位相シフタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＷＤＭ通信システムの中で波長多重信号
から任意の１つの波長信号を収り出す用途には、波長可
変フィルタが用いられる。波長可変フィルタとしては、
ＡＷＧの透過中心波長を光導波路の熱光学（ＴＯ）効果
を利用して可変とするＡＷＧ熱光学波長可変フィルタ
が、低損失でクロストークが小さい特性を持つため注目
されている。本願発明者である豊田らは、ポリマ光導波
路によるＡＷＧのチップ温度を変化させることで、９ｎ
ｍの透過波長可変範囲を得ている（S.Toyoda et al.,″
Polarization-independent low crosstalk polymeric A
WG-based tunable filter″,Proc.ECOC'98,Madrid,vol.
3,p.101.1998)。
から任意の１つの波長信号を収り出す用途には、波長可
変フィルタが用いられる。波長可変フィルタとしては、
ＡＷＧの透過中心波長を光導波路の熱光学（ＴＯ）効果
を利用して可変とするＡＷＧ熱光学波長可変フィルタ
が、低損失でクロストークが小さい特性を持つため注目
されている。本願発明者である豊田らは、ポリマ光導波
路によるＡＷＧのチップ温度を変化させることで、９ｎ
ｍの透過波長可変範囲を得ている（S.Toyoda et al.,″
Polarization-independent low crosstalk polymeric A
WG-based tunable filter″,Proc.ECOC'98,Madrid,vol.
3,p.101.1998)。
【０００３】さらに、可変波長範囲を広げ、応答速度を
早くするために、アレイ光導波路部に熱光学位相シフタ
を備えることが提案されている（井上 他，「光合分波
器」，特開平5-323246号公報）。図７は、特開平5-3232
46号公報に開示された熱光学位相シフタを示す平面図で
ある。同図に示すように、この熱光学位相シフタは、位
相シフタ用チャネル光導波路アレイ１１とジグザグ形状
のストリップ状薄膜ヒータ１２とによって構成されてい
る。ヒータ加熱による温度上昇をΔＴ、アレイ光導波路
の透過屈折率をｎ a 、隣接する２つのアレイ光導波路上
のヒータ長の差をΔＬh 、回折次数をｍとすると、透過
中心波長の変化は、
早くするために、アレイ光導波路部に熱光学位相シフタ
を備えることが提案されている（井上 他，「光合分波
器」，特開平5-323246号公報）。図７は、特開平5-3232
46号公報に開示された熱光学位相シフタを示す平面図で
ある。同図に示すように、この熱光学位相シフタは、位
相シフタ用チャネル光導波路アレイ１１とジグザグ形状
のストリップ状薄膜ヒータ１２とによって構成されてい
る。ヒータ加熱による温度上昇をΔＴ、アレイ光導波路
の透過屈折率をｎ a 、隣接する２つのアレイ光導波路上
のヒータ長の差をΔＬh 、回折次数をｍとすると、透過
中心波長の変化は、
【０００４】 Δλ0 ＝（ΔＬh ／ｍ）・（ｄｎa ／ｄＴ）・ΔＴ （１）
【０００５】となる。設計上ΔＬh を大きくすること
で、より小さい温度変化、すなわち少ないヒータ電力で
同じ可変波長範囲が得られる。ＡＷＧの特性を悪化させ
ずに透過中心波長を変化させるには、アレイ光導波路に
等差数列的なＴＯ誘起の光路長差を与える必要がある。
しかし、図７の構造において、アレイ光導波路と重なる
ヒータの長さを等差数列となるように設計しても、ヒー
タが鋭角に曲がるＡ部（奇数番目光導波路に重なるヒー
タの端点）と鈍角に曲がるＢ部（偶数番目光導波路に重
なるヒータの端点）とが等価な構造をなさないため、目
的の光路長差を得ることはできない。仮に熱拡散の計算
などから偏差を補正したとしても、光導波路の厚みが変
更されると補正量が変わるので、ヒータも設計し直す必
要が生じる。
で、より小さい温度変化、すなわち少ないヒータ電力で
同じ可変波長範囲が得られる。ＡＷＧの特性を悪化させ
ずに透過中心波長を変化させるには、アレイ光導波路に
等差数列的なＴＯ誘起の光路長差を与える必要がある。
しかし、図７の構造において、アレイ光導波路と重なる
ヒータの長さを等差数列となるように設計しても、ヒー
タが鋭角に曲がるＡ部（奇数番目光導波路に重なるヒー
タの端点）と鈍角に曲がるＢ部（偶数番目光導波路に重
なるヒータの端点）とが等価な構造をなさないため、目
的の光路長差を得ることはできない。仮に熱拡散の計算
などから偏差を補正したとしても、光導波路の厚みが変
更されると補正量が変わるので、ヒータも設計し直す必
要が生じる。
【０００６】一般に、アレイ光導波路は、そのサイズを
小さくするためにアレイ光導波路の間隔を不等間隔に設
計する。このようなアレイ光導波路上にヒータを載せる
と、ヒータの発熱量が同じでも、隣接光導波路すなわち
隣接ヒータとの間隔が狭い部分はより高温に、広い部分
は低温になる。このため、等差数列的なＴＯ誘起の光路
長差を与えることは困難になる。また、アレイ光導波路
は、２０μｍ間隔程度の光導波路１００本程度で構成さ
れる。ここで、ΔＬh を１００μｍとするとヒータ総延
長は５００ｍｍにもなる。幅１５μｍ、厚さ１μｍの金
薄膜ヒータを用いると、ヒータ抵抗は約８００Ωに達す
る。１Ｗ程度の加熱電力でも約３０Ｖの駆動電圧とな
り、駆動電圧が高いために使いにくいという問題があ
る。
小さくするためにアレイ光導波路の間隔を不等間隔に設
計する。このようなアレイ光導波路上にヒータを載せる
と、ヒータの発熱量が同じでも、隣接光導波路すなわち
隣接ヒータとの間隔が狭い部分はより高温に、広い部分
は低温になる。このため、等差数列的なＴＯ誘起の光路
長差を与えることは困難になる。また、アレイ光導波路
は、２０μｍ間隔程度の光導波路１００本程度で構成さ
れる。ここで、ΔＬh を１００μｍとするとヒータ総延
長は５００ｍｍにもなる。幅１５μｍ、厚さ１μｍの金
薄膜ヒータを用いると、ヒータ抵抗は約８００Ωに達す
る。１Ｗ程度の加熱電力でも約３０Ｖの駆動電圧とな
り、駆動電圧が高いために使いにくいという問題があ
る。
【０００７】一方、ＷＤＭ通信システムのクロスコネク
トやアドドロップマルチプレクサには、光路切り替えス
イッチが必要となる。この用途には、可動部分が無く、
挿入損失が低く、小型で集積化が容易な光導波路型熱光
学光スイッチが有望視されている。小型の１×Ｎ熱光学
光スイッチとしてアレイ光導波路光スイッチが提案され
ている。アレイ光導波路光スイッチの構造を図５に示
す。入力された信号光は、第１のスラブ光導波路をへて
各アレイ光導波路に分配される。導波光は、各アレイ光
導波路が光路長差を持たないために、策２のスラブ光導
波路をへて中央の分岐ポート光導波路へ集光する。この
状態で位相シフタを動作させると集光位置が移動して信
号光が出力する分岐ポートを選択することができる。こ
こでも、図７に示す構造のアレイ光導波路熱光学位相シ
フタが用いられる。また、光スイッチの場合において
も、Ａ部とＢ部が等価でないために生じる特性の悪化の
問題は、上述のＡＷＧの場合と同様である。
トやアドドロップマルチプレクサには、光路切り替えス
イッチが必要となる。この用途には、可動部分が無く、
挿入損失が低く、小型で集積化が容易な光導波路型熱光
学光スイッチが有望視されている。小型の１×Ｎ熱光学
光スイッチとしてアレイ光導波路光スイッチが提案され
ている。アレイ光導波路光スイッチの構造を図５に示
す。入力された信号光は、第１のスラブ光導波路をへて
各アレイ光導波路に分配される。導波光は、各アレイ光
導波路が光路長差を持たないために、策２のスラブ光導
波路をへて中央の分岐ポート光導波路へ集光する。この
状態で位相シフタを動作させると集光位置が移動して信
号光が出力する分岐ポートを選択することができる。こ
こでも、図７に示す構造のアレイ光導波路熱光学位相シ
フタが用いられる。また、光スイッチの場合において
も、Ａ部とＢ部が等価でないために生じる特性の悪化の
問題は、上述のＡＷＧの場合と同様である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、クロス
トークの低いアレイ光導波路格子波長可変フィルタやア
レイ光導波路光スイッチを実現するためには、アレイ光
導波路に正確に等差数列的な光路長差を与えることがで
きるアレイ光導波路構造およびヒータ構造、駆動しやす
いヒータ抵抗を有するヒータ構造の開発が必要である。
本発明は、このような課題を解決するためのものであ
り、クロストークの低いアレイ光導波路熱光学位相シフ
タ，アレイ光導波格子波長可変フィルタおよびアレイ光
導波路光スイッチを提供することを目的とする。
トークの低いアレイ光導波路格子波長可変フィルタやア
レイ光導波路光スイッチを実現するためには、アレイ光
導波路に正確に等差数列的な光路長差を与えることがで
きるアレイ光導波路構造およびヒータ構造、駆動しやす
いヒータ抵抗を有するヒータ構造の開発が必要である。
本発明は、このような課題を解決するためのものであ
り、クロストークの低いアレイ光導波路熱光学位相シフ
タ，アレイ光導波格子波長可変フィルタおよびアレイ光
導波路光スイッチを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係るアレイ光導波路熱光学位相シフ
タは、複数のチャネル光導波路と、このチャネル光導波
路上に設けられた薄膜ヒータと、からなるアレイ光導波
路熱光学位相シフタにおいて、上記チャネル光導波路
は、等間隔に並んだものである。また、上記チャネル光
導波路の１本に対して、一往復するストリップ形状の薄
膜ヒータが配置されていてもよい。また、上記薄膜ヒー
タは、複数の薄膜ヒータによって構成され、かつ、電気
的に並列接続されていてもよい。
るために、本発明に係るアレイ光導波路熱光学位相シフ
タは、複数のチャネル光導波路と、このチャネル光導波
路上に設けられた薄膜ヒータと、からなるアレイ光導波
路熱光学位相シフタにおいて、上記チャネル光導波路
は、等間隔に並んだものである。また、上記チャネル光
導波路の１本に対して、一往復するストリップ形状の薄
膜ヒータが配置されていてもよい。また、上記薄膜ヒー
タは、複数の薄膜ヒータによって構成され、かつ、電気
的に並列接続されていてもよい。
【００１０】一方、本発明に係るアレイ光導波路格子波
長可変フィルタは、少なくとも１本の入力ポートチャネ
ル光導波路と、光路長が互いに異なるチャネル光導波路
からなるチャネル光導波路アレイと、少なくとも１本の
出力ポートチャネル光導波路と、上記入カポートチャネ
ル光導波路および上記チャネル光導波路アレイを結ぶ第
１のスラブ光導波路と、上記出力ポートチャネル光導波
路および上記チャネル光導波路アレイを結ぶ第２のスラ
ブ光導波路と、上記チャネル光導波路アレイの一部から
なる熱光学位相シフタと、を備えたアレイ光導波路格子
波長可変フィルタにおいて、上記熱光学位相シフタを、
上記アレイ光導波路熱光学位相シフタにしたものであ
る。
長可変フィルタは、少なくとも１本の入力ポートチャネ
ル光導波路と、光路長が互いに異なるチャネル光導波路
からなるチャネル光導波路アレイと、少なくとも１本の
出力ポートチャネル光導波路と、上記入カポートチャネ
ル光導波路および上記チャネル光導波路アレイを結ぶ第
１のスラブ光導波路と、上記出力ポートチャネル光導波
路および上記チャネル光導波路アレイを結ぶ第２のスラ
ブ光導波路と、上記チャネル光導波路アレイの一部から
なる熱光学位相シフタと、を備えたアレイ光導波路格子
波長可変フィルタにおいて、上記熱光学位相シフタを、
上記アレイ光導波路熱光学位相シフタにしたものであ
る。
【００１１】さらに一方、本発明に係るアレイ光導波路
光スイッチは、少なくとも１本の共通ポートチャネル光
導波路と、光路長が互いに等しい複数の光導波路からな
るチャネル光導波路アレイと、複数の分岐ポートチャネ
ル光導波路と、上記共通ポートチャネル光導波路および
上記チャネル光導波路アレイを結ぶ第１のスラブ光導波
路と、上記分岐ポートチャネル光導波路および上記チャ
ネル光導波路アレイを結ぶ第２のスラブ光導波路と、上
記チャネル光導波路アレイの一部からなる熱光学位相シ
フタと、を備えたアレイ光導波路光スイッチにおいて、
上記熱光学位相シフタを、上記アレイ光導波路熱光学位
相シフタにしたものである。
光スイッチは、少なくとも１本の共通ポートチャネル光
導波路と、光路長が互いに等しい複数の光導波路からな
るチャネル光導波路アレイと、複数の分岐ポートチャネ
ル光導波路と、上記共通ポートチャネル光導波路および
上記チャネル光導波路アレイを結ぶ第１のスラブ光導波
路と、上記分岐ポートチャネル光導波路および上記チャ
ネル光導波路アレイを結ぶ第２のスラブ光導波路と、上
記チャネル光導波路アレイの一部からなる熱光学位相シ
フタと、を備えたアレイ光導波路光スイッチにおいて、
上記熱光学位相シフタを、上記アレイ光導波路熱光学位
相シフタにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一つの実施の形態
について図を用いて説明する。図１は本発明の一つの実
施の形態を示す平面図であり、図２は図１のＣ−Ｃ’線
における断面図である。基板１５上には、クラッド１４
が形成され、クラッド１４中には複数のアレイ光導波路
のコア１３が埋め込まれている。クラッド１４上には複
数の薄膜ヒータ１２が配設されている。クラッド１４お
よびコア１３は位相シフタ用チャネル光導波路アレイ１
１を構成している。２個の薄膜ヒータ１２は、ヒータ加
熱用電源Ｅ1 に並列接続されるとともに、図１の中央を
境にして左右対称に設けられている。また、薄膜ヒータ
１２は、光導波路毎にΔＬh ／２ずつ長さが変えられて
いる。
について図を用いて説明する。図１は本発明の一つの実
施の形態を示す平面図であり、図２は図１のＣ−Ｃ’線
における断面図である。基板１５上には、クラッド１４
が形成され、クラッド１４中には複数のアレイ光導波路
のコア１３が埋め込まれている。クラッド１４上には複
数の薄膜ヒータ１２が配設されている。クラッド１４お
よびコア１３は位相シフタ用チャネル光導波路アレイ１
１を構成している。２個の薄膜ヒータ１２は、ヒータ加
熱用電源Ｅ1 に並列接続されるとともに、図１の中央を
境にして左右対称に設けられている。また、薄膜ヒータ
１２は、光導波路毎にΔＬh ／２ずつ長さが変えられて
いる。
【００１３】このように、本実施の形態のアレイ光導波
路熱光学位相シフタの基本構成は、アレイ光導波路およ
びアレイ光導波路１本に対して一往復するストリップ形
状の薄膜ヒータ１２からなる。光導波路の１本に対して
ヒータを一往復させることにより、加熱領域端点におけ
る偶数番目と奇数番目の光導波路に対するヒータの構造
的差異が解消される。このために、ヒータ加熱によりア
レイ光導波路に正確に等差数列的な光路長差を与えるこ
とができる。また、アレイ光導波路を等間隔に並べるこ
とで、隣接ヒータからの熱拡散の影響も各アレイ光導波
路において等価とすることができる。このため、より正
確に等差数列的な光路長差をアレイ光導波路に与えるこ
とができる。さらに、図１おいてはヒータを左右２分割
し並列接続している。このことで全体を１本のヒータと
した場合の１／４のヒータ抵抗となり駆動電圧を半分と
することができる。
路熱光学位相シフタの基本構成は、アレイ光導波路およ
びアレイ光導波路１本に対して一往復するストリップ形
状の薄膜ヒータ１２からなる。光導波路の１本に対して
ヒータを一往復させることにより、加熱領域端点におけ
る偶数番目と奇数番目の光導波路に対するヒータの構造
的差異が解消される。このために、ヒータ加熱によりア
レイ光導波路に正確に等差数列的な光路長差を与えるこ
とができる。また、アレイ光導波路を等間隔に並べるこ
とで、隣接ヒータからの熱拡散の影響も各アレイ光導波
路において等価とすることができる。このため、より正
確に等差数列的な光路長差をアレイ光導波路に与えるこ
とができる。さらに、図１おいてはヒータを左右２分割
し並列接続している。このことで全体を１本のヒータと
した場合の１／４のヒータ抵抗となり駆動電圧を半分と
することができる。
【００１４】
【実施例】［第１の実施例］図３，４は、本発明の第１
の実施例（アレイ光導波路格子波長可変フィルタ）を示
す。図３に示すように、２個の入出力導波路１６と、２
個のスラブ光導波路１７と、位相シフタ用チャネル光導
波路アレイ１１と、１個の第１のヒータ加熱領域１８
と、２個の第２のヒータ加熱領域１９とを備える。第１
のヒータ加熱領域１８および第２のヒータ加熱領域１９
の詳細は図４に示すとおりであり、光導波路の１本に対
してヒータを一往復させている。また、第１のヒータ２
０は、図４の中心を境に左右対称に設けられた２個の薄
膜ヒータによって構成され、ヒータ加熱用電源Ｅ1 に並
列接続されている。第２のヒータ２１も左右対称に設け
られた２個の薄膜ヒータによって構成され、何れともヒ
ータ加熱用電源Ｅ2 に接続されている。スラブ光導波路
１７は、その形状が所定の曲率半径を持った扇形となっ
ている。
の実施例（アレイ光導波路格子波長可変フィルタ）を示
す。図３に示すように、２個の入出力導波路１６と、２
個のスラブ光導波路１７と、位相シフタ用チャネル光導
波路アレイ１１と、１個の第１のヒータ加熱領域１８
と、２個の第２のヒータ加熱領域１９とを備える。第１
のヒータ加熱領域１８および第２のヒータ加熱領域１９
の詳細は図４に示すとおりであり、光導波路の１本に対
してヒータを一往復させている。また、第１のヒータ２
０は、図４の中心を境に左右対称に設けられた２個の薄
膜ヒータによって構成され、ヒータ加熱用電源Ｅ1 に並
列接続されている。第２のヒータ２１も左右対称に設け
られた２個の薄膜ヒータによって構成され、何れともヒ
ータ加熱用電源Ｅ2 に接続されている。スラブ光導波路
１７は、その形状が所定の曲率半径を持った扇形となっ
ている。
【００１５】アレイ光導波路の本数は１２０本、アレイ
光導波路の間隔は２５μｍ、隣接したアレイ光導波路長
差は６２．４μｍ、回折次数は６０、隣接アレイ光導波
路ヒータ長差はΔＬh ＝１００μｍとした。屈折率１．
４９４の重水素化シリコーン樹脂をコアに、屈折率１．
４８５重水素化シリコーン樹脂をクラッドに用い、上記
設計の光導波路を作製した。シリコーン樹脂光導波路の
作製方法は、「熱光学デバイス」（特開平10-319445 号
公報）に準じた。コア断面サイズは７μｍ×７μｍ、下
層クラッド厚さおよびコア上の上部クラッドの厚さはそ
れぞれ２０μｍ，１２μｍとした。導波路上に金薄膜を
スパッター法で形成し、フォトリソグラフィーおよびド
ライエッチング法を用いて上記設計の幅１０μｍ、厚さ
２μｍストリップ状の薄膜ヒータを作製した。ヒータ抵
抗は第１のヒータ２０、第２のヒータ２１ともに４３０
Ωであった。
光導波路の間隔は２５μｍ、隣接したアレイ光導波路長
差は６２．４μｍ、回折次数は６０、隣接アレイ光導波
路ヒータ長差はΔＬh ＝１００μｍとした。屈折率１．
４９４の重水素化シリコーン樹脂をコアに、屈折率１．
４８５重水素化シリコーン樹脂をクラッドに用い、上記
設計の光導波路を作製した。シリコーン樹脂光導波路の
作製方法は、「熱光学デバイス」（特開平10-319445 号
公報）に準じた。コア断面サイズは７μｍ×７μｍ、下
層クラッド厚さおよびコア上の上部クラッドの厚さはそ
れぞれ２０μｍ，１２μｍとした。導波路上に金薄膜を
スパッター法で形成し、フォトリソグラフィーおよびド
ライエッチング法を用いて上記設計の幅１０μｍ、厚さ
２μｍストリップ状の薄膜ヒータを作製した。ヒータ抵
抗は第１のヒータ２０、第２のヒータ２１ともに４３０
Ωであった。
【００１６】波長１．５５μｍ帯のＡＳＥ広帯域光源お
よび光スペクトルアナライザをそれぞれ入出力ポートに
接続してフィルタ特性を測定した。ヒータに電力を与え
ない場合の波長フィルタ特性は、透過中心波長１，５５
０ｎｍ、挿入損失５．５ｄＢ、クロストーク−３２ｄＢ
（１，５５０±０．８ｎｍ）であった。第１のヒータ２
０に加熱電力を与えたとき、透過中心波長は与えた電力
に対して−８ｎｍ／Ｗの割合で変化した。一方、第２の
ヒータ２１に加熱電力を与えたときは、８ｎｍ／Ｗの割
合であった。加熱電力を０〜１．８Ｗに設定すること
で、透過中心波長を１，５３６〜１，５６４ｎｍの範囲
で制御できることを確認した。また、透過中心波長変化
に伴う挿入損失およびクロストークの顕著な増加は認め
られなかった。
よび光スペクトルアナライザをそれぞれ入出力ポートに
接続してフィルタ特性を測定した。ヒータに電力を与え
ない場合の波長フィルタ特性は、透過中心波長１，５５
０ｎｍ、挿入損失５．５ｄＢ、クロストーク−３２ｄＢ
（１，５５０±０．８ｎｍ）であった。第１のヒータ２
０に加熱電力を与えたとき、透過中心波長は与えた電力
に対して−８ｎｍ／Ｗの割合で変化した。一方、第２の
ヒータ２１に加熱電力を与えたときは、８ｎｍ／Ｗの割
合であった。加熱電力を０〜１．８Ｗに設定すること
で、透過中心波長を１，５３６〜１，５６４ｎｍの範囲
で制御できることを確認した。また、透過中心波長変化
に伴う挿入損失およびクロストークの顕著な増加は認め
られなかった。
【００１７】［第２の実施例］図５，６は、第２の実施
例（アレイ光導波路光スイッチ）を示す。図５に示すよ
うに、共通ポートチャネル光導波路２２と、２個のスラ
ブ光導波路１７と、位相シフタ用チャネル光導波路アレ
イ１１と、６個の第１のヒータ加熱領域１８と、６個の
第２のヒータ加熱領域１９と、分岐ポートチャネル光導
波路２３とを備える。第１のヒータ加熱領域１８および
第２のヒータ加熱領域１９の詳細は図６に示すとおりで
あり、光導波路の１本に対してヒータを一往復させてい
る。また、第１のヒータ２０は、ΔＬh ／６ずつ長さの
変えられた薄膜ヒータによって構成され、第２のヒータ
２１も、同様にΔＬh ／６ずつ長さの変えられた薄膜ヒ
ータによって構成されている。スラブ光導波路１７は、
その形状が所定の曲率半径を持った扇形となっている。
例（アレイ光導波路光スイッチ）を示す。図５に示すよ
うに、共通ポートチャネル光導波路２２と、２個のスラ
ブ光導波路１７と、位相シフタ用チャネル光導波路アレ
イ１１と、６個の第１のヒータ加熱領域１８と、６個の
第２のヒータ加熱領域１９と、分岐ポートチャネル光導
波路２３とを備える。第１のヒータ加熱領域１８および
第２のヒータ加熱領域１９の詳細は図６に示すとおりで
あり、光導波路の１本に対してヒータを一往復させてい
る。また、第１のヒータ２０は、ΔＬh ／６ずつ長さの
変えられた薄膜ヒータによって構成され、第２のヒータ
２１も、同様にΔＬh ／６ずつ長さの変えられた薄膜ヒ
ータによって構成されている。スラブ光導波路１７は、
その形状が所定の曲率半径を持った扇形となっている。
【００１８】アレイ光導波路の本数は１２０本、アレイ
光導波路の間隔は２０μｍ、隣接アレイ光導波路ヒータ
長差はΔＬh ＝８０μｍとした。分岐ポート光導波路本
数は１６本、スラブ光導波路の長さは６ｍｍとした。ヒ
ータ加熱領域は６ブロックに分割され、第１のヒータ同
士と第２のヒータ同士は並列に外部結線されている。光
導波路およびヒータの材料、構造、作製法は第１の実施
例と同様である。ヒータ抵抗は第１のヒータ２０、第２
のヒータ２１ともに７０Ωであった。
光導波路の間隔は２０μｍ、隣接アレイ光導波路ヒータ
長差はΔＬh ＝８０μｍとした。分岐ポート光導波路本
数は１６本、スラブ光導波路の長さは６ｍｍとした。ヒ
ータ加熱領域は６ブロックに分割され、第１のヒータ同
士と第２のヒータ同士は並列に外部結線されている。光
導波路およびヒータの材料、構造、作製法は第１の実施
例と同様である。ヒータ抵抗は第１のヒータ２０、第２
のヒータ２１ともに７０Ωであった。
【００１９】波長１．５５μｍのＬＤ光源および光パワ
ーメーターをそれぞれ共通ポート光導波路２２、分岐ポ
ート光導波路２３に接続してスイッチ特性を測定した。
第１のヒータ２０または第２のヒータ２１に、０．３〜
５．０Ｗの加熱電力を与えたところ、１６本の分岐ポー
トを順次透過状態とすることができた。全分岐ポート中
で、最大挿入損失は４．５ｄＢ、最大クロストークは−
３８ｄＢであり、１×１６光スイッチとして働いている
ことが確認できた。
ーメーターをそれぞれ共通ポート光導波路２２、分岐ポ
ート光導波路２３に接続してスイッチ特性を測定した。
第１のヒータ２０または第２のヒータ２１に、０．３〜
５．０Ｗの加熱電力を与えたところ、１６本の分岐ポー
トを順次透過状態とすることができた。全分岐ポート中
で、最大挿入損失は４．５ｄＢ、最大クロストークは−
３８ｄＢであり、１×１６光スイッチとして働いている
ことが確認できた。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明は、チャネル
光導波路を等間隔に並べているため、隣接ヒータからの
熱拡散の影響も各アレイ光導波路において等価とするこ
とができる。このため、より正確に等差数列的な光路長
差をアレイ光導波路に与えることができ、クロストーク
の低い波長可変フィルタや１×Ｎ光スイッチを実現する
ことができる。また、光導波路の１本に対して薄膜ヒー
タを一往復させることにより、加熱領域端点における偶
数番目と奇数番目の光導波路に対するヒータの構造的差
異が解消される。このために、ヒータ加熱によりアレイ
光導波路に正確に等差数列的な光路長差を与えることが
できる。さらに、Ｎ（Ｎ≧２）本の薄膜ヒータを並列接
続することにより、全体を１本のヒータとした場合の１
／Ｎ2 のヒータ抵抗となり駆動電圧を１／Ｎとすること
ができる。
光導波路を等間隔に並べているため、隣接ヒータからの
熱拡散の影響も各アレイ光導波路において等価とするこ
とができる。このため、より正確に等差数列的な光路長
差をアレイ光導波路に与えることができ、クロストーク
の低い波長可変フィルタや１×Ｎ光スイッチを実現する
ことができる。また、光導波路の１本に対して薄膜ヒー
タを一往復させることにより、加熱領域端点における偶
数番目と奇数番目の光導波路に対するヒータの構造的差
異が解消される。このために、ヒータ加熱によりアレイ
光導波路に正確に等差数列的な光路長差を与えることが
できる。さらに、Ｎ（Ｎ≧２）本の薄膜ヒータを並列接
続することにより、全体を１本のヒータとした場合の１
／Ｎ2 のヒータ抵抗となり駆動電圧を１／Ｎとすること
ができる。
【図１】 本発明の一つの実施の形態を示す平面図であ
る。
る。
【図２】 図１のＣ−Ｃ’線における断面図である。
【図３】 本発明の第１の実施例（アレイ光導波路格子
波長可変フィルタ）を示す平面図である。
波長可変フィルタ）を示す平面図である。
【図４】 図３のヒータ加熱領域の詳細を示す平面図で
ある。
ある。
【図５】 本発明の第２の実施例（アレイ光導波路光ス
イッチ）を示す平面図である。
イッチ）を示す平面図である。
【図６】 図５のヒータ加熱領域の詳細を示す平面図で
ある。
ある。
【図７】 従来例を示す平面図である。
【符号の説明】 １１…位相シフタ用チャネル光導波路アレイ、１２…薄
膜ヒータ、１３…コア、１４…クラッド、１５…基板、
１６…入出力光導波路、１７…スラブ光導波路、１８…
第１のヒータ加熱領域、１９…第２のヒータ加熱領域、
２０…第１のヒータ、２１…第２のヒータ、２２…共通
ポートチャネル光導波路、２３…分岐ポートチャネル光
導波路、Ａ…奇数番目光導波路に重なるヒータの端点、
Ｂ…偶数番目光導波路に重なるヒータの端点、Ｅ1，Ｅ2
…電源。
膜ヒータ、１３…コア、１４…クラッド、１５…基板、
１６…入出力光導波路、１７…スラブ光導波路、１８…
第１のヒータ加熱領域、１９…第２のヒータ加熱領域、
２０…第１のヒータ、２１…第２のヒータ、２２…共通
ポートチャネル光導波路、２３…分岐ポートチャネル光
導波路、Ａ…奇数番目光導波路に重なるヒータの端点、
Ｂ…偶数番目光導波路に重なるヒータの端点、Ｅ1，Ｅ2
…電源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 隆 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 松永 亨 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 疋田 真 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 LA18 PA28 QA05 RA08 2H079 AA06 AA12 BA03 CA05 CA07 DA17 DA24 EA03 EB04 EB27 2K002 AA02 AB04 AB13 BA13 CA06 EA04 EB09 FA06 GA04 HA11
Claims (5)
- 【請求項１】 複数のチャネル光導波路と、このチャネ
ル光導波路上に設けられた薄膜ヒータと、からなるアレ
イ光導波路熱光学位相シフタにおいて、 前記チャネル光導波路は、等間隔に並んでいることを特
徴とするアレイ光導波路熱光学位相シフタ。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記チャネル光導波路の１本に対して、一往復するスト
リップ形状の薄膜ヒータが配置されていることを特徴と
するアレイ光導波路熱光学位相シフタ。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記薄膜ヒータは、複数の薄膜ヒータによって構成さ
れ、かつ、電気的に並列接続されていることを特徴とす
るアレイ光導波路熱光学位相シフタ。 - 【請求項４】 少なくとも１本の入力ポートチャネル光
導波路と、光路長が互いに異なるチャネル光導波路から
なるチャネル光導波路アレイと、少なくとも１本の出力
ポートチャネル光導波路と、前記入カポートチャネル光
導波路および前記チャネル光導波路アレイを結ぶ第１の
スラブ光導波路と、前記出力ポートチャネル光導波路お
よび前記チャネル光導波路アレイを結ぶ第２のスラブ光
導波路と、前記チャネル光導波路アレイの一部からなる
熱光学位相シフタと、を備えたアレイ光導波路格子波長
可変フィルタにおいて、 前記熱光学位相シフタは、請求項１ないし請求項３の何
れかに記載のアレイ光導波路熱光学位相シフタであるこ
とを特徴とするアレイ光導波路格子波長可変フィルタ。 - 【請求項５】 少なくとも１本の共通ポートチャネル光
導波路と、光路長が互いに等しい複数の光導波路からな
るチャネル光導波路アレイと、複数の分岐ポートチャネ
ル光導波路と、前記共通ポートチャネル光導波路および
前記チャネル光導波路アレイを結ぶ第１のスラブ光導波
路と、前記分岐ポートチャネル光導波路および前記チャ
ネル光導波路アレイを結ぶ第２のスラブ光導波路と、前
記チャネル光導波路アレイの一部からなる熱光学位相シ
フタと、を備えたアレイ光導波路光スイッチにおいて、 前記熱光学位相シフタは、請求項１ないし請求項３の何
れかに記載のアレイ光導波路熱光学位相シフタであるこ
とを特徴とするアレイ光導波路光スイッチ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP05321499A JP3527431B2 (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | アレイ光導波路熱光学位相シフタ，アレイ光導波路格子波長可変フィルタおよびアレイ光導波路光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05321499A JP3527431B2 (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | アレイ光導波路熱光学位相シフタ，アレイ光導波路格子波長可変フィルタおよびアレイ光導波路光スイッチ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000249993A true JP2000249993A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3527431B2 JP3527431B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
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|---|---|---|---|
| JP05321499A Expired - Fee Related JP3527431B2 (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | アレイ光導波路熱光学位相シフタ，アレイ光導波路格子波長可変フィルタおよびアレイ光導波路光スイッチ |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043278A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Tdk Corp | 導波路形回折格子 |
| JP2004533634A (ja) * | 2001-03-16 | 2004-11-04 | 富士通株式会社 | 高次の色分散の補償用の補償器 |
| KR100558857B1 (ko) * | 2003-08-08 | 2006-03-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 광통신 멀티플렉스 장치 및 그것을 이용한통신방법 |
| US7373086B2 (en) | 2002-06-03 | 2008-05-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Standard radio frequency signal generating method and standard radio frequency signal generating device |
| JP2013003442A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 熱光学位相シフタ、およびこれを用いた可変光減衰器、１×ｍ光スイッチ、可変波長フィルタ |
| US20170023736A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-26 | Aurrion, Inc. | Phase tuning in waveguide arrays |
| US9952455B2 (en) | 2013-01-28 | 2018-04-24 | Aurrion, Inc. | Athermal optical filter with active tuning and simplified control |
| CN109581696A (zh) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 北京万集科技股份有限公司 | 一种波导移相器及其制备方法 |
| CN109683238A (zh) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 上海信及光子集成技术有限公司 | 一种阵列波导光栅的非均匀温度补偿结构及方法 |
| CN110596914A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-20 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种波长和带宽可调的阵列波导光栅及其调节方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111624791A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-04 | 联合微电子中心有限责任公司 | 热光移相器、热光移相器网络及光电装置 |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP05321499A patent/JP3527431B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004533634A (ja) * | 2001-03-16 | 2004-11-04 | 富士通株式会社 | 高次の色分散の補償用の補償器 |
| JP2003043278A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Tdk Corp | 導波路形回折格子 |
| US7373086B2 (en) | 2002-06-03 | 2008-05-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Standard radio frequency signal generating method and standard radio frequency signal generating device |
| KR100558857B1 (ko) * | 2003-08-08 | 2006-03-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 광통신 멀티플렉스 장치 및 그것을 이용한통신방법 |
| JP2013003442A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 熱光学位相シフタ、およびこれを用いた可変光減衰器、１×ｍ光スイッチ、可変波長フィルタ |
| US9952455B2 (en) | 2013-01-28 | 2018-04-24 | Aurrion, Inc. | Athermal optical filter with active tuning and simplified control |
| US10151939B2 (en) | 2013-01-28 | 2018-12-11 | Aurrion, Inc. | Athermal optical filter with active tuning and simplified control |
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| US11585978B2 (en) | 2015-07-24 | 2023-02-21 | Openlight Photonics, Inc. | Phase tuning in waveguide arrays |
| CN109581696A (zh) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 北京万集科技股份有限公司 | 一种波导移相器及其制备方法 |
| CN109683238A (zh) * | 2017-10-18 | 2019-04-26 | 上海信及光子集成技术有限公司 | 一种阵列波导光栅的非均匀温度补偿结构及方法 |
| CN110596914A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-20 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种波长和带宽可调的阵列波导光栅及其调节方法 |
| CN110596914B (zh) * | 2019-08-21 | 2022-09-20 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 一种波长和带宽可调的阵列波导光栅及其调节方法 |
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