JP2001051135A - 光波長合分波器 - Google Patents
光波長合分波器Info
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- JP2001051135A JP2001051135A JP22400399A JP22400399A JP2001051135A JP 2001051135 A JP2001051135 A JP 2001051135A JP 22400399 A JP22400399 A JP 22400399A JP 22400399 A JP22400399 A JP 22400399A JP 2001051135 A JP2001051135 A JP 2001051135A
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- JP
- Japan
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- waveguide
- demultiplexer
- optical wavelength
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で多チャネルの光波長合分波器を提供す
る。 【解決手段】 基板６と、入力導波路１と、入力導波路
１に接続された入力側スラブ導波路２ａと、入力側スラ
ブ導波路２ａに接続され所定の導波路長差ΔＬを有する
複数本の導波路３ａ、３ｂ、…、３ｎからなるアレイ導
波路３と、アレイ導波路３に接続された出力側スラブ導
波路２ｂと、出力側スラブ導波路２ｂに接続され波長分
割多重光信号を分波して出力する複数本の出力導波路４
ａ、４ｂ、…、４ｎとを有する光波長合分波器の各導波
路を構成するクラッド９とコア７との比屈折率差Δを大
きくとることにより、導波路内での光の閉じ込め性が向
上し、素子の小型化を図ることができ、多チャネル化が
可能となる。
る。 【解決手段】 基板６と、入力導波路１と、入力導波路
１に接続された入力側スラブ導波路２ａと、入力側スラ
ブ導波路２ａに接続され所定の導波路長差ΔＬを有する
複数本の導波路３ａ、３ｂ、…、３ｎからなるアレイ導
波路３と、アレイ導波路３に接続された出力側スラブ導
波路２ｂと、出力側スラブ導波路２ｂに接続され波長分
割多重光信号を分波して出力する複数本の出力導波路４
ａ、４ｂ、…、４ｎとを有する光波長合分波器の各導波
路を構成するクラッド９とコア７との比屈折率差Δを大
きくとることにより、導波路内での光の閉じ込め性が向
上し、素子の小型化を図ることができ、多チャネル化が
可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光波長合分波器に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信の分野においては、複数の信号を
別々の波長の光に載せ、１本の光ファイバで伝送し、情
報容量を拡大する方法（波長分割多重方式）が検討さ
れ、その一部がすでに実用されている。このような方法
においては、異なる波長の光を合波するか、あるいは分
波する合分波器が重要な役割を果たしている。
別々の波長の光に載せ、１本の光ファイバで伝送し、情
報容量を拡大する方法（波長分割多重方式）が検討さ
れ、その一部がすでに実用されている。このような方法
においては、異なる波長の光を合波するか、あるいは分
波する合分波器が重要な役割を果たしている。
【０００３】なかでも、アレイ導波路回折格子は、チャ
ネル数によらず、同一プロセス、同一工程数で製造で
き、原理的にも損失増加等の特性劣化が無いのでチャネ
ル数が多くなった場合（多チャネル化）に、波長多重伝
送のキーデバイスとして有望視されている。
ネル数によらず、同一プロセス、同一工程数で製造で
き、原理的にも損失増加等の特性劣化が無いのでチャネ
ル数が多くなった場合（多チャネル化）に、波長多重伝
送のキーデバイスとして有望視されている。
【０００４】アレイ導波路回折格子の透過波長は国際標
準化規格に従って１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）あるい
はその倍数でチャネル間隔及び透過中心波長を設定する
のが一般的である。しかし、近年、情報量の急激な増加
により、国際標準化規格の半分の５０ＧＨｚ、あるいは
４分の１の２５ＧＨｚのチャネル間隔が検討されてい
る。チャネル間隔を狭くすることにより、ファイバアン
プの帯域により多くのチャネルを詰め込めるようにな
り、アレイ導波路型光波長合分波器に要求されるチャネ
ル数も当初の３２ｃｈ程度から６４ｃｈさらには１２８
ｃｈへといった多チャネル化への要求がある。
準化規格に従って１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）あるい
はその倍数でチャネル間隔及び透過中心波長を設定する
のが一般的である。しかし、近年、情報量の急激な増加
により、国際標準化規格の半分の５０ＧＨｚ、あるいは
４分の１の２５ＧＨｚのチャネル間隔が検討されてい
る。チャネル間隔を狭くすることにより、ファイバアン
プの帯域により多くのチャネルを詰め込めるようにな
り、アレイ導波路型光波長合分波器に要求されるチャネ
ル数も当初の３２ｃｈ程度から６４ｃｈさらには１２８
ｃｈへといった多チャネル化への要求がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
比屈折率差Δが０．３〜０．８％程度の導波路パラメー
タではチャネル数を多くすると、導波路素子サイズが非
常に大きくなってしまい、１ウェハ内に配置できる素子
数が急激に減少してしまう。また、要求仕様によっては
ウェハ内に配置できない等の問題があった。さらに、チ
ャネル数が８〜３２ｃｈ程度のアレイ導波路型光波長合
分波器でもさらなる低コスト化、素子サイズの小型化が
必要であるという問題があった。
比屈折率差Δが０．３〜０．８％程度の導波路パラメー
タではチャネル数を多くすると、導波路素子サイズが非
常に大きくなってしまい、１ウェハ内に配置できる素子
数が急激に減少してしまう。また、要求仕様によっては
ウェハ内に配置できない等の問題があった。さらに、チ
ャネル数が８〜３２ｃｈ程度のアレイ導波路型光波長合
分波器でもさらなる低コスト化、素子サイズの小型化が
必要であるという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、小型で多チャネルの光波長合分波器を提供すること
にある。
し、小型で多チャネルの光波長合分波器を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光波長合分波器は、基板と、基板上に形成さ
れ波長分割多重光信号を入力する入力導波路と、入力導
波路に接続された入力側スラブ導波路と、入力側スラブ
導波路に接続され所定の導波路長差ΔＬを有する複数本
の導波路からなるアレイ導波路と、アレイ導波路に接続
された出力側スラブ導波路と、出力側スラブ導波路に接
続され波長分割多重光信号を分波して出力する複数本の
出力導波路とを有する光波長合分波器において、各導波
路を構成するコアとクラッドとの比屈折率差Δが０．８
％より大きいものである。
に本発明の光波長合分波器は、基板と、基板上に形成さ
れ波長分割多重光信号を入力する入力導波路と、入力導
波路に接続された入力側スラブ導波路と、入力側スラブ
導波路に接続され所定の導波路長差ΔＬを有する複数本
の導波路からなるアレイ導波路と、アレイ導波路に接続
された出力側スラブ導波路と、出力側スラブ導波路に接
続され波長分割多重光信号を分波して出力する複数本の
出力導波路とを有する光波長合分波器において、各導波
路を構成するコアとクラッドとの比屈折率差Δが０．８
％より大きいものである。
【０００８】上記構成に加え本発明の光波長合分波器
は、出力導波路にピッチ変換導波路が接続されているの
が好ましい。
は、出力導波路にピッチ変換導波路が接続されているの
が好ましい。
【０００９】上記構成に加え本発明の光波長合分波器
は、ピッチ変換導波路のファイバとの接続端がスポット
サイズ変換されているのが好ましい。
は、ピッチ変換導波路のファイバとの接続端がスポット
サイズ変換されているのが好ましい。
【００１０】本発明によれば、クラッドとコアとの比屈
折率差Δを大きくとることにより、導波路内での光の閉
じ込め性が向上し、素子の小型化を図ることができ、多
チャネル化が可能となる。
折率差Δを大きくとることにより、導波路内での光の閉
じ込め性が向上し、素子の小型化を図ることができ、多
チャネル化が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１２】図１（ａ）は本発明の光波長合分波器の実
施の形態を示す構成図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。
施の形態を示す構成図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＡ−Ａ線断面図である。
【００１３】本光波長合分波器は、基板６と、基板６上
に形成され波長分割多重光信号を入力する入力導波路１
と、入力導波路１に接続された入力側スラブ導波路２ａ
と、入力側スラブ導波路２ａに接続され所定の導波路長
差ΔＬを有する複数本の導波路３ａ、３ｂ、…、３ｎか
らなるアレイ導波路３と、アレイ導波路３に接続された
出力側スラブ導波路２ｂと、出力側スラブ導波路２ｂに
接続され波長分割多重光信号を分波して出力する複数本
の出力導波路４（４ａ、４ｂ、…、４ｎ）と、出力導波
路４に接続されたピッチ変換導波路５とで構成されてい
る。
に形成され波長分割多重光信号を入力する入力導波路１
と、入力導波路１に接続された入力側スラブ導波路２ａ
と、入力側スラブ導波路２ａに接続され所定の導波路長
差ΔＬを有する複数本の導波路３ａ、３ｂ、…、３ｎか
らなるアレイ導波路３と、アレイ導波路３に接続された
出力側スラブ導波路２ｂと、出力側スラブ導波路２ｂに
接続され波長分割多重光信号を分波して出力する複数本
の出力導波路４（４ａ、４ｂ、…、４ｎ）と、出力導波
路４に接続されたピッチ変換導波路５とで構成されてい
る。
【００１４】基板６には石英基板を用い、ゲルマニウム
を添加したコア７の屈折率Ｎｃｏを１．４７９６とし、
クラッド９の屈折率Ｎｃｌを１．４５７４とした。比屈
折率差Δ（＝（Ｎｃｏ−Ｎｃｌ）／Ｎｃｏ×１００）は
１．５％である。なお、本実施の形態ではバッファ層８
は形成せず、基板６上にコア７を直接形成した。
を添加したコア７の屈折率Ｎｃｏを１．４７９６とし、
クラッド９の屈折率Ｎｃｌを１．４５７４とした。比屈
折率差Δ（＝（Ｎｃｏ−Ｎｃｌ）／Ｎｃｏ×１００）は
１．５％である。なお、本実施の形態ではバッファ層８
は形成せず、基板６上にコア７を直接形成した。
【００１５】図２は図１に示した光波長合分波器の波長
１．５５μｍにおける曲げ損失の比屈折率差Δ依存性を
示す図であり、横軸が曲率半径軸であり、縦軸が曲げ損
失軸（対数軸）である。同図において、直線Ｌ１が本発
明の光合分波器の損失特性を示し、直線Ｌ２が従来の光
合分波器の損失特性を示している。
１．５５μｍにおける曲げ損失の比屈折率差Δ依存性を
示す図であり、横軸が曲率半径軸であり、縦軸が曲げ損
失軸（対数軸）である。同図において、直線Ｌ１が本発
明の光合分波器の損失特性を示し、直線Ｌ２が従来の光
合分波器の損失特性を示している。
【００１６】従来の比屈折率差Δ（＝０．８％、コア寸
法：６．０μｍ×６．０μｍ）では、曲率半径５ｍｍで
０．００１ｄＢ／ｃｍ以下であったが、比屈折率差Δを
１．５％（コア寸法：４．３μｍ×４．３μｍ）とする
ことにより、曲率半径２ｍｍでも０．００１ｄＢ／ｃｍ
以下となる。本実施の形態では最小曲率半径を２ｍｍと
することにより、素子小型化を図ることができた。
法：６．０μｍ×６．０μｍ）では、曲率半径５ｍｍで
０．００１ｄＢ／ｃｍ以下であったが、比屈折率差Δを
１．５％（コア寸法：４．３μｍ×４．３μｍ）とする
ことにより、曲率半径２ｍｍでも０．００１ｄＢ／ｃｍ
以下となる。本実施の形態では最小曲率半径を２ｍｍと
することにより、素子小型化を図ることができた。
【００１７】アレイ導波路の設計パラメータとしては、
分波間隔を１００ＧＨｚとし、チャネル数を１６とし、
出力導波路ピッチを５０μｍとした。この結果、素子サ
イズは１４ｍｍ×２０ｍｍとなり、従来の比屈折率差Δ
（０．８％）を用いた１×１６ｃｈ（１００ＧＨｚ）ア
レイ導波路型光波長合分波器に比べ、面積比で１／４に
縮小された。このことにより、従来に比べ、１ウェハ内
に配置できる素子数が約５倍に向上し、アレイ導波路型
合分波器の低コスト化が見込める。
分波間隔を１００ＧＨｚとし、チャネル数を１６とし、
出力導波路ピッチを５０μｍとした。この結果、素子サ
イズは１４ｍｍ×２０ｍｍとなり、従来の比屈折率差Δ
（０．８％）を用いた１×１６ｃｈ（１００ＧＨｚ）ア
レイ導波路型光波長合分波器に比べ、面積比で１／４に
縮小された。このことにより、従来に比べ、１ウェハ内
に配置できる素子数が約５倍に向上し、アレイ導波路型
合分波器の低コスト化が見込める。
【００１８】ピッチ変換導波路５はアレイ導波路型光波
長合分波素子と同じ比屈折率差Δ（＝１．５％）を使用
した。アレイ導波路型光波長合分波素子との接続部は導
波路ピッチ５０μｍとし、ファイバ１１（１１ａ、１１
ｂ、…、１１ｎ）との接続部はファイバアレイ１２のピ
ッチを考慮して２５０μｍとした。なお、ファイバ１１
や素子等の接続部端面には、反射減衰量低減のため、全
て８°の斜め研磨が施されている。
長合分波素子と同じ比屈折率差Δ（＝１．５％）を使用
した。アレイ導波路型光波長合分波素子との接続部は導
波路ピッチ５０μｍとし、ファイバ１１（１１ａ、１１
ｂ、…、１１ｎ）との接続部はファイバアレイ１２のピ
ッチを考慮して２５０μｍとした。なお、ファイバ１１
や素子等の接続部端面には、反射減衰量低減のため、全
て８°の斜め研磨が施されている。
【００１９】図３は図１に示した光波長合分波器の波長
損失特性を示す図であり、横軸が波長軸であり、縦軸が
損失軸である。
損失特性を示す図であり、横軸が波長軸であり、縦軸が
損失軸である。
【００２０】ファイバ１１とのミスマッチ損失により、
挿入損失が約３ｄＢ大きいが、通過域特性は従来の比屈
折率差Δと略同等の波形が得られた。ファイバ１１との
ミスマッチ損失は、ピッチ変換導波路５のファイバ１１
との接続部をＴＥＣ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉ
ｏｎ Ｃｏｒｅ：特開平７−１２８５４４号公報）等の
技術を用い、スポットサイズを変換することにより低減
可能である。
挿入損失が約３ｄＢ大きいが、通過域特性は従来の比屈
折率差Δと略同等の波形が得られた。ファイバ１１との
ミスマッチ損失は、ピッチ変換導波路５のファイバ１１
との接続部をＴＥＣ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉ
ｏｎ Ｃｏｒｅ：特開平７−１２８５４４号公報）等の
技術を用い、スポットサイズを変換することにより低減
可能である。
【００２１】図４（ａ）、（ｂ）は図１に示した光波長
合分波器に接続されたピッチ変換導波路のスポットサイ
ズを変換工程を示す工程図である。
合分波器に接続されたピッチ変換導波路のスポットサイ
ズを変換工程を示す工程図である。
【００２２】コア７及びクラッド９からなる導波路５ａ
を準備し、スポットサイズを変換すべき部分（ファイバ
１１との接続端）を加熱源１０で加熱する（図４
（ａ））と、コア７ａがテーパ状にスポットサイズ変換
された導波路５が得られる（図４（ｂ））。
を準備し、スポットサイズを変換すべき部分（ファイバ
１１との接続端）を加熱源１０で加熱する（図４
（ａ））と、コア７ａがテーパ状にスポットサイズ変換
された導波路５が得られる（図４（ｂ））。
【００２３】なお、本実施の形態では１００ＧＨｚ、１
６ｃｈ素子について述べたが本発明を６４ｃｈや１２８
ｃｈ等の多チャネル型合分波器に適用することにより、
従来の比屈折率差Δでは１ウェハ内に配置困難であった
多チャネル型の素子の製造が可能となる。さらに本発明
では、アレイ導波路型光波長合分波器とピッチ変換導波
路を別々に製造するので、光学特性良好なチップを選別
実装することができ、モジュールとしての歩留向上も見
込める。
６ｃｈ素子について述べたが本発明を６４ｃｈや１２８
ｃｈ等の多チャネル型合分波器に適用することにより、
従来の比屈折率差Δでは１ウェハ内に配置困難であった
多チャネル型の素子の製造が可能となる。さらに本発明
では、アレイ導波路型光波長合分波器とピッチ変換導波
路を別々に製造するので、光学特性良好なチップを選別
実装することができ、モジュールとしての歩留向上も見
込める。
【００２４】以上において本発明によれば、クラッドと
コアとの比屈折率差Δを大きくとり、導波路内での光の
閉じ込めを良くすることにより、素子小型化を図り、モ
ジュールの低コスト化あるいは多チャネル化が可能とな
る。また、アレイ導波路型光波長合分波素子とピッチ変
換導波路を別々に製造し、選別実装することにより、歩
留向上も期待できる。
コアとの比屈折率差Δを大きくとり、導波路内での光の
閉じ込めを良くすることにより、素子小型化を図り、モ
ジュールの低コスト化あるいは多チャネル化が可能とな
る。また、アレイ導波路型光波長合分波素子とピッチ変
換導波路を別々に製造し、選別実装することにより、歩
留向上も期待できる。
【００２５】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００２６】小型で多チャネルの光波長合分波器の提供
を実現することができる。
を実現することができる。
【図１】（ａ）は本発明の光波長合分波器の実施の形態
を示す構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図
である。
を示す構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図
である。
【図２】図１に示した光波長合分波器の波長１．５５μ
ｍにおける曲げ損失の比屈折率差Δ依存性を示す図であ
る。
ｍにおける曲げ損失の比屈折率差Δ依存性を示す図であ
る。
【図３】図１に示した光波長合分波器の波長損失特性を
示す図である。
示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は図１に示した光波長合分波器
に接続されたピッチ変換導波路のスポットサイズを変換
工程を示す工程図である。
に接続されたピッチ変換導波路のスポットサイズを変換
工程を示す工程図である。
１ 入力導波路 ２ａ 入力側スラブ導波路 ２ｂ 出力側スラブ導波路 ３ アレイ導波路 ４ａ、４ｂ、…、４ｎ 出力導波路 ５ ピッチ変換導波路 ６ 基板 ７ コア ９ クラッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上塚 尚登 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA02 KA04 KA12 KA13 LA01 LA19 MA05 TA01 TA42
Claims (3)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に形成され波長分割多
重光信号を入力する入力導波路と、該入力導波路に接続
された入力側スラブ導波路と、該入力側スラブ導波路に
接続され所定の導波路長差ΔＬを有する複数本の導波路
からなるアレイ導波路と、該アレイ導波路に接続された
出力側スラブ導波路と、該出力側スラブ導波路に接続さ
れ該波長分割多重光信号を分波して出力する複数本の出
力導波路とを有する光波長合分波器において、各導波路
を構成するコアとクラッドとの比屈折率差Δが０．８％
より大きいことを特徴とする光波長合分波器。 - 【請求項２】 上記出力導波路にピッチ変換導波路が接
続されている請求項１に記載の光波長合分波器。 - 【請求項３】 上記ピッチ変換導波路のファイバとの接
続端がスポットサイズ変換されている請求項２に記載の
光波長合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22400399A JP2001051135A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 光波長合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22400399A JP2001051135A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 光波長合分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001051135A true JP2001051135A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16807077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22400399A Pending JP2001051135A (ja) | 1999-08-06 | 1999-08-06 | 光波長合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001051135A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003065098A1 (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-07 | Lnl Technologies Canada, Inc. | Integrated photonic device and method of making the photonic device |
| JP2009003378A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Fujitsu Ltd | ミラー装置および光スイッチ |
| JP2009104071A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光モジュール |
| JP2011502125A (ja) * | 2007-10-31 | 2011-01-20 | ディフュージョン・ファーマシューティカルズ・エルエルシー | 小分子拡散を促進する新しい種類の治療法 |
| JP2011028139A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Hitachi Cable Ltd | 光合分波器及びその製造方法 |
| JP2013101393A (ja) * | 2013-02-12 | 2013-05-23 | Fujitsu Ltd | 光スイッチ |
-
1999
- 1999-08-06 JP JP22400399A patent/JP2001051135A/ja active Pending
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