JP2001083339A - Array waveguide type diffraction grating - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信などに使用
されるアレイ導波路型回折格子に関し、さらに詳しくは
光透過波長の温度変動を補償するアレイ導波路型回折格
子に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an arrayed waveguide type diffraction grating used for optical communication and the like, and more particularly to an arrayed waveguide type diffraction grating for compensating temperature fluctuation of a light transmission wavelength.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、光通信においては、その伝送容量
を飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研
究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつある。光波
長多重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の
光を多重して伝送させるものであり、このような光波長
多重通信のシステムにおいては、伝送される多重光か
ら、光受信側で波長ごとの光を取り出すために、予め定
められた波長の光のみを透過する光透過デバイスまたは
予め定められた波長の光のみを反射する光反射デバイス
などを備えた光波長合分波装置を、システム内に設ける
ことが不可欠である。2. Description of the Related Art In recent years, in optical communications, research and development on optical wavelength division multiplexing has been actively conducted as a method for dramatically increasing the transmission capacity, and practical use thereof has been progressing. Optical wavelength division multiplexing is, for example, a method of multiplexing and transmitting a plurality of lights having different wavelengths from each other. An optical wavelength multiplexing / demultiplexing device provided with a light transmitting device that transmits only light of a predetermined wavelength or a light reflecting device that reflects only light of a predetermined wavelength in order to extract light of Is essential.
【0003】光透過デバイスの一例として、図2に示す
ような平板光導波路回路(PLC;Planer Li
ghtwave Circuit)がある。同図に示す
光導波路回路は、アレイ導波路型回折格子(AWG;A
rrayed Waveguide Grating)
と呼ばれるもので、アレイ導波路型回折格子は、シリコ
ンなどの基板1上に、同図に示すような導波路構成を例
えば石英系ガラスのコアにより形成したものである。As an example of a light transmitting device, a planar optical waveguide circuit (PLC; Planer Li) as shown in FIG.
ghwave Circuit). The optical waveguide circuit shown in the figure is an arrayed waveguide type diffraction grating (AWG;
(rrayed Waveguide Grating)
The arrayed waveguide type diffraction grating is formed by forming a waveguide configuration as shown in FIG. 1 on a substrate 1 made of silicon or the like, for example, using a silica glass core.
【0004】アレイ導波路型回折格子の導波路構成は、
1本以上の並設された光入力導波路2の出射側に、第1
のスラブ導波路3が接続され、第1のスラブ導波路3の
出射側には複数の並設されたアレイ導波路4が接続さ
れ、アレイ導波路4の出射側には第2のスラブ導波路5
が接続され、第2のスラブ導波路5の出射側には1本以
上の並設された光出力導波路6が接続されて形成されて
いる。The waveguide configuration of the arrayed waveguide type diffraction grating is as follows.
At least one of the light input waveguides 2 arranged side by side
Of the first slab waveguide 3 is connected to a plurality of array waveguides 4 arranged in parallel, and the output side of the array waveguide 4 is connected to a second slab waveguide 3. 5
Are connected, and one or more light output waveguides 6 arranged side by side are formed on the emission side of the second slab waveguide 5.
【0005】前記アレイ導波路4は、第1のスラブ導波
路3から導出された光を伝搬するものであり、互いに異
なる長さに形成され、隣り合うアレイ導波路4の長さは
互いにΔL異なっている。なお、光入力導波路2や光出
力導波路6は、例えばアレイ導波路型回折格子によって
分波あるいは合波される互いに異なる波長の信号光の数
に対応させて設けられるものであり、アレイ導波路4
は、通常、例えば100本といったように多数設けられ
るが、同図においては、図の簡略化のために、これらの
光入力導波路2、アレイ導波路4、光出力導波路6の各
々の本数を簡略的に示してある。[0005] The arrayed waveguides 4 are for propagating light derived from the first slab waveguides 3 and are formed to have different lengths, and the lengths of adjacent arrayed waveguides 4 are different from each other by ΔL. ing. The optical input waveguide 2 and the optical output waveguide 6 are provided in correspondence with the number of signal lights having different wavelengths to be split or multiplexed by, for example, an arrayed waveguide type diffraction grating. Wave 4
Are usually provided, for example, as many as 100. In the figure, for the sake of simplicity, the number of each of the optical input waveguide 2, the array waveguide 4, and the optical output waveguide 6 is shown. Is simply shown.
【0006】光入力導波路2には、例えば送信側の光フ
ァイバ(図示せず)が接続されて、波長多重光が導入さ
れるようになっており、光入力導波路2を通って第1の
スラブ導波路3に導入された光は、その回折効果によっ
て広がって各アレイ導波路4に入射し、アレイ導波路4
を伝搬する。An optical fiber (not shown) on the transmission side, for example, is connected to the optical input waveguide 2 so that wavelength-division multiplexed light is introduced. The light introduced into the slab waveguide 3 spreads due to the diffraction effect and enters each array waveguide 4, and the array waveguide 4
Is propagated.
【0007】このアレイ導波路4を伝搬した光は、第2
のスラブ導波路5に達し、さらに、光出力導波路6に集
光されて出力されるが、全てのアレイ導波路4の長さが
互いに異なることから、アレイ導波路4を伝搬した後に
個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束
光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決
まる。The light that has propagated through the array waveguide 4 is transmitted to the second
Reaches the slab waveguide 5, and is further condensed and output to the optical output waveguide 6. Since the lengths of all the array waveguides 4 are different from each other, each of the individual The phase of the light is shifted, and the wavefront of the converged light is tilted according to the amount of the shift.
【0008】なお、アレイ導波路4から第2のスラブ導
波路5に光が入射する際に、光が集光する角度(回折
角)をθとすると、このθと集光する光の波長λとの間
には、式(1)に示すような関係がある。When light is incident on the second slab waveguide 5 from the array waveguide 4 and the light is converged at an angle (diffraction angle) θ, θ and the wavelength λ of the condensed light are assumed to be θ. Has a relationship as shown in equation (1).
【0009】nsθ+ncΔL=mλ・・・・・(1)[0009] n s θ + n c ΔL = mλ ····· (1)
【0010】ここで、nsは第2のスラブ導波路5の屈
折率、ncはアレイ導波路4の屈折率(実効屈折率)で
ある。また、mは回折次数であり、その値は整数であ
る。[0010] Here, n s is the refractive index of the second slab waveguide 5, n c is the refractive index of the arrayed waveguide 4 (effective refractive index). M is the diffraction order, and its value is an integer.
【0011】式(1)において、例えばθ=0としたと
きの波長をλ0とすると、式(2)が導かれる。In the equation (1), if the wavelength when θ = 0 is λ 0 , the equation (2) is derived.
【0012】λ0=ncΔL/m・・・・・(2)Λ 0 = n c ΔL / m (2)
【0013】そのため、波長の異なった光の集光位置は
互いに異なることになり、その位置に光出力導波路6を
形成することによって、波長の異なった光を各波長ごと
に異なる光出力導波路6から出力できる。For this reason, the light condensing positions of the lights having different wavelengths are different from each other. By forming the light output waveguides 6 at the positions, the light having different wavelengths can be transmitted to the different light output waveguides for each wavelength. 6 can be output.
【0014】すなわち、アレイ導波路型回折格子は、光
入力導波路2から入力される互いに異なる複数の波長を
もった多重光から1つ以上の波長の光を分波して各光出
力導波路6から出力する光分波機能を有しており、分波
される光の中心波長は、アレイ導波路4の長さの差(Δ
L)及び光導波路4の実効屈折率ncに比例する。That is, the arrayed waveguide type diffraction grating separates light of one or more wavelengths from the multiplexed light having a plurality of different wavelengths input from the optical input waveguide 2 to each optical output waveguide. 6 has a light demultiplexing function, and the center wavelength of the demultiplexed light is equal to the difference (Δ
L) and proportional to the effective refractive index n c of the light guide 4.
【0015】アレイ導波路型回折格子は、上記のような
特性を有するために、アレイ導波路型回折格子を波長多
重伝送用の波長多重分波器として用いることができ、例
えば図2に示すように、1本の光入力導波路2から波長
λ1,λ2,λ3,・・・λn(nは4以上の整数)の波
長多重光を入力させると、これらの光は、第1のスラブ
導波路3で広げられ、アレイ導波路4に到達し、第2の
スラブ導波路5を通って、前記の如く、波長によって異
なる位置に集光され、互いに異なる光出力導波路6に入
射し、それぞれの光出力導波路6を通って、光出力導波
路6の出射端から出力される。Since the arrayed waveguide type diffraction grating has the above-described characteristics, the arrayed waveguide type diffraction grating can be used as a wavelength division multiplexing splitter for wavelength division multiplexing transmission. For example, as shown in FIG. .. Λn (n is an integer of 4 or more) is input from one optical input waveguide 2 to the first slab waveguide. 3, reaches the arrayed waveguide 4, passes through the second slab waveguide 5, and is condensed at different positions depending on the wavelength as described above, and enters the different optical output waveguides 6. The light is output from the output end of the optical output waveguide 6 through the optical output waveguide 6.
【0016】そして、各光出力導波路6の出射端に光出
力用の光ファイバ(図示せず)を接続することにより、
この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出され
る。By connecting an optical fiber (not shown) for light output to the output end of each light output waveguide 6,
The light of each wavelength is extracted through the optical fiber.
【0017】各光出力導波路6から出力される光の光透
過特性(アレイ導波路型回折格子の透過光強度の波長特
性)は、図3に示すようになり、各光透過中心波長(λ
1,λ2,λ3,・・・λn)を中心とし、各光透過中
心波長から波長がずれるにしたがって光透過率が小さく
なる光透過特性を示す。なお、同図には、異なった光出
力導波路6から出力される光の波長特性を重ねて示して
あり、32個の互いに異なる波長の光を図2に示したよ
うなアレイ導波路型回折格子によって分波したときの、
各光出力導波路6から出力される光の波長特性を示し
た。The light transmission characteristics of the light output from each light output waveguide 6 (wavelength characteristics of the transmitted light intensity of the arrayed waveguide type diffraction grating) are as shown in FIG.
1, .lambda.2, .lambda.3,..., .Lambda.n), a light transmission characteristic in which the light transmittance decreases as the wavelength shifts from each light transmission center wavelength. In this figure, wavelength characteristics of light output from different optical output waveguides 6 are superimposed, and 32 different wavelengths of light having different wavelengths are diffracted into an arrayed waveguide type diffraction light as shown in FIG. When splitting by the grid,
The wavelength characteristics of the light output from each optical output waveguide 6 are shown.
【0018】また、前記光透過特性は、必ずしも1つの
極大値を有するとは限らず、2つの極大値を有するもの
である場合もあるし、ある1つの光出力導波路6につい
て、前記光透過特性を示す波長は1つとは限らず、前記
式(1)の異なる回折次数mに対してそれぞれ成り立
ち、複数の中心波長が存在しうる。そこで、例えばアレ
イ導波路型回折格子を波長多重光通信用として用いる場
合には、前記光透過特性が波長多重光通信の使用波長に
対応するように回折次数mを決定し、アレイ導波路型回
折格子の設計が行なわれる。The light transmission characteristic does not always have one maximum value, and may have two maximum values. The number of wavelengths showing the characteristics is not limited to one, but holds for different diffraction orders m in the above equation (1), and there may be a plurality of center wavelengths. Therefore, for example, when an arrayed waveguide type diffraction grating is used for wavelength division multiplexing optical communication, the diffraction order m is determined so that the light transmission characteristics correspond to the wavelength used in wavelength division multiplexing optical communication, and the arrayed waveguide type diffraction grating is determined. The grid is designed.
【0019】また、アレイ導波路型回折格子は、光の相
反性(可逆性)の原理を利用しているため、光分波器と
しての機能と共に、光合波器としての機能も有してい
る。すなわち、図4に示すように、各光出力導波路6か
ら互いに波長が異なる複数の光を入射させると、これら
の光は、上記と逆の伝搬経路を通り、アレイ導波路4に
よって合波され、1本の光入力導波路2から出射され
る。Since the arrayed waveguide type diffraction grating utilizes the principle of reciprocity (reversibility) of light, it has not only a function as an optical demultiplexer but also a function as an optical multiplexer. . That is, as shown in FIG. 4, when a plurality of lights having different wavelengths are made incident from the respective optical output waveguides 6, these lights pass through the reverse propagation path and are multiplexed by the array waveguide 4. The light is emitted from one optical input waveguide 2.
【0020】このようなアレイ導波路型回折格子におい
ては、前記の如く、回折格子の波長分解能が回折格子を
構成するアレイ導波路4の長さの差(ΔL)に比例する
ために、ΔLを大きく設計することにより、従来の回折
格子では実現できなかった波長間隔の狭い波長多重光の
光合分波が可能となり、高密度の光波長多重通信の実現
に必要とされている、複数の信号光の光合分波機能、す
なわち、波長間隔が1nm以下の複数の光信号を分波ま
たは合波する機能を果たすことができる。In such an arrayed waveguide type diffraction grating, as described above, since the wavelength resolution of the diffraction grating is proportional to the difference (ΔL) between the lengths of the arrayed waveguides 4 constituting the diffraction grating, ΔL is set to The large design enables the optical multiplexing and demultiplexing of wavelength-division multiplexed light with a narrow wavelength interval, which could not be realized by conventional diffraction gratings. , Ie, a function of demultiplexing or multiplexing a plurality of optical signals having a wavelength interval of 1 nm or less.
【0021】また、アレイ導波路型回折格子は、シリコ
ン等の基板1上に、アレイ導波路型回折格子の導波路構
成をガラス材料により堆積形成することにより作製され
るもので、その作製は容易であるために、量産製造に好
適である。The arrayed waveguide type diffraction grating is manufactured by depositing and forming a waveguide structure of the arrayed waveguide type diffraction grating on a substrate 1 made of silicon or the like by using a glass material. Therefore, it is suitable for mass production.
【0022】[0022]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなアレイ導波路型回折格子において、以下の特性に
より、前記光透過中心波長は温度依存性を有するため、
前記使用温度によってアレイ導波路型回折格子を透過す
る光透過中心波長が変化してしまうといった問題があっ
た。However, in the arrayed waveguide type diffraction grating as described above, the light transmission center wavelength has temperature dependence due to the following characteristics.
There is a problem that the central wavelength of light transmitted through the arrayed waveguide grating changes depending on the use temperature.
【0023】すなわち、各アレイ導波路4の長さは、ア
レイ導波路型回折格子の温度変化によって生じる導波路
の熱膨張、熱収縮により変化するため、その長さの差Δ
Lも変化することに加え、前記温度変化により、アレイ
導波路4の実効屈折率ncも変化することから、アレイ
導波路4を伝搬する光の光路の長さ(光路長または光学
長という)は、アレイ導波路型回折格子の温度変化によ
ってより一層変化する。したがって、アレイ導波路型回
折格子に温度変化があると、集光される光の集光位置が
変化し、光出力導波路6に入射する光の波長がずれ、前
記光透過特性の中心波長も変化する。That is, since the length of each arrayed waveguide 4 changes due to thermal expansion and contraction of the waveguide caused by a temperature change of the arrayed waveguide type diffraction grating, the length difference Δ
L also added to change, by the temperature change, since it also changes the effective refractive index n c of the arrayed waveguide 4, the optical path length of light propagating through the arrayed waveguide 4 (referred to the optical path length or optical length) Is further changed by the temperature change of the arrayed waveguide type diffraction grating. Therefore, if there is a temperature change in the arrayed waveguide type diffraction grating, the condensing position of the condensed light changes, the wavelength of the light incident on the light output waveguide 6 shifts, and the center wavelength of the light transmission characteristics also changes. Change.
【0024】この温度変化に伴う光透過中心波長の変化
量は、前記式(2)を温度により微分することにより求
めることができ、式(3)により表わされる。The amount of change of the light transmission center wavelength due to the temperature change can be obtained by differentiating the above equation (2) with the temperature, and is expressed by the following equation (3).
【0025】 dλ/dT=(λ/nc)×(dnc/dT)+(λ/L)×(dL/dT) ・・・・・(3)[0025] dλ / dT = (λ / n c) × (dn c / dT) + (λ / L) × (dL / dT) ····· (3)
【0026】式(3)において、右辺第1項はアレイ導
波路4の実効屈折率の温度依存性、右辺第2項は基板1
の伸縮に伴うアレイ導波路4の長さの変化を示してい
る。In the equation (3), the first term on the right side is the temperature dependence of the effective refractive index of the arrayed waveguide 4, and the second term on the right side is the substrate 1
2 shows a change in the length of the array waveguide 4 due to the expansion and contraction of.
【0027】アレイ導波路4の屈折率温度係数および線
膨張係数は正の値であり、したがって、アレイ導波路型
回折格子の温度が高温になればなるほど、アレイ導波路
型回折格子によって合波または分波される前記中心波長
は長波長側にシフトし、その逆に、アレイ導波路型回折
格子の温度が低温になればなるほど前記中心波長は短波
長側にシフトする。The refractive index temperature coefficient and the linear expansion coefficient of the arrayed waveguide 4 are positive values. Therefore, the higher the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating, the higher the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating. The center wavelength to be demultiplexed shifts to the longer wavelength side, and conversely, the lower the temperature of the arrayed waveguide grating becomes, the more the center wavelength shifts to the shorter wavelength side.
【0028】これは、温度の上昇により、導波路材料で
あるガラスの屈折率が増大し、それにより前記式(3)
の右辺第1項が大きくなり、さらに、基板1および導波
路材料の線膨張により物理的にも導波路の長さが長くな
る(前記式(3)の右辺第2項が大きくなる)ことによ
り、アレイ導波路4を通る光路長が長くなるためと考え
られる。This is because, as the temperature rises, the refractive index of glass, which is a waveguide material, increases.
Is increased, and the length of the waveguide is physically increased by the linear expansion of the substrate 1 and the waveguide material (the second term of the right side of the equation (3) is increased). It is considered that the length of the optical path passing through the array waveguide 4 becomes longer.
【0029】例えば、本発明者が、従来のアレイ導波路
型回折格子の温度依存性を測定するため、アレイ導波路
型回折格子に波長λ=1.55μmの光を入射し、23
℃と43℃でそれぞれ、アレイ導波路型回折格子を透過
した光の中心波長を測定し、その差を計測したところ、
その値は0.31nmであった。この結果から中心波長
の温度依存性を求めると、0.0155nm/℃とな
る。For example, in order to measure the temperature dependence of the conventional arrayed waveguide type diffraction grating, the present inventors apply light having a wavelength λ = 1.55 μm to the arrayed waveguide diffraction grating, and
At 43 ° C. and 43 ° C., the center wavelength of the light transmitted through the arrayed waveguide type diffraction grating was measured, and the difference was measured.
Its value was 0.31 nm. When the temperature dependence of the center wavelength is determined from this result, it is 0.0155 nm / ° C.
【0030】この結果に基づき、石英系のガラス導波路
により形成されたアレイ導波路型回折格子の温度変化に
よる光透過中心波長のシフト量を求めると、波長1.5
5μm付近の光について、波長多重光通信用デバイスと
しての屋内での使用温度範囲である10℃〜50℃では
0.62nmとなる。また、波長多重光通信用デバイス
の仕様として求められている0℃〜70℃の温度範囲で
は、上記光透過中心波長のシフト量は1.08nmとな
る。Based on this result, the shift amount of the light transmission center wavelength due to the temperature change of the arrayed waveguide type diffraction grating formed by the quartz glass waveguide is obtained.
For light near 5 μm, the wavelength is 0.62 nm in a temperature range of 10 ° C. to 50 ° C., which is an indoor use temperature range as a wavelength division multiplexing optical communication device. Further, in a temperature range of 0 ° C. to 70 ° C., which is required as a specification of the device for wavelength multiplexing optical communication, the shift amount of the light transmission center wavelength is 1.08 nm.
【0031】波長多重通信における波長多重化及び波長
多重分離化波長の間隔は、近年、例えば0.4nm〜
1.6nmと大変狭くなっているので、上記波長ずれの
値は無視できる値ではない。In recent years, the interval between wavelength multiplexing and wavelength multiplexing / demultiplexing wavelengths in wavelength multiplexing communication is, for example, 0.4 nm or more.
Since the wavelength is very narrow at 1.6 nm, the value of the wavelength shift is not a negligible value.
【0032】そこで、最近では、図5に示すように、ア
レイ導波路4の途中に、アレイ導波路4を横切る溝形状
部18を形成し、この溝形状部18に、アレイ導波路4
と屈折率が異なるシリコーン樹脂9を充填することによ
り、前記温度変化による前記光透過中心波長ずれを補償
するタイプのアレイ導波路型回折格子が提案されてい
る。Therefore, recently, as shown in FIG. 5, a groove 18 crossing the array waveguide 4 is formed in the middle of the array waveguide 4, and the groove 18 is
An array waveguide type diffraction grating of a type that compensates for the shift of the light transmission center wavelength due to the temperature change by filling a silicone resin 9 having a different refractive index from that of the optical waveguide has been proposed.
【0033】シリコーン樹脂9は、負の屈折率温度係数
を有しており、前記溝形状部18を三角形状に形成し
て、アレイ導波路4の長さが長くなるほどシリコーン樹
脂9の介在長さも長くなるようにすることにより、シリ
コーン樹脂9により、全てのアレイ導波路4によって分
波または合波される波長を均一に温度補償し、前記光透
過中心波長を補償するようにしている。The silicone resin 9 has a negative temperature coefficient of refractive index. The groove 18 is formed in a triangular shape. As the length of the array waveguide 4 increases, the length of the silicone resin 9 increases. By increasing the length, the wavelength that is split or multiplexed by all the arrayed waveguides 4 is uniformly temperature-compensated by the silicone resin 9 to compensate for the light transmission center wavelength.
【0034】しかしながら、このようなタイプのアレイ
導波路回折格子においては、溝形状部18に設けたシリ
コーン樹脂9によって光透過中心波長の温度補償を行な
うため、溝形状部18を非常に正確に形成しなければな
らず、作製が非常に難しい。そのため、量産性が困難で
あり、コストが高くなってしまう。また、溝形状部18
の作製が難しいために、溝形状部18を極めて精度良く
形成したつもりでも、その作製誤差が生じ易かった。However, in this type of arrayed waveguide diffraction grating, since the temperature of the central wavelength of light transmission is compensated by the silicone resin 9 provided in the groove 18, the groove 18 is formed very accurately. And it is very difficult to make. Therefore, mass productivity is difficult, and the cost increases. In addition, the groove portion 18
Since it is difficult to manufacture the groove-shaped portion, even if the groove-shaped portion 18 is formed with extremely high precision, a manufacturing error is likely to occur.
【0035】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は容易に作製でき、ア
レイ導波路型回折格子の光透過中心波長の温度依存性を
抑制できる安価なアレイ導波路型回折格子を提供するこ
とにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its object is to provide an inexpensive, easy-to-manufacture and low-temperature-dependent light transmission center wavelength of an arrayed waveguide type diffraction grating. An object of the present invention is to provide an arrayed waveguide type diffraction grating.
【0036】[0036]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、次のような構成をもって課題を解決する
ための手段としている。すなわち、本発明は、1本以上
の並設された光入力導波路の出射側に第1のスラブ導波
路が接続され、該第1のスラブ導波路の出射側には該第
1のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いに異
なる長さの複数の並設されたアレイ導波路が接続され、
該複数のアレイ導波路の出射側には第2のスラブ導波路
が接続され、該第2のスラブ導波路の出射側には複数の
並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を
有し、前記光入力導波路から入力された互いに異なる波
長の複数の光信号を、前記アレイ導波路によって各波長
ごとに位相差をつけて伝搬させて各波長ごとに異なる光
出力導波路に入射させ、互いに異なる波長の光を異なる
光出力導波路から出力するアレイ導波路型光回折格子に
おいて、前記全てのアレイ導波路が長手方向途中部の少
なくとも1ヶ所で切断分離され、この分離された分離ア
レイ導波路の間には対応する分離アレイ導波路同士を接
続する接続導波路が全ての分離アレイ導波路に対応させ
て設けられており、これらの接続導波路は屈折率の温度
係数が前記アレイ導波路の屈折率温度係数と異なる負の
有機導波路により形成され、かつ、それぞれの接続導波
路の長さは前記アレイ導波路全体の光路長の温度依存性
をほぼ相殺する長さに形成されている構成をもって課題
を解決する手段としている。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides means for solving the problems with the following constitution. That is, according to the present invention, the first slab waveguide is connected to the output side of one or more optical input waveguides arranged in parallel, and the first slab waveguide is connected to the output side of the first slab waveguide. A plurality of juxtaposed arrayed waveguides of different lengths for transmitting light derived from the waveguide are connected,
A waveguide in which a second slab waveguide is connected to the output side of the plurality of arrayed waveguides, and a plurality of optical output waveguides arranged in parallel are connected to the output side of the second slab waveguide. A plurality of optical signals having different wavelengths input from the optical input waveguide are propagated with a phase difference for each wavelength by the arrayed waveguide, and a different optical output waveguide is provided for each wavelength. In the arrayed waveguide type optical diffraction grating for outputting light of different wavelengths from different optical output waveguides, all of the arrayed waveguides are cut and separated at at least one position in the middle in the longitudinal direction. Between the separated array waveguides, connecting waveguides for connecting the corresponding separated array waveguides are provided corresponding to all the separated array waveguides, and these connecting waveguides have a temperature coefficient of refractive index. The array The waveguides are formed by negative organic waveguides different from the temperature coefficient of the refractive index, and the lengths of the respective connection waveguides are formed so as to substantially cancel the temperature dependence of the optical path length of the entire arrayed waveguide. It is a means to solve the problem with a certain configuration.
【0037】上記構成の本発明において、全てのアレイ
導波路が長手方向途中部の少なくとも1ヶ所で切断分離
され、この分離された分離アレイ導波路の間には対応す
る分離アレイ導波路同士を接続する接続導波路が全ての
分離アレイ導波路に対応させて設けられている。In the present invention having the above structure, all the arrayed waveguides are cut and separated at at least one portion in the longitudinal direction, and the corresponding separated arrayed waveguides are connected between the separated separated arrayed waveguides. Connecting waveguides are provided corresponding to all the separated array waveguides.
【0038】従来のアレイ導波路型回折格子において
は、アレイ導波路の長さが外部環境温度変化に対して変
化し、伝搬光の光路長が変化することによって、透過波
長が外部環境温度に依存して大きく変化するが、本発明
においては、前記接続導波路は屈折率の温度係数が前記
アレイ導波路型回折格子の屈折率温度係数と異なる負の
有機導波路により形成され、かつ、それぞれの接続導波
路の長さは前記アレイ導波路全体の光路長の温度依存性
をほぼ相殺する長さに形成されているために、接続導波
路によって、アレイ導波路全体の光路長の温度依存性を
ほぼ相殺することが可能となる。In a conventional arrayed waveguide type diffraction grating, the transmission wavelength depends on the external environment temperature because the length of the arrayed waveguide changes with the change in the external environment temperature, and the optical path length of the propagation light changes. However, in the present invention, in the present invention, the connection waveguide is formed by a negative organic waveguide having a temperature coefficient of refractive index different from that of the arrayed waveguide type diffraction grating, and Since the length of the connection waveguide is formed so as to substantially offset the temperature dependence of the optical path length of the entire array waveguide, the connection waveguide reduces the temperature dependence of the entire optical path length of the array waveguide. It is possible to almost cancel out.
【0039】[0039]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図1には、本発明に係るアレイ導波
路型回折格子の一実施形態例の概略図が斜視図によって
示されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, the same reference numerals are given to the same parts as those in the conventional example, and the overlapping description will be omitted. FIG. 1 is a perspective view schematically showing an embodiment of an arrayed waveguide type diffraction grating according to the present invention.
【0040】同図に示すように、本実施形態例のアレイ
導波路型回折格子も従来例のアレイ導波路型回折格子と
同様に、基板1上にコアの導波路構成を形成しており、
該導波路構成は、複数の光入力導波路2、第1のスラブ
導波路3、複数のアレイ導波路4、第2のスラブ導波路
5、複数の光出力導波路6を有している。また、前記光
入力導波路2、アレイ導波路4、光出力導波路6は、そ
れぞれ予め定められた導波路間隔を介して並設されてい
る。As shown in the figure, the arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment also has a core waveguide structure formed on the substrate 1 like the conventional arrayed waveguide type diffraction grating.
The waveguide configuration has a plurality of optical input waveguides 2, a first slab waveguide 3, a plurality of array waveguides 4, a second slab waveguide 5, and a plurality of optical output waveguides 6. Further, the optical input waveguide 2, the array waveguide 4, and the optical output waveguide 6 are arranged side by side with a predetermined waveguide interval.
【0041】本実施形態例が従来例と異なる特徴的なこ
とは、前記全てのアレイ導波路4が長手方向途中部で第
1のアレイ導波路4aと第2のアレイ導波路4bとに切
断分離されており、この分離された第1のアレイ導波路
4aと第2のアレイ導波路4bとの間隔に、対応する分
離アレイ導波路(第1と第2のアレイ導波路4a,4
b)同士を接続する接続導波路8を全ての分離アレイ導
波路に対応させて設け、それにより、アレイ導波路4全
体の光路長の温度依存性をほぼ相殺するようにしたこと
である。This embodiment is different from the conventional example in that all the arrayed waveguides 4 are cut and separated into a first arrayed waveguide 4a and a second arrayed waveguide 4b at an intermediate portion in the longitudinal direction. The distance between the separated first arrayed waveguide 4a and the second arrayed waveguide 4b is set to a corresponding separated arrayed waveguide (first and second arrayed waveguides 4a, 4a).
b) The connection waveguides 8 for connecting each other are provided corresponding to all the separated array waveguides, so that the temperature dependence of the optical path length of the entire array waveguide 4 is almost cancelled.
【0042】本実施形態例において、アレイ導波路4の
屈折率温度係数は正であり、前記接続導波路8は、屈折
率の温度係数が負の有機導波路(有機化合物の導波路)
により形成されており、かつ、接続導波路8の長さはそ
れぞれ前記アレイ導波路全体の光路長の温度依存性をほ
ぼ相殺する大きさに形成されている。In this embodiment, the temperature coefficient of the refractive index of the arrayed waveguide 4 is positive, and the connecting waveguide 8 is an organic waveguide (a waveguide of an organic compound) having a negative temperature coefficient of the refractive index.
, And the length of the connection waveguides 8 is formed so as to substantially cancel the temperature dependence of the optical path length of the entire array waveguide.
【0043】接続導波路8は、フッ素化ポリイミド(日
立化成製OPI−N3305)により形成されており、
接続導波路8の25℃における波長1.55μmでの屈
折率は1.45、接続導波路8の屈折率温度係数は、−
7.7×10−5(1/K)である。また、それぞれの
接続導波路8の長さは、以下の式(4)、(5)を満た
すように形成されている。The connection waveguide 8 is made of fluorinated polyimide (OPI-N3305 manufactured by Hitachi Chemical).
The refractive index of the connection waveguide 8 at a wavelength of 1.55 μm at 25 ° C. is 1.45, and the temperature coefficient of the refractive index of the connection waveguide 8 is −
It is 7.7 × 10 −5 (1 / K). The length of each connection waveguide 8 is formed so as to satisfy the following equations (4) and (5).
【0044】 nc△L=nc△l+n’c△l’・・・・・(4)Nc △ L = nc △ l + n′c △ l ’(4)
【0045】 (dnc/dT)△l+(dnc’/dT)△l’=0 ・・・・・(5)(Dnc / dT) △ l + (dnc '/ dT) △ l ′ = 0 (5)
【0046】ここで、ncは、アレイ導波路4を形成す
るコアの屈折率、ΔLは、アレイ導波路4の長さ(アレ
イ導波路4aの長さと対応するアレイ導波路4bの長さ
の和)と対応する接続導波路8の長さとを合わせた長さ
を回折格子形成光路としたときの、隣り合う回折格子形
成光路長の差、Δlは隣り合うアレイ導波路4の光路長
差(長さの差)、Δl’は隣り合う接続導波路8の光路
長差(長さの差)、nc’は、接続導波路8の屈折率を
それぞれ示している。Here, nc is the refractive index of the core forming the array waveguide 4, and ΔL is the length of the array waveguide 4 (the sum of the length of the array waveguide 4a and the length of the corresponding array waveguide 4b). ) And the length of the corresponding connection waveguide 8, the difference between the lengths of adjacent diffraction grating forming optical paths when the length is the diffraction grating forming optical path, and Δl is the difference between the optical path lengths of the adjacent array waveguides 4 (length Difference), Δl ′ indicates an optical path length difference (length difference) between adjacent connection waveguides 8, and nc ′ indicates a refractive index of the connection waveguide 8.
【0047】本実施形態例のアレイ導波路型回折格子に
おいては、(dnc/dT)=1×10-5(1/K)、nc=
1.45、(dnc’/dT)=−7.7×10-5(1/K)、
nc’=1.51であり、△L=60μmとした。なお、
上記屈折率はいずれも25℃における波長1.55μm
での屈折率である。In the arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment, (dnc / dT) = 1 × 10 −5 (1 / K), nc =
1.45, (dnc ′ / dT) = − 7.7 × 10 −5 (1 / K),
nc ′ = 1.51 and ΔL = 60 μm. In addition,
Each of the above refractive indexes has a wavelength of 1.55 μm at 25 ° C.
Is the refractive index at.
【0048】本実施形態例では、対応する第1のアレイ
導波路4aと第2のアレイ導波路4bは、互いの光軸が
対向するように配置され、第1のアレイ導波路4aと対
応する第2のアレイ導波路4bとの間に、対応する接続
導波路8が介設されて、第1、第2のアレイ導波路4
a,4bと接続導波路8とが光結合されている。また、
アレイ導波路4と接続導波路8の接続端面での反射を抑
える為、それぞれの接続端面は、各導波路4,8の光軸
に直交する面に対して8°の角度傾いた斜面に形成され
ている。In this embodiment, the corresponding first array waveguide 4a and second array waveguide 4b are arranged so that their optical axes face each other, and correspond to the first array waveguide 4a. A corresponding connection waveguide 8 is interposed between the second array waveguide 4b and the first and second array waveguides 4b.
a, 4b and the connection waveguide 8 are optically coupled. Also,
In order to suppress reflection at the connection end faces of the array waveguide 4 and the connection waveguide 8, each connection end face is formed on a slope inclined at an angle of 8 ° with respect to a plane orthogonal to the optical axis of each of the waveguides 4 and 8. Have been.
【0049】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例のアレイ導波路型回折格子は、以下の
ようにして作製される。すなわち、まず、従来のアレイ
導波路型回折格子と同様の構成を次のようにして作製す
る。Si基板1上に火炎堆積法により下部クラッド膜、
コア膜を形成し、加熱炉でガラス化を行い下部クラッド
層、コア層を形成する。なお、コアの屈折率を上げるた
めに、前記コア膜にはTiO2、GeO2などのドーパ
ント添加を施し、下部クラッド層と異なる組成とする。The present embodiment is configured as described above, and the arrayed waveguide type diffraction grating of the present embodiment is manufactured as follows. That is, first, a configuration similar to that of the conventional arrayed waveguide type diffraction grating is manufactured as follows. A lower clad film on the Si substrate 1 by a flame deposition method,
A core film is formed and vitrification is performed in a heating furnace to form a lower clad layer and a core layer. In order to increase the refractive index of the core, the core film is doped with a dopant such as TiO 2 and GeO 2 to have a composition different from that of the lower cladding layer.
【0050】その後、コア層をフォトリソグラフィとド
ライエッチング技術を用い所定のコアパターンを形成
し、最後に上部クラッド膜を下部クラッド膜と同様に形
成し、ガラス化を行って上部クラッド層を形成し、図
2,3に示したような、アレイ導波路4の切断のないア
レイ導波路型回折格子とする。Thereafter, a predetermined core pattern is formed on the core layer by using photolithography and dry etching techniques. Finally, an upper cladding film is formed in the same manner as the lower cladding film, and vitrification is performed to form an upper cladding layer. An array waveguide type diffraction grating without cutting the array waveguide 4 as shown in FIGS.
【0051】次に、上記アレイ導波路型回折格子のアレ
イ導波路4の中央部において、アレイ導波路4と直交す
る直線部分をダイシングソーで切断し、それにより、全
てのアレイ導波路4を第1のアレイ導波路4aと第2の
アレイ導波路4bとに分離する。Next, at the central portion of the arrayed waveguide 4 of the arrayed waveguide type diffraction grating, a straight line portion orthogonal to the arrayed waveguide 4 is cut by a dicing saw, whereby all arrayed waveguides 4 are cut. It is separated into one array waveguide 4a and the second array waveguide 4b.
【0052】また、切断されたアレイ導波路型回折格子
の第1のアレイ導波路4aと第2のアレイ導波路4bと
の間に設ける接続導波路群を以下のようにして作製す
る。すなわち、Si基板1上に下部クラッドとなるフッ
素化ポリイミド(日立化成製OPI−N1005)を塗
布し、スピンコーティングにより平坦化を行った後、オ
ーブンで100度、200度、350度とステップ的に
温度を上げ、上記フッ素化ポリイミドを硬化させて下部
クラッドとする。A connection waveguide group provided between the first arrayed waveguide 4a and the second arrayed waveguide 4b of the cut arrayed waveguide type diffraction grating is manufactured as follows. That is, fluorinated polyimide (OPI-N1005 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) serving as a lower clad is applied on the Si substrate 1, flattened by spin coating, and then stepped to 100 °, 200 °, 350 ° in an oven. The temperature is increased and the fluorinated polyimide is cured to form a lower clad.
【0053】その後、この下部クラッド付き基板1を室
温に戻し、下部クラッド上にコアとなるフッ素化ポリイ
ミド(日立化成製OPI−N3305)を塗布し、下部
クラッド用ポリイミドと同様に、スピンコーティングお
よび硬化を行なう。なお、スピンコーティングの回転数
を1800rpmとした時のコア厚は6μmであった。Thereafter, the substrate 1 with the lower clad is returned to room temperature, a fluorinated polyimide (OPI-N3305 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) is applied on the lower clad, and spin coating and curing are performed in the same manner as the polyimide for the lower clad. Perform The core thickness at a spin coating rotation speed of 1800 rpm was 6 μm.
【0054】その後、コアパターンニング用のマスクと
して酸化膜SiO2を0.5μmスパッタ法でコア上に
形成し、フォトリソグラフィ、ドライエッチング技術を
用い、幅6μmのコアパターンを、間隔を介して複数本
並設した接続導波路群を形成する。なお、並設する接続
導波路8の本数は、アレイ導波路4の本数に対応させ
る。この後、コアパターンを埋め込むように、コアパタ
ーン上に上部クラッド用フッ素化ポリイミド(日立化成
製OPI−N1005)を塗布し、該上部クラッドを下
部クラッド同様の方法で形成した。Thereafter, an oxide film SiO 2 is formed on the core by a 0.5 μm sputtering method as a mask for core patterning, and a plurality of core patterns having a width of 6 μm are formed at intervals by photolithography and dry etching techniques. The connection waveguide groups arranged side by side are formed. The number of the connection waveguides 8 arranged in parallel corresponds to the number of the array waveguides 4. Thereafter, a fluorinated polyimide for upper cladding (OPI-N1005 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was applied on the core pattern so as to embed the core pattern, and the upper cladding was formed in the same manner as the lower cladding.
【0055】そして、対応する第1のアレイ導波路4a
の光軸と第2のアレイ導波路4bの光軸とが対向するよ
うに、前記切断したアレイ導波路型回折格子を配置し、
第1のアレイ導波路4aと対応する第2のアレイ導波路
4bとの間に、対応する接続導波路8を介設する。そし
て、調芯接続法を用いて、例えば第1のアレイ導波路4
aから対応する接続導波路8を通って、対応する第2の
アレイ導波路4bに伝搬する光の強度が最大となるよう
に、第1、第2のアレイ導波路4a,4bと接続導波路
8とを光結合した状態で、第1のアレイ導波路4aの分
離端側と接続導波路8の両端側と、第2のアレイ導波路
4bの分離端側を接着剤等によって固定する。Then, the corresponding first arrayed waveguide 4a
The cut array waveguide type diffraction grating is arranged so that the optical axis of the second array waveguide 4b and the optical axis of the second array waveguide 4b face each other,
A corresponding connection waveguide 8 is provided between the first array waveguide 4a and the corresponding second array waveguide 4b. Then, using the alignment connection method, for example, the first array waveguide 4
a, the first and second array waveguides 4a, 4b and the connection waveguides are set such that the intensity of light propagating from the first through the corresponding connection waveguides 8 to the corresponding second array waveguide 4b is maximized. 8 are optically coupled, the separated ends of the first arrayed waveguide 4a, both ends of the connection waveguide 8 and the separated ends of the second arrayed waveguide 4b are fixed with an adhesive or the like.
【0056】なお、アレイ導波路4a、接続導波路8、
アレイ導波路4bを一括して接続固定しなくてもよく、
アレイ導波路4aと接続導波路8をアクティブアライメ
ント(調芯接続固定)した後、アレイ導波路4bだけを
再度調芯接続固定してもよい。The array waveguide 4a, the connection waveguide 8,
It is not necessary to connect and fix the array waveguides 4b collectively,
After the active alignment (alignment connection and fixing) of the array waveguide 4a and the connection waveguide 8, only the array waveguide 4b may be aligned and connected again.
【0057】上記のように作製した接続導波路8のクラ
ッドに対する比屈折率差Δは、波長λ=1.55μmに
おいてΔ=0.86%であった。なお、この比屈折率差
Δは、真空の屈折率を1としたときのコア(接続導波路
8)の比屈折率をn1、クラッドの比屈折率をn2とし
たときに、次式(6)により定義されるものであり、そ
の単位は、%である。The relative refractive index difference Δ of the connection waveguide 8 manufactured as described above with respect to the clad was 0.86% at the wavelength λ = 1.55 μm. The relative refractive index difference Δ is given by the following equation when the relative refractive index of the core (connection waveguide 8) is n 1 and the relative refractive index of the cladding is n 2 when the vacuum refractive index is 1. It is defined by (6), and the unit is%.
【0058】 Δ={(n1−n2)/n1}×100・・・・(6)Δ = {(n 1 −n 2 ) / n 1 } × 100 (6)
【0059】本実施形態例は以上のようにして作製さ
れ、従来のアレイ導波路型回折格子と同様の動作によ
り、波長多重光の分波などの光合分波動作を行なうが、
本実施形態例では、正の屈折率温度係数を有する各アレ
イ導波路4を第1のアレイ導波路4aと第2のアレイ導
波路4bとに切断分離し、対応するアレイ導波路4aと
アレイ導波路4bとの間に、負の線膨張係数を有する有
機導波路からなる接続導波路8を設け、それぞれの接続
導波路8の長さは前記アレイ導波路4全体の光路長の温
度依存性をほぼ相殺する大きさに形成したために、アレ
イ導波路4全体の温度依存性を非常に小さくすることが
できる。The present embodiment is manufactured as described above, and performs an optical multiplexing / demultiplexing operation such as demultiplexing of wavelength multiplexed light by an operation similar to that of the conventional arrayed waveguide type diffraction grating.
In the present embodiment, each array waveguide 4 having a positive refractive index temperature coefficient is cut and separated into a first array waveguide 4a and a second array waveguide 4b, and the corresponding array waveguide 4a and the array waveguide are separated. A connection waveguide 8 made of an organic waveguide having a negative coefficient of linear expansion is provided between the waveguide and the waveguide 4b. The length of each connection waveguide 8 determines the temperature dependence of the optical path length of the entire array waveguide 4. The temperature dependence of the entire arrayed waveguide 4 can be made very small because the size is formed so as to substantially cancel each other.
【0060】実際に、本実施形態例のアレイ導波路型回
折格子における光透過波長の温度依存性を本発明者が求
めたところ、従来は0.0155nm/K程度あった透過
波長の温度依存性を0.001nm/K程度までに下げら
れることが分かり、本実施形態例の構成にすることによ
り、透過波長の温度依存性を15分の1以下に大幅に低
減可能となったことが確認された。The inventors of the present invention actually found the temperature dependence of the light transmission wavelength in the arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment, and found that the temperature dependence of the transmission wavelength, which was about 0.0155 nm / K in the past, was obtained. Can be reduced to about 0.001 nm / K, and it is confirmed that the temperature dependence of the transmission wavelength can be significantly reduced to 1/15 or less by adopting the configuration of the present embodiment. Was.
【0061】また、本実施形態例において、切断したア
レイ導波路4a,4b間に接続導波路8を介設すること
により発生する過剰損失は0.48dBであり、接続導
波路8を設けることによる損失増加を非常に低損失にと
どめることができた。In this embodiment, the excess loss generated by providing the connection waveguide 8 between the cut array waveguides 4a and 4b is 0.48 dB, and the provision of the connection waveguide 8 The loss increase could be kept very low.
【0062】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、接続導波路8をポリイミドにより
形成したが、接続導波路8はポリイミドにより形成する
とは限らず、屈折率温度係数がアレイ導波路4の屈折率
温度係数と異なる負の有機導波路により形成すればよ
い。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various embodiments. For example,
In the above-described embodiment, the connection waveguide 8 is formed of polyimide. However, the connection waveguide 8 is not necessarily formed of polyimide, and the negative organic conductor whose refractive index temperature coefficient is different from the refractive index temperature coefficient of the arrayed waveguide 4 is used. What is necessary is just to form by a wave path.
【0063】また、上記実施形態例では、各アレイ導波
路4を長手方向の1ヶ所で切断し、第1のアレイ導波路
4aと第2のアレイ導波路4bとに2つに分離したが、
各アレイ導波路4を長手方向の2ヶ所以上で切断分離し
てもよい。この場合も、各分離間隔に上記実施形態例と
同様に接続導波路8を設け、接続導波路8により対応す
る分離アレイ導波路同士を接続することにより、上記実
施形態例とほぼ同様の効果を奏することができる。In the above-described embodiment, each array waveguide 4 is cut at one location in the longitudinal direction, and is divided into a first array waveguide 4a and a second array waveguide 4b.
Each arrayed waveguide 4 may be cut and separated at two or more locations in the longitudinal direction. Also in this case, the connection waveguides 8 are provided at the respective separation intervals in the same manner as in the above-described embodiment, and the corresponding separation array waveguides are connected to each other by the connection waveguides 8, so that substantially the same effect as in the above-described embodiment is obtained. Can play.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明によれば、アレイ導波路型回折格
子における全てのアレイ導波路を長手方向途中部の少な
くとも1ヶ所で切断分離し、この分離した分離アレイ導
波路の間には対応する分離アレイ導波路同士を接続する
接続導波路を全ての分離アレイ導波路に対応させて設
け、これらの接続導波路は屈折率の温度係数が前記アレ
イ導波路型回折格子の屈折率温度係数と異なる負の有機
導波路により形成し、かつ、それぞれの接続導波路の長
さは前記アレイ導波路全体の光路長の温度依存性をほぼ
相殺する長さに形成したものであるから、前記接続導波
路によって、アレイ導波路全体の光路長の温度依存性を
ほぼ相殺することができる。According to the present invention, all the arrayed waveguides in the arrayed waveguide type diffraction grating are cut and separated at least at one point in the longitudinal direction, and the separated separated arrayed waveguides correspond to each other. Connection waveguides connecting the separated array waveguides are provided corresponding to all the separated array waveguides, and these connection waveguides have a refractive index temperature coefficient different from that of the arrayed waveguide type diffraction grating. The connection waveguide is formed by a negative organic waveguide, and the length of each connection waveguide is formed so as to substantially cancel the temperature dependence of the optical path length of the entire array waveguide. Thus, the temperature dependence of the optical path length of the entire arrayed waveguide can be almost canceled.
【0065】また、溝を作ってアレイ導波路の長手方向
の途中部を分離し、分離したアレイ導波路の間の溝にシ
リコン樹脂を設けた従来のアレイ導波路型回折格子にお
いては、光がシリコン樹脂内を伝搬するときに広がるた
め、光がシリコン樹脂内を伝搬した後にアレイ導波路に
入射する際の損失が大きかったが、本発明においては、
アレイ導波路の長手方向途中部で分離したアレイ導波路
同士を接続導波路によって接続しているために、接続導
波路内を伝搬した光が殆ど漏れなくアレイ導波路に入射
するため、上記損失を小さくすることができ、光の透過
損失が小さく、かつ、前記の如く温度依存性の小さい優
れたアレイ導波路型回折格子とすることができる。Further, in a conventional arrayed waveguide type diffraction grating in which a groove is formed to separate an intermediate portion in the longitudinal direction of the arrayed waveguide and silicon resin is provided in a groove between the separated arrayed waveguides, light is not transmitted. Since the light spreads when propagating in the silicone resin, the loss when light enters the array waveguide after propagating in the silicone resin was large, but in the present invention,
Since the arrayed waveguides separated from each other in the middle of the arrayed waveguide in the longitudinal direction are connected to each other by the connection waveguide, the light propagated in the connection waveguide enters the array waveguide with almost no leakage. It is possible to obtain an excellent arrayed waveguide type diffraction grating which can be reduced in size, has a small light transmission loss, and has a small temperature dependency as described above.
【図1】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の一実施
形態例の概略を斜視図により示す要部構成図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main part of an embodiment of an arrayed waveguide grating according to the present invention.
【図2】従来のアレイ導波路型回折格子の構成概略およ
び光分波機能を斜視図により示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration and a light demultiplexing function of a conventional arrayed waveguide grating in a perspective view.
【図3】従来のアレイ導波路型回折格子の光透過波長特
性の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a light transmission wavelength characteristic of a conventional arrayed waveguide type diffraction grating.
【図4】従来のアレイ導波路型回折格子の構成概略およ
び光合波機能を斜視図により示す説明図である。FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration and a light multiplexing function of a conventional arrayed waveguide type diffraction grating.
【図5】従来のアレイ導波路間にシリコン樹脂を介設し
たアレイ導波路型回折格子の構成例を示す説明図であ
る。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration example of a conventional arrayed waveguide type diffraction grating in which a silicon resin is interposed between arrayed waveguides.
1 基板 2 光入力導波路 3 第1のスラブ導波路 4,4a,4b アレイ導波路 5 第2のスラブ導波路 6 光出力導波路 8 接続導波路 Reference Signs List 1 substrate 2 optical input waveguide 3 first slab waveguide 4, 4a, 4b array waveguide 5 second slab waveguide 6 optical output waveguide 8 connecting waveguide
フロントページの続き (72)発明者 中島 毅 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 柏原 一久 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA02 KA03 KA12 LA19 QA04 QA05 RA00 TA00 TA35 Continued on the front page (72) Inventor Takeshi Nakajima 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhisa Kashiwara 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 2H047 KA02 KA03 KA12 LA19 QA04 QA05 RA00 TA00 TA35
Claims (1)
射側に第1のスラブ導波路が接続され、該第1のスラブ
導波路の出射側には該第1のスラブ導波路から導出され
た光を伝搬する互いに異なる長さの複数の並設されたア
レイ導波路が接続され、該複数のアレイ導波路の出射側
には第2のスラブ導波路が接続され、該第2のスラブ導
波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続
されて成る導波路構成を有し、前記光入力導波路から入
力された互いに異なる波長の複数の光信号を、前記アレ
イ導波路によって各波長ごとに位相差をつけて伝搬させ
て各波長ごとに異なる光出力導波路に入射させ、互いに
異なる波長の光を異なる光出力導波路から出力するアレ
イ導波路型光回折格子において、前記全てのアレイ導波
路が長手方向途中部の少なくとも1ヶ所で切断分離さ
れ、この分離された分離アレイ導波路の間には対応する
分離アレイ導波路同士を接続する接続導波路が全ての分
離アレイ導波路に対応させて設けられており、これらの
接続導波路は屈折率の温度係数が前記アレイ導波路の屈
折率温度係数と異なる負の有機導波路により形成され、
かつ、それぞれの接続導波路の長さは前記アレイ導波路
全体の光路長の温度依存性をほぼ相殺する長さに形成さ
れていることを特徴とするアレイ導波路型回折格子。1. A first slab waveguide is connected to an output side of one or more optical input waveguides arranged side by side, and the first slab waveguide is connected to an output side of the first slab waveguide. A plurality of array waveguides having different lengths for transmitting light derived from the array waveguides are connected, and a second slab waveguide is connected to an output side of the plurality of array waveguides. The output side of the slab waveguide has a waveguide configuration in which a plurality of side-by-side optical output waveguides are connected, and a plurality of optical signals of different wavelengths input from the optical input waveguide, Array waveguide type optical diffraction that propagates with a phase difference for each wavelength by the array waveguide, makes it incident on a different optical output waveguide for each wavelength, and outputs light of different wavelengths from different optical output waveguides. In the grating, all of the array waveguides are in the middle of the longitudinal direction. Is cut and separated in at least one place, and connection waveguides for connecting the corresponding separated array waveguides are provided between the separated separated array waveguides so as to correspond to all the separated array waveguides. These connecting waveguides are formed by negative organic waveguides whose refractive index temperature coefficient is different from that of the arrayed waveguide,
In addition, the length of each connection waveguide is formed so as to substantially cancel the temperature dependence of the optical path length of the entire array waveguide.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25554099A JP2001083339A (en) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | Array waveguide type diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25554099A JP2001083339A (en) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | Array waveguide type diffraction grating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001083339A true JP2001083339A (en) | 2001-03-30 |
Family
ID=17280157
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JP25554099A Pending JP2001083339A (en) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | Array waveguide type diffraction grating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001083339A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8682121B2 (en) | 2010-08-27 | 2014-03-25 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Optical wavelength filter with wavelength characteristic variation minimized |
-
1999
- 1999-09-09 JP JP25554099A patent/JP2001083339A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8682121B2 (en) | 2010-08-27 | 2014-03-25 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Optical wavelength filter with wavelength characteristic variation minimized |
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