JP2001255424A - Optical waveguide circuit - Google Patents

Optical waveguide circuit

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JP2001255424A
JP2001255424A JP2000068379A JP2000068379A JP2001255424A JP 2001255424 A JP2001255424 A JP 2001255424A JP 2000068379 A JP2000068379 A JP 2000068379A JP 2000068379 A JP2000068379 A JP 2000068379A JP 2001255424 A JP2001255424 A JP 2001255424A
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JP
Japan
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groove
waveguide
optical waveguide
core
grooves
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Application number
JP2000068379A
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Japanese (ja)
Inventor
Arata Kamei
新 亀井
Akemasa Kaneko
明正 金子
Yasuyuki Inoue
靖之 井上
Akio Sugita
彰夫 杉田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide circuit having practically satisfactory characteristics wherein the deterioration of various circuit characteristics such as the increase of a circuit size and an excessive loss is restrained. SOLUTION: In the optical waveguide circuit having an optical waveguide 20 consisting of a clad and a core, plural grooves 21 parting the core respectively are formed so as to mutually array at an interval, plural grooves 21 are formed so that distances parting the core become ununiform, and moreover one or more grooves 21 small in the distance parting the core of plural grooves 21 are arranged in the end or in the vicinity of the end of the array.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波回路、特に
導波路の一部を除去して溝を形成した、或いは更に、そ
の溝に適当な特性を有する材料を挿入した、光導波回路
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide circuit, and more particularly, to an optical waveguide circuit in which a groove is formed by removing a part of a waveguide or a material having appropriate characteristics is inserted into the groove. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、シリコン基板上に形成した石
英系ガラス導波路によって構成されたプレーナ光波回路
(PLC)の研究開発が盛んに行われている。かかるP
LCにおいては、アレイ導波路回折格子(AWG)のよ
うに光波長合分波を実現する回路や、熱光学(TO)ス
イッチのように光路切り替えを実現する回路などがあ
り、またPLC上に半導体光素子を搭載したハイブリッ
ドPLCとして、外部共振器型の周波数安定化レーザな
どがある。
2. Description of the Related Art Hitherto, research and development of a planar lightwave circuit (PLC) composed of a silica-based glass waveguide formed on a silicon substrate has been actively conducted. Such P
In LC, there are a circuit that realizes optical wavelength multiplexing / demultiplexing, such as an arrayed waveguide diffraction grating (AWG), and a circuit that realizes optical path switching, such as a thermo-optic (TO) switch. As a hybrid PLC on which an optical element is mounted, there is an external resonator type frequency stabilized laser or the like.

【0003】AWGについて詳しくは、(H.Takahashi
et al., "Arrayed-Waveguide Grating for Wavelength
Division Multi/Demultiplexer With Nanometer Resolu
tion", Electron. Lett., vol.26, no.2, pp.87-88, 19
90.)に記載されている。図9(a)にAWGの回路構
成を、図9(b)に同図(a)におけるAA’線の拡大
図面を示す。図9(a)及び(b)において、Si基板
1に、入力導波路2,第1のスラブ導波路3,アレイ導
波路4,第2のスラブ導波路5,出力導波路6,導波路
コア7,クラッド8が設けられている。
For details on AWG, see (H. Takahashi
et al., "Arrayed-Waveguide Grating for Wavelength
Division Multi / Demultiplexer With Nanometer Resolu
tion ", Electron. Lett., vol.26, no.2, pp.87-88, 19
90.). FIG. 9A shows the circuit configuration of the AWG, and FIG. 9B shows an enlarged view of the line AA ′ in FIG. 9A. 9A and 9B, an input waveguide 2, a first slab waveguide 3, an array waveguide 4, a second slab waveguide 5, an output waveguide 6, and a waveguide core are provided on a Si substrate 1. 7, a cladding 8 is provided.

【0004】TOスイッチについて詳しくは、(M.Okun
o et al., "8x8 Optical Matrix Switch Using Silica-
Based Plannea Lightwave Circuits", IEICE Trans. El
ectron., vol.76-C, no.7, pp.1215-1223, 1993.)に記
載されている。図10(a)にTOスイッチの回路構成
を、図10(b)に同図(a)におけるBB’線の拡大
断面図を示す。図10(a)及び(b)において、Si
基板101に、入力導波路102,2つの方向性結合器
103及び105,2本のアーム導波路104a及び1
04b,出力導波路106,導波路コア107,クラッ
ド108,薄膜ヒータ109,配線110が設けられて
いる。
For details on the TO switch, see (M. Okun
o et al., "8x8 Optical Matrix Switch Using Silica-
Based Plannea Lightwave Circuits ", IEICE Trans. El
ectron., vol. 76-C, no. 7, pp. 1215-1223, 1993.). FIG. 10A shows a circuit configuration of the TO switch, and FIG. 10B shows an enlarged cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. In FIGS. 10A and 10B, Si
A substrate 101 includes an input waveguide 102, two directional couplers 103 and 105, and two arm waveguides 104a and 104.
04b, an output waveguide 106, a waveguide core 107, a clad 108, a thin film heater 109, and a wiring 110 are provided.

【0005】外部共振器型の周波数安定化レーザについ
て詳しくは、(T.Tanaka et al., "Integrated Extra C
avity Laser Composed of Spot-Size Converted LD and
UVWritten Grating in Silica Waveguide on Si", Ele
ctron. Lett., vol.32, no.13, pp.1202-1203, 1996.)
に記載されている。図11に周波数安定化レーザの回路
構成を示す。Si基板201に、半導体レーザダイオー
ド(LD)202,導波路コア203,クラッド20
4,導波路コア中の光誘起グレーティング205が設け
られている。また図中206は、半導体LD搭載のため
に石英ガラスを取り除いた部分で、シリコンテラスと呼
ばれている。
[0005] For details of an external cavity type frequency stabilized laser, see (T. Tanaka et al., "Integrated Extra C"
avity Laser Composed of Spot-Size Converted LD and
UVWritten Grating in Silica Waveguide on Si ", Ele
ctron. Lett., vol.32, no.13, pp.1202-1203, 1996.)
It is described in. FIG. 11 shows a circuit configuration of the frequency stabilized laser. A semiconductor laser diode (LD) 202, a waveguide core 203, a clad 20
4, a light-induced grating 205 in the waveguide core is provided. In the figure, reference numeral 206 denotes a portion from which quartz glass is removed for mounting a semiconductor LD, and is called a silicon terrace.

【0006】前記プレーナ光波回路のような光導波回路
では、導波路の一部を除去して溝を形成すること、或い
は更にその溝に適当な特性を有する材料を挿入すること
によって、回路特性の改善や、回路の新しい機能を引き
出すことが可能である。
In an optical waveguide circuit such as the above-mentioned planar lightwave circuit, a part of the waveguide is removed to form a groove, or a material having an appropriate characteristic is inserted into the groove to further improve the circuit characteristics. Improvements and new features of the circuit can be exploited.

【0007】その例としては、AWGのアレイ導波路に
一部クラッド及びコアを除去した溝を形成し、その溝に
各導波路の実効屈折率の温度係数と異なる符号の屈折率
温度係数を有する材料(以下「温度補償材料」と記載)
を挿入することによって、AWGの透過波長の温度依存
性をなくす方法がある。この方法について詳しくは国際
公開番号WO98/36299号公報に記載されてい
る。
As an example, a groove formed by partially removing a clad and a core is formed in an AWG array waveguide, and the groove has a refractive index temperature coefficient having a sign different from that of the effective refractive index of each waveguide. Material (hereinafter referred to as "temperature compensation material")
There is a method of eliminating the temperature dependence of the transmission wavelength of the AWG by inserting the AWG. The details of this method are described in International Publication No. WO 98/36299.

【0008】また別の例としては、TOスイッチのアー
ム導波路に一部クラッド及びコアを除去した溝を形成
し、その溝にアーム導波路の実効屈折率の温度係数と異
なる符号の屈折率温度係数を有する温度補償材料を挿入
することによって、TOスイッチの消費電力を低減する
方法がある(ポリマーアシステッドTOスイッチ)。こ
の方法について詳しくは、特開2000−029079
号(特願平10−192223号)公報に記載されてい
る。
As another example, a groove in which a clad and a core are partially removed is formed in an arm waveguide of a TO switch, and a refractive index temperature having a sign different from the temperature coefficient of the effective refractive index of the arm waveguide is formed in the groove. There is a method of reducing the power consumption of a TO switch by inserting a temperature compensation material having a coefficient (polymer-assisted TO switch). For details of this method, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-029079.
(Japanese Patent Application No. 10-192223).

【0009】また別の例としては、周波数安定化レーザ
の、光誘起グレーティングと半導体LD間の導波路に一
部クラッド及びコアを除去した溝を形成し、その溝に半
導体LDの屈折率の温度係数と異なる符号の屈折率温度
係数を有する温度補償材料を挿入することによって、温
度変化による周波数安定化レーザのモードホップを抑制
する方法がある。この方法について詳しくは、特開平1
1−097784号(特願平9−255122号)公報
に記載されている。
As another example, a groove in which a clad and a core are partially removed is formed in a waveguide between a light-induced grating and a semiconductor LD of a frequency-stabilized laser, and the temperature of the refractive index of the semiconductor LD is formed in the groove. There is a method of suppressing a mode hop of a frequency-stabilized laser due to a temperature change by inserting a temperature compensation material having a refractive index temperature coefficient having a sign different from that of the coefficient. This method is described in detail in
No. 1-097784 (Japanese Patent Application No. 9-255122).

【0010】図12(a)は、前記の透過波長を温度無
依存化したAWGの構成を示している。図12(a)の
アレイ導波路13には、前記図9(a)のAWGのアレ
イ導波路中央部に、溝を配置するため直線導波路部16
が追加されている。ここで、11は入力導波路、12は
第1のスラブ導波路、14は第2のスラブ導波路、15
は出力導波路、17は溝であり、溝17には温度補償材
料が充填されている。図12(b)は、溝17を拡大し
たものである。この溝17は、一定量ΔLずつ順次長く
なるアレイ導波路13に応じて、溝17によって除去さ
れるアレイ導波路13の長さもΔLに比例した量ΔL’
ずつ順次長くなるような形状をしている。
FIG. 12A shows the structure of an AWG in which the transmission wavelength is made temperature-independent. In the array waveguide 13 of FIG. 12A, a straight waveguide portion 16 is provided at the center of the array waveguide of the AWG of FIG.
Has been added. Here, 11 is an input waveguide, 12 is a first slab waveguide, 14 is a second slab waveguide, 15
Is an output waveguide, 17 is a groove, and the groove 17 is filled with a temperature compensation material. FIG. 12B is an enlarged view of the groove 17. The length of the array waveguide 13 removed by the groove 17 is also proportional to ΔL ′ in accordance with the array waveguide 13 that is gradually increased by a constant amount ΔL.
It has a shape that becomes longer each time.

【0011】また、溝17に充填する温度補償材料とし
ては、特にその屈折率温度係数dn’/dTがアレイ導
波路の実効屈折率温度係数dn/dTと異符号であり、
かつ|dn’/dT|が|dn/dT|に比較して十分
大きいような温度補償材料が好ましく、このような条件
の温度補償材料としては、例えばシリコーン樹脂があ
り、(dn’/dT)〜−40×(dn/dT)であ
る。
The temperature compensation material to be filled in the groove 17 has a refractive index temperature coefficient dn '/ dT which is different from the effective refractive index temperature coefficient dn / dT of the arrayed waveguide.
In addition, a temperature compensating material in which | dn '/ dT | is sufficiently larger than | dn / dT | is preferable. As the temperature compensating material under such conditions, for example, there is a silicone resin, and (dn' / dT) −−40 × (dn / dT).

【0012】図13は前記のポリマーアシステッドTO
スイッチのアーム導波路部分を示している。ここで、1
11a及び111bはアーム導波路、112は薄膜ヒー
タ、113は配線、114は溝であり、溝114には温
度補償材料が充填されている。溝114は片側のアーム
導波路111a上に形成されており、薄膜ヒータ112
はアーム導波路111aと111bの中間に置かれてい
る。また、溝114に充填する温度補償材料としては、
前記の透過波長を温度無依存化したAWGと同様に、シ
リコーン樹脂などが好ましい。
FIG. 13 shows the aforementioned polymer assisted TO.
5 shows an arm waveguide portion of the switch. Where 1
11a and 111b are arm waveguides, 112 is a thin film heater, 113 is a wiring, 114 is a groove, and the groove 114 is filled with a temperature compensation material. The groove 114 is formed on the arm waveguide 111a on one side, and the thin film heater 112
Is located between the arm waveguides 111a and 111b. Further, as a temperature compensation material to be filled in the groove 114,
Like the AWG in which the transmission wavelength is made temperature-independent, a silicone resin or the like is preferable.

【0013】図14は、前記の温度変化によるモードホ
ップを制御した周波数安定化レーザの構成を示してい
る。ここで、211は半導体LD、212は導波路、2
13は光誘起グレーティング、214はシリコンテラ
ス、215は溝であり、溝215には温度補償材料が充
填されている。また、溝215に充填する温度補償材料
としては、前記の透過波長を温度無依存化したAWGと
同様に、シリコーン樹脂などが好ましい。
FIG. 14 shows the configuration of a frequency-stabilized laser in which mode hops due to the above-mentioned temperature change are controlled. Here, 211 is a semiconductor LD, 212 is a waveguide, 2
13 is a photo-induced grating, 214 is a silicon terrace, 215 is a groove, and the groove 215 is filled with a temperature compensation material. Further, as the temperature compensation material to be filled in the groove 215, a silicone resin or the like is preferable as in the case of the AWG in which the transmission wavelength is made temperature-independent.

【0014】導波路の一部を除去した溝が形成された光
導波回路、或いは更に、その溝に適当な特性を有する材
料が挿入された光導波回路では、溝における放射損失に
より過剰な損失が生じる。溝における過剰損失は、AW
GやTOスイッチではそのまま回路の損失特性の劣化を
意味し、周波数安定化レーザでは発振のための閾値電流
を増大させる。図15は、石英ガラス導波路の一部を除
去して溝を形成し、シリコーン樹脂を挿入したときの、
溝幅、すなわち除去された導波路の長さに対する放射損
失を示している。図15に示すように、溝幅に対して放
射損失が急速に増加する。よって、過剰損失は、溝を複
数に分割することにより低減することが可能である。す
なわち、図15より、一定の溝幅を複数に分割すれば放
射損失が低減することが分かる。溝を形成することによ
る損失の増加には、溝内の放射損失の他に導波路と溝の
境界における反射損失等も考えられるが、支配的なのは
放射損失である。したがって、溝を複数に分割すること
によって、溝形成による損失増加を低減することが可能
になる。
In an optical waveguide circuit having a groove formed by removing a part of a waveguide or an optical waveguide circuit in which a material having appropriate characteristics is inserted into the groove, excessive loss due to radiation loss in the groove is caused. Occurs. Excess loss in the groove is AW
The G or TO switch means deterioration of the loss characteristic of the circuit as it is, and the frequency stabilized laser increases the threshold current for oscillation. FIG. 15 shows a case where a part of the quartz glass waveguide is removed to form a groove, and a silicone resin is inserted.
It shows the radiation loss for the groove width, ie the length of the waveguide removed. As shown in FIG. 15, the radiation loss increases rapidly with respect to the groove width. Thus, excess loss can be reduced by dividing the groove into a plurality. That is, from FIG. 15, it can be seen that the radiation loss is reduced by dividing the constant groove width into a plurality. In order to increase the loss by forming the groove, reflection loss at the boundary between the waveguide and the groove can be considered in addition to the radiation loss in the groove, but the radiation loss is dominant. Therefore, by dividing the groove into a plurality of parts, an increase in loss due to the formation of the groove can be reduced.

【0015】溝を複数に分割する具体的な形態として、
図12(a)のAWGでは、図16に示すように、溝1
7の端部17aのみ溝幅が変化し、その他の部分17b
が等幅であるようにする。端部17aの溝幅が変化して
いる部分では、除去されるアレイ導波路13の長さがΔ
L’ずつ増加するように設定しており、左端にある溝1
7の端部17aの溝幅をw〜2w(w=k×ΔL’,
k:自然数)までΔL’ずつ変化させ、次の導波路13
に対してはその幅をwに戻し、もう1本の溝17を追加
する。このような形状を取ることによって、各アレイ導
波路13の除去されている部分の長さの合計がΔL’ず
つ長くなっており、更にアレイ導波路13の除去される
長さは、1箇所あたり最大でも2wとすることができ
る。
As a specific form of dividing the groove into a plurality,
In the AWG of FIG. 12A, as shown in FIG.
7, the groove width changes only at the end 17a, and the other portion 17b
Are equal in width. In the portion where the groove width of the end portion 17a changes, the length of the array waveguide 13 to be removed is Δ
Groove 1 is set to increase by L '.
7 has a groove width of w to 2w (w = k × ΔL ′,
k: a natural number), and the next waveguide 13
, The width is returned to w, and another groove 17 is added. By adopting such a shape, the total length of the removed portions of each array waveguide 13 is increased by ΔL ′, and the removed length of the array waveguide 13 is It can be at most 2w.

【0016】図13のポリマーアシステッドTOスイッ
チでは、図17に示すようにアーム導波路111aを複
数の溝114で分断する。アーム導波路111aの除去
される長さは、1箇所あたりwである。また、図14の
モードホップを抑制した周波数安定化レーザにおいて、
図17と同様に、導波路212を複数の溝215により
分断する。
In the polymer assisted TO switch shown in FIG. 13, the arm waveguide 111a is divided by a plurality of grooves 114 as shown in FIG. The removed length of the arm waveguide 111a is w per location. Further, in the frequency stabilized laser in which the mode hop is suppressed in FIG.
17, the waveguide 212 is divided by the plurality of grooves 215.

【0017】ここで、これらの溝を分割する場合に、各
溝の間隔dを短くしすぎると、溝形状が近似的に図11
(b)のような分割のないものとなり、放射損失の低減
効果が小さくなる。dは少なくとも光波長の20倍程度
以上確保することが必要である。
Here, when dividing these grooves, if the distance d between the grooves is too short, the groove shape will be approximately as shown in FIG.
There is no division as in (b), and the effect of reducing radiation loss is reduced. It is necessary to secure d at least about 20 times the optical wavelength.

【0018】一方、プレーナ光波回路では、導波路の比
屈折率差を大きくすることにより、導波路の曲線部分の
曲率半径を小さくすることが可能であり、これによって
回路の小型化が実現する。高比屈折率差導波路及びその
適用に関して詳しくは、(S.Suzuki et al., "High-Den
sity Integrated Planar Lightwave Circuits UsingSiO
2-GeO2 Waveguides with a High Refractive Index Dif
ference", J. Lightwave Techonol., vol.12, no.5, p
p.790-796, 1994.)に記載されている。AWGやTOス
イッチなどに関しても、高比屈折率差導波路の適用によ
って、回路の小型化が実現する。また、半導体LDを搭
載したハイブリッドPLC回路では、高比屈折率差導波
路の適用によって、半導体LDと石英系ガラス導波路の
結合損失を低減することができる。
On the other hand, in the planar lightwave circuit, it is possible to reduce the radius of curvature of the curved portion of the waveguide by increasing the relative refractive index difference of the waveguide, thereby realizing the miniaturization of the circuit. For more information on high relative index difference waveguides and their applications, see (S. Suzuki et al., "High-Den
sity Integrated Planar Lightwave Circuits UsingSiO
2 -GeO 2 Waveguides with a High Refractive Index Dif
ference ", J. Lightwave Techonol., vol.12, no.5, p
790-796, 1994.). As for the AWG and the TO switch, the size of the circuit can be reduced by applying the high relative index difference waveguide. In a hybrid PLC circuit equipped with a semiconductor LD, the coupling loss between the semiconductor LD and the silica glass waveguide can be reduced by applying a high relative refractive index difference waveguide.

【0019】現在、AWGの総合的な小型化、低コスト
化が強く求められているが、そのためには、高比屈折率
差導波路の適用による小型化のみならず、前記の透過波
長を温度無依存化する技術の適用による、温度コントロ
ールの削除が非常に重要である。また同時に、TOスイ
ッチの小型化、低消費電力化が求められており、前記ポ
リマーアシステッドTOスイッチへの高比屈折率差導波
路の適用も重要である。
At present, there is a strong demand for the overall miniaturization and cost reduction of the AWG. To this end, not only the miniaturization by applying the high relative refractive index difference waveguide but also the above-mentioned transmission wavelength is controlled by the temperature. It is very important to eliminate the temperature control by applying the technology to make it independent. At the same time, miniaturization and low power consumption of the TO switch are required, and it is also important to apply a high relative refractive index difference waveguide to the polymer assisted TO switch.

【0020】高比屈折率差導波路を用いたAWG、TO
スイッチ、及び周波数安定化レーザに対して、前記の溝
を形成した場合、溝における放射損失は通常の比屈折率
差導波路に比べて大きくなる。例えば図15に示すよう
に、比屈折率差0.75%の導波路の場合に比較し、比
屈折率差1.5%の導波路の場合はdB単位で2倍以上
の放射損失がある。よって高比屈折率差導波路を用いる
場合、実用的な損失特性を得るためには、前記の分割し
た溝形状の適用が必須となる。
AWG, TO using high relative index difference waveguide
When the groove is formed for a switch and a frequency-stabilized laser, the radiation loss in the groove becomes larger than that of a normal relative index difference waveguide. For example, as shown in FIG. 15, the radiation loss of the waveguide having the relative refractive index difference of 1.5% is twice or more in dB compared to the case of the waveguide having the relative refractive index difference of 0.75%. . Therefore, when a high relative index difference waveguide is used, it is necessary to apply the above-mentioned divided groove shape in order to obtain practical loss characteristics.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】前記のように、高比屈
折率差導波路を用いた光導波回路には、小型、あるいは
半導体光素子との低損失結合などの利点がある。また高
比屈折率差導波路の適用には、温度補償材料を充填する
溝の分割化が必須である。しかしながら、溝を分割して
過剰損失を低減する場合、各溝の間隔をある程度確保す
る必要があるため、溝の分割を増やすほど、溝を配置す
るための直線導波路部を長くする必要が生じる。
As described above, an optical waveguide circuit using a high relative index difference waveguide has advantages such as small size and low loss coupling with a semiconductor optical device. For application of a high relative index difference waveguide, it is essential to divide a groove filled with a temperature compensation material. However, when the excess loss is reduced by dividing the groove, it is necessary to secure a certain interval between the grooves. Therefore, as the division of the groove increases, the length of the linear waveguide portion for arranging the groove needs to be increased. .

【0022】図18は図16の溝形状を有するAWGの
過剰損失の溝幅w依存性、及び溝17を配置するために
要する直線導波路部16の長さの溝幅w依存性を示した
ものである。AWGのパラメータは、隣接するアレイ導
波路13の長さの差ΔLは60μm、アレイ導波路13
の本数は150本、導波路の比屈折率差は1.5%とし
た。この設計で波長チャンネル間隔0.8nm、チャン
ネル数16のアレイ導波路回折格子が実現する。隣接す
るアレイ導波路間13で溝17によって除去された長さ
の差ΔL’は1.25μmであり、隣接する溝17の間
隔dは50μmである。溝はフォトリソグラフ及び反応
性エッチングによって形成した。また温度補償材料とし
てはシリコーン樹脂を使用した。
FIG. 18 shows the dependence of the excess loss of the AWG having the groove shape of FIG. 16 on the groove width w, and the dependence of the length of the linear waveguide portion 16 required for disposing the groove 17 on the groove width w. Things. The parameters of the AWG are such that the difference ΔL between the lengths of the adjacent array waveguides 13 is 60 μm,
Were set to 150, and the relative refractive index difference of the waveguide was set to 1.5%. With this design, an arrayed waveguide grating having a wavelength channel interval of 0.8 nm and 16 channels is realized. The length difference ΔL ′ between adjacent arrayed waveguides 13 removed by the groove 17 is 1.25 μm, and the distance d between the adjacent grooves 17 is 50 μm. The grooves were formed by photolithography and reactive etching. Silicone resin was used as a temperature compensation material.

【0023】過剰損失を十分低減するためには、w=5
ないし10μmまで溝17を細かく分割する必要がある
が、そのとき要する直線導波路部16の長さは約200
0μmまでになり、回路サイズの増大を招く。これは高
比屈折率差導波路の適用による小型化の効果を十分得ら
れないことを意味する。すなわちAWGにおいて、高比
屈折率差導波路の適用による小型化、透過波長の温度無
依存化、及び実用的な損失特性を実現するためには、温
度補償材料を充填する溝の分割数をなるべく少なくし、
且つ溝における過剰損失を低減する必要がある。
In order to sufficiently reduce the excess loss, w = 5
It is necessary to finely divide the groove 17 to 10 μm, and the length of the linear waveguide portion 16 required at that time is about 200 μm.
0 μm, which leads to an increase in circuit size. This means that the effect of miniaturization by applying the high relative index difference waveguide cannot be sufficiently obtained. That is, in the AWG, in order to reduce the size by applying a high relative refractive index difference waveguide, to make the transmission wavelength independent of temperature, and to realize practical loss characteristics, the number of divisions of the groove filled with the temperature compensation material should be as small as possible. Less
In addition, it is necessary to reduce excess loss in the groove.

【0024】また図19は図17の溝形状を有するTO
スイッチあるいは周波数安定化レーザの過剰損失の溝幅
w依存性、及び溝を配置するために要する直線導波路部
の長さの溝幅w依存性を示したものである。導波路の比
屈折率差は1.5%、溝によって除去された導波路の長
さは計300μmであり、隣接する溝の間隔dは50μ
mである。溝はフォトリソグラフ及び反応性エッチング
によって形成した。また、温度補償材料としては、シリ
コーン樹脂を使用した。
FIG. 19 shows a TO having the groove shape of FIG.
FIG. 4 shows the dependence of the excess loss of the switch or the frequency-stabilized laser on the groove width w, and the dependence of the length of the linear waveguide portion required for disposing the groove on the groove width w. The relative refractive index difference of the waveguide is 1.5%, the length of the waveguide removed by the groove is 300 μm in total, and the distance d between adjacent grooves is 50 μm.
m. The grooves were formed by photolithography and reactive etching. In addition, a silicone resin was used as a temperature compensation material.

【0025】この場合も過剰損失を十分低減するために
は、w=5ないし10μmまで溝を細かく分割する必要
があるが、そのとき要する直線導波路部の長さは約30
00μmまでになり、回路サイズの増大を招く。更にこ
れはTOスイッチにおいては、薄膜ヒータによって熱す
べき領域の拡大、すなわち消費電力増加につながり、ま
た周波数安定化レーザにおいては、レーザキャビティ長
の増大による最高変調速度の低下につながる。したがっ
てTOスイッチあるいは周波数安定化レーザにおいて
も、温度補償材料を充填する溝の分割数をなるべく少な
くし、且つ溝における過剰損失を低減する必要がある。
In this case as well, in order to sufficiently reduce the excess loss, it is necessary to finely divide the groove up to w = 5 to 10 μm.
As a result, the circuit size increases. Furthermore, in the TO switch, the area to be heated by the thin film heater is expanded, that is, the power consumption is increased. In the frequency stabilized laser, the maximum modulation speed is reduced due to the increase in the laser cavity length. Therefore, also in the TO switch or the frequency stabilizing laser, it is necessary to reduce the number of divisions of the groove filled with the temperature compensation material as much as possible and to reduce the excess loss in the groove.

【0026】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、導波路の一部を除去して溝を形
成した光導波回路、あるいは更に、その溝に適当な特性
を有する材料を挿入した光導波回路において、溝の分割
数が少なく、且つ溝における過剰損失が小さい溝形状を
適用することによって、溝の形成に起因する回路サイズ
増大等の諸回路特性の劣化を抑制し、同時に溝における
過剰損失に伴う諸回路特性の劣化を抑制した、実用十分
な特性を有する光導波回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide circuit in which a groove is formed by removing a part of a waveguide, or that the groove has appropriate characteristics. In an optical waveguide circuit in which a material is inserted, by adopting a groove shape in which the number of divisions of the groove is small and the excess loss in the groove is small, deterioration of various circuit characteristics such as an increase in circuit size due to the formation of the groove is suppressed. Another object of the present invention is to provide an optical waveguide circuit having practically sufficient characteristics in which deterioration of various circuit characteristics due to excessive loss in a groove is suppressed.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、クラッド及びコアからなる光導波路を
備えた光導波回路において、それぞれコアを分断する複
数の溝が互いに間隔をおいて配列するように形成され、
前記複数の溝はコアの分断距離が非一様に形成され、且
つ、前記配列の端又は端近傍には前記複数の溝のうちコ
アの分断距離の小さい溝が一つ以上配置されていること
を特徴とするものを提案する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in an optical waveguide circuit having an optical waveguide comprising a clad and a core, a plurality of grooves for dividing the core are spaced apart from each other. Formed to be arranged,
The plurality of grooves are formed so that the core division distance is non-uniform, and one or more grooves having a small core division distance among the plurality of grooves are arranged at or near the end of the array. We propose the one that features.

【0028】図16や図17のような分割された溝形状
の場合に、各導波路における放射損失を詳しく解析した
結果、損失は各溝で均等に生じるわけではなく、比較的
端に配置された溝(光が始め通過する溝、或いは光が終
わりに通過する溝)での損失が特に大きいことが分かっ
た。この原因は、隣接する溝からの放射モードのカップ
リングによって中程にある溝の放射損失が低減するが、
端部ではカップリングが弱いためと考えられる。そこ
で、本発明では、各導波路において比較的端に配列され
た少数の溝を可能な限り細くした形状にした。この溝形
状により、溝の分割数を増やすことなく、溝での過剰損
失を抑えることが可能である。
In the case of the divided groove shape as shown in FIGS. 16 and 17, as a result of detailed analysis of the radiation loss in each waveguide, the loss does not occur evenly in each groove, but is relatively located at the end. It was found that the loss in the groove (the groove through which light passes first or the groove through which light passes at the end) was particularly large. The reason is that the radiation loss of the middle groove is reduced by the coupling of the radiation mode from the adjacent groove,
It is considered that the coupling is weak at the end. Therefore, in the present invention, a small number of grooves arranged relatively at the end of each waveguide are formed as thin as possible. With this groove shape, it is possible to suppress excessive loss in the groove without increasing the number of divisions of the groove.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)本発明の第
1の実施の形態にかかる光導波回路について図1及び図
2を参照して説明する。ここでは、光導波回路として、
前述した透過波長を温度無依存化したアレイ導波路回折
格子(AWG)について説明する。図1はAWGのアレ
イ導波路部分に形成した溝の形状を説明する図、図2は
AWGにおける過剰損失の溝幅依存性及び直線導波路部
の長さの溝幅依存性を示すグラフである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An optical waveguide circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, as an optical waveguide circuit,
An array waveguide diffraction grating (AWG) in which the above-mentioned transmission wavelength is made temperature-independent will be described. FIG. 1 is a view for explaining the shape of a groove formed in an array waveguide portion of an AWG, and FIG. 2 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the AWG. .

【0030】このAWGでは、図16を参照して前述し
た従来のAWGと同様の構成を有しており、アレイ導波
路20を複数の溝21により分断している。このAWG
では、最初に光が通過する左端の溝21の溝幅をwmin
と細くし、他の溝21の溝幅はwになっている。また、
端部21aの溝幅が変化する部分は、左端の溝21では
min〜wmin+wで直線的に変化し、他の溝21ではw
〜2wで直線的に変化する形状となっている。
This AWG has the same configuration as the conventional AWG described above with reference to FIG. 16, and the array waveguide 20 is divided by a plurality of grooves 21. This AWG
Then, the groove width of the leftmost groove 21 through which light passes first is set to w min
The width of the other groove 21 is w. Also,
Portions where the groove width of the end portion 21a is changed, the left end of the groove 21 w min ~w min + varies linearly with w, the other groove 21 w
It has a shape that changes linearly at ~ 2w.

【0031】図2は図1の溝形状を有するAWGの過剰
損失の溝幅w依存性、及び溝を配置するために要する直
線導波路部の長さの溝幅w依存性を示したものである。
また図2は、従来の図16の溝形状を有するAWGの過
剰損失の溝幅w依存性も比較のために示している。ここ
で、AWGのパラメータは、隣接するアレイ導波路20
の長さの差ΔLは60μm、アレイ導波路20の本数は
150本、導波路の比屈折率差は1.5%とした。この
設計で波長チャンネル間隔0.8nm、チャンネル数1
6のアレイ導波路回折格子が実現する。隣接するアレイ
導波路20間で溝21によって除去された長さの差Δ
L’は1.25μmであり、隣接する溝21の間隔dは
50μmである。溝21はフォトリソグラフィ及び反応
性エッチングによって形成し、エッチングの再現性を考
慮して最小溝幅wmin=5μmと設定した。また、温度
補償材料としてはシリコーン樹脂を使用した。
FIG. 2 shows the dependence of the excess loss of the AWG having the groove shape of FIG. 1 on the groove width w, and the dependence of the length of the linear waveguide portion required for arranging the groove on the groove width w. is there.
FIG. 2 also shows, for comparison, the dependence of the excess loss of the conventional AWG having the groove shape of FIG. 16 on the groove width w. Here, the parameters of the AWG correspond to the adjacent array waveguides 20.
Is 60 μm, the number of arrayed waveguides 20 is 150, and the relative refractive index difference of the waveguides is 1.5%. With this design, the wavelength channel interval is 0.8 nm and the number of channels is 1
6 are realized. Length difference Δ between adjacent arrayed waveguides 20 removed by groove 21
L ′ is 1.25 μm, and the distance d between adjacent grooves 21 is 50 μm. The groove 21 was formed by photolithography and reactive etching, and was set to a minimum groove width w min = 5 μm in consideration of etching reproducibility. In addition, a silicone resin was used as a temperature compensation material.

【0032】図2から分かるように、最初に光が通過す
る溝の幅を細くした図1の溝形状をAWGに適用するこ
とによって、図16に示した従来例と比較し、過剰損失
を低減することができる。例えばw=15μmにおける
過剰損失は、従来の1.2dBに対し、1.0dBまで
0.2dB低減される。
As can be seen from FIG. 2, by applying the groove shape shown in FIG. 1 in which the width of the groove through which light passes first is reduced to AWG, excess loss is reduced as compared with the conventional example shown in FIG. can do. For example, the excess loss at w = 15 μm is reduced by 0.2 dB to 1.0 dB from the conventional 1.2 dB.

【0033】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態にかかる光導波回路について図3及び図4を参照
して説明する。ここでは、光導波回路として、前述した
透過波長を温度無依存化したアレイ導波路回折格子(A
WG)について説明する。図3はAWGのアレイ導波路
部分に形成した溝の形状を説明する図、図4はAWGに
おける過剰損失の溝幅依存性及び直線導波路部の長さの
溝幅依存性を示すグラフである。
Second Embodiment An optical waveguide circuit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, as an optical waveguide circuit, an arrayed waveguide diffraction grating (A
WG) will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the shape of the groove formed in the array waveguide portion of the AWG, and FIG. 4 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the length of the linear waveguide portion in the AWG. .

【0034】このAWGでは、図16を参照して前述し
た従来のAWGと同様の構成を有しており、アレイ導波
路30を複数の溝31により分断している。全ての溝3
1の溝幅はwになっており、また端部31aの溝幅が変
化する部分は、幅wmin〜wm in+wで変化する形状にな
っている。この形状は、最後に光が通過する溝31の幅
を細くしたものである。
This AWG has the same structure as the conventional AWG described above with reference to FIG. 16, and the array waveguide 30 is divided by a plurality of grooves 31. All grooves 3
1 of the groove width has become a w, also part groove width of the end portion 31a is changed are shaped to vary the width w min ~w m in + w. This shape is obtained by reducing the width of the groove 31 through which the light finally passes.

【0035】図4は図3の溝形状を有するAWGの過剰
損失の溝幅w依存性、及び溝を配置するために要する直
線導波路部の長さの溝幅w依存性を示したものである。
また図4は、従来の図16の溝形状を有するアレイ導波
路回折格子の過剰損失の溝幅w依存性も、比較のために
示している。AWGのパラメータは第1の実施の形態と
同様である。隣接するアレイ導波路30間で溝31によ
って除去された長さの差ΔL’は1.25μmであり、
隣接する溝31の間隔dは50μmである。溝31はフ
ォトリソグラフィ及び反応性エッチングによって形成
し、エッチングの再現性を考慮して、溝31の端部31
aの溝幅が変化する部分の先端の溝幅(最小溝幅)をw
min=5μmと設定した。また、温度補償材料としては
シリコーン樹脂を使用した。
FIG. 4 shows the dependence of the excess loss of the AWG having the groove shape of FIG. 3 on the groove width w, and the dependence of the length of the linear waveguide portion required for arranging the groove on the groove width w. is there.
FIG. 4 also shows, for comparison, the dependence of the excess loss on the groove width w of the conventional arrayed waveguide grating having the groove shape of FIG. The AWG parameters are the same as in the first embodiment. The length difference ΔL ′ between adjacent array waveguides 30 removed by the groove 31 is 1.25 μm,
The distance d between the adjacent grooves 31 is 50 μm. The groove 31 is formed by photolithography and reactive etching, and considering the reproducibility of the etching, the end 31 of the groove 31 is formed.
Let w be the groove width (minimum groove width) at the tip of the portion where the groove width of a changes.
min = 5 μm was set. In addition, a silicone resin was used as a temperature compensation material.

【0036】図4から分かるように、最後に光が通過す
る溝の幅を細くした図3の溝形状を適用することによっ
て、図1の溝形状と同様に、図16に示した従来例に比
較して、過剰損失を低減することができる。例えばw=
15μmにおける過剰損失は、従来の1.2dBに対
し、0.8dBまで0.4dB低減される。
As can be seen from FIG. 4, by applying the groove shape of FIG. 3 in which the width of the groove through which light finally passes is narrowed, the same as the groove shape of FIG. 1 can be applied to the conventional example shown in FIG. In comparison, excess loss can be reduced. For example, w =
The excess loss at 15 μm is reduced by 0.4 dB to 0.8 dB from the conventional 1.2 dB.

【0037】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態にかかる光導波回路について図5及び図6を参照
して説明する。ここでは、光導波回路として、前述した
透過波長を温度無依存化したアレイ導波路回折格子(A
WG)について説明する。図5はAWGのアレイ導波路
部分に形成した溝の形状を説明する図、図6はAWGに
おける過剰損失の溝幅依存性及び直線導波路部の長さの
溝幅依存性を示すグラフである。
(Third Embodiment) An optical waveguide circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, as an optical waveguide circuit, an arrayed waveguide diffraction grating (A
WG) will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining the shape of the groove formed in the array waveguide portion of the AWG, and FIG. 6 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the AWG. .

【0038】このAWGでは、図16を参照して前述し
た従来のAWGと同様の構成を有しており、アレイ導波
路40を複数の溝41により分断している。溝41は、
図1及び図3に示される形状を複合した形状となってお
り、左端の溝41の幅をwmi nと細くし、他の溝41の
溝幅はwになっている。 また溝端部41aの溝幅が変
化する部分は、左端の溝41ではwmin〜2wminで変化
し、他では幅wmin〜wm in+wで変化する形状になって
いる。
This AWG has the same configuration as the conventional AWG described above with reference to FIG. 16, and the array waveguide 40 is divided by a plurality of grooves 41. The groove 41 is
1 and has a composite shape the shape shown in FIG. 3, the width of the left edge of the groove 41 is narrower and w mi n, the groove width of the other grooves 41 is to w. The portion where the groove width of the groove end portion 41a is changed, changes in the left end of the groove 41 w min ~2w min, in other has a shape that varies the width w min ~w m in + w.

【0039】図6は図5の溝形状を有するアレイ導波路
回折格子の過剰損失の溝幅w依存性、及び溝を配置する
ために要する直線導波路部の長さの溝幅w依存性を示し
たものである。また図6は、従来の図16の溝形状を有
するアレイ導波路回折格子の過剰損失の溝幅w依存性も
比較のために示している。アレイ導波路回折格子のパラ
メータは第1の実施の形態と同様である。隣接するアレ
イ導波路40間で溝441によって除去された長さの差
ΔL’は1.25μmであり、隣接する溝41の間隔は
50μmである。溝41はフォトリソグラフィ及び反応
性エッチングによって形成し、エッチングの再現性を考
慮して、溝端部41aの溝幅が変化する部分の先端の溝
幅、及び左端の溝41の幅(最小溝幅)をwmin=5μ
mと設定した。また温度補償材料としてはシリコーン樹
脂を使用した。
FIG. 6 shows the dependence of the excess loss on the groove width w of the arrayed waveguide diffraction grating having the groove shape of FIG. 5 and the dependence of the length of the linear waveguide portion required for arranging the groove on the groove width w. It is shown. FIG. 6 also shows, for comparison, the dependence of excess loss on the groove width w of the conventional arrayed waveguide grating having the groove shape of FIG. The parameters of the arrayed waveguide diffraction grating are the same as in the first embodiment. The length difference ΔL ′ between adjacent arrayed waveguides 40 removed by the groove 441 is 1.25 μm, and the interval between adjacent grooves 41 is 50 μm. The groove 41 is formed by photolithography and reactive etching. In consideration of the reproducibility of the etching, the width of the leading end of the portion where the groove width of the groove end 41a changes and the width of the left end groove 41 (minimum groove width). To w min = 5μ
m. Silicone resin was used as a temperature compensation material.

【0040】図6から分かるように、最初と最後に光が
通過する溝の幅を細くした図5の溝形状を適用すること
によって、図16に示した従来例に比較して、過剰損失
を低減することができる。また、過剰損失低減の効果は
第1及び第2の実施の形態における溝形状よりも大きい
ことが分かる。例えばw=15μmにおける過剰損失
は、従来例の1.2dBに対し、0.6dBまで低減さ
れ、従来のw=5μmにおける過剰損失0.5dBと比
較しても遜色はない。しかしながら、w=5μmのとき
要する直線導波路部の長さは1900μmであるのに対
し、w=15μmのとき要する直線導波路部の長さは、
その35%の650μmである。
As can be seen from FIG. 6, by applying the groove shape of FIG. 5 in which the width of the groove through which light passes first and last is reduced, excess loss can be reduced as compared with the conventional example shown in FIG. Can be reduced. Also, it can be seen that the effect of reducing the excess loss is greater than the groove shape in the first and second embodiments. For example, the excess loss at w = 15 μm is reduced to 0.6 dB from 1.2 dB of the conventional example, and is comparable to the conventional excess loss of 0.5 dB at w = 5 μm. However, while the length of the linear waveguide required when w = 5 μm is 1900 μm, the length of the linear waveguide required when w = 15 μm is:
It is 650 μm which is 35% of that.

【0041】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態にかかる光導波回路について図7及び図8を参照
して説明する。ここでは、光導波回路として、前述した
ポリマーアシステッド熱光学(TO)スイッチについて
説明する。図7はTOスイッチのアーム導波路部分に形
成した溝の形状を説明する図、図8はTOスイッチにお
ける過剰損失の溝幅依存性及び直線導波路部の長さの溝
幅依存性を示すグラフである。
(Fourth Embodiment) An optical waveguide circuit according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the above-described polymer assisted thermo-optic (TO) switch will be described as an optical waveguide circuit. FIG. 7 is a view for explaining the shape of the groove formed in the arm waveguide portion of the TO switch, and FIG. 8 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide in the TO switch. It is.

【0042】このポリマーアシステッドTOスイッチで
は、図17を参照して前述したポリマーアシステッドT
Oスイッチと同様の構成を有しており、アーム導波路5
0を複数の溝51により分断している。このポリマーア
システッドTOスイッチでは、最初と最後に光が通過す
る溝51の幅が他の溝51より細くした形状になってい
る。
In this polymer assisted TO switch, the polymer assisted T switch described above with reference to FIG.
It has the same configuration as the O-switch, and has the arm waveguide 5
0 is divided by a plurality of grooves 51. In this polymer assisted TO switch, the width of the groove 51 through which light passes first and last is narrower than the other grooves 51.

【0043】図8は図7の溝形状を有するポリマーアシ
ステッドTOスイッチの過剰損失の溝幅w依存性、及び
溝51を配置するために要する直線導波路部の長さの溝
幅w依存性を示したものである。また図8は、従来の図
17の溝形状を有するポリマーアシステッドTOスイッ
チの過剰損失の溝幅w依存性も、比較のために示してい
る。導波路の比屈折率差は1.5%、溝51によって除
去された導波路の長さは計300μmであり、隣接する
溝51の間隔は50μmである。溝51はフォトリソグ
ラフィ及び反応性エッチングによって形成し、エッチン
グの再現性を考慮して最小溝幅wmin=5μmと設定し
た。また温度補償材料としてはシリコーン樹脂を使用し
た。
FIG. 8 shows the dependence of the excess loss of the polymer assisted TO switch having the groove shape of FIG. 7 on the groove width w, and the dependence of the length of the linear waveguide portion required for disposing the groove 51 on the groove width w. It is shown. FIG. 8 also shows, for comparison, the dependence of the excess loss on the groove width w of the conventional polymer assisted TO switch having the groove shape of FIG. The relative refractive index difference of the waveguide is 1.5%, the length of the waveguide removed by the groove 51 is 300 μm in total, and the interval between adjacent grooves 51 is 50 μm. The groove 51 was formed by photolithography and reactive etching, and was set to a minimum groove width w min = 5 μm in consideration of reproducibility of etching. Silicone resin was used as a temperature compensation material.

【0044】図8から分かるように、最初と最後に光が
通過する溝51の幅を細くした図7の溝形状を適用する
ことによって、図17に示した従来例に比較して、過剰
損失を低減することができる。例えばw=15μmにお
ける過剰損失は、従来例の0.8dBに対し、0.4d
Bまで低減され、従来例のw=5μmにおける過剰損失
0.4dBと同等である。しかしながら、w=5μmの
とき要する直線導波路部の長さは3000μmであるの
に対し、w=15μmのとき要する直線導波路部の長さ
は、その25%の750μmである。
As can be seen from FIG. 8, by applying the groove shape of FIG. 7 in which the width of the groove 51 through which light passes first and last is reduced, the excess loss compared with the conventional example shown in FIG. Can be reduced. For example, the excess loss at w = 15 μm is 0.4 dB compared to 0.8 dB of the conventional example.
B, which is equivalent to the excess loss of 0.4 dB at w = 5 μm of the conventional example. However, the required length of the linear waveguide portion when w = 5 μm is 3000 μm, whereas the required length of the linear waveguide portion when w = 15 μm is 750 μm, which is 25% of the length.

【0045】なお、本実施の形態では、アレイ導波路の
一例としてポリマーアシステッドTOスイッチについて
説明したが、周波数安定化レーザについても本実施の形
態と同様の溝形状とすることで本発明を適用することが
できる。
In this embodiment, the polymer assisted TO switch has been described as an example of the arrayed waveguide. However, the present invention can be applied to a frequency-stabilized laser by forming the same groove shape as in this embodiment. can do.

【0046】以上4つの実施の形態から、本発明の光導
波回路では、比較的分割数の少ないながらも、従来に比
較して過剰損失が低減することが確認された。この結
果、本発明により、溝の分割数を減らす、すなわち溝を
配置するために要する直線導波路部の長さを短くし、回
路サイズ増大等の諸回路特性の劣化を抑制しながら、同
時に溝における過剰損失を小さく抑え、実用十分な特性
を有する光導波回路を得ることが可能である。
From the above four embodiments, it has been confirmed that, in the optical waveguide circuit of the present invention, although the number of divisions is relatively small, excess loss is reduced as compared with the related art. As a result, according to the present invention, the number of divisions of the groove is reduced, that is, the length of the linear waveguide portion required for arranging the groove is shortened, and while the deterioration of various circuit characteristics such as an increase in circuit size is suppressed, the groove is simultaneously And it is possible to obtain an optical waveguide circuit having practically sufficient characteristics.

【0047】なお、上述した4つの実施の形態では、A
WG、TOスイッチ、周波数安定化レーザに関する例を
挙げたが、本発明は、これらの回路に限定されるもので
はなく、導波路の一部を除去して溝を形成した、或いは
更に、その溝に適当な特性を有する材料を挿入した、光
導波回路全般に及ぶものである。
In the four embodiments described above, A
Although examples related to the WG, the TO switch, and the frequency stabilizing laser are given, the present invention is not limited to these circuits, and a part of the waveguide is removed to form a groove, or further, the groove is formed. The present invention covers all optical waveguide circuits in which a material having appropriate characteristics is inserted.

【0048】また、上述した4つの実施の形態では、導
波路の比屈折率差を特定の値に限定したが、本発明の適
用範囲は、この比屈折率差に限定されるものではない。
In the above-described four embodiments, the relative refractive index difference of the waveguide is limited to a specific value. However, the applicable range of the present invention is not limited to this specific refractive index difference.

【0049】更に、第1から第3の実施の形態では、A
WGのパラメータを特定の値に限定したが、本発明の適
用範囲は、このパラメータに限定されるものではない。
Further, in the first to third embodiments, A
Although the parameters of the WG are limited to specific values, the scope of the present invention is not limited to these parameters.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明により、光
導波回路において、導波路の一部を除去して溝を形成す
る、或いは更に、その溝に適当な特性を有する材料を挿
入する場合に、要する直線導波路部の長さを必要最小限
に抑えながらも、溝における過剰損失を比較的小さく抑
えることができ、実用十分な特性を有する光導波回路を
実現することができる。
As described above in detail, according to the present invention, in an optical waveguide circuit, a groove is formed by removing a part of a waveguide, or a material having appropriate characteristics is inserted into the groove. In this case, while the required length of the linear waveguide portion is kept to a necessary minimum, the excess loss in the groove can be kept relatively small, and an optical waveguide circuit having practically sufficient characteristics can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】AWGのアレイ導波路部分に形成した溝の形状
を説明する図
FIG. 1 is a view for explaining the shape of a groove formed in an array waveguide portion of an AWG.

【図2】AWGにおける過剰損失の溝幅依存性及び直線
導波路部の長さの溝幅依存性を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the AWG.

【図3】AWGのアレイ導波路部分に形成した溝の形状
を説明する図
FIG. 3 is a view for explaining the shape of a groove formed in an array waveguide portion of an AWG.

【図4】AWGにおける過剰損失の溝幅依存性及び直線
導波路部の長さの溝幅依存性を示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the AWG.

【図5】AWGのアレイ導波路部分に形成した溝の形状
を説明する図
FIG. 5 is a view for explaining the shape of a groove formed in an array waveguide portion of an AWG.

【図6】AWGにおける過剰損失の溝幅依存性及び直線
導波路部の長さの溝幅依存性を示すグラフ
FIG. 6 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the AWG.

【図7】TOスイッチのアーム導波路部分に形成した溝
の形状を説明する図
FIG. 7 is a view for explaining the shape of a groove formed in an arm waveguide portion of the TO switch.

【図8】TOスイッチにおける過剰損失の溝幅依存性及
び直線導波路部の長さの溝幅依存性を示すグラフ
FIG. 8 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the TO switch.

【図9】従来のAWGの構成図FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional AWG.

【図10】従来のTOスイッチの構成図FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional TO switch.

【図11】従来の周波数安定化レーザの構成図FIG. 11 is a configuration diagram of a conventional frequency stabilized laser.

【図12】従来の透過波長を温度無依存化したAWGの
構成図
FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional AWG in which the transmission wavelength is made temperature-independent.

【図13】従来の透過波長を温度無依存化したTOスイ
ッチの構成図
FIG. 13 is a configuration diagram of a conventional TO switch in which the transmission wavelength is made temperature-independent.

【図14】従来の透過波長を温度無依存化した周波数安
定化レーザの構成図
FIG. 14 is a configuration diagram of a conventional frequency-stabilized laser whose transmission wavelength is made temperature-independent.

【図15】溝により除去された導波路の長さと放射損失
の関係を説明するグラフ
FIG. 15 is a graph illustrating the relationship between the length of a waveguide removed by a groove and radiation loss.

【図16】従来の透過波長を温度無依存化したAWGに
おける溝形状を説明する図
FIG. 16 is a view for explaining a groove shape in a conventional AWG in which a transmission wavelength is made temperature-independent.

【図17】従来の透過波長を温度無依存化したTOスイ
ッチにおける溝形状を説明する図
FIG. 17 is a view for explaining a groove shape in a conventional TO switch in which the transmission wavelength is made temperature-independent.

【図18】従来のAWGにおける過剰損失の溝幅依存性
及び直線導波路部の長さの溝幅依存性を示すグラフ
FIG. 18 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the conventional AWG.

【図19】従来のTOスイッチにおける過剰損失の溝幅
依存性及び直線導波路部の長さの溝幅依存性を示すグラ
FIG. 19 is a graph showing the groove width dependence of the excess loss and the groove width dependence of the length of the linear waveguide portion in the conventional TO switch.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Si基板、2,11…入力導波路、3,12…第1
のスラブ導波路、4,13…アレイ導波路、5,14…
第2のスラブ導波路、6,15…出力導波路、7…導波
路コア、8…クラッド、17…溝、20,30,40…
アレイ導波路、50…アーム導波路、21,31,4
1,51…溝、101…Si基板、102…入力導波
路、103,105…方向性結合器、104a,104
b,111a,111b…アーム導波路、106…出力
導波路、107…導波路コア、108…クラッド、10
9,112…薄膜ヒータ、110…配線、114…溝、
201…Si基板、202,211…半導体レーザダイ
オード、203…導波路コア、204…クラッド、20
5,213…光誘起グレーティング、206,214…
シリコンテラス、212…導波路、215…溝
1: Si substrate, 2, 11: input waveguide, 3, 12: first
Slab waveguides, 4,13 ... array waveguides, 5, 14 ...
2nd slab waveguide, 6, 15 ... output waveguide, 7 ... waveguide core, 8 ... clad, 17 ... groove, 20, 30, 40 ...
Array waveguide, 50 ... arm waveguide, 21, 31, 4
1, 51: groove, 101: Si substrate, 102: input waveguide, 103, 105: directional coupler, 104a, 104
b, 111a, 111b: arm waveguide, 106: output waveguide, 107: waveguide core, 108: clad, 10
9, 112: thin film heater, 110: wiring, 114: groove,
201: Si substrate, 202, 211: semiconductor laser diode, 203: waveguide core, 204: clad, 20
5,213 ... light-induced grating, 206,214 ...
Silicon terrace, 212: waveguide, 215: groove

フロントページの続き (72)発明者 井上 靖之 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 杉田 彰夫 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA04 KA11 KA12 KA15 KB04 LA02 QA01 TA00 TA01 2H050 AB03Z AC82 AC84 Continuation of the front page (72) Inventor Yasuyuki Inoue 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Akio Sugita 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Date F-term (for reference) within the Telegraph and Telephone Corporation 2H047 KA04 KA11 KA12 KA15 KB04 LA02 QA01 TA00 TA01 2H050 AB03Z AC82 AC84

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クラッド及びコアからなる光導波路を備
えた光導波回路において、 それぞれコアを分断する複数の溝が互いに間隔をおいて
配列するように形成され、前記複数の溝はコアの分断距
離が非一様に形成され、且つ、前記配列の端又は端近傍
には前記複数の溝のうちコアの分断距離の小さい溝が一
つ以上配置されていることを特徴とする光導波回路。
1. An optical waveguide circuit comprising an optical waveguide comprising a clad and a core, wherein a plurality of grooves for dividing the core are formed so as to be arranged at an interval from each other, and the plurality of grooves are separated from each other by a dividing distance of the core. Is formed non-uniformly, and one or more grooves having a small core separation distance among the plurality of grooves are arranged at or near the end of the array.
【請求項2】 前記配列の一方の端にコアの分断距離の
最小の溝が配置されていることを特徴とする請求項1記
載の光導波回路。
2. The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein a groove having a minimum separation distance of the core is arranged at one end of the array.
【請求項3】 前記配列の両方の端にコアの分断距離の
最小の溝が配置されていることを特徴とする請求項1記
載の光導波回路。
3. The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein grooves having a minimum separation distance of the core are arranged at both ends of the array.
【請求項4】 前記クラッド及びコアが石英系ガラスか
らなることを特徴とする請求項1乃至3何れか1項記載
の光導波回路。
4. The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein the clad and the core are made of quartz glass.
【請求項5】 前記溝にコアと異なる材料を挿入したこ
とを特徴とする請求項1乃至4何れか1項記載の光導波
回路。
5. The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein a material different from that of the core is inserted into the groove.
【請求項6】 前記溝に挿入した材料が、前記光導波路
の実効屈折率の温度係数と異なる符号の屈折率温度係数
を有することを特徴とする請求項5記載の光導波回路。
6. The optical waveguide circuit according to claim 5, wherein the material inserted into the groove has a refractive index temperature coefficient having a sign different from that of the effective refractive index of the optical waveguide.
【請求項7】 前記光導波路は複数のアレイ導波路から
なり、 該アレイ導波路の両端部に接続されたスラブ導波路を備
え、 前記溝は、該アレイ導波路を横切って形成されているこ
とを特徴とする請求項1乃至6何れか1項記載の光導波
回路。
7. An optical waveguide comprising a plurality of arrayed waveguides, comprising a slab waveguide connected to both ends of the arrayed waveguide, wherein the groove is formed across the arrayed waveguide. The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein:
【請求項8】 前記光導波路は長さの異なる2本のアー
ム導波路からなり、 該アーム導波路の両端部に接続された方向性結合器を備
え、 前記溝は、一方のアーム導波路を横切って形成されてい
ることを特徴とする請求項1乃至6何れか1項記載の光
導波回路。
8. The optical waveguide includes two arm waveguides having different lengths, a directional coupler connected to both ends of the arm waveguide, and the groove connects one of the arm waveguides. The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein the optical waveguide circuit is formed to cross.
【請求項9】 前記光導波路に光誘起グレーティングが
形成され、 該光導波路の端部には半導体レーザダイオードが搭載さ
れ、 前記溝は、前記光誘起グレーティングと半導体レーザダ
イオードとの間の光導波路を横切って形成されているこ
とを特徴とする請求項1乃至6何れか1項記載の光導波
回路。
9. A light-induced grating is formed in the optical waveguide, a semiconductor laser diode is mounted on an end of the optical waveguide, and the groove forms an optical waveguide between the light-induced grating and the semiconductor laser diode. The optical waveguide circuit according to claim 1, wherein the optical waveguide circuit is formed to cross.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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