JP2001324629A - 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、例えば波長多重光
通信において光合分波器として用いられるアレイ導波路
型回折格子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arrayed waveguide type diffraction grating used as an optical multiplexer / demultiplexer in, for example, wavelength division multiplexing optical communication.
【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等を、
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. In order to extract the light, a light transmission device or the like that transmits only light of a predetermined wavelength,
It is essential to have it in the system.
【０００３】光透過デバイスの一例として、図６に示す
ような平板光導波路回路（ＰＬＣ；Ｐｌａｎａｒ Ｌｉ
ｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のアレイ導波路型回
折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
Ｇｒａｔｉｎｇ）がある。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
路構成を石英系ガラス等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; Planar Li) as shown in FIG.
Array Waveguide Grating (AWG; Arrayed Waveguide)
Grating). The arrayed waveguide type diffraction grating is obtained by forming a waveguide configuration as shown in FIG. 1 on a substrate 1 made of silicon or the like using a core made of quartz glass or the like.
【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の出射側には複数の
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 a plurality of juxtaposed optical output waveguides 6 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】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（分波光）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 waveguide 6 at that position, the light having different wavelengths (demultiplexed light) is different for each wavelength. The light can be output from the optical output waveguide 6.
【０００９】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）及びアレイ導波路４の実効屈折率ｎｃに比例する。That is, the arrayed waveguide type diffraction grating separates the 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 arrayed waveguide 4.
【００１０】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
重伝送用の光波長分波器として用いることができ、例え
ば図６に示すように、１本の光入力導波路２から波長λ
１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波
長多重光を入力させると、これらの各波長の光は、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-mentioned characteristics, the arrayed waveguide type diffraction grating can be used as an optical wavelength demultiplexer for wavelength division multiplexing transmission. For example, as shown in FIG. And the wavelength λ from one optical input waveguide 2
When wavelength multiplexed light of 1, λ2, λ3,... Λn (n is an integer of 2 or more) is input, the light of each of these wavelengths becomes the first light.
Is spread by the slab waveguide 3, reaches the array waveguide 4, passes through the second slab waveguide 5, is condensed at different positions depending on the wavelength as described above, and is incident on the different optical output waveguides 6. Through each optical output waveguide 6,
The light is output from the output end of the optical output waveguide 6.
【００１１】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。なお、各光出力導波路６や前述の光入力導波路２に
光ファイバを接続するときには、例えば光ファイバ端面
を１次元アレイ状に配列固定した光ファイバアレイを用
意し、この光ファイバアレイを光出力導波路６や光入力
導波路２の接続端面側に固定して光ファイバと光出力導
波路６及び光入力導波路２を接続する。Then, by connecting an optical fiber (not shown) for optical output to the output end of each optical output waveguide 6,
The light of each wavelength is extracted through the optical fiber. When an optical fiber is connected to each of the optical output waveguides 6 and the optical input waveguide 2 described above, for example, an optical fiber array in which the end faces of the optical fibers are fixed in a one-dimensional array is prepared. The optical fiber is connected to the optical output waveguide 6 and the optical input waveguide 2 while being fixed to the connection end face side of the output waveguide 6 and the optical input waveguide 2.
【００１２】上記アレイ導波路型回折格子において、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、例えば
図７に示すようになり、各光透過中心波長（例えばλ
１，λ２，λ３，・・・λｎ）を中心とし、それぞれの
対応する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、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つ以上の極大値を有するものである場合もある。In the above-mentioned array waveguide type diffraction grating, the light transmission characteristics of the light output from each light output waveguide 6 (the wavelength characteristics of the transmitted light intensity of the array waveguide type diffraction grating) are as shown in FIG. 7, for example. And each light transmission center wavelength (for example, λ
1, .lambda.2, .lambda.3,..., .Lambda.n), and shows a light transmission characteristic in which the light transmittance decreases as the wavelength shifts from the corresponding light transmission center wavelength. The light transmission characteristic does not always have one maximum value, and may have two or more maximum values.
【００１３】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６とは逆に、互いに異なる複数の波長
の光をそれぞれの波長ごとにそれぞれの光出力導波路６
から入射させると、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 array 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, contrary to FIG. 6, light of a plurality of wavelengths different from each other is supplied to each optical output waveguide 6 for each wavelength.
, These lights pass through the reverse propagation path, are multiplexed by the arrayed waveguide 4, and are emitted from one optical input waveguide 2.
【００１４】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.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のアレ
イ導波路型回折格子は、元来、石英系ガラス材料を主と
するために、この石英系ガラス材料の温度依存性に起因
してアレイ導波路型回折格子の前記光透過中心波長が温
度に依存してシフトする。この温度依存性は、１つの光
出力導波路６からそれぞれ出力される光の透過中心波長
をλ、前記アレイ導波路４を形成するコアの等価屈折率
をｎc、基板（例えばシリコン基板）１の熱膨張係数を
αs、アレイ導波路型回折格子の温度変化量をＴとした
ときに、（数１）により示されるものである。Incidentally, the above-mentioned arrayed waveguide type diffraction grating is mainly made of a silica glass material, and therefore, the array waveguide is caused by the temperature dependence of the silica glass material. The light transmission center wavelength of the waveguide grating shifts depending on the temperature. The temperature dependence is such that the transmission center wavelength of light output from one optical output waveguide 6 is λ, the equivalent refractive index of the core forming the arrayed waveguide 4 is n c , and the substrate (for example, silicon substrate) 1 Where α s is the thermal expansion coefficient and T is the temperature change of the arrayed waveguide type diffraction grating.
【００１６】[0016]
【数１】 (Equation 1)
【００１７】ここで、従来の一般的なアレイ導波路型回
折格子において、（数１）から前記光透過中心波長の温
度依存性を求めてみる。従来の一般的なアレイ導波路型
回折格子においては、ｄｎｃ／ｄＴ＝１×１０−５（℃
−１）、αｓ＝３．０×１０ −６（℃−１）、ｎｃ＝
１．４５１（波長１．５５μｍにおける値）であるか
ら、これらの値を（数１）に代入する。Here, a conventional general array waveguide type circuit is used.
In the folded grating, the temperature of the light transmission center wavelength is calculated from (Equation 1).
Let's look for degree dependence. Conventional general array waveguide type
In a diffraction grating, dnc/ DT = 1 × 10-5(℃
-1), Αs= 3.0 × 10 -6(℃-1), Nc=
1.451 (value at a wavelength of 1.55 μm)
Then, these values are substituted into (Equation 1).
【００１８】また、波長λは、各光出力導波路６につい
てそれぞれ異なるが、各波長λの温度依存性は等しい。
そして、現在用いられているアレイ導波路型回折格子
は、波長１５５０ｎｍを中心とする波長帯の波長多重光
を分波したり合波したりするために用いられることが多
いので、ここでは、λ＝１５５０ｎｍを（数１）に代入
する。そうすると、従来の一般的なアレイ導波路型回折
格子の前記光透過中心波長の温度依存性は、（数２）に
示す値となる。Although the wavelength λ differs for each optical output waveguide 6, the temperature dependence of each wavelength λ is equal.
The array waveguide type diffraction grating currently used is often used for demultiplexing or multiplexing wavelength-division multiplexed light in a wavelength band centered at 1550 nm. = 1550 nm is substituted for (Equation 1). Then, the temperature dependence of the light transmission center wavelength of the conventional general array waveguide type diffraction grating becomes a value shown in (Equation 2).
【００１９】[0019]
【数２】 (Equation 2)
【００２０】なお、ｄλ／ｄＴの単位は、ｎｍ／℃であ
る。例えばアレイ導波路型回折格子の使用環境温度が２
０℃変化したとすると、各光出力導波路６から出力され
る光透過中心波長は０．３０ｎｍ長波長側または短波長
側にシフトするものであり、前記使用環境温度変化が７
０℃以上になると、前記光透過中心波長のシフト量が１
ｎｍ以上になってしまう。The unit of dλ / dT is nm / ° C. For example, when the use environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is 2
If the temperature changes by 0 ° C., the central wavelength of light transmitted from each optical output waveguide 6 shifts to the longer wavelength side or the shorter wavelength side by 0.30 nm, and the change in the use environment temperature is 7 °.
At 0 ° C. or higher, the shift amount of the light transmission center wavelength becomes 1
nm or more.
【００２１】アレイ導波路型回折格子は１ｎｍ以下の非
常に狭い間隔で波長を分波または合波できることが特徴
であり、この特長を生かして波長多重光通信用に適用さ
れるものであるため、上記のように、使用環境温度変化
によって光透過中心波長が上記シフト量だけ変化するこ
とは致命的である。The arrayed waveguide type diffraction grating is characterized in that wavelengths can be split or multiplexed at very narrow intervals of 1 nm or less. Since this feature is utilized for wavelength division multiplexing optical communication, As described above, it is fatal that the light transmission center wavelength changes by the shift amount due to a change in the use environment temperature.
【００２２】そこで、従来から温度により光透過中心波
長が変化しないように、アレイ導波路型回折格子の温度
を一定に保つための温度調節手段を設けたアレイ導波路
型回折格子が提案されている。この温度調節手段は、例
えば、ペルチェ素子やヒータなどを設けて構成されるも
のであり、いずれも、アレイ導波路型回折格子を予め定
めた設定温度（室温以上）に保つ制御を行なうものであ
る。Therefore, conventionally, an arrayed waveguide type diffraction grating provided with a temperature control means for keeping the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating constant so that the light transmission center wavelength does not change with temperature has been proposed. . This temperature adjusting means is configured by, for example, providing a Peltier element, a heater, and the like, and all of them perform control for maintaining the arrayed waveguide type diffraction grating at a predetermined set temperature (room temperature or higher). .
【００２３】図６に示したアレイ導波路型回折格子にお
いては、符号３０で示すペルチェ素子がアレイ導波路型
回折格子の基板１側に設けられており、サーミスタ３１
の検出温度に基づいてアレイ導波路型回折格子の温度を
一定に保つように調節する。また、ペルチェ素子の代わ
りにヒータを設けた構成のものは、ヒータで高温保持
し、アレイ導波路型回折格子の温度を一定に保つように
している。In the arrayed waveguide type diffraction grating shown in FIG. 6, a Peltier element indicated by reference numeral 30 is provided on the substrate 1 side of the arrayed waveguide type diffraction grating, and a thermistor 31 is provided.
Is adjusted so as to keep the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating constant based on the detected temperature. In the case where a heater is provided instead of the Peltier element, the heater is maintained at a high temperature so that the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is kept constant.
【００２４】このように、アレイ導波路型回折格子の温
度を一定に保つと、温度に起因して基板１の膨張収縮や
前記コアの等価屈折率変化などが生じないため、上記光
透過中心波長の温度依存性の問題を解消することができ
る。As described above, if the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is kept constant, the expansion and contraction of the substrate 1 and the change of the equivalent refractive index of the core do not occur due to the temperature. Can be solved.
【００２５】また、アレイ導波路型回折格子を構成する
アレイ導波路部の作製誤差（膜厚、幅、屈折率等の誤
差）に起因して、前記光透過中心波長がＩＴＵグリッド
波長等の設定波長からずれている場合にも、光透過中心
波長が前記設定波長となる温度を（数２）を用いて算出
し、アレイ導波路型回折格子の温度がこの算出温度とな
るようにペルチェ素子やヒータ等を有する温度調節手段
によって温度調節すれば、前記光透過中心波長をグリッ
ド波長に合わせることができる。Further, due to a manufacturing error (errors such as film thickness, width, refractive index, etc.) of the array waveguide portion constituting the arrayed waveguide type diffraction grating, the light transmission center wavelength is set to an ITU grid wavelength or the like. Even when the wavelength is deviated from the wavelength, the temperature at which the light transmission center wavelength becomes the set wavelength is calculated using (Equation 2), and the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is set to the calculated temperature by using a Peltier element or the like. If the temperature is adjusted by a temperature adjusting means having a heater or the like, the light transmission center wavelength can be adjusted to the grid wavelength.
【００２６】しかしながら、ペルチェ素子やヒータのよ
うな温度調節手段を用いてアレイ導波路型回折格子の温
度を一定に保つものは、温度調節のために、ペルチェ素
子やヒータに例えば１Ｗといった通電を常時行なわなけ
ればならず、コストがかかるといった問題があった。However, in the case where the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is kept constant by using a temperature adjusting means such as a Peltier element or a heater, a current of, for example, 1 W is always supplied to the Peltier element or the heater for temperature adjustment. However, there is a problem that the cost must be increased.
【００２７】また、ペルチェ素子やヒータのような電気
部品を使用するためには、当然、コントローラーや制御
用サーミスター、熱電対等が必要となり、これらの部品
の組立ずれ等に起因して、光透過中心波長シフトを正確
に抑制できないことがあった。In addition, in order to use electric components such as a Peltier element and a heater, a controller, a thermistor for control, a thermocouple, and the like are required, and light transmission due to misalignment of these components is required. In some cases, the center wavelength shift cannot be suppressed accurately.
【００２８】さらに、アレイ導波路型回折格子と光ファ
イバアレイとの接続は、一般に接着剤を用いて行なわれ
ており、ペルチェ素子やヒータによってアレイ導波路型
回折格子の温度を室温以上の温度に制御すると、アレイ
導波路回折格子と光ファイバーの接続面に介設された接
着剤が室温以上の温度によって例えば膨張したり、軟化
したりする。したがって、ペルチェ素子などを用いてア
レイ導波路型回折格子の温度を一定に保つ構成とした場
合に、前記接着剤の膨張や軟化によって、アレイ導波路
型回折格子の光入力導波路２や光出力導波路６と光ファ
イバとの接続損失が増加し、アレイ導波路型回折格子と
光ファイバとの接続の信頼性を損ねるといった問題があ
った。Further, the connection between the arrayed waveguide type diffraction grating and the optical fiber array is generally performed using an adhesive, and the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is raised to a temperature higher than room temperature by a Peltier element or a heater. When controlled, the adhesive provided on the connection surface between the arrayed waveguide diffraction grating and the optical fiber expands or softens, for example, at a temperature higher than room temperature. Therefore, when the temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is kept constant by using a Peltier element or the like, the expansion or softening of the adhesive causes the light input waveguide 2 or the optical output of the arrayed waveguide type diffraction grating. There is a problem that the connection loss between the waveguide 6 and the optical fiber increases, and the reliability of the connection between the arrayed waveguide type diffraction grating and the optical fiber is impaired.
【００２９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、光透過中心波長の温度依
存性を正確に抑制することが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 problem, and an object of the present invention is to provide an inexpensive arrayed waveguide type diffraction grating capable of accurately suppressing the temperature dependency of the central wavelength of light transmission. Is to do.
【００３０】[0030]
【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、第１の発明は、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た導波路形成領
域を基板上に形成し、前記光入力導波路から入力される
互いに異なる複数の波長をもった光から１つ以上の波長
の光を分波して各光出力導波路から出力する光分波機能
を有するアレイ導波路型回折格子であって、前記第１の
スラブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方が
スラブ導波路の光進行方向の中心軸に対して斜めに交わ
る切断面で切断されて分離スラブ導波路と成し、前記導
波路形成領域が一方側の分離スラブ導波路を含む第１の
導波路形成領域と他方側の分離スラブ導波路を含む第２
の導波路形成領域とに分離されており、互いに対向する
第１の導波路形成領域端面と第２の導波路形成領域端面
の間隔を可変する端面間隔可変手段が設けられている構
成をもって課題を解決する手段としている。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has the following structure to solve the problem. That is, in the first 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 side-by-side arrayed waveguides of different lengths for transmitting light derived from the slab waveguide are connected, and a second slab waveguide is connected to an output side of the plurality of arrayed waveguides. On the output side of the second slab waveguide, a waveguide forming region to which a plurality of light output waveguides arranged in parallel are connected is formed on a substrate, and a plurality of mutually different light input waveguides are input from the optical input waveguide. An array waveguide type diffraction grating having an optical demultiplexing function of demultiplexing light of one or more wavelengths from light having a wavelength and outputting the light from each optical output waveguide, wherein the first slab waveguide and At least one of the second slab waveguides is positioned with respect to the central axis of the slab waveguide in the light traveling direction. A separated slab waveguide is formed by being cut at a cross-section that crosses obliquely, and the waveguide forming region includes a first waveguide forming region including one separated slab waveguide and a second waveguide including a separated slab waveguide on the other side. 2
And an end face interval varying means for varying the interval between the end faces of the first and second waveguide formation areas which are opposed to each other. It is a means to solve.
【００３１】また、第２の発明は、上記第１の発明の構
成に加え、前記端面間隔可変手段は、第１と第２の導波
路形成領域の端面間隔可変によってそれぞれの光出力導
波路から出力される出力光の光透過中心波長の温度依存
変動を低減する温度依存変動低減手段と成している構成
をもって課題を解決する手段としている。According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the end face interval variable means is configured to change an end face interval between the first and second waveguide forming regions from each optical output waveguide. The present invention is a means for solving the problem with a configuration which is a means for reducing the temperature-dependent fluctuation of the light transmission center wavelength of the output light to be outputted.
【００３２】さらに、第３の発明は、上記第１又は第２
の発明の構成に加え、前記端面間隔可変手段は第１の導
波路形成領域と第２の導波路形成領域に跨る態様で設け
られた部材を有しており、該部材は導波路形成領域およ
び基板よりも熱膨張係数が大きい高熱膨張係数部材であ
る構成をもって課題を解決する手段としている。Further, the third invention is directed to the first or second embodiment.
In addition to the configuration of the invention, the end face interval variable means has a member provided so as to straddle the first waveguide formation region and the second waveguide formation region, and the member includes a waveguide formation region and This is a means for solving the problem by using a structure having a high thermal expansion coefficient member having a higher thermal expansion coefficient than the substrate.
【００３３】さらに、第４の発明は、上記第１又は第２
の発明の構成に加え、前記端面間隔可変手段は第１の導
波路形成領域と第２の導波路形成領域の少なくとも一方
とアレイ導波路型回折格子を配設するベースとの間に介
設された部材を有しており、該部材は導波路形成領域お
よび基板よりも熱膨張係数が大きい高熱膨張係数部材で
ある構成をもって課題を解決する手段としている。Further, the fourth invention is directed to the first or second embodiment.
In addition to the configuration of the invention, the end face interval variable means is interposed between at least one of the first waveguide forming region and the second waveguide forming region and the base on which the arrayed waveguide type diffraction grating is disposed. This is a means for solving the problem with a configuration in which the member is a high thermal expansion coefficient member having a larger thermal expansion coefficient than the waveguide forming region and the substrate.
【００３４】さらに、第５の発明は、上記第１乃至第４
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記端面間隔可変
手段は、互いに対向する第１の導波路形成領域端面と第
２の導波路形成領域端面を平行状態と成した構成をもっ
て課題を解決する手段としている。Further, the fifth invention is directed to the first to fourth embodiments.
In addition to the configuration of any one of the inventions described above, the end face interval variable means solves the problem with a configuration in which the end faces of the first waveguide formation region and the second waveguide formation region facing each other are in a parallel state. Means.
【００３５】さらに、第６の発明は、上記第１乃至第４
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記端面間隔可変
手段は、互いに対向する第１の導波路形成領域端面と第
２の導波路形成領域端面を非平行状態と成した構成をも
って課題を解決する手段としている。Further, the sixth invention is directed to the first to fourth embodiments.
In addition to the configuration of any one of the aspects of the invention, the end face interval variable means solves the problem with a configuration in which the end faces of the first waveguide formation region and the second waveguide formation region facing each other are in a non-parallel state. Means to do that.
【００３６】本発明者は、アレイ導波路型回折格子の温
度依存性を抑制するために、アレイ導波路型回折格子の
線分散特性に着目した。アレイ導波路型回折格子におい
て光入力導波路から入射された光は、第１のスラブ導波
路（入力側スラブ導波路）で回折し、アレイ導波路を励
振する。なお、前記の如く、隣接するアレイ導波路の長
さは互いにΔＬずつ異なっている。そこで、アレイ導波
路を伝搬した光は、（数３）を満たし、第２のスラブ導
波路（出力側スラブ導波路）の出力端に集光される。The present inventor paid attention to the linear dispersion characteristics of the arrayed waveguide type diffraction grating in order to suppress the temperature dependence of the arrayed waveguide type diffraction grating. Light incident from the optical input waveguide in the arrayed waveguide grating is diffracted by the first slab waveguide (input slab waveguide) to excite the arrayed waveguide. As described above, the lengths of adjacent array waveguides are different from each other by ΔL. Then, the light that has propagated through the array waveguide satisfies (Equation 3) and is collected at the output end of the second slab waveguide (output side slab waveguide).
【００３７】[0037]
【数３】 (Equation 3)
【００３８】（数３）において、ｎsは第１のスラブ導
波路および第２のスラブ導波路の等価屈折率、ｎcはア
レイ導波路の等価屈折率、φは回折角、ｍは回折次数、
ｄは隣り合うアレイ導波路同士の間隔であり、λは、前
記の如く、各光出力導波路から出力される光の透過中心
波長である。[0038] In equation (3), n s is the equivalent refractive index of the first slab waveguide and the second slab waveguide, n c is the effective refractive index of the arrayed waveguide, phi is the diffraction angle, m is the diffraction order ,
d is the interval between adjacent array waveguides, and λ is the transmission center wavelength of light output from each optical output waveguide, as described above.
【００３９】ここで、回折角φ=０となるところの光透
過中心波長をλ０とすると、λ０は（数４）で表され
る。なお、波長λ０は、一般に、アレイ導波路型回折格
子の中心波長と呼ばれる。[0039] Here, when the light transmission center wavelength at which a diffraction angle phi = 0 and lambda 0, lambda 0 is expressed by equation (4). The wavelength λ 0 is generally called the center wavelength of the arrayed waveguide grating.
【００４０】[0040]
【数４】 (Equation 4)
【００４１】ところで、図３において、第１と第２のス
ラブ導波路３，５の光進行方向中心軸方向をＹ方向と
し、Ｙ方向に対して直交する方向をＸ方向とする。回折
角φ=０となるアレイ導波路型回折格子の集光位置を点
Ｏとすると、回折角φ＝φpを有する光の集光位置（第
２のスラブ導波路の出力端における位置）は、例えば点
Ｐの位置（点ＯからＸ方向にずれた位置）となる。ここ
で、Ｏ−Ｐ間のＸ方向の距離をｘとすると波長λとの間
に（数５）が成立する。In FIG. 3, the central axis direction of the light traveling direction of the first and second slab waveguides 3 and 5 is defined as Y direction, and the direction orthogonal to the Y direction is defined as X direction. When the focusing position of the arrayed waveguide grating comprising a diffraction angle phi = 0 and the point O, the condensing position of light having a diffraction angle φ = φ p (positions at the output end of the second slab waveguide) is For example, the position of the point P (position shifted from the point O in the X direction). Here, assuming that a distance in the X direction between O and P is x, Expression 5 holds between the wavelength and the wavelength λ.
【００４２】[0042]
【数５】 (Equation 5)
【００４３】（数５）において、Ｌfは第２のスラブ導
波路の焦点距離であり、ｎgはアレイ導波路の群屈折率
である。なお、アレイ導波路の群屈折率ｎgは、アレイ
導波路の等価屈折率ｎcにより、（数６）で与えられ
る。In (Equation 5), L f is the focal length of the second slab waveguide, and ng is the group index of the arrayed waveguide. Incidentally, the group index n g of the arrayed waveguide, the effective refractive index n c of the arrayed waveguide, is given by equation (6).
【００４４】[0044]
【数６】 (Equation 6)
【００４５】前記（数５）は、第２のスラブ導波路の焦
点ＯからＸ方向の距離ｄｘ離れた位置に光出力導波路の
入力端を配置形成することにより、ｄλだけ波長の異な
った光を取り出すことが可能であることを意味する。The above (Equation 5) is obtained by arranging the input end of the optical output waveguide at a position dx away from the focal point O of the second slab waveguide in the X direction, so that the light having a different wavelength by dλ. Means that it is possible to retrieve
【００４６】また、（数５）の関係は、第１のスラブ導
波路３に関しても同様に成立する。すなわち、例えば第
１のスラブ導波路３の焦点中心を点Ｏ’とし、この点
Ｏ’からＸ方向に距離ｄｘ’ずれた位置にある点を点
Ｐ’とすると、この点Ｐ’に光を入射した場合に、出力
の波長がｄλ’ずれることになる。この関係を式により
表わすと、（数７）のようになる。The relationship of (Equation 5) is similarly established for the first slab waveguide 3. That is, for example, assuming that the focal center of the first slab waveguide 3 is a point O ′, and a point located at a position shifted from the point O ′ by a distance dx ′ in the X direction is a point P ′, light is emitted to this point P ′. When incident, the wavelength of the output is shifted by dλ ′. When this relationship is represented by an equation, it becomes as shown in (Equation 7).
【００４７】[0047]
【数７】 (Equation 7)
【００４８】なお、（数７）において、Ｌｆ’は第１の
スラブ導波路の焦点距離である。この（数７）は、第１
のスラブ導波路の焦点Ｏ’とＸ方向の距離ｄｘ’離れた
位置に光入力導波路の出力端を配置形成することによ
り、前記焦点Ｏに形成した光出力導波路においてｄλ’
だけ波長の異なった光を取り出すことが可能であること
を意味する。In equation (7), L f ′ is the focal length of the first slab waveguide. This (Equation 7) is the first
By disposing the output end of the optical input waveguide at a position dx 'away from the focal point O' of the slab waveguide in the X direction, dλ 'in the optical output waveguide formed at the focal point O is obtained.
This means that light with different wavelengths can be extracted.
【００４９】したがって、アレイ導波路型回折格子の使
用環境温度変動によってアレイ導波路型回折格子の光出
力導波路から出力される光透過中心波長がΔλずれたと
きに、ｄλ’＝Δλとなるように、光入力導波路の出力
端位置を、前記Ｘ方向（すなわち、スラブ導波路の光進
行方向中心軸に対する直交方向）に距離ｄｘ’だけずら
せば、例えば焦点Oに形成した光出力導波路において、
波長ずれのない光を取り出すことができ、他の光出力導
波路に関しても同様の作用が生じるため、前記光透過中
心波長ずれΔλを補正（解消）できることになる。Therefore, when the center wavelength of light transmitted from the optical output waveguide of the arrayed waveguide type diffraction grating is shifted by Δλ due to a change in the use environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating, dλ ′ = Δλ. If the output end position of the optical input waveguide is shifted by a distance dx ′ in the X direction (that is, the direction perpendicular to the central axis of the slab waveguide in the light traveling direction), for example, in the optical output waveguide formed at the focal point O, ,
Light having no wavelength shift can be extracted, and the same effect occurs for other optical output waveguides. Therefore, the light transmission center wavelength shift Δλ can be corrected (eliminated).
【００５０】上記構成の本発明においては、第１のスラ
ブ導波路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方が、ス
ラブ導波路の光進行方向の中心軸に対して斜めに交わる
切断面で切断分離されている。In the present invention having the above-described structure, at least one of the first slab waveguide and the second slab waveguide is cut and separated at a cutting plane obliquely intersecting the center axis of the slab waveguide in the light traveling direction. Have been.
【００５１】そこで、第１のスラブ導波路が切断分離さ
れていると仮定して議論すると、端面間隔可変手段によ
って、前記切断分離された一方側の分離スラブ導波路を
含む第１の導波路形成領域の端面と他方側の分離スラブ
導波路を含む第２の導波路形成領域の端面の間隔を可変
することにより、例えば光入力導波路の出力端位置が、
第１のスラブ導波路の光進行方向の中心軸と直交する方
向にシフトする。そうすると、上記原理によって、それ
ぞれの光出力導波路から出力する出力光の光透過中心波
長をシフトさせることが可能となる。Therefore, the first slab waveguide will be discussed on the assumption that it is cut and separated. The first waveguide formation including the cut and separated one side separated slab waveguide is performed by the end face interval varying means. By varying the distance between the end face of the area and the end face of the second waveguide forming area including the separated slab waveguide on the other side, for example, the output end position of the optical input waveguide is
The first slab waveguide shifts in a direction orthogonal to the central axis in the light traveling direction. Then, according to the above principle, it becomes possible to shift the light transmission center wavelength of the output light output from each optical output waveguide.
【００５２】また、前記端面間隔可変手段によって、前
記各光透過中心波長の温度依存変動（波長ずれ）Δλが
ｄλと等しくなるようにして、前記各光透過中心波長の
温度依存変動を低減するように前記端面間隔を可変して
光入力導波路の出力端位置を移動させれば、前記光透過
中心波長ずれを解消することが可能となる。Further, the end face interval varying means is configured to reduce the temperature-dependent variation of each of the light transmission center wavelengths so that the temperature-dependent variation (wavelength shift) Δλ of each of the light transmission center wavelengths becomes equal to dλ. If the output end position of the optical input waveguide is moved by changing the end face interval, the shift of the light transmission center wavelength can be eliminated.
【００５３】なお、厳密に言えば、第１と第２の導波路
形成領域の端面間隔を変えることによって、光入力導波
路の出力端からアレイ導波路の入力端まで、第１のスラ
ブ導波路内を伝搬する光の焦点距離Ｌｆ’が若干変化す
るが、現在用いられているアレイ導波路型回折格子にお
ける第１のスラブ導波路の焦点距離は数ｍｍのオーダー
であり、一方、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波
長補正のために移動す上記端面間隔可変量は数μｍ〜数
１０μｍのオーダーであり、第１のスラブ導波路の焦点
距離に比べて非常に小さい。Strictly speaking, by changing the distance between the end faces of the first and second waveguide forming regions, the first slab waveguide from the output end of the optical input waveguide to the input end of the arrayed waveguide is changed. Although the focal length L f ′ of light propagating through the inside slightly changes, the focal length of the first slab waveguide in the array waveguide type diffraction grating currently used is on the order of several mm, while the array waveguide The variable distance between the end faces moved for correcting the light transmission center wavelength of the waveguide diffraction grating is on the order of several μm to several tens of μm, and is extremely smaller than the focal length of the first slab waveguide.
【００５４】そのため、実質的には上記焦点距離の変化
は無視してしまっても何も差し支えない。このことか
ら、前記の如く、アレイ導波路型回折格子における各光
透過中心波長の温度依存変動を低減するように、第１の
導波路形成領域の端面と第２の導波路形成領域の端面の
間隔を調整すれば、前記光透過中心波長ずれを解消する
ことが可能となる。Therefore, there is no problem if the change in the focal length is substantially ignored. From this, as described above, the end face of the first waveguide formation region and the end face of the second waveguide formation region are reduced so as to reduce the temperature-dependent variation of each light transmission center wavelength in the arrayed waveguide type diffraction grating. By adjusting the interval, it is possible to eliminate the wavelength shift of the light transmission center wavelength.
【００５５】ここで、温度変化量と光入力導波路の位置
補正量の関係を導いておく。前記光透過中心波長の温度
依存性（温度による光透過中心波長のずれ量）は、前記
（数２）で表されるので、温度変化量Ｔを用いて光透過
中心波長ずれ量Δλを（数８）により表わすことができ
る。Here, the relationship between the temperature change amount and the position correction amount of the optical input waveguide will be derived. The temperature dependence of the light transmission center wavelength (the amount of shift of the light transmission center wavelength due to the temperature) is expressed by the above (Equation 2). 8).
【００５６】[0056]
【数８】 (Equation 8)
【００５７】（数７）、（数８）から、温度変化量Ｔと
光入力導波路の位置補正量ｄｘ’を求めると、（数９）
が導かれる。From the equations (7) and (8), the temperature change amount T and the position correction amount dx ′ of the optical input waveguide are obtained.
Is led.
【００５８】[0058]
【数９】 (Equation 9)
【００５９】したがって、本発明において、（数９）に
より示される位置補正量ｄｘ’だけ、光入力導波路の出
力端位置を、第１のスラブ導波路の光進行方向の中心軸
に直交する方向に移動できるように、前記端面間隔可変
手段によって第１の導波路形成領域端面と第２の導波路
形成領域端面の間隔を可変調整することにより、前記光
透過中心波長ずれを解消することが可能となる。Therefore, in the present invention, the position of the output end of the optical input waveguide is shifted by the position correction amount dx 'shown by (Equation 9) in the direction orthogonal to the central axis of the first slab waveguide in the light traveling direction. The gap between the light transmission center wavelengths can be eliminated by variably adjusting the distance between the end face of the first waveguide forming area and the end face of the second waveguide forming area by the end face distance varying means so that the light transmission center wavelength can be moved. Becomes
【００６０】また、前記の如く、アレイ導波路型回折格
子は光の相反性を利用して形成されているものであり、
第２のスラブ導波路側を切断分離して、この切断分離に
対応させて導波路形成領域を切断分離し、第１の導波路
形成領域と第２の導波路形成領域とを形成した場合も、
端面間隔可変手段による作用によって上記と同様の効果
が得られ、前記各光透過中心波長の温度依存変動を解消
することが可能となる。As described above, the arrayed waveguide type diffraction grating is formed by utilizing the reciprocity of light.
In the case where the second slab waveguide side is cut and separated, the waveguide forming region is cut and separated corresponding to the cut and separated, and the first waveguide forming region and the second waveguide forming region are formed. ,
The same effect as described above can be obtained by the operation of the end face interval varying means, and it is possible to eliminate the temperature-dependent fluctuation of the respective light transmission center wavelengths.
【００６１】さらに、本発明においては、上記の原理に
基づきペルチェ素子やヒータを用いなくてもアレイ導波
路型回折格子の使用環境温度による光透過中心波長ずれ
を抑制し、光透過中心波長の温度無依存化を行うことが
できるために、ペルチェ素子やヒータを含む温度調節手
段を設ける場合のように、常時通電を必要とせず、部品
の組立誤差による温度補正誤差が生じることもなく、室
温以上の温度でアレイ導波路型回折格子を保つことによ
るアレイ導波路型回折格子と光ファイバとの接続損失増
加の虞もない。Further, in the present invention, based on the above-mentioned principle, even without using a Peltier element or a heater, the shift of the light transmission center wavelength due to the use environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is suppressed, and the temperature of the light transmission center wavelength is reduced. Since it can be made independent, unlike the case where a temperature control means including a Peltier element and a heater is provided, it does not need to be constantly energized, does not cause a temperature correction error due to a component assembling error, and has a room temperature or higher. By keeping the arrayed waveguide type diffraction grating at the above temperature, there is no fear of an increase in connection loss between the arrayed waveguide type diffraction grating and the optical fiber.
【００６２】[0062]
【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
路型回折格子の第１実施形態例の概略図が平面図によっ
て模式的に示されている。なお、同図の（ａ）には本実
施形態例のアレイ導波路型回折格子の平面図が、同図の
（ｂ）にはその側面図がそれぞれ示されている。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 schematic plan view of a first embodiment of an arrayed waveguide type diffraction grating according to the present invention. FIG. 3A is a plan view of the arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment, and FIG. 3B is a side view thereof.
【００６３】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、
図１では、基板１上の導波路構成の形成領域を導波路形
成領域１０（１０ａ、１０ｂ）として示している。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 in the same manner as the conventional arrayed waveguide type diffraction grating.
In FIG. 1, the formation region of the waveguide configuration on the substrate 1 is shown as a waveguide formation region 10 (10a, 10b).
【００６４】本実施形態例のアレイ導波路型回折格子
は、従来例と同様に、１本の光入力導波路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を有しており、前記アレ
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が、本実施形態例
のアレイ導波路型回折格子においては、第１のスラブ導
波路３が、第１のスラブ導波路３の光進行方向の中心軸
（図のＹ方向）に対して斜めに交わる切断面８で切断分
離されている。The arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment is, like the conventional example, provided with one optical input waveguide 2, a first slab waveguide 3, a plurality of arrayed waveguides 4, and a second slab. A waveguide 5 and a plurality of optical output waveguides 6 are provided. The arrayed waveguides 4 and the optical output waveguides 6 are arranged side by side at predetermined waveguide intervals. In the arrayed waveguide type diffraction grating of the embodiment, the first slab waveguide 3 has a cut surface 8 obliquely intersecting the center axis (Y direction in the drawing) of the first slab waveguide 3 in the light traveling direction. The cutting is separated.
【００６５】また、本実施形態例では、上記第１のスラ
ブ導波路３の切断面８での切断に伴い、基板１および導
波路形成領域（導波路形成領域）１０もそれぞれ２つに
切断分離されている。分離スラブ導波路３ａを含む第１
の導波路形成領域１０ａと、分離スラブ導波路３ｂ含む
第１の導波路形成領域１０ｂに跨る態様で、導波路形成
領域１０よりも熱膨張係数が大きく、基板１よりも熱膨
張係数が大きい高熱膨張係数部材７が設けられており、
高熱膨張係数部材７は導波路形成領域１０ａ，１０ｂの
下側の基板１ａ，１ｂ側に接着剤１３によって固定され
ている。Further, in the present embodiment, the substrate 1 and the waveguide forming region (waveguide forming region) 10 are also cut and separated into two with the cutting at the cutting surface 8 of the first slab waveguide 3. Have been. First including separation slab waveguide 3a
In a mode in which the thermal expansion coefficient is larger than that of the waveguide forming region 10 and higher than that of the substrate 1, the high heat is applied over the waveguide forming region 10a and the first waveguide forming region 10b including the separation slab waveguide 3b. An expansion coefficient member 7 is provided,
The high thermal expansion coefficient member 7 is fixed to the substrates 1a and 1b below the waveguide forming regions 10a and 10b with an adhesive 13.
【００６６】本実施形態例では、高熱膨張係数部材７
が、第１の導波路形成領域１０ａの端面８ａと第２の導
波路形成領域１０ｂの端面８ｂとの間隔を可変する端面
間隔可変手段として機能する。また、この端面間隔可変
手段は、互いに対向する第１の導波路形成領域１０ａの
端面８ａと第２の導波路形成領域１０ｂの端面８ｂを平
行状態として端面８ａと端面８ｂの間隔を可変する構成
と成している。In this embodiment, the high thermal expansion coefficient member 7
Functions as an end face interval varying means for changing the interval between the end face 8a of the first waveguide formation area 10a and the end face 8b of the second waveguide formation area 10b. Further, the end face interval varying means is configured to change the gap between the end face 8a and the end face 8b by setting the end face 8a of the first waveguide forming area 10a and the end face 8b of the second waveguide forming area 10b to be in parallel with each other. And
【００６７】図１において、第１のスラブ導波路３の光
進行方向中心軸方向をＹ方向とし、このＹ方向に直交す
る方向をＸ方向としたとき、端面間隔可変手段は、端面
８ａと端面８ｂの間隔を可変することによって光入力導
波路２の出力端２０のＸ方向の位置を変化させ、この変
化によってアレイ導波路型回折格子の光透過中心波長の
シフトを解消する機能を有している。In FIG. 1, when the central axis direction of the light traveling direction of the first slab waveguide 3 is defined as the Y direction and the direction orthogonal to the Y direction is defined as the X direction, the end face interval variable means includes the end face 8a and the end face 8a. By changing the interval of 8b, the position of the output end 20 of the optical input waveguide 2 in the X direction is changed, and the change has the function of eliminating the shift of the light transmission center wavelength of the arrayed waveguide type diffraction grating. I have.
【００６８】高熱膨張係数部材７は、この機能を果たす
ことができる端面８ａと８ｂの間隔に対応して熱膨張係
数による収縮が生じるように、例えば熱膨張係数が２．
５×１０−５（１／Ｋ）のＡｌ（アルミニウム）により
形成されている。The high thermal expansion coefficient member 7 has, for example, a thermal expansion coefficient of 2. so that contraction due to the thermal expansion coefficient occurs corresponding to the interval between the end faces 8 a and 8 b capable of performing this function.
It is formed of 5 × 10 −5 (1 / K) Al (aluminum).
【００６９】そして、このように、高熱膨張係数部材７
を形成することにより、本実施形態例では、端面間隔可
変手段が、第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂ
の端面８ａ，８ｂの間隔可変によって、それぞれの光出
力導波路６から出力される出力光の光透過中心波長の温
度依存変動を低減する温度依存変動低減手段と成してい
る。The high thermal expansion coefficient member 7
In this embodiment, the end face interval varying means is provided with the first and second waveguide forming regions 10a and 10b.
By varying the distance between the end surfaces 8a and 8b, the temperature-dependent fluctuation reducing means for reducing the temperature-dependent fluctuation of the light transmission center wavelength of the output light output from each optical output waveguide 6 is formed.
【００７０】なお、本実施形態例において、前記導波路
構成における各パラメータは、以下のように構成されて
いる。すなわち、第１のスラブ導波路３の焦点距離
Ｌｆ’と第２のスラブ導波路５の焦点距離Ｌfは等し
く、その値は９ｍｍであり、また、２５℃において、第
１のスラブ導波路３の等価屈折率および第２のスラブ導
波路５の等価屈折率は共にｎｓで、その値は、波長１．
５５μｍの光に対して１．４５３である。また、波長
１．５５μｍの光に対してアレイ導波路４の等価屈折率
ｎｃは１．４５１、アレイ導波路の群屈折率ｎｇは１．
４７５、アレイ導波路４の光路長差ΔＬは６５．２μ
ｍ、隣り合うアレイ導波路４同士の間隔は１５μｍ、回
折次数ｍは６１である。In this embodiment, each parameter in the waveguide structure is configured as follows. That is, the focal length L f ′ of the first slab waveguide 3 is equal to the focal length L f of the second slab waveguide 5 and the value is 9 mm. 3 of the equivalent refractive index and the equivalent refractive index of the second slab waveguide 5 are both n s, the value is, the wavelength 1.
It is 1.453 for 55 μm light. Furthermore, the equivalent refractive index n c is 1.451 of the arrayed waveguide 4 for light having a wavelength of 1.55 .mu.m, the group index n g of the arrayed waveguide 1.
475, the optical path length difference ΔL of the arrayed waveguide 4 is 65.2 μm.
m, the interval between adjacent arrayed waveguides 4 is 15 μm, and the diffraction order m is 61.
【００７１】したがって、本実施形態例のアレイ導波路
型回折格子において、回折角φ＝０となるところの光透
過中心波長λ0は、前記（数４）から明らかなように、
λ0=１５５０．９ｎｍである。Therefore, in the arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment, the light transmission center wavelength λ 0 at which the diffraction angle φ = 0 is obtained from the above (Equation 4).
λ 0 = 1550.9 nm.
【００７２】ところで、本発明者は、アレイ導波路型回
折格子の温度依存性を抑制するために、アレイ導波路型
回折格子の線分散特性に着目し、前記（数１）〜（数
９）を用いた説明の通り、アレイ導波路型回折格子の使
用環境温度変化量Ｔと光入力導波路の位置補正量ｄｘ’
との関係を求めた。そして、この関係は前記（数９）に
より表わされることを確認した。By the way, in order to suppress the temperature dependence of the arrayed waveguide type diffraction grating, the present inventor pays attention to the linear dispersion characteristics of the arrayed waveguide type diffraction grating. As described with reference to FIG. 2, the use environment temperature change amount T of the arrayed waveguide type diffraction grating and the position correction amount dx ′ of the optical input waveguide are described.
And sought a relationship. Then, it was confirmed that this relationship was represented by the above (Equation 9).
【００７３】そこで、本実施形態例について、アレイ導
波路型回折格子の導波路構成の各パラメータと（数９）
に基づき、アレイ導波路型回折格子の使用環境温度の変
化量Ｔと光入力導波路２の位置補正量ｄｘ’の関係を求
めると、（数１０）に示す関係となっていることが分か
った。Therefore, in this embodiment, each parameter of the waveguide configuration of the arrayed waveguide type diffraction grating and (Equation 9)
When the relationship between the change amount T of the use environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating and the position correction amount dx ′ of the optical input waveguide 2 is obtained based on the above, it is found that the relationship shown in (Formula 10) is obtained. .
【００７４】[0074]
【数１０】 (Equation 10)
【００７５】したがって、本実施形態例においては、ア
レイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃変化した
際、光入力導波路２の出力端の位置をＸ方向（第１のス
ラブ導波路３の光進行方向の中心軸に対して直交する方
向）に約３．８３μｍ補正（移動）すれば、温度による
中心波長すれが補正できる計算になる。Therefore, in this embodiment, when the use environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating changes by 10 ° C., the position of the output end of the optical input waveguide 2 is moved in the X direction (the first slab waveguide 3). (In the direction orthogonal to the central axis of the light traveling direction) by about 3.83 μm (movement), the calculation can correct the center wavelength shift due to temperature.
【００７６】そこで、本実施形態例では、アレイ導波路
型回折格子の使用環境温度が１０℃上昇したときに、第
１の導波路形成領域１０ａが第２の導波路形成領域１０
ｂに対して図の矢印Ａ方向に移動して端面８ａと端面８
ｂの間隔が広がり、それにより、光入力導波路２の出力
端２０の位置が約３．８３μｍだけＡ’方向に移動する
ようにした。Therefore, in the present embodiment, when the operating environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating rises by 10 ° C., the first waveguide forming region 10a becomes the second waveguide forming region 10a.
b in the direction of arrow A in FIG.
The distance b was widened, so that the position of the output end 20 of the optical input waveguide 2 was moved in the A ′ direction by about 3.83 μm.
【００７７】また、その逆に、本実施形態例において、
アレイ導波路型回折格子の使用環境温度が１０℃下降し
たときに、第１の導波路形成領域１０ａが第２の導波路
形成領域１０ｂに対して図の矢印Ｂ方向に移動して端面
８ａと端面８ｂの間隔が狭まり、それにより、光入力導
波路２の出力端２０の位置が約３．８３μｍだけＢ’方
向に移動するように、端面８ａと端面８ｂの間隔可変量
を定めた。On the contrary, in this embodiment,
When the use environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is lowered by 10 ° C., the first waveguide forming region 10a moves in the direction of arrow B in FIG. The variable distance between the end faces 8a and 8b is determined so that the distance between the end faces 8b is reduced so that the position of the output end 20 of the optical input waveguide 2 moves by about 3.83 μm in the B ′ direction.
【００７８】そして、この間隔可変量が得られるように
高熱膨張係数部材７の大きさ等を形成し、この高熱膨張
係数部材７の熱伸縮によって、各光透過中心波長の温度
依存変動を低減する方向に、第１の導波路形成領域１０
ａと第２の導波路形成領域１０ｂを相対移動させるよう
にしている。Then, the size and the like of the high thermal expansion coefficient member 7 are formed so as to obtain the variable distance, and the temperature-dependent fluctuation of each light transmission center wavelength is reduced by the thermal expansion and contraction of the high thermal expansion coefficient member 7. Direction, the first waveguide forming region 10
a and the second waveguide forming region 10b are relatively moved.
【００７９】なお、本実施形態例のアレイ導波路型回折
格子の作製に際し、本発明者は、ファイバグレーティン
グの温度補償パッケージを応用し、モジュールを組み立
てた。すなわち、第１のスラブ導波路３の切断にはダイ
シングソーを用い、切断面８における反射を防ぐため
に、石英系ガラスと屈折率の整合したマッチンググリー
スを切断面８に塗布した。また、高熱膨張係数部材７と
導波路形成領域１０ａとの接着に用いた接着剤１３は、
熱硬化接着剤とし、１００℃で硬化させた。The present inventor assembled a module by applying a temperature compensation package of a fiber grating when producing the arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment. That is, the first slab waveguide 3 was cut using a dicing saw, and matching grease having a refractive index matched with that of quartz glass was applied to the cut surface 8 in order to prevent reflection at the cut surface 8. The adhesive 13 used for bonding the high thermal expansion coefficient member 7 to the waveguide forming region 10a is as follows:
A thermosetting adhesive was cured at 100 ° C.
【００８０】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、第１のスラブ導波路３の光進行方向の中心軸に対し
て斜めに交わる切断面８で、第１のスラブ導波路３が分
離スラブ導波路３ａ，３ｂに切断分離されており、アレ
イ導波路型回折格子の使用環境温度が変化すると、端面
間隔可変手段としての高熱膨張係数部材７によって、第
１の導波路形成領域１０ａの端面８ａと第２の導波路形
成領域１０ｂの端面８ｂの間隔が可変される。The present embodiment is configured as described above, and the first slab waveguide 3 is cut at the cut surface 8 obliquely intersecting with the central axis of the first slab waveguide 3 in the light traveling direction. When the ambient temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating changes, the first slab waveguides 3a and 3b are cut and separated by a high thermal expansion coefficient member 7 as an end face interval varying means. The distance between the end face 8a and the end face 8b of the second waveguide forming region 10b is variable.
【００８１】そして、光入力導波路２の出力端２０の位
置が、アレイ導波路型回折格子のそれぞれの光出力導波
路６から出力される光透過中心波長の温度依存変動を低
減する方向（図１の矢印Ａ’方向または矢印Ｂ’方向）
に移動させられる。The position of the output end 20 of the optical input waveguide 2 is set so that the temperature-dependent variation of the central wavelength of light transmitted from each optical output waveguide 6 of the arrayed waveguide type diffraction grating is reduced (see FIG. (1 arrow A 'direction or arrow B' direction)
It is moved to.
【００８２】また、上記光入力導波路２の出力端２０の
Ｘ方向移動量は、前記（数１０）により求められる位置
補正量ｄｘ’であり、端面間隔可変手段は、第１と第２
の導波路形成領域１０ａ，１０ｂの端面８ａ，８ｂ間隔
可変によって、それぞれの光出力導波路６から出力され
る出力光の光透過中心波長の温度依存変動を補償する構
成と成しているために、本実施形態例は、たとえアレイ
導波路型回折格子の使用環境温度が変化しても、この温
度変化に伴う光透過中心波長ずれを解消することがで
き、使用環境温度に依存しない、いわゆる温度無依存型
のアレイ導波路型回折格子とすることができる。Further, the amount of movement of the output end 20 of the optical input waveguide 2 in the X direction is the position correction amount dx 'obtained by the above (Equation 10), and the end face interval varying means includes the first and second end face spacing means.
Is adapted to compensate for the temperature-dependent variation of the optical transmission center wavelength of the output light output from the respective optical output waveguides 6 by varying the distance between the end faces 8a and 8b of the waveguide forming regions 10a and 10b. However, in the present embodiment, even if the use environment temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating changes, the shift of the light transmission center wavelength due to the change in temperature can be eliminated, and the so-called temperature does not depend on the use environment temperature. An array waveguide type diffraction grating of independent type can be obtained.
【００８３】本発明者が、実際に、０℃〜８０℃の環境
温度において、光透過中心波長の温度変化を測定したと
ころ、図２の特性線ａに示す結果が得られ、光透過中心
波長のずれ（シフト）量は約０．０１ｎｍ以下となり、
使用環境温度が０℃〜８０℃の範囲内で変化しても、光
透過中心波長は殆どずれないことが確認できた。When the present inventor actually measured the temperature change of the light transmission center wavelength at an environmental temperature of 0 ° C. to 80 ° C., the result shown by the characteristic line a in FIG. 2 was obtained. Shift amount is about 0.01 nm or less,
It was confirmed that the center wavelength of light transmission hardly deviated even when the use environment temperature changed within the range of 0 ° C. to 80 ° C.
【００８４】なお、図２には、アレイ導波路型回折格子
における導波路構成の各パラメータを本実施形態例と同
様に形成し、第１のスラブ導波路３を分離していない従
来のアレイ導波路型回折格子において、０℃〜８０℃の
環境温度における光透過中心波長の温度変化を測定した
結果も示されている（図２の特性線ｂ）。特性線ａと特
性線ｂとを比較すると明らかなように、本実施形態例の
アレイ導波路型回折格子は、従来のアレイ導波路型回折
格子において問題であった光透過中心波長の温度依存性
を解消することができ、光波長多重通信用などの実用に
適した優れたアレイ導波路型回折格子であることが分か
る。In FIG. 2, the parameters of the waveguide configuration in the arrayed waveguide type diffraction grating are formed in the same manner as in the present embodiment, and the conventional array waveguide in which the first slab waveguide 3 is not separated is shown. Also shown is the result of measuring the temperature change of the light transmission center wavelength at an environmental temperature of 0 ° C. to 80 ° C. in the waveguide grating (characteristic line b in FIG. 2). As is clear from the comparison between the characteristic line a and the characteristic line b, the array waveguide type diffraction grating of the present embodiment is different from the conventional array waveguide type diffraction grating in that the temperature dependence of the light transmission center wavelength is a problem. It can be seen that this is an excellent arrayed waveguide type diffraction grating suitable for practical use such as for optical wavelength division multiplexing communication.
【００８５】また、本実施形態例によれば、端面間隔可
変手段は、高熱膨張係数部材７を第１の導波路形成領域
１０ａと第２の導波路形成領域１０ｂとに跨って設ける
ことによって構成されているために、装置構成を非常に
簡略化することができ、装置の低コスト化および製造歩
留まりの向上を図ることができる。Further, according to the present embodiment, the end face interval varying means is constituted by providing the high thermal expansion coefficient member 7 over the first waveguide forming region 10a and the second waveguide forming region 10b. Therefore, the configuration of the device can be greatly simplified, the cost of the device can be reduced, and the manufacturing yield can be improved.
【００８６】さらに、本実施形態例において、端面間隔
可変手段として適用している高熱膨張係数部材７は、安
価なＡｌにより形成しているので、より一層、装置の低
コスト化を図ることができる。Further, in this embodiment, the high thermal expansion coefficient member 7 used as the end face interval varying means is made of inexpensive Al, so that the cost of the apparatus can be further reduced. .
【００８７】さらに、本実施形態例によれば、ペルチェ
素子やヒータを用いる必要がないために、ペルチェ素子
やヒータを含む温度調節手段を設ける場合のように、常
時通電を必要とせず、部品の組立誤差による温度補正誤
差が生じることもなく、室温以上の温度でアレイ導波路
型回折格子を保つことによるアレイ導波路型回折格子と
光ファイバとの接続損失増加の虞もない。Further, according to the present embodiment, since it is not necessary to use a Peltier element or a heater, there is no need to constantly supply power, as in the case where a temperature control means including a Peltier element or a heater is provided. No temperature correction error occurs due to an assembly error, and there is no danger of increasing the connection loss between the arrayed waveguide type diffraction grating and the optical fiber by maintaining the arrayed waveguide type diffraction grating at a temperature equal to or higher than room temperature.
【００８８】したがって、本実施形態例のアレイ導波路
型回折格子は、確実に、光透過中心波長の温度依存性を
解消でき、しかも、接続相手側の光ファイバとの接続信
頼性が高く、コストが安い優れたアレイ導波路型回折格
子とすることができる。Therefore, the arrayed waveguide type diffraction grating of this embodiment can reliably eliminate the temperature dependence of the light transmission center wavelength, and has high connection reliability with the optical fiber of the connection partner, and can reduce the cost. And an inexpensive array waveguide type diffraction grating.
【００８９】さらに、本実施形態例によれば、第１のス
ラブ導波路３を切断面８で切断しているために、例えば
アレイ導波路型回折格子を構成するアレイ導波路部の作
製誤差に起因して、前記光透過中心波長がＩＴＵグリッ
ド波長等の設定波長からずれている場合には、その分だ
け第１と第２の導波路形成領域１０ａ，１０ｂの端面間
隔をずらして、光入力導波路２のＸ方向の位置をずらす
ことにより、設定温度において、前記光透過中心波長を
グリッド波長等の設定波長とすることができる。Further, according to the present embodiment, since the first slab waveguide 3 is cut at the cut surface 8, for example, the manufacturing error of the array waveguide portion forming the array waveguide type diffraction grating is reduced. If the light transmission center wavelength is deviated from a set wavelength such as an ITU grid wavelength, the distance between the end faces of the first and second waveguide forming regions 10a and 10b is shifted accordingly, and the light input By shifting the position of the waveguide 2 in the X direction, the light transmission center wavelength can be set to a set wavelength such as a grid wavelength at a set temperature.
【００９０】図４には、本発明に係るアレイ導波路型回
折格子の第２実施形態例の概略図が平面図によって模式
的に示されている。なお、同図の（ａ）には本実施形態
例のアレイ導波路型回折格子の平面図が、同図の（ｂ）
にはそのＣ−Ｃ’断面図がそれぞれ示されている。FIG. 4 is a plan view schematically showing a second embodiment of the arrayed waveguide grating according to the present invention. FIG. 3A is a plan view of the arrayed waveguide grating of this embodiment, and FIG.
Shows a cross-sectional view taken along the line CC ′.
【００９１】本第２実施形態例は上記第１実施形態例と
ほぼ同様に構成されており、本第２実施形態例が上記第
１実施形態例と異なる特徴的なことは、アレイ導波路型
回折格子を配設するベース９と第１の導波路形成領域１
０ａの側面との間に高熱膨張係数部材７を介設して、前
記端面間隔可変手段を構成したことである。The second embodiment is substantially the same as the first embodiment, and the second embodiment is different from the first embodiment in that the second embodiment is characterized by an arrayed waveguide type. Base 9 on which diffraction grating is provided and first waveguide formation region 1
That is, the high-thermal-expansion-coefficient member 7 is interposed between the side surface of the end face 0a and the end face interval varying means.
【００９２】具体的には、ベース９を石英ガラスやＩｎ
ｖａｒロットなどの低熱膨張率の材料により形成し、高
熱膨張係数部材７は熱膨張係数が１．６５×１０
−５（１／Ｋ）のＣｕ（銅）により形成している。高熱
膨張係数部材７は第１の導波路形成領域１０ａの上面に
接続されることなく、第２の導波路形成領域１０ｂの上
面に沿って設けられた上板部７ａと第１の導波路形成領
域１０ａの側面に沿って設けられた側板部７ｂとを有す
る部材であり、高熱膨張係数部材７の側板部７ｂをねじ
１１でベース９に固定している。Specifically, the base 9 is made of quartz glass or In.
The high thermal expansion coefficient member 7 is formed of a material having a low thermal expansion coefficient such as a var lot, and has a thermal expansion coefficient of 1.65 × 10
It is formed of -5 (1 / K) Cu (copper). The high thermal expansion coefficient member 7 is not connected to the upper surface of the first waveguide forming region 10a, but is connected to the upper plate portion 7a provided along the upper surface of the second waveguide forming region 10b. And a side plate portion 7b provided along the side surface of the region 10a. The side plate portion 7b of the high thermal expansion coefficient member 7 is fixed to the base 9 with screws 11.
【００９３】また、第１の導波路形成領域１０ａおよび
その下の基板１ａはベース９に固定しており、一方、第
２の導波路形成領域１０ｂおよびその下の基板１ｂは、
ベース９の表面に沿って図の矢印Ａ方向および矢印Ｂ方
向にスライド移動自在に配置している。そして、第２の
導波路形成領域１０ｂの上面を接着剤１３によって高熱
膨張係数部材７の上板部７ａに固定している。The first waveguide forming region 10a and the substrate 1a thereunder are fixed to the base 9, while the second waveguide forming region 10b and the substrate 1b thereunder are fixed.
It is slidably disposed along the surface of the base 9 in the directions of arrows A and B in the figure. Then, the upper surface of the second waveguide forming region 10b is fixed to the upper plate portion 7a of the high thermal expansion coefficient member 7 with an adhesive 13.
【００９４】本第２実施形態例は以上のように構成され
ており、本第２実施形態例は高熱膨張係数部材７の熱収
縮に応じて第２の導波路形成領域１０ｂを第１の導波路
形成領域１０ａに対して相対移動させることにより、上
記第１実施形態例と同様に、高熱膨張係数部材７の熱伸
縮に応じて第２の導波路形成領域１０ｂの端面８ｂと第
１の導波路形成領域１０ａの端面８ａとの間隔が可変さ
れ、上記第１実施形態例とほぼ同様の作用により、同様
の効果を奏することができる。The second embodiment is configured as described above. In the second embodiment, the second waveguide forming region 10b is connected to the first waveguide 10b in accordance with the thermal contraction of the high thermal expansion coefficient member 7. By moving relative to the waveguide forming region 10a, the end face 8b of the second waveguide forming region 10b and the first conductive line are moved in accordance with the thermal expansion and contraction of the high thermal expansion coefficient member 7 as in the first embodiment. The distance between the end face 8a of the wave path forming region 10a and the end face 8a is variable, and the same effect can be obtained by the operation substantially similar to that of the first embodiment.
【００９５】また、本第２実施形態例でも、端面間隔可
変手段は、高熱膨張係数部材７、ベース９を有する簡単
な構成であり、アレイ導波路型回折格子の構成の複雑化
を避けることができ、容易に作製できる。Further, also in the second embodiment, the end face interval variable means has a simple structure having the high thermal expansion coefficient member 7 and the base 9, and it is possible to avoid complication of the structure of the arrayed waveguide type diffraction grating. It can be easily manufactured.
【００９６】さらに、本第２実施形態例では、Ａｌほど
線（熱）膨張係数が大きくないＣｕ等を用いることがで
き、高熱膨張係数部材７の材料を特別限定する必要はな
いメリットがある。それというのは、上記第１実施形態
例では、高熱膨張係数部材７の配設形態を考慮すると、
高熱膨張係数部材７の熱膨張を大きくする必要があり、
Ａｌ等によって形成する必要があるが、第２実施形態例
では例えばチップサイズ（導波路形成領域１０ａ、１０
ｂのサイズ）が小さくて高熱膨張係数部材７がチップサ
イズ内に収まらない場合でも適用できるため、高熱膨張
係数部材７としてＡｌほど線膨張係数が大きくない材料
を用いることができる。Further, in the second embodiment, it is possible to use Cu or the like having a smaller linear (thermal) expansion coefficient than Al, and there is an advantage that the material of the high thermal expansion coefficient member 7 does not need to be particularly limited. That is, in the first embodiment, considering the arrangement of the high thermal expansion coefficient member 7,
It is necessary to increase the thermal expansion of the high thermal expansion coefficient member 7,
Although it is necessary to be formed of Al or the like, in the second embodiment, for example, the chip size (waveguide forming regions 10a, 10
This is applicable even when the high thermal expansion coefficient member 7 does not fit within the chip size due to a small (b size), so that the high thermal expansion coefficient member 7 can be made of a material whose linear expansion coefficient is not as large as Al.
【００９７】図５には、本発明に係るアレイ導波路型回
折格子の第３実施形態例の概略図が平面図により示され
ている。本第３実施形態例は上記第２実施形態例とほぼ
同様に構成されており、本第３実施形態例が上記第２実
施形態例と異なる特徴的なことは、端面間隔可変手段
が、互いに対向する第１の導波路形成領域１０ａの端面
８ａと第２の導波路形成領域１０ｂの端面８ｂを非平行
状態として、端面８ａと端面８ｂの間隔を可変する構成
としたことである。FIG. 5 is a schematic plan view showing a third embodiment of the arrayed waveguide type diffraction grating according to the present invention. The third embodiment is substantially the same as the second embodiment, and the third embodiment is different from the second embodiment in that the end-face interval variable units are mutually different. The end face 8a of the opposing first waveguide forming area 10a and the end face 8b of the second waveguide forming area 10b are in a non-parallel state, and the interval between the end faces 8a and 8b is variable.
【００９８】具体的には、本第３実施形態例において
は、第１の導波路形成領域１０ａの一端側に、弾性変形
可能なプラスチックフィルムによって形成されたヒンジ
１５を接着剤１３により固定し、第１の導波路形成領域
１０ａの他端側には切り欠き１２を形成している。そし
て、高熱膨張係数部材７の基端側をベース９に固定し、
高熱膨張係数部材７の先端側を切り欠き１２に接触させ
て設け、高熱膨張係数部材７の熱伸縮に応じて、第１の
導波路形成領域１０ａを、図のＳを支点として傾動させ
るようにしている。More specifically, in the third embodiment, a hinge 15 formed of an elastically deformable plastic film is fixed to one end of the first waveguide forming region 10a by an adhesive 13. A notch 12 is formed at the other end of the first waveguide forming region 10a. Then, the base end side of the high thermal expansion coefficient member 7 is fixed to the base 9,
The tip side of the high thermal expansion coefficient member 7 is provided so as to be in contact with the notch 12, and the first waveguide forming region 10 a is tilted with S in the drawing as a fulcrum according to the thermal expansion and contraction of the high thermal expansion coefficient member 7. ing.
【００９９】本第３実施形態例では、このような構成に
より、互いに対向する第１の導波路形成領域１０ａの端
面８ａと第２の導波路形成領域１０ｂの端面８ｂとが斜
めに交わる非平行状態として、端面８ａと端面８ｂの間
隔を可変する（言い換えれば端面８ａと端面８ｂとの成
す角度を可変する）構成としており、本第３実施形態例
も上記第１、第２実施形態例と同様の作用により同様の
効果を奏することができる。In the third embodiment, with such a structure, the end face 8a of the first waveguide formation region 10a and the end face 8b of the second waveguide formation region 10b which face each other are non-parallel and obliquely intersect. As a state, the interval between the end face 8a and the end face 8b is changed (in other words, the angle formed between the end face 8a and the end face 8b is changed). The third embodiment is also different from the first and second embodiments. A similar effect can be obtained by a similar operation.
【０１００】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、
上記各実施形態例では、高熱膨張係数部材７としてＡｌ
やＣｕの板を用いたが、高熱膨張係数部材７は必ずしも
ＡｌやＣｕとするとは限らず、ＡｌやＣｕ以外の、導波
路形成領域よりも熱膨張係数が大きい材料により形成し
てもよい。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various embodiments. For example,
In each of the above embodiments, the high thermal expansion coefficient member 7 is made of Al
Although the high thermal expansion coefficient member 7 is not necessarily made of Al or Cu, the high thermal expansion coefficient member 7 may be formed of a material other than Al or Cu having a larger thermal expansion coefficient than the waveguide forming region.
【０１０１】また、上記各実施形態例では、第１のスラ
ブ導波路３を切断分離したが、アレイ導波路型回折格子
は光の相反性を利用して形成されているものであり、第
２のスラブ導波路５側を切断分離して、互いに対向する
第１の導波路形成領域端面と第２の導波路形成領域端面
の間隔を可変し、それぞれの光出力導波路から出力され
る出力光の光透過中心波長の温度依存変動を低減するよ
うにしてもよく、この場合も、上記各実施形態例と同様
の効果が得られ、前記光透過中心波長の温度依存変動を
解消することができる。In each of the above embodiments, the first slab waveguide 3 is cut and separated. However, the arrayed waveguide type diffraction grating is formed by utilizing the reciprocity of light. Is cut and separated on the side of the slab waveguide 5 to vary the distance between the end faces of the first and second waveguide formation regions facing each other, and output light output from each optical output waveguide. The temperature-dependent variation of the central wavelength of light transmission may be reduced. In this case, the same effect as in the above embodiments can be obtained, and the temperature-dependent variation of the central wavelength of light transmission can be eliminated. .
【０１０２】さらに、上記各実施形態例では、第１のス
ラブ導波路３を切断分離することにより形成した第１の
導波路形成領域１０ａの端面８ａと第２の導波路形成領
域１０ｂの端面８ｂの間隔を可変する端面間隔可変手段
を、高熱膨張係数部材７を設けて形成したが、端面間隔
可変手段の構成は特に限定されるものではなく、適宜設
定されるものである。すなわち、上記端面間隔可変手段
は、上記第１の導波路形成領域１０ａの端面８ａと第２
の導波路形成領域１０ｂの端面８ｂの間隔を可変するこ
とにより、アレイ導波路型回折格子の光透過中心波長を
シフトできる機能を有していればよい。Further, in each of the above embodiments, the end face 8a of the first waveguide forming area 10a formed by cutting and separating the first slab waveguide 3 and the end face 8b of the second waveguide forming area 10b are formed. Is formed by providing the high thermal expansion coefficient member 7, but the configuration of the end face interval varying means is not particularly limited and may be set as appropriate. That is, the end face interval varying means is configured to connect the end face 8a of the first waveguide formation region 10a to the second face
By changing the distance between the end faces 8b of the waveguide forming region 10b, the function of shifting the light transmission center wavelength of the arrayed waveguide type diffraction grating may be used.
【０１０３】特に、上記端面間隔可変手段は、上記各実
施形態例のように、アレイ導波路型回折格子の各光透過
中心波長の温度依存変動を低減する方向に、第１と第２
の導波路形成領域の端面間隔を可変する機能を有してい
れば望ましく、端面間隔可変手段をこのように構成する
ことにより、上記各実施形態例のように、従来のアレイ
導波路型回折格子において問題であった光透過中心波長
の温度依存性を解消することができ、光波長多重通信用
などの実用に適した優れたアレイ導波路型回折格子とす
ることができる。In particular, the end face interval varying means is provided with a first and a second means for reducing the temperature-dependent variation of each light transmission center wavelength of the arrayed waveguide type diffraction grating as in each of the above embodiments.
It is desirable to have a function of varying the end face interval of the waveguide forming region of the above. By configuring the end face interval varying means in this way, the conventional arrayed waveguide type diffraction grating can be used as in each of the above embodiments. Thus, the temperature dependence of the light transmission center wavelength, which was a problem in the above, can be solved, and an excellent arrayed waveguide type diffraction grating suitable for practical use such as optical wavelength division multiplexing communication can be obtained.
【０１０４】さらに、本発明のアレイ導波路型回折格子
を構成する各導波路２，３，４，５，６の等価屈折率や
本数、大きさなどの詳細な値は特に限定されるものでは
なく、適宜設定されるものである。Further, detailed values such as the equivalent refractive index, the number, and the size of each of the waveguides 2, 3, 4, 5, and 6 constituting the arrayed waveguide type diffraction grating of the present invention are not particularly limited. Instead, they are set as appropriate.
【０１０５】[0105]
【発明の効果】第１の発明によれば、第１のスラブ導波
路と第２のスラブ導波路の少なくとも一方を、スラブ導
波路の光進行方向の中心軸に対して斜めに交わる切断面
で切断分離し、この切断分離により形成される第１の導
波路形成領域端面と第２の導波路形成領域端面の間隔を
可変するものであるから、この端面間隔可変により、例
えば光入力導波路の出力端位置や光出力導波路の入力端
位置を上記中心軸に直交する方向にずらしてアレイ導波
路型回折格子の各光透過中心波長をシフトさせることが
できる。According to the first invention, at least one of the first slab waveguide and the second slab waveguide is cut at a cross section obliquely intersecting the center axis of the slab waveguide in the light traveling direction. Since the gap is cut and separated and the distance between the end face of the first waveguide forming area and the end face of the second waveguide formed area formed by the cut / separation is changed, for example, by changing the gap between the end faces, for example, the optical input waveguide By shifting the output end position and the input end position of the optical output waveguide in a direction orthogonal to the central axis, each light transmission center wavelength of the arrayed waveguide type diffraction grating can be shifted.
【０１０６】また、第２の発明によれば、上記第１の発
明に加えて、前記端面間隔可変手段を、第１と第２の導
波路形成領域の端面間隔可変によってそれぞれの光出力
導波路から出力される出力光の光透過中心波長の温度依
存変動を低減する温度依存変動低減手段と成すものであ
るから、前記端面間隔可変量を適切な値とすることによ
って前記各光透過中心波長の温度依存変動（波長ずれ）
を解消することができる。Further, according to the second invention, in addition to the first invention, each of the optical output waveguides is provided by changing the end face interval variable means by changing the end face interval between the first and second waveguide forming regions. Temperature-dependent fluctuation reducing means for reducing the temperature-dependent fluctuation of the light transmission center wavelength of the output light output from the light source. Temperature dependent fluctuation (wavelength shift)
Can be eliminated.
【０１０７】さらに、第２の発明によれば、ペルチェ素
子やヒータを用いなくてもアレイ導波路型回折格子の使
用環境温度による光透過中心波長ずれを抑制し、光透過
中心波長の温度無依存化を行うことができるために、ペ
ルチェ素子やヒータを含む温度調節手段を設ける場合の
ように、常時通電を必要とすることもないし、部品の組
立誤差による温度補正誤差が生じることもなく、さら
に、室温以上の温度でアレイ導波路型回折格子を保つこ
とによるアレイ導波路型回折格子と光ファイバとの接続
損失増加の虞もない。Further, according to the second aspect of the present invention, the shift of the light transmission center wavelength due to the environmental temperature of the arrayed waveguide type diffraction grating is suppressed without using a Peltier element or a heater, and the temperature of the light transmission center wavelength is independent of the temperature. Therefore, unlike the case where a temperature control means including a Peltier element and a heater is provided, there is no need to constantly supply power, and no temperature correction error occurs due to a component assembly error, and Also, there is no danger of increasing the connection loss between the arrayed waveguide type diffraction grating and the optical fiber by maintaining the arrayed waveguide type diffraction grating at a temperature equal to or higher than room temperature.
【０１０８】したがって、第２の発明のアレイ導波路型
回折格子は、接続相手側の光ファイバとの接続信頼性が
高く、確実に光透過中心波長の温度依存性を解消でき、
コストが安い優れたアレイ導波路型回折格子とすること
ができる。Therefore, the arrayed waveguide type diffraction grating of the second invention has high connection reliability with the optical fiber of the connection partner, and can reliably eliminate the temperature dependence of the light transmission center wavelength.
An excellent array waveguide type diffraction grating with low cost can be obtained.
【０１０９】さらに、第３、第４の発明によれば、導波
路形成領域よりも熱膨張係数が大きい高熱膨張係数部材
を、第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域に跨
る態様で設けたり、アレイ導波路型回折格子を配設する
ベースと第１の導波路形成領域と第２の導波路形成領域
の少なくとも一方との間に介設したりして端面間隔可変
手段を形成したものであるから、高熱膨張係数部材を用
いた簡単な構成により、前記端面間隔可変手段を形成す
ることができる。Further, according to the third and fourth aspects of the present invention, the high thermal expansion coefficient member having a larger thermal expansion coefficient than the waveguide forming region is straddled between the first waveguide forming region and the second waveguide forming region. The end face interval varying means is provided in a manner or interposed between a base on which the arrayed waveguide type diffraction grating is disposed and at least one of the first waveguide forming area and the second waveguide forming area. Since it is formed, the end face interval varying means can be formed with a simple configuration using a high thermal expansion coefficient member.
【０１１０】したがって、第３、第４の発明によれば、
上記優れた効果を奏するアレイ導波路型回折格子を、簡
単な構成で容易に作製することができ、コストを低コス
トにできる。Therefore, according to the third and fourth aspects,
The array waveguide type diffraction grating exhibiting the above-described excellent effects can be easily manufactured with a simple configuration, and the cost can be reduced.
【０１１１】さらに、第５、第６の発明のように、互い
に対向する第１の導波路形成領域端面と第２の導波路形
成領域端面とを平行状態としたり、非平行状態としたり
して、上記効果を奏することができるアレイ導波路型回
折格子を様々に形成し、アレイ導波路型回折格子の仕様
等に対応する好適なアレイ導波路型回折格子を形成する
ことができる。Further, as in the fifth and sixth aspects of the present invention, the end faces of the first waveguide forming region and the second waveguide forming region facing each other may be in a parallel state or a non-parallel state. In addition, it is possible to form an arrayed waveguide type diffraction grating capable of achieving the above-described effects in various ways, and to form a suitable arrayed waveguide type diffraction grating corresponding to the specifications of the arrayed waveguide type diffraction grating.
【図１】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第１実
施形態例を平面図（ａ）と側面図（ｂ）により示す要部
構成図である。FIG. 1 is a main part configuration diagram showing a first embodiment of an arrayed waveguide type diffraction grating according to the present invention by a plan view (a) and a side view (b).
【図２】上記実施形態例のアレイ導波路型回折格子にお
ける光透過中心波長の温度依存性を従来のアレイ導波路
型回折格子における光透過中心波長の温度依存性と比較
して示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the temperature dependence of the central wavelength of light transmission in the arrayed waveguide grating of the above embodiment in comparison with the temperature dependence of the central wavelength of light transmission in the conventional arrayed waveguide grating. .
【図３】アレイ導波路型回折格子における光透過中心波
長シフトと光入力導波路および光出力導波路の位置との
関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a light transmission center wavelength shift and positions of an optical input waveguide and an optical output waveguide in an arrayed waveguide type diffraction grating.
【図４】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第２実
施形態例を平面図（ａ）と断面図（ｂ）により示す要部
構成図である。FIG. 4 is a main part configuration diagram showing a plan view (a) and a sectional view (b) of a second embodiment of an arrayed waveguide type diffraction grating according to the present invention.
【図５】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の第３実
施形態例を平面図により示す要部構成図である。FIG. 5 is a main part configuration diagram showing a third embodiment of an arrayed waveguide type diffraction grating according to the present invention by a plan view.
【図６】ペルチェ素子を設けて構成した従来のアレイ導
波路型回折格子を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a conventional arrayed waveguide type diffraction grating provided with a Peltier element.
【図７】アレイ導波路型回折格子の１つの光出力導波路
から出力される光の光透過特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing light transmission characteristics of light output from one light output waveguide of the arrayed waveguide grating.
１ 基板 ２ 光入力導波路 ３ 第１のスラブ導波路 ３ａ，３ｂ 分離スラブ導波路 ４ アレイ導波路 ５ 第２のスラブ導波路 ６ 光出力導波路 ７ 高熱膨張係数部材 ８ 切断面 ８ａ，８ｂ 端面 ９ ベース １０，１０ａ，１０ｂ 導波路形成領域 １４ 係止部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Optical input waveguide 3 First slab waveguide 3a, 3b Separation slab waveguide 4 Array waveguide 5 Second slab waveguide 6 Optical output waveguide 7 High thermal expansion coefficient member 8 Cut surface 8a, 8b End surface 9 Base 10, 10a, 10b Waveguide forming region 14 Locking member
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈良 一孝 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 KA03 LA19 NA10 TA11 2H049 AA02 AA31 AA51 AA62 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Kazutaka Nara 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Kazuhisa Kashihara 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Furukawa Electric Co., Ltd. (reference) 2H047 KA03 LA19 NA10 TA11 2H049 AA02 AA31 AA51 AA62
Claims (6)
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
された導波路形成領域を基板上に形成し、前記光入力導
波路から入力される互いに異なる複数の波長をもった光
から１つ以上の波長の光を分波して各光出力導波路から
出力する光分波機能を有するアレイ導波路型回折格子で
あって、前記第１のスラブ導波路と第２のスラブ導波路
の少なくとも一方がスラブ導波路の光進行方向の中心軸
に対して斜めに交わる切断面で切断されて分離スラブ導
波路と成し、前記導波路形成領域が一方側の分離スラブ
導波路を含む第１の導波路形成領域と他方側の分離スラ
ブ導波路を含む第２の導波路形成領域とに分離されてお
り、互いに対向する第１の導波路形成領域端面と第２の
導波路形成領域端面の間隔を可変する端面間隔可変手段
が設けら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. A waveguide forming area to which a plurality of juxtaposed optical output waveguides are connected is formed on the substrate on the output side of the slab waveguide, and a plurality of different wavelengths input from the optical input waveguide are provided. An array waveguide type diffraction grating having an optical demultiplexing function of demultiplexing light of one or more wavelengths from the output light and outputting the demultiplexed light from each optical output waveguide, wherein the first slab waveguide and the second At least one of the slab waveguides crosses obliquely with respect to the central axis in the light traveling direction of the slab waveguide. And a second slab waveguide including a first slab waveguide on one side and a second slab waveguide on the other side. An end face interval varying means is provided which is separated into a waveguide formation area and which varies an interval between an end face of the first waveguide formation area and an end face of the second waveguide formation area facing each other. Array waveguide type diffraction grating.
路形成領域の端面間隔可変によってそれぞれの光出力導
波路から出力される出力光の光透過中心波長の温度依存
変動を低減する温度依存変動低減手段と成していること
を特徴とする請求項１記載のアレイ導波路型回折格子。2. The end face interval varying means reduces the temperature-dependent variation of the light transmission center wavelength of the output light output from each of the optical output waveguides by varying the end face interval between the first and second waveguide forming regions. 2. An arrayed waveguide type diffraction grating according to claim 1, wherein said arrayed waveguide type diffraction grating comprises temperature-dependent fluctuation reducing means.
域と第２の導波路形成領域に跨る態様で設けられた部材
を有しており、該部材は導波路形成領域および基板より
も熱膨張係数が大きい高熱膨張係数部材であることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載のアレイ導波路型回
折格子。3. The end face interval varying means has a member provided so as to straddle the first waveguide formation region and the second waveguide formation region, and the member is located between the waveguide formation region and the substrate. 3. The array waveguide type diffraction grating according to claim 1, wherein the diffraction grating is a high thermal expansion coefficient member having a large thermal expansion coefficient.
域と第２の導波路形成領域の少なくとも一方とアレイ導
波路型回折格子を配設するベースとの間に介設された部
材を有しており、該部材は導波路形成領域および基板よ
りも熱膨張係数が大きい高熱膨張係数部材であることを
特徴とする請求項１又は請求項２記載のアレイ導波路型
回折格子。4. The end face interval varying means includes a member interposed between at least one of the first waveguide forming region and the second waveguide forming region and a base on which the arrayed waveguide type diffraction grating is provided. 3. The arrayed waveguide type diffraction grating according to claim 1, wherein said member is a high thermal expansion coefficient member having a larger thermal expansion coefficient than the waveguide forming region and the substrate.
１の導波路形成領域端面と第２の導波路形成領域端面を
平行状態と成したことを特徴とする請求項１乃至請求項
４のいずれか一つに記載のアレイ導波路型回折格子。5. The end face interval varying means according to claim 1, wherein an end face of the first waveguide forming area and an end face of the second waveguide forming area facing each other are in a parallel state. An arrayed waveguide grating according to any one of the preceding claims.
１の導波路形成領域端面と第２の導波路形成領域端面を
非平行状態と成したことを特徴とする請求項１乃至請求
項４のいずれか一つに記載のアレイ導波路型回折格子。6. An end face interval varying means, wherein an end face of a first waveguide forming area and an end face of a second waveguide forming area facing each other are in a non-parallel state. An arrayed waveguide type diffraction grating according to any one of the above.
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