JP2001350041A - アレイ導波路回折格子型光合分波器および光導波回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １ｄＢ帯域幅が大きく、リップルが小さく、
隣接クロストークの劣化を抑制できるアレイ導波路回折
格子型光合分波器を提供する。 【解決手段】 光入力導波路１２と、第１のスラブ導波
路１３と、互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル
導波路１４ａを並設してなるアレイ導波路１４と、第２
のスラブ導波路１５と、複数の並設した光出力導波路１
６とを順に接続してなる導波路形成部１０を基板１１上
に形成する。少なくとも１本以上の光入力導波路１２の
出射側に、光入力導波路１２より狭幅の直線導波路１を
設け、その出射側に、アレイ導波路１４側に向かうにつ
れて拡幅する台形状導波路５を設ける。台形状導波路５
の上底４を光入力導波路１２の幅より広くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野などに
使用されるアレイ導波路回折格子型光合分波器および光
導波回路に関するものである。

【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
光を波長多重化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、伝送される波長
多重光から互いに異なる複数の波長の光を分波したり、
互いに異なる複数の波長の光を合波する光合分波器が必
要である。

【０００３】この種の光合分波器には、以下のような性
能が要求される。すなわち、第１に、予め定められた設
定波長範囲内において、できるだけ狭い波長間隔で光の
合分波を行なえることが要求される。第２に、合分波す
る光の中心波長付近における波長平坦性が優れているこ
とが要求される。第３に、隣接する通過波長間のクロス
トーク（以下、隣接クロストークと呼ぶ）が低いことが
要求される。

【０００４】上記要求性能のうち、第１の要求性能を満
たす光波長合分波器の一例として、アレイ導波路回折格
子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇ
ｒａｔｉｎｇ）型光合分波器がある。アレイ導波路回折
格子型光合分波器は、例えば図２８の（ａ）に示すよう
な導波路構成を有する光導波路部１０を基板１１上に形
成したものである。

【０００５】前記導波路構成は、１本以上の並設された
光入力導波路１２の出射側に、第１のスラブ導波路１３
が接続され、第１のスラブ導波路１３の出射側には、ア
レイ導波路１４が接続され、アレイ導波路１４の出射側
には第２のスラブ導波路１５が接続され、第２のスラブ
導波路１５の出射側には複数の並設された光出力導波路
１６が接続されて形成されている。

【０００６】前記アレイ導波路１４は、第１のスラブ導
波路１３から導出された光を伝搬するものであり、複数
のチャンネル導波路１４ａを並設して形成されており、
隣り合うチャンネル導波路１４ａの長さは互いに設定量
（ΔＬ）異なるように形成されている。また、光入力導
波路１２、光出力導波路１６の太さは互いに等しく形成
されている。

【０００７】なお、光出力導波路１６は、例えばアレイ
導波路回折格子型光合分波器によって分波される互いに
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１４を構成するチャンネル導波路１
４ａ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
らのチャンネル導波路１４ａ，光出力導波路１６及び光
入力導波路１２の本数を簡略的に示してある。

【０００８】図２８の（ａ）の鎖線枠Ａ内の拡大図の概
略図が同図の（ｂ）に示されており、この図に示すよう
に、従来のアレイ導波路回折格子型光合分波器において
は、やや曲線形状の光入力導波路１２の出射側が第１の
スラブ導波路１３の入射側に直接接続されている。ま
た、同様に、第２のスラブ導波路１５の出射側に、やや
曲線形状の光出力導波路１６の入射側が直接接続されて
いる。

【０００９】光入力導波路１２には、例えば送信側の光
ファイバが接続されて、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１２を通って第１のスラブ導
波路１３に導入された光は、その回折効果によって広が
ってアレイ導波路１４に入射し、アレイ導波路１４を伝
搬する。

【００１０】アレイ導波路１４を伝搬した光は、第２の
スラブ導波路１５に達し、さらに、光出力導波路１６に
集光されて出力されるが、アレイ導波路１４の隣り合う
チャンネル導波路１４ａ長さが設定量互いに異なること
から、アレイ導波路１４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１６を形成することによって、
波長の異なった光を各波長ごとに異なる光出力導波路１
６から出力できる。

【００１１】例えば、同図に示すように、１本の光入力
導波路１２から波長λ１，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
の光は、第１のスラブ導波路１３で広げられ、アレイ導
波路１４に到達し、アレイ導波路１４と第２のスラブ導
波路１５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１６に入射
し、それぞれの光出力導波路１６を通って、光出力導波
路１６の出射端から出力される。そして、各光出力導波
路１６の出射端に光出力用の光ファイバを接続すること
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。

【００１２】このアレイ導波路回折格子型光合分波器に
おいては、回折格子の波長分解能の向上が回折格子を構
成するアレイ導波路１４の各チャンネル導波路１４ａ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。

【００１３】上記アレイ導波路回折格子型光合分波器
に、前記光合分波器への第２の要求特性である中心波長
平坦性を持たせ、各光出力導波路１６から出射される光
中心波長の３ｄＢ帯域幅（３ｄＢ通過帯域幅）を広くす
るために、例えば図２４に示すような構成のアレイ導波
路回折格子型光合分波器が提案されている。この提案の
アレイ導波路回折格子型光合分波器は、同図の（ａ）に
示すように、図２８の（ａ）に示した従来のアレイ導波
路回折格子型光合分波器とほぼ同様の導波路構成を有
し、図２４の（ｂ）および図２５に示すように、各光入
力導波路１２の出射側が特殊な構成と成している。

【００１４】上記提案のアレイ導波路回折格子型光合分
波器は、特開平８−１２２５５７号に開示されているも
のであり、各光入力導波路１２の出力端に、スリット状
導波路５０を形成している。スリット状導波路５０は、
図２５に示すように、テーパ角度θで拡幅するテーパ導
波路部２Ａを有し、このテーパ導波路部２Ａの中央部に
台形状のスリット１９を形成することにより２本の狭幅
導波路部８が間隔を介して配置された構成と成してい
る。狭幅導波路部８同士の間隔は、図の左側から右側に
かけて（すなわち第１のスラブ導波路１３側に向け
て）、ＣＷからＳＷに徐々に広く形成されている。

【００１５】この提案のアレイ導波路回折格子型光合分
波器によれば、特開平８―１２２５５７号に開示されて
いる通り、例えば図２６に示す損失波長特性から分かる
ように、アレイ導波路回折格子型光合分波器によって合
分波する光の３ｄＢ帯域幅を広くすることができる。

【００１６】また、図１９に示すように、アレイ導波路
回折格子型光合分波器の光入力導波路１２の出射側に、
パラボリックテーパ導波路２０を接続した導波路構成
や、図２０に示すように、光入力導波路１２の出射側に
マルチモードインターフェース導波路２１を接続した導
波路構成が提案されている。

【００１７】図１９に示す構成は、特開平０９―２９７
２２８号にＮＴＴが提案したアレイ導波路回折格子の構
成であり、図２０に示す構成は、US Pat. 5629992にB
ellCommunication Research Inc．が提案したPassban
d Flattening of Integrated Optical Filtersに
示されている構成である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２
４、２５に示したような、スリット状導波路５０を有す
るアレイ導波路回折格子型光合分波器は、構造が単純で
ないため、製造ばらつきが生じ易く、それに伴い、性能
ばらつきも大きくなるといった問題があった。

【００１９】また、このアレイ導波路回折格子型光合分
波器は、上記３ｄＢ帯域幅を広くできるものの、波長平
坦性を示すもう１つの尺度である１ｄＢ帯域幅を広くす
るために、３ｄＢ帯域幅を広くすると、波長平坦性を示
すさらにもう１つの尺度であるリップル（例えば図２６
のＢ部）が大きくなり、かつ、このリップルより１ｄＢ
帯域幅が２つに割れ、結果として１ｄＢ帯域幅が狭くな
り、さらに、前記光合分波器への第３の要求特性である
隣接クロストークが大きく劣化することが分かった。

【００２０】例えば、本発明者は、図２５に示したスリ
ット状導波路５０を有するアレイ導波路型回折格子につ
いて、図２５における各長さ（Ｗ２、ＣＷ、ＳＷ等）や
アレイ導波路型回折格子の比屈折率差等を以下に示す値
として５個のアレイ導波路回折格子型光合分波器を試作
し、その特性を求めた。

【００２１】上記試作のアレイ導波路型回折格子は、図
２５において、光入力導波路１２の導波路幅Ｗ１＝６．
５μｍ、テーパ導波路部２Ａのテーパ角度θ＝０．４
°、テーパ導波路部２Ａと狭幅導波路部８との接続部に
おける狭幅導波路部８同士の間隔ＣＷ＝２．０μｍ、狭
幅導波路部８と第１のスラブ導波路１３との接続部にお
ける狭幅導波路部８同士の間隔ＳＷ＝４．０μｍ、スリ
ット状導波路５０と第１のスラブ導波路１３との接続部
幅Ｗ２＝１５．０μｍとしたものである。

【００２２】なお、特開平８―１２２５５７号公報に
は、３ｄＢ帯域幅を広くする条件として、上記間隔ＳＷ
と幅Ｗ２の比ＳＷ／Ｗ２を０．２〜０．６とすることが
開示されているので、上記試作のアレイ導波路型回折格
子においても、この条件となるように上記間隔ＳＷと幅
Ｗ２の比ＳＷ／Ｗ２を設定した。

【００２３】また、上記試作のアレイ導波路型回折格子
は、全ての導波路の高さを６．５μｍとし、比屈折率差
＝０．８％とし、さらに、波長間隔１００ＧＨｚ（波長
１．５５μｍ帯域において約０．８ｎｍ間隔）となるよ
うにした。これらの試作のアレイ導波路型回折格子につ
いて、その特性を調べた結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】なお、表１において、隣接クロストーク
は、中心波長に対して０．８±０．１ｎｍの波長範囲内
における最悪クロストークとした。

【００２６】表１から明らかなように、スリット状導波
路５０の設計寸法が同じであるにもかかわらず、５個の
アレイ導波路回折格子型光合分波器（サンプル１〜５）
は、スリット状導波路５０の製造寸法ばらつきに起因し
て性能ばらつきが大きく、３ｄＢ帯域幅が広いものほど
リップルが大きく、さらに隣接クロストークが劣化して
いる。なお、サンプル１、４は、リップル量が１ｄＢを
越えており、そのため、１ｄＢ帯域幅が割れ、１ｄＢ帯
域幅が狭くなっている。

【００２７】一般に、波長多重光伝送システム側から光
合分波器に対して要求されている要求性能は、１ｄＢ帯
域幅が０．３〜０．４ｎｍ以上、リップルが０．５ｄＢ
以下、隣接クロストークが−２６ｄＢ以下とされてい
る。そこで、例えば１ｄＢ帯域幅を０．３５ｎｍ以上、
リップルを０．５ｄＢ以下、隣接クロストークを−２６
ｄＢ以下と規格すると、表１のサンプル１〜５のうち、
４個は不良となって、歩留まりは１／５となってしま
う。また、この規格のうち、１ｄＢ帯域幅のみを０．４
ｎｍ以上とした場合、表１のサンプル１〜５は、いずれ
も不良となってしまう。

【００２８】そこで、本発明者は、前記光合分波器に対
する第１〜第３の要求特性を満足できるアレイ導波路回
折格子型光合分波器の構成を見出すために、図２５に示
した構成を備えたアレイ導波路回折格子型光合分波器に
おいて、スリット状導波路５０の出力端から第１のスラ
ブ導波路１３に入射する光の電界振幅分布（光振幅）を
周知のビーム伝搬法によりシミュレートし、その結果か
ら、以下の着想を得た。

【００２９】すなわち、上記光電界振幅分布は、図２７
に示すように二山形状を呈しており、２つの山の間隔ｃ
が広くなると３ｄＢ帯域幅が広くなる。したがって、間
隔ｃの変動を受けて３ｄＢ帯域幅が大きく変動する。ま
た、２つの山の間（電界振幅分布の中央部分）の落ち込
み部分ｂが大きくなるとリップルが大きくなる。さら
に、間隔ｃを広くすると、必然的に落ち込み部分ｂが大
きくなることが分かった。また、３ｄＢ帯域が広くなる
と、リップルが大きくなり、例えば１ｄＢを越え、１ｄ
Ｂ帯域が割れ、１ｄＢ帯域幅が狭くなってしまう。

【００３０】したがって、図２４、２５に示した提案の
構成においては、２つの山の間隔ｃが広くなるように設
計すれば３ｄＢ帯域幅を大きくできる反面、リップルも
大きくなり、そのため１ｄＢ帯域幅が小さくなってしま
うことになる。

【００３１】また、なだらかな裾の部分ａ１、ａ２の影
響を受けて、隣接クロストークの劣化が起こると推論し
た。

【００３２】そして、この推論に基づき、アレイ導波路
回折格子型光合分波器の光入力導波路側から第１のスラ
ブ導波路に入射する光の電界振幅分布が、第１のスラブ
導波路の入射面において以下の形状の電界振幅分布とな
るようにすれば、１ｄＢ帯域幅を大きくし、かつ、リッ
プルを小さくし、さらに、隣接クロストークの劣化を抑
制できると考えた。

【００３３】すなわち、上記第１のスラブ導波路に入射
する光の電界振幅分布を、図２７における落ち込み部分
ｂが小さく、図２７における間隔ｃ（両端側の山の間
隔）が大きく、かつ、図２７に示したような、なだらか
な裾野部分ａ１、ａ２が生じない形状の光電界振幅分布
形状となるようにすれば、上記効果を発揮できると考え
た。

【００３４】なお、図２５に示した構成において、特
に、２本の狭幅導波路部８の導波路幅や相互の間隔が大
きいと、１ｄＢ帯域幅、リップル、隣接クロストークの
ばらつきを大きく左右することも分かったので、光入力
導波路の出射側の光導波回路構成は、同図に示したよう
なスリットを有していない導波路構成を有するものが好
ましいと考えた。

【００３５】また、本発明者は、図１９、２０に示した
構成の従来例においても、光の電界振幅分布をビーム伝
搬法によりシミュレーションにより求めた。なお、この
シミュレーションに際し、光入力導波路１２の幅Ｗ１＝
６．５μｍ、パラボリックテーパ導波路２０の長さＬ８
＝９００μｍ、パラボリックテーパ導波路２０の出力端
幅Ｗ８＝５０μｍ、マルチモードインターフェース導波
路２１の長さＬ９＝５００μｍ、マルチモードインター
フェース導波路２１の幅Ｗ９＝２５μｍとした。

【００３６】その結果、図１９の構成における光電界振
幅分布は図２１に示すようになり、図２０の構成におけ
る光電界振幅分布は図２２に示すようになった。

【００３７】図２１に示すように、パラボリックテーパ
導波路２０を有する構成における光電界振幅分布は二山
から一山になる。また、図２２に示すように、マルチモ
ードインターフェース導波路２１を有する構成における
光電界振幅分布は、その出射端において三山形状となっ
ているが、この形状は、図２３に示すように、裾野部分
ａ１、ａ２の立ち上がりが悪いことが分かった。

【００３８】さらに、パラボリックテーパ導波路２０
は、斜辺が曲線であるために、設計通り形成することが
難しく、製造歩留まりが悪いことも分かった。

【００３９】したがって、図１９、２０に示した提案の
構成においても、前記光合分波器に対する第１〜第３の
要求特性を満足することはできないことが分かった。

【００４０】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、上記１ｄＢ帯域幅
が広く、リップルが小さく、隣接クロストークが低く、
製造歩留まりの高いアレイ導波路回折格子型光合分波器
を提供することにある。

【００４１】

【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の発明のアレイ導
波路回折格子型光合分波器は、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の長さが設定量異な
る複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波
路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラ
ブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側に
は複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波
路構成を有し、前記少なくとも１本以上の光入力導波路
の出射側と前記少なくとも１本以上の光出力導波路の入
射側の少なくとも一方には、マルチモードとなる幅のマ
ルチモード導波路が接続されており、該マルチモード導
波路の少なくとも一部分にアレイ導波路側に向かうにつ
れて拡幅する形状の導波路を有している構成をもって課
題を解決する手段としている。

【００４２】また、第２の発明のアレイ導波路回折格子
型光合分波器は、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の長さが設定量異なる複数のチャ
ンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続さ
れ、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が
接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並
設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有
し、前記少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側と
前記少なくとも１本以上の光出力導波路の入射側の少な
くとも一方には、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅
する斜辺が直線の台形状導波路が接続されており、該台
形状導波路は（その幅が台形状導波路の全領域におい
て）対応する光入力導波路または光出力導波路の幅より
も広幅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。

【００４３】また、第３の発明のアレイ導波路回折格子
型光合分波器は、上記第２の発明の構成に加え、前記１
本以上の光入力導波路と台形状導波路の間と、１本以上
の光出力導波路と台形状導波路の間の少なくとも一方に
は、直線導波路が介設されており、該直線導波路は対応
する光入力導波路または光出力導波路の幅よりも狭幅と
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。

【００４４】さらに、第４の発明のアレイ導波路回折格
子型光合分波器は、上記第２の発明の構成に加え、前記
１本以上の光入力導波路と台形状導波路の間と、１本以
上の光出力導波路と台形状導波路の間の少なくとも一方
には、対応する台形状導波路の狭幅端の幅と同じ幅の等
幅導波路が形成されている構成をもって課題を解決する
手段としている。

【００４５】さらに、第５の発明のアレイ導波路回折格
子型光合分波器は、上記第２の発明の構成に加え、前記
１本以上の光入力導波路と台形状導波路の間と、１本以
上の光出力導波路と台形状導波路の間の少なくとも一方
には、対応する台形状導波路の狭幅端の幅と同じ幅の等
幅導波路が形成されており、この等幅導波路に対応する
光入力導波路と光出力導波路の少なくとも一方と等幅導
波路の間には、前記対応する光入力導波路または光出力
導波路の幅よりも狭幅の狭幅直線導波路が設けられてい
る構成をもって課題を解決する手段としている。

【００４６】さらに、第６の発明の光導波回路は、シン
グルモード導波路に、マルチモードとなる幅のマルチモ
ード導波路が接続されており、該マルチモード導波路の
少なくとも一部分に光の進行方向に向かうにつれて拡幅
する形状のマルチモード拡幅形状導波路を有している構
成をもって課題を解決する手段としている。

【００４７】さらに、第７の発明の光導波回路は、上記
第６の発明の構成に加え、前記マルチモード拡幅形状導
波路は台形状導波路である構成をもって課題を解決する
手段としている。

【００４８】本発明者は、上記１ｄＢ帯域幅が広く、リ
ップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路
回折格子型光合分波器を構成するために、光入力導波路
と第１のスラブ導波路との接続部構成に着目し、様々に
検討を行なった。

【００４９】そして、アレイ導波路回折格子型光合分波
器の、少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側に、
マルチモードとなる幅のマルチモード導波路を接続し、
該マルチモード導波路の少なくとも一部分にアレイ導波
路側に向かうにつれて拡幅する形状の導波路を有してい
る構成とすることにより、光入力導波路側から第１のス
ラブ導波路に入射する光の電界振幅分布を、例えば図５
に示すような、山の間隔ｃ’が広く、落ち込み部分ｂ’
が小さく、かつ、裾野部分が切り落とされた形状にでき
ることを見出した。

【００５０】具体的には、例えば上記光入力導波路の出
射側に、第１のスラブ導波路側に向かうにつれて拡幅す
る（例えば斜辺が実質的にほぼ直線の）台形状導波路を
接続し、この台形状導波路の上底（光入力導波路側の
辺）を光入力導波路の幅よりも広幅として台形状導波路
の全領域において光入力導波路幅より広幅とすることに
より、第１のスラブ導波路の入射面において、光入力導
波路側から第１のスラブ導波路に入射する光の電界振幅
分布を、例えば図５に示すような形状にできることを見
出した。

【００５１】この理由は、光が台形状導波路に入射した
ときに規格化周波数を２．４以上となるようにすること
により、光が台形状導波路の幅方向にマルチモード分布
として広がり、ついで台形状導波路において光の電界振
幅分布を変化させながら伝搬していく。そして、台形状
導波路がアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅している
ことから、光電界振幅分布の裾野部分を切り落としてい
くようにして（裾野部分の立ち上がりを良好にして）、
かつ、光電界振幅分布の山形状の間隔ｃ’を広くしてい
くためであると、本発明者は考察している。

【００５２】本発明は、上記検討に基づいて例えば光入
力導波路の出射端側に上記台形状導波路等の、アレイ導
波路側に向かうにつれて拡幅する形状を備えたマルチモ
ード導波路を設けることにより、第１のスラブ導波路の
入射面における光入力導波路側から第１のスラブ導波路
に入射する光の電界振幅分布を、例えば図５に示したよ
うに、両端側の山の間隔ｃ’が大きく、かつ、図２７に
示したような、なだらかな裾野部分ａ１、ａ２が生じな
い形状とすることができ、それにより、１ｄＢ帯域幅が
広く、リップルｂ’が小さく、隣接クロストークが低い
アレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することが可
能となる。

【００５３】特に、本発明において、例えば光入力導波
路と台形状導波路との間に光入力導波路幅より狭幅の直
線導波路を設けることにより、光入力導波路が曲線部を
有していて、光がこの曲線部を伝搬するときに光強度分
布の中心位置が光入力導波路幅方向中心位置からずれた
としても、直線導波路を通るときに光強度分布の中心位
置を直線導波路中心に移動させることができ、光強度中
心を台形状導波路の幅方向中心に入射できるため、台形
状導波路を出射する光強度分布形状を全体的に歪みの無
いものとすることが可能となる。

【００５４】なお、アレイ導波路回折格子型光合分波器
は光回路の相反性を利用して形成されているので、各光
出力導波路の入射側に、例えば光出力導波路幅よりも広
幅で、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する（例え
ば斜辺が実質的にほぼ直線の）台形状導波路を接続する
といったように、少なくとも一部分にアレイ導波路側に
向かうにつれて拡幅する形状の導波路を備えたマルチモ
ード導波路を接続した場合も同様に、１ｄＢ帯域幅が広
く、リップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ
導波路回折格子型光合分波器を提供することが可能とな
る。

【００５５】また、上記本発明の構成は、図２５に示し
たような複雑な構成を有しておらず、簡単な構成である
ため、容易に製造可能で、製造歩留まりの高いアレイ導
波路回折格子型光合分波器となる。

【００５６】

【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の（ａ）には、本発明に係るア
レイ導波路回折格子型光合分波器の第１実施形態例の要
部構成図が、その動作と共に模式的に示されており、図
１の（ｂ）には、同図の（ａ）に示す破線枠Ａ内の拡大
図が示されている。さらに、この拡大図における１本の
光入力導波路１２の端部をより具体的に示したものが、
図２に示されている。

【００５７】本実施形態例は、図１の（ａ）に示すよう
に、図２４、２８に示したアレイ導波路回折格子とほぼ
同様に構成されており、本実施形態例が従来例および提
案例と異なる特徴的なことは、図１の（ｂ）および図２
に示すように、各光入力導波路１２の出射側に、光入力
導波路１２の幅よりも狭幅の直線導波路（狭幅直線導波
路）１を接続し、さらに、各直線導波路１の出射側に、
前記各光入力導波路１２の幅よりも広幅で、かつ、第１
のスラブ導波路１３側に向かうにつれて拡幅する台形状
導波路５を接続したことである。台形状導波路５の斜辺
３は実質的にほぼ直線と成している。

【００５８】図２に示すように、台形状導波路５は、対
応する各光入力導波路１２の幅（Ｗ１）よりも広幅（Ｗ
３）の上底４を有しており、テーパ角度θで拡幅してい
る。そして、このような構成により、台形状導波路５の
幅は、台形状導波路５の全領域において、対応する光入
力導波路１２の幅よりも広幅と成している。また、台形
状導波路５の下底６は僅かに曲線状と成しており、この
下底６の幅はＷ４である。

【００５９】なお、図２に示す光導波回路の構成は、シ
ングルモード導波路としての光入力導波路１２の出射側
に、直線導波路１を介して台形状導波路５を接続した構
成であり、台形状導波路５は、マルチモードとなる幅の
マルチモード導波路として機能し、かつ、光の進行方向
に向かうにつれて拡幅する形状のマルチモード拡幅形状
導波路として機能する。

【００６０】また、各直線導波路１の幅方向の中心は、
対応する台形状導波路５の入射端の幅方向の中心と位置
合わせされており、前記各直線導波路１は、各直線導波
路１に接続されている光入力導波路１２を伝搬してきた
光信号のパワーの中心を直線導波路１の幅方向の中心に
移動させて、該光信号パワー中心を台形状導波路５の入
射端の幅方向の中心に入射させる光パワー中心位置調整
手段と成している。直線導波路１の幅はＷ２であり、そ
の長さはＬ１である。

【００６１】本実施形態例において、上記パラメータ
は、以下のように形成されている。すなわち、光入力導
波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、直線導波路１の幅Ｗ２
＝３．０μｍ、直線導波路１の長さＬ１＝５００μｍ、
台形状導波路５の上底４の幅Ｗ３＝２０．０μｍ、テー
パ角度θ＝０．４°、台形状導波路５の下底６の幅Ｗ４
＝３５．０μｍである。また、本実施形態例のアレイ導
波路回折格子型光合分波器は、波長１．５５μｍ帯にお
いて約０．８ｎｍの波長間隔で（言い換えれば波長間隔
１００ＧＨｚで）光波長合分波を行なう機能を有するも
のとした。

【００６２】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、本実施形態例でも、従来のアレイ導波路回折格子と
同様に、光入力導波路１２には、例えば送信側の光ファ
イバが接続されて、波長多重光が導入されるようになっ
ているが、本実施形態例では、光入力導波路１２を通っ
た光は、直線導波路１に入射し、直線導波路１によっ
て、光パワーの中心が直線導波路１の中心に移動させら
れ、光パワーの中心が台形状導波路５の幅方向の中心に
入射する。

【００６３】そして、前記規格化周波数（Ｖ値）を２．
４以上とすることにより、台形状導波路５に入射された
光は導波路幅方向にマルチモード分布として広がり、つ
いで、台形状導波路５において光電界振幅分布を変化さ
せながら進行していく。そして、台形状導波路５が第１
のスラブ導波路１３側に向かうにつれて拡幅しているこ
とから、光電界振幅分布の裾野部分は光の進行に伴って
切り落とされながら、光電界振幅分布は全体として分布
幅を広げながら進行していくと考えられる。

【００６４】図４には、この光電界振幅分布をシミュレ
ーションした結果が示されている。同図に示すように、
直線導波路１から台形状導波路５に入射した直後の光電
界振幅分布は一山であり、その後、二山形状となり、台
形状導波路５内で光電界振幅分布形状が変化していっ
て、台形状導波路５の出射端（下底６）では四山形状に
なっている。

【００６５】また、図５には、台形状導波路５の出射端
における光電界振幅分布形状が示されており、同図に示
す光電界振幅分布は、両端側の山の間隔ｃ’が大きく、
落ち込み部分ｂ’が小さく、しかも、裾野部分（両端
側）の立ち上がりが図２７に示した光電界振幅分布に比
較して非常に良好である。

【００６６】本実施形態例によれば、光入力導波路１２
の出射側に、直線導波路１と台形状導波路５を接続する
ことにより、光電界振幅分布を上記のように変化させ、
台形状導波路５の出射端（言い換えれば第１のスラブ導
波路１３の入射面）における光の電界振幅分布を、図５
に示すような四山の形状にでき、１ｄＢ帯域幅が広く、
リップルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波
路回折格子型光合分波器を提供することができる。

【００６７】また、図４から明らかなように、上記光電
界振幅分布は台形状導波路５の長手方向で変化していく
ので、台形状導波路５の長さを適宜設定することによ
り、台形状導波路５の出射端における光電界振幅分布形
状を可変できる。したがって、本実施形態例の構成にお
いて、アレイ導波路回折格子型光合分波器の仕様などに
応じて、台形状導波路５の長さや幅、テーパ角度θを設
定することにより、上記特性を有するアレイ導波路回折
格子型光合分波器を仕様に合わせて製造することができ
る。

【００６８】さらに、本実施形態例は、図２５に示した
構成と異なり、各光入力導波路１２の出射側に、直線導
波路１と、第１のスラブ導波路１３側に向かうにつれて
拡幅する斜辺３が実質的にほぼ直線の台形状導波路５を
接続した簡単な構成であるため、容易に製造可能で、製
造歩留まりの高いアレイ導波路回折格子型光合分波器と
することができる。

【００６９】（実施例）以下、上記第１実施形態例の実
施例について説明する。まず、上記第１実施形態例の構
成のアレイ導波路回折格子型光合分波器を、以下の製造
方法によって製造した。すなわち、Ｓｉ基板の上に火炎
堆積法によって下部クラッド層（ＳｉＯ _２が主成分）、
コア層（例えばＧｅＯ_２を添加したＳｉＯ_２が主成分）
を順次積層透明ガラス化し、ついで、フォトリソグラフ
ィーとドライエッチングにより、図１に示した導波路構
成をコアにより形成した。その後、火炎堆積法により上
部クラッド層（ＳｉＯ_２が主成分）を積層した後、全体
を加熱して透明ガラス化して光合分波器とした。

【００７０】そして、このアレイ導波路回折格子型光合
分波器を実施例１として、その光通過スペクトルを測定
し、損失波長特性を求めた。その結果が図３に示されて
おり、このアレイ導波路回折格子型光合分波器における
１ｄＢ帯域幅は０．７ｎｍ、リップルは０．２ｄＢ、隣
接クロストークは−２８ｄＢとなった。

【００７１】これらの各値を表１に示した提案例のアレ
イ導波路回折格子型光合分波器における各値と比較する
と明らかなように、実施例１のアレイ導波路回折格子型
光合分波器は、上記各値が非常に良好な値で、合分波す
る光の中心波長付近における波長平坦性が優れ、かつ、
隣接クロストークが低い、光合分波器として優れた特性
を有することが確認できた。

【００７２】また、上記と同様の製造方法によって、表
２に示すパラメータを有し、上記実施形態例と同様の導
波路構成を有する３つのアレイ導波路回折格子型光合分
波器を製造し、実施例２〜４とした。なお、これらのア
レイ導波路回折格子型光合分波器も、波長１．５５μｍ
帯において約０．８ｎｍの波長間隔で光合分波を行なう
ものである。

【００７３】

【表２】

【００７４】そして、表２に示した実施例４において、
上記実施形態例と同様に、光電界振幅分布をシミュレー
ションした結果、図６に示すように、台形状導波路５内
で光電界振幅分布形状が変化し、台形状導波路５の出射
端（下底６）では二山形状になった。また、台形状導波
路５の出射端における光電界振幅分布形状は、図７に示
すようになり、同図に示す光電界振幅分布は、山の間隔
ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’が小さく、しかも、裾
野部分（両端側）の立ち上がりが図２７に示した光電界
振幅分布に比較して非常に良好であることが分かった。

【００７５】そして、実施例２〜４について、損失波長
特性を測定したところ、表３に示す結果が得られ、いず
れも、その特性は、前記提案例のアレイ導波路回折格子
型光合分波器における損失波長特性（図２６）に比べて
良好であることが分かった。

【００７６】

【表３】

【００７７】なお、台形状導波路５の下底６における光
電界振幅分布は、上記実施例１においては四山形状であ
ったのに対し、上記実施例４においては二山形状であっ
たが、実施例４においても、その山の間隔ｃ’は大き
く、落ち込み部分ｂ’が小さく、裾野部分（両端側）の
立ち上がりが良好である。そのため、表３に示したよう
に、実施例４においても、１ｄＢ帯域幅が広く、リップ
ルが小さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折
格子型光合分波器を提供することができる。

【００７８】次に、実施例２の寸法を設計値として３つ
のアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造し、それぞ
れにおける損失波長特性を測定したところ、表４に示す
結果が得られ、製造ばらつきが非常に小さいことが確認
された。なお、これらの光合分波器を、表４において
は、第１〜第３の光合分波器として示した。また、光合
分波器１〜３の特性も、提案例のアレイ導波路回折格子
型光合分波器における損失波長特性に比べて良好であ
る。

【００７９】

【表４】

【００８０】そして、例えば１ｄＢ帯域幅が０．３５ｎ
ｍ以上、リップルが０．５ｄＢ以下、隣接クロストーク
が−２６ｄＢ以下を規格とした場合も、この規格のうち
１ｄＢ帯域幅を０．４ｎｍ以上とした場合も、表４に示
した全てのアレイ導波路回折格子型光合分波器が合格と
なっている。

【００８１】以上のように、各実施例によって、上記第
１実施形態例の有効性がより一層確実に確認できた。

【００８２】次に、本発明に係るアレイ導波路回折格子
型光合分波器の第２実施形態例について説明する。な
お、本第２実施形態例の説明において、上記第１実施形
態例との重複説明は省略する。図８には、本第２実施形
態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器における光入
力導波路１２の出射側と第１のスラブ導波路１３との接
続構造が示されている。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、直線
導波路１を省略し、光入力導波路１２の出射側に台形状
導波路５を直接接続したことである。

【００８３】本実施形態例では、光入力導波路１２を伝
搬する光強度の中心位置が光入力導波路１２の幅方向中
心位置からずれないように設計しており、したがって、
上記第１実施形態例に設けた直線導波路１を省略して
も、台形状導波路５によって光電界振幅分布を適切に変
化させ、上記第１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。

【００８４】なお、本第２実施形態例において、光入力
導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、台形状導波路５の上
底４の幅Ｗ３＝２０．０μｍ、テーパ角度θ＝０．４
°、台形状導波路５の下底６の幅Ｗ４＝３５．０μｍと
した場合の、光電界振幅分布シミュレーション結果が図
９に示されており、台形状導波路５の下底６における光
電界振幅分布形状が図１０に示されている。これらの図
に示すように、本第２実施形態例でも上記第１実施形態
例と同様に、台形状導波路５の出射端における光の電界
振幅分布を、山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’
が小さく、裾野の立ち上がりが良好な形状にできる。

【００８５】そのため、本第２実施形態例も上記第１実
施形態例と同様に、１ｄＢ帯域幅が広く、リップルが小
さく、隣接クロストークが低いアレイ導波路回折格子型
光合分波器とすることができる。

【００８６】次に、本発明に係るアレイ導波路回折格子
型光合分波器の第３実施形態例について説明する。な
お、本第３実施形態例の説明において、上記第１、第２
実施形態例との重複説明は省略する。図１１の（ａ）、
（ｂ）には、本第３実施形態例のアレイ導波路回折格子
型光合分波器における光入力導波路１２の出射側と第１
のスラブ導波路１３との接続構造が示されている。

【００８７】本第３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３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、直線導波路（狭
幅直線導波路）１の出射側と台形状導波路５との間に、
台形状導波路５の狭幅端（上底４）と等幅の等幅導波路
９を形成したことである。本第３実施形態例は、この構
成により、等幅導波路９と台形状導波路５とによって前
記マルチモード導波路を形成している

【００８８】本第３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いることから、直線導波路１に
よって、光パワーの中心を直線導波路１の中心に移動さ
せて等幅導波路９の幅方向の中心に入射し、前記規格化
周波数（Ｖ値）を２．４以上とすることにより、等幅導
波路９に入射した光を導波路幅方向にマルチモード分布
として広げ、ついで、台形状導波路５において、上記第
１実施形態例と同様に光電界振幅分布を変化させながら
進行させることができる。

【００８９】なお、図１２には、この第３実施形態例に
おいて、光入力導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、直線
導波路１の幅Ｗ２＝３．０μｍ、直線導波路１の長さＬ
１＝５００μｍ、等幅導波路９の幅（台形状導波路５の
上底４の幅）Ｗ３＝２０．０μｍ、等幅導波路９の長さ
Ｌ２＝２５０μｍ、テーパ角度θ＝０．４°、台形状導
波路５の下底６の幅Ｗ４＝３５．０μｍとした場合の、
光電界振幅分布シミュレーション結果が示されており、
台形状導波路５の出射端（下底６）における光電界振幅
分布形状が図１３に示されている。

【００９０】これらの図に示すように、本第３実施形態
例では、直線導波路１から等幅導波路９に入射した直後
の光電界振幅分布は一山であり、その後、二山形状とな
り、台形状導波路５内で光電界振幅分布形状が変化して
いって、台形状導波路５の出射端（下底６）では三山形
状になっている。そして、本第３実施形態例でも上記第
１実施形態例と同様に台形状導波路５の出射端における
光の電界振幅分布を、山の間隔ｃ’が大きく、図２７に
比べて落ち込み部分ｂ’が小さく、裾野の立ち上がりが
良好な形状にできる。

【００９１】したがって、本第３実施形態例も、上記第
１実施形態例と同様の作用によって同様の効果を奏する
ことができる。

【００９２】（実施例）以下、上記第３実施形態例の実
施例について説明する。上記第１実施形態例の実施例と
同様の製造方法によって、第３実施形態例の構成のアレ
イ導波路回折格子型光合分波器を製造し、実施例５〜７
とした。なお、各実施例５〜７は、表５に示すパラメー
タを有し、波長１．５５μｍ帯において約０．８ｎｍの
波長間隔で光合分波を行なうものである。

【００９３】

【表５】

【００９４】図１４には、実施例７のアレイ導波路回折
格子型光合分波器について、台形状導波路５の出射端に
おける光電界振幅分布をビーム伝搬法でシミュレーショ
ンした結果が示されている。この光電界振幅分布は二山
形状であるが、山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分
ｂ’が小さく、全体として平坦化し、かつ裾野部分は急
激な立ち上がりを示している。

【００９５】また、各実施例５〜７のアレイ導波路回折
格子型光合分波器の光出力導波路１６における損失波長
特性を測定した結果、表６に示す結果が得られた。

【００９６】

【表６】

【００９７】表６の各値を表１に示した提案例のアレイ
導波路回折格子型光合分波器における各値と比較すると
明らかなように、各実施例５〜７のアレイ導波路回折格
子型光合分波器は、１ｄＢ通過帯域幅が提案例と同等か
それよりも広く、しかも隣接クロストークの劣化が起こ
っていない。しかも、各実施形態例５〜７のアレイ導波
路型回折格子は、リップルも０．１５ｄＢ以下に抑えら
れていることがわかった。

【００９８】次に、実施例５の寸法を設計値として３つ
のアレイ導波路回折格子型光合分波器を製造し、それぞ
れにおける損失波長特性を測定したところ、表７に示す
結果が得られ、製造ばらつきが非常に小さいことが確認
された。なお、これらの光合分波器を、表７において
は、第４〜第６の光合分波器として示した。光合分波器
４〜６の特性も、提案例のアレイ導波路回折格子型光合
分波器における損失波長特性に比べて良好であり、例え
ば−２６ｄＢ以下を合格品の規格値であるとした場合、
表７に示す全ての光合分波器が合格品になっている。

【００９９】

【表７】

【０１００】これは、本第３実施形態例における光入力
導波路１２と第１のスラブ導波路１３との接続部の構造
が、提案例におけるスリット状導波路５０に比べて簡単
であり、したがって製造時における寸法諸元のばらつき
を小さくすることができることによる。

【０１０１】以上のように、実施例５〜７によって、上
記第３実施形態例の有効性がより一層確実に確認でき
た。

【０１０２】次に、本発明のアレイ導波路回折格子型光
合分波器の第４実施形態例について説明する。図１５に
は、この第４実施形態例における光入力導波路１２の出
射側と第１のスラブ導波路１３との接続構造が示されて
いる。本第４実施形態例は、上記第３実施形態例とほぼ
同様に構成されており、本第４実施形態例が上記第３実
施形態例と異なる特徴的なことは、直線導波路１を省略
したことである。

【０１０３】本第４実施形態例は、上記第２実施形態例
と同様に、光入力導波路１２を伝搬する光強度の中心位
置が光入力導波路１２の幅方向中心位置からずれないよ
うに設計しており、直線導波路１を省略しても、等幅導
波路９と台形状導波路５を通すことによって光電界振幅
分布を適切に変化させることができる。したがって、本
第４実施形態例も、上記第３実施形態例と同様の効果を
奏することができる。

【０１０４】図１６には、本第４実施形態例において、
光入力導波路１２の幅Ｗ１＝６．５μｍ、等幅導波路９
の幅（台形状導波路５の上底４の幅）Ｗ３＝２０．０μ
ｍ、等幅導波路９の長さＬ２＝２５０μｍ、テーパ角度
θ＝０．４°、台形状導波路５の下底６の幅Ｗ４＝３
５．０μｍとした場合の、光電界振幅分布シミュレーシ
ョン結果が示されており、台形状導波路５の下底６にお
ける光電界振幅分布形状が図１７に示されている。

【０１０５】本第４実施形態例でも上記各実施形態例と
同様に、台形状導波路５の出射端における光の電界振幅
分布を、山の間隔ｃ’が大きく、落ち込み部分ｂ’が比
較的小さく、裾野の立ち上がりが良好な形状にできる。

【０１０６】図１８には、上記パラメータを有する第４
実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合分波器の通過
スペクトルを測定し、損失波長特性を求めた結果が示さ
れており、この損失波長特性の先端部分は非常に平坦な
波形となった。また、同図から明らかなように、このア
レイ導波路回折格子型光合分波器は、１ｄＢ通過帯域幅
が０．８ｎｍ、隣接クロストークは−２８ｄＢ、リップ
ルは０．２ｄＢであり、非常に良好な特性となった。

【０１０７】以上のように、上記各実施形態例のような
本発明の新たな構成によって初めて、上記優れた効果を
奏することができる優れたアレイ導波路回折格子型光合
分波器を提供できることを確認できた。

【０１０８】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、各光入力導波路１２の出射側に台
形状導波路５を設けたが、少なくとも１本以上の光入力
導波路１２の出射側に台形状導波路５を設けてもよい
し、少なくとも１本以上の光出力導波路１６の入射側に
第２のスラブ導波路１５に向かうにつれて拡幅する台形
状導波路５を接続してもよい。また、少なくとも１本以
上の光入力導波路１２の出射側と少なくとも１本以上の
光出力導波路１６の入射側の両方に上記台形状導波路５
を設けてもよい。

【０１０９】さらに、少なくとも１本以上の光出力導波
路１６側に台形状導波路５を設ける場合に、該光出力導
波路１６と台形状導波路５の間に、上記第１実施形態例
のような直線導波路１を介設してもよい。また、該光出
力導波路１６と台形状導波路５の間に、上記第３、４実
施形態例のように、等幅導波路９や直線導波路（狭幅直
線導波路）１を形成してもよい。

【０１１０】なお、光出力導波路１６側に台形状導波路
５を設ける場合は、台形状導波路５の幅を光出力導波路
１６の幅よりも広幅と成し、各光出力導波路１６と台形
状導波路５の間に直線導波路１を介設する場合は、該直
線導波路１の幅を光出力導波路１６の幅よりも狭幅と成
すようにする。

【０１１１】さらに、本発明において、台形状導波路の
幅や長さやテーパ角度、直線状導波路の長さや幅、等幅
導波路の長さ等は特に限定されるものではなく適宜設定
されるものであり、例えば図４、６、９、１２、１６に
示したような光電界振幅分布のシミュレーション結果に
基づいて、アレイ導波路回折格子型光合分波器の仕様に
合わせて上記各値を設定することにより、上記各実施形
態例のような優れた効果を奏するアレイ導波路回折格子
型光合分波器とすることができる。

【０１１２】さらに、本発明のアレイ導波路回折格子型
光合分波器に適用されるマルチモード導波路は必ずしも
台形状導波路を有する構成とするとは限らず、マルチモ
ード導波路は、マルチモードとなる幅を有し、マルチモ
ード導波路の少なくとも一部分にアレイ導波路側に向か
うにつれて拡幅する形状の導波路を有している構成とす
ればよい。

【０１１３】さらに、上記各実施形態例においては、ア
レイ導波路回折格子型光合分波器の回路構成の一部分と
して、例えば図２、８、１１、１５に示したような本発
明の光導波回路の構成を適用したが、本発明の光導波回
路は、アレイ導波路回折格子型光合分波器以外の回路構
成に適用してもよい。

【０１１４】さらに、本発明の光導波回路に適用される
マルチモード導波路は必ずしも台形状導波路を有する構
成とするとは限らず、マルチモード導波路は、マルチモ
ードとなる幅を有し、マルチモード導波路の少なくとも
一部分に光の進行方向に向かうにつれて拡幅する形状の
マルチモード拡幅形状導波路を有している構成とすれば
よい。

【０１１５】

【発明の効果】本発明のアレイ導波路回折格子型光合分
波器は、例えば光入力導波路の出射側に、マルチモード
となる幅のマルチモード導波路を接続し、該マルチモー
ド導波路の少なくとも一部分にアレイ導波路側に向かう
につれて拡幅する形状の導波路を有する構成としたもの
であり、例えば光入力導波路の出射側に、アレイ導波路
側に向かうにつれて拡幅する斜辺が実質的にほぼ直線の
台形状導波路を接続し、この台形状導波路の幅を光入力
導波路幅より広幅とするものである。

【０１１６】上記構成の本発明のアレイ導波路回折格子
型光合分波器は、その上記特徴的な構成により光を台形
状導波路の幅方向にマルチモード分布として広げ、アレ
イ導波路側（第１のスラブ導波路側）に向かうにつれて
光電界振幅分布の裾野部分の立ち上がりを良好にし、か
つ、光電界振幅分布の山形状の間隔を広くしていくこと
ができると考えられる。

【０１１７】したがって、上記構成の本発明のアレイ導
波路回折格子型光合分波器によれば、１ｄＢ帯域幅が広
く、リップルが小さく、隣接クロストークが低い、波長
多重用光合分波器として非常に優れた性能のアレイ導波
路回折格子型光合分波器とすることができる。また、上
記本発明の構成は、簡単な構成であるため、容易に製造
可能で、製造歩留まりの高いアレイ導波路回折格子型光
合分波器とすることができる。

【０１１８】また、アレイ導波路回折格子型光合分波器
は、光回路の相反性を有しているために、本発明のアレ
イ導波路回折格子型光合分波器において、光出力導波路
の入射側に、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する
斜辺がほぼ直線の台形状導波路を接続し、この台形状導
波路の幅を光出力導波路幅より広幅とする等、光出力導
波路の入射側に、少なくとも一部分にアレイ導波路側に
向かうにつれて拡幅する形状の導波路を有するマルチモ
ード導波路を接続した場合も、同様の効果を奏すること
ができる。

【０１１９】また、上記台形状導波路の狭幅端に該狭幅
端と同じ幅の等幅導波路を形成したアレイ導波路回折格
子型光合分波器においても、上記と同様の効果を奏する
ことができる。

【０１２０】さらに、各光入力導波路と台形状導波路と
の間に光入力導波路よりも狭幅の直線導波路を介設した
り、等幅導波路を形成した構成において狭幅導波路と対
応する光入力導波路の間に狭幅直線導波路を設けた本発
明のアレイ導波路回折格子型光合分波器によれば、光入
力導波路が曲線部を有していて、光がこの曲線部を伝搬
するときに光強度分布の中心位置が光入力導波路幅方向
中心位置からずれたとしても、直線導波路を通るときに
光強度分布の中心位置を直線導波路中心に移動させるこ
とができる。したがって、この構成により、光強度中心
を台形状導波路の幅方向中心に入射できるため、台形状
導波路を出射する光強度分布形状を全体的に歪みの無い
ものとすることができる。

【０１２１】また、アレイ導波路回折格子型光合分波器
は、光回路の相反性を有しているために、台形状導波路
と対応する光出力導波路との間に光出力導波路よりも狭
幅の直線導波路を介設した本発明のアレイ導波路回折格
子型光合分波器や等幅導波路と対応する光出力導波路と
の間に狭幅直線導波路を介設した本発明のアレイ導波路
回折格子型光合分波器においても、上記と同様の効果を
奏することができる。

【０１２２】さらに、本発明の光導波回路は、シングル
モード導波路に、光の進行方向に向かうにつれて拡幅す
る形状のマルチモード拡幅形状導波路を有するマルチモ
ード導波路を接続したものであるから、前記シングルモ
ード導波路から出力する光の電界振幅分布の裾野部分の
立ち上がりを光の進行方向に向かうにつれて良好にし、
かつ、光電界振幅分布の山形状の間隔を広くしていくこ
とができると考えられ、この構成をアレイ導波路回折格
子型光合分波器などの様々な回路構成に適用することに
より、例えば分岐する光の平坦性を向上できる等の効果
を発揮できる。

【０１２３】また、マルチモード拡幅形状導波路は台形
状導波路である本発明の光導波回路においては、非常に
簡単な導波路構成で、上記効果を効率的に発揮すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波
器の第１実施形態例を模式的に示す構成図である。

【図２】上記実施形態例における光入力導波路の出力端
側構成を具体的に示す説明図である。

【図３】上記第１実施形態例のアレイ導波路回折格子型
光合分波器の実施例１における波長損失特性を示すグラ
フである。

【図４】上記実施形態例における光入力導波路と直線導
波路と台形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的
に示すシミュレーション結果の説明図である。

【図５】上記実施形態例における台形状導波路の出力端
における光電界振幅分布を示すグラフである。

【図６】上記実施形態例のアレイ導波路回折格子型光合
分波器の実施例４における光入力導波路と直線導波路と
台形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示す
シミュレーション結果の説明図である。

【図７】上記実施例４における台形状導波路の出力端に
おける光電界振幅分布を示すグラフである。

【図８】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波
器の第２実施形態例における光入力導波路出力端側構成
を示す説明図である。

【図９】上記第２実施形態例における光入力導波路と台
形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を立体的に示すシ
ミュレーション結果の説明図である。

【図１０】上記第２実施形態例における台形状導波路の
出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。

【図１１】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分
波器の第３実施形態例における光入力導波路出力端側構
成（ａ）と、その具体的構成（ｂ）の模式図である。

【図１２】上記第３実施形態例における光入力導波路か
ら台形状導波路に至る導波路を伝搬する光電界振幅分布
例を立体的に示すシミュレーション結果の説明図であ
る。

【図１３】上記第３実施形態例における台形状導波路の
出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。

【図１４】上記第３実施形態例の実施例５における台形
状導波路の出力端における光電界振幅分布を示すグラフ
である。

【図１５】本発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分
波器の第４実施形態例における光入力導波路出力端側構
成を示す説明図である。

【図１６】上記第４実施形態例における光入力導波路と
等幅導波路と台形状導波路を伝搬する光電界振幅分布を
立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。

【図１７】上記第４実施形態例における台形状導波路の
出力端における光電界振幅分布を示すグラフである。

【図１８】上記第４実施形態例における波長損失特性を
示すグラフである。

【図１９】従来提案されているアレイ導波路回折格子型
光合分波器における光入力導波路の出力端側構成例を示
す説明図である。

【図２０】従来提案されているアレイ導波路回折格子型
光合分波器における光入力導波路の出力端側構成の別の
例を示す説明図である。

【図２１】図１９に示した構成における光入力導波路と
パラボリックテーパ導波路を伝搬する光電界振幅分布を
立体的に示すシミュレーション結果の説明図である。

【図２２】図２０に示した構成における光入力導波路と
マルチモードインターフェース導波路を伝搬する光電界
振幅分布を立体的に示すシミュレーション結果の説明図
である。

【図２３】図２０に示した構成におけるマルチモードイ
ンターフェース導波路出力端における光電界振幅分布を
示すグラフである。

【図２４】従来提案されているアレイ導波路回折格子型
光合分波器の一例を示す説明図である。

【図２５】図２４に示したアレイ導波路回折格子型光合
分波器における光入力導波路の出力端側構成を示す説明
図である。

【図２６】図２４に示したアレイ導波路回折格子型光合
分波器の波長損失特性例を示す説明図である。

【図２７】図２４、２５に示した構成のスリット状導波
路５０の出力端側における光電界振幅分布を示すグラフ
である。

【図２８】従来の一般的なアレイ導波路回折格子型光合
分波器の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 直線導波路（狭幅直線導波路） ３ 斜辺 ４ 上底 ５ 台形状導波路 ６ 下底 ９ 等幅導波路 １１ 基板 １２ 光入力導波路 １３ 第１のスラブ導波路 １４ アレイ導波路 １５ 第２のスラブ導波路 １６ 光出力導波路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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の長さが設定量異なる複数のチャン
   ネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、
   該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続
   され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設さ
   れた光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、
   前記少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側と前記
   少なくとも１本以上の出力導波路の入射側の少なくとも
   一方には、マルチモードとなる幅のマルチモード導波路
   が接続されており、該マルチモード導波路の少なくとも
   一部分にアレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する形状
   の導波路を有していることを特徴とするアレイ導波路回
   折格子型光合分波器。
2. 【請求項２】 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の長さが設定量異なる複数のチャン
   ネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、
   該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続
   され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設さ
   れた光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、
   前記少なくとも１本以上の光入力導波路の出射側と前記
   少なくとも１本以上の出力導波路の入射側の少なくとも
   一方には、アレイ導波路側に向かうにつれて拡幅する台
   形状導波路が接続されており、該台形状導波路は対応す
   る光入力導波路または光出力導波路の幅よりも広幅と成
   していることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合
   分波器。
3. 【請求項３】 １本以上の光入力導波路と台形状導波路
   の間と、１本以上の光出力導波路と台形状導波路の間の
   少なくとも一方には、直線導波路が介設されており、該
   直線導波路は対応する光入力導波路または光出力導波路
   の幅よりも狭幅と成していることを特徴とする請求項２
   記載のアレイ導波路回折格子型光合分波器。
4. 【請求項４】 １本以上の光入力導波路と台形状導波路
   の間と、１本以上の光出力導波路と台形状導波路の間の
   少なくとも一方には、対応する台形状導波路の狭幅端の
   幅と同じ幅の等幅導波路が形成されていることを特徴と
   する請求項２記載のアレイ導波路回折格子型光合分波
   器。
5. 【請求項５】 １本以上の光入力導波路と台形状導波路
   の間と、１本以上の光出力導波路と台形状導波路の間の
   少なくとも一方には、対応する台形状導波路の狭幅端の
   幅と同じ幅の等幅導波路が形成されており、この等幅導
   波路に対応する光入力導波路と光出力導波路の少なくと
   も一方と等幅導波路との間には、前記対応する光入力導
   波路または光出力導波路の幅よりも狭幅の狭幅直線導波
   路が設けられていることを特徴とする請求項２記載のア
   レイ導波路回折格子型光合分波器。
6. 【請求項６】 シングルモード導波路に、マルチモード
   となる幅のマルチモード導波路が接続されており、該マ
   ルチモード導波路の少なくとも一部分に光の進行方向に
   向かうにつれて拡幅する形状のマルチモード拡幅形状導
   波路を有していることを特徴とする光導波回路。
7. 【請求項７】 マルチモード拡幅形状導波路は台形状導
   波路であることを特徴とする請求項６記載の光導波回
   路。