JP2002014243A - アレイ導波路格子およびアレイ導波路格子を使用した光通信システム - Google Patents
アレイ導波路格子およびアレイ導波路格子を使用した光通信システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フラットな光周波数特性を有するアレイ導波
路素子およびこのようなアレイ導波路素子を使用した光
通信システムを実現する。 【解決手段】 アレイ導波路素子１３１は、基板１３２
上に入力用チャネル導波路１３３と出力用チャネル導波
路１３４と、チャネル導波路アレイ１３５と、入力用チ
ャネル導波路１３３とチャネル導波路アレイ１３５を接
続する第１の扇型スラブ導波路１３６と、出力用チャネ
ル導波路１３４とチャネル導波路アレイ１３５を接続す
る第２の扇型スラブ導波路１３７を形成している。出力
用チャネル導波路１３４が第２の扇型スラブ導波路１３
７と接続する導波路部分１５２はパラボラ形状となって
おり、フラットな光周波数特性が実現されている。また
個々のパラボラ形状を波長に応じて調整することも可能
であり光信号の広帯域化に対応できる。
路素子およびこのようなアレイ導波路素子を使用した光
通信システムを実現する。 【解決手段】 アレイ導波路素子１３１は、基板１３２
上に入力用チャネル導波路１３３と出力用チャネル導波
路１３４と、チャネル導波路アレイ１３５と、入力用チ
ャネル導波路１３３とチャネル導波路アレイ１３５を接
続する第１の扇型スラブ導波路１３６と、出力用チャネ
ル導波路１３４とチャネル導波路アレイ１３５を接続す
る第２の扇型スラブ導波路１３７を形成している。出力
用チャネル導波路１３４が第２の扇型スラブ導波路１３
７と接続する導波路部分１５２はパラボラ形状となって
おり、フラットな光周波数特性が実現されている。また
個々のパラボラ形状を波長に応じて調整することも可能
であり光信号の広帯域化に対応できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアレイ導波路格子お
よびアレイ導波路格子を使用した光通信システムに係わ
り、特に光波長合分波素子としてのアレイ導波路格子お
よびこれを使用した波長分割多重伝送方式の光通信シス
テムに関する。
よびアレイ導波路格子を使用した光通信システムに係わ
り、特に光波長合分波素子としてのアレイ導波路格子お
よびこれを使用した波長分割多重伝送方式の光通信シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットや電子メールの普及等に
よって通信ネットワークの利用が大幅に増加しており、
大容量の情報伝送を可能にする光通信システムが注目さ
れている。光通信における波長多重度を現状よりも更に
向上させることは重要な意味を持っており、光波長合分
波素子がキーデバイスの１つと考えられている。アレイ
格子型の光導波路構造を有する光波長合分波素子は、パ
ッシブな構成で、狭い透過幅と高い消光比を有してい
る。また、多数の光信号を合分波することができるとい
った特徴も備えている。
よって通信ネットワークの利用が大幅に増加しており、
大容量の情報伝送を可能にする光通信システムが注目さ
れている。光通信における波長多重度を現状よりも更に
向上させることは重要な意味を持っており、光波長合分
波素子がキーデバイスの１つと考えられている。アレイ
格子型の光導波路構造を有する光波長合分波素子は、パ
ッシブな構成で、狭い透過幅と高い消光比を有してい
る。また、多数の光信号を合分波することができるとい
った特徴も備えている。
【０００３】図１３は、従来のアレイ導波路格子の構成
を示したものである。アレイ導波路格子１０は、基板１
１上に入力用チャネル導波路１２と出力用チャネル導波
路１３と、全体にＵ字状に曲がったチャネル導波路アレ
イ１４と、入力用チャネル導波路１２とチャネル導波路
アレイ１４を接続する第１の扇型スラブ導波路１５と、
出力用チャネル導波路１３とチャネル導波路アレイ１４
を接続する第２の扇型スラブ導波路１６を形成してい
る。チャネル導波路アレイ１４はこれを構成する各導波
路の長さが所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように
構成されている。
を示したものである。アレイ導波路格子１０は、基板１
１上に入力用チャネル導波路１２と出力用チャネル導波
路１３と、全体にＵ字状に曲がったチャネル導波路アレ
イ１４と、入力用チャネル導波路１２とチャネル導波路
アレイ１４を接続する第１の扇型スラブ導波路１５と、
出力用チャネル導波路１３とチャネル導波路アレイ１４
を接続する第２の扇型スラブ導波路１６を形成してい
る。チャネル導波路アレイ１４はこれを構成する各導波
路の長さが所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように
構成されている。
【０００４】図１４は第１の扇型スラブ導波路の入力側
および出力側の構成を表わしたものである。入力用チャ
ネル導波路１２の各導波路のコアは第１の扇型スラブ導
波路１５との境界近傍で直線状に広がるテーパ形状をし
ている。第１の扇型スラブ導波路１５との境界近傍にお
けるチャネル導波路アレイ１４の各導波路のコアも、直
線状に広がるテーパ形状をしている。
および出力側の構成を表わしたものである。入力用チャ
ネル導波路１２の各導波路のコアは第１の扇型スラブ導
波路１５との境界近傍で直線状に広がるテーパ形状をし
ている。第１の扇型スラブ導波路１５との境界近傍にお
けるチャネル導波路アレイ１４の各導波路のコアも、直
線状に広がるテーパ形状をしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のアレ
イ導波路格子１０についてその光周波数特性を調べてみ
ると、各導波路の中心光周波数の近傍で放物線状の損失
特性がある。このため温度変化等によってレーザ光源の
波長が中心光周波数から変動すると、損失が大幅に増加
するという問題があった。このような温度変化等による
出力レベルの急変を防止すると共に、アレイ導波路格子
を多段に接続した際に透過幅が狭くなって変調成分がカ
ットされないようにするために、光周波数に対してピー
クレベルが平坦な透過特性を実現することが求められて
いる。
イ導波路格子１０についてその光周波数特性を調べてみ
ると、各導波路の中心光周波数の近傍で放物線状の損失
特性がある。このため温度変化等によってレーザ光源の
波長が中心光周波数から変動すると、損失が大幅に増加
するという問題があった。このような温度変化等による
出力レベルの急変を防止すると共に、アレイ導波路格子
を多段に接続した際に透過幅が狭くなって変調成分がカ
ットされないようにするために、光周波数に対してピー
クレベルが平坦な透過特性を実現することが求められて
いる。
【０００６】また、このようなアレイ導波路格子１０を
通信網に複数段使用した構成の従来の光通信システムで
は、１つのアレイ導波路格子を通過する際の光周波数に
対する損失特性（あるいは光透過特性）が複数段のアレ
イ導波路格子で繰り返され、中心周波数近傍での光周波
数に対する損失特性がより急峻な放物線状となる。この
ため、レーザ光源の波長が中心光周波数から変動した際
の影響を受けやすくなったり、変調成分がカットされや
すくなったりするといった問題があった。このため、ア
レイ導波路格子による放物線状の損失特性を改善するた
めに各種の努力が行われているものの、現状よりも向上
させることが難しかった。
通信網に複数段使用した構成の従来の光通信システムで
は、１つのアレイ導波路格子を通過する際の光周波数に
対する損失特性（あるいは光透過特性）が複数段のアレ
イ導波路格子で繰り返され、中心周波数近傍での光周波
数に対する損失特性がより急峻な放物線状となる。この
ため、レーザ光源の波長が中心光周波数から変動した際
の影響を受けやすくなったり、変調成分がカットされや
すくなったりするといった問題があった。このため、ア
レイ導波路格子による放物線状の損失特性を改善するた
めに各種の努力が行われているものの、現状よりも向上
させることが難しかった。
【０００７】そこで本発明の目的は、フラットな光周波
数特性を有するアレイ導波路格子を提供することにあ
る。
数特性を有するアレイ導波路格子を提供することにあ
る。
【０００８】本発明の他の目的は、フラットな光周波数
特性を有するアレイ導波路格子を使用した光通信システ
ムを提供することにある。
特性を有するアレイ導波路格子を使用した光通信システ
ムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）基板と、（ロ）この基板上に配置された第１
のチャネル導波路と、（ハ）基板上に配置され、各導波
路の長さが所定の導波路長差で順次長くなるように構成
されたチャネル導波路アレイと、（ニ）基板上に配置さ
れ、第１のチャネル導波路とチャネル導波路アレイを接
続する第１のスラブ導波路と、（ホ）基板上に配置さ
れ、チャネル導波路アレイにおける第１のスラブ導波路
の接続されていない側の端部と一端部を接続する第２の
スラブ導波路と、（へ）基板上に配置され、第２のスラ
ブ導波路の他端と接続されこの接続箇所の導波路部分が
パラボラ形状をなしている第２のチャネル導波路とをア
レイ導波路格子に具備させる。
は、（イ）基板と、（ロ）この基板上に配置された第１
のチャネル導波路と、（ハ）基板上に配置され、各導波
路の長さが所定の導波路長差で順次長くなるように構成
されたチャネル導波路アレイと、（ニ）基板上に配置さ
れ、第１のチャネル導波路とチャネル導波路アレイを接
続する第１のスラブ導波路と、（ホ）基板上に配置さ
れ、チャネル導波路アレイにおける第１のスラブ導波路
の接続されていない側の端部と一端部を接続する第２の
スラブ導波路と、（へ）基板上に配置され、第２のスラ
ブ導波路の他端と接続されこの接続箇所の導波路部分が
パラボラ形状をなしている第２のチャネル導波路とをア
レイ導波路格子に具備させる。
【００１０】すなわち請求項１記載の発明では、アレイ
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分をパラボラ形状とする
ことでフラットな光周波数特性を実現している。
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分をパラボラ形状とする
ことでフラットな光周波数特性を実現している。
【００１１】請求項２記載の発明では、（イ）基板と、
（ロ）この基板上に配置された第１のチャネル導波路
と、（ハ）基板上に配置され、各導波路の長さが所定の
導波路長差で順次長くなるように構成されたチャネル導
波路アレイと、（ニ）基板上に配置され、第１のチャネ
ル導波路とチャネル導波路アレイを接続する第１のスラ
ブ導波路と、（ホ）基板上に配置され、チャネル導波路
アレイにおける第１のスラブ導波路の接続されていない
側の端部と一端部を接続する第２のスラブ導波路と、
（へ）基板上に配置され、第２のスラブ導波路の他端と
接続されこの接続箇所の導波路部分がステップ関数的に
不連続に光導波路幅が変化するマルチモード干渉器とし
ての形状をなしている第２のチャネル導波路とをアレイ
導波路格子に具備させる。
（ロ）この基板上に配置された第１のチャネル導波路
と、（ハ）基板上に配置され、各導波路の長さが所定の
導波路長差で順次長くなるように構成されたチャネル導
波路アレイと、（ニ）基板上に配置され、第１のチャネ
ル導波路とチャネル導波路アレイを接続する第１のスラ
ブ導波路と、（ホ）基板上に配置され、チャネル導波路
アレイにおける第１のスラブ導波路の接続されていない
側の端部と一端部を接続する第２のスラブ導波路と、
（へ）基板上に配置され、第２のスラブ導波路の他端と
接続されこの接続箇所の導波路部分がステップ関数的に
不連続に光導波路幅が変化するマルチモード干渉器とし
ての形状をなしている第２のチャネル導波路とをアレイ
導波路格子に具備させる。
【００１２】すなわち請求項２記載の発明では、アレイ
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分をステップ関数的に不
連続に光導波路幅が変化するマルチモード干渉器として
の形状とすることでフラットな光周波数特性を実現して
いる。
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分をステップ関数的に不
連続に光導波路幅が変化するマルチモード干渉器として
の形状とすることでフラットな光周波数特性を実現して
いる。
【００１３】請求項３記載の発明では、（イ）基板と、
（ロ）この基板上に配置された第１のチャネル導波路
と、（ハ）基板上に配置され、各導波路の長さが所定の
導波路長差で順次長くなるように構成されたチャネル導
波路アレイと、（ニ）基板上に配置され、第１のチャネ
ル導波路とチャネル導波路アレイを接続する第１のスラ
ブ導波路と、（ホ）基板上に配置され、チャネル導波路
アレイにおける第１のスラブ導波路の接続されていない
側の端部と一端部を接続する第２のスラブ導波路と、
（へ）基板上に配置され、第２のスラブ導波路の他端と
接続されこの接続箇所の導波路部分が矩形の界分布を励
起する矩形界分布励起形状をなしている第２のチャネル
導波路とをアレイ導波路格子に具備させる。
（ロ）この基板上に配置された第１のチャネル導波路
と、（ハ）基板上に配置され、各導波路の長さが所定の
導波路長差で順次長くなるように構成されたチャネル導
波路アレイと、（ニ）基板上に配置され、第１のチャネ
ル導波路とチャネル導波路アレイを接続する第１のスラ
ブ導波路と、（ホ）基板上に配置され、チャネル導波路
アレイにおける第１のスラブ導波路の接続されていない
側の端部と一端部を接続する第２のスラブ導波路と、
（へ）基板上に配置され、第２のスラブ導波路の他端と
接続されこの接続箇所の導波路部分が矩形の界分布を励
起する矩形界分布励起形状をなしている第２のチャネル
導波路とをアレイ導波路格子に具備させる。
【００１４】すなわち請求項３記載の発明では、アレイ
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界分布を励起
する矩形界分布励起形状とすることでフラットな光周波
数特性を実現している。
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界分布を励起
する矩形界分布励起形状とすることでフラットな光周波
数特性を実現している。
【００１５】請求項４記載の発明では、請求項１記載の
アレイ導波路格子で、パラボラ形状が第１のチャネル導
波路に入力する多重化された光信号の各波長に応じて個
別に調整されていることを特徴としている。
アレイ導波路格子で、パラボラ形状が第１のチャネル導
波路に入力する多重化された光信号の各波長に応じて個
別に調整されていることを特徴としている。
【００１６】すなわち請求項４記載の発明では、パラボ
ラ形状を第１のチャネル導波路に入力する多重化された
光信号の各波長に応じて個別に調整することで、アレイ
導波路格子に使用する波長広帯域化を実現している。
ラ形状を第１のチャネル導波路に入力する多重化された
光信号の各波長に応じて個別に調整することで、アレイ
導波路格子に使用する波長広帯域化を実現している。
【００１７】請求項５記載の発明では、請求項２記載の
アレイ導波路格子で、マルチモード干渉器としての形状
が第１のチャネル導波路に入力する多重化された光信号
の各波長に応じて個別に調整されているされていること
を特徴としている。
アレイ導波路格子で、マルチモード干渉器としての形状
が第１のチャネル導波路に入力する多重化された光信号
の各波長に応じて個別に調整されているされていること
を特徴としている。
【００１８】すなわち請求項５記載の発明では、マルチ
モード干渉器としての形状が第１のチャネル導波路に入
力する多重化された光信号の各波長に応じて個別に調整
されることで、アレイ導波路格子に使用する波長広帯域
化を実現している。
モード干渉器としての形状が第１のチャネル導波路に入
力する多重化された光信号の各波長に応じて個別に調整
されることで、アレイ導波路格子に使用する波長広帯域
化を実現している。
【００１９】請求項６記載の発明では、請求項３記載の
アレイ導波路格子で、矩形界分布励起形状が第１のチャ
ネル導波路に入力する多重化された光信号の各波長に応
じて個別に調整されているされていることを特徴として
いる。
アレイ導波路格子で、矩形界分布励起形状が第１のチャ
ネル導波路に入力する多重化された光信号の各波長に応
じて個別に調整されているされていることを特徴として
いる。
【００２０】すなわち請求項６記載の発明では、、矩形
界分布励起形状が第１のチャネル導波路に入力する多重
化された光信号の各波長に応じて個別に調整されされる
ことで、アレイ導波路格子に使用する波長広帯域化を実
現している。
界分布励起形状が第１のチャネル導波路に入力する多重
化された光信号の各波長に応じて個別に調整されされる
ことで、アレイ導波路格子に使用する波長広帯域化を実
現している。
【００２１】請求項７記載の発明では、請求項３記載の
アレイ導波路格子で、矩形界分布励起形状は、導波路の
幅変化開始点における出力用チャネル導波路の境界部分
と導波路の中心軸のなす角度θWが、０度よりも大きく
９０度よりも小さい値となるような形状であり、このう
ちテーパ形状を除外した形状となっていることを特徴と
している。
アレイ導波路格子で、矩形界分布励起形状は、導波路の
幅変化開始点における出力用チャネル導波路の境界部分
と導波路の中心軸のなす角度θWが、０度よりも大きく
９０度よりも小さい値となるような形状であり、このう
ちテーパ形状を除外した形状となっていることを特徴と
している。
【００２２】すなわち請求項７記載の発明では、矩形界
分布励起形状は、導波路の幅変化開始点における出力用
チャネル導波路の境界部分と導波路の中心軸のなす角度
θWが、０度よりも大きく９０度よりも小さい値となる
ような形状であることを明確にし、このうち機能しない
テーパ形状を除いている。
分布励起形状は、導波路の幅変化開始点における出力用
チャネル導波路の境界部分と導波路の中心軸のなす角度
θWが、０度よりも大きく９０度よりも小さい値となる
ような形状であることを明確にし、このうち機能しない
テーパ形状を除いている。
【００２３】請求項８記載の発明では、（イ）各波長の
光信号をパラレルに送出する光送信手段と、（ロ）この
光送信手段の送出した各波長の光信号を波長分割多重す
るアレイ導波路格子からなるマルチプレクサと、（ハ）
このマルチプレクサから出力される波長分割多重された
光信号を伝送する光伝送路と、（ニ）この光伝送路の途
中に適宜配置されたアレイ導波路格子を備えたノード
と、（ホ）光伝送路をノードを経由して送られてきた光
信号を入力し各波長の光信号に分離するアレイ導波路格
子からなるデマルチプレクサと、（へ）このデマルチプ
レクサによって分離された各波長の光信号を受信する光
受信機とを備え、（ト）各アレイ導波路格子は、基板
と、この基板上に配置された第１のチャネル導波路と、
基板上に配置され、各導波路の長さが所定の導波路長差
で順次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイ
と、基板上に配置され、第１のチャネル導波路とチャネ
ル導波路アレイを接続する第１のスラブ導波路と、基板
上に配置され、チャネル導波路アレイにおける第１のス
ラブ導波路の接続されていない側の端部と一端部を接続
する第２のスラブ導波路と、基板上に配置され、第２の
スラブ導波路の他端と接続されこの接続箇所の導波路部
分が矩形の界分布を励起する矩形界分布励起形状をなし
ている第２のチャネル導波路とを具備していることを特
徴としている。
光信号をパラレルに送出する光送信手段と、（ロ）この
光送信手段の送出した各波長の光信号を波長分割多重す
るアレイ導波路格子からなるマルチプレクサと、（ハ）
このマルチプレクサから出力される波長分割多重された
光信号を伝送する光伝送路と、（ニ）この光伝送路の途
中に適宜配置されたアレイ導波路格子を備えたノード
と、（ホ）光伝送路をノードを経由して送られてきた光
信号を入力し各波長の光信号に分離するアレイ導波路格
子からなるデマルチプレクサと、（へ）このデマルチプ
レクサによって分離された各波長の光信号を受信する光
受信機とを備え、（ト）各アレイ導波路格子は、基板
と、この基板上に配置された第１のチャネル導波路と、
基板上に配置され、各導波路の長さが所定の導波路長差
で順次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイ
と、基板上に配置され、第１のチャネル導波路とチャネ
ル導波路アレイを接続する第１のスラブ導波路と、基板
上に配置され、チャネル導波路アレイにおける第１のス
ラブ導波路の接続されていない側の端部と一端部を接続
する第２のスラブ導波路と、基板上に配置され、第２の
スラブ導波路の他端と接続されこの接続箇所の導波路部
分が矩形の界分布を励起する矩形界分布励起形状をなし
ている第２のチャネル導波路とを具備していることを特
徴としている。
【００２４】すなわち請求項８記載の発明では、光送信
手段と、この光送信手段の送出した各波長の光信号を波
長分割多重するアレイ導波路格子からなるマルチプレク
サと、このマルチプレクサから出力される波長分割多重
された光信号を伝送する光伝送路と、この光伝送路の途
中に適宜配置されたアレイ導波路格子を備えたノードと
光伝送路をノードを経由して送られてきた光信号を入力
し各波長の光信号に分離するアレイ導波路格子からなる
デマルチプレクサと、このデマルチプレクサによって分
離された各波長の光信号を受信する光受信機とを備えた
ライン状の通信システムで、これを構成する各アレイ導
波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第２
のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界分布を励起す
る矩形界分布励起形状とすることでフラットな光周波数
特性を実現している。
手段と、この光送信手段の送出した各波長の光信号を波
長分割多重するアレイ導波路格子からなるマルチプレク
サと、このマルチプレクサから出力される波長分割多重
された光信号を伝送する光伝送路と、この光伝送路の途
中に適宜配置されたアレイ導波路格子を備えたノードと
光伝送路をノードを経由して送られてきた光信号を入力
し各波長の光信号に分離するアレイ導波路格子からなる
デマルチプレクサと、このデマルチプレクサによって分
離された各波長の光信号を受信する光受信機とを備えた
ライン状の通信システムで、これを構成する各アレイ導
波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第２
のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界分布を励起す
る矩形界分布励起形状とすることでフラットな光周波数
特性を実現している。
【００２５】請求項９記載の発明では、（イ）複数のノ
ードを伝送路によって環状に接続し、これらの伝送路に
波長分割多重された光信号を伝送する環状伝送路を有
し、それぞれのノードが波長分割多重された光信号を各
波長の光信号に分離するアレイ導波路格子と、各波長の
光信号に分離された光信号を波長分割多重するアレイ導
波路格子を備えており、（ロ）これらの各アレイ導波路
格子は、基板と、この基板上に配置された第１のチャネ
ル導波路と、基板上に配置され、各導波路の長さが所定
の導波路長差で順次長くなるように構成されたチャネル
導波路アレイと、基板上に配置され、第１のチャネル導
波路とチャネル導波路アレイを接続する第１のスラブ導
波路と、基板上に配置され、チャネル導波路アレイにお
ける第１のスラブ導波路の接続されていない側の端部と
一端部を接続する第２のスラブ導波路と、基板上に配置
され、第２のスラブ導波路の他端と接続されこの接続箇
所の導波路部分が矩形の界分布を励起する矩形界分布励
起形状をなしている第２のチャネル導波路とを具備して
いることを特徴としている。
ードを伝送路によって環状に接続し、これらの伝送路に
波長分割多重された光信号を伝送する環状伝送路を有
し、それぞれのノードが波長分割多重された光信号を各
波長の光信号に分離するアレイ導波路格子と、各波長の
光信号に分離された光信号を波長分割多重するアレイ導
波路格子を備えており、（ロ）これらの各アレイ導波路
格子は、基板と、この基板上に配置された第１のチャネ
ル導波路と、基板上に配置され、各導波路の長さが所定
の導波路長差で順次長くなるように構成されたチャネル
導波路アレイと、基板上に配置され、第１のチャネル導
波路とチャネル導波路アレイを接続する第１のスラブ導
波路と、基板上に配置され、チャネル導波路アレイにお
ける第１のスラブ導波路の接続されていない側の端部と
一端部を接続する第２のスラブ導波路と、基板上に配置
され、第２のスラブ導波路の他端と接続されこの接続箇
所の導波路部分が矩形の界分布を励起する矩形界分布励
起形状をなしている第２のチャネル導波路とを具備して
いることを特徴としている。
【００２６】すなわち請求項９記載の発明では、複数の
ノードを伝送路によって環状に接続し、これらの伝送路
に波長分割多重された光信号を伝送する環状伝送路を有
し、それぞれのノードが波長分割多重された光信号を各
波長の光信号に分離するアレイ導波路格子と、各波長の
光信号に分離された光信号を波長分割多重するアレイ導
波路格子を備えた環状の通信システムで、これを構成す
る各アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と
接続する第２のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界
分布を励起する矩形界分布励起形状とすることでフラッ
トな光周波数特性を実現している。
ノードを伝送路によって環状に接続し、これらの伝送路
に波長分割多重された光信号を伝送する環状伝送路を有
し、それぞれのノードが波長分割多重された光信号を各
波長の光信号に分離するアレイ導波路格子と、各波長の
光信号に分離された光信号を波長分割多重するアレイ導
波路格子を備えた環状の通信システムで、これを構成す
る各アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と
接続する第２のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界
分布を励起する矩形界分布励起形状とすることでフラッ
トな光周波数特性を実現している。
【００２７】
【００２８】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００２９】図１は本発明の一実施例における光通信シ
ステムの構成の概要を表わしたものである。この光通信
システムで、送信側に配置されたＳＯＮＥＴ（Synchron
ousOptical Network）装置（光送信機）１０１から送り
出された波長λ1〜λNのＮチャネル分の光信号は光マル
チプレクサ（ＭＵＸ）１０２で多重された後、ブースタ
アンプ１０３で増幅されて光伝送路１０４に送り出され
る。光マルチプレクサ１０２は、アレイ導波路格子（Ａ
ＷＧ：arrayed waveguide）で構成されている。多重化
された光信号１０５はインラインアンプ１０６で適宜増
幅された後、プリアンプ１０７を経て光デマルチプレク
サ（ＤＭＵＸ）１０８で元の波長λ1〜λNに分離され、
ＳＯＮＥＴ装置（光受信機）１０９で受信されるが、そ
の途中の光伝送路１０４に適宜の数のノード（ＯＡＤ
Ｍ）１１１1〜１１１Mが配置されている。これらのノー
ド１１１1〜１１１Mでは、所望の波長の光信号が入出力
されることになる。
ステムの構成の概要を表わしたものである。この光通信
システムで、送信側に配置されたＳＯＮＥＴ（Synchron
ousOptical Network）装置（光送信機）１０１から送り
出された波長λ1〜λNのＮチャネル分の光信号は光マル
チプレクサ（ＭＵＸ）１０２で多重された後、ブースタ
アンプ１０３で増幅されて光伝送路１０４に送り出され
る。光マルチプレクサ１０２は、アレイ導波路格子（Ａ
ＷＧ：arrayed waveguide）で構成されている。多重化
された光信号１０５はインラインアンプ１０６で適宜増
幅された後、プリアンプ１０７を経て光デマルチプレク
サ（ＤＭＵＸ）１０８で元の波長λ1〜λNに分離され、
ＳＯＮＥＴ装置（光受信機）１０９で受信されるが、そ
の途中の光伝送路１０４に適宜の数のノード（ＯＡＤ
Ｍ）１１１1〜１１１Mが配置されている。これらのノー
ド１１１1〜１１１Mでは、所望の波長の光信号が入出力
されることになる。
【００３０】図２は、ノードの構成の概要を示したもの
である。ここでは第１のノード１１１1を示している
が、第２〜第Ｍのノード１１１2〜１１１Mも原理的には
同一の構成となっている。図１に示した光伝送路１０４
は、第１のノード１１１1の入力側アレイ導波路格子
（ＡＷＧ）１２１に入力されて波長λ1〜λNのＮチャネ
ル分の光信号に分波され、各波長λ1〜λNごとに設けら
れた２入力２出力の光スイッチ１２２1〜１２２Nによっ
て、それぞれの波長λ1〜λNの光信号のノード側受信部
１２６に取り込む（drop）と共に、ノード側送信部１２
４から送信した光信号を挿入する（Add）。２入力２出
力の光スイッチ１２２1〜１２２Nの出力側はそれぞれに
対応して設けられたアッテネータ（ＡＴＴ）１２７1〜
１２７Nによってゲインを調整された後に出力側アレイ
導波路格子１２８に入力されるようになっている。出力
側アレイ導波路格子１２８は入力側アレイ導波路格子１
２１と逆の構成の素子であり、波長λ1〜λNのＮチャネ
ル分の光信号を多重して光伝送路１０４に光信号１０５
として送り出すことになる。
である。ここでは第１のノード１１１1を示している
が、第２〜第Ｍのノード１１１2〜１１１Mも原理的には
同一の構成となっている。図１に示した光伝送路１０４
は、第１のノード１１１1の入力側アレイ導波路格子
（ＡＷＧ）１２１に入力されて波長λ1〜λNのＮチャネ
ル分の光信号に分波され、各波長λ1〜λNごとに設けら
れた２入力２出力の光スイッチ１２２1〜１２２Nによっ
て、それぞれの波長λ1〜λNの光信号のノード側受信部
１２６に取り込む（drop）と共に、ノード側送信部１２
４から送信した光信号を挿入する（Add）。２入力２出
力の光スイッチ１２２1〜１２２Nの出力側はそれぞれに
対応して設けられたアッテネータ（ＡＴＴ）１２７1〜
１２７Nによってゲインを調整された後に出力側アレイ
導波路格子１２８に入力されるようになっている。出力
側アレイ導波路格子１２８は入力側アレイ導波路格子１
２１と逆の構成の素子であり、波長λ1〜λNのＮチャネ
ル分の光信号を多重して光伝送路１０４に光信号１０５
として送り出すことになる。
【００３１】このように図２に示した第１のノード１１
１1を始めとして、図１に示した第２〜第Ｍのノード１
１１2〜１１１Mおよび光マルチプレクサ１０２ならびに
光デマルチプレクサ１０８は共にアレイ導波路格子を使
用している。したがって、光信号１０５のチャネル数Ｎ
が多くなる要請の下で、アレイ導波路格子のよりフラッ
トな光周波数特性が求められることになる。
１1を始めとして、図１に示した第２〜第Ｍのノード１
１１2〜１１１Mおよび光マルチプレクサ１０２ならびに
光デマルチプレクサ１０８は共にアレイ導波路格子を使
用している。したがって、光信号１０５のチャネル数Ｎ
が多くなる要請の下で、アレイ導波路格子のよりフラッ
トな光周波数特性が求められることになる。
【００３２】図３は、本実施例で使用されるアレイ導波
路格子の外観を表わしたものである。本実施例のアレイ
導波路格子１３１は、基板１３２上に入力用チャネル導
波路１３３と出力用チャネル導波路１３４と、放物線状
に曲がったチャネル導波路アレイ１３５と、入力用チャ
ネル導波路１３３とチャネル導波路アレイ１３５を接続
する第１の扇型スラブ導波路１３６と、出力用チャネル
導波路１３４とチャネル導波路アレイ１３５を接続する
第２の扇型スラブ導波路１３７を形成している。チャネ
ル導波路アレイ１３５はこれを構成する各導波路の長さ
が所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように構成され
ている。入力用チャネル導波路１３３には波長λ1〜λN
の多重化された光信号１４１が入力され、出力用チャネ
ル導波路１３４から各波長λ1〜λNに分離された光信号
１４２が出力されるようになっている。
路格子の外観を表わしたものである。本実施例のアレイ
導波路格子１３１は、基板１３２上に入力用チャネル導
波路１３３と出力用チャネル導波路１３４と、放物線状
に曲がったチャネル導波路アレイ１３５と、入力用チャ
ネル導波路１３３とチャネル導波路アレイ１３５を接続
する第１の扇型スラブ導波路１３６と、出力用チャネル
導波路１３４とチャネル導波路アレイ１３５を接続する
第２の扇型スラブ導波路１３７を形成している。チャネ
ル導波路アレイ１３５はこれを構成する各導波路の長さ
が所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように構成され
ている。入力用チャネル導波路１３３には波長λ1〜λN
の多重化された光信号１４１が入力され、出力用チャネ
ル導波路１３４から各波長λ1〜λNに分離された光信号
１４２が出力されるようになっている。
【００３３】本実施例のアレイ導波路格子１３１は、基
板１３２として半導体（シリコン）基板を使用してい
る。そして、下層クラッド層としてリン、ゲルマニウ
ム、チタン、ボロン、フッ素などを添加した石英系材料
を、火炎堆積法、ＣＶＤ法、スパッタ法、スピンコート
法、電子ビーム蒸着法などの手法を使用して厚さ数十μ
ｍ堆積している。次に下層クラッド層よりも屈折率が高
くなるように不純物を添加した石英のコア層を３〜８μ
ｍ程度堆積して、図３に示すような光導波路形状のコア
層を作製する。コア層の作製には、フォトリソグラフィ
を用いて微細領域を適切なマスク材に転写し、続いて反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置や反応性イオンビ
ームエッチング（ＲＩＢＥ）装置等のドライエッチング
法によって不用領域を除去して行う。最後に、再び屈折
率をコア層よりも低く設定した前記した石英系材料を用
いて、厚さ数十μｍの上層クラッド層を堆積する。
板１３２として半導体（シリコン）基板を使用してい
る。そして、下層クラッド層としてリン、ゲルマニウ
ム、チタン、ボロン、フッ素などを添加した石英系材料
を、火炎堆積法、ＣＶＤ法、スパッタ法、スピンコート
法、電子ビーム蒸着法などの手法を使用して厚さ数十μ
ｍ堆積している。次に下層クラッド層よりも屈折率が高
くなるように不純物を添加した石英のコア層を３〜８μ
ｍ程度堆積して、図３に示すような光導波路形状のコア
層を作製する。コア層の作製には、フォトリソグラフィ
を用いて微細領域を適切なマスク材に転写し、続いて反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置や反応性イオンビ
ームエッチング（ＲＩＢＥ）装置等のドライエッチング
法によって不用領域を除去して行う。最後に、再び屈折
率をコア層よりも低く設定した前記した石英系材料を用
いて、厚さ数十μｍの上層クラッド層を堆積する。
【００３４】図４は、第１の扇型スラブ導波路とこれに
接続する入力用チャネル導波路およびチャネル導波路ア
レイの接続部分の構成を表わしたものである。入力用チ
ャネル導波路１３３は第１の扇型スラブ導波路１３６に
接続する側が長さｄ1にわたってテーパ状に広がってい
る。入力用チャネル導波路１３３のコア開口幅（光導波
路幅）はＷｔであり、第１の扇型スラブ導波路１３６の
曲率半径はＲ1である。第１の扇型スラブ導波路１３６
に接続するチャネル導波路アレイ１３５はコア幅がＷｃ
で第１の扇型スラブ導波路１３６に向かう側が長さｄ2
にわたってそれぞれテーパ状に広まっている。チャネル
導波路アレイのコア開口幅はＤで、チャネル導波路アレ
イ１３５の間隔はＳ2である。このような第１の扇型ス
ラブ導波路の入力側および出力側の構成は、図１４に示
した従来の構成と特に異なるところはない。
接続する入力用チャネル導波路およびチャネル導波路ア
レイの接続部分の構成を表わしたものである。入力用チ
ャネル導波路１３３は第１の扇型スラブ導波路１３６に
接続する側が長さｄ1にわたってテーパ状に広がってい
る。入力用チャネル導波路１３３のコア開口幅（光導波
路幅）はＷｔであり、第１の扇型スラブ導波路１３６の
曲率半径はＲ1である。第１の扇型スラブ導波路１３６
に接続するチャネル導波路アレイ１３５はコア幅がＷｃ
で第１の扇型スラブ導波路１３６に向かう側が長さｄ2
にわたってそれぞれテーパ状に広まっている。チャネル
導波路アレイのコア開口幅はＤで、チャネル導波路アレ
イ１３５の間隔はＳ2である。このような第１の扇型ス
ラブ導波路の入力側および出力側の構成は、図１４に示
した従来の構成と特に異なるところはない。
【００３５】図５は、第２の扇型スラブ導波路とこれに
接続するチャネル導波路アレイおよび出力用チャネル導
波路の接続部分の構成を表わしたものである。チャネル
導波路アレイ１３５は第２の扇型スラブ導波路１３７に
接続する側が長さｄ3にわたってテーパ状に広がってい
る。このテーパ状に広がる前のチャネル導波路アレイ１
３５のコア幅はＷｃであり、コア開口幅はＤである。第
２の扇型スラブ導波路１３６の曲率半径はＲ2である。
チャネル導波路アレイ１３５の間隔はＳ3である。
接続するチャネル導波路アレイおよび出力用チャネル導
波路の接続部分の構成を表わしたものである。チャネル
導波路アレイ１３５は第２の扇型スラブ導波路１３７に
接続する側が長さｄ3にわたってテーパ状に広がってい
る。このテーパ状に広がる前のチャネル導波路アレイ１
３５のコア幅はＷｃであり、コア開口幅はＤである。第
２の扇型スラブ導波路１３６の曲率半径はＲ2である。
チャネル導波路アレイ１３５の間隔はＳ3である。
【００３６】第２の扇型スラブ導波路１３７に接続する
出力用チャネル導波路１３４の導波路部分は、長さｄ4
にわたってパラボラ形状となっている。パラボラ形状の
導波路部分１５１と接続されたコア幅はＷｃであり、コ
ア開口幅はＷｐである。本実施例ではパラボラ形状の導
波路部分１５１が図３で示した光信号１４２の各波長λ
1〜λNに応じてその形状を変化させている。長さｄ4を
便宜的に長さＬで表わすことにする。
出力用チャネル導波路１３４の導波路部分は、長さｄ4
にわたってパラボラ形状となっている。パラボラ形状の
導波路部分１５１と接続されたコア幅はＷｃであり、コ
ア開口幅はＷｐである。本実施例ではパラボラ形状の導
波路部分１５１が図３で示した光信号１４２の各波長λ
1〜λNに応じてその形状を変化させている。長さｄ4を
便宜的に長さＬで表わすことにする。
【００３７】図３に示したアレイ導波路格子１３１の入
力用チャネル導波路１３３に入射された光は、図４に示
したそのテーパ状の導波路部分を通過する際に、ほぼガ
ウシアン分布の界分布をなしたまま第１の扇型スラブ導
波路１３６方向に進行する。この界分布の広がりは、テ
ーパ終端の光導波路幅Ｗｔで決定する。この界分布を持
った光は、第１の扇型スラブ導波路１３６で横方向に広
がって進み、チャネル導波路アレイ１３５の各導波路を
励振する。そして、第２の扇型スラブ導波路１３７にお
いて出力用チャネル導波路１３４の光周波数ｆあるいは
長λ1〜λNに対応した位置にそれぞれ集光することにな
る。このとき、相反の定理によって、第２の扇型スラブ
導波路１３７と出力用チャネル導波路１３４との境界に
おける光分布もガウシアン分布となる。
力用チャネル導波路１３３に入射された光は、図４に示
したそのテーパ状の導波路部分を通過する際に、ほぼガ
ウシアン分布の界分布をなしたまま第１の扇型スラブ導
波路１３６方向に進行する。この界分布の広がりは、テ
ーパ終端の光導波路幅Ｗｔで決定する。この界分布を持
った光は、第１の扇型スラブ導波路１３６で横方向に広
がって進み、チャネル導波路アレイ１３５の各導波路を
励振する。そして、第２の扇型スラブ導波路１３７にお
いて出力用チャネル導波路１３４の光周波数ｆあるいは
長λ1〜λNに対応した位置にそれぞれ集光することにな
る。このとき、相反の定理によって、第２の扇型スラブ
導波路１３７と出力用チャネル導波路１３４との境界に
おける光分布もガウシアン分布となる。
【００３８】図６は、パラボラ形状の導波路部分を具体
的に表わしたものである。パラボラ形状の導波路部分１
５１は、図５で説明したようにコア開口幅がＷｐ、長さ
がＬでパラボラ形状の導波路部分１５１と接続されたコ
ア幅はＷｃとなっている。導波路部分１５１の任意の位
置の幅をＷ（ｚ）とすると、これは次の（１）式で表わ
すことができる。
的に表わしたものである。パラボラ形状の導波路部分１
５１は、図５で説明したようにコア開口幅がＷｐ、長さ
がＬでパラボラ形状の導波路部分１５１と接続されたコ
ア幅はＷｃとなっている。導波路部分１５１の任意の位
置の幅をＷ（ｚ）とすると、これは次の（１）式で表わ
すことができる。
【００３９】 Ｗ（ｚ）＝｛２αλ／ｎeff（Ｌ−Ｚ）＋Ｗｃ2｝1/2 ……（１） ここでαは定数、λは光波長、ｎeffは実効屈折率、Ｌ
はパラボラ部分の長さ、Ｗｃは出力用チャネル光導波路
１３４の幅である。
はパラボラ部分の長さ、Ｗｃは出力用チャネル光導波路
１３４の幅である。
【００４０】この（１）式でコア開口幅Ｗｐは、第２の
扇型スラブ導波路１３７と出力用チャネル導波路１３４
との境界で生じるガウシアン分布の幅に比べて１〜５倍
の幅となるように大きく設定されている。したがって、
温度変化等によってレーザ光源の周波数ｆが多少変動し
ても出力用チャネル導波路１３４へ結合する光の量はほ
ぼ一定に保たれる。このため、光源の周波数ｆが変化し
ても分波出力がほぼ一定となるような平坦な光周波数特
性を実現することができる。
扇型スラブ導波路１３７と出力用チャネル導波路１３４
との境界で生じるガウシアン分布の幅に比べて１〜５倍
の幅となるように大きく設定されている。したがって、
温度変化等によってレーザ光源の周波数ｆが多少変動し
ても出力用チャネル導波路１３４へ結合する光の量はほ
ぼ一定に保たれる。このため、光源の周波数ｆが変化し
ても分波出力がほぼ一定となるような平坦な光周波数特
性を実現することができる。
【００４１】ところで本実施例のアレイ導波路格子で
は、分波した各光周波数ｆに対応して、既に説明したよ
うに各出力用チャネル光導波路１３４のパラボラ形状の
パラメータを補正することで、各チャネル間で差異の僅
差な透過光周波数特性を実現している。
は、分波した各光周波数ｆに対応して、既に説明したよ
うに各出力用チャネル光導波路１３４のパラボラ形状の
パラメータを補正することで、各チャネル間で差異の僅
差な透過光周波数特性を実現している。
【００４２】図７は、パラボラ形状の係数αに対する透
過幅と挿入損失の変化の計算を、光周波数特性の平坦化
を行っていないものと比較して示したものである。縦軸
は係数αを変化させてパラボラ形状を変えていったとき
の透過特性の平坦性と過剰損失を表わしており、パラボ
ラ形状の係数αが１．１０近傍で最も平坦な特性が得ら
れる。アレイ導波路格子１３１では、次に説明するよう
に入力用チャネル導波路１３３の第１の扇型スラブ導波
路１３６との接続箇所をパラボラ形状の導波路部分とす
ることで平坦性を確保する提案もあるが、本実施例のよ
うに出力用チャネル導波路１３４が第２の扇型スラブ導
波路１３７と接続する導波路部分１５２（図３）をパラ
ボラ形状とすることで同様の効果を得ることがわかる。
過幅と挿入損失の変化の計算を、光周波数特性の平坦化
を行っていないものと比較して示したものである。縦軸
は係数αを変化させてパラボラ形状を変えていったとき
の透過特性の平坦性と過剰損失を表わしており、パラボ
ラ形状の係数αが１．１０近傍で最も平坦な特性が得ら
れる。アレイ導波路格子１３１では、次に説明するよう
に入力用チャネル導波路１３３の第１の扇型スラブ導波
路１３６との接続箇所をパラボラ形状の導波路部分とす
ることで平坦性を確保する提案もあるが、本実施例のよ
うに出力用チャネル導波路１３４が第２の扇型スラブ導
波路１３７と接続する導波路部分１５２（図３）をパラ
ボラ形状とすることで同様の効果を得ることがわかる。
【００４３】図８は、入力用チャネル導波路の第１の扇
型スラブ導波路との接続箇所をパラボラ形状の導波路部
分とする提案のその接続部分の構成を表わしたものであ
る。この図８では本発明の実施例と区別するために図１
３と同一部分には図１３と同一の符号を付している。特
開平９−２９７２２８号公報に開示されたこの提案で
は、第１の扇型スラブ導波路１５との境界近傍における
入力用チャネル導波路１２の各導波路のコアがパラボラ
形状をしている。これに対して、第１の扇型スラブ導波
路１５との境界近傍におけるチャネル導波路アレイ１４
の各導波路のコアは、直線状に広がるテーパ形状をして
いる。ここで、第１の扇型スラブ導波路１５の曲率半径
は符号Ｒで示しており、入力用チャネル導波路１２のパ
ラボラ状の導波路のコア開口幅は符号Ｗで示している。
入力用チャネル導波路１２の間隔は符号Ｓ1で示してお
り、パラボラ形状の導波路部分の長さはｌ1で示してい
る。チャネル導波路アレイ１４のテーパ形状の導波路の
コア開口幅は符号Ｄで示しており、チャネル導波路部分
のコア幅は符号Ｗｃで示している。チャネル導波路アレ
イ１４の間隔は符号Ｓ2で示しており、テーパ形状の導
波路の長さを符号ｄ2で示している。この図８に示す提
案でも、光周波数に対してピークレベルが平坦な透過特
性を実現することができるとされている。
型スラブ導波路との接続箇所をパラボラ形状の導波路部
分とする提案のその接続部分の構成を表わしたものであ
る。この図８では本発明の実施例と区別するために図１
３と同一部分には図１３と同一の符号を付している。特
開平９−２９７２２８号公報に開示されたこの提案で
は、第１の扇型スラブ導波路１５との境界近傍における
入力用チャネル導波路１２の各導波路のコアがパラボラ
形状をしている。これに対して、第１の扇型スラブ導波
路１５との境界近傍におけるチャネル導波路アレイ１４
の各導波路のコアは、直線状に広がるテーパ形状をして
いる。ここで、第１の扇型スラブ導波路１５の曲率半径
は符号Ｒで示しており、入力用チャネル導波路１２のパ
ラボラ状の導波路のコア開口幅は符号Ｗで示している。
入力用チャネル導波路１２の間隔は符号Ｓ1で示してお
り、パラボラ形状の導波路部分の長さはｌ1で示してい
る。チャネル導波路アレイ１４のテーパ形状の導波路の
コア開口幅は符号Ｄで示しており、チャネル導波路部分
のコア幅は符号Ｗｃで示している。チャネル導波路アレ
イ１４の間隔は符号Ｓ2で示しており、テーパ形状の導
波路の長さを符号ｄ2で示している。この図８に示す提
案でも、光周波数に対してピークレベルが平坦な透過特
性を実現することができるとされている。
【００４４】しかしながらこの図８に示した提案では、
大容量の情報伝送を可能にするために波長多重度を更に
向上させようとしても限界がある。これを次に説明す
る。図８に示した提案のアレイ導波路格子では、入射側
にパラボラ状の導波路部分がある。したがって、チャネ
ル導波路アレイ１４側のテーパ幅としてのコア開口幅Ｄ
を波長に応じて個別設定が可能であるとしても、パラボ
ラ状の導波路のコア開口幅Ｗはそれぞれの波長に共通し
た１つのパラボラ状の導波路部分を使用しているので、
共通にならざるを得ない。また、先の（１）式で示した
係数αも一定となる。
大容量の情報伝送を可能にするために波長多重度を更に
向上させようとしても限界がある。これを次に説明す
る。図８に示した提案のアレイ導波路格子では、入射側
にパラボラ状の導波路部分がある。したがって、チャネ
ル導波路アレイ１４側のテーパ幅としてのコア開口幅Ｄ
を波長に応じて個別設定が可能であるとしても、パラボ
ラ状の導波路のコア開口幅Ｗはそれぞれの波長に共通し
た１つのパラボラ状の導波路部分を使用しているので、
共通にならざるを得ない。また、先の（１）式で示した
係数αも一定となる。
【００４５】これに対して本実施例のように各波長λ1
〜λNに対応する位置に個別にパラボラ形状の導波路部
分１５１が存在する場合には、コア開口幅（光導波路
幅）Ｗｔが共通であるが、コア開口幅Ｗｐを各波長λ1
〜λNに合わせて設定可能である。また、係数αもこれ
らに応じて個別設定が可能である。このため、図８に示
した提案と比べると、設計の自由度が大きい。したがっ
て、光周波数ｆに対して透過光周波数特性の微妙な調整
を行うことが可能になる。
〜λNに対応する位置に個別にパラボラ形状の導波路部
分１５１が存在する場合には、コア開口幅（光導波路
幅）Ｗｔが共通であるが、コア開口幅Ｗｐを各波長λ1
〜λNに合わせて設定可能である。また、係数αもこれ
らに応じて個別設定が可能である。このため、図８に示
した提案と比べると、設計の自由度が大きい。したがっ
て、光周波数ｆに対して透過光周波数特性の微妙な調整
を行うことが可能になる。
【００４６】このような光周波数ｆに対する透過光周波
数特性の微妙な調整について、説明を補足する。アレイ
導波路格子の光透過特性の波長依存性は、従来から使用
されている波長範囲では小さいが広帯域化の進展と共に
波長依存性が大きくなって特性差を無視することができ
なくなっている。波長依存性の傾向としては、一般に短
波長側に行くに従って高次モードが励振されやすくな
り、また長波長側に行くに従って導波しにくくなり、カ
ットオフという問題が生じる。アレイ導波路格子では高
次モードである矩形界分布の励起を用いている。従っ
て、短波長側に行くほど矩形界分布は励起されやすくな
り、光透過特性における平坦性は増加する。逆に長波長
側に行くほど光透過特性における平坦性は減少する。挿
入損失の一要因である伝搬損失については長波長側ほど
増加する。短波長側については、高次モードが励起され
ないある波長域までは減少する。
数特性の微妙な調整について、説明を補足する。アレイ
導波路格子の光透過特性の波長依存性は、従来から使用
されている波長範囲では小さいが広帯域化の進展と共に
波長依存性が大きくなって特性差を無視することができ
なくなっている。波長依存性の傾向としては、一般に短
波長側に行くに従って高次モードが励振されやすくな
り、また長波長側に行くに従って導波しにくくなり、カ
ットオフという問題が生じる。アレイ導波路格子では高
次モードである矩形界分布の励起を用いている。従っ
て、短波長側に行くほど矩形界分布は励起されやすくな
り、光透過特性における平坦性は増加する。逆に長波長
側に行くほど光透過特性における平坦性は減少する。挿
入損失の一要因である伝搬損失については長波長側ほど
増加する。短波長側については、高次モードが励起され
ないある波長域までは減少する。
【００４７】以上のような特性の波長依存性を解消する
ためには、短波長領域で、平坦性の僅かな増加と損失の
僅かな減少（更に短波長側に進むと反対に増加傾向にな
る。）を補正するように係数α、コア開口幅Ｗｔ、Ｗｐ
を調整するようにすればよい。また、長波長側では平坦
性が僅かな減少と損失の僅かな増加を補正するようにこ
れらの係数α、コア開口幅Ｗｔ、Ｗｐを調整するように
すればよい。
ためには、短波長領域で、平坦性の僅かな増加と損失の
僅かな減少（更に短波長側に進むと反対に増加傾向にな
る。）を補正するように係数α、コア開口幅Ｗｔ、Ｗｐ
を調整するようにすればよい。また、長波長側では平坦
性が僅かな減少と損失の僅かな増加を補正するようにこ
れらの係数α、コア開口幅Ｗｔ、Ｗｐを調整するように
すればよい。
【００４８】図９は、透過周波数特性の各種計算結果を
示したものである。この図で曲線１６１は図１３および
図１４で説明した平坦化を行っていない無平坦化の場合
の各光波長に対する光出力を示したものである。また、
曲線１６２は係数αを０．９５とした場合の各光波長に
対する光出力を示し、曲線１６３は係数αを１．１とし
た場合の各光波長に対する光出力を示し、曲線１６４は
係数αを１．２とした場合の各光波長に対する光出力を
示している。
示したものである。この図で曲線１６１は図１３および
図１４で説明した平坦化を行っていない無平坦化の場合
の各光波長に対する光出力を示したものである。また、
曲線１６２は係数αを０．９５とした場合の各光波長に
対する光出力を示し、曲線１６３は係数αを１．１とし
た場合の各光波長に対する光出力を示し、曲線１６４は
係数αを１．２とした場合の各光波長に対する光出力を
示している。
【００４９】係数αを１．１とした場合の曲線１６３を
基準にして考察する。係数αを０．９５とした曲線１６
２は、透過幅が同一のままで損失を変化させたものであ
る。一方、曲線１６３で示した透過特性に対して損失が
同一のままで透過幅を変化させたものが、係数αを１．
２とした曲線１６４で示した透過特性となる。このよう
に本実施例のアレイ導波路格子１３１（図３）の場合に
は、適切なパラメータに調整することで、各チャネル間
における透過周波数特性の差異を補正して僅差に追い込
むことができる。
基準にして考察する。係数αを０．９５とした曲線１６
２は、透過幅が同一のままで損失を変化させたものであ
る。一方、曲線１６３で示した透過特性に対して損失が
同一のままで透過幅を変化させたものが、係数αを１．
２とした曲線１６４で示した透過特性となる。このよう
に本実施例のアレイ導波路格子１３１（図３）の場合に
は、適切なパラメータに調整することで、各チャネル間
における透過周波数特性の差異を補正して僅差に追い込
むことができる。
【００５０】したがって、図８で提案されたアレイ導波
路格子よりも広帯域動作性を向上したアレイ導波路格子
を実現することができるだけでなく、図１に示したよう
な光通信システムでノード１１１を多段に使用しても透
過幅が狭くなったり変調成分がカットされるという不都
合を解消することができる。
路格子よりも広帯域動作性を向上したアレイ導波路格子
を実現することができるだけでなく、図１に示したよう
な光通信システムでノード１１１を多段に使用しても透
過幅が狭くなったり変調成分がカットされるという不都
合を解消することができる。
【００５１】変形例
【００５２】図１０は、本発明の変形例としてＭＭＩ光
導波路を使用したアレイ導波路格子の要部を示したもの
である。この図１０に示した部分は、図３における出力
用チャネル導波路１３４が第２の扇型スラブ導波路１３
７と接続する導波路部分１５２と同一範囲を示してい
る。ＭＭＩ（Multi-Mode Interference：マルチモード
干渉器）光導波路は、ステップ関数的に不連続に光導波
路幅が変化するような形状をなしている。したがって、
第２の扇型スラブ導波路１３７に接続する出力用チャネ
ル導波路１３４の導波路部分２０１をＭＭＩ光導波路と
することで、同様にこの導波路部分をテーパ状とした場
合の不都合を解消することができる。
導波路を使用したアレイ導波路格子の要部を示したもの
である。この図１０に示した部分は、図３における出力
用チャネル導波路１３４が第２の扇型スラブ導波路１３
７と接続する導波路部分１５２と同一範囲を示してい
る。ＭＭＩ（Multi-Mode Interference：マルチモード
干渉器）光導波路は、ステップ関数的に不連続に光導波
路幅が変化するような形状をなしている。したがって、
第２の扇型スラブ導波路１３７に接続する出力用チャネ
ル導波路１３４の導波路部分２０１をＭＭＩ光導波路と
することで、同様にこの導波路部分をテーパ状とした場
合の不都合を解消することができる。
【００５３】ここで導波路部分２０１はコア開口幅がＷ
ｍであり、長さがＬｍである。これらの値は各波長λ1
〜λNに合わせて設定可能であり、これにより図８で提
案されたアレイ導波路格子よりも波長多重度を向上させ
ることができる。
ｍであり、長さがＬｍである。これらの値は各波長λ1
〜λNに合わせて設定可能であり、これにより図８で提
案されたアレイ導波路格子よりも波長多重度を向上させ
ることができる。
【００５４】発明の変形可能性
【００５５】図１１は、第２の扇型スラブ導波路に接続
する出力用チャネル導波路の形状の可能性を考察したも
のである。この図で実線は図１０で説明したＭＭＩ光導
波路の形状を示している。このＭＭＩ光導波路２１１
で、出力用チャネル導波路１３４は光導波路幅の変化開
始位置から外側に直角に折れ曲がっている。これに対し
て図４等に示した従来の第１の扇型スラブ導波路１３６
に接続する入力用チャネル導波路の場合には、図１１で
２点鎖線２１４で示したように９０度よりも小さい所定
の角度θTだけ外側に折れ曲がったテーパ状となってい
る。
する出力用チャネル導波路の形状の可能性を考察したも
のである。この図で実線は図１０で説明したＭＭＩ光導
波路の形状を示している。このＭＭＩ光導波路２１１
で、出力用チャネル導波路１３４は光導波路幅の変化開
始位置から外側に直角に折れ曲がっている。これに対し
て図４等に示した従来の第１の扇型スラブ導波路１３６
に接続する入力用チャネル導波路の場合には、図１１で
２点鎖線２１４で示したように９０度よりも小さい所定
の角度θTだけ外側に折れ曲がったテーパ状となってい
る。
【００５６】既に説明したように、出力用チャネル導波
路１３４の第２の扇型スラブ導波路１３７と接続する導
波路部分がテーパ状となっている場合には光分布がガウ
シアン分布となる。したがって、このように導波路部分
がテーパ状となっているような形状を除いた曲線、たと
えば曲線２１５、２１６は同様に光源の周波数ｆが変化
しても分波出力がほぼ一定となるような平坦な光周波数
特性を実現することができる。徐々に幅が１次関数に変
化する形状としてのテーパ形状は、高次モードでの励振
が起こらない。このようにテーパ形状は断熱的な変化を
行うために、矩形界分布励起形状としては不適切であ
り、除外している。
路１３４の第２の扇型スラブ導波路１３７と接続する導
波路部分がテーパ状となっている場合には光分布がガウ
シアン分布となる。したがって、このように導波路部分
がテーパ状となっているような形状を除いた曲線、たと
えば曲線２１５、２１６は同様に光源の周波数ｆが変化
しても分波出力がほぼ一定となるような平坦な光周波数
特性を実現することができる。徐々に幅が１次関数に変
化する形状としてのテーパ形状は、高次モードでの励振
が起こらない。このようにテーパ形状は断熱的な変化を
行うために、矩形界分布励起形状としては不適切であ
り、除外している。
【００５７】したがって、３次、４次等の高次関数ある
いはハミング関数等の関数で、上記した角度条件を満足
する形状を実現することにより、平坦な光周波数特性を
得ることが同様に可能になる。一般にこのような矩形界
分布励起形状は、導波路の幅変化開始点における出力用
チャネル導波路１３４の境界部分と導波路の中心軸とな
す角度θWが、次の角度範囲となるような形状である。
ただし、テーパ形状は除外する。 ０゜＜θW＜９０゜
いはハミング関数等の関数で、上記した角度条件を満足
する形状を実現することにより、平坦な光周波数特性を
得ることが同様に可能になる。一般にこのような矩形界
分布励起形状は、導波路の幅変化開始点における出力用
チャネル導波路１３４の境界部分と導波路の中心軸とな
す角度θWが、次の角度範囲となるような形状である。
ただし、テーパ形状は除外する。 ０゜＜θW＜９０゜
【００５８】ここで下限の０゜＜θWの条件は、高次モ
ードの励振が必要なことから光導波路を広くとる必要が
あることに起因する。また、上限のθW＜９０゜につい
ては幅変化領域に到達する前で不必要な結合を防ぐ主旨
である。
ードの励振が必要なことから光導波路を広くとる必要が
あることに起因する。また、上限のθW＜９０゜につい
ては幅変化領域に到達する前で不必要な結合を防ぐ主旨
である。
【００５９】また実施例および変形例では出力用チャネ
ル導波路１３４の第２の扇型スラブ導波路１３７と接続
する導波路部分が１種類の曲線あるいは直線形状と接続
する場合を示したがこれに限るものではない。この例を
次に説明する。
ル導波路１３４の第２の扇型スラブ導波路１３７と接続
する導波路部分が１種類の曲線あるいは直線形状と接続
する場合を示したがこれに限るものではない。この例を
次に説明する。
【００６０】図１２は、出力用チャネル導波路が第２の
扇型スラブ導波路と接続する部分が第１〜第３の領域を
連結した形状を有している場合を示したものである。こ
のうち第１の領域２３１は一定の幅Ｗ1からなる導波路
部分であり、第２の領域２３２は幅Ｗ1からこれよりも
広い幅Ｗ2にテーパ状に広がる導波路部分である。第３
の領域２３３は第２の領域２３２と幅Ｗ2で接続し、こ
れよりも大きな幅Ｗ3にまで拡大する形状となってお
り、この形状は矩形界分布を励起する矩形界分布励起形
状となっている。なおこの図では出力用チャネル導波路
の幅Ｗ1とＷ2は後者の方が大きくなる場合を示したが、
これに限るものではない。すなわち、幅Ｗ1とＷ2が等し
くてもよいし、幅Ｗ1の方が幅Ｗ2よりも大きい場合であ
ってもよい。また、第２の領域２３２は必ずしも直線的
な変化を示す形状である必要はなく、第１の領域２３１
と第２の領域２３２を滑らかに接続する曲線形状であっ
てもよいことは当然である。
扇型スラブ導波路と接続する部分が第１〜第３の領域を
連結した形状を有している場合を示したものである。こ
のうち第１の領域２３１は一定の幅Ｗ1からなる導波路
部分であり、第２の領域２３２は幅Ｗ1からこれよりも
広い幅Ｗ2にテーパ状に広がる導波路部分である。第３
の領域２３３は第２の領域２３２と幅Ｗ2で接続し、こ
れよりも大きな幅Ｗ3にまで拡大する形状となってお
り、この形状は矩形界分布を励起する矩形界分布励起形
状となっている。なおこの図では出力用チャネル導波路
の幅Ｗ1とＷ2は後者の方が大きくなる場合を示したが、
これに限るものではない。すなわち、幅Ｗ1とＷ2が等し
くてもよいし、幅Ｗ1の方が幅Ｗ2よりも大きい場合であ
ってもよい。また、第２の領域２３２は必ずしも直線的
な変化を示す形状である必要はなく、第１の領域２３１
と第２の領域２３２を滑らかに接続する曲線形状であっ
てもよいことは当然である。
【００６１】なお、以上説明した実施例および変形例で
は図１に示したように光送信機と光受信機の間を結ぶ伝
送路上に複数のアレイ導波路格子を配置した光通信シス
テムを説明した。このような直線的な伝送路を使用した
光通信システムに本発明を適用することができるだけで
なく、複数のノードあるいはアレイ導波路格子を環状に
配置した光通信システムに対しても本発明を適用するこ
とができることは当然である。
は図１に示したように光送信機と光受信機の間を結ぶ伝
送路上に複数のアレイ導波路格子を配置した光通信シス
テムを説明した。このような直線的な伝送路を使用した
光通信システムに本発明を適用することができるだけで
なく、複数のノードあるいはアレイ導波路格子を環状に
配置した光通信システムに対しても本発明を適用するこ
とができることは当然である。
【００６２】更に実施例ではスラブ導波路として扇型ス
ラブ導波路を使用した例について説明したが、その形状
が扇型に限るものでないことも当然である。
ラブ導波路を使用した例について説明したが、その形状
が扇型に限るものでないことも当然である。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１および請求
項４記載の発明によれば、アレイ導波路格子の第２のス
ラブ導波路の出力側と接続する第２のチャネル導波路の
導波路部分をパラボラ形状とすることでフラットな光周
波数特性を実現している。しかもパラボラ形状はアレイ
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分なので、これらのパラ
ボラ形状を対応する波長に応じて調整しておくことがで
き、光信号の広帯域化に対応することができるという優
れた効果がある。
項４記載の発明によれば、アレイ導波路格子の第２のス
ラブ導波路の出力側と接続する第２のチャネル導波路の
導波路部分をパラボラ形状とすることでフラットな光周
波数特性を実現している。しかもパラボラ形状はアレイ
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分なので、これらのパラ
ボラ形状を対応する波長に応じて調整しておくことがで
き、光信号の広帯域化に対応することができるという優
れた効果がある。
【００６４】また、請求項２および請求項５記載の発明
によれば、アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出
力側と接続する第２のチャネル導波路の導波路部分をス
テップ関数的に不連続に光導波路幅が変化するマルチモ
ード干渉器としての形状とすることでフラットな光周波
数特性を実現している。しかもマルチモード干渉器とし
ての形状はアレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出
力側と接続する第２のチャネル導波路の導波路部分なの
で、これらのマルチモード干渉器としての形状を対応す
る波長に応じて調整しておくことができ、光信号の広帯
域化に対応することができるという優れた効果がある。
によれば、アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出
力側と接続する第２のチャネル導波路の導波路部分をス
テップ関数的に不連続に光導波路幅が変化するマルチモ
ード干渉器としての形状とすることでフラットな光周波
数特性を実現している。しかもマルチモード干渉器とし
ての形状はアレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出
力側と接続する第２のチャネル導波路の導波路部分なの
で、これらのマルチモード干渉器としての形状を対応す
る波長に応じて調整しておくことができ、光信号の広帯
域化に対応することができるという優れた効果がある。
【００６５】更に請求項３、請求項６および請求項７記
載の発明によれば、アレイ導波路格子の第２のスラブ導
波路の出力側と接続する第２のチャネル導波路の導波路
部分を矩形の界分布を励起する矩形界分布励起形状とす
ることでフラットな光周波数特性を実現している。しか
も矩形の界分布を励起する矩形界分布励起形状はアレイ
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分なので、これらの矩形
界分布励起形状を対応する波長に応じて調整しておくこ
とができ、光信号の広帯域化に対応することができると
いう優れた効果がある。
載の発明によれば、アレイ導波路格子の第２のスラブ導
波路の出力側と接続する第２のチャネル導波路の導波路
部分を矩形の界分布を励起する矩形界分布励起形状とす
ることでフラットな光周波数特性を実現している。しか
も矩形の界分布を励起する矩形界分布励起形状はアレイ
導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第
２のチャネル導波路の導波路部分なので、これらの矩形
界分布励起形状を対応する波長に応じて調整しておくこ
とができ、光信号の広帯域化に対応することができると
いう優れた効果がある。
【００６６】また請求項８記載の発明によれば、光送信
手段と、この光送信手段の送出した各波長の光信号を波
長分割多重するアレイ導波路格子からなるマルチプレク
サと、このマルチプレクサから出力される波長分割多重
された光信号を伝送する光伝送路と、この光伝送路の途
中に適宜配置されたアレイ導波路格子を備えたノードと
光伝送路をノードを経由して送られてきた光信号を入力
し各波長の光信号に分離するアレイ導波路格子からなる
デマルチプレクサと、このデマルチプレクサによって分
離された各波長の光信号を受信する光受信機とを備えた
ライン状の通信システムで、これを構成する各アレイ導
波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第２
のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界分布を励起す
る矩形界分布励起形状とすることでフラットな光周波数
特性を実現することができるだけでなく、アレイ導波路
格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第２のチ
ャネル導波路の導波路部分なので、これらの矩形界分布
励起形状を対応する波長に応じて調整しておくことがで
き、光信号の広帯域化に対応することができるという優
れた効果がある。
手段と、この光送信手段の送出した各波長の光信号を波
長分割多重するアレイ導波路格子からなるマルチプレク
サと、このマルチプレクサから出力される波長分割多重
された光信号を伝送する光伝送路と、この光伝送路の途
中に適宜配置されたアレイ導波路格子を備えたノードと
光伝送路をノードを経由して送られてきた光信号を入力
し各波長の光信号に分離するアレイ導波路格子からなる
デマルチプレクサと、このデマルチプレクサによって分
離された各波長の光信号を受信する光受信機とを備えた
ライン状の通信システムで、これを構成する各アレイ導
波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第２
のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界分布を励起す
る矩形界分布励起形状とすることでフラットな光周波数
特性を実現することができるだけでなく、アレイ導波路
格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続する第２のチ
ャネル導波路の導波路部分なので、これらの矩形界分布
励起形状を対応する波長に応じて調整しておくことがで
き、光信号の広帯域化に対応することができるという優
れた効果がある。
【００６７】更に請求項９記載の発明によれば、複数の
ノードを伝送路によって環状に接続し、これらの伝送路
に波長分割多重された光信号を伝送する環状伝送路を有
し、それぞれのノードが波長分割多重された光信号を各
波長の光信号に分離するアレイ導波路格子と、各波長の
光信号に分離された光信号を波長分割多重するアレイ導
波路格子を備えた環状の通信システムで、これを構成す
る各アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と
接続する第２のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界
分布を励起する矩形界分布励起形状とすることでフラッ
トな光周波数特性を実現することができるだけでなく、
アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続
する第２のチャネル導波路の導波路部分なので、これら
の矩形界分布励起形状を対応する波長に応じて調整して
おくことができ、光信号の広帯域化に対応することがで
きるという優れた効果がある。
ノードを伝送路によって環状に接続し、これらの伝送路
に波長分割多重された光信号を伝送する環状伝送路を有
し、それぞれのノードが波長分割多重された光信号を各
波長の光信号に分離するアレイ導波路格子と、各波長の
光信号に分離された光信号を波長分割多重するアレイ導
波路格子を備えた環状の通信システムで、これを構成す
る各アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と
接続する第２のチャネル導波路の導波路部分を矩形の界
分布を励起する矩形界分布励起形状とすることでフラッ
トな光周波数特性を実現することができるだけでなく、
アレイ導波路格子の第２のスラブ導波路の出力側と接続
する第２のチャネル導波路の導波路部分なので、これら
の矩形界分布励起形状を対応する波長に応じて調整して
おくことができ、光信号の広帯域化に対応することがで
きるという優れた効果がある。
【図１】本発明の一実施例における光通信システムの構
成の概要を表わしたシステム構成図である。
成の概要を表わしたシステム構成図である。
【図２】本実施例の光通信システムに使用されるノード
の構成の概要を示したブロック図である。
の構成の概要を示したブロック図である。
【図３】本実施例のアレイ導波路格子の外観を表わした
斜視図である。
斜視図である。
【図４】本実施例で第１の扇型スラブ導波路とこれに接
続する入力用チャネル導波路およびチャネル導波路アレ
イの接続部分の構成を表わした平面図である。
続する入力用チャネル導波路およびチャネル導波路アレ
イの接続部分の構成を表わした平面図である。
【図５】本実施例で第２の扇型スラブ導波路とこれに接
続するチャネル導波路アレイおよび出力用チャネル導波
路の接続部分の構成を表わした要部平面図である。
続するチャネル導波路アレイおよび出力用チャネル導波
路の接続部分の構成を表わした要部平面図である。
【図６】本実施例のパラボラ形状の導波路部分を具体的
に表わした説明図である。
に表わした説明図である。
【図７】パラボラ形状の係数αに対する透過幅と挿入損
失の変化の計算を、光周波数特性の平坦化を行っていな
いものと比較して示した特性図である。
失の変化の計算を、光周波数特性の平坦化を行っていな
いものと比較して示した特性図である。
【図８】入力用チャネル導波路の第１の扇型スラブ導波
路との接続個所をパラボラ形状の導波路部分とする提案
の接続部分の構成を表わした要部平面図である。
路との接続個所をパラボラ形状の導波路部分とする提案
の接続部分の構成を表わした要部平面図である。
【図９】透過周波数特性の各種計算結果を示した特性図
である。
である。
【図１０】本発明の変形例としてＭＭＩ光導波路を第２
の扇型スラブ導波路の出力側に使用したアレイ導波路格
子の要部を示した要部平面図である。
の扇型スラブ導波路の出力側に使用したアレイ導波路格
子の要部を示した要部平面図である。
【図１１】第２の扇型スラブ導波路に接続する出力用チ
ャネル導波路の形状の変形可能性を示した説明図であ
る。
ャネル導波路の形状の変形可能性を示した説明図であ
る。
【図１２】出力用チャネル導波路が第２の扇型スラブ導
波路と接続する部分が第１〜第３の領域を連結した形状
を有している場合を変形例として示した説明図である。
波路と接続する部分が第１〜第３の領域を連結した形状
を有している場合を変形例として示した説明図である。
【図１３】従来のアレイ導波路格子の構成を示した斜視
図である。
図である。
【図１４】図１３に示したアレイ導波路格子における第
１の扇型スラブ導波路の入力側および出力側の構成を表
わしたものである。
１の扇型スラブ導波路の入力側および出力側の構成を表
わしたものである。
１０１ ＳＯＮＥＴ装置（光送信機） １０２ 光マルチプレクサ １０８ 光デマルチプレクサ １０９ ＳＯＮＥＴ装置（光受信機） １１１ ノード １２１ 入力側アレイ導波路格子（ＡＷＧ） １２８ 出力側アレイ導波路格子 １３３ 入力用チャネル導波路 １３４ 出力用チャネル導波路 １３５ チャネル導波路アレイ １３６ 第１の扇型スラブ導波路 １３７ 第２の扇型スラブ導波路 １４１ 波長λ1〜λNの多重化された光信号 １４２ 各波長λ1〜λNに分離された光信号 １５１ パラボラ形状の導波路部分 １５２、２０１ 導波路部分
Claims (9)
- 【請求項１】 基板と、 この基板上に配置された第１のチャネル導波路と、 前記基板上に配置され、各導波路の長さが所定の導波路
長差で順次長くなるように構成されたチャネル導波路ア
レイと、 前記基板上に配置され、前記第１のチャネル導波路とチ
ャネル導波路アレイを接続する第１のスラブ導波路と、 前記基板上に配置され、前記チャネル導波路アレイにお
ける第１のスラブ導波路の接続されていない側の端部と
一端部を接続する第２のスラブ導波路と、 前記基板上に配置され、第２のスラブ導波路の他端と接
続されこの接続箇所の導波路部分がパラボラ形状をなし
ている第２のチャネル導波路とを具備することを特徴と
するアレイ導波路格子。 - 【請求項２】 基板と、 この基板上に配置された第１のチャネル導波路と、 前記基板上に配置され、各導波路の長さが所定の導波路
長差で順次長くなるように構成されたチャネル導波路ア
レイと、 前記基板上に配置され、前記第１のチャネル導波路とチ
ャネル導波路アレイを接続する第１のスラブ導波路と、 前記基板上に配置され、前記チャネル導波路アレイにお
ける第１のスラブ導波路の接続されていない側の端部と
一端部を接続する第２のスラブ導波路と、 前記基板上に配置され、第２のスラブ導波路の他端と接
続されこの接続箇所の導波路部分がステップ関数的に不
連続に光導波路幅が変化するマルチモード干渉器として
の形状をなしている第２のチャネル導波路とを具備する
ことを特徴とするアレイ導波路格子。 - 【請求項３】 基板と、 この基板上に配置された第１のチャネル導波路と、 前記基板上に配置され、各導波路の長さが所定の導波路
長差で順次長くなるように構成されたチャネル導波路ア
レイと、 前記基板上に配置され、前記第１のチャネル導波路とチ
ャネル導波路アレイを接続する第１のスラブ導波路と、 前記基板上に配置され、前記チャネル導波路アレイにお
ける第１のスラブ導波路の接続されていない側の端部と
一端部を接続する第２のスラブ導波路と、 前記基板上に配置され、第２のスラブ導波路の他端と接
続されこの接続箇所の導波路部分が矩形の界分布を励起
する矩形界分布励起形状をなしている第２のチャネル導
波路とを具備することを特徴とするアレイ導波路格子。 - 【請求項４】 前記パラボラ形状が前記第１のチャネル
導波路に入力する多重化された光信号の各波長に応じて
個別に調整されていることを特徴とする請求項１記載の
アレイ導波路格子。 - 【請求項５】 前記マルチモード干渉器としての形状が
前記第１のチャネル導波路に入力する多重化された光信
号の各波長に応じて個別に調整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格子。 - 【請求項６】 前記矩形界分布励起形状が前記第１のチ
ャネル導波路に入力する多重化された光信号の各波長に
応じて個別に調整されていることを特徴とする請求項３
記載のアレイ導波路格子。 - 【請求項７】 前記矩形界分布励起形状は、導波路の幅
変化開始点における出力用チャネル導波路の境界部分と
導波路の中心軸のなす角度θWが、０度よりも大きく９
０度よりも小さい値となるような形状であり、このうち
テーパ形状を除外した形状となっていることを特徴とす
る請求項３記載のアレイ導波路格子。 - 【請求項８】 各波長の光信号をパラレルに送出する光
送信手段と、 この光送信手段の送出した各波長の光信号を波長分割多
重するアレイ導波路格子からなるマルチプレクサと、 このマルチプレクサから出力される波長分割多重された
光信号を伝送する光伝送路と、 この光伝送路の途中に適宜配置されたアレイ導波路格子
を備えたノードと、 前記光伝送路を前記ノードを経由して送られてきた光信
号を入力し各波長の光信号に分離するアレイ導波路格子
からなるデマルチプレクサと、 このデマルチプレクサによって分離された各波長の光信
号を受信する光受信機とを備え、 前記各アレイ導波路格子は、基板と、この基板上に配置
された第１のチャネル導波路と、前記基板上に配置さ
れ、各導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くなる
ように構成されたチャネル導波路アレイと、前記基板上
に配置され、前記第１のチャネル導波路とチャネル導波
路アレイを接続する第１のスラブ導波路と、前記基板上
に配置され、前記チャネル導波路アレイにおける第１の
スラブ導波路の接続されていない側の端部と一端部を接
続する第２のスラブ導波路と、前記基板上に配置され、
第２のスラブ導波路の他端と接続されこの接続箇所の導
波路部分が矩形の界分布を励起する矩形界分布励起形状
をなしている第２のチャネル導波路とを具備しているこ
とを特徴とする光通信システム。 - 【請求項９】 複数のノードを伝送路によって環状に接
続し、これらの伝送路に波長分割多重された光信号を伝
送する環状伝送路を有し、それぞれのノードが波長分割
多重された光信号を各波長の光信号に分離するアレイ導
波路格子と、各波長の光信号に分離された光信号を波長
分割多重するアレイ導波路格子を備えており、 これらの各アレイ導波路格子は、基板と、この基板上に
配置された第１のチャネル導波路と、前記基板上に配置
され、各導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くな
るように構成されたチャネル導波路アレイと、前記基板
上に配置され、前記第１のチャネル導波路とチャネル導
波路アレイを接続する第１のスラブ導波路と、前記基板
上に配置され、前記チャネル導波路アレイにおける第１
のスラブ導波路の接続されていない側の端部と一端部を
接続する第２のスラブ導波路と、前記基板上に配置さ
れ、第２のスラブ導波路の他端と接続されこの接続箇所
の導波路部分が矩形の界分布を励起する矩形界分布励起
形状をなしている第２のチャネル導波路とを具備してい
ることを特徴とする光通信システム。
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