JP2002082238A - 光合分波器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号チャネル間における波長特性の収差等に
よる歪みを積極的に補償するとともに、損失バラツキ等
を効果的に低減する構造を備えた光合分波器を提供す
る。 【解決手段】 当該光合分波器において、所定波長間隔
ごとに設定されたチャネル波長を有する信号それぞれに
対応して配列された出力導波路(150)の各光入力端は、
これら出力導波路(150)のうち少なくともいずれかの光
入力端がローランド円(200)内に位置するよう配列され
ている。この構成により、信号チャネル間における損失
バラツキ等が効果的に低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、波長分割多重
（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送シ
ステムに波長選択素子として適用可能なアレイ導波路回
折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）型の光
合分波器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＡＷＧ型の光合分波器（以下、ＡＷＧ回
路という）は、干渉による特定波長の取り出しあるいは
挿入を可能にする波長フィルタとしてＷＤＭ伝送システ
ムにおける波長選択素子に広く利用されている。また、
ＡＷＧ回路は、回折格子ほどの精密な機械加工や、干渉
膜ほどの精密な多層膜形成が不要で、リソグラフィやエ
ッチングなどの一般的な微細加工プロセスで実現できる
ことから、他の光導波路素子との集積の可能性とも併せ
て今後のＷＤＭ伝送システムの中心的な光学部品として
その発展が期待されている。

【０００３】このようなＡＷＧ回路は、単一基板上に、
入力導波路、入力用スラブ導波路、それぞれ長さの異な
るチャネル導波路（フェーズドアレイ）、出力用スラブ
導波路、出力導波路が一体的に作り込まれた構造を備え
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６は、従来のＡＷＧ
回路（光合分波器）における光出力部分の導波路構成を
示す平面図である。このＡＷＧ回路において、出力用ス
ラブ導波路２０における一方の接続面にはそれぞれ長さ
の異なる複数のチャネル導波路１０の一端が間隔ｄごと
に接続されている。また、該出力スラブ導波路２０にお
ける他方の接続面には各チャネル波長の光に対応して、
すなわち信号チャネルごとに設けられた出力導波路３０
の一端が接続されている。

【０００５】一般に、複数のチャネル導波路の一端が接
続される出力スラブ導波路２０の接続面は凸レンズの働
きをするよう設計されており、各チャネル導波路の一端
は、中心チャネル波長の光が集光する位置Ｏ１を中心と
した半径ｓ（スラブ長）の円周上に配置されている。一
方、出力用スラブ導波路の他方の接続面に接続される各
出力導波路の一端は、このスラブ長を直径とするローラ
ンド円２００の円周上に配置される（日本国特許第２５
９９７８６号、培風館発行「応用光学Ｉ」１９９０年７
月２０日初版、参照）。

【０００６】しかしながら、中心チャネル波長の信号に
ついては、確かに点Ｏ１に集光するが、ローランド円上
の点Ｏ１以外の点に集光すべき他のチャネル波長の信号
については収差等の影響により集光効率の低下や波長特
性の歪みが生じてしまう可能性があった。すなわち、従
来のＡＷＧ回路における各出力導波路（以下、出力ＣＨ
という）ごとの損失スペクトルは、図７に示されたよう
に、各チャネル波長間で４ｄＢ程度の損失バラツキが生
じてしまう。

【０００７】図８には、図７に示された損失スペクトル
のうち中心チャネル波長に対応する出力導波路（中心付
近に位置する出力ＣＨ）における損失スペクトル（スペ
クトル幅Ｗ１）、及び信号波長帯域の最長チャネル波長
及び最短チャネル波長それぞれに対応した出力導波路
（周辺付近に位置する出力ＣＨ）における損失スペクト
ル（スペクトル幅Ｗ２（＞Ｗ１））が模式的に示されて
いる。この図８からも分かるように、各出力ＣＨにおけ
る損失は、中心付近に位置する出力ＣＨから離れるに従
って大きくなるとともに、中心付近に位置する出力ＣＨ
から離れるに従って、その損失ピークの形状が鈍って出
力ＣＨにおける損失スペクトルのスペクトル幅もＷ１か
らＷ２（＞Ｗ１）へと広がってくるため（波長特性の歪
み）、信号波長帯域が全体的に長波長側あるいは短波長
側にシフトすると波長分離精度が著しく低下するという
課題があった。

【０００８】この発明は、以上のような課題を解決する
ためになされたものであり、信号チャネル間における波
長特性の収差等による歪みを積極的に補償するととも
に、損失バラツキ等を効果的に低減することを可能にす
る構造を備えた光合分波器を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光合分波
器は、基板と、該基板上にそれぞれ設けられた、１又は
それ以上の入力導波路、第１スラブ導波路、複数のチャ
ネル導波路、第２スラブ導波路、及び各信号チャネルご
とに設けられた複数の出力導波路とを備え、ＷＤＭ伝送
システムに波長選択素子として適用可能なＡＷＧ型の光
合分波器である。

【００１０】この発明に係る光合分波器において、上記
第１及び第２スラブ導波路は、それぞれ所定のスラブ長
を有する。なお、スラブ長は、一般的に各スラブ導波路
のレンズ面として機能する光入力端の焦点距離に相当す
る。また、上記入力導波路は、信号チャネルとして所定
波長間隔ごとに設定されたチャネル波長を有する信号そ
れぞれを第１スラブ導波路に導くための導波路であっ
て、第１スラブ導波路の光入力端面にその光出力端が接
続されている。上記チャネル導波路は、互いに異なる長
さを有する導波路であって、入力導波路とともに第１ス
ラブ導波路を挟むように該第１スラブ導波路の光出力端
面にそれぞれの光入力端が接続される一方、出力導波路
とともに第２スラブ導波路を挟むように該第２スラブ導
波路の光入力端面にそれぞれの光出力端が接続された状
態で基板上に平面的に配列されている。さらに、上記出
力導波路は、第２スラブ導波路の光出力端面にそれぞれ
の光入力端が接続された状態で基板上に平面的に配列さ
れた導波路であって、所定波長間隔ごとに設定されたチ
ャネル波長を有する信号それぞれを個別に取り出すため
の導波路である。

【００１１】特に、この発明に係る光合分波器は、上記
出力導波路のうち少なくともいずれかの光入力端が、第
２スラブ導波路の光入力端面の焦点距離よりも短い距離
だけ該第２スラブ導波路の光入力端面から離れた位置に
配置されていることを特徴としている。なお、上記出力
導波路のうち最も外側に位置する２つの出力導波路の各
光入力端は、第２スラブ導波路の光入力端面の焦点距離
を直径とするローランド円の円周上に配置される一方、
上記出力導波路のうち該２つの出力導波路を除いた残り
の出力導波路の各光入力端は、このローランド円内であ
って該２つの出力導波路の各光入力端を結んだ線上に配
置されるのが好ましい。換言すれば、上記出力導波路の
うち少なくとも２つの出力導波路の各光入力端は、第２
スラブ導波路の光入力端面の焦点距離を直径とするロー
ランド円の円周と該第２スラブ導波路の光出力端面とが
交差する位置に配置されるのが好ましい。ここで、上記
出力導波路のうち最も外側に位置する２つの出力導波路
の各光入力端を結ぶ線は、直線の一部（この場合、上記
ローランド円の弦に相当する）であってもよく、また曲
線の一部であってもよい。したがって、第２スラブ導波
路の光出力端面は、平面であっても、該第２スラブ導波
路の光入力端面に向かって突出した曲面であってもよ
い。このように、上記出力導波路のうち最も外側に位置
する２つの出力導波路の光入力端をローランド円の円周
上に配置することにより、当該光合分波器全体の損失を
増加させることなく、各チャネル波長間における損失バ
ラツキを低減することが可能になる。

【００１２】また、この発明に係る光合分波器におい
て、上記出力導波路それぞれの光入力端を含む先端部分
は、上記ローランド円の円周上に配置された２つの出力
導波路の各光入力端を結んだ線の法線方向に沿って伸び
るよう配置されるのが好ましい。

【００１３】上記出力導波路の各光入力端が上記ローラ
ンド円の弦上に配置される場合、これら出力導波路の各
光入力端は、各チャネル波長の光の集光位置と各出力導
波路における光入力端の中心を一致させるため、不等間
隔に配置されるのが好ましい。具体的に、上記出力導波
路の各光入力端は、上記弦の中央から該弦の両端に向か
って隣接する光入力端間の間隔が小さくなるよう配置さ
れるのが好ましい。

【００１４】より具体的には、上記出力導波路の各光入
力端は、上記ローランド円の弦の法線のうち、該ローラ
ンド円の円周上あるいはチャネル導波路の光出力端から
出射された光線束が集光する位置を示す焦点円の円周上
に等間隔に集光する上記チャネル波長の各光線束の集光
位置を通る法線と、該弦との交点上にそれぞれ配置され
る。すなわち、出力導波路の本数をＮ、ローランド円あ
るいは焦点円の半径をｒ、該ローランド円あるいは該焦
点円の円周上に等間隔に集光するチャネル波長の各光線
束の集光位置間隔に対応する中心角をψとするとき、基
板上に平面的に配列された出力導波路のうち第ｎ番目の
出力導波路の光入力端と第（ｎ＋１）番目の出力導波路
の光入力端との間隔Ｌｎは、

【００１５】

【数２】

【００１６】なる式で与えられる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る光合分波器
の各実施形態を、図１〜図６を参照しながら説明する。
なお、各図において、同一部分には同一の番号を付して
重複する説明は省略する。また、必要に応じて図７及び
図８も参照する。

【００１８】図１は、この発明に係る光合分波器の構成
を示す平面図である。この図１に示されたように、当該
光合分波器は、石英ガラス基板１００上に光導波路部分
が一体的に形成された光部品である。すなわち、基板１
００上には、１又はそれ以上の入力導波路１１０、第１
スラブ導波路１２０（入力用スラブ導波路）、複数のチ
ャネル導波路１３０、第２スラブ導波路１４０（出力用
スラブ導波路）及び複数の出力導波路１５０が設けられ
ている。上記各導波路部分にはＧｅＯ₂が添加されてお
り、該ＧｅＯ₂の添加量は、チャネル導波路１３０の曲
率半径の低減を可能にするため（光の閉じ込め効率の向
上）、基板１００と導波路部分との比屈折率差は１％以
上である。なお、基板１００は、石英ガラス基板に限ら
ず、シリコン基板と該シリコン基板上に成膜された１０
〜数１０μｍのガラス層とにより構成されてもよい。こ
のガラス層上にＧｅＯ₂が添加された導波路を形成して
も同様の作用・効果が得られる。

【００１９】上記第１スラブ導波路１２０は、当該光合
分波器へ入力される光の入射角度に対して角度θをなす
よう配置されており、また、第１及び第２スラブ導波路
１２０、１４０は、それぞれスラブ長よりも短い全長ｆ
を有する。なお、スラブ長は、第１及び第２スラブ導波
路１２０、１４０おのおのにおける光入力端面に位置す
る凸レンズ面の焦点距離に相当する。また、上記入力導
波路１１０は、信号チャネルとして所定波長間隔ごとに
設定されたチャネル波長を有する各信号を第１スラブ導
波路１２０に導くための導波路であって、この入力導波
路１１０の光出力端は第１スラブ導波路１２０に光入力
端面に接続されている。上記チャネル導波路１３０は、
互いに異なる長さを有する導波路であって、基板１００
上に平面的に配列されている。これらチャネル導波路１
３０は、入力導波路１１０とともに第１スラブ導波路１
２０を挟むように該第１スラブ導波路１２０の光出力端
面にそれぞれの光入力端が間隔ｄごとに離間した状態で
接続される一方、出力導波路１５０とともに第２スラブ
導波路１４０を挟むように該第２スラブ導波路１４０の
光入力端面１４０ａにそれぞれの光出力端が間隔ｄごと
に離間した状態で接続されている。さらに、上記出力導
波路１５０は、第２スラブ導波路１４０の光出力端面に
光入力端が接続された状態で上記基板１００上に平面的
に配列された導波路であって、所定波長間隔ごとに設定
されたチャネル波長を有する各信号に対応して、すなわ
ち各信号チャネルに対応して設けられている。なお、図
１に示された光合分波器は、入力導波路１１０、第１ス
ラブ導波路１２０、チャネル導波路１３０、第２スラブ
導波路１４０及び出力導波路１５０の順に光が伝搬する
４０チャネルの信号分離を可能にするＡＷＧ回路として
説明されているが、各信号チャネルに対応して複数の入
力導波路を設けることにより、信号合波を可能にするＡ
ＷＧ回路も実現できる。

【００２０】（第１実施形態）図２は、この発明に係る
光号分波器の第１実施形態における光出力部分（図１に
おける光入力部分に相当）の導波路構成を示す平面図で
ある。この第１実施形態に係る光号分波器において、第
２スラブ導波路（出力用スラブ導波路）１４０の光入力
端面１４０ａは、点Ｏ１（チャネル導波路１３０の光出
力端から出力される中心チャネル波長の光の集光位置）
を中心として半径ｓ（スラブ長に一致）の円周の一部と
一致している。

【００２１】この発明に係る光号分波器は、上記出力導
波路１５０のうち少なくともいずれかの光入力端が、第
２スラブ導波路１４０の光入力端面１４０ａの焦点距離
（スラブ長ｓ）よりも短い距離ｆ（第２スラブ導波路１
４０の全長）だけ該第２スラブ導波路１４０の光入力端
面１４０ａから離れた位置に配置されていることを特徴
としているが、この第１実施形態では、上記出力導波路
１５０のうち最も外側に位置する２つの出力導波路の各
光入力端は、第２スラブ導波路１４０の光入力端面１４
０ａの焦点距離ｓを直径とするローランド円２００の円
周上に配置される一方、上記出力導波路１５０のうち該
２つの出力導波路を除いた残りの出力導波路１５０の各
光入力端は、このローランド円２００内であって該２つ
の出力導波路の各光入力端を結んだ線上に配置される。
換言すれば、上記出力導波路１５０のうち少なくとも２
つの出力導波路の各光入力端は、第２スラブ導波路１４
０の光入力端面１４０ａの焦点距離ｓを直径とするロー
ランド円２００の円周と該第２スラブ導波路１４０の光
出力端面１４０ｂとが交差する位置に配置される。な
お、上記出力導波路１５０のうち最も外側に位置する２
つの出力導波路の各光入力端を結ぶ線は、上記ローラン
ド円２００の弦に相当する。このように、上記出力導波
路１５０のうち少なくとも最外に位置する出力導波路の
光入力端をローランド円２００の円周上に配置すること
により、当該光合分波器全体の損失を増加させることな
く、各チャネル波長間における損失バラツキを低減する
ことが可能になる。加えて、各チャネル間の損失スペク
トル幅のバラツキも低減することができる。

【００２２】損失スペクトル幅の低減は、出力導波路１
５０をローランド円２００の法線方向に沿って配置する
のではなく、第２スラブ導波路１４０の長手方向と該出
力導波路１５０とのなす角度を小さくすることによって
実現される。例えば、図８に示されたように、出力導波
路１５０がローランド円２００の法線方向に配置された
場合、最も外側に位置する出力導波路における損失スペ
クトルは、より外側に張り出した形状になってしまう。
一方、出力導波路１５０（少なくとも先端部分）の配置
角度を、上述のように第２スラブ導波路１４０の長手方
向とのなす角度が小さくなるように設定すると、該出力
導波路１５０へ入力される光の光強度の空間分布とチャ
ネル導波路１３０の開口数Ｎ．Ａ．との関係により、図
８中に示されたような各損失スペクトルのより外側に張
り出した部分（Ｗ２−Ｗ１）に対応する光は、クラッド
モードに結合するため出力導波路１５０へ導かれないよ
うにすることが可能となる。

【００２３】この第１実施形態では、上記出力導波路１
５０それぞれの光入力端を含む先端部分は、設計や製造
を容易にするため、上記ローランド円２００の円周上に
配置された２つの出力導波路の各光入力端を結んだ線の
法線方向に沿って伸びるよう配置されている。

【００２４】上記出力導波路１５０の各光入力端が上記
ローランド円２００の弦上に配置される場合、これら出
力導波路１５０の各光入力端は、各チャネル波長の光の
集光位置と各出力導波路１５０における光入力端の中心
を一致させるため、不等間隔に配置されている。すなわ
ち、上記出力導波路１５０のうち中心付近における導波
路間隔ｄ０１は周辺付近における導波路間隔ｄ０２より
も大きくなるように設定されている（図２参照）。

【００２５】具体的に、発明者は信号波長間隔Δλが１
００ＧＨｚである、４０チャネル信号分離を可能にする
ＡＷＧ回路を設計した。

【００２６】設計されたＡＷＧ回路において、基板１０
０と各導波路部分との比屈折率差は１．５％、各導波路
の幅は４．３μｍ、チャネル導波路１３０における最小
曲率半径ｒ_minは２ｍｍ、基板１００のサイズは２０ｍ
ｍ×２０ｍｍ、基板１００の厚みは０．５ｍｍ、チャネ
ル導波路１３０の端部間隔ｄは６．０μｍ、チャネル導
波路１３０の本数は１８０、第１スラブ導波路１２０の
設置角度θは８０゜、各チャネル導波路１３０間の長さ
の差ΔＬは３６．７０２μｍに設定されている。

【００２７】なお、第２スラブ導波路１４０は、図３に
示されたように設計された。すなわち、スラブ長ｓは４
８００μｍ、点Ｏ２を中心とするローランド円２００の
半径ｒは２４００μｍ（＝４８００／２）である。出力
導波路１５０の配列幅を５８５μｍとして該出力導波路
１５０のうち最も外側に位置する２つの出力導波路の光
入力端を該ローランド円２００の円周上に配置したと
き、これら２つの出力導波路を除く残りの出力導波路の
各光入力端と当該第２スラブ導波路１４０の光入力端面
１４０ａとの距離は、該ローランド円２００の半径ｒよ
りも最大１８μｍ短くなる（このとき、第２スラブ導波
路１４０の全長ｆは４７８２μｍ）。また、信号チャネ
ルの波長間隔は、該ローランド円２００の円周上に等間
隔に集光するよう選択されている。

【００２８】上記出力導波路１５０の各光入力端は、上
記ローランド円２００の弦の法線のうち、該ローランド
円２００の円周上に等間隔に集光する上記チャネル波長
の各光線束の集光位置を通る法線と、該弦との交点上に
それぞれ配置される。すなわち、出力導波路１５０の本
数をＮ、ローランド円２００の半径をｒ、該ローランド
円２００の円周上に等間隔に集光するチャネル波長の各
光線束の集光位置間隔に対応する中心角をψとすると
き、基板１００上に平面的に配列された出力導波路１５
０のうち第ｎ番目の出力導波路の光入力端と第（ｎ＋
１）番目の出力導波路の光入力端との間隔Ｌｎは、以下
の式で与えられ、例えば、中央付近に位置する第２０番
目の出力導波路のの光出力端と第２１番目の出力導波路
の光出力端との間隔は１５μｍに設定されている。

【００２９】

【数３】

【００３０】以上のように設計されたＡＷＧ回路の各出
力導波路における損失スペクトルが図４（ａ）及び図４
（ｂ）に示されている。この第１実施形態に係るＡＷＧ
回路では、各信号チャネル間における損失バラツキは最
大１．５ｄＢであった。また、各信号チャネル間におけ
る最悪クロストークは２５ｄＢであった。さらに、各信
号チャネルの損失２０ｄＢにおける損失スペクト幅のバ
ラツキは、０．８９〜０．９３ｎｍであり、その偏差は
０．０４ｎｍであった。

【００３１】これに対し、従来のＡＷＧ回路は、各信号
チャネルにおける損失バラツキが最大４．０ｄＢであ
り、この実施形態に係るＡＷＧ回路と比較して著しく低
下している。なお、従来のＡＷＧ回路では各信号チャネ
ル間における最悪クロストークは２３ｄＢであるが、各
信号チャネル間の損失２０ｄＢにおける損失スペクトル
幅のバラツキは、０．８５〜１．１６ｎｍ（０．３１ｎ
ｍ）であり、この実施形態と比較して著しく低下してい
る。

【００３２】以上のように、この発明に係る光合分波器
によれば、各出力導波路により分離される各チャネル波
長の信号間の損失バラツキを、従来のＡＷＧ回路と比較
しても十分に低減できるとともに、分離される各信号の
損失２０ｄＢにおけるスペクトル幅のバラツキも十分に
低減できる。

【００３３】（第２実施形態）次に、図５は、この発明
に係る光合分波器の第２実施形態における光出力部分
（図１の光出力部分に相当）の導波路構成を示す平面図
である。この第２実施形態は、第２スラブ導波路１４０
における光出力端面１４０ｂの形状が上述の第１実施形
態と異なっている。

【００３４】すなわち、図５に示されたように、この第
２実施形態に係るＡＷＧ回路において、出力導波路１５
０のうち最も外側に位置する２つの出力導波路の光出力
端がローランド円２００の円周上に配置される。一方、
これら最も外側に位置する２つの出力導波路を除く残り
の出力導波路の光入力端は、ローランド円２００の円周
と交差し、かつ第２スラブ導波路１４０の光入射端面１
４０ａに向かって突出した曲線上に配置されている。

【００３５】以上のように各出力導波路１５０の光出力
端が第２スラブ導波路１４０の光入力端面１４０ａに向
かって突出した曲線上に配置された第２実施形態によっ
ても第１実施形態と同様に、各出力導波路１５０間にお
ける損失や損失スペクトル幅のバラツキを効果的に低減
できる。なお、この第２実施形態においても各出力導波
路１５０の光出力端を含む先端部分は、各出力導波路１
５０の光出力端が配置された曲線の法線方向に沿って伸
びるのが好ましい。

【００３６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、所定波
長間隔ごとに設定されたチャネル波長を有する各信号お
のおのに対応して配列された出力導波路の各光入力端
は、これら出力導波路のうち少なくともいずれかの光出
力端がローランド円内に位置するよう配置されている。
この構成により、出力導波路の光入力端全てがローラン
ド円の円周上に配置された光合分波器と比較して、信号
チャネル間における波長特性の収差等に起因した各歪み
や各信号チャネル間における損失バラツキ等が効果的に
低減されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る光合分波器の構成を示す平面図
である。

【図２】この発明に係る光合分波器の第１実施形態にお
ける光出力部分の導波路構成を示す平面図である。

【図３】この発明に係る光号分波器の第１実施形態とし
て制作されたサンプルにおける光出力部分の具体的なサ
イズを説明するための図である。

【図４】この発明に係る光合分波器の第１実施形態とし
て制作されたサンプルの各出力導波路における損失スペ
クトルである。

【図５】この発明に係る光合分波器の第２実施形態にお
ける光出力部分の導波路構成を示す平面図である。

【図６】従来の光合分波器における光出力部分の導波路
構成を示す平面図である。

【図７】従来の光合分波器における各出力導波路ごとの
損失スペクトルである。

【図８】図７に示された損失スペクトルを簡略化し図で
あり、従来の光合分波器の構造的特徴に起因して発生す
る課題を説明するための図である。

【符号の説明】

１００…ＡＷＧ回路（光合分波器）、１１０…入力導波
路、１２０…入力側スラブ導波路、１３０…チャネル導
波路、１４０…出力側スラブ導波路、１４０ａ…出力側
スラブ導波路の光入力端面、１４０ｂ…出力側スラブ導
波路の光出力端面、１５０…出力導波路、２００…ロー
ランド円。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月１日（２００１．３．１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】（第１実施形態）図２は、この発明に係る
光合分波器の第１実施形態における光出力部分（図１に
おける光出力部分に相当）の導波路構成を示す平面図で
ある。この第１実施形態に係る光号分波器において、第
２スラブ導波路（出力用スラブ導波路）１４０の光入力
端面１４０ａは、点Ｏ１（チャネル導波路１３０の光出
力端から出力される中心チャネル波長の光の集光位置）
を中心として半径ｓ（スラブ長に一致）の円周の一部と
一致している。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】この発明に係る光合分波器は、上記出力導
波路１５０のうち少なくともいずれかの光入力端が、第
２スラブ導波路１４０の光入力端面１４０ａの焦点距離
（スラブ長ｓ）よりも短い距離ｆ（第２スラブ導波路１
４０の全長）だけ該第２スラブ導波路１４０の光入力端
面１４０ａから離れた位置に配置されていることを特徴
としているが、この第１実施形態では、上記出力導波路
１５０のうち最も外側に位置する２つの出力導波路の各
光入力端は、第２スラブ導波路１４０の光入力端面１４
０ａの焦点距離ｓを直径とするローランド円２００の円
周上に配置される一方、上記出力導波路１５０のうち該
２つの出力導波路を除いた残りの出力導波路１５０の各
光入力端は、このローランド円２００内であって該２つ
の出力導波路の各光入力端を結んだ線上に配置される。
換言すれば、上記出力導波路１５０のうち少なくとも２
つの出力導波路の各光入力端は、第２スラブ導波路１４
０の光入力端面１４０ａの焦点距離ｓを直径とするロー
ランド円２００の円周と該第２スラブ導波路１４０の光
出力端面１４０ｂとが交差する位置に配置される。な
お、上記出力導波路１５０のうち最も外側に位置する２
つの出力導波路の各光入力端を結ぶ線は、上記ローラン
ド円２００の弦に相当する。このように、上記出力導波
路１５０のうち少なくとも最外に位置する出力導波路の
光入力端をローランド円２００の円周上に配置すること
により、当該光合分波器全体の損失を増加させることな
く、各チャネル波長間における損失バラツキを低減する
ことが可能になる。加えて、各チャネル間の損失スペク
トル幅のバラツキも低減することができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】なお、第２スラブ導波路１４０は、図３に
示されたように設計された。すなわち、スラブ長ｓは４
８００μｍ、点Ｏ２を中心とするローランド円２００の
半径ｒは２４００μｍ（＝４８００／２）である。出力
導波路１５０の配列幅を５８５μｍとして該出力導波路
１５０のうち最も外側に位置する２つの出力導波路の光
入力端を該ローランド円２００の円周上に配置したと
き、これら２つの出力導波路を除く残りの出力導波路の
各光入力端と当該第２スラブ導波路１４０の光入力端面
１４０ａとの距離は、該ローランド円２００の直径より
も最大１８μｍ短くなる（このとき、第２スラブ導波路
１４０の全長ｆは４７８２μｍ）。また、信号チャネル
の波長間隔は、該ローランド円２００の円周上に等間隔
に集光するよう選択されている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】上記出力導波路１５０の各光入力端は、上
記ローランド円２００の弦の法線のうち、該ローランド
円２００の円周上に等間隔に集光する上記チャネル波長
の各光線束の集光位置を通る法線と、該弦との交点上に
それぞれ配置される。すなわち、出力導波路１５０の本
数をＮ、ローランド円２００の半径をｒ、該ローランド
円２００の円周上に等間隔に集光するチャネル波長の各
光線束の集光位置間隔に対応する中心角をψとすると
き、基板１００上に平面的に配列された出力導波路１５
０のうち第ｎ番目の出力導波路の光入力端と第（ｎ＋
１）番目の出力導波路の光入力端との間隔Ｌｎは、以下
の式で与えられ、例えば、中央付近に位置する第２０番
目の出力導波路の光入力端と第２１番目の出力導波路の
光入力端との間隔は１５μｍに設定されている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】すなわち、図５に示されたように、この第
２実施形態に係るＡＷＧ回路において、出力導波路１５
０のうち最も外側に位置する２つの出力導波路の光入力
端がローランド円２００の円周上に配置される。一方、
これら最も外側に位置する２つの出力導波路を除く残り
の出力導波路の光入力端は、ローランド円２００の円周
と交差し、かつ第２スラブ導波路１４０の光入射端面１
４０ａに向かって突出した曲線上に配置されている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】以上のように各出力導波路１５０の光入力
端が第２スラブ導波路１４０の光入力端面１４０ａに向
かって突出した曲線上に配置された第２実施形態によっ
ても第１実施形態と同様に、各出力導波路１５０間にお
ける損失や損失スペクトル幅のバラツキを効果的に低減
できる。なお、この第２実施形態においても各出力導波
路１５０の光入力端を含む先端部分は、各出力導波路１
５０の光出力端が配置された曲線の法線方向に沿って伸
びるのが好ましい。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、所定波
長間隔ごとに設定されたチャネル波長を有する各信号お
のおのに対応して配列された出力導波路の各光入力端
は、これら出力導波路のうち少なくともいずれかの光入
力端がローランド円内に位置するよう配置されている。
この構成により、出力導波路の光入力端全てがローラン
ド円の円周上に配置された光合分波器と比較して、信号
チャネル間における波長特性の収差等に起因した各歪み
や各信号チャネル間における損失バラツキ等が効果的に
低減されるという効果がある。

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、 前記基板上に設けられた、それぞれ所定のスラブ長を有
   する第１及び第２スラブ導波路と、 前記基板上に設けられた導波路であって、前記第１スラ
   ブ導波路の光入力端面にその光出力端が接続された１又
   はそれ以上の入力導波路と、 前記第２スラブ導波路の光出力端面にそれぞれの光入力
   端が接続された状態で前記基板上に平面的に配列された
   導波路であって、信号チャネルとして所定波長間隔ごと
   に設定されたチャネル波長を有する信号それぞれに対応
   して設けられた複数の出力導波路と、 前記入力導波路とともに前記第１スラブ導波路を挟むよ
   うに該第１スラブ導波路の光出力端面にそれぞれの光入
   力端が接続される一方、前記出力導波路とともに前記第
   ２スラブ導波路を挟むように該第２スラブ導波路のレン
   ズ面として機能する光入力端面にそれぞれの光出力端が
   接続された状態で前記基板上に平面的に配列された導波
   路であって、互いに長さの異なる複数のチャネル導波路
   とを備え、 前記出力導波路のうち少なくともいずれかの光入力端
   は、前記第２スラブ導波路の光入力端面の焦点距離より
   も短い距離だけ該第２スラブ導波路の光入力端面から離
   れた位置に配置されている光合分波器。
2. 【請求項２】 前記出力導波路のうち最も外側に位置す
   る２つの出力導波路の各光入力端は、前記第２スラブ導
   波路の光入力端面の焦点距離を直径とするローランド円
   の円周上に配置される一方、前記出力導波路のうち前記
   ２つの出力導波路を除いた残りの出力導波路の各光入力
   端は、前記ローランド円内であって前記２つの出力導波
   路の各光入力端を結んだ線上に配置されていることを特
   徴とする請求項１記載の光合分波器。
3. 【請求項３】 前記出力導波路のうち少なくとも２つの
   出力導波路の各光入力端は、前記第２スラブ導波路の光
   入力端面の焦点距離を直径とするローランド円の円周と
   前記第２スラブ導波路の光出力端面とが交差する位置に
   配置されていることを特徴とする請求項１記載の光合分
   波器。
4. 【請求項４】 前記出力導波路それぞれの光入力端を含
   む先端部分は、前記ローランド円の円周上に配置された
   前記２つの出力導波路の各光入力端を結んだ前記線の法
   線方向に沿って伸びていることを特徴とする請求項２記
   載の光合分波器。
5. 【請求項５】 前記出力導波路の各光入力端は、前記ロ
   ーランド円の円周上に配置された前記２つの出力導波路
   の各光入力端を結んだ該ローランド円の弦上に配置され
   ていることを特徴とする請求項２〜４項のいずれか一項
   記載の光合分波器。
6. 【請求項６】 前記出力導波路の各光入力端は、不等間
   隔で前記弦上に配列されていることを特徴とする請求項
   ５記載の光合分波器。
7. 【請求項７】 前記出力導波路の各光入力端は、前記弦
   の中央から該弦の両端に向かって互いに隣接する光入力
   端間の間隔が小さくなるよう配置されていることを特徴
   とする請求項６記載の光合分波器。
8. 【請求項８】 前記出力導波路の各光入力端は、前記弦
   の法線のうち、前記ローランド円の円周上あるいは前記
   チャネル導波路の光出力端から出射された光線束が集光
   する位置を示す焦点円の円周上に等間隔に集光する前記
   チャネル波長の各光線束の集光位置を通る法線と、該弦
   との交点上にそれぞれ配置されていることを特徴とする
   請求項６記載の光合分波器。
9. 【請求項９】 前記出力導波路の本数をＮ、前記ローラ
   ンド円あるいは前記チャネル導波路の光出力端から出射
   された光線束が集光する位置を示す焦点円の半径をｒ、
   該ローランド円あるいは該焦点円の円周上に等間隔に集
   光する前記チャネル波長の各光線束の集光位置間隔に対
   応する中心角をψとするとき、前記基板上に平面的に配
   列された前記出力導波路のうち第ｎ番目の出力導波路の
   光入力端と第（ｎ＋１）番目の出力導波路の光入力端と
   の間隔Ｌｎは、 【数１】 なる式で与えられることを特徴とする請求項５記載の光
   合分波器。