JP2002082240A - Optical multiplexer/demultiplexer - Google Patents

Optical multiplexer/demultiplexer

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JP2002082240A
JP2002082240A JP2001180284A JP2001180284A JP2002082240A JP 2002082240 A JP2002082240 A JP 2002082240A JP 2001180284 A JP2001180284 A JP 2001180284A JP 2001180284 A JP2001180284 A JP 2001180284A JP 2002082240 A JP2002082240 A JP 2002082240A
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JP
Japan
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waveguide
output
optical multiplexer
demultiplexer
input
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Pending
Application number
JP2001180284A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokuni Ogawa
弘晋 小川
Katsutoshi Komoto
克敏 甲本
Koji Oura
宏治 大浦
Kenichiro Asano
健一郎 浅野
Hideyuki Hosoya
英行 細谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique by which a polarized wave/wavelength multiple transmission circuit is composed of a small number of devices. SOLUTION: In the case of manufacturing an arrayed waveguide grating type optical multiplexer/demultiplexer wherein slab waveguides 19 and 20 are provided in each of the input side and the output side of an array waveguide 18 in which plural waveguides 17 having different iengths are juxtaposed within a clad layer formed on a substrate, an input waveguide 21 is provided in the input side of the input side slab waveguide 19, and plural number of output waveguides 22 are provided in the output side of the output side slab waveguide 20, the optical multiplexer/demultiplexer, wherein multiplexed light of plural light having different wavelengths is inputted into the input waveguide 21, light demultiplexed every wavelength and every polarized wave is outputted from each of the output waveguides 22 and inversely an operation of outputting muitiplexed light is also possible, is composed by forming the waveguide large in the difference between effective refractive indexes of two polarized waves.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光通信分野において
利用されるアレイド・ウェーブガイド・グレーティング
型光合分波器に関し、波長と偏波の分離を同時に行うこ
とができるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer used in the field of optical communication, which can simultaneously separate wavelength and polarization.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信システムにおいては、大量の情報
を伝送するため、波長の異なる光を多重して伝送する波
長多重伝送方式が提案されている。また、光は直交する
ふたつの偏波からなるため、波長の異なる光を多重して
伝送し、出力する際には波長毎、かつ偏波毎に分離して
出力する偏波・波長多重伝送方式も提案されている。な
お、一方の偏波をTE偏波、他方をTM偏波と呼ぶ。
2. Description of the Related Art In an optical communication system, in order to transmit a large amount of information, a wavelength multiplex transmission system has been proposed in which light having different wavelengths is multiplexed and transmitted. In addition, since light is composed of two orthogonal polarizations, a polarization / wavelength multiplexing transmission system in which light of different wavelengths is multiplexed and transmitted, and output when separated for each wavelength and for each polarization Has also been proposed. One polarization is called TE polarization, and the other polarization is called TM polarization.

【0003】図14は従来の偏波・波長多重伝送回路の
ブロック図の一例を示したものである。この回路におい
ては、図中左側に位置する入力側の光ファイバ1に波長
λ1、λ2、λ3、λ4の4つの波長の合波光を入力す
ると、この光は偏波スプリッタ2の入力ポート2aに入
力し、この偏波スプリッタ2にて偏波毎に分離され、出
力ポート2b、2cから4つの波長のTE偏波の合波光
と4つの波長のTM偏波合波光がそれぞれ出力する。つ
いで、TE偏波の合波光は出力ポート2bに接続された
光ファイバ1を介して光合分波器3の入力ポート3aに
入力し、この光合分波器3にて波長毎に分離され、出力
ポート3b、3c、3d、3eに接続された光ファイバ
1…のそれぞれから波長λ1、λ2、λ3、λ4のTE
偏波が出力する。一方、TM偏波の合波光も同様に出力
ポート2cに接続された光ファイバ1を介して光合分波
器4の入力ポート4aに入力し、この光合分波器4にて
波長毎に分離され、出力ポート4b、4c、4d、4e
に接続された光ファイバ1…のそれぞれから波長λ1、
λ2、λ3、λ4のTM偏波が出力する。その結果、4
つの波長の光の合波光を、波長毎、かつ偏波毎に、合計
8つに分配することができる。
FIG. 14 shows an example of a block diagram of a conventional polarization / wavelength multiplex transmission circuit. In this circuit, when multiplexed light of four wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 is input to the input side optical fiber 1 located on the left side in the drawing, this light is input to the input port 2a of the polarization splitter 2. Then, the polarization splitter 2 separates each polarization, and outputs the TE-polarized multiplexed light of four wavelengths and the TM-polarized multiplexed light of four wavelengths from the output ports 2b and 2c, respectively. Next, the TE-polarized multiplexed light is input to the input port 3a of the optical multiplexer / demultiplexer 3 via the optical fiber 1 connected to the output port 2b, separated by the optical multiplexer / demultiplexer 3 for each wavelength, and output. Each of the optical fibers 1... Connected to the ports 3b, 3c, 3d, 3e has a TE of wavelength λ1, λ2, λ3, λ4.
Polarization is output. On the other hand, the multiplexed light of the TM polarization similarly enters the input port 4a of the optical multiplexer / demultiplexer 4 via the optical fiber 1 connected to the output port 2c, and is separated for each wavelength by the optical multiplexer / demultiplexer 4. , Output ports 4b, 4c, 4d, 4e
From each of the optical fibers 1.
The TM polarizations of λ2, λ3, and λ4 are output. As a result, 4
The multiplexed light of the three wavelengths can be distributed to a total of eight lights for each wavelength and for each polarization.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の偏波
・波長多重伝送回路においては、偏波を分離するひとつ
の偏波スプリッタと、波長の異なる光を分離するふたつ
の光合分波器が必要であった。しかしながら、回路を構
成するデバイス数が多くなるとスペース効率が低下し、
損失が増加するため、少ないデバイスで偏波・波長多重
伝送回路を構成することができる技術が求められてい
た。具体的には、偏波の分離と波長の分離を同時に行う
ことができるデバイスが望まれていた。
As described above, in the conventional polarization / wavelength multiplexing transmission circuit, one polarization splitter for separating polarization and two optical multiplexers / demultiplexers for separating lights having different wavelengths are provided. Was needed. However, as the number of devices that make up the circuit increases, space efficiency decreases,
Since the loss increases, there has been a demand for a technology capable of configuring a polarization / wavelength multiplex transmission circuit with a small number of devices. Specifically, a device that can simultaneously perform polarization separation and wavelength separation has been desired.

【0005】一方、光合分波器としては、波長分離性能
が高いため、アレイド・ウェーブガイド・グレーティン
グ型光合分波器がよく用いられている。図15はアレイ
ド・ウェーブガイド・グレーティング型光合分波器の一
例を示したもので、シリコン基板5の上に石英系ガラス
からなる板状のクラッド層6が設けられ、このクラッド
層6内に、石英系ガラスからなる導波路7、7…が略平
行に、かつU字型に配置されて、アレイ導波路8が形成
されている。なお、アレイ導波路8を構成する導波路
7、7…の長さはそれぞれΔLずつ異なっている。
On the other hand, as an optical multiplexer / demultiplexer, an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer is often used because of its high wavelength separation performance. FIG. 15 shows an example of an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer. A plate-shaped cladding layer 6 made of quartz glass is provided on a silicon substrate 5. An arrayed waveguide 8 is formed by arranging waveguides 7, 7,... Made of silica-based glass substantially in parallel and in a U-shape. The lengths of the waveguides 7, 7,... Constituting the arrayed waveguide 8 are different from each other by ΔL.

【0006】このアレイ導波路8の両端部の入力側と出
力側には、それぞれスラブ導波路9、10が設けられて
いる。このスラブ導波路9の入力側には複数本の入力導
波路11、11…が並列されている。一方、スラブ導波
路10の出力側には複数本の出力導波路12、12…が
並列されている。各導波路7〜12は光を導波するた
め、その周囲に位置するクラッド層6よりも高い屈折率
を備えた材料から形成されている。
[0006] Slab waveguides 9 and 10 are provided on the input side and the output side at both ends of the arrayed waveguide 8, respectively. On the input side of the slab waveguide 9, a plurality of input waveguides 11, 11... Are arranged in parallel. On the other hand, a plurality of output waveguides 12 are arranged in parallel on the output side of the slab waveguide 10. Each of the waveguides 7 to 12 is formed of a material having a higher refractive index than the cladding layer 6 located therearound in order to guide light.

【0007】そして、入力導波路11のうちの1本に、
異なる波長の複数の光の合波光を入力すると、この合波
光はスラブ導波路9を介してアレイ導波路8を構成する
複数の導波路7、7…に略等分に分配され、それぞれの
導波路7、7…を導波し、ΔLにより光路長差を生じ
る。そして、出力側のスラブ導波路10にてこれらの光
が干渉して波長が選択され、出力導波路12、12…の
それぞれから波長毎に出力する。
[0007] Then, one of the input waveguides 11
When multiplexed light of a plurality of lights having different wavelengths is input, the multiplexed light is distributed to the plurality of waveguides 7, 7... .. Are guided, and an optical path length difference occurs due to ΔL. Then, these lights interfere with each other in the slab waveguide 10 on the output side, the wavelength is selected, and the output is output from each of the output waveguides 12, 12,.

【0008】なお、アレイド・ウェーブガイド・グレー
ティング型光合分波器は基板型導波路を用いた光部品で
あって、そのままでは偏波によって屈折率が異なり(屈
折率異方性があり)、偏波依存性がある。基板型導波路
は、上述のように通常、シリコン基板の上に石英系ガラ
スからなるクラッド層と導波路を形成したものであるた
め、シリコンと石英系ガラスとの熱膨張係数の差によっ
て、製造時にクラッド層および導波路が高温から冷却さ
れる課程において導波路に残留応力が生じ、この残留応
力によって偏波依存性が付与されるのである。したがっ
て、そのままでは、同じ波長であってもスラブ導波路1
0の出力端における偏波毎の集光位置が異なる。
Incidentally, the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer is an optical component using a substrate type waveguide, and as it is, the refractive index differs depending on the polarization (has a refractive index anisotropy). There is wave dependence. As described above, a substrate-type waveguide is generally formed by forming a waveguide and a cladding layer made of silica-based glass on a silicon substrate, and therefore, is manufactured by a difference in thermal expansion coefficient between silicon and silica-based glass. Sometimes, during the process of cooling the cladding layer and the waveguide from a high temperature, residual stress occurs in the waveguide, and the residual stress imparts polarization dependence. Therefore, as it is, even if the slab waveguide 1 has the same wavelength,
The condensing position for each polarization at the output end of 0 is different.

【0009】この特性は波長を分離する場合には不都合
なので、従来は図15に示したようにアレイ導波路8の
中央付近に半波長板13を挿入して、偏波に依存しない
特性を付与している。あるいは出力側のスラブ導波路1
0の出力導波路12、12…のそれぞれの入力端の位置
を、それぞれの出力導波路12に分配される波長の光を
構成するふたつの偏波の集光位置の中央になるように設
定し、これらの偏波をひとつの出力導波路12から出力
するようにする方法が用いられている。一方、この偏波
依存性を利用してアレイド・ウェーブガイド・グレーテ
ィング型光合分波器を偏光ビームスプリッタとして用い
る提案がなされている。しかしながら、波長と偏波の分
離を同時に行うアレイド・ウェーブガイド・グレーティ
ング型光合分波器は未だ提案されていない。
Since this characteristic is inconvenient when separating wavelengths, conventionally, a half-wave plate 13 is inserted near the center of the arrayed waveguide 8 as shown in FIG. are doing. Or the output side slab waveguide 1
The input ends of the zero output waveguides 12, 12,... Are set so as to be at the center of the two polarized light condensing positions constituting the light of the wavelength distributed to the respective output waveguides 12. A method of outputting these polarized waves from one output waveguide 12 is used. On the other hand, proposals have been made to use an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer as a polarization beam splitter utilizing this polarization dependence. However, an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer that simultaneously separates wavelength and polarization has not been proposed yet.

【0010】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、少ないデバイスで偏波・波長多重伝送回路を構成す
ることができる技術を提供することを課題とする。具体
的には波長の分離と偏波の分離を同時に行うことができ
る光合分波器を提供することを目的とする。さらには波
長の分離と偏波の分離を同時に行うことができるアレイ
ド・ウェーブガイド・グレーティング型光合分波器を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a technique capable of configuring a polarization / wavelength multiplex transmission circuit with a small number of devices. Specifically, it is an object of the present invention to provide an optical multiplexer / demultiplexer capable of simultaneously performing wavelength separation and polarization separation. It is still another object of the present invention to provide an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer capable of simultaneously performing wavelength separation and polarization separation.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第1の発明の光合分波器は、長さの異なる
複数の導波路が並列されたアレイ導波路と、該アレイ導
波路の両端部のそれぞれに設けられた第1乃至第2のス
ラブ導波路と、該第1のスラブ導波路の外側に設けられ
た入出力導波路と、該第2のスラブ導波路の外側に設け
られた複数の入出力導波路と、を備えた導波路が、クラ
ッド層内に設けられているアレイド・ウェーブガイド・
グレーティング型光合分波器であって、前記第1のスラ
ブ導波路の外側に設けられた入出力導波路に、波長の異
なる複数の光の合波光を入力したときに、前記第2のス
ラブ導波路の外側に設けられた複数の入出力導波路のそ
れぞれから、波長毎かつ偏波毎に分離された光を出力す
るものであることを特徴とする光合分波器である。第2
の発明は、前記第1の発明の光合分波器において、前記
第2のスラブ導波路の、前記複数の入出力導波路側の端
部において、波長毎に、一方の偏波と他方の偏波の集光
位置が異なるものであることを特徴とする光合分波器で
ある。第3の発明は、前記第1または第2の発明の光合
分波器において、前記アレイ導波路の複屈折性を利用す
るものであることを特徴とする光合分波器である。第4
の発明は、前記第1〜第3の発明のいずれかの光合分波
器において、前記クラッド層とその内部に形成された導
波路が、プラスチックからなることを特徴とする光合分
波器である。第5の発明は、前記第4の発明の光合分波
器において、プラスチックがフッ化ポリイミドであるこ
とを特徴とする光合分波器である。第6の発明は、前記
第1〜5のいずれかの発明の光合分波器において、前記
クラッド層が基板上に設けられていることを特徴とする
光合分波器である。第7の発明は、前記第1〜6のいず
れかの発明の光合分波器において、当該光合分波器の使
用波長帯において、前記アレイ導波路の一方の偏波の実
効屈折率と該アレイ導波路の他方の偏波の実効屈折率と
の差が0.0004以上であることを特徴とする光合分
波器である。第8の発明は、前記第1〜7のいずれかの
光合分波器において、前記複数の入出力導波路のそれぞ
れに、偏波と波長の一方、あるいは両方が異なる光を入
力したときに、これらの光が合波されて、前記第1のス
ラブ導波路側に設けられた入出力導波路から出力される
ものであることを特徴とする光合分波器である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical multiplexer / demultiplexer comprising: an arrayed waveguide in which a plurality of waveguides having different lengths are arranged in parallel; First and second slab waveguides provided at both ends of the waveguide, input / output waveguides provided outside the first slab waveguide, and outside the second slab waveguide And a plurality of input / output waveguides provided in the cladding layer.
A grating type optical multiplexer / demultiplexer, wherein when a multiplexed light of a plurality of lights having different wavelengths is input to an input / output waveguide provided outside the first slab waveguide, the second slab waveguide is provided. An optical multiplexer / demultiplexer, which outputs light separated for each wavelength and for each polarization from each of a plurality of input / output waveguides provided outside a wave path. Second
In the optical multiplexer / demultiplexer according to the first aspect, one end of the second slab waveguide and the other end of the other side may be arranged for each wavelength at an end on the side of the plurality of input / output waveguides. An optical multiplexer / demultiplexer characterized by different wave focusing positions. According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical multiplexer / demultiplexer according to the first or second aspect, wherein the birefringence of the arrayed waveguide is utilized. 4th
In the optical multiplexer / demultiplexer according to any one of the first to third inventions, the cladding layer and the waveguide formed inside the cladding layer are made of plastic. . A fifth invention is an optical multiplexer / demultiplexer according to the fourth invention, wherein the plastic is a fluorinated polyimide. A sixth invention is an optical multiplexer / demultiplexer according to any one of the first to fifth inventions, wherein the cladding layer is provided on a substrate. A seventh invention is the optical multiplexer / demultiplexer according to any one of the first to sixth inventions, wherein, in a wavelength band used by the optical multiplexer / demultiplexer, the effective refractive index of one polarized wave of the array waveguide and the array An optical multiplexer / demultiplexer characterized in that the difference from the effective refractive index of the other polarization of the waveguide is 0.0004 or more. An eighth aspect of the present invention is the optical multiplexer / demultiplexer according to any one of the first to seventh aspects, wherein one or both of polarization and wavelength are input to each of the plurality of input / output waveguides, An optical multiplexer / demultiplexer characterized in that these lights are multiplexed and output from an input / output waveguide provided on the first slab waveguide side.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は本発明のアレイド・ウェー
ブガイド・グレーティング型の光合分波器の構成の一例
を示した平面図である。なお、図1において、説明の便
宜の為に後述する基板とクラッド層は記載されていな
い。図2は、図1に示したA−Aにおける断面図であ
る。この光合分波器は、例えばシリコン基板などの基板
15の上に形成された板状のクラッド層16内に、導波
路が形成されたものである。導波路は、以下の様な構成
からなる。まず、図1に示した様に、中央には、複数の
導波路17、17…が略平行に、かつU字型に配置され
たアレイ導波路18が形成されている。これら隣接する
導波路17、17…の長さはそれぞれΔLずつ異なって
いる。導波路17、17…の数は適宜設計される。そし
て、このアレイ導波路18の、光を分波する際の、入力
側と出力側の両端には、それぞれスラブ導波路(第1の
スラブ導波路)19とスラブ導波路(第2のスラブ導波
路)20が設けられている。なお、ここでの入力側と出
力側とは、光を分波するときのものである。光を合波す
る際には、アレイ導波路18の入力側と出力側は反対に
なる。以下、便宜上、分波する際の動作にそって説明す
る。入力側のスラブ導波路19は略長方形である。な
お、スラブ導波路19の入力端19aと出力端19bを
構成する対向する2つの短辺19c、19dは、外側に
突出した弓形に形成されている。出力側のスラブ導波路
20もスラブ導波路19と同様の形状となっている。
FIG. 1 is a plan view showing an example of the structure of an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention. In FIG. 1, a substrate and a cladding layer, which will be described later, are not shown for convenience of explanation. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA shown in FIG. This optical multiplexer / demultiplexer has a waveguide formed in a plate-shaped cladding layer 16 formed on a substrate 15 such as a silicon substrate. The waveguide has the following configuration. First, as shown in FIG. 1, an arrayed waveguide 18 in which a plurality of waveguides 17, 17... Are arranged substantially in parallel and in a U-shape is formed at the center. The lengths of these adjacent waveguides 17, 17 are different by ΔL. The number of waveguides 17, 17,... Is appropriately designed. The slab waveguide (first slab waveguide) 19 and the slab waveguide (second slab waveguide) are provided at both ends of the array waveguide 18 at the input side and the output side, respectively, when the light is demultiplexed. (Wave path) 20 is provided. Here, the input side and the output side are used for splitting light. When multiplexing light, the input side and the output side of the array waveguide 18 are reversed. Hereinafter, for the sake of convenience, description will be given along the operation at the time of demultiplexing. The slab waveguide 19 on the input side is substantially rectangular. The two opposing short sides 19c and 19d forming the input end 19a and the output end 19b of the slab waveguide 19 are formed in a bow shape protruding outward. The output side slab waveguide 20 has the same shape as the slab waveguide 19.

【0013】スラブ導波路19の入力側には1本の入力
用の導波路(入力導波路)21が設けられている。一
方、スラブ導波路20の出力側からは複数本の出力用の
導波路(出力導波路)22、22…が伸びている。な
お、入力導波路21は、上述の「第1のスラブ導波路の
外側に設けられた入出力導波路」に対応する。出力導波
路22、22…は、上述の「第2のスラブ導波路の外側
に設けられた複数の入出力導波路」に対応する。すなわ
ちここでの「外側」とは、アレイ導波路18の反対側で
あることを意味する。出力導波路22、22…の数は、
通常は分離する波長の2倍の数、すなわち出力する偏波
の数とされる。各導波路17〜22の断面形状は特に限
定するものではないが、例えば図2に示した様に略長方
形とされる。また、各導波路17〜22は光を導波する
ため、その周囲に位置するクラッド層16よりも高い屈
折率の材料から形成されている。また、各導波路17〜
22は通常同じ材料から形成され、屈折率は等しい。
On the input side of the slab waveguide 19, one input waveguide (input waveguide) 21 is provided. On the other hand, a plurality of output waveguides (output waveguides) 22 extend from the output side of the slab waveguide 20. The input waveguide 21 corresponds to the above-mentioned “input / output waveguide provided outside the first slab waveguide”. The output waveguides 22, 22,... Correspond to the above-described “a plurality of input / output waveguides provided outside the second slab waveguide”. That is, “outside” here means the opposite side of the arrayed waveguide 18. The number of output waveguides 22, 22,.
Usually, the number is twice the number of wavelengths to be separated, that is, the number of polarizations to be output. The cross-sectional shape of each of the waveguides 17 to 22 is not particularly limited, but is, for example, substantially rectangular as shown in FIG. Each of the waveguides 17 to 22 is formed of a material having a higher refractive index than that of the cladding layer 16 located therearound in order to guide light. In addition, each of the waveguides 17 to
22 are usually formed from the same material and have the same refractive index.

【0014】クラッド層16および各導波路17〜22
は透明材料からなる。この透明材料としては、好ましく
は透明なプラスチックが用いられる。ひとつの波長の光
はTE偏波とTM偏波から構成される。プラスチックを
用いた導波路は、これらTE偏波とTM偏波の屈折率の
差が大きいため、偏波を分離する用途には好適である。
なお、この様にTE偏波の屈折率(実効屈折率)とTM
偏波の屈折率(実効屈折率)との間に差が生じているこ
とを、複屈折性という。なお、本発明においてはアレイ
導波路18の複屈折性を利用する。プラスチックとして
は、例えばシリコーン樹脂、フッ化ポリイミドなどのポ
リイミド系樹脂、フッ化メタクリレートなどのメタクリ
ル系樹脂などが用いられる。中でも、TE偏波とTM偏
波の屈折率の差が大きく、また用いるモノマーの組み合
わせなどによっては、この屈折率の差を調整することが
容易であるため、ポリイミド系樹脂が好ましく、特にフ
ッ化ポリイミドが好ましい。
The cladding layer 16 and each of the waveguides 17 to 22
Is made of a transparent material. As the transparent material, a transparent plastic is preferably used. Light of one wavelength is composed of TE polarization and TM polarization. A waveguide using plastic has a large difference in the refractive index between the TE polarized light and the TM polarized light, and is therefore suitable for use in separating polarized light.
Note that, as described above, the refractive index (effective refractive index) of TE polarization and TM
The difference between the refractive index of the polarized wave (effective refractive index) is called birefringence. In the present invention, the birefringence of the array waveguide 18 is used. As the plastic, for example, silicone resin, polyimide resin such as fluorinated polyimide, methacrylic resin such as fluorinated methacrylate, and the like are used. Among them, a polyimide resin is preferable because the difference in refractive index between TE polarized light and TM polarized light is large, and it is easy to adjust the difference in refractive index depending on the combination of monomers used. Polyimide is preferred.

【0015】具体的には、好ましいフッ化ポリイミドと
して、以下の[化1]に表される6FDA/TFDBと
[化2]に表される6FDA/ODAとの共重合体を例
示することができる。
Specifically, as a preferable fluorinated polyimide, a copolymer of 6FDA / TFDB represented by the following [Chemical Formula 1] and 6FDA / ODA represented by the following [Chemical Formula 2] can be exemplified. .

【化1】 Embedded image

【化2】 Embedded image

【0016】図3(a)は、この共重合体中の6FDA
/TFDBの割合と、共重合体の屈折率との関係を示し
たものである。図中nTEはTE偏波の屈折率、nTMはT
M偏波の屈折率である。このグラフから明らかなように
共重合体の組成を変化させることによって、その屈折率
を変化させることができる。また、TE偏波とTM偏波
との間には常に屈折率差が生じており、この共重合体が
複屈折性(屈折率異方性)が大きい材料であることがわ
かる*1。また、前記[化1]に表される6FDA/TF
DBと以下の[化3]に表されるPMDA/TFDBと
の共重合体も例示することができる。
FIG. 3A shows 6FDA in this copolymer.
3 shows the relationship between the ratio of / TFDB and the refractive index of the copolymer. In the figure, n TE is the refractive index of TE polarization, and n TM is T
This is the refractive index of M polarized light. As is clear from this graph, the refractive index can be changed by changing the composition of the copolymer. In addition, there is always a difference in the refractive index between the TE polarized light and the TM polarized light, indicating that this copolymer is a material having a large birefringence (refractive index anisotropy) * 1 . Also, 6FDA / TF represented by the above [Chemical Formula 1]
Copolymers of DB and PMDA / TFDB represented by the following [Formula 3] can also be exemplified.

【化3】 図3(b)は、この共重合体中の6FDA/TFDBの
割合と、共重合体の屈折率との関係を示したものであ
る。上部のグラフは各偏波の屈折率を示し、その下のグ
ラフは各偏波の屈折率の差(複屈折性)を示している。
6FDA/TFDBの割合を変更することによって屈折
率の差を変化させることができることがわかる*2。 *1:JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 16, N
O, 16 JUNE 1998, Kobayashi et, al.,"Fluorinated Po
lyimide Waveguides with Low Polarization-Dependent
Lossand Their Applications to Thermooptic Switche
s" *2: Macromolecules, 1994, 27,Tohru Matsuura et.
al., "Polyimides Derived from 2,2'- Bis(trifluorom
ethyl)-4,4'-diaminobiphenyl. 4. Optical Properties
of Fluorinated Polyimides for Optoelectronic Comp
onents"
Embedded image FIG. 3B shows the relationship between the ratio of 6FDA / TFDB in the copolymer and the refractive index of the copolymer. The upper graph shows the refractive index of each polarization, and the lower graph shows the difference in the refractive index of each polarization (birefringence).
It can be seen that the difference in refractive index can be changed by changing the ratio of 6FDA / TFDB * 2 . * 1: JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, VOL. 16, N
O, 16 JUNE 1998, Kobayashi et, al., "Fluorinated Po
lyimide Waveguides with Low Polarization-Dependent
Lossand Their Applications to Thermooptic Switche
s "* 2: Macromolecules, 1994, 27, Tohru Matsuura et.
al., "Polyimides Derived from 2,2'-Bis (trifluorom
ethyl) -4,4'-diaminobiphenyl. 4. Optical Properties
of Fluorinated Polyimides for Optoelectronic Comp
onents "

【0017】クラッド層および各導波路17〜22をプ
ラスチックから形成する場合、このアレイド・ウェーブ
ガイド・グレーティング型光合分波器は、例えば以下の
ようにして製造することができる。すなわち、シリコン
基板15の上面に、スピンコート法などにより、導波路
17〜22の下のクラッド層の厚さに相当する下部クラ
ッド層を形成し、その上面全体に導波路17〜22の厚
さに相当する導波路層を形成する。そして、この導波路
層を、導波路17〜22のパターンに沿ってイオンエッ
チング法などによって加工し、導波路17〜22を形成
するとともに、その周囲に下部クラッド層を露出させ
る。そして、さらにスピンコート法などにより、これら
下部クラッド層と導波路17〜22の上に上部クラッド
層を形成し、下部クラッド層と上部クラッド層とが一体
化したクラッド層16を完成させてアレイド・ウェーブ
ガイド・グレーティング型光合分波器を得る。
When the cladding layer and each of the waveguides 17 to 22 are formed of plastic, this arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer can be manufactured, for example, as follows. That is, a lower cladding layer corresponding to the thickness of the cladding layer below the waveguides 17 to 22 is formed on the upper surface of the silicon substrate 15 by spin coating or the like, and the thickness of the waveguides 17 to 22 is formed over the entire upper surface. Is formed. Then, this waveguide layer is processed by the ion etching method or the like along the pattern of the waveguides 17 to 22 to form the waveguides 17 to 22, and to expose the lower cladding layer around the waveguides. Then, an upper clad layer is formed on the lower clad layer and the waveguides 17 to 22 by a spin coating method or the like, and a clad layer 16 in which the lower clad layer and the upper clad layer are integrated is completed. Obtain a waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer.

【0018】ここで、アレイド・ウェーブガイド・グレ
ーティング型光合分波器におけるTE偏波の実効屈折率
と、TM偏波の実効屈折率については、以下の式が成り
立つ。
Here, the following expressions hold for the effective refractive index of the TE polarization and the effective refractive index of the TM polarization in the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer.

【0019】[0019]

【数1】 (Equation 1)

【数2】 (Equation 2)

【0020】これらの式中のパラメータは以下の通りで
ある。 ns:スラブ導波路の実効屈折率(実効屈折率はTE偏
波とTM偏波とで異なる。) d :出力側のスラブ導波路の入力端における、アレイ
導波路を構成する隣接する導波路の中心間の距離 ΔL:アレイ導波路を構成する隣接する導波路の長さの
差 m :回折次数 λ :波長 Lf:出力側のスラブ導波路の焦点距離 θ :出力側のスラブ導波路における、光線の放射角 x :出力側のスラブ導波路の出力端における、光の集
光位置(出力位置) nc:アレイ導波路の実効屈折率(実効屈折率はTE偏
波とTM偏波とで異なる。)
The parameters in these equations are as follows: ns: the effective refractive index of the slab waveguide (the effective refractive index differs between the TE-polarized light and the TM-polarized light) d: of the adjacent waveguide constituting the arrayed waveguide at the input end of the output-side slab waveguide Distance between centers ΔL: difference in length of adjacent waveguides forming array waveguide m: diffraction order λ: wavelength Lf: focal length of slab waveguide on output side θ: light ray in slab waveguide on output side X: the light condensing position (output position) at the output end of the output-side slab waveguide nc: the effective refractive index of the arrayed waveguide (the effective refractive index differs between TE-polarized light and TM-polarized light). )

【0021】d、Lf、θおよびxは具体的には図4に
示されている。この図に示したように、Lfは、アレイ
導波路18を構成する導波路17、17…のうち、最も
外側に位置する導波路17sの出力端(スラブ導波路2
0の入力端)23sの中心から、複数設けられた出力導
波路22,22…のうちの、中心に位置する出力導波路
22cの入力端(スラブ導波路20の出力端)24cの
中心まで、の距離である。θは、アレイ導波路18を構
成する導波路17、17…のうち、中心に位置する導波
路17cの出力端23cの中心と、複数設けられた出力
導波路22,22…のうちの、中心に位置する出力導波
路22cの入力端(スラブ導波路20の出力端)24c
の中心とを結ぶ線と、前記出力端23cの中心と、任意
の出力導波路22sの入力端24sの中心とを結ぶ線
と、のなす角度である。xは、スラブ導波路の光の導波
方向の中心軸yに直交し、かつ中心に位置する出力導波
路22cの入力端24cの中心を通るx軸上の位置、で
ある。
D, Lf, θ and x are specifically shown in FIG. As shown in this figure, Lf is the output end (slab waveguide 2) of the outermost waveguide 17s among the waveguides 17, 17,.
0s) to the center of the input end (output end of the slab waveguide 20) 24c of the output waveguide 22c located at the center of the plurality of output waveguides 22, 22,. Is the distance. is the center of the output end 23c of the waveguide 17c positioned at the center of the waveguides 17 constituting the arrayed waveguide 18, and the center of the plurality of output waveguides 22, 22. Input end (output end of slab waveguide 20) 24c of output waveguide 22c located at
And the line connecting the center of the output end 23c and the center of the input end 24s of any output waveguide 22s. x is a position on the x-axis orthogonal to the central axis y of the slab waveguide in the light guiding direction and passing through the center of the input end 24c of the output waveguide 22c located at the center.

【0022】本実施形態例のアレイド・ウェーブガイド
・グレーティング型光合分波器の各パラメータの設計例
を以下に示す。これらの値は特に限定するものではな
く、所望の特性によって適宜設定可能である。なお、n
s(TE)、ns(TM)およびnc(TE)、nc
(TM)は、光合分波器を伝搬する複数の波長の全波長
に対して共通の値を設定している。 ns(TE):1.533706(全波長) ns(TM):1.525438(全波長) d :11μm ΔL:71.086μm m :70 λ :1545.322nm〜1557.363nm (0.8nm間隔、中心波長λcは1550.918n
m) Lf:7500μm nc(TE):1.53197(全波長) nc(TM):1.52364(全波長)
A design example of each parameter of the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer of this embodiment will be described below. These values are not particularly limited, and can be appropriately set according to desired characteristics. Note that n
s (TE), ns (TM) and nc (TE), nc
(TM) sets a common value for all of a plurality of wavelengths propagating through the optical multiplexer / demultiplexer. ns (TE): 1.533706 (all wavelengths) ns (TM): 1.525438 (all wavelengths) d: 11 μm ΔL: 71.086 μm m: 70 λ: 1545.322 nm to 1557.363 nm (0.8 nm interval, The center wavelength λc is 1550.918n
m) Lf: 7500 μm nc (TE): 1.53197 (all wavelengths) nc (TM): 1.52364 (all wavelengths)

【0023】上述の様に、ここで、仮にnc(TE)=
nc(TM)=1.53197(全波長)の場合、T
E、TM各偏波の光のスラブ導波路20の出力端の集光
位置は、波長毎に一致する。図5は、この様な場合の波
長と集光位置(出力位置)との関係を示したものであ
る。この例では波長間隔が0.8nmである。そのた
め、各波長の集光位置(出力位置)xの間隔は25μm
となる。この間隔は前記式(2)Lfからわかるよう
に、Lfを大きくすることによって大きくすることがで
きる。本発明の光合分波器の設計においては、まず、一
方の偏波の光の集光位置を、図5に示した様にnc(T
E)=nc(TM)の場合の位置に固定する。すなわ
ち、図5に示した位置に一方の偏波の各波長の集光位置
は等間隔で配置される。そして、これらの各集光位置の
間に、他方の偏波の各波長の光の集光位置を設定する。
すると、一方の偏波と、他方の偏波の集光位置が交互に
配置される。そのため、入力導波路21に入力した複数
の異なる波長の合波光を、各波長、各偏波毎にそれぞれ
の出力導波路から出力させることができる。
As described above, suppose that nc (TE) =
When nc (TM) = 1.53197 (all wavelengths), T
The light condensing position of the output end of the slab waveguide 20 of the light of each polarization E and TM coincides with each wavelength. FIG. 5 shows the relationship between the wavelength and the light condensing position (output position) in such a case. In this example, the wavelength interval is 0.8 nm. Therefore, the interval between the condensing positions (output positions) x of each wavelength is 25 μm.
Becomes This interval can be increased by increasing Lf, as can be seen from the above equation (2) Lf. In the design of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, first, as shown in FIG.
E) Fix at the position where nc (TM). That is, the light condensing positions of the respective wavelengths of one polarization are arranged at equal intervals in the position shown in FIG. Then, between these converging positions, the converging positions of the light of each wavelength of the other polarization are set.
Then, the condensing positions of one polarization and the other polarization are alternately arranged. Therefore, multiplexed light having a plurality of different wavelengths input to the input waveguide 21 can be output from each output waveguide for each wavelength and each polarization.

【0024】図6は、上述のようにnc(TE)を1.
53197(全波長)、nc(TM)を1.52364
(全波長)としたときの波長と集光位置(出力位置)と
の関係を示したグラフである。TE偏波とTM偏波のグ
ラフは平行な直線であって、各偏波毎のグラフにおい
て、各波長の集光位置はそれぞれ25μm間隔である。
そして、同じ波長を構成する偏波においては、TM偏波
の集光位置(出力位置)はTE偏波の集光位置(出力位
置)よりも265μm離れた位置になる。これらの集光
位置にそれぞれTE偏波用の出力導波路とTM偏波用の
出力導波路を配置すれば、波長毎にTM偏波とTE偏波
を分離して出力することができる。
FIG. 6 shows that nc (TE) is 1.
53197 (all wavelengths), nc (TM) 1.52364
6 is a graph showing the relationship between the wavelength and the light condensing position (output position) when (all wavelengths) is set. The graphs of the TE polarization and the TM polarization are parallel straight lines, and in the graph for each polarization, the light condensing positions of each wavelength are at intervals of 25 μm.
Then, in the polarizations having the same wavelength, the condensing position (output position) of the TM polarization is 265 μm away from the condensing position (output position) of the TE polarization. If an output waveguide for TE polarization and an output waveguide for TM polarization are arranged at these condensing positions, the TM polarization and the TE polarization can be separated and output for each wavelength.

【0025】265μmは、各偏波における各波長毎の
集光位置の間隔25μmの10チャンネル分(25μm
×10=250μm)とその半分(25μm/2=1
2.5μm)との和(262.5μm)とほぼ等しい。
したがって、TE偏波用とTM偏波用の出力導波路の間
隔は12.5μmである。よって、出力側のスラブ導波
路の出力端に、12.5μm間隔でTE偏波用とTM偏
波用の出力導波路を交互に配置することによって、所望
の特性が得られる。この例において、出力導波路の幅は
約7μm程度である。そのため、集光位置が12.5μ
m間隔になる様に出力導波路を並列させることができ
る。また、このとき隣接する出力導波路の間隔は5.5
μmであり、充分離れているので、出力導波路間で光が
漏れることもない。
265 μm is equivalent to 10 channels (25 μm) having a distance of 25 μm between light-condensing positions for each wavelength in each polarization.
× 10 = 250 μm) and half (25 μm / 2 = 1)
2.5 μm) (262.5 μm).
Therefore, the interval between the output waveguides for TE polarization and TM polarization is 12.5 μm. Therefore, by arranging the output waveguides for TE polarization and TM polarization alternately at an interval of 12.5 μm at the output end of the slab waveguide on the output side, desired characteristics can be obtained. In this example, the width of the output waveguide is about 7 μm. Therefore, the focusing position is 12.5μ
The output waveguides can be arranged in parallel so as to have m intervals. At this time, the interval between adjacent output waveguides is 5.5.
μm, which is sufficiently far away that no light leaks between the output waveguides.

【0026】参考として、アレイ導波路のTM偏波とT
E偏波の実効屈折率を変化させたときの中心波長の光に
対する集光位置(出力位置)x、すなわち出力導波路の
配置位置を計算した結果を図7に示した。両偏波のアレ
イ導波路の実効屈折率を選択することにより、集光位置
(出力位置)xを調整することができることがわかる。
また、本実施形態例においてFSR(Free Spectrul Ra
nge)は22.1nmであり、λの帯域幅(1557.
363−1545.322=約12nm)よりも広いた
め、回折次数の異なる光によって問題は生じない。
For reference, the TM polarization of the array waveguide and T
FIG. 7 shows the calculation result of the light condensing position (output position) x for the light having the center wavelength when the effective refractive index of the E-polarized light is changed, that is, the arrangement position of the output waveguide. It can be seen that the condensing position (output position) x can be adjusted by selecting the effective refractive index of the array waveguide of both polarizations.
In this embodiment, the FSR (Free Spectrum Ra) is used.
nge) is 22.1 nm and the bandwidth of λ (1557.
363-1545.322 = approximately 12 nm), so that no problem is caused by light having different diffraction orders.

【0027】また、ビーム伝搬法を用いてシミュレーシ
ョンを行った。図1、図4に示した様に、一番外側の出
力導波路から、チャンネル1(ch.1)、チャンネル
2(ch.2)…としたとき、ch.8の透過特性を図
8に示した。波長1551nmを中心波長とするTE偏
波のみが選択的に出力されることが明らかである。一
方、ch.24の透過特性を図9に示した。波長155
1nmを中心波長とするTM偏波のみが選択的に出力さ
れることが明かである。したがって、波長1551nm
を中心波長とする光を構成するTE偏波とTM偏波を分
離して、別々に出力できる。
A simulation was performed using the beam propagation method. As shown in FIG. 1 and FIG. 4, when channel 1 (ch. 1), channel 2 (ch. 2),. FIG. 8 shows the transmission characteristics of No. 8. It is clear that only the TE polarized light having the center wavelength of 1551 nm is selectively output. On the other hand, ch. FIG. 9 shows the transmission characteristics of No. 24. Wavelength 155
It is clear that only the TM polarization having a center wavelength of 1 nm is selectively output. Therefore, the wavelength of 1551 nm
Can be separated and output separately.

【0028】また、上述のパラメータ設計例を用いて、
図10に示した様にλ1、λ2、λ3、…、λ8の8つ
の波長の光を、それぞれTE偏波、TM偏波毎に出力す
るアレイド・ウェーブガイド・グレーティング型光合分
波器を製造した。なお、クラッド層と各導波路をフッ化
ポリイミドを用いて製造した。
Further, using the above parameter design example,
As shown in FIG. 10, an arrayed waveguide-grating type optical multiplexer / demultiplexer for outputting light of eight wavelengths λ1, λ2, λ3,..., Λ8 for each of the TE polarization and the TM polarization was manufactured. . The cladding layer and each waveguide were manufactured using fluorinated polyimide.

【0029】図11は、このアレイド・ウェーブガイド
・グレーティング型光合分波器において、λ1〜λ8の
光の合波光を入力導波路を入力し、ch.1〜ch.1
6から実際に出力された波長−透過率の関係を示したグ
ラフである。各ch.から波長毎、かつ偏波毎に分離さ
れた光が出力されていることがわかる。図12と図13
は、それぞれ、ch.5とch.13から出力される光
の波長−透過率特性を示したグラフである。波長155
0nmを中心波長とする光が、TE偏波とTM偏波に分
離されて、ch.5とch.13からそれぞれ出力され
ていることが明らかである。したがって、実際にフッ化
ポリイミドを用いて製造したアレイド・ウェーブガイド
・グレーティング型光合分波器において、複数の波長の
光の合波光を、波長毎、かつ偏波毎に分離する特性が得
られることが確認できる。
FIG. 11 shows that in the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer, multiplexed light of λ1 to λ8 is input to an input waveguide, and ch. 1 to ch. 1
6 is a graph showing the relationship between wavelength and transmittance actually output from FIG. Each ch. It can be seen from FIG. 7 that light separated for each wavelength and for each polarization is output. 12 and 13
Are ch. 5 and ch. 13 is a graph showing wavelength-transmittance characteristics of light output from FIG. Wavelength 155
Light having a center wavelength of 0 nm is separated into TE polarized light and TM polarized light. 5 and ch. It is clear that each of them is output from the control unit 13. Therefore, in an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer actually manufactured using fluorinated polyimide, characteristics that separate multiplexed light of a plurality of wavelengths for each wavelength and for each polarization can be obtained. Can be confirmed.

【0030】上述のように、本発明のアレイド・ウェー
ブガイド・グレーティング型光合分波器においては、両
偏波の実効屈折率の差が大きいアレイ導波路を形成する
ことにより、波長毎かつ偏波毎に光を出力させることが
できる。各偏波の実効屈折率は、伝送する波長帯などに
よっても変化するため特に限定することはできないが、
光合分波器の使用波長帯において、アレイ導波路のTM
偏波の実効屈折率とアレイ導波路のTE偏波の実効屈折
率との差を、0.0004以上、好ましくは0.000
5以上程度にすることができると望ましい。その結果、
ΔL、m、dを上述のパラメータ設計例に示した値に設
定した場合、出力導波路の間隔を12.5μm以上に設
定することができ、波長と偏波の分離を同時に行うこと
ができる実用可能な光合分波器を得ることができる。
As described above, in the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, by forming an arrayed waveguide having a large difference between the effective refractive indices of both polarized waves, it is possible to change the wavelength and the polarization of each polarized light. Light can be output every time. Although the effective refractive index of each polarization varies depending on the wavelength band to be transmitted, it cannot be particularly limited,
In the wavelength band used by the optical multiplexer / demultiplexer, the TM of the array waveguide
The difference between the effective refractive index of the polarized light and the effective refractive index of the TE polarized light of the array waveguide is 0.0004 or more, preferably 0.000
Desirably, it can be about 5 or more. as a result,
When ΔL, m, and d are set to the values shown in the above parameter design example, the interval between the output waveguides can be set to 12.5 μm or more, and the wavelength and the polarization can be simultaneously separated. A possible optical multiplexer / demultiplexer can be obtained.

【0031】なお、上述のように、ここでは便宜上、偏
波毎、かつ波長毎に光を分波する動作について説明した
が、本発明の光合分波器は、可逆性があり、上述の場合
とは逆に光を合波する動作を行うこともできる。すなわ
ち、図1に示した矢印と逆に、前記複数の出力導波路2
2、22…を入力導波路とし、これらに、それぞれ、偏
波と波長の一方、あるいは両方が異なる複数の光を入力
すると、これら偏波や波長が異なる複数の光を合波し
て、この合波光を、入力導波路21を出力導波路とし、
ここから出力することができる。
As described above, the operation of demultiplexing light for each polarization and for each wavelength has been described here for the sake of convenience. However, the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention has reversibility. Conversely, an operation of multiplexing light can be performed. That is, contrary to the arrow shown in FIG.
2, 22,... Are input waveguides, and when a plurality of lights having different polarizations and / or wavelengths are input to these waveguides, a plurality of lights having different polarizations and wavelengths are multiplexed. The multiplexed light, the input waveguide 21 as an output waveguide,
You can output from here.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
波長と偏波の分離、合成を同時に行うことができる光合
分波器を提供することができる。そのため、偏光ビーム
スプリッタとふたつの光合分波器にかえて、ひとつの光
合分波器で偏波・波長多重伝送回路を構成することがで
き、省スペース化および損失の低下を図ることができ
る。
As described above, in the present invention,
An optical multiplexer / demultiplexer capable of simultaneously separating and synthesizing wavelength and polarization can be provided. Therefore, instead of the polarization beam splitter and the two optical multiplexers / demultiplexers, a single optical multiplexer / demultiplexer can constitute a polarization / wavelength multiplexing transmission circuit, which can save space and reduce loss.

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

【図1】 本発明のアレイド・ウェーブガイド・グレー
ティング型の光合分波器の構成の一例を示した平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view showing an example of the configuration of an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.

【図2】 図1に示したA−Aにおける断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.

【図3】 導波路の材料である共重合体中の6FDA/
TFDBの割合と、共重合体の屈折率との関係を示した
グラフである。
FIG. 3 shows 6FDA / copolymer in a copolymer as a material of a waveguide.
It is the graph which showed the relationship between the ratio of TFDB and the refractive index of a copolymer.

【図4】 実効屈折率を求める際に使用するパラメータ
d、Lf、θおよびxを示したスラブ導波路の拡大図で
ある。
FIG. 4 is an enlarged view of a slab waveguide showing parameters d, Lf, θ, and x used when obtaining an effective refractive index.

【図5】 仮にnc(TE)=nc(TM)=1.53
197(全波長)の場合の波長と集光位置(出力位置)
との関係を示したものである。
FIG. 5: Assuming that nc (TE) = nc (TM) = 1.53
Wavelength and focusing position (output position) for 197 (all wavelengths)
It shows the relationship with.

【図6】 nc(TE)を1.53197(全波長)、
nc(TM)を1.52364(全波長)としたときの
波長と集光位置(出力位置)との関係を示したグラフで
ある。
FIG. 6 shows nc (TE) of 1.53197 (all wavelengths),
It is the graph which showed the relationship between the wavelength and light-collecting position (output position) when nc (TM) was set to 1.52364 (all wavelengths).

【図7】 アレイ導波路のTM偏波とTE偏波の実効屈
折率を変化させたときの出力導波路の配置位置を計算し
た結果を示したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a calculation result of an arrangement position of an output waveguide when an effective refractive index of TM polarization and TE polarization of an arrayed waveguide is changed.

【図8】 ch.8の透過特性を示したグラフである。FIG. 8 shows ch. 8 is a graph showing transmission characteristics of No. 8;

【図9】 ch.24の透過特性を示したグラフであ
る。
FIG. 9 shows ch. 24 is a graph showing the transmission characteristics of No. 24.

【図10】 実際にフッ化ポリイミドを用いて製造した
光合分波器の概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical multiplexer / demultiplexer actually manufactured using fluorinated polyimide.

【図11】 図10に示したアレイド・ウェーブガイド
・グレーティング型光合分波器において、λ1〜λ8の
光の合波光を入力導波路を入力し、ch.1〜ch.1
6から実際に出力された波長−透過率の関係を示したグ
ラフである。
11 is a diagram illustrating an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 10 in which multiplexed light of λ1 to λ8 is input to an input waveguide, and ch. 1 to ch. 1
6 is a graph showing the relationship between wavelength and transmittance actually output from FIG.

【図12】 図10に示したアレイド・ウェーブガイド
・グレーティング型光合分波器において、ch.5から
出力される光の波長−透過率特性を示したグラフであ
る。
FIG. 12 shows an example of the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 5 is a graph showing wavelength-transmittance characteristics of light output from FIG.

【図13】 図10に示したアレイド・ウェーブガイド
・グレーティング型光合分波器において、ch.13か
ら出力される光の波長−透過率特性を示したグラフであ
る。
FIG. 13 shows an example of the arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 13 is a graph showing wavelength-transmittance characteristics of light output from FIG.

【図14】 従来の偏波・波長多重伝送回路の一例を示
したブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing an example of a conventional polarization / wavelength multiplex transmission circuit.

【図15】 アレイド・ウェーブガイド・グレーティン
グ型光合分波器の一例を示した平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing an example of an arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

17…導波路、18…アレイ導波路、19…スラブ導波
路(第1のスラブ導波路)、20…スラブ導波路(第2
のスラブ導波路)、21…入力導波路(入出力導波
路)、22…出力導波路(入出力導波路)。
17: waveguide, 18: array waveguide, 19: slab waveguide (first slab waveguide), 20: slab waveguide (second
, Slab waveguides), 21 ... input waveguides (input / output waveguides), 22 ... output waveguides (input / output waveguides).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大浦 宏治 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 浅野 健一郎 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 細谷 英行 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Fターム(参考) 2H047 KA04 KA12 LA18 LA21 QA05 TA22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koji Oura 1440, Mukurosaki, Sakura City, Chiba Prefecture Inside Fujikura Sakura Office (72) Inventor Kenichiro Asano 1440, Musaki, Sakura City, Chiba Prefecture Inside Fujikura Sakura Office ( 72) Inventor Hideyuki Hosoya 1440 Mutsuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture Fujikura Co., Ltd. Sakura Office F-term (reference) 2H047 KA04 KA12 LA18 LA21 QA05 TA22

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長さの異なる複数の導波路が並列された
アレイ導波路と、 該アレイ導波路の両端部のそれぞれに設けられた第1乃
至第2のスラブ導波路と、 該第1のスラブ導波路の外側に設けられた入出力導波路
と、 該第2のスラブ導波路の外側に設けられた複数の入出力
導波路と、を備えた導波路が、クラッド層内に設けられ
ているアレイド・ウェーブガイド・グレーティング型光
合分波器であって、 前記第1のスラブ導波路の外側に設けられた入出力導波
路に、波長の異なる複数の光の合波光を入力したとき
に、前記第2のスラブ導波路の外側に設けられた複数の
入出力導波路のそれぞれから、波長毎かつ偏波毎に分離
された光を出力するものであることを特徴とする光合分
波器。
An array waveguide in which a plurality of waveguides having different lengths are arranged in parallel; first and second slab waveguides provided at both ends of the array waveguide; A waveguide including an input / output waveguide provided outside the slab waveguide and a plurality of input / output waveguides provided outside the second slab waveguide is provided in the cladding layer. An arrayed waveguide grating type optical multiplexer / demultiplexer, comprising: a multiplexed light beam of a plurality of lights having different wavelengths being input to an input / output waveguide provided outside the first slab waveguide; An optical multiplexer / demultiplexer, which outputs light separated for each wavelength and for each polarization from each of a plurality of input / output waveguides provided outside the second slab waveguide.
【請求項2】 請求項1に記載の光合分波器において、 前記第2のスラブ導波路の、前記複数の入出力導波路側
の端部において、波長毎に、一方の偏波と他方の偏波の
集光位置が異なるものであることを特徴とする光合分波
器。
2. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein at one end of the second slab waveguide on the side of the plurality of input / output waveguides, one polarization and the other polarization are provided. An optical multiplexer / demultiplexer, wherein the positions of condensing polarized waves are different.
【請求項3】 請求項1または2に記載の光合分波器に
おいて、前記アレイ導波路の複屈折性を利用するもので
あることを特徴とする光合分波器。
3. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the birefringence of the arrayed waveguide is utilized.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光
合分波器において、前記クラッド層とその内部に形成さ
れた導波路が、プラスチックからなることを特徴とする
光合分波器。
4. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the cladding layer and the waveguide formed therein are made of plastic. .
【請求項5】 請求項4に記載の光合分波器において、
プラスチックがフッ化ポリイミドであることを特徴とす
る光合分波器。
5. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 4, wherein
An optical multiplexer / demultiplexer, wherein the plastic is a fluorinated polyimide.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の光
合分波器において、前記クラッド層が基板上に設けられ
ていることを特徴とする光合分波器。
6. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the cladding layer is provided on a substrate.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれか一項に記載の光
合分波器において、当該光合分波器の使用波長帯におい
て、前記アレイ導波路の一方の偏波の実効屈折率と該ア
レイ導波路の他方の偏波の実効屈折率との差が0.00
04以上であることを特徴とする光合分波器。
7. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein, in a wavelength band used by the optical multiplexer / demultiplexer, an effective refractive index of one polarized light of the array waveguide and the effective refractive index of the polarized light. The difference from the effective refractive index of the other polarization of the array waveguide is 0.00
An optical multiplexer / demultiplexer, which is at least 04.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれか一項に記載の光
合分波器において、 前記複数の入出力導波路のそれぞれに、偏波と波長の一
方、あるいは両方が異なる光を入力したときに、これら
の光が合波されて、前記第1のスラブ導波路側に設けら
れた入出力導波路から出力されるものであることを特徴
とする光合分波器。
8. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein light having one or both of a polarization and a wavelength different from each other is input to each of the plurality of input / output waveguides. Sometimes, these lights are multiplexed and output from an input / output waveguide provided on the first slab waveguide side.
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