JP2002169041A - 光導波路の伝搬損調節方法 - Google Patents

光導波路の伝搬損調節方法

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JP2002169041A
JP2002169041A JP2000369964A JP2000369964A JP2002169041A JP 2002169041 A JP2002169041 A JP 2002169041A JP 2000369964 A JP2000369964 A JP 2000369964A JP 2000369964 A JP2000369964 A JP 2000369964A JP 2002169041 A JP2002169041 A JP 2002169041A
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optical
propagation loss
optical waveguide
waveguides
adjusting
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JP2000369964A
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Takashi Chiba
貴史 千葉
Hideaki Arai
英明 荒井
Kentaro Ohira
健太郎 大平
Hiroaki Okano
広明 岡野
Naoto Uetsuka
尚登 上塚
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】AWG型あるいはMZI型等の光合分波器にお
ける光導波路の伝搬損を効果的に所定の水準に調節する
ことのできる光導波路の伝搬損調節方法を提供する。 【 解決手段】複数の導波路141 、142 ・・・14
nを所定長ずつ長さを変えて配列したアレイ導波路14
と、アレイ導波路14の両端にスラブ導波路15および
16を介して配列された複数および単一の入出力チャネ
ル導波路121 、122 ・・・12nおよび13を基板
11上に形成して構成されるAWG型光合分波器におい
て、複数の入出力チャネル導波路121 、122 ・・・
12nのそれぞれにCO 2レーザ7を照射することによ
ってこれらの伝搬損を増加させ、各入出力チャネル導波
路121 、122 ・・・12n間の伝搬損が均質となる
ように所定の水準に調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路の伝搬損
調節方法に関し、特に、AWG(ArrayedWav
eguide Graiting)型光合分波器、MZ
I(Mach−Zehnder Interferom
eter)型光合分波器あるいは光スプリッタ等におけ
る光導波路の伝搬損を所定の水準に調整することのでき
る光導波路の伝搬損調節方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信の分野においては、複数の信号を
波長の異なる複数の光にのせて一つの光ファイバにより
伝送し、これによって情報量を増加させた高密度波長多
重通信方式が採用されており、この方式においては、光
を合分波するための光合分波器が不可欠の要素技術とな
りつつある。具体的には、AWG型あるいはMZI型等
の光合分波器が重要部品として開発され、これらによっ
て多重通信方式の有用性は大きく向上している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこれら
の光合分波器によると、光導波路における光の振幅の制
御、換言すれば光導波路の伝搬損を調節する方法におい
て有効な手段がないため、実用性の面で問題を有してい
る。たとえば、AWG型光合分波器を例にとると、その
チャネル導波路間の損失のばらつきは、原理的にもある
いは製作上の誤差によっても避けることは難しく、一
方、MZI型光合分波器にしても、製作上の光導波路の
誤差が原因となってクロストーク特性の低下が避けられ
ない現状にある。
【0004】従って、本発明の目的は、AWG型あるい
はMZI型等の光合分波器における光導波路の伝搬損を
効果的に所定の水準に調節することのできる光導波路の
伝搬損調節方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、基板上に形成した光導波路の伝搬損を所
定の水準に調節する光導波路の伝搬損調節方法におい
て、光導波路にレーザを照射して前記光導波路の伝搬損
を増加させることによって前記光導波路の伝搬損を調節
することを特徴とする光導波路の伝搬損調節方法を提供
するものである。
【0006】本発明によって光導波路の伝搬損を調節さ
れるデバイスとしては、AWG型光合分波器、MZI型
光合分波器あるいは光スプリッタ等が挙げられ、AWG
型光合分波器の場合には、その複数の入出力チャネル導
波路が、MZI型光合分波器の場合には、一対の光導波
路の一方の側における方向性結合器と隣接した部分が、
そして、光スプリッタの場合には、その複数の入出力チ
ャネル導波路がレーザ照射対象の光導波路となる。な
お、レーザとしては、CO2 レーザが多くの場合に使用
される。
【0007】
【発明の実施の形態】次に、本発明による光導波路の伝
搬損調節方法の実施の形態を説明する。図1は、本発明
による伝搬損調節方法の概念図を示す。入力光ファイバ
1を伝搬し、一方のファイバアレイブロック2を経て入
射した光は、平面回路基板3上に形成された光導波路4
を伝搬し、他方のファイバアレイブロック5を経て出力
ファイバ6より出射する。この系全体では、系固有の挿
入損失が観測されるが、この損失が、CO2 レーザ等の
レーザ照射によって変化することが見出されたものであ
る。
【0008】即ち、平面回路基板3上の光導波路4にC
2 レーザ7を照射すると、伝搬モード形状に変化が生
じ、この変化によって伝搬損が増加する。このモードの
変化は、レーザの出力、照射時間および照射回数等によ
って決まる照射量により自在に調節することが可能であ
り、しかも、無段階に変化させることができるととも
に、再現性に優れ、その上、高精度のもとに調節できる
ことが見出されたもので、本発明は、以上の発見に基づ
いて成立している。以下に、実際のデバイスへの適用例
を示す。
【0009】図2は、AWG型光合分波器の構成例であ
る。11は基板、121 、122 ・・・12nは基板1
1の一端の側に形成された複数の入出力チャネル導波
路、13は基板11の他端の側に形成された単一の入出
力チャネル導波路、14は基板11のほぼ中央に形成さ
れたアレイ導波路を示し、導波路141 、142 ・・・
14nのそれぞれの長さを所定長ずつ変えて配列して構
成されている。15および16は、入出力チャネル導波
路121 、122 ・・・12nとアレイ導波路14の
間、および入出力チャネル導波路13とアレイ導波路1
4の間にそれぞれ配置されたスラブ導波路を示す。
【0010】この光合分波器においては、入出力チャネ
ル導波路121 、122 ・・・12nより入射した異な
る波長λ1 、λ2 ・・・λnの光が、スラブ導波路1
5、アレイ導波路14およびスラブ導波路16を経由し
て多重波長光λとなって入出力チャネル導波路13より
出射するか、あるいはこれとは逆に、入出力チャネル導
波路13より入射した多重波長光λが、入出力チャネル
導波路121 、122 ・・・12nより分波された波長
光λ1 、λ2 ・・・λnとなって出射するように構成さ
れている。
【0011】図3の(a)は、以上の構成のAWG型光
合分波器におけるCO2 レーザ照射前後の伝搬損(最低
過剰損)の変化を示したものである。CO2 レーザは、
入出力チャネル導波路121 、122 ・・・12nに対
してそれぞれ照射量を調整されて照射された。なお、図
において、◇はレーザ照射前における各波長λ1 、λ2
・・・λnの伝搬損を示し、□は照射後における各波長
の伝搬損を示す。
【0012】この図によれば、レーザ照射前の伝搬損
が、波長λ1 、λ2 ・・・λn間において大きくばらつ
いているのに比べ、照射後の伝搬損は、ほぼ一定してい
ることが認められる。最低値が1.1dB増加させられ
ることで、全体の伝搬損がばらつきなく調節されて均質
化されており、その損失偏差は、0.02dB以下もの
高水準に改善されている。本発明の効果が顕著に現れて
いる。図3の(b)は、調節結果を示し、波長λ1 、λ
2 ・・・λnの通過特性は均一化されている。
【0013】図4は、MZI型光合分波器の構成例を示
す。石英の基板21の両端にそれぞれ入出力ポート2
2、23および24、25を形成し、これらの間の基板
21上の所定の位置にMMI(Multimode I
nterference)型光カップラC1 、C2 およ
び方向性結合器C3 、C4 を介して光導波路単位26
a、26b、26c、および27a、27b、27cの
各組み合わせから構成される一対の光導波路26および
27を配列し、さらに、光導波路単位26a、27bお
よび26cにそれぞれ位相差付与部28a、28bおよ
び28cを形成して構成されている。光は、入出力ポー
ト24より入射し、入出力ポート22および23より出
射される。
【0014】図5は、以上の構成のMZI型光合分波器
の伝搬損特性を示したものである。位相差付与部28
a、28bおよび28cは、プロセス偏差の影響を最も
受けやすく、従って、これらの部分は、トリミングによ
って調整されることになるが、プロセス偏差の影響を次
に受けやすい方向性結合器C3 およびC4 の結合率に関
しては、調整は不可能であるとされている。
【0015】たとえば、この光合分波器において、方向
性結合器C3 およびC4 における結合率の設計値を2.
5%に設定して合分波器の製作を行い、これがプロセス
偏差によって4.0%にずれたとすると、阻止域におけ
る伝搬損は、設計値の結合率のときに想定されたAの水
準(実線)からBの水準(点線)にまで減少してしま
い、その分、クロストーク特性が劣化することになる。
既述のように、結合率は、これを調整する手段がないた
め、このようなプロセス偏差による結合率のずれ発生
は、MZI型光合分波器の生産性を大きく低下させるこ
とになる。
【0016】図6は、図5のように方向性結合器C3
よびC4 に結合率のずれが生じたMZI型光合分波器に
対して本発明の方法を適用したときの伝搬損特性を示し
たものである。方向性結合器C3 およびC4 の結合率が
4.0%であることによって17.49dBであった阻
止域における伝搬損は、光導波路26の側の方向性結合
器C3 およびC4 と隣接した部分である光導波路単位2
6bおよび26cへのCO2 レーザ7の照射によって2
4.50dBにまで増加している。
【0017】これは、CO2 レーザ7を照射することに
よって光導波路単位26cおよび26bを経由する光の
伝搬損を増加させ、これにより大部分の光パワーを光導
波路単位27cおよび27bの側を伝搬させるととも
に、方向性結合器C3 およびC4 の見かけ上の結合率
を低くすることによって惹起される現象であり、この現
象の結果、伝搬損は、レーザの照射量に応じた所定の水
準にまで上昇することになり、クロストーク特性の劣化
は改善されることになる。
【0018】なお、図6によれば、透過域Cにおける伝
搬損の増加が、0.10dB以下の低い水準に押さえら
れていることが認められる。これは、CO2 レーザ7の
照射が透過域Cの光導波性に悪影響を与えないことを意
味しているものであり、従って、本発明の有用性は、こ
のことからも評価することができる。
【0019】図7は、光スプリッタの構成例を示す。3
1は基板、32は基板31上に設けられたMMI型光カ
ップラ、331 、332 ・・・33nは、光カップラ3
2の一方の側の端部において異なる波長λ1 、λ2 ・・
・λnの光を入出射させるために基板31上に形成され
た複数の入出力チャネル導波路、34は光カップラ32
の他端の側に形成された多重波長光λの入出射のための
単一の入出力チャネル導波路を示す。
【0020】この例の場合には、複数の入出力チャネル
導波路331 、332 ・・・33nにそれぞれの伝搬損
に応じた所定量のCO2 レーザが照射される。結果は、
図3に示されるAWG型光合分波器の場合と同様であ
り、入出力チャネル導波路331 、332 ・・・33n
間の伝搬損のばらつきは、レーザの照射による伝搬損増
によってそれぞれ所定の水準に調節され、均質化される
ことになる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光導
波路の伝搬損調節方法によれば、光導波路にレーザを照
射して伝搬損を増加させ、これによって伝搬損を所定の
水準に調節するものであり、AWG型あるいはMZI型
等の光合分波器の有用性を向上させるうえにおいて効果
大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光導波路の伝搬損調節方法の概念
を示す説明図。
【図2】AWG型光合分波器の構成例を示す説明図。
【図3】AWG型合分波器の伝搬損を示す説明図であ
り、(a)は、本発明による調節方法を適用する前後の
伝搬損の対比、(b)は、調節後における各波長の通過
特性を示す。
【図4】MZI型光合分波器の構成例を示す説明図。
【図5】本発明による伝搬損調節方法を適用する前のM
ZI型光合分波器の伝搬損特性を示す説明図。
【図6】本発明による伝搬損調節方法を適用する前後の
MZI型光合分波器の伝搬損特性を示す説明図。
【図7】光スプリッタの構成例を示す説明図。
【符号の説明】
1 入力光ファイバ 2、5 ファイバアレイブロック 3 平面回路基板 4 光導波路 6 出力光ファイバ 7 CO2 レーザ 11 基板 121 、122 ・・・12n、13 入出力チャネ
ル導波路 141 、142 ・・・14n 導波路 15、16 スラブ導波路 21 基板 22〜25 入出力ポート 26、27 光導波路 26a、26b、26c、27a、27b、27c
光導波路単位 28a、28b、28c 位相差付与部 C1 、C2 MMI型光カップラ C3 、C4 方向性結合器 31 基板 32 MMI型光カップラ 331 、332・・・33n、34 入出力チャネ
ル導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 健太郎 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 岡野 広明 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 上塚 尚登 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 Fターム(参考) 2H047 KA03 KA12 LA19 RA08 TA11

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に形成した光導波路の伝搬損を所定
    の水準に調節する光導波路の伝搬損調節方法において、 光導波路にレーザを照射して前記光導波路の伝搬損を増
    加させることによって前記光導波路の伝搬損を調節する
    ことを特徴とする光導波路の伝搬損調節方法。
  2. 【請求項2】前記レーザの照射のステップは、CO2
    ーザの照射によって行われることを特徴とする請求項1
    項記載の光導波路の伝搬損調節方法。
  3. 【請求項3】前記レーザの照射のステップは、複数の導
    波路を所定長ずつ長さを変えて配列したアレイ導波路
    と、前記アレイ導波路の両端にそれぞれスラブ導波路を
    介して配列された単一および/または複数の入出力チャ
    ネル導波路とを基板上に形成して構成されるAWG型光
    合分波器の、前記複数の入出力チャネル導波路に対して
    行われることを特徴とする請求項1項記載の光導波路の
    伝搬損調節方法。
  4. 【請求項4】前記レーザの照射のステップは、両端に入
    出力ポートを有する一対の光導波路と、前記一対の光導
    波路の所定の個所を相互に結合した方向性結合器とを基
    板上に形成して構成されるMZI型光合分波器の、前記
    一対の光導波路の一方の側における前記方向性結合器と
    隣接した部分に対して行われることを特徴とする請求項
    1項記載の光導波路の伝搬損調節方法。
  5. 【請求項5】前記レーザの照射のステップは、MMI型
    光カップラと、前記MMI型光カップラの両端にそれぞ
    れ配列された単一および/または複数の入出力チャネル
    導波路とを基板上に形成して構成される光スプリッタ
    の、前記複数の入出力チャネル導波路に対して行われる
    ことを特徴とする請求項1項記載の光導波路の伝搬損調
    節方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014067036A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Ofs Fitel Llc 表面ナノスケール・アキシャル・フォトニックデバイスを製造する方法

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JP2014067036A (ja) * 2012-09-25 2014-04-17 Ofs Fitel Llc 表面ナノスケール・アキシャル・フォトニックデバイスを製造する方法

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