JP2003131051A - 光デバイス - Google Patents

光デバイス

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JP2003131051A
JP2003131051A JP2001301517A JP2001301517A JP2003131051A JP 2003131051 A JP2003131051 A JP 2003131051A JP 2001301517 A JP2001301517 A JP 2001301517A JP 2001301517 A JP2001301517 A JP 2001301517A JP 2003131051 A JP2003131051 A JP 2003131051A
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孝明 畑中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの基板上に複数の回路を多段に連結する
場合であっても、その必要とするスペースをより小さく
することのできる光デバイスを得ること。 【解決手段】 光デバイスとしてのマッハ・ツェンダ干
渉計型光回路１１１は、基板１１２上に第１段〜第３段
の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３1、
１１３2、１１３3を順に接続し、これらを渦巻き状に配
置した構成となっている。各マッハ・ツェンダ干渉計型
光回路１１３は短いアーム１１４と長いアーム１１５の
２本のアームと方向性結合器１１６からなる。方向性結
合器１１６の代わりにＭＭＩカプラを使用することもで
きる。多段構成とする光回路はマッハ・ツェンダ干渉計
型光回路１１１以外に、他の光回路あるいはこれらの組
み合わせでも可能である。光回路の全部または一部を渦
巻き状とすることで、実装密度を上げ光デバイスの小型
化を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光デバイスに係わ
り、特にマッハ・ツェンダ干渉計型光回路等の複数の光
回路を組み合わせて構成した光素子あるいはこの光素子
をモジュール化した光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】光伝送システムにおいて、伝送容量を増
加させるために、チャネル間隔の高密度化や伝送レート
の高速化が必要である。このような要求を満たした光通
信システムを実現するためには、高密度波長多重可能な
光波長合分波器や、分散補償器、あるいは光ファイバア
ンプ用利得等化器等の光デバイスが必要とされる。
【０００３】これらの光デバイスのうちのある種のもの
は、ＰＬＣ（Planar Lightwave Circuit）技術を使用し
て、光回路を多段構成としている。これをマッハ・ツェ
ンダ干渉型光回路を例にとって説明する。
【０００４】図２９は、基板上に形成したマッハ・ツェ
ンダ干渉計型光回路の構成を表わしたものである。ここ
では非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１を示
している。基板１２上に形成された非対称型マッハ・ツ
ェンダ干渉計型光回路１１は、図で下側の短いアーム１
３と上側の長いアーム１４の２本のアームを備えてお
り、これらの入力側と出力側に方向性結合器またはＭＭ
Ｉ（マルチモード干渉）カプラ（以下、特に断らない限
り方向性結合器を例に説明する。）１５1、１５2を配置
した構造となっている。
【０００５】マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１で
は、２本の光導波路１６、１７のうちの１本から（場合
によっては双方から）光信号を入力して、出力側から所
望の光信号として出力するようになっている。このマッ
ハ・ツェンダ干渉計型光回路１１を光波長合波器あるい
は分波器として使用する場合を例にとり説明する。マッ
ハ・ツェンダ干渉計型光回路１１の図で左下に位置する
光導波路１７の端部からたとえば４０チャネルの光信号
１８を入力したとする。第１の方向性結合器１５ 1はこ
れを短いアーム１３と長いアーム１４のそれぞれに分岐
する。これによって得られた共に４０チャネルの光信号
２１、２２は第２の方向性結合器１５2でアームの差に
相当する位相差で干渉する。この結果、たとえば図で上
側の光導波路１６の出力側からは第２、第４、……第４
０チャネルからなる偶数チャネル（波長）の光信号２３
が出力される。また、図で下側の光導波路１７の出力側
からは第１、第３、……第３９チャネルからなる奇数チ
ャネル（波長）の光信号２４が出力されることになる。
【０００６】この図２９ではマッハ・ツェンダ干渉計型
光回路１１が１段構成の場合を示したが、これを２段以
上の複数段に連結して１つの光デバイスとすることが行
われる場合がある。これは、パラメータを変えることで
光フィルタとしての特性をより向上させたり、複雑な機
能を付加するために行われている。また、各種の光フィ
ルタを構成するためにマッハ・ツェンダ干渉計を多段接
続して、これらの接続箇所に必要に応じて適宜位相シフ
タを配置して光ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フ
ィルタを作成することも提案されている。
【０００７】図３０は、マッハ・ツェンダ干渉計型光回
路を横一列に複数段配置した例を示したものである。第
１〜第（Ｎ＋１）の方向性結合器１５1〜１５N+1のそれ
ぞれの間に、短いアーム１３1〜１３Nと長いアーム１４
1〜１４Nが対になってＮ段連結された形で配置されてい
る。この図で示したように短いアーム１３1〜１３Nと長
いアーム１４1〜１４Nの長さは必ずしもそれぞれの段で
等しい必要はない。それぞれの段におけるアーム１３、
１４の長さの差が位相差を決定するからである。各方向
性結合器１５1〜１５N+1は光の進行方向が、各段の連結
方向（図で横方向）と一致する方向に配置されている。
【０００８】この図３０に示したようにマッハ・ツェン
ダ干渉計型光回路を横一列に並べると、段数が多くなる
に従って光デバイス全体のサイズが横長となってしま
い、デバイスが大型化するという問題がある。これに伴
って１枚の基板から得ることのできる素子の収量も減少
してしまう。
【０００９】図３１は、収量の拡大を図った多段構成の
光デバイスの配置パターンを示したものである。この提
案では、短いアーム１３1〜１３Nと長いアーム１４1〜
１４Nの屈曲する方向をそれぞれの対について同一方向
とすると共に、隣接する対との間で互いに逆方向に向く
ように配置している。また、これらの間を１つずつ連結
する方向性結合器１５1〜１５N+1は、各段の連結方向
（図で横方向）と直交する方向（図で縦方向）に配置し
ている。この結果、マッハ・ツェンダ干渉計型光回路全
体は、蛇行した形状となり、図で縦方向に素子の配置領
域が伸びた分だけ、同一段数における図で横方向の素子
の配置領域が短縮されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３１
に示したような蛇行した配置パターンを使用しても、マ
ッハ・ツェンダ干渉計型光回路等の段数が増加すれば光
デバイスの１辺の長さが長くなっていくのは事実であ
り、１枚の基板から切り出す光デバイスの収量が減少す
るのは図３０に示したパターンと同様である。このよう
に１回の素子作製プロセスによる収量の減少は、素子の
価格を高価にするという問題があった。また、１枚の基
板上でも屈折率分布等のむらがあるため、位置が離れる
と特性上のむらも生じやすく、１つの光デバイスを構成
する基板のサイズが大きくなるほど、一定した品質のも
のを得にくいという問題があった。
【００１１】以上、マッハ・ツェンダ干渉計型光回路を
例にとって説明したが、一般に１つの基板上に１つまた
は複数の回路を多段に連結して形成した光デバイスでは
同様の問題が発生した。
【００１２】そこで本発明の目的は、１つの基板上に複
数の回路を多段に連結する場合であっても、その必要と
するスペースをより小さくすることのできる光デバイス
を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、光デバイスが、１または複数種類の光回路を多段に
接続し、これらの少なくとも一部を同一基板上に渦巻き
状に配置したことを特徴としている。
【００１４】すなわち請求項１記載の発明では、同一基
板上に１種類の光回路を多段にし、かつこれらの少なく
とも一部を渦巻き状となるように配置するか、複数種類
の光回路を多段にし、かつこれらの少なくとも一部を渦
巻き状となるように配置するようにしている。これらの
光回路の少なくとも一部を渦巻き状に配置することで基
板の縦横両方向に光回路の実装密度を高めることがで
き、これらが要求するスペースをより小さくすることが
可能になる。渦巻き状にすることに適さない回路は直線
上に配置することが可能である。
【００１５】請求項２記載の発明では、光デバイスが、
同一構成の光回路を多段に接続し、これらの少なくとも
一部を同一基板上に渦巻き状に配置したことを特徴とし
ている。
【００１６】すなわち請求項２記載の発明では、同一構
成の光回路を多段にし、かつこれらの少なくとも一部を
渦巻き状となるように配置するようにしている。これら
の光回路の少なくとも一部を渦巻き状に配置することで
基板の縦横両方向に光回路の実装密度を高めることがで
き、これらが要求するスペースをより小さくすることが
可能になる。
【００１７】請求項３記載の発明では、光デバイスが、
１または複数種類の光回路を多段に接続し、これらを同
一基板上に渦巻き状に配置したことを特徴としている。
【００１８】すなわち請求項３記載の発明では、同一基
板上に１または複数種類の光回路を多段にし、かつこれ
らを渦巻き状となるように配置している。これらの光回
路を渦巻き状に配置することで基板の縦横両方向に光回
路の実装密度を高めることができ、これらが要求するス
ペースをより小さくすることが可能になる。
【００１９】請求項４記載の発明では、光デバイスが、
同一構成の光回路を多段に接続し、これらを同一基板上
に渦巻き状に配置したことを特徴としている。
【００２０】すなわち請求項４記載の発明では、同一基
板上に同一構成の光回路を多段にし、かつこれらを渦巻
き状となるように配置している。これらの光回路を渦巻
き状に配置することで基板の縦横両方向に光回路の実装
密度を高めることができ、これらが要求するスペースを
より小さくすることが可能になる。
【００２１】請求項５記載の発明では、請求項２または
請求項４記載の光デバイスで、前記した同一構成の光回
路は、長さに差のある２つのアームとなる導波路部分と
これらを次段と連結する方向性結合器からなるマッハ・
ツェンダ干渉計であることを特徴としている。
【００２２】すなわち請求項５記載の発明では、長さに
差のある２つのアームとなる導波路部分は、たとえば円
弧の部分とこの一端に接続した直線部分とで簡単に形成
することができるので、非対称型のマッハ・ツェンダ干
渉計は渦巻き状に配置しやすい。各段を構成する一対の
アームは方向性結合器で連結されるようになっている。
【００２３】請求項６記載の発明では、請求項２または
請求項４記載の光デバイスで、前記した同一構成の光回
路は、長さに差のある２つのアームとなる導波路部分と
これらを次段と連結するＭＭＩカプラからなるマッハ・
ツェンダ干渉計であることを特徴としている。
【００２４】すなわち請求項６記載の発明では、長さに
差のある２つのアームとなる導波路部分は、たとえば円
弧の部分とこの一端に接続した直線部分とで簡単に形成
することができるので、非対称型のマッハ・ツェンダ干
渉計は渦巻き状に配置しやすい。各段を構成する一対の
アームはＭＭＩカプラで連結されるようになっている。
なお、請求項５および請求項６は光回路は、方向性結合
器からなるマッハ・ツェンダ干渉計である場合とＭＭＩ
カプラからなるマッハ・ツェンダ干渉計である場合を代
表的なものとして例示している。したがって、本発明が
これらに限定されるものではないし、方向性結合器とＭ
ＭＩカプラが両方含まれるものが本発明に包含されるこ
とももちろんである。
【００２５】請求項７記載の発明では、請求項５記載の
光デバイスで、前記した同一構成の光回路における各段
の方向性結合器の少なくとも一部は互いに近接して配置
されていることを特徴としている。
【００２６】すなわち請求項７記載の発明では、各段の
方向性結合器の少なくとも一部を互いに近接して配置す
ることで光デバイスの製造段階における特性の設計から
の誤差を補正するためのトリミング領域やヒータ電極の
配置領域を共通化することができる。
【００２７】請求項８記載の発明では、請求項６記載の
光デバイスで、前記した同一構成の光回路における各段
のＭＭＩカプラの少なくとも一部は互いに近接して配置
されていることを特徴としている。
【００２８】すなわち請求項８記載の発明では、各段の
ＭＭＩカプラの少なくとも一部を互いに近接して配置す
ることで光デバイスの製造段階における特性の設計から
の誤差を補正するためのトリミング領域やヒータ電極の
配置領域を共通化することができる。
【００２９】請求項９記載の発明では、請求項１〜請求
項４いずれかに記載の光デバイスで、渦巻きの中心にも
っとも近い側に配置された段を構成する光回路に接続さ
れた導波路と他の導波路は、これらが直角あるいは直角
に近い角度で交叉するようなパターン配置となっている
ことを特徴としている。
【００３０】すなわち請求項９記載の発明では、多段構
成の光回路を渦巻き状としたことで光信号の入力側の導
波路と出力側の導波路を基板の端面に引き出すとき、こ
れらの導波路のいずれかが他の導波路と同一平面上で交
叉する場合が発生し得るので、この場合の工夫を扱って
いる。これらの導波路の交叉部分が直角あるいは直角に
近い角度となるように導波路のパターンを配置すること
で、損失や、一方の導波路の光が他方の導波路に漏れる
割合を十分減少させることができる。
【００３１】請求項１０記載の発明では、請求項２また
は請求項４記載の光デバイスで、前記した同一構成の光
回路はＭＭＩカプラであり、これを適宜位相シフタアレ
イで接続して光ＦＩＲフィルタを構成したことを特徴と
している。
【００３２】すなわち請求項１０記載の発明では、本発
明の多段構成の光回路からなる光デバイスはマッハ・ツ
ェンダ干渉計以外の各種の回路構成をとることができる
ので、その一例として光ＦＩＲフィルタを示している。
【００３３】請求項１１記載の発明では、請求項１〜請
求項４いずれかに記載の光デバイスで、多段に接続され
た光回路の初段に入力される入力側導波路と最終段から
出力される出力側導波路は基板の同一の端部にこれらの
一端を配置されていることを特徴としている。
【００３４】すなわち請求項１１記載の発明では、多段
に接続された光回路の少なくとも一部が渦巻き状に配置
されるので、直線状あるいは蛇行した形状の従来の回路
構成と異なり基板の同一の端部にこれらの一端を共通し
て配置することができる。したがって、光ファイバを基
板に接続する場合に基板の一端のみに接続すればよく、
デバイスあるいはモジュールの小型化に寄与することに
なる。
【００３５】請求項１２記載の発明では、請求項１１記
載の光デバイスで、入力側導波路と出力側導波路は基板
の同一の端部で互いに近接して配置されていることを特
徴としている。
【００３６】すなわち請求項１２記載の発明では、入力
側導波路と出力側導波路は基板の同一の端部に一端を配
置しているだけでなく、これらが近接して配置されてい
る。これにより、たとえば複数本の光ファイバをまとめ
た光ファイバアレイを１つ接続するだけで光信号の入出
力が可能になる。
【００３７】請求項１３記載の発明では、請求項７記載
の光デバイスで、互いに近接して配置されている方向性
結合器は回路特性を補正するための共通したトリミング
領域として設定されていることを特徴としている。
【００３８】すなわち請求項１３記載の発明では、互い
に近接して配置されている方向性結合器は同一基板内で
も特性の設計からのずれを補正する量が近似していると
考えられる。したがって、光誘起屈折率変化や、高熱を
一時的に印加あるいは発生させる等によりこれらの特性
を補正する場合、その補正処理を共通化させることがで
きる。そこで、これらを共通したトリミング領域として
設定することが可能になる。
【００３９】請求項１４記載の発明では、請求項７記載
の光デバイスで、互いに近接して配置されているＭＭＩ
カプラは回路特性を補正するための共通したトリミング
領域として設定されていることを特徴としている。
【００４０】すなわち請求項１４記載の発明では、互い
に近接して配置されているＭＭＩカプラは同一基板内で
も特性の設計からのずれを補正する量が近似していると
考えられる。したがって、光誘起屈折率変化や、高熱を
一時的に印加あるいは発生させる等によりこれらの特性
を補正する場合、その補正処理を共通化させることがで
きる。そこで、これらを共通したトリミング領域として
設定することが可能になる。
【００４１】請求項１５記載の発明では、請求項２また
は請求項４記載の光デバイスで、渦巻きの隣接する箇所
に配置された異なる段同士の光回路に対して、加熱する
ためのヒータ電極が共通して配置されていることを特徴
としている。
【００４２】すなわち請求項１５記載の発明では、渦巻
きの隣接する箇所に配置された異なる段同士の光回路は
同一基板内でも特性の設計からのずれを補正する量が近
似していると考えられるので、これらの部分を加熱する
場合、その処理を共通化させることができる。そこで、
これらの部分をカバーするように１つのヒータ電極を共
通して使用することができる。
【００４３】請求項１６記載の発明では、請求項１１ま
たは請求項１２記載の光デバイスで、基板の片側に光信
号の入力用および出力用の光ファイバが接続されている
ことを特徴としている。
【００４４】すなわち請求項１６記載の発明では、請求
項１１または請求項１２記載の発明として説明したよう
に基板の片側あるいは一側部に入力側導波路と出力側導
波路が接続されているので、光信号の入力用および出力
用の光ファイバをこの端部に接続することができ、光回
路をモジュール化した場合の小型化を図ることができ
る。もちろん、本発明は基板の片側あるいは一側部に入
力側導波路と出力側導波路が共通して接続されている場
合に限定されるものではない。
【００４５】請求項１７記載の発明では、請求項１１ま
たは請求項１２記載の光デバイスで基板は複数存在し、
これらの基板の接続によって前記した同一の端部同士の
導波路が接続されることにしている。
【００４６】このように請求項１７記載の発明によれ
ば、複数の基板を直接接続するので、光ファイバアレイ
が不要になる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
【００４８】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００４９】第１の実施例
【００５０】図１は本発明の一実施例における光デバイ
スの要部を示したものである。マッハ・ツェンダ干渉計
型光回路１１１は、基板１１２上に第１段〜第３段の非
対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３1、１１
３2、１１３3を順に接続し、かつこれらを渦巻き状に配
置した構成となっている。渦巻きの中心に最も近い側に
位置する第１段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光
回路１１３1は、短いアーム１１４1と長いアーム１１５
1の２本のアームを備えており、これらの入力側に第１
の方向性結合器１１６1を配置しており、第２段の非対
称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３2との接続
部分には第２の方向性結合器１１６2を配置している。
【００５１】第２段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計
型光回路１１３2は、短いアーム１１４2と長いアーム１
１５2の２本のアームを備えており、これらの入力側に
第２の方向性結合器１１６2を配置しており、第３段の
非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３3との
接続部分には第３の方向性結合器１１６3を配置してい
る。第３段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路
１１３3は、短いアーム１１４3と長いアーム１１５3の
２本のアームを備えており、これらの入力側に第３の方
向性結合器１１６3を配置しており、出力側には第４の
方向性結合器１１６4を配置している。それぞれの段の
短いアーム１１４1〜１１４3の長さは互いに相違してお
り、また長いアーム１１５1〜１１５3の長さも互いに相
違しているが、同じ段ごとのこれらのアームの長さの差
は所望の特性になるように設定されている。
【００５２】第１の方向性結合器１１６1と第３の方向
性結合器１１６3は互いに近接して配置され、第２の方
向性結合器１１６2と第４の方向性結合器１１６4も互い
に近接して配置されている。このように第１段〜第３段
の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３1、
１１３2、１１３3が、それぞれ１段分で渦巻きの半周分
を占めるような形で配置されているので、第１の方向性
結合器１１６1の入力側と第４の方向性結合器１１６4の
出力側は共に基板１１２の同一端部１２１の方向を向い
ている。したがって、第４の方向性結合器１１６4の出
力側にそれぞれ接続された出力側導波路１２２、１２３
は端部１２１にこれらの一端を接するように配置される
ことになる。第１の方向性結合器１１６1の光信号が入
力される側に一端を接続された入力側導波路１２４は、
第２段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１
３2の短いアーム１１４2と長いアーム１１５2の２本を
横切るように配置することで、同様に端部１２１に他端
を配置することができる。
【００５３】ただし、この際には入力側導波路１２４と
短いアーム１１４2あるいは長いアーム１１５2の交叉す
る箇所では、交叉する角度がなるべく直角に近くなるよ
うにパターンの設計をすることが好ましい。入力側導波
路１２４と短いアーム１１４2または長いアーム１１５2
の交叉する角度がこれよりも大きくずれた角度となる
と、損失が発生したり、一方の導波路を進む光信号が他
方の導波路に漏れる割合が多くなる可能性がある。
【００５４】以上説明したように、本実施例のマッハ・
ツェンダ干渉計型光回路１１１は、入力側導波路１２４
と２本の出力側導波路１２２、１２３のそれぞれの端部
を基板１１２の同一端に配置することができる。これは
光デバイスの設計上大きな利点を有する。光デバイスを
図示しない光ファイバと接続してモジュール化するよう
な場合を考えると、先の図２９〜図３１に示した従来の
光デバイスの構成では入力側導波路の配置される基板の
端部と出力側導波路の配置される端部とが同一ではな
く、通常の場合には互いに基板の反対側となる。このた
め、従来の光デバイスでは基板の両端に光ファイバを配
置することになって、モジュールのサイズが大型化する
という問題が生じる。本実施例のマッハ・ツェンダ干渉
計型光回路１１１の場合では、基板の片側のみに光ファ
イバを配置すれば良いので、モジュールの小型化を図る
ことができる。
【００５５】本実施例で示したマッハ・ツェンダ干渉計
型光回路１１１の場合には入力側導波路１２４と出力側
導波路１２２の間には比較的広い間隔Ｌ1が開いている
が、これを近接させるようにこれらの導波路のパターン
配置を工夫することもできる。この結果として間隔Ｌ1
が十分狭まれば、基板１１２にたとえば複数本の光ファ
イバを平行に配置した光ファイバアレイを１つ接続する
だけで、光信号の入出力を行うことができ、光デバイス
あるいは光モジュールの構成を更に簡略化することがで
きる。
【００５６】図２は、本実施例のマッハ・ツェンダ干渉
計型光回路の製造時に設定されるトリミング領域を表わ
したものである。ここでトリミングとは、基板１１２上
に導波路パターンを実際に形成したときに生じる設計値
との特性の微妙な相違を調整する手法である。一般に
は、レーザビーム等で高熱を導波路の一部に加えたり、
光誘起屈折率変化を用いる等の方法で恒久的にあるいは
一時的にその特性を変更する手法が採られている。
【００５７】本実施例のマッハ・ツェンダ干渉計型光回
路１１１の場合には、既に説明した通り第１の方向性結
合器１１６1と第３の方向性結合器１１６3が互いに近接
して配置されている。したがって、第１の方向性結合器
１１６1と第３の方向性結合器１１６3を包含する領域を
トリミング領域１３１と設定し、この部分にレーザビー
ム等で高熱を導波路の一部に加えたり、光誘起屈折率変
化を用いる等の方法で、両者の特性をほぼ適正な値に同
時に補正することができる。これは基板１１１の互いに
接近した領域はその特性の設計からのずれを補正する量
が互いに同一または近似している可能性が高いので、同
一のトリミング領域として処理が可能であることに基づ
いている。もちろん、第１の方向性結合器１１６1と第
３の方向性結合器１１６3についてレーザビーム等によ
るトリミング処理について微妙な差異が要求される場合
もあるが、このような場合であっても両者に共通したト
リミング処理については一括して行うことができるの
で、全体的な処理が簡略化する。
【００５８】同様に図２に示した例では第２の方向性結
合器１１６2と第４の方向性結合器１１６4も互いに近接
して配置されている。そこでこれらを包含するトリミン
グ領域１３２を設定することができる。また、第１段の
非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路の長いアーム
１１５1とこれに隣接した第３段の非対称型マッハ・ツ
ェンダ干渉計型光回路の短いアーム１１４3について
も、共通したトリミング領域１３３を設定することがで
きる。
【００５９】図３は、参考のために本実施例と同様に３
段構成とした従来の光デバイスについてのトリミング領
域を示したものである。図２に示した４つのトリミング
領域１３１〜１３４と同一部位のトリミングが必要と仮
定すると、図３に示したように７つのトリミング領域３
１〜３７を設定する必要がある。したがって、これらの
トリミング領域３１〜３７に逐次、レーザビームを照射
するとすると合計７回のトリミングを行う必要がある。
本実施例の光デバイスの場合には最低４回のトリミング
で済むことになり、製造時の工数が大幅に減少すること
が分かる。
【００６０】図４は、以上のトリミングの代わりにヒー
タ電極で補正を行う場合を示したものである。先のトリ
ミングは光デバイスの特性を恒久的にあるいは一時的に
補正する処理であるが、基板の所定の部位にヒータを配
置しておいて回路が使用される状態で加熱することで同
様に特性を補正することができる。この図４に示した例
では、図２に示した２つのトリミング領域１３３、１３
４と対応する部位にヒータ通電用のヒータ電極１４１、
１４２を配置している。本実施例のマッハ・ツェンダ干
渉計型光回路１１１を使用するときにこれらのヒータ電
極１４１、１４２に補正用の電流を流すことで、長いア
ーム１１５1と短いアーム１１４3の特性の補正および入
力側導波路１２４と短いアーム１１４2の特性の補正を
それぞれ共通して行うことができる。
【００６１】図５は、参考のために本実施例と同様にヒ
ータ電極を付けた従来の光デバイスを示したものであ
る。この場合には３つのヒータ電極４１〜４３が必要で
ある。したがって、本実施例の方がヒータ電極１４１、
１４２の配置を減少させることができ、電極として使用
する金（Ａｕ）の量を大幅に節約することができること
になる。
【００６２】以上説明した第１の実施例のマッハ・ツェ
ンダ干渉計型光回路１１１は、図２９等に示した従来の
光回路と比べると次のような効果を有する。
【００６３】（１）マッハ・ツェンダ干渉計の段数を増
加しても、直線状あるいは蛇行した形状の従来の光デバ
イスに比べて光回路以外の無駄な空白部分が少なくな
る。このため素子のサイズが大きくならず、基板当たり
の素子収量も多くなり、素子の単価が安価となる。
【００６４】（２）マッハ・ツェンダ干渉計型光回路
は、導波路の厚さ、幅、比屈折率等の構造パラメータの
わずかな偏差によって、実動作が設計値を基にした動作
からずれてしまうという問題がある。このようなずれを
補正するためにレーザにより光誘起屈折率変化を利用す
る手法や高温を局所的に印加してトリミングを行う手法
が存在している。基板の微小な領域内では構造パラメー
タの偏差はほぼ同じである。そこで、その領域内におけ
る導波路の設計値からのずれを補正する補正量は近似的
には全て同じにすることができる。光回路を多段に接続
したものを渦巻き状に配置すると、補正すべき導波路同
士を近接させることができる。このため、近接した複数
の導波路を同時に一括してレーザで補正することがで
き、トリミング時間を短縮することが可能になる。
【００６５】（３）レーザを使用した導波路の特性の補
正の代わりに、あるいは光回路の特性を動的に制御する
ために、熱光学（Thermo-Optic：TO）効果による屈折率
変化の現象を使用することがある。この場合には導波路
上にヒータ電極を加温のために装荷する。本実施例のよ
うに光回路を多段にしたものを渦巻き状に配置すると、
直線状あるいは蛇行した形状の従来の配置に比べてヒー
タ電極の数を減少させることが可能になる場合もある。
ヒータ電極の数を減少させることによって、これに使用
する消費電力や付帯する制御回路を減少させることがで
きる。
【００６６】（４）更に本実施例のように光回路を多段
にしたものを渦巻き状に配置すると、設定する段数ある
いは１段の光回路の占める渦巻き状の中心から見た角度
の広狭の程度によって、初段の光回路に接続される入力
側導波路と最終段の光回路に接続される出力側導波路の
それぞれの他端を基板の同一端部に配置することができ
る。直線状あるいは蛇行した形状の従来の配置の場合に
は基板の異なった端部に入力側導波路と出力側導波路が
配置されることが多かったので、光ファイバを接続する
と光デバイスあるいは光モジュールの配置スペースとし
て大きなものが要求された。本実施例の場合には基板の
片側にのみ光ファイバを接続できるので、その配置スペ
ースを大幅に減少させることができ、光デバイスを使用
した装置の小型化を図ることができる。
【００６７】ただし、この際には入力側導波路１２４と
短いアーム１１４2あるいは長いアーム１１５2の交叉す
る箇所では、交叉する角度がなるべく直角に近くなるよ
うにパターンの設計をすることが好ましい。入力側導波
路１２４と短いアーム１１４2または長いアーム１１５2
の交叉する角度がこれよりも大きくずれた角度となる
と、損失が発生したり、一方の導波路を進む光信号が他
方の導波路に漏れる割合が多くなる可能性がある。
【００６８】以上説明したように、本実施例のマッハ・
ツェンダ干渉計型光回路１１１は、入力側導波路１２４
と２本の出力側導波路１２２、１２３のそれぞれの端部
を基板１１２の同一端に配置することができる。これは
光デバイスの設計上大きな利点を有する。光デバイスを
図示しない光ファイバと接続してモジュール化するよう
な場合を考えると、先の図２９〜図３１に示した従来の
光デバイスの構成では入力側導波路の配置される基板の
端部と出力側導波路の配置される端部とが同一ではな
く、通常の場合には互いに基板の反対側となる。このた
め、従来の光デバイスでは基板の両端に光ファイバを配
置することになって、モジュールのサイズが大型化する
という問題が生じる。本実施例のマッハ・ツェンダ干渉
計型光回路１１１の場合では、基板の片側のみに光ファ
イバを配置すれば良いので、モジュールの小型化を図る
ことができる。なお、以上説明した光デバイスで「入力
側導波路」とあるのを「出力側導波路」に置き換え、
「出力側導波路」とあるのを「入力側導波路」に置き換
えることが可能であることは当然である。
【００６９】第１の実施例の第１の変形例
【００７０】図６は、本発明の第１の実施例の第１の変
形例における光デバイスの要部を示したものである。図
１と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説
明を適宜省略する。この変形例のマッハ・ツェンダ干渉
計型光回路１１１Ａでは、その入力側導波路１２４Ａが
第１段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１
３1の短いアーム１１４1と接続されている。
【００７１】この入力側導波路１２４Ａは第１の方向性
結合器１１６1の一端と、破線で示した光ファイバアレ
イ１５１とを接続するもので、短いアーム１１４2と長
いアーム１１５2の２本のアームとそれぞれ直角に近い
角度で交叉している。これは、交叉部での損失を防止し
たり、無視できる程度に減少させるため、あるいは、入
力側導波路１２４Ａから入力される光が短いアーム１１
４2あるいは長いアーム１１５2を構成する導波路に混入
したり、その逆にこれらの導波路を伝播する光が入力光
導波路１２４Ａに混入することを防止したり混入の影響
を無視できる程度に減少させるためである。
【００７２】光ファイバアレイ１５１と接する側の入力
側導波路１２４Ａの端部は、第４の方向性結合器１１６
4の出力側に一端をそれぞれ接続された出力側導波路１
２２、１２３の端部の配置間隔と同一間隔になるように
配置されている。この結果、図１に示した実施例のマッ
ハ・ツェンダ干渉計型光回路１１１では基板１１２の端
部１２１に入力用と出力用の光ファイバアレイ（図示せ
ず）を別々に配置する必要があったが、入出力兼用の１
つの光ファイバアレイ１５１を配置すればよく、光ファ
イバアレイの個数を減少させることができるという利点
が生じる。
【００７３】第１の実施例の第２の変形例
【００７４】図７は、本発明の第１の実施例の第２の変
形例における光デバイスの要部を示したものである。図
１と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説
明を適宜省略する。この変形例のマッハ・ツェンダ干渉
計型光回路１１１Ｂ1では、基板１１２上に第１段およ
び第２段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１
１３1、１１３2を順に接続し、かつこれらを渦巻き状に
配置した構成となっている。渦巻きの中心に最も近い側
に位置する第１段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型
光回路１１３1は、短いアーム１１４1と長いアーム１１
５1の２本のアームを備えており、これらの入力側に第
１の方向性結合器１１６1を配置しており、第２段の非
対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３2との接
続部分には第２の方向性結合器１１６2を配置してい
る。
【００７５】第２段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計
型光回路１１３2は、短いアーム１１４2と長いアーム１
１５2の２本のアームを備えており、これらの入力側に
第２の方向性結合器１１６2を配置しており、出力側に
は第３の方向性結合器１１６3を配置している。それぞ
れの段の短いアーム１１４1、１１４2の長さは互いに相
違しており、また長いアーム１１５1、１１５2の長さも
互いに相違しているが、同じ段ごとのこれらのアームの
長さの差は所望の特性になるように設定されている。
【００７６】第１の方向性結合器１１６1と第３の方向
性結合器１１６3は互いに近接して配置され、第２の方
向性結合器１１６2は、基板１１２におけるこれらと反
対側に独立して配置されている。このように第１段およ
び第２段の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１
１３1、１１３2が、それぞれ１段分で渦巻きの半周分を
占めるような形で配置されているので、第１の方向性結
合器１１６1の入力側と第３の方向性結合器１１６3の出
力側は共に基板１１２の反対側を向いている。したがっ
て、第３の方向性結合器１１６3の２本の出力側にそれ
ぞれ接続された出力側導波路１２２、１２３は端部１２
１Ａにこれらの一端を接するように配置される。また、
他の第１の方向性結合器１１６1の２本の入力側にそれ
ぞれ接続された入力側導波路１２４Ｂ、１２５は端部１
２１Ｂにこれらの一端を接するように配置される。
【００７７】このように第２の変形例のマッハ・ツェン
ダ干渉計型光回路１１１Ｂ1は先の実施例のマッハ・ツ
ェンダ干渉計型光回路１１１と比べると次の点が相違し
ている。 （１）実施例のマッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１１
は１入力２出力の光デバイスを実現していたが、２入力
２出力の光デバイスを実現している。 （２）入力側導波路１２４Ｂ、１２５と出力側導波路１
２２、１２３がそれぞれ基板１１２の反対側に接続され
ている。
【００７８】ただし、（２）の相違点は、たとえば入力
側導波路１２４Ｂ、１２５を端部１２１Ａ側に出すこと
で入出力の端部を共通化することができる。この例とし
てのマッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１１Ｂ2を図８
に示す。なお、以上説明した光デバイスで「入力側導波
路」とあるのを「出力側導波路」に置き換え、「出力側
導波路」とあるのを「入力側導波路」に置き換えること
が可能であることは当然である。
【００７９】第１の実施例の第３の変形例
【００８０】先の実施例および変形例では、短いアーム
１１４1〜１１４3と長いアーム１１５1〜１１５3をそれ
ぞれ所定の点を中心とした円弧の一部のみからなる半円
でそれぞれ構成した。このような曲線部分の導波路は必
ずしも円弧のみで構成する必要はない。
【００８１】図９は、本発明の第１の実施例の第３の変
形例における光デバイスの要部を示したものである。こ
の変形例のマッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１１Ｃ
は、図７に示した第２の変形例のマッハ・ツェンダ干渉
計型光回路１１１Ｂの入力側導波路１２４Ｂ、１２５の
うちの前者を省略した点以外は基本的な構造が同一とな
っている。
【００８２】しかしながら、たとえば第１段の非対称型
マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３1について見て
みると、その短いアーム１１４1は円の４分の１の円弧
部分１６１と、トリミング用の直線部分１６２と、円弧
部分１６１とマッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１１Ｃ
の長辺に平行な線に対して対称な円弧部分１６３の３つ
の部分を連結した曲線で構成されている。長いアーム１
１５1についても同様である。ただし、長いアーム１１
５1と短いアーム１１４1の光路長差を付けるために、長
いアーム１１５1の方には光路長差付加用の直線部分１
６４が４分の１の円弧部分１６１、１６３の一方の端部
側に更に配置された構造となっている。第２段の非対称
型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３2について
も、このように幾つかの直線および曲線を接続した構造
である点は同一である。
【００８３】なお、この第３の変形例でトリミング用の
直線部分１６２が設けられているのは、この部分を円弧
等の曲線で形成するよりも直線で構成した方が長さの精
度をより高く設定可能であるためである。
【００８４】第１の実施例および変形例における光デバ
イスの収量の比較
【００８５】以上説明した実施例では第１段〜第３段の
非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１１３1、１
１３2、１１３3を順に接続した３段型の光デバイスを説
明したので、まずこれについて従来のタイプのものと収
量を比較する。前提として、非対称型マッハ・ツェンダ
干渉計型光回路の導波路についてはその最小曲げ半径を
５ｍｍとし、マッハ・ツェンダ干渉計のＦＳＲ（Free S
pectral Range）を１００ＧＨｚとするために、光路長
差ΔＬを約２ｍｍとした。
【００８６】図１０は、比較のために使用する従来の３
段型光デバイスとしての非対称型マッハ・ツェンダ干渉
計型光回路を示したものである。この非対称型マッハ・
ツェンダ干渉計型光回路１６５は、光路長差が第１段に
ついてΔＬ、第２段についてその２倍の２ΔＬ、第３段
について更にその２倍の４ΔＬとなっており、基板のサ
イズは長手方向の一辺ｌ1が約６０ｍｍ（ミリメート
ル）、短手方向の一辺ｌ2が約９ｍｍとなっている。
【００８７】図１１は、本発明を使用した３段型光デバ
イスとしての非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路
を示したものである。この回路は、図１０と同様に光路
長差が第１段についてΔＬ、第２段についてその２倍の
２ΔＬ、第３段について更にその２倍の４ΔＬとなった
渦巻き状になっている。上記した設定上の条件を適用し
て、本発明の非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路
１６６を構成すると、基板のサイズは長手方向の一辺ｌ
1が約２５ｍｍ、短手方向の一辺ｌ2が約１２ｍｍにまで
小さくすることができる。
【００８８】したがって、図１０に示した従来の手法で
は５インチウェハからの非対称型マッハ・ツェンダ干渉
計型光回路１１３の収量は１２個となる。これに対して
図１１に示した本発明によると、収量は３０個となり、
収量を２．５倍に増加させることができる。
【００８９】図１２および図１３は、２段型光デバイス
としての非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路のサ
イズを示したものであり、このうちの図１２が従来のも
ので図１３が本発明のものである。これらについての設
計のための条件は、図１０および図１１に示した非対称
型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１６５、１６６の場
合と同様である。この場合、従来の２段型光デバイスと
しての非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１６７
は、長手方向の一辺ｌ1が約４０ｍｍ、短手方向の一辺
ｌ2が約６ｍｍとなる。これに対して図１３に示した本
発明の２段型光デバイスとしての非対称型マッハ・ツェ
ンダ干渉計型光回路１６８の場合には、長手方向の一辺
ｌ1が約２０ｍｍ、短手方向の一辺ｌ2が約１１ｍｍとな
る。
【００９０】したがって、図１２に示した非対称型マッ
ハ・ツェンダ干渉計型光回路１６７の場合には５インチ
ウェハからの収量は３２個となるが、図１３に示した非
対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路１６８の場合に
は４２個の収量となり、約１．３倍の収量増加となる。
一般に段数が多くなればなるほど、本発明と従来の光デ
バイスの収量の差が大きくなることになる。
【００９１】なお、以上説明した実施例ではマッハ・ツ
ェンダ干渉計型光回路１１１に方向性結合器１１６を使
用したが、この代わりにＭＭＩカプラを使用することも
できることは当然である。
【００９２】第２の実施例
【００９３】図１４は、本発明の第２の実施例として光
ＦＩＲフィルタを光デバイスとして構成した例を示した
ものである。この光ＦＩＲフィルタ２０１は基板２０２
上に第１〜第４のＭＭＩカプラ２０３1〜２０３4を、そ
れぞれ４本の導波路アーム２０４1〜２０４4によってカ
スケード接続し、かつ渦巻き状となるように配置したも
のである。各導波路アーム２０４1〜２０４4の途中には
位相を調整するための位相シフタ２０５が挿入されてい
る。第１のＭＭＩカプラ２０３1の入力側には４本の入
力側導波路２０６1〜２０６4が配置されており、これら
の他端は基板２０２の一側端２０７に等間隔に配置され
ている。第４のＭＭＩカプラ２０３4の出力側の１本に
は出力側導波路２０８の一端が配置されている。この出
力側導波路２０８の他端は、基板２０２の一側端２０７
における４本の入力側導波路２０６1〜２０６4の近傍
に、これらと等間隔のピッチとなるように配置されてい
る。
【００９４】本実施例の光ＦＩＲフィルタ２０１は、位
相シフタ２０５による位相のシフト量を調整すること
で、各種の光フィルタを実現することができる。ここで
は、４本の入力側導波路２０６1〜２０６4にそれぞれ異
なった周波数の光信号を入力し、出力側導波路２０８か
ら所望の周波数特性の多重された光信号を出力するよう
にしている。
【００９５】図１５は、参考のために図１４に示したと
同等の光回路を蛇行した形状とした場合を示したもので
ある。図１５に示した光デバイスでは、図１４に示した
それと各ＭＭＩカプラ２０３1〜２０３4に入力するアー
ムの長さの順番が隣接するカプラ同士で反転する点を除
けば、両者は実質的に同一の機能を備えている。したが
って、図１５で図１４と同一部分には同一の符号を付し
ており、これらの説明は省略する。
【００９６】第３の実施例
【００９７】図１６は、本発明の第３の実施例における
光デバイスを表わしたものである。この光デバイス３０
１は、第１〜第４のＡＷＧ（arrayed waveguide：アレ
イ状導波路）３０２1〜３０２4と、第１〜第３のくし形
フィルタ形状を有するようにマッハ・ツェンダ干渉計型
光回路を多段に接続した合分波器３０３1〜３０３3を組
み合わせた回路である。第１の導波路３０４からたとえ
ば１００ＧＨｚの波長間隔で光信号を入力すると、第２
の導波路３０５から２５ＧＨｚ間隔の波長多重光を出力
することができる。この逆に、第２の導波路３０５から
２５ＧＨｚ間隔の波長多重光を入力し、第１の導波路３
０４から１００ＧＨｚの波長間隔で光信号を出力するこ
とも可能である。なお、この図では図示を煩雑としない
ために第１の導波路３０４を構成する導波路の本数を省
略して示している。また、本実施例では第１〜第３のく
し形フィルタ形状を有する合分波器３０３1〜３０３3と
表記しているが、これは光信号の伝達する方向に応じて
これらが合波器として機能する場合と分波器として機能
する場合があることを前提とした表記である。したがっ
て、それぞれ場合に応じて合波器あるいは分波器として
読み替えることができることは当然である。
【００９８】図１７は、図１６に示した光デバイスの回
路構成を示したものである。第１のＡＷＧ３０２1〜第
４のＡＷＧ３０２4の入力側の第１の導波路３０４から
は１００ＧＨｚの波長間隔で光信号がそれぞれ入力され
るようになっている。このうち第１のＡＷＧ３０２1お
よび第２のＡＷＧ３０２2の出力としての波長多重光
は、第１のくし形フィルタ形状を有する合分波器３０３
1に入力されて、１００ＧＨｚ間隔の波長多重光がさら
に多重化されて５０ＧＨｚ間隔の波長多重光となる。第
３のＡＷＧ３０２3および第４のＡＷＧ３０２4の出力と
しての波長多重光は、第２のくし形フィルタ形状を有す
る合分波器３０３2に入力されて、同様に１００ＧＨｚ
間隔の波長多重光が５０ＧＨｚ間隔とされる。これらの
出力は第３のくし形フィルタ形状を有する合分波器３０
３3に入力されて、５０ＧＨｚ間隔の波長多重光がさら
に２５ＧＨｚ間隔の波長多重光とされる。
【００９９】このように周波数間隔が比較的広い光信号
を使用して、くし形フィルタ形状を有する合分波器３０
３を多段接続したものを通過させることで、クロストー
クの良好な合分波器が実現する。しかもＡＷＧ３０２の
選択も容易となるだけでなく、図１６に示したようにサ
イズの小さな１枚のＰＬＣ（Planar Lightwave Circui
t：平面光波回路）で実現することで大幅なコストダウ
ンを図ることができる。
【０１００】第３の実施例の第１および第２の変形例
【０１０１】図１８は本発明の第３の実施例の第１の変
形例における光デバイスの構成を示したものであり、図
１９は第２の変形例における光デバイスの構成を示した
ものである。図１６と同一部分には同一の符号を付して
おり、これらの説明を適宜省略する。これらの光デバイ
ス３０１Ａ、３０１Ｂは共に第１および第２のＡＷＧ３
０２1、３０２2と、第１のくし形フィルタ形状を有する
合分波器３０３1を使用しているが、入出力端が異なっ
ている。
【０１０２】図２０は、図１８および図１９に示した光
デバイスと等価の従来の光デバイスを示したものであ
る。図２０に示した光デバイス３１１は、従来の２段型
光デバイスとしての非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型
光回路３１２に第１および第２のＡＷＧ３０２1、３０
２2を接続したものである。２段型光デバイスとしての
非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路３１２の長さ
が長いので、光デバイス３１１の長辺対短辺の比が大き
くなっている。
【０１０３】図１８および図１９に示した光デバイス３
０１Ａ、３０１Ｂの場合には、第１および第２のＡＷＧ
３０２1、３０２2のカーブした方向を互いに一致して重
ね合わせる点は従来のものと同じである。本発明の第３
の実施例における第１および第２の変形例の場合には、
更に第２のＡＷＧ３０２2のカーブにより生じた空間
に、２段型光デバイスとしての非対称型マッハ・ツェン
ダ干渉計型光回路を渦巻き状（あるいは円形）に変形し
た第１のくし型フィルタ形状を有する合分波器３０３1
の一部をうまく重ね合わせることにしている。これによ
り、基板全体のサイズの一層の小型化を図っている。
【０１０４】第３の実施例の第３および第４の変形例
【０１０５】図２１は、図１８で示した第１の変形例の
光デバイスの更なる変形例としての第３の変形例を示し
たものである。図１８で示した第１の変形例の光デバイ
ス３０１Ａでは、基板１１２の同一の端部に第１の導波
路３０４と第２の導波路３０５が接しているものの、こ
れらの間隔が開いている。このため、基板１１２に接続
する光ファイバアレイ（図示せず）は少なくとも入力用
と出力用に別々に設ける必要がある。
【０１０６】図２１に示した光デバイス３０１Ｃではこ
の点を改良しており、基板１１２の端部において第１の
導波路３０４に第２の導波路３０５が隣り合うように接
近して配置されている。このため、基板１１２に接続す
る光ファイバアレイ（図示せず）の個数を図１８に示し
た光デバイス３０１Ａよりも減少させることができる。
【０１０７】図２２は、図１９で示した第２の変形例の
光デバイスの更なる変形例としての第４の変形例を示し
たものである。図１９で示した第２の変形例の光デバイ
ス３０１Ｂでは、先に説明した第１の実施例と同様に、
基板１１２の同一の端部に第１の導波路３０４と第２の
導波路３０５が接しているものの、これらの間隔が開い
ている。このため、基板１１２に接続する光ファイバア
レイ（図示せず）は少なくとも入力用と出力用に別々に
設ける必要がある。
【０１０８】図２２に示した光デバイス３０１Ｄではこ
の点を改良しており、基板１１２の端部において第１の
導波路３０４に第２の導波路３０５が隣り合うように接
近して配置されている。このため、基板１１２に接続す
る光ファイバアレイ（図示せず）の個数を図１９に示し
た光デバイス３０１Ｂよりも減少させることができる。
【０１０９】第３の実施例の第５の変形例
【０１１０】図２３は、第３の実施例の第５の変形例を
示したものである。図１６と同一部分には同一の符号を
付しており、これらの説明を適宜省略する。この第５の
変形例では図１６に示した単体として機能する光デバイ
ス３０１を上下に２分した形の第１および第２の光デバ
イス３０１Ｅ、３０１Ｆを作製している。そしてこれら
を矢印３２１で示すように接合するようにしている。こ
の際、第１の光デバイス３０１Ｅの第１のくし型フィル
タ形状を有する合分波器３０３1から繰り出され接合面
に接続された導波路３２３と、第２の光デバイス３０１
Ｆから繰り出され接合面に接続された一方の導波路３２
４が接続されるように位置決めするようにしている。
【０１１１】第１の光デバイス３０１Ｅの第２のくし型
フィルタ形状を有する合分波器３０３2から繰り出され
接合面に接続された導波路３２５は、導波路３２３とこ
の接合面で予め所定間隔となるように配置されている。
更に、第２の光デバイス３０１Ｆから繰り出され接合面
に接続された一方の導波路３２４と他方の導波路３２６
の接合面での間隔は、前記した所定間隔と一致するよう
にパターンが形成されている。したがって、第１および
第２の光デバイス３０１Ｅ、３０１Ｆを接合すること
で、全体として図１６に示した光デバイス３０１と同一
機能の光デバイスを実現することができる。
【０１１２】しかもこれにより、図１６に示した光デバ
イス３０１の比較的長い第１の導波路３０４を短縮する
ことができる、１つの光デバイスがウェハに占める面積
が減少するので、ウェハ（図示せず）から切り出す光デ
バイスの収量を更に増加させることができる。
【０１１３】第３の実施例の第６の変形例
【０１１４】図２４は、図２３に示した２つの光デバイ
スの接合面における導波路パターンを変形した例を示し
たものである。この第６の変形例では、第１および第２
の光デバイス３０１ＥＡ、３０１ＦＡは、先の第５の変
形例における導波路３２３と導波路３２５の間隔、およ
び導波路３２４と導波路３２６の間隔が比較的広いこと
による温度の影響による基板の伸縮の問題を回避するよ
うにしている。すなわち、第１の光デバイス３０１ＥＡ
では、基板端面で導波路３２５Ａを導波路３２３の直ぐ
近くに配置し、同様に第２の光デバイス３０１ＦＡで
は、基板端面で導波路３２６Ａを導波路３２４の直ぐ近
くに配置するようにしている。これらの配置間隔は互い
に同一である。
【０１１５】この結果、第１および第２の光デバイス３
０１ＥＡ、３０１ＦＡを、図示しない光ファイバアレイ
で接続する場合にも光ファイバアレイの個数を減少させ
ることができるという利点がある。
【０１１６】第３の実施例の第７および第８の変形例
【０１１７】図２５および図２６は、第７の変形例とし
て、図２３に示した第１の光デバイス３０１Ｅを更に２
つに分離した光デバイスを示したものである。図２５お
よび図２６で図２３と同一部分には同一の符号を付して
おり、これらの説明を適宜省略する。
【０１１８】図２５および図２６で、これら２つの光デ
バイス３０１Ｇ、３０１Ｈは、コンポーネントとしてた
とえば図２３に示した第２の光デバイス３０１Ｆ等の他
の光デバイスと直接接続したり、あるいは図示しない光
ファイバアレイで接続することで、更に各種要請に応じ
た光デバイスとすることができる。しかもこれら個々の
光デバイスは渦巻き状あるいは円形に複数の光回路を多
段接続したものを備えているので、これらの収量の増加
とコストダウンを図ることができる。
【０１１９】図２７および図２８は、第８の変形例とし
て、図２５および図２６に示した光デバイスの導波路パ
ターンの他の例を示したものである。図２７および図２
８で図２５および図２６と同一部分には同一の符号を付
しており、これらの説明を適宜省略する。
【０１２０】図２７および図２８で、これらの光デバイ
ス３０１ＧＡ、３０１ＨＡは、第１の導波路３０４と近
接するように導波路３２３Ｂあるいは導波路３２５Ｂを
配置している。したがって、先の変形例と同様に基板の
伸縮に対して安定であるだけでなく、図示しない光ファ
イバアレイで接続する場合にも光ファイバアレイの個数
を減少させることができるという利点がある。
【０１２１】以上説明した実施例ではマッハ・ツェンダ
干渉型光回路を方向性結合器またはＭＭＩ（マルチモー
ド干渉）カプラのいずれかで構成することにしたが、１
つのマッハ・ツェンダ干渉型光回路をこれら双方を含む
回路として構成してもよいことは当然である。
【０１２２】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、光回路の少なくとも一部を渦巻き状に配置す
ることで基板の縦横両方向に光回路の実装密度を高める
ことができ、これらが要求するスペースをより小さくす
ることが可能になる。また渦巻き状にすることに適さな
い回路は直線上に配置することが可能である。
【０１２３】また請求項２記載の発明によれば、同一構
成の光回路を多段にし、かつこれらの少なくとも一部を
渦巻き状となるように配置したので、基板の縦横両方向
に光回路の実装密度を高めることができ、これらが要求
するスペースをより小さくすることが可能になる。
【０１２４】更に請求項３記載の発明によれば、同一基
板上に１または複数種類の光回路を多段にし、かつこれ
らを渦巻き状となるように配置したので、基板の縦横両
方向に光回路の実装密度を高めることができ、これらが
要求するスペースをより小さくすることが可能になる。
【０１２５】また請求項４記載の発明によれば、同一基
板上に同一構成の光回路を多段にし、かつこれらを渦巻
き状となるように配置したので、基板の縦横両方向に光
回路の実装密度を高めることができ、これらが要求する
スペースをより小さくすることが可能になる。
【０１２６】更に請求項５あるいは請求項６記載の発明
では、光回路として非対称型のマッハ・ツェンダ干渉計
を用いることにしたので、長さに差のある２つのアーム
が、たとえば円弧の部分とこの一端に接続した直線部分
とで簡単に形成することができるという利点を有する。
【０１２７】また請求項７記載の発明によれば、各段の
方向性結合器の少なくとも一部を互いに近接して配置す
ることで光デバイスの製造段階における特性の設計から
の誤差を補正するためのトリミング領域や、ヒータ電極
の配置領域を共通化することができる。
【０１２８】更に請求項８記載の発明によれば、各段の
ＭＭＩカプラの少なくとも一部を互いに近接して配置す
ることで光デバイスの製造段階における特性の設計から
の誤差を補正するためのトリミング領域や、ヒータ電極
の配置領域を共通化することができる。
【０１２９】また請求項９記載の発明によれば、請求項
１〜請求項４いずれかに記載の光デバイスで、渦巻きの
中心にもっとも近い側に配置された段を構成する光回路
に接続された導波路と他の導波路は、これらが直角ある
いは直角に近い角度で交叉するようなパターン配置とな
っているので、損失や、一方の導波路の光が他方の導波
路に漏れる割合を十分減少させることができる。
【０１３０】更に請求項１１記載の発明によれば、多段
に接続された光回路の初段に入力される入力側導波路と
最終段から出力される出力側導波路は基板の同一の端部
にこれらの一端を配置することにしたので、光ファイバ
を基板に接続する場合に基板の一端にのみ接続すればよ
く、デバイスあるいはモジュールの小型化に寄与するこ
とになる。
【０１３１】また請求項１２記載の発明によれば、請求
項１１記載の光デバイスで、入力側導波路と出力側導波
路は基板の同一の端部で互いに近接して配置することに
したので、たとえば複数本の光ファイバをまとめた光フ
ァイバアレイを１つ接続するだけで光信号の入出力が可
能になり、デバイスの小型化および製造コストの低減に
寄与することになる。
【０１３２】更に請求項１３記載の発明によれば、互い
に近接して配置されている方向性結合器は回路特性を補
正するための共通したトリミング領域として設定されて
いるので、光誘起屈折率変化や高熱を一時的に印加ある
いは発生させる等によりこれらの特性を補正する場合、
その補正処理を共通化させることができる。
【０１３３】また請求項１４記載の発明によれば、互い
に近接して配置されているＭＭＩカプラは同一基板内で
も特性が近似していると考えられるので、光誘起屈折率
変化や高熱を一時的に印加あるいは発生させる等により
これらの特性を補正する場合、その補正処理を共通化さ
せることができる。
【０１３４】更に請求項１５記載の発明によれば、渦巻
きの隣接する箇所に配置された異なる段同士の光回路は
同一基板内でも特性が近似していると考えられるので、
これらの部分を加熱する場合、その処理を共通化させる
ことができ、消費電力の節約を図ることができる。
【０１３５】また請求項１６記載の発明によれば、入力
側導波路と出力側導波路が共通して接続されている基板
の一端部に光信号の入力用および出力用の光ファイバを
この端部に接続したので、光回路をモジュール化した場
合の小型化を図ることができる。
【０１３６】更に請求項１７記載の発明によれば、複数
の基板を直接接続するので、光ファイバアレイが不要に
なるだけでなく、光ファイバアレイの分だけ光回路全体
の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における光デバイスの要部を
示した平面図である。
【図２】本実施例のマッハ・ツェンダ干渉計型光回路の
製造時に設定されるトリミング領域を表わした光デバイ
スの平面図である。
【図３】本実施例と同様に３段構成とした従来の光デバ
イスについてのトリミング領域を示した平面図である。
【図４】本実施例のマッハ・ツェンダ干渉計型光回路の
ヒータ電極の配置を示した光デバイスの平面図である。
【図５】本実施例と同様にヒータ電極を付けた従来の光
デバイスを示した平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例の第１の変形例における
光デバイスの要部を示した平面図である。
【図７】本発明の第１の実施例の第２の変形例における
光デバイスの要部を示した平面図である。
【図８】本発明の第１の実施例の第２の変形例における
他の光デバイスの要部を示した平面図である。
【図９】本発明の第１の実施例の第３の変形例における
光デバイスのアームの部分の具体的な形状を示した平面
図である。
【図１０】従来の３段型光デバイスとしての非対称型マ
ッハ・ツェンダ干渉計型光回路のサイズを示した説明図
である。
【図１１】本発明を使用した３段型光デバイスとしての
非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路のサイズを示
した説明図である。
【図１２】従来の２段型光デバイスとしての非対称型マ
ッハ・ツェンダ干渉計型光回路のサイズを示した説明図
である。
【図１３】本発明を使用した２段型光デバイスとしての
非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路のサイズを示
した説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施例として光ＦＩＲフィル
タを光デバイスとして構成した例を示した平面図であ
る。
【図１５】第２の実施例と等価の光デバイスを示した平
面図である。
【図１６】本発明の第３の実施例における光デバイスを
表わした平面図である。
【図１７】図１６に示した光デバイスの回路構成を示し
たブロック図である。
【図１８】本発明の第３の実施例の第１の変形例におけ
る光デバイスの構成を示した平面図である。
【図１９】第３の実施例の第２の変形例における光デバ
イスの構成を示した平面図である。
【図２０】図１８および図１９に示した光デバイスと等
価の従来の光デバイスを示した平面図である。
【図２１】図１８で示した第１の変形例の光デバイスの
更なる変形例としての第３の変形例を示した平面図であ
る。
【図２２】図１９で示した第２の変形例の光デバイスの
更なる変形例としての第４の変形例を示した平面図であ
る。
【図２３】本発明の第３の実施例の第５の変形例におけ
る光デバイスの組み立て状態を示した説明図である。
【図２４】本発明の第３の実施例の第６の変形例におけ
る光デバイスの組み立て状態を示した説明図である。
【図２５】本発明の第３の実施例の第７の変形例におけ
る光デバイスの平面図である。
【図２６】本発明の第３の実施例の第７の変形例におけ
る他の光デバイスの平面図である。
【図２７】本発明の第３の実施例の第８の変形例におけ
る光デバイスの平面図である。
【図２８】本発明の第３の実施例の第８の変形例におけ
る他の光デバイスの平面図である。
【図２９】一段構成のマッハ・ツェンダ干渉計型光回路
を形成した光デバイスの平面図である。
【図３０】従来におけるマッハ・ツェンダ干渉計型光回
路を横一列に複数段配置した光デバイスの平面図であ
る。
【図３１】従来におけるマッハ・ツェンダ干渉計型光回
路を蛇行状態で複数段配置した例を示した概略構成図で
ある。
【符号の説明】
１１１ マッハ・ツェンダ干渉計型光回路（光デバイ
ス） １１２、２０２ 基板 １１３ 非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光回路 １１４ 短いアーム １１５ 長いアーム １１６ 方向性結合器 １２２、１２３、２０８ 出力側導波路 １２４、２０６ 入力側導波路 １３１〜１３４ トリミング領域 １４１、１４２ ヒータ電極 １５１ 光ファイバアレイ １６６、１６８ 非対称型マッハ・ツェンダ干渉計型光
回路 ２０１ 光ＦＩＲフィルタ（光デバイス） ２０３ ＭＭＩカプラ ２０４ 導波路アーム ２０５ 位相シフタ ３０１ 光デバイス ３０２ ＡＷＧ ３０３ くし型フィルタ形状を有する合分波器 ３０４ 第１の導波路 ３０５ 第２の導波路 ３２３〜３２５ 導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KB04 LA18 NA01 RA08 TA01 2H079 AA06 AA12 BA01 CA04 EA03 EB27 HA11 KA20 2K002 AA02 AB04 BA13 DA06 EA30 GA10 HA11

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １または複数種類の光回路を多段に接続
    し、これらの少なくとも一部を同一基板上に渦巻き状に
    配置したことを特徴とする光デバイス。
  2. 【請求項２】 同一構成の光回路を多段に接続し、これ
    らの少なくとも一部を同一基板上に渦巻き状に配置した
    ことを特徴とする光デバイス。
  3. 【請求項３】 １または複数種類の光回路を多段に接続
    し、これらを同一基板上に渦巻き状に配置したことを特
    徴とする光デバイス。
  4. 【請求項４】 同一構成の光回路を多段に接続し、これ
    らを同一基板上に渦巻き状に配置したことを特徴とする
    光デバイス。
  5. 【請求項５】 前記同一構成の光回路は、長さに差のあ
    る２つのアームとなる導波路部分とこれらを次段と連結
    する方向性結合器からなるマッハ・ツェンダ干渉計であ
    ることを特徴とする請求項２または請求項４記載の光デ
    バイス。
  6. 【請求項６】 前記同一構成の光回路は、長さに差のあ
    る２つのアームとなる導波路部分とこれらを次段と連結
    するＭＭＩカプラからなるマッハ・ツェンダ干渉計であ
    ることを特徴とする請求項２または請求項４記載の光デ
    バイス。
  7. 【請求項７】 前記同一構成の光回路における各段の方
    向性結合器の少なくとも一部は互いに近接して配置され
    ていることを特徴とする請求項５記載の光デバイス。
  8. 【請求項８】 前記同一構成の光回路における各段のＭ
    ＭＩカプラの少なくとも一部は互いに近接して配置され
    ていることを特徴とする請求項６記載の光デバイス。
  9. 【請求項９】 渦巻きの中心にもっとも近い側に配置さ
    れた段を構成する光回路に接続された導波路と他の導波
    路は、これらが直角あるいは直角に近い角度で交叉する
    ようなパターン配置となっていることを特徴とする請求
    項１〜請求項４いずれかに記載の光デバイス。
  10. 【請求項１０】 前記同一構成の光回路はＭＭＩカプラ
    であり、これを適宜位相シフタアレイで接続して光ＦＩ
    Ｒフィルタを構成したことを特徴とする請求項２または
    請求項４記載の光デバイス。
  11. 【請求項１１】 前記多段に接続された光回路の初段に
    入力される入力側導波路と最終段から出力される出力側
    導波路は基板の同一の端部にこれらの一端を配置されて
    いることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記
    載の光デバイス。
  12. 【請求項１２】 前記入力側導波路と出力側導波路は基
    板の同一の端部で互いに近接して配置されていることを
    特徴とする請求項１１記載の光デバイス。
  13. 【請求項１３】 前記互いに近接して配置されている方
    向性結合器は回路特性を補正するための共通したトリミ
    ング領域として設定されていることを特徴とする請求項
    ７記載の光デバイス。
  14. 【請求項１４】 前記互いに近接して配置されているＭ
    ＭＩカプラは回路特性を補正するための共通したトリミ
    ング領域として設定されていることを特徴とする請求項
    ７記載の光デバイス。
  15. 【請求項１５】 渦巻きの隣接する箇所に配置された異
    なる段同士の光回路に対して、加熱するためのヒータ電
    極が共通して配置されていることを特徴とする請求項２
    または請求項４記載の光デバイス。
  16. 【請求項１６】 前記基板の片側に光信号の入力用およ
    び出力用の光ファイバが接続されていることを特徴とす
    る請求項１１または請求項１２記載の光デバイス。
  17. 【請求項１７】 前記基板は複数存在し、これらの基板
    の前記同一の端部同士の導波路が接続されていることを
    特徴とする請求項１１または請求項１２記載の光デバイ
    ス。
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