JP2003139981A - 平面光導波回路およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光透過中心波長が設定波長に近い平面光導波
回路を製造可能とする。 【解決手段】 一定回転角速度で回転するターンテーブ
ル５上の回転中心Ｃを中心とした円周位置に基板１１を
配置し、ターンテーブル５を回転させながらバーナ６を
ターンテーブル５の径方向に往復移動して基板１１上を
往復させ、バーナ６から噴出するガス等により形成され
るクラッドとコアの微粒子を基板１１上に堆積する。コ
アにより２本以上の光導波路（例えばチャンネル導波路
１４ａ）を備えた位相部を持つ回路を形成し、位相部中
央部における光導波路並設方向を上下方向、該上下方向
に直交する方向を左右方向としたとき、位相部の最上端
と最下端との距離および位相部の最右端と最左端との距
離のうち距離が短い方の方向をターンテーブル５の径方
向とほぼ一致させ、下部クラッド、コア、上部クラッド
のガラス微粒子の少なくとも一つのガラス微粒子の堆積
を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野に用い
られるアレイ導波路回折格子やマッハツェンダ光干渉回
路等の回路を有する平面光導波回路およびその製造方法
に関するものである。

【０００２】

【背景技術】光通信において、本格的なブロードバンド
時代を迎え、情報通信システムもさらなる進歩を遂げよ
うとしている。この情報通信システムの進歩に伴い、波
長分割多重（Wavelength Division Multiplexing (WD
M)）伝送技術の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進
みつつある。光波長多重通信は、例えば互いに異なる波
長を有する複数の光を波長多重化して伝送させるもので
あり、このような光波長多重通信のシステムにおいて
は、伝送される波長多重光から互いに異なる複数の波長
の光を分波したり、互いに異なる複数の波長の光を合波
する波長光合分波器が必要である。

【０００３】波長光合分波器の一例として、以下に述べ
るような平面光導波回路（PLC ; Planar Lightwave Cir
cuit）が適用されている。つまり、図１３に示すような
アレイ導波路回折格子（AWG；Arrayed Waveguide Grati
ng）の回路や、図１４に示すようなマッハツェンダー光
干渉計（MZI ; Mach-Zehnder Interferometer）回路等
を有する平面光導波回路が光波長合分波器として用いら
れている。

【０００４】図１３、図１４に示すように、これらの平
面光導波回路は、シリコン等の基板１１上に、各図に示
す回路構成（導波路構成）を有する石英系ガラスの導波
路形成領域１０を形成することにより得られる。

【０００５】マッハツェンダ光干渉計の回路は、例えば
図１４の（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに間隔を介
して２本の光導波路２１，２２を並設して形成され、こ
れらの光導波路２１，２２が近接した複数（ここでは２
つ）の方向性結合部２３，２４を導波路長手方向に間隔
を介して形成している。隣り合う方向性結合部２３，２
４に挟まれた領域の光導波路２１，２２が位相部２０と
成し、位相部２０の機能によって複数の光信号の分波ま
たは合波の機能を果たす。

【０００６】なお、マッハツェンダ光干渉計の回路に
は、図１４の（ａ）に示すように、位相部２０を形成す
る光導波路２１，２２の長さが互いに異なるもの、同図
の（ｂ）に示すように、位相部２０を形成する光導波路
２１，２２の長さが互いに等しいものがある。同図の
（ｂ）に示す回路は、例えば位相部２０を形成する光導
波路２１，２２の少なくとも一方にヒータ（図示せず）
等を設けて、可変光減衰器や光スイッチ等に適用される
こともある。

【０００７】図１３に示すように、アレイ導波路回折格
子の導波路構成は、１本以上の光入力導波路１２と、該
光入力導波路１２の出射側に接続された第１のスラブ導
波路１３と、該第１のスラブ導波路１３の出射側に接続
されたアレイ導波路１４と、該アレイ導波路１４の出射
側に接続された第２のスラブ導波路１５と、該第２のス
ラブ導波路１５の出射側に複数並設接続された光出力導
波路１６とを有している。

【０００８】前記アレイ導波路１４は、第１のスラブ導
波路１３から導出された光を伝搬するものであり、複数
のチャンネル導波路１４ａを並設して形成されており、
隣り合うチャンネル導波路１４ａの長さは互いに設定量
（ΔＬ）異なっている。

【０００９】なお、光出力導波路１６は、例えばアレイ
導波路回折格子によって分波あるいは合波される互いに
異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるもので
あり、アレイ導波路１４を構成するチャンネル導波路１
４ａは、通常、例えば１００本といったように多数設け
られるが、同図においては、図の簡略化のために、これ
らのチャンネル導波路１４ａ、光出力導波路１６および
光入力導波路１２の各々の本数を簡略的に示してある。

【００１０】光入力導波路１２には、例えば送信側の光
ファイバ（図示せず）が接続されて、波長多重光が導入
されるようになっており、光入力導波路１２を通って第
１のスラブ導波路１３に導入された光は、その回折効果
によって広がってアレイ導波路１４に入射し、アレイ導
波路１４を伝搬する。

【００１１】このアレイ導波路１４を伝搬した光は、第
２のスラブ導波路１５に達し、さらに、光出力導波路１
６に集光されて出力されるが、アレイ導波路１４の全て
のチャンネル導波路１４ａの長さが互いに異なることか
ら、アレイ導波路１４を伝搬した後に個々の光の位相に
ずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、
この傾き角度により集光する位置が決まる。

【００１２】そのため、波長の異なった光の集光位置は
互いに異なることになり、その位置に光出力導波路１６
を形成することによって、波長の異なった光を各波長ご
とに異なる光出力導波路１６から出力できる。

【００１３】すなわち、アレイ導波路回折格子は、光入
力導波路１２から入力される互いに異なる複数の波長を
もった多重光から１つ以上の波長の光を分波して各光出
力導波路１６から出力する光分波機能を有しており、分
波される光の中心波長は、アレイ導波路１４の隣り合う
チャンネル導波路１４ａの長さの差（ΔＬ）及びチャン
ネル導波路１４ａの実効屈折率（等価屈折率）ｎ_ｃに比
例する。

【００１４】例えば図１３に示すように、１本の光入力
導波路１２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎ
は２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これら
の各波長の光は、第１のスラブ導波路１３で広げられ、
アレイ導波路１４に到達し、第２のスラブ導波路１５を
通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光さ
れ、互いに異なる光出力導波路１６に入射し、それぞれ
の光出力導波路１６を通って、光出力導波路１６の出射
端から出力される。

【００１５】そして、各光出力導波路１６の出射端に光
出力用の光ファイバ（図示せず）を接続することによ
り、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出
される。なお、各光出力導波路１６や前述の光入力導波
路１２に光ファイバを接続するときには、例えば光ファ
イバの接続端面を１次元アレイ状に配列固定した光ファ
イバアレイを用意し、この光ファイバアレイを光出力導
波路１６や光入力導波路１２の接続端面側に固定して光
ファイバと光出力導波路１６及び光入力導波路１２を接
続する。

【００１６】上記アレイ導波路回折格子において、各光
出力導波路１６から出力される光の光透過特性（アレイ
導波路回折格子の透過光強度の波長特性）は、各光透過
中心波長（例えばλ１，λ２，λ３，・・・λｎ）を中
心とし、それぞれの対応する光透過中心波長から波長が
ずれるにしたがって光透過率が小さくなる光透過特性を
示す。

【００１７】アレイ導波路回折格子の光透過中心波長λ
_０は、アレイ導波路１４の等価屈折率ｎ_ｃと、隣り合う
チャンネル導波路１４ａの長さの差ΔＬと、回折次数ｍ
とにより決定され、次式（１）により示されるものであ
る。したがって、１つの光出力導波路１６について、前
記光透過特性を示す波長は１つとは限らず、設定される
回折次数によって複数の中心波長が存在しうる。この光
透過中心波長λ_０を中心に、ある波長間隔Δλ（ｎｍ）
の複数の光信号を分波することができるため、以下の議
論ではλ_０のみを考慮すればよい。

【００１８】λ_０＝ｎ_ｃΔＬ／ｍ・・・・・（１）

【００１９】また、アレイ導波路回折格子は、光回路の
相反性（可逆性）の原理を利用しているため、光分波器
としての機能と共に、光合波器としての機能も有してい
る。すなわち、図１３とは逆に、各光出力導波路１６か
ら互いに波長が異なる複数の光を入射させると、これら
の光は、上記と逆の伝搬経路を通り、第２のスラブ導波
路１５とアレイ導波路１４と第１のスラブ導波路１３と
によって合波され、１本の光入力導波路１２から出射さ
れる。

【００２０】このようなアレイ導波路回折格子において
は、前記の如く、回折格子の波長分解能が回折格子を構
成するアレイ導波路１４の各チャンネル導波路１４ａの
長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを大きく設計
することにより、従来の光波長合分波器では実現できな
かった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能とな
り、高密度の光波長多重通信の実現に必要とされてい
る、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間隔
が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機能
を果たすことができる。

【００２１】上記平面光導波回路は、例えば以下に示す
製造方法により製造される。すなわち、図１５の（ａ）
に示すように、一定の回転角速度で回転するターンテー
ブル５上のテーブル回転中心Ｃを中心とした円周位置
に、基板１１を１つ以上配列配置する。

【００２２】そして、ターンテーブル５を例えばＢ方向
に回転させると共に、バーナ６を矢印Ａに示すように径
方向に往復移動して前記基板１１上を往復させながら、
矢印Ｆに示すように、前記バーナ６からガラスの原料ガ
スと酸素ガスと水素ガスを流して酸素水素火炎中で前記
原料ガスの加水分解反応を起こし、前記基板１１上に下
部クラッドガラス微粒子とコアガラス微粒子を順に堆積
する。

【００２３】なお、上記バーナ６の往復移動は、例えば
ターンテーブル５の径方向（半径方向）の位置ｒ_１と位
置ｒ_１よりも内側の位置ｒ_２との間で行なわれる。

【００２４】上記のようなガラス微粒子の堆積方法は火
炎加水分解堆積法と呼ばれており、図１５の（ｂ）に
は、この火炎加水分解堆積法によって基板１１上に下部
クラッド１のガラス微粒子（下部クラッドガラス微粒
子）を堆積した後、焼結ガラス化した状態が断面図によ
り示されている。

【００２５】その後、コア２のガラス微粒子（コアガラ
ス微粒子）を堆積した後、焼結ガラス化し、図１５の
（ｃ）に示す状態とする。然る後に、フォトリソグラフ
ィと反応性イオンエッチング（RIE ; Riactive Ion Etc
hing）法により、前記コアガラス微粒子から成るコア２
によってアレイ導波路回折格子の回路やマッハツェンダ
光干渉計の回路が形成されるように、コアパターン化す
る。同図の（ｄ）は、コアパターン化した状態を断面図
により示す。

【００２６】その後、図１５の（ｅ）に示すように、コ
ア２を覆う上部クラッド３の微粒子（上部クラッドガラ
ス微粒子）を、上記火炎加水分解堆積法によってコアパ
ターン上に堆積し、この上部クラッドガラス微粒子を透
明ガラス化して導波路形成領域１０を形成する。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記アレイ
導波路回折格子のような波長光合分波器は、例えば非常
に狭い波長間隔で光の合分波を行なうことが期待され、
設計に対する製造誤差を極力小さくすることが望まれて
いる。

【００２８】しかしながら、上記火炎加水分解堆積法を
適用する場合、バーナ６のスポットサイズが基板１１に
対して小さいために、バーナ６の下部を基板１１が数回
通過しなければ基板全体を覆うガラス微粒子を得ること
ができず、ガラス微粒子の堆積むらが生じ、このガラス
微粒子堆積むらに伴って平面光導波回路の光透過中心波
長が設計波長からずれてしまうことがあった。

【００２９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、火炎加水分解堆積法を用
いて形成される平面光導波回路の光透過中心波長の設計
波長からのずれを抑制可能な平面光導波回路およびその
製造方法を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明の平面光導
波回路の製造方法は、一定の回転角速度で回転するター
ンテーブル上のテーブル回転中心を中心とした円周位置
に基板を１つ以上配列配置し、前記ターンテーブルを回
転させると共にバーナを前記ターンテーブルの径方向に
往復移動して前記基板上を往復させながら、前記バーナ
からガラスの原料ガスと酸素ガスと水素ガスを流して酸
素水素火炎中で前記原料ガスの加水分解反応を起こし、
前記基板上に下部クラッドガラス微粒子とコアガラス微
粒子と上部クラッドガラス微粒子を堆積し、前記コアガ
ラス微粒子から成るコアによって、互いに間隔を介して
並設した２本以上の光導波路を備えた位相部を有する回
路を形成する平面光導波回路の製造方法であって、前記
平面光導波回路の位相部中央部における光導波路並設方
向を上下方向とし、該上下方向に直交する方向を左右方
向としたとき、前記位相部の最上端と最下端との距離お
よび位相部の最右端と最左端との距離のうち距離が短い
方の方向を前記ターンテーブルの径方向とほぼ一致させ
て、前記下部クラッドガラス微粒子と前記コアガラス微
粒子と前記上部クラッドガラス微粒子の少なくとも一つ
のガラス微粒子の堆積を行なう構成をもって課題を解決
する手段としている。

【００３１】また、第２の発明の平面光導波回路は、上
記第１の発明の平面光導波回路の製造方法を用いて製造
されている構成をもって課題を解決する手段としてい
る。

【００３２】さらに、第３の発明の平面光導波回路は、
上記第２の発明の構成に加え、１本以上の光入力導波路
と、該光入力導波路の出射側に接続された第１のスラブ
導波路と、該第１のスラブ導波路の出射側に接続され、
互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャネル導波
路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出射側に
接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波
路の出射側に複数並設接続された光出力導波路とを有
し、前記アレイ導波路が位相部と成しているアレイ導波
路回折格子回路を有する構成をもって課題を解決する手
段としている。

【００３３】さらに、第４の発明の平面光導波回路は、
上記第２の発明の構成に加え、互いに間隔を介して並設
した２本の光導波路を有し、これらの光導波路が近接し
た複数の方向性結合部を導波路長手方向に間隔を介して
形成し、隣り合う方向性結合部に挟まれた領域の光導波
路が位相部と成しているマッハツェンダ光干渉計回路を
有する構成をもって課題を解決する手段としている。

【００３４】本発明者は、火炎加水分解堆積法によりガ
ラス微粒子を堆積して形成される膜の膜質について様々
に検討し、その結果、図１２に示すように、バーナの移
動方向であるターンテーブルの径方向（同図のＡ方向）
の均質度が、その垂直方向（同図のＥ方向）に比べて劣
化することを見出した。

【００３５】また、本発明者は、下部クラッドガラス微
粒子とコアガラス微粒子と上部クラッドガラス微粒子の
膜質が均一になると、コアにより形成される回路（光導
波路）の等価屈折率をほぼ均一にできるものであり、下
部クラッドガラス微粒子とコアガラス微粒子と上部クラ
ッドガラス微粒子の膜質のうち、少なくとも一つのガラ
ス微粒子を均一にすることによって、位相部を形成する
光導波路の等価屈折率を均一に近づけることができるこ
とを見いだした。

【００３６】上記構成の本発明は、平面光導波回路の位
相部中央部における光導波路並設方向を上下方向とし、
該上下方向に直交する方向を左右方向としたとき、前記
位相部の最上端と最下端との距離および位相部の最右端
と最左端との距離のうち距離が短い方の方向を前記ター
ンテーブルの径方向とほぼ一致させて、下部クラッドガ
ラス微粒子とコアガラス微粒子と上部クラッドガラス微
粒子の少なくとも一つのガラス微粒子の堆積を行なうた
めに、位相部における距離が長い方の方向の上部クラッ
ドガラス微粒子膜質均一性を良好にできる。

【００３７】したがって、本発明においては、位相部を
形成する光導波路の等価屈折率を均一に近づけることが
でき、位相誤差に伴う光透過中心波長ずれを抑制するこ
とができ、かつ、光透過波形の上部形状を保持すること
が可能となる。

【００３８】なお、上記ガラス微粒子のうち、特に、コ
アを覆う上部クラッドガラス微粒子の膜質が不均一とな
ると、コアにより形成される回路（光導波路）の等価屈
折率を不均一にする原因となり、位相部を伝搬する光に
位相誤差が生じ、光透過波形の上部形状がくずれ、か
つ、光透過中心波長が設計波長からずれる。

【００３９】そのため、少なくとも上部クラッドガラス
微粒子を堆積する際に、前記位相部の最上端と最下端と
の距離および位相部の最右端と最左端との距離のうち距
離が短い方の方向を前記ターンテーブルの径方向とほぼ
一致させて、上部クラッドガラス微粒子を堆積させると
好ましい。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１の（ａ）には、本発明に係る平
面光導波回路の製造方法の第１実施形態例における要点
が模式的に示されており、同図の（ｂ）には、第１実施
形態例の平面光導波回路の製造方法により製造される平
面光導波回路が示されている。

【００４１】本第１実施形態例の平面光導波回路の製造
方法は、火炎加水分解堆積法を用いて図１の（ｂ）に示
す回路構成の平面光導波回路を製造するものであり、本
実施形態例の特徴は、同図の（ａ）に示すように、火炎
加水分解堆積法により上部クラッド微粒子を堆積する工
程を特徴的な構成としたことである。

【００４２】つまり、本実施形態例は、図２に示すよう
に、平面光導波回路の位相部中央部（この場合、アレイ
導波路１４の中央部）における光導波路並設方向（この
場合、チャンネル導波路１４ａの並設方向）を上下方向
とし、該上下方向に直交する方向を左右方向としたと
き、前記位相部の最上端と最下端との距離Ｓおよび位相
部の最右端と最左端との距離Ｔのうち距離が短い方の方
向（ここではＴ方向）を、図１の（ａ）に示すように、
ターンテーブル５の径方向（矢印Ａ方向）とほぼ一致さ
せて、上部クラッドガラス微粒子の堆積を行なうことを
特徴としている。

【００４３】本実施形態例では、図２に示すアレイ導波
路１４の形成領域において、最上端と最下端との距離Ｓ
は２．７ｃｍであり、最右端と最左端との距離Ｔは２．
１ｃｍであり、左右方向の距離Ｔが短かったので、上記
のように、上記左右方向をターンテーブル５の径方向と
一致させて上部クラッドガラス微粒子の堆積を行なっ
た。

【００４４】なお、本実施形態例においても、下部クラ
ッド微粒子とコアガラス微粒子の堆積工程、これらのガ
ラス微粒子の透明ガラス化工程、コアパターン化は従来
例とほぼ同様に行ない、コアパターンは図１の（ｂ）に
示す導波路構成を有するパターンとした。また、上部ク
ラッドガラス微粒子の透明ガラス化も従来例と同様に行
なった。

【００４５】本実施形態例の製造方法で製造した平面光
導波回路は、１００ＧＨｚ間隔で３２波の光の合分波を
行なうアレイ導波路回折格子の回路構成を有している。
また、このアレイ導波路回折格子の回路は、図１の
（ｂ）に示す回路であり、光入力導波路１２の出射側
に、図３に示すように、光入力導波路１２の幅よりも広
幅で、かつ、第１のスラブ導波路１３側に向かうにつれ
て拡幅する台形状導波路５０を接続して形成されてい
る。台形状導波路５０の斜辺２９は実質的にほぼ直線と
成している。

【００４６】台形状導波路５０は、マルチモードとなる
幅のマルチモード導波路として機能し、かつ、光の進行
方向に向かうにつれて拡幅する形状のマルチモード拡幅
形状導波路として機能する。なお、光入力導波路１２の
出力端側における導波路構成の詳細は、特願２０００−
２８５４４８に記載されている。

【００４７】本第１実施形態例の平面光導波回路の製造
方法は、火炎加水分解堆積法により堆積したガラス微粒
子によって形成される膜質についての検討に基づき、上
部クラッド微粒子の堆積工程において、平面光導波回路
の位相部における上下方向と左右方向のうち距離が短い
方の方向（図２のＴ方向）と膜質の均質度が低い図１の
Ａ方向を一致させて上部クラッドガラス微粒子の堆積を
行なったものである。

【００４８】したがって、本第１実施形態例によれば、
平面光導波回路に形成されているアレイ導波路回折格子
回路の位相部（アレイ導波路１４の形成領域）における
距離が長い方の方向の上部クラッドガラス微粒子膜質均
一性を良好にできるので、アレイ導波路１４の等価屈折
率を均一に近づけることができ、位相誤差に伴う光透過
中心波長ずれを抑制することができ、かつ、光透過波形
の上部形状を保持することができる。

【００４９】そして、本実施形態例によって製造した平
面光導波回路は、上記提案例と同様の動作により同様の
効果を奏し、例えば図４に示すように、平面光導波回路
の光透過特性を、それぞれの光透過中心波長を中心とし
た平坦型のスペクトルとすることができる。

【００５０】なお、図５には、本実施形態例の比較例と
して、平面光導波回路の位相部（アレイ導波路１４）の
上下方向をターンテーブル５の径方向と一致させて、上
部クラッドガラス微粒子の堆積を行なって製造した平面
光導波回路の透過スペクトルが示されている。

【００５１】同図に示すように、比較例においては、平
面光導波回路の透過スペクトルを平坦型にすることがで
きなかったが、本実施形態例は、上記のように、上部ク
ラッドガラス微粒子の堆積方法を適切にすることによ
り、設計通り光透過中心波長と平坦型のスペクトルを得
ることができた。

【００５２】次に、本発明に係る平面光導波回路の製造
方法の第２実施形態例について説明する。本第２実施形
態例の平面光導波回路の製造方法は、上記第１実施形態
例とほぼ同様であり、本第２実施形態例が上記第１実施
形態例と異なることは、製造する平面光導波回路の回路
構成を図６に示す構成としたことである。

【００５３】本第２実施形態例の製造方法により製造す
る平面光導波回路は、インターリーバー光波長合分波器
として機能するアレイ導波路回折格子回路を有するもの
であり、以下に、インターリーバー光合分波器について
説明する。

【００５４】インターリーバー光波長合分波器は、近年
の波長分割多重伝送技術のさらなる発展に伴って提案さ
れた光波長合分波器である。例えば波長多重化におい
て、図１０の（ａ）、（ｂ）に示すように、設定波長間
隔で互いに異なる複数波長の光を持った波長多重光を、
同図の矢印Ａに示すように合波して、同図の（ｃ）に示
すようにする（例えば同図の（ａ）に示す既存の波長間
に、同図の（ｂ）に示す新たな波長を挿入する）。

【００５５】上記波長多重化によって、例えば波長λ
１、λ３、λ５、λ７、λ９、λ１１・・・の波長多重
光と波長λ２、λ４、λ６、λ８、λ１０、・・・の波
長多重光が合波され、波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ
５、λ６、λ７、λ８、λ９、λ１０、λ１１・・・を
持った波長多重光が形成される。

【００５６】このように、インターリーバー光波長合分
波器を適用すると、一定光周波数間隔（一定波長間隔）
で合波された波長多重光に対し、同じ波長間隔ながらも
オフセット値分ずらした波長を挿入することにより、波
長多重密度を増加することができる。

【００５７】また、インターリーバー光波長合分波器
は、波長分割化においては、図１０の矢印Ｂに示すよう
に、同図の（ｃ）に示した波長多重光を、同図の
（ａ）、（ｂ）に示すように分波する。この波長分割化
によって、例えば波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、
λ６、λ７、λ８、λ９、λ１０、λ１１、・・・を持
った波長多重光を、波長λ１、λ３、λ５、λ７、λ
９、λ１１、・・・の波長多重光と波長λ２、λ４、λ
６、λ８、λ１０の波長多重光に分波することが行なわ
れる。

【００５８】最近、上記のようなインターリーバー光波
長合分波器を、アレイ導波路回折格子の回路を有する構
成により実現する提案が、特願２００１−２２３２２６
に提案された。そこで、本発明者は、第２実施形態例の
平面光導波回路の製造方法により製造する平面光導波回
路に、インターリーバー光波長合分波器として機能する
アレイ導波路型回折格子の回路構成（上記提案により提
案された構成）を適用することにした。なお、上記特願
２００１−２２３２２６の提案は未だ公開になっていな
いものである。

【００５９】本第２実施形態例の製造方法により製造さ
れる平面光導波回路は、波長多重光の合分波を、１００
ＧＨｚ間隔と５０ＧＨｚ間隔で行なうインターリーバー
光波長合分波器として機能するものである。

【００６０】つまり、この平面光導波回路は、図６に示
す回路構成を有し、例えば同図の矢印に示すように、隣
り合う波長同士の間隔が５０ＧＨｚ間隔の波長λ１、λ
２、λ３、λ４、λ５、λ６、λ７、λ８、λ９、λ１
０、λ１１、・・・を持った波長多重光を分波して、隣
り合う波長同士の間隔が１００ＧＨｚ間隔の波長λ１、
λ３、λ５、λ７、λ９、λ１１、・・・の波長多重光
と、隣り合う波長同士の間隔が１００ＧＨｚ間隔の波長
λ２、λ４、λ６、λ８、λ１０、・・・の波長多重光
にする。

【００６１】また、本実施形態例の製造方法で製造され
る平面光導波回路は、図６に示す矢印とは逆に、隣り合
う波長同士の間隔が１００ＧＨｚ間隔の波長λ１、λ
３、λ５、λ７、λ９、λ１１、・・・の波長多重光
と、隣り合う波長同士の間隔が１００ＧＨｚ間隔の波長
λ２、λ４、λ６、λ８、λ１０、・・・の波長多重光
を合波して、隣り合う波長同士の間隔が５０ＧＨｚ間隔
の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６、λ７、λ
８、λ９、λ１０、λ１１、・・・を持った波長多重光
にする。

【００６２】また、第２実施形態例の製造方法で製造す
る平面光導波回路も、上記第１実施形態例の製造方法で
製造した平面光導波回路と同様に、光入力導波路１２の
出射側に、光入力導波路１２の幅よりも広幅で、かつ、
第１のスラブ導波路１３側に向かうにつれて拡幅する台
形状導波路５０を接続して形成されており、台形状導波
路５０の構成および機能は、上記第１実施形態例におけ
る構成および機能と同様である。

【００６３】本第２実施形態例では、図７に示すよう
に、位相部であるアレイ導波路１４の形成領域におい
て、最上端と最下端との距離Ｓは３．５ｃｍであり、最
右端と最左端との距離Ｔは２．５ｃｍであり、左右方向
の距離Ｔが短かったので、上記第１実施形態例と同様
に、左右方向をターンテーブル５の径方向と一致させて
上部クラッドガラス微粒子の堆積を行なった。

【００６４】本第２実施形態例も上記第１実施形態例と
同様の効果を奏することができる。

【００６５】図８には、本第２実施形態例の製造方法に
よって製造した平面光導波回路の光透過特性が示されて
いる。同図に示すように、本第２実施形態例の製造方法
により製造した平面光導波回路は、それぞれの光透過中
心波長を中心とした平坦型のスペクトルとなった。

【００６６】なお、図９には、本第２実施形態例の比較
例として、平面光導波回路の位相部（アレイ導波路１
４）の左右方向をターンテーブル５の径方向と一致させ
て、上部クラッドガラス微粒子の堆積を行なって製造し
た平面光導波回路の透過スペクトルが示されている。

【００６７】同図に示すように、比較例においては、平
面光導波回路の透過スペクトルを平坦型にすることがで
きなかったが、本実施形態例は、上記のように、上部ク
ラッドガラス微粒子の堆積方法を適切にすることによ
り、設計通り平坦型のスペクトルを得ることができた。

【００６８】なお、本発明は上記各実施形態例に限定さ
れることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば
上記各実施形態例では、アレイ導波路回折格子の回路を
有する平面光導波回路を製造したが、本発明の平面光導
波回路の製造方法により製造される平面光導波回路は必
ずしもアレイ導波路回折格子とするとは限らず、互いに
間隔を介して並設した２本以上の光導波路を備えた位相
部を有していればよい。

【００６９】つまり、本発明の平面光導波回路の製造方
法により製造される平面光導波回路は、例えば図１４に
示したようなマッハツェンダ光干渉回路を有する回路と
してもよい。

【００７０】この場合も、図１１の（ａ）、（ｂ）に示
すように、位相部の上下方向の距離Ｓが左右方向の距離
Ｔよりも短い場合は、上下方向をターンテーブル５の径
方向と一致させ、その逆に、同図の（ｃ）に示すよう
に、位相部の左右方向の距離Ｔが上下方向の距離Ｓより
も短い場合は、左右方向をターンテーブル５の径方向と
一致させて上部クラッドガラス微粒子の堆積を行なうこ
とにより、上記各実施形態例と同様の効果を奏すること
ができる。

【００７１】また、平面光導波回路を、アレイ導波路回
折格子を有する構成とする場合にも、上記各実施形態例
のように、光入力導波路１２の出射側に台形状導波路５
０を設ける構成とするとは限らず、従来のアレイ導波路
回折格子や提案されている様々なアレイ導波路回折格子
の回路を適用することができる。

【００７２】さらに、上記各実施形態例では、その製造
方法において、上部クラッドガラス微粒子の堆積を、位
相部の最上端と最下端との距離および位相部の最右端と
最左端との距離のうち距離が短い方の方向を前記ターン
テーブルの径方向とほぼ一致させて行ったが、本発明の
平面光導波回路の製造方法は、この方法に限定されるも
のではない。

【００７３】つまり、本発明の平面光導波回路の製造方
法は、下部クラッドガラス微粒子とコアガラス微粒子と
前記上部クラッドガラス微粒子の少なくとも一つのガラ
ス微粒子の堆積を、位相部の最上端と最下端との距離お
よび位相部の最右端と最左端との距離のうち距離が短い
方の方向を前記ターンテーブルの径方向とほぼ一致させ
て行えばよく、この方法の適用によって、平面光導波回
路の位相誤差に伴う光透過中心波長ずれを抑制し、光透
過波形の上部形状を保持することができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明の平面光導波回路の製造方法によ
れば、火炎加水分解堆積法による下部クラッドガラス微
粒子とコアガラス微粒子と前記上部クラッドガラス微粒
子の少なくとも一つのガラス微粒子の堆積工程を特徴的
な工程とすることにより、平面光導波回路の位相部にお
ける距離が長い方の方向の上部クラッドガラス微粒子膜
質均一性を良好にできる。

【００７５】したがって、本発明の平面光導波回路の製
造方法によれば、製造される平面光導波回路の位相部を
形成する光導波路の等価屈折率を均一に近づけることが
でき、平面光導波回路の位相誤差に伴う光透過中心波長
ずれを抑制し、光透過波形の上部形状を保持することが
できる。

【００７６】また、本発明の平面光導波回路によれば、
上記製造方法を適用することにより、アレイ導波路回折
格子の回路やマッハツェンダ光干渉計回路を有する様々
な平面光導波回路において、位相誤差に伴う光透過中心
波長ずれが抑制された、波長精度の高い平面光導波回路
を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る平面光導波回路の製造方法の第１
実施形態例における上部クラッド微粒子堆積工程（ａ）
と、この製造方法により製造した平面光導波回路の例を
示す説明図である。

【図２】上記実施形態例により製造される平面光導波回
路の位相部を示す平面説明図である。

【図３】上記実施形態例により製造される平面光導波回
路の光入力導波路出力側構成を示す平面説明図である。

【図４】上記実施形態例の製造方法を適用して製造した
平面光導波回路の通過スペクトル例を示すグラフであ
る。

【図５】図１の（ｂ）の回路構成を有する平面光導波回
路を従来の製造方法を適用して製造した場合の通過スペ
クトル例を示すグラフである。

【図６】本発明に係る平面光導波回路の製造方法の第２
実施形態例により製造される平面光導波回路回路構成を
示す平面説明図である。

【図７】上記第２実施形態例により製造される平面光導
波回路の位相部を示す平面説明図である。

【図８】上記第２実施形態例の製造方法を適用して製造
したアレイ導波路回折格子の通過スペクトル例を示すグ
ラフである。

【図９】図６の回路構成を有する平面光導波回路を従来
の製造方法を適用して製造した場合の通過スペクトル例
を示すグラフである。

【図１０】インターリーバー光波長合分波器の機能を模
式的に示す説明図である。

【図１１】マッハツェンダ光干渉計回路の位相部構成例
を示す説明図である、

【図１２】火炎加水分解堆積法を用いて形成した膜の、
膜質均質方向と膜質不均質方向を示す説明図である。

【図１３】アレイ導波路回折格子の回路を有する平面光
導波回路例を示す説明図である。

【図１４】マッハツェンダ光干渉計回路を有する平面光
導波回路例を示す説明図である。

【図１５】火炎加水分解堆積法を用いた平面光導波回路
の製造方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 下部クラッド ２ コア ３ 上部クラッド ５ ターンテーブル ６ バーナ １０ 導波路形成領域 １１ 基板 １２ 光入力導波路 １３ 第１のスラブ導波路 １４ アレイ導波路 １４ａ チャンネル導波路 １５ 第２のスラブ導波路 １６ 光出力導波路 ２１，２２ 光導波路 ２３，２４ 方向性結合部

フロントページの続き (72)発明者 柏原 一久 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA04 LA19 PA05 PA26 QA04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定の回転角速度で回転するターンテー
   ブル上のテーブル回転中心を中心とした円周位置に基板
   を１つ以上配列配置し、前記ターンテーブルを回転させ
   ると共にバーナを前記ターンテーブルの径方向に往復移
   動して前記基板上を往復させながら、前記バーナからガ
   ラスの原料ガスと酸素ガスと水素ガスを流して酸素水素
   火炎中で前記原料ガスの加水分解反応を起こし、前記基
   板上に下部クラッドガラス微粒子とコアガラス微粒子と
   上部クラッドガラス微粒子を堆積し、前記コアガラス微
   粒子から成るコアによって、互いに間隔を介して並設し
   た２本以上の光導波路を備えた位相部を有する回路を形
   成する平面光導波回路の製造方法であって、前記平面光
   導波回路の位相部中央部における光導波路並設方向を上
   下方向とし、該上下方向に直交する方向を左右方向とし
   たとき、前記位相部の最上端と最下端との距離および位
   相部の最右端と最左端との距離のうち距離が短い方の方
   向を前記ターンテーブルの径方向とほぼ一致させて、前
   記下部クラッドガラス微粒子と前記コアガラス微粒子と
   前記上部クラッドガラス微粒子の少なくとも一つのガラ
   ス微粒子の堆積を行なうことを特徴とする平面光導波回
   路の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の平面光導波回路の製造方
   法を用いて製造されていることを特徴とする平面光導波
   回路。
3. 【請求項３】 １本以上の光入力導波路と、該光入力導
   波路の出射側に接続された第１のスラブ導波路と、該第
   １のスラブ導波路の出射側に接続され、互いに設定量異
   なる長さの複数並設されたチャネル導波路から成るアレ
   イ導波路と、該アレイ導波路の出射側に接続された第２
   のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出射側に複
   数並設接続された光出力導波路とを有し、前記アレイ導
   波路が位相部と成しているアレイ導波路回折格子回路を
   有することを特徴とする請求項２記載の平面光導波回
   路。
4. 【請求項４】 互いに間隔を介して並設した２本の光導
   波路を有し、これらの光導波路が近接した複数の方向性
   結合部を導波路長手方向に間隔を介して形成し、隣り合
   う方向性結合部に挟まれた領域の光導波路が位相部と成
   しているマッハツェンダ光干渉計回路を有することを特
   徴とする請求項２記載の平面光導波路。