JP2003149474A - Array waveguide type wavelength multiplexer -demultiplexer - Google Patents

Array waveguide type wavelength multiplexer -demultiplexer

Info

Publication number
JP2003149474A
JP2003149474A JP2001351248A JP2001351248A JP2003149474A JP 2003149474 A JP2003149474 A JP 2003149474A JP 2001351248 A JP2001351248 A JP 2001351248A JP 2001351248 A JP2001351248 A JP 2001351248A JP 2003149474 A JP2003149474 A JP 2003149474A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
demultiplexer
array
wavelength multiplexer
type wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001351248A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4100489B2 (en
Inventor
Masaki Kamitoku
正樹 神徳
Hiroshi Takahashi
浩 高橋
Tsutomu Kito
勤 鬼頭
Yoshinori Hibino
善典 日比野
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2001351248A priority Critical patent/JP4100489B2/en
Publication of JP2003149474A publication Critical patent/JP2003149474A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4100489B2 publication Critical patent/JP4100489B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an array waveguide type wavelength multiplexer -demultiplexer which can realize a flat spectrum with low loss and whose transmission characteristic is variable. SOLUTION: The change in a light focusing position at an output end which occurs in principle due to optical path length differences of the waveguide array 13 is suppressed with a particular wavelength region by providing a field distribution modulation element 16 in which a peak position of a field distribution continuously and periodically changes with respect to frequency at an incident side of the waveguide array 13.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、光通信あるいは光
情報処理で用いられる導波路型光素子(光導波回路)、
特に平面基板上に形成された、平坦なスペクトルを有す
るアレイ導波路型波長合分波器に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、シリコン基板あるいは石英基板上
に形成した石英系ガラス光導波路によって構成されたプ
レーナ光波回路(PLC:Planer Lightw
aveCircuit)の研究開発が盛んに行われてい
る。そこでは、アレイ導波路型波長合分波器(AWG)
やマッハツェンダ干渉計のように、多光束あるいは2光
束の光干渉を用いて光波長合分波器を実現している。 【0003】前記アレイ導波路型波長合分波器では、並
列配置された互いに光路長がn×ΔLずつ異なる数十〜
数百本のアレイ状の導波路(導波路アレイ)を伝搬する
複数の光の干渉により、波長合分波機能を実現してい
る。ここで、nは導波路の実効屈折率、ΔLは隣接した
各導波路間の長さの差であり、具体的には10〜100
μm程度の値である。詳しくは、H.Takahash
i et.al.,“Arrayed−Wavegui
de Grating for Wavelength
Division Multi/Demultipl
exerwithNanometre Resolut
ion”,Electron.Lett.,Vol.2
6,No.2,pp.87−88,1990に記載され
ている。 【0004】アレイ導波路型波長合分波器は、近年のW
DMシステムでは必要不可欠の要素となっており、さら
にWDMシステムの進展に伴い、低損失で平坦なスペク
トルのアレイ導波路型波長合分波器が要求されるように
なってきている。アレイ導波路型波長合分波器の損失の
要因としては、光ファイバとアレイ導波路型波長合分
波器との接続部の損失、導波路の伝播損失、アレイ
導波路部分の損失、透過特性の平坦化による過剰損失
からなっている。近年の技術開発の成果により、前者の
3つの損失(乃至)は急速に低減され、非常に低損
失のアレイ導波路型波長合分波器が実現されるようにな
っている。このため、の透過特性の平坦化による過剰
損失が残された課題となっていた。 【0005】図7(a)は従来技術に係るアレイ導波路
型波長合分波器を示す構造図、同図(b)はそのA部分
を拡大して示す拡大図である。両図中、1は入力用導波
路1、2は出力用導波路、3は導波路アレイ、4は第1
の扇形スラブ導波路及び5は第2の扇形スラブ導波路で
ある。ここで、当該アレイ導波路型波長合分波器のスペ
クトルの平坦化は、入力用導波路1と第1の扇形スラブ
導波路4との境界近傍において入力用導波路1がパラポ
ラ形状6をなしていることで実現されている。詳しく
は、K.Okamoto et.al.,“Flat
SpectralResponse Arrayed−
Waveguide GratingMultiple
xerwith Parabolic Wavegui
deHorns”,Electron.Lett.,V
ol.32,No.18,pp.1661−1662,
1996、または特願平8−110950号に記載され
ている。 【0006】図8は上記アレイ導波路型波長合分波器の
スペクトル(同図では、周波数間隔100GHz)を示
すものである。なお、ここでは比較のためにファイバと
素子の接続部の損失、導波路の伝播損失、アレイ導波路
部分の損失を除いた平坦化による過剰損失のみを示して
いる。 【0007】前述のように、平坦化手法は、平坦化と挿
入損失増加がトレードオフの関係にあり、通常2〜3d
Bの過剰損失が生じる。従来のAWGにおいてスペクト
ルが平坦化されるのは、パラボラ形状の入力用導波路1
の出射端における光の強度分布がほぼ方形状であり、そ
れが第1の扇形スラブ導波路4,導波路アレイ3,第2
の扇形スラブ導波路5を伝搬後、出力用導波路2の入射
端に同じ方形状の光強度分布を形成するためである。す
なわち、出力用導波路2に入力された方形状の光は、波
長により集光位置が変化していくが、入射する光の分布
が方形状である為、多少波長が変化しても、出力用導波
路2に結合する光の強度は変化せず、結果として平坦な
スペクトルが得られる。しかしながら、入射する光の分
布は出力用導波路2の基本モードと異なるため、原理的
に過剰損失を有する。なお、蛇足であるが、特定の波長
において入射する光の分布を出力用導波路2の基本モー
ドと一致させた場合であっても、前述のように波長によ
り集光位置が変化していくため、平坦な波長特性は得ら
れない。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】本発明では、前述の従
来のスペクトルの平坦化を行ったAWGの問題点すなわ
ち、スペクトルの平坦化により、2〜3dBの過剰損失
を生じるという問題点の解決をはかる。すなわち、本発
明の目的は、第1に過剰損失を生じることなく、平坦な
スペクトルを実現し得るアレイ導波路型波長合分波器を
提供することにある。第2に、周波数特性が可変なアレ
イ導波路型波長合分波器を提供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術に係
るアレイ導波路型波長合分波器の第2の扇形スラブ導波
路5(図7参照。)での集光位置が、波長に対して一定
の割合で移動していくという点に着目して、これを補正
もしくは増幅するように、入力用導波路1の端面でのフ
ィールド分布ピーク位置が周波数に対して連続的かつ周
期的に変化する素子(以下、フィールド分布変調素子と
略する)を配置したものである。すなわち、従来技術に
係るアレイ導波路型波長合分波器では、第2の扇形スラ
ブ導波路2での集光位置が周波数に対し、図9(a)、
(b)に示すように、線形的に移動するのに対して、本
発明においては、図9(c)、(d)に示すように、特
定の周波数範囲において集光位置の変動量を抑制し、こ
のことにより平坦かつ低損失の波長特性を得るようにし
たものである。具体的には次の各点を構成上の特徴とす
る。 【0010】1) 基板上に配置された入力用導波路
と、出力用導波路と、各導波路の長さが所定の光路長差
で順次長くなるように構成した導波路アレイと、前記入
力用導波路及び導波路アレイを接続する第1の扇形スラ
ブ導波路と、前記出力用導波路及び導波路アレイを接続
する第2の扇形スラブ導波路とを有するアレイ導波路型
波長合分波器において、前記第1の扇形スラブ導波路と
入力用導波路との間に、この入力用導波路の端面でのフ
ィールド分布のピーク位置が周波数に対して連続的かつ
周期的に変化するフィールド分布変調素子を配置したこ
と。 【0011】2) 上記1)に記載するアレイ導波路型
波長合分波器において、フィールド分布変調素子は、入
力用導波路、非対称分岐回路、2本の遅延線、基本モー
ドと高次モードの変換と合波機能を併せ持つモード変換
結合素子で構成したこと。 【0012】3) 上記1)に記載するアレイ導波路型
波長合分波器において、フィールド分布変調素子は、入
力用導波路、基本モードと高次モードの変換と分波機能
を併せ持つマルチモード干渉分波器、3本の遅延線、基
本モードと高次モードの変換と合波機能を併せ持つモー
ド変換結合素子からなり、入力用導波路とマルチモード
干渉分波器の中心がオフセットを有していること。 【0013】4) 上記1)乃至3)の何れか一つに記
載するアレイ導波路型波長合分波器において、当該アレ
イ導波路型波長合分波器の周波数チャンネル間隔とフィ
ールド分布変調素子の繰り返し周波数周期とを一致させ
たこと。 【0014】5) 上記1)乃至4)の何れか一つに記
載するアレイ導波路型波長合分波器において、フィール
ド分布変調素子の遅延線に位相調整部を付加したこと。 【0015】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。なお、以下の説明は入力光を複
数の出力光に分岐する光分波器として説明するが、光合
波器の場合には、入出力が逆になるだけで、構成自体は
全く同様である。すなわち、光合波器と光分波器とは、
本願発明に係るアレイ導波路型波長合分波器の使用方法
の違いに過ぎない。 【0016】図1は本発明の実施の形態に係るアレイ導
波路型波長合分波器を示す構成図である。同図中、11
は入力用導波路、12は出力用導波路、13は導波路ア
レイ、14は第1の扇形スラブ導波路、15は第2の扇
形スラブ導波路、16はフィールド分布変調素子であ
る。従来技術に係るアレイ導波路型波長合分波器との相
違点は、第1の扇形スラブ導波路14の入力端に、アレ
イ導波路格子の第2の扇形スラブ導波路15における集
光位置の波長に対する変化を補正する為に、入力用導波
路11の端面に隣接させてフィールド分布変調素子16
を配置した点にある。 【0017】ここで、フィールド分布変調素子16は、
次のような構成で実現できる。 【0018】フィールド分布変調素子16の第1の構成
を図2に示す。同図中、21は入力用導波路、22は非
対称分岐回路、23は遅延線、24は基本モードと高次
モードの変換と合波機能を併せ持つモード変換結合素子
である。また、25は、必須の構成要素ではないが、出
力用導波路である。26は出力用導波路25の基本モー
ドのフィールド分布、27は出力用導波路25の高次モ
ードのフィールド分布、28は遅延線23である導波路
の位相調整用のヒータである。すなわち、第1のフィー
ルド分布変調素子16は、これら入力用導波路21、非
対称分岐回路22、遅延線23、モード変換結合素子2
4、出力用導波路25及びヒータ28で構成される。な
お、非対称分岐回路22とは、光の分岐比が対称(1:
1)とならない、非対称な分岐比を有する分岐回路のこ
とであり、方向性結合器やY分岐回路、マルチモード干
渉合分波器等で構成することができる。 【0019】フィールド分布変調素子16の第2の構成
を図3に示す。同図中、31は入力用導波路、32はマ
ルチモード干渉合分波器、33は遅延線、34は基本モ
ードと高次モードの変換と合波機能を併せ持つモード変
換結合素子である。また、35は、必須の構成要素では
ないが、出力用導波路である。36は出力用導波路35
の基本モードのフィールド分布、37は出力用導波路3
5の高次モードのフィールド分布、38は遅延線33で
ある導波路の位相調整用のヒータ、39は入力用導波路
31とマルチモード干渉分波器32の中心軸のオフセッ
トを示している。すなわち、第2のフィールド分布変調
素子16は、これら入力用導波路31、非対称分岐回路
32、遅延線33、モード変換結合素子34、出力用導
波路35及びヒータ38で構成される。 【0020】ここで、基本モードと高次モードの変換と
合波機能を併せ持つモード変換結合素子24、34の一
例としては、J.Leuthold,J.Eckne
r,E.Gamper,P.A.Besse,H.Me
lchior,“Multimode Interfe
rence coupler for the con
version and combining of
Zero and First ordermode
s”,et.al.J.L.T,vol.16,No.
7,1998,pp.1228−1239に記載されて
いる。 【0021】上記遅延線23、33の中央部分に半波長
板を挿入することは、製造上生じる偏波依存性を解消で
きるため、より効果的である。また、遅延線23、33
の一部にリング共振器、エタロンフィルタ、マッハツェ
ンダ干渉系、グレーティングなどの波長フィルタを挿入
することにより、素子全体としての波長特性をより良好
な形状に改善できる場合がある。 【0022】図4はフィールド分布変調素子16に光を
入射した場合に出力される光の形状が周波数(波長)に
対して変化する様子を示したものであり、同図(a)は
導波路内の位置に対する光強度分布を示す特性図、同図
(b)は縦軸に入力光波長をとって光強度分布の形状の
変化を等高線表示したものである。両図に示すように、
出力光は周波数に対して周期的かつ連続的に振動するこ
とが分かる。 【0023】なお、本発明の構成は、本発明者等の発明
に係る特開平11−109147、若しくは岡本等によ
る特願平10−90530等におけるマッハツェンダ干
渉計を組み合わせた素子の構成に比較的似ているが、従
来のマッハツェンダ干渉計では、フィールド分布のピー
ク位置が固定した二つの位置にあり、その強度のみが連
続的に変化しており、ピーク位置を連続的には変化でき
ないため、透過特性の完全な平坦化が得られないという
点で大きく異なっている。 【0024】次に、実際に作製したアレイ導波路型波長
合分波器の特性を示す。本形態に係るアレイ導波路型波
長合分波器の場合、図5に示すように、過剰損失は0.
5dB程度であり、従来技術に係るアレイ導波路型波長
合分波器が2〜3dB程度の過剰損失を有していたのに
対して、大幅に過剰損失を低減することができた。 【0025】さらに、本形態に係るアレイ導波路型波長
合分波器における特性が、図2及び図3に示すフィール
ド分布変調素子16の位相調整部を制御、例えば一例と
してヒータ28、38の温度を制御することにより、可
変のスペクトル特性が得られることを示す。図6はヒー
タ28、38による遅延線(導波路)の温度を制御を行
った場合の特性を示す特性図である。同図を参照すれ
ば、ヒータ28、38による遅延線(導波路)の温度制
御により、(a)に示すような透過帯域が細いスペクト
ルから、(b)に示すような平坦で透過帯域が太いスペ
クトルに特性を変化させ得ることが分かる。このような
可変のスペクトル特性は、従来のアレイ導波路格子では
得られない特性である。 【0026】なお、上記実施の形態では、位相調整部を
構成する方法の一例として、ヒータを利用する方法を示
したが、導波路に位相変化を生じる他の構成方法であっ
ても構わない。すなわち、位相調整部に対向電極を配置
し、電圧の印加による電界屈折率変化を利用する方法、
磁界の印加、機械的な構造により部分的に歪を加えるこ
とにより位相調整を行う方法、光やマイクロ波を部分的
に照射する方法等、様々な方法が考えられる。 【0027】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来のアレイ導波路格子と比較して、平坦なスペクトル
を低損失で実現することが可能となり、WDM通信シス
テム設計の損失に対する許容度を増すことができる。ま
た、簡単な構成で、全てのポートの特性を均一にするこ
とができる。さらに、請求項4に記載したように、波長
合分波器(アレイ導波路格子)のチャンネル間隔とフィ
ールド分布変調素子の周期を一致させることにより、簡
単に全てのポートの特性を均一化することができ、請求
項5に記載したように、位相調整部を追加することによ
り、波長合分波器の透過特性を簡易な方法で変化させる
ことができるという効果も奏する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type optical element (optical waveguide circuit) used for optical communication or optical information processing.
More particularly, the present invention relates to an arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer having a flat spectrum formed on a flat substrate. 2. Description of the Related Art In recent years, a planar lightwave circuit (PLC: Planar Lightwave) constituted by a silica-based glass optical waveguide formed on a silicon substrate or a quartz substrate.
aveCircuit) has been actively researched and developed. There, an array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer (AWG)
Like the Mach-Zehnder interferometer, an optical wavelength multiplexer / demultiplexer is realized by using optical interference of multiple light beams or two light beams. [0003] In the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer, several tens to ten light sources having different optical path lengths n × ΔL are arranged in parallel.
A wavelength multiplexing / demultiplexing function is realized by interference of a plurality of lights propagating through several hundred arrayed waveguides (waveguide arrays). Here, n is the effective refractive index of the waveguide, and ΔL is the difference in length between adjacent waveguides.
The value is on the order of μm. For details, see H. Takahash
i et. al. , "Arrayed-Wavegui
de Grating for Wavelength
Division Multi / Demultipl
exerwithNanometer Resolution
ion ", Electron. Lett., Vol.
6, No. 2, pp. 87-88, 1990. An arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer is a recent W
It is an indispensable element in the DM system, and with the development of the WDM system, an array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer having a low loss and a flat spectrum has been required. The causes of the loss of the arrayed waveguide wavelength multiplexer / demultiplexer include the loss of the connection between the optical fiber and the arrayed waveguide wavelength multiplexer / demultiplexer, the propagation loss of the waveguide, the loss of the arrayed waveguide, and the transmission characteristics. Consists of excess loss due to the flattening of As a result of recent technical development, the former three losses (or) are rapidly reduced, and an array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer with extremely low loss is realized. For this reason, there has been a problem that excess loss due to flattening of the transmission characteristics remains. FIG. 7A is a structural view showing an arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the prior art, and FIG. 7B is an enlarged view showing an A portion thereof. In both figures, 1 is an input waveguide 1, 2 is an output waveguide, 3 is a waveguide array, and 4 is a first waveguide.
Is a second fan-shaped slab waveguide and 5 is a second fan-shaped slab waveguide. Here, the spectrum of the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer is flattened by forming the input waveguide 1 in a parapolar shape 6 near the boundary between the input waveguide 1 and the first sector slab waveguide 4. It is realized by having. For details, see K. Okamoto et. al. , “Flat
SpectralResponse Arrayed-
Waveguide GratingMultiple
xerwith Parabolic Waveveui
deHorns ", Electron. Lett., V
ol. 32, No. 18, pp. 1661-1662,
1996 or Japanese Patent Application No. 8-110950. FIG. 8 shows a spectrum of the above-mentioned arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer (in FIG. 8, a frequency interval of 100 GHz). For comparison, only the excess loss due to flattening excluding the loss at the connection between the fiber and the element, the propagation loss in the waveguide, and the loss in the arrayed waveguide portion are shown. As described above, in the flattening method, there is a trade-off relationship between flattening and an increase in insertion loss.
B excess loss occurs. The flattening of the spectrum in the conventional AWG is due to the input waveguide 1 having a parabolic shape.
The light intensity distribution at the light-emitting end of the first slab waveguide is substantially square, and the first fan-shaped slab waveguide 4, the waveguide array 3, and the second
This is for forming the same square light intensity distribution at the incident end of the output waveguide 2 after propagating through the fan-shaped slab waveguide 5 of FIG. In other words, the focusing position of the rectangular light input to the output waveguide 2 changes depending on the wavelength. However, since the distribution of the incident light is rectangular, even if the wavelength slightly changes, the output light does not change. The intensity of light coupled to the waveguide 2 does not change, and as a result, a flat spectrum is obtained. However, since the distribution of the incident light is different from the fundamental mode of the output waveguide 2, there is an excess loss in principle. In addition, although it is a staggered foot, even if the distribution of light incident at a specific wavelength is made to coincide with the fundamental mode of the output waveguide 2, the light condensing position changes depending on the wavelength as described above. , Flat wavelength characteristics cannot be obtained. [0008] In the present invention, the problem of the above-mentioned conventional AWG in which the spectrum is flattened, that is, the problem that an excess loss of 2-3 dB is caused by the flattening of the spectrum. To solve the problem. That is, an object of the present invention is first to provide an arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer capable of realizing a flat spectrum without causing excess loss. Second, it is to provide an arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer having variable frequency characteristics. According to the present invention, the light condensing position in the second sector slab waveguide 5 (see FIG. 7) of the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the prior art is determined. Focusing on the fact that it moves at a constant rate with respect to the wavelength, the field distribution peak position on the end face of the input waveguide 1 is continuous with the frequency and is corrected or amplified so as to correct or amplify this. An element which changes periodically (hereinafter, abbreviated as a field distribution modulation element) is arranged. That is, in the array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the related art, the focusing position in the second fan-shaped slab waveguide 2 is different from the frequency in FIG.
9B. In the present invention, as shown in FIGS. 9C and 9D, the amount of change in the light-collecting position is suppressed in a specific frequency range, while linearly moving as shown in FIG. Thus, a flat and low-loss wavelength characteristic is obtained. Specifically, the following points are features of the configuration. 1) An input waveguide and an output waveguide disposed on a substrate, a waveguide array configured such that the length of each waveguide is sequentially increased by a predetermined optical path length difference, and Waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer having a first sector slab waveguide connecting the output waveguide and the waveguide array, and a second sector slab waveguide connecting the output waveguide and the waveguide array In the field distribution modulation, the peak position of the field distribution at the end face of the input waveguide continuously and periodically changes between the first sector slab waveguide and the input waveguide. Arrangement of elements. 2) In the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer described in 1) above, the field distribution modulation element includes an input waveguide, an asymmetric branch circuit, two delay lines, and a fundamental mode and a higher mode. A mode conversion coupling element that has both conversion and multiplexing functions. 3) In the array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer described in 1) above, the field distribution modulation element is an input waveguide, a multi-mode interference having both the conversion between a fundamental mode and a higher-order mode and the demultiplexing function. It consists of a demultiplexer, three delay lines, and a mode conversion coupling element having both a fundamental mode and a higher mode conversion and a multiplexing function. The input waveguide and the center of the multimode interference demultiplexer have an offset. That you are. 4) In the array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of the above 1) to 3), the frequency channel interval of the array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer and the field distribution modulation element Match the repetition frequency period. 5) In the array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer described in any one of 1) to 4) above, a phase adjuster is added to the delay line of the field distribution modulator. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, an optical splitter that splits input light into a plurality of output lights will be described. However, in the case of an optical multiplexer, only the input and output are reversed, and the configuration itself is exactly the same. That is, the optical multiplexer and the optical demultiplexer are:
This is only a difference in using the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the present invention. FIG. 1 is a configuration diagram showing an arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to an embodiment of the present invention. In the figure, 11
Is an input waveguide, 12 is an output waveguide, 13 is a waveguide array, 14 is a first sector slab waveguide, 15 is a second sector slab waveguide, and 16 is a field distribution modulation element. The difference from the array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the prior art is that the light collecting position in the second sector slab waveguide 15 of the array waveguide grating is provided at the input end of the first sector slab waveguide 14. In order to correct the change with respect to the wavelength, the field distribution modulation element 16 is disposed adjacent to the end face of the input waveguide 11.
Is located. Here, the field distribution modulating element 16
It can be realized by the following configuration. FIG. 2 shows a first configuration of the field distribution modulator 16. In the figure, 21 is an input waveguide, 22 is an asymmetric branch circuit, 23 is a delay line, and 24 is a mode conversion coupling element having both a conversion between a fundamental mode and a higher-order mode and a multiplexing function. 25 is an output waveguide, although not an essential component. 26 is a field distribution of a fundamental mode of the output waveguide 25, 27 is a field distribution of a higher mode of the output waveguide 25, and 28 is a heater for adjusting the phase of the waveguide which is the delay line 23. That is, the first field distribution modulation element 16 includes the input waveguide 21, the asymmetric branch circuit 22, the delay line 23, and the mode conversion coupling element 2.
4. An output waveguide 25 and a heater 28. Note that the asymmetric branch circuit 22 has a symmetric branch ratio of light (1:
This is a branch circuit having an asymmetric branch ratio that does not satisfy 1), and can be configured by a directional coupler, a Y branch circuit, a multimode interference multiplexer / demultiplexer, or the like. FIG. 3 shows a second configuration of the field distribution modulation element 16. In the figure, 31 is an input waveguide, 32 is a multi-mode interference multiplexer / demultiplexer, 33 is a delay line, and 34 is a mode conversion coupling element having both functions of conversion of fundamental mode and higher order mode and multiplexing function. Reference numeral 35 denotes an output waveguide, which is not an essential component. 36 is an output waveguide 35
And 37 is the output waveguide 3
Reference numeral 5 denotes a field distribution of a higher-order mode, 38 denotes a heater for adjusting the phase of the waveguide, which is the delay line 33, and 39 denotes an offset between the central axes of the input waveguide 31 and the multimode interference duplexer 32. That is, the second field distribution modulator 16 includes the input waveguide 31, the asymmetric branch circuit 32, the delay line 33, the mode conversion coupling element 34, the output waveguide 35, and the heater 38. Here, as an example of the mode conversion coupling elements 24 and 34 having both the conversion between the fundamental mode and the higher-order mode and the multiplexing function, see J. Leutold, J .; Eckne
r, E. Gamper, P .; A. Besse, H .; Me
lchior, “Multimode Interfe
rence coupler for the con
version and combining of
Zero and First ordermode
s ", et. al. JLT, vol. 16, No.
7, 1998 pp. 1228-1239. Inserting a half-wave plate at the center of the delay lines 23 and 33 is more effective because the polarization dependence caused in manufacturing can be eliminated. Further, the delay lines 23 and 33
In some cases, by inserting a wavelength filter such as a ring resonator, an etalon filter, a Mach-Zehnder interference system, or a grating into a part of the device, the wavelength characteristics of the entire device can be improved to a better shape. FIG. 4 shows how the shape of light output when light enters the field distribution modulation element 16 changes with frequency (wavelength). FIG. 4A shows a waveguide. FIG. 4B is a characteristic diagram showing the light intensity distribution with respect to the positions in the graph, and FIG. 6B shows the change in the shape of the light intensity distribution with the input light wavelength on the vertical axis. As shown in both figures,
It can be seen that the output light vibrates periodically and continuously with respect to the frequency. The structure of the present invention is relatively similar to the structure of an element in which a Mach-Zehnder interferometer is combined in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-109147 or Japanese Patent Application No. 10-90530 by Okamoto et al. However, in the conventional Mach-Zehnder interferometer, the peak position of the field distribution is located at two fixed positions, only the intensity of which changes continuously, and the peak position cannot be changed continuously. In that complete flattening cannot be obtained. Next, the characteristics of the actually manufactured arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer will be described. In the case of the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the present embodiment, as shown in FIG.
This is about 5 dB, whereas the array waveguide wavelength multiplexer / demultiplexer according to the related art has an excess loss of about 2 to 3 dB, but the excess loss can be greatly reduced. Further, the characteristics of the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the present embodiment control the phase adjustment section of the field distribution modulator 16 shown in FIGS. 2 and 3, for example, the temperature of the heaters 28 and 38 as an example. Indicates that variable spectral characteristics can be obtained by controlling. FIG. 6 is a characteristic diagram showing characteristics when the temperature of the delay line (waveguide) is controlled by the heaters 28 and 38. Referring to the figure, by controlling the temperature of the delay line (waveguide) by the heaters 28 and 38, the spectrum having a narrow transmission band as shown in (a) is changed to a flat and wide transmission band as shown in (b). It can be seen that the characteristics can be changed to the spectrum. Such variable spectral characteristics are characteristics that cannot be obtained with conventional arrayed waveguide gratings. In the above-described embodiment, a method using a heater has been described as an example of a method of configuring the phase adjustment unit. However, another configuration method that causes a phase change in the waveguide may be used. That is, a method of arranging a counter electrode in the phase adjustment unit and using a change in electric field refractive index due to application of a voltage
Various methods are conceivable, such as a method of adjusting the phase by applying a magnetic field or applying a partial strain by a mechanical structure, and a method of partially irradiating light or a microwave. As described above, according to the present invention,
Compared with the conventional arrayed waveguide grating, a flat spectrum can be realized with low loss, and the tolerance of the WDM communication system design to loss can be increased. Further, the characteristics of all ports can be made uniform with a simple configuration. Furthermore, the characteristics of all the ports can be easily made uniform by making the channel interval of the wavelength multiplexer / demultiplexer (arrayed waveguide grating) and the period of the field distribution modulation element coincide with each other. As described in claim 5, the addition of the phase adjuster also has an effect that the transmission characteristics of the wavelength multiplexer / demultiplexer can be changed by a simple method.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態に係るアレイ導波路型波長
合分波器を示す構成図である。 【図2】本発明のアレイ導波路型波長合分波器における
フィールド分布変調素子の第1の具体例を示す構成図で
ある。 【図3】本発明のアレイ導波路型波長合分波器における
フィールド分布変調素子の第2の具体例を示す構成図で
ある。 【図4】本発明のアレイ導波路型波長合分波器における
フィールド分布変調素子の出力の周波数特性を示す特性
図である。 【図5】図1に示す本発明のアレイ導波路型波長合分波
器における透過特性を示す特性図である。 【図6】本発明のアレイ導波路型波長合分波器における
フィールド分布変調素子のヒータによる遅延線の温度制
御を行った場合の特性を示す特性図である。 【図7】従来技術に係る透過特性平坦型のアレイ導波路
型波長合分波器の一例を示す構成図である。 【図8】図7に示す従来技術に係るアレイ導波路型波長
合分波器の透過特性を示す特性図である。 【図9】本発明の動作原理を説明するための図で、
(a)、(b)は従来技術に係る特性図で、(c)は
(a)に対応し、且つ(d)は(b)に対応する本発明
に係る特性図である。 【符号の説明】 11 入力用導波路 12 出力用導波路 13 導波路アレイ 14 第1の扇形スラブ導波路 15 第2の扇形スラブ導波路 16 フィールド分布変調素子 21 入力用導波路 22 非対称分岐回路 23 遅延線 24 モード変換結合素子 28 ヒータ(導波路の位相調整部) 31 入力用導波路 32 マルチモード干渉合分波器 33 遅延線 34 モード変換結合素子 38 ヒータ(導波路の位相調整部)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram showing an arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram showing a first specific example of a field distribution modulation element in the arrayed waveguide wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention. FIG. 3 is a configuration diagram showing a second specific example of the field distribution modulation element in the arrayed waveguide wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic of an output of a field distribution modulation element in the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention. FIG. 5 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention shown in FIG. FIG. 6 is a characteristic diagram showing characteristics in the case where the temperature of the delay line is controlled by the heater of the field distribution modulation element in the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer of the present invention. FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of an arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer having a flat transmission characteristic according to the related art. FIG. 8 is a characteristic diagram showing transmission characteristics of the arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to the related art shown in FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining the operation principle of the present invention;
(A) and (b) are characteristic diagrams according to the related art, (c) is a characteristic diagram according to the present invention corresponding to (a), and (d) is a characteristic diagram according to the present invention, corresponding to (b). DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Input waveguide 12 Output waveguide 13 Waveguide array 14 First sector slab waveguide 15 Second sector slab waveguide 16 Field distribution modulator 21 Input waveguide 22 Asymmetric branch circuit 23 Delay line 24 Mode conversion coupling element 28 Heater (waveguide phase adjustment unit) 31 Input waveguide 32 Multi-mode interference multiplexer / demultiplexer 33 Delay line 34 Mode conversion coupling element 38 Heater (waveguide phase adjustment unit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 勤 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社 (72)発明者 日比野 善典 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社 Fターム(参考) 2H047 KA03 KA12 LA19 LA23 MA05 RA02 RA08 TA05 TA11    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Tsutomu Kito             2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun             Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Yoshinori Hibino             2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun             Nippon Telegraph and Telephone Corporation F term (reference) 2H047 KA03 KA12 LA19 LA23 MA05                       RA02 RA08 TA05 TA11

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板上に配置された入力用導波路と、出
力用導波路と、各導波路の長さが所定の光路長差で順次
長くなるように構成した導波路アレイと、前記入力用導
波路及び導波路アレイを接続する第1の扇形スラブ導波
路と、前記出力用導波路及び導波路アレイを接続する第
2の扇形スラブ導波路とを有するアレイ導波路型波長合
分波器において、 前記第1の扇形スラブ導波路と入力用導波路との間に、
この入力用導波路の端面でのフィールド分布のピーク位
置が周波数に対して連続的かつ周期的に変化するフィー
ルド分布変調素子を配置したことを特徴とするアレイ導
波路型波長合分波器。 【請求項2】 〔請求項1〕に記載するアレイ導波路型
波長合分波器において、 フィールド分布変調素子は、入力用導波路、非対称分岐
回路、2本の遅延線、基本モードと高次モードの変換と
合波機能を併せ持つモード変換結合素子で構成したこと
を特徴とするアレイ導波路型波長合分波器。 【請求項3】 〔請求項1〕に記載するアレイ導波路型
波長合分波器において、 フィールド分布変調素子は、入力用導波路、基本モード
と高次モードの変換と分波機能を併せ持つマルチモード
干渉分波器、3本の遅延線、基本モードと高次モードの
変換と合波機能を併せ持つモード変換結合素子からな
り、入力用導波路とマルチモード干渉分波器の中心がオ
フセットを有していることを特徴とするアレイ導波路型
波長合分波器。 【請求項4】 〔請求項1〕乃至〔請求項3〕の何れか
一つに記載するアレイ導波路型波長合分波器において、 当該アレイ導波路型波長合分波器の周波数チャンネル間
隔とフィールド分布変調素子の繰り返し周波数周期とを
一致させたことを特徴とするアレイ導波路型波長合分波
器。 【請求項5】 〔請求項1〕乃至〔請求項4〕の何れか
一つに記載するアレイ導波路型波長合分波器において、 フィールド分布変調素子の遅延線に位相調整部を付加し
たことを特徴とするアレイ導波路型波長合分波器。
Claims: 1. An input waveguide and an output waveguide disposed on a substrate, and a waveguide configured such that the length of each waveguide is sequentially increased by a predetermined optical path length difference. An array waveguide including a waveguide array, a first sector slab waveguide connecting the input waveguide and the waveguide array, and a second sector slab waveguide connecting the output waveguide and the waveguide array. In the type wavelength multiplexer / demultiplexer, between the first fan-shaped slab waveguide and the input waveguide,
An array waveguide type wavelength multiplexing / demultiplexing device comprising a field distribution modulation element in which a peak position of a field distribution at an end face of the input waveguide changes continuously and periodically with respect to a frequency. 2. The array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the field distribution modulating element includes an input waveguide, an asymmetric branch circuit, two delay lines, a fundamental mode and a higher order. An arrayed waveguide wavelength multiplexing / demultiplexing device comprising a mode conversion coupling element having both mode conversion and multiplexing functions. 3. The array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the field distribution modulation element is an input waveguide, a multi-mode having both a conversion between a fundamental mode and a higher-order mode and a demultiplexing function. It consists of a mode interference demultiplexer, three delay lines, and a mode conversion coupling element that has both the fundamental mode and higher-order mode conversion and multiplexing functions. The input waveguide and the center of the multimode interference demultiplexer have an offset. An arrayed waveguide wavelength multiplexer / demultiplexer, comprising: 4. The array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of [1] to [3], wherein a frequency channel interval of the array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer is determined. An array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer, wherein a repetition frequency period of a field distribution modulation element is made to match. 5. The array waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer according to any one of [1] to [4], wherein a phase adjuster is added to the delay line of the field distribution modulator. An arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer characterized by the above-mentioned.
JP2001351248A 2001-11-16 2001-11-16 Arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer Expired - Fee Related JP4100489B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001351248A JP4100489B2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001351248A JP4100489B2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003149474A true JP2003149474A (en) 2003-05-21
JP4100489B2 JP4100489B2 (en) 2008-06-11

Family

ID=19163578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001351248A Expired - Fee Related JP4100489B2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 Arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4100489B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010007888A1 (en) 2008-07-14 2010-01-21 日本電信電話株式会社 Optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit
WO2010007884A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-21 日本電信電話株式会社 Array waveguide diffraction grating
WO2010079761A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 日本電信電話株式会社 Optical wevelength multiplexing/demultiplexing circuit, optical module using optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit, and communication system
JP2010160351A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit
JP2011109001A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Kyushu Univ Waveguide type optical filter and semiconductor laser
JP2015044358A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 エスアイアイ・プリンテック株式会社 Liquid jet device
JP2015114378A (en) * 2013-12-09 2015-06-22 日本電信電話株式会社 Optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7206528B2 (en) 2019-08-01 2023-01-18 日本電信電話株式会社 Optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010007888A1 (en) 2008-07-14 2010-01-21 日本電信電話株式会社 Optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit
WO2010007884A1 (en) * 2008-07-14 2010-01-21 日本電信電話株式会社 Array waveguide diffraction grating
JP2010044350A (en) * 2008-07-14 2010-02-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit
US8369666B2 (en) 2008-07-14 2013-02-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical wavelength multiplexing/ de-multiplexing circuit
US8867873B2 (en) 2008-07-14 2014-10-21 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Arrayed waveguide grating
JP2010160351A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit
WO2010079761A1 (en) * 2009-01-09 2010-07-15 日本電信電話株式会社 Optical wevelength multiplexing/demultiplexing circuit, optical module using optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit, and communication system
JP5180322B2 (en) * 2009-01-09 2013-04-10 日本電信電話株式会社 Optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit, optical module and optical communication system using optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit
US8483525B2 (en) 2009-01-09 2013-07-09 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit, optical module using optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit, and communication system
JP2011109001A (en) * 2009-11-20 2011-06-02 Kyushu Univ Waveguide type optical filter and semiconductor laser
JP2015044358A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 エスアイアイ・プリンテック株式会社 Liquid jet device
JP2015114378A (en) * 2013-12-09 2015-06-22 日本電信電話株式会社 Optical wavelength multiplexing/demultiplexing circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP4100489B2 (en) 2008-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9991963B2 (en) Multi-channel tunable laser
US10261260B2 (en) Tunable microring resonator
JP5910186B2 (en) Wavelength multiplexing / demultiplexing element and optical apparatus using the same
US20060222296A1 (en) Optical wavelength division multiplexer
JPH05313029A (en) Light wave combining/splitting instrument
JP4100489B2 (en) Arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer
JP2002323626A (en) Optical wavelength multiplexing and demultiplexing device and optical multiplexing and demultiplexing system
US9871344B2 (en) Tunable laser and method for tuning a lasing mode
JPH08234149A (en) Optical filter using electron - optical material
JP3988863B2 (en) Integrated optical circuit including arrayed waveguide grating type wavelength multiplexer / demultiplexer
JPWO2004077117A1 (en) Arrayed waveguide type wavelength multiplexer / demultiplexer and optical transmission device
US20020186920A1 (en) Coupler assisted tunable add/drop filter
JP3832741B2 (en) Wavelength tap circuit
KR20020079577A (en) Optical multiplexer/demultiplexer
JP4827935B2 (en) Optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit
JP2024502168A (en) Arrayed waveguide diffraction grating and its manufacturing method, transceiver, and optical communication system
JP3931834B2 (en) Optical wavelength multiplexer / demultiplexer
JP2004145166A (en) Array type waveguide grid
JP3600785B2 (en) Waveguide type laser
Ren et al. Optimization design of all-fiber 3× 3 multiplexer based on an asymmetrical Mach–Zehnder interferometer
JPH09269514A (en) Optical waveguide device and its production
JP2002341158A (en) Array waveguide grating type optical wavelength multiplexer/demultiplexer
KR100863523B1 (en) Waveguide type optical splitter having the asymmetrical mach zhender structure of multimode type
JPH05107420A (en) Semiconductor optical element
JP2002303745A (en) Optical circuit and method for trimming the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070911

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080311

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20080312

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20080312

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080312

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees