JP2003289153A - 波長安定化機構を備えた光伝送装置 - Google Patents
波長安定化機構を備えた光伝送装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長安定化機構を備えた光伝送装置に関し、
光源からの光を安定した結合率で光導波路に導く。 【解決手段】 光導波路１、光源４、及び、光結合用グ
レーティングカプラ２からなる光伝送装置に、結合光６
の一部を光導波路１外に取り出す光取り出し手段３、光
検出手段８、及び、前記光検出手段８の出力に応じて光
源４の波長を変えるための波長制御手段１０を設ける。
光源からの光を安定した結合率で光導波路に導く。 【解決手段】 光導波路１、光源４、及び、光結合用グ
レーティングカプラ２からなる光伝送装置に、結合光６
の一部を光導波路１外に取り出す光取り出し手段３、光
検出手段８、及び、前記光検出手段８の出力に応じて光
源４の波長を変えるための波長制御手段１０を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は波長安定化機構を備
えた光伝送装置に関するものであり、特に、電気配線に
とって変わる光配線機構における、電気信号を光信号に
変換し、導波路内を伝播させるための光源と導波路への
光結合部にける結合安定化のための構成に特徴のある波
長安定化機構を備えた光伝送装置に関するものである。
えた光伝送装置に関するものであり、特に、電気配線に
とって変わる光配線機構における、電気信号を光信号に
変換し、導波路内を伝播させるための光源と導波路への
光結合部にける結合安定化のための構成に特徴のある波
長安定化機構を備えた光伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年のＣＰＵの高速化に伴い、電気信号
の高速化が進むにつれて、電気配線における信号遅延や
ノイズが問題になりはじめている。
の高速化が進むにつれて、電気配線における信号遅延や
ノイズが問題になりはじめている。
【０００３】このため、この様な電気配線に代わるもの
として光配線が検討されているが、この様な光配線にお
いては、外部に設けた光源からのレーザ光を光結合部材
を用いて光導波路に導く必要がある。
として光配線が検討されているが、この様な光配線にお
いては、外部に設けた光源からのレーザ光を光結合部材
を用いて光導波路に導く必要がある。
【０００４】この様なレーザ光を導波路に結合する方法
としては、各種の方法が提案されているが、例えば、マ
ルチモード導波路にレーザ光を結合する方法として、導
波路内に切込みを入れて形成したミラーを用いるものが
ある。
としては、各種の方法が提案されているが、例えば、マ
ルチモード導波路にレーザ光を結合する方法として、導
波路内に切込みを入れて形成したミラーを用いるものが
ある。
【０００５】この方法は、異なる角度に入射する光を結
合させるべく、導波路径が数十μｍのマルチモード導波
路にのみ適用可能で、シングルモード導波路への適用は
困難である。
合させるべく、導波路径が数十μｍのマルチモード導波
路にのみ適用可能で、シングルモード導波路への適用は
困難である。
【０００６】一方、シングルモード導波路に適用可能な
光結合法としては、プリズムを用いる方法、或いは、グ
レーティングカプラを用いる方法が提案されており、平
面素子である光導波路への集積実装性の観点からは、任
意の場所に形成でき、積層も可能なグレーティングカプ
ラが適している。
光結合法としては、プリズムを用いる方法、或いは、グ
レーティングカプラを用いる方法が提案されており、平
面素子である光導波路への集積実装性の観点からは、任
意の場所に形成でき、積層も可能なグレーティングカプ
ラが適している。
【０００７】この様なグレーティングカプラを用いる例
としては、例えば、スラブ導波路にグレーティングカプ
ラを形成し、レーザ光を外部に取り出すと共に集光し、
外部からの反射光を逆行させ、ビームスプリッタによっ
て光検知器に導く構成で、光ディスク用のピックアップ
を構成すること（必要ならば、特開昭６１−８５６４１
号公報参照）が提案されている。この様なグレーティン
グカプラには、導波路伝播と空間伝播を相互に変換する
機能がある。
としては、例えば、スラブ導波路にグレーティングカプ
ラを形成し、レーザ光を外部に取り出すと共に集光し、
外部からの反射光を逆行させ、ビームスプリッタによっ
て光検知器に導く構成で、光ディスク用のピックアップ
を構成すること（必要ならば、特開昭６１−８５６４１
号公報参照）が提案されている。この様なグレーティン
グカプラには、導波路伝播と空間伝播を相互に変換する
機能がある。
【０００８】また、外部光源の光をグレーティングで導
波路に結合して伝播させ、他のグレーティングによって
導波路外部に取り出した信号光を外部に配置した光検知
器で受光する方式が開示されている（必要ならば、特開
昭６４−２５５８０号公報参照）。
波路に結合して伝播させ、他のグレーティングによって
導波路外部に取り出した信号光を外部に配置した光検知
器で受光する方式が開示されている（必要ならば、特開
昭６４−２５５８０号公報参照）。
【０００９】さらに、半導体レーザの発振波長には個体
差があり、また温度依存性があるため、実際の発振波長
を検出する手段として、ピッチの異なるグレーティング
カプラを用いて取り出した光の強度差から波長を算出す
る方法が開示されている（必要ならば、特開平３−２９
５０３７号公報参照）。
差があり、また温度依存性があるため、実際の発振波長
を検出する手段として、ピッチの異なるグレーティング
カプラを用いて取り出した光の強度差から波長を算出す
る方法が開示されている（必要ならば、特開平３−２９
５０３７号公報参照）。
【００１０】この様な光結合手段を備えた光配線を用い
ることによって、電気配線では実現できない高速伝送、
例えば、１０Ｇｂ／秒以上の高速伝送が可能になり、そ
の際、電気信号を光信号に変換するための光源として半
導体レーザを用いている。
ることによって、電気配線では実現できない高速伝送、
例えば、１０Ｇｂ／秒以上の高速伝送が可能になり、そ
の際、電気信号を光信号に変換するための光源として半
導体レーザを用いている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源か
らの光を導波路に結合するための手段としてグレーティ
ングカプラを用いる場合、光源の波長は、個体差により
異なるとともに、温度変化により変動してしまうため、
グレーティングカプラによる光結合効率が変化してしま
うという問題がある。
らの光を導波路に結合するための手段としてグレーティ
ングカプラを用いる場合、光源の波長は、個体差により
異なるとともに、温度変化により変動してしまうため、
グレーティングカプラによる光結合効率が変化してしま
うという問題がある。
【００１２】特に、光源として半導体レーザを用いた場
合、半導体レーザの発振波長の温度依存性が大きいた
め、ひどい場合には結合しなくなってしまう問題があ
る。
合、半導体レーザの発振波長の温度依存性が大きいた
め、ひどい場合には結合しなくなってしまう問題があ
る。
【００１３】したがって、本発明は、光源からの光を安
定した結合率で光導波路に導くことを目的とする。
定した結合率で光導波路に導くことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成図であり、この図１を参照して本発明における課題を
解決するための手段を説明する。 図１参照 上述の目的を達成するため、本発明は、波長安定化機構
を備えた光伝送装置において、光導波路１、光源４、及
び、光結合用グレーティングカプラ２からなる光伝送装
置に、結合光６の一部を光導波路１外に取り出す光取り
出し手段３、光検出手段８、及び、前記光検出手段８の
出力に応じて光源４の波長を変えるための波長制御手段
１０を設けたことを特徴とする。なお、光結合用のグレ
ーティングカプラ２は、光導波路１の上下に設けても良
いものである。
成図であり、この図１を参照して本発明における課題を
解決するための手段を説明する。 図１参照 上述の目的を達成するため、本発明は、波長安定化機構
を備えた光伝送装置において、光導波路１、光源４、及
び、光結合用グレーティングカプラ２からなる光伝送装
置に、結合光６の一部を光導波路１外に取り出す光取り
出し手段３、光検出手段８、及び、前記光検出手段８の
出力に応じて光源４の波長を変えるための波長制御手段
１０を設けたことを特徴とする。なお、光結合用のグレ
ーティングカプラ２は、光導波路１の上下に設けても良
いものである。
【００１５】この様に、光源４の波長を制御する波長制
御手段１０を備えることにより、光源４からの光５の波
長が温度変化により変化した場合にも、光検出手段８の
出力により波長変化を相殺するように制御することによ
って安定した光結合効率を保つことができる。
御手段１０を備えることにより、光源４からの光５の波
長が温度変化により変化した場合にも、光検出手段８の
出力により波長変化を相殺するように制御することによ
って安定した光結合効率を保つことができる。
【００１６】また、光源４の固有の発振波長が、光結合
用グレーティングカプラ２の結合効率が最大となる波長
と合わない場合には、光源４の波長を光結合用グレーテ
ィングカプラ２の結合効率が最大となる波長と合うよう
に制御することによって安定した光結合効率を保つこと
ができる。
用グレーティングカプラ２の結合効率が最大となる波長
と合わない場合には、光源４の波長を光結合用グレーテ
ィングカプラ２の結合効率が最大となる波長と合うよう
に制御することによって安定した光結合効率を保つこと
ができる。
【００１７】また、結合光６の一部を光導波路１外に取
り出す手段は、光取り出し効率が最大となる波長が互い
に異なる複数個のグレーティングで構成するとともに、
グレーティングの内の一つの光取り出し効率が最大とな
る波長と他の少なくとも一つのグレーティングの光取り
出し効率が最大となる波長とが、導波光の中心波長に対
して互いに反対側に位置するようにすることが望まし
く、それによって、波長の変動方向を知ることができる
ので、波長制御が容易になる。
り出す手段は、光取り出し効率が最大となる波長が互い
に異なる複数個のグレーティングで構成するとともに、
グレーティングの内の一つの光取り出し効率が最大とな
る波長と他の少なくとも一つのグレーティングの光取り
出し効率が最大となる波長とが、導波光の中心波長に対
して互いに反対側に位置するようにすることが望まし
く、それによって、波長の変動方向を知ることができる
ので、波長制御が容易になる。
【００１８】この場合、グレーティングを４個以上設け
ることによって、波長変動が極端な場合にも波長変動を
検出することができ、それによって、常に安定した光結
合効率を保つことができる。
ることによって、波長変動が極端な場合にも波長変動を
検出することができ、それによって、常に安定した光結
合効率を保つことができる。
【００１９】この場合、光検出手段８は、フィルタを設
け、フィルタを切り替えることによって、複数のグレー
ティングからの出力光を１個の光検出手段８で検出する
ことも可能であるが、グレーティングと同じ個数設け、
光検出手段８とグレーティングとを１対１に対応させる
ことが望ましい。
け、フィルタを切り替えることによって、複数のグレー
ティングからの出力光を１個の光検出手段８で検出する
ことも可能であるが、グレーティングと同じ個数設け、
光検出手段８とグレーティングとを１対１に対応させる
ことが望ましい。
【００２０】また、グレーティングを複数個設ける場
合、複数のグレーティングの内の二つを、光導波方向に
対して垂直な方向に配置することによって、配置に要す
る光の伝送方向に沿った配置スペースを少なくすること
ができる。
合、複数のグレーティングの内の二つを、光導波方向に
対して垂直な方向に配置することによって、配置に要す
る光の伝送方向に沿った配置スペースを少なくすること
ができる。
【００２１】この場合、光導波方向に対して垂直な方向
に配置した二つのグレーティングに集光機能を付与する
ことによって、クロストークを防止することができると
ともに、各グレーティングに対応する光検出手段８を小
型化することができ、それによって光検出出力における
雑音を少なくすることができる。
に配置した二つのグレーティングに集光機能を付与する
ことによって、クロストークを防止することができると
ともに、各グレーティングに対応する光検出手段８を小
型化することができ、それによって光検出出力における
雑音を少なくすることができる。
【００２２】なお、この様なグレーティング対を光導波
方向に複数対配置した場合には、導波光の中心波長より
短波長側に光取り出し効率が最大となる波長がある複数
のグレーティングからの取り出し光７を１個のフォトダ
イオードで検出するとともに、導波光の中心波長より長
波長側に光取り出し効率が最大となる波長がある複数の
グレーティングからの取り出し光７を他の１個のフォト
ダイオードで検出するようにしても良い。
方向に複数対配置した場合には、導波光の中心波長より
短波長側に光取り出し効率が最大となる波長がある複数
のグレーティングからの取り出し光７を１個のフォトダ
イオードで検出するとともに、導波光の中心波長より長
波長側に光取り出し効率が最大となる波長がある複数の
グレーティングからの取り出し光７を他の１個のフォト
ダイオードで検出するようにしても良い。
【００２３】また、波長制御手段１０としては、光源４
の温度を制御する温度制御手段、例えば、ペルチェ効果
素子等からなる温度制御手段、或いは、光源４の外部共
振器の位置を制御する共振器長制御手段、例えば、外部
共振器の間隔を制御するピエゾ効果素子等からなる共振
器長制御手段のいずれを用いても良い。
の温度を制御する温度制御手段、例えば、ペルチェ効果
素子等からなる温度制御手段、或いは、光源４の外部共
振器の位置を制御する共振器長制御手段、例えば、外部
共振器の間隔を制御するピエゾ効果素子等からなる共振
器長制御手段のいずれを用いても良い。
【００２４】また、光源４、光検出手段８、波長制御手
段１０、及び、光検出手段８の出力により波長制御手段
１０を駆動する制御機構９をハイブリッド的に一体化す
ることによって、光配線構造全体を小型化することが可
能になる。
段１０、及び、光検出手段８の出力により波長制御手段
１０を駆動する制御機構９をハイブリッド的に一体化す
ることによって、光配線構造全体を小型化することが可
能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】ここで、図２を参照して、本発明
の第１の実施の形態の光伝送装置を説明する。 図２参照 図２は、本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の光源
近傍の概略的構成図であり、光導波路１１は、シリコン
基板１２上に、厚さが、例えば、３μｍで屈折率が１．
４５のＳｉＯ2 からなるクラッド層１３、厚さが、例え
ば、０．６μｍで屈折率が１．５４のガラスからなるコ
ア層１４、及び、厚さが、例えば、０．１μｍで屈折率
が１．５７のレジストからなるグレーティング層１５か
ら構成され、このグレーティング層１５には、電子ビー
ム露光法或いは干渉露光法を用いて光結合用のグレーテ
ィングカプラ１６と、光取り出し用のグレーティングカ
プラ１７が設けられている。
の第１の実施の形態の光伝送装置を説明する。 図２参照 図２は、本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の光源
近傍の概略的構成図であり、光導波路１１は、シリコン
基板１２上に、厚さが、例えば、３μｍで屈折率が１．
４５のＳｉＯ2 からなるクラッド層１３、厚さが、例え
ば、０．６μｍで屈折率が１．５４のガラスからなるコ
ア層１４、及び、厚さが、例えば、０．１μｍで屈折率
が１．５７のレジストからなるグレーティング層１５か
ら構成され、このグレーティング層１５には、電子ビー
ム露光法或いは干渉露光法を用いて光結合用のグレーテ
ィングカプラ１６と、光取り出し用のグレーティングカ
プラ１７が設けられている。
【００２６】この場合、光結合用のグレーティングカプ
ラ１６に形成する回折格子の間隔等は光源となる半導体
レーザ１８から出射されるレーザ光１９の中心波長に対
する光結合効率が最大になるように設定するものであ
り、また、このグレーティングカプラ１６の光導波方向
の長さは、例えば、１ｍｍとする。
ラ１６に形成する回折格子の間隔等は光源となる半導体
レーザ１８から出射されるレーザ光１９の中心波長に対
する光結合効率が最大になるように設定するものであ
り、また、このグレーティングカプラ１６の光導波方向
の長さは、例えば、１ｍｍとする。
【００２７】一方、光取り出し用のグレーティングカプ
ラ１７に形成する回折格子の間隔等は、光導波路１１を
導波するレーザ光の中心波長から若干ずれた波長におい
て最大結合効率になるように設定するものであり、この
グレーティングカプラ１７の光導波方向の長さは、例え
ば、１ｍｍとするとともに、光結合用のグレーティング
カプラ１６との間の間隔は５ｍｍとする。
ラ１７に形成する回折格子の間隔等は、光導波路１１を
導波するレーザ光の中心波長から若干ずれた波長におい
て最大結合効率になるように設定するものであり、この
グレーティングカプラ１７の光導波方向の長さは、例え
ば、１ｍｍとするとともに、光結合用のグレーティング
カプラ１６との間の間隔は５ｍｍとする。
【００２８】また、半導体レーザ１８は、例えば、面発
光レーザからなり、半導体レーザ１８から出射されたレ
ーザ光１９は光結合用のグレーティングカプラ１６によ
って導波路モードに結合する。この場合、光結合用のグ
レーティングカプラ１６は半値幅が数ｎｍ以下の狭い波
長幅のレーザ光１９を導波路モードに結合する。
光レーザからなり、半導体レーザ１８から出射されたレ
ーザ光１９は光結合用のグレーティングカプラ１６によ
って導波路モードに結合する。この場合、光結合用のグ
レーティングカプラ１６は半値幅が数ｎｍ以下の狭い波
長幅のレーザ光１９を導波路モードに結合する。
【００２９】一方、光導波路１１を伝播する伝播光２０
の一部、例えば、５％程度は、光取り出し用のグレーテ
ィングカプラ１７によって光導波路１１の外部に取り出
され、光検出手段となるフォトダイオード２１によって
検出される。
の一部、例えば、５％程度は、光取り出し用のグレーテ
ィングカプラ１７によって光導波路１１の外部に取り出
され、光検出手段となるフォトダイオード２１によって
検出される。
【００３０】光源となる半導体レーザ１８からのレーザ
光１９の波長が周囲温度等の変化により変化すると、光
結合用のグレーティングカプラ１６及び光取り出し用の
グレーティングカプラ１７での結合効率が変化し、検出
光強度が変化する。
光１９の波長が周囲温度等の変化により変化すると、光
結合用のグレーティングカプラ１６及び光取り出し用の
グレーティングカプラ１７での結合効率が変化し、検出
光強度が変化する。
【００３１】そこで、この検出光強度の変化を演算・制
御系２２によって演算するとともに、演算結果に基づい
て制御手段によって温度調節手段２３を駆動して半導体
レーザ１１の温度を制御して、レーザ光１９の波長を元
に戻すように制御を行うことによって、光結合効率を安
定に保って、光導波路１１の内部を安定した強度の導波
光２０が伝播するようにすることができる。
御系２２によって演算するとともに、演算結果に基づい
て制御手段によって温度調節手段２３を駆動して半導体
レーザ１１の温度を制御して、レーザ光１９の波長を元
に戻すように制御を行うことによって、光結合効率を安
定に保って、光導波路１１の内部を安定した強度の導波
光２０が伝播するようにすることができる。
【００３２】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施の形態の光伝送装置を説明する。 図３参照 図３は、本発明の第２の実施の形態の光伝送装置の光源
近傍の概略的構成図であり、光導波路３１は、シリコン
基板１２上に、厚さが、例えば、０．１μｍのＡｌから
なる反射層３２、厚さが、例えば、０．５μｍで屈折率
が１．４５のＳｉＯ2 からなるクラッド層３３、厚さ
が、例えば、０．１μｍのＳｉＯ2 ／ＳｉＮ構造からな
るグレーティング層３４、厚さが、例えば、０．８で屈
折率が１．４５のＳｉＯ2 からなるクラッド層３５、厚
さが、例えば、０．７μｍで屈折率が１．５４のガラス
からなるコア層１４、及び、厚さが、例えば、０．１μ
ｍで屈折率が１．５７のレジストからなるグレーティン
グ層１５から構成される。
施の形態の光伝送装置を説明する。 図３参照 図３は、本発明の第２の実施の形態の光伝送装置の光源
近傍の概略的構成図であり、光導波路３１は、シリコン
基板１２上に、厚さが、例えば、０．１μｍのＡｌから
なる反射層３２、厚さが、例えば、０．５μｍで屈折率
が１．４５のＳｉＯ2 からなるクラッド層３３、厚さ
が、例えば、０．１μｍのＳｉＯ2 ／ＳｉＮ構造からな
るグレーティング層３４、厚さが、例えば、０．８で屈
折率が１．４５のＳｉＯ2 からなるクラッド層３５、厚
さが、例えば、０．７μｍで屈折率が１．５４のガラス
からなるコア層１４、及び、厚さが、例えば、０．１μ
ｍで屈折率が１．５７のレジストからなるグレーティン
グ層１５から構成される。
【００３３】このグレーティング層１５には、電子ビー
ム露光法或いは干渉露光法を用いて光結合用のグレーテ
ィングカプラ１６と、光取り出し用のグレーティングカ
プラ１７が設けられ、一方、ＳｉＯ2 ／ＳｉＮ構造から
なるグレーティング層３４には光結合用のグレーティン
グカプラ３６が設けられ、これらのグレーティングカプ
ラ１６，１７，３６の光導波方向の長さは、例えば、１
ｍｍとする。なお、各グレーティングカプラ１６，１
７，３６における回折格子の周期は、夫々、０．３３μ
ｍ、０．６０μｍ、及び、０．５０μｍである。
ム露光法或いは干渉露光法を用いて光結合用のグレーテ
ィングカプラ１６と、光取り出し用のグレーティングカ
プラ１７が設けられ、一方、ＳｉＯ2 ／ＳｉＮ構造から
なるグレーティング層３４には光結合用のグレーティン
グカプラ３６が設けられ、これらのグレーティングカプ
ラ１６，１７，３６の光導波方向の長さは、例えば、１
ｍｍとする。なお、各グレーティングカプラ１６，１
７，３６における回折格子の周期は、夫々、０．３３μ
ｍ、０．６０μｍ、及び、０．５０μｍである。
【００３４】また、半導体レーザ１８は、例えば、面発
光レーザからなり、半導体レーザ１８から出射された波
長λ0 ＝８９０ｎｍのレーザ光１９は光結合用のグレー
ティングカプラ３６によって複合コア構造を伝播するモ
ードに結合し、結合した導波光３７は、図において左方
向に伝播する。
光レーザからなり、半導体レーザ１８から出射された波
長λ0 ＝８９０ｎｍのレーザ光１９は光結合用のグレー
ティングカプラ３６によって複合コア構造を伝播するモ
ードに結合し、結合した導波光３７は、図において左方
向に伝播する。
【００３５】左方向に伝播した導波光３７は、表面側の
グレーティング層１５に設けた光結合用のグレーティン
グカプラ１６によってコア層１４を伝播する導波路モー
ド変換され、変換された導波光２０は、図において右方
向に伝播することになる。
グレーティング層１５に設けた光結合用のグレーティン
グカプラ１６によってコア層１４を伝播する導波路モー
ド変換され、変換された導波光２０は、図において右方
向に伝播することになる。
【００３６】以降は、上記の第１の実施の形態と全く同
様に、光導波路３１を伝播する導波光２０の一部がグレ
ーティングカプラ１７によって外部に取り出され、取り
出された光はフォトダイオード２１によって検出され、
検出出力に基づいて演算・制御系２２によって温度制御
手段２３を駆動することによって半導体レーザ１８から
のレーザ光１９の波長を安定化する。
様に、光導波路３１を伝播する導波光２０の一部がグレ
ーティングカプラ１７によって外部に取り出され、取り
出された光はフォトダイオード２１によって検出され、
検出出力に基づいて演算・制御系２２によって温度制御
手段２３を駆動することによって半導体レーザ１８から
のレーザ光１９の波長を安定化する。
【００３７】この様に、本発明の第２の実施の形態にお
いては、光結合を２つのグレーティングカプラ１６，３
６を用いて行っているので、光結合効率を高めることが
できる。
いては、光結合を２つのグレーティングカプラ１６，３
６を用いて行っているので、光結合効率を高めることが
できる。
【００３８】次に、図４を参照して、本発明の第３の実
施の形態の光伝送装置を説明するが、光取り出し部の構
成以外は、上記第１の実施の形態と全く同様であるの
で、光取り出し部の構成のみを説明する。 図４（ａ）参照 図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の光伝送装置
における光取り出し部の概略的構成図であり、光の伝播
方向に垂直な断面図として示している。この場合のグレ
ーティングカプラは、光導波路１１を導波する導波光２
０の光軸を挟んで設けた一対のグレーティングカプラ２
４，２５からなり、また、光検出部は、一対のグレーテ
ィングカプラ２４，２５の夫々に対応する一対のフォト
ダイオード２７，２８をモノリシックに一体化した受光
素子２６からなり、一対のグレーティングカプラ２４，
２５から取り出された取り出し光２９，３０は、夫々対
応するフォトダイオード２７，２８によって検出され
る。
施の形態の光伝送装置を説明するが、光取り出し部の構
成以外は、上記第１の実施の形態と全く同様であるの
で、光取り出し部の構成のみを説明する。 図４（ａ）参照 図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態の光伝送装置
における光取り出し部の概略的構成図であり、光の伝播
方向に垂直な断面図として示している。この場合のグレ
ーティングカプラは、光導波路１１を導波する導波光２
０の光軸を挟んで設けた一対のグレーティングカプラ２
４，２５からなり、また、光検出部は、一対のグレーテ
ィングカプラ２４，２５の夫々に対応する一対のフォト
ダイオード２７，２８をモノリシックに一体化した受光
素子２６からなり、一対のグレーティングカプラ２４，
２５から取り出された取り出し光２９，３０は、夫々対
応するフォトダイオード２７，２８によって検出され
る。
【００３９】図４（ｂ）参照
図４（ｂ）は、光取り出し用グレーティングカプラの平
面図であり、光導波路１１を導波する導波光２０の光軸
を挟んで、且つ、平行に一対のグレーティングカプラ２
４，２５を設ける。
面図であり、光導波路１１を導波する導波光２０の光軸
を挟んで、且つ、平行に一対のグレーティングカプラ２
４，２５を設ける。
【００４０】図４（ｃ）参照
図４（ｃ）は、一対のグレーティングカプラ２４，２５
の波長選択特性の説明図であり、一方のグレーティング
カプラ２４の光取り出し効率が最大になる波長がλ1 と
なるとともに、他方のグレーティングカプラ２５の光取
り出し効率が最大になる波長がλ2 となるように各回折
格子を設定する。なお、この場合、波長λ1 とλ2 は、
導波光２０の中心波長λ0 に対して互いに反対側の波長
領域になるように、例えば、λ1 ＜λ0 ＜λ2 となるよ
うに設定するとともに、光の取り出し量が、波長変化ゼ
ロにおいて等量となるようにする。
の波長選択特性の説明図であり、一方のグレーティング
カプラ２４の光取り出し効率が最大になる波長がλ1 と
なるとともに、他方のグレーティングカプラ２５の光取
り出し効率が最大になる波長がλ2 となるように各回折
格子を設定する。なお、この場合、波長λ1 とλ2 は、
導波光２０の中心波長λ0 に対して互いに反対側の波長
領域になるように、例えば、λ1 ＜λ0 ＜λ2 となるよ
うに設定するとともに、光の取り出し量が、波長変化ゼ
ロにおいて等量となるようにする。
【００４１】図４（ｄ）参照
図４（ｄ）は、受光素子２６の概略的平面図であり、２
つのフォトダイオード２７，２８をモノリシックに一体
化したものである。
つのフォトダイオード２７，２８をモノリシックに一体
化したものである。
【００４２】この場合、２つのグレーティングカプラ２
４，２５による取り出し光２９，３０の強度の相対比を
検出することによって、波長変化の方向、即ち、長波長
側に変化したか或いは短波長側に変化したかを検出で
き、それによって、温度制御手段２３により半導体レー
ザ１８を冷却するか或いは加熱するかを直ちに判断する
ことができる。
４，２５による取り出し光２９，３０の強度の相対比を
検出することによって、波長変化の方向、即ち、長波長
側に変化したか或いは短波長側に変化したかを検出で
き、それによって、温度制御手段２３により半導体レー
ザ１８を冷却するか或いは加熱するかを直ちに判断する
ことができる。
【００４３】次に、図５を参照して、本発明の第４の実
施の形態の光伝送装置を説明するが、光取り出し用のグ
レーティングカプラの構成以外は上記の第３の実施の形
態と全く同じであるので、光取り出し用のグレーティン
グカプラの構成のみを説明する。 図５（ａ）参照 図５（ａ）は、本発明の第４の実施の形態の光伝送装置
の光取り出し用グレーティングカプラの概略的平面図で
あり、光導波路１１を導波する導波光２０の光軸を挟ん
で、且つ、平行に二対のグレーティングカプラ３８〜４
１を設けたものである。
施の形態の光伝送装置を説明するが、光取り出し用のグ
レーティングカプラの構成以外は上記の第３の実施の形
態と全く同じであるので、光取り出し用のグレーティン
グカプラの構成のみを説明する。 図５（ａ）参照 図５（ａ）は、本発明の第４の実施の形態の光伝送装置
の光取り出し用グレーティングカプラの概略的平面図で
あり、光導波路１１を導波する導波光２０の光軸を挟ん
で、且つ、平行に二対のグレーティングカプラ３８〜４
１を設けたものである。
【００４４】図５（ｂ）参照
図５（ｂ）は、二対のグレーティングカプラ３８〜４１
の波長選択特性の説明図であり、前段の一対のグレーテ
ィングカプラ３８，３９の内、一方のグレーティングカ
プラ３８の光取り出し効率が最大になる波長がλ1 とな
るとともに、他方のグレーティングカプラ３９の光取り
出し効率が最大になる波長がλ2 となるように各回折格
子を設定する。この場合、波長λ1 とλ2 は、導波光２
０の中心波長λ0 に対して互いに反対になるように、例
えば、λ1 ＜λ0 ＜λ2 となるように設定するととも
に、光の取り出し量が、波長変化ゼロにおいて等量とな
るようにする。
の波長選択特性の説明図であり、前段の一対のグレーテ
ィングカプラ３８，３９の内、一方のグレーティングカ
プラ３８の光取り出し効率が最大になる波長がλ1 とな
るとともに、他方のグレーティングカプラ３９の光取り
出し効率が最大になる波長がλ2 となるように各回折格
子を設定する。この場合、波長λ1 とλ2 は、導波光２
０の中心波長λ0 に対して互いに反対になるように、例
えば、λ1 ＜λ0 ＜λ2 となるように設定するととも
に、光の取り出し量が、波長変化ゼロにおいて等量とな
るようにする。
【００４５】一方、後段の一対のグレーティングカプラ
４０，４１の内、一方のグレーティングカプラ４０の光
取り出し効率が最大になる波長がλ3 となるとともに、
他方のグレーティングカプラ４１の光取り出し効率が最
大になる波長をλ4 となるように各回折格子を設定す
る。この場合、波長λ3 とλ4 は、導波光２０の中心波
長λ0 に対して互いに反対になるように、例えば、λ3
＜λ0 ＜λ4 となるように設定するとともに、光の取り
出し量が、波長変化ゼロにおいて等量となるようにす
る。
４０，４１の内、一方のグレーティングカプラ４０の光
取り出し効率が最大になる波長がλ3 となるとともに、
他方のグレーティングカプラ４１の光取り出し効率が最
大になる波長をλ4 となるように各回折格子を設定す
る。この場合、波長λ3 とλ4 は、導波光２０の中心波
長λ0 に対して互いに反対になるように、例えば、λ3
＜λ0 ＜λ4 となるように設定するとともに、光の取り
出し量が、波長変化ゼロにおいて等量となるようにす
る。
【００４６】図５（ｃ）参照
図５（ｃ）は、グレーティングカプラ３８の概略的構成
図であり、回折格子を構成する周期的凹凸構造４２が光
の導波方向に沿って湾曲しており、それによって、取り
出し光４３はフォトダイオード２９（図示を省略）に向
かって集光される。
図であり、回折格子を構成する周期的凹凸構造４２が光
の導波方向に沿って湾曲しており、それによって、取り
出し光４３はフォトダイオード２９（図示を省略）に向
かって集光される。
【００４７】他のグレーティングカプラ３９〜４１の回
折格子の形状も同様に湾曲させて集光機能を付与してお
り、グレーティングカプラ４０からの取り出し光はフォ
トダイオード２９に集光し、グレーティングカプラ３
９，４１からの取り出し光はフォトダイオード３０に集
光するように湾曲形状を設定する。
折格子の形状も同様に湾曲させて集光機能を付与してお
り、グレーティングカプラ４０からの取り出し光はフォ
トダイオード２９に集光し、グレーティングカプラ３
９，４１からの取り出し光はフォトダイオード３０に集
光するように湾曲形状を設定する。
【００４８】この場合、４つのグレーティングカプラ３
８〜４１による取り出し光から、（λ1 ＋λ3 ）−（λ
2 ＋λ3 ）の検出強度差の値を検出することによって、
発振波長が急激に大幅に変化した場合にも、長波長側に
変化したか或いは短波長側に変化したかを検出でき、そ
れによって、温度制御手段２３により半導体レーザ１８
を冷却するか或いは加熱するかを直ちに判断することが
できる。
８〜４１による取り出し光から、（λ1 ＋λ3 ）−（λ
2 ＋λ3 ）の検出強度差の値を検出することによって、
発振波長が急激に大幅に変化した場合にも、長波長側に
変化したか或いは短波長側に変化したかを検出でき、そ
れによって、温度制御手段２３により半導体レーザ１８
を冷却するか或いは加熱するかを直ちに判断することが
できる。
【００４９】次に、図６を参照して、本発明の第５の実
施の形態の光伝送装置を説明するが、光導波路側の構成
は上記の第１の実施の形態と全く同様である。 図６参照 図６は、本発明の第５の実施の形態の光伝送装置の概略
的構成図であり、光源及び光検出部を一体化した具体的
構成を示したものである。貫通ビア（図示を省略）を有
するヒートシンクを兼ねるシリコン実装基板５１の一方
の実装面に面発光レーザタイプの半導体レーザ１８を実
装するとともに、その近傍にＧａＡｓ集積回路装置から
なるレーザドライバ５２を実装する。
施の形態の光伝送装置を説明するが、光導波路側の構成
は上記の第１の実施の形態と全く同様である。 図６参照 図６は、本発明の第５の実施の形態の光伝送装置の概略
的構成図であり、光源及び光検出部を一体化した具体的
構成を示したものである。貫通ビア（図示を省略）を有
するヒートシンクを兼ねるシリコン実装基板５１の一方
の実装面に面発光レーザタイプの半導体レーザ１８を実
装するとともに、その近傍にＧａＡｓ集積回路装置から
なるレーザドライバ５２を実装する。
【００５０】また、同じ実装面側の離れた位置にフォト
ダイオード２１を実装する。この場合のフォトダイオー
ド２１と半導体レーザ１８の間隔は、光導波路１１の表
面に設けたグレーティングカプラ１６とグレーティング
カプラ１７との間隔に対応した間隔とする。
ダイオード２１を実装する。この場合のフォトダイオー
ド２１と半導体レーザ１８の間隔は、光導波路１１の表
面に設けたグレーティングカプラ１６とグレーティング
カプラ１７との間隔に対応した間隔とする。
【００５１】一方、シリコン実装基板５１の他方の実装
面には、フォトダイオードと対向する位置に演算・制御
系２２が実装され、半導体レーザ１８に対向する位置に
ペルチェ効果素子を備えた温度制御手段２３が実装され
る。この場合、温度制御手段２３による冷却・加熱は、
シリコン実装基板５１を介して半導体レーザ１８に伝達
され、半導体レーザ１８の温度を制御することによっ
て、半導体レーザ１８の発振波長を安定化する。
面には、フォトダイオードと対向する位置に演算・制御
系２２が実装され、半導体レーザ１８に対向する位置に
ペルチェ効果素子を備えた温度制御手段２３が実装され
る。この場合、温度制御手段２３による冷却・加熱は、
シリコン実装基板５１を介して半導体レーザ１８に伝達
され、半導体レーザ１８の温度を制御することによっ
て、半導体レーザ１８の発振波長を安定化する。
【００５２】次に、図７を参照して、本発明の第６の実
施の形態の光伝送装置を説明するが、光導波路側の構成
は上記の第１の実施の形態と全く同様である。 図７参照 図７は、本発明の第６の実施の形態の光伝送装置の概略
的構成図であり、光配線を利用して信号をやり取りする
ＬＳＩを一体実装化した具体的構成を示したものであ
る。
施の形態の光伝送装置を説明するが、光導波路側の構成
は上記の第１の実施の形態と全く同様である。 図７参照 図７は、本発明の第６の実施の形態の光伝送装置の概略
的構成図であり、光配線を利用して信号をやり取りする
ＬＳＩを一体実装化した具体的構成を示したものであ
る。
【００５３】この第６の実施の形態においては、上記の
第５の実施の形態の実装構造に加えて、シリコン実装基
板５１の他方の実装面に、ＣＰＵ等の伝播すべき信号の
発生元であるＬＳＩ５３を実装するとともに、このＣＰ
Ｕ等のＬＳＩ５３を実装したシリコン実装基板５１を半
田５４を介して電気プリント基板５５に電気的接続した
ものである。なお、この電気プリント基板５５には、半
導体レーザ１８からのレーザ光１９を光結合用のグレー
ティングカプラ２４に導く開口５６と、グレーティング
カプラ２５から取り出された取り出し光２０をフォトダ
イオード２１に導く開口５７とが設けられている。
第５の実施の形態の実装構造に加えて、シリコン実装基
板５１の他方の実装面に、ＣＰＵ等の伝播すべき信号の
発生元であるＬＳＩ５３を実装するとともに、このＣＰ
Ｕ等のＬＳＩ５３を実装したシリコン実装基板５１を半
田５４を介して電気プリント基板５５に電気的接続した
ものである。なお、この電気プリント基板５５には、半
導体レーザ１８からのレーザ光１９を光結合用のグレー
ティングカプラ２４に導く開口５６と、グレーティング
カプラ２５から取り出された取り出し光２０をフォトダ
イオード２１に導く開口５７とが設けられている。
【００５４】この様に、ＣＰＵ等のＬＳＩ５３及び光信
号伝達系をハイブリッドに一体化することによって光配
線を利用した情報処理装置等の全体装置構成を小型化す
ることができる。
号伝達系をハイブリッドに一体化することによって光配
線を利用した情報処理装置等の全体装置構成を小型化す
ることができる。
【００５５】以上、本発明の各実施の形態を説明した
が、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限
られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の実施の形態においては、光源として面発光タ
イプの半導体レーザを用いているが、必ずしも面発光型
である必要はなく、通常の端面発光型の半導体レーザを
用いても良いものである。
が、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限
られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、上記の実施の形態においては、光源として面発光タ
イプの半導体レーザを用いているが、必ずしも面発光型
である必要はなく、通常の端面発光型の半導体レーザを
用いても良いものである。
【００５６】また、光源は、必ずしも半導体レーザに限
られるものではなく、色素レーザ等の他のレーザを用い
ても良いものであり、さらには、光源はレーザに限られ
るものではなく、単色性に優れていれば、レーザでなく
とも良い。
られるものではなく、色素レーザ等の他のレーザを用い
ても良いものであり、さらには、光源はレーザに限られ
るものではなく、単色性に優れていれば、レーザでなく
とも良い。
【００５７】また、上記の各実施の形態においては、光
源からの光の波長を制御するためには、温度制御を行っ
ているが、必ずしも温度制御に限られるものではなく、
例えば、外部共振器を設けた半導体レーザにおいては、
外部共振器の共振器長を制御することによって、波長を
制御しても良いものである。
源からの光の波長を制御するためには、温度制御を行っ
ているが、必ずしも温度制御に限られるものではなく、
例えば、外部共振器を設けた半導体レーザにおいては、
外部共振器の共振器長を制御することによって、波長を
制御しても良いものである。
【００５８】即ち、外部共振器を構成するミラーをピエ
ゾ素子によって光軸方向に移動可能に支持し、ピエゾ素
子に印加する電圧によってミラーを光軸方向に移動すれ
ば良い（必要ならば、特開昭４９−９２９８７号公報参
照）。
ゾ素子によって光軸方向に移動可能に支持し、ピエゾ素
子に印加する電圧によってミラーを光軸方向に移動すれ
ば良い（必要ならば、特開昭４９−９２９８７号公報参
照）。
【００５９】また、上記の各実施の形態においては、シ
リコン基板上にガラス系材料からなる光導波路を構成す
るとともに、表面のグレーティング層をレジスト層によ
って形成しているが、この様な構成は単なる一例であ
り、コア／クラッド構造は他の透明誘電体材料で構成し
ても良いものであり、また、グレーティング層も第２の
実施の形態の下部のグレーティング層と同様に、ＳｉＯ
2 ／ＳｉＮ構造等の無機材料によって構成しても良いも
のである。
リコン基板上にガラス系材料からなる光導波路を構成す
るとともに、表面のグレーティング層をレジスト層によ
って形成しているが、この様な構成は単なる一例であ
り、コア／クラッド構造は他の透明誘電体材料で構成し
ても良いものであり、また、グレーティング層も第２の
実施の形態の下部のグレーティング層と同様に、ＳｉＯ
2 ／ＳｉＮ構造等の無機材料によって構成しても良いも
のである。
【００６０】また、上記の第２の実施の形態において
は、光取り出し用のグレーティングカプラは一個しか設
けていないが、上記の第３或いは第４実施の形態と同様
に、複数個を対にして設けても良いことは言うまでもな
い。
は、光取り出し用のグレーティングカプラは一個しか設
けていないが、上記の第３或いは第４実施の形態と同様
に、複数個を対にして設けても良いことは言うまでもな
い。
【００６１】また、上記の第４の実施の形態において
は、フォトダイオードを２個のみ設けているが、夫々の
グレーティングカプラに１：１に対応するように４個の
フォトダイオードを集積化した受光素子を用いても良い
ものである。
は、フォトダイオードを２個のみ設けているが、夫々の
グレーティングカプラに１：１に対応するように４個の
フォトダイオードを集積化した受光素子を用いても良い
ものである。
【００６２】また、上記の第３の実施の形態において
は、グレーティングカプラに集光機能を持たせていない
が、上記の第４の実施の形態と同様に集光機能を付与し
ても良いものであり、それによって、上記の第４の実施
の形態と同様にクロストークを防止するとともに、フォ
トダイオードを小型化することができるので、雑音を低
減することが可能になる。
は、グレーティングカプラに集光機能を持たせていない
が、上記の第４の実施の形態と同様に集光機能を付与し
ても良いものであり、それによって、上記の第４の実施
の形態と同様にクロストークを防止するとともに、フォ
トダイオードを小型化することができるので、雑音を低
減することが可能になる。
【００６３】また、上記の各実施の形態においては、温
度変化に伴う波長変動を問題にしているが、光源となる
半導体レーザを交換した際に、固体差によって発振特性
が異なる場合にも、導波光の波長を検出し、温度制御或
いは共振器長を制御して光結合効率が最大になるように
波長を制御することによって、安定した導波光による信
号の伝達が可能になる。
度変化に伴う波長変動を問題にしているが、光源となる
半導体レーザを交換した際に、固体差によって発振特性
が異なる場合にも、導波光の波長を検出し、温度制御或
いは共振器長を制御して光結合効率が最大になるように
波長を制御することによって、安定した導波光による信
号の伝達が可能になる。
【００６４】ここで、再び、図１を参照して、改めて本
発明の詳細な特徴を説明する。 再び、図１（ａ）及び（ｂ）参照 （付記１） 光導波路１、光源４、及び、光結合用グレ
ーティングカプラ２からなる光伝送装置に、結合光６の
一部を光導波路１外に取り出す光取り出し手段３、光検
出手段８、及び、前記光検出手段８の出力に応じて光源
４の波長を変えるための波長制御手段１０を設けたこと
を特徴とする波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記２） 上記光結合用グレーティングカプラ２を、
光導波路１の上下に一個ずつ設けたことを特徴とする付
記１記載の波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記３） 上記光取り出し手段３が、光取り出し効率
が最大となる波長が互いに異なる複数個のグレーティン
グからなるとともに、前記グレーティングの内の一つの
光取り出し効率が最大となる波長と他の少なくとも一つ
のグレーティングの光取り出し効率が最大となる波長と
が、導波光の中心波長に対して互いに反対側に位置する
ことを特徴とする付記１または２に記載の波長安定化機
構を備えた光伝送装置。 （付記４） 上記光検出手段８が、上記グレーティング
と同じ個数からなり、前記光検出手段８と前記グレーテ
ィングとが１対１に対応していることを特徴とする付記
３記載の波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記５） 上記複数のグレーティングの内の二つを、
光導波方向に対して垂直な方向に配置したことを特徴と
する付記３記載の波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記６） 上記光導波方向に対して垂直な方向に配置
した二つのグレーティングに集光機能を付与したことを
特徴とする付記５記載の波長安定化機構を備えた光伝送
装置。 （付記７） 上記光導波方向に対して垂直な方向に配置
した一対のグレーティングを前記光導波方向に沿って複
数対配置するとともに、導波光の中心波長より短波長側
に光取り出し効率が最大となる波長がある複数のグレー
ティングからの取り出し光７を１個のフォトダイオード
で検出するとともに、導波光の中心波長より長波長側に
光取り出し効率が最大となる波長がある複数のグレーテ
ィングからの取り出し光７を他の１個のフォトダイオー
ドで検出することを特徴とする付記３記載の波長安定化
機構を備えた光伝送装置。 （付記８） 上記波長制御手段１０が、上記光源４の温
度を制御する温度制御手段からなることを特徴とする付
記１乃至７のいずれか１に記載の波長安定化機構を備え
た光伝送装置。 （付記９） 上記波長制御手段１０が、上記光源４の外
部共振器の位置を制御する共振器長制御手段からなるこ
とを特徴とする付記１乃至７のいずれか１に記載の波長
安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記１０） 上記光源４、上記光検出手段８、上記波
長制御手段１０、及び、前記光検出手段８の出力により
前記波長制御手段１０を駆動する制御機構９をハイブリ
ッド的に一体化して、上記光結合用グレーティングカプ
ラ２を設けた光導波路１の近傍に配置したことを特徴と
する付記１乃至７のいずれか１に記載の波長安定化機構
を備えた光伝送装置。
発明の詳細な特徴を説明する。 再び、図１（ａ）及び（ｂ）参照 （付記１） 光導波路１、光源４、及び、光結合用グレ
ーティングカプラ２からなる光伝送装置に、結合光６の
一部を光導波路１外に取り出す光取り出し手段３、光検
出手段８、及び、前記光検出手段８の出力に応じて光源
４の波長を変えるための波長制御手段１０を設けたこと
を特徴とする波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記２） 上記光結合用グレーティングカプラ２を、
光導波路１の上下に一個ずつ設けたことを特徴とする付
記１記載の波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記３） 上記光取り出し手段３が、光取り出し効率
が最大となる波長が互いに異なる複数個のグレーティン
グからなるとともに、前記グレーティングの内の一つの
光取り出し効率が最大となる波長と他の少なくとも一つ
のグレーティングの光取り出し効率が最大となる波長と
が、導波光の中心波長に対して互いに反対側に位置する
ことを特徴とする付記１または２に記載の波長安定化機
構を備えた光伝送装置。 （付記４） 上記光検出手段８が、上記グレーティング
と同じ個数からなり、前記光検出手段８と前記グレーテ
ィングとが１対１に対応していることを特徴とする付記
３記載の波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記５） 上記複数のグレーティングの内の二つを、
光導波方向に対して垂直な方向に配置したことを特徴と
する付記３記載の波長安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記６） 上記光導波方向に対して垂直な方向に配置
した二つのグレーティングに集光機能を付与したことを
特徴とする付記５記載の波長安定化機構を備えた光伝送
装置。 （付記７） 上記光導波方向に対して垂直な方向に配置
した一対のグレーティングを前記光導波方向に沿って複
数対配置するとともに、導波光の中心波長より短波長側
に光取り出し効率が最大となる波長がある複数のグレー
ティングからの取り出し光７を１個のフォトダイオード
で検出するとともに、導波光の中心波長より長波長側に
光取り出し効率が最大となる波長がある複数のグレーテ
ィングからの取り出し光７を他の１個のフォトダイオー
ドで検出することを特徴とする付記３記載の波長安定化
機構を備えた光伝送装置。 （付記８） 上記波長制御手段１０が、上記光源４の温
度を制御する温度制御手段からなることを特徴とする付
記１乃至７のいずれか１に記載の波長安定化機構を備え
た光伝送装置。 （付記９） 上記波長制御手段１０が、上記光源４の外
部共振器の位置を制御する共振器長制御手段からなるこ
とを特徴とする付記１乃至７のいずれか１に記載の波長
安定化機構を備えた光伝送装置。 （付記１０） 上記光源４、上記光検出手段８、上記波
長制御手段１０、及び、前記光検出手段８の出力により
前記波長制御手段１０を駆動する制御機構９をハイブリ
ッド的に一体化して、上記光結合用グレーティングカプ
ラ２を設けた光導波路１の近傍に配置したことを特徴と
する付記１乃至７のいずれか１に記載の波長安定化機構
を備えた光伝送装置。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、光源からの信号光をグ
レーティングカプラを用いて光導波路に結合させて伝送
する際に、導波光の一部を取り出して波長変動を検出
し、波長変動を相殺するように温度制御しているので、
波長が制御され、光源の個体差を吸収し、温度変化が生
じても安定に動作する光導波路配線を実現でき、また、
光源、光検出素子、温度制御手段等を一体化することに
よって、電気信号を導波光信号に変換する部分をコンパ
クトに形成でき、ひいては、情報処理装置等の超高速化
が可能になる。
レーティングカプラを用いて光導波路に結合させて伝送
する際に、導波光の一部を取り出して波長変動を検出
し、波長変動を相殺するように温度制御しているので、
波長が制御され、光源の個体差を吸収し、温度変化が生
じても安定に動作する光導波路配線を実現でき、また、
光源、光検出素子、温度制御手段等を一体化することに
よって、電気信号を導波光信号に変換する部分をコンパ
クトに形成でき、ひいては、情報処理装置等の超高速化
が可能になる。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光伝送装置の説明
図である。
図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の光伝送装置の説明
図である。
図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態の光伝送装置の説明
図である。
図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態の光伝送装置の説明
図である。
図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態の光伝送装置の説明
図である。
図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態の光伝送装置の説明
図である。
図である。
１ 光導波路
２ 光結合用グレーティングカプラ
３ 光取り出し手段
４ 光源
５ 光
６ 結合光
７ 取り出し光
８ 光検出手段
９ 制御機構
１０ 波長制御手段
１１ 光導波路
１２ シリコン基板
１３ クラッド層
１４ コア層
１５ グレーティング層
１６ グレーティングカプラ
１７ グレーティングカプラ
１８ 半導体レーザ
１９ レーザ光
２０ 導波光
２１ フォトダイオード
２２ 演算・制御系
２３ 温度制御手段
２４ グレーティングカプラ
２５ グレーティングカプラ
２６ 受光素子
２７ フォトダイオード
２８ フォトダイオード
２９ 取り出し光
３０ 取り出し光
３１ 光導波路
３２ 反射層
３３ クラッド層
３４ グレーティング層
３５ クラッド層
３６ グレーティングカプラ
３７ 導波光
３８ グレーティングカプラ
３９ グレーティングカプラ
４０ グレーティングカプラ
４１ グレーティングカプラ
４２ 周期的凹凸構造
４３ 取り出し光
５１ シリコン実装基板
５２ レーザドライバ
５３ ＬＳＩ
５４ 半田
５５ 電気プリント基板
５６ 開口
５７ 開口
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5F073 AB16 AB25 BA02 EA15 FA05
GA12 GA38
5F089 AA01 AA07 AB01 AB17 AC14
AC16 AC18 AC24 CA05 CA21
DA14 DA20 FA06 FA10 GA10
Claims (5)
- 【請求項１】 光導波路、光源、及び、光結合用グレー
ティングカプラからなる光伝送装置に、結合光の一部を
光導波路外に取り出す光取り出し手段、光検出手段、及
び、前記光検出手段の出力に応じて光源の波長を変える
ための波長制御手段を設けたことを特徴とする波長安定
化機構を備えた光伝送装置。 - 【請求項２】 上記光取り出し手段が、光取り出し効率
が最大となる波長が互いに異なる複数個のグレーティン
グからなるとともに、前記グレーティングの内の一つの
光取り出し効率が最大となる波長と他の少なくとも一つ
のグレーティングの光取り出し効率が最大となる波長と
が、導波光の中心波長に対して互いに反対側に位置する
ことを特徴とする請求項１記載の波長安定化機構を備え
た光伝送装置。 - 【請求項３】 上記複数のグレーティングの内の二つ
を、光導波方向に対して垂直な方向に配置したことを特
徴とする請求項２記載の波長安定化機構を備えた光伝送
装置。 - 【請求項４】 上記光導波方向に対して垂直な方向に配
置した二つのグレーーィングに集光機能を付与したこと
を特徴とする請求項３記載の波長安定化機構を備えた光
伝送装置。 - 【請求項５】 上記光源、上記光検出手段、上記波長制
御手段、及び、前記光検出手段の出力により前記波長制
御手段を駆動する制御機構をハイブリッド的に一体化し
て、上記光結合用グレーティングカプラを設けた光導波
路の近傍に配置したことを特徴とする請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の波長安定化機構を備えた光伝送装
置。
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