JP2003315575A - Optical multiplexer - Google Patents

Optical multiplexer

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JP2003315575A
JP2003315575A JP2002118094A JP2002118094A JP2003315575A JP 2003315575 A JP2003315575 A JP 2003315575A JP 2002118094 A JP2002118094 A JP 2002118094A JP 2002118094 A JP2002118094 A JP 2002118094A JP 2003315575 A JP2003315575 A JP 2003315575A
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JP
Japan
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optical
optical waveguide
waveguide
input end
optical circuit
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Application number
JP2002118094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Hatayama
均 畑山
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical multiplexer in which deviation of a wavelength characteristic and the influence of a fluctuation on a multiplexing characteristic are reduced and optical circuits are made small. <P>SOLUTION: A first optical circuit part 11, a second optical circuit part 12, a Y branching part 20 and an output optical waveguide 17 are formed on a substrate 10 from an input end face 10a side toward an output end face 10b side in this order to constitute an optical multiplexer 1A. The first optical circuit part 11 is composed of a Mach-Zehnder interferometer consisting of a first optical waveguide 21, a second optical waveguide 22 and optical couplers 27 and 28. The second optical circuit part 12 is composed of a Mach-Zehnder interferometer consisting of a third optical waveguide 31, a fourth optical waveguide 32 and optical couplers 37 and 28. Output ends of the optical waveguides 22 and 31 are respectively connected to an input side of the Y branching part 20. The output optical waveguide 17 is connected to an output side of the Y branching part 20. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに異なる波長
を有する複数の信号光が伝搬される波長多重伝送システ
ムなどの光伝送システムにおいて、信号光を合波するた
めに用いられる光合波器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical multiplexer used to combine signal lights in an optical transmission system such as a wavelength division multiplexing transmission system in which a plurality of signal lights having different wavelengths are propagated. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】高度情報化社会の到来による社会的ニー
ズから、光ファイバ伝送路網を利用した画像通信などの
大容量高速通信や、国際通信などの長距離通信に関する
研究開発が盛んに行われている。ここで、波長多重(W
DM:Wavelength Division Multiplexing)伝送システ
ムは、光ファイバ線路に互いに異なる波長を有する複数
の信号光からなる多波長信号光を伝送させることにより
光通信を行うものであり、近年のインターネット等によ
る通信需要の急増などに対応するものとして開発と導入
が進められている。
2. Description of the Related Art Due to social needs due to the advent of the advanced information society, research and development on large-capacity high-speed communication such as image communication using an optical fiber transmission line and long-distance communication such as international communication are actively conducted. ing. Here, wavelength multiplexing (W
BACKGROUND OF THE INVENTION DM (Wavelength Division Multiplexing) transmission systems perform optical communication by transmitting multi-wavelength signal light composed of a plurality of signal lights having different wavelengths through an optical fiber line, and in recent years, there has been a demand for communication such as the Internet. It is being developed and introduced as a means of responding to the rapid increase.

【0003】WDM伝送システムにおいては、光ファイ
バ伝送路などの光伝送路上を伝送される多波長信号光に
対して、多波長信号光に含まれている互いに異なる波長
を有する複数の信号光を合波することが必要となる場合
がある。このような多波長信号光の合波の機能を有する
平面導波路型の光回路としては、アレイ導波路回折格子
(AWG:Arrayed Waveguide Grating)型の光回路
や、マッハツェンダ干渉計(MZI:Mach Zehnder Int
erferometer)型の光回路などが用いられている。
In a WDM transmission system, a plurality of signal lights having different wavelengths contained in the multi-wavelength signal light are combined with a multi-wavelength signal light transmitted on an optical transmission line such as an optical fiber transmission line. It may be necessary to wave. Examples of the planar waveguide type optical circuit having the function of combining the multi-wavelength signal lights include an arrayed waveguide grating (AWG) type optical circuit and a Mach Zehnder interferometer (MZI: Mach Zehnder). Int
erferometer) type optical circuit is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】波長の異なる信号光を
合波する上記の光合波器として、例えば、文献「B.H.Ve
rbeek et al., "Integrated Four-Channel Mach-Zehnde
r Multi/DemultiplexerFabricated with Phosphorous D
oped SiO2 Waveguides on Si", JOURNAL OF LIGHTWAVE
TECHNOLOGY Vol.6 No.6, p.1011 (1988)」に、MZI型
光回路を用いた光合波器が記載されている。この光合波
器では、上下導波路間に所定の光路長差が設定された非
対称のマッハツェンダ干渉計を多段縦列に接続した光回
路によって、複数の信号光を合波している。
An example of the above-mentioned optical multiplexer that multiplexes signal lights having different wavelengths is described in the document "BHVe".
rbeek et al., "Integrated Four-Channel Mach-Zehnde
r Multi / Demultiplexer Fabricated with Phosphorous D
oped SiO 2 Waveguides on Si ", JOURNAL OF LIGHTWAVE
TECHNOLOGY Vol.6 No.6, p.1011 (1988) "describes an optical multiplexer using an MZI type optical circuit. In this optical multiplexer, a plurality of signal lights are multiplexed by an optical circuit in which asymmetrical Mach-Zehnder interferometers in which a predetermined optical path length difference is set between upper and lower waveguides are connected in multiple stages.

【0005】しかしながら、このような構成の光合波器
では、合波の対象とする信号光の波長数が多くなった場
合、光回路が大型化するという問題がある。例えば、4
波長の信号光を合波するためには、上記文献に記載され
ているようにマッハツェンダ干渉計を2段縦列に接続し
た構成、8波長の信号光を合波するためには、マッハツ
ェンダ干渉計を3段縦列に接続した構成とすることが必
要である。また、マッハツェンダ干渉計を用いた光合波
器では、信号光を合波する際の光の透過スペクトルの波
長帯域幅が比較的狭く、光回路の製造ばらつきによる中
心波長のずれ、あるいは温度変化に伴う波長特性の変動
の影響を受けやすい。
However, the optical multiplexer having such a structure has a problem that the optical circuit becomes large when the number of wavelengths of the signal light to be multiplexed increases. For example, 4
In order to combine the signal lights of the wavelengths, the Mach-Zehnder interferometers are connected in two stages in series as described in the above document, and in order to combine the signal lights of the eight wavelengths, a Mach-Zehnder interferometer is used. It is necessary to have a structure in which three columns are connected in series. Further, in the optical multiplexer using the Mach-Zehnder interferometer, the wavelength band width of the transmission spectrum of the light when the signal light is multiplexed is relatively narrow, and the deviation of the center wavelength due to the manufacturing variation of the optical circuit or the temperature change It is easily affected by fluctuations in wavelength characteristics.

【0006】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、波長特性のずれや変動の合波特性
への影響が低減されるとともに、光回路を小型化するこ
とが可能な光合波器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the influence of the shift or fluctuation of the wavelength characteristic on the multiplexing characteristic and to downsize the optical circuit. An object is to provide a possible optical multiplexer.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による光合波器は、基板と、基板上に
所定の導波路パターンで形成された光導波路とを有して
構成された光回路からなり、互いに異なる波長を有する
信号光を合波する光合波器であって、(1)第1入力端
を一端とする第1光導波路、及び、第2入力端を一端と
し、少なくとも2つの方向性結合器を介して第1光導波
路と光結合されて、第1光導波路及び方向性結合器とと
もに第1マッハツェンダ干渉計を構成する第2光導波路
を有する第1光回路部と、(2)第3入力端を一端とす
る第3光導波路を少なくとも有する第2光回路部と、
(3)出力端を一端とする出力光導波路と、(4)第1
光回路部の第1光導波路または第2光導波路の入力端と
は反対側の端部、及び、第2光回路部の第3光導波路ま
たは他の光導波路の入力端とは反対側の端部が一方側に
接続され、出力光導波路の出力端とは反対側の端部が他
方側に接続されるY分岐部とを備え、(5)第1入力
端、第2入力端、及び第3入力端のそれぞれから入力さ
れた信号光を合波して出力端から出力することを特徴と
する。
In order to achieve such an object, an optical multiplexer according to the present invention comprises a substrate and an optical waveguide formed on the substrate in a predetermined waveguide pattern. Is an optical multiplexer for multiplexing signal lights having wavelengths different from each other, comprising: (1) a first optical waveguide having a first input end as one end, and a second input end as one end A first optical circuit section having a second optical waveguide optically coupled to the first optical waveguide via at least two directional couplers to form a first Mach-Zehnder interferometer together with the first optical waveguide and the directional coupler. And (2) a second optical circuit section having at least a third optical waveguide whose one end is the third input end,
(3) An output optical waveguide whose output end is one end, and (4) a first
An end of the optical circuit unit opposite to the input end of the first optical waveguide or the second optical waveguide, and an end of the second optical circuit unit opposite to the input end of the third optical waveguide or another optical waveguide. A Y-branch part having one end connected to one side and an end opposite to the output end of the output optical waveguide connected to the other side, and (5) a first input end, a second input end, and a second input end. It is characterized in that the signal lights inputted from the respective three input ends are multiplexed and outputted from the output end.

【0008】上記した光合波器においては、マッハツェ
ンダ干渉計を用いた前段の光合波部である第1光回路部
に接続する後段の光合波部について、MZI型光回路に
よる光合波部を設けるのではなく、Y分岐部によって、
第1光回路部からの光導波路と第2光回路部からの光導
波路とを出力光導波路へと合流させている。このよう
に、光の結合率が波長依存性を有しないY分岐部を用い
ることにより、波長特性のずれや変動の合波特性への影
響が低減される。また、Y分岐部はMZI型光回路に比
べて小型であり、光合波器の全体での光回路を小型化す
ることが可能となる。
In the above-mentioned optical multiplexer, the optical multiplexer of the MZI type optical circuit is provided for the optical multiplexer of the latter stage connected to the first optical circuit which is the optical coupler of the former stage using the Mach-Zehnder interferometer. But by the Y branch,
The optical waveguide from the first optical circuit section and the optical waveguide from the second optical circuit section are joined to the output optical waveguide. As described above, by using the Y-branching portion in which the light coupling rate does not have wavelength dependence, the influence of the shift or fluctuation of the wavelength characteristics on the multiplexing characteristics is reduced. Further, the Y branch section is smaller than the MZI type optical circuit, and it is possible to reduce the size of the entire optical circuit of the optical multiplexer.

【0009】また、光合波器は、第2光回路部が、第4
入力端を一端とし、少なくとも2つの方向性結合器を介
して第3光導波路と光結合されて、第3光導波路及び方
向性結合器とともに第2マッハツェンダ干渉計を構成す
る第4光導波路を有することを特徴とする。このよう
に、横列された2つのMZI型光回路である第1光回路
部及び第2光回路部の後段にY分岐部を縦列接続する構
成によれば、4波長の信号光を合波することが可能な光
合波器が得られる。
In addition, in the optical multiplexer, the second optical circuit section has the fourth optical circuit section.
It has a fourth optical waveguide which has the input end as one end and is optically coupled with the third optical waveguide through at least two directional couplers to form a second Mach-Zehnder interferometer with the third optical waveguide and the directional coupler. It is characterized by As described above, according to the configuration in which the Y-branching units are cascaded in the subsequent stages of the first optical circuit unit and the second optical circuit unit, which are the two MZI optical circuits arranged in a row, the signal lights of four wavelengths are multiplexed. It is possible to obtain an optical multiplexer.

【0010】さらに、第1光導波路、または第2光導波
路の少なくとも一方の前段に、第5入力端を一端とする
第5光導波路、及び、第6入力端を一端とし、少なくと
も2つの方向性結合器を介して第5光導波路と光結合さ
れて、第5光導波路及び方向性結合器とともに第3マッ
ハツェンダ干渉計を構成する第6光導波路を有する第3
光回路部をさらに備える構成としても良い。このよう
に、Y分岐部の前段においてMZI型光回路を多段縦列
に接続する構成によれば、さらに多波長の信号光を合波
することが可能となる。
Further, at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide is preceded by a fifth optical waveguide having the fifth input end as one end, and a sixth input end as one end, and at least two directional characteristics are provided. A third optical waveguide optically coupled to the fifth optical waveguide through the coupler to form a third Mach-Zehnder interferometer with the fifth optical waveguide and the directional coupler.
It may be configured to further include an optical circuit unit. As described above, according to the configuration in which the MZI type optical circuits are connected in the multistage cascade in the preceding stage of the Y branching unit, it becomes possible to multiplex the signal lights of multiple wavelengths.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
光合波器の好適な実施形態について詳細に説明する。な
お、図面の説明においては同一要素には同一符号を付
し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率
は、説明のものと必ずしも一致していない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an optical multiplexer according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Further, the dimensional ratios in the drawings do not always match those described.

【0012】図1は、本発明による光合波器の一実施形
態を示す構成図である。本実施形態の光合波器は、基板
上に形成された光導波路を用いた平面導波路型の光回路
からなる。この光合波器は、WDM伝送システムなどの
光伝送システムにおいて、互いに異なる波長を有する信
号光を合波する光回路として好適に適用することが可能
に構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical multiplexer according to the present invention. The optical multiplexer of the present embodiment is composed of a planar waveguide type optical circuit using an optical waveguide formed on a substrate. This optical multiplexer can be suitably applied as an optical circuit that multiplexes signal lights having mutually different wavelengths in an optical transmission system such as a WDM transmission system.

【0013】図1に示す光合波器1Aは、基板10と、
基板10上に所定の導波路パターンで形成された光導波
路とから構成された光回路である。本光合波器1Aにお
いては、図中に矢印によって信号光伝搬方向を示すよう
に、基板10の左側の端面が合波の対象となる信号光の
入力に用いられる入力端面10a、右側の端面が合波さ
れた信号光の出力に用いられる出力端面10bとなって
いる。
An optical multiplexer 1A shown in FIG. 1 includes a substrate 10 and
The optical circuit includes an optical waveguide formed on the substrate 10 in a predetermined waveguide pattern. In the present optical multiplexer 1A, the left end face of the substrate 10 is the input end face 10a used for inputting the signal light to be multiplexed and the right end face is, as indicated by the arrow in the figure, the signal light propagation direction. The output end face 10b is used for outputting the multiplexed signal light.

【0014】基板10上には、光合波器1Aを構成する
光導波路として、入力端面10aと出力端面10bとの
間に、入力側の光回路を構成する第1光回路部11及び
第2光回路部12と、出力側の光回路を構成する出力光
導波路17とが形成されている。また、基板10上に
は、これらの光回路部11、12及び光導波路17に加
えて、Y分岐部20が形成されている。光合波器1Aを
構成するこれらの光回路部分は、入力端面10a側から
出力端面10b側に向けて、第1光回路部11及び第2
光回路部12、Y分岐部20、出力光導波路17の順で
配置されている。
On the substrate 10, as an optical waveguide forming the optical multiplexer 1A, the first optical circuit portion 11 and the second optical circuit 11 forming an input side optical circuit are provided between the input end face 10a and the output end face 10b. A circuit portion 12 and an output optical waveguide 17 which constitutes an output side optical circuit are formed. In addition to the optical circuit parts 11 and 12 and the optical waveguide 17, a Y branch part 20 is formed on the substrate 10. These optical circuit parts constituting the optical multiplexer 1A are arranged such that the first optical circuit portion 11 and the second optical circuit part 11 are arranged from the input end face 10a side toward the output end face 10b side.
The optical circuit section 12, the Y branch section 20, and the output optical waveguide 17 are arranged in this order.

【0015】第1光回路部11は、第1光導波路21及
び第2光導波路22の2本の光導波路を有する。
The first optical circuit section 11 has two optical waveguides, a first optical waveguide 21 and a second optical waveguide 22.

【0016】第1光導波路21は、入力端面10a上に
設けられた入力端23を一端として形成された光導波路
である。また、入力端23は、本光合波器1Aへと信号
光を入力するための第1入力端となっている。この第1
光導波路21に対して、第1入力端23から順に、第1
光カプラ27、及び第2光カプラ28の2つの光カプラ
(方向性結合器)が設けられている。
The first optical waveguide 21 is an optical waveguide formed with the input end 23 provided on the input end face 10a as one end. Further, the input end 23 is a first input end for inputting the signal light into the optical multiplexer 1A. This first
With respect to the optical waveguide 21, from the first input end 23,
Two optical couplers (directional couplers), that is, an optical coupler 27 and a second optical coupler 28 are provided.

【0017】第2光導波路22は、入力端面10a上に
設けられた入力端25と、Y分岐部20の入力側(一方
側)に接続された出力端26との間に形成された光導波
路である。また、入力端25は、本光合波器1Aへと信
号光を入力するための第2入力端となっている。この第
2光導波路22は、第1光導波路21に対して、上記し
た光カプラ27及び28のそれぞれを介して光結合され
ている。
The second optical waveguide 22 is an optical waveguide formed between an input end 25 provided on the input end face 10a and an output end 26 connected to the input side (one side) of the Y branch 20. Is. Further, the input end 25 is a second input end for inputting the signal light to the present optical multiplexer 1A. The second optical waveguide 22 is optically coupled to the first optical waveguide 21 via each of the optical couplers 27 and 28 described above.

【0018】また、光カプラ27及び28の間にある第
1光導波路21及び第2光導波路22の導波路部分が、
光導波路21、22間で所定の光路長差ΔL1が設定さ
れたアーム導波路部29となっている。これにより、こ
れらの第1光導波路21、第2光導波路22、第1光カ
プラ27、及び第2光カプラ28は、第1光回路部11
における非対称の第1マッハツェンダ干渉計を構成して
いる。
Further, the waveguide portions of the first optical waveguide 21 and the second optical waveguide 22 between the optical couplers 27 and 28 are
The arm waveguide 29 has a predetermined optical path length difference ΔL1 between the optical waveguides 21 and 22. As a result, the first optical waveguide 21, the second optical waveguide 22, the first optical coupler 27, and the second optical coupler 28 are included in the first optical circuit unit 11
And an asymmetric first Mach-Zehnder interferometer in.

【0019】第2光回路部12は、第3光導波路31及
び第4光導波路32の2本の光導波路を有する。
The second optical circuit section 12 has two optical waveguides, a third optical waveguide 31 and a fourth optical waveguide 32.

【0020】第3光導波路31は、入力端面10a上に
設けられた入力端33と、Y分岐部20の入力側(一方
側)に接続された出力端34との間に形成された光導波
路である。また、入力端33は、本光合波器1Aへと信
号光を入力するための第3入力端となっている。この第
3光導波路31に対して、第3入力端33から順に、第
1光カプラ37、及び第2光カプラ38の2つの光カプ
ラ(方向性結合器)が設けられている。
The third optical waveguide 31 is an optical waveguide formed between an input end 33 provided on the input end face 10a and an output end 34 connected to the input side (one side) of the Y branch 20. Is. The input end 33 is a third input end for inputting signal light into the optical multiplexer 1A. For this third optical waveguide 31, two optical couplers (directional couplers), a first optical coupler 37 and a second optical coupler 38, are provided in order from the third input end 33.

【0021】第4光導波路32は、入力端面10a上に
設けられた入力端35を一端として形成された光導波路
である。また、入力端35は、本光合波器1Aへと信号
光を入力するための第4入力端となっている。この第4
光導波路32は、第3光導波路31に対して、上記した
光カプラ37及び38のそれぞれを介して光結合されて
いる。
The fourth optical waveguide 32 is an optical waveguide formed with the input end 35 provided on the input end face 10a as one end. The input end 35 is a fourth input end for inputting the signal light into the optical multiplexer 1A. This 4th
The optical waveguide 32 is optically coupled to the third optical waveguide 31 via each of the optical couplers 37 and 38 described above.

【0022】また、光カプラ37及び38の間にある第
3光導波路31及び第4光導波路32の導波路部分が、
光導波路31、32間で所定の光路長差ΔL2が設定さ
れたアーム導波路部39となっている。これにより、こ
れらの第3光導波路31、第2光導波路32、第1光カ
プラ37、及び第2光カプラ38は、第2光回路部12
における非対称の第2マッハツェンダ干渉計を構成して
いる。
The waveguide portions of the third optical waveguide 31 and the fourth optical waveguide 32 between the optical couplers 37 and 38 are
The arm waveguide portion 39 has a predetermined optical path length difference ΔL2 set between the optical waveguides 31 and 32. Thereby, the third optical waveguide 31, the second optical waveguide 32, the first optical coupler 37, and the second optical coupler 38 are included in the second optical circuit unit 12.
And an asymmetric second Mach-Zehnder interferometer in.

【0023】出力光導波路17は、Y分岐部20の出力
側(他方側)に接続された入力端18と、出力端面10
b上に設けられた出力端19との間に形成された光導波
路である。また、出力端19は、本光合波器1Aから合
波された信号光を出力するための出力端となっている。
The output optical waveguide 17 has an input end 18 connected to the output side (the other side) of the Y branch 20 and an output end face 10.
It is an optical waveguide formed between the output end 19 provided on b. The output end 19 is an output end for outputting the signal light multiplexed from the optical multiplexer 1A.

【0024】また、Y分岐部20は、Y字形状の光導波
路構造を有する光分岐部である。Y分岐部20の入力側
には、上記したように、第1光回路部11からの第2光
導波路22の出力端26、及び第2光回路部12からの
第3光導波路31の出力端34が接続されている。ま
た、Y分岐部20の出力側には、出力光導波路17の入
力端18が接続されている。
The Y branch 20 is an optical branch having a Y-shaped optical waveguide structure. As described above, the output end 26 of the second optical waveguide 22 from the first optical circuit unit 11 and the output end of the third optical waveguide 31 from the second optical circuit unit 12 are provided on the input side of the Y branch unit 20. 34 is connected. An input end 18 of the output optical waveguide 17 is connected to the output side of the Y branch section 20.

【0025】以上の構成において、第1入力端23及び
第2入力端25のそれぞれから入力された互いに異なる
波長を有する信号光P1、P2は、第1光導波路21、
第2光導波路22、及び光カプラ27、28からなる第
1光回路部11のマッハツェンダ干渉計によって合波さ
れ、第2光導波路22の出力端26を介してY分岐部2
0の入力側へと入力される。
In the above structure, the signal lights P1 and P2 having different wavelengths respectively inputted from the first input end 23 and the second input end 25 are supplied to the first optical waveguide 21,
The Mach-Zehnder interferometer of the first optical circuit unit 11 including the second optical waveguide 22 and the optical couplers 27 and 28 multiplexes the light, and the Y-branching unit 2 passes through the output end 26 of the second optical waveguide 22.
It is input to the input side of 0.

【0026】また、第3入力端33及び第4入力端35
のそれぞれから入力された互いに異なる波長を有する信
号光P3、P4は、第3光導波路31、第4光導波路3
2、及び光カプラ37、38からなる第2光回路部12
のマッハツェンダ干渉計によって合波され、第3光導波
路31の出力端34を介してY分岐部20の入力側へと
入力される。
The third input terminal 33 and the fourth input terminal 35 are also provided.
The signal lights P3 and P4 having different wavelengths respectively input from the respective
2, and the second optical circuit unit 12 including the optical couplers 37 and 38.
Of the Mach-Zehnder interferometer, and is input to the input side of the Y branch section 20 via the output end 34 of the third optical waveguide 31.

【0027】そして、第1光回路部11からの信号光P
1+P2、及び第2光回路部12からの信号光P3+P
4は、Y分岐部20によってさらに合波され、合波され
た信号光Poutは、出力光導波路17の出力端19から
出力される。
Then, the signal light P from the first optical circuit section 11
1 + P2, and the signal light P3 + P from the second optical circuit unit 12
4 is further multiplexed by the Y branch unit 20, and the multiplexed signal light Pout is output from the output end 19 of the output optical waveguide 17.

【0028】本実施形態による光合波器の効果について
説明する。
The effect of the optical multiplexer according to the present embodiment will be described.

【0029】図1に示した光合波器1Aにおいては、前
段及び後段の光合波部を2段縦列に接続して、信号光を
合波するための光回路を構成している。そして、マッハ
ツェンダ干渉計(MZI)を用いた前段の光合波部であ
る第1光回路部11及び第2光回路部12に接続する後
段の光合波部について、MZI型光回路を用いた光合波
部を設けるのではなく、光合波部として機能するY分岐
部20を設けて、第1光回路部11からの光導波路22
と第2光回路部12からの光導波路31とを出力光導波
路17へと合流させている。
In the optical multiplexer 1A shown in FIG. 1, the optical multiplexers at the front stage and the rear stage are connected in two columns to form an optical circuit for multiplexing the signal light. An optical multiplexing unit using an MZI type optical circuit is used for a rear optical combining unit connected to the first optical circuit unit 11 and the second optical circuit unit 12 which are the former optical combining unit using the Mach-Zehnder interferometer (MZI). The optical waveguide 22 from the first optical circuit unit 11 is provided by providing the Y branching unit 20 that functions as an optical multiplexing unit instead of providing the optical unit.
And the optical waveguide 31 from the second optical circuit section 12 are merged into the output optical waveguide 17.

【0030】このように、光の結合率が波長依存性を有
しないY分岐部20を後段の光合波部に用いることによ
り、信号光を合波する際の光の透過スペクトルの波長帯
域幅を広くすることができる。したがって、透過スペク
トルの波長帯域幅が比較的狭いマッハツェンダ干渉計を
後段の光合波部に用いた場合に比べて、光回路の製造ば
らつきによる中心波長のずれ、あるいは温度変化に伴う
波長特性の変動などの合波特性への影響が低減され、安
定した合波特性を有する光合波器1Aが実現される。
As described above, the wavelength band width of the transmission spectrum of the light when the signal light is multiplexed is obtained by using the Y branching unit 20 in which the light coupling rate does not have wavelength dependency in the optical combining unit in the subsequent stage. Can be wide. Therefore, compared with the case where a Mach-Zehnder interferometer with a relatively narrow wavelength band of the transmission spectrum is used in the optical multiplexing section in the subsequent stage, the shift of the center wavelength due to manufacturing variations of the optical circuit, or the fluctuation of the wavelength characteristics due to temperature changes, etc. The effect on the multiplexing characteristics of is reduced, and the optical multiplexer 1A having stable multiplexing characteristics is realized.

【0031】また、Y分岐部20を用いた光合波部はM
ZI型光回路を用いた場合に比べて小型であり、光合波
器1Aの全体での光回路を小型化することができる。ま
た、Y分岐部は、方向性結合器を含むMZI型光回路な
どと比較して加工が容易であり、製造ばらつきも小さ
い。しがたって、良好な合波特性を有するとともに、そ
の製造コストが低減される光合波器1Aが得られる。
The optical multiplexing section using the Y branch section 20 is M
The size is smaller than the case where the ZI type optical circuit is used, and the size of the entire optical circuit of the optical multiplexer 1A can be reduced. Further, the Y-branching portion is easier to process than an MZI type optical circuit including a directional coupler, and the manufacturing variation is small. Therefore, it is possible to obtain the optical multiplexer 1 </ b> A which has good multiplexing characteristics and whose manufacturing cost is reduced.

【0032】また、図1に示す光合波器1Aにおいて
は、前段の光回路部である第1光回路部11及び第2光
回路部12をいずれもMZI型光回路として構成してい
る。このように、横列された2つのMZI型光回路の後
段にY分岐部20を縦列接続する構成によれば、4波長
の信号光を合波することが可能な光合波器1Aが得られ
る。
Further, in the optical multiplexer 1A shown in FIG. 1, both the first optical circuit section 11 and the second optical circuit section 12 which are the optical circuit sections of the preceding stage are configured as MZI type optical circuits. As described above, according to the configuration in which the Y branch units 20 are connected in cascade at the subsequent stage of the two MZI type optical circuits arranged in a row, the optical multiplexer 1A capable of multiplexing the signal lights of four wavelengths is obtained.

【0033】図1に示した光合波器1Aは、WDM伝送
システムなどの光伝送システムに対して適用することが
可能である。ここで、WDM伝送システムとしては、長
距離幹線系での高速・大容量の光通信を実現するため、
使用する波長帯域が狭い高密度波長多重(DWDM:De
nse−WDM)方式による伝送システムが開発されてい
る。また、一方で、都市部でのアクセス系などにおける
光通信に適用するものとして、使用する波長帯域が比較
的広い広間隔波長多重(CWDM:Coarse−WDM)方
式による伝送システムの開発が進められている。上記構
成の光合波器1Aは、これらのDWDM伝送システム及
びCWDM伝送システムのいずれに対しても好適に適用
することが可能である。
The optical multiplexer 1A shown in FIG. 1 can be applied to an optical transmission system such as a WDM transmission system. Here, as a WDM transmission system, in order to realize high-speed and large-capacity optical communication in a long-distance trunk line system,
Dense wavelength division multiplexing (DWDM: De)
nse-WDM) transmission systems have been developed. On the other hand, as an application to optical communication in an access system in urban areas, the development of a transmission system using a wide wavelength division multiplexing (CWDM: Coarse-WDM) system in which a wavelength band to be used is relatively wide. There is. The optical multiplexer 1A having the above configuration can be suitably applied to any of these DWDM transmission system and CWDM transmission system.

【0034】例えば、CWDM伝送システムでは、使用
される信号光の波長帯域、及び信号光の隣接するチャン
ネル間での波長間隔が広い。このため、レーザ光源での
発振波長や光合波器での合波可能な波長帯域の中心波長
など、光部品の波長特性が温度変化等の影響によってあ
る程度シフトしても、伝送システムとして許容されると
いう利点がある。
For example, in the CWDM transmission system, the wavelength band of signal light used and the wavelength interval between adjacent channels of signal light are wide. Therefore, even if the wavelength characteristics of the optical components such as the oscillation wavelength of the laser light source and the center wavelength of the wavelength band that can be combined by the optical multiplexer are shifted to some extent by the influence of temperature change, etc. There is an advantage.

【0035】したがって、CWDM伝送システムでは、
温度を一定に保持するための温度調整器が不要となり、
あるいは、波長に対する許容仕様範囲が緩やかになるな
ど、低価格な光部品を用いることができる。しかしなが
ら、このような場合でも、光部品での波長特性にずれや
変動を生じた場合の光特性への影響が大きければ、CW
DM伝送システムでの光部品として好適に使用すること
ができない。
Therefore, in the CWDM transmission system,
There is no need for a temperature controller to keep the temperature constant,
Alternatively, it is possible to use low-priced optical components, such as a loose specification range for wavelengths. However, even in such a case, if there is a large influence on the optical characteristic when the wavelength characteristic of the optical component is deviated or changed, the CW
It cannot be suitably used as an optical component in a DM transmission system.

【0036】これに対して、図1に示した光合波器1A
では、マッハツェンダ干渉計からなる第1光回路部11
及び第2光回路部12の後段にY分岐部20を接続して
構成された光回路を用いることにより、信号光の合波特
性に対する波長特性のずれや変動の影響を低減してい
る。これにより、使用される信号光の波長帯域、及び信
号光の隣接するチャンネル間での波長間隔が広いCWD
M伝送システムなどをも含めて、各種の光伝送システム
に対して適用することが可能な光特性を有する光合波器
1Aが得られる。
On the other hand, the optical multiplexer 1A shown in FIG.
Then, the first optical circuit unit 11 including a Mach-Zehnder interferometer
By using the optical circuit configured by connecting the Y branching unit 20 in the subsequent stage of the second optical circuit unit 12, the influence of the shift or fluctuation of the wavelength characteristic on the multiplexing characteristic of the signal light is reduced. As a result, the CWD has a wide wavelength band of the signal light to be used and a wide wavelength interval between the adjacent channels of the signal light.
An optical multiplexer 1A having optical characteristics applicable to various optical transmission systems including the M transmission system can be obtained.

【0037】上記実施形態による光合波器の効果等につ
いて、さらに具体的に説明する。ここでは、図1に示し
た構成を有する光合波器1Aについて、従来の光合波器
と比較しつつ検討する。
The effects and the like of the optical multiplexer according to the above embodiment will be described more specifically. Here, the optical multiplexer 1A having the configuration shown in FIG. 1 will be examined in comparison with a conventional optical multiplexer.

【0038】図2は、図1に示した光合波器1Aに対す
る比較例である従来の光合波器を示す構成図である。こ
の光合波器6は、入力端面60aと出力端面60bとの
間の基板60上に形成された第1光回路部61、第2光
回路部62、及び第3光回路部63からなる。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional optical multiplexer which is a comparative example with respect to the optical multiplexer 1A shown in FIG. The optical multiplexer 6 includes a first optical circuit section 61, a second optical circuit section 62, and a third optical circuit section 63 formed on the substrate 60 between the input end face 60a and the output end face 60b.

【0039】第1光回路部61は、信号光P1が入力さ
れる第1入力端73を一端とする光導波路71と、信号
光P2が入力される第2入力端75を一端とする光導波
路72とを有する。これらの光導波路71、72は、光
カプラ77、78のそれぞれを介して光結合されること
によって、信号光P1及びP2を合波するマッハツェン
ダ干渉計を構成している。
The first optical circuit section 61 has an optical waveguide 71 having one end at the first input end 73 to which the signal light P1 is input and an optical waveguide 71 having one end at the second input end 75 to which the signal light P2 is input. And 72. These optical waveguides 71 and 72 are optically coupled via optical couplers 77 and 78, respectively, to form a Mach-Zehnder interferometer that multiplexes the signal lights P1 and P2.

【0040】第2光回路部62は、信号光P3が入力さ
れる第3入力端83を一端とする光導波路81と、信号
光P4が入力される第4入力端85を一端とする光導波
路82とを有する。これらの光導波路81、82は、光
カプラ87、88のそれぞれを介して光結合されること
によって、信号光P3及びP4を合波するマッハツェン
ダ干渉計を構成している。
The second optical circuit section 62 has an optical waveguide 81 having one end at the third input end 83 to which the signal light P3 is input and an optical waveguide 81 having one end at the fourth input end 85 to which the signal light P4 is input. 82 and. These optical waveguides 81 and 82 are optically coupled via optical couplers 87 and 88, respectively, to form a Mach-Zehnder interferometer that multiplexes the signal lights P3 and P4.

【0041】また、第3光回路部63は、第1光回路部
61の光導波路72が入力端に接続された光導波路91
と、第2光回路部62の光導波路81が入力端に接続さ
れた光導波路92とを有する。これらの光導波路91、
92は、光カプラ97、98のそれぞれを介して光結合
されることによって、第1光回路部61からの信号光P
1+P2及び第2光回路部62からの信号光P3+P4
を合波するマッハツェンダ干渉計を構成している。合波
された信号光Poutは、光導波路92の出力端96から
出力される。
The third optical circuit section 63 has an optical waveguide 91 in which the optical waveguide 72 of the first optical circuit section 61 is connected to the input end.
And an optical waveguide 92 in which the optical waveguide 81 of the second optical circuit section 62 is connected to the input end. These optical waveguides 91,
The optical signal 92 is optically coupled via the optical couplers 97 and 98, so that the signal light P from the first optical circuit unit 61 is transmitted.
1 + P2 and signal light P3 + P4 from the second optical circuit unit 62
It constitutes a Mach-Zehnder interferometer for multiplexing. The multiplexed signal light Pout is output from the output end 96 of the optical waveguide 92.

【0042】まず、簡単のため、1段のマッハツェンダ
干渉計から構成された光回路を用いた信号光の合波につ
いて説明する(例えば、図2の光回路部61を参照)。
First, for simplification, multiplexing of signal light using an optical circuit composed of a one-stage Mach-Zehnder interferometer will be described (for example, refer to the optical circuit section 61 in FIG. 2).

【0043】互いに異なる波長λ1、λ2を有する信号光
P1、P2を1段構成のMZI型光回路によって合波す
るためには、非対称マッハツェンダ干渉計のアーム導波
路部での上下導波路間の光路長差ΔLを、条件λ2−λ1
=λ1・λ2/(2ngΔL)を満たすように設定すれば
良い。ここで、ngは光導波路のコアの実効屈折率であ
り、石英系のガラス導波路を用いた場合にはng=1.
45である。
In order to combine the signal lights P1 and P2 having different wavelengths λ 1 and λ 2 by the one-stage MZI type optical circuit, between the upper and lower waveguides in the arm waveguide portion of the asymmetric Mach-Zehnder interferometer. The optical path length difference ΔL of the condition λ 2 −λ 1
= Λ 1 · λ 2 / ( 2n g ΔL) may be set so as to satisfy. Here, ng is the effective refractive index of the core of the optical waveguide, and when a silica glass waveguide is used, ng = 1.
45.

【0044】具体的な例を挙げると、1段構成のMZI
型光回路において、λ1=1550nm、λ2=1555
nm、ng=1.45とした場合、光路長差はΔL=1
66.224μmとなる。また、λ1=1550nm、
λ2=1560nm、ng=1.45とした場合、光路長
差はΔL=83.379μmとなる。
To give a concrete example, the MZI having a one-stage structure
Type optical circuit, λ 1 = 1550 nm, λ 2 = 1555
When nm and ng = 1.45, the optical path length difference is ΔL = 1.
It becomes 66.224 μm. Also, λ 1 = 1550 nm,
When λ 2 = 1560 nm and ng = 1.45, the optical path length difference is ΔL = 83.379 μm.

【0045】上記した式及び計算例から明らかなよう
に、合波の対象となる信号光の2波長の波長間隔λ2
λ1が狭くなるほど、マッハツェンダ干渉計での必要な
光路長差ΔLが大きくなり、光回路のチップ長も長くな
る。例えば、上記した2つの計算例についてそれぞれチ
ップ長を求めると、λ1=1550nm、λ2=1555
nmの2波長の信号光を合波する前者の例では、チップ
長は13.4mmとなる。また、λ1=1550nm、
λ2=1560nmの2波長の信号光を合波する後者の
例では、チップ長は11.6mmとなる。ここで、光回
路のチップ長については、光回路を構成している光導波
路の曲線部分での曲率半径をR=4mmとして計算して
いる。
As is clear from the above equations and calculation examples, the wavelength interval λ 2 − of the two wavelengths of the signal light to be multiplexed.
The smaller λ 1 becomes, the larger the required optical path length difference ΔL in the Mach-Zehnder interferometer becomes, and the longer the chip length of the optical circuit becomes. For example, when the chip length is calculated for each of the above two calculation examples, λ 1 = 1550 nm and λ 2 = 1555.
In the former example in which signal lights of two wavelengths of nm are combined, the chip length is 13.4 mm. Also, λ 1 = 1550 nm,
In the latter example in which signal lights of two wavelengths of λ 2 = 1560 nm are multiplexed, the chip length is 11.6 mm. Here, the chip length of the optical circuit is calculated assuming that the radius of curvature at the curved portion of the optical waveguide forming the optical circuit is R = 4 mm.

【0046】図2に示した従来の光合波器6は、MZI
型光回路を2段縦列に接続した構成を有し、4波長λ1
〜λ4の信号光P1〜P4を合波することが可能であ
る。このような構成において、合波の対象となる信号光
の波長をλ1=1540nm、λ2=1545nm、λ3
=1550nm、λ4=1555nmとすると、光合波
器6の全体での信号光伝搬方向についてのチップ長は2
3.9mmとなる。このようにチップ長が長くなると、
光回路がコスト高となり、また、光回路の大型化によ
り、光伝送システムにおいて実用上使いにくくなるなど
の問題がある。
The conventional optical multiplexer 6 shown in FIG.
Type optical circuits are connected in two stages in cascade, and four wavelengths λ 1
It is possible to combine the signal light P1~P4 of to [lambda] 4. In such a configuration, the wavelengths of the signal lights to be multiplexed are λ 1 = 1540 nm, λ 2 = 1545 nm, and λ 3
= 1550 nm and λ 4 = 1555 nm, the chip length of the entire optical multiplexer 6 in the signal light propagation direction is 2
It becomes 3.9 mm. When the chip length becomes long like this,
There is a problem that the cost of the optical circuit becomes high, and the optical circuit becomes large in size, which makes it practically difficult to use in an optical transmission system.

【0047】一方、図1に示した本発明による光合波器
1Aは、MZI型光回路である第1光回路部11及び第
2光回路部12と、Y分岐部20とを縦列に接続した構
成を有し、図2に示した光合波器6と同様に、4波長λ
1〜λ4の信号光P1〜P4を合波することが可能であ
る。このような構成において、合波の対象となる信号光
の波長を同様にλ1=1540nm、λ2=1545n
m、λ3=1550nm、λ4=1555nmとすると、
光合波器1Aの全体での信号光伝搬方向についてのチッ
プ長は16.6mmと、図2の光合波器6に比べて大幅
に短くなる。このように、MZI型光回路とY分岐部と
を縦列に接続した構成の光合波器によれば、光回路の小
型化、及びそのコストの低減が可能となる。
On the other hand, in the optical multiplexer 1A according to the present invention shown in FIG. 1, the first optical circuit section 11 and the second optical circuit section 12, which are MZI type optical circuits, and the Y branch section 20 are connected in series. It has a configuration and has four wavelengths λ, like the optical multiplexer 6 shown in FIG.
It is possible to combine the signal lights P1 to P4 of 1 to λ 4 . In such a configuration, the wavelengths of the signal lights to be multiplexed are similarly λ 1 = 1540 nm and λ 2 = 1545n.
If m, λ 3 = 1550 nm and λ 4 = 1555 nm,
The chip length of the entire optical multiplexer 1A in the signal light propagation direction is 16.6 mm, which is significantly shorter than that of the optical multiplexer 6 in FIG. As described above, according to the optical multiplexer having the configuration in which the MZI type optical circuits and the Y branch units are connected in cascade, the optical circuit can be downsized and the cost thereof can be reduced.

【0048】次に、図1及び図2に示した光合波器の光
特性について比較する。
Next, the optical characteristics of the optical multiplexer shown in FIGS. 1 and 2 will be compared.

【0049】図3は、図2に示した従来の光合波器での
合波特性の計算結果を示すグラフである。このグラフに
おいて、横軸は光合波器6による合波の対象となる信号
光の信号光波長(nm)、縦軸は入力端と出力端との間
での信号光の損失(dB)を示している。また、グラフ
F1〜F4については、グラフF1は第1入力端73か
らの入力信号光P1の出力信号光Poutでの損失特性、
グラフF2は第2入力端75からの入力信号光P2の出
力信号光Poutでの損失特性、グラフF3は第3入力端
83からの入力信号光P3の出力信号光Poutでの損失
特性、グラフF4は第4入力端85からの入力信号光P
4の出力信号光Poutでの損失特性をそれぞれ示してい
る。
FIG. 3 is a graph showing the calculation result of the multiplexing characteristic in the conventional optical multiplexer shown in FIG. In this graph, the horizontal axis represents the signal light wavelength (nm) of the signal light to be multiplexed by the optical multiplexer 6, and the vertical axis represents the signal light loss (dB) between the input end and the output end. ing. Regarding the graphs F1 to F4, the graph F1 shows the loss characteristics of the output signal light Pout of the input signal light P1 from the first input end 73,
A graph F2 is a loss characteristic of the output signal light Pout of the input signal light P2 from the second input end 75, a graph F3 is a loss characteristic of the output signal light Pout of the input signal light P3 from the third input end 83, and a graph F4. Is the input signal light P from the fourth input end 85
4 shows the loss characteristics of the output signal light Pout of No. 4 respectively.

【0050】また、図4は、図1に示した本発明による
光合波器での合波特性の計算結果を示すグラフである。
このグラフにおいて、横軸は光合波器1Aによる合波の
対象となる信号光の信号光波長(nm)、縦軸は入力端
と出力端との間での信号光の損失(dB)を示してい
る。また、グラフG1〜G4については、グラフG1は
第1入力端23からの入力信号光P1の出力信号光Pou
tでの損失特性、グラフG2は第2入力端25からの入
力信号光P2の出力信号光Poutでの損失特性、グラフ
G3は第3入力端33からの入力信号光P3の出力信号
光Poutでの損失特性、グラフG4は第4入力端35か
らの入力信号光P4の出力信号光Poutでの損失特性を
それぞれ示している。
FIG. 4 is a graph showing the calculation result of the multiplexing characteristic in the optical multiplexer according to the present invention shown in FIG.
In this graph, the horizontal axis represents the signal light wavelength (nm) of the signal light to be multiplexed by the optical multiplexer 1A, and the vertical axis represents the signal light loss (dB) between the input end and the output end. ing. Regarding the graphs G1 to G4, the graph G1 is the output signal light Pou of the input signal light P1 from the first input end 23.
The loss characteristic at t, the graph G2 is the loss characteristic at the output signal light Pout of the input signal light P2 from the second input end 25, and the graph G3 is the output signal light Pout of the input signal light P3 at the third input end 33. And the graph G4 shows the loss characteristics of the input signal light P4 from the fourth input terminal 35 in the output signal light Pout.

【0051】光合波器6についての図3のグラフと、光
合波器1Aについての図4のグラフとを比較すると、光
合波器6、1Aの光回路での信号光に対する挿入損失
は、従来の光合波器6では0.2dB以下となっている
のに対して、光合波器1Aでは3.2dBと損失がやや
大きくなっている。一方、P1〜P4の各チャンネルで
の光の透過スペクトルの3dB帯域幅、すなわち最低値
よりも損失が3dB大きくなるときの波長帯域幅につい
て比較すると、従来の光合波器6では4.4nmである
のに対して、光合波器1Aでは9.9nmとなってお
り、光合波器6に対して2倍以上の広さとなっている。
Comparing the graph of FIG. 3 for the optical multiplexer 6 with the graph of FIG. 4 for the optical multiplexer 1A, the insertion loss for the signal light in the optical circuit of the optical multiplexers 6 and 1A is The optical multiplexer 6 has a loss of 0.2 dB or less, while the optical multiplexer 1A has a slightly large loss of 3.2 dB. On the other hand, when comparing the 3 dB bandwidth of the transmission spectrum of light in each of the channels P1 to P4, that is, the wavelength bandwidth when the loss becomes 3 dB larger than the minimum value, it is 4.4 nm in the conventional optical multiplexer 6. On the other hand, the optical multiplexer 1A has a width of 9.9 nm, which is twice as large as that of the optical multiplexer 6.

【0052】このように、Y分岐部20を用いた光合波
器1Aでは、従来の光合波器6に比べて、信号光を合波
する際の光の透過スペクトルの波長帯域幅が広くなる。
これにより、光合波器1Aにおいては、光回路の製造ば
らつきによって波長特性の中心波長がずれたり、環境温
度変化等に伴って波長特性が変動した場合などにおいて
も、安定した合波特性を得ることができる。
As described above, in the optical multiplexer 1A using the Y branch section 20, the wavelength band width of the transmission spectrum of the light when the signal light is multiplexed is wider than that of the conventional optical multiplexer 6.
As a result, in the optical multiplexer 1A, stable multiplexing characteristics are obtained even when the center wavelength of the wavelength characteristics is shifted due to manufacturing variations of the optical circuit, or when the wavelength characteristics are changed due to environmental temperature change or the like. be able to.

【0053】図5は、光合波器の他の実施形態を示す構
成図である。本実施形態の光合波器1Bは、図1に示し
た光合波器1Aに対して、さらに1段のMZI型光回路
を縦列に接続した構成となっている。
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the optical multiplexer. The optical multiplexer 1B of the present embodiment has a configuration in which one more MZI type optical circuit is connected in cascade to the optical multiplexer 1A shown in FIG.

【0054】図5に示す光合波器1Bは、基板10と、
基板10上に所定の導波路パターンで形成された光導波
路とから構成された平面導波路型の光回路である。本光
合波器1Bにおいては、図中に矢印によって信号光伝搬
方向を示すように、基板10の左側の端面が入力端面1
0a、右側の端面が出力端面10bとなっている。
The optical multiplexer 1B shown in FIG.
It is a planar waveguide type optical circuit composed of an optical waveguide formed on a substrate 10 in a predetermined waveguide pattern. In the present optical multiplexer 1B, the left end face of the substrate 10 is the input end face 1 as indicated by the arrow in the drawing for the signal light propagation direction.
0a, the right end face is the output end face 10b.

【0055】基板10上には、MZI型光回路からなる
6つの光回路部11〜16、Y分岐部20、及び出力光
導波路17が形成されている。これらのうち、出力端面
10b側の光回路部分、すなわち、第1光回路部11及
び第2光回路部12、Y分岐部20、出力光導波路17
の構成については、図1に示したものと同様である。ま
た、本実施形態においては、Y分岐部20の前段のMZ
I型光回路である第1光回路部11及び第2光回路部1
2に対して、さらに前段の光回路部13〜16を設けて
いる。
On the substrate 10, six optical circuit sections 11 to 16 each composed of an MZI type optical circuit, a Y branch section 20, and an output optical waveguide 17 are formed. Of these, the optical circuit portion on the output end face 10b side, that is, the first optical circuit portion 11 and the second optical circuit portion 12, the Y branch portion 20, and the output optical waveguide 17 are provided.
The configuration of is the same as that shown in FIG. Further, in the present embodiment, the MZ at the front stage of the Y branch unit 20 is
First optical circuit unit 11 and second optical circuit unit 1 which are I-type optical circuits
2, the optical circuit units 13 to 16 at the previous stage are further provided.

【0056】光回路部13は、光導波路41と、光導波
路41に2つの光カプラを介して光結合されてマッハツ
ェンダ干渉計を構成する光導波路42とを有する。光導
波路41及び42の入力端は入力端面10a上に設けら
れており、それぞれ本光合波器1Bへと信号光P1及び
P2を入力するための第1入力端、第2入力端となって
いる。また、光導波路42の出力端は、第1光回路部1
1の第1光導波路21の入力端へと接続されている。
The optical circuit section 13 has an optical waveguide 41 and an optical waveguide 42 which is optically coupled to the optical waveguide 41 via two optical couplers to form a Mach-Zehnder interferometer. The input ends of the optical waveguides 41 and 42 are provided on the input end face 10a, and are the first input end and the second input end for inputting the signal lights P1 and P2 to the optical multiplexer 1B, respectively. . The output end of the optical waveguide 42 is connected to the first optical circuit unit 1
It is connected to the input end of the first optical waveguide 21.

【0057】光回路部14は、光導波路43と、光導波
路43に2つの光カプラを介して光結合されてマッハツ
ェンダ干渉計を構成する光導波路44とを有する。光導
波路43及び44の入力端は入力端面10a上に設けら
れており、それぞれ本光合波器1Bへと信号光P3及び
P4を入力するための第3入力端、第4入力端となって
いる。また、光導波路43の出力端は、第1光回路部1
1の第2光導波路22の入力端へと接続されている。
The optical circuit section 14 has an optical waveguide 43 and an optical waveguide 44 which is optically coupled to the optical waveguide 43 via two optical couplers to form a Mach-Zehnder interferometer. The input ends of the optical waveguides 43 and 44 are provided on the input end face 10a, and are the third input end and the fourth input end for inputting the signal lights P3 and P4 to the present optical multiplexer 1B, respectively. . The output end of the optical waveguide 43 is connected to the first optical circuit unit 1
It is connected to the input end of the first optical waveguide 22.

【0058】光回路部15は、光導波路45と、光導波
路45に2つの光カプラを介して光結合されてマッハツ
ェンダ干渉計を構成する光導波路46とを有する。光導
波路45及び46の入力端は入力端面10a上に設けら
れており、それぞれ本光合波器1Bへと信号光P5及び
P6を入力するための第5入力端、第6入力端となって
いる。また、光導波路46の出力端は、第2光回路部1
2の第3光導波路31の入力端へと接続されている。
The optical circuit section 15 has an optical waveguide 45 and an optical waveguide 46 which is optically coupled to the optical waveguide 45 via two optical couplers to form a Mach-Zehnder interferometer. The input ends of the optical waveguides 45 and 46 are provided on the input end face 10a, and are the fifth input end and the sixth input end for inputting the signal lights P5 and P6 to the optical multiplexer 1B, respectively. . The output end of the optical waveguide 46 is connected to the second optical circuit unit 1
It is connected to the input end of the second third optical waveguide 31.

【0059】光回路部16は、光導波路47と、光導波
路47に2つの光カプラを介して光結合されてマッハツ
ェンダ干渉計を構成する光導波路48とを有する。光導
波路47及び48の入力端は入力端面10a上に設けら
れており、それぞれ本光合波器1Bへと信号光P7及び
P8を入力するための第7入力端、第8入力端となって
いる。また、光導波路47の出力端は、第2光回路部1
2の第4光導波路32の入力端へと接続されている。
The optical circuit section 16 has an optical waveguide 47 and an optical waveguide 48 which is optically coupled to the optical waveguide 47 via two optical couplers to form a Mach-Zehnder interferometer. The input ends of the optical waveguides 47 and 48 are provided on the input end face 10a, and are the seventh input end and the eighth input end for inputting the signal lights P7 and P8 to the optical multiplexer 1B, respectively. . The output end of the optical waveguide 47 is connected to the second optical circuit unit 1
It is connected to the input end of the second fourth optical waveguide 32.

【0060】以上の構成において、光回路部13での2
つの入力端のそれぞれから入力された信号光P1、P2
は、光導波路41、42からなるマッハツェンダ干渉計
によって合波されて、光導波路42の出力端から第1光
回路部11の第1光導波路21へと入力される。また、
光回路部14での2つの入力端のそれぞれから入力され
た信号光P3、P4は、光導波路43、44からなるマ
ッハツェンダ干渉計によって合波されて、光導波路43
の出力端から第1光回路部11の第2光導波路22へと
入力される。
In the above configuration, the optical circuit unit 13
Signal light P1 and P2 input from each of the two input ends
Are multiplexed by a Mach-Zehnder interferometer composed of the optical waveguides 41 and 42, and input from the output end of the optical waveguide 42 to the first optical waveguide 21 of the first optical circuit unit 11. Also,
The signal lights P3 and P4 input from the two input ends of the optical circuit unit 14 are combined by the Mach-Zehnder interferometer including the optical waveguides 43 and 44, and the optical waveguide 43
Is input to the second optical waveguide 22 of the first optical circuit unit 11.

【0061】同様に、光回路部15での2つの入力端の
それぞれから入力された信号光P5、P6は、光導波路
45、46からなるマッハツェンダ干渉計によって合波
されて、光導波路46の出力端から第2光回路部12の
第3光導波路31へと入力される。また、光回路部16
での2つの入力端のそれぞれから入力された信号光P
7、P8は、光導波路47、48からなるマッハツェン
ダ干渉計によって合波されて、光導波路47の出力端か
ら第2光回路部12の第4光導波路32へと入力され
る。
Similarly, the signal lights P5 and P6 input from the two input ends of the optical circuit section 15 are combined by the Mach-Zehnder interferometer composed of the optical waveguides 45 and 46, and output from the optical waveguide 46. The light is input from the end to the third optical waveguide 31 of the second optical circuit unit 12. In addition, the optical circuit unit 16
Signal light P input from each of the two input ends in
7, P8 are multiplexed by a Mach-Zehnder interferometer composed of optical waveguides 47 and 48, and input from the output end of the optical waveguide 47 to the fourth optical waveguide 32 of the second optical circuit unit 12.

【0062】さらに、第1光回路部11において、光回
路部13からの信号光P1+P2、及び光回路部14か
らの信号光P3+P4が、光導波路21、22からなる
マッハツェンダ干渉計によって合波されて、光導波路2
2の出力端を介してY分岐部20の入力側へと入力され
る。また、第2光回路部12において、光回路部15か
らの信号光P5+P6、及び光回路部16からの信号光
P7+P8が、光導波路31、32からなるマッハツェ
ンダ干渉計によって合波されて、光導波路31の出力端
を介してY分岐部20の入力側へと入力される。
Further, in the first optical circuit section 11, the signal light P1 + P2 from the optical circuit section 13 and the signal light P3 + P4 from the optical circuit section 14 are combined by the Mach-Zehnder interferometer composed of the optical waveguides 21 and 22. , Optical waveguide 2
It is input to the input side of the Y branching unit 20 via the output terminal of 2. In the second optical circuit unit 12, the signal light P5 + P6 from the optical circuit unit 15 and the signal light P7 + P8 from the optical circuit unit 16 are combined by the Mach-Zehnder interferometer including the optical waveguides 31 and 32, and the optical waveguides are combined. It is input to the input side of the Y branch unit 20 via the output end of 31.

【0063】そして、第1光回路部11からの信号光P
1+P2+P3+P4、及び第2光回路部12からの信
号光P5+P6+P7+P8は、Y分岐部20によって
さらに合波され、合波された信号光Poutは、出力光導
波路17の出力端から出力される。
Then, the signal light P from the first optical circuit unit 11
1 + P2 + P3 + P4 and the signal light P5 + P6 + P7 + P8 from the second optical circuit unit 12 are further multiplexed by the Y branch unit 20, and the combined signal light Pout is output from the output end of the output optical waveguide 17.

【0064】このように、Y分岐部20の前段におい
て、MZI型光回路を多段縦列に接続する構成によれ
ば、1段のMZI型光回路とY分岐部とを縦列に接続す
る図1に示した構成に比べて、さらに多波長の信号光
(本実施形態では8波長)を合波することが可能とな
る。なお、このような多段の構成においても、Y分岐部
を用いたことによる光回路の小型化等の効果について
は、図1に示した光回路の場合と同様である。
As described above, according to the configuration in which the MZI type optical circuits are connected in the multistage cascade in the preceding stage of the Y branch unit 20, the one stage MZI type optical circuits and the Y branch units are connected in the cascade, as shown in FIG. As compared with the configuration shown, it becomes possible to combine signal lights of more wavelengths (8 wavelengths in this embodiment). Even in such a multi-stage configuration, the effect of downsizing the optical circuit by using the Y branch portion is the same as that of the optical circuit shown in FIG.

【0065】本発明による光合波器は、上記した実施形
態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可
能である。例えば、Y分岐部の前段に設けられるマッハ
ツェンダ干渉計の具体的な構成については、合波の対象
となる信号光の波長帯域や波長間隔等に応じて、様々な
構成を用いて良い。
The optical multiplexer according to the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and examples, but various modifications are possible. For example, as a specific configuration of the Mach-Zehnder interferometer provided before the Y branch unit, various configurations may be used according to the wavelength band, wavelength interval, etc. of the signal light to be multiplexed.

【0066】また、図1に示した光合波器1Aでは、Y
分岐部20の前段に接続された第1光回路部11及び第
2光回路部12がともにMZI型光回路となっている構
成を示したが、光回路部11、12の一方のみをMZI
型光回路とする構成であっても良い。あるいは、図1及
び図5に示した光合波器1A、1Bに対してさらにMZ
I型光回路を多段縦列に接続して、さらに多波長の信号
光を合波する構成とすることも可能である。
Further, in the optical multiplexer 1A shown in FIG. 1, Y
Although the first optical circuit section 11 and the second optical circuit section 12 connected to the preceding stage of the branch section 20 are both MZI type optical circuits, only one of the optical circuit sections 11 and 12 is MZI.
It may be configured as a photonic circuit. Alternatively, MZ may be further added to the optical multiplexers 1A and 1B shown in FIGS.
It is also possible to connect the I-type optical circuits in multistage cascades and combine the signal lights of multiple wavelengths.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明による光合波器は、以上詳細に説
明したように、次のような効果を得る。すなわち、MZ
I型光回路である第1光回路部と、MZI型光回路また
はそれ以外の光回路である第2光回路部とに対して、後
段の光合波部としてY分岐部を接続し、第1光回路部か
らの光導波路と第2光回路部からの光導波路とを出力光
導波路へと合流させる光合波器によれば、波長特性のず
れや変動の合波特性への影響が低減される。また、Y分
岐部はMZI型光回路に比べて小型であり、光合波器の
全体での光回路を小型化することができる。
As described in detail above, the optical multiplexer according to the present invention has the following effects. That is, MZ
A first optical circuit section which is an I-type optical circuit and a second optical circuit section which is an MZI-type optical circuit or an optical circuit other than the MZI-type optical circuit are connected with a Y-branch section as an optical combining section in the subsequent stage, According to the optical multiplexer that joins the optical waveguide from the optical circuit section and the optical waveguide from the second optical circuit section to the output optical waveguide, the influence of deviation or fluctuation of the wavelength characteristics on the multiplexing characteristics is reduced. It Further, the Y branch portion is smaller than the MZI type optical circuit, and the optical circuit in the entire optical multiplexer can be miniaturized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】光合波器の一実施形態を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an optical multiplexer.

【図2】従来の光合波器を比較例として示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a conventional optical multiplexer as a comparative example.

【図3】図2に示した光合波器での合波特性を示すグラ
フである。
3 is a graph showing a multiplexing characteristic in the optical multiplexer shown in FIG.

【図4】図1に示した光合波器での合波特性を示すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing a multiplexing characteristic in the optical multiplexer shown in FIG.

【図5】光合波器の他の実施形態を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing another embodiment of the optical multiplexer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A、1B…光合波器、10…基板、10a…入力端
面、10b…出力端面、11…第1光回路部、12…第
2光回路部、13〜16…光回路部、17…出力光導波
路、18…入力端、19…出力端、20…Y分岐部、2
1…第1光導波路、22…第2光導波路、23…第1入
力端、25…第2入力端、26…出力端、27…第1光
カプラ、28…第2光カプラ、29…アーム導波路部、
31…第3光導波路、32…第4光導波路、33…第3
入力端、34…出力端、35…第4入力端、37…第1
光カプラ、38…第2光カプラ、39…アーム導波路
部、41〜48…光導波路。
1A, 1B ... Optical multiplexer, 10 ... Substrate, 10a ... Input end face, 10b ... Output end face, 11 ... First optical circuit section, 12 ... Second optical circuit section, 13-16 ... Optical circuit section, 17 ... Output light guide Waveguide, 18 ... Input end, 19 ... Output end, 20 ... Y branch, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st optical waveguide, 22 ... 2nd optical waveguide, 23 ... 1st input end, 25 ... 2nd input end, 26 ... Output end, 27 ... 1st optical coupler, 28 ... 2nd optical coupler, 29 ... Arm Waveguide section,
31 ... Third optical waveguide, 32 ... Fourth optical waveguide, 33 ... Third
Input end, 34 ... Output end, 35 ... Fourth input end, 37 ... First
Optical coupler, 38 ... Second optical coupler, 39 ... Arm waveguide section, 41-48 ... Optical waveguide.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、前記基板上に所定の導波路パタ
ーンで形成された光導波路とを有して構成された光回路
からなり、互いに異なる波長を有する信号光を合波する
光合波器であって、 第1入力端を一端とする第1光導波路、及び、第2入力
端を一端とし、少なくとも2つの方向性結合器を介して
前記第1光導波路と光結合されて、前記第1光導波路及
び前記方向性結合器とともに第1マッハツェンダ干渉計
を構成する第2光導波路を有する第1光回路部と、 第3入力端を一端とする第3光導波路を少なくとも有す
る第2光回路部と、 出力端を一端とする出力光導波路と、 前記第1光回路部の前記第1光導波路または前記第2光
導波路の入力端とは反対側の端部、及び、前記第2光回
路部の前記第3光導波路または他の光導波路の入力端と
は反対側の端部が一方側に接続され、前記出力光導波路
の前記出力端とは反対側の端部が他方側に接続されるY
分岐部とを備え、前記第1入力端、前記第2入力端、及
び前記第3入力端のそれぞれから入力された前記信号光
を合波して前記出力端から出力することを特徴とする光
合波器。
1. An optical multiplexer comprising an optical circuit having a substrate and an optical waveguide formed in a predetermined waveguide pattern on the substrate, and which multiplexes signal lights having mutually different wavelengths. And a first optical waveguide having a first input end as one end, and a second input end as one end, being optically coupled to the first optical waveguide via at least two directional couplers, A first optical circuit unit having a first optical waveguide and a second optical waveguide forming a first Mach-Zehnder interferometer together with the directional coupler, and a second optical circuit having at least a third optical waveguide having a third input end as one end. Section, an output optical waveguide having an output end as one end, an end of the first optical circuit section opposite to the input end of the first optical waveguide or the second optical waveguide, and the second optical circuit Part of the third optical waveguide or another optical waveguide Y opposite end is connected to one side, the opposite end is connected to the other side to the output end of the output optical waveguide
And a branching portion, wherein the signal light input from each of the first input end, the second input end, and the third input end is multiplexed and output from the output end. Wave instrument.
【請求項2】 前記第2光回路部は、第4入力端を一端
とし、少なくとも2つの方向性結合器を介して前記第3
光導波路と光結合されて、前記第3光導波路及び前記方
向性結合器とともに第2マッハツェンダ干渉計を構成す
る第4光導波路を有することを特徴とする請求項1記載
の光合波器。
2. The second optical circuit unit has a fourth input end as one end, and the third optical circuit unit is connected to the third optical circuit unit via at least two directional couplers.
The optical multiplexer according to claim 1, further comprising a fourth optical waveguide which is optically coupled to the optical waveguide and constitutes a second Mach-Zehnder interferometer together with the third optical waveguide and the directional coupler.
【請求項3】 前記第1光導波路、または前記第2光導
波路の少なくとも一方の前段に、 第5入力端を一端とする第5光導波路、及び、第6入力
端を一端とし、少なくとも2つの方向性結合器を介して
前記第5光導波路と光結合されて、前記第5光導波路及
び前記方向性結合器とともに第3マッハツェンダ干渉計
を構成する第6光導波路を有する第3光回路部をさらに
備えることを特徴とする請求項1記載の光合波器。
3. A fifth optical waveguide having a fifth input end as one end and a sixth input end as one end before at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide. A third optical circuit section having a sixth optical waveguide which is optically coupled to the fifth optical waveguide via a directional coupler and constitutes a third Mach-Zehnder interferometer together with the fifth optical waveguide and the directional coupler. The optical multiplexer according to claim 1, further comprising:
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