JP2006208699A

JP2006208699A - Wavelength variable element

Info

Publication number: JP2006208699A
Application number: JP2005020022A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Okayama; 秀彰岡山
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: JP4389796B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength variable element that has no grating in an output side but is easily controlled. SOLUTION: The element includes an output part 30, an active part 40, a phase controlling part 70, a first grating part 50 and a second grating part 60, consecutively in a waveguide 20. The first grating part has a plurality of wavelength variable sub-gratings 55a to 55d having different non-transmitting wavelength regions in an off state when no bias voltage is externally applied on the first grating part. The second grating part 60 is a wavelength variable grating having a plurality of reflection wavelength peaks. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、波長可変素子に関するものである。 The present invention relates to a wavelength tunable element.

波長可変素子である波長可変ダイオードレーザを実現する場合に、波長可変機構を半導体レーザチップの外部に設けるか、或いは、半導体レーザチップに集積化するかの２つの形態がある。半導体レーザチップに集積化する形態の素子としては、電気的に波長調整が行える構成のものが多く提案されている。これは、電気的に波長調整を行う素子が可動部を持たないために、動作の信頼性が高いことが主な要因である。電気的に波長調整を行うためには、電気光学効果による屈折率変化を利用する。 When realizing a wavelength tunable diode laser which is a wavelength tunable element, there are two forms, that is, a wavelength tunable mechanism is provided outside the semiconductor laser chip or integrated on the semiconductor laser chip. Many elements having a configuration capable of electrically adjusting the wavelength have been proposed as elements integrated in a semiconductor laser chip. This is mainly due to the high reliability of the operation because the element that electrically adjusts the wavelength does not have a movable part. In order to adjust the wavelength electrically, the refractive index change due to the electro-optic effect is used.

しかしながら、電気光学効果による屈折率変化の大きさは、高々１％程度であるため、この屈折率変化を直接利用した波長可変素子では、やはり１％程度の範囲でしか、波長調整が行えない。 However, since the magnitude of the refractive index change due to the electro-optic effect is at most about 1%, a wavelength tunable element that directly uses this refractive index change can also adjust the wavelength only in the range of about 1%.

１％以上の波長調整を行うための素子として、出力側のフィルタに、サンプルグレーティングあるいは超周期グレーティングを利用した素子がある。しかし、このような素子では、これらのサンプルグレーティングなどでの損失のために、出力光強度が小さくなってしまう。 As an element for performing wavelength adjustment of 1% or more, there is an element that uses a sample grating or a super-period grating as a filter on the output side. However, in such an element, the output light intensity is reduced due to loss in these sample gratings and the like.

この問題を解決する一つの方法として、出力側のサンプルグレーティングなどの代わりに、広帯域の波長可変グレーティングを用いる方法がある（例えば、非特許文献１又は２参照）。しかし、波長可変グレーティングを用いる素子は、構造が複雑になるという実用上不利な点がある。 As one method for solving this problem, there is a method that uses a broadband wavelength tunable grating instead of the output side sample grating or the like (for example, see Non-Patent Document 1 or 2). However, an element using a wavelength tunable grating has a practical disadvantage that its structure is complicated.

上述の点から、出力光強度を増すために、Ｙ分岐構造を用いることにより、出力側のグレーティングを無くする素子が提案されている（例えば、非特許文献３又は４参照）。
岡山秀彰、川原正人著「可変波長素子」発明協会公開技報９３−３２３５６、１９９３年Ｄ．Ｊ．Ｒｏｂｂｉｎｓ他著「Ａｈｉｇｈｐｏｗｅｒ、ｂｒｏａｄｂａｎｄｔｕｎｅａｂｌｅｌａｓｅｒｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎａＤＳ−ＤＢＲｌａｓｅｒｗｉｔｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｄＳＯＡ」ＯｐｔｉｃａｌＦｉｂｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＯＦＣ）２００４予稿集、ＴｕＥ３岡山秀彰著「波長可変素子」発明協会公開技報９５−１７２５６、１９９５年Ｊａｎ−ＯｌｏｆＷｅｓｓｔｒｏｍ他著「Ｓｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｈｅ−ａｒｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｗｉｄｅｌｙｔｕｎａｂｌｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｇｒａｔｉｎｇＹ−ｂｒａｎｃｈｌａｓｅｒｓ」ＯＦＣ２００４予稿集、ＴｕＥ２ In view of the above, an element that eliminates the grating on the output side by using a Y-branch structure in order to increase the output light intensity has been proposed (for example, see Non-Patent Document 3 or 4).
Hideaki Okayama, Masato Kawahara, "Variable Wavelength Element" Invention Association Open Technical Report 93-32356, 1993 D. J. et al. Robbins et al., “A high power, broadband tunable laser module based on a DS-DBR laser with integrated SOA (Optical Fiber Communication, OFC) 2004 3rd report. Okayama Hideaki, "Wavelength Tunable Device" Invention Association Open Technical Report 95-17256, 1995 Jan-Olf Weststrom et al., “State-of-the-art performance of widely modulated gradient Y-branch lasers” OFC 2004 Proceedings, TuE2

しかしながら、上述の従来例のＹ分岐構造を用いた素子は、出力側にフィルタとしてのグレーティングを設けない構成であるものの、Ｙ分岐された枝のそれぞれがサンプルグレーティングを備えているため、２つのサンプルグレーティングの制御を行う必要がある。そのため、波長可変の制御が複雑となる欠点を有している。 However, although the element using the Y-branch structure of the above-described conventional example has a configuration in which no grating as a filter is provided on the output side, each of the Y-branched branches has a sample grating, so two samples are included. It is necessary to control the grating. For this reason, there is a drawback that the wavelength variable control is complicated.

この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、この発明の目的は、出力側にグレーティングを備えず、かつ、制御が容易な波長可変素子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a wavelength tunable element that does not include a grating on the output side and is easy to control.

上述した目的を達成するために、この発明の波長可変素子は、導波路内に、出力部、活性部、位相制御部、第１グレーティング部及び第２グレーティング部を、順に備えている。 In order to achieve the above-described object, the wavelength tunable element of the present invention includes an output section, an active section, a phase control section, a first grating section, and a second grating section in this order in the waveguide.

第１グレーティング部は、第１グレーティング部に対して外部からのバイアス電圧が非印加であるオフ状態において、それぞれ異なる非透過波長域を有する、波長可変のサブグレーティングを、複数備えている。第２グレーティング部は、複数の反射波長ピークを有する、波長可変グレーティングである。 The first grating unit includes a plurality of variable wavelength sub-gratings each having a different non-transmission wavelength region in an off state where no external bias voltage is applied to the first grating unit. The second grating unit is a wavelength tunable grating having a plurality of reflection wavelength peaks.

この発明の波長可変素子によれば、導波路の出力側にグレーティングを設けない構造なので、高出力化が図られる。また、出力する波長を、第１グレーティング部が備える各サブグレーティングに印加する電気信号のオン状態とオフ状態の切換という簡単な制御で選択することが可能となり、その結果、制御が容易となる。 According to the wavelength tunable element of the present invention, since the grating is not provided on the output side of the waveguide, high output can be achieved. In addition, the wavelength to be output can be selected by simple control of switching between an on state and an off state of an electric signal applied to each sub-grating provided in the first grating unit, and as a result, the control becomes easy.

さらに、この波長可変素子によれば、第２グレーティング部の波長可変範囲をΔλとすると、第１グレーティング部が備えるサブグレーティングの個数Ｎに応じて、ＮΔλで与えられる波長範囲が、波長可変範囲になる。従って、容易に広帯域の波長可変素子が得られる。 Further, according to this wavelength tunable element, when the wavelength tunable range of the second grating portion is Δλ, the wavelength range given by NΔλ is the wavelength tunable range according to the number N of sub-gratings included in the first grating portion. Become. Therefore, a broadband wavelength variable element can be easily obtained.

以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の構成および配置関係についてはこの発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の組成（材質）および数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the configurations and arrangement relationships of the constituent elements are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood. In the following, a preferred configuration example of the present invention will be described. However, the composition (material) and numerical conditions of each component are merely preferred examples. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiment.

（第１実施形態）
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）を参照して、第１実施形態の波長可変素子について説明する。 (First embodiment)
With reference to FIGS. 1A, 1 B, 1 C, and 1 D, the wavelength variable element of the first embodiment will be described.

図１（Ａ）は、第１実施形態の波長可変素子の構成例を説明するための概略平面図である。 FIG. 1A is a schematic plan view for explaining a configuration example of the wavelength tunable element according to the first embodiment.

波長可変素子を構成する基板１０に、直線状の導波路２０が形成されている。例えば、基板１０の材質として、ＩｎＰを用いて、導波路２０の材質として、ＩｎＧａＡｓＰを用いる。この場合の波長可変素子は、１．５５μｍの通信波長域で使用可能になる。 A linear waveguide 20 is formed on the substrate 10 constituting the wavelength variable element. For example, InP is used as the material of the substrate 10 and InGaAsP is used as the material of the waveguide 20. In this case, the wavelength tunable element can be used in a communication wavelength region of 1.55 μm.

導波路２０内には、出力部３０の側から、その伝播軸（図中、符号２５を付した点線）が示す伝播方向に沿って、活性部４０、位相制御部７０、第１グレーティング部５０及び第２グレーティング部６０が、この順に、備えられている。活性部４０、位相制御部７０、第１グレーティング部５０及び第２グレーティング部６０は、それぞれ、組成比が異なっている。活性部４０は、バンドギャップ波長を発振波長λ_eとして発光する。また、位相制御部７０、第１グレーティング部５０及び第２グレーティング部６０は、各部での光吸収を小さくするために、バンドギャップ波長を発振波長λ_eよりも短波長側にずらして形成してある。 In the waveguide 20, the active part 40, the phase control part 70, and the first grating part 50 are arranged from the output part 30 side along the propagation direction indicated by the propagation axis (dotted line with reference numeral 25 in the figure). And the 2nd grating part 60 is provided in this order. The active part 40, the phase control part 70, the first grating part 50, and the second grating part 60 have different composition ratios. The active part 40 emits light with the band gap wavelength as the oscillation wavelength λ _e . In addition, the phase control unit 70, the first grating unit 50, and the second grating unit 60 are formed by shifting the band gap wavelength to the shorter wavelength side than the oscillation wavelength λ _e in order to reduce light absorption in each unit. is there.

基板１０に、活性部４０、位相制御部７０、第１グレーティング部５０及び第２グレーティング部６０を備える導波路２０を形成する方法は、任意好適な周知の方法を用いることができ、例えば、以下の手順で形成される。 As the method for forming the waveguide 20 including the active portion 40, the phase control portion 70, the first grating portion 50, and the second grating portion 60 on the substrate 10, any suitable known method can be used. It is formed by the procedure.

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した波長可変素子の伝播軸２５に沿った面で取った概略断面図である。また、図１（Ｃ）は、第１実施形態の波長可変素子の概略側面図である。先ず、ＩｎＰの基板１０上に、下クラッド層８０、導波路２０をエピタキシャル成長した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、導波路２０にグレーティングを形成する。この結果、グレーティングは通常、導波路２０の上に凹凸構造として形成されることになる。次に、グレーティングを形成した導波路２０上に、上クラッド層８５、キャップ層９０をエピタキシャル成長して多層構造体を形成する。その後、ドライエッチング又はウェットエッチングでリッジ構造を形成した後、側面を屈折率の低い材料で埋め込む。次に、電極として、下部電極１００と、上部電極１０５ａ〜１０５ｄ、１１０及び１２０を形成する。なお、図１（Ａ）の概略平面図においては、上クラッド層、キャップ層及び上部電極の図示を省略している。 FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along a plane along the propagation axis 25 of the wavelength tunable element shown in FIG. FIG. 1C is a schematic side view of the wavelength tunable element according to the first embodiment. First, after epitaxially growing the lower cladding layer 80 and the waveguide 20 on the InP substrate 10, a grating is formed in the waveguide 20 by using a photolithography technique. As a result, the grating is normally formed as a concavo-convex structure on the waveguide 20. Next, the upper clad layer 85 and the cap layer 90 are epitaxially grown on the waveguide 20 in which the grating is formed to form a multilayer structure. Then, after forming a ridge structure by dry etching or wet etching, the side surfaces are filled with a material having a low refractive index. Next, the lower electrode 100 and the upper electrodes 105a to 105d, 110, and 120 are formed as electrodes. In the schematic plan view of FIG. 1A, the upper cladding layer, the cap layer, and the upper electrode are not shown.

第１グレーティング部５０は、それぞれ波長可変のサブグレーティングを複数、ここでは、第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄの４つを備えている。なお、サブグレーティングの個数は設計に応じて選択可能であり、何らこの例に限定されるものではない。第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄとして、グレーティング面を導波路２０の伝播軸２２に対して斜めに形成する。ここで、グレーティング面とは、例えば、サブグレーティングが、第２ドメインの等価屈折率が、第１ドメインの等価屈折率と異なる値になるように形成された、周期的ドメイン反転構造の場合は、第１ドメインと第２ドメインとの境界面である。 The first grating unit 50 includes a plurality of sub-gratings each having a variable wavelength, here, four of first to fourth sub-gratings 55a to 55d. The number of sub-gratings can be selected according to the design, and is not limited to this example. As the first to fourth sub-gratings 55 a to 55 d, the grating surface is formed obliquely with respect to the propagation axis 22 of the waveguide 20. Here, the grating surface is, for example, in the case of a periodic domain inversion structure in which the sub-grating is formed such that the equivalent refractive index of the second domain is different from the equivalent refractive index of the first domain. It is a boundary surface between the first domain and the second domain.

第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄについて、第１サブグレーティング５５ａを例にとって説明する。 The first to fourth sub-gratings 55a to 55d will be described by taking the first sub-grating 55a as an example.

図１（Ｄ）は、第１サブグレーティング５５ａを説明するための概略構成図である。 FIG. 1D is a schematic configuration diagram for explaining the first sub-grating 55a.

第１サブグレーティング５５ａのグレーティング周期をｄとし、及び、導波路２０の伝播軸２５に対して傾けて形成されているグレーティング面５９の傾きの大きさを示す角度をΘ_bとして、これら、ｄ及びΘ_bを、ブラッグ条件の２ｄｃｏｓΘ_b＝ｍλ_aを満たすように設定すると、波長λ₀の光がグレーティング面５９で反射する。ここで、ｍは整数である。また、導波路２０の伝播軸２５の、第１サブグレーティング５５ａのグレーティング面５９に対する角度Θ_bが０のとき、グレーティング面５９は、導波路２０の伝播軸２５に対して直角になるものとする。 Assuming that the grating period of the first sub-grating 55a is d and that the angle indicating the magnitude of the inclination of the grating surface 59 formed to be inclined with respect to the propagation axis 25 of the waveguide 20 is Θ _b , the theta _b, when set to satisfy 2dcosΘ _b = mλ _a Bragg condition, the light of the wavelength lambda ₀ is reflected by the grating surface 59. Here, m is an integer. Further, when the angle Θ _b of the propagation axis 25 of the waveguide 20 with respect to the grating surface 59 of the first sub-grating 55 a is 0, the grating surface 59 is perpendicular to the propagation axis 25 of the waveguide 20. .

導波路２０を伝播する波長λ_aの光は、グレーティング面５９での反射により導波路外に導き出され、非透過になる。なお、グレーティング面５９の角度Θ_bは、グレーティング面５９で反射された光が、導波路２０とクラッドの境界面で反射されて、再び導波路２０内に戻ってこないために充分な角度に、設定する必要がある。具体的には、ｃｏｓΘ_b＝１−（１−ｂ）Δｎ／ｎ_coreを満たす角度以上にするのが良い。ここで、ｂは規格化伝播定数、Δｎは、コアとクラッドの屈折率差、及び、ｎ_coreはコアの屈折率である。規格化伝播定数ｂは、導波路伝播光の等価屈折率ｎ_eff、クラッドの屈折率ｎ_cl、コアの屈折率ｎ_coreを用いて、ｂ＝（ｎ_eff ²−ｎ_cl ²）／（ｎ_core ²−ｎ_cl ²）で与えられる。例えば、規格化伝播定数ｂが０．６、コアとクラッドの屈折率差Δｎが０．１、及び、コアの屈折率ｎ_coreが３．５のとき、伝播軸２５に対するグレーティング面５９の角度Θ_bは９度以上が目安となる。なお、ここで説明した構成例では、コアの屈折率ｎ_coreは、導波路の材質であるＩｎＧａＡｓＰの屈折率であり、クラッドの屈折率Ｎ_clは、クラッドの材質であるＩｎＰの屈折率である。なお、高次の伝播モードでレーザ発振が抑制できる状態であれば、導波路外に放射できなくても良い。 Light of the wavelength lambda _a propagating through the waveguide 20 is derived to the outside of the waveguide by reflection on the grating surface 59, it becomes non-transparent. Note that the angle Θ _b of the grating surface 59 is a sufficient angle so that the light reflected by the grating surface 59 is reflected by the boundary surface between the waveguide 20 and the clad and does not return to the waveguide 20 again. Must be set. Specifically, it is preferable that the angle satisfies cos Θ _b = 1− (1−b) Δn / n _core or more. Here, b is a normalized propagation constant, Δn is a difference in refractive index between the core and the cladding, and n _core is a refractive index of the core. The normalized propagation constant b is expressed as follows: b = (n _eff ² −n _cl ² ) / (n _core ) using the equivalent refractive index n _eff of the waveguide propagation light, the refractive index n _{cl of the} cladding, and the refractive index n _core of the _core. ² −n _cl ² ). For example, when the normalized propagation constant b is 0.6, the refractive index difference Δn between the core and the cladding is 0.1, and the refractive index n _{core of the core} is 3.5, the angle Θ of the grating surface 59 with respect to the propagation axis 25 _The standard for _b is 9 degrees or more. In the configuration example described here, the refractive index n _core of the _core is the refractive index of InGaAsP that is the material of the waveguide, and the refractive index N _cl of the cladding is the refractive index of InP that is the material of the cladding. . Note that it is not necessary to radiate out of the waveguide as long as laser oscillation can be suppressed in a higher-order propagation mode.

第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄは、それぞれ上部電極１０５ａ〜１０５ｄを備えていて、上部電極１０５ａ〜１０５ｄと下部電極１００との間に電圧を印加することによって、第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄに対して外部からバイアス電圧を印加することができる。第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄに、順バイアス印加することによって電流が注入され、その結果、電荷が増減し、この電荷の増減に基づいて屈折率変化が生じる。また、第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄでは、逆バイアス印加によって電界が発生し、その結果、電気光学効果で屈折率変化が生じる。ここで、第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄに対して、順又は逆バイアスを印加した状態をオン状態と称し、また、順又は逆バイアスが非印加である状態をオフ状態と称する。第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄは、オン状態及びオフ状態の切換によって、屈折率変化が生じる。 The first to fourth sub-gratings 55a to 55d are respectively provided with upper electrodes 105a to 105d. By applying a voltage between the upper electrodes 105a to 105d and the lower electrode 100, the first to fourth sub-gratings 55a to 55d are provided. A bias voltage can be externally applied to 55d. A current is injected by applying a forward bias to the first to fourth sub-gratings 55a to 55d. As a result, the charge increases and decreases, and the refractive index changes based on the increase and decrease of the charges. In the first to fourth sub-gratings 55a to 55d, an electric field is generated by applying a reverse bias, and as a result, a refractive index change occurs due to the electro-optic effect. Here, a state in which a forward or reverse bias is applied to the first to fourth sub-gratings 55a to 55d is referred to as an on state, and a state in which no forward or reverse bias is applied is referred to as an off state. The first to fourth sub-gratings 55a to 55d change in refractive index by switching between the on state and the off state.

第１サブグレーティング５５ａは、オン状態及びオフ状態の切換によって屈折率変化が生じるので、ブラッグ条件を満たす波長が変化する。オフ状態では波長λ_aの光が非透過であったのに対し、オン状態では波長λ_aと異なる波長λ_bの光が非透過になる。 In the first sub-grating 55a, the refractive index changes due to switching between the on state and the off state, so the wavelength that satisfies the Bragg condition changes. Whereas light of wavelength lambda _a is a non-transparent in the off state, the light of wavelength lambda _a wavelength different from lambda _b is non-transparent in the ON state.

第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄは、オフ状態において、それぞれ異なる非透過波長域を有している、すなわち、それぞれ異なる波長域に対してブラッグ条件を満たすように設定されている。第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄの非透過波長域を異なる波長域に設定するためには、グレーティング周期ｄ、及びグレーティング面と導波路の伝播軸との角度Θ_bの組み合わせを異なるものにすればよい。ここでは、第１〜４サブグレーティング５５ａ〜５５ｄの４つのサブグレーティングは、隣接する波長域を非透過波長域に設定されている。例えば、第１サブグレーティング５５ａは、波長λ₁以上、λ₂未満の波長域が非透過波長域である。同様に、第２サブグレーティング５５ｂは、波長λ₂以上、λ₃未満の波長域が非透過波長域であり、第３サブグレーティング５５ｃは、波長λ₃以上、λ₄未満の波長域が非透過波長域であり、及び、第４サブグレーティング５５ｄは、波長λ₄以上、λ₅未満の波長域が非透過波長域である。このように第１グレーティング部５０は複数のサブグレーティング５５ａ〜５５ｄにより、波長λ₁以上、λ₅未満の広い波長域の光を反射させ、すなわち、非透過にしている。 The first to fourth sub-gratings 55a to 55d have different non-transmission wavelength ranges in the off state, that is, are set to satisfy the Bragg condition for different wavelength ranges. To set the non-transmission wavelength range of the first to fourth sub-gratings 55a~55d different wavelength range, by the grating period d, and a combination of angle theta _b of the propagation axis of the grating surface and the waveguide different from That's fine. Here, in the four sub-gratings of the first to fourth sub-gratings 55a to 55d, the adjacent wavelength band is set to the non-transmission wavelength band. For example, in the first sub-grating 55a, the wavelength region of the wavelength λ ₁ or more and less than λ ₂ is the non-transmission wavelength region. Similarly, the second sub-grating 55b is a non-transmission wavelength region having a wavelength of λ ₂ or more and less than λ ₃ , and the third sub-grating 55c is non-transmission of a wavelength region of wavelengths λ ₃ or more and less than λ _4. The fourth sub-grating 55d is a non-transmission wavelength region having a wavelength range of λ ₄ or more and less than λ ₅ . As described above, the first grating unit 50 reflects, that is, does not transmit, light in a wide wavelength range of the wavelength λ ₁ or more and less than λ ₅ by the plurality of sub-gratings 55a to 55d.

第２グレーティング部６０は、複数の反射波長ピークを有する波長可変グレーティングである。第２グレーティング部６０は、サンプルグレーティングあるいは超周期グレーティングで構成される。ここで、サンプルグレーティングとは、均一の短周期Λで形成されたグレーティングからなる１単位のグレーティングを、周期Ｘ（Ｘ＞Λ）の長周期で繰り返し備えた構成である。また、超周期グレーティングは、グレーティングの周期を例えばΛ₁〜Λ_nまで長周期的に変調させた構造である。 The second grating unit 60 is a wavelength tunable grating having a plurality of reflection wavelength peaks. The second grating unit 60 is configured by a sample grating or a super-period grating. Here, the sample grating is a configuration in which one unit grating composed of a grating formed with a uniform short period Λ is repeatedly provided with a long period of a period X (X> Λ). The super-period grating has a structure in which the period of the grating is modulated over a long period from Λ ₁ to Λ _n, for example.

第２グレーティング部６０がサンプルグレーティングあるいは超周期グレーティング構造をとることによって、第２グレーティング部６０は複数の反射ピークを備えることになる。この複数の反射ピークは、サンプルグレーティングあるいは超周期グレーティングの長周期に対応する波長間隔で隔てられた位置に生じる。 When the second grating unit 60 has a sample grating or a superperiod grating structure, the second grating unit 60 includes a plurality of reflection peaks. The plurality of reflection peaks occur at positions separated by wavelength intervals corresponding to the long period of the sample grating or the superperiod grating.

第２グレーティング部６０は、サブグレーティング５５ａ〜５５ｄと同様に、上部電極１１０を備えていて、上部電極１１０と下部電極１００との間に電圧を印加することによって、第２グレーティング部６０に対して外部からバイアス電圧を印加することができる。第２グレーティング部６０に、順バイアス印加することによって電流が注入され、その結果、電荷が増減し、この電荷の増減に基づいて屈折率変化が生じる。また、第２グレーティング部６０では、逆バイアス印加によって電界が発生し、その結果、電気光学効果で屈折率変化が生じる。第２グレーティング部６０は、アナログ的に電荷の注入量又は電界の大きさを調整することによって、反射波長を制御する。 Similar to the sub-gratings 55 a to 55 d, the second grating unit 60 includes an upper electrode 110. By applying a voltage between the upper electrode 110 and the lower electrode 100, the second grating unit 60 is applied to the second grating unit 60. A bias voltage can be applied from the outside. A current is injected by applying a forward bias to the second grating unit 60. As a result, the charge increases and decreases, and the refractive index changes based on the increase and decrease of the charge. Further, in the second grating section 60, an electric field is generated by applying a reverse bias, and as a result, a refractive index change occurs due to the electro-optic effect. The second grating unit 60 controls the reflection wavelength by adjusting the charge injection amount or the electric field magnitude in an analog manner.

この波長可変素子では、第２グレーティング部６０と出力部３０の端面での反射により、共振器が形成される。ここで、共振器の共振波長は、第１グレーティング部５０及び第２グレーティング部６０で設定される反射波長により、決められる。なお、第１グレーティング部５０及び第２グレーティング部６０での波長を設定する方法については、後述する。 In this wavelength tunable element, a resonator is formed by reflection at the end faces of the second grating portion 60 and the output portion 30. Here, the resonance wavelength of the resonator is determined by the reflection wavelength set by the first grating unit 50 and the second grating unit 60. A method of setting the wavelengths in the first grating unit 50 and the second grating unit 60 will be described later.

位相制御部７０は、第１及び第２グレーティング部５０及び６０と同様に上部電極１２０を備えていて、電流注入あるいは電気光学効果によって、屈折率変化を生じさせて、位相を制御する。活性部４０で誘導放出された光は、第２グレーティング部６０で反射された後、出力部３０の端面で反射されて再び活性部４０に戻ってくる。位相制御部７０は、この戻ってきた光の位相が、共振波長で合うように調整する。 The phase control unit 70 includes the upper electrode 120 similarly to the first and second grating units 50 and 60, and controls the phase by causing a refractive index change by current injection or electro-optic effect. The light stimulated and emitted by the active part 40 is reflected by the second grating part 60, is reflected by the end face of the output part 30, and returns to the active part 40 again. The phase controller 70 adjusts the phase of the returned light so that it matches the resonance wavelength.

（第１実施形態の動作）
図２（Ａ）〜（Ｅ）は、第１実施形態の波長可変素子の動作を説明するための図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、横軸に導波路２０を伝播する波長をとり、縦軸に第１グレーティング部５０を透過する光強度（光パワー）の割合Ｔを、任意単位で示している。 (Operation of the first embodiment)
2A to 2E are views for explaining the operation of the wavelength tunable element according to the first embodiment. 2A and 2B, the horizontal axis indicates the wavelength propagating through the waveguide 20, and the vertical axis indicates the ratio T of the light intensity (optical power) transmitted through the first grating unit 50 in arbitrary units. ing.

図２（Ａ）は、第１グレーティング部５０の各サブグレーティング部５５ａ〜５５ｄが、何れもオフ状態である場合の光強度の割合を示している。波長λ₁以上、λ₂未満の光が、第１サブグレーティング５５ａで反射されて非透過になる。また、波長λ₂以上、λ₃未満の光が、第２サブグレーティング５５ｂで反射されて非透過になり、波長λ₃以上、λ₄未満の光が、第３サブグレーティング５５ｃで反射されて非透過になり、波長λ₄以上、λ₅未満の光が、第４サブグレーティング５５ｄで反射されて非透過になる。 FIG. 2A shows the ratio of the light intensity when each of the sub-grating parts 55a to 55d of the first grating part 50 is in the off state. Light having a wavelength of λ ₁ or more and less than λ ₂ is reflected by the first sub-grating 55a and is not transmitted. Further, light having a wavelength of λ ₂ or more and less than λ ₃ is reflected by the second sub-grating 55b and is not transmitted, and light having a wavelength of λ ₃ or more and less than λ ₄ is reflected by the third sub-grating 55c and is not transmitted. Light is transmitted, and light having a wavelength of λ ₄ or more and less than λ ₅ is reflected by the fourth sub-grating 55d and is not transmitted.

従って、第１グレーティング部５０に入った光は、各サブグレーティング５５ａ〜５５ｄにおいて、対応する波長の光が導波路２０外に導かれ、波長λ₁以上、λ₅未満の光が非透過になる。 Accordingly, the light having entered the first grating section 50 is guided by the sub-gratings 55a to 55d outside the waveguide 20, and the light having the wavelength λ ₁ or more and less than λ ₅ is not transmitted. .

ここで、第１グレーティング部５０が備えるサブグレーティングの１つをオン状態とする。図２（Ｂ）は、第２サブグレーティング５５ｂをオン状態として、第２サブグレーティング５５ｂでの、反射波長域を波長λ₃以上、λ₄未満、すなわち、第３サブグレーティング５５ｃの反射波長域に一致するように変化させた例を示している。第２サブグレーティング５５ｂをオン状態にすることにより、波長λ₃以上、λ₄未満の波長域の光を反射させるようにすると、第２サブグレーティング５５ｂがオフ状態であるときの非透過波長域に属する、波長λ₂以上、λ₃未満の波長域の光は、第２サブグレーティング５５ｂを通過できるようになり、すなわち、第１グレーティング部５０を通過できる。 Here, one of the sub-gratings included in the first grating unit 50 is turned on. In FIG. 2B, the second sub-grating 55b is turned on, and the reflection wavelength band of the second sub-grating 55b is not less than the wavelength λ ₃ and less than λ ₄ , that is, the reflection wavelength band of the third sub-grating 55c. An example in which the values are changed so as to match is shown. When the second sub-grating 55b is turned on to reflect light in the wavelength region of the wavelength λ ₃ or more and less than λ ₄ , the non-transmission wavelength region when the second sub-grating 55b is in the off state is obtained. The light in the wavelength range of λ ₂ or more and less than λ ₃ can pass through the second sub-grating 55b, that is, can pass through the first grating unit 50.

図２（Ｃ）は、第２グレーティング部６０の反射量を示している。図２（Ｃ）の横軸は、波長を示し、縦軸は、第２グレーティング部６０での反射量Ｒを任意単位で示している。第２グレーティング部６０は、サンプルグレーティング又は超周期グレーティングで構成されるので、周期的な複数の反射波長のピークを有している。 FIG. 2C shows the amount of reflection of the second grating unit 60. In FIG. 2C, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the amount of reflection R at the second grating unit 60 in arbitrary units. Since the second grating section 60 is composed of a sample grating or a super-period grating, it has a plurality of periodic reflection wavelength peaks.

図２（Ｄ）及び（Ｅ）は、第１グレーティング部５０と第２グレーティング部６０を組み合わせた反射量を示している。図２（Ｄ）及び（Ｅ）の横軸は、波長を示し、縦軸は、第１及び第２グレーティング部５０及び６０を組み合わせた反射量を示している。 FIGS. 2D and 2E show the amount of reflection obtained by combining the first grating unit 50 and the second grating unit 60. 2D and 2E, the horizontal axis indicates the wavelength, and the vertical axis indicates the reflection amount obtained by combining the first and second grating portions 50 and 60.

第２グレーティング部６０は、図２（Ｃ）に示したように、複数の反射波長のピークを有しているが、第１グレーティング部５０の透過波長域内の反射波長のみが、第１グレーティング部５０と第２グレーティング部６０の組み合わせとして高い反射率を得ることになる。 As shown in FIG. 2C, the second grating unit 60 has a plurality of reflection wavelength peaks, but only the reflection wavelength within the transmission wavelength region of the first grating unit 50 is the first grating unit. As a combination of 50 and the second grating section 60, a high reflectance is obtained.

図２（Ｄ）は、第１グレーティング部５０の全てのサブグレーティング５５ａ〜５５ｄがオフ状態の場合を示している。この場合、図２（Ａ）及び図２（Ｃ）に示すように、第２グレーティング部６０の反射波長の各ピークが、第１グレーティング部５０の透過波長域内にないので、第１グレーティング部５０及び第２グレーティング部６０の組み合わせとしての反射率は全体として低くなる。 FIG. 2D shows a case where all the sub-gratings 55a to 55d of the first grating unit 50 are in the off state. In this case, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (C), each peak of the reflected wavelength of the second grating section 60 is not within the transmission wavelength range of the first grating section 50, so the first grating section 50 And the reflectance as a combination of the 2nd grating part 60 becomes low as a whole.

図２（Ｅ）は、第２サブグレーティング５５ｂに電界を印加して、第２サブグレーティング５５ｂでの反射波長域を、波長λ₃以上、λ₄未満の波長域、すなわち、オフ状態での第３サブグレーティング５５ｃの反射波長域に一致するように変化させた例を示している。この場合、図２（Ｂ）を参照して説明したように、オフ状態での第２サブグレーティング５５ｂの非透過波長域が、第１グレーティング部５０の透過波長域になる。従って、第２グレーティング部６０の反射波長のうち、第１グレーティング部５０の透過波長域である、波長λ₂以上、λ₃未満の波長域に属するものは、高い反射率が得られる。 FIG. 2 (E) shows an example in which an electric field is applied to the second sub-grating 55b, and the reflection wavelength region at the second sub-grating 55b is the wavelength region of the wavelength λ ₃ or more and less than λ ₄ , that is, in the off state. In this example, the three sub-gratings 55c are changed so as to coincide with the reflection wavelength region. In this case, as described with reference to FIG. 2B, the non-transmission wavelength region of the second sub-grating 55b in the off state is the transmission wavelength region of the first grating section 50. Therefore, among the reflected wavelengths of the second grating portion 60, those belonging to the wavelength range of the wavelength λ ₂ or more and less than λ ₃ that are the transmission wavelength range of the first grating unit 50 can obtain a high reflectance.

ここで、第２グレーティング部６０の波長可変範囲としては、第１グレーティング部５０の各サブグレーティング５５ａ〜５５ｄの反射波長域程度の波長範囲でよい。また、第１グレーティング部５０の、各サブグレーティング５５ａ〜５５ｄの波長可変範囲は、非透過波長域が、隣のサブグレーティングの反射波長域に移る程度で良いため、第２グレーティング部６０と同じ程度の可変域があれば良い。 Here, the wavelength variable range of the second grating unit 60 may be a wavelength range of about the reflection wavelength region of each of the sub-gratings 55a to 55d of the first grating unit 50. Further, the wavelength variable range of each of the sub-gratings 55a to 55d of the first grating unit 50 may be the same as that of the second grating unit 60 because the non-transmission wavelength region may be shifted to the reflection wavelength region of the adjacent sub-grating. Any variable range is sufficient.

第１実施形態の波長可変素子によれば、出力ポート側にグレーティングを設けない構造なので、高出力化が図られる。また、透過波長を、第２グレーティング部６０のアナログ的な調整と、第１グレーティング部５０の各サブグレーティングに印加する電気信号のオン状態とオフ状態の切換という簡単な制御で選択することが可能となる。その結果、制御が容易となる。 According to the wavelength tunable element of the first embodiment, since the grating is not provided on the output port side, high output can be achieved. In addition, the transmission wavelength can be selected by simple control of analog adjustment of the second grating unit 60 and switching between an on state and an off state of an electric signal applied to each sub-grating of the first grating unit 50. It becomes. As a result, control becomes easy.

さらに、この波長可変素子によれば、第２グレーティング部６０の波長可変範囲をΔλとすると、第１グレーティング部５０が備えるサブグレーティングの個数Ｎに応じて、ＮΔλで与えられる波長範囲が、使用可能になる。従って、容易に広帯域の波長可変素子が得られる。 Furthermore, according to this wavelength tunable element, if the wavelength tunable range of the second grating section 60 is Δλ, the wavelength range given by NΔλ can be used according to the number N of sub-gratings included in the first grating section 50. become. Therefore, a broadband wavelength variable element can be easily obtained.

ここでは、第１グレーティング部５０が備えるサブグレーティングとして、伝播軸に対してグレーティング面を傾けたグレーティングを用いたが、グレーティングの周期が、導波路外への放射光と位相整合する周期であれば、伝播軸に対してグレーティング面を傾けない構成としても良い。この場合のグレーティングの周期Λは、ｎ_eff＋ｎ_clｃｏｓΘ_r＝ｎ_effλ／Λの関係を満足する。ここで、Θ_rは、導波路外を伝播する導波路外伝播光の伝播方向である。 Here, a grating having a grating surface inclined with respect to the propagation axis is used as the sub-grating provided in the first grating section 50. However, if the period of the grating is a period that is phase-matched with the emitted light to the outside of the waveguide. The grating surface may not be inclined with respect to the propagation axis. The grating period Λ in this case satisfies the relationship n _eff + n _cl cos Θ _r = n _eff λ / Λ. Here, Θ _r is the propagation direction of the propagation light outside the waveguide propagating outside the waveguide.

（第２実施形態）
図３を参照して、第２実施形態の波長可変素子について説明する。第２実施形態の波長可変素子は、第１グレーティング部５２の部分の導波路２２ｂを他の部分の導波路２２ａ及び２２ｃから傾けて形成している。第１グレーティング部５２が備える複数のサブグレーティング、ここでは、第１〜３サブグレーティング５７ａ〜５７ｃのグレーティング面は、第２グレーティング部６０のグレーティング面と平行に形成される。第１グレーティング部５２では、サブグレーティング５７ａ〜５７ｃの各部分毎に、導波路２２ｂの向きを変えて、各サブグレーティング５７ａ〜５７ｃでの反射波長を変えている。 (Second Embodiment)
With reference to FIG. 3, the wavelength variable element of 2nd Embodiment is demonstrated. The wavelength tunable element according to the second embodiment is formed by tilting the waveguide 22b of the first grating portion 52 from the waveguides 22a and 22c of the other portions. A plurality of sub-gratings provided in the first grating portion 52, here, the grating surfaces of the first to third sub-gratings 57a to 57c are formed in parallel with the grating surface of the second grating portion 60. In the first grating section 52, the direction of the waveguide 22b is changed for each part of the sub-gratings 57a to 57c to change the reflection wavelength at each of the sub-gratings 57a to 57c.

導波路２２の向きは、第１グレーティング部５２における、導波路２２ｂの伝播軸に対する、第１〜３サブグレーティング５７ａ〜５７ｃのグレーティング面の傾きの大きさを示す角度をΘ_bとして、この角度Θ_b及びグレーティングの周期ｄを、ブラッグ条件の２ｄｃｏｓΘ_b＝ｍλ_aを満たすように設定すると、波長λ_aの光がグレーティング面で反射する。ここで、ｍは整数である。また、導波路２２ｂの伝播軸の、第１サブグレーティング５７ａのグレーティング面に対する角度Θ_bが０のとき、グレーティング面は導波路２２ｂの伝播軸に対して直角になるものとする。 Orientation of the waveguide 22, the first grating section 52, with respect to the propagation axis of the waveguide 22b, the first to third sub-gratings the grating surface of the slope of the angle indicating the magnitude theta _b of 57a-57c, the angle theta _b and the grating period d of the set so as to satisfy the 2dcosΘ _b = mλ _a Bragg condition, the light of wavelength lambda _a is reflected by the grating surface. Here, m is an integer. Further, the propagation axis of the waveguide 22b, when the angle theta _b is 0 for the grating surface of the first sub-grating 57a, the grating surface shall be perpendicular to the propagation axis of the waveguide 22b.

導波路２２を伝播してきた光が、第１グレーティング部５２で、導波路外に導き出されて、非透過になる点は、第１実施形態と同様である。また、第１グレーティング部５２が備える第１〜３サブグレーティング５７ａ〜５７ｃでのオン状態及びオフ状態の切換により、透過波長を選択する点も第１実施形態と同じなので、動作についての説明を省略する。 The point that the light propagating through the waveguide 22 is led out of the waveguide by the first grating unit 52 and becomes non-transmissive is the same as in the first embodiment. Further, since the transmission wavelength is selected by switching the on state and the off state in the first to third sub-gratings 57a to 57c included in the first grating unit 52, the description of the operation is omitted. To do.

第２実施形態の波長可変素子によれば、第１グレーティング部５２が備える第１〜３サブグレーティング５７ａ〜５７ｃのグレーティング面の方向と、第２グレーティング部６０のグレーティング面の方向とが等しくなるので、グレーティングの製造が容易になる。 According to the wavelength tunable element of the second embodiment, the direction of the grating surface of the first to third sub-gratings 57a to 57c included in the first grating unit 52 is equal to the direction of the grating surface of the second grating unit 60. , Making the grating easier to manufacture.

（第３実施形態）
図４を参照して、第３実施形態の波長可変素子について説明する。図４は、第３実施形態の波長可変素子の概略平面図である。第３実施形態の波長可変素子は、第１グレーティング部５１の構造を除いて、第１実施形態の波長可変素子と同じである。従って、ここでは、第１グレーティング部５１の構造について説明し、それ以外の部分の説明を省略する。 (Third embodiment)
With reference to FIG. 4, the wavelength variable element of 3rd Embodiment is demonstrated. FIG. 4 is a schematic plan view of the wavelength tunable element according to the third embodiment. The wavelength tunable element of the third embodiment is the same as the wavelength tunable element of the first embodiment except for the structure of the first grating portion 51. Therefore, here, the structure of the first grating portion 51 will be described, and description of other portions will be omitted.

第１グレーティング部５１は、複数のサブグレーティング、ここでは、第１〜４サブグレーティング５６ａ〜５６ｄを備えている。第１〜４サブグレーティング５６ａ〜５６ｄは、それぞれ導波路の伝播軸を基準に互い違いの構造を備えている。第１〜４サブグレーティング５６ａ〜５６ｄでは、導波路２１を、伝播軸に平行な面で２つの領域に二分し、一方の領域のグレーティング面の位置を、他方の領域のグレーティング面の位置に対して、グレーティング周期の２分の１だけずらしてある。例えば、第１サブグレーティング５６ａは、第１領域５６ａａ及び第２領域５６ａｂを並置して設けてあり、しかも、第１サブグレーティング５６ａの第１領域５６ａａのグレーティング面と第２領域５６ａｂのグレーティング面は、互いにグレーティング周期の２分の１だけ位置がシフトされて設けられている。 The first grating unit 51 includes a plurality of sub-gratings, here, first to fourth sub-gratings 56a to 56d. The first to fourth sub-gratings 56a to 56d have staggered structures based on the propagation axis of the waveguide. In the first to fourth sub-gratings 56a to 56d, the waveguide 21 is divided into two regions by a plane parallel to the propagation axis, and the position of the grating surface in one region is relative to the position of the grating surface in the other region. Thus, it is shifted by a half of the grating period. For example, the first sub-grating 56a is provided with the first region 56aa and the second region 56ab juxtaposed, and the grating surface of the first region 56aa and the grating surface of the second region 56ab of the first sub-grating 56a are The positions are shifted from each other by a half of the grating period.

第１〜４サブグレーティング５６ａ〜５６ｄの周期Λは、非透過波長域の波長λに応じて、Λ＝λ／［２ｎ_cl＋Δｎ（ｂ₀＋ｂ₁）］で与えられる。ここで、ｂ₀、ｂ₁は０次、及び１次の規格化伝播係数である。この周期Λのグレーティングのグレーティング面を、伝播軸を平行な面でΛ／２だけずらしてある。 The period Λ of the first to fourth sub-gratings 56a to 56d is given by Λ = λ / [2n _cl + Δn (b ₀ + b ₁ )] according to the wavelength λ of the non-transmission wavelength region. Here, b ₀ and b ₁ are 0th-order and 1st-order normalized propagation coefficients. The grating plane of the grating with the period Λ is shifted by Λ / 2 with respect to the plane of propagation parallel.

０次モードと１次モードでは、光界分布が反対称であるため、グレーティング面をずらして形成することで、上述の関係を満たす波長の光が、０次の基本モードから、高次モードである１次モードへと変換される。高次モードの光は導波路内での閉じ込めが弱いため、高次モードの光は活性部４０でのゲインがかせげない。従って、高次モードの光に変換された波長域の光は、透過率が低いのと等価になるので、各サブグレーティングでの非透過波長域は、サブグレーティング毎に設定された、０次モードから１次モードへの変換される波長域とすることができる。 Since the optical field distribution is antisymmetric in the 0th-order mode and the 1st-order mode, by shifting the grating plane, light having a wavelength satisfying the above relationship is changed from the 0th-order fundamental mode to the higher-order mode. It is converted to a certain primary mode. Since the higher-order mode light is weakly confined in the waveguide, the higher-order mode light cannot have a gain at the active portion 40. Therefore, the light in the wavelength range converted into the light of the higher order mode is equivalent to the low transmittance, so the non-transmission wavelength range in each sub-grating is set for each sub-grating. To a wavelength range to be converted from the primary mode to the primary mode.

ここでは、例えば、第１サブグレーティング５６ａは、波長λ₁以上、λ₂未満の波長域が非透過波長域である。同様に、第２サブグレーティング５６ｂは、波長λ₂以上、λ₃未満の波長域が非透過波長域であり、第３サブグレーティング５６ｃは、波長λ₃以上、λ₄未満の波長域が非透過波長域であり、及び、第４サブグレーティング５６ｄは、波長λ₄以上、λ₅未満の波長域が非透過波長域である。このように第１グレーティング部５１は複数のサブグレーティング５６ａ〜５６ｄにより、波長λ₁以上、λ₅未満の広い波長域の光の伝播モードを０次モードから１次モードへ変換、すなわち、非透過にしている。 Here, for example, in the first sub-grating 56a, the wavelength region of the wavelength λ ₁ or more and less than λ ₂ is the non-transmission wavelength region. Similarly, the second sub-grating 56b is a non-transmission wavelength region in the wavelength region of the wavelength λ ₂ or more and less than λ ₃ , and the third sub-grating 56c is non-transmission of the wavelength region of the wavelength λ ₃ or more and less than λ _4. In the fourth sub-grating 56d, the wavelength region of the wavelength λ ₄ or more and less than λ ₅ is the non-transmission wavelength region. As described above, the first grating unit 51 converts the propagation mode of light in a wide wavelength range of the wavelength λ ₁ or more and less than λ ₅ from the 0th-order mode to the 1st-order mode by the plurality of sub-gratings 56a to 56d. I have to.

第３実施形態の動作は、第１グレーティング部において、伝播モードを高次にすることによって、非透過に設定することを除いて、図２を参照して説明した第１実施形態と同様なので説明は省略する。 The operation of the third embodiment is the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. 2 except that the first grating unit is set to non-transparent by increasing the propagation mode. Is omitted.

第１実施形態の波長可変素子の概略図である。It is the schematic of the wavelength variable element of 1st Embodiment. 第１実施形態の波長可変素子の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the wavelength variable element of 1st Embodiment. 第２実施形態の波長可変素子の概略平面図である。It is a schematic plan view of the wavelength tunable element of the second embodiment. 第３実施形態の波長可変素子の概略平面図である。It is a schematic plan view of the wavelength tunable element of the third embodiment.

Explanation of symbols

１０基板
２０、２１、２２ａ〜２２ｃ導波路
２５伝播軸
３０出力部
４０活性部
５０、５１、５２第１グレーティング部
５５ａ〜５５ｄ、５６ａ〜５６ｄ、５７ａ〜５７ｃサブグレーティング
５６ａａ第１領域
５６ａｂ第２領域
５９グレーティング面
６０第２グレーティング部
７０位相制御部
８０下クラッド層
８５上クラッド層
９０キャップ層
１００下部電極
１０５ａ〜１０５ｄ、１１０、１２０上部電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate 20, 21, 22a-22c Waveguide 25 Propagation axis 30 Output part 40 Active part 50, 51, 52 1st grating part 55a-55d, 56a-56d, 57a-57c Subgrating 56aa 1st area | region 56ab 2nd area | region 59 Grating surface 60 Second grating portion 70 Phase control portion 80 Lower cladding layer 85 Upper cladding layer 90 Cap layer 100 Lower electrode 105a to 105d, 110, 120 Upper electrode

Claims

A wavelength tunable element including an output unit, an active unit, a phase control unit, a first grating unit, and a second grating unit in order in a waveguide,
The first grating unit includes a plurality of variable wavelength sub-gratings each having a different non-transmission wavelength region in an off state where no external bias voltage is applied to the first grating unit,
The wavelength tunable element, wherein the second grating section includes a wavelength tunable grating having a plurality of reflection wavelength peaks.

The wavelength tunable element according to claim 1, wherein the wavelength tunable grating of the second grating portion is formed as one of a sample grating and a superperiod grating.

3. The wavelength tunable element according to claim 1, wherein the grating surface of the sub-grating is formed at an angle satisfying the Bragg reflection condition with respect to a propagation axis of the waveguide.

In the plurality of sub-gratings, the waveguide is divided into two regions by a plane parallel to the propagation axis, and the grating surface position of one region is set to a grating period with respect to the position of the grating surface of the other region. The wavelength tunable element according to claim 1, wherein the wavelength tunable element is shifted by a half of