JP2007156507A - アレイ導波路回折格子型光合分波器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、光通信、特に、波長分割多重システムに適用するアレイ導波路回折格子型光合分波器において、アレイ導波路およびスラブ導波路に生じる導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消することを目的とする。
【解決手段】本発明の目的を達成するための偏波モード変換器では、導波路におけるＴＥモードをＴＭモードに、ＴＭモードはＴＥモードに変換する。この変換機能により、アレイ導波路およびスラブ導波路での導波路複屈折によって生じる透過中心波長の偏波依存性を偏波モード変換器の前後で相殺する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光通信に適用される光合分波器に関する。特に、波長分割多重システムにおいて、波長の異なる光信号の多重、分離を行う光合分波器であって、アレイ導波路による回折格子型の光合分波器に関する。

波長分割多重システムでは、多くの異なる波長の光信号を合波あるいは分波する光合分波器が必要不可欠である。光合分波器としては量産性、安定性の点からアレイ導波路回折格子型光合分波器が多く使われている。アレイ導波路回折格子型光合分波器の従来構成について説明する。

アレイ導波路回折格子型光合分波器の導波路基板としてシリコンウェハが用いられ、シリコンウェハの上に形成する導波路材料には石英系ガラスが用いられている。導波路基板のシリコンと導波路材料の石英系ガラスとの間には熱膨張差があり、製造時の高温から室温に冷却する過程で内部残留応力が発生し、アレイ導波路内に応力による０．０００２程度の導波路複屈折が生じる。この導波路複屈折は、基板と垂直な電界を有するＴＭモードの透過中心波長を、基板に平行な電界を有するＴＥモードの透過中心波長に比べて長波長側にシフトさせる。つまり、透過中心波長の偏波依存性によって波長シフトが生じている。以下、ＴＭモードでの透過中心波長とＴＥモードでの透過中心波長の差を偏波波長シフトという。この偏波波長シフトは分波間隔０．４ｎｍのアレイ導波路回折格子型光合分波器で約０．２ｎｍとなる。

従来、この偏波波長シフトを解消する方法として、アレイ導波路内に主軸を基板に対して４５度傾けた半波長板による偏波モード変換器を挿入し、ＴＥモードとＴＭモードを相互変換する方法（例えば、特許文献１を参照。）が提案されている。

しかしながら、この方法では中央の入出力ポート間での偏波波長シフトを解消することはできていたが、厳密には偏波波長シフトは出力ポートによって異なり、中央から離れている入出力ポートでは解消されていない。
特開平４−２４１３０４号公報

アレイ導波路回折格子型光合分波器の構成について、図１を参照して説明する。図１はアレイ導波路回折格子型光合分波器の概略構成図である。図１において、導波路基板１１に入力ポート１２と出力ポート２２が設けられ、入力ポート１２から入力チャネル導波路１３、入力スラブ導波路１４、アレイ導波路１５、出力スラブ導波路１８、出力チャネル導波路２１、出力ポート２２へと順次接続されている。出力ポート２２は２２−１から２２−６４までの６４個からなり、出力チャネル導波路２１を構成する各チャネル導波路はそれぞれ２２−１から２２−６４の出力ポートに接続されている。

アレイ導波路１５を構成する複数のチャネル導波路は隣のチャネル導波路どうしで行路長が一定値だけ異なるように配置されている。入力チャネル導波路１３と入力スラブ導波路１４との接続部、アレイ導波路１５と入力スラブ導波路１４との接続部は互いに向き合った円弧上に配置され、同様に出力チャネル導波路２１と出力スラブ導波路１８との接続部、アレイ導波路１５と出力スラブ導波路１８との接続部は互いに向き合った円弧上に配置されている。アレイ導波路１５の行路長差による光信号の位相遅延差が波長によって異なることを利用し、各波長に応じ、光信号を異なる出力チャネル導波路２１に分波することができる。その結果、アレイ導波路回折格子型光合分波器は波長合分波機能を有することとなる。

図１において、導波路基板１１に形成された溝１６と半波長板１７は、アレイ導波路１５の偏波波長シフトを解消するために使用する。半波長板１７は主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けて溝１６に挿入する。半波長板１７でＴＥモードとＴＭモードの両偏波が変換されることにより、半波長板１７の前後でアレイ導波路１５の偏波波長シフトが相殺されて、アレイ導波路１５の偏波波長シフトが解消される。

図２は分波間隔０．４ｎｍで６４波を分波するアレイ導波路回折格子型光合分波器の各出力ポートにおける偏波波長シフトを図示したものである。中央の出力ポート番号３２付近では偏波波長シフトが−０．００５ｎｍ程度と偏波依存性がほとんど解消されているが、両端の出力ポート番号１で約−０．０３ｎｍ、出力ポート番号６４では約０．０３ｎｍと分波間隔の１割程度の偏波波長シフトとなっている。これら端の出力ポートでは、光信号の強度が偏波に依存することとなるため、信号品質を劣化させる一因となっていた。

発明者らは、出力ポート番号により異なる偏波波長シフトの原因を明らかにすると共に、その解消手段を以下に示す。

まず、上記出力ポート番号により異なる偏波波長シフトについて解析した結果、このような偏波波長シフトの原因は、出力スラブ導波路１８に０．０００７程度の導波路複屈折率が存在するためであることが分かった。図３に出力スラブ導波路１８内で光信号が偏波依存性を持って集光する様子を光線軌跡で示す。ここで、アレイ導波路１５での導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性は、先に述べた技術で解消されているものとする。

出力スラブ導波路１８には導波路複屈折が存在しているので、出力ポート１、３、５に集光すべき３波長λ１、λ３、λ５の光信号はＴＥモードでは図中の破線のように集光し、ＴＭモードでは図中の点線のように集光する。そのうち中央の出力ポート３に集光する波長λ３の光信号は、偏波依存性が無くＴＥモードとＴＭモードは同じ位置に集光する。しかし、出力スラブ導波路の両側の出力ポート１あるいは５に集光すべき波長λ１あるいはλ５の光信号では、出力スラブ導波路１８の導波路複屈折のために偏波モードによって集光する位置がシフトし、しかもこのシフト量は集光する位置が端にずれるほど大きくなることが判明した。このことは、ある出力ポートに集光する光信号の波長が偏波によってシフトし、この偏波波長シフトの大きさが出力チャネル導波路の位置が中央から端にいくほど大きくなることを意味する。

次にこのことを数式を用いて詳細に述べる。図３に示すように、光信号が集光する点は出力スラブ導波路１８と出力チャネル導波路２１との接続部を結んだ円弧上にある。中央の出力ポート３上での集光点Ｏから円弧に沿った距離をｘと置くと、波長λの光信号が集光する位置は、
ｘ＝（ｎａ×ΔＬ−ｍ×λ）×ｆ／（ｎｓ×ｄ） （１）
で与えられ、上式より距離がｘである位置に集光する光信号の波長λは、
λ＝（ｎａ×ΔＬ−ｎｓ×ｄ×ｘ／ｆ）／ｍ （２）
で与えられる。ここで、ｎａはアレイ導波路１５の導波路屈折率、ｎｓは出力スラブ導波路１８の導波路屈折率、ΔＬはアレイ導波路１５の隣接するチャネル導波路の行路長差、ｍは回折次数、ｆは出力スラブ導波路１８の焦点距離、ｄは出力スラブ導波路１８との接続部におけるアレイ導波路１５の間隔である。

出力スラブ導波路１８の導波路屈折率に偏波依存性（複屈折）があって、ＴＥモードでの導波路屈折率ｎｓ（ＴＥ）とＴＭモードでの導波路屈折率ｎｓ（ＴＭ）が異なれば、（１）式から波長λの光信号は両偏波でそれぞれ異なる位置に集光することが分かる。同時に（２）式からｎｓ（ＴＥ）とｎｓ（ＴＭ）が異なれば、距離ｘの位置に集光する波長が両偏波で異なることが分かる。この偏波による波長差、つまり偏波波長シフトΔλを、ＴＥモードでの波長λ（ＴＥ）とＴＭモードでの波長λ（ＴＭ）との差を用いて
Δλ＝λ（ＴＭ）−λ（ＴＥ） （３）
と定義すると、
Δλ＝−Ｂｓ×ｄ×ｘ／（ｆ×ｍ) （４）
となる。ここで、Ｂｓは出力スラブ導波路１８の導波路複屈折率で、
Ｂｓ＝ｎｓ（ＴＭ）−ｎｓ（ＴＥ） （５）
である。（４）式から分波数が多くなって出力導波路の位置が中央から端にずれるほど、その距離ｘに比例して偏波波長シフトΔλが増大することが分かる。

このように、図２で示される出力ポートの位置に依存した偏波波長シフトの原因を解明した。このことは、光合分波器の合分波数が多くなるほど偏波波長シフトが大きくなることを意味し、光合分波器の合分波数を拡大する際には大きな問題となる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、アレイ導波路回折格子型光合分波器において、スラブ導波路の導波路複屈折に起因する偏波波長シフトのポート依存性を解消することのできるアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することにある。

前述した目的を達成するために、第１の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器は、導波路基板上に少なくとも１本以上の入力チャネル導波路と、該入力チャネル導波路に接続される入力スラブ導波路と、該入力スラブ導波路に接続される複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路と、該アレイ導波路に接続される出力スラブ導波路と、該出力スラブ導波路に接続される少なくとも１本以上の出力チャネル導波路とで形成されるアレイ導波路回折格子型光合分波器であって、前記入力スラブ導波路及び前記出力スラブ導波路の少なくとも一方に偏波モード変換器を設けたものである。

第１の発明において複数波長の光信号を分波する動作について説明する。入力ポートから入力された複数波長の光信号は入力チャネル導波路を伝搬し、入力スラブ導波路でアレイ導波路を構成する複数のチャネル導波路に分岐される。アレイ導波路は隣接するチャネル導波路間で行路長が異なるように構成されている。行路長の差は一定値としてもよいし、行路長の差が関数で表される値としてもよい。アレイ導波路と出力スラブ導波路との接続部及び出力スラブ導波路と出力チャネルとの接続部は互いに向き合った円弧上に配置されている。アレイ導波路の行路長差によって生じる光信号の位相遅延差は波長ごとに異なるので各波長に応じて光信号は異なる出力チャネル導波路に出力される。即ち、光分波機能を実現する。しかし、この出力スラブ導波路に導波路複屈折が存在するために、出力ポート間で偏波波長シフトが異なってくる。

そこで、出力スラブ導波路に偏波モード変換器を設ける。偏波モード変換器はＴＥモードをＴＭモードに、ＴＭモードはＴＥモードに変換する機能を有する。その結果、出力スラブ導波路での導波路複屈折によって生じる透過中心波長の偏波依存性を偏波モード変換器の前後で相殺することになる。

従って、出力スラブ導波路に設けられた偏波モード変換器によって、出力スラブ導波路に存在する導波路複屈折によって生じた透過中心波長の偏波依存性を解消することができ、偏波波長シフトの出力ポート依存性を抑圧した光分波器を実現することができる。

また、第１の発明において複数波長の信号を合波する動作については、複数波長の信号を分波する動作と逆に考えることができる。複数の入力ポートはそれぞれ対応する入力チャネル導波路に接続され、複数の入力チャネル導波路とアレイ導波路の間に接続された入力スラブ導波路に偏波モード変換器を設ける。この偏波モード変換器によって入力スラブ導波路に存在する導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消することができ、偏波波長シフトの入力ポート依存性を抑圧した光合波器を実現することができる。

さらに、第１の発明において複数波長の信号を合波し、かつ、複数波長の信号に分波する光合分波器については、光分波器と光合波器の複合として考えることができる。これは、複数の入力チャネル導波路とアレイ導波路の間に接続された入力スラブ導波路、及び複数の出力チャネル導波路とアレイ導波路の間に接続された出力スラブ導波路の両方に偏波モード変換器を設ける。これらの偏波モード変換器によって、それぞれ入力スラブ導波路に存在する導波路複屈折と出力スラブ導波路に存在する導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消することができ、偏波波長シフトの入力ポート依存性及び出力ポート依存性を抑圧した光合分波器を実現することができる。

また、第２の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器は、第１の発明において、前記複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路は導波路複屈折による偏波依存性を解消する手段が施されているものである。

導波路基板として用いるシリコンウェハと、シリコンウェハの上に形成する導波路材料として用いる石英系ガラスとの間には熱膨張差があり、アレイ導波路内に導波路複屈折を生じさせる。これは、アレイ導波路に偏波波長シフトを発生させ、ひいては光通信の信号品質を劣化させることになるため、第２の発明において、入力スラブ導波路、又は出力スラブ導波路とは別にアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性が別途の手段によって解消されているものである。これにより、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路の両方に設けた偏波モード変換器は、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路の両方の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性のみを解消する設計で足りるとしたものである。また、入力スラブ導波路若しくは出力スラブ導波路のいずれか一方に設けた偏波モード変換器は、入力スラブ導波路若しくは出力スラブ導波路のいずれか一方の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性のみを解消する設計で足りるとしたものである。

第２の発明により、第１の発明における手段とは別の手段によってアレイ導波路の導波路複屈折による偏波依存性が解消されているため、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路の両方、又は入力スラブ導波路若しくは出力スラブ導波路のいずれか一方の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性のみを解消すれば足りることになる。

さらに、第３の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器は、第１の発明の前記偏波モード変換器が、前記アレイ導波路の導波路複屈折による偏波依存性と、前記入力スラブ導波路及び前記出力スラブ導波路の少なくとも一方の導波路複屈折による偏波依存性と、を解消する手段としたものである。

入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路の両方、又は入力スラブ導波路若しくは出力スラブ導波路のいずれか一方に設ける偏波モード変換器によってスラブ導波路のみならずアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性をも合わせて解消することができるため、アレイ導波路にはアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消する手段が不要となる。

従って、第３の発明により、簡易な構成のアレイ導波路回折格子型光合分波器を実現することができる。

さらに、第４の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器は、第１乃至第３に発明の前記偏波モード変換器が、前記入力スラブ導波路及び前記出力スラブ導波路に形成された共通の溝に設けられているものである。

入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路の両方に偏波モード変換器を挿入する場合に、導波路基板上に各スラブ導波路ごとに溝を形成する方法もあるが、第４の発明においては、導波路基板上に入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路に共通に１の溝を形成することによって溝の形成工程を簡略化するものである。

従って、第４の発明により、簡略化した形成工程で製造できるアレイ導波路回折格子型光合分波器が実現できる。

さらに、第５の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器は、第１乃至第３の発明の前記偏波モード変換器が、前記入力スラブ導波路と前記出力スラブ導波路が交差するように形成された交差部に、前記入力スラブ導波路と前記出力スラブ導波路に共通に設けられているものである。

入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路の両方に偏波モード変換器を挿入する場合に、導波路基板上に各スラブ導波路ごとに溝を形成する方法もあるが、第５の発明においては、導波路基板上に入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路に共通の１の溝を形成し、さらに、該溝には入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路に共通の１の偏波モード変換器を設ける。本発明により、溝の形成工程の簡略化及び偏波モード変換器の削減が可能となる。

従って、第５の発明により、形成工程の簡略化と部品の削減が可能なアレイ導波路回折格子型光合分波器を実現することができる。

さらに、第６の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器は、第１乃至第５の発明の前記偏波モード変換器が、前記導波路基板に対して主軸が４５度傾いた半波長板であるものである。

半波長板を導波路基板に対して４５度傾けると、半波長板に入射した光はＴＭモードはＴＥモードに、ＴＥモードはＴＭモードに変換されて出射される。後述するように、偏波モード変換器として半波長板を用いるとスラブ導波路の導波路複屈折による偏波依存性のみならず、アレイ導波路の導波路複屈折による偏波依存性を解消できるという利点が得られる。

なお、これらの各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、スラブ導波路の導波路複屈折に起因する偏波波長シフトのポート依存性を解消することのできるアレイ導波路回折格子型光合分波器を提供することができる。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらの形態に限定して解釈されない。

（形態１）
以下、本発明を実施するための形態を図面に基いて説明する。
図４は第２の発明を第１の発明に適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を示す。本形態の特徴は、出力スラブ導波路に挿入した半波長板によって出力スラブ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消する構造にある。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

図４に示すように、本アレイ導波路回折格子は、シリコン製の導波路基板１１上の石英系導波路で構成し、入力ポート１２に接続される入力チャネル導波路１３、該入力チャネル導波路１３に接続される入力スラブ導波路１４、該入力スラブ導波路１４に接続される複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路１５、該アレイ導波路１５に接続される出力スラブ導波路１８、該出力スラブ導波路１８に接続される６４本の出力チャネル導波路２１、出力チャネル導波路に接続される６４ポートの出力ポート２２で形成され、分波間隔０．４ｎｍで分波数６４の光分波器とした。

アレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消する手段として、これまでに、（ｉ）アレイ導波路の各チャネル導波路の両側に溝を形成し、アレイ導波路に掛かる応力を開放する方法（Ｅ．Ｗｉｌｄｅｒｍｕｔｈ他；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．３４， Ｎｏ．１７， ｐ．１６６１， １９９８）、（ｉｉ）アレイ導波路上にアモルファスシリコン等の薄膜を形成して応力を調整する方法（特開平５―１５７９２０）、（ｉｉｉ）アレイ導波路に紫外線を照射して、それによって生じる屈折率変化の偏波依存性を利用する方法（Ｍ．Ａｂｅ他；Ｔｈｅ ４ｔｈ Ｍｉｃｒｏ Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ １１ｔｈ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｇｒａｄｉｅｎｔ−ｉｎｄｅｘ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ （ＭＯＣ／ＧＲＩＮ ’９３）， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ， ｐ．６６， １９９３）、（ｉｖ）アレイ導波路内に主軸を基板に対して４５度傾けた半波長板による偏波モード変換器を挿入し、ＴＥモードとＴＭモードを変換する方法（特開平４−２４１３０４）、（ｖ）導波路材料の石英ガラスにゲルマニウムや珪素、硼素などの材料を入れてシリコン基板の熱膨張係数に近づける方法（Ｓ． Ｓｕｚｕｋｉ他；Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．３３， Ｎｏ．１３ ｐ．１１７３）、（ｖｉ）導波路複屈折率が導波路幅によって異なることを利用して、アレイ導波路の幅をチャネル導波路ごとに変えて偏波依存性を調整する方法（Ｉｎｏｕｅ他；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ （ＯＦＣ） ２００１， Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ， ＷＢ−４， ２００１）、（ｖｉｉ）スラブ導波路に複屈折性平板を埋め込み、そこを通過する集光ビームが偏波によってずれることを利用し、アレイ導波路の導波路複屈折による偏波依存性をキャンセルする方法（特開平２０００−２９２６３４）が開示されている。

本形態では上記（ｉｖ）の方法を用いている。即ち、アレイ導波路１５の中央を横切って幅１８μｍ、深さ２００μｍの溝１６を形成し、この溝１６に厚さ１５μｍのポリイミド製半波長板１７を、主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けて挿入して偏波モード変換器とした。この偏波モード変換器によって、アレイ導波路の導波路複屈折によって生ずる透過中心波長の偏波依存性を解消した。形態２でも同様である。

次に、出力スラブ導波路１８の中央付近を横切るようにして溝１９を形成し、該溝１９に主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けた半波長板２０を挿入し、偏波モード変換器を構成した。ここで、半波長板２０は厚さ１５μｍのポリイミド製で、出力スラブ導波路１８の光軸に対して垂直に横切って加工した幅１８μｍ、深さ２００μｍの溝１９に挿入し、接着剤で固定した。さらに、入力ポート１２、出力ポート２２に光ファイバを接続し、筐体内にヒーターやペルチェ素子などの必要部材とともに組み立ててモジュール化し、本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器を作製した。

図５は、本発明に用いるアレイ導波路回折格子型光合分波器において、出力スラブ導波路１８の中央付近に挿入したポリイミド製半波長板２０で構成した偏波モード変換器により、偏波波長シフトの出力ポート依存性を解消する様子を示した図である。

出力ポート２２−１、２２−３、２２−５に集光すべき３波長λ１、λ３、λ５の光信号は、半波長板２０よりもアレイ導波路１５側において、ＴＥモード、ＴＭモードの偏波に応じて出力スラブ導波路１８の導波路複屈折の影響を受け、それぞれ、破線あるいは点線のように集光し始める。次に、ポリイミド製半波長板２０よりなる偏波モード変換器を通過すると、ＴＥモードの光信号はＴＭモードに、ＴＭモードの光信号はＴＥモードに変換され、以後それぞれそれまでと逆の導波路複屈折の影響を受けて伝搬する。その結果、最終的に波長λ１、λ３、λ５のＴＥモードとＴＭモードの光信号は、偏波に関係無く波長毎に同一の位置に集光することになる。即ち、出力スラブ導波路１８に具備した偏波モード変換器により、偏波波長シフトの出力ポート依存性が解消されることになる。

本形態における偏波波長シフトの出力ポート間分布を図６に示す。図６において、出力ポート間で偏波波長シフトはほぼゼロ近辺にまで解消され、出力スラブ導波路１８の両端にある出力ポート番号１と出力ポート番号６４でも偏波波長シフトは±０．００５ｎｍ以内に低減されている。

以上より、出力スラブ導波路１８の中央付近に挿入した半波長板２０による偏波モード変換器が偏波波長シフトの出力ポート依存性を解消するのに充分な動作をし、本形態のアレイ導波路回折格子が光分波器として充分な特性を実現できることが分かった。

なお、本形態でスラブ導波路に挿入した偏波モード変換器にポリイミド製半波長板を使用した理由は、半波長板の厚さが２０μｍ以下と薄く、半波長板の挿入による信号光の損失を低減できるからであり、本形態のように導波路に挿入する偏波モード変換器として特に適しているからである。このポリイミド製半波長板による偏波モード変換器は従来、アレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消するためにアレイ導波路中に挿入されて用いられていたが、これまでスラブ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性の解消に適用された例はなく、本形態において、スラブ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性、即ち、偏波波長シフトの出力ポート依存性を解消するために偏波モード変換器として有効に機能することが明らかになった。

（形態２）
図７は第２の発明を第１の発明に適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の第２の形態を示す。本形態の特徴は、入力スラブ導波路に挿入した半波長板によって入力スラブ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消する構造にある。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

図７に示すように、本アレイ導波路回折格子は、入力ポート３１が６４ポート、出力ポート３６が１ポート、入力スラブ導波路１４に偏波モード変換器としての半波長板３４を挿入していること、出力スラブ導波路１８に半波長板が挿入されていないことを除いて、第１の形態とほぼ同様の構成をしている。

本形態のアレイ導波路回折格子は、第１の形態の入力と出力を入れ替えた構成をしているので、第１の形態の入出力を逆転した機能を有する。即ち、合波間隔０．４ｎｍ、合波数６４の光合波器として機能する。入力スラブ導波路１４に挿入された偏波モード変換器は、第１の形態における出力スラブ導波路１８に挿入した偏波モード変換器と同様にＴＥモードとＴＭモードを相互に変換し、入力スラブ導波路１４の導波路複屈折に起因する偏波波長シフトの入力ポート依存性を解消する。

本形態では、偏波モード変換器として入力スラブ導波路１４の中央付近に形成した溝３３に、主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けた厚さ1５μｍのポリイミド製半波長板３４を挿入したものを用いた。図６と同様の測定を行い、本形態のアレイ導波路回折格子型光合波器について偏波波長シフトの入力ポート依存性を測定したところ、偏波波長シフトの入力ポート依存性はほぼ解消されていることが明らかとなった。即ち、どの入力ポートにおいても偏波波長シフトは±０．００５ｎｍ以内となって、光合波器として充分な特性を実現できることが分かった。

（形態３）
図８は第４の発明を第２の発明に適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を示す。本形態の特徴は、入力スラブ導波路および出力スラブ導波路に挿入した半波長板によってそれぞれ入力スラブ導波路および出力スラブ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消する構造にある。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

図８に示すように、本アレイ導波路回折格子は、入力ポート４１が１７ポート、出力ポート２２が８０ポートある光分波器である。入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８は平行して配置し、両スラブ導波路の光軸に垂直に中央付近を横切る幅１８μｍ、深さ２００μｍの溝４２を形成した。該溝４２の入力スラブ導波路を横切る位置に、主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けた厚さ１５μｍのポリイミド製半波長板４３を挿入し、また、前記溝４２の出力スラブ導波路を横切る位置に、主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けた厚さ１５μｍのポリイミド製半波長板４５を挿入して、それぞれ偏波モード変換器とした。

本形態ではアレイ導波路４４の導波路複屈折による偏波依存性は従来例で述べた（ｖｉ）の方法を用いて解消している。具体的には、アレイ導波路４４を幅６μｍの細幅チャネル導波路４４ａと幅１４μｍの広幅チャネル導波路４４ｂで構成し、外側ほど細幅チャネル導波路４４ａの行路長が長くなるようにし、内側ほど広幅チャネル導波路４４ｂの行路長が長くなるようにしている。

また、本形態における複数の入力ポート４１−１乃至４１−１７は、その入力ポートに応じて光信号の透過中心波長を微調整できる機能があり、そのために入力スラブ導波路１４に接続する入力チャネル導波路３２の間隔が出力スラブ導波路１８に接続する出力チャネル導波路２１の間隔よりわずかに広くしてある（特開平８−２１１２３７）。入力ポート４１−１に対しては出力ポート２２−１７から２２−８０までが対応して、分波間隔０．４ｎｍ、分波数６４の光分波器として機能する。入力ポート４１−２に対しては出力ポート２２−１６から２２−７９までが対応し、以下同様に、入力ポート４１−１７に対応して出力ポート２２−１から２２−６４までが対応する。このポート配置により入力ポートを選択すれば分波される光信号の透過中心波長を０．０２５ｎｍずつ微調整することができる。

本構成のように入力ポートと出力ポートがそれぞれ複数あるアレイ導波路では、入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８の導波路複屈折の影響により、分波される光信号の偏波波長シフトがそれぞれ入力ポートと出力ポートに依存することになる。そこで、本形態のアレイ導波路回折格子では、入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８のそれぞれの中央付近に共通の溝４２を形成し、該溝４２に、主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けた厚さ１５μｍのポリイミド製半波長板４３、４５による偏波モード変換器をそれぞれ挿入して、入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８の導波路複屈折に起因する透過中心波長の偏波依存性を解消した。

本形態のアレイ導波路回折格子型光分波器に関し、図６と同様の測定を行いそれぞれ入力ポートと出力ポートにおいて偏波波長シフトのポート依存性を測定した。その結果、どの入力ポートでも偏波波長シフトのポート依存性はほぼ平らとなって偏波波長シフトは±０．００５ｎｍ以内に抑圧された。

以上より、本形態のアレイ導波路回折格子型光分波器は透過中心波長の偏波依存性が無く、分波波長が微調整できる光分波器として動作することを確認した。

アレイ導波路４４の導波路複屈折による偏波依存性を解消する方法として、従来例で述べた（ｖ）の方法についてゲルマニウムや珪素、硼素を通常の倍以上ドープした石英系ガラスでアレイ導波路回折格子を作製したところ、アレイ導波路の導波路複屈折を解消することができた。このアレイ導波路回折格子ではスラブ導波路に０．０００４程度の導波路複屈折が生じ、中央から離れた出力ポートに偏波波長シフトが生じていることが分かった。このアレイ導波路回折格子においても、形態１乃至３で説明したスラブ導波路に設けた偏波モード変換器により、スラブ導波路における偏波波長シフトの出力ポート依存性が解消されることを確認した。

（形態４）
図９は第３の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を示す。本形態の特徴は、出力スラブ導波路に挿入した半波長板によって出力スラブ導波路のみならずアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性も併せて解消する構造にある。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

図９に示すように、本アレイ導波路回折格子は、アレイ導波路１５に溝と半波長板がなく、溝５１が出力スラブ導波路１８の光軸に対して斜めに形成されて、前記溝５１に半波長板５２が挿入されている点を除いては、図４とほぼ同様の構成をしている。また、図４の形態と同様に、半波長板５２は厚さ１５μｍのポリイミド製で、出力スラブ導波路１８の中央付近を斜めに横切る幅１８μｍ、深さ２００μｍの溝５１に、主軸を導波路基板１１に対して４５度傾けて挿入し、接着剤で固定した。

溝５１と出力スラブ導波路１８の光軸に垂直な直線Ａ−Ａ’とのなす角度θを適切に選ぶと、スラブ導波路とアレイ導波路の両方の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を一括して解消することができる。図１０を用いて傾斜角θを求める方法を説明する。図１０に示すようにアレイ導波路１５は多数のチャネル導波路で構成されているが、出力スラブ導波路１８内で干渉、集光する条件は２つのチャネル導波路間でも成り立たねばならない。そこで、中央の２つのチャネル導波路を用いて説明することができる。図１０では、アレイ導波路１５の中央の隣り合う２本のチャネル導波路Ｃ１、Ｃ２をＴＥモードで伝搬した光信号が、距離ｄだけ離れた接続点Ｐ１、Ｐ２でそれぞれ焦点距離ｆの出力スラブ導波路１８に放射され、ＴＥモードで距離ａ１、ａ２だけ伝搬して半波長板５２においてそれぞれ点Ｑ１、Ｑ２でＴＭモードに変換され、その後、距離ｂ１、ｂ２だけ伝搬して中央の出力ポート２２−３上の点Ｏに集光する様子を示している。チャネル導波路Ｃ１はＣ２よりもアレイ導波路１５の中心より外側に位置し、Ｃ１の方が行路長差ΔＬだけＣ２より長くなっている。

この２本の行路Ｃ１−Ｐ１−Ｑ１−Ｏと行路Ｃ２−Ｐ２−Ｑ２−Ｏをそれぞれ伝搬する光信号の光路長（行路長×屈折率）の差が波長λ（ＴＥ）の整数ｍ倍であれば、光信号は干渉して点Ｏに集光するので、ＴＥモードでは、
｛ｎａ（ＴＥ）・ΔＬ＋ｎｓ（ＴＥ）・ａ１＋ｎｓ（ＴＭ）・ｂ１｝
−｛ｎｓ（ＴＥ）・ａ２＋ｎｓ（ＴＭ）・ｂ２｝＝ｍ・λ（ＴＥ） （６）
が成り立つ。同様に、Ｃ１、Ｃ２をＴＭモードで伝搬した光信号の場合は、波長がλ（ＴＭ）で、
｛ｎａ（ＴＭ）・ΔＬ＋ｎｓ（ＴＭ）・ａ１＋ｎｓ（ＴＥ）・ｂ１｝
−｛ｎｓ（ＴＭ）・ａ２＋ｎｓ（ＴＥ）・ｂ２｝＝ｍ・λ（ＴＭ） （７）
が成り立つとき、光信号は干渉して点Ｏに集光する。これら２式より、λ（ＴＥ）＝λ（ＴＭ）となって透過中心波長の偏波依存性が無くなる条件を求めると、
ｂ１−ｂ２＝Ｂａ・ΔＬ／（２Ｂｓ） （８）
となる。ここでＢａはアレイ導波路１５の導波路複屈折率で、
Ｂａ＝ｎａ（ＴＭ）−ｎａ（ＴＥ） （９）
であり、Ｂｓは出力スラブ導波路１８の導波路複屈折率であって、前記（５）式で与えられる。また、（８）式の左辺は幾何学的計算から半波長板５２の傾斜角θを用いて表すことができ、
ｂ１−ｂ２＝ｄ・ｔａｎ（θ）／２ （１０）
で与えられる。ここで、一般に２接続点Ｐ１、Ｐ２の距離ｄはスラブ導波路１８の焦点距離ｆより充分小さいことに基づく近似を用いた。その結果、（８）式、（１０）式より、傾斜角θは
θ＝ｔａｎ−１｛Ｂａ・ΔＬ／（Ｂｓ・ｄ）｝ （１１）
で求めることができる。ここで、θの正の向きは、図９で半波長板５２が左回りの回転である。

この波長板を傾斜してスラブ導波路に挿入し、アレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性も併せて解消する方法を分波間隔０．８ｎｍ、分波数６４の光分波器に適用した。本形態のアレイ導波路回折格子は前述の形態に比べて分波間隔が２倍で、分波に必要な波長帯域も２倍である。この分波特性を得るために、アレイ導波路１５の行路長差ΔＬを１６μｍ、出力スラブ導波路１８との接続部でのアレイ導波路１５の間隔ｄを１５μｍとした。

半波長板５２を挿入しないで偏波波長シフトの出力ポート依存性を測定した結果を図１１に示す。アレイ導波路１５の導波路複屈折Ｂａにより中央の出力ポート番号３２付近でも０．２ｎｍの偏波波長シフトがあり、また出力スラブ導波路１８の導波路複屈折率Ｂｓにより偏波波長シフトは出力ポートの番号にほぼ比例して増大することが分かった。この結果より、各導波路複屈折率を算出すると、それぞれ、Ｂａ＝０．０００４、Ｂｓ＝０．０００７であった。そこで、（１１）式より、これらの偏波依存性を解消するのに必要な半波長板５２の傾斜角θを求めると、θ＝３１度となった。

次に、出力スラブ導波路１８の中心を通り、出力スラブ導波路１８の光軸に垂直な直線ＡＡ’から左回りに３１度だけ傾斜させて溝５１を形成した。該溝５１に半波長板５２を挿入して偏波モード変換器を構成した。図１２は半波長板５２を挿入した後の偏波波長シフトの出力ポート依存性を測定した結果である。半波長板５２の挿入により、どの出力ポートでも偏波波長シフトは±０．０１ｎｍ以内に抑圧できることが分かった。

以上より、本形態のアレイ導波路回折格子型光分波器において、出力スラブ導波路に挿入した半波長板により出力スラブ導波路のみならずアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消できることを確認した。

（形態５）
図１３は、第３の発明に係るアレイ導波路回折格子型光合分波器の他の形態を示す。本形態の特徴は、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路に挿入した半波長板によって入力スラブ導波路、出力スラブ導波路のみならずアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性も併せて解消する構造にある。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

図１３に示すように、本アレイ導波路回折格子は、入力ポートが多ポートになっている点と溝５３が入力スラブ導波路１４の光軸に対して斜めに形成されて、前記溝５３に半波長板５４が挿入されている点を除いては、図９とほぼ同様の構成をしている。

本アレイ導波路回折格子は、図８の形態と同様に、入力ポート３１が１７ポート、出力ポート２２が８０ポートある光合分波器である。複数の入力チャネル導波路３２は、その入力ポートに応じて光信号の透過中心波長を微調整できる機能があり、そのために入力スラブ導波路１４に接続する入力チャネル導波路３２の間隔が出力スラブ導波路１８に接続する出力チャネル導波路２１の間隔よりわずかに広くしてある。入力ポート３１−１に対しては出力ポート２２−１７から２２−８０を用いて分波間隔０．８ｎｍ、分波数６４の光分波器として機能する。入力ポート３１−２に対しては出力ポート２２−１６から２２−７９が対応し、以下同様に、入力ポート１７に対して出力ポート２２−１から２２−６４が対応する。隣接する入力ポート間で分波される光信号の透過中心波長を０．０５ｎｍずつ微調整することができる。本形態では、前記形態４と同様にアレイ導波路１５の行路長差ΔＬを１６μｍ、アレイ導波路１５と入力スラブ導波路１４、及び出力スラブ導波路１８との接続部でのアレイ導波路１５の間隔ｄをそれぞれ１５μｍとした。

本形態のアレイ導波路回折格子で半波長板５２、５４を挿入前の偏波波長シフトの入力ポート依存性、出力ポート依存性を測定したところ、図１１と同様の分布となった。この結果、アレイ導波路１５には導波路複屈折率Ｂａが０．０００４、入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８にはそれぞれ導波路複屈折率Ｂｓが０．０００７あることが分かった。そこで、入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８のそれぞれ中央付近に各スラブ導波路の光軸に垂直な直線ＡＡ’、ＢＢ’に対して角度θ／２だけ傾けて幅１８μｍ、深さ２００μｍの溝５１、５３を形成した。ここで、θの正の向きは、入力スラブ導波路１４では右回り、出力スラブ導波路１８では左回りの向きをいう。溝５１にはポリイミド製半波長板５２、溝５３にもポリイミド製半波長板５４を挿入して偏波モード変換器を構成した。半波長板５２、５４の傾き角が形態４の説明で求めた角度θの半分になっているのは、両半波長板５２、５４が共同でアレイ導波路１５の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を補償するからであり、半波長板の傾き角の和が（１１）式で与えられるθになっていれば足りる。本形態のアレイ導波路回折格子の偏波波長シフトの入力ポート依存性と出力ポート依存性を測定したところ、どの入力ポートに対しても、偏波波長シフトは±０．０１ｎｍ以内に低減された。

以上より、本形態のアレイ導波路回折格子は透過中心波長の偏波依存性が無くかつ分波波長が微調整できる光分波器として動作することを確認した。

（形態６）
図１４は第４の発明を第３の発明に適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を示す。本形態の特徴は、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路に共通の１本の溝を形成し、該溝に挿入した半波長板によって入力スラブ導波路、出力スラブ導波路のみならずアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性も併せて解消する構造にある。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

本形態のアレイ導波路回折格子の機能は図１３に示す形態５のものとほぼ同じであるが、本形態では、半波長板５６、５７を挿入する溝５５を１本で形成できるように、入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８をそれらの光軸の延長線のなす角度が（１１）式で与えられるθとなるように配置した。このような構成にすると、入力スラブ導波路１４の光軸に垂直な直線ＡＡ’、出力スラブ導波路１８の光軸に垂直な直線ＢＢ’から角度θ／２だけ傾けて半波長板５７、５６を挿入できる。導波路複屈折率Ｂａ、Ｂｓは形態５で算出した値を用いた。これは導波路の構造と製造方法がほぼ同じであれば導波路複屈折率もほぼ同じ値になるからである。

本形態のアレイ導波路回折格子の偏波波長シフトの入力ポートと出力ポートの依存性を測定したところ、どの入力ポートに対しても偏波波長シフトの出力ポート依存性は±０．０１ｎｍ以内に低減できた。

以上より、本形態のアレイ導波路回折格子は１本の溝に挿入した２枚の半波長板により、入力スラブ導波路、出力スラブ導波路、及びアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性を解消し、かつ分波波長が微調整できる光分波器として良好な動作を確認した。

（形態７）
図１５は第５の発明を第３の発明に適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を示す。本形態の特徴は、入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路に共通の１本の溝を形成し、該溝に挿入した共通の１枚の半波長板によって入力スラブ導波路、出力スラブ導波路のみならずアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性も併せて解消する構造にある。以下、図面に基づいて詳細に説明する。

本形態のアレイ導波路回折格子の機能は図１４に示す形態６のものと同じである。本形態では入力スラブ導波路１４と出力スラブ導波路１８をそれぞれ交差するように配置した。本構成にすると、溝５８が１本で足りるばかりでなく、透過中心波長の偏波依存性を解消する半波長板５９が１枚でよいという効果が得られる。形態６における入力スラブ導波路１４又は出力スラブ導波路１８とアレイ導波路の接続部でのアレイ導波路１５の間隔ｄが１５μｍに対して、本形態では間隔ｄを１２μｍと小さくした。このため、角度θが大きくなり、これにより、入力スラブ導波路と出力スラブ導波路が交差する角度も大きくすることができ、アレイ導波路回折格子型光分波器の製造を容易にすることができた。

本形態のアレイ導波路回折格子において、入力ポートに対する出力ポートの偏波波長シフトを測定したところ、どの入力ポートでも偏波波長シフトは±０．０１ｎｍ以内であった。

以上より、本形態のアレイ導波路回折格子は入力スラブ導波路及び出力スラブ導波路に共通の１本の溝を形成し、該溝に挿入した共通の１枚の半波長板によって入力スラブ導波路、出力スラブ導波路のみならずアレイ導波路の導波路複屈折による透過中心波長の偏波依存性も併せて解消することができ、かつ分波波長が微調整できる光分波器として良好な動作を確認できた。

第６の発明に係る偏波モード変換器は、それぞれの形態で説明した。なお、前述した形態では、ポリイミド製半波長板による偏波モード変換器を使用したが、偏波モード変換器はこれに限定されるものではなく、水晶や他の異方性材料を用いた半波長板であってもよく、さらに導波路上に形成したアモルファスシリコンなど応力付与膜で偏波モード変換器を構成してもよい。

以上、光合波器と光分波器を例として本発明のアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を説明したが、本発明のアレイ導波路回折格子は、複数の入力、複数の出力ポートを持つ光合分波器であって、入力ポートと出力ポート間で波長ルーティング機能を有する波長ルータにも適用できる。

さらに、本発明に用いるアレイ導波路回折格子は、シリコン基板上に形成されたものに限定されるものではなく、石英ガラス、セラミック、プラスチック、他の半導体基板上に形成することができる。また、導波路の材料も石英系ガラスだけでなく、他の成分のガラスやプラスチック、半導体などの光学材料で導波路を構成することができる。

アレイ導波路回折格子型光合分波器の概略構成図である。 分波間隔０．４ｎｍで６４波を分波するアレイ導波路回折格子型光合分波器の各出力ポートにおける偏波波長シフトを図示したものである。 アレイ導波路回折格子型光合分波器における出力スラブ導波路の導波路複屈折による集光特性の偏波依存性を説明する原理図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の構成を説明する概略図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器において、出力スラブ導波路の導波路複屈折による集光特性の偏波依存性を偏波モード変換器で解消できることを説明する原理図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器における各出力ポートの偏波波長シフトを示す測定結果図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を説明する概略図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を説明する概略図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を説明する概略図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器において、出力スラブ導波路とアレイ導波路の導波路複屈折による集光特性の偏波依存性を出力スラブ導波路に設けた偏波モード変換器で解消できることを説明する原理図である。 本発明を適用する前のアレイ導波路回折格子型光合分波器において、各出力ポートの偏波波長シフトを示す測定結果図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器において、各出力ポートの偏波波長シフトを示す測定結果図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を説明する概略図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を説明する概略図である。 本発明を適用したアレイ導波路回折格子型光合分波器の形態を説明する概略図である。

符号の説明

図中の符号の説明は次の通りである。１１は導波路基板、１２、３１−１〜３１−６４、４１−１〜４１−１７は入力ポート、１３、３２は入力チャネル導波路、１４は入力スラブ導波路、１５、４４はアレイ導波路、１６は溝、１７は半波長板、１８は出力スラブ導波路、１９、３３、４２、５１、５３、５５、５８は溝、２０、３４、４３、４５、５２、５４、５６、５７、５９は半波長板、２１、３５は出力チャネル導波路、２２−１〜２２−８０、３６は出力ポートである。

Claims (7)

1. 導波路基板上に少なくとも１本以上の入力チャネル導波路と、
   該入力チャネル導波路に接続される入力スラブ導波路と、
   該入力スラブ導波路に接続される複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路と、
   前記アレイ導波路に施され、前記アレイ導波路の複屈折による偏波依存性を解消する手段と、
   該アレイ導波路に接続される出力スラブ導波路と、
   該出力スラブ導波路に接続される少なくとも１本以上の出力チャネル導波路と
   を有するアレイ導波路回折格子型光合分波器であって、
   前記導波路基板に垂直な電界であるＴＭモードと前記導波路基板に平行な電界であるＴＥモードとを相互に入れ換える偏波モード変換器を前記入力スラブ導波路の前記アレイ導波路側と前記入力チャネル導波路側との間に光軸に対して垂直に配置し、前記入力スラブ導波路の導波路複屈折による偏波依存性を解消する手段を有すること、及び／又は
   前記導波路基板に垂直な電界であるＴＭモードと前記導波路基板に平行な電界であるＴＥモードとを相互に入れ換える偏波モード変換器を前記出力スラブ導波路の前記アレイ導波路側と前記出力チャネル導波路側との間に光軸に対して垂直に配置し、前記出力スラブ導波路の導波路複屈折による偏波依存性を解消する手段を有することを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
2. 導波路基板上に少なくとも１本以上の入力チャネル導波路と、
   該入力チャネル導波路に接続される入力スラブ導波路と、
   該入力スラブ導波路に接続される複数のチャネル導波路からなるアレイ導波路と、
   該アレイ導波路に接続される出力スラブ導波路と、
   該出力スラブ導波路に接続される少なくとも１本以上の出力チャネル導波路と
   を有するアレイ導波路回折格子型光合分波器であって、
   前記導波路基板に垂直な電界であるＴＭモードと前記導波路基板に平行な電界であるＴＥモードとを相互に入れ換える偏波モード変換器を前記入力スラブ導波路の前記アレイ導波路側と前記入力チャネル導波路側との間に光軸に対して斜めに配置し、前記入力スラブ導波路の導波路複屈折による偏波依存性及び前記アレイ導波路の導波路複屈折による偏波依存性を解消する手段を有すること、及び／又は
   前記導波路基板に垂直な電界であるＴＭモードと前記導波路基板に平行な電界であるＴＥモードとを相互に入れ換える偏波モード変換器を前記出力スラブ導波路の前記アレイ導波路側と前記出力チャネル導波路側との間に光軸に対して斜めに配置し、前記出力スラブ導波路の導波路複屈折による偏波依存性及び前記アレイ導波路の導波路複屈折による偏波依存性を解消する手段を有することを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
3. 請求項１乃至２に記載の前記偏波モード変換器は、前記入力スラブ導波路及び前記出力スラブ導波路に形成された共通の溝に設けられていることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
4. 請求項１乃至２に記載の前記偏波モード変換器は、前記入力スラブ導波路と前記出力スラブ導波路が交差するように形成された交差部に、前記入力スラブ導波路と前記出力スラブ導波路に共通に設けられていることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
5. 請求項１乃至２に記載の前記偏波モード変換器は、前記導波路基板に対して主軸が４５度傾いた半波長板であることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
6. 請求項３に記載の前記偏波モード変換器は、前記導波路基板に対して主軸が４５度傾いた半波長板であることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。
7. 請求項４に記載の前記偏波モード変換器は、前記導波路基板に対して主軸が４５度傾いた半波長板であることを特徴とするアレイ導波路回折格子型光合分波器。

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