JP2567175B2 - 導波路型光合分波器 - Google Patents
導波路型光合分波器Info
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- waveguide
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3136—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of interferometric switch type
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、導波路型光合分波器に
関し、特に、光通信分野などで用いられる、波長の異な
る２つ以上の信号光を合波または分波する導波路型光合
分波器に関するものである。
関し、特に、光通信分野などで用いられる、波長の異な
る２つ以上の信号光を合波または分波する導波路型光合
分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信分野では、周波数の異なる信号光
を多重化して伝送する技術が重要である。すなわち、異
なる光導波路をそれぞれ伝搬してきた、周波数の異なる
２つ以上の信号光を合波して一本の光導波路に収束させ
るとともに、一本の光導波路を伝搬してきた、周波数の
異なる２つ以上の信号光を分波して各光導波路に周波数
ごとに分解するための光合分波器は、光通信分野におい
てキーとなる部品である。
を多重化して伝送する技術が重要である。すなわち、異
なる光導波路をそれぞれ伝搬してきた、周波数の異なる
２つ以上の信号光を合波して一本の光導波路に収束させ
るとともに、一本の光導波路を伝搬してきた、周波数の
異なる２つ以上の信号光を分波して各光導波路に周波数
ごとに分解するための光合分波器は、光通信分野におい
てキーとなる部品である。
【０００３】図８は、従来の代表的な導波型光合分波器
の一つであるマッハツェンダ光干渉計型光合分波器の一
例を示す平面図である。
の一つであるマッハツェンダ光干渉計型光合分波器の一
例を示す平面図である。
【０００４】マッハツェンダ光干渉計型光合分波器100
は、平面基板101 と、平面基板101上に形成された第１
の光導波路102aおよび第２の光導波路102bと、各光導波
路102a，101bの中間部が２箇所で互いに近接されて形成
された第１の方向性結合部103aおよび第２の方向性結合
部103bと、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合
部103bとの間の第１の光導波路102aの上方に形成された
第１の薄膜ヒータ108aと、第１の方向性結合部103aと第
２の方向性結合部103bとの間の第２の光導波路102bの上
方に形成された第２の薄膜ヒータ108bとを含む。ここ
で、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部103b
とはそれぞれ、３ｄＢカップラとして機能する。
は、平面基板101 と、平面基板101上に形成された第１
の光導波路102aおよび第２の光導波路102bと、各光導波
路102a，101bの中間部が２箇所で互いに近接されて形成
された第１の方向性結合部103aおよび第２の方向性結合
部103bと、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合
部103bとの間の第１の光導波路102aの上方に形成された
第１の薄膜ヒータ108aと、第１の方向性結合部103aと第
２の方向性結合部103bとの間の第２の光導波路102bの上
方に形成された第２の薄膜ヒータ108bとを含む。ここ
で、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部103b
とはそれぞれ、３ｄＢカップラとして機能する。
【０００５】マッハツェンダ光干渉計型光合分波器100
では、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部10
3bとの間の第２の光導波路102bの導波路長Ｌ＋ΔＬは、
第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部103bとの
間の第１の光導波路102aの導波路長Ｌよりも導波路長差
ΔＬだけ長くなっているため、第２の光導波路102bの入
力ポート104bから入力された、第１の周波数ｆの信号光
Ｐthrough と第２の周波数ｆ＋Δｆの信号光Ｐcross と
が多重された信号光Ｐinは、第１の方向性結合部103aお
よび第２の方向性結合部103bを通過することによって等
パワーに分割され、第１の周波数ｆの信号光Ｐthrough
は第２の光導波路102bの出力ポート105bから出力され、
第２の周波数ｆ＋Δｆの信号光Ｐcross は第１の光導波
路102aの出力ポート105aから出力される。信号光Ｐinに
対する信号光Ｐcross の光強度透過度Ｔcross の周波数
依存性（透過特性）の一例を図９に実線で、また、信号
光Ｐinに対する信号光Ｐthrough の光強度透過度Ｔ
through の周波数依存性（透過特性）の一例を図９に破
線でそれぞれ示す。この例では、２つの光強度透過度Ｔ
through，Ｔcrossは周波数に対して正弦関数的に変化
し、その周期の間隔は１０ＧＨｚである。したがって、
マッハツェンダ光干渉計型光合分波器100 を用いること
により、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部
103bとの間の導波路長差ΔＬを利用して、周波数の異な
る信号光を分波することができる。
では、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部10
3bとの間の第２の光導波路102bの導波路長Ｌ＋ΔＬは、
第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部103bとの
間の第１の光導波路102aの導波路長Ｌよりも導波路長差
ΔＬだけ長くなっているため、第２の光導波路102bの入
力ポート104bから入力された、第１の周波数ｆの信号光
Ｐthrough と第２の周波数ｆ＋Δｆの信号光Ｐcross と
が多重された信号光Ｐinは、第１の方向性結合部103aお
よび第２の方向性結合部103bを通過することによって等
パワーに分割され、第１の周波数ｆの信号光Ｐthrough
は第２の光導波路102bの出力ポート105bから出力され、
第２の周波数ｆ＋Δｆの信号光Ｐcross は第１の光導波
路102aの出力ポート105aから出力される。信号光Ｐinに
対する信号光Ｐcross の光強度透過度Ｔcross の周波数
依存性（透過特性）の一例を図９に実線で、また、信号
光Ｐinに対する信号光Ｐthrough の光強度透過度Ｔ
through の周波数依存性（透過特性）の一例を図９に破
線でそれぞれ示す。この例では、２つの光強度透過度Ｔ
through，Ｔcrossは周波数に対して正弦関数的に変化
し、その周期の間隔は１０ＧＨｚである。したがって、
マッハツェンダ光干渉計型光合分波器100 を用いること
により、第１の方向性結合部103aと第２の方向性結合部
103bとの間の導波路長差ΔＬを利用して、周波数の異な
る信号光を分波することができる。
【０００６】一般に、周波数多重通信の場合、信号は、
キャリア周波数の両側の側帯周波数を利用して伝搬され
る。このため、キャリア周波数を中心にして一定の周波
数帯において透過特性が一定であることが望ましい。し
かし、図８に示したマッハツェンダ光干渉計型光合分波
器100 では、２つの光強度透過度Ｔthrough，Ｔcrossは
周波数に対して正弦関数的に変化するため、側帯周波数
領域全体にわたって一定の透過特性をもたせることがで
きず、信号光Ｐthrough および信号光Ｐcrossが歪んで
しまうという問題がある。
キャリア周波数の両側の側帯周波数を利用して伝搬され
る。このため、キャリア周波数を中心にして一定の周波
数帯において透過特性が一定であることが望ましい。し
かし、図８に示したマッハツェンダ光干渉計型光合分波
器100 では、２つの光強度透過度Ｔthrough，Ｔcrossは
周波数に対して正弦関数的に変化するため、側帯周波数
領域全体にわたって一定の透過特性をもたせることがで
きず、信号光Ｐthrough および信号光Ｐcrossが歪んで
しまうという問題がある。
【０００７】この問題の解決が図れる導波型光合分波器
の一つとして、図１０に示すマッハツェンダ光干渉計型
光合分波器200 が提案されている。
の一つとして、図１０に示すマッハツェンダ光干渉計型
光合分波器200 が提案されている。
【０００８】マッハツェンダ光干渉計型光合分波器200
は、以下に示す点で、図８に示したマッハツェンダ光干
渉計型光合分波器100 と異なる。 （１）第１の方向性結合部203aと第２の方向性結合部20
3bとの間の第１の光導波路202aの図示下側にリング路20
6 が設けられており、第１の方向性結合部203aと第２の
方向性結合部203bとの間の第１の光導波路202aとリング
路206 とが互いに近接されることにより、第３の方向性
結合部203cが形成されている。 （２）第１の薄膜ヒータ208aが、第１の方向性結合部20
3aと第２の方向性結合部203bとの間の第１の光導波路20
2aの上方に形成される代わりに、図示下側のリング路20
6 の上方に形成されている。
は、以下に示す点で、図８に示したマッハツェンダ光干
渉計型光合分波器100 と異なる。 （１）第１の方向性結合部203aと第２の方向性結合部20
3bとの間の第１の光導波路202aの図示下側にリング路20
6 が設けられており、第１の方向性結合部203aと第２の
方向性結合部203bとの間の第１の光導波路202aとリング
路206 とが互いに近接されることにより、第３の方向性
結合部203cが形成されている。 （２）第１の薄膜ヒータ208aが、第１の方向性結合部20
3aと第２の方向性結合部203bとの間の第１の光導波路20
2aの上方に形成される代わりに、図示下側のリング路20
6 の上方に形成されている。
【０００９】すなわち、マッハツェンダ光干渉計型光合
分波器200 は、透過特性の改善を図るため、リング路20
6 と第３の方向性結合部203cとをリング共振器として機
能させて周期的な遅延を与えるものである。図１１に、
信号光Ｐinに対する信号光Ｐ cross の光強度透過度Ｔ
cross の周波数依存性（透過特性）の一例を示す。図１
１に示すように、マッハツェンダ光干渉計型光合分波器
200 では、光強度透過度Ｔcross は周波数に対して矩形
的に変化し、透過特性の改善が図られている。
分波器200 は、透過特性の改善を図るため、リング路20
6 と第３の方向性結合部203cとをリング共振器として機
能させて周期的な遅延を与えるものである。図１１に、
信号光Ｐinに対する信号光Ｐ cross の光強度透過度Ｔ
cross の周波数依存性（透過特性）の一例を示す。図１
１に示すように、マッハツェンダ光干渉計型光合分波器
200 では、光強度透過度Ｔcross は周波数に対して矩形
的に変化し、透過特性の改善が図られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のマッハツェンダ光干渉計型光合分波器200 で
は、周期的な遅延を与えて透過特性の改善を図るため、
第２の導波路202bの入力ポート204bから入力された信号
光Ｐinがリング路206 に長く留まる結果、時間応答が著
しく劣化して、高速な光通信の分野には適用できないと
いう問題がある。
た従来のマッハツェンダ光干渉計型光合分波器200 で
は、周期的な遅延を与えて透過特性の改善を図るため、
第２の導波路202bの入力ポート204bから入力された信号
光Ｐinがリング路206 に長く留まる結果、時間応答が著
しく劣化して、高速な光通信の分野には適用できないと
いう問題がある。
【００１１】本発明の目的は、高速性を損なうことなく
透過特性の改善が図れる導波路型光合分波器を提供する
ことにある。
透過特性の改善が図れる導波路型光合分波器を提供する
ことにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路型光合分
波器は、基板と、該基板上に形成された第１の光導波路
および第２の光導波路とを含み、該第１および第２の光
導波路のいずれか一方の光導波路から入射された２つの
信号光を分波して、該２つの信号光のいずれか一方の信
号光を前記一方の光導波路から出射させるとともに、前
記２つの信号光の他方の信号光を前記第１および第２の
光導波路の他方の光導波路から出射させ、前記第１の光
導波路から入射された信号光と前記第２の光導波路から
入射された信号光とを合波して、前記第１および第２の
光導波路のいずれか一方の光導波路から出射させる導波
路型光合分波器において、前記第１の光導波路と前記第
２の光導波路との中間部が５箇所互いに近接されて順次
形成された第１乃至第５の方向性結合部を含み、前記第
１の方向性結合部と前記第２の方向性結合部との間で
は、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路より
も第１の光路長差だけ長く、前記第２の方向性結合部と
前記第３の方向性結合部との間では、前記第１の光導波
路の方が前記第２の光導波路よりも第２の光路長差だけ
長く、前記第３の方向性結合部と前記第４の方向性結合
部との間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光
導波路よりも第３の光路長差だけ長く、前記第４の方向
性結合部と前記第５の方向性結合部との間では、前記第
１の光導波路の方が前記第２の光導波路よりも第４の光
路長差だけ長く、前記第１乃至第４の光路長差が、等し
いかほぼ等しく、前記第１の方向性結合部の結合率と前
記第５の方向性結合部の結合率とが、等しいかほぼ等し
く、前記第２の方向性結合部の結合率と前記第４の方向
性結合部の結合率とが、等しいかほぼ等しい。
波器は、基板と、該基板上に形成された第１の光導波路
および第２の光導波路とを含み、該第１および第２の光
導波路のいずれか一方の光導波路から入射された２つの
信号光を分波して、該２つの信号光のいずれか一方の信
号光を前記一方の光導波路から出射させるとともに、前
記２つの信号光の他方の信号光を前記第１および第２の
光導波路の他方の光導波路から出射させ、前記第１の光
導波路から入射された信号光と前記第２の光導波路から
入射された信号光とを合波して、前記第１および第２の
光導波路のいずれか一方の光導波路から出射させる導波
路型光合分波器において、前記第１の光導波路と前記第
２の光導波路との中間部が５箇所互いに近接されて順次
形成された第１乃至第５の方向性結合部を含み、前記第
１の方向性結合部と前記第２の方向性結合部との間で
は、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路より
も第１の光路長差だけ長く、前記第２の方向性結合部と
前記第３の方向性結合部との間では、前記第１の光導波
路の方が前記第２の光導波路よりも第２の光路長差だけ
長く、前記第３の方向性結合部と前記第４の方向性結合
部との間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光
導波路よりも第３の光路長差だけ長く、前記第４の方向
性結合部と前記第５の方向性結合部との間では、前記第
１の光導波路の方が前記第２の光導波路よりも第４の光
路長差だけ長く、前記第１乃至第４の光路長差が、等し
いかほぼ等しく、前記第１の方向性結合部の結合率と前
記第５の方向性結合部の結合率とが、等しいかほぼ等し
く、前記第２の方向性結合部の結合率と前記第４の方向
性結合部の結合率とが、等しいかほぼ等しい。
【００１３】ここで、前記第１の方向性結合部と前記第
２の方向性結合部との間では、前記第１の光導波路の方
が前記第２の光導波路よりも第１の光路長差だけ長く、
前記第２の方向性結合部と前記第３の方向性結合部との
間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路
よりも第２の光路長差だけ長く、前記第３の方向性結合
部と前記第４の方向性結合部との間では、前記第１の光
導波路の方が前記第２の光導波路よりも第３の光路長差
だけ長く、前記第４の方向性結合部と前記第５の方向性
結合部との間では、前記第２の光導波路の方が前記第１
の光導波路よりも第４の光路長差だけ長くてもよい。
２の方向性結合部との間では、前記第１の光導波路の方
が前記第２の光導波路よりも第１の光路長差だけ長く、
前記第２の方向性結合部と前記第３の方向性結合部との
間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路
よりも第２の光路長差だけ長く、前記第３の方向性結合
部と前記第４の方向性結合部との間では、前記第１の光
導波路の方が前記第２の光導波路よりも第３の光路長差
だけ長く、前記第４の方向性結合部と前記第５の方向性
結合部との間では、前記第２の光導波路の方が前記第１
の光導波路よりも第４の光路長差だけ長くてもよい。
【００１４】また、前記第３の方向性結合部の代わり
に、該第３の方向性結合部の結合率の半分の結合率を有
する第６の方向性結合部および前記第３の方向性結合部
の結合率の半分の結合率を有する第７の方向性結合部を
含み、前記第６の方向性結合部と前記第７の方向性結合
部との間では、前記第１の光導波路７３1 の光路長と前
記第２の光導波路の光路長とが等しいかほぼ等しくても
よい。
に、該第３の方向性結合部の結合率の半分の結合率を有
する第６の方向性結合部および前記第３の方向性結合部
の結合率の半分の結合率を有する第７の方向性結合部を
含み、前記第６の方向性結合部と前記第７の方向性結合
部との間では、前記第１の光導波路７３1 の光路長と前
記第２の光導波路の光路長とが等しいかほぼ等しくても
よい。
【００１５】さらに、前記第１の光導波路と前記第２の
光導波路とがそれぞれ、平面基板上に形成された石英系
ガラス層に埋設された、石英系ガラスからなるコア部よ
り構成された石英系単一モード光導波路であってもよ
い。
光導波路とがそれぞれ、平面基板上に形成された石英系
ガラス層に埋設された、石英系ガラスからなるコア部よ
り構成された石英系単一モード光導波路であってもよ
い。
【００１６】
【作用】本発明の導波路型光合分波器は、第１の光導波
路と第２の光導波路との中間部が５箇所互いに近接され
て順次形成された第１乃至第５の方向性結合部を含み、
後述するように、第１の基本構成回路と第２の基本構成
回路とが回路の中心点（第３の方向性結合部１４3 ）に
対して光学的にほぼ点対称に配置されるよう構成されて
いることにより、後述する理由によって、光強度透過度
が”１”となる周波数帯および”０”となる周波数帯を
平坦化することができる。
路と第２の光導波路との中間部が５箇所互いに近接され
て順次形成された第１乃至第５の方向性結合部を含み、
後述するように、第１の基本構成回路と第２の基本構成
回路とが回路の中心点（第３の方向性結合部１４3 ）に
対して光学的にほぼ点対称に配置されるよう構成されて
いることにより、後述する理由によって、光強度透過度
が”１”となる周波数帯および”０”となる周波数帯を
平坦化することができる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１は、本発明の導波路型光合分波器の第
１の実施例を示す平面図である。
１の実施例を示す平面図である。
【００１９】導波路型光合分波器１０は、シリコン基板
１１と、シリコン基板１１上に形成された、膜厚５０μ
ｍ程度のＳiＯ2系ガラスからなるガラス層（不図示）
と、該ガラス層内に形成された第１の光導波路１３1 お
よび第２の光導波路１３2 と、各光導波路１３1，１３2
の中間部が５箇所互いに近接されて順次形成された第１
乃至第５の方向性結合部１４1〜１４5と、第１の方向性
結合部１４1 と第２の方向性結合部１４2 との間の第１
および第２の光導波路１３1，１３2の上方でかつ前記ガ
ラス層上にそれぞれ形成された第１および第２の薄膜ヒ
ータ１５1，１５2と、第２の方向性結合部１４2 と第３
の方向性結合部１４3 との間の第１および第２の光導波
路１３1，１３2の上方でかつ前記ガラス層上にそれぞれ
形成された第３および第４の薄膜ヒータ１５3，１５
4と、第３の方向性結合部１４3 と第４の方向性結合部
１４4 との間の第１および第２の光導波路１３1，１３2
の上方でかつ前記ガラス層上にそれぞれ形成された第５
および第６の薄膜ヒータ１５5，１５6 と、第４の方向
性結合部１４4 と第５の方向性結合部１４5 との間の第
１および第２の光導波路１３1，１３2の上方でかつ前記
ガラス層上にそれぞれ形成された第７および第８の薄膜
ヒータ１５7，１５8とを含む。
１１と、シリコン基板１１上に形成された、膜厚５０μ
ｍ程度のＳiＯ2系ガラスからなるガラス層（不図示）
と、該ガラス層内に形成された第１の光導波路１３1 お
よび第２の光導波路１３2 と、各光導波路１３1，１３2
の中間部が５箇所互いに近接されて順次形成された第１
乃至第５の方向性結合部１４1〜１４5と、第１の方向性
結合部１４1 と第２の方向性結合部１４2 との間の第１
および第２の光導波路１３1，１３2の上方でかつ前記ガ
ラス層上にそれぞれ形成された第１および第２の薄膜ヒ
ータ１５1，１５2と、第２の方向性結合部１４2 と第３
の方向性結合部１４3 との間の第１および第２の光導波
路１３1，１３2の上方でかつ前記ガラス層上にそれぞれ
形成された第３および第４の薄膜ヒータ１５3，１５
4と、第３の方向性結合部１４3 と第４の方向性結合部
１４4 との間の第１および第２の光導波路１３1，１３2
の上方でかつ前記ガラス層上にそれぞれ形成された第５
および第６の薄膜ヒータ１５5，１５6 と、第４の方向
性結合部１４4 と第５の方向性結合部１４5 との間の第
１および第２の光導波路１３1，１３2の上方でかつ前記
ガラス層上にそれぞれ形成された第７および第８の薄膜
ヒータ１５7，１５8とを含む。
【００２０】次に、各光導波路１３1，１３2，各方向性
結合部１４1〜１４5および各薄膜ヒータ１５1〜１５8に
ついて詳しく説明する。
結合部１４1〜１４5および各薄膜ヒータ１５1〜１５8に
ついて詳しく説明する。
【００２１】（１）各光導波路１３1，１３2 第１の光導波路１３1 および第２の光導波路１３2 はそ
れぞれ、ＳiＯ2−ＧｅＯ2 系ガラスからなるコア部より
構成された石英系単一モード光導波路であり、コア部が
８μｍ角程度の断面形状を有するものである。
れぞれ、ＳiＯ2−ＧｅＯ2 系ガラスからなるコア部より
構成された石英系単一モード光導波路であり、コア部が
８μｍ角程度の断面形状を有するものである。
【００２２】また、第１の方向性結合部１４1 と第２の
方向性結合部１４2 との間では、第２の光導波路１３2
の方が第１の光導波路１３1 よりも第１の導波路長差Δ
Ｌ1（＝第１の光路長差）だけ長く、第２の方向性結合
部１４2 と第３の方向性結合部１４3 との間では、第１
の光導波路１３1 の方が第２の光導波路１３2 よりも第
２の導波路長差ΔＬ2 （＝第２の光路長差）だけ長く、
第３の方向性結合部１４3 と第４の方向性結合部１４4
との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の光導波
路１３1 よりも第３の導波路長差ΔＬ3 （＝第３の光路
長差）だけ長く、第４の方向性結合部１４4 と第５の方
向性結合部１４5 との間では、第１の光導波路１３1 の
方が第２の光導波路１３2 よりも第４の導波路長差ΔＬ
4 （＝第４の光路長差）だけ長くなっている。ここで、
第１乃至第４の導波路長差ΔＬ1〜ΔＬ4はそれぞれ、等
しいかほぼ等しくなるように設定されている。
方向性結合部１４2 との間では、第２の光導波路１３2
の方が第１の光導波路１３1 よりも第１の導波路長差Δ
Ｌ1（＝第１の光路長差）だけ長く、第２の方向性結合
部１４2 と第３の方向性結合部１４3 との間では、第１
の光導波路１３1 の方が第２の光導波路１３2 よりも第
２の導波路長差ΔＬ2 （＝第２の光路長差）だけ長く、
第３の方向性結合部１４3 と第４の方向性結合部１４4
との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の光導波
路１３1 よりも第３の導波路長差ΔＬ3 （＝第３の光路
長差）だけ長く、第４の方向性結合部１４4 と第５の方
向性結合部１４5 との間では、第１の光導波路１３1 の
方が第２の光導波路１３2 よりも第４の導波路長差ΔＬ
4 （＝第４の光路長差）だけ長くなっている。ここで、
第１乃至第４の導波路長差ΔＬ1〜ΔＬ4はそれぞれ、等
しいかほぼ等しくなるように設定されている。
【００２３】なお、前記各導波路長差ΔＬ1〜ΔＬ4は、
その値を適宜選ぶことにより、各種の周波数帯の光合分
波が可能となる。
その値を適宜選ぶことにより、各種の周波数帯の光合分
波が可能となる。
【００２４】（２）各方向性結合部１４1〜１４5 第１乃至第４の方向性結合部１４1〜１４5は、第１の光
導波路１３1 と第２の光導波路１３2 とを数μｍ程度の
間隔に保ちながら、数１００μｍの距離にわたって互い
に平行に配置することによりそれぞれ構成されている。
また、第１の方向性結合部１４1 の結合率と第５の方向
性結合部１４5 の結合率とはほぼ等しくなるように設定
されており、第２の方向性結合部１４2 の結合率と第４
の方向性結合部１４4 の結合率とはほぼ等しくなるよう
に設定されている。
導波路１３1 と第２の光導波路１３2 とを数μｍ程度の
間隔に保ちながら、数１００μｍの距離にわたって互い
に平行に配置することによりそれぞれ構成されている。
また、第１の方向性結合部１４1 の結合率と第５の方向
性結合部１４5 の結合率とはほぼ等しくなるように設定
されており、第２の方向性結合部１４2 の結合率と第４
の方向性結合部１４4 の結合率とはほぼ等しくなるよう
に設定されている。
【００２５】（３）各薄膜ヒータ１５1〜１５8 第１乃至第８の薄膜ヒータ１５1〜１５8はそれぞれ、石
英系光導波路の熱光学効果を利用して光路長差を微調す
るための位相制御器として機能するものである。なお、
他の手段により、導波路型光合分波器１０自体の温度の
安定化が図れる場合には、第１乃至第８の薄膜ヒータ１
５1〜１５8は不要である。
英系光導波路の熱光学効果を利用して光路長差を微調す
るための位相制御器として機能するものである。なお、
他の手段により、導波路型光合分波器１０自体の温度の
安定化が図れる場合には、第１乃至第８の薄膜ヒータ１
５1〜１５8は不要である。
【００２６】次に、導波路型光合分波器１０の構成につ
いて、図２乃至図４を参照して説明する。
いて、図２乃至図４を参照して説明する。
【００２７】導波路型光合分波器１０は、図２に等価的
に示すように、第１の基本構成回路２０1 と第２の基本
構成回路２０2 とが回路の中心点（第３の方向性結合部
１４ 3 ）に対して光学的にほぼ点対称に配置されるよう
構成されている。ここで、第１の基本構成回路２０1 と
第２の基本構成回路２０2 とはそれぞれ、３個の方向性
結合部３４1〜３４3からなる図３に示すような非対称マ
ッハツェンダ光干渉計型光合分波器３０と光学的に等価
なものであるため、第１の基本構成回路２０1と第２の
基本構成回路２０2 もまたそれぞれ、図４に示すような
非対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器４０を２個
光学的にほぼ点対称に配置した構成を有するものである
といえる。
に示すように、第１の基本構成回路２０1 と第２の基本
構成回路２０2 とが回路の中心点（第３の方向性結合部
１４ 3 ）に対して光学的にほぼ点対称に配置されるよう
構成されている。ここで、第１の基本構成回路２０1 と
第２の基本構成回路２０2 とはそれぞれ、３個の方向性
結合部３４1〜３４3からなる図３に示すような非対称マ
ッハツェンダ光干渉計型光合分波器３０と光学的に等価
なものであるため、第１の基本構成回路２０1と第２の
基本構成回路２０2 もまたそれぞれ、図４に示すような
非対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器４０を２個
光学的にほぼ点対称に配置した構成を有するものである
といえる。
【００２８】したがって、図１に示した導波路型光合分
波器１０は、図４に示した非対称マッハツェンダ光干渉
計型光合分波器４０を２回だけ光学的にほぼ点対称に配
置して合成した構成を有するものであるといえるため、
以下の関係が成り立つ。 （１）第１乃至第４の導波路長差ΔＬ1〜ΔＬ4はそれぞ
れ、等しいかほぼ等しい。 （２）図４に示した第１の方向性結合部４４1 の結合率
をｓとし、第２の方向性結合部４４2 の結合率をｔとす
ると、図１に示した第１の方向性結合部１４1 の結合率
はｓ、第２の方向性結合部１４2 の結合率は２ｔ、第３
の方向性結合部４４3 の結合率は２ｓ、第４の方向性結
合部４４4 の結合率は２ｔ、第５の方向性結合部１４5
の結合率はｓとなる。
波器１０は、図４に示した非対称マッハツェンダ光干渉
計型光合分波器４０を２回だけ光学的にほぼ点対称に配
置して合成した構成を有するものであるといえるため、
以下の関係が成り立つ。 （１）第１乃至第４の導波路長差ΔＬ1〜ΔＬ4はそれぞ
れ、等しいかほぼ等しい。 （２）図４に示した第１の方向性結合部４４1 の結合率
をｓとし、第２の方向性結合部４４2 の結合率をｔとす
ると、図１に示した第１の方向性結合部１４1 の結合率
はｓ、第２の方向性結合部１４2 の結合率は２ｔ、第３
の方向性結合部４４3 の結合率は２ｓ、第４の方向性結
合部４４4 の結合率は２ｔ、第５の方向性結合部１４5
の結合率はｓとなる。
【００２９】一般に、光学的に点対称配置を有する光回
路は、基本構成回路の回路特性より全体の回路の透過特
性が決定される。いま、第１の光導波路１３1 の図１図
示左端を信号光Ｐinの入力ポート１６とし、第１の光導
波路１３1 の同図図示右端を出力ポート（以下、「スル
ーポート」と称する。）１７1 とし、第２の光導波路１
３2 の同図図示右端を出力ポート（以下、「クロスーポ
ート」と称する。）１７2 とし、図２に示した第１の基
本構成回路２０1 の入力ポート１６から第２の光導波路
１３2 への光強度透過度をＴ2 とすると、導波路型光合
分波器１０全体の入力ポート１６からクロスーポート１
７2 への光強度透過度Ｔcross は、 Ｔcross ＝１−（１−２×Ｔ2）2 （１） と表される。（１）式より、以下のことがわかる。
路は、基本構成回路の回路特性より全体の回路の透過特
性が決定される。いま、第１の光導波路１３1 の図１図
示左端を信号光Ｐinの入力ポート１６とし、第１の光導
波路１３1 の同図図示右端を出力ポート（以下、「スル
ーポート」と称する。）１７1 とし、第２の光導波路１
３2 の同図図示右端を出力ポート（以下、「クロスーポ
ート」と称する。）１７2 とし、図２に示した第１の基
本構成回路２０1 の入力ポート１６から第２の光導波路
１３2 への光強度透過度をＴ2 とすると、導波路型光合
分波器１０全体の入力ポート１６からクロスーポート１
７2 への光強度透過度Ｔcross は、 Ｔcross ＝１−（１−２×Ｔ2）2 （１） と表される。（１）式より、以下のことがわかる。
【００３０】Ｔ2＝０のとき、Ｔcross ＝０ Ｔ2＝１のとき、Ｔcross ＝０ Ｔ2＝０．５のとき、Ｔcross ＝１ また、Ｔ2 ≒０．５のとき、（１）式の右辺のかっこ内
は、”０”に近い値となるが、かっこ式に二乗がかかっ
ているために、光強度透過度Ｔ2 が”０．５”より若干
離れたところでもほとんど”０”に近い値となる。すな
わち、この二乗項のために、光強度透過度Ｔ2 が”０．
５”付近の周波数帯において、導波路型光合分波器１０
全体の入力ポート１６からクロスーポート１７2 への光
強度透過度Ｔcross はほぼ”１”となる。本発明による
導波路型光合分波器は、この原理を利用して平坦特性を
実現するものである。
は、”０”に近い値となるが、かっこ式に二乗がかかっ
ているために、光強度透過度Ｔ2 が”０．５”より若干
離れたところでもほとんど”０”に近い値となる。すな
わち、この二乗項のために、光強度透過度Ｔ2 が”０．
５”付近の周波数帯において、導波路型光合分波器１０
全体の入力ポート１６からクロスーポート１７2 への光
強度透過度Ｔcross はほぼ”１”となる。本発明による
導波路型光合分波器は、この原理を利用して平坦特性を
実現するものである。
【００３１】図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、
図４に示した非対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波
器４０，図３に示した非対称マッハツェンダ光干渉計型
光合分波器３０および図１に示した導波路型光合分波器
１０における光強度透過度Ｔ cross の周波数依存性を示
すグラフである。このグラフより、以下に示すことがわ
かる。 （１）図５（Ａ）に示すように、図４に示した非対称マ
ッハツェンダ光干渉計型光合分波器４０では、光強度透
過度Ｔcross は周波数に対して正弦関数的に変化し、光
強度透過度Ｔcross の最小値はほぼ”０．５”である。 （２）図５（Ｂ）に示すように、図３に示した非対称マ
ッハツェンダ光干渉計型光合分波器３０では、光強度透
過度Ｔcross は、光強度透過度Ｔcross が”１”となる
付近で平坦領域が得られている。これは、上記（１）式
で説明したように、光学的に点対称配置を有する光回路
では、Ｔ2 ≒０．５のときに光強度透過度Ｔcross がほ
ぼ”１”となる性質からである。また、図３に示した非
対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器３０での光強
度透過度Ｔcross の最小値もまたほぼ”０．５”であ
る。 （３）図５（Ｃ）に示すように、図１に示した導波路型
光合分波器１０では、光強度透過度Ｔcross は、”０”
および”１”となる付近で平坦領域が得られている。こ
れは、上記（１）式で説明したように、光学的に点対称
配置を有する光回路では、Ｔ2 ＝１のときに光強度透過
度Ｔcross が”０”となり、Ｔ2 ≒０．５のときに光強
度透過度Ｔcross がほぼ”１”となる性質からである。
図４に示した非対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波
器４０，図３に示した非対称マッハツェンダ光干渉計型
光合分波器３０および図１に示した導波路型光合分波器
１０における光強度透過度Ｔ cross の周波数依存性を示
すグラフである。このグラフより、以下に示すことがわ
かる。 （１）図５（Ａ）に示すように、図４に示した非対称マ
ッハツェンダ光干渉計型光合分波器４０では、光強度透
過度Ｔcross は周波数に対して正弦関数的に変化し、光
強度透過度Ｔcross の最小値はほぼ”０．５”である。 （２）図５（Ｂ）に示すように、図３に示した非対称マ
ッハツェンダ光干渉計型光合分波器３０では、光強度透
過度Ｔcross は、光強度透過度Ｔcross が”１”となる
付近で平坦領域が得られている。これは、上記（１）式
で説明したように、光学的に点対称配置を有する光回路
では、Ｔ2 ≒０．５のときに光強度透過度Ｔcross がほ
ぼ”１”となる性質からである。また、図３に示した非
対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器３０での光強
度透過度Ｔcross の最小値もまたほぼ”０．５”であ
る。 （３）図５（Ｃ）に示すように、図１に示した導波路型
光合分波器１０では、光強度透過度Ｔcross は、”０”
および”１”となる付近で平坦領域が得られている。こ
れは、上記（１）式で説明したように、光学的に点対称
配置を有する光回路では、Ｔ2 ＝１のときに光強度透過
度Ｔcross が”０”となり、Ｔ2 ≒０．５のときに光強
度透過度Ｔcross がほぼ”１”となる性質からである。
【００３２】次に、図１に示した導波路型光合分波器１
０を試作した一例について説明する。
０を試作した一例について説明する。
【００３３】本試作例においては、火炎加水分解反応に
よる公知のガラス膜堆積技術と反応性イオンエッチング
による公知の微細加工技術との組み合せにより、導波路
型光合分波器１０を試作した。この作成手法では、フォ
トリソグラフィ技術が利用可能であるため、第１の光導
波路１３1 および第２の光導波路１３2 の導波路長を
０．１μｍ以下の精度で作成することができる。
よる公知のガラス膜堆積技術と反応性イオンエッチング
による公知の微細加工技術との組み合せにより、導波路
型光合分波器１０を試作した。この作成手法では、フォ
トリソグラフィ技術が利用可能であるため、第１の光導
波路１３1 および第２の光導波路１３2 の導波路長を
０．１μｍ以下の精度で作成することができる。
【００３４】図６に、導波路型光合分波器１０全体の入
力ポート１６からスルーポート１７ 1 への光強度透過度
Ｔthrough および入力ポート１６からクロスーポート１
７2への光強度透過度Ｔcross の周波数依存性の実測結
果を示す。
力ポート１６からスルーポート１７ 1 への光強度透過度
Ｔthrough および入力ポート１６からクロスーポート１
７2への光強度透過度Ｔcross の周波数依存性の実測結
果を示す。
【００３５】この実測結果では、入力ポート１６からス
ルーポート１７1 への光強度透過度Ｔthrough と入力ポ
ート１６からクロスーポート１７2 への光強度透過度Ｔ
cros s とにおいて若干特性が異なるが、ともに平均２Ｇ
Ｈｚの周波数領域で平坦領域が得られている。
ルーポート１７1 への光強度透過度Ｔthrough と入力ポ
ート１６からクロスーポート１７2 への光強度透過度Ｔ
cros s とにおいて若干特性が異なるが、ともに平均２Ｇ
Ｈｚの周波数領域で平坦領域が得られている。
【００３６】なお、本実施例の導波路型光合分波器１０
では、第１の方向性結合部１４1 と第２の方向性結合部
１４2 との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の
光導波路１３1 よりも第１の導波路長差ΔＬ1 だけ長
く、第２の方向性結合部１４2と第３の方向性結合部１
４3 との間では、第１の光導波路１３1 の方が第２の光
導波路１３2 よりも第２の導波路長差ΔＬ2 だけ長く、
第３の方向性結合部１４ 3 と第４の方向性結合部１４4
との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の光導波
路１３1 よりも第３の導波路長差ΔＬ3 だけ長く、第４
の方向性結合部１４4 と第５の方向性結合部１４5 との
間では、第１の光導波路１３1 の方が第２の光導波路１
３2 よりも第４の導波路長差ΔＬ4 だけ長くした。しか
し、逆に、第１の方向性結合部１４1 と第２の方向性結
合部１４2 との間では、第１の光導波路１３1 の方が第
２の光導波路１３2 よりも第１の導波路長差ΔＬ1 だけ
長く、第２の方向性結合部１４2 と第３の方向性結合部
１４3 との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の
光導波路１３1 よりも第２の導波路長差ΔＬ2 だけ長
く、第３の方向性結合部１４3 と第４の方向性結合部１
４4 との間では、第１の光導波路１３1 の方が第２の光
導波路１３2 よりも第３の導波路長差ΔＬ3 だけ長く、
第４の方向性結合部１４4 と第５の方向性結合部１４5
との間では、第２の光導波路１３2 の方が第２の光導波
路１３1 よりも第４の導波路長差ΔＬ4 だけ長くして
も、同様の特性が得られる。
では、第１の方向性結合部１４1 と第２の方向性結合部
１４2 との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の
光導波路１３1 よりも第１の導波路長差ΔＬ1 だけ長
く、第２の方向性結合部１４2と第３の方向性結合部１
４3 との間では、第１の光導波路１３1 の方が第２の光
導波路１３2 よりも第２の導波路長差ΔＬ2 だけ長く、
第３の方向性結合部１４ 3 と第４の方向性結合部１４4
との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の光導波
路１３1 よりも第３の導波路長差ΔＬ3 だけ長く、第４
の方向性結合部１４4 と第５の方向性結合部１４5 との
間では、第１の光導波路１３1 の方が第２の光導波路１
３2 よりも第４の導波路長差ΔＬ4 だけ長くした。しか
し、逆に、第１の方向性結合部１４1 と第２の方向性結
合部１４2 との間では、第１の光導波路１３1 の方が第
２の光導波路１３2 よりも第１の導波路長差ΔＬ1 だけ
長く、第２の方向性結合部１４2 と第３の方向性結合部
１４3 との間では、第２の光導波路１３2 の方が第１の
光導波路１３1 よりも第２の導波路長差ΔＬ2 だけ長
く、第３の方向性結合部１４3 と第４の方向性結合部１
４4 との間では、第１の光導波路１３1 の方が第２の光
導波路１３2 よりも第３の導波路長差ΔＬ3 だけ長く、
第４の方向性結合部１４4 と第５の方向性結合部１４5
との間では、第２の光導波路１３2 の方が第２の光導波
路１３1 よりも第４の導波路長差ΔＬ4 だけ長くして
も、同様の特性が得られる。
【００３７】図７は、本発明の導波路型光合分波器の第
２の実施例を示す平面図である。
２の実施例を示す平面図である。
【００３８】本実施例の導波路型光合分波器７０は、図
１に示した第３の方向性結合部１４ 3 の代わりに、第３
の方向性結合部１４3 の結合率の半分の結合率を有する
第６の方向性結合部７４6 と、第３の方向性結合部１４
3 の結合率の半分の結合率を有する第７の方向性結合部
７４7 とを含み、かつ、第６の方向性結合部７４6 と第
７の方向性結合部７４7 との間では、第１の光導波路７
３1 の導波路長と第２の光導波路７３2 の導波路長とが
等しいかほぼ等しい点で、図１に示した第１の実施例の
導波路型光合分波器１０と異なる。
１に示した第３の方向性結合部１４ 3 の代わりに、第３
の方向性結合部１４3 の結合率の半分の結合率を有する
第６の方向性結合部７４6 と、第３の方向性結合部１４
3 の結合率の半分の結合率を有する第７の方向性結合部
７４7 とを含み、かつ、第６の方向性結合部７４6 と第
７の方向性結合部７４7 との間では、第１の光導波路７
３1 の導波路長と第２の光導波路７３2 の導波路長とが
等しいかほぼ等しい点で、図１に示した第１の実施例の
導波路型光合分波器１０と異なる。
【００３９】すなわち、等しい光路長（導波路長）を有
する２本の光導波路をそれぞれ伝搬する２つの光波を考
えたとき、各光波の位相差は、一般に、伝搬距離に関係
なく一定に保たれる。光の干渉現象は２つの光波の位相
差を利用して生じる現象であるため、２本の光導波路の
光路長（導波路長）をどのような長さにとっても、光路
長差（導波路長差）が一定であれば、全体の干渉現象す
なわち光合分波特性は変わらない。したがって、図１に
示した第３の方向性結合部１４3 を第６の方向性結合部
７４6 と第７の方向性結合部７４7 とに分け、第６の方
向性結合部７４ 6 と第７の方向性結合部７４7 との間の
第１の光導波路７３1 の導波路長と第２の光導波路７３
2 の導波路長とを等しくまたはほぼ等しくしても、光合
分波特性は変わらない。
する２本の光導波路をそれぞれ伝搬する２つの光波を考
えたとき、各光波の位相差は、一般に、伝搬距離に関係
なく一定に保たれる。光の干渉現象は２つの光波の位相
差を利用して生じる現象であるため、２本の光導波路の
光路長（導波路長）をどのような長さにとっても、光路
長差（導波路長差）が一定であれば、全体の干渉現象す
なわち光合分波特性は変わらない。したがって、図１に
示した第３の方向性結合部１４3 を第６の方向性結合部
７４6 と第７の方向性結合部７４7 とに分け、第６の方
向性結合部７４ 6 と第７の方向性結合部７４7 との間の
第１の光導波路７３1 の導波路長と第２の光導波路７３
2 の導波路長とを等しくまたはほぼ等しくしても、光合
分波特性は変わらない。
【００４０】以上の理由により、本実施例の導波路型光
合分波器７０においても、図１に示した第１の実施例の
導波路型光合分波器１０と同様の光合分波特性が得られ
る。実際に、導波路型光合分波器７０全体の入力ポート
７６からクロスーポート７７ 2 への光強度透過度Ｔ
cross の周波数依存性を実測した結果、図６とほぼ同じ
透過特性が得られた。
合分波器７０においても、図１に示した第１の実施例の
導波路型光合分波器１０と同様の光合分波特性が得られ
る。実際に、導波路型光合分波器７０全体の入力ポート
７６からクロスーポート７７ 2 への光強度透過度Ｔ
cross の周波数依存性を実測した結果、図６とほぼ同じ
透過特性が得られた。
【００４１】以上の説明において、光学的に点対称配置
とは、幾何学的に点対称であるという意味ではない。す
なわち、光学的には、光波が同様な干渉効果をもつよう
な回路は同一とみなされるため、トポロジカルに同一で
あり、対応する光導波路の光路長差および対応する方向
性結合部の結合率が同じである２つの回路は、光学的に
同一回路とみなされる。
とは、幾何学的に点対称であるという意味ではない。す
なわち、光学的には、光波が同様な干渉効果をもつよう
な回路は同一とみなされるため、トポロジカルに同一で
あり、対応する光導波路の光路長差および対応する方向
性結合部の結合率が同じである２つの回路は、光学的に
同一回路とみなされる。
【００４２】光導波路として、シリコン基板上に形成し
た石英系単一モード光導波路を用いたが、本発明の導波
路型光合分波器はこれに限定されるものではなく、他の
材料系の光導波路でも適用対象となる。たとえば、多成
分ガラス基板やニオブ酸リチウム結晶基板上に金属イオ
ン拡散技術により形成したイオン拡散光導波路でもよ
い。
た石英系単一モード光導波路を用いたが、本発明の導波
路型光合分波器はこれに限定されるものではなく、他の
材料系の光導波路でも適用対象となる。たとえば、多成
分ガラス基板やニオブ酸リチウム結晶基板上に金属イオ
ン拡散技術により形成したイオン拡散光導波路でもよ
い。
【００４３】シリコン基板上に個別に光合分波器が形成
されている例を示したが、同一基板上に多数個の光合分
波器がアレイ状に形成されている場合や、基板上や基板
端部に受発光阻止を直接搭載するハイブリッド光集積回
路の要素として、本発明の光合分波器を適用することが
できることはいうまでもない。
されている例を示したが、同一基板上に多数個の光合分
波器がアレイ状に形成されている場合や、基板上や基板
端部に受発光阻止を直接搭載するハイブリッド光集積回
路の要素として、本発明の光合分波器を適用することが
できることはいうまでもない。
【００４４】
【発明の効果】本発明は、上述したとおり構成されてい
るため、次に示す効果を奏する。
るため、次に示す効果を奏する。
【００４５】第１の光導波路と第２の光導波路との中間
部が５箇所互いに近接されて順次形成された第１乃至第
５の方向性結合部を含み、第１の基本構成回路と第２の
基本構成回路とが回路の中心点（第３の方向性結合部１
４3 ）に対して光学的にほぼ点対称に配置されるよう構
成されていることにより、リング路を用いることなく、
光強度透過度が”１”となる周波数帯および”０”とな
る周波数帯を平坦化することができるため、高速性を損
なうことなく透過特性の改善が図れる。
部が５箇所互いに近接されて順次形成された第１乃至第
５の方向性結合部を含み、第１の基本構成回路と第２の
基本構成回路とが回路の中心点（第３の方向性結合部１
４3 ）に対して光学的にほぼ点対称に配置されるよう構
成されていることにより、リング路を用いることなく、
光強度透過度が”１”となる周波数帯および”０”とな
る周波数帯を平坦化することができるため、高速性を損
なうことなく透過特性の改善が図れる。
【図１】本発明の導波路型光合分波器の第１の実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図２】図１に示した導波路型光合分波器を光学的に等
価に表した図である。
価に表した図である。
【図３】図２に示した基本構成回路と光学的に等価な非
対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器を示す平面図
である。
対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器を示す平面図
である。
【図４】図３に示した非対称マッハツェンダ光干渉計型
光合分波器の構成を説明するための非対称マッハツェン
ダ光干渉計型光合分波器を示す平面図である。
光合分波器の構成を説明するための非対称マッハツェン
ダ光干渉計型光合分波器を示す平面図である。
【図５】入力ポートからクロスポートへの光強度透過度
の周波数依存性を示すグラフであり、（Ａ）は図４に示
した非対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器の場合
のグラフ、（Ｂ）は図３に示した非対称マッハツェンダ
光干渉計型光合分波器の場合のグラフ、（Ｃ）は図１に
示した導波路型光合分波器の場合のグラフである。
の周波数依存性を示すグラフであり、（Ａ）は図４に示
した非対称マッハツェンダ光干渉計型光合分波器の場合
のグラフ、（Ｂ）は図３に示した非対称マッハツェンダ
光干渉計型光合分波器の場合のグラフ、（Ｃ）は図１に
示した導波路型光合分波器の場合のグラフである。
【図６】図１に示した導波路型光合分波器の一試作例に
おける入力ポートからクロスーポートへの光強度透過度
の周波数依存性の実測結果を示すグラフである。
おける入力ポートからクロスーポートへの光強度透過度
の周波数依存性の実測結果を示すグラフである。
【図７】本発明の導波路型光合分波器の第２の実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図８】従来の代表的な導波型光合分波器の一つである
マッハツェンダ光干渉計型光合分波器の一例を示す平面
図である。
マッハツェンダ光干渉計型光合分波器の一例を示す平面
図である。
【図９】図８に示したマッハツェンダ光干渉計型光合分
波器における信号光Ｐinに対する信号光Ｐcross の光強
度透過度および信号光Ｐinに対する信号光Ｐthrough の
光強度透過度の周波数依存性の一例を示すグラフであ
る。
波器における信号光Ｐinに対する信号光Ｐcross の光強
度透過度および信号光Ｐinに対する信号光Ｐthrough の
光強度透過度の周波数依存性の一例を示すグラフであ
る。
【図１０】図８に示したマッハツェンダ光干渉計型光合
分波器における問題の解決が図れる導波型光合分波器の
一つとして提案されているマッハツェンダ光干渉計型光
合分波器を示す平面図である。
分波器における問題の解決が図れる導波型光合分波器の
一つとして提案されているマッハツェンダ光干渉計型光
合分波器を示す平面図である。
【図１１】図１０に示したマッハツェンダ光干渉計型光
合分波器における信号光Ｐinに対する信号光Ｐcross の
光強度透過度の周波数依存性の一例を示すグラフであ
る。
合分波器における信号光Ｐinに対する信号光Ｐcross の
光強度透過度の周波数依存性の一例を示すグラフであ
る。
１０，７０ 導波路型光合分波器 １１，７１ シリコン基板 １３1，３３1，４３1，７３1 第１の光導波路 １３2，３３2，４３2，７３2 第２の光導波路 １４1，３４1，４４1，７４1 第１の方向性結合部 １４2，３４2，４４2，７４2 第２の方向性結合部 １４3，３４3 第３の方向性結合部 １４4，７４4 第４の方向性結合部 １４5，７４5 第５の方向性結合部 １５1，３５1，４５1，７５1 第１の薄膜ヒータ １５2，３５2，４５2，７５2 第２の薄膜ヒータ １５3，３５3，７５3 第３の薄膜ヒータ １５4，３５4，７５4 第４の薄膜ヒータ １５5，７５5 第５の薄膜ヒータ １５6，７５6 第６の薄膜ヒータ １５7，７５7 第７の薄膜ヒータ １５8，７５8 第８の薄膜ヒータ １６，７６ 入力ポート １７1，７７1 スルーポート １７2，７７2 クロスポート ２０1 第１の基本構成回路 ２０2 第２の基本構成回路 ３０，４０ 非対称マッハツェンダ光干渉計型光合分
波器 ７４6 第６の方向性結合部 ７４7 第７の方向性結合部 Ｐin 信号光 Ｔthrouh，Ｔcross，Ｔ2 光強度透過度 ｓ，ｔ， ２ｔ 結合率
波器 ７４6 第６の方向性結合部 ７４7 第７の方向性結合部 Ｐin 信号光 Ｔthrouh，Ｔcross，Ｔ2 光強度透過度 ｓ，ｔ， ２ｔ 結合率
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に形成された第１の光
導波路および第２の光導波路とを含み、 該第１および第２の光導波路のいずれか一方の光導波路
から入射された２つの信号光を分波して、該２つの信号
光のいずれか一方の信号光を前記一方の光導波路から出
射させるとともに、前記２つの信号光の他方の信号光を
前記第１および第２の光導波路の他方の光導波路から出
射させ、 前記第１の光導波路から入射された信号光と前記第２の
光導波路から入射された信号光とを合波して、前記第１
および第２の光導波路のいずれか一方の光導波路から出
射させる導波路型光合分波器において、 前記第１の光導波路と前記第２の光導波路との中間部が
５箇所互いに近接されて順次形成された第１乃至第５の
方向性結合部を含み、 前記第１の方向性結合部と前記第２の方向性結合部との
間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路
よりも第１の光路長差だけ長く、 前記第２の方向性結合部と前記第３の方向性結合部との
間では、前記第１の光導波路の方が前記第２の光導波路
よりも第２の光路長差だけ長く、 前記第３の方向性結合部と前記第４の方向性結合部との
間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路
よりも第３の光路長差だけ長く、 前記第４の方向性結合部と前記第５の方向性結合部との
間では、前記第１の光導波路の方が前記第２の光導波路
よりも第４の光路長差だけ長く、 前記第１乃至第４の光路長差が、等しいかほぼ等しく、 前記第１の方向性結合部の結合率と前記第５の方向性結
合部の結合率とが、等しいかほぼ等しく、 前記第２の方向性結合部の結合率と前記第４の方向性結
合部の結合率とが、等しいかほぼ等しいことを特徴とす
る導波路型光合分波器。 - 【請求項２】 前記第１の方向性結合部と前記第２の方
向性結合部との間では、前記第１の光導波路の方が前記
第２の光導波路よりも第１の光路長差だけ長く、 前記第２の方向性結合部と前記第３の方向性結合部との
間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路
よりも第２の光路長差だけ長く、 前記第３の方向性結合部と前記第４の方向性結合部との
間では、前記第１の光導波路の方が前記第２の光導波路
よりも第３の光路長差だけ長く、 前記第４の方向性結合部と前記第５の方向性結合部との
間では、前記第２の光導波路の方が前記第１の光導波路
よりも第４の光路長差だけ長いことを特徴とする請求項
１記載の導波路型光合分波器。 - 【請求項３】 前記第３の方向性結合部の代わりに、該
第３の方向性結合部の結合率の半分の結合率を有する第
６の方向性結合部および前記第３の方向性結合部の結合
率の半分の結合率を有する第７の方向性結合部を含み、 前記第６の方向性結合部と前記第７の方向性結合部との
間では、前記第１の光導波路７３1 の光路長と前記第２
の光導波路の光路長とが等しいかほぼ等しいことを特徴
とする請求項１または請求項２記載の導波路型光合分波
器。 - 【請求項４】 前記第１の光導波路と前記第２の光導波
路とがそれぞれ、平面基板上に形成された石英系ガラス
層に埋設された、石英系ガラスからなるコア部より構成
された石英系単一モード光導波路であることを特徴とす
る請求項１乃至請求項３いずれか１項記載の光合分波
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3658492A JP2567175B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 導波路型光合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3658492A JP2567175B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 導波路型光合分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232333A JPH05232333A (ja) | 1993-09-10 |
| JP2567175B2 true JP2567175B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=12473826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3658492A Expired - Lifetime JP2567175B2 (ja) | 1992-02-24 | 1992-02-24 | 導波路型光合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2567175B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6907156B1 (en) * | 2000-05-17 | 2005-06-14 | Lucent Technologies Inc. | Reconfigurable multi-channel filters having enhanced channel bandwidth |
| US6389203B1 (en) * | 2000-05-17 | 2002-05-14 | Lucent Technologies Inc. | Tunable all-pass optical filters with large free spectral ranges |
| JP3857906B2 (ja) * | 2001-11-09 | 2006-12-13 | 古河電気工業株式会社 | 光波長合分波器 |
| JP4975957B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2012-07-11 | 古河電気工業株式会社 | 広帯域波長合分波フィルタ |
| US7469079B2 (en) | 2004-01-26 | 2008-12-23 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Broadband wavelength multiplexing and demultiplexing filter and optical splitter with optical signal multiplexing and demultiplexing function |
| WO2005124412A1 (en) * | 2004-06-21 | 2005-12-29 | Pirelli & C. S.P.A. | Optical band splitter/combiner and apparatus comprising the same |
| JP2009157114A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波路型光干渉計回路 |
| JP2010134224A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光合分波素子 |
| JP5910186B2 (ja) * | 2012-03-09 | 2016-04-27 | 富士通株式会社 | 波長合分波素子およびそれを用いた光学装置 |
| JP6388502B2 (ja) * | 2014-07-03 | 2018-09-12 | 富士通株式会社 | 光素子、光送信装置及び光受信装置 |
-
1992
- 1992-02-24 JP JP3658492A patent/JP2567175B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05232333A (ja) | 1993-09-10 |
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