JP3144614B2 - フラット帯域特性アレイ格子 - Google Patents
フラット帯域特性アレイ格子Info
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- JP3144614B2 JP3144614B2 JP23266594A JP23266594A JP3144614B2 JP 3144614 B2 JP3144614 B2 JP 3144614B2 JP 23266594 A JP23266594 A JP 23266594A JP 23266594 A JP23266594 A JP 23266594A JP 3144614 B2 JP3144614 B2 JP 3144614B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数帯域特性がフラ
ットなフラット帯域特性アレイ格子に関するものであ
る。
ットなフラット帯域特性アレイ格子に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４に示すように、基板０１上に配置さ
れた入力用チャネル導波路０２と、チャネル導波路アレ
イ０３と出力用チャネル導波路０４、および前記入力用
チャネル導波路０２とチャネル導波路アレイ０３とを接
続する第１の扇型スラブ導波路０５と、前記チャネル導
波路アレイ０３と出力用チャネル導波路０４とを接続す
る第２の扇型スラブ導波路０６を具え、前記チャネル導
波路アレイ０３の長さが所定の導波路長差△Ｌで順次長
くなるように、従来のアレイ導波路が構成されている。
れた入力用チャネル導波路０２と、チャネル導波路アレ
イ０３と出力用チャネル導波路０４、および前記入力用
チャネル導波路０２とチャネル導波路アレイ０３とを接
続する第１の扇型スラブ導波路０５と、前記チャネル導
波路アレイ０３と出力用チャネル導波路０４とを接続す
る第２の扇型スラブ導波路０６を具え、前記チャネル導
波路アレイ０３の長さが所定の導波路長差△Ｌで順次長
くなるように、従来のアレイ導波路が構成されている。
【０００３】この従来のアレイ導波路格子においては、
その周波数帯域特性は図５に示すように、各中心周波数
（図５の場合は２００ＧＨｚ間隔）の近傍で放物線状の
損失特性となる。尚、同図の特性図は８ｃｈ＿２００Ｇ
Ｈｚアレイ格子の分波特性を示し、その内のｎo.４〜ｎ
o.６の導波路についてのものを示している。また、条件
は以下に示す通りである。 λ0 ＝1.５５（μｍ） ｆ0 ＝１９3.５５（ＴＨｚ） ｍ ＝５９ △Ｌ＝６3.０４（μｍ） Ｎ ＝５４（本） Ｄslp ＝２０（μｍ） Ｂ1dB ＝６２（ＧＨｚ） Ｂ3dB ＝１０８（ＧＨｚ）
その周波数帯域特性は図５に示すように、各中心周波数
（図５の場合は２００ＧＨｚ間隔）の近傍で放物線状の
損失特性となる。尚、同図の特性図は８ｃｈ＿２００Ｇ
Ｈｚアレイ格子の分波特性を示し、その内のｎo.４〜ｎ
o.６の導波路についてのものを示している。また、条件
は以下に示す通りである。 λ0 ＝1.５５（μｍ） ｆ0 ＝１９3.５５（ＴＨｚ） ｍ ＝５９ △Ｌ＝６3.０４（μｍ） Ｎ ＝５４（本） Ｄslp ＝２０（μｍ） Ｂ1dB ＝６２（ＧＨｚ） Ｂ3dB ＝１０８（ＧＨｚ）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の構造のアレイ格子では、放物線状の損失特性である
ためにレーザ光源の波長が温度等で各中心波長から変動
した場合には通過損失が大幅に増加するという問題があ
る。
来の構造のアレイ格子では、放物線状の損失特性である
ためにレーザ光源の波長が温度等で各中心波長から変動
した場合には通過損失が大幅に増加するという問題があ
る。
【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑みて成された
ものであり、フラットな帯域特性を有するアレイ格子を
実現可能とし、これによって、波長分割ルーティング等
に適したフラット帯域特性アレイ格子を提供することを
目的とする。
ものであり、フラットな帯域特性を有するアレイ格子を
実現可能とし、これによって、波長分割ルーティング等
に適したフラット帯域特性アレイ格子を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明のフラット帯域特性アレイ格子の構成は、 基板上に配置された入力用チャネル導波路と、チャネル
導波路アレイと出力用チャネル導波路、および前記入力
用チャネル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する
第１の扇型スラブ導波路と、 前記チャネル導波路アレイと前記出力用チャネル導波路
とを接続する第２の扇型スラブ導波路を具え、 且つ前記チャネル導波路アレイの長さが所定の導波路長
差で順次長くなるように構成されたアレイ導波路格子で
あって、 前記アレイ格子の各出力用チャネル導波路と各々接続す
る二つの導波路を有する光干渉計を有し、該二つの導波
路のうちの片側の導波路長を他の導波路長に比べて長く
すると共に前記二つの導波路のクラッド部の上面には各
々ヒータを配してなり、 前記光干渉計は各中心周波数で、入力光に対する出力光
の強度が最小である ことを特徴とする。
めに本発明のフラット帯域特性アレイ格子の構成は、 基板上に配置された入力用チャネル導波路と、チャネル
導波路アレイと出力用チャネル導波路、および前記入力
用チャネル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する
第１の扇型スラブ導波路と、 前記チャネル導波路アレイと前記出力用チャネル導波路
とを接続する第２の扇型スラブ導波路を具え、 且つ前記チャネル導波路アレイの長さが所定の導波路長
差で順次長くなるように構成されたアレイ導波路格子で
あって、 前記アレイ格子の各出力用チャネル導波路と各々接続す
る二つの導波路を有する光干渉計を有し、該二つの導波
路のうちの片側の導波路長を他の導波路長に比べて長く
すると共に前記二つの導波路のクラッド部の上面には各
々ヒータを配してなり、 前記光干渉計は各中心周波数で、入力光に対する出力光
の強度が最小である ことを特徴とする。
【０００７】
【作用】アレイ格子の各々の出力用チャンネル導波路を
光干渉計の入力ポートに接続し、該光干渉計を構成する
二つの導波路のうちの片側の導波路長を他の導波路長に
比べて長くし、且つ二つの導波路のクラッドガラスの上
面には各々ヒータを設けているので、該ヒータを調節す
ることにより、隣接する信号チャンネルへのクロストー
クを劣化させることなく所定の帯域幅（１ｄＢ）を大幅
に増大できる。
光干渉計の入力ポートに接続し、該光干渉計を構成する
二つの導波路のうちの片側の導波路長を他の導波路長に
比べて長くし、且つ二つの導波路のクラッドガラスの上
面には各々ヒータを設けているので、該ヒータを調節す
ることにより、隣接する信号チャンネルへのクロストー
クを劣化させることなく所定の帯域幅（１ｄＢ）を大幅
に増大できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明についての好適な一実施例を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明のフラット帯域特性アレイ
格子の実施例を示し、入力用チャネル導波路１１、所定
の導波路長差△Ｌで順次長くなるように構成されたチャ
ネル導波路アレイ１２、出力用チャネル光導波路１３お
よび前記入力用チャネル導波路１１とチャネル導波路ア
レイ１２とを接続する第１の扇型スラブ導波路１４と、
前記チャネル導波路アレイ１２と出力用チャネル導波路
１３とを接続する第２の扇型スラブ導波路１５が基板１
６上に形成されており、さらに出力用チャネル導波路１
３はそれぞれ、光干渉計１７の入力ポートに接続されて
おり、該光干渉計１７を構成する二つの導波路のうちの
片側の導波路長は他の導波路長に比べてδだけ長くなっ
ている。
格子の実施例を示し、入力用チャネル導波路１１、所定
の導波路長差△Ｌで順次長くなるように構成されたチャ
ネル導波路アレイ１２、出力用チャネル光導波路１３お
よび前記入力用チャネル導波路１１とチャネル導波路ア
レイ１２とを接続する第１の扇型スラブ導波路１４と、
前記チャネル導波路アレイ１２と出力用チャネル導波路
１３とを接続する第２の扇型スラブ導波路１５が基板１
６上に形成されており、さらに出力用チャネル導波路１
３はそれぞれ、光干渉計１７の入力ポートに接続されて
おり、該光干渉計１７を構成する二つの導波路のうちの
片側の導波路長は他の導波路長に比べてδだけ長くなっ
ている。
【００１０】図２は、図１における前記光干渉計１７の
内の一つの干渉計の拡大図であり、同図中、符号１８，
１９は方向性結合器、２０ａ，２０ｂは二つの導波路２
１ａ，２１ｂのクラッドガラス上面に設けられたヒータ
を各々図示する。図２に示すように、光干渉計１７を構
成する二つの導波路２１ａ，２１ｂのうちの片側の導波
路の長さ２１ａは、他の導波路２１ｂの長さに比べてδ
だけ長くなっている。
内の一つの干渉計の拡大図であり、同図中、符号１８，
１９は方向性結合器、２０ａ，２０ｂは二つの導波路２
１ａ，２１ｂのクラッドガラス上面に設けられたヒータ
を各々図示する。図２に示すように、光干渉計１７を構
成する二つの導波路２１ａ，２１ｂのうちの片側の導波
路の長さ２１ａは、他の導波路２１ｂの長さに比べてδ
だけ長くなっている。
【００１１】ここで図２のような非対称マッハ・ツェン
ダー干渉計における入力光Ｅ0 と出力光Ｅとの関係は次
の［数１］のように表される。
ダー干渉計における入力光Ｅ0 と出力光Ｅとの関係は次
の［数１］のように表される。
【００１２】
【数１】
【００１３】ここで、光導波路のコア幅２ａ＝７μｍ、
コア厚２ｔ＝６μｍ、比屈折率差△＝0.７５％のとき、
波長λ＝1.５５μｍでのヒータの無い部分の光導波路の
等価屈折率はｎc ＝1.４５０８３８である。いま、アレ
イ格子の通過中心波長がλ0 ＝1.５５μｍであるとする
と、アレイ格子の特性を相殺するためには上記式（１）
のＴを最小にすることは必要で、そのために上記式
（２）のφはλ0 ＝1.５５μｍでπの整数倍とならなけ
ればならない。
コア厚２ｔ＝６μｍ、比屈折率差△＝0.７５％のとき、
波長λ＝1.５５μｍでのヒータの無い部分の光導波路の
等価屈折率はｎc ＝1.４５０８３８である。いま、アレ
イ格子の通過中心波長がλ0 ＝1.５５μｍであるとする
と、アレイ格子の特性を相殺するためには上記式（１）
のＴを最小にすることは必要で、そのために上記式
（２）のφはλ0 ＝1.５５μｍでπの整数倍とならなけ
ればならない。
【００１４】すなわち、
【数２】 でなければならない。
【００１５】光干渉計を構成する二つの導波路長の差δ
と、方向性結合器の強度結合率ηは通常のアレイ格子の
周波数帯域特性（図５に示す）との兼ね合いから決めら
れ、チャネル間隔が２００ＧＨｚのアレイ格子の場合に
はδ＝1.０３５ｍｍ、η＝0.１８となる。このとき、式
（３）より、
と、方向性結合器の強度結合率ηは通常のアレイ格子の
周波数帯域特性（図５に示す）との兼ね合いから決めら
れ、チャネル間隔が２００ＧＨｚのアレイ格子の場合に
はδ＝1.０３５ｍｍ、η＝0.１８となる。このとき、式
（３）より、
【数３】 で与えられる。ここで、［ ］はガウスの記号である。
またｎ1c * ，ｎ2c * は
またｎ1c * ，ｎ2c * は
【数４】 を満足するようにヒータの駆動電流を調節して加減され
る。
る。
【００１６】本発明の実施例のフラット帯域特性アレイ
格子の作製は、石英系光導波路を用いて行った。
格子の作製は、石英系光導波路を用いて行った。
【００１７】まず、Ｓｉ基板上に火炎堆積法によってＳ
ｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次にＧｅＯ2 をドーパ
ントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積した
後に、電気炉で透明ガラス化した。次に、前記設計に基
づく図１に示すようなマスクパターンを用いてコア層を
エッチングしてコア部分を作製した。最後に、再びＳｉ
Ｏ2 上部クラッド層を堆積し、さらに所定の光導波路上
に薄膜ヒータおよび電気配線を蒸着した。
ｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次にＧｅＯ2 をドーパ
ントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積した
後に、電気炉で透明ガラス化した。次に、前記設計に基
づく図１に示すようなマスクパターンを用いてコア層を
エッチングしてコア部分を作製した。最後に、再びＳｉ
Ｏ2 上部クラッド層を堆積し、さらに所定の光導波路上
に薄膜ヒータおよび電気配線を蒸着した。
【００１８】図３は、このようにして作製した本発明の
実施例のフラット帯域特性アレイ格子の周波数帯域特性
を示したものである。図５の従来のアレイ格子に比べる
と１ｄＢ帯域がほぼ１．９倍にできることがわかる。
実施例のフラット帯域特性アレイ格子の周波数帯域特性
を示したものである。図５の従来のアレイ格子に比べる
と１ｄＢ帯域がほぼ１．９倍にできることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明のフラット帯域特性アレイ格子によれ
ば、隣接する信号チャネルへのクロストークを劣化させ
ることなく１ｄＢ帯域幅を大幅に増大できる。したがっ
て、レーザ光源の波長が温度等で各信号チャネルの中心
波長から変動した場合でも通過損失が増加しないので波
長分割ルーティングシステム等の設計の許容度が増すと
いう利点を有する。
たように、本発明のフラット帯域特性アレイ格子によれ
ば、隣接する信号チャネルへのクロストークを劣化させ
ることなく１ｄＢ帯域幅を大幅に増大できる。したがっ
て、レーザ光源の波長が温度等で各信号チャネルの中心
波長から変動した場合でも通過損失が増加しないので波
長分割ルーティングシステム等の設計の許容度が増すと
いう利点を有する。
【図１】本発明の実施例としてのフラット帯域特性アレ
イ格子を示す図である。
イ格子を示す図である。
【図２】図１における光干渉計の内の一つの干渉計の拡
大図である。
大図である。
【図３】作製した本発明の実施例のフラット帯域特性ア
レイ格子の周波数帯域特性を示す図である。
レイ格子の周波数帯域特性を示す図である。
【図４】従来のアレイ格子の構造を示す図である。
【図５】従来のアレイ格子の周波数帯域特性を示す図で
ある。
ある。
１１ 入力用チャネル導波路 １２ チャネル導波路アレイ １３ 出力用チャネル導波路 １４ 第１の扇型スラブ導波路 １５ 第２の扇型スラブ導波路 １６ 基板 １７ 光干渉計 １８，１９ 方向性結合器 ２０ａ，２０ｂ ヒータ ２１ａ，２１ｂ 導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/293
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に配置された入力用チャネル導波
路と、チャネル導波路アレイと出力用チャネル導波路、
および前記入力用チャネル導波路とチャネル導波路アレ
イとを接続する第１の扇型スラブ導波路と、 前記チャネル導波路アレイと前記出力用チャネル導波路
とを接続する第２の扇型スラブ導波路を具え、 且つ前記チャネル導波路アレイの長さが所定の導波路長
差で順次長くなるように構成されたアレイ導波路格子で
あって、 前記アレイ格子の各出力用チャネル導波路と各々接続す
る二つの導波路を有する光干渉計を有し、該二つの導波
路のうちの片側の導波路長を他の導波路長に比べて長く
すると共に前記二つの導波路のクラッド部の上面には各
々ヒータを配してなり、 前記光干渉計は各中心周波数で、入力光に対する出力光
の強度が最小である ことを特徴とするフラット帯域特性
アレイ格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23266594A JP3144614B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | フラット帯域特性アレイ格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23266594A JP3144614B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | フラット帯域特性アレイ格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894868A JPH0894868A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3144614B2 true JP3144614B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=16942879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23266594A Expired - Fee Related JP3144614B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | フラット帯域特性アレイ格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144614B2 (ja) |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23266594A patent/JP3144614B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0894868A (ja) | 1996-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001205 |
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