JP3472247B2

JP3472247B2 - 導波路型光合分波装置

Info

Publication number: JP3472247B2
Application number: JP2000252878A
Authority: JP
Inventors: 勤鬼頭; 扇太鈴木; 学小熊; 靖之井上; 明姫野; 善典日比野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP2002071977A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面光導波路で構
成された導波路型光合分波装置に関し、詳しくは、アレ
イ導波路格子型光波長合分波回路において対向する向き
に伝播する光は干渉しないことを利用して、チャネル間
隔が１／２の光合分波回路を実現することが可能な導波
路型光合分波装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、通信容量の拡大のために複数の光
波長を用いた光波長多重通信システムの開発が盛んに行
われている。

【０００３】この光波長多重通信システムにおいて、送
信機側において複数の波長の光信号を合波したり、受信
機側において１本の光ファイバ中の複数の光信号を異な
るポートに分波する光波長合分波回路として、アレイ導
波路格子型光波長合分波回路（以下、ＡＷＧという）が
広く利用されている。

【０００４】（第１の従来例）第１の従来例を、図１２
および図１３に基づいて説明する。図１２は、ＡＷＧ１
００（アレイ導波路格子型光波長合分波回路）の回路構
成を示す。

【０００５】入力導波路１０１に入射された光は、第１
のスラブ導波路１０２で水平方向に回折し、複数のアレ
イ導波路１０３に結合する。アレイ導波路１０３に結合
された光は、１／２波長板１０４を介して、第２のスラ
ブ導波路１０５に結合する。その後、結合した光は出力
導波路１０６から出力される。

【０００６】隣接するアレイ導波路１０３は、それぞれ
一定の光路長差を有しているため、第２のスラブ導波路
１０５に結合する際に、複数の光ビームは、波長に依存
する位相差を持つ。その結果、複数の光ビームの干渉で
生じる焦点の位置は、波長に依存して変化する。その焦
点位置に予め複数の出力導波路１０６を配置しておくこ
とにより、ＡＷＧ１００は、複数光波長を一括して合分
波する光波長合分波回路として機能する。

【０００７】図１３は、図１２のスラブ導波路１０２，
１０５の拡大図を示す。

【０００８】上記焦点位置は、次式（１）により表され
る（Ｈ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ他“Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉ
ｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＡｒｒ
ａｙｅｄＷａｖｅｇｕｉｄｅＮｘＮＷａｖｅｇｕ
ｉｄｅＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ，”ＩＥＥＥＪ．Ｌ
ｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．１３，
ｎｏ．３，ｐｐ．４４７−４５５，Ｍａｒｃｈ１９９
５参照）。

【０００９】ｎ_s・ｄ・sin θ_i＋ｎ_c・ΔＬ＋ｎ_s・ｄ・sin θ₀＝ｍ・λ …（１）ここで、 θ_i＝ｉ・Δｘ／Ｌ_f， θ₀＝ｉ・Δｘ／Ｌ_f …（２）ｎ_s及びｎ_cは、それぞれスラブ導波路１０２，１０５、
チャネル導波路の実効屈折率を示す。θ_iとθ₀は、入力
側スラブ，出力側スラブでの回折角度を表す。また、ｄ
はアレイ導波路１０３のピッチ，ｍは回折字数，λは中
心波長，ΔＬは隣接アレイ導波路の行路長差である。さ
らに、ｉとｊはそれぞれ入出力導波路の番号であり、Δ
ｘはスラブ端での入出力導波路ピッチを示す。

【００１０】式（１），（２）から、容易にわかるよう
に、ＡＷＧ１００においてスラブ導波路１０２，１０５
の光ビームの焦点位置は、波長と入力導波路位置とによ
って一意に決まる。

【００１１】ところで、ＡＷＧ１００の設計において、
スラブ導波路１０２，１０５の曲率半径Ｌ_fはＷＤＭ
（波長多重：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ
Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）バンド幅に比例し、チャネル間
隔Δλに反比例する。さらに、アレイ導波路の本数は、
スラブ導波路の曲率半径Ｌ_fに比例する。

【００１２】従って、現在の光波長多重通信システムに
おいて使用されるＷＤＭバンド幅は、光ファイバアンプ
の帯域幅の制約を受けているため、多重数を増大させる
ためには、チャネル間隔Δλを狭く設計する必要があ
る。

【００１３】（第２の従来例）次に、第２の従来例を、
図１４に基づいて説明する。

【００１４】図１４は、１台のインターリーバ２０１の
出力導波路に、２台のＡＷＧ２０２，２０３を縦続接続
した光合分波回路の構成を示す。

【００１５】ここで、インターリーバ２０１は、多重さ
れたＷＤＭ光を、偶数のチャネル信号（以下、偶チャネ
ルという）と奇数のチャネル信号（以下、奇チャネルと
いう）とに群分波する機能を有する回路である。

【００１６】このような構成によれば、２つのＡＷＧ２
０２，２０３のチャネル間隔Δλは、偶チャネル，奇チ
ャネル同士を分波するため、所望のチャネル間隔Δλの
倍のチャネル間隔でよいため、前述した狭チャネル間隔
化、回路サイズの大型化、クロストークの劣化、波長多
重数の制約などの問題を解消できる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例に
は、以下のような課題がある。

【００１８】（第１の課題）第１の従来例の課題につい
て説明する。

【００１９】狭チャネル間隔のＡＷＧ１００は、前述の
通り、Δλ∝（１／Ｌ_f）の関係から、Δλを小さくす
ると、大きなスラブ導波路の曲率半径Ｌ_fとなり、多数
のアレイ導波路が必要となる。この結果、回路サイズが
大きくなり、ウェハ当たりの収量が低減する。

【００２０】さらに、大規模なＡＷＧ１００は、アレイ
導波路部の位相誤差の影響を受けやすく、クロストーク
の劣化が生じる（Ｈ．Ｙａｍａｄａ他“Ｃｒｏｓｓｔａ
ｌｋＲｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎａ１０−ＧＨｚＳ
ｐａｃｉｎｇＡｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
ＧｒａｔｉｎｇｂｙＰｈａｓｅ−ＥｒｒｏｒＣｏｍ
ｐｅｎｓａｔｉｏｎ，”ＩＥＥＥＪ．Ｌｉｇｈｔｗａ
ｖｅＴｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．１６，ｎｏ．３，ｐ
ｐ．３６４−３７１，Ｍａｒｃｈ１９９８参照）。

【００２１】このようなクロストークの劣化、特に隣接
チャネルのクロストークの劣化は狭チャネル間隔では致
命的であり、ＡＷＧ１００の生産性或いは歩留まりが劣
化すると共に、光波長多重通信システムの光多重数を制
約する。

【００２２】（第２の課題）第２の従来例の課題につい
て説明する。

【００２３】図１５の構成は、製造偏差によって、２つ
のＡＷＧ２０２，２０３の中心波長を各々、偶・奇チャ
ネル群に波長を一致させることは困難であり、その結
果、（１）挿入損失の増加（２）クロストークの劣化などの解決すべき課題を有している。

【００２４】（まとめ）すなわち、ＡＷＧ１００を用い
た第１の従来例では、狭チャネル間隔化に伴うクロスト
ーク劣化および回路構成の大型化のため、歩留まり劣化
という課題がある。また、インターリーバ２０１と２つ
のＡＷＧ２０２，２０３を縦続接続した第２の従来例で
は、２つのＡＷＧ２０２，２０３の製造偏差に伴う課題
がある。

【００２５】そこで、本発明の目的は、回路構成を簡素
化して歩留まりを向上させることが可能な導波路型光合
分波装置を提供することにある。

【００２６】また、本発明の他の目的は、製造偏差に対
するトレランス（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）緩和を図ること
が可能な導波路型光合分波装置を提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光信号を、ｍ
本の偶数のチャネル信号からなる偶チャネル信号群とｎ
本の奇数のチャネル信号からなる奇チャネル信号群と
に、群分波するインターリーバと、スラブ導波路を有
し、前記群分波された各チャネル信号群が入力され、該
各チャネル信号群を個々のチャネル信号に分離して出力
する光合分波手段とを具え、前記光合分波手段は、前記
偶チャネル信号群が入力される１本の偶チャネル入力端
面部と、該偶チャネル入力端面部と同一端面に設けられ
かつ前記奇チャネル信号群から分離された個々のチャネ
ル信号を出力するｎ本の奇チャネル出力端面部とが形成
された第１の入出力端面部を有する第１のスラブ導波路
と、前記奇チャネル信号群が入力される１本の奇チャネ
ル入力端面部と、該奇チャネル入力端面部と同一端面に
設けられかつ前記偶チャネル信号群から分離された個々
のチャネル信号を出力するｍ本の偶チャネル出力端面部
とが形成された第２の入出力端面部を有する第２のスラ
ブ導波路と、前記第１のスラブ導波路の前記第１の入出
力端面部に対向して形成された他方の入出力端面部と、
前記第２のスラブ導波路の前記第２の入出力端面部に対
向して形成された他方の入出力端面部との間を接続する
アレイ導波路とによって構成され、ここで、前記第１の
スラブ導波路の前記第１の入出力端面部と、前記第２の
スラブ導波路の前記第２の入出力端面部との相対的に対
向する端面形成位置を、互いに重なり合わないようにず
らして形成することによって、導波路型合分波装置を構
成する。

【００２８】ここで、前記第１のスラブ導波路の前記第
１の入出力端面部を構成するｎ本の奇チャネル出力端面
部と、前記第２のスラブ導波路の前記第２の入出力端面
部を構成するｍ本の偶チャネル出力端面部との相対的に
対向する端面形成位置を、互いに重なり合わないように
ずらして形成してもよい。

【００２９】前記第１のスラブ導波路の前記第１の入出
力端面部を構成する１本の偶チャネル入力端面部と、前
記第２のスラブ導波路の前記第２の入出力端面部を構成
する１本の奇チャネル入力端面部との相対的に対向する
端面形成位置を、互いに重なり合わないようにずらして
形成してもよい。

【００３０】前記光信号は、所定の波長領域で透過域と
阻止域とが相互に繰り返すチャネル間隔Δλを有し、前
記インターリーバによって２Ｎ本のチャネル信号群に群
分波し、該群分波された２Ｎ本のチャネル信号群を、前
記光合分波手段のＮ個のチャネル間隔（＝２・Ｎ・Δ
λ）に入力させることによって、個々のチャネル信号に
分離してもよい。

【００３１】前記インターリーバは、マッハツェンダ光
干渉計により構成してもよい。

【００３２】前記インターリーバは、従属接続した多段
マッハツェンダ光干渉計により構成してもよい。

【００３３】前記インターリーバと、前記光合分波手段
とを、シリコン基板上の石英系ガラス光導波路として構
成してもよい。

【００３４】前記光合分波手段は、アレイ導波路格子型
光波長合分波回路によって構成してもよい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。

【００３６】［第１の例］本発明の第１の実施の形態
を、図１〜図４に基づいて説明する。

【００３７】（概要）本発明では、対向して進行する光
が互いに干渉しないこと、および、ＡＷＧの中心波長が
入力導波路の位置又は出力導波路の位置に依存すること
に着目し、前述した第２の従来例で説明した２つのＡＷ
Ｇの機能を１つの機能に集約して構成したことを特徴と
するものである。これにより、回路構成の簡素化を図っ
て歩留まりを向上させ、製造偏差の問題を解消させるこ
とができる。以下、具体的な構成について説明する。

【００３８】（回路構成）図１は、光合分波装置の回路
構成を示す。

【００３９】本装置は、光信号３００を群分波するイン
ターリーバ３０１と、光合分波手段としてのアレイ導波
路格子型光波長合分波回路３０２（以下、ＡＷＧとい
う）と、入力導波路３０３，３０４と、出力導波路３０
６，３０７とから構成される。

【００４０】光信号３００は、波長がλ₁，λ₂，…，λ
_n-1，λ_n の多重化されたＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔ
ｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）光を用い
るものとする。

【００４１】各部の構成について説明する。

【００４２】インターリーバ３０１は、入力される光信
号３００を群分波する。すなわち、ｍ本の波長λ₂，
λ₄，…，λ_n-2，λ_n の偶数のチャネル信号（以下、偶
チャネルという）からなる偶チャネル信号群と、ｎ本の
波長λ₁，λ₃，…，λ_n-3，λ_n _-1の奇数のチャネル信号
からなる奇チャネル信号群とに、群分波する。

【００４３】入力導波路３０３は、群分波された波長λ
₂，λ₄，…，λ_n-2，λ_n の偶数のチャネル信号をイン
ターリーバ３０１からＡＷＧ３０２へ送る、偶チャネル
の入力導波路（Ｎｏ．１）である。

【００４４】入力導波路３０４は、群分波された波長λ
₁，λ₃，…，λ_n-3，λ_n-1 の奇数のチャネル信号をイ
ンターリーバ３０１からＡＷＧ３０２へ送る、奇チャネ
ルの入力導波路（Ｎｏ．１０）である。

【００４５】出力導波路３０５は、ＡＷＧ３０２から出
力される偶チャネルの出力導波路（Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．
１６）である。

【００４６】出力導波路３０６は、ＡＷＧ３０２から出
力される奇チャネルの出力導波路（Ｎｏ．２〜Ｎｏ．
７）である。

【００４７】（ＡＷＧ）ＡＷＧ３０２は、第１のスラブ
導波路３１０と、第２のスラブ導波路３２０と、アレイ
導波路３３０とを有し、群分波された各チャネル信号群
が入力され、該各チャネル信号群を個々のチャネル信号
に分離して出力する機能をもつ。

【００４８】図２は、第１のスラブ導波路３１０、第２
のスラブ導波路３２０の接続端面を拡大して示したもの
である。図２中、実線部分が第１のスラブ導波路３１０
に対応し、破線部分が第２のスラブ導波路３２０に対応
する。

【００４９】（第１のスラブ導波路）第１のスラブ導波
路３１０は、その一方の接続端面である入出力端面部３
１１において、１本の偶チャネル入力端面部３１１ａ
（ここでは、Ｎｏ．１とする）と、ｎ本（ここでは、Ｎ
ｏ．２〜Ｎｏ．７の６本とする）の奇チャネル出力端面
部３１１ｂとによって構成されている（図２中、実線部
分）。従って、偶チャネル入力端面部３１１ａと、奇チ
ャネル出力端面部３１１ｂとは、同一の接続端面に設け
られている。

【００５０】１本の偶チャネル入力端面部３１１ａで
は、偶チャネルの入力導波路３０３（Ｎｏ．１）から、
偶チャネル信号群（λ₂，λ₄，…，λ_n-2，λ_n）が入力
される。

【００５１】ｎ本の奇チャネル出力端面部３１１ｂで
は、奇チャネル信号群（λ₁，λ₃，…，λ_n-3，λ_n-1）
から分離された個々のチャネル信号が他方の接続端面か
ら入力され、奇チャネルの出力導波路３０６（Ｎｏ．２
〜Ｎｏ．７）へ出力される。

【００５２】（第２のスラブ導波路）第２のスラブ導波
路３２０は、その一方の接続端面である入出力端面部３
２１において、１本の奇チャネル入力端面部３２１ａ
（ここでは、Ｎｏ．１０とする）と、ｍ本（ここでは、
Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１６の６本とする）の偶チャネル出
力端面部３２１ｂとによって構成されている（図２中、
破線部分）。従って、奇チャネル入力端面部３２１ａ
と、偶チャネル出力端面部３２１ｂとは、同一の接続端
面に設けられている。

【００５３】１本の奇チャネル入力端面部３２１ａで
は、奇チャネルの入力導波路３０４（Ｎｏ．１０）か
ら、奇チャネル信号群（λ₁，λ₃，…，λ_n-3，λ_n-1）
が入力される。

【００５４】ｍ本の偶チャネル出力端面部３２１ｂで
は、偶チャネル信号群（λ₂，λ₄，…，λ_n-2，λ_n）か
ら分離された個々のチャネル信号が他方の接続端面から
入力され、偶チャネルの出力導波路３０５（Ｎｏ．１１
〜Ｎｏ．１６）へ出力される。

【００５５】なお、上記他方の接続端面とは、図２に示
す湾曲型の一方の接続端面に対向して設けられたもので
ある。

【００５６】（スラブ端面形成位置の特徴）そして、本
発明では、上記ＡＷＧ３０２において、第１のスラブ導
波路３１０の第１の入出力端面部３１１、および、第２
のスラブ導波路３２０の第２の入出力端面部３２１の相
対的に対向する端面形成位置を、互いに重なり合わない
ようにずらして形成したことを特徴とするものである。

【００５７】すなわち、本例では、図２に示したよう
に、第１のスラブ導波路３１０側での第１の入出力端面
部３１１を構成するｎ本の奇チャネル出力端面部３１１
ｂ（ここでは、６本）と、第２のスラブ導波路３２０側
での第２の入出力端面部３２１を構成するｍ本の偶チャ
ネル出力端面部３２１ｂ（ここでは、６本）との相対的
に対向する端面形成位置を、互いに重なり合わないよう
にずらして形成した。

【００５８】このようにスラブ導波路間で端面形成位置
をずらして形成した理由としては、前述したように、対
向して進行する光が互いに干渉しないことと、ＡＷＧ３
０２の中心波長が出力導波路３０５，３０６の位置に依
存することを理由とするからである。

【００５９】すなわち、図２において、実線で示す奇チ
ャネルの出力導波路３０６の間に破線で示す偶チャネル
の出力導波路３０５が位置し、互いに中心波長が奇数チ
ャネル、偶数チャネルとなるように設計されている。

【００６０】（導波路製造方法）次に、導波路作製方法
を、図３に基づいて簡単に説明する。

【００６１】シリコン基板４０１上に、火炎堆積法でＳ
ｉＯ₂を主体にした下部クラッドガラス層４０２、Ｓｉ
Ｏ₂にＧｅＯ₂を添加したコアガラス層４０３を堆積する
（図３（ａ）参照）。

【００６２】その後、１０００℃以上の高温による熱処
理によって、ガラスの透明化を行う。このとき、下部ク
ラッドガラス層４０２は、３０ミクロン厚、コアガラス
層４０３は７ミクロン厚となるように、ガラスの堆積を
行っている（図３（ｂ）参照）。

【００６３】引き続き、フォトリソグラフィ技術を用い
てコアガラス層４０３上に、エッチングマスク４０４を
形成する（図３（ｃ）参照）。

【００６４】反応性イオンエッチングによってコアガラ
ス層４０３のパターン化を行い、エッチングマスク４０
４を除去する（図３（ｄ）参照）。

【００６５】上部クラッドガラス層４０５を、再度火炎
堆積法によって形成する。上部クラッドガラス層４０５
には、Ｂ₂Ｏ₃やＰ₂Ｏ₅などのドーパントを添加してガラ
ス転移温度を下げ、それぞれのコアガラス層４０３とコ
アガラス層４０３との狭い隙間にも、上部クラッドガラ
ス層４０５が入り込むようにする（図３（ｅ）参照）。

【００６６】（透過スペクトル）図４は、本装置におけ
る透過スペクトルを示す。

【００６７】周波数（横軸）に対する透過率（縦軸）の
割合を示す。５００はＡＷＧ３０２（実線）のみ、５０
１はインターリーバ３０１のみ、５０２はインターリー
バ３０１＋ＡＷＧ３０２（一点鎖線）を用いた場合の波
形である。

【００６８】５００に示すＡＷＧ３０２の中心波長と、
５０１に示すインターリーバ３０１の周期的な透過特性
とが一致した結果、低挿入損失な特性が得られると共
に、隣接チャネルにおいてクロストークが十分に抑圧さ
れていることがわかる。

【００６９】［第２の例］本発明の第２の実施の形態
を、図５に基づいて説明する。なお、前述した第１の例
と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付す。

【００７０】光合分波装置の基本的な回路構成は、前述
した第１の例の図１と同一である。第１の例では、図２
に示したように、第１のスラブ導波路３１０側での奇チ
ャネル出力端面部３１１ｂと、第２のスラブ導波路３２
０側での偶チャネル出力端面部３２１ｂとの相対的に対
向する端面形成位置を、互いに重なり合わないようにず
らして形成した。

【００７１】本例では、図５に示すように、第１のスラ
ブ導波路３１０側での奇チャネル入力端面部３１１ａ
と、第２のスラブ導波路３２０側での偶チャネル入力端
面部３２１ａとの相対的に対向する端面形成位置を、互
いに重なり合わないようにずらして形成した。

【００７２】このように左右２つのスラブ導波路間にお
いて、出力導波路３０５，３０６側ではなく、入力導波
路３０３，３０４側の端面形成位置を相対的にずらした
理由としては、前述した式（１），（２）から容易に理
解できるように、ＡＷＧ３０２の中心波長、すなわちス
ラブ導波路端の焦点位置が入出力導波路の相対的位置関
係で決まるため、出力導波路３０５，３０６位置を固定
した場合、入力導波路３０３，３０４位置を変更するこ
とによって、ＡＷＧ３０２設計と同等の効果が得られる
ことに起因する。

【００７３】［第３の例］次に、本発明の第３の実施の
形態を、図６〜図７に基づいて説明する。なお、前述し
た各例と同一部分についての説明は省略し、同一符号を
付す。

【００７４】図６は、光合分波装置の回路構成を示す。

【００７５】本例では、インターリーバ３０１として、
マッハツェンダ光干渉計６００を適用しているため、Ａ
ＷＧ３０２と集積一体化した設計が可能である。

【００７６】図７は、マッハツェンダ光干渉計６００の
透過スペクトルを示す。５１０の実線が偶チャネル信号
を示し、５１１の破線が奇チャネル信号を示す。このよ
うに、偶チャネルの出力導波路３０５，奇チャネルの出
力導波路３０６から群分波して出力されている様子がわ
かる。

【００７７】従って、前述した第１および第２の例と同
等の効果が期待できる他、さらに、集積化により、周辺
部品点数を削減できるので、信頼性の向上，コスト低減
などの寄与が期待できる。

【００７８】［第４の例］次に、本発明の第４の実施の
形態を、図８〜図１０に基づいて説明する。なお、前述
した各例と同一部分についての説明は省略し、同一符号
を付す。

【００７９】図８は、インターリーバとして、多段マッ
ハツェンダ光干渉計７００を適用した例である。

【００８０】図９は、多段マッハツェンダ光干渉計７０
０の透過スペクトルを示す。５２０の実線が偶チャネル
信号を示し、５２１の破線が奇チャネル信号を示す。

【００８１】多段マッハツェンダ光干渉計７００は、フ
ラットトップな波長透過特性が得られる。

【００８２】図１０は、本装置における透過スペクトル
を示す。

【００８３】周波数（横軸）に対する透過率（縦軸）の
割合を示す。８００はＡＷＧ３０２（実線）のみ、８０
１は多段マッハツェンダ光干渉計７００のみ、８０２は
多段マッハツェンダ光干渉計７００＋ＡＷＧ３０２（一
点鎖線）を用いた場合の波形である。

【００８４】８００に示すＡＷＧ３０２の中心波長と、
８０１に示すインターリーバ３０１の周期的な透過特性
とが一致した結果、フラットトップでかつ低挿入損失な
特性が得られると共に、隣接チャネルにおいてクロスト
ークが十分に抑圧されていることがわかる。

【００８５】［第５の例］次に、本発明の第５の実施の
形態を、図１１に基づいて説明する。なお、前述した各
例と同一部分についての説明は省略し、同一符号を付
す。

【００８６】本例では、インターリーバを２段にして合
計３つで構成した場合の例である。すなわち、インター
リーバ３０１ａを１段目に用い、インターリーバ３０１
ｂ，３０１ｃを２段目に用いて、４つの信号に群分波す
る光合分波回路を適用している。これにより、Ｎ＝２の
場合に対応するため、２段目のインターリーバ３０１ｂ
の出力側には奇チャネルの入力導波路３０４ａ，３０４
ｂの２本、インターリーバ３０１ｃの出力側には偶チャ
ネルの入力導波路３０３ａ，３０３ｂの２本の合計４本
が接続される。

【００８７】従って、Ｎ＝２の場合の光信号３００のチ
ャネル間隔は、２・Ｎ・Δλ＝２×２×Δλ＝４Δλと
なり、このチャネル間隔をもつ奇・偶のチャネル信号が
各ＡＷＧ３０２に導かれることになる。

【００８８】すなわち、入力導波路３０３ａからの偶チ
ャネル信号は、偶チャネル用のＡＷＧ３０２ａに導かれ
て分波され、反対側に位置する出力導波路３０５ａから
出力される。同様に、入力導波路３０３ｂからの偶チャ
ネル信号は、偶チャネル用のＡＷＧ３０２ａに導かれて
分波され、反対側に位置する出力導波路３０５ｂから出
力される。

【００８９】一方、入力導波路３０４ａからの奇チャネ
ル信号は、奇チャネル用のＡＷＧ３０２ｂに導かれて分
波され、反対側に位置する出力導波路３０６ａから出力
される。同様に、入力導波路３０４ｂからの奇チャネル
信号は、奇チャネル用のＡＷＧ３０２ｂに導かれて分波
され、反対側に位置する出力導波路３０６ｂから出力さ
れる。

【００９０】従って、Ｎ＝２としたことにより、ＡＷＧ
３０２ａ，３０２ｂのチャネル数の４倍のＷＤＭ信号光
を合分波することができると共に、チャネル間隔を４倍
に広げることができるため、ＡＷＧを含む本装置の構成
を一段と小型化して設計することができる。

【００９１】（その他）上記各例では、シリコン基板上
の石英系ガラス導波路を用いた光干渉計を例に挙げた
が、導波路材料として、ポリイミド、シリコーン、半導
体、ＬｉＮｂＯ₃などを用いてもよい。また、基板構成
においても、シリコンに限定するものではない。

【００９２】本発明の本質は生産性の良好な光合分波回
路を実現したことにある。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対向する光が互いに干渉しない関係、および、ＡＷＧの
中心波長が入出力導波路位置に依存する関係を利用し
て、一方のスラブ導波路の入出力端面部と、他方のスラ
ブ導波路の入出力端面部との相対的に対向する端面形成
位置、すなわち、各スラブ導波路に接続される出力導波
路間で対向する端面形成位置、又は、各スラブ導波路に
接続される入力導波路間で対向する端面形成位置を、互
いに重なり合わないようにずらして形成したので、従来
に比べてチャネル数を倍化でき、大規模（狭チャネル間
隔、多チャネル数）な光合分波回路の生産性の向上を図
ることができる。

【００９４】また、本発明によれば、２つのＡＷＧを１
つに集約したので、回路構成の縮小化および簡素化を図
り、歩留まりを向上させることができ、製造偏差に対す
るトレランス緩和を図ることができる。

【００９５】さらに、本発明によれば、インターリーバ
としてフラットトップな透過特性のものを使用したの
で、透過チャネルを平坦化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における、導波路型
光合分波装置の回路構成を示すブロック図である。

【図２】図１の左右２つの入出力導波路に接するスラブ
導波路の接続端面を示す説明図である。

【図３】導波路型光合分波装置の作製工程を示す工程図
である。

【図４】図１の装置の透過スペクトルを示す説明図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態における、左右２つ
の入出力導波路に接するスラブ導波路の接続端面を示す
説明図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態における、導波路型
光合分波回路の回路構成を示すブロック図である。

【図７】図６のインターリーバを構成するマッハツェン
ダ光干渉計の透過スペクトルを示す説明図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態における、導波路型
光合分波回路の回路構成を示すブロック図である。

【図９】図８のインターリーバを構成するスラットトッ
プ多段マッハツェンダ光干渉計の透過スペクトルを示す
説明図である。

【図１０】図９の装置の透過スペクトル特性を示す説明
図である。

【図１１】本発明の第５の実施の形態における、導波路
型光合分波回路の回路構成を示すブロック図である。

【図１２】第１の従来例における、導波路型光合分波装
置の構成を示すブロック図である。

【図１３】図１２のスラブ導波路の拡大図である。

【図１４】第２の従来例における、導波路型光合分波装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００ＡＷＧ（アレイ導波路格子型光波長合分波回
路）１０１入力導波路１０２入力側のスラブ導波路１０３アレイ導波路１０４１／２波長板１０５出力側のスラブ導波路１０６出力導波路２０１インターリーバ２０２，２０３ＡＷＧ３００光信号３０１インターリーバ３０２ＡＷＧ３０３偶チャネルの入力導波路３０４奇チャネルの入力導波路３０５偶チャネルの出力導波路３０６奇チャネルの出力導波路３１０第１のスラブ導波路３１１入出力端面部３１１ａ偶チャネル入力端面部３１１ｂ奇チャネル出力端面部３２０第２のスラブ導波路３２１入出力端面部３２１ａ奇チャネル入力端面部３２１ｂ偶チャネル出力端面部６００マッハシェンダ型インターリーバ７００多段マッハシェンダ型インターリーバ４０１シリコン層４０２下部クラッドガラス層４０３コアガラス層４０４エッチングマスク４０５上部クラッドガラス層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上靖之東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者姫野明東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (72)発明者日比野善典東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開平11−223736（ＪＰ，Ａ) 特開2002−82241（ＪＰ，Ａ) 特開2000−147281（ＪＰ，Ａ) 特開平10−115730（ＪＰ，Ａ) Ｍ．Ｏｇｕｍａｅｔ．ａｌ．，ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ, 2000年７月20日，Ｖｏｌ．36 Ｎｏ. 15，ｐｐ．1299−1230 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02F 1/00 - 3/02 H04J 14/00 - 14/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光信号を、ｍ本の偶数のチャネル信号か
らなる偶チャネル信号群とｎ本の奇数のチャネル信号か
らなる奇チャネル信号群とに、群分波するインターリー
バと、スラブ導波路を有し、前記群分波された各チャネル信号
群が入力され、該各チャネル信号群を個々のチャネル信
号に分離して出力する光合分波手段とを具え、前記光合分波手段は、前記偶チャネル信号群が入力される１本の偶チャネル入
力端面部と、該偶チャネル入力端面部と同一端面に設け
られかつ前記奇チャネル信号群から分離された個々のチ
ャネル信号を出力するｎ本の奇チャネル出力端面部とが
形成された第１の入出力端面部を有する第１のスラブ導
波路と、前記奇チャネル信号群が入力される１本の奇チャネル入
力端面部と、該奇チャネル入力端面部と同一端面に設け
られかつ前記偶チャネル信号群から分離された個々のチ
ャネル信号を出力するｍ本の偶チャネル出力端面部とが
形成された第２の入出力端面部を有する第２のスラブ導
波路と、前記第１のスラブ導波路の前記第１の入出力端面部に対
向して形成された他方の入出力端面部と、前記第２のス
ラブ導波路の前記第２の入出力端面部に対向して形成さ
れた他方の入出力端面部との間を接続するアレイ導波路
とによって構成され、ここで、前記第１のスラブ導波路の前記第１の入出力端
面部と、前記第２のスラブ導波路の前記第２の入出力端
面部との相対的に対向する端面形成位置を、互いに重な
り合わないようにずらして形成したことを特徴とする導
波路型光合分波装置。
【請求項２】前記第１のスラブ導波路の前記第１の入
出力端面部を構成するｎ本の奇チャネル出力端面部と、
前記第２のスラブ導波路の前記第２の入出力端面部を構
成するｍ本の偶チャネル出力端面部との相対的に対向す
る端面形成位置を、互いに重なり合わないようにずらし
て形成したことを特徴とする請求項１記載の導波路型光
合分波装置。
【請求項３】前記第１のスラブ導波路の前記第１の入
出力端面部を構成する１本の偶チャネル入力端面部と、
前記第２のスラブ導波路の前記第２の入出力端面部を構
成する１本の奇チャネル入力端面部との相対的に対向す
る端面形成位置を、互いに重なり合わないようにずらし
て形成したことを特徴とする請求項１記載の導波路型光
合分波装置。
【請求項４】前記光信号は、所定の波長領域で透過域
と阻止域とが相互に繰り返すチャネル間隔Δλを有し、前記インターリーバによって２Ｎ本のチャネル信号群に
群分波し、該群分波された２Ｎ本のチャネル信号群を、前記光合分
波手段のＮ個のチャネル間隔（＝２・Ｎ・Δλ）に入力
させることによって、個々のチャネル信号に分離するこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の導
波路型光合分波装置。
【請求項５】前記インターリーバは、マッハツェンダ
光干渉計により構成されたことを特徴とする請求項１な
いし４のいずれかに記載の導波路型光合分波装置。
【請求項６】前記インターリーバは、従属接続した多
段マッハツェンダ光干渉計により構成されたことを特徴
とする請求項１ないし４のいずれかに記載の導波路型光
合分波装置。
【請求項７】前記インターリーバと、前記光合分波手
段とを、シリコン基板上の石英系ガラス光導波路として
構成したことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか
に記載の導波路型光合分波装置。
【請求項８】前記光合分波手段は、アレイ導波路格子
型光波長合分波回路からなることを特徴とする請求項１
ないし７のいずれかに記載の導波路型光合分波装置。