JP3487730B2 - アレイ導波路格子素子 - Google Patents
アレイ導波路格子素子Info
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- JP3487730B2 JP3487730B2 JP14161197A JP14161197A JP3487730B2 JP 3487730 B2 JP3487730 B2 JP 3487730B2 JP 14161197 A JP14161197 A JP 14161197A JP 14161197 A JP14161197 A JP 14161197A JP 3487730 B2 JP3487730 B2 JP 3487730B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光交換、
光情報処理等に用いられる、アレイ導波路格子素子に関
するものである。
光情報処理等に用いられる、アレイ導波路格子素子に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信技術の高度化に伴い、大容量の通
信を実現するために、波長多重（ＷＤＭ）化された信号
を用いることが重要となってきている。こうした中、多
重化された光の中から、必要とする波長を任意に抽出し
たり（バンドパスフィルター）、必要な波長の信号のみ
分離したり、また逆に必要な波長の光を追加したり（波
長合分波器）、波長に応じて出力経路を変更することが
出来る（波長ルーター）機能を持つ素子はＷＤＭシステ
ムの中では非常に重要な役割を果たす。アレイ導波路格
子素子はフィルター特性が急峻で高い消光比を有し、規
則的な周期性を持つ、また、多入力・多出力ポートの構
成であるので、容易に波長合分波器や波長ルーターを構
成できるなど、優れた特性を有しているため、ＷＤＭ用
集積部品の基本要素として期待されている。図１は、従
来のアレイ導波路格子素子を示し、（ａ）はその上面
図、（ｂ）はＡ−Ａ′断面図である。図１（ａ）に示す
ように、従来のアレイ格子素子は入力導波路１、第１の
スラブ導波路２、アレイ導波路３、第２のスラブ導波路
４および出力導波路５が順次接続された構成を持ち、
（ｂ）に断面を示すような半導体ハイメサ導波路構造を
持つ。図１（ｂ）において、１０は基板、１１は下クラ
ッド層、１２は活性層、１３は上クラッド層であり、上
下クラッド（ＩｎＰ）に挟まれた活性層（ＩｎＧａＡｓ
Ｐ）からなるハイメサ構造が空気に囲まれた構造であ
る。入力導波路１には波長多重化信号（λ１，．．．λ
ｎ）が入力されるが、出力導波路５では特定の選択され
た波長の信号（λ１，λ２，λ３）のみが出力される。
このように半導体ハイメサ導波路構造を用いることによ
り、従来の埋め込み導波路型と比較して、非常に小型の
偏波無依存フイルターが実現されており、その実用化が
期待されている。
信を実現するために、波長多重（ＷＤＭ）化された信号
を用いることが重要となってきている。こうした中、多
重化された光の中から、必要とする波長を任意に抽出し
たり（バンドパスフィルター）、必要な波長の信号のみ
分離したり、また逆に必要な波長の光を追加したり（波
長合分波器）、波長に応じて出力経路を変更することが
出来る（波長ルーター）機能を持つ素子はＷＤＭシステ
ムの中では非常に重要な役割を果たす。アレイ導波路格
子素子はフィルター特性が急峻で高い消光比を有し、規
則的な周期性を持つ、また、多入力・多出力ポートの構
成であるので、容易に波長合分波器や波長ルーターを構
成できるなど、優れた特性を有しているため、ＷＤＭ用
集積部品の基本要素として期待されている。図１は、従
来のアレイ導波路格子素子を示し、（ａ）はその上面
図、（ｂ）はＡ−Ａ′断面図である。図１（ａ）に示す
ように、従来のアレイ格子素子は入力導波路１、第１の
スラブ導波路２、アレイ導波路３、第２のスラブ導波路
４および出力導波路５が順次接続された構成を持ち、
（ｂ）に断面を示すような半導体ハイメサ導波路構造を
持つ。図１（ｂ）において、１０は基板、１１は下クラ
ッド層、１２は活性層、１３は上クラッド層であり、上
下クラッド（ＩｎＰ）に挟まれた活性層（ＩｎＧａＡｓ
Ｐ）からなるハイメサ構造が空気に囲まれた構造であ
る。入力導波路１には波長多重化信号（λ１，．．．λ
ｎ）が入力されるが、出力導波路５では特定の選択され
た波長の信号（λ１，λ２，λ３）のみが出力される。
このように半導体ハイメサ導波路構造を用いることによ
り、従来の埋め込み導波路型と比較して、非常に小型の
偏波無依存フイルターが実現されており、その実用化が
期待されている。
【０００３】しかしながら、図１に示す従来のアレイ導
波路格子素子の構造は以下の３つの問題点を有してい
た。
波路格子素子の構造は以下の３つの問題点を有してい
た。
【０００４】まず第１は、波長チューニングが困難であ
るという点である。バンドパスフィルター等の素子を作
製した場合、製造上の様々な要因によって、実際には素
子の波長特性が設計値からわずかにシフトした値となっ
てしまう。このため、所望の波長特性に設定するために
は、微小な波長チューニングが必要となっている。ハイ
メサ導波路構造を用いた場合、素子の小型化には非常に
適しているが、波長特性は、その導波路幅、クラッド層
厚などに大きく依存しているため、その制御性は一般に
埋め込み構造のアレイ導波路格子素子と比較してよくな
いという問題点を有していた。
るという点である。バンドパスフィルター等の素子を作
製した場合、製造上の様々な要因によって、実際には素
子の波長特性が設計値からわずかにシフトした値となっ
てしまう。このため、所望の波長特性に設定するために
は、微小な波長チューニングが必要となっている。ハイ
メサ導波路構造を用いた場合、素子の小型化には非常に
適しているが、波長特性は、その導波路幅、クラッド層
厚などに大きく依存しているため、その制御性は一般に
埋め込み構造のアレイ導波路格子素子と比較してよくな
いという問題点を有していた。
【０００５】第２に、従来例のハイメサ導波路構造は半
導体ＬＤやＡＭＰやＳＷやＧａｔｅ等の、他の半導体導
波路型デバイスで一般的な埋め込み導波路とは導波路構
造が異なっており、接続する場合困難を有していた。図
２はハイメサ導波路と埋め込み導波路の接続を説明する
図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′
断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。図２
に示すように、埋め込み導波路部分Ｐ１とハイメサ導波
路部分Ｐ２が接続している。埋め込み導波路部分Ｐ１で
は、下クラッド層１１，活性層１２および上クラッド層
１３からなる積層体が埋め込み層１４で埋め込まれてい
る。これに対して、ハイメサ導波路部分Ｐ２では該積層
体の両側はエッチング溝であり、該積層体の外表面は空
気で囲まれている。
導体ＬＤやＡＭＰやＳＷやＧａｔｅ等の、他の半導体導
波路型デバイスで一般的な埋め込み導波路とは導波路構
造が異なっており、接続する場合困難を有していた。図
２はハイメサ導波路と埋め込み導波路の接続を説明する
図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′
断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断面図である。図２
に示すように、埋め込み導波路部分Ｐ１とハイメサ導波
路部分Ｐ２が接続している。埋め込み導波路部分Ｐ１で
は、下クラッド層１１，活性層１２および上クラッド層
１３からなる積層体が埋め込み層１４で埋め込まれてい
る。これに対して、ハイメサ導波路部分Ｐ２では該積層
体の両側はエッチング溝であり、該積層体の外表面は空
気で囲まれている。
【０００６】第３に、従来のハイメサ導波路構造におい
ては、通常のファイバーと比較してハイメサ導波路の光
学的なスポットサイズがかなり小さいために、ファイバ
ーと接続するためには先球ファイバーなど特殊な構造が
必要であり、また、接続時のトレランスも小さく、モジ
ュール化が困難であり、実用化の妨げとなっている。
ては、通常のファイバーと比較してハイメサ導波路の光
学的なスポットサイズがかなり小さいために、ファイバ
ーと接続するためには先球ファイバーなど特殊な構造が
必要であり、また、接続時のトレランスも小さく、モジ
ュール化が困難であり、実用化の妨げとなっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、従
来のアレイ導波路格子素子の構造上の問題点である上記
３つの問題点を解決することを目的とする。すなわち、
ハイメサ導波路構造と埋め込み導波路構造を接続するこ
とによって、ＬＤ／ＳＷ／Ｇａｔｅ／ＡＭＰ／導波路型
ＰＤなどと集積が容易であり、また、光ファイバーとの
接続も容易となるアレイ導波路格子素子を提供すること
を目的とする。
来のアレイ導波路格子素子の構造上の問題点である上記
３つの問題点を解決することを目的とする。すなわち、
ハイメサ導波路構造と埋め込み導波路構造を接続するこ
とによって、ＬＤ／ＳＷ／Ｇａｔｅ／ＡＭＰ／導波路型
ＰＤなどと集積が容易であり、また、光ファイバーとの
接続も容易となるアレイ導波路格子素子を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の問題を解決するた
めに、請求項１に記載のアレイ導波路格子素子は、入出
力導波路を接続したスラブ導波路をアレイ導波路の両端
に有した光導波路回路において、前記入出力導波路の湾
曲部分の少なくとも一部と前記アレイ導波路の湾曲部分
の少なくとも一部がハイメサ導波路構造であり、前記入
出力導波路の少なくとも一方の導波路が、前記ハイメサ
導波路構造と埋め込み導波路構造の変換構造を有してお
り、かつ、埋め込み導波路構造で形成された半導体導波
路型素子が、前記入出力導波路の前記埋め込み導波路に
接続されていることを特徴とする。
めに、請求項１に記載のアレイ導波路格子素子は、入出
力導波路を接続したスラブ導波路をアレイ導波路の両端
に有した光導波路回路において、前記入出力導波路の湾
曲部分の少なくとも一部と前記アレイ導波路の湾曲部分
の少なくとも一部がハイメサ導波路構造であり、前記入
出力導波路の少なくとも一方の導波路が、前記ハイメサ
導波路構造と埋め込み導波路構造の変換構造を有してお
り、かつ、埋め込み導波路構造で形成された半導体導波
路型素子が、前記入出力導波路の前記埋め込み導波路に
接続されていることを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載のアレイ導波路格子素子
は、請求項１に記載のアレイ導波路格子素子において、
前記半導体導波路型素子として、ＬＤ／ＡＭＰ／Ｇａｔ
ｅ／ＳＷ／ブラッグフィルターを用いたことを特徴とす
る。
は、請求項１に記載のアレイ導波路格子素子において、
前記半導体導波路型素子として、ＬＤ／ＡＭＰ／Ｇａｔ
ｅ／ＳＷ／ブラッグフィルターを用いたことを特徴とす
る。
【００１０】
【００１１】請求項３に記載のアレイ導波路格子素子
は、請求項１又は２に記載のアレイ導波路格子素子にお
いて、前記アレイ導波路の埋め込み導波路もしくはハイ
メサ導波路部分に組成の異なる２種の導波路を接続した
アレイ導波路格子素子であって、第１の組成の導波路の
等価屈折率がｎ １ 、第２の組成の導波路の等価屈折率
がｎ ２ 、ｉ番目のアレイ導波路の第１の組成の導波路
の長さがｌ ｉ，１ 、第２の組成の導波路の長さがｌ
ｉ，２ 、アレイ導波路格子の中心波長をλ、回折次数
をｍとして、
は、請求項１又は２に記載のアレイ導波路格子素子にお
いて、前記アレイ導波路の埋め込み導波路もしくはハイ
メサ導波路部分に組成の異なる２種の導波路を接続した
アレイ導波路格子素子であって、第１の組成の導波路の
等価屈折率がｎ １ 、第２の組成の導波路の等価屈折率
がｎ ２ 、ｉ番目のアレイ導波路の第１の組成の導波路
の長さがｌ ｉ，１ 、第２の組成の導波路の長さがｌ
ｉ，２ 、アレイ導波路格子の中心波長をλ、回折次数
をｍとして、
【数２】
の関係を満足することを特徴とする。
【００１２】一般に異種構造の導波路を接続した場合に
は、比較的大きな結合損失や反射などを生じるという問
題点を有しているが、各々の導波路の構造を最適化して
やれば、図２に示したようなハイメサ導波路と埋め込み
導波路の接続部における接続損失は１カ所あたり０．１
ｄＢ以下と非常に小さな値とすることができ、ハイメサ
導波路の特長、すなわち導波路の横方向を空気で閉じ込
められているために曲げ半径が小さくでき、素子の小型
化に適しているという特長と、埋め込み導波路の特長、
すなわち他の導波路型デバイスとの集積に適しており、
スポットサイズ等も変換しやすいという特長を両方とも
に引き出すことができる。
は、比較的大きな結合損失や反射などを生じるという問
題点を有しているが、各々の導波路の構造を最適化して
やれば、図２に示したようなハイメサ導波路と埋め込み
導波路の接続部における接続損失は１カ所あたり０．１
ｄＢ以下と非常に小さな値とすることができ、ハイメサ
導波路の特長、すなわち導波路の横方向を空気で閉じ込
められているために曲げ半径が小さくでき、素子の小型
化に適しているという特長と、埋め込み導波路の特長、
すなわち他の導波路型デバイスとの集積に適しており、
スポットサイズ等も変換しやすいという特長を両方とも
に引き出すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明によるアレイ導波路格子素
子を用いることにより、必要とされる波長特性を有し、
他の導波路デバイスと集積しやすく、モジュールを作製
しやすくできるため、安価なバンドパスフィルター／波
長合分波器／波長ルーター等を実現することが出来る。
子を用いることにより、必要とされる波長特性を有し、
他の導波路デバイスと集積しやすく、モジュールを作製
しやすくできるため、安価なバンドパスフィルター／波
長合分波器／波長ルーター等を実現することが出来る。
【００１４】
【実施例】以下に、実施例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されないこ
とはもちろんである。
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されないこ
とはもちろんである。
【００１５】以下の実施例においては、活性層の組成と
してＩｎＧａＡｓＰを、上下クラッド層および埋め込み
層の組成としてＩｎＰを用いた。
してＩｎＧａＡｓＰを、上下クラッド層および埋め込み
層の組成としてＩｎＰを用いた。
【００１６】＜実施例１＞図３は、本発明の第１の実施
例によるアレイ導波路格子素子を示す模式的上面図であ
る。少なくとも１本以上の入力導波路１、第１のスラブ
領域（導波路）２、アレイ導波路３、第２のスラブ領域
（導波路）４とそのスラブ領域の終端部に接続された少
なくとも１本以上の出力導波路５から構成されており、
アレイ導波路３の領域の一部（図中、三角形で囲んだ領
域の導波路部分）を埋め込み導波路構造６としたもので
ある。この部分は曲率半径の比較的大きい部分である。
７はハイメサ導波路構造を総称的に示すものである。一
般に埋め込み導波路構造は導波路の横方向が空気で閉じ
込められているハイメサ導波路と比較して、横方向の比
屈折率差が小さく、導波路の曲げ半径を小さくすること
ができないので、小型化を図ることができない。図３に
示したように、導波路の曲げ部分をハイメサ導波路とす
ることによって、小型化を図ることができる。
例によるアレイ導波路格子素子を示す模式的上面図であ
る。少なくとも１本以上の入力導波路１、第１のスラブ
領域（導波路）２、アレイ導波路３、第２のスラブ領域
（導波路）４とそのスラブ領域の終端部に接続された少
なくとも１本以上の出力導波路５から構成されており、
アレイ導波路３の領域の一部（図中、三角形で囲んだ領
域の導波路部分）を埋め込み導波路構造６としたもので
ある。この部分は曲率半径の比較的大きい部分である。
７はハイメサ導波路構造を総称的に示すものである。一
般に埋め込み導波路構造は導波路の横方向が空気で閉じ
込められているハイメサ導波路と比較して、横方向の比
屈折率差が小さく、導波路の曲げ半径を小さくすること
ができないので、小型化を図ることができない。図３に
示したように、導波路の曲げ部分をハイメサ導波路とす
ることによって、小型化を図ることができる。
【００１７】＜実施例２＞図４は、本発明の第２の実施
例によるアレイ導波路格子素子を示す模式的上面図であ
る。少なくとも１本以上の入力導波路１、第１のスラブ
領域２、アレイ導波路３、第２のスラブ領域４とそのス
ラブ領域の終端部に接続された少なくとも１本以上の出
力導波路５から構成されており、アレイ導波路３もしく
は入出力導波路の一方もしくは両方の導波路の曲げ領域
７ａ，７ｂ，７ｃをハイメサ導波路とした構造となって
いる。本実施例では、図５のようにアレイ導波路３のハ
イメサ構造７ａ，７ｂ１，７ｂ２，７ｃの中央（７ｂ１
と７ｂ２との間）に埋め込み導波路６を挟み込む構造で
も構わない。以上にあげた構造は、従来のハイメサ導波
路構造における第１の問題点の解決を図る素子である。
“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ
ｏｎ ＩｎＰ”，Ｍ．Ｚｉｒｎｇｉｂｌ．ｅｔ ａ
ｌ．， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．３１，
ｐｐ．１６６２−１６６４（１９９５）にはアレイ格子
フィルター素子のＴＥモードとＴＭモードの透過ピーク
波長を個別に変化させることができることを示してい
る。しかし、この従来の構造では作製した素子の波長チ
ューニングはできるものの、導波路構造が埋め込み導波
路構造であるために、素子サイズが大きく実用上問題で
あった。本発明では、曲げ導波路部分をハイメサ導波路
とすることで素子の小型化を図るとともに、埋め込み導
波路６の全面もしく一部の領域（チューニング領域）の
ＩｎＰ膜厚を制御する（例えば、Δｄだけ膜厚を減少さ
せる）ことによって、波長チューニングを行うことがで
きる。なお、図６において、（ａ）はチューニング領域
を有する埋め込み導波路を備えたアレイ導波路格子素子
の上面図であり、（ｂ）は波長チューニング前の膜厚の
状態を示す断面図、（ｃ）は波長チューニング後の膜厚
の状態を示す断面図である。
例によるアレイ導波路格子素子を示す模式的上面図であ
る。少なくとも１本以上の入力導波路１、第１のスラブ
領域２、アレイ導波路３、第２のスラブ領域４とそのス
ラブ領域の終端部に接続された少なくとも１本以上の出
力導波路５から構成されており、アレイ導波路３もしく
は入出力導波路の一方もしくは両方の導波路の曲げ領域
７ａ，７ｂ，７ｃをハイメサ導波路とした構造となって
いる。本実施例では、図５のようにアレイ導波路３のハ
イメサ構造７ａ，７ｂ１，７ｂ２，７ｃの中央（７ｂ１
と７ｂ２との間）に埋め込み導波路６を挟み込む構造で
も構わない。以上にあげた構造は、従来のハイメサ導波
路構造における第１の問題点の解決を図る素子である。
“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ
ｏｎ ＩｎＰ”，Ｍ．Ｚｉｒｎｇｉｂｌ．ｅｔ ａ
ｌ．， Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．３１，
ｐｐ．１６６２−１６６４（１９９５）にはアレイ格子
フィルター素子のＴＥモードとＴＭモードの透過ピーク
波長を個別に変化させることができることを示してい
る。しかし、この従来の構造では作製した素子の波長チ
ューニングはできるものの、導波路構造が埋め込み導波
路構造であるために、素子サイズが大きく実用上問題で
あった。本発明では、曲げ導波路部分をハイメサ導波路
とすることで素子の小型化を図るとともに、埋め込み導
波路６の全面もしく一部の領域（チューニング領域）の
ＩｎＰ膜厚を制御する（例えば、Δｄだけ膜厚を減少さ
せる）ことによって、波長チューニングを行うことがで
きる。なお、図６において、（ａ）はチューニング領域
を有する埋め込み導波路を備えたアレイ導波路格子素子
の上面図であり、（ｂ）は波長チューニング前の膜厚の
状態を示す断面図、（ｃ）は波長チューニング後の膜厚
の状態を示す断面図である。
【００１８】以上の説明においては、特に言及しなかっ
たが、ハイメサ導波路および埋め込み導波路は組成の異
なる２種以上の導波路を接続していてもよい。
たが、ハイメサ導波路および埋め込み導波路は組成の異
なる２種以上の導波路を接続していてもよい。
【００１９】特に、二つの組成からなる導波路で、第１
の組成の導波路の等価屈折率がｎ1、第２の組成の導波
路の等価屈折率がｎ2 、ｉ番目のアレイ導波路の第１の
組成の導波路の長さがｌi,1 、第２の組成の導波路の長
さがｌi,2 、アレイ導波路格子の中心波長をλ、回折次
数をｍとして
の組成の導波路の等価屈折率がｎ1、第２の組成の導波
路の等価屈折率がｎ2 、ｉ番目のアレイ導波路の第１の
組成の導波路の長さがｌi,1 、第２の組成の導波路の長
さがｌi,2 、アレイ導波路格子の中心波長をλ、回折次
数をｍとして
【００２０】
【数３】
【００２１】という条件を満たすように素子を設計すれ
ば、素子の特性の温度無依存化を図ることができるた
め、耐環境性の素子として非常に重要度が増す。すなわ
ち
ば、素子の特性の温度無依存化を図ることができるた
め、耐環境性の素子として非常に重要度が増す。すなわ
ち
【００２２】
【数４】
【００２３】となるように設定してやればよい。
【００２４】ここに、
【００２５】
【数５】
【００２６】である。
【００２７】＜実施例３＞図７は本発明の第３の実施例
によるアレイ導波路格子素子を示す模式的上面図であ
る。その一部もしくは全領域がハイメサ導波路構造から
なる、少なくとも１本以上の入力導波路１、第１のスラ
ブ領域２、アレイ導波路３、第２のスラブ領域４とその
スラブ領域の終端部に接続された少なくとも１本以上の
出力導波路５から構成されたアレイ導波路格子素子にお
いて、素子の入出力導波路部分にハイメサ／埋め込み導
波路の変換接続を行うことで、従来の構造の第２の問題
点であった、ＬＤ／ＡＭＰ／Ｇａｔｅ／ＳＷ／導波路型
ＰＤ等の他の半導体導波路型素子を容易に接続すること
が可能となる。図７には出力導波路５に埋め込み導波路
構造８を接続し、素子制御用電極９を埋め込み導波路構
造８の表面の一部に形成した。
によるアレイ導波路格子素子を示す模式的上面図であ
る。その一部もしくは全領域がハイメサ導波路構造から
なる、少なくとも１本以上の入力導波路１、第１のスラ
ブ領域２、アレイ導波路３、第２のスラブ領域４とその
スラブ領域の終端部に接続された少なくとも１本以上の
出力導波路５から構成されたアレイ導波路格子素子にお
いて、素子の入出力導波路部分にハイメサ／埋め込み導
波路の変換接続を行うことで、従来の構造の第２の問題
点であった、ＬＤ／ＡＭＰ／Ｇａｔｅ／ＳＷ／導波路型
ＰＤ等の他の半導体導波路型素子を容易に接続すること
が可能となる。図７には出力導波路５に埋め込み導波路
構造８を接続し、素子制御用電極９を埋め込み導波路構
造８の表面の一部に形成した。
【００２８】＜実施例４＞図８は本発明の第４の実施例
によるアレイ導波路格子素子を示し、（ａ）はその模式
的上面図、（ｂ）は素子の埋め込み部分の拡大図であ
る。図８に示すように、その一部もしくは全領域がハイ
メサ導波路構造からなる、少なくとも１本以上の入力導
波路１、第１のスラブ領域２、アレイ導波路３、第２の
スラブ領域４とそのスラブ領域の終端部に接続された少
なくとも１本以上の出力導波路５から構成されたアレイ
導波路格子素子において、素子の入出力導波路１，５の
双方にハイメサ／埋め込み導波路８ａ，８ｂの変換接続
部を設け、さらに、（ｂ）に示すように、導波路のスポ
ットサイズが通常のファイバーと同程度に拡大するよう
に導波路幅ｗ１のスラブ領域側部分と導波路幅ｗ２の端
面側部分とを移行部でつないで導波路幅を細くすること
により、ファイバーとの接続を容易にしている。
によるアレイ導波路格子素子を示し、（ａ）はその模式
的上面図、（ｂ）は素子の埋め込み部分の拡大図であ
る。図８に示すように、その一部もしくは全領域がハイ
メサ導波路構造からなる、少なくとも１本以上の入力導
波路１、第１のスラブ領域２、アレイ導波路３、第２の
スラブ領域４とそのスラブ領域の終端部に接続された少
なくとも１本以上の出力導波路５から構成されたアレイ
導波路格子素子において、素子の入出力導波路１，５の
双方にハイメサ／埋め込み導波路８ａ，８ｂの変換接続
部を設け、さらに、（ｂ）に示すように、導波路のスポ
ットサイズが通常のファイバーと同程度に拡大するよう
に導波路幅ｗ１のスラブ領域側部分と導波路幅ｗ２の端
面側部分とを移行部でつないで導波路幅を細くすること
により、ファイバーとの接続を容易にしている。
【００２９】また、上述の実施例においては、得られる
作用効果は材料系に依存しないため、特に言及しなかっ
たが、ＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＳｉＯ2 ガラス系をはじ
めとして、光導波路とすることの出来る多くの材料系に
適用することが可能である。
作用効果は材料系に依存しないため、特に言及しなかっ
たが、ＩｎＰ系、ＧａＡｓ系、ＳｉＯ2 ガラス系をはじ
めとして、光導波路とすることの出来る多くの材料系に
適用することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】前述のように本発明のアレイ導波路格子
素子においては、簡易な構成で、素子の多機能化、経済
化を図ることができる。すなわち、他の導波路型デバイ
スとの集積も容易となり、アレイ導波路格子素子のモジ
ュール化を簡略化でき、大容量ＷＤＭシステム等で必要
とされる、波長依存性を利用する様々なアプリケーショ
ンにおける基本素子を安価に提供することができる。
素子においては、簡易な構成で、素子の多機能化、経済
化を図ることができる。すなわち、他の導波路型デバイ
スとの集積も容易となり、アレイ導波路格子素子のモジ
ュール化を簡略化でき、大容量ＷＤＭシステム等で必要
とされる、波長依存性を利用する様々なアプリケーショ
ンにおける基本素子を安価に提供することができる。
【図１】従来のアレイ導波路格子素子を示す図であり、
（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面
図である。
（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面
図である。
【図２】ハイメサ導波路と埋め込み導波路の接続構造を
説明する図であり、（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ′断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断
面図である。
説明する図であり、（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ′断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ′断
面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に従うアレイ導波路格子
素子の模式的上面図である。
素子の模式的上面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に従うアレイ導波路格子
素子の模式的上面図である。
素子の模式的上面図である。
【図５】本発明の第２の実施例の変形例を示す上面図で
ある。
ある。
【図６】本素子の波長チューニングの方法を説明する図
であり、（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′断面図であり、波長チューニング前の状態を説明
し、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図であり、波長チュ
ーニング後の状態を説明する。
であり、（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ′断面図であり、波長チューニング前の状態を説明
し、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ′断面図であり、波長チュ
ーニング後の状態を説明する。
【図７】本発明の第３の実施例に従うアレイ導波路格子
素子の模式的上面図である。
素子の模式的上面図である。
【図８】本発明の第４の実施例に従うアレイ導波路格子
素子を示す図であり、（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は
（ａ）の一部の拡大図である。
素子を示す図であり、（ａ）は模式的上面図、（ｂ）は
（ａ）の一部の拡大図である。
１ 入力導波路
２ 第１のスラブ領域（導波路）
３ アレイ導波路
４ 第２のスラブ領域（導波路）
５ 出力導波路
６ 埋め込み導波路構造
７，７ａ，７ｂ１，７ｂ２，７ｃ ハイメサ導波路構造
８ 埋め込み導波路構造
９ 素子制御用電極
１０ 基板
１１ 下クラッド層
１２ 活性層
１３ 上クラッド層
１４ 埋め込み層
フロントページの続き
(72)発明者 吉國 裕三
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−46046（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−307220（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−307219（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−121041（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−213684（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−5834（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／11396（ＷＯ，Ａ１)
国際公開95／22070（ＷＯ，Ａ１)
Ｈ．Ｔａｎｏｂｅ ｅｔ．ａｌ．，Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃ
ａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ
ｔｉｏｎｓ （ＯＦＣ 97） Ｔｅｃｈ
ｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，1997年 ２
月16日，ｐｐ．298−299
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/12 - 6/14
H01S 5/00 - 5/50
Claims (3)
- 【請求項１】 入出力導波路を接続したスラブ導波路を
アレイ導波路の両端に有した光導波路回路において、前記入出力導波路の湾曲部分の少なくとも一部と前記ア
レイ導波路の湾曲部分の少なくとも一部がハイメサ導波
路構造であり、 前記入出力導波路の少なくとも一方の導波路が、前記ハ
イメサ導波路構造と埋め込み導波路構造の変換構造を有
しており、 かつ、埋め込み導波路構造で形成された半導体導波路型
素子が、前記入出力導波路の前記埋め込み導波路に接続
されていることを特徴とするアレイ導波路格子素子。 - 【請求項２】 前記半導体導波路型素子として、ＬＤ／
ＡＭＰ／Ｇａｔｅ／ＳＷ／ブラッグフィルターを用いた
ことを特徴とする請求項１に記載のアレイ導波路格子素
子。 - 【請求項３】 前記アレイ導波路の埋め込み導波路もし
くはハイメサ導波路部分に組成の異なる２種の導波路を
接続したアレイ導波路格子素子であって、 第１の組成の導波路の等価屈折率がｎ １ 、第２の組成
の導波路の等価屈折率がｎ ２ 、ｉ番目のアレイ導波路
の第１の組成の導波路の長さがｌ ｉ，１ 、第２の組成
の導波路の長さがｌ ｉ，２ 、アレイ導波路格子の中心
波長をλ、回折次数をｍとして、 【数１】 の関係を満足することを特徴とする請求項１又は２に記
載のアレイ導波路格子素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14161197A JP3487730B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | アレイ導波路格子素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14161197A JP3487730B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | アレイ導波路格子素子 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002273817A Division JP2003107260A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | アレイ導波路格子素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10332964A JPH10332964A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3487730B2 true JP3487730B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=15296059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14161197A Expired - Fee Related JP3487730B2 (ja) | 1997-05-30 | 1997-05-30 | アレイ導波路格子素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3487730B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5170869B2 (ja) * | 2007-11-05 | 2013-03-27 | 古河電気工業株式会社 | 光半導体素子及び光半導体素子の製造方法 |
| JP5268733B2 (ja) | 2009-03-25 | 2013-08-21 | 富士通株式会社 | 光導波素子とその製造方法、半導体素子、レーザモジュール及び光伝送システム |
| JP6623073B2 (ja) * | 2016-02-10 | 2019-12-18 | 古河電気工業株式会社 | 光導波路構造、光集積素子、および光導波路構造の製造方法 |
-
1997
- 1997-05-30 JP JP14161197A patent/JP3487730B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｈ．Ｔａｎｏｂｅ ｅｔ．ａｌ．，Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ （ＯＦＣ ９７） Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，１９９７年 ２月１６日，ｐｐ．２９８−２９９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10332964A (ja) | 1998-12-18 |
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