JP4284852B2

JP4284852B2 - Optical multiplexer / demultiplexer

Info

Publication number: JP4284852B2
Application number: JP2000306565A
Authority: JP
Inventors: 誠片山
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: JP2002116331A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）伝送システムに波長選択素子として適用可能なアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）型の光合分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＡＷＧ型の光合分波器（以下、ＡＷＧ回路という）として、例えばＷＯ９８／３６２９９（第１文献）や２０００年電子情報通信学会Ｃ−３−７６（第２文献）には、波長特性の温度依存性を低減するための構造を備えたＡＷＧ回路が記載されている。
【０００３】
このうち、上記第１文献に記載されたＡＷＧ回路は、互いに長さの異なる導波路で構成されたフェーズドアレイに溝が形成され、該溝内に屈折率温度係数が負のシリコン樹脂が導入されている。この構成により、フェーズドアレイを構成する導波路間の温度変化によって生じた光路差の増加が相殺され、所定の温度範囲内において分離波長帯域のシフト（波長ずれ）が抑制される。
【０００４】
一方、上記第２文献に記載されたＡＷＧ回路は、入力側スラブ導波路に溝が形成されており、該溝内に屈折率温度係数が負の樹脂が導入されている。この第２文献に記載されたＡＷＧ回路においても、上記第１文献に記載されたＡＷＧ回路と同様に、波長特性の温度依存性を低減するよう、フェーズドアレイを構成する導波路間の温度変化に起因した光路差の増加が相殺される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、上述の従来のＡＷＧ回路について検討した結果、以下のような課題を発見した。すなわち、従来のＡＷＧ回路において、フェーズドアレイや入力側スラブ導波路に設けられた溝に導入される樹脂（例えばシリコン樹脂）は、該フェーズドアレイや入力側スラブ導波路を構成する材料（石英系材料）とは異なる屈折率を有しているため、このような構造により伝搬光の伝送損失が増大する可能性があった。
【０００６】
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、伝搬光の伝送損失を増加させることなく、波長特性の温度変化に起因した変動を効果的に抑制する構造を備えた光合分波器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光合分波器は、基板と、該基板上にそれぞれ設けられた、第１導波路群、第１スラブ導波路、フェーズドアレイ、第２スラブ導波路、及び第２導波路群とを備え、ＷＤＭ伝送システムに波長選択素子として適用可能なＡＷＧ型の光合分波器である。
【０００８】
この発明に係る光合分波器において、上記第１及び第２スラブ導波路は、それぞれ所定のスラブ長を有する。なお、スラブ長は、一般的に各スラブ導波路のレンズ面として機能する光入力端の焦点距離に相当する。また、上記第１導波路群は、一端が第１スラブ導波路に接続された状態で基板上に平面的にそれぞれ配列された複数の導波路を含み、上記第２導波路群も同様に一端が第２スラブ導波路に接続された状態で基板上に平面的にそれぞれ配列された複数の導波路を含む。これら第１及び第２導波路群は、いずれも互いに隣接するように配列された出力チャネル導波路と入力チャネル導波路とで構成されている。第１及び第２導波路群に含まれる出力チャネル導波路は、信号チャネルとして所定波長間隔ごとに設定されたチャネル波長を有する信号それぞれに対応した位置に設けられている。さらに、上記フェーズドアレイは、上記第１及び第２スラブ導波路間を連絡する、互いに長さの異なる複数の導波路を含む。
【０００９】
特に、この発明に係る光合分波器は、上記第１及び第２導波路群の少なくともいずれか一方に含まれる出力チャネル導波路が、温度変化に起因したスラブ導波路内における各チャネル波長の焦点位置のずれを相殺し、波長特性の温度変化に起因した変動を効果的に抑制するための構造を備える。
【００１０】
すなわち、上記第１及び第２導波路群の少なくともいずれか一方に含まれる出力チャネル導波路それぞれは、その光入力端を含む先端部分の少なくとも一方の側面が、該光入力端が接続されたスラブ導波路の接続端面に対し所定角度だけ傾いた形状を有することを特徴としている。また、上記第１及び第２導波路群の少なくともいずれか一方に含まれる出力チャネル導波路それぞれは、その光入力端を含む先端部分の両側面が、該光入力端が接続されたスラブ導波路の接続端面に対し互いに異なる角度で傾いた形状を有してもよい。いずれの場合も、上記第１及び第２導波路群のうち少なくともいずれかに含まれる出力チャネル導波路それぞれにおいて、光入力端を含む先端部分は、光の進行方向に沿ってその幅が小さくなっているテーパー形状を有することとなる。なお、より安定した波長特性を得るためには、上記テーパー形状は対応する出力チャネル導波路の光軸に対して非対称であるのが好ましい。
【００１１】
さらに、この発明に係る光合分波器において、上記先端部分の両側面は、同じ角度だけ接続されるスラブ導波路の接続端面に対して傾いた形状であってもよい。この形状によっても不要な長波長成分をクラッドモードに結合させ（減衰させ）、信号出力側における所望の波長特性が得られるからである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る光合分波器の各実施形態を、図１〜図１４を参照しながら説明する。なお、各図において、同一部分には同一の番号を付して重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、この発明に係る光合分波器としてのＡＷＧ回路の概略構成を示す平面図である。この図１に示されたように、当該ＡＷＧ回路は、石英ガラス基板１００上に光導波路部分が一体的に形成された光部品である。すなわち、基板１００上には、複数の導波路ＣＨ１、ＣＨ２を含む導波路群１１０、スラブ導波路１２０、互いに長さの異なる複数の導波路を含むフェーズドアレイ１３０、スラブ導波路１４０及び複数の導波路ＣＨ１、ＣＨ２、…、ＣＨ１５、ＣＨ１６を含む導波路群１５０が設けられている。なお、導波路群１１０のうちＣＨ１は入力チャネル導波路であり、ＣＨ２は出力チャネル導波路である。また、導波路群１５０に含まれるＣＨ１、ＣＨ３、ＣＨ５、…、ＣＨ１５はそれぞれ出力チャネル導波路であり、ＣＨ２、ＣＨ４、…、ＣＨ１６はそれぞれ入力チャネル導波路である。
【００１４】
上記スラブ導波路１２０、１４０は、スラブ長ｆを有する。なお、スラブ長は、スラブ導波路１２０、１４０それぞれにおける光入力端面に位置する凸レンズ面の焦点距離に相当する。また、上記導波路群１１０は、信号チャネルとして所定波長間隔ごとに設定されたチャネル波長を有する各信号をスラブ導波路１２０に導くための導波路であってその光出力端がスラブ導波路１２０に接続された入力チャネル導波路と、スラブ導波路１２０で集光された信号を取り出すための導波路であってその光入力端がスラブ導波路に接続された出力チャネル導波路を含み、これら導波路ＣＨ１、ＣＨ２は基板１００上に平面的に間隔ｄ１だけ離間した状態で配列されている。上記フェーズドアレイ１３０は、互いに異なる長さを有する複数の導波路を含み、これら複数の導波路は基板１００上に平面的に配列されている。このフェーズドアレイ１３０に含まれる導波路は、導波路群１１０とともにスラブ導波路１２０を挟むように該スラブ導波路１２０の一方の端面にそれぞれの光入力端が間隔ｄ２ごとに離間した状態で接続される一方、導波路群１５０とともにスラブ導波路１４０を挟むように該スラブ導波路１４０の一方の端面にそれぞれの光出力端が間隔ｄ２ごとに離間した状態で接続されている。さらに、上記導波路群１５０は、スラブ導波路１４０の端面１４０ａに光入力端が接続された状態で上記基板１００上に平面的に間隔ｄ３だけ離間した状態で配列された複数の導波路を含む。なお、導波路群１５０に含まれる複数の導波路のうち、ＣＨ１、ＣＨ３、…、ＣＨ１６は、所定波長間隔ごとに設定されたチャネル波長を有する各信号に対応して、すなわち各信号チャネルに対応して所定位置に設けられた出力チャネル導波路であり、ＣＨ２、ＣＨ４、…、ＣＨ１６はそれぞれ対応するチャネル波長の信号をスラブ導波路１４０へ導くための入力チャネル導波路である。
【００１５】
図２は、図１中のＩ−Ｉ線に沿ったＡＷＧ回路の断面構造を示す図であり、基板１００上には、導波路となるべきコア１０１（１０１ａ、１０１ｂは該コア１０１の側面）と、該コア１０１を覆うクラッド１０２とが設けられている。なお導波路群１１０、１５０における各導波路も図２に示されたコア１０１と同様の構造を備える。また、基板１００は、石英ガラス基板に限らず、シリコン基板と該シリコン基板上に成膜された厚さ１０〜数１０μｍのガラス層とにより構成されてもよい。このガラス層上にＧｅＯ₂が添加された導波路を形成しても同様の作用・効果が得られる。
【００１６】
また、図１に示されたようなＡＷＧ回路は、導波路群１１０における導波路間隔ｄ１と導波路群１５０における導波路間隔ｄ２とが等しく、２ｄ２で決定されるチャネル波長間隔のＷＤＭ信号が導波路群１１０における入力チャネル導波路ＣＨ１から入力されるとき、導波路群１５０における出力チャネルＣＨ１、ＣＨ３、…、ＣＨ１５にそれぞれ対応したチャネル波長の信号出力が得られる光分波器として機能する。一方、導波路群１５０において、入力チャネル導波路ＣＨ２、ＣＨ４、…、ＣＨ１６に出力チャネル導波路ＣＨ１、ＣＨ３、…、ＣＨ１５から出力される信号と同じチャネル波長の信号がそれぞれ入力されるとき、図１に示されたＡＷＧ回路は、導波路群１１０における出力チャネル導波路ＣＨ２から合波されたＷＤＭ信号が得られる光合波器として機能する。
【００１７】
ただし、導波路群１５０における導波路間隔は、図３に示されたように、同一チャネル波長の入出力を行う出力チャネル導波路と入力チャネル導波路の間隔ｄ３１が導波路群１１０における出力チャネル導波路と入力チャネル導波路の間隔ｄ１１と等しければ、対応するチャネル波長の異なるチャネル導波路、例えば入力チャネル導波路ＣＨ２と出力チャネル導波路ＣＨ３との導波路間隔ｄ３２は、上記導波路間隔ｄ１１と必ずしも一致している必要はない。そして、この図３にはフェーズドアレイ１３０を介してスラブ導波路１２０、１４０が対象に配置されたＡＷＧ回路が示されているが、これらスラブ導波路１２０、１４０が非対称に配置されたＡＷＧ回路であっても上述のような光分波機能と光合波機能の両方が実現できる。
【００１８】
次に、ＡＷＧ回路における波長特性の変動メカニズムについて説明する。
【００１９】
設計温度Ｔ０において、導波路群１１０の入力チャネル導波路から単色光が入力された場合、図４に示されたように、この単色光はスラブ導波路１２０、フェーズドアレイ１３０を介してスラブ導波路１４０に到達し、該スラブ導波路１４０により焦点位置Ｆ０に集光される。この焦点位置Ｆ０には入力された単色光の波長に対応する導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路の光入力端が位置しており、所望の出力チャネル導波路から単色光が得られる。したがって、導波路群１１０の入力チャネル導波路に波長λ１、λ２、λ３、λ４、…を有するＷＤＭ信号が入射された場合、図５（ａ）に示されたように、各チャネル波長の信号はそれぞれ対応して設けられている導波路群１５０の各出力チャネル導波路に到達する。
【００２０】
ところが、温度がＴ１（＞Ｔ０）に上昇すると、フェーズドアレイ１３０に含まれる導波路の光路差は増加してしまい、スラブ導波路１４０の光入力端面は図４中のＡで示された部位に位置するのと同じ効果が得られる。すなわち、スラブ導波路１４０に到達した単色光の焦点位置は、矢印Ｓ１で示されたように短波長側にシフトし、該単色光はＦ１で示された位置に集光する。この状態をＷＤＭ信号が入力された場合で示したのが図５（ｂ）である。図５（ｂ）からも分かるように、温度がＴ０からＴ１へ上昇すると、各チャネル波長を有する信号の焦点位置は短波長側へシフトするので、導波路群１５０における各出力チャネル導波路には、設計されたチャネル波長よりも長波長成分が多く入力されることになる。
【００２１】
以上のようなメカニズムにより、温度変化が生じるとＡＷＧ回路の波長特性が変動してしまう。
【００２２】
なお、導波路群１１０の入力チャネル導波路と導波路群１５０の出力チャネル導波路との位置関係と、導波路群１５０の入力チャネル導波路と導波路群１１０の出力チャネル導波路との位置関係は、以下に説明されるようなメカニズムを考慮して設定される。すなわち、導波路１１０ａから入力された波長λ１の信号がスラブ導波路１２０、フェーズドアレイ１３０、スラブ導波路１４０を介して導波路１５０ａから取り出されるよう設計されたＡＷＧ回路において、図６に示されたように、λ１と同じ波長λ１´の信号が上記導波路１１０ａとは異なる導波路１１０ｂから入力されると、上述のメカニズムと同様にスラブ導波路１４０における該波長λ１´の信号の焦点位置は短波長側（矢印Ｓ１で示された方向）にシフトする。この場合、波長λ１´の信号は導波路１５０ａとは異なる導波路１５０ｂから取り出されることとなり、このように信号の入力位置が変化した場合には出力側の導波路位置の変更するする必要がある。このことから、導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路から取り出される信号を、それぞれ長波長側に隣接する入力チャネル導波路に光スイッチを利用して再入力させる場合（信号の入力位置の変更）、導波路群１１０に含まれる出力チャネル導波路は該導波路群１１０に含まれる入力チャネル導波路の短波長側に設けられることになる。一方、導波路群１５０において信号が再入力される入力チャネル導波路が対をなす出力チャネル導波路の短波長側に位置する場合は、図６に示された場合と同様に導波路群１１０の出力チャネルは該入力チャネル導波路の長波長側に位置するよう設けられる。
【００２３】
この発明に係る光合分波器は、上述のようなメカニズムで発生する波長特性の変動を効果的に抑制するための構造を備える。図７は、この発明に係る光合分波器の第１実施形態における主要部分の構成を示す図である。なお、この図７は、図１に示されたＡＷＧ回路を構成するスラブ導波路１２０、１４０のうち、スラブ導波路１４０と導波路群１５０の接続部分を拡大した図である。
【００２４】
図７において、ＣＨ１は導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路であり、ＣＨ２は該導波路群１５０に含まれる入力チャネル導波路である。導波路群１５０は、このように出力チャネル導波路と入力チャネル導波路とが交互に基板１００上に配列されることにより構成されている。
【００２５】
導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路ＣＨ１（ＣＨ３、ＣＨ５、…、ＣＨ１５も出力チャネル導波路）は、その光入力端を含む先端部分の一方の側面が、該光入力端が接続されたスラブ導波路１４０の接続端面１４０ａに対し所定角度θ１だけ傾いた形状を有する。このように出力チャネル導波路ＣＨ１の先端部分を、該出力チャネル導波路ＣＨ１の光軸に対して非対称なテーパー形状（光の進行方向に沿って幅が小さくなった形状）とすることで、従来よりも短波長側の成分が取り出せる出力チャネル導波路が得られる。なお、図８中に示されたグラフＧ１０は、図７に示された構造を備えた出力チャネル導波路ＣＨ１の波長特性を示し、Ｇ２０は、従来の出力チャネル導波路（先端部分がテーパー形状に加工されていない導波路）の波長特性は、該出力チャネル導波路ＣＨ１における波長特性を示している。この図８からも分かるように、従来の出力チャネル導波路では、温度変化に伴って対応するチャネル信号の焦点位置が変動した場合の許容範囲が狭いのに対し、図７に示された第１実施形態に係るＡＷＧ回路の出力チャネル導波路は、温度変化に起因した短波長側へ波長特性の変動を許容し得る構造であることが分かる。
【００２６】
なお、安定した波長特性が得られるＡＷＧ回路に適用可能な出力チャネル導波路には、上述の構成の他、種々の変形が可能である。例えば、図９（ａ）に示されたように、導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路それぞれにおいて、その光入力端を含む先端部分の両側面は、該光入力端が接続されたスラブ導波路１４０の接続端面１４０ａに対し同じ角度θ２で傾いた形状を有してもよい（第２実施形態）。この構成により長波長側の成分をクラッドモードに結合させることができるので、このような出力チャネル導波路ＣＨ１も図８に示されたグラフＧ１０と同様な波長特性が得られる。
【００２７】
さらに、導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路それぞれにおいて、その光入力端を含む先端部分の両側面は、図９（ｂ）に示されたように、該光入力端が接続されたスラブ導波路１４０の接続端面１４０ａに対し互いに異なる角度θ３、θ４（≠θ３）で傾いた形状を有してもよい。
【００２８】
なお、以上に説明された構造は、導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路の先端部分の構造として説明されているが、導波路１１０に含まれる出力チャネル導波路についても同様の構造を備えてもよい。
【００２９】
導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路の先端部分が、図７に示されたような非対称なテーパー形状を有するとともに、図８中のグラフＧ１０で示されたような波長特性を有する出力導波路ＣＨ１、ＣＨ３、…、ＣＨ１５からは、温度がＴ０からＴ１（＞Ｔ０）に変化したとき、図１０に示されたような信号出力が得られる。一方、導波路群１１０に含まれる出力チャネル導波路ＣＨ２も上記導波路群１５０における出力チャネル導波路に対応して図１１に示された形状を有するよう、その先端部分が加工された場合、Ｔ０からＴ１への温度上昇に伴って図１１中に示されたように対応するチャネル波長を有する信号の焦点位置がＦ０からＦ１へ、矢印Ｓ２で示された方向に移動する。このような導波路群１１０に含まれる出力チャネル導波路からは図１２に示されたような出力が得られる。なお、導波路群１１０の入力チャネル導波路と導波路群１５０の出力チャネル導波路の位置関係、及び導波路群１１０の出力チャネル導波路と導波路群１５０の入力チャネル導波路の位置関係は、図６を用いて説明された関係を満たすよう設定されている。
【００３０】
以上のように、導波路群１１０に含まれる出力チャネル導波路の形状と、導波路群１５０に含まれる出力チャネル導波路の形状が、図１０に示されたグラフと図１２に示されたグラフとが左右対称になるように設計されることにより、温度変化に伴うそれぞれの信号伝送に伴う損失は相殺される。したがって、この発明に係るＡＷＧ回路がＡＤＭ装置等に適用される場合、スルー信号（例えば、導波路群１１０の入力チャネル導波路ＣＨ１を介して導波路群１５０の出力チャネル導波路ＣＨ１に到達した後に光スイッチを利用して該導波路群１５０の入力チャネル導波路ＣＨ２に導かれ、導波路群１１０の出力チャネル導波路ＣＨ２から取り出される信号）の損失は一定に保たれる。
【００３１】
次に、発明者は信号波長間隔Δλが１００ＧＨｚ、中心チャネル波長（ＣＨ８）が１５５０ｎｍである１６チャネル信号分離を可能にするＡＷＧ回路（基本的な構造を図１及び図７に示された構造を有する）を設計した。なお、このＡＷＧ回路には、導波路１５０に光スイッチが形成されており、出力チャネルＣＨ１からの信号が入力チャネル導波路ＣＨ２に導かれ、同様に出力チャネルＣＨ３からの信号が入力チャネル導波路ＣＨ４に導かれるよう、光スイッチによりそれぞれ対となる出力チャネル導波路から入力チャネル導波路への信号受け渡しが行われる。
【００３２】
設計されたＡＷＧ回路において、基板１００と各導波路部分との比屈折率差は０．７５％、スラブ導波路１２０、１４０のスラブ長ｆは９０００μｍ、各導波路の幅（コア幅）及び厚みはそれぞれ６．０μｍ、基板１００のサイズは３２ｍｍ×３２ｍｍ、基板１００の厚みは０．５ｍｍ、フェーズドアレイ１３０の端部間隔ｄ２は１５．０μｍ、フェーズドアレイ１３０に含まれる導波路の本数は８０、フェーズドアレイ１３０に含まれる各導波路間の長さの差ΔＬは６３．０μｍ、導波路群１１０、１５０における各導波路間隔ｄ１、ｄ３は２０μｍに設定されている。
【００３３】
なお、図１３（ａ）は、導波路群１１０とスラブ導波路１２０との接続部分の構成を示す図であり、図１３（ｂ）は、導波路群１５０とスラブ導波路１４０との接続部分の構成を示す図である。用意されたＡＷＧ回路では、上記図１３（ａ）及び（ｂ）に示されたように、導波路群１１０、１５０における入力チャネル導波路は６μｍの幅を有する。導波路群１１０、１５０における出力チャネル導波路の先端部分は、長さ３０００μｍのテーパー形状を有し、その光入力端における幅が１８μｍに設定されている。また、スラブ導波路１２０、１４０における接続端面において出力チャネル導波路と出力導波路との間隔は２μｍに設定されている。
【００３４】
図１４は、以上のように設計されたＡＷＧ回路について、導波路群１１０の入力チャネル導波路から入力され、光スイッチを介して該導波路群１１０の出力チャネル導波路ＣＨ２に到達するチャネル波長１５５０ｎｍ（導波路群１５０の出力チャネル導波路ＣＨ８が対応）のスルー信号の伝送損失を、基板温度を変えながら測定したときの測定結果を示すグラフである。なお、図１４に示されたグラフでは、温度３５℃におけるスルー信号の伝送損失を０ｄＢとして規格化された損失値が示されている。また、図８中、グラフＧ１００は図１及び図１３に示された構造を有するＡＷＧ回路についての測定結果、Ｇ２００は従来のＡＷＧ回路（導波路群の幅は６μｍ）についての測定結果をそれぞれ示す。
【００３５】
この図１４からも分かるように、この発明の実施形態に係るＡＷＧ回路は、基板温度が２０℃から５０℃まで変動した場合であっても、スルー信号の損失増加量は０．２ｄＢ程度であった。一方、従来のＡＷＧ回路では、基板温度が２０℃から５０℃まで変動することにより、１．０ｄＢよりも遥かに多くスルー信号の損失が増加することが分かる。以上のことから、この発明に係る光合分波器は、従来の光合分波器と比較して、温度変化に起因した波長特性の変動を著しく低減させることができることが分かる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、スラブ導波路に接続された導波路群それぞれに含まれる各出力チャネル導波路が、各スラブ導波路における各チャネル信号の温度変化に起因した焦点位置ずれを相殺する形状を有するので、伝搬光の伝送損失を増加させることなく、温度変化に起因した波長特性の変動が効果的に抑制されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光合分波器の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１中に示されたＩ−Ｉ線に沿ったＡＷＧ回路の断面構造を示す図である。
【図３】この発明に係る光合分波器の基本動作を説明するための図である。
【図４】出力側スラブ導波路における単色光の焦点位置の、温度変化に起因した変動メカニズムを説明するための図である。
【図５】温度変化に起因した波長特性の変動メカニズムを説明するための図である。
【図６】出力側スラブ導波路における単色光の焦点位置の、該単色光の入力位置変動に起因した変動メカニズムを説明するための図である。
【図７】この発明に係る光合分波器の第１実施形態における主要部分（一方のスラブ導波路とこれに接続された導波路群）についての構成を示す図である。
【図８】図７に示された構造を備えた出力チャネル導波路の波長特性を示すグラフである。
【図９】この発明に係る光合分波器の第２及び第３実施形態における主要部分の構成を示す図である。
【図１０】図７に示された構造を備えた出力チャネル導波路の温度依存性を示すグラフである。
【図１１】図７に示された構造を有するスラブ導波路と対となるスラブ導波路と接続された導波路群の構成を示す図である。
【図１２】図１１に示された構成を備えた出力チャネル導波路の温度依存性を示すグラフである。
【図１３】信号波長間隔Δλが１００ＧＨｚである１６チャネル信号分離を可能にするＡＷＧ回路の具体的な構造を説明するための図である。
【図１４】図１３に示された構造を備えたＡＷＧ回路における損失の温度依存性の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１００…基板、１１０、１５０…導波路群、１２０、１４０…スラブ導波路、１３０…フェーズドアレイ、１４０ａ…接続端面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an arrayed waveguide grating (AWG) type optical multiplexer / demultiplexer applicable as a wavelength selection element to a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system.
[0002]
[Prior art]
As a conventional AWG type optical multiplexer / demultiplexer (hereinafter referred to as AWG circuit), for example, WO98 / 36299 (first document) and 2000 IEICE C-3-76 (second document) have wavelength characteristics. An AWG circuit having a structure for reducing temperature dependence is described.
[0003]
Among these, the AWG circuit described in the first document has a groove formed in a phased array composed of waveguides having different lengths, and a silicon resin having a negative refractive index temperature coefficient is introduced into the groove. ing. With this configuration, the increase in the optical path difference caused by the temperature change between the waveguides constituting the phased array is offset, and the shift (wavelength shift) of the separation wavelength band is suppressed within a predetermined temperature range.
[0004]
On the other hand, in the AWG circuit described in the second document, a groove is formed in the input-side slab waveguide, and a resin having a negative refractive index temperature coefficient is introduced into the groove. In the AWG circuit described in the second document, similarly to the AWG circuit described in the first document, the temperature change between the waveguides constituting the phased array is reduced so as to reduce the temperature dependence of the wavelength characteristic. The resulting increase in optical path difference is offset.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As a result of studying the above-described conventional AWG circuit, the inventor has found the following problems. That is, in a conventional AWG circuit, a resin (for example, silicon resin) introduced into a groove provided in a phased array or an input-side slab waveguide is a material (quartz material) constituting the phased array or the input-side slab waveguide. ), The transmission loss of propagating light may increase due to such a structure.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a structure that effectively suppresses fluctuations due to temperature changes in wavelength characteristics without increasing the transmission loss of propagating light. The purpose is to provide an optical multiplexer / demultiplexer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention includes a substrate and a first waveguide group, a first slab waveguide, a phased array, a second slab waveguide, and a second waveguide group provided on the substrate, respectively. And an AWG type optical multiplexer / demultiplexer applicable as a wavelength selection element to a WDM transmission system.
[0008]
In the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, each of the first and second slab waveguides has a predetermined slab length. The slab length generally corresponds to the focal length of the light input end that functions as the lens surface of each slab waveguide. The first waveguide group includes a plurality of waveguides arranged in a plane on the substrate with one end connected to the first slab waveguide, and the second waveguide group is also one end in the same manner. Includes a plurality of waveguides arranged in a plane on the substrate in a state of being connected to the second slab waveguide. Each of the first and second waveguide groups is composed of an output channel waveguide and an input channel waveguide arranged so as to be adjacent to each other. The output channel waveguides included in the first and second waveguide groups are provided at positions corresponding to signals having channel wavelengths set at predetermined wavelength intervals as signal channels. Furthermore, the phased array includes a plurality of waveguides having different lengths that communicate with each other between the first and second slab waveguides.
[0009]
In particular, in the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, the output channel waveguide included in at least one of the first and second waveguide groups is a focal point of each channel wavelength in the slab waveguide caused by temperature change. A structure is provided for canceling the position shift and effectively suppressing the fluctuation of the wavelength characteristic due to the temperature change.
[0010]
That is, each of the output channel waveguides included in at least one of the first and second waveguide groups has a slab in which at least one side surface of the tip portion including the optical input end is connected to the optical input end. It is characterized by having a shape inclined by a predetermined angle with respect to the connection end face of the waveguide. Each of the output channel waveguides included in at least one of the first and second waveguide groups is a slab waveguide in which both side surfaces of the tip portion including the optical input end are connected to the optical input end. It may have a shape inclined at different angles with respect to the connection end face. In any case, in each of the output channel waveguides included in at least one of the first and second waveguide groups, the width of the tip portion including the light input end decreases along the light traveling direction. It will have the taper shape which is. In order to obtain more stable wavelength characteristics, the tapered shape is preferably asymmetric with respect to the optical axis of the corresponding output channel waveguide.
[0011]
Furthermore, in the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, both side surfaces of the tip portion may be inclined with respect to the connection end surface of the slab waveguide connected by the same angle. This is because even by this shape, an unnecessary long wavelength component is coupled (attenuated) to the cladding mode, and a desired wavelength characteristic on the signal output side can be obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In each figure, the same number is given to the same part, and the duplicate explanation is omitted.
[0013]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an AWG circuit as an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention. As shown in FIG. 1, the AWG circuit is an optical component in which an optical waveguide portion is integrally formed on a quartz glass substrate 100. That is, on the substrate 100, a waveguide group 110 including a plurality of waveguides CH1 and CH2, a slab waveguide 120, a phased array 130 including a plurality of waveguides having different lengths, a slab waveguide 140, and a plurality of waveguides. A waveguide group 150 including waveguides CH1, CH2,..., CH15, CH16 is provided. In the waveguide group 110, CH1 is an input channel waveguide, and CH2 is an output channel waveguide. In addition, CH1, CH3, CH5,..., CH15 included in the waveguide group 150 are output channel waveguides, and CH2, CH4,.
[0014]
The slab waveguides 120 and 140 have a slab length f. The slab length corresponds to the focal length of the convex lens surface located on the light input end face in each of the slab waveguides 120 and 140. The waveguide group 110 is a waveguide for guiding each signal having a channel wavelength set for each predetermined wavelength interval as a signal channel to the slab waveguide 120, and its optical output end is connected to the slab waveguide 120. An input channel waveguide connected to the slab waveguide 120, and an output channel waveguide whose optical input end is connected to the slab waveguide. CH1 and CH2 are arranged on the substrate 100 in a state of being spaced apart by a distance d1 on a plane. The phased array 130 includes a plurality of waveguides having different lengths, and the plurality of waveguides are arranged in a plane on the substrate 100. The waveguides included in the phased array 130 are connected to one end face of the slab waveguide 120 together with the waveguide group 110 with the respective light input ends spaced apart by a distance d2. On the other hand, the optical output ends of the slab waveguide 140 are connected to one end face of the slab waveguide 140 so as to be spaced apart by a distance d2 so as to sandwich the slab waveguide 140 together with the waveguide group 150. Further, the waveguide group 150 includes a plurality of waveguides arranged on the substrate 100 in a state of being spaced apart by a distance d3 on the substrate 100 with an optical input end connected to the end face 140a of the slab waveguide 140. . Of the plurality of waveguides included in the waveguide group 150, CH1, CH3,..., CH16 correspond to each signal having a channel wavelength set for each predetermined wavelength interval, that is, correspond to each signal channel. , CH16 are input channel waveguides for guiding signals of corresponding channel wavelengths to the slab waveguide 140, respectively.
[0015]
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of the AWG circuit along the line I-I in FIG. 1. On the substrate 100, a core 101 to be a waveguide (101a and 101b are side surfaces of the core 101). And a clad 102 covering the core 101 is provided. Each waveguide in the waveguide groups 110 and 150 has the same structure as that of the core 101 shown in FIG. The substrate 100 is not limited to a quartz glass substrate, and may be formed of a silicon substrate and a glass layer having a thickness of 10 to several tens of μm formed on the silicon substrate. Even if a waveguide to which GeO ₂ is added is formed on this glass layer, the same operation and effect can be obtained.
[0016]
In addition, in the AWG circuit as shown in FIG. 1, the waveguide interval d1 in the waveguide group 110 is equal to the waveguide interval d2 in the waveguide group 150, and a WDM signal having a channel wavelength interval determined by 2d2 is introduced. When input from the input channel waveguide CH1 in the waveguide group 110, it functions as an optical demultiplexer that can obtain signal outputs of channel wavelengths corresponding to the output channels CH1, CH3,..., CH15 in the waveguide group 150, respectively. On the other hand, in the waveguide group 150, when signals having the same channel wavelength as the signals output from the output channel waveguides CH1, CH3,..., CH15 are input to the input channel waveguides CH2, CH4,. The AWG circuit shown in FIG. 1 functions as an optical multiplexer that can obtain a WDM signal multiplexed from the output channel waveguide CH 2 in the waveguide group 110.
[0017]
However, as shown in FIG. 3, the waveguide interval in the waveguide group 150 is such that the interval d31 between the output channel waveguide and the input channel waveguide that inputs and outputs the same channel wavelength is equal to the output channel guide in the waveguide group 110. If the distance between the waveguide and the input channel waveguide is equal to d11, the corresponding channel waveguide having a different channel wavelength, for example, the waveguide distance d32 between the input channel waveguide CH2 and the output channel waveguide CH3 is not necessarily equal to the waveguide distance d11. There is no need to match. FIG. 3 shows an AWG circuit in which the slab waveguides 120 and 140 are arranged through the phased array 130. The AWG circuit in which the slab waveguides 120 and 140 are arranged asymmetrically is shown. Even if it exists, both the above optical demultiplexing functions and optical multiplexing functions can be realized.
[0018]
Next, a mechanism for changing wavelength characteristics in the AWG circuit will be described.
[0019]
When monochromatic light is input from the input channel waveguide of the waveguide group 110 at the design temperature T0, the monochromatic light is transmitted through the slab waveguide 120 and the phased array 130 as shown in FIG. 140 reaches the focal position F 0 by the slab waveguide 140. At the focal position F0, the optical input end of the output channel waveguide included in the waveguide group 150 corresponding to the wavelength of the input monochromatic light is located, and monochromatic light can be obtained from the desired output channel waveguide. Therefore, when a WDM signal having wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4,... Is incident on the input channel waveguides of the waveguide group 110, as shown in FIG. Each of the output channel waveguides of the waveguide group 150 provided in correspondence with each other is reached.
[0020]
However, when the temperature rises to T1 (> T0), the optical path difference of the waveguides included in the phased array 130 increases, and the light input end face of the slab waveguide 140 is located at the portion indicated by A in FIG. The same effect as the positioning is obtained. That is, the focal position of the monochromatic light reaching the slab waveguide 140 is shifted to the short wavelength side as indicated by the arrow S1, and the monochromatic light is condensed at the position indicated by F1. FIG. 5B shows this state when a WDM signal is input. As can be seen from FIG. 5B, when the temperature rises from T0 to T1, the focal position of the signal having each channel wavelength shifts to the short wavelength side, so each output channel waveguide in the waveguide group 150 includes Therefore, a longer wavelength component is input than the designed channel wavelength.
[0021]
Due to the mechanism as described above, the wavelength characteristic of the AWG circuit changes when a temperature change occurs.
[0022]
The positional relationship between the input channel waveguide of the waveguide group 110 and the output channel waveguide of the waveguide group 150, and the positional relationship between the input channel waveguide of the waveguide group 150 and the output channel waveguide of the waveguide group 110. Is set in consideration of the mechanism described below. That is, FIG. 6 shows an AWG circuit designed so that a signal of wavelength λ1 input from the waveguide 110a is extracted from the waveguide 150a via the slab waveguide 120, the phased array 130, and the slab waveguide 140. Thus, when a signal having the same wavelength λ1 ′ as λ1 is input from a waveguide 110b different from the waveguide 110a, the focal position of the signal having the wavelength λ1 ′ in the slab waveguide 140 is short as in the mechanism described above. Shift to the wavelength side (direction indicated by arrow S1). In this case, the signal of the wavelength λ1 ′ is taken out from the waveguide 150b different from the waveguide 150a. When the signal input position changes in this way, it is necessary to change the waveguide position on the output side. . Therefore, when the signal taken out from the output channel waveguide included in the waveguide group 150 is re-inputted to the input channel waveguide adjacent to the long wavelength side by using an optical switch (changing the signal input position) The output channel waveguide included in the waveguide group 110 is provided on the short wavelength side of the input channel waveguide included in the waveguide group 110. On the other hand, when the input channel waveguide to which the signal is re-input in the waveguide group 150 is located on the short wavelength side of the paired output channel waveguide, the waveguide group 110 has the same structure as that shown in FIG. The output channel is provided on the long wavelength side of the input channel waveguide.
[0023]
The optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention has a structure for effectively suppressing fluctuations in wavelength characteristics that occur due to the mechanism described above. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the main part of the first embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention. FIG. 7 is an enlarged view of a connection portion between the slab waveguide 140 and the waveguide group 150 in the slab waveguides 120 and 140 constituting the AWG circuit shown in FIG.
[0024]
In FIG. 7, CH 1 is an output channel waveguide included in the waveguide group 150, and CH 2 is an input channel waveguide included in the waveguide group 150. The waveguide group 150 is configured by alternately arranging output channel waveguides and input channel waveguides on the substrate 100 as described above.
[0025]
The output channel waveguide CH1 (CH3, CH5,..., CH15 is also an output channel waveguide) included in the waveguide group 150 is connected to the optical input end on one side surface of the tip portion including the optical input end. The slab waveguide 140 has a shape inclined by a predetermined angle θ1 with respect to the connection end surface 140a. In this way, the tip portion of the output channel waveguide CH1 has a tapered shape asymmetric with respect to the optical axis of the output channel waveguide CH1 (a shape whose width decreases along the light traveling direction). Thus, an output channel waveguide from which components on the shorter wavelength side can be extracted is obtained. A graph G10 shown in FIG. 8 shows the wavelength characteristic of the output channel waveguide CH1 having the structure shown in FIG. 7, and G20 shows a conventional output channel waveguide (the tip portion is tapered). The wavelength characteristic of the unprocessed waveguide shows the wavelength characteristic in the output channel waveguide CH1. As can be seen from FIG. 8, in the conventional output channel waveguide, the allowable range is narrow when the focus position of the corresponding channel signal fluctuates with temperature change, whereas the first output shown in FIG. It can be seen that the output channel waveguide of the AWG circuit according to the embodiment has a structure capable of allowing a variation in wavelength characteristics to the short wavelength side due to a temperature change.
[0026]
Note that the output channel waveguide applicable to an AWG circuit capable of obtaining stable wavelength characteristics can be variously modified in addition to the above-described configuration. For example, as shown in FIG. 9A, in each of the output channel waveguides included in the waveguide group 150, both side surfaces of the tip portion including the optical input end are slabs to which the optical input end is connected. The waveguide 140 may have a shape inclined at the same angle θ2 with respect to the connection end surface 140a of the waveguide 140 (second embodiment). With this configuration, a component on the long wavelength side can be coupled to the cladding mode, so that the output channel waveguide CH1 can also have the same wavelength characteristics as the graph G10 shown in FIG.
[0027]
Further, in each of the output channel waveguides included in the waveguide group 150, both side surfaces of the tip portion including the optical input end are slabs to which the optical input ends are connected as shown in FIG. 9B. The waveguide 140 may have a shape inclined at different angles θ3 and θ4 (≠ θ3) with respect to the connection end surface 140a of the waveguide 140.
[0028]
The structure described above is described as the structure of the tip portion of the output channel waveguide included in the waveguide group 150. However, the output channel waveguide included in the waveguide 110 has the same structure. May be.
[0029]
The tip portion of the output channel waveguide included in the waveguide group 150 has an asymmetric taper shape as shown in FIG. 7 and an output waveguide having a wavelength characteristic as shown by a graph G10 in FIG. From the waveguides CH1, CH3,..., CH15, when the temperature changes from T0 to T1 (> T0), a signal output as shown in FIG. 10 is obtained. On the other hand, when the tip portion of the output channel waveguide CH2 included in the waveguide group 110 is processed so that the output channel waveguide CH2 included in the waveguide group 150 has the shape shown in FIG. As the temperature increases from T1 to T1, as shown in FIG. 11, the focal position of the signal having the corresponding channel wavelength moves from F0 to F1 in the direction indicated by the arrow S2. An output as shown in FIG. 12 is obtained from the output channel waveguide included in the waveguide group 110. The positional relationship between the input channel waveguide of the waveguide group 110 and the output channel waveguide of the waveguide group 150 and the positional relationship between the output channel waveguide of the waveguide group 110 and the input channel waveguide of the waveguide group 150 are as follows: The relationship described with reference to FIG. 6 is set.
[0030]
As described above, the shape of the output channel waveguide included in the waveguide group 110 and the shape of the output channel waveguide included in the waveguide group 150 are shown in the graph shown in FIG. 10 and the graph shown in FIG. Are designed to be symmetrical with respect to each other, the loss associated with each signal transmission accompanying a temperature change is offset. Therefore, when the AWG circuit according to the present invention is applied to an ADM device or the like, a through signal (for example, after reaching the output channel waveguide CH1 of the waveguide group 150 via the input channel waveguide CH1 of the waveguide group 110) The loss of the signal guided to the input channel waveguide CH2 of the waveguide group 150 using the optical switch and taken out from the output channel waveguide CH2 of the waveguide group 110 is kept constant.
[0031]
Next, the inventor has an AWG circuit (basic structure shown in FIGS. 1 and 7) that enables 16-channel signal separation with a signal wavelength interval Δλ of 100 GHz and a center channel wavelength (CH8) of 1550 nm. Designed). In this AWG circuit, an optical switch is formed in the waveguide 150, a signal from the output channel CH1 is guided to the input channel waveguide CH2, and similarly, a signal from the output channel CH3 is input to the input channel waveguide CH4. The signal is transferred from the paired output channel waveguide to the input channel waveguide by the optical switch.
[0032]
In the designed AWG circuit, the relative refractive index difference between the substrate 100 and each waveguide portion is 0.75%, the slab lengths f of the slab waveguides 120 and 140 are 9000 μm, and the width (core width) and thickness of each waveguide. Is 6.0 μm, the size of the substrate 100 is 32 mm × 32 mm, the thickness of the substrate 100 is 0.5 mm, the end interval d2 of the phased array 130 is 15.0 μm, and the number of waveguides included in the phased array 130 is 80, The length difference ΔL between the waveguides included in the phased array 130 is set to 63.0 μm, and the waveguide intervals d1 and d3 in the waveguide groups 110 and 150 are set to 20 μm.
[0033]
13A is a diagram illustrating a configuration of a connection portion between the waveguide group 110 and the slab waveguide 120, and FIG. 13B is a connection portion between the waveguide group 150 and the slab waveguide 140. FIG. In the prepared AWG circuit, as shown in FIGS. 13A and 13B, the input channel waveguides in the waveguide groups 110 and 150 have a width of 6 μm. The tip portions of the output channel waveguides in the waveguide groups 110 and 150 have a tapered shape with a length of 3000 μm, and the width at the light input end is set to 18 μm. In addition, the distance between the output channel waveguide and the output waveguide is set to 2 μm at the connection end face in the slab waveguides 120 and 140.
[0034]
FIG. 14 shows an AWG circuit designed as described above. A channel wavelength of 1550 nm that is input from the input channel waveguide of the waveguide group 110 and reaches the output channel waveguide CH2 of the waveguide group 110 via an optical switch. It is a graph which shows the measurement result when measuring the transmission loss of the through signal (corresponding to the output channel waveguide CH8 of the waveguide group 150) while changing the substrate temperature. In the graph shown in FIG. 14, the loss value normalized by setting the transmission loss of the through signal at a temperature of 35 ° C. to 0 dB is shown. In FIG. 8, a graph G100 shows the measurement results for the AWG circuit having the structure shown in FIGS. 1 and 13, and G200 shows the measurement results for the conventional AWG circuit (the width of the waveguide group is 6 μm). .
[0035]
As can be seen from FIG. 14, in the AWG circuit according to the embodiment of the present invention, even when the substrate temperature fluctuates from 20 ° C. to 50 ° C., the increase in loss of the through signal is about 0.2 dB. It was. On the other hand, in the conventional AWG circuit, it can be seen that the loss of the through signal increases much more than 1.0 dB when the substrate temperature varies from 20 ° C. to 50 ° C. From the above, it can be seen that the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention can remarkably reduce the fluctuation of the wavelength characteristic caused by the temperature change, as compared with the conventional optical multiplexer / demultiplexer.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, each output channel waveguide included in each of the waveguide groups connected to the slab waveguide cancels out the focal position shift caused by the temperature change of each channel signal in each slab waveguide. Therefore, there is an effect that the variation of the wavelength characteristic due to the temperature change is effectively suppressed without increasing the transmission loss of the propagation light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure of an AWG circuit along the line II shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram for explaining a basic operation of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a variation mechanism caused by a temperature change in the focal position of monochromatic light in an output-side slab waveguide.
FIG. 5 is a diagram for explaining a variation mechanism of wavelength characteristics caused by a temperature change.
FIG. 6 is a diagram for explaining a fluctuation mechanism of a focal position of monochromatic light in an output-side slab waveguide caused by fluctuation of the input position of the monochromatic light.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a main part (one slab waveguide and a group of waveguides connected thereto) in the first embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
8 is a graph showing wavelength characteristics of an output channel waveguide having the structure shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a main part in the second and third embodiments of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
10 is a graph showing temperature dependence of an output channel waveguide having the structure shown in FIG.
11 is a diagram showing a configuration of a waveguide group connected to a slab waveguide paired with a slab waveguide having the structure shown in FIG.
12 is a graph showing temperature dependence of an output channel waveguide having the configuration shown in FIG.
FIG. 13 is a diagram for explaining a specific structure of an AWG circuit that enables 16-channel signal separation with a signal wavelength interval Δλ of 100 GHz.
14 is a graph showing measurement results of temperature dependence of loss in an AWG circuit having the structure shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Board | substrate, 110, 150 ... Waveguide group, 120, 140 ... Slab waveguide, 130 ... Phased array, 140a ... Connection end surface.

Claims

A substrate,
First and second slab waveguides each having a predetermined slab length provided on the substrate;
An output channel waveguide including a plurality of waveguides arranged in a plane on the substrate with one end connected to the first slab waveguide, and the plurality of waveguides arranged adjacent to each other And a first waveguide group composed of an input channel waveguide;
An output channel waveguide including a plurality of waveguides arranged in a plane on the substrate with one end connected to the second slab waveguide, the waveguides being arranged adjacent to each other And a second waveguide group composed of the input channel waveguide,
One end of each first slab waveguide is connected to the first slab waveguide so as to sandwich the first slab waveguide together with the first waveguide group, while the second slab waveguide is sandwiched together with the second waveguide. A waveguide arrayed in a plane on the substrate with each other end connected to the second slab waveguide, and a faced array including a plurality of waveguides having different lengths,
In each of the output channel waveguides included in the first waveguide group, the tip portion including the light input end has a tapered shape whose width decreases along the traveling direction of light,
Each of the input channel waveguides included in the first waveguide group has an optical multiplexer / demultiplexer having a shape in which the distance between both side surfaces at the tip including the optical output end is constant along the light traveling direction . .

Each of the output channel waveguides included in the first waveguide group has both side surfaces of the tip portion including the optical input end thereof in a direction orthogonal to the connection end surface of the first slab waveguide to which the optical input end is connected. demultiplexer according to claim 1, wherein a respective inclined shape against.

In each of the output channel waveguides included in the second waveguide group, the tip portion including the light input end has a tapered shape whose width decreases along the traveling direction of light,
Each of the input channel waveguides included in the second waveguide group has an optical multiplexer / demultiplexer having a shape in which the distance between both side surfaces at the tip including the optical output end is constant along the light traveling direction . .
The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1.

In each of the output channel waveguides included in the second waveguide group, the tip portion including the light input end is in a direction orthogonal to the connection end surface of the second slab waveguide whose both side surfaces are connected to the light input end. demultiplexer according to claim 3, wherein a respective inclined shape against.

In each of the output channel waveguides included in at least one of the first and second waveguide groups, the distal end portion including the optical input end has the second slab guide whose one side surface is connected to the optical input end. The waveguide is inclined at a predetermined angle with respect to the orthogonal direction of the connection end surface of the waveguide, and the other side surface has a shape coinciding with the orthogonal direction of the connection end surface of the second slab waveguide connected to the light input end. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1.

In each of the output channel waveguides included in at least one of the first and second waveguide groups, the tip portion including the light input end is asymmetric with respect to the optical axis and is along the light traveling direction. 2. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, further comprising a side surface defining a tapered shape whose width is reduced.