JP4884422B2 - 光波長合分波回路 - Google Patents

Description

本発明は、光波長合分波回路に関し、より詳細には、アレイ導波路回折格子型の光波長合分波回路に関する。

シリコン基板上に形成した石英系ガラス導波路によって構成されたプレーナ光波回路（ＰＬＣ）の研究開発が盛んに行われている。かかるＰＬＣ技術を利用した、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）は、光波長合分波を実現する回路であり、光通信用の部品として重要な役割を果たしている。

ＡＷＧは、合分波される光の透過波長に温度依存性を有する。これは、ＡＷＧを構成する石英系ガラス導波路の実効屈折率が温度依存性を有する故である。そのため通常のＡＷＧにおいては、波長透過特性を一定に保持するために、温度調節装置を付加する必要があった。

ＡＷＧに付加的に必要とされた温度調節装置を省略するため、ＡＷＧの透過波長の温度依存性を低減する方法が開発されている。この方法について、特許文献１及び２に開示されている。透過波長の温度依存性を低減したＡＷＧは、「温度無依存ＡＷＧ」または「アサーマルＡＷＧ」と呼ばれる。アサーマルＡＷＧは、ＡＷＧ内の各光路（アレイ導波路またはスラブ導波路）において、光波の進行軸に交差するように溝を形成し、その溝に導波路の実効屈折率の温度係数とは異なる屈折率温度係数を有する材料（以下「温度補償材料」という。）を挿入することによって実現される。温度補償材料は、アレイ導波路において温度変化によって生ずる光路長差変化を相殺する。特にスラブ導波路に溝を形成する構成は、非アサーマルＡＷＧに比較して、回路面積の増大が無いという長所を有する。

図２１は、従来技術における、スラブ導波路に溝を形成するタイプのアサーマルＡＷＧ２１０７の構成を示す平面図である。ここで、２１０１は第１の入出力導波路、２１０２は第１のスラブ導波路、２１０３はアレイ導波路、２１０４は第２のスラブ導波路、２１０５は第２の入出力導波路、２１０６は溝であり、溝２１０６には温度補償材料が充填されている。ここでは溝２１０６は第１のスラブ導波路２１０２に形成されている。また図２２は、図２１のアサーマルＡＷＧにおいて、ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。ここで、２１０８はシリコン基板、２１０９は導波路コア、２１１０はクラッドである。溝２１０６は導波路コア２１０９およびクラッド２１１０の一部を取り除いて形成されており、導波路コア２１０９を分断している。

アサーマルＡＷＧ２１０７は、第１の入出力導波路２１０１に入力した波長多重信号光を第２の入出力導波路２１０５の各導波路へ分波し、波長チャネルごとの信号光として出力する機能と、第２の入出力導波路２１０５の各導波路に入力した波長チャネルごとの信号光を、第１の入出力導波路２１０１へ合波し、波長多重信号光として出力する機能を有し、光波長合分波回路として動作する。

また図２１において、溝２１０６は複数の溝に分割されている。これは、単一の溝よりも、放射損失を低減することが可能だからである。図２１においてｉ番目のアレイ導波路の光路長Ｌ_iは、Ｌ_i＝Ｌ₁＋（ｉ−１）・ΔＬと表され、一定量ΔＬずつ順次長くなるよう設計されている。これに応じて、各アレイ導波路に入力する光波が、第１のスラブ導波路２１０２において溝２１０６によって分断される長さの和Ｌ_i’は、Ｌ₁’＋（ｉ−ｌ）ΔＬ’と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’ずつ順次長くなるような形状をしている。このときＡＷＧの第１の入出力導波路２１０１から第２の入出力導波路２１０２の中央の導波路への透過中心波長λ_cは

と表される。ここで、ｎ_aはアレイ導波路の実効屈折率、ｎ_sはスラブ導波路の実効屈折率、ｎ’は温度補償材料の屈折率であり、ＭはＡＷＧの回折次数であって、ｎ_aΔＬ−ｎ_sΔＬ’＋ｎ’ΔＬ’はＡＷＧにおける隣接する光経路の距離の差、すなわち光路長差を示している。このとき、ｎ’はｎ_sに近く、溝における光波の屈折角は十分小さいと仮定している。ここでαはアレイ導波路およびスラブ導波路の実効屈折率温度係数（α＝ｄｎ_a／ｄＴ＝ｄｎ_s／ｄＴ、Ｔは温度）、α’は温度補償材料の屈折率温度係数（α’＝ｄｎ’／ｄＴ）であるとすると、アサーマルＡＷＧでは、ΔＬ’／（ΔＬ−ΔＬ’）＝−α／α’すなわちΔＬ’＝ΔＬ／（１−α’／α）と設計されている。これにより、アレイ導波路およびスラブ導波路での光路長差の温度変化が、溝に充填された温度補償材料の光路長差の温度変化によって相殺され、透過中心波長の温度依存性が補償されている。

温度補償材料としては、特にα’がαと異符号であり、かつ｜α’｜が｜α｜に比較して十分大きいような材料が好ましい。このような条件の材料としては、例えば光学樹脂であるシリコーン樹脂があり、α’はおよそ−３５×αである。

国際公開第ＷＯ９８／３６２９９号パンフレット 特許第３４９８６５０号公報

前述したような設計のアサーマルＡＷＧであるが、透過中心波長の温度依存性を完全に補償できるわけではない。これは、主に石英ガラス導波路の実効屈折率に、１次に加えて２次の温度係数が存在するため、すなわちα＝α₁＋α₂Ｔの形となっているためである。具体的にはα₁＝１．０×１０^-5、α₂＝１．９×１０^-8程度（Ｔの単位は℃）である。従来技術によるアサーマルＡＷＧでは、この１次係数α₁に起因する光路長差の１次の温度変動のみを補償している。

ここで図２１のアサーマルＡＷＧを例として、導波路の比屈折率差（Δ）１．５％、コア厚４．５μｍ、第１の入出力導波路２１０１、アレイ導波路２１０３、第２の入出力導波路２１０５のコア幅は４．５μｍであり、波長チャネル数（第２の入出力導波路２１０５の導波路本数）４０、チャネル波長間隔０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）、温度補償材料はシリコーン樹脂（α’＝−３．５×１０^-4）とする。このときアレイ導波路の本数は１５０本、ΔＬは３４μｍである。ここで溝２１０６に充填された温度補償材料によって与えられるべき経路長差ΔＬ’は、ΔＬ’＝ΔＬ／（１−α’／α）＝ΔＬ／（１−α’／（α₁＋α₂Ｔ））となり、Ｔ＝２０℃での条件を考えると、ΔＬ′＝０．９８μｍとなる。このアサーマルＡＷＧの中央波長チャネルにおける、透過中心波長の相対的な温度依存性を図２３に示す。図からわかるよう、Ｔ＝２０℃を最小とし、２次関数的な微小波長変動が残留している。

このように、従来技術によるアサーマルＡＷＧにおいては、透過中心波長の温度依存性が僅かながら残留しており、その影響を最小限にするため、使用温度領域の中央温度において、透過中心波長が最小値となるよう、設計を行っていた。しかしながら、透過中心波長が最小値をとる温度には、波長チャネル（出力ポート）依存性が存在していた。これは、アサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路の実効屈折率の温度依存性に起因するものである。

ここで具体的に、前述した波長チャネル数４０、チャネル波長間隔０．８ｎｍのアサーマルＡＷＧを再び考える。図２４は、第２のスラブ導波路２１０４とその近傍を拡大した平面図である。図上、アレイ導波路２１０３の導波路間隔をｄとし、第２の入出力導波路２１０５の導波路間隔をＤとする。第２のスラブ導波路２１０４においてアレイ導波路側端の中央を点Ｐとし、入出力導波路側端の中央を点Ｑとする。線分ＰＱは第２のスラブ導波路２１０４の中心軸であり、その距離（スラブ導波路の長さ）をＦとする。ｊ＝２１番目の第２の入出力導波路を中央波長チャネルのポートとし、点Ｑの位置で第２のスラブ導波路２１０４に接続している。このとき、ｊ＝Ｋ番目の入出力導波路の透過中心波長λ_Kは

と表される。ただし、θは点Ｐから点Ｑを基準に当該の入出力導波路を望む角度であり、θ＝Ｄ（Ｋ−２１）／Ｆと求められる。図２５には、このアサーマルＡＷＧの端、および中央波長チャネル（ｊ＝１、２１、４０）における、透過中心波長の相対的な温度依存性を示す。また図２６には、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル（ｊ）依存性を示す。図から、チャネルｊ＝１では、透過中心波長が最小値となる温度が２２．９℃であり、ｊに応じて徐々に低温に変化し、ｊ＝４０℃では１７．３℃である。よって、透過中心波長が最小値となる温度には、約６℃の波長チャネル依存性があることが分かる。

上述のような温度変化の波長チャネル依存性のため、中央の波長チャネルにおける透過中心波長の最小値をとる温度が、アサーマルＡＷＧの使用温度領域の中央温度となるよう設計されていたとしても、端部の波長チャネルにおける同様の最小値をとる温度は、中央温度からずれてしまい、結果的に全波長チャネルでの使用温度領域は、より制限されてしまうという課題があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、アサーマルＡＷＧにおいて残留する透過中心波長の温度特性の波長チャネル依存性を低減して、全波長チャネルでの使用温度領域を比較的広くすることのできる、アサーマルＡＷＧ（アレイ導波路回折格子）型の光波長合分波回路を提供することにある。

このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、予め定めた光路長差で順次長くなる導波路を有するアレイ導波路と、前記アレイ導波路の両端部に接続され、長さがＦである第１のスラブ導波路および第２のスラブ導波路と、前記第１のスラブ導波路に接続された第１の入出力導波路と、前記第２のスラブ導波路に接続された第２の入出力導波路とを備えるアレイ導波路回折格子型の波長合分波回路であって、前記第１の入出力導波路は、単一の導波路を有し、前記第２の入出力導波路は、複数の導波路を有し、前記第１の入出力導波路に入力した波長多重信号光を前記第２の入出力導波路の各導波路へ分波する機能、および前記第２の入出力導波路の各導波路に入力した波長チャネル光を前記第１の入出力導波路へ合波する機能を有し、少なくとも前記第２のスラブ導波路には、光波の進行方向に交差して導波路を分断する溝が配置され、前記溝には、前記溝が配置された導波路の実効屈折率の温度係数αと異符号でかつ絶対値の大きい屈折率温度係数α’を有する材料が充填されて、前記第１の入出力導波路から前記第２の入出力導波路の中央の導波路に至る経路において温度変化によって生ずる１次の光路長差変化が補償され、前記第２のスラブ導波路に形成された溝の光波の進行方向に対する幅の平均値は、予め定めた環境温度においてＦ／（１−α’／α）に等しいことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第１のスラブ導波路には溝が形成されていないことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記溝は、前記第１のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する溝と、前記第２のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が変化しない溝とを備えることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記溝は、前記第１のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する溝と、前記第２のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する溝とを備えることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかにおいて、前記溝は、光波の進行方向に配列された複数の溝から構成されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかにおいて、前記溝が配置された導波路は、石英系ガラスで構成され、前記溝に充填された材料は、光学樹脂であることを特徴とする。

本発明によれば、第２のスラブ導波路に形成された溝の光波の進行方向に対する幅の平均値を、予め定めた環境温度においてＦ／（１−α’／α）に等しくすることにより、アサーマルＡＷＧにおいて残留する透過中心波長の温度特性の波長チャネル依存性を低減して、全波長チャネルでの使用温度領域を比較的広くすることのできる、アサーマルＡＷＧ（アレイ導波路回折格子）型の光波長合分波回路を提供することができる。

本発明が解決しようとする課題は、アサーマルＡＷＧの第２のスラブ導波路における、実効屈折率の温度依存性に起因している。式（２）において、右辺｛ｎ_aΔＬ−ｎ_sΔＬ’＋ｎ’ΔＬ’｝／Ｍの項は式（１）と一致する。この項の分子は、第１の入出力導波路から第２の入出力導波路の中央の導波路（中央の波長チャネル）へ至る経路での光路長差を表しており、その温度依存性は補償されている。他方、ｎ_sｄθ／Ｍの項は、第２の入出力導波路のどの導波路を使用するかによって決まる量、すなわち波長チャネル依存性を表す項である。この項の分子は、第２のスラブ導波路において生じる光路長差を表しており、その温度依存性は補償されていない。よって、この第２のスラブ導波路において生じる光路長差ｎ_sｄθの温度依存性を補償することが、上述した課題を解決する手段になると考えられる。

図１は、第２のスラブ導波路において生じる光路長差の温度依存性を補償する手段を説明する図であり、アサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路とその近傍を拡大した平面図である。ここで１０１はアレイ導波路、１０２は第２のスラブ導波路、１０３は第２の入出力導波路である。アレイ導波路１０１の本数はＮ_a（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ_a）であり、その導波路間隔はｄ、第２の入出力導波路１０３の本数（波長チャネル数）はＮ_o（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ_o）であり、その導波路間隔はＤである。第２のスラブ導波路１０２においてアレイ導波路側端の中央を点Ｐとし、入出力導波路側端の中央を点Ｑとする。線分ＰＱは第２のスラブ導波路１０２の中心軸であり、その距離（スラブ導波路の長さ）をＦとする。ｉ＝Ｎ_a／２番目のアレイ導波路は点Ｐの位置で第２のスラブ導波路１０２に接続しており、ｊ＝Ｎ_o／２番目の第２の入出力導波路を中央波長チャネルのポートとし、点Ｑの位置で第２のスラブ導波路１０２に接続している。そして、第２のスラブ導波路１０２には、アレイ導波路１０１と第２の入出力導波路１０３を結ぶ全ての線分と交差し、一定の幅Ｌ’_cを有する溝１０４が形成され、シリコーン樹脂が充填されている。この構成により、ｊ＝Ｋ番目の第２の入出力導波路に対して、第２のスラブ導波路１０２において生じる光路長差は、｛ｎ_s（１−Ｌ’_c／Ｆ）＋ｎ’Ｌ’_c／Ｆ｝ｄθとなる。ただしここで、θ＝Ｄ（Ｋ−Ｎ_o／２）／Ｆである。

ここでαは第２のスラブ導波路の実効屈折率温度係数（α＝ｄｎ_s／ｄＴ）、α’は温度補償材料の屈折率温度係数（α’＝ｄｎ’／ｄＴ）であるとすると、（１−Ｌ’_c／Ｆ）：Ｌ’_c／Ｆ＝−α’：α、すなわち

と設計すれば、第２のスラブ導波路１０２において生じる光路長差の温度依存性が補償される。ただしＬ’_c＜Ｆでなければならないので、α’＜０であることが必要である。すなわち温度補償材料の屈折率温度係数（α’）は、負値であることが必要である。ここで、シリコーン樹脂はα’＜０であるからこの要求を満たす。シリコーン樹脂のような負のα’を有する温度補償材料を適用する場合においては、式（３）の条件は、溝１０４の幅Ｌ’_cと、第２のスラブ導波路１０２において残された導波路の長さＦ−Ｌ’_cの比が、第２のスラブ導波路１０２の実効屈折率温度係数の絶対値｜α｜と、温度補償材料の屈折率温度係数の絶対値｜α’｜比に等しい、ということに対応する。またこのとき｜α’｜が｜α｜に比べて十分大きいことが好ましい。これはＬ’_cを小さく設計できるので、溝１０４における過剰損失を小さく抑えることができるためである。シリコーン樹脂はこの意味において好適な温度補償材料である。加えて、溝１０４は複数の溝に分割されていてもよい。分割は溝における過剰損失の更なる低減に効果的である。その場合、分割された各溝の幅の総和がＬ’_cの条件を満足すれば、第２のスラブ導波路１０２で生じる光路長差の温度依存性が補償される。

図１において、溝１０４の幅が、１次関数的に変化する場合の構成を図２に示す。図において、各符号の説明は図１と同様であるが、溝１０４においては、その幅が図の下から上の方向に、１次関数的に変化している。この場合、第２のスラブ導波路１０２において生じる光路長差を厳密に補償することはできないが、第２のスラブ導波路１０２の中心軸である線分ＰＱと交差する溝１０４の幅Ｌ’_cが、式（３）を満たすようにすれば、上述した光路長差の温度依存性は最大限に補償される。ここで溝１０４の幅は１次関数的に変化するので、Ｌ’_cは溝１０４の幅の平均値と言い換えることができる。

従来技術によるアサーマルＡＷＧに関して、特許文献１および特許文献２においては、温度補償材料を充填する溝の一部または全部を、第２のスラブ導波路に形成する構成が開示されている。この場合には溝での過剰損失をなるべく抑制するため、式（１）を満足する範囲で溝幅がなるべく小さくなるように、すなわち各溝の最小溝幅がなるべくゼロに近くなるように設計されている。よってこの設計においては、各溝幅の平均値の総和Ｌ’_cが、式（３）の条件を満足することはできなかった。

図３は、従来技術による、第２のスラブ導波路に溝を形成するアサーマルＡＷＧの構成を示す平面図である。ここで、３０１は第１の入出力導波路、３０２は第１のスラブ導波路、３０３はアレイ導波路、３０４は第２のスラブ導波路、３０５は第２の入出力導波路、３０６は溝であり、溝３０６には温度補償材料が充填されている。また溝３０６はここでは８つの溝に分割されている。これは、単一の溝よりも、放射損失を低減することが可能だからである。図３においてｊ番目のアレイ導波路の長さＬ_iは、Ｌ_i＝Ｌ_l＋（ｉ−１）・ΔＬと表され、一定量ΔＬずつ順次長くなるよう設計されている。これに応じて、各アレイ導波路を通過する光波が、第２のスラブ導波路３０４において溝３０６によって分断される長さの和Ｌ_i’は、Ｌ_i’＝Ｌ_l’＋（ｉ−１）ΔＬ’と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’ずつ順次長くなるような形状をしている。図３のアサーマルＡＷＧの例として、導波路のΔ１．５％、コア厚４．５μｍ、実効屈折率温度係数α＝１．０×１０^-5＋１．９×１０^-8×Ｔ（Ｔは単位℃での温度）、第１の入出力導波路３０１、アレイ導波路３０３、第２の入出力導波路３０５のコア幅は４．５μｍであり、波長チャネル数（第２の入出力導波路３０５の導波路本数）４０、チャネル波長間隔０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）、温度補償材料はシリコーン樹脂（屈折率温度係数α’＝−３．５×１０^-4）とする。このときアレイ導波路の本数は１５０本、ΔＬは３４μｍである。ここで溝３０６に充填された温度補償材料によって与えられる経路長差ΔＬ’は、Ｔ＝２０℃として、ΔＬ’＝ΔＬ／（１−α’／α）＝０．９８μｍである。

図４は、図２のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路３０４とその近傍を拡大した平面図である。図上、アレイ導波路３０３の導波路間隔をｄとし、第２の入出力導波路３０５の導波路間隔をＤとする。第２のスラブ導波路３０４においてアレイ導波路側端の中央を点Ｐとし、入出力導波路側端の中央を点Ｑとする。線分ＰＱは第２のスラブ導波路３０４の中心軸であり、その距離（スラブ導波路の長さ）をＦとする。ｊ＝２１番目の第２の入出力導波路を中央波長チャネルのポートとし、点Ｑの位置で第２のスラブ導波路３０４に接続している。ここでｄ＝９μｍ、Ｄ＝１２μｍ、Ｆ＝６０８０μｍである。また溝３０６は８つに分割されている。この従来技術によるアサーマルＡＷＧにおいては、溝での過剰損失をなるべく抑制するため、分割された各溝の最小溝幅がなるべくゼロに近くなるように設計される。それにより各溝は湾曲した三角形形状になる。図４では溝の最下部で、ｉ＝１番目のアレイ導波路からｊ＝４０番目の第２の入出力導波路へ向かう光波の進行軸上における溝幅が最小溝幅であり、ここでは最小溝幅０μｍとする。このとき、線分ＰＱ上での各溝の溝幅の和Ｌ’_c＝Ｌ’（１）_c＋Ｌ’（２）_c＋・・・＋Ｌ’（８）_c＝９５．９μｍとなっている。よって、Ｌ’_c＜Ｆ／（１−α’／α）であって、式（３）の条件は満たされていない。図５は、このアサーマルＡＷＧにおける、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル（ｊ）依存性を示す。図から、チャネルｊ＝１では、透過中心波長が最小値となる温度が２１．４℃であり、ｊに応じて徐々に低温に変化し、ｊ＝４０では１９．０℃である。よって、透過中心波長が最小値となる温度には、約２．４℃の波長チャネル依存性があることがわかる。これは、図２１〜２６で説明した、従来技術によるアサーマルＡＷＧよりは波長チャネル依存性が小さいが、依然として顕著な波長チャネル依存性は残存しており、更なる波長チャネル依存性の改善が求められている。

以上の考察を踏まえ、以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施形態に係る光波長合分波回路について図６〜９を参照して説明する。図６は、本実施形態における、アサーマルＡＷＧ６０７の構成を示す平面図である。ここで、６０１は第１の入出力導波路、６０２は第１のスラブ導波路、６０３はアレイ導波路、６０４は第２のスラブ導波路、６０５は第２の入出力導波路、６０６ａは第１のスラブ導波路６０２に形成された溝、６０６ｂは第２のスラブ導波路６０４に形成された溝であり、溝６０６ａ、６０６ｂには温度補償材料が充填されている。図６においてｉ番目のアレイ導波路の光路長Ｌ_iは、Ｌ_i＝Ｌ_l＋（ｉ−１）・ΔＬと表され、一定量ΔＬずつ順次長くなるよう設計されている。これに応じて、各アレイ導波路を通過する光波が、第１のスラブ導波路６０２において溝６０６ａによって分断される長さＬ_i’（ａ）はＬ_i’（ａ）＝Ｌ_l’（ａ）＋（ｉ−１）ΔＬ’（ａ）と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’（ａ）ずつ順次長くなるような形状をしている。また各アレイ導波路を通過し、中央の波長チャネルを通過する光波が、第２のスラブ導波路６０４において溝６０６ｂによって分断される長さＬ_i’（ｂ）はＬ_i’（ｂ）＝Ｌ_l’（ｂ）＋（ｉ−１）ΔＬ’（ｂ）と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’（ｂ）ずつ順次長くなるような形状をしている。このアサーマルＡＷＧは、導波路のΔが１．５％、コア厚４．５μｍ、実効屈折率温度係数α＝１．０×１０^-5＋１．９×１０^-8×Ｔ、第１の入出力導波路６０１、アレイ導波路６０３、第２の入出力導波路６０５のコア幅は４．５μｍであり、波長チャネル数（第２の入出力導波路６０５の導波路本数）４０、チャネル波長間隔０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）、温度補償材料はシリコーン樹脂（屈折率温度係数α’＝−３．５×１０^-4）である。このときアレイ導波路の本数は１５０本、ΔＬは３４μｍである。ここで溝６０６ａ、６０６ｂに充填された温度補償材料によって与えられる経路長差ΔＬ’は、Ｔ＝２０℃として、ΔＬ’＝ΔＬ’（ａ）＋ΔＬ’（ｂ）＝ΔＬ／（１−α’／α）＝０．９８μｍであるが、特に本実施形態では溝６０６ａと６０６ｂで与えられ経路長差を等しく、すなわちΔＬ’（ａ）＝ΔＬ’（ｂ）＝ΔＬ’／２＝０．４９μｍと設計している。

図７（Ａ）は、図６のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路とその近傍を拡大した平面図である。図上、アレイ導波路６０３の導波路間隔をｄとし、第２の入出力導波路６０５の導波路間隔をＤとする。第２のスラブ導波路６０４においてアレイ導波路側端の中央を点Ｐとし、入出力導波路側端の中央を点Ｑとする。線分ＰＱは第２のスラブ導波路の中心軸であり、その距離（スラブ導波路の長さ）をＦとする。ｊ＝２１番目の第２の入出力導波路を中央波長チャネルのポートとし、点Ｑの位置で第２のスラブ導波路６０４に接続している。ここでｄ＝９μｍ、Ｄ＝１２μｍ、Ｆ＝６０８０μｍである。本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、溝６０６ｂは、湾曲した三角形状の部分に均一幅部分が加えられ、湾曲した台形状になっており、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する。ここで溝幅の平均値、すなわち線分ＰＱ上での溝幅をＬ’_cとすると、Ｌ’_cはＴ＝２０℃（「予め定めた環境温度」に相当。）において式（３）を満足するように均一幅部分を調整して設計されており、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。このとき溝６０６ｂの均一幅部分の幅１２７．２μｍである。また溝における過剰損失を低減するために、溝６０６ｂは、複数の溝に分割されていて構わない。図７（Ｂ）は、図６のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路６０４とその近傍を拡大した平面図であり、溝６０６ｂを４つに分割した場合を示している。分割された各溝には均一幅部分があり、湾曲した台形状をしている。このとき線分ＰＱ上での各溝の溝幅の和Ｌ’_c＝Ｌ’（１）_c＋Ｌ’（２）_c＋・・・＋Ｌ’（４）_cは、Ｔ＝２０℃において、式（３）を満足するように均一幅部分を調整して設計されており、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。このとき溝６０６ｂにおける各溝の均一幅部分の幅の和は１２７．２μｍである。

図８（Ａ）は、図６のアサーマルＡＷＧにおける第１のスラブ導波路とその近傍を拡大した平面図である。本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて溝６０６ａは、従来技術によるアサーマルＡＷＧと同様、損失をなるべく抑制するため、最小溝幅がなるべくゼロに近くなるように設計されている。よって、溝６０６ａは湾曲した三角形状をしており、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する。図８ａでは溝の最下部で、第１の入出力導波路からｉ＝１番目のアレイ導波路へ向かう光波の進行軸上における溝幅が最小溝幅であり、ここでは最小溝幅０μｍとしている。また溝における過剰損失を更に低減するために、溝６０６ａは、複数の溝に分割されていて構わない。図８（Ｂ）は、図６のアサーマルＡＷＧにおける第１のスラブ導波路６０２とその近傍を拡大した平面図であり、溝６０６ａを４つに分割した場合を示している。分割された各溝は最小溝幅０μｍとしており、湾曲した三角形状をしている。

図９は、このアサーマルＡＷＧにおける、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル（ｊ）依存性を示す。図より、波長チャネル依存性は０．２℃以下であり、従来技術によるアサーマルＡＷＧに比較して十分に抑制されていることが分かる。これにより、本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、Ｌ’_cが式（３）を満たすように溝６０６ｂを設計したことにより、第２のスラブ導波路６０４における光路長差温度変化の波長チャネル依存性が補償され、透過中心波長温度変化の波長チャネル依存性が低減できることが確認された。

［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施形態に係る光波長合分波回路について図１０〜１２を参照して説明する。図１０は、第２の実施形態における、アサーマルＡＷＧ１００７の構成を示す平面図である。ここで、１００１は第１の入出力導波路、１００２は第１のスラブ導波路、１００３はアレイ導波路、１００４は第２のスラブ導波路、１００５は第２の入出力導波路、１００６は第２のスラブ導波路１００４に形成された溝であり、温度補償材料が充填されている。図１０においてｉ番目のアレイ導波路の長さＬ_iは、Ｌ_i＝Ｌ_l＋（ｉ−１）・ΔＬと表され、一定量ΔＬずつ順次長くなるよう設計されている。これに応じて、各アレイ導波路を通過する光波が、第２のスラブ導波路１００４において溝１００６によって分断される長さＬ_i’はＬ_i’＝Ｌ_l’＋（ｉ−１）ΔＬ’と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’ずつ順次長くなるような形状をしている。このアサーマルＡＷＧは、導波路のΔが１．５％、コア厚４．５μｍ、実効屈折率温度係数α＝１．０×１０^-5＋１．９×１０^-8×Ｔ、第１の入出力導波路１００１、アレイ導波路１００３、第２の入出力導波路１００５のコア幅は４．５μｍであり、波長チャネル数（第２の入出力導波路１００５の導波路本数）４０、チャネル波長間隔０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）、温度補償材料はシリコーン樹脂（屈折率温度係数α’＝−３．５×１０^-4）である。このときアレイ導波路の本数は１５０本、ΔＬは３４μｍである。ここで溝１００６に充填された温度補償材料によって与えられる経路長差ΔＬ’は、Ｔ＝２０℃として、ΔＬ’＝ΔＬ／（１−α’／α）＝０．９８μｍと設計している。

図１１（Ａ）は、図１０のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路とその近傍を拡大した平面図である。図上、アレイ導波路１００３の導波路間隔をｄとし、第２の入出力導波路１００５の導波路間隔をＤとする。第２のスラブ導波路１００４においてアレイ導波路側端の中央を点Ｐとし、入出力導波路側端の中央を点Ｑとする。線分ＰＱは第２のスラブ導波路１００４の中心軸であり、その距離（スラブ導波路の長さ）をＦとする。ｊ＝２１番目の第２の入出力導波路を中央波長チャネルのポートとし、点Ｑの位置で第２のスラブ導波路１００４に接続している。ここでｄ＝９μｍ、Ｄ＝１２μｍ、Ｆ＝６０８０μｍである。本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、溝１００６は、湾曲した三角形状の部分に均一幅部分が加えられ、湾曲した台形状になっており、幅が徐々に変化する。ここで溝幅の平均値、すなわち線分ＰＱ上での溝幅をＬ’_cとすると、Ｌ’_cはＴ＝２０℃（「予め定めた環境温度」に相当。）において式（３）を満足するように均一幅部分を調整して設計されており、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。このとき溝１００６ｂの均一幅部分の幅７９．２μｍである。また溝における過剰損失を低減するために、溝１００６ｂは、複数の溝に分割されていて構わない。図１１（Ｂ）は、図１０のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路１００４とその近傍を拡大した平面図であり、溝１００６を４つに分割した場合を示している。分割された各溝には均一幅部分があり、湾曲した台形状をしている。このとき、線分ＰＱ上での各溝の溝幅の和Ｌ’_c＝Ｌ’（１）_c＋Ｌ’（２）_c＋・・・＋Ｌ’（４）_cは、Ｔ＝２０℃において、式（３）を満足するように均一幅部分を調整して設計されており、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。このとき溝１００６における各溝の均一幅部分の幅の和は７９．２μｍである。

図１２は、このアサーマルＡＷＧにおける、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル（ｊ）依存性を示す。図より、波長チャネル依存性は０．２℃以下であり、従来技術によるアサーマルＡＷＧに比較して十分に抑制されていることが分かる。これにより、本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、Ｌ’_cが式（３）を満たすように溝１００６を設計したことにより、第２のスラブ導波路１００４における光路長差温度変化の波長チャネル依存性が補償され、透過中心波長温度変化の波長チャネル依存性が低減できることが確認された。

［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施形態に係る光波長合分波回路について図１３〜１６を参照して説明する。図１３は、第３の実施形態における、アサーマルＡＷＧ１３０７の構成を示す平面図である。ここで、１３０１は第１の入出力導波路、１３０２は第１のスラブ導波路、１３０３はアレイ導波路、１３０４は第２のスラブ導波路、１３０５は第２の入出力導波路、１３０６ａは第１のスラブ導波路１３０２に形成された溝、１３０６ｂは第２のスラブ導波路１３０４に形成された溝であり、溝１３０６ａ、１３０６ｂには温度補償材料が充填されている。図１３においてｉ番目のアレイ導波路の長さＬ_iは、Ｌ_i＝Ｌ_l＋（ｉ−１）・ΔＬと表され、一定量ΔＬずつ順次長くなるよう設計されている。これに応じて、各アレイ導波路を通過する光波が、第１のスラブ導波路１３０２において溝１３０６ａによって分断される長さＬ_i’はＬ_i’＝Ｌ_l’＋（ｉ−１）ΔＬ’と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’ずつ順次長くなるような形状をしている。また各アレイ導波路を通過し、中央の波長チャネルを通過する光波が、第２のスラブ導波路１３０４において溝１３０６ｂによって分断される長さは均一な量である。このアサーマルＡＷＧは、導波路のΔが１．５％、コア厚４．５μｍ、実効屈折率温度係数α＝１．０×１０^-5＋１．９×１０^-8×Ｔ、第１の入出力導波路１３０１、アレイ導波路１３０３、第２の入出力導波路１３０５のコア幅は４．５μｍであり、波長チャネル数（第２の入出力導波路１３０５の導波路本数）４０、チャネル波長間隔０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）、温度補償材料はシリコーン樹脂（屈折率温度係数α’＝−３．５×１０^-4）である。このときアレイ導波路の本数は１５０本、ΔＬは３４μｍである。ここで溝１３０６ａに充填された温度補償材料によって与えられる経路長差ΔＬ’は、Ｔ＝２０℃として、ΔＬ’＝ΔＬ／（１−α’／α）＝０．９８μｍと設計している。

図１４（Ａ）は、図１３のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路１３０４とその近傍を拡大した平面図である。図上、アレイ導波路１３０３の導波路間隔をｄとし、第２の入出力導波路１３０５の導波路間隔をＤとする。第２のスラブ導波路１３０４においてアレイ導波路側端の中央を点Ｐとし、入出力導波路側端の中央を点Ｑとする。線分ＰＱは第２のスラブ導波路１３０４の中心軸であり、その距離（スラブ導波路の長さ）をＦとする。ｊ＝２１番目の第２の入出力導波路を中央波長チャネルのポートとし、点Ｑの位置で第２のスラブ導波路１３０４に接続している。ここでｄ＝９μｍ、Ｄ＝１２μｍ、Ｆ＝６０８０μｍである。本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、溝１３０６ｂは、各アレイ導波路からｊ＝２１番目の第２の入出力導波路へ向かう光波の進行軸と交差する溝幅が一定値Ｌ’_cであり、湾曲した長方形状になっている。ここでＬ’_cはＴ＝２０℃（「予め定めた環境温度」に相当。）において式（３）を満足するように設計されており、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。また溝における過剰損失を低減するために、溝１３０６ｂは、複数の溝に分割されていて構わない。図１４（Ｂ）は、図１３のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路１３０４とその近傍を拡大した平面図であり、溝１３０６ｂを４つに分割した場合を示している。分割された各溝には均一幅であり、それぞれ湾曲した長方形状をしている。このとき、線分ＰＱ上での各溝の溝幅の和Ｌ’_c＝Ｌ’（１）_c＋Ｌ’（２）_c＋・・・＋Ｌ’（４）_cは、Ｔ＝２０℃において、式（３）を満足するように設計されており、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。

図１５（Ａ）は、図１３のアサーマルＡＷＧにおける第１のスラブ導波路１３０２とその近傍を拡大した平面図である。本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて溝１３０６ａは、従来技術によるアサーマルＡＷＧと同様、損失をなるべく抑制するため、最小溝幅がなるべくゼロに近くなるように設計されている。よって、溝１３０６ａは湾曲した三角形状をしている。図１５（Ａ）では溝の最下部で、第１の入出力導波路からｉ＝１番目のアレイ導波路へ向かう光波の進行軸上における溝幅が最小溝幅であり、ここでは最小溝幅０μｍとしている。また溝における過剰損失を更に低減するために、溝１３０６ａは、複数の溝に分割されていて構わない。図１５（Ｂ）は、図１３のアサーマルＡＷＧにおける第１のスラブ導波路１３０２とその近傍を拡大した平面図であり、溝１３０６ａを４つに分割した場合を示している。分割された各溝は最小溝幅０μｍとしており、湾曲した三角形状をしている。

図１６は、このアサーマルＡＷＧにおける、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル（ｊ）依存性を示す。図より、波長チャネル依存性はゼロになっており、従来技術によるアサーマルＡＷＧに比較して十分に抑制されていることが分かる。これにより、本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、Ｌ’_cが式（３）を満たすように溝１３０６ｂを設計したことにより、第２のスラブ導波路１３０４における光路長差温度変化の波長チャネル依存性が補償され、透過中心波長温度変化の波長チャネル依存性が低減できることが確認された。

［第４の実施の形態］
本発明の第４の実施形態に係る光波長合分波回路について図１７〜２０を参照して説明する。図１７は、第４の実施形態における、アサーマルＡＷＧの構成を示す平面図である。ここで、１７０１は第１の入出力導波路、１７０２は第１のスラブ導波路、１７０３はアレイ導波路、１７０４は第２のスラブ導波路、１７０５は第２の入出力導波路、１７０６ａは第１のスラブ導波路１７０２に形成された溝、１７０６ｂは第２のスラブ導波路１７０４に形成された溝であり、溝１７０６ａ、１７０６ｂには温度補償材料が充填されている。図１７においてｉ番目のアレイ導波路の長さＬ_iは、Ｌ_i＝Ｌ_l＋（ｉ−１）・ΔＬと表され、一定量ΔＬずつ順次長くなるよう設計されている。これに応じて、各アレイ導波路を通過する光波が、第１のスラブ導波路１７０２において溝１７０６ａによって分断される長さＬ_i’（ａ）はＬ_i’（ａ）＝Ｌ_l’（ａ）＋（ｉ−１）ΔＬ’（ａ）と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’（ａ）ずつ順次長くなるような形状をしている。また各アレイ導波路を通過し、中央の波長チャネルを通過する光波が、第２のスラブ導波路１７０４において溝１７０６ｂによって分断される長さＬ_i’（ｂ）はＬ_i’（ｂ）＝Ｌ_l’（ｂ）＋（ｉ−１）ΔＬ’（ｂ）と表され、ΔＬに比例した量ΔＬ’（ｂ）ずつ順次長くなるような形状をしている。このアサーマルＡＷＧは、導波路のΔが１．５％、コア厚４．５μｍ、実効屈折率温度係数α＝１．０×１０^-5＋１．９×１０^-8×Ｔ、第１の入出力導波路１７０１、アレイ導波路１７０３、第２の入出力導波路１７０５のコア幅は４．５μｍであり、波長チャネル数（第２の入出力導波路１７０５の導波路本数）４０、チャネル波長間隔０．４ｎｍ（５０ＧＨｚ）、温度補償材料はシリコーン樹脂（屈折率温度係数α’＝−３．５×１０^-4）である。このときアレイ導波路の本数は１５０本、ΔＬは６８μｍである。ここで溝１７０６ａ，１７０６ｂに充填された温度補償材料によって与えられる経路長差ΔＬ’は、Ｔ＝２０℃として、ΔＬ’＝ΔＬ’（ａ）＋ΔＬ’（ｂ）＝ΔＬ／（１−α’／α）＝１．８７μｍと設計している。

図１８（Ａ）は、図１７のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路１７０４とその近傍を拡大した平面図である。図上、アレイ導波路１７０３の導波路間隔をｄとし、第２の入出力導波路１７０５の導波路間隔をＤとする。第２のスラブ導波路１７０４においてアレイ導波路側端の中央を点Ｐとし、入出力導波路側端の中央を点Ｑとする。線分ＰＱは第２のスラブ導波路１７０４の中心軸であり、その距離（スラブ導波路の長さ）をＦとする。ｊ＝２１番目の第２の入出力導波路を中央波長チャネルのポートとし、点Ｑの位置で第２のスラブ導波路１７０４に接続している。ここでｄ＝９μｍ、Ｄ＝１２μｍ、Ｆ＝６０８０μｍである。本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、溝１７０６ｂは、従来技術によるアサーマルＡＷＧと同様、損失をなるべく抑制するため、最小溝幅がなるべくゼロに近くなるように設計されている。よって、溝１７０６ｂは湾曲した三角形状をしている。図１８（Ａ）では溝の最下部で、ｉ＝１番目のアレイ導波路からｊ＝４０番目の第２の入出力導波路へ向かう光波の進行軸上における溝幅が最小溝幅であり、ここでは最小溝幅０μｍとしている。ここで溝幅の平均値、すなわち線分ＰＱ上での溝幅をＬ’_cとすると、Ｌ’_cがＴ＝２０℃（「予め定めた環境温度」に相当。）において式（３）を満足するようにΔＬ’（ｂ）が決められている。ここでΔＬ’（ｂ）＝１．７３μｍ、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。また溝における過剰損失を低減するために、溝１７０６ｂは、複数の溝に分割されていて構わない。図１８（Ｂ）は、図１７のアサーマルＡＷＧにおける第２のスラブ導波路１７０４とその近傍を拡大した平面図であり、溝１７０６ｂを８つに分割した場合を示している。最小溝幅０μｍとしており、湾曲した三角形状をしている。このとき、線分ＰＱ上での各溝の溝幅の和Ｌ’_c＝Ｌ’（１）_c＋Ｌ’（２）_c＋・・・＋Ｌ’（４）_cは、Ｔ＝２０℃において、式（３）を満足するようにΔＬ’（ｂ）が設計されており、ΔＬ’（ｂ）＝１．７３μｍ、Ｌ’_c＝１７５．１μｍとなっている。

図１９（Ａ）は、図１７のアサーマルＡＷＧにおける第１のスラブ導波路１７０２とその近傍を拡大した平面図である。本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて溝１７０６ａは、従来技術によるアサーマルＡＷＧと同様、損失をなるべく抑制するため、最小溝幅がなるべくゼロに近くなるように設計されている。よって、溝１７０６ａは湾曲した三角形状をしている。図１９（Ａ）では溝の最下部で、第１の入出力導波路からｉ＝１番目のアレイ導波路へ向かう光波の進行軸上における溝幅が最小溝幅であり、ここでは最小溝幅０μｍとしている。また経路長差ΔＬ’（ａ）は、ΔＬ’（ａ）＝ΔＬ’−ΔＬ’（ｂ）＝０．１４μｍと設計されている。またここで溝における過剰損失を更に低減するために、溝１７０６ａは、複数の溝に分割されていて構わない。図１９（Ｂ）は、図１７のアサーマルＡＷＧにおける第１のスラブ導波路１７０２とその近傍を拡大した平面図であり、溝１７０６ａを４つに分割した場合を示している。分割された各溝は最小溝幅０μｍとしており、湾曲した三角形状をしている。

図２０は、このアサーマルＡＷＧにおける、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル（ｊ）依存性を示す。図より、波長チャネル依存性は０．２℃以下であり、従来技術によるアサーマルＡＷＧに比較して十分に抑制されていることが分かる。これにより、本実施形態のアサーマルＡＷＧにおいて、Ｌ’_cが式（３）を満たすように溝１７０６ｂを設計したことにより、第２のスラブ導波路１７０４における光路長差温度変化の波長チャネル依存性が補償され、透過中心波長温度変化の波長チャネル依存性が低減できることが確認された。

［まとめ］
以上４つの実施形態から、本発明によるアサーマルＡＷＧの光波長合分波回路では、従来例に比較して、残留する透過中心波長の微小な温度変化において、その波長チャネル依存性が低減されることが確認された。この結果、本発明により、全波長チャネルを広い温度範囲で使用可能な、光波長合分波回路を得ることができる。

全ての実施の形態では、導波路の比屈折率差、コア幅及びコア厚を特定の値に限定したが、本発明の適用範囲は、この値に限定されるものではない。

全ての実施の形態では、ＡＷＧの設計パラメータを特定の値に限定したが、本発明の適用範囲は、このパラメータに限定されるものではない。

全ての実施の形態では、分割する溝の個数を特定の値に限定したが、本発明の適用範囲は、この数に限定されるものではない。

全ての実施の形態では、温度補償材料としてシリコーン樹脂を使用したが、本発明の適用範囲は、この材料に限定されるものではなく、式（３）を満足することができるいかなる材料も適用することができる。温度補償材料として、エポキシ樹脂、フッ素樹脂等の光学樹脂の使用が考えられる。

本発明による、アサーマルＡＷＧの第２のスラブ導波路において生じる光路長差の温度依存性を補償する手段を説明する図である。 本発明による、アサーマルＡＷＧの第２のスラブ導波路において生じる光路長差の温度依存性を補償する手段を説明する図である。 従来技術による、第２のスラブ導波路に溝を形成するタイプのアサーマルＡＷＧの構成を示す平面図である。 図３における第２のスラブ導波路３０４とその近傍を拡大した平面図である。 従来技術によるアサーマルＡＷＧにおいて、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル依存性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る光波長合分波回路の構成を示す平面図である。 （Ａ）は、図６における第２のスラブ導波路６０４とその近傍を拡大した平面図であり、（Ｂ）は、溝を分割する場合の図である。 （Ａ）は、図６における第１のスラブ導波路６０２とその近傍を拡大した平面図であり、（Ｂ）は、溝を分割する場合の図である。 本発明の第１の実施形態の光波長合分波回路において、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル依存性を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る光波長合分波回路の構成を示す平面図である。 （Ａ）は、図１０における第２のスラブ導波路１００４とその近傍を拡大した平面図であり、（Ｂ）は、溝を分割する場合の図である。 本発明の第２の実施形態の光波長合分波回路において、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル依存性を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態に係る光波長合分波回路の構成を示す平面図である。 （Ａ）は、図１３における第２のスラブ導波路１３０４とその近傍を拡大した平面図であり、（Ｂ）は、溝を分割する場合の図である。 （Ａ）は、図１３における第１のスラブ導波路１３０２とその近傍を拡大した平面図であり、（Ｂ）は、溝を分割する場合の図である。 本発明の第３の実施形態の光波長合分波回路において、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル依存性を示すグラフである。 本発明の第４の実施形態に係る光波長合分波回路の構成を示す平面図である。 （Ａ）は、図１７における第２のスラブ導波路１７０４とその近傍を拡大した平面図であり、（Ｂ）は、溝を分割する場合の図である。 （Ａ）は、図１７における第１のスラブ導波路１７０２とその近傍を拡大した平面図であり、（Ｂ）は、溝を分割する場合の図である。 本発明の第４の実施形態の光波長合分波回路において、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル依存性を示すグラフである。 従来技術における、第１のスラブ導波路に溝を形成するタイプのアサーマルＡＷＧの構成を示す平面図である。 図２１のアサーマルＡＷＧのＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿った断面図である。 従来技術によるアサーマルＡＷＧの中央波長チャネルにおける、透過中心波長の相対的な温度依存性を示したグラフである。 図２１における第２のスラブ導波路２１０４とその近傍を拡大した平面図である。 （Ａ）は、従来技術によるアサーマルＡＷＧの、端および中央波長チャネルにおける、透過中心波長の相対的な温度依存性を示すグラフであり、（Ｂ）は、（Ａ）において、温度２０℃付近を拡大したグラフである。 従来技術によるアサーマルＡＷＧにおいて、透過中心波長が最小値となる温度の、波長チャネル依存性を示すグラフである。

符号の説明

３０７、６０７、１００７、１３０７、１７０７、２１０７ 波長合分波回路
３０１、６０１、１００１、１３０１、１７０１、２１０１、２１１１ 第１の入出力導波路
３０２、６０２、１００２、１３０２、１７０２、２１０２、２１１２ 第１のスラブ導波路
１０１、３０３、６０３、１００３、１３０３、１７０３、２１０３ アレイ導波路
１０２、３０４、６０４、１００４、１３０４、１７０４、２１０４ 第２のスラブ導波路
１０３、３０５、６０５、１００５、１３０５、１７０５、２１０５ 第２の入出力導波路
１０４、３０６、６０６ａ、６０６ｂ、１００６、１３０６ａ、１３０６ｂ、１７０６ａ、１７０６ｂ、２１０６ 溝
２１０８ シリコン基板
２１０９ 導波路コア
２１１０ クラッド

Claims (6)

1. 予め定めた光路長差で順次長くなる導波路を有するアレイ導波路と、
   前記アレイ導波路の両端部に接続され、長さがＦである第１のスラブ導波路および第２のスラブ導波路と、
   前記第１のスラブ導波路に接続された第１の入出力導波路と、
   前記第２のスラブ導波路に接続された第２の入出力導波路と
   を備えるアレイ導波路回折格子型の波長合分波回路であって、
   前記第１の入出力導波路は、単一の導波路を有し、
   前記第２の入出力導波路は、複数の導波路を有し、
   前記第１の入出力導波路に入力した波長多重信号光を前記第２の入出力導波路の各導波路へ分波する機能、および前記第２の入出力導波路の各導波路に入力した波長チャネル光を前記第１の入出力導波路へ合波する機能を有し、
   少なくとも前記第２のスラブ導波路には、光波の進行方向に交差して導波路を分断する溝が配置され、
   前記溝には、前記溝が配置された導波路の実効屈折率の温度係数αと異符号でかつ絶対値の大きい屈折率温度係数α’を有する材料が充填されて、前記第１の入出力導波路から前記第２の入出力導波路の中央の導波路に至る経路において温度変化によって生ずる１次の光路長差変化が補償され、
   前記第２のスラブ導波路に形成された溝の光波の進行方向に対する幅の平均値は、予め定めた環境温度においてＦ／（１−α’／α）に等しい
   ことを特徴とする光波長合分波回路。
2. 前記第１のスラブ導波路には溝が形成されていないことを特徴とする請求項１に記載の光波長合分波回路。
3. 前記溝は、
   前記第１のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する溝と、
   前記第２のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が変化しない溝と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の光波長合分波回路。
4. 前記溝は、
   前記第１のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する溝と、
   前記第２のスラブ導波路に形成され、光波の進行方向に対する幅が徐々に変化する溝と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の光波長合分波回路。
5. 前記溝は、光波の進行方向に配列された複数の溝から構成されていることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の光波長合分波回路。
6. 前記溝が配置された導波路は、石英系ガラスで構成され、
   前記溝に充填された材料は、光学樹脂である
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の光波長合分波回路。

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