JP5333208B2 - 光導波路素子の光軸調整方法及び光導波路素子の製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1では、Y分岐導波路に至る前の光導波路部分に、低等価屈折率導波路部を設けることが開示されている。この低等価屈折率導波路部で、高次モード光やリーキーなモード光を光導波路から基板内に放射し、基底モード光のみが伝搬することで光強度の分岐比が均等になるように調整されている。
なお、本発明における「略等しく」とは、分岐比が完全に1対1となる場合に限定されず、光導波路素子の利用分野毎に期待される作用効果として、分岐比が1対1である場合と遜色無い作用効果を有する分岐比までも含むという意味である。
本発明の「光波の合波」は、分岐部と同一基板に形成された光導波路により実現される場合に限らず、異なる基板に形成したY分岐導波路同士を接続する場合や、Y分岐部を形成した基板外で光ファイバー等の導波手段を用いて合波する場合も含むものである。
3,21,41,61 入力導波手段
4,22,42,62 光軸調整方向
5,23,43,63 光導波路素子
6,24,44,64 直線導波路
7,25,45〜49,65 Y分岐導波路
8,9,26,27 分岐アーム
10,11,29,50,51,69 出射光
12,13,31,52,53,71 光検出器
28,68 合波部
30,70 発振器
図1に、本発明の光導波路素子の光軸調整方法の第1の実施例について、概略を示す。
図1の光軸調整方法においては、基板に光導波路を形成し、該光導波路は少なくとも直線導波路6と該直線導波路から分岐するY分岐導波路7とを有する光導波路素子5と、該光導波路素子5に光波を入力する入力導波手段3を接続する際の光軸調整方法において、該入力導波手段3を介して該直線導波路に異なる2以上の単波長光(λ1,λ2)を入力し、該Y分岐導波路7の各分岐アーム8,9から出力される光波10,11の光強度が略等しくなるように、光導波路素子5と入力導波手段3との光軸を調整することを特徴とする。
(1)光導波路素子へ入力する光波の準備
光源1,2を駆動し入力導波手段3から異なる2つの波長を有する光波を出射させる。
(2)上記(1)の光波の直線導波路への導入と位置調整(調芯)
入力導波手段3を直線導波路の端部に配置すると共に、光強度モニタ12,13で各分岐アームから出射する光波の光強度を観測しながら、入力導波手段3の位置を、例えば矢印4のように移動させる。
(3)光軸位置の決定
光強度モニタ12及び13の光強度が同じとなる、光導波路素子に対する入力導波手段3の位置が、最適な場所と判断され、光軸調整が完了する。なお、光軸調整後は、必要に応じて溶接、半田、接着剤等で、光学部品自体やその支持部材などが筐体等に固定される。
また、それぞれの光源の光強度についても、略等しく設定することが望ましい。光源の偏波についても、調芯する光導波路素子に偏波依存性がある場合には、各光源の偏波を調整してから入力することが望ましい。
第2の実施例は、基板に光導波路を形成し、該光導波路は少なくとも直線導波路24と該直線導波路から分岐するY分岐導波路25とを有する光導波路素子23と、該光導波路素子に光波を入力する入力導波手段21を接続する際の光軸調整方法において、該入力導波手段21を介して該直線導波路24に広帯域光(光源20)を入力し、該Y分岐導波路25の各分岐アーム26,27から出力される光波を合波(合波部28)し、合波後の光波29の光強度又はリサージュ特性(変調特性)の少なくとも一方を測定して、光導波路素子23と入力導波手段21との光軸を調整するため、Y分岐導波路25における分岐比を均等化することが可能な光導波路素子の光軸調整方法を提供することが可能となる。
また、図2では、光導波路素子23から出射する光波29を光検出器31で受け、該光検出器31の信号と、光導波路素子23を駆動する発振器30からの信号とを、それぞれオシロスコープ32のY軸端子やX軸端子に入力し、オシロスコープ32の変調曲線を見ながら入力導波手段である入射ファイバ21を矢印22の方向などに動かし、調芯する。
光強度は、上述した広帯域光を用いる場合には、複数の波長光を含む光波全体の光強度を検出することが可能であるが、これに限らず、複数の特定波長に着目し、各波長毎の光強度を検出することも可能である。また、後述するように、広帯域光に替えて、異なる2以上の単波長光を利用する場合も同様である。
オシロスコープで測定した変調曲線の例を図3に示す。図3(a)は、Y分岐導波路25の分岐比が1対1からずれた状態を示しており、通常、このような場合には変調曲線の光出力強度の最小値ΔPは0とはならず、分岐比が1対1の場合の理想値は、図3(b)のように変調曲線の光出力強度の最小値が0となる。
ただし、光導波路素子に入力する光波が広帯域光源であることから、特定の波長では合波された光波の光出力強度の最小値が0となっても、同じ電圧で他の波長の最小値が0と成るとは限らない。実際には、測定範囲の電圧に対して合波された光波の最小値ΔPは数個測定できるが、すべてのΔPが0とはならない。このため、測定範囲の電圧に対して、複数個測定できるΔPとなる点を全体的に最小(複数個のΔP値の総和が最小)となる状況で光軸調整を行なうことが好ましい。
図5では、光源40として第2に実施例で使用したSLD光源を用いている。また、測定部分では、第1の実施例で使用した光強度モニタ52及び53を用いている。光強度モニタの数は2つに限らないが、光軸調整を行なう際に着目するY分岐導波路から対称に分岐した分岐アームを特定し、該分岐アームから出射する光波50,51の光強度を対比する必要がある。
例えば、光導波路素子の特性評価を行う場合には、第1の実施例の光軸調整方法を利用して、光導波路素子の直線導波路6に、異なる2つ以上の波長を有する光波を入力し、光導波路素子から出射する光波の光強度を測定することで、Y分岐導波路7の分岐比を正確に測定することが可能となる。そして、その測定値に基づき光導波路素子の特性を評価できる。
上記では、光導波路素子自体の特性評価であるが、光導波路素子モジュールについても同様に特性評価できることは言うまでもない。
Claims (8)
- 基板に光導波路を形成し、該光導波路は少なくとも直線導波路と該直線導波路から分岐するY分岐導波路とを有する光導波路素子と、
該光導波路素子に光波を入力する入力導波手段を接続する際の光軸調整方法において、
該入力導波手段を介して該直線導波路に広帯域光又は波長の異なる2以上の単波長光を入力し、
該Y分岐導波路の各分岐アームから出力される前記広帯域光又は波長の異なる2以上の単波長光であって、複数の波長光を含む光波の光強度が各分岐アーム間で略等しくなるように、光導波路素子と入力導波手段との光軸を調整することを特徴とする光導波路素子の光軸調整方法。 - 基板に光導波路を形成し、該光導波路は少なくとも直線導波路と該直線導波路から分岐するY分岐導波路とを有する光導波路素子と、
該光導波路素子に光波を入力する入力導波手段を接続する際の光軸調整方法において、
該入力導波手段を介して該直線導波路に広帯域光又は波長の異なる2以上の単波長光を入力し、
該Y分岐導波路の各分岐アームから出力される光波を合波し、合波後の光波の光強度又はリサージュ特性の少なくとも一方を測定して、光導波路素子と入力導波手段との光軸を調整することを特徴とする光導波路素子の光軸調整方法。 - 請求項2に記載の光導波路素子の光軸調整方法において、該光導波路は、少なくとも該Y分岐導波路から各分岐アームから出力される光波を合波する合波部分までを基板に形成したマッハツェンダー型光導波路であることを特徴とする光導波路素子の光軸調整方法。
- 請求項2に記載の光導波路素子の光軸調整方法において、該光導波路は、少なくとも該Y分岐導波路から各分岐アームから出力される光波を合波する合波部分までを基板に形成したネスト型光導波路であることを特徴とする光導波路素子の光軸調整方法。
- 請求項2乃至4のいずれかに記載の光導波路素子の光軸調整方法において、合波後の光波のON/OFF特性のバラツキが10dB以内となるように、該光導波路素子と該入力導波手段との光軸を調整することを特徴とする光導波路素子の光軸調整方法。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の光導波路素子の光軸調整方法において、該直線導波路の長さが導波する光波の波長の2000倍以下又は3mm以下のいずれかであることを特徴とする光導波路素子の光軸調整方法。
- 基板に光導波路を形成し、該光導波路は少なくとも直線導波路と該直線導波路から分岐するY分岐導波路とを有する光導波路素子の製造方法において、
該光導波路素子に、光波を入力する入力導波手段を接続し、
該入力導波手段を介して該直線導波路に広帯域光又は波長の異なる2以上の単波長光を入力した際に、該Y分岐導波路の各分岐アームから出力される前記広帯域光又は波長の異なる2以上の単波長光であって、複数の波長光を含む光波の光強度が各分岐アーム間で略等しくなるように、光導波路素子と入力導波手段との光軸を調整し、該直線導波路の長さを導波する光波の波長の2000倍以下又は3mm以下のいずれかにすることを特徴とする光導波路素子の製造方法。 - 基板に光導波路を形成し、該光導波路は少なくとも直線導波路と該直線導波路から分岐するY分岐導波路とを有する光導波路素子の製造方法において、
該光導波路素子に、光波を入力する入力導波手段を接続し、
該入力導波手段を介して該直線導波路に広帯域光又は波長の異なる2以上の単波長光を入力した際に、該Y分岐導波路の各分岐アームから出力される光波を合波し、合波後の光波の光強度又はリサージュ特性の少なくとも一方を測定して、光導波路素子と入力導波手段との光軸を調整し、該直線導波路の長さを導波する光波の波長の2000倍以下又は3mm以下のいずれかにすることを特徴とする光導波路素子の製造方法。
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