JPH04234704A - 光導波路の並列配置された複数の出力端面を備える回折格子 - Google Patents

光導波路の並列配置された複数の出力端面を備える回折格子

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JPH04234704A
JPH04234704A JP3262689A JP26268991A JPH04234704A JP H04234704 A JPH04234704 A JP H04234704A JP 3262689 A JP3262689 A JP 3262689A JP 26268991 A JP26268991 A JP 26268991A JP H04234704 A JPH04234704 A JP H04234704A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光導波路の並列配置
された複数の出力端面を備える回折格子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光波を導く複数の帯状光導波路の並列配
置された複数の出力端面を備え、導波路中を導かれる光
波が出力端面から出力されて回折像を形成するために重
ね合わせられる回折格子は、スミット（Ｍ．Ｋ．　Ｓｍ
ｉｔ　）の論文「フェイズドアレーに基づく新規の集束
及び分散性プレーナデバイス（Ｎｅｗ　Ｆｏｃｕｓｉｎ
ｇ　ａｎｄ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｐｌａｎａｒ　Ｃ
ｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｐｈａｓｅｄ　
Ａｒｒａｙｓ　）」エレクトロニクス　　レターズ（Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎ．　Ｌｅｔｔ．　）、第２４巻（１９８
８年）、第３８５〜３８６ページから知られている。こ
の公知の格子の場合には並列配置された３１本の帯状光
導波路が設けられ、これらの光導波路のそれぞれが３μ
ｍの幅を有するＡｌ２　Ｏ３　リブ形導波路から成る。 隣接するリブ形導波路の間の間隔はそれぞれ６μｍであ
る。リブ形導波路は３０°の中心角を有するセグメント
に沿って９１０〜１０９０μｍの半径を有する同心円上
を導かれている。それぞれのリブ形導波路は一方の側に
格子へ入力すべき光波の成分を入力する入力端面を有し
、他方の側に導波路からこの成分を出力する出力端面を
有する。導波路が同心円上で所定の中心角を有するセグ
メントに沿って導かれることにより、隣接する導波路は
すべての隣接する導波路に対して同じ大きさである光路
長差を有する。導波路のこの光路長差は格子の出力アパ
ーチャごとに、導波路中を導かれ格子へ入力される光波
の相互の位相差をもたらし、その際この位相差は隣接す
る導波路のすべての対に関して同じ大きさである。
【０００３】この公知の格子は実験研究のために約０．
６３μｍの入力光波の波長λで運転された。公開された
実験値によればΔλ／λは０．５％であり、すなわちΔ
λは２０ｄＢの漏話減衰及び二つの回折次数の間での写
真により読み取ることができる約３°の角度δθの場合
に約３．３ｎｍであり、その際前記漏話減衰が光学的な
ものを意味するかまたは電気的なものを意味するかは明
らかに読み取ることができない。
【０００４】前記の種類の別の公知の回折格子が、高橋
（Ｈ．　Ｔａｋａｈａｓｈｉ）ほかの論文「ナノメート
ルの解像度を有する波長分割マルチ／デマルチプレクサ
のための配列導波路形格子（Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅ
ｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｗａｖｅｌｅｎ
ｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉ／Ｄｅｍｕｌｔ
ｉｐｌｅｘｅｒ　ｗｉｔｈ　Ｎａｎｏｍｅｔｒｅ　Ｒｅ
ｓｏｌｕｔｉｏｎ　）」エレクトロニクス　　レターズ
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．　Ｌｅｔｔ．　）、１８、１９９
０年１月、第２６巻、第２号、第８７〜８８ページから
知られている。この格子の場合には並列配置された複数
の帯状光導波路は集成された単一モードガラス導波路か
ら成り、この導波路がガラスから成るベース層中に形成
され従来のホトリソグラフィ技術により加工されている
。これらの導波路は種々の長さ及び同一半径で曲げられ
た部分を有する。この公知の格子の場合にもそれぞれの
導波路が一方の側に格子に入力すべき光波の成分を入力
する入力端面を有し、他方の側に導波路からこの成分を
出力する出力端面を有する。二つの隣接する導波路の光
路長差は隣接するすべての導波路に対して同じ大きさで
あるので、この公知の格子の場合にも格子中へ入力され
る光波の導波路中で導かれる成分が出力アパーチャごと
に、隣接する導波路のすべての対に関して同じ大きさで
ある相互位相差を有する。
【０００５】この公知の回折格子の一実施例においては
、それぞれ１．２μｍ×１．５μｍの断面寸法を有する
１５０本の導波路が基板上に集積されている。それぞれ
二つの隣接する導波路の間の間隔は８μｍであり、それ
ぞれの曲げられた部分の半径は１ｍｍに選ばれている。 隣接する導波路はその長さが１７．５４μｍだけ異なっ
ている。この実施例によれば１ｎｍ以下の波長解像度を
得ることができる。格子に入力すべき光波は円筒レンズ
を介して１５０本の導波路へ入力される。１．３μｍの
波長の場合に波長分解能は実験的に０．６３ｎｍと評価
できた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、場
所を取らない前記の種類の回折格子を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題はこの発明に基
づき、格子中に入力すべき光波の入力のための唯一の入
力端面を有する導波路分岐構造を備え、この分岐構造が
入力端面から始まり樹枝状に分岐し出力端面で終わる帯
状光導波路から成ることにより解決される。
【０００８】
【作用効果】この発明に基づく格子の長所は、同時に光
波の格子中への簡単な入力又は格子中での簡単な分配が
可能であり、問題無くかつ光学レンズ及び／又は自由な
光伝播を中間に挟むことなく光波を導く光導波路に直接
入力できるような、場所を取らないファンイン構造が実
現されるということにある。
【０００９】帯状光導波路の概念はこの発明に基づく格
子の場合には広義に解釈すべきである。光波が主として
一つの方向へだけ伝播し、平面状導波路層の場合のよう
に二つの方向へ伝播しないすべての導波路が、この概念
に当てはまる。帯状導波路は集積導波路、例えばリブ形
導波路又は埋め込み形導波路又はファイバとすることが
できる。
【００１０】前記の種類の従来の格子の場合のようにこ
の発明に基づく格子の場合にも、導波路分岐構造の第１
の分岐点から始まり種々の出力端面へ通じる連続した導
波路分路が異なる光路長を有し、特に隣接する出力端面
間の光路長差が出力端面ごとに同じ大きさであり従って
一定であるようになっている。導波路分路の種々の光路
長はこの発明に基づく格子では、導波路分岐構造の分岐
点で分岐する二つの帯状光導波路が異なる光路長を有す
る（請求項２参照）ことにより達成される。この解決策
は場所を取らない。
【００１１】この発明に基づく格子の場合には導波路分
岐構造は、導波路分岐構造の分岐点に供給される光波が
この分岐点で分岐する帯状光導波路上へ等分に分配され
る（請求項３参照）ように構成されるのが有利である。 それにより必要な場合に、格子に供給された光波の出力
端面から出力されその後に重畳された成分が同じ大きさ
であることが達成できる。
【００１２】この発明に基づく格子の導波路分岐構造の
場合には、導波路分岐構造の分岐点がｙ字形に分岐する
帯状導波路から成る導波路分岐により画成される（請求
項４参照）のが有利である。
【００１３】種々の出力端面へ通じる連続した導波路分
路の異なる光路長を選択することにより、格子中へ入力
される光波のこれらの分路中を導かれ異なる出力端面か
ら出力される成分が相互に位相をずらされることが達成
できる。この種の位相差により、格子から出力される成
分の重畳により発生させられる回折像を修正することが
できる。更に回折像は組織的な位相応答により修正する
ことができる。この種の組織的な位相応答は、光波を導
く複数の帯状光導波路の並列配置された複数の出力端面
を備え、導波路中を導かれる光波が出力端面から出力さ
れて回折像を形成するために重ね合わせられる回折格子
、特に請求項１ないし４の一つに記載の回折格子におい
て、光導波路の出力端面がこれらの導波路中を導かれる
光波の伝播方向に対し斜めに配置されている（請求項５
参照）ことにより達成することができる。この種の傾斜
位置により端面内の組織的な位相応答を、例えばこの端
面が屈折率段差により画成される屈折性端面であるとき
に達成することができる。
【００１４】組織的な位相応答はこの発明に基づく格子
の場合ばかりでなく前記の種類の格子の場合にも一般的
に、例えば前記の公知の格子の場合にも出力端面の傾斜
位置により実現することができる。
【００１５】この発明に基づく格子は集積光学系のため
の一方向及び双方向多重波長マルチプレックス／デマル
チプレックス結合器として用いることができる。モノリ
シック集積モジュールをＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ上で２
０ｎｍの平均溝間隔に対して実現することができる。
【００１６】
【実施例】次にこの発明に基づく回折格子の複数の実施
例を示す図面により、この発明を詳細に説明する。
【００１７】図１に示す格子の場合には、例えば出力端
面１０〜８０を備える八つの導波路１〜８が、樹枝状に
分岐する導波路１１０、１２０、１１、３１、５１、７
１から成る導波路分岐構造９により入力端面１１１を備
えた単一の導波路１００に結合され、この入力端面を介
して光波ｅｏＷがこの導波路１００中へ入力可能である
。この格子は例えば基板２００上に例えばＩｎＧａＡｓ
Ｐ／ＩｎＰ構造中に集積することができる。入力された
光波は導波路１００中を導波路分岐構造９の第１の分岐
点１１２で始まる第１の導波路分岐１２１へ導かれ、そ
こで望ましくは同じ第１の成分となるように二つの分岐
する導波路１１０と１２０上へ分配され、導波路１１０
、１２０中ではこれらの成分がそれぞれ導波路分岐構造
９の第２の分岐点１１３又は１１５で始まる第２の導波
路分岐１３１、１５１へ導かれる。それぞれの第２の導
波路分岐１３１、１５１では供給された第１の成分がそ
れぞれ望ましくは等しい第２の成分となるように二つの
分岐する導波路１１と３１又は５１と７１上へ分配され
、これらの導波路中ではこの第２の成分がそれぞれ導波
路分岐構造９の第３の分岐点１０１、１０３又は１０５
、１０７で始まる二つのそれぞれの第３の導波路分岐１
２２、１２３又は１２５、１２７へ導かれる。
【００１８】合計四つの第３のかつ最後の分岐点１０１
〜１０７のそれぞれでは、供給された第２の成分が望ま
しくは等しい第３の成分となるように二つの当該導波路
１と２、３と４、５と６又は７と８上へ分配され、これ
らの導波路中を当該出力端面１０と２０、３０と４０、
５０と６０又は７０と８０へ供給される。
【００１９】入力端面１１１から導波路分岐構造９を通
って種々の出力端面１０〜８０へ通じる導波路分路によ
り、出力端面１０へ通じる導波路分路が連続する導波路
１００、１１０、１１、１から形成されている。連続す
る導波路１００、１１０、１１、２は一緒に出力端面２
０へ通じる導波路分路を形成する。連続する導波路１０
０、１１０、３１、３から形成される導波路分路は出力
面３０へ通じ、他方では出力面４０へ通じる導波路分路
が連続する導波路１００、１１０、３１、４により形成
されている。
【００２０】連続する導波路１００、１２０、５１、５
から形成される導波路分路は出力端面５０へ通じ、他方
では出力端面６０へ通じる導波路分路が連続する導波路
１００、１２０、５１、６により形成されている。連続
する導波路１００、１２０、７１、７から形成される導
波路分路は出力端面７０へ通じ、また連続する導波路１
００、１２０、７１、８から形成される導波路分路は出
力端面８０へ通じている。
【００２１】図１に示す導波路構造は三つの分岐面、す
なわち第１の分岐点１１２を有する第１の分岐面、二つ
の第２の分岐点１１３、１１５を有する第２の分岐面及
び四つの分岐点１０１、１０３、１０５、１０７を有す
る第３の分岐面を有する。それにより八つの出力端面１
０〜８０が得られる。一般にｎ個（ただしｎは任意の自
然数）の分岐面を有する図１に示す分岐構造に対して２
ｎ個の出力端面が得られる。
【００２２】一般にｎ個の分岐段階を備える図１に示す
導波路構造は、入力端面から種々の出力端面へ通じるす
べての導波路分路が同じ光路長を有するように構成する
か、又は異なる光路長を有する導波路分路が存在するよ
うに構成することができ、その際特にすべての導波路分
路が相互に異なる光路長を有するようにすることができ
る。
【００２３】図１に示す格子は、出力端面ごとに一定の
位相差を持たせようとし、それに応じて導波路分路の光
路長が出力端面ごとに一定の光路長差ΔＬだけ変化する
場合には、ｎ個の分岐面を有する分岐構造により下記の
ようにして得ることができる。すなわちｎ番目の各分岐
点従って最後の分岐面からこの点に従属し隣接する二つ
の出力端面へ通じる両導波路はその光路長でΔＬだけ異
なる。ｉ番目の分岐面の各分岐点からこの点に従属し（
ｉ＋１）番目の分岐面の両分岐点へ通じる導波路は、そ
の光路長で２ｎ−ｉ　ΔＬ（ただしｉ＝１、２・・・ｎ
−１）だけ異なる。Ｌを入力端面から２ｎ　個の出力端
面の列の最初の第１の出力端面まで通じる導波路分路の
光路長とするならば、入力端面からｊ番目の出力端面へ
通じる導波路分路の光路長はＬ＋（ｊ−１）ΔＬ（ただ
しｊ＝１〜２ｎ　）に等しい。
【００２４】図２に示す実施例の場合には前記の規定が
ｎ＝３に対して実現されている。第１の分岐点１１２従
って第１の分岐面から始まる導波路１１０と１２０の光
路長は４ΔＬだけ異なっており、それぞれ第２の分岐点
１１３又は１１５従って第２の分岐面から始まる導波路
１１と３１又は５１と７１の光路長は２ΔＬだけ異なっ
ており、それぞれの第３の分岐点１０１、１０３、１０
５又は１０７従って第３のかつ最後の分岐面から始まる
導波路１と２、３と４、５と６又は７と８の光路長はΔ
Ｌだけ異なっている。第１の分岐点１１２から出力端面
１０へ通じる導波路分路の光路長をＬとすると、分岐点
１１２から出力端面８０へ通じる導波路分路の光路長は
Ｌ＋７ΔＬとなる。
【００２５】図２に示す実施例の場合には、一つの分岐
面の各分岐点から次の分岐面の従属する両分岐点又は従
属する両出力端面へ通じる導波路は、すべての分岐面に
対して幾何学的に類似し画一的な構造原理に従って形成
されている。
【００２６】この構造原理は、すべての他の当該導波路
対の代表として、第１の分岐点１１２から二つの第２の
分岐点１１３、１１５へ通じる両導波路１１０、１２０
が採用されている図３（図２の枠１０８参照）に示され
ている。この原理によれば両導波路１１０、１２０は直
線及び円弧上で延びる。分岐点１１２から始まって両導
波路１１０、１２０はまず中心点Ｐ２又はＰ１を有する
円弧を形成し、その際これらの円弧は分岐点１１２で共
通な接線に接し、この接線は供給側の導波路１１０の長
手軸線を形成する。これらの円弧によりｙ字形の導波路
分岐１２１が画成される。
【００２７】両導波路１１０、１２０のこれらの円弧は
変曲点Ｗ２又はＷ１で、中心点Ｐ３又はＰ４を有し逆向
きに湾曲した第２の円弧へ移行し、その際これらの第２
の円弧は点Ｔ２又は１１５でそれぞれ分岐点１１２での
第１の円弧の接線に平行な接線により終わる。少なくと
も短い方の光路長を有する導波路（実施例では導波路１
１０）は第２の円弧の後で直線的にこの円弧の終点（実
施例では点Ｔ２）における接線の方向へ延び、従属する
次の分岐点（実施例では分岐点１１３）まで更に延びる
。
【００２８】特に四つのすべての円弧の半径Ｒは同じ大
きさであり、そのうえ大きい方の光路長を有する導波路
の第２の円弧が次の分岐面の分岐点で終わるように選択
されている。実施例ではこれは分岐点１１５で終わる導
波路１２０である。
【００２９】これらの条件のもとで、２（ｎ−ｉ）ΔＬ
（ここでｉ＝１〜（ｎ−１））の得ようとする光路長差
に対して及び両導波路の終点間の距離に対して次の式が
成立する。 ｄ　＝２Ｒ（２−ｃｏｓχ１−　ｃｏｓχ２）ΔＬ＝２
Ｒ｛（χ１−　ｓｉｎχ１）−（χ２−　ｓｉｎχ２）
｝　ここでχ２　は短い方の光路長を有する導波路の両
円弧のそれぞれの中心角であり、χ１　は大きい方の長
さを有する導波路の両円弧のそれぞれの中心角でありχ
２　に比べて大きい。
【００３０】図２に示す分岐構造全体は図３に示す分岐
する導波路から集成され、その際ｎ個の分岐面のそれぞ
れで正しい光路長差を選ぶことができる。ｉ番目の分岐
面（ただしｉ＝１〜ｎ）に対しては、導波路分路のため
に設けられる光路長差がΔＬの場合に、正しい光路長差
が２（ｎ−ｉ）　ΔＬにより与えられる。その上各分岐
点で入って来る導波路は、この点から出て行く導波路の
接線と一致するか又はこの接線に対し一直線に整列する
接線を有するべきである。
【００３１】分岐点から分岐する導波路は円以外の曲線
及び直線に沿って延びることもできる。コンパクトな構
造を得ることを考慮して、例えば分岐点から分岐する導
波路が曲線に従うように、ｙ字形分岐が分岐点でそれ自
体で既に湾曲していることができるので有利である。
【００３２】図４は図１によるこの種の格子に対する一
実施例を示す。図４に示すこの格子の場合には分岐点か
ら分岐する導波路が円弧形とは異なり、分岐する導波路
がすべての点で等しい間隔を中心線から保ちつつ湾曲し
た中心線の両側に延びる。この種の中心線の一実施例は
図４において分岐点１０５及びここから分岐する導波路
５、６に対して破線で示され符号６５が付けられている
。
【００３３】図４に示す格子は非常にコンパクトであり
図２に示す格子の特性を有する。すなわち格子の入力端
面１１１から出力端面１０〜８０へ通じる導波路分路の
光路長が出力端面ごとに光路長差ΔＬだけ変化する。
【００３４】この発明に基づく格子の出力側端部の図５
に示された部分図では、基板２００上に集積され平行に
ｚ方向に延びる帯状導波路１、２・・・ｊ−１、ｊ、ｊ
＋１・・・２ｎ　が、のこぎり波形に構成され古典的な
ブレーズド回折格子の作動方式をほぼ模擬する光屈折面
２０１で終わり、これらの導波路のうち分かりやすくす
るために隣接する三つの導波路ｊ−１、ｊ、ｊ＋１だけ
が示されている。導波路は、同じ角度でｚ方向に対し斜
めに傾きそれぞれ当該導波路のための光屈折性出力面を
形成する端面２０１の従属する部分面で終わっている。 図５にはこの出力端面を形成する導波路ｊ−１、ｊ、ｊ
＋１のための部分面が符号（ｊ−１）１０、ｊ１０、（
ｊ＋１）１０で示されている。
【００３５】これらの導波路のそれぞれの中をｚ方向へ
出力端面まで通じる光波ｏＷはこの出力端面で、この格
子により発生させられ回折関数により記述可能な回折像
の包絡線の最大値を指し示す方向Ｒへ出射し、この方向
はｚ方向に対しΔθの角度差だけ傾いている。この角度
差Δθは次式により決まる。ｓｉｎ　Δθ＝（ｎｓ／ｎ
Ｌ）ｓｉｎψ　ｃｏｓψ−｛１−（ｎｓ／ｎＬ）２ｓｉ
ｎ２ψ｝１／２ｓｉｎ　ψここでｎｓ　は導波路の屈折
率、ｎＬ　は出力端面で導波路に接する媒体の屈折率、
またψは出力端面上に立つ垂線とｚ方向との間の角度を
意味する。
【００３６】小さい屈折率段差Δｎ＝ｎｓ　−ｎＬ　に
対してはこの式は近似的に ｓｉｎ　Δθ≒（　Δｎ／ｎＬ）ｔａｎψにより置き替
えることができる。
【００３７】これらの式は図５に示す特別な実施例に限
られるのではなく、出力端面に屈折率段差Δｎが存在し
かつこれらの端面がそこへ通じる導波路中を導かれる光
波の伝播方向ｚに対し斜めに角度を成して配置されてい
るようなすべての実施例に対して成り立つ。
【００３８】この種の実施例において同時に、導かれる
光波の位相がそれぞれの出力端面の中心ですべての波長
λにおいて一致するように取り計らわれると、回折像の
包絡線がずらされても、回折像の個々の回折次数の位置
は相互に維持されたままである。このことは入力端面か
ら種々の出力端面へ通じる導波路分路のすべて同じ光路
長を有するような回折格子により達成することができる
。図４に示す回折格子の場合には完全に対称な導波路分
岐構造によりこのことを達成することができ、その際特
別にコンパクトな構造が得られる。なぜならば出力端面
ごとの光路差の実現のための補助的な光学的方法が省略
されるからである。
【００３９】できるだけ大きい角度差Δθを得るために
Δｎをできるだけ大きく選ぶのが有利である。集積され
た帯状導波路の場合にｎｓ　は比較的狭い限界内であら
かじめ与えられる。これに反して隣接する媒体の屈折率
ｎＬ　はこの媒体の適当な選択により比較的大きい範囲
内で変更できる。この媒体に対して例えば層状導波路で
はなく均一な媒体例えば空気を選ぶと、十分に高い屈折
率段差Δｎ従って大きい角度差Δθが得られる。そのと
き検出器列の方へ向かって回折させられた光を集束する
ために、非球面光学系例えば円筒レンズを用いるのが合
目的的である。なぜならば帯状導波路の近視野従って回
折像の包絡線は近似的に円形であるからである。
【００４０】組織的な位相応答を有するこの発明に基づ
く格子の出力側の端部の図６に示された部分図の場合に
は、基板２００上に集積されｚ方向へ平行に延びる導波
路ｊ−１、ｊ、ｊ＋１がｚ方向に対し斜めに配置されて
いる平らな光学的屈折面２０２上で終わる。図５の場合
のように符号（ｊ−１）１０、ｊ１０、（ｊ＋１）１０
を付けられた導波路ｊ−１、ｊ、ｊ＋１の出力端面が、
図６に示す実施例の場合に端面２０２の平面上に存在す
る。端面２０２上に立つ垂線はｚ方向と角度ψを成し、
導波路中を導かれる光波ｏＷが当該出力端面から出射後
に、回折像の包絡線の最大値の方へ向きｚ方向と角度差
Δθを成す方向Ｒへ伝播する。
【００４１】図６に示すこの実施例の場合には、出力端
面ごとの位相差を適当な導波路分岐構造により防止しな
ければならない。このことは例えば中心角χ＝ｔａｎψ
を有するセグメントに沿った同心かつ等間隔の円弧上で
導波路を案内することにより達成できる。
【００４２】出力端面１０〜８０へ通じる導波路１〜８
が著しく延長され、それにより出力端面で終わるこれら
の導波路の直線の等長かつ平行な端部が存在するような
、図２又は図４に示す格子を出発点とすることもできる
。入力端面から出力端面へ通じる光導波路分路がこの種
の格子の場合にも出力端面ごとに光路長差ΔＬだけ異な
っている。直線の平行な導波路部分の長手方向に対し斜
めに直線的に導かれる断面により、入力端面から図６の
端面２０２に相応する切断面まで通じる光導波路分路が
同じ光路長を有するように、これらの導波路分路を短縮
することができる。それにより組織的な位相応答だけを
有し出力端面ごとに位相応答を有しない図６に示す格子
が実現される。
【００４３】導波路中を導かれる光波の伝播方向に対す
る出力端面の斜め配置は、特に自由光線伝播が接続し層
状導波路中で導かれないときに寸法選択に際して有利と
なり得る。
【００４４】この発明に基づく導波路分岐構造の僅かな
修正により、前記文献「エレクトロニクス　　レターズ
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．　Ｌｅｔｔ．　）」第２４巻の場
合と同様に自己集束効果が得られるので結像レンズが不
必要であり、出力端面から出射する干渉光を直接検出器
上に集束することができ、その際この光を出力端面に接
続する層状導波路中で導くことができる。
【００４５】この集束効果は、導波路分岐構造の入力端
面から種々の出力端面へ通じる導波路分路の光路長Ｌを
、格子が自己集束的に働くように選ぶことにより、達成
することができる。そのとき例えば前記ΔＬは一定でな
く、例えば僅かに変化する位置の関数である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に基づく回折格子の一実施例の平面図
である。
【図２】回折格子の異なる実施例の平面図である。
【図３】図２に示す光導波路の１０８部分の拡大図であ
る。
【図４】回折格子の異なる実施例の平面図である。
【図５】この発明に基づく回折格子の出力側端部の一実
施例の拡大部分図である。
【図６】回折格子の出力側端部の異なる実施例の拡大部
分図である。
【符号の説明】
１〜８、ｊ−１、ｊ、ｊ＋１、１００、１１０、１２０
、１１、３１、５１、７１　　帯状導波路９　　導波路
分岐構造 １０〜８０、（ｊ−１）１０、ｊ１０、（ｊ＋１）１０
　　出力端面 １１１　　入力端面 １１２、１１３、１１５、１０１、１０３、１０５、１
０７　　分岐点 １２１、１３１、１５１、１２２、１２３、１２５、１
２７　　導波路分岐 Ｌ　　光路長 ｏｅＷ　　入力光波 ｏＷ　　光波 ｚ　　伝播方向

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　光波（ｏＷ）を導く複数の帯状光導波
    路（１〜８；ｊ−１、ｊ、ｊ＋１）の並列配置された複
    数の出力端面（１０〜８０；（ｊ−１）１０、ｊ１０、
    （ｊ＋１）１０）を備え、導波路（１〜８；ｊ−１、ｊ
    、ｊ＋１）中を導かれる光波（ｏＷ）が出力端面（１０
    〜８０；（ｊ−１）１０、ｊ１０、（ｊ＋１）１０）か
    ら出力されて回折像を形成するために重ね合わせられる
    回折格子において、格子中に入力すべき光波（ｅｏＷ）
    の入力のための唯一の入力端面（１１１）を有する導波
    路分岐構造（９）を備え、この分岐構造が入力端面（１
    １１）から始まり樹枝状に分岐し出力端面（１０〜８０
    ；（ｊ−１）１０、ｊ１０、（ｊ＋１）１０）で終わる
    帯状光導波路（１００、１１０、１２０、１１、３１、
    ５１、７１、１〜８）から成ることを特徴とする回折格
    子。
  2. 【請求項２】　　導波路分岐構造（９）の分岐点（１１
    ２、１１３、１１５、１０１、１０３、１０５、１０７
    ）で分岐する二つの帯状光導波路（１１０、１２０；１
    １、３１；５１、７１、；１、２；３、４；５、６；又
    は７、８）が異なる光路長を有することを特徴とする請
    求項１記載の回折格子。
  3. 【請求項３】　　導波路分岐構造（９）の分岐点（１１
    ２、１１３、１１５、１０１、１０３、１０５、１０７
    ）に供給される光波が、この分岐点で分岐する帯状光導
    波路（１１０、１２０；１１、３１；５１、７１；１、
    ２；３、４；５、６；又は７、８）上へ等分に分配され
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の回折格子。
  4. 【請求項４】　　導波路分岐構造（９）の分岐点（１１
    ２、１３１、１５１、１０１、１０３、１０５、１０７
    ）が、ｙ字形に分岐する帯状導波路から成る導波路分岐
    （１２１、１３１、１５１、１２２、１２３、１２５、
    １２７）により画成されることを特徴とする請求項１な
    いし３の一つに記載の回折格子。
  5. 【請求項５】　　光波（ｏＷ）を導く複数の帯状光導波
    路（１〜８；ｊ−１、ｊ、ｊ＋１）の並列配置された複
    数の出力端面（１０〜８０；（ｊ−１）１０、ｊ１０、
    （ｊ＋１）１０）を備え、導波路（１〜８；ｊ−１、ｊ
    、ｊ＋１）中を導かれる光波（ｏＷ）が出力端面（１０
    〜８０；（ｊ−１）１０、ｊ１０、（ｊ＋１）１０）か
    ら出力されて回折像を形成するために重ね合わせられる
    請求項１ないし４の一つに記載の回折格子において、光
    導波路（ｊ−１、ｊ、ｊ＋１）の出力端面（（ｊ−１）
    １０、ｊ１０、（ｊ＋１）１０）がこれらの導波路（ｊ
    −１、ｊ、ｊ＋１）中を導かれる光波（ｏＷ）の伝播方
    向（ｚ）に対し斜めに配置されていることを特徴とする
    回折格子。
  6. 【請求項６】　　導波路分岐構造（９）の入力端面（１
    １１）から種々の出力端面（１０〜８０）へ通じる導波
    路分路の光路長（Ｌ）は、格子が自己集束的に働くよう
    に選択されていることを特徴とする請求項１ないし５の
    一つに記載の回折格子。
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