JPH09171112A - アレイ導波路格子 - Google Patents
アレイ導波路格子Info
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- JPH09171112A JPH09171112A JP33174895A JP33174895A JPH09171112A JP H09171112 A JPH09171112 A JP H09171112A JP 33174895 A JP33174895 A JP 33174895A JP 33174895 A JP33174895 A JP 33174895A JP H09171112 A JPH09171112 A JP H09171112A
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- JP
- Japan
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- waveguide
- fan
- channel waveguide
- channel
- shaped slab
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源の周波数が変動しても分波出力特性はほ
ぼ一定となり、フラットな帯域特性を有するアレイ導波
路格子を提供する。 【解決手段】 第１の扇型スラブ導波路２と入力用チャ
ネル導波路１との境界近傍において各入力用チャネル導
波路１に複数本のモード結合用導波路７を配置するとと
もに、第３の扇型スラブ導波路８を配置することによ
り、第２の扇型スラブ導波路と出力用チャネル導波路と
の境界においてフラットな電界分布をもつ光分布を形成
して光源の周波数が変化しても分波出力特性はほぼ一定
となるようにフラットな帯域特性を有するようにしたも
のである。
ぼ一定となり、フラットな帯域特性を有するアレイ導波
路格子を提供する。 【解決手段】 第１の扇型スラブ導波路２と入力用チャ
ネル導波路１との境界近傍において各入力用チャネル導
波路１に複数本のモード結合用導波路７を配置するとと
もに、第３の扇型スラブ導波路８を配置することによ
り、第２の扇型スラブ導波路と出力用チャネル導波路と
の境界においてフラットな電界分布をもつ光分布を形成
して光源の周波数が変化しても分波出力特性はほぼ一定
となるようにフラットな帯域特性を有するようにしたも
のである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ導波路格子
に関し、特にフラットな周波数帯域特性を有するアレイ
導波路型光合分波器として有用なものである。
に関し、特にフラットな周波数帯域特性を有するアレイ
導波路型光合分波器として有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のアレイ導波路格子は、図７に示す
ように、基板１４上に配置された入力用チャネル導波路
９、チャネル導波路アレイ１１、出力用チャネル導波路
１３、前記入力用チャネル導波路９とチャネル導波路ア
レイ１１とを接続する第１の扇型スラブ導波路１０及び
前記チャネル導波路アレイ９と出力用チャネル導波路と
を接続する第２の扇型スラブ導波路１２を具え、前記チ
ャネル導波路アレイ１１の長さが所定の導波路長差ΔＬ
で順次長くなるように構成してある。
ように、基板１４上に配置された入力用チャネル導波路
９、チャネル導波路アレイ１１、出力用チャネル導波路
１３、前記入力用チャネル導波路９とチャネル導波路ア
レイ１１とを接続する第１の扇型スラブ導波路１０及び
前記チャネル導波路アレイ９と出力用チャネル導波路と
を接続する第２の扇型スラブ導波路１２を具え、前記チ
ャネル導波路アレイ１１の長さが所定の導波路長差ΔＬ
で順次長くなるように構成してある。
【０００３】ここで第１の扇型スラブ導波路１０は、そ
の近傍の拡大図である図８に詳細に示すように、各入力
用チャネル導波路９との境界において、各入力用チャネ
ル導波路９が単に接続されているだけである。
の近傍の拡大図である図８に詳細に示すように、各入力
用チャネル導波路９との境界において、各入力用チャネ
ル導波路９が単に接続されているだけである。
【０００４】このような従来のアレイ導波路格子の周波
数特性は、図１０に示すように各中心周波数（図１０の
場合は２００ＧＨｚ間隔）の近傍で放物線状の損失特性
となる。なお、図９は第２の扇型スラブ導波路１２及び
その近傍の拡大図である。
数特性は、図１０に示すように各中心周波数（図１０の
場合は２００ＧＨｚ間隔）の近傍で放物線状の損失特性
となる。なお、図９は第２の扇型スラブ導波路１２及び
その近傍の拡大図である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の構造の
アレイ導波路格子は、放物線状の損失特性であるためレ
ーザ光源の波長が温度等で各中心波長から変動した場合
には損失が大幅に増加するという問題がある。
アレイ導波路格子は、放物線状の損失特性であるためレ
ーザ光源の波長が温度等で各中心波長から変動した場合
には損失が大幅に増加するという問題がある。
【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、光源の周
波数が変動しても分波出力特性はほぼ一定となり、フラ
ットな帯域特性を有するアレイ導波路格子を提供するこ
とを目的とする。
波数が変動しても分波出力特性はほぼ一定となり、フラ
ットな帯域特性を有するアレイ導波路格子を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、入力用チャネル導波路，チャネル導
波路アレイ，出力用チャネル導波路、前記入力用チャネ
ル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する第１の扇
型スラブ導波路及び前記チャネル導波路アレイと出力用
チャネル導波路とを接続する第２の扇型スラブ導波路を
基板上に配設し、前記チャネル導波路アレイの長さが所
定の導波路長差で順次長くなるように構成されたアレイ
導波路格子において、前記第１の扇型スラブ導波路と入
力用チャネル導波路との境界近傍において、前記入力用
チャネル導波路に入射した光がモード結合を生じるよう
に複数本のモード結合用導波路を入力用チャネル導波路
に並設するとともに、入力用チャネル導波路及びモード
結合用導波路に連続して第３の扇型スラブ導波路を配設
したことを特徴とする。
の本発明の構成は、入力用チャネル導波路，チャネル導
波路アレイ，出力用チャネル導波路、前記入力用チャネ
ル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する第１の扇
型スラブ導波路及び前記チャネル導波路アレイと出力用
チャネル導波路とを接続する第２の扇型スラブ導波路を
基板上に配設し、前記チャネル導波路アレイの長さが所
定の導波路長差で順次長くなるように構成されたアレイ
導波路格子において、前記第１の扇型スラブ導波路と入
力用チャネル導波路との境界近傍において、前記入力用
チャネル導波路に入射した光がモード結合を生じるよう
に複数本のモード結合用導波路を入力用チャネル導波路
に並設するとともに、入力用チャネル導波路及びモード
結合用導波路に連続して第３の扇型スラブ導波路を配設
したことを特徴とする。
【０００８】この結果、光源の周波数が変化しても分波
出力特性はほぼ一定となるようにフラットな帯域特性を
有する。
出力特性はほぼ一定となるようにフラットな帯域特性を
有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は本形態に係るフラット
帯域特性を有するアレイ導波路格子を示す構造図であ
る。同図に示すように、本形態に係るアレイ導波路格子
は、周波数λ1 ，λ 2 ，…λn の各種の波長の光が入射
される、入力用チャネル導波路１、所定の導波路長差で
順次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイ
３、出力用チャネル導波路５、前記入力用チャネル導波
路１とチャネル導波路アレイ３とを接続する第１の扇型
スラブ導波路２及び前記チャネル導波路アレイ３と出力
用チャネル導波路５とを接続する第２の扇型スラブ導波
路４を基板６上に形成するとともに、図２に示す複数本
のモード結合用導波路７及び第３の扇型スラブ導波路８
も基板６上に形成したものである。
に基づき詳細に説明する。図１は本形態に係るフラット
帯域特性を有するアレイ導波路格子を示す構造図であ
る。同図に示すように、本形態に係るアレイ導波路格子
は、周波数λ1 ，λ 2 ，…λn の各種の波長の光が入射
される、入力用チャネル導波路１、所定の導波路長差で
順次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイ
３、出力用チャネル導波路５、前記入力用チャネル導波
路１とチャネル導波路アレイ３とを接続する第１の扇型
スラブ導波路２及び前記チャネル導波路アレイ３と出力
用チャネル導波路５とを接続する第２の扇型スラブ導波
路４を基板６上に形成するとともに、図２に示す複数本
のモード結合用導波路７及び第３の扇型スラブ導波路８
も基板６上に形成したものである。
【００１０】図２は第１の扇型スラブ導波路２及びその
近傍の拡大図である。同図において、Ｒは第１の扇型ス
ラブ導波路２の曲率半径であり、Ｄはチャネル導波路ア
レイ３の導波路のコア開口幅であり、ｗは入力用チャネ
ル導波路１及びチャネル導波路アレイ３の導波路部分の
コア幅、ｓ1 はチャネル導波路アレイ３の隣接する導波
路間の間隔、ｄ1 はチャネル導波路アレイ３のテーパ長
である。また、７はモード結合用導波路であり、８は第
３の扇型スラブ導波路である。
近傍の拡大図である。同図において、Ｒは第１の扇型ス
ラブ導波路２の曲率半径であり、Ｄはチャネル導波路ア
レイ３の導波路のコア開口幅であり、ｗは入力用チャネ
ル導波路１及びチャネル導波路アレイ３の導波路部分の
コア幅、ｓ1 はチャネル導波路アレイ３の隣接する導波
路間の間隔、ｄ1 はチャネル導波路アレイ３のテーパ長
である。また、７はモード結合用導波路であり、８は第
３の扇型スラブ導波路である。
【００１１】さらに詳言すると、モード結合用導波路７
は、入力用チャネル導波路１に入射した光がモード結合
を生じるように、その複数本が第１の扇型スラブ導波路
２と入力用チャネル導波路１との境界近傍において各入
力用チャネル導波路１に並設してある。第３の扇型スラ
ブ導波路８は入力用チャネル導波路１及びモード結合用
導波路７と第２の扇型スラブ導波路２との間に、入力用
チャネル導波路１及びモード結合用導波路７から連続し
て第２の扇型スラブ導波路２に至るように形成してあ
る。
は、入力用チャネル導波路１に入射した光がモード結合
を生じるように、その複数本が第１の扇型スラブ導波路
２と入力用チャネル導波路１との境界近傍において各入
力用チャネル導波路１に並設してある。第３の扇型スラ
ブ導波路８は入力用チャネル導波路１及びモード結合用
導波路７と第２の扇型スラブ導波路２との間に、入力用
チャネル導波路１及びモード結合用導波路７から連続し
て第２の扇型スラブ導波路２に至るように形成してあ
る。
【００１２】かかる本形態において、入力用チャネル導
波路１の一つのポートに周波数ｆ（波長λ＝ｃ／ｆ）の
信号光が入射した場合を考える。入射された光は、図２
に示すモード結合用導波路７の領域を通過する際にモー
ド結合を生じる。モード結合によって適当なサイドロー
プを生じた光電界は、第３の扇型スラブ導波路８におい
て横方向に広がって進み、第３の扇型スラブ導波路８と
第１の扇型スラブ導波路２との境界においては図３に示
すような空間的にフラットな電界分布を生じる。
波路１の一つのポートに周波数ｆ（波長λ＝ｃ／ｆ）の
信号光が入射した場合を考える。入射された光は、図２
に示すモード結合用導波路７の領域を通過する際にモー
ド結合を生じる。モード結合によって適当なサイドロー
プを生じた光電界は、第３の扇型スラブ導波路８におい
て横方向に広がって進み、第３の扇型スラブ導波路８と
第１の扇型スラブ導波路２との境界においては図３に示
すような空間的にフラットな電界分布を生じる。
【００１３】このようなフラット光分布を得るための最
適構造設計に関しては、特開平４−２０４５０８号の
「テーパ付きスターカプラ」（岡本、高橋）に詳しく述
べられている。
適構造設計に関しては、特開平４−２０４５０８号の
「テーパ付きスターカプラ」（岡本、高橋）に詳しく述
べられている。
【００１４】このようにして得られたフラットな分布を
もつ光は、さらに第１の扇型スラブ導波路２において横
方向に広がって進み、チャネル導波路アレイ３の各導波
路を励振し、第２の扇型スラブ導波路４において周波数
ｆに対応した出力用チャネル導波路５の位置に集光す
る。
もつ光は、さらに第１の扇型スラブ導波路２において横
方向に広がって進み、チャネル導波路アレイ３の各導波
路を励振し、第２の扇型スラブ導波路４において周波数
ｆに対応した出力用チャネル導波路５の位置に集光す
る。
【００１５】このとき、相反の定理により第２の扇型ス
ラブ導波路４と出力用チャネル導波路５との境界におけ
る光分布も、図４に示すように図３に示す分布と同じ様
なフラットな光分布となる。
ラブ導波路４と出力用チャネル導波路５との境界におけ
る光分布も、図４に示すように図３に示す分布と同じ様
なフラットな光分布となる。
【００１６】図５は第２の扇型スラブ導波路４の近傍の
図２に対応する拡大図である。同図において、Ｒは第２
の扇型スラブ導波路４の曲率半径であり、Ｄはチャネル
導波路アレイ３の導波路のコア開口幅であり、ｗはチャ
ネル導波路アレイ３及び出力用チャネル導波路５の導波
路部分のコア幅、ｓ1 はチャネル導波路アレイ３の間
隔、ｄ1 はチャネル導波路アレイ３のテーパ長である。
また、Ｕは出力用チャネル導波路５の導波路のコア開口
幅であり、ｓ2 は出力用チャネル導波路５の間隔、ｄ2
は出力用チャネル導波路５のテーパ長である。
図２に対応する拡大図である。同図において、Ｒは第２
の扇型スラブ導波路４の曲率半径であり、Ｄはチャネル
導波路アレイ３の導波路のコア開口幅であり、ｗはチャ
ネル導波路アレイ３及び出力用チャネル導波路５の導波
路部分のコア幅、ｓ1 はチャネル導波路アレイ３の間
隔、ｄ1 はチャネル導波路アレイ３のテーパ長である。
また、Ｕは出力用チャネル導波路５の導波路のコア開口
幅であり、ｓ2 は出力用チャネル導波路５の間隔、ｄ2
は出力用チャネル導波路５のテーパ長である。
【００１７】出力用チャネル導波路５の導波路のコア開
口幅Ｕは、図４のフラットな光分布の幅に比べて数分の
一になるように設計されている。このため、光源の周波
数ｆが多少変化しても出力用チャネル導波路５へ結合す
る光の量はほぼ一定となる。すなわち、光源の周波数ｆ
が多少変化しても分波出力がほぼ一定となるようなフラ
ット周波数帯域特性が実現される。
口幅Ｕは、図４のフラットな光分布の幅に比べて数分の
一になるように設計されている。このため、光源の周波
数ｆが多少変化しても出力用チャネル導波路５へ結合す
る光の量はほぼ一定となる。すなわち、光源の周波数ｆ
が多少変化しても分波出力がほぼ一定となるようなフラ
ット周波数帯域特性が実現される。
【００１８】［実施例］上述のアレイ導波路格子に関
し、以下のようなパラメータを用いてマスクを作製し
た。すなわち、ｗ＝７μｍ、Ｒ＝１１．３ｍｍ、ΔＬ＝
６３μｍ、ｓ1 ＝２５μｍ、Ｄ＝２μｍ、ｄ1 ＝２ｍ
ｍ、モード結合用導波路７の本数＝１０本、第３の扇型
スラブ導波路曲率半径＝５００μｍ、ｓ2 ＝２５μｍ、
Ｕ＝１０μｍ、ｄ2 ＝０．５ｍｍである。
し、以下のようなパラメータを用いてマスクを作製し
た。すなわち、ｗ＝７μｍ、Ｒ＝１１．３ｍｍ、ΔＬ＝
６３μｍ、ｓ1 ＝２５μｍ、Ｄ＝２μｍ、ｄ1 ＝２ｍ
ｍ、モード結合用導波路７の本数＝１０本、第３の扇型
スラブ導波路曲率半径＝５００μｍ、ｓ2 ＝２５μｍ、
Ｕ＝１０μｍ、ｄ2 ＝０．５ｍｍである。
【００１９】このようにして作製したマスクにより石英
系光導波路を用いて本実施例のフラット帯域特性を有す
るアレイ導波路格子を作製した。
系光導波路を用いて本実施例のフラット帯域特性を有す
るアレイ導波路格子を作製した。
【００２０】まず、Ｓｉ基板６上に火炎堆積法によって
ＳｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次にＧｎＯ2 をドー
パントして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積した
後、電気炉で透明ガラス化した。
ＳｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次にＧｎＯ2 をドー
パントして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積した
後、電気炉で透明ガラス化した。
【００２１】次に、前記設計に基づく図１，２，５に示
すようなパターンを用いてコア層をエッチングして光導
波路部分を作製した。
すようなパターンを用いてコア層をエッチングして光導
波路部分を作製した。
【００２２】最後に、再びＳｉＯ2 上部クラッド層を堆
積した。このようにして作製したフラット帯域特性アレ
イ格子の周波数特性の測定結果を図６に示す。同図よ
り、周波数特性がフラット化されていることがわかる。
これによって、従来のアレイ導波路格子（図１０）では
１１３．４（ＧＨｚ）であった３ｄＢ帯域幅が、隣接す
る信号チャネルへのクロストークを劣化させることなく
１７０（ＧＨｚ）にまで拡大された。
積した。このようにして作製したフラット帯域特性アレ
イ格子の周波数特性の測定結果を図６に示す。同図よ
り、周波数特性がフラット化されていることがわかる。
これによって、従来のアレイ導波路格子（図１０）では
１１３．４（ＧＨｚ）であった３ｄＢ帯域幅が、隣接す
る信号チャネルへのクロストークを劣化させることなく
１７０（ＧＨｚ）にまで拡大された。
【００２３】
【発明の効果】以上、実施の形態及び実施例に基づいて
具体的に説明したように、本発明においてはアレイ導波
路格子の第１の扇型スラブ導波路と入力用チャネル導波
路アレイとの境界近傍において各入力用チャネル導波路
に複数本のモード結合用導波路及び第３の扇型スラブ導
波路を配置することによって、隣接する信号チャネルへ
のクロストークを劣化させることなく３ｄＢ帯域幅を大
幅に増大できる。したがって、レーザ光源の波長が温度
等で各信号チャネルの中心波長から変動した場合でも通
過損失が増加しないので波長分割ルーティングシステム
等の設計の許容度が増すという利点を有する。
具体的に説明したように、本発明においてはアレイ導波
路格子の第１の扇型スラブ導波路と入力用チャネル導波
路アレイとの境界近傍において各入力用チャネル導波路
に複数本のモード結合用導波路及び第３の扇型スラブ導
波路を配置することによって、隣接する信号チャネルへ
のクロストークを劣化させることなく３ｄＢ帯域幅を大
幅に増大できる。したがって、レーザ光源の波長が温度
等で各信号チャネルの中心波長から変動した場合でも通
過損失が増加しないので波長分割ルーティングシステム
等の設計の許容度が増すという利点を有する。
【図１】本発明の実施の形態に係るアレイ導波路格子を
示す構造図。
示す構造図。
【図２】図１における第１の扇型スラブ導波路２及びそ
の近傍の拡大図。
の近傍の拡大図。
【図３】図１における第３の扇型スラブ導波路８と第１
扇型スラブ導波路２との境界における電界分布を示す特
性図。
扇型スラブ導波路２との境界における電界分布を示す特
性図。
【図４】図１における第２の扇型スラブ導波路４と出力
用チャネル導波路５との境界における電界分布を示す特
性図。
用チャネル導波路５との境界における電界分布を示す特
性図。
【図５】図１における第２の扇型スラブ導波路４及びそ
の近傍の拡大図。
の近傍の拡大図。
【図６】図１に示す実施の形態に係るアレイ導波路格子
の周波数特性の測定結果を示す図。
の周波数特性の測定結果を示す図。
【図７】従来のアレイ導波路格子を示す構造図。
【図８】図７における第１の扇型スラブ導波路１０及び
その近傍の拡大図。
その近傍の拡大図。
【図９】図７における第２の扇型スラブ導波路１２及び
その近傍の拡大図。
その近傍の拡大図。
【図１０】図７に示す従来技術に係るアレイ導波路格子
の周波数特性の測定結果を示す図。
の周波数特性の測定結果を示す図。
１ 入力用チャネル導波路 ２ 第１の扇型スラブ導波路 ３ チャネル導波路アレイ ４ 第２の扇型スラブ導波路 ５ 出力用チャネル導波路 ６ 基板 ７ モード結合用導波路 ８ 第３の扇型スラブ導波路
Claims (1)
- 【請求項１】 入力用チャネル導波路、チャネル導波路
アレイ、出力用チャネル導波路、前記入力用チャネル導
波路とチャネル導波路アレイとを接続する第１の扇型ス
ラブ導波路及び前記チャネル導波路アレイと出力用チャ
ネル導波路とを接続する第２の扇型スラブ導波路を基板
上に配設し、前記チャネル導波路アレイの長さが所定の
導波路長差で順次長くなるように構成されたアレイ導波
路格子において、 前記第１の扇型スラブ導波路と入力用チャネル導波路と
の境界近傍において、前記入力用チャネル導波路に入射
した光がモード結合を生じるように複数本のモード結合
用導波路を入力用チャネル導波路に並設するとともに、
入力用チャネル導波路及びモード結合用導波路に連続し
て第３の扇型スラブ導波路を配設したことを特徴とする
アレイ導波路格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33174895A JP3144620B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | アレイ導波路格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33174895A JP3144620B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | アレイ導波路格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09171112A true JPH09171112A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3144620B2 JP3144620B2 (ja) | 2001-03-12 |
Family
ID=18247179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33174895A Expired - Fee Related JP3144620B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | アレイ導波路格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3144620B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450324B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 평탄한 주파수 응답 특성을 갖는 광파장 다중화기/분할기 |
| EP2015117A1 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-14 | Enablence USA Components Inc. | Ultra-Wide Band AWG Multiplexer |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP33174895A patent/JP3144620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450324B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 평탄한 주파수 응답 특성을 갖는 광파장 다중화기/분할기 |
| EP2015117A1 (en) * | 2007-07-13 | 2009-01-14 | Enablence USA Components Inc. | Ultra-Wide Band AWG Multiplexer |
| US7840104B2 (en) | 2007-07-13 | 2010-11-23 | Enablence USA Components, Inc. | Ultra-wide band AWG multiplexer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3144620B2 (ja) | 2001-03-12 |
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