JPH10227933A - 光波長合分波器 - Google Patents
光波長合分波器Info
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- JPH10227933A JPH10227933A JP9030795A JP3079597A JPH10227933A JP H10227933 A JPH10227933 A JP H10227933A JP 9030795 A JP9030795 A JP 9030795A JP 3079597 A JP3079597 A JP 3079597A JP H10227933 A JPH10227933 A JP H10227933A
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- waveguides
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- channel waveguides
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
- G02B6/12011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the arrayed waveguides, e.g. comprising a filled groove in the array section
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コア幅のばらつきやゆらぎを低減して、クロ
ストーク特性の向上を図ること。 【解決手段】 アレイ導波路回折格子の両側に、所定の
コア幅を有した所定の本数の疑似導波路を複数のチャネ
ル導波路に沿って形成する。
ストーク特性の向上を図ること。 【解決手段】 アレイ導波路回折格子の両側に、所定の
コア幅を有した所定の本数の疑似導波路を複数のチャネ
ル導波路に沿って形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は所定の波長間隔を有
する複数の信号光を合波、或いは分波する光波長合分波
器に関し、特に、クロストーク特性の向上を図った光波
長合分波器に関する。
する複数の信号光を合波、或いは分波する光波長合分波
器に関し、特に、クロストーク特性の向上を図った光波
長合分波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信の分野においては、複数の信号を
波長間隔１ナノメータ程度の複数の波長の光にそれぞれ
載せ、これらを１本の光ファイバで伝送して通信容量を
拡大する波長分割多重伝送方式が検討されている。この
方式においては、所定の波長間隔を有した複数の信号光
を合波、或いは分波する光波長合分波器が重要な役割を
果たしているが、中でもアレイ導波路回折格子を用いた
光波長合分波器は狭い波長間隔で通信容量の多重数を大
きくすることができ、有望視されている。
波長間隔１ナノメータ程度の複数の波長の光にそれぞれ
載せ、これらを１本の光ファイバで伝送して通信容量を
拡大する波長分割多重伝送方式が検討されている。この
方式においては、所定の波長間隔を有した複数の信号光
を合波、或いは分波する光波長合分波器が重要な役割を
果たしているが、中でもアレイ導波路回折格子を用いた
光波長合分波器は狭い波長間隔で通信容量の多重数を大
きくすることができ、有望視されている。
【０００３】アレイ導波路回折格子を用いた、従来の光
波長合分波器として、例えば、特開平４−１６３４０６
号公報等に開示されるものがある。
波長合分波器として、例えば、特開平４−１６３４０６
号公報等に開示されるものがある。
【０００４】図３は上記光波長合分波器を示す。この光
波長合分波器は、石英系ガラス基板１上に後述する各導
波路より僅かに屈折率の低いバッファ層を形成し、バッ
ファ層上に入力用チャネル導波路２、入力側スラブ導波
路３、複数のチャネル導波路４1 〜４N を有したアレイ
導波路回折格子５、出力側スラブ導波路６、及び複数の
出力用チャネル導波路７1 〜７N を順次接続されるよう
に形成し、更に各導波路上に各導波路より僅かに屈折率
の低いクラッド層を形成して構成されている。
波長合分波器は、石英系ガラス基板１上に後述する各導
波路より僅かに屈折率の低いバッファ層を形成し、バッ
ファ層上に入力用チャネル導波路２、入力側スラブ導波
路３、複数のチャネル導波路４1 〜４N を有したアレイ
導波路回折格子５、出力側スラブ導波路６、及び複数の
出力用チャネル導波路７1 〜７N を順次接続されるよう
に形成し、更に各導波路上に各導波路より僅かに屈折率
の低いクラッド層を形成して構成されている。
【０００５】入力用チャネル導波路２は、矩形断面を有
し、波長間隔Δλの波長λ1 〜λNのＮ波が多重されて
いる波長多重信号光Ｌを外部から入力する。
し、波長間隔Δλの波長λ1 〜λNのＮ波が多重されて
いる波長多重信号光Ｌを外部から入力する。
【０００６】入力側スラブ導波路３は、入力用チャネル
導波路２との接続部付近に曲率中心Ｏ1 を有した曲率半
径ｒ1 の円弧の接続面３Ａをアレイ導波路回折格子５と
の間に有し、入力導波路２から入力した波長多重信号光
Ｌを回折効果によって広げるように構成されている。
導波路２との接続部付近に曲率中心Ｏ1 を有した曲率半
径ｒ1 の円弧の接続面３Ａをアレイ導波路回折格子５と
の間に有し、入力導波路２から入力した波長多重信号光
Ｌを回折効果によって広げるように構成されている。
【０００７】アレイ導波路回折格子５は、矩形断面を有
し、且つ、それぞれ隣接間で波長間隔Δλに応じた長さ
だけ異なった導波路長を有した複数のチャネル導波路４
1 〜４N から構成され、波長多重信号光Ｌを波長数に応
じた数に分岐して伝播すると共に分岐された波長多重信
号光Ｌの各波長の信号光にチャネル導波路４1 〜４Nの
導波路長の差に応じた位相差を与える。
し、且つ、それぞれ隣接間で波長間隔Δλに応じた長さ
だけ異なった導波路長を有した複数のチャネル導波路４
1 〜４N から構成され、波長多重信号光Ｌを波長数に応
じた数に分岐して伝播すると共に分岐された波長多重信
号光Ｌの各波長の信号光にチャネル導波路４1 〜４Nの
導波路長の差に応じた位相差を与える。
【０００８】出力側スラブ導波路６は、複数の出力用チ
ャネル導波路７1 〜７N との接続面６Ｂの中心付近に曲
率中心Ｏ2 を有した曲率半径ｒ2 の円弧の接続面６Ａを
アレイ導波路回折格子５との間に有し、出力用チャネル
導波路７1 〜７N の対応する入射部に複数のチャネル導
波路４1 〜４N からそれぞれ出射される波長多重信号光
Ｌの波長λ1 〜λN の信号光Ｌ1 〜ＬN の対応する信号
光が集光するように構成されている。
ャネル導波路７1 〜７N との接続面６Ｂの中心付近に曲
率中心Ｏ2 を有した曲率半径ｒ2 の円弧の接続面６Ａを
アレイ導波路回折格子５との間に有し、出力用チャネル
導波路７1 〜７N の対応する入射部に複数のチャネル導
波路４1 〜４N からそれぞれ出射される波長多重信号光
Ｌの波長λ1 〜λN の信号光Ｌ1 〜ＬN の対応する信号
光が集光するように構成されている。
【０００９】出力用チャネル導波路７1 〜７N は、矩形
断面を有し、且つ、出力側スラブ導波路６の接続面６Ａ
の中心付近の点Ｏ3 を中心にして放射状に配置され、出
力側スラブ導波路６の接続面６Ｂから入射した波長λ1
〜λN に対応した信号光Ｌ1〜ＬN を分波して出射す
る。
断面を有し、且つ、出力側スラブ導波路６の接続面６Ａ
の中心付近の点Ｏ3 を中心にして放射状に配置され、出
力側スラブ導波路６の接続面６Ｂから入射した波長λ1
〜λN に対応した信号光Ｌ1〜ＬN を分波して出射す
る。
【００１０】図４は図３のＡ−Ａ’線の断面図を示し、
石英ガラス基板１上に形成されたバッファ層８の表面に
平板状の入力側スラブ導波路３、及びクラッド層９が形
成されている。
石英ガラス基板１上に形成されたバッファ層８の表面に
平板状の入力側スラブ導波路３、及びクラッド層９が形
成されている。
【００１１】図５は図３のＢ−Ｂ’線の断面図を示し、
石英ガラス基板１上に形成されたバッファ層８の表面に
複数のチャネル導波路４1 〜４N によって構成されるア
レイ導波路回折格子５、及びクラッド層９が形成されて
いる。
石英ガラス基板１上に形成されたバッファ層８の表面に
複数のチャネル導波路４1 〜４N によって構成されるア
レイ導波路回折格子５、及びクラッド層９が形成されて
いる。
【００１２】図６は図３のＣ−Ｃ’線の断面図を示し、
石英ガラス基板１上に形成されたバッファ層８の表面に
複数の出力用チャネル導波路７1 〜７N の入射部、及び
クラッド層９が形成されている。
石英ガラス基板１上に形成されたバッファ層８の表面に
複数の出力用チャネル導波路７1 〜７N の入射部、及び
クラッド層９が形成されている。
【００１３】図７はチャネル導波路４1 〜４N からそれ
ぞれ出射された波長多重信号光Ｌの波長λ1 〜λN の信
号光Ｌ1 〜ＬN の集光位置の光強度を示し、各信号光Ｌ
1 〜ＬN は出力側スラブ導波路６の接続面６Ｂの出力用
チャネル導波路７1 〜７N の入射部に対応した位置ｘ1
〜ｘN にそれぞれ集光する。つまり、チャネル導波路４
1 〜４N よりそれぞれ出射された波長λ1 の信号光Ｌ1
は全て出力チャネル導波路７1 の入射部に対応した位置
ｘ1 に集光し、同じように波長λ2 、λ3 ・・・λN の
信号光Ｌ2 、Ｌ3 ・・・ＬN も出力チャネル導波路
７2 、７3 ・・・７ N の入射部に対応した位置ｘ2 、ｘ
3 ・・・ｘN に集光する。
ぞれ出射された波長多重信号光Ｌの波長λ1 〜λN の信
号光Ｌ1 〜ＬN の集光位置の光強度を示し、各信号光Ｌ
1 〜ＬN は出力側スラブ導波路６の接続面６Ｂの出力用
チャネル導波路７1 〜７N の入射部に対応した位置ｘ1
〜ｘN にそれぞれ集光する。つまり、チャネル導波路４
1 〜４N よりそれぞれ出射された波長λ1 の信号光Ｌ1
は全て出力チャネル導波路７1 の入射部に対応した位置
ｘ1 に集光し、同じように波長λ2 、λ3 ・・・λN の
信号光Ｌ2 、Ｌ3 ・・・ＬN も出力チャネル導波路
７2 、７3 ・・・７ N の入射部に対応した位置ｘ2 、ｘ
3 ・・・ｘN に集光する。
【００１４】以上の説明は光合分波器を分波器として使
用した場合であるが、合波器として使用するときは、分
波器の入力を出力として、分波器の出力を入力として読
み替えれば良い。以下同様である。
用した場合であるが、合波器として使用するときは、分
波器の入力を出力として、分波器の出力を入力として読
み替えれば良い。以下同様である。
【００１５】以上の構成において、波長間隔Δλの波長
λ1 〜λN のＮ波が多重されている波長多重信号光Ｌが
図示しない光ファイバを介して入力用チャネル導波路２
に入射すると、入力側スラブ導波路３において回折効果
により広げられ、アレイ導波路回折格子５を構成する複
数のチャネル導波路４1 〜４N に分岐して入射する。複
数のチャネル導波路４1 〜４N に入射した波長多重信号
光Ｌは、各波長λ1 〜λN 毎にチャネル導波路４1 〜４
N の導波路長に応じた位相差を与えられる。その結果、
チャネル導波路４1 〜４N よりそれぞれ出射されたλ1
の信号光Ｌ1 は全て出力チャネル導波路７1 の入射部に
対応した位置ｘ1 に集光する。同じようにλ2 、λ3 ・
・・λN の信号光Ｌ2 、Ｌ3 ・・・ＬN も出力チャネル
導波路７ 2 、７3 ・・・７N の入射部に対応した位置ｘ
2 、ｘ3 ・・・ｘN にそれぞれ集光する。このようにし
て分波されて各出力用チャネル導波路７1 〜７N の入射
部に集光した信号光Ｌ1 〜ＬN は、出力用チャネル導波
路７1 〜７N を伝播してその出力側から出射される。
λ1 〜λN のＮ波が多重されている波長多重信号光Ｌが
図示しない光ファイバを介して入力用チャネル導波路２
に入射すると、入力側スラブ導波路３において回折効果
により広げられ、アレイ導波路回折格子５を構成する複
数のチャネル導波路４1 〜４N に分岐して入射する。複
数のチャネル導波路４1 〜４N に入射した波長多重信号
光Ｌは、各波長λ1 〜λN 毎にチャネル導波路４1 〜４
N の導波路長に応じた位相差を与えられる。その結果、
チャネル導波路４1 〜４N よりそれぞれ出射されたλ1
の信号光Ｌ1 は全て出力チャネル導波路７1 の入射部に
対応した位置ｘ1 に集光する。同じようにλ2 、λ3 ・
・・λN の信号光Ｌ2 、Ｌ3 ・・・ＬN も出力チャネル
導波路７ 2 、７3 ・・・７N の入射部に対応した位置ｘ
2 、ｘ3 ・・・ｘN にそれぞれ集光する。このようにし
て分波されて各出力用チャネル導波路７1 〜７N の入射
部に集光した信号光Ｌ1 〜ＬN は、出力用チャネル導波
路７1 〜７N を伝播してその出力側から出射される。
【００１６】ここで、上記光波長合分波器におけるアレ
イ導波路回折格子５と波長多重信号光の分波の関係につ
いて説明する。
イ導波路回折格子５と波長多重信号光の分波の関係につ
いて説明する。
【００１７】図８は出力側スラブ導波路６の接続面６Ｂ
における信号光Ｌi （ｉ＝１〜Ｎ）の集光位置ｘと出力
用チャネル導波路７i （ｉ＝１〜Ｎ）の損失の関係を示
し、出力側スラブ導波路６の接続面６Ｂに集光した信号
光Ｌi は、その波長に応じて集光位置ｘがシフトする。
このとき、出力用チャネル導波路７i に結合する光強度
は、出力用チャネル導波路７i の導波モードＭi と信号
光Ｌi との重畳積分部分Ａi となる。そのため、波長と
ともに集光位置ｘがシフトすると、重畳積分部分Ａi が
変化し、この部分Ａi が最大になると、損失が最小とな
る。
における信号光Ｌi （ｉ＝１〜Ｎ）の集光位置ｘと出力
用チャネル導波路７i （ｉ＝１〜Ｎ）の損失の関係を示
し、出力側スラブ導波路６の接続面６Ｂに集光した信号
光Ｌi は、その波長に応じて集光位置ｘがシフトする。
このとき、出力用チャネル導波路７i に結合する光強度
は、出力用チャネル導波路７i の導波モードＭi と信号
光Ｌi との重畳積分部分Ａi となる。そのため、波長と
ともに集光位置ｘがシフトすると、重畳積分部分Ａi が
変化し、この部分Ａi が最大になると、損失が最小とな
る。
【００１８】図９は出力用チャネル導波路７i の損失波
長特性を示し、前述したように波長に応じて集光位置が
シフトしたとき、使用帯域Ｒi において波長λi で重畳
積分部分Ａi が最大となり、損失が最小になる。ここ
で、損失の最小値から３ｄｂ上がったところを３ｄｂ帯
域幅Ｒd と呼び、３ｄｂ帯域幅の中心の波長、つまり、
波長λi を中心波長と呼ぶ。
長特性を示し、前述したように波長に応じて集光位置が
シフトしたとき、使用帯域Ｒi において波長λi で重畳
積分部分Ａi が最大となり、損失が最小になる。ここ
で、損失の最小値から３ｄｂ上がったところを３ｄｂ帯
域幅Ｒd と呼び、３ｄｂ帯域幅の中心の波長、つまり、
波長λi を中心波長と呼ぶ。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光波長
合分波器によると、複数のチャネル導波路の密度が中央
部と両端部では異なっているため、複数のチャネル導波
路を製造する場合、同じコア幅に設計してもエッチング
速度の差によって各コア幅にばらつきやゆらぎが生じて
しまう。アレイ導波路回折格子の位相速度はコア幅に依
存しており、コア幅のばらつきやゆらぎは出力側スラブ
導波路内での集光位置、及び集光量に設定値からのずれ
を発生させる。
合分波器によると、複数のチャネル導波路の密度が中央
部と両端部では異なっているため、複数のチャネル導波
路を製造する場合、同じコア幅に設計してもエッチング
速度の差によって各コア幅にばらつきやゆらぎが生じて
しまう。アレイ導波路回折格子の位相速度はコア幅に依
存しており、コア幅のばらつきやゆらぎは出力側スラブ
導波路内での集光位置、及び集光量に設定値からのずれ
を発生させる。
【００２０】一方、図８において、各チャネル導波路の
設計上の位相差にずれが生じ、信号光Ｌi の集光位置が
ずれると、信号光Ｌi にすそＬifが形成される。この信
号光Ｌi のすそＬifは異なった出力用チャネル導波路の
７i-1 、７i+1 の導波モードＭi-1 、Ｍi+1 に重畳する
ため、波長損失特性のカーブは、図１０に示すように、
波長λi から離れた波長でも微小量の光が存在する。こ
の不完全な集光が別の使用帯域Ｒi-1 〜Ｒi-N 、Ｒi+1
〜Ｒi+N への漏洩光を増やす原因となり、これよりクロ
ストークが劣化するという問題がある。
設計上の位相差にずれが生じ、信号光Ｌi の集光位置が
ずれると、信号光Ｌi にすそＬifが形成される。この信
号光Ｌi のすそＬifは異なった出力用チャネル導波路の
７i-1 、７i+1 の導波モードＭi-1 、Ｍi+1 に重畳する
ため、波長損失特性のカーブは、図１０に示すように、
波長λi から離れた波長でも微小量の光が存在する。こ
の不完全な集光が別の使用帯域Ｒi-1 〜Ｒi-N 、Ｒi+1
〜Ｒi+N への漏洩光を増やす原因となり、これよりクロ
ストークが劣化するという問題がある。
【００２１】従って、本発明の目的はコア幅のばらつき
やゆらぎを低減して、クロストーク特性の向上を図るこ
とができる光波長合分波器を提供することである。
やゆらぎを低減して、クロストーク特性の向上を図るこ
とができる光波長合分波器を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、コア幅のばらつきやゆらぎを低減して、クロストー
ク特性の向上を図るため、基板上に配置され、所定の波
長間隔を有した複数の信号光を多重化した波長多重信号
光を入力する入力用チャネル導波路と、前記入力用チャ
ネル導波路から入射した前記波長多重信号光を広げる入
力側スラブ導波路と、前記波長間隔により決定される導
波路長を有して前記入力側スラブ導波路が出射する前記
波長多重信号光を分岐伝播して前記導波路長の差に応じ
た位相差を前記複数の信号光に与える複数のチャネル導
波路を有したアレイ導波路回折格子と、前記複数のチャ
ネル導波路からそれぞれ出射される前記波長多重信号光
の前記複数の信号光を複数の所定の集光位置に集光させ
る出力側スラブ導波路と、前記複数の所定の集光位置に
位置する入射端から分波入射した前記複数の信号光を伝
播して出力端から出力する複数の出力用チャネル導波路
から構成され、前記アレイ導波路回折格子の両側に、所
定のコア幅を有した所定の本数の疑似導波路が前記複数
のチャネル導波路に沿って形成された光波長合分波器を
提供するものである。
み、コア幅のばらつきやゆらぎを低減して、クロストー
ク特性の向上を図るため、基板上に配置され、所定の波
長間隔を有した複数の信号光を多重化した波長多重信号
光を入力する入力用チャネル導波路と、前記入力用チャ
ネル導波路から入射した前記波長多重信号光を広げる入
力側スラブ導波路と、前記波長間隔により決定される導
波路長を有して前記入力側スラブ導波路が出射する前記
波長多重信号光を分岐伝播して前記導波路長の差に応じ
た位相差を前記複数の信号光に与える複数のチャネル導
波路を有したアレイ導波路回折格子と、前記複数のチャ
ネル導波路からそれぞれ出射される前記波長多重信号光
の前記複数の信号光を複数の所定の集光位置に集光させ
る出力側スラブ導波路と、前記複数の所定の集光位置に
位置する入射端から分波入射した前記複数の信号光を伝
播して出力端から出力する複数の出力用チャネル導波路
から構成され、前記アレイ導波路回折格子の両側に、所
定のコア幅を有した所定の本数の疑似導波路が前記複数
のチャネル導波路に沿って形成された光波長合分波器を
提供するものである。
【００２３】前記疑似導波路は、前記所定のコア幅が前
記複数のチャネル導波路のコア幅とほぼ同じである構成
が好ましい。
記複数のチャネル導波路のコア幅とほぼ同じである構成
が好ましい。
【００２４】前記疑似導波路は、所定の間隔で複数本形
成されている構成が好ましい。
成されている構成が好ましい。
【００２５】前記疑似導波路は、前記所定の間隔が前記
複数のチャネル導波路の間隔とほぼ同じである構成が好
ましい。
複数のチャネル導波路の間隔とほぼ同じである構成が好
ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光波長合分波器を
添付図面を参照しながら詳細に説明する。
添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】図１は本発明の第１の実施の形態に係る光
波長合分波器を示す。この光波長合分波器は、石英系ガ
ラス基板１上に後述する各導波路より僅かに屈折率の低
いバッファ層を形成し、バッファ層上に入力用チャネル
導波路２、入力側スラブ導波路３、複数のチャネル導波
路４1 〜４N を有したアレイ導波路回折格子５、出力側
スラブ導波路６、及び複数の出力用チャネル導波路７1
〜７N を順次接続されるように形成すると共に、入力側
スラブ導波路３、及び出力側スラブ導波路６に接続され
ていない疑似導波路１０1 〜１０6 を形成し、更に各導
波路上に各導波路より僅かに屈折率の低いクラッド層を
形成して構成されている。
波長合分波器を示す。この光波長合分波器は、石英系ガ
ラス基板１上に後述する各導波路より僅かに屈折率の低
いバッファ層を形成し、バッファ層上に入力用チャネル
導波路２、入力側スラブ導波路３、複数のチャネル導波
路４1 〜４N を有したアレイ導波路回折格子５、出力側
スラブ導波路６、及び複数の出力用チャネル導波路７1
〜７N を順次接続されるように形成すると共に、入力側
スラブ導波路３、及び出力側スラブ導波路６に接続され
ていない疑似導波路１０1 〜１０6 を形成し、更に各導
波路上に各導波路より僅かに屈折率の低いクラッド層を
形成して構成されている。
【００２８】入力用チャネル導波路２は、矩形断面を有
し、入力用光ファイバ（図示せず）から波長間隔Δλの
波長λ1 〜λN のＮ波が多重されている波長多重信号光
Ｌを入力する。
し、入力用光ファイバ（図示せず）から波長間隔Δλの
波長λ1 〜λN のＮ波が多重されている波長多重信号光
Ｌを入力する。
【００２９】入力側スラブ導波路３は、入力用チャネル
導波路２との接続部付近に曲率中心Ｏ1 を有した曲率半
径ｒ1 の円弧の接続面３Ａをアレイ導波路回折格子５と
の間に有し、入力導波路２から入力した波長多重信号光
Ｌを回折効果によって広げるように構成されている。
導波路２との接続部付近に曲率中心Ｏ1 を有した曲率半
径ｒ1 の円弧の接続面３Ａをアレイ導波路回折格子５と
の間に有し、入力導波路２から入力した波長多重信号光
Ｌを回折効果によって広げるように構成されている。
【００３０】アレイ導波路回折格子５は、矩形断面を有
し、且つ、それぞれ隣接間で波長間隔Δλに応じた長さ
だけ異なった導波路長を有した複数のチャネル導波路４
1 〜４N から構成され、波長多重信号光Ｌを分岐して伝
播すると共に分岐された波長多重信号光Ｌの各波長の信
号光にチャネル導波路４1 〜４N の導波路長の差に応じ
た位相差を与える。
し、且つ、それぞれ隣接間で波長間隔Δλに応じた長さ
だけ異なった導波路長を有した複数のチャネル導波路４
1 〜４N から構成され、波長多重信号光Ｌを分岐して伝
播すると共に分岐された波長多重信号光Ｌの各波長の信
号光にチャネル導波路４1 〜４N の導波路長の差に応じ
た位相差を与える。
【００３１】出力側スラブ導波路６は、複数の出力用チ
ャネル導波路７1 〜７N との接続面６Ｂの中心付近に曲
率中心Ｏ2 を有した曲率半径ｒ2 の円弧の接続面６Ａを
アレイ導波路回折格子５との間に有し、出力用チャネル
導波路７1 〜７N の対応する入射部に複数のチャネル導
波路４1 〜４N からそれぞれ出射される波長多重信号光
Ｌの波長λ1 〜λN の信号光Ｌ1 〜ＬN の対応する信号
光が集光するように構成されている。
ャネル導波路７1 〜７N との接続面６Ｂの中心付近に曲
率中心Ｏ2 を有した曲率半径ｒ2 の円弧の接続面６Ａを
アレイ導波路回折格子５との間に有し、出力用チャネル
導波路７1 〜７N の対応する入射部に複数のチャネル導
波路４1 〜４N からそれぞれ出射される波長多重信号光
Ｌの波長λ1 〜λN の信号光Ｌ1 〜ＬN の対応する信号
光が集光するように構成されている。
【００３２】出力用チャネル導波路７1 〜７N は、矩形
断面を有し、且つ、出力側スラブ導波路６の接続面６Ａ
の中心付近の点Ｏ3 を中心にして放射状に配置され、出
力側スラブ導波路６の接続面６Ｂから入射した波長λ1
〜λN の信号光Ｌ1 〜ＬN を分波して出力端から出射す
る。
断面を有し、且つ、出力側スラブ導波路６の接続面６Ａ
の中心付近の点Ｏ3 を中心にして放射状に配置され、出
力側スラブ導波路６の接続面６Ｂから入射した波長λ1
〜λN の信号光Ｌ1 〜ＬN を分波して出力端から出射す
る。
【００３３】疑似導波路１０1 〜１０6 は、アレイ導波
路回折格子５の両側に３本ずつ形成されている。
路回折格子５の両側に３本ずつ形成されている。
【００３４】図２は上記光波長合分波器のＤ−Ｄ’線の
断面図を示し、石英ガラス基板１上に形成されたバッフ
ァ層８上に、コア幅Ｗ1 の複数のチャネル導波路４1 〜
４Nが間隔Ｄ1 で、複数のチャネル導波路４1 〜４N と
等しいコア幅Ｗ2 の疑似導波路１０1 〜１０6 （疑似導
波路１０1 、１０6 は不図示）がアレイ導波路回折格子
５の両側において複数のチャネル導波路４1 〜４N と等
しい間隔Ｄ2 でそれぞれ並列配置されるように形成さ
れ、これらの導波路がクラッド層９によって被覆されて
いる。
断面図を示し、石英ガラス基板１上に形成されたバッフ
ァ層８上に、コア幅Ｗ1 の複数のチャネル導波路４1 〜
４Nが間隔Ｄ1 で、複数のチャネル導波路４1 〜４N と
等しいコア幅Ｗ2 の疑似導波路１０1 〜１０6 （疑似導
波路１０1 、１０6 は不図示）がアレイ導波路回折格子
５の両側において複数のチャネル導波路４1 〜４N と等
しい間隔Ｄ2 でそれぞれ並列配置されるように形成さ
れ、これらの導波路がクラッド層９によって被覆されて
いる。
【００３５】アレイ導波路回折格子５の外側に、複数の
チャネル導波路４1 〜４N のコア幅Ｗ1 、及び間隔Ｄ1
と等しいコア幅Ｗ2 、及び間隔Ｄ2 の疑似導波路１０1
〜１０6 を設けると、複数のチャネル導波路４1 〜４N
の中央部と両端部の密度を近づけて全体の密度をほぼ均
一にすることができ、エッチングの加工条件の均一化が
図れる。このため、複数のチャネル導波路４1 〜４N の
コア幅Ｗ1 のばらつきやゆらぎを低減することができ
る。
チャネル導波路４1 〜４N のコア幅Ｗ1 、及び間隔Ｄ1
と等しいコア幅Ｗ2 、及び間隔Ｄ2 の疑似導波路１０1
〜１０6 を設けると、複数のチャネル導波路４1 〜４N
の中央部と両端部の密度を近づけて全体の密度をほぼ均
一にすることができ、エッチングの加工条件の均一化が
図れる。このため、複数のチャネル導波路４1 〜４N の
コア幅Ｗ1 のばらつきやゆらぎを低減することができ
る。
【００３６】以上の構成において、波長間隔Δλの波長
λ1 〜λN のＮ波が多重されている波長多重信号光Ｌが
光ファイバ（図示せず）を介して入力用チャネル導波路
２に入射すると、入力側スラブ導波路３において回折効
果により広げられ、アレイ導波路回折格子５を構成する
複数のチャネル導波路４1 〜４N に分岐して入射する。
複数のチャネル導波路４1 〜４N に分岐して入射した波
長多重信号光Ｌは、各波長λ1 〜λN 毎にチャネル導波
路４1 〜４N の導波路長に応じた位相差を与えられる。
このとき、アレイ導波路回折格子５の複数のチャネル導
波路４1 〜４Nのコア幅Ｗ1 のばらつきやゆらぎが低減
されているため、各チャネル導波路４1〜４N において
設計値とのずれがない所望の位相差が与えられる。その
結果、チャネル導波路４1 〜４N よりそれぞれ出射され
たλ1 の信号光Ｌ1 は全て出力チャネル導波路７1 の入
射部に集光する。同じようにλ2 、λ3 ・・・λN の信
号光Ｌ2 、Ｌ3 ・・・ＬN も出力チャネル導波路７2 、
７3 ・・・７N の入射部にそれぞれ集光する。この集光
時においても、各チャネル導波路４1 〜４N において設
計値とのずれがない所望の位相差が与えられているた
め、集光位置、及び集光量にずれが生じることがない。
このようにして分波されて各出力用チャネル導波路７1
〜７N の入射部に集光した信号光Ｌ1 〜ＬN は、出力用
チャネル導波路７1 〜７N を伝播して出力端７Ａから出
射される。
λ1 〜λN のＮ波が多重されている波長多重信号光Ｌが
光ファイバ（図示せず）を介して入力用チャネル導波路
２に入射すると、入力側スラブ導波路３において回折効
果により広げられ、アレイ導波路回折格子５を構成する
複数のチャネル導波路４1 〜４N に分岐して入射する。
複数のチャネル導波路４1 〜４N に分岐して入射した波
長多重信号光Ｌは、各波長λ1 〜λN 毎にチャネル導波
路４1 〜４N の導波路長に応じた位相差を与えられる。
このとき、アレイ導波路回折格子５の複数のチャネル導
波路４1 〜４Nのコア幅Ｗ1 のばらつきやゆらぎが低減
されているため、各チャネル導波路４1〜４N において
設計値とのずれがない所望の位相差が与えられる。その
結果、チャネル導波路４1 〜４N よりそれぞれ出射され
たλ1 の信号光Ｌ1 は全て出力チャネル導波路７1 の入
射部に集光する。同じようにλ2 、λ3 ・・・λN の信
号光Ｌ2 、Ｌ3 ・・・ＬN も出力チャネル導波路７2 、
７3 ・・・７N の入射部にそれぞれ集光する。この集光
時においても、各チャネル導波路４1 〜４N において設
計値とのずれがない所望の位相差が与えられているた
め、集光位置、及び集光量にずれが生じることがない。
このようにして分波されて各出力用チャネル導波路７1
〜７N の入射部に集光した信号光Ｌ1 〜ＬN は、出力用
チャネル導波路７1 〜７N を伝播して出力端７Ａから出
射される。
【００３７】このようにアレイ導波路回折格子５の両側
に複数のチャネル導波路４1 〜４Nのコア幅Ｗ1 、及び
間隔Ｄ1 と等しいコア幅Ｗ2 、及び間隔Ｄ2 の疑似導波
路１０1 〜１０6 を設けて、製造プロセスによる複数の
チャネル導波路４1 〜４N のコア幅のばらつきやゆらぎ
を低減しているため、出力側スラブ導波路６内での集光
位置、及び集光量の設計値からのずれを防ぐことがで
き、これによって不完全な集光が別の使用帯域へ漏洩す
るのを低減することができ、クロストーク特性を向上さ
せることができる。発明者の実験によると、アレイ導波
路回折格子の両側に疑似導波路を設けない場合にはコア
幅のばらつきが最大で０．１μｍあったものが、０．０
５μｍまで低減できた。この光波長合分波器のクロスト
ークを測定したところ、３２〜３５ｄｂとなり、従来に
ない良好な結果が得られた。
に複数のチャネル導波路４1 〜４Nのコア幅Ｗ1 、及び
間隔Ｄ1 と等しいコア幅Ｗ2 、及び間隔Ｄ2 の疑似導波
路１０1 〜１０6 を設けて、製造プロセスによる複数の
チャネル導波路４1 〜４N のコア幅のばらつきやゆらぎ
を低減しているため、出力側スラブ導波路６内での集光
位置、及び集光量の設計値からのずれを防ぐことがで
き、これによって不完全な集光が別の使用帯域へ漏洩す
るのを低減することができ、クロストーク特性を向上さ
せることができる。発明者の実験によると、アレイ導波
路回折格子の両側に疑似導波路を設けない場合にはコア
幅のばらつきが最大で０．１μｍあったものが、０．０
５μｍまで低減できた。この光波長合分波器のクロスト
ークを測定したところ、３２〜３５ｄｂとなり、従来に
ない良好な結果が得られた。
【００３８】なお、以上の実施の形態では、石英ガラス
基板を用いたが、他の光透過性材料、例えば、半導体、
ＬｉＮｂＯ3 等で製造したものでも同様な効果が得られ
る。
基板を用いたが、他の光透過性材料、例えば、半導体、
ＬｉＮｂＯ3 等で製造したものでも同様な効果が得られ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光波長合
分波器によると、アレイ導波路回折格子の両側に、所定
のコア幅を有した所定の本数の疑似導波路を複数のチャ
ネル導波路に沿って形成したため、コア幅のばらつきや
ゆらぎを低減して、クロストーク特性の向上を図ること
ができる。
分波器によると、アレイ導波路回折格子の両側に、所定
のコア幅を有した所定の本数の疑似導波路を複数のチャ
ネル導波路に沿って形成したため、コア幅のばらつきや
ゆらぎを低減して、クロストーク特性の向上を図ること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す平面図。
【図２】図１のＤ−Ｄ’線の断面図。
【図３】従来の光波長合分波器を示す平面図。
【図４】図３のＡ−Ａ’線の断面図。
【図５】図３のＢ−Ｂ’線の断面図。
【図６】図３のＣ−Ｃ’線の断面図。
【図７】従来の光波長合分波器における光信号の集光位
置を示す説明図。
置を示す説明図。
【図８】従来の光波長合分波器における集光位置におけ
る信号光の電界分布と出力用チャネル導波路の電界分布
の関係を示す説明図。
る信号光の電界分布と出力用チャネル導波路の電界分布
の関係を示す説明図。
【図９】従来の光波長合分波器における波長損失特性を
示す説明図。
示す説明図。
【図１０】従来の光波長合分波器における波長損失特性
を示す説明図。
を示す説明図。
１ 石英ガラス基板 ２ 入力用チャネル導波路 ３ 入力側スラブ導波路 ３Ａ 接続面 ４1 〜４N チャネル導波路 ５ アレイ導波路回折格子 ６ 出力側スラブ導波路 ６Ａ、６Ｂ 接続面 ７1 〜７N 、７i 出力用チャネル導波路 ８ バッファ層 ９ クラッド層 １０1 〜１０6 疑似導波路
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に配置され、所定の波長間隔を有
した複数の信号光を多重化した波長多重信号光を入力す
る入力用チャネル導波路と、 前記入力用チャネル導波路から入射した前記波長多重信
号光を広げる入力側スラブ導波路と、 前記波長間隔により決定される導波路長を有して前記入
力側スラブ導波路が出射する前記波長多重信号光を分岐
伝播して前記導波路長の差に応じた位相差を前記複数の
信号光に与える複数のチャネル導波路を有したアレイ導
波路回折格子と、 前記複数のチャネル導波路からそれぞれ出射される前記
波長多重信号光の前記複数の信号光を複数の所定の集光
位置に集光させる出力側スラブ導波路と、 前記複数の所定の集光位置に位置する入射端から分波入
射した前記複数の信号光を伝播して出力端から出力する
複数の出力用チャネル導波路から構成され、 前記アレイ導波路回折格子の両側に、所定のコア幅を有
した所定の本数の疑似導波路が前記複数のチャネル導波
路に沿って形成されていることを特徴とする光波長合分
波器。 - 【請求項２】 前記疑似導波路は、前記所定のコア幅が
前記複数のチャネル導波路のコア幅とほぼ同じである構
成の請求項１記載の光波長合分波器。 - 【請求項３】 前記疑似導波路は、所定の間隔で複数本
形成されている構成の請求項１記載の光波長合分波器。 - 【請求項４】 前記疑似導波路は、前記所定の間隔が前
記複数のチャネル導波路の間隔とほぼ同じである構成の
請求項３記載の光波長合分波器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030795A JP2858656B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 光波長合分波器 |
| US08/937,473 US5940555A (en) | 1997-02-14 | 1997-09-25 | Optical multiplexer/demultiplexer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9030795A JP2858656B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 光波長合分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227933A true JPH10227933A (ja) | 1998-08-25 |
| JP2858656B2 JP2858656B2 (ja) | 1999-02-17 |
Family
ID=12313626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9030795A Expired - Fee Related JP2858656B2 (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 光波長合分波器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5940555A (ja) |
| JP (1) | JP2858656B2 (ja) |
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| Publication number | Publication date |
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