JPH1073730A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPH1073730A
JPH1073730A JP9191659A JP19165997A JPH1073730A JP H1073730 A JPH1073730 A JP H1073730A JP 9191659 A JP9191659 A JP 9191659A JP 19165997 A JP19165997 A JP 19165997A JP H1073730 A JPH1073730 A JP H1073730A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のルーティングデバイスをカスケード接
続した場合でもチャネルを狭くすることのない波長ルー
ティングデバイスを提供する。 【解決手段】 本発明の波長ルーティングデバイス５０
０は、光学グレーティング３０により相互接続された一
対の誘電体製スラブ１０，２０を有する。この誘電体製
スラブ１０，２０に接続されたパワースプリッタは、１
つの入力導波路と２つの出力導波路を有するＹ型ブラン
チスプリッタ７０である。この第１誘電体製スラブ１０
に接続されたスプリッタ７０−１は、その幅ｗ1 がほぼ
等しくその中心間距離がｃ1 である一対の隣接導波路を
有する。この第２の誘電体製スラブ２０に接続されたス
プリッタ７０−２は、その幅ｗ2 がほぼ等しくその中心
間距離がｃ2 である一対の隣接導波路を有する。一実施
例においては、４ｗ2 ＞ｗ1＞１．５ｗ2 であり、４ｃ2
＞ｃ1 ＞１．５ｃ2 である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多重化および分離
化機能を有する光学結合装置に関し、特に広帯域で平坦
なパスバンドを有する光学相互接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信における成長および光ファイバネ
ットワークが家庭にまで延びるにつれて、近い将来さら
に大きな成長が期待できることにより、さらにまた同一
の光ファイバを介してさらに多くの個別のチャネルを伝
送し、且つチャネル間の干渉なしに個々のチャネルを分
離することが非常に重要な事項となりつつある。波長分
割多重化（ＷＤＭ）システムにおいては、各チャネル
は、異なる波長（色）でもって動作する。
【０００３】単一波長の信号を変調することにより、そ
のスペクトラムを拡大するが、その中心波長から非常に
離れたところにまで拡張するものではない。近接したチ
ャネルを互いに分離することは、１つあるいは複数のバ
ンドパスフィルタにより達成される。そしてこのバンド
パスフィルタの特徴は、ある特定のバンド幅の波長のみ
が変化を受けずにそのフィルタを通過するが、それ以外
の残りの波長は阻止されるかあるいは大幅に減衰される
ものである。
【０００４】光学多重化（マルチプレクシング：合波）
および光学分離化（ディマルチプレクシング：分波）
は、従来は光学グレーティング（即ち、所定量だけ最近
接の導波路に対し長さが異なる複数の並行導波路）によ
り相互接続された一対のスターカプラにより実行されて
いた。このような相互接続されたスターカプラの例は、
米国特許第５，００２，３５０号，第５，１３６，６７
１号，第５，４１２，７４４号に開示されたDense Wave
Division Multiplexers（ＤＷＤＭ）として知られてい
る。
【０００５】一方向の光学伝送においては、このＤＷＤ
Ｍはマルチプレクサ（多重化装置）として用いられ、複
数で個別の波長（λ1 ，λ2 ，・・・λn ）が、一対の
スターカプラの内の一方のスターカプラの個々の入力ポ
ートに入射され、他方のスターカプラの１個の出力ポー
トから放射される。反対方向の光学伝送においては、こ
のＤＷＤＭはディマルチプレクサ（分離化装置）として
用いられ、複数の個々の波長が一方のスターカプラの１
個のポートに入射され、そしてその波長に応じて他方の
スターカプラの複数のポートから放射される。
【０００６】入力波長を変えることにより、出力ポート
が変化することになる。したがって、このＤＷＤＭは、
波長ルーティングデバイスと称し、特定のポートへある
いは特定のポートからルーティングされる波長領域（バ
ンド）はチャネルと称する。このＤＷＤＭの好ましい特
性は、各チャネルのバンド幅に亘って、全ての波長を均
一に伝送すること（即ち、平坦なパスバンド性）であ
る。このＤＷＤＭの別の好ましい特性は、隣接するパス
バンドの平坦部分が互いに侵すことなくできるだけ幅広
いことである。
【０００７】このような好ましい特性は、メリット係数
（figure-of-merit）（Ｂ1／Ｂ2 ）として便宜上表すこ
とができる。ここでＢ1 は、チャネルゲインが最大レベ
ルから１ｄＢだけ落ちる波長間のバンド幅であり、Ｂ2
はチャネルゲインがさらに３０ｄＢ（即ち、最大レベル
から全部で３１ｄＢ）だけ落ちる波長間のバンド幅を意
味する。理想的なメリット係数は１．０であり、これは
隣接するチャネル間のクロストークを除去し、最大のチ
ャネル実装密度を与える。
【０００８】前掲の米国特許第５，１３６，６７１号に
開示されたＤＷＤＭのルーティングデバイスは、Ｂ1 ／
Ｂ2 ＝０．１７である。しかし、多数のルーティングデ
バイスは、大きな光学ネットワーク内でカスケード接続
されるために、各特定のチャネルの全体の伝送特性は狭
くなる、即ちこの受動型のルーティングデバイスをカス
ケード接続することにより容易に認識できる現象は、個
々の伝送特性を多重化することに等価である。
【０００９】例えば、ルーティングデバイスの特定のチ
ャネルの伝送特性は、そのチャネルの中心部で１．０の
振幅を有し、そのエッジ近傍で０．８の振幅を有すると
仮定すると、２つのルーティングデバイスを通過する特
定のチャネルの伝送特性は、チャネルの中心部では依然
として１．０であるが、そのエッジ近傍では０．８×
０．８＝０．６４となり、チャネル幅は実質的に狭くな
っている。
【００１０】一方、米国特許第５，４１２，７４４号に
開示されたＤＷＤＭは、これを改良したルーティングデ
バイスで、広帯域でほぼ平坦なパスバンドを有する。こ
のような平坦なパスバンドは、入力点あるいは出力点に
おいて、隣接する導波路を結合し、そのパラメータを最
適化することにより達成される。にもかかわらずこのＤ
ＷＤＭの設計におけるメリット係数Ｂ1 ／Ｂ2 は０．３
６であるにすぎず、この数値は多数のルーティングデバ
イスが、カスケード接続されるようなアプリケーション
においては受け入れられるものではない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、多数のルーティングデバイスをカスケード接続し
た場合でもチャネルを不当に狭くすることのない波長ル
ーティングデバイスを提供することである。さらにまた
本発明の波長ルーティングデバイスは、従来技術に係る
波長ルーティングデバイスのメリット係数Ｂ1 ／Ｂ2 よ
りも優れたメリット係数を有するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の波長ルーティン
グデバイスは、光学グレーティングにより相互接続され
た一対の誘電体製スラブを有する。第１の誘電体製スラ
ブは、第２の誘電体製スラブの所定の出力ポートにルー
ティングされる第１の波長領域の光学信号を受信する入
力ポートを有する。１×Ｎのパワースプリッタが第１誘
電体製スラブの入力に接続され、１×Ｍパワースプリッ
タが第２の誘電体製スラブの出力に接続されている。こ
こでＭとＮは、２以上の整数である。
【００１３】本発明の一実施例においては、このパワー
スプリッタは、１つの入力導波路と２つの出力導波路
（即ち、Ｍ＝Ｎ＝２）を有するＹ型ブランチスプリッタ
である。この第１誘電体製スラブに接続されたスプリッ
タは、その幅（ｗ1） がほぼ等しくその中心間距離が
（ｃ1） である一対の隣接導波路を有する。この第２の
誘電体製スラブに接続されたスプリッタは、その幅（ｗ
2） がほぼ等しくその中心間距離が（ｃ2） である一対
の隣接導波路を有する。一実施例においては、４ｗ2 ＞
ｗ1 ＞１．５ｗ2 であり、４ｃ2 ＞ｃ1 ＞１．５ｃ2 で
ある。別の実施例においては、４ｗ1 ＞ｗ2 ＞１．５ｗ
1 であり、４ｃ1 ＞ｃ2 ＞１．５ｃ1 である。
【００１４】本発明の別の実施例においては、パワース
プリッタは、１つの入力導波路と２つの出力導波路とを
有するＹ型ブランチスプリッタ、あるいは１つの入力導
波路と３個の出力導波路を有するＹ型ブランチスプリッ
タを含む。
【００１５】各実施例においては、メリット係数（Ｂ1
／Ｂ2 ）は０．５以上（従来設計に対し大幅に改善され
ている）であり、多数のルーティングデバイスがカスケ
ード接続されるようなアプリケーションにおいて、適正
な性能を提供できる。
【００１６】図１には、米国特許第５，１３６，６７１
号に開示された従来技術に係る多重化／分離化装置１０
０が示されている。多重化／分離化装置１００は、一対
のスターカプラ１，２を有し、これらはグレーティング
３０により相互接続されている。このグレーティング３
０は、多数の不等長の光学導波路から形成されている。
スターカプラは、その入力ポートのいずれかに入力され
た光学パワーをその出力ポートのすべての間に等しく分
割する。第１のスターカプラ１は、誘電体製スラブ１０
を有し、この誘電体製スラブ１０は２つの湾曲した境界
１０ａ，１０ｂを有する自由空間領域を有する。
【００１７】第１のスターカプラ１内で入力列１５と出
力列１６との間のパワーの伝送は、誘電体製スラブ１０
内の放射により達成される。このようなスターカプラ
は、単一のガラス製基板上に誘電体製スラブ１０，２０
とその関連導波路列１５−１６，２５−２６を形成する
シリコン光学ベンチ技術を用いて構成される。このよう
なスターカプラは、平面光学デバイスの技術者にとって
は、公知のものである。１つの適切な設計例は、米国特
許第４，９０４，０４２号に開示されている。
【００１８】図１において、入力列１５は焦点Ｆ２の方
向に向いている。この各入力導波路は、境界１０ａに沿
ってほぼ一様に誘電体製スラブ１０に結合されている。
出力列１６は、焦点Ｆ１の方向に向いている。出力列１
６の各導波路は、境界１０ｂに沿ってほぼ一様に誘電体
製スラブ１０に結合されている。
【００１９】グレーティング３０内の各導波路の長さ
は、他の全ての導波路の長さとは異なっており、その結
果所定の異なる量の位相シフトが第１のスターカプラ１
から入射され、グレーティング３０の導波路を伝播する
光学信号に加えられる。その理由はグレーティング３０
内の信号がグレーティング３０の出力部に到達するまで
異なるパス長さを通過するからである。したがって、グ
レーティング３０の各導波路から放射される光学信号
は、異なる位相を有し、この位相差は、導波路の長さの
関数である。
【００２０】グレーティング３０の導波路は、別の入力
列２５に接続され、この入力列２５は焦点Ｆ４の方向を
向いている。この入力列２５はグレーティング３０の出
力を第２のスターカプラ２の入力に接続する。第１のス
ターカプラ１と同様この第２のスターカプラ２は、誘電
体製スラブ２０からなり、この誘電体製スラブ２０は２
つの湾曲した境界２０ａ，２０ｂを有する自由空間領域
を形成する。入力列２５は、境界２０ａに沿ってほぼ均
一に分布するようこの自由空間領域に結合されている。
出力列２６は、焦点Ｆ３の方向を向いている。出力列２
６は境界２０ｂに沿ってほぼ均一に分布して誘電体製ス
ラブ２０に結合されている。
【００２１】従来技術に係る多重化／分離化装置１００
は、入力列１５の３本の導波路上の各々のチャネルを出
力列２６内の１本の導波路に結合する。この伝送方向
（即ち、左から右）で多重化が行われる。この３本のチ
ャネルの中心周波数は、図１に示すλ1 ，λ2 ，λ3 で
ある。このような多重化を行うためには、中心周波数λ
1 ，λ2 ，λ3 とグレーティング３０の様々なパス長さ
を慎重に選択しなければならない。
【００２２】従来技術に係る多重化／分離化装置１００
は、双方向性なので反対方向（右から左）には分離化が
行われる。例えば出力列２６が入力列として用いられる
と、多重化／分離化装置１００は出力列２６の単一導波
路上に表れる全てのチャネルをその波長に従って入力列
１５の別個の導波路に配送するよう動作する。各チャネ
ルの伝送損失（いずれかの方向）を図２に示す。
【００２３】図２は３本の隣接するチャネルに対する従
来技術に係る多重化／分離化装置１００（図１に示す）
の伝送特性を示す。ここに示した例では中心チャネルの
公称波長λ2 は、１５５０ｎｍとする。多重化／分離化
装置１００の固有の損失は２ｄＢで、全ての波長がデバ
イスをいずれかの方向に伝播する時に少なくとも２ｄＢ
の損失を受ける。さらに特定のチャネル内の波長は、チ
ャネルの中心から離れるに従って、余分の損失を受け
る。
【００２４】前述したように、本発明はこのような余分
の損失を制御するものである。特にチャネル全体に亘っ
て、一定のゲイン（利得）を有することが望ましく各チ
ャネルの伝送特性は、そのエッジ（端部）で急激に減少
し、その結果あるチャネルからの信号エネルギは、隣接
するチャネルへ拡散せず、且つ各チャネル内の信号は、
チャネルの伝送特性の変動により歪まないのが望まし
い。
【００２５】前述したようなこれらの望ましい特性は、
メリット係数（Ｂ1 ／Ｂ2 ）で通常表され、ここで、Ｂ
1 はチャネルゲインが最大レベルから１ｄＢだけドロッ
プする波長間のバンド幅を意味し、Ｂ2 はチャネルゲイ
ンがさらに３０ｄＢドロップするような波長間のバンド
幅を意味する。図１に示された従来技術に係る多重化／
分離化装置１００では、このメリット係数Ｂ1 ／Ｂ2 ＝
０．１７である。隣接するチャネル間のスペースは、Ｂ
2 で表され、これは図１に示した構成設計では約２．６
５ｎｍである。
【００２６】図３は、前掲の米国特許第５，４１２，７
４４号に開示された従来技術に係る多重化／分離化装置
３００を表す。この多重化／分離化装置３００は、図１
の従来技術に係る多重化／分離化装置１００に類似する
が、ただし、多重化／分離化装置３００は第２のスター
カプラ２に隣接する対の導波路３５，３６の一端に接続
されたグレーティング３０を有する点が異なる。このグ
レーティング３０は、１×ＮパワースプリッタのＮ＝２
の特殊な場合を表している。多重化／分離化装置３００
において、各チャネルは約５ｄＢの固有の損失を有して
いる。
【００２７】このような損失は好ましくはないが、メリ
ット係数（Ｂ1 ／Ｂ2 ）は、図４に示したように０．３
６となり、これは図１に示した構成よりもかなり改良さ
れている。しかし、これは米国特許第５，４１２，７４
４号の構成は、その目的として最少の損失でもって広帯
域のパスバンドを有するルーティングデバイスを提供す
ることである。
【００２８】そしてこの目的は、従来技術に係る多重化
／分離化装置３００の入力あるいは出力のいずれか（両
端ではない）にＹ型ブランチスプリッタの結合導波路間
のスペースを最適にすることにより達成される。入力端
と出力端の両方にパワースプリッタを用いると全体損失
を増加させることになるが、このような損失の増加は、
前掲の米国特許第５，４１２，７４４号の目的と相反す
るものである。隣接するチャネル間のスペースは、Ｂ2
で表され、これは図３に示す構成では、約２．９０ｎｍ
である。
【００２９】
【発明の実施の形態】前述した図１，図３の構成の従来
技術に対し、本出願の発明者らは、第１スターカプラの
入力点に１×Ｎパワースプリッタを第２スターカプラの
出力点に１×Ｍパワースプリッタを用いることにより、
さらに広帯域で平坦なパスバンドを有するルーティング
デバイスが構成されることを見いだした。ここで、Ｍ，
Ｎは２以上の整数とする。
【００３０】従来技術によれば、パワースプリッタは一
方のスターカプラあるいは他方のスターカプラのいずれ
かにのみ取り付けられ、両方のスターカプラに取り付け
られているものは存在しなかった。図５において、本発
明の多重化／分離化装置５００においては、パワースプ
リッタ７０−１は第１のスターカプラ１の入力点で用い
られ、パワースプリッタ７０−２は第２のスターカプラ
２の出力点で用いられる。例えば、全てのパワースプリ
ッタは、１×２のブランチスプリッタを有する。
【００３１】本発明の利点は、一端に１×２のパワース
プリッタを、他端に１×３のパワースプリッタを用いる
ことにより得られる。本発明により得られた改良点を図
６を参照して示す。同図においては、メリット係数（Ｂ
1 ／Ｂ2 ）は０．５１に等しく、これは図１，図３に示
した従来技術の構成に対し、それぞれ２００％と４０％
の改善が示された。隣接するチャネル間のスペースは、
Ｂ2 で表され、これは図５に示した構成においては、
２．６８ｎｍである。
【００３２】図５において、スターカプラ１と２とグレ
ーティング３０の構成は、図１に関連して示されたＤＷ
ＤＭに類似するものである。さらにまた米国特許第５，
１３６，６７１号は、このようなＤＷＤＭの一般的設計
を詳細に開示している。１×Ｎのパワースプリッタの構
成は、当業者に公知である。
【００３３】パワースプリッタ １×Ｎのパワースプリッタは、Ｎ個の導波路に分割され
る１本の導波路から構成される。このような構成は、木
の枝に類似するためにパワースプリッタは、ブランチ
（枝）スプリッタとも称する。
【００３４】近年このブランチスプリッタの設計は、ブ
ランチスプリッタの入力導波路と出力導波路間の基本モ
ードのモードマッチングにより改良し得ることが見いだ
された。このようなモードマッチングを採用し、本発明
の利用に最適なブランチスプリッタの一設計例は、図５
の要素７０−１，７０−２として示されている。図７を
参照すると、ブランチスプリッタ７０は端部が幅Ｗを有
する単一入力導波路７５を有し、その後に、２個の同一
の導波路７７，７８（それぞれの幅はｗ）が接続する。
【００３５】導波路分離遷移領域７６は対称で断熱的
（即ち、徐々にテーパー上に広がる）で基本モードがよ
り高次非対称モードに変換されるのを阻止する。Ｗとｗ
の幅の次元のパラメータに加えて、一対の導波路７７，
７８の間のギャップ７９の幅を表す第３のパラメータＤ
を導入する。このギャップ７９（その幅はｄで示され
る）は、少なくとも既存の光リソグラフ技術（現在のと
ころ約２μｍ）の解像度程度の大きさを有する。
【００３６】ｄ＝０の場合には、この構成は理想的なＹ
結合となる。しかし、このような物理的な構成は、現在
の光リソグラフ技術を用いては、達成することはできな
い。シングルおよびダブルの導波路領域に対する基本モ
ードフィールドは、それぞれＥ0 1，Ｅ0 2で表すものとす
る。原理的にこのＹ型ブランチ構造に対しては、過剰の
損失は、接合点におけるモードマッチを最大にすること
により減少できる。言い換えると、二重導波路領域が実
質的に始まる場所で、Ｅ0 1をＥ0 2に等しくすることであ
る。
【００３７】この点に関しては、接合点を通過するパワ
ー伝送係数は、次式で表される。 Ｐ＝−１０log［Ｃ12（Ｗ，ｗ，ｄ）］2 ここで、次式は二重積分である。
【数１】 Ｃ12は、ｄの値を光リソグラフの解像度と、波長導波路
のエッチングの解像度を加えたもの以上であることを条
件に、この３個のレイアウトのパラメータＷ，ｗ，ｄを
調整することにより最大にすることができる。フィール
ドモードＥ0 1（ｘ，ｙ，Ｗ）とＥ0 2（ｘ，ｙ，ｗ，ｄ）
は、２Ｄモードソルバ（2-D mode solver） により計算
できる。
【００３８】具体的数値で説明すると、Ｗ＝１０．０μ
ｍでｗ＝３．０μｍにおけるｄ＝１．５μｍのギャップ
サイズに対しては、計算上のパワーＰは約０．０８ｄＢ
の値を有する。そしてＷ＝１０．５μｍでｗ＝２．５μ
ｍにおけるギャップサイズｄ＝２．０μｍの場合には、
計算上のパワーＰは約０．１３ｄＢである。このブラン
チスプリッタの設計に関する詳細例は、同時に継続の米
国特許出願０８／６６０２４５号に開示されている。
【００３９】図８は図５の本発明に係る多重化／分離化
装置５００の中央部分の拡大図である。ブランチスプリ
ッタ７０−１，７０−２に対し、寸法が異なっているこ
とに注目する必要がある。多重化／分離化装置５００を
通過する各チャネルの伝送特性は、入力導波路モードフ
ィールドと出力導波路モードフィールドの畳み込み関数
（mathematical convolution）に関連している。図８に
示すように、スプリッタ７０−１は幅がｗ1 で分離距離
ｃ1 の一対の導波路を有し、この一対の導波路が誘電体
製スラブ１０に注入される。一方、ブランチスプリッタ
７０−２は幅がｗ2 で分離距離ｃ2 の一対の導波路を有
し、この一対の導波路が誘電体製スラブ２０に当接して
いる。
【００４０】本発明の一実施例においては、以下の寸法
を用いた（ｃ1＝１０μｍ，ｃ2＝２０μｍ，ｗ1＝５μ
ｍ，ｗ2＝１２μｍ）。これらの寸法は、より一般的な
関係（４ｃ2＞ｃ1＞１．５ｃ2，４ｗ2＞ｗ1＞１．５
ｗ2）を有する。この実施例においては、幅の広いＹ型
ブランチが第１のスターカプラ１に接続され、幅の狭い
Ｙ型ブランチが第２のスターカプラ２に接続されてい
る。
【００４１】しかし、各チャネルの特徴は、Ｙ型ブラン
チスプリッタ（７０−１，７０−２）の導波路の構造の
畳み込み関数であり、各スプリッタは、それぞれ誘電体
製スラブ１０と２０に接しており、且つこのような畳み
込みは交換可能（即ち、ａｂ＝ｂａ）であるために、等
価の性能は幅広のＹ型ブランチを第２のスターカプラ２
に幅狭のＹ型ブランチを第１のスターカプラ１に接続す
ることによっても達成できる。
【００４２】したがって、本発明の他の実施例において
は、以下の寸法を用いることができる（ｃ2 ＝１０μ
ｍ，ｃ1 ＝２０μｍ，ｗ2 ＝５μｍ，ｗ1 ＝１２μ
ｍ）。これらの寸法もまた一般的な関係式、 ４ｃ1＞ｃ2＞１．５ｃ1 および４ｗ1＞ｗ2＞１．５ｗ1 で関連づけることができる。
【００４３】前述したように本発明による利点は、Ｎ＝
３，Ｍ＝２でもって得ることができる。本発明の装置
は、図５の従来の装置と外観はほぼ同じであるが、ただ
しブランチスプリッタ７０−１は、従来例の２個の出力
ブランチの代わりに３個の出力ブランチを有する。この
状態においては、以下の寸法が用いられた。
【００４４】３ブランチデバイス（図５のスプリッタ７
０−１に対応する）においては、中心導波路は１２μｍ
の幅を有し、外側導波路は１４μｍの幅を有する。この
中心間距離は２０μｍである。２ブランチデバイス（図
５のスプリッタ７０−２に対応する）においては、各導
波路は５μｍの幅を有し、導波路間の中心間距離は１０
μｍである。
【００４５】同様に本発明の優れた利点は２ブランチデ
バイスと３ブランチデバイスでＮ＝２，Ｍ＝３の上記の
寸法を用いても達成できる。このようにして得られた本
発明の装置は、図５に示した装置と外観は同じである
が、ただしブランチスプリッタ７０−２は２個の出力ブ
ランチと共に３個の出力ブランチを有する。
【００４６】図９は、図１，図２，図５に示された各装
置のそれぞれの代表的チャネル（９ａ，９ｂ，９ｃ）の
伝送特性を並べて比較した図である。より広帯域でより
平坦なパスバンドが、固有の損失の犠牲により達成でき
ることが分かる。しかし、公知の増幅（例、エルビウム
ドープの光ファイバ増幅器）を用いてこの損失を補償す
ることができる。
【００４７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明はこのような
余分の損失を制御するものである。特にチャネル全体に
亘って、一定のゲイン（利得）を有することが望ましく
各チャネルの伝送特性は、そのエッジ（端部）で急激に
減少し、その結果あるチャネルからの信号エネルギは、
隣接するチャネルへ拡散せず、且つ各チャネル内の信号
は、チャネルの伝送特性の変動により歪まないのが望ま
しい。そしてこの目的は、従来技術に係る多重化／分離
化装置３００の入力あるいは出力のいずれか（両端では
ない）にＹ型ブランチスプリッタの結合導波路間のスペ
ースを最適にすることにより達成される。また、本発明
の波長ルーティングデバイス５００は、光学グレーティ
ング３０により相互接続された一対の誘電体製スラブ１
０，２０を有し、この誘電体製スラブ１０，２０に接続
されたパワースプリッタは、１つの入力導波路と２つの
出力導波路を有するＹ型ブランチスプリッタ７０であ
り、この第１誘電体製スラブ１０に接続されたスプリッ
タ７０−１は、その幅ｗ1 がほぼ等しくその中心間距離
がｃ1 である一対の隣接導波路を有する。この第２の誘
電体製スラブ２０に接続されたスプリッタ７０−２は、
その幅ｗ2 がほぼ等しくその中心間距離がｃ2 である一
対の隣接導波路を有する。一実施例においては、４ｗ2
＞ｗ1 ＞１．５ｗ2 であり、４ｃ2 ＞ｃ1 ＞１．５ｃ2
である。このようにして、多数のルーティングデバイス
をカスケード接続した場合でもチャネルを狭くすること
のない波長ルーティングデバイスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】単一入力のポートと単一出力のポートを有する
従来技術に係る光学多重化／分離化装置を表す図
【図２】図１に開示された多重化／分離化装置の３個の
隣接するチャネルの伝送特性を表す図
【図３】単一入力のポートとＹ型ブランチの出力ポート
を有する従来技術に係る光学多重化／分離化装置を表す
図
【図４】図３に開示された多重化／分離化装置の３個の
隣接するチャネルの伝送特性を表す図
【図５】本発明の光学多重化／分離化装置を表す図
【図６】本発明の多重化／分離化装置の３個の隣接する
チャネルの伝送特性を表す図
【図７】Ｙ型ブランチの結合デバイスを表す図
【図８】図５に示された光学多重化／分離化装置の一部
の拡大図
【図９】図１，３，５の各々に示された装置の代表的チ
ャネルの伝送特性を比較した図
【符号の説明】 １ 第１のスターカプラ ２ 第２のスターカプラ １０，２０ 誘電体製スラブ １０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂ 境界 １５，２５ 入力列 １６，２６ 出力列 ３０ グレーティング（Ｙ型ブランチスプリッタ） ３５，３６ 導波路 ７０ ブランチスプリッタ ７５ 単一入力導波路 ７６ 導波路分離遷移領域 ７７，７８ 導波路 ７９ ギャップ １００，３００ 従来技術に係る多重化／分離化装置 ５００ 本発明に係る多重化／分離化装置 Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ 焦点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）１つの入力導波路と、２以上の整
    数であるＮ個の出力導波路とを有し、第１スターカプラ
    （１）に接続された第１パワースプリッタ（７０−１）
    と、 前記第１スターカプラは、Ｎ個の入力導波路（１５）
    と、複数個の出力導波路（１６）とを有し、前記第１ス
    ターカプラ（１）の第１自由空間領域（１０）に接続さ
    れ、 （Ｂ）２以上の整数であるＭ個の入力導波路と、１個の
    出力導波路とを有し、第２スターカプラ（２）の出力に
    接続された第２パワースプリッタ（７０−２）と、 前記第２スターカプラは、Ｍ個の出力導波路（２６）
    と、複数個の入力導波路（２５）とを有し、第２スター
    カプラ（２）の第２自由空間領域（２０）に接続され、 （Ｃ）前記第１スターカプラの出力を前記第２スターカ
    プラの入力に接続し、複数の不等長の導波路からなる光
    学グレーティング（３０）とからなることを特徴とする
    光学装置。
  2. 【請求項２】 Ｎ＝２，Ｍ＝２であることを特徴とする
    請求項１の光学装置。
  3. 【請求項３】 前記第１のパワースプリッタ（７０−
    １）と第２のパワースプリッタ（７０−２）は、Ｙ型ブ
    ランチスプリッタであることを特徴とする請求項２の光
    学装置。
  4. 【請求項４】 一方のＹ型ブランチスプリッタ（７０−
    １）は、その幅（ｗ1） がほぼ等しい一対の隣接する導
    波路を有し、 他のＹ型ブランチスプリッタ（７０−２）は、ほぼその
    幅（ｗ2） が等しい一対の隣接導波路を有し、 ここで、ｗ1 ＞１．５ｗ2 であることを特徴とする請求
    項３の光学装置。
  5. 【請求項５】 ｗ1 ＞４ｗ2 であることを特徴とする請
    求項４の光学装置。
  6. 【請求項６】 一方のＹ型ブランチスプリッタ（７０−
    １）は、中心間距離（ｃ1） により分離された一対の隣
    接する導波路を有し、 他のＹ型ブランチスプリッタ（７０−２）は、中心間距
    離（ｃ2） により分離された一対の隣接導波路を有し、 ここで、ｃ1 ＞１．５ｃ2 であることを特徴とする請求
    項３の光学装置。
  7. 【請求項７】 各Ｙ型ブランチスプリッタ（７０−１，
    ７０−２）は、 （Ａ）光エネルギを伝送できる所定幅（Ｗ）を有する入
    力導波路領域（７６）と、 （Ｂ）前記入力導波路領域からの光エネルギの少なくと
    も１部を受信するよう配置された２つの出力導波路領域
    （７７，７８）と、 を有し、各出力導波路領域は、所定幅（ｗ）を有し、各
    出力導波路（７７，７８）の間に所定幅（ｄ）のギャッ
    プ（７９）が形成され、 ここでＷ＞２ｗ＋ｄであることを特徴とする光学装置。
  8. 【請求項８】 Ｎ＝３，Ｍ＝２であることを特徴とする
    請求項１の光学装置。
  9. 【請求項９】 前記第１と第２のパワースプリッタは、
    ブランチスプリッタであることを特徴とする請求項８の
    光学装置。
  10. 【請求項１０】 Ｎ＝２，Ｍ＝３であることを特徴とす
    る請求項１の光学装置。
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