JPH11133253A - アレイ導波路型波長合分波器 - Google Patents
アレイ導波路型波長合分波器Info
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- JPH11133253A JPH11133253A JP30146897A JP30146897A JPH11133253A JP H11133253 A JPH11133253 A JP H11133253A JP 30146897 A JP30146897 A JP 30146897A JP 30146897 A JP30146897 A JP 30146897A JP H11133253 A JPH11133253 A JP H11133253A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蛇行を抑制することにより、波長精度が高
く、またクロストークの低いアレイ導波路型波長合分波
器を実現することを目的とする。 【解決手段】 基板上１に作製された１つあるいは複数
の入力導波路２、第１のスラブ導波路３、長さの異なる
複数の導波路から構成されるアレイ導波路４、第２のス
ラブ導波路５、複数の出力導波路６から構成され、前記
スラブ導波路３，５との接続部においてマルチモードの
電界分布を有する導波路が用いられているアレイ導波路
型波長合分波器において、前記入力導波路２と第１のス
ラブ導波路３、及び前記出力導波路６と第２のスラブ導
波路５の間にモード安定化導波路８が挿入されているこ
とを特徴とする。
く、またクロストークの低いアレイ導波路型波長合分波
器を実現することを目的とする。 【解決手段】 基板上１に作製された１つあるいは複数
の入力導波路２、第１のスラブ導波路３、長さの異なる
複数の導波路から構成されるアレイ導波路４、第２のス
ラブ導波路５、複数の出力導波路６から構成され、前記
スラブ導波路３，５との接続部においてマルチモードの
電界分布を有する導波路が用いられているアレイ導波路
型波長合分波器において、前記入力導波路２と第１のス
ラブ導波路３、及び前記出力導波路６と第２のスラブ導
波路５の間にモード安定化導波路８が挿入されているこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ導波路型波
長合分波器に関する。詳しくは、波長多量光通信あるい
は光信号処理などの分野で用いられる導波路型集積光部
品、特にアレイ導波路型波長合分波器の特性向上に関す
るものである。
長合分波器に関する。詳しくは、波長多量光通信あるい
は光信号処理などの分野で用いられる導波路型集積光部
品、特にアレイ導波路型波長合分波器の特性向上に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】波長の異なる複数の光信号を同時に伝送
する波長多重光通信においては、波長の異なる光を合波
あるいは分波する波長合分波器が重要なデバイスであ
る。その中でも平面基板上の光導波路で構成されるアレ
イ導波路回折格子を用いた波長合分波器（以下、アレイ
導波路型波長合分波器と略す）は、実用的なデバイスと
して注目されている。
する波長多重光通信においては、波長の異なる光を合波
あるいは分波する波長合分波器が重要なデバイスであ
る。その中でも平面基板上の光導波路で構成されるアレ
イ導波路回折格子を用いた波長合分波器（以下、アレイ
導波路型波長合分波器と略す）は、実用的なデバイスと
して注目されている。
【０００３】図１にアレイ導波路型波長合分波器の構成
を示す。同図に示すように、基板１上で、入力導波路
２、入力側スラブ導波路３、アレイ導波路４、出力側ス
ラブ導波路５、出力導波路６が順に接続されている。光
ファイバなどを通じて外部より入力導波路に入力された
光は、入力側スラブ導波路３内で回折により広がりアレ
イ導波路４を構成する複数の導波路に入射する。
を示す。同図に示すように、基板１上で、入力導波路
２、入力側スラブ導波路３、アレイ導波路４、出力側ス
ラブ導波路５、出力導波路６が順に接続されている。光
ファイバなどを通じて外部より入力導波路に入力された
光は、入力側スラブ導波路３内で回折により広がりアレ
イ導波路４を構成する複数の導波路に入射する。
【０００４】入力光はアレイ導波路４を伝搬したのち、
出力側スラブ導波路５に達する。複数の導波路からの放
射光はお互いに干渉し、出力側スラブ導波路５と出力導
波路６の接続部付近に集光し、複数ある出力導波路６の
いずれかに入射し、基板端へと導かれる。アレイ導波路
４を構成する導波路間の長さの差により生じた位相差に
より集光する位置は波長によって異なるので、入力導波
路から波長多重光を入力すると、結果的に、波長ごとに
異なる出力導波路６から出力される（分波される）。
出力側スラブ導波路５に達する。複数の導波路からの放
射光はお互いに干渉し、出力側スラブ導波路５と出力導
波路６の接続部付近に集光し、複数ある出力導波路６の
いずれかに入射し、基板端へと導かれる。アレイ導波路
４を構成する導波路間の長さの差により生じた位相差に
より集光する位置は波長によって異なるので、入力導波
路から波長多重光を入力すると、結果的に、波長ごとに
異なる出力導波路６から出力される（分波される）。
【０００５】上記説明のように、アレイ導波路型波長合
分波器は古くから知られた回折格子を用いた分光計と同
様の動作を、平面基板上にフォトリソグラフィを用いて
一括作製される光導波路を用いて実現するものであり、
小型で、大量生産性に富み、波長多重通信用の波長合分
波器として有望視されている（特開平２−２４４１０５
号公報）。
分波器は古くから知られた回折格子を用いた分光計と同
様の動作を、平面基板上にフォトリソグラフィを用いて
一括作製される光導波路を用いて実現するものであり、
小型で、大量生産性に富み、波長多重通信用の波長合分
波器として有望視されている（特開平２−２４４１０５
号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アレイ導波路型波長合分波器には各出力導波路６から出
力される光の波長が設計値からずれるという問題点があ
った。以下、その詳細を図６に示す出力側スラブ導波路
５と出力導波路６の接続部付近の拡大図を用いて説明す
る。
アレイ導波路型波長合分波器には各出力導波路６から出
力される光の波長が設計値からずれるという問題点があ
った。以下、その詳細を図６に示す出力側スラブ導波路
５と出力導波路６の接続部付近の拡大図を用いて説明す
る。
【０００７】出力側スラブ導波路５と出力導波路６の間
にはテーパ導波路７、直線導波路１１が挿入されてい
る。テーパ導波路７は受光帯域拡大のため、直線導波路
は図１に示すような導波路配置にするための長さ調整の
役割を持っている。
にはテーパ導波路７、直線導波路１１が挿入されてい
る。テーパ導波路７は受光帯域拡大のため、直線導波路
は図１に示すような導波路配置にするための長さ調整の
役割を持っている。
【０００８】さて、先に説明したように、アレイ導波路
４から放射された光１２は出力側スラブ導波路５内で集
光し、集光位置が波長とともに移動する。その移動量は
波長変化量に比例し、単位波長変化当たりの移動量は線
分散と呼ばれる。例えば、線分散が２０μｍ／１ｎｍと
仮定した場合、テーパ導波路７の間隔を２０μｍとすれ
ば、波長間隔が１ｎｍの波長合分波器を作製することが
できる。
４から放射された光１２は出力側スラブ導波路５内で集
光し、集光位置が波長とともに移動する。その移動量は
波長変化量に比例し、単位波長変化当たりの移動量は線
分散と呼ばれる。例えば、線分散が２０μｍ／１ｎｍと
仮定した場合、テーパ導波路７の間隔を２０μｍとすれ
ば、波長間隔が１ｎｍの波長合分波器を作製することが
できる。
【０００９】ところが、我々は実験により、実際にはテ
ーパ導波路７の出力端の中心にビームが集光する場合よ
りも、若干ずれたところで集光する場合の方が、出力導
波路６への光の導波が良好な場合があることを見いだし
た。これは、図中に示した導波光の伝搬軌跡１３に示す
ように、テーパ導波路７、直線導波路１１を蛇行して伝
搬するほうが、曲がっている出力導波路６へ効率的に導
かれるからである。
ーパ導波路７の出力端の中心にビームが集光する場合よ
りも、若干ずれたところで集光する場合の方が、出力導
波路６への光の導波が良好な場合があることを見いだし
た。これは、図中に示した導波光の伝搬軌跡１３に示す
ように、テーパ導波路７、直線導波路１１を蛇行して伝
搬するほうが、曲がっている出力導波路６へ効率的に導
かれるからである。
【００１０】なお、光導波路の伝搬モード理論からする
とここで示した伝搬軌跡１３は的確な表現方法ではない
が、現象を説明する都合上、理解しやすい表現なので、
この方法を用いた。出力導波路６の配置上、蛇行が発生
する直線導波路１１の長さが異なるので、テーパ導波路
７中心と伝搬光強度ピークのずれ（図中のδｘ）は一定
でない。
とここで示した伝搬軌跡１３は的確な表現方法ではない
が、現象を説明する都合上、理解しやすい表現なので、
この方法を用いた。出力導波路６の配置上、蛇行が発生
する直線導波路１１の長さが異なるので、テーパ導波路
７中心と伝搬光強度ピークのずれ（図中のδｘ）は一定
でない。
【００１１】ビーム伝搬法を用いて計算したところ、直
線導波路１１の長さにより、δｘは−０．７μｍから
０．７μｍ変動することが確認されている。この場合、
線分散から逆算すると、±０．７μｍの位置ずれは±
０．０３５ｎｍの波長誤差となり、高い波長精度が要求
される波長多重光通信では使用できない場合がある。
線導波路１１の長さにより、δｘは−０．７μｍから
０．７μｍ変動することが確認されている。この場合、
線分散から逆算すると、±０．７μｍの位置ずれは±
０．０３５ｎｍの波長誤差となり、高い波長精度が要求
される波長多重光通信では使用できない場合がある。
【００１２】また、蛇行の影響はアレイ導波路４の出口
付近でも現れる。アレイ導波路４を構成する個々の導波
路と出力側スラブ導波路５の間には図６中のテーパ導波
路７と同様の形状のテーパ導波路が、アレイ導波路４の
回折効率を向上させるために用いられている。アレイ導
波路４を構成する導波路を伝搬してきた光がテーパ導波
路７内で蛇行し、光の強度ピークがテーパの中心からず
れる。
付近でも現れる。アレイ導波路４を構成する個々の導波
路と出力側スラブ導波路５の間には図６中のテーパ導波
路７と同様の形状のテーパ導波路が、アレイ導波路４の
回折効率を向上させるために用いられている。アレイ導
波路４を構成する導波路を伝搬してきた光がテーパ導波
路７内で蛇行し、光の強度ピークがテーパの中心からず
れる。
【００１３】従って、アレイ導波路４から出力側スラブ
導波路５に放射される光の間隔が本来等間隔であるべき
ところが、不等間隔になることになる。アレイ導波路４
の分光原理は一般の回折格子と同様であり、不等間隔に
なると回折格子としての特性が劣化し、波長合分波器の
クロストークを増加させる結果となる。
導波路５に放射される光の間隔が本来等間隔であるべき
ところが、不等間隔になることになる。アレイ導波路４
の分光原理は一般の回折格子と同様であり、不等間隔に
なると回折格子としての特性が劣化し、波長合分波器の
クロストークを増加させる結果となる。
【００１４】この蛇行現象はテーパ導波路７と出力導波
路６の間にある直線導波路を０次モード以外のモードも
伝搬することに由来する。すなわち、０次モードとそれ
以外のモードが伝搬するので、その干渉により等価的に
強度ピークの軌跡が蛇行するのである。
路６の間にある直線導波路を０次モード以外のモードも
伝搬することに由来する。すなわち、０次モードとそれ
以外のモードが伝搬するので、その干渉により等価的に
強度ピークの軌跡が蛇行するのである。
【００１５】０次モード以外のモードとしては、導波路
が単一モード条件を満たしていない場合の高次モード
（１次以上）、また、導波路が単一モード条件を満たし
ている場合においても、導波路コアにまとわりつく様な
形で、短い距離の間のみ部分的に存在できるモード（放
射モードあるいはクラッドモードと呼ばれる）がある。
が単一モード条件を満たしていない場合の高次モード
（１次以上）、また、導波路が単一モード条件を満たし
ている場合においても、導波路コアにまとわりつく様な
形で、短い距離の間のみ部分的に存在できるモード（放
射モードあるいはクラッドモードと呼ばれる）がある。
【００１６】このような蛇行現象を抑制するには、スラ
ブ導波路及びテーパ導波路７を除くすべての導波路を単
一モード導波路とし、かつ、放射モードが０次モードか
ら十分離れるようにテーパ導波路７と出力導波路６の間
にある直線導波路を十分長くする方法が考えられる。し
かし、単一モード導波路では導波路コアとクラッド境界
における０次モードの電界が強いので、導波路コアの側
壁の凸凹により生じる散乱損失が増加し、波長合分波器
の挿入損失が増大する欠点がある。
ブ導波路及びテーパ導波路７を除くすべての導波路を単
一モード導波路とし、かつ、放射モードが０次モードか
ら十分離れるようにテーパ導波路７と出力導波路６の間
にある直線導波路を十分長くする方法が考えられる。し
かし、単一モード導波路では導波路コアとクラッド境界
における０次モードの電界が強いので、導波路コアの側
壁の凸凹により生じる散乱損失が増加し、波長合分波器
の挿入損失が増大する欠点がある。
【００１７】以上、説明したように、従来のアレイ導波
路型波長合分波器においては、テーパ導波路７での光の
蛇行により、特性が劣化する問題点があった。本発明
は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、蛇行を
抑制することにより、波長精度が高く、またクロストー
クの低いアレイ導波路型波長合分波器を実現することを
目的とする。
路型波長合分波器においては、テーパ導波路７での光の
蛇行により、特性が劣化する問題点があった。本発明
は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、蛇行を
抑制することにより、波長精度が高く、またクロストー
クの低いアレイ導波路型波長合分波器を実現することを
目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明は、テーパ導波路につづいてモード安定化領
域を設けることを特徴とするものである。具体的には、
幅の狭い直線導波路（以後、モード安定化導波路と呼
ぶ）をテーパ導波路に接続するのである。
め、本発明は、テーパ導波路につづいてモード安定化領
域を設けることを特徴とするものである。具体的には、
幅の狭い直線導波路（以後、モード安定化導波路と呼
ぶ）をテーパ導波路に接続するのである。
【００１９】〔作用〕上述したモード安定化導波路では
導波路幅が狭いため、高次モードは伝搬できず、また、
放射モードも短距離で０次モードから分離するので、蛇
行が抑制され前記テーパ導波路端における光の強度ピー
クがテーパ導波路の中心と一致する。
導波路幅が狭いため、高次モードは伝搬できず、また、
放射モードも短距離で０次モードから分離するので、蛇
行が抑制され前記テーパ導波路端における光の強度ピー
クがテーパ導波路の中心と一致する。
【００２０】また、蛇行が発生する部分のみ導波路幅を
狭くし、その他の導波路は従来と同様の太さとしている
ため、上述したコア側壁での散乱による挿入損失の増加
は見られない。従って、本手段を用いることにより、上
述の波長誤差がなくなり、またクロストークが低減さ
れ、実用性の高いアレイ導波路型波長合分波器を作製す
ることが可能となる。
狭くし、その他の導波路は従来と同様の太さとしている
ため、上述したコア側壁での散乱による挿入損失の増加
は見られない。従って、本手段を用いることにより、上
述の波長誤差がなくなり、またクロストークが低減さ
れ、実用性の高いアレイ導波路型波長合分波器を作製す
ることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面に示
す実施例を参照して詳細に説明する。 〔実施例１〕図１は第１及び第２の実施例に共通するア
レイ導波路型波長合分波器の概略図である。図１に示す
ように、シリコン基板１上に、火炎加水分解堆積法及び
反応性イオンエッチングにより形成された石英系ガラス
導波路を用いて、導波路パターンを構成した。２は入力
導波路、３は入力側スラブ導波路、４はアレイ導波路、
５は出力側スラブ導波路、６は出力導波路である。
す実施例を参照して詳細に説明する。 〔実施例１〕図１は第１及び第２の実施例に共通するア
レイ導波路型波長合分波器の概略図である。図１に示す
ように、シリコン基板１上に、火炎加水分解堆積法及び
反応性イオンエッチングにより形成された石英系ガラス
導波路を用いて、導波路パターンを構成した。２は入力
導波路、３は入力側スラブ導波路、４はアレイ導波路、
５は出力側スラブ導波路、６は出力導波路である。
【００２２】図に示すように、入力導波路２の内の１本
から人力された波長多重光は、先に述べたアレイ導波路
４の分光作用により、分波されて別々の出力導波路６か
ら取り出される。導波路コアの厚さは６μｍ、入力導波
路２、アレイ導波路４、出力導波路６の幅は７μｍとし
た。導波路コアとクラッドの屈折率の差は０．７５％で
ある。
から人力された波長多重光は、先に述べたアレイ導波路
４の分光作用により、分波されて別々の出力導波路６か
ら取り出される。導波路コアの厚さは６μｍ、入力導波
路２、アレイ導波路４、出力導波路６の幅は７μｍとし
た。導波路コアとクラッドの屈折率の差は０．７５％で
ある。
【００２３】この寸法では導波路はシングルモード条件
を満たしていないが、これは先に述べたように、導波路
の散乱損失を低減させるためである。図２は第１の実施
例の特徴を説明するための、出力側スラブ導波路５と出
力導波路６との接続部付近の拡大図である。線分散を２
０μｍ／１ｎｍ、波長間隔を１ｎｍと設計しているの
で、テーパ導波路７の間隔は２０μｍである。テーパ導
波路７と出力導波路６との間に、幅の狭いモード安定化
導波路８が設けられている。
を満たしていないが、これは先に述べたように、導波路
の散乱損失を低減させるためである。図２は第１の実施
例の特徴を説明するための、出力側スラブ導波路５と出
力導波路６との接続部付近の拡大図である。線分散を２
０μｍ／１ｎｍ、波長間隔を１ｎｍと設計しているの
で、テーパ導波路７の間隔は２０μｍである。テーパ導
波路７と出力導波路６との間に、幅の狭いモード安定化
導波路８が設けられている。
【００２４】導波路幅は４μｍであり、また、長さは５
００μｍ程度とした。つまり、この部分のみシングルモ
ード条件を満たし、また放射モードが分離するのに十分
な長さを有している。また、良く知られているように曲
線導波路においては、伝搬光の強度ピークが導波路の中
心より０．４μｍ程度外側にずれることから、その分を
見込んで出力導波路６とモード安定化導波路８の中心を
０．４μｍずらして、光がスムーズに接続部を通過する
ように配慮がなされている。
００μｍ程度とした。つまり、この部分のみシングルモ
ード条件を満たし、また放射モードが分離するのに十分
な長さを有している。また、良く知られているように曲
線導波路においては、伝搬光の強度ピークが導波路の中
心より０．４μｍ程度外側にずれることから、その分を
見込んで出力導波路６とモード安定化導波路８の中心を
０．４μｍずらして、光がスムーズに接続部を通過する
ように配慮がなされている。
【００２５】図３（ａ）に作製した波長合分波器の中の
４つの出力導波路６から得られる光の透過率と波長の関
係（スペクトル）を測定した結果を示す。設計では４つ
の透過波長を１５５１ｎｍ，１５５２ｎｍ，１５５３ｎ
ｍ，１５５４ｎｍとしたが、設計通りの波長が得られて
いる。図３（ｂ）は、比較のため、同一の設計でモード
安定化導波路８が無い従来の波長合分波器のスペクトル
を測定した結果であり、出力導波路６の間隔が等間隔で
あるにも関わらず、波長間隔は等間隔でなく、設計値か
らもずれている。
４つの出力導波路６から得られる光の透過率と波長の関
係（スペクトル）を測定した結果を示す。設計では４つ
の透過波長を１５５１ｎｍ，１５５２ｎｍ，１５５３ｎ
ｍ，１５５４ｎｍとしたが、設計通りの波長が得られて
いる。図３（ｂ）は、比較のため、同一の設計でモード
安定化導波路８が無い従来の波長合分波器のスペクトル
を測定した結果であり、出力導波路６の間隔が等間隔で
あるにも関わらず、波長間隔は等間隔でなく、設計値か
らもずれている。
【００２６】両者を比較して明らかなように、蛇行を抑
制することで、設計通りの出力波長が得られ、本発明の
有効性を確認できた。 〔実施例２〕図４は第２の実施例の特徴を説明するため
の、アレイ導波路４と出力側スラブ導波路５の接続部付
近の拡大図である。なお、波長合分波器全体の導波路レ
イアウト、導波路の寸法、作製法は第１の実施例と同様
である。
制することで、設計通りの出力波長が得られ、本発明の
有効性を確認できた。 〔実施例２〕図４は第２の実施例の特徴を説明するため
の、アレイ導波路４と出力側スラブ導波路５の接続部付
近の拡大図である。なお、波長合分波器全体の導波路レ
イアウト、導波路の寸法、作製法は第１の実施例と同様
である。
【００２７】テーパ導波路９の間隔は１５μｍである。
テーパ導波路９と、アレイ導波路４を構成する導波路４
の間にモード安定化導波路１０が設けられている。第１
の実施例と同様にモード安定化導波路１０の幅は４μ
ｍ、長さは５００μｍ程度とした。図５に作製した波長
合分波器の１つの出力導波路６から得られる光のスペク
トルの測定結果を示す。
テーパ導波路９と、アレイ導波路４を構成する導波路４
の間にモード安定化導波路１０が設けられている。第１
の実施例と同様にモード安定化導波路１０の幅は４μ
ｍ、長さは５００μｍ程度とした。図５に作製した波長
合分波器の１つの出力導波路６から得られる光のスペク
トルの測定結果を示す。
【００２８】また、同グラフには、従来の波長合分波器
のスペクトルも同時にプロットしてある。本実施例の波
長合分波器ではクロストーク（透過波長での透過率に対
する透過波長帯外での透過率の比）は−４１ｄＢであ
り、極めてクロストークの低い特性が得られている。こ
れに対し、従来の波長合分波器ではクロストークは３０
ｄＢ程度であり、蛇行の影響により１０ｄＢも悪いこと
がわかる。この結果が示すように、アレイ導波路４出口
付近での蛇行を抑制することによりクロストークを低減
でき、本発明の有効性を確認できた。
のスペクトルも同時にプロットしてある。本実施例の波
長合分波器ではクロストーク（透過波長での透過率に対
する透過波長帯外での透過率の比）は−４１ｄＢであ
り、極めてクロストークの低い特性が得られている。こ
れに対し、従来の波長合分波器ではクロストークは３０
ｄＢ程度であり、蛇行の影響により１０ｄＢも悪いこと
がわかる。この結果が示すように、アレイ導波路４出口
付近での蛇行を抑制することによりクロストークを低減
でき、本発明の有効性を確認できた。
【００２９】なお、本発明の２つの実施例においては、
出力導波路及びアレイ導波路の出力側にモード安定化導
波路を配置したが、光の可逆性を考えれば、入力導波路
２と入力側スラブ導波路との間、アレイ導波路の入力側
にも同様のモード安定化導波路を配置すれば、その効果
が倍増することは自明である。また、実施例１と実施例
２を併用すれば、波長精度の向上とクロストークの低減
の両方が同時に実現されることも自明である。
出力導波路及びアレイ導波路の出力側にモード安定化導
波路を配置したが、光の可逆性を考えれば、入力導波路
２と入力側スラブ導波路との間、アレイ導波路の入力側
にも同様のモード安定化導波路を配置すれば、その効果
が倍増することは自明である。また、実施例１と実施例
２を併用すれば、波長精度の向上とクロストークの低減
の両方が同時に実現されることも自明である。
【００３０】さらにつけ加えれば、導波路コア幅の狭い
導波路としたが、導波路コアの高さを低くしても同様の
結果が得られる。また、導波路材料として火炎加水分解
堆積法により作製される石英系ガラス、基板としてシリ
コン基板を使用したが、本発明の主旨に従えば、別な材
料を用いても同様の効果が得られることは明らかであ
る。
導波路としたが、導波路コアの高さを低くしても同様の
結果が得られる。また、導波路材料として火炎加水分解
堆積法により作製される石英系ガラス、基板としてシリ
コン基板を使用したが、本発明の主旨に従えば、別な材
料を用いても同様の効果が得られることは明らかであ
る。
【００３１】なお、上記実施例ではスラブ導波路との接
続部にテーパ導波路が用いられている場合について説明
したが、本発明の基本概念からすれば、テーパ以外の形
状を有する導波路、例えば、パラボラ型導波路、マルチ
モード干渉型導波路、Ｙ分岐型導波路など、スラブ導波
路との接続部においてマルチモードの電界分布を有する
あらゆる形状の導波路に対しても、同様の効果が得られ
るのは同然である。
続部にテーパ導波路が用いられている場合について説明
したが、本発明の基本概念からすれば、テーパ以外の形
状を有する導波路、例えば、パラボラ型導波路、マルチ
モード干渉型導波路、Ｙ分岐型導波路など、スラブ導波
路との接続部においてマルチモードの電界分布を有する
あらゆる形状の導波路に対しても、同様の効果が得られ
るのは同然である。
【００３２】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、光が導波路を蛇行して伝搬する
現象が波長合分波器の波長精度とクロストークを劣化さ
せることを発見し、その対策として、蛇行を抑制するた
めのモード安定化導波路を配置することにより、波長精
度が高く、またクロストークの低いアレイ導波路型波長
合分波器を挿入損失の増加なく実現している。モード安
定化の手段としては導波路幅を狭くするという極めて簡
便な方法を用いており、これは導波路パターンを作製す
る際に使用するフォトマスクの設計の段階での作業だけ
であり、本発明に従えば、製造コストの増加は全くなく
高性能な波長合分波器を提供でき、波長多重通信及び光
信号処理の分野において多大な効果が期待できる。
たように、本発明では、光が導波路を蛇行して伝搬する
現象が波長合分波器の波長精度とクロストークを劣化さ
せることを発見し、その対策として、蛇行を抑制するた
めのモード安定化導波路を配置することにより、波長精
度が高く、またクロストークの低いアレイ導波路型波長
合分波器を挿入損失の増加なく実現している。モード安
定化の手段としては導波路幅を狭くするという極めて簡
便な方法を用いており、これは導波路パターンを作製す
る際に使用するフォトマスクの設計の段階での作業だけ
であり、本発明に従えば、製造コストの増加は全くなく
高性能な波長合分波器を提供でき、波長多重通信及び光
信号処理の分野において多大な効果が期待できる。
【図１】アレイ導波路型波長合分波器の全体概略図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１の実施例を説明するための、出力
導波路と出力側スラブ導波路５との接続部付近の拡大図
である。
導波路と出力側スラブ導波路５との接続部付近の拡大図
である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１の実施例である波長
合分波器の透過率スペクトルを示すグラフ、図３（ｂ）
は従来の技術で設計された波長合分波器の透過率スペク
トルを示すグラフである。
合分波器の透過率スペクトルを示すグラフ、図３（ｂ）
は従来の技術で設計された波長合分波器の透過率スペク
トルを示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施例を説明するための、アレ
イ導波路と出力側スラブ導波路との接続部付近の拡大図
である。
イ導波路と出力側スラブ導波路との接続部付近の拡大図
である。
【図５】本発明の第２の実施例である波長合分波器及び
従来の技術で設計された波長合分波器における１つの出
力導波路に対する透過率スペクトルを示すグラフであ
る。
従来の技術で設計された波長合分波器における１つの出
力導波路に対する透過率スペクトルを示すグラフであ
る。
【図６】従来の技術で設計された波長合分波器の出力側
スラブ導波路と出力導波路の接続部付近の拡大図であ
る。
スラブ導波路と出力導波路の接続部付近の拡大図であ
る。
１ シリコン基板 ２ 入力導波路 ３ 入力側スラブ導波路 ４ アレイ導波路 ５ 出力側スラブ導波路 ６ 出力導波路 ７ テーパ導波路 ８ モード安定化導波路 ９ テーパ導波路 １０ モード安定化導波路 １１ 直線導波路 １２ 集光ビーム １３ 導波路内を伝搬する光の強度ピークの軌跡
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に作製された１つあるいは複数の
入力導波路、第１のスラブ導波路、長さの異なる複数の
導波路から構成されるアレイ導波路、第２のスラブ導波
路、１つあるいは複数の出力導波路から構成され、前記
スラブ導波路との接続部においてマルチモードの電界分
布を有する導波路が用いられているアレイ導波路型波長
合分波器において、前記入力導波路と第１のスラブ導波
路、及び前記出力導波路と第２のスラブ導波路の間にモ
ード安定化導波路が挿入されていることを特徴とするア
レイ導波路型波長合分波器。 - 【請求項２】 基板上に作製された１つあるいは複数の
入力導波路、第１のスラブ導波路、長さの異なる複数の
導波路から構成されるアレイ導波路、第２のスラブ導波
路、１つあるいは複数の出力導波路から構成され、前記
スラブ導波路との接続部においてマルチモードの電界分
布を有する導波路が用いられているアレイ導波路型波長
合分波器において、前記アレイ導波路群を構成する導波
路端にモード安定化導波路が付加されていることを特徴
とするアレイ導波路型波長合分波器。 - 【請求項３】 前記モード安定化導波路が、単一モード
条件を満たすように導波路幅または導波路厚さ若しくは
両方を小さくした直線導波路であることを特徴とする請
求項１又は２記載のアレイ導波路型波長合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30146897A JPH11133253A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | アレイ導波路型波長合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30146897A JPH11133253A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | アレイ導波路型波長合分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133253A true JPH11133253A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17897269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30146897A Pending JPH11133253A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | アレイ導波路型波長合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11133253A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001009652A1 (fr) * | 1999-07-30 | 2001-02-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Reseau de diffraction matrice de guide d'ondes |
| US6526203B1 (en) | 2001-05-30 | 2003-02-25 | Alcatel Optronics Uk Limited | Arrayed waveguide grating with reduced crosstalk |
| JP2003207663A (ja) * | 2002-01-14 | 2003-07-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 安定化光導波路を備える光パワー分割器 |
| US6816651B2 (en) | 2000-04-18 | 2004-11-09 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Arrayed waveguide grating optical multiplexer/demultiplexer and method for manufacturing the same |
| US6888985B2 (en) | 2000-06-29 | 2005-05-03 | Nec Corporation | Arrayed waveguide grating and optical communication system using arrayed waveguide grating |
| WO2006013805A1 (ja) * | 2004-08-02 | 2006-02-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 平面光回路、波動伝搬回路の設計方法およびコンピュータプログラム |
| JP2007279240A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光回路 |
| EP2013650A2 (en) * | 2006-04-28 | 2009-01-14 | Gemfire Corporation | Arrayed waveguide grating with reduced channel passband asymmetry |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP30146897A patent/JPH11133253A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001042146A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アレイ導波路回折格子 |
| WO2001009652A1 (fr) * | 1999-07-30 | 2001-02-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Reseau de diffraction matrice de guide d'ondes |
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| US7194165B2 (en) | 2000-06-29 | 2007-03-20 | Nec Corporation | Arrayed waveguide grating and optical communication system using arrayed waveguide grating |
| US6888985B2 (en) | 2000-06-29 | 2005-05-03 | Nec Corporation | Arrayed waveguide grating and optical communication system using arrayed waveguide grating |
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| EP2506048A1 (en) * | 2004-08-02 | 2012-10-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit, including an improved arrayed waveguide grating filter |
| US8554040B2 (en) | 2004-08-02 | 2013-10-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit, design method for wave propagation circuit, and computer program |
| US8538222B2 (en) | 2004-08-02 | 2013-09-17 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit, design method for wave propagation circuit, and computer program |
| US7856163B2 (en) | 2004-08-02 | 2010-12-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit, design method for wave propagation circuit, and computer program |
| US8463097B2 (en) | 2004-08-02 | 2013-06-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Planar lightwave circuit, design method for wave propagation circuit, and computer program |
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| JP4625420B2 (ja) * | 2006-04-04 | 2011-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 光回路 |
| EP2013650A4 (en) * | 2006-04-28 | 2009-11-18 | Gemfire Corp | ARRAY SHAFT GRILLE WITH REDUCED CHANNEL PASSBAND ASYMMETRY |
| EP2013650A2 (en) * | 2006-04-28 | 2009-01-14 | Gemfire Corporation | Arrayed waveguide grating with reduced channel passband asymmetry |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030401 |