WO2004104662A1 - 光デバイス及び光デバイスの製造方法、ならびに光集積デバイス - Google Patents

Description

明細書 光デパィ ス及ぴ光デパィ ス の製造方法 、 な らぴに光集や貝 了 ィ ス 技惯分野

本発明 はヽ 高速マルチモ一 ド、光伝送に用レ、 られる シ 卜 状伝送路を備 る光 ノ^ ィ ス及ぴ光了 ノ ィ ス の製造方法に i し、 特定的に は 、 光分岐器ヽ 光合成 、 光分波器、 光 波器、 光ス 卜 レ一 卜 シ ノ^ ス 、 光 ク ス シ一 卜ノ^ ス 、 ス タ 一力 プラ 、 光スィ ク チ等に好適なマルチモ K干渉の セ ル フ ーィ メ ジ ング原理を利用 した光丁 ノ ィ ス及び光丁 ノ ィ ス の製造方法に関する ま た 、 本 .発明 は 、 上記光デ ィ ス を複数備え る 光 ネ貝 丁 ノ ィ ス に関する 背旦技術

光通信シ ス テ ム等に好適なヽ 光伝送路を用 いた光デノ ィ ス の研究が >- 行われて レ、 る の よ う な光了 ノ^ィ ス は、 光回 路間のデ一タ 交換の ための光 一タ / ス シ 卜 へ の応用や

、 信号光を分岐する 光分岐器や信'号光を PI 成する た めの光 成器への応用 が期待 さ れて レ、 る 。 光伝送路の ラ ち 、 マル チモ ー ド の光伝送路は シ ングノレモ一 ド、 の光伝送路 と 比較 して安価であ る ため 旧来の電子回路の置さ 換 が可能で あ る

マルチモ ド、光伝送路の内 、 シ一 ：ト 状のマルチモ一 ド、光 伝送路が あ る 例 7Lば 、 文酖 ( 3 ) は 屈折率が均質の シ 卜 状の 明性 体 と 、 明性媒体の入射端面に信号光を 入射する レ ザダィ ォ一 ド、ァ レィ と 、 透明性媒体の 出射側 端面か ら 出射 した信号光を受光する フォ 卜 ダィ ォ一 ド、ァ レ ィ と を備 る光 ス 回路基板を開示 してレ、 る o 文献 ( 3 ) に開示 さ れた光ノ ス回路基板に い て 、 レ ザダィ ォ ド、 ァ レィ か ら放射 さ れた入射光は 、 透明性媒体の内部で厚 さ 方向 と 幅方向 に全反射を繰 り 返 して 出射側端面の全面積か ら 出射光 と して 出射 され 、 フォ 卜 ダィ ォ一 Kァ レィ で受光 される 0

ま た 、 文献 ( 2 ) は 、 文献 ( 3 ) と 様に 、 屈折率が均 質の シ 卜 状の透明性媒体 と ヽ 透明性媒体に信号光を入射 する レ ザダィ ォ一 ド、 と ヽ 透明性媒体か ら 出射 した信号光 を受光す る複数の光 フ ァ ィ ノ と を備 る 光分岐装置を開示 してレ、 る o 文献 ( 2 ) に記載 さ れた光分岐装置はヽ 入射側 の端面に光拡散層 を s-ru

けて短距離で効率 よ < 信号光 を透明 性媒体の内部に拡散する よ う に してい る 0 文献 ( 2 ) に い て 入射光は 、 透明性媒体の内部で厚 さ 方向 と 幅方向 に 全反射を繰 返 して 出射側 面の全面積か ら 出射光 と して 出射 さ れ 、 フ ォ 卜 ダィ ォ ド、ァ レィ で受光 さ れる 0

ま た 、 文献 ( 1 ) は 、 厚 さ 方向.の 中心に最大屈折率を有 し 、 中心か ら離れる に従つ て屈折率を低下 させ る屈折率分 布を持つシ一 卜 状の光了 タ ノ ス を 1开 J示 してい る o 文献 (

1 ) に記載 さ れた光丁 一タ ス はヽ 屈折率分布に よ り マル チモ 一 のモ K分散を低減する と してレ、 る 0 文献 ( 1 ) にね レ、 て あ入射光は 、 出射側端面の全面積か ら 出射光 と し て出射 さ れる o 一方、 入射側の シ ングルモ ド光伝送路 と 、 出射側の シ ングノレモ ド光伝送路 と の間 に 、 幅方向にマ ルチモ ド、で 信号光を伝送する 光導波路を配置する 技術が あ る σ の光 導波路は 、 光導波路の一定の屈折率 n と 、 光導波路の幅方 向 の基本モ一 ド幅 w 。 と 、 ィ 送 さ れ る 信号光の波長 λ と か ら決定 される所定の長 さ方向の大き さ L を有する ο 光導 波路は、 — の長 さ 方向 の大さ さ L に基づいて 信号光の固 有モ一 ドが長 さ 方向に沿つ て相互に干渉する こ と に り 出 射光を生成する （文献 ( 4 ) 〜 ( 8 ) 、 ( 1 1 ) )

また、 近年、 光通信の分野では、 通信容量を拡大する た め に 、 複数の信号を異な る波長の信号光に乗せて多重化 し

、 一の光伝送路に よ り 伝送する 波長分割多重伝送 ( W a

V e 1 e n g t h D i 1 S i o n M u 1 t 1 Ρ 1 e

X 1 n g ； W D M と も い う ) 方式が検討さ れて レ、 る W D

M方式に い て は、 異な る 波長の信号光を分波する光分波

¾^ 、 及ぴ異な る波長の信号光を合波する 光合波 等の光丁 ノ ィ ス が重要な役割 を果たす o

こ の よ ラ な光分波器及び光分岐器を、 入射側の シ ングル モ一 ド光伝送路 と 、 出射側の シン グノレモ ー 光伝送路 と の に 、 幅方向 にマノレチ モ一 ド、で信号光を伝送する光導波路 を配置する技術を用いて実現 した従来例が知 ら れてい る ( 文献 ( 9 ) 、 ( 1 2 ) 〜 （ 1 5 ) ) 。 こ れ ら従来の光分波 及ぴ光分岐器は、 入射側シン グゾレモ一 ド導波路 と 、 入射 側シ ングルモ ー ド導波路に接 さ れ、 幅方向にマルチモ一 で伝送する 光導波路 と を備 る。 文献 、 9 ) ( 1 2 )

〜 ( 1 5 ) に記載 さ れた光了 ノ^ イ ス は、 入射側 シングルモ 導波路に互いに な る 2 波長の 冬 信号光を伝送 して 光導波路に入射 さ せる o 光導波路は 信号光の 固有モ が.長 さ 方向 に沿つ て相互に干渉する と に よ つ て 出射 端上の相異な る位置出射光に生成する よ に 光導波路の 幅方向の大さ さ と 長 さ方向の大き さ を設定 してレ、 る o

ま た 文献 ( 1 0 ) は 入射側 ビ ム変換部 と 光導波 路部 と 出射側 ビ ム変換部 と を備 る 光 τパィ ス の製造 方法を 示 して レ、 る 0 文酞 ( 1 0 ) の光丁 ノ^ ィ ス の製造方 法は 流動性の あ る材料を ガラ ス 板内 に封止 して光導波 路 を形成する と を述ベ てい る 0 ま た 文献 ( 1 0 ) は 特に入射側 ビ ム変換部及ぴ出射側 ビ ム変換部 を 屈折

- 率の異な る 素材を順に積層 してい < と に よ り 屈折率分 を施す こ と を開示 してい る (文献 ( 1 0 ) 第 4 図及び対

)心する記載参照 ) o

マルチモ ド、の光伝送路 を均質な媒質で構成 した場合 口

信 光を伝送する と モ ド、毎に物理的な光路長 (位相速 度 ) が異な つ て しま - ラ o のた め 光伝送路の長 さ に依存 して 出射 さ れる 光の強度分布が変化する 現象が発生する O ま た マ ルチモ ド、 の光伝送路の長 さ が 1 0 0 mを超 ん る 程度に長 < な る 場合は 光路. と に群速度が相遅する ため 伝送 さ れる 光の信号波形が変化 して しま 現象が発 生する

· - の よ に モ ド、間で位相速度や群速度が異な る減少 でめ る モ 分散が発生す る と 入射光の強度分 を出射 側へ保持 したま ま伝送する - と ができ ない o

上記の よ フ な問題を解決する た め に 屈折率分 が施 さ れた光伝送路が提案 されてい る 屈折率分布を持つ媒質中 を伝搬する信号光は 、 屈折率分布に基づき 曲線状 (蛇行線 形状 ) の光線軌跡を描 < こ の 象を応用する と 、 各光路 間で物理的な光路長が相通 して ち 、 屈折率の差に よ つ て光 学的な光路長を等 し < でさ る したがつ て、 屈折率 '刀 布を 適切 HX定する こ と ぶ り ヽ モ一 ド、分散を抑制する の でマル チモ一 ドの光伝送路を得る と がでさ る

例え ば 、 文献 （ 1 ) は 、 積層 さ れたシー ト 状光伝送路を 備え 、 それぞれの シ一 卜 状光伝送路が積層 さ れる方向 に屈 折率分布を有する 光ァノ^ィ ス を記載 してい る。 文献 ( 1 ) に記载 されたシ一 卜 状光伝送路は 、 屈折率分布に よ てモ 一 ド、分散が抑制 さ れる ので 、 マルチモ ドでギガ ビ ク 卜 ク ラ ス の高周波信号を伝送する と がでぎ る o

· - の よ う な光デノくィ ス では 、 シ一 卜 状光伝送路に信号光 を入射 し 、 シー ト 状光伝送路か ら信号光を 出射する た めの 構成が必要 と な る o 上述の文献 ( 1 ) に記載 さ れた光了 ノ^ ィ ス レ、て、 信号光はヽ シ一 卜 状光伝送路の ―方の端部 か ら信号光の伝送方向 に平行に入射 され 、 シ一 卜状光伝送 路の他方の端部か ら信号光の伝送方向 に平行に出射する ( 文献 ( 1 ) の図 1 、 図 9 )

ま た、 光導波路 ( シ一 卜 状光伝送路 ) に信号光の光軸を 垂直に折 り 曲げる ための 、 ラ一を け 、 外部 と 光導波路 と を結合する 技術が知 られてレ、 る (文献 ( 1 6 ) 2 の第 1 図

、 第 2 図 ) 。 文献 ( 1 6 ) に記載 さ れた光導波路に いて 伝送方向 に対 して垂直な方向 か ら入射する信号光は 、 信 号光の伝送方向 に対 して 4 5 度の角度を なす ミ ラ一に よ つ て折 り 曲 げ られ光導波路に入射する ま た 光 波路を伝 送 した信号光は 、 信号光の伝送方向に対 して 4 5 度の角度 をなす 、 ラ に よ つ て折 り 曲 げ られ 伝送方向 に対 して垂 直な方向 出射する (文献 ( 1 6 ) の 1 図 2 図参照 第 第

、 文献の リ ス ト

( 1 ) 特 1开】 2 0 0 0 ― 1 1 1 7 3 8 号公報 (第 3 図）

( 2 ) 特 2 0 0 0 一 3 2 9 9 6 2 号公報 (第 2 図）

( 3 ) 特開 2 0 0 1 ― 1 4 7 3 5 1 号公報 (第 1 図）

( 4 ) 特開 2 0 0 3 ― 0 5 0 3 3 0 号公報 (第 1 図）

( 5 ) 特開 2 0 0 1 ― 1 8 3 7 1 0 号公報 (第 1 図）

( 6 ) 特開平 1 一 1 5 6 7 0 3 号公報 (第 1 図 )

( 7 ) 米国特許第 4 0 8 7 1 5 ■9 号明細 (第 1 図）

( 8 ) 米国特許第 4 9 5 0 , 0 4 5 号明細 (第 1 図）

( 9 ) 特 1开 J平 8 一 2 0 1 6 4 8 号公報 (第 2 一 5 頁、 第 1

1 図）

( 1 0 ) 特開 2 0 0 3 0 4 3 2 8 5 (第 4 図 )

( 1 1 ) Lucas B. Soldano and Eric C. M. Pennmgs,

"Optical Multi-Mode Interference Device Base a on Self -Imaging: Principles and. Applications", Vol.13, No.4 Journal of Lightwave Technology, April, 1995

( 1 2 ) F. Rottmann, A. Neyer, W. Mevenkamp, and E . Vo ge s , "Integrated-Optic Wavelength Multiplexers on Lithium Niobate based on Two -Mode Interference " , Journal of Lightwave Technology" Vol .6 , No.6 June ,

1988 ( 1 3 ) M. R. Paiam, C. F. Janz, R. I. MacDonald and J. N. Broughton, "Compact Planar 980/1550-nm Wavelength Multi/Demultiplexer Based on Multimode Interference" IEEE Photonics Technology Letters, Vol.7, No.10, Octorber, 1995

( 1 4 ) K. C . Lin and W. Y. Lee , "G ided-wave 1.3/1.55 μ m wavelength division multiplexer based on multimode inteference", IEEE Electronics Letters, Vol.32, No.14, July 4， 1996

( 1 5 ) B aoj un Li, Guozheng Li, E nke Liu, Zuimin Jiang, Jie Qin and Xun Wang, "Low-Loss 1 X 2 Multimode Interference Wavelength Demultiplexer in Silicon - Germanium Alloy" IEEE Photonics Technology Letters, Vol.11, No.5 May, 1999

( 1 6 ) 特開昭 6 2 — 3 5 3 0 4 号公報 （第 1 図、 第 2 図

) 発明 の開示

文献 ( 2 ) 及ぴ ( 3 ) に記載 さ れたマルチモ 光 达 路は 、 信号光 と して入射 した入射.光を透明性媒体の内部 を

>- 厚 さ 方向及ぴ幅方向 に全反射 しなが ら伝送する o のた め

、 拡散 して入射 した入射光の経路間で光路長差が発生 し、 モ一 ド、分散が生 じていた。 したがつ て 、 文献 ( 2 ) 及び （

3 ) に記载 さ れたマルチモ一 ド、光伝送路は 、 ―般的な入射 光の拡散に よ り 伝送速度が制限 さ れ 1 0 G b P S を超え る よ う な高 伝送をする こ と がでさ なかつ た o 文献 ( 1 ) に記 さ れた光 V タ ス はヽ 厚 さ 方向 にお い て屈折率分 を有する た め厚 さ 方向の モ 一 ド、分散は抑制 さ hる しか しなが ら 、 幅方向 において一定屈折率であ る ため 、 幅方向のモ 一 ド、分散が発生 し 、 同様に伝送速度が制 限さ れる と い ラ 問題が あつ た ま たヽ 文献 ( 1 ) 〜 ( 3 ) 百己載 さ れた技術は 、 いずれも 出射側端面の全面積か ら 出 射光 と して出射 される のでヽ 出射側に け られた光伝送路 と の /下口 σ 。失が大ぎ い と い う 問題が め つ た

ま た 、 文献 ( 4 ) 〜 ( 8 ) ヽ ( 1 1 ) に記載 さ れた光導 波路は ゾ子 さ 方向に いて シングルモ 一 であ る信号光を 入射する 場 口八す

a は ^ Π 失も 小 さ < 、 高速に伝送する こ と が でき る しか しなが ら 、 シングルモ Κであつ て も信号光 と し て拡散が大さ < 広が り 角度が大.さい入射光やヽ マソレチ モ 一 ド、導波路か ら の 出射光の よ に ビ ム の大さ な入射 光を用い る場 Π は 、 光導波路へ の結 が 困 すであ る ため入 出射する 際の信号光の 士 失が大さ レ、 と い つ 問題 あ つ た。 ま た 〜

、 文献 ( 4 ) ( 8 ) ヽ ( 1 1 ) に記載 さ れた光導波 路は 、 光導波路の 中心に対 して軸ズ レ して入射する 入射光 に対 して +。失が大さ いので 、 入出射光を入出射側 と 高レ、精 度で 合する必要が あつ た

ま た 、 文献 ( 4 ) 〜 ( 8 ) ( 1 1 ) に記载 された光導 波路 をヽ 厚 さ 方向 に レ、 てマルチモ 一 ド、であ る信号光を入 射さ せて用い る -f-B.合 、 散が大 < 広が り 角度が大き レ、入 射光や ビ 一 ム径の大ぎ な入射光に対する 入出射光の

困難であ る と い 問題は改 さ れる しか しなが ら 、 文献

( 4 ) 〜 ( 8 ) ヽ ( 1 1 ) に記载 さ れた光辱波路を 、 厚 さ 方向 に いてマルチモ の信号光を入射 させて用 い る と

-

、 厚 さ 方向 にモ一 ド、分散が発生 し 、 高速に伝送する と が でき,ない □ ま た 、 こ の場合においてゝ 厚 さ方向 に軸ズ レ入 射する入射光はヽ 厚 さ方向 に励振 さ れる複数の 固有モ ド、 が長 さ 方向 に つ て干渉する ため 、 出射光の厚 さ方向の強 度分 が変化する と い ラ 問題 あつ た 厚 さ 方向の強度分 布が 化する と 、 出射光を 出射側の光伝送路へ 和 Π する 際 の損失が大さ い o

一方ヽ 文献 ( 1 0 ) に記載 さ れた光了 パ ィ ス の製造方法 は、 光導波路が屈折率分布を持たせた例ではな < 、 入射側 ある いは出射側 ビ一ム変換部に屈折率分布を持たせた例を 開示 してい る o したがつ て 、 文献 ( 1 0 ) に記载 さ れた光 デノ ィ ス の製造方法の内ゝ 光導波路 +を製造する ェ程を用 レ、 た場八 π ヽ 文献 ( 1 ) 、 ( 2 ) 、 ( 4 ) 〜 ( 9 ) 、 ( 1 1 )

〜 （ 1 5 ) に記載 さ れた従来の均質な屈折率を持つ光伝送 路を製造する と しかでさ ない o ま た 、 文献 ( 1 0 ) に記 載 さ れた光丁 ィ ス の製造方法の 内ヽ ビ ム変換部 を製造 する ェ程を用 レ、た場八 a 、 レ ンズ機能を持たせる よ う に幅方 向の大さ さ と 長 さ 方向の大さ さ を規定 してい る ので 、 マル チモ一 ド、干渉を発生 させる光導波'路を得る - と はで さ ない o よ た 、 文献 ( 1 0 ) に記载 さ れた光 ノ ィ ス の製造方法 の ビ一ム変換部を製造す る ェ は 、 屈折率の異な る 素材を 順に禾貝層する 方法であ る ためヽ 光 波路に屈折率分布を形 成する方法に適用する と 生産性が高い方法 と はいえなレ、 o そ で 本発明 の第 1 の 目 的は 信号光を入出射 させる

±t ム す

際の TP 口 が容易 で 失が小 さ レ、 シ 卜 状マ ルチモ一 光伝 送路を備 ヽ シ ングルモ ド、に よ る信号光の伝送 と 同等の

1 0 G b S 程度の高速伝送が可能であ る光了パィ ス及ぴそ

· - の % 了 パ ィ ス の製 方法を提供する と であ る 0 ま た 本

- ■、、

発明 の第 1 の 的は 上記光 τ ノ ィ ス を複数備 る 光集積 デパィ ス及ぴ光集積 Vバィ ス の製造方法を提供する と で あ る o

上記第 1 の 的は 以下の第 1 の光 V ノ ィ ス に よ り 成 さ れ る o

外部か ら入力 さ れる入力信号 と 出力すベぎ 出力信号 と の 間を 、 信号光に よ り 接 する 光 τ ノ ィ ス であ つ てヽ

シ一 卜 状であ り ヽ丄,

、 該シ 卜 の厚 さ方向 に最大屈折率部 分を有 しヽ 該最大屈折率部分か ら の厚 さ方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折.率分 を含む光伝送路 を備 、

入力信号に対応する信号光をヽ 光伝送路 入射光 と して 入射 させ 、

光伝送路の 内部に レ、てヽ 厚 さ方向に直交する長 さ方向 に つ て 、 長 さ 方向及ぴ厚 さ 方向の両方に直交する 幅方向 に複数の固有モ 一 ド、を持つマルチモ 一 で入射光を伝送す る と と あ に 、 複数の固有モ 一 ド、が長 さ方向 に IP つ て相互に 干渉する と に よ り 出射光を生成 し 、

光伝送路か ら 出射光を 出射 させ 、 出射光に対応す る 出力 信号を出力する と を特徴 と する 0

本発明 に係 る 第 1 の光丁 ノ ィ ス は 、 光伝送路が厚 さ 方向 に屈折率分 を備 X.てレ、 る ので 、 マルチモ ド、で信号光を 伝送する 成であ つ て も厚 さ 方向 にモ 一 Κ分散が抑制 さ れ 速に信号光を伝送する と がでさ る 0 ま た、 本発明 に 係 る 光 バィ ス は 光伝送路がマ ルチモ 一 ド、干渉 ίし よ り 出 射 を発生 さ せる の で ヽ 入出射の際のす。失が小 さ < 接続の 際に高精度の調整が不要で あ る ο

好ま し < は 、 光伝送路は 、 光伝送路の幅方向 に励振する 第 0 次モ 一 K の伝搬定数 と 、 第 1 次モ 一 Κ の伝搬定数 と の 間の差の 1关 J数で表 さ れる長 さ 方向 の大さ さ を持つ 0 ま し

< は 、 光伝送路は 、 幅方向 の基本モ 一 幅 と 、 幅方向 に励 起 した 0 次モ 一 光に対する 実効屈折率 と 、 マルチモ 一 ド、 光伝送路中 を伝送 さ れる 光の波長 と の関数で表 さ れる 長 さ 方向の大ぎ さ を持つ 0

好ま し < はヽ 光伝送路は 、 子 さ方向の 中央位置が最大屈

/- 折率で あ り 、 中心位置か ら 離れる に. VEつ て屈折率が増加 し ない屈折率分布を含む o 特に 、 屈折率分布は 、 ほぼ 2 次関 数に つ て変化する こ と が ま しい 0

好ま し < は さ ら にヽ 光伝送路は ポ ジ シラ ンか ら な る こ と が望ま しい o 特に 、 光伝送路はヽ ポ ジ シラ ンか ら な り 、 当該ポ V シラ ンが硬化する の酸素濃度分布に よ つ て屈折 率分布が施 され る o

好ま し < は 入力信号は 、 電 号であ 、 当該 気信 号を信号光へ変換 しヽ 信号光を光伝送路 入射光 と して入 射 さ せ る 入射部 を備 え る Ο ―例 と して 、 入射部は、 光伝送 路の幅方向 にァ レィ 状に並ぶ複数の発光部を有する ま た し 口

、 好ま < は 、 入力信 は 、 信号光でめ り 当.該信号光を 光伝送路へ入射光 と して入射 さ せる入射部を備え る o

好ま し < は 、 出力信号は 、 電 ¼ 号であ り 、 光伝送路か ら 出射 さ れた出射光 と して信号光 を受光 し、 当該信号光を 電気信号へ変換する 出射部を備え る 一例 と して、 出射部 は 、■ 光伝送路の幅方向 にァ レィ 状に並ぶ複数の受光部を有 する た 、 好ま し < は 、 出力信号は 、 信号光であ り 、 当 該信号光を光伝送路か ら 出射光 と して出射 させる 出射部を 備 る

好ま し ぐ は 、 光デパィ ス は 、 少な ぐ と も 1 個の入力信号 を入力 し 、 Ν ( Ν = 1 2 ？ 3 · · • ) 個の 出力信号 と し て出力可能であ る光 N分岐 V バ イ ス であ り 、

光伝送路は 、

入射光 を入射 さ せる ための入射面 と 、

出射光 を 出射 さ せる ための 出射面 と を含みヽ

長 さ 方 向 I の大 き さ が 、 幅方 向 の 基本モ ド幅 を W と 、 幅方向 に励起 した 0 次モー ド光に対する 実効屈折率を n と 、 マルチモ - ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る 光の波長 を λ と した と き 、 ほぼ以下の式の整数倍にな る値であ り 、 入射面上であ つ て幅方向の 中心に 1 個の入射光を入射 さ せ 、 出射面上であ つ て幅方向 の 中心に対称に N個の 出射 光を生成す る

1 )

Ν λ 好ま し < は 、 光デパィ ス は 、 N ( N = 1 2 ， 3 • • 着

) 個の入力信号を入力 し 、 少な く と 1 個の出力信号 と し て 出力可能でめ る ； t N a 成了 ノ イ ス であ り 、

光 路はヽ

入射光 を入射 さ せる た め の入射面 と 、 出射光を 出射 させる ための 出射面 と を含みヽ

長 さ 方 向 の大き さ が 、 幅方 向 の 基本モ 一 ド幅 を W 。 と 、 幅方向 に励起 した 0 次モー ド光に対する 実効屈折率を n 0 と 、 マ ル チ モー ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る 光の波長 を λ と した と き 、 ほぼ以下の式の整数倍にな る値であ り 、 入射面上であ っ て幅方向の 中心に対称にすベて ―の 波長 λ を有す る Ν個の入射光を入射 さ せ、 出射面上であつ て幅方向の 中心に 1 個の出射光を生成する

1 " ²

Ν λ 好ま し く は 、 光デバイ ス は、 Ν ( N 1 ？ 2 ， 3 • 暑 ♦

) 個の入力信号を入力 し、 当該入力信号に 1 対 1 対応する

Ν個の出力信号と して出力可能であ る ス 卜 レ ト シ 卜 バ ス であ り 、

光伝送路は

入射光を入射 させる た めの入射面 と 、

出射光を 出射 させる た めの 出射面 と を含み 、

長 さ 方 向 1 の大 き さ が 、 幅方 向 の 基本モ ド幅 を W 0 と 、 幅方 向 に .励起 し た 0 次モ 、 ド 光 の 実効屈折率 を n 0 と ヽ マルチモ 一 ド光伝送路中 を伝'送 さ れる 光の波長を λ と した と き 、 ほぼ以下の式の整数倍にな る値であ り 、

入射面上であ っ て幅方向の任音 の位置にすベて 一の 波長 λ を有す る Ν個の入射光を入射 させヽ 出射面上であ つ て各入射光の入射位置 と 幅方向 の位置が 一であ る位置に それぞれ、 Ν個の入射光に 1 対 1 対応する N個の出射光を 生成する。 8"

λ 好ま し く は 、 光デパィ ス は、 Ν ( Ν 1 ， 2 , 3 參 》 «

) 個の入力信号を入力 し、 当該入力信号に 1 対 1 対応する

Ν個の 出力信号 と して出力可能であ る ク ス シ一 ト パス で あ Ό 、

光伝送路は

入射光を入射 させる た めの入射面 と

出射光を出射 させる た めの 出射面 と を含み 、

長 さ 方 向 1 の大 き さ カ 、 幅方 向 の 基本モ ド 幅 を W 。 と 、 幅方 向 に .励起 し た 0 次モ 、 — ド光 の実効屈折率 を η 0 と ヽ マルチモ一 ド光伝送路中 を伝送 さ れる 光の波長を ； L と した と さ 、 ほぼ以下の式の奇数倍に.な る値であ り 、

入射面上であ っ て幅方向の任意の位置にすベて同一の 波長 λ を有する Ν個の入射光を入射 させ 、 出射面上であ つ て各入射光の入射位置 と 幅方向の '位置が幅方向の 中心に対 して対称にな る位 にそれぞれ 、 Ν個の入射光 と 1 対 1 対 応する Ν個の出射光を生成する

好ま し < は 光ァ ノくィ ス は 、 Ν ( Ν 1 2 ， 3 個の入力信号を入力 し 、 当該入力信号にそれぞれ

Ν個の出力信号 と して出力する ス タ 一力 プラ であ 光伝送路は 、

入射光を入射 させる た めの入射面 と 、

出射光を 出射 させる た めの 出射面 と を含みヽ 長 さ 方 向 の大 き さ が 、 幅方 向 の 基本モ ー ド幅 を W 。 と 、 ^¾方 向 に ：励起 し 0 次モ、 ド光 の 実タカ m折率 を n 。 と 、， マノレチモー ド光伝送路中 を伝送 さ れる光の波長を L と した と き 、 ほぼ以下の式の値であ り 、

入射面上であ つ て幅方向 の所定の位置にすベて 同一の 波長 λ を有する Ν個の入射光を入射 さ せ 出射面上であ つ て各入射光の入射位儷 と 幅方向の位置が幅方向の 中心に対 して対称にな る位置にそれぞれ 、 入射光のいずれの 1 個 に 対 して も Ν個の出射光を生成する ο

かつこ内を正の値にする整数)

N¹ οは

λ 好ま し く は さ ら に、 光デノ イ ス は、 Ν E V E N ( N E V E N

= 2 ， 4 ， 6 · · · ) 個の入力信号を入力 し、 当該入力信 号にそれぞれ対応する N _{E V E N}個の 出力信号 と して 出力す る ス タ一力 ブ ラ であ り 、

光伝送路は、 入射面上であ っ て幅方向の 中心に対称な位 置にすべて 同一の波長 ； I を有する N E V E 個の入射光 を入 射 させる

ま た 、 好ま し く は さ ら 光デ バ イ ス は 、 N O D D ( o D D = 1 ， 3 ， 5 · · · ) 個 の入力信号 を入力 し、 当 該入力信号にそれぞれ対応する N 。 _{D D}個 の 出力信号 と し て 出力する ス タ ーカ プラ であ り 、

光伝送路は、 入射面上であ っ て幅方向の 中心に非対称な 位置にすベて 同一 の波長 ； I を有す る N _{0 4 1 4 1} 個 の入射 光を入射 させる 。

好ま し く は、 光デノ イ ス は、 N ( N 2 3 ) 個の入力信号を入力 しヽ 当該第 1 の入力信号に 1 対 応する N個の 出力信号 と して 出力可能であ M ( M

？ 3 • • - ) 個の入力信号を入力 しヽ 当該入力信

1 対 1 対応する M個の 出力信 と して出力可能であ る 向 ス 卜 レ一 卜 シ一 卜 ノくス であ り 、

光伝送路はヽ

長 さ 方向の一方の端部に形成 さ れた第 1 面 と

長 さ 方向の他方の端部に形成 さ れた第 2 面 と を含 長 さ 方向 の 大 き さ が 、 幅方 向 の基本モ ー ド幅 を w 。 と 、 幅方 向 に励起 し た 0 次モ ー ド光 の実効屈折率 を n _Q と ヽ マルチモ ド光伝送路中 を伝送 される 光の波長を λ と し た と さ ヽ ほぼ以下の式の整数倍にな る値であ り 、

第 1 面上でめつ て幅方向の任 の位置にすベて同一の 波長 λ を有する Ν個の入射光を入射 させ 、 第 2 面上であつ て各入射光の入射位置 と 幅方向の位置が同一であ る位置に それぞれ 、 Ν個の入射光 と 1 対 1 対応する N個の 出射光を 生成 し 、

第 2 面上で め つ て幅方向 の任意の位 idに第 1 面に入射 す る入射光 と すベて同一の波長 λ を有する M個 の入射光を 入射 さ せヽ 第 1 面上であ つ て各入射光の入射位置 と 幅方向 の位置が同 ―であ る位置にそれぞれ 、 M個 の入射光 と 1 対

1 対応する Μ個の 出射光を生成す る λ

好ま し く は、 光デバイ ス は、 Ν ( Ν = 1 ， 2 , 3 · · ·

) 個の第 1 の入力信号を入力 し、 当該第 1 の入力信号に 1 対 1 対 、する Ν個の 1 の 出力信号 と して 出力可能であ り

、 M ( Μ 1 ， 2 ， 3 • • • ) 個の第 2 の入力信号を入力 しヽ 当該第 2 の入力信号に 1 対 1 対応する M個の 出力信号 と して 出力可能であ る双方向 ク ス シ一 卜 ノ^ス で あ り 、 光伝送路は、

長 さ 方向 の一方の端部に形成 さ れた第 1 面 と ヽ 長 さ 方向 の他方の端部に形成 された第 2 面 と を含み、 長 さ 方向 の大 き さ が 、 幅方 向 の 基本モ一 ド 幅 を W 。 と ヽ 幅方 向 に励起 し た 0 次モ 、 ド光 の 実効屈折率 を n 0 と 、 マルチモ一 ド光伝送路中 を伝送さ れる 光の波長を λ と した と さ ヽ ほぼ以下の式の奇数倍にな る値でめ 、

1 面上でめ つ て幅方向 の任意の位置にすベて 同一の 波長 λ を有する Ν個の入射光 を入射 ·させ 、 第 2 面上であ つ て各入射光の入射位置 と 幅方向の位置が幅方向 の 中心に対 して対称にな る にそれぞれ 、 N個の入射光 と 1 対 1 対 応する Ν個の 出射光を生成 し 、

2 面上でめつ て幅方向 の任意の位置にすベて 同 ―の 波長 λ を有する Μ個の入射光を入射 させ 、 第 1 面上であつ て各入射光の入射位置 と 幅方向の が幅方向 の 中心に対 して対称にな る位置にそれぞれヽ M個の入射光 と 1 対 1 対 する Μ個の 出射光を生成する

好ま し く は 、 光伝送路は、 長 さ 方向の一方の端部に形成 さ れ厚 さ方向 に平行な方向 に沿 て入射する入射光の光路

ο

を長 さ 方向へほぼ 9 0 折 り 曲 げる 反射面 、 及び 又は長 さ方向 の他方の端部に形成 され長 さ方向 に沿つ て伝送 さ れ た出射光の光路を厚 さ 方向 に平行な方向に沿つ て 出射 させ る . にほぼ 9 0 折 り 曲 げる反射面を含む

好ま し < は 、 光伝送路は 、 長 さ 方向 の一方の端部に形成 さ れ厚 さ 方向 に傾斜 した方向 に沿つ て入射す る入射光の光 路を長 さ 方向 折 り 曲 げる プ リ ズム 、 及ぴ /又は長 さ 方向 の他方の端部に形成 さ れ長 さ 方向 に沿つ て伝送 さ れた 出射 光の光路を厚 さ方向に傾斜 した方向に沿つ て 出射 さ せる ラ に折 り 曲 げる プ y ズム を む。

好ま し < は 、 光伝送路は 、 厚 さ 方向 に複数の固有モ ド、 を有する · - の構成に よ り 、 厚 さ 方向 に も 、 マルチモ一 ド、 干渉を利用 した光 ノくィ ス を提供する こ と がでさ る 好ま し < は 、 光伝送路は 、 2 0 m以上の厚 さ を有する

好ま し < は 、 光伝送路は 長 さ 方向及ぴ厚 さ 方向 を含む 任 、の相異な る 2 個の断面において、 厚 さ 方向の 中心位置 が 、 常に同一の 曲線を描 く よ う に湾曲 してい る 好ま し < は 、 光伝送路は 、 長 さ 方向及ぴ厚 さ方向 を含む任 、の相異 な る 2 個の断面に いて 、 厚 さ 方向の 中心位置が 、 異な る 曲線を描 < よ う に捩れてい る

上記第 1 の 目 的はヽ 以下の光集積デパィ ス に よ 成 さ れる

外部か ら 入力 さ れる入力信号 と 出力すべさ 出力信号 と の 間 を 、 信号光に よ り 接 hi る光集積ァパィ ス であ つ て 、 シ一 卜 状であ 、 当該シ一 ト の厚 さ 方向 に最大屈折率部 分を有 しヽ 該最大屈折率部分か ら の厚 さ方向 に つ て離れ る に従つ て屈折率が 加 しない屈折率分布を含む光伝送路 を 子 さ方向 に や貝 して な る 光伝送部 を備 、

入力信号に対応する信号光を 、 各光伝送路へ入射光 と し て Λ射 させ 、

各光伝送路の内部において 、 厚 さ 方向 に直交す る長 さ 方 向 に沿つ て 、 長 さ 方向及び厚 さ 方向の両方に直交す る幅方 向 に複数の固有モ 一 ドを持つマルチモ 一 ド、で入射光を伝送 する と と も にゝ 複数の 固有モ ド、が長 さ 方向 に つ て相互 に干渉する こ と に よ り 出射光を生成 し 、

各光伝送路か ら 出射光を出射 さ せ 、 出射光に対応する 出 口 ·>- 力信 を 出力する と を特徴 と する ο

本発明 に係 る光集禾貝ァノ ィ ス はヽ 各光伝送路が厚 さ 方向 に屈折率分布を備 て レヽ る ので 、 マルチモ一 ド、で信号光を 伝送する構成であ つ て も厚 さ 方向 に 'モ一 ド、分散が抑制 さ れ

、 髙速に信号光を伝送する こ と がでさ る ο ま た 、 本発明 に 係 る 光集禾貝 ノ ィ ス は 、 各光伝送路がマルチモ 一 干渉に よ り 出射光を発生 させる ので 入出射の際の士。失が小 さ < 接 の際に高 冃度の 周整が不要であ る ο

上記第 1 の 百 的は 、 以下の光ァノ ィ ス の 1 の 造方法 第 ^m に よ X) 逢成 さ れる o

外部か ら入力 さ れる 入力信号 と'出力すベさ 出力信号 と の 間 を 信号光に よ り 接続する 光了バィ ス の製造方法であ つ て 、

光了バィ ス はヽ

シ 卜 状であ 、 当該シ 卜 の さ 方向 に 大屈折率 部分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離 れる に従 て屈折率が増加 しなレ、屈折率分布を含む光伝送 路を備 ヽ

入力信号に対応す る信号光をヽ 光伝送路へ入射光 と し て Λ射 させ

光伝送路の内部に いて 、 厚 さ 方向 に直交する 長 さ方 向 に沿つ て 、 長 さ方向及ぴ厚 さ 方向 の両方に直交す る 幅方 向 に複数の固有モ ド、 を持つマルチモ一 ド、で入射光を伝送 する と と に 、 複数の 固有モ ド、が長 さ 方向に沿つ て相互 に干渉する と に よ り 出射光を生成 し 、

光伝送路か ら 出射光を 出射 させ 、 出射光に対応する 出 力信号を 出力 し 、

光了 ノ^ィ ス の製造方法に レ、て 、

光伝送路の材料であ る榭脂を硬化 させる ため に印加 さ れ るベさェネルギ が伝達可能な材粋か ら な 、 少な < と も 光伝送路の厚 さ 方向 と 一の深 さ を持つ凹部を含む成形型 を準備する 第 1 のェ 口 と ヽ

凹部にヽ 樹脂を充填する 第 2 のェ程 と

樹脂が充填 さ れた成形型に対 して 、 厚 さ 方向 の上下か ら 所定量のェネルギ を印加する 第 3 のェ 口 と ヽ

所望の屈折率分 が形成 さ れて硬化 した樹脂に対 して 、 光伝送路にする ため に 、 少な < と' 長 さ 方向の大ぎ さ を決 定 して 入出射光の接続部分を形成する 4 のェ と を備

X. る o

本発明 の光 7" ノ ィ ス の第 1 の製造方法は 、 以上の X ^1=1を 備えてレ、 る の でヽ 所望の屈折率分布を含むシ一 ト 状の光伝 送路を容易 に高 度に製造する と ができ る 0

好ま し < は 3 の ェ に いて 、

ェネルギ の印加は 、 所定波長の糸外線の照射であ り

、

第 1 の X 口 に いて 、

準備 さ れる 成形型は 所定波長の 外線に対 して透明 な材料か ら な る O

好ま し < は 、

第 3 の ェ ^口 に レ、 て、

ェネルギ の印加はヽ 加熱でめ る ο

好ま し < は 光伝送路はヽ 厚 さ 方向の 中央位置が最大屈 折率であ り 、 中心位置か ら 離れる に従つ て屈折率が増加 し ない屈折率分 を含む。 好ま し く は さ ら に 、 屈折率分布は ヽ ほぼ 2 次関数に つ て変化する 0

好ま し < は さ ら に 、 光伝送路は ポ ジ シラ ンか ら な る o ま た 、 好ま し < は さ ら に 、 光伝送路はヽ ポ V シラ ンか ら な り ヽ 当該ポ V シラ ン力 s硬化する 際の酸素濃度分 O†J に よ つ て 屈折率分 が施 さ れる 、 求項 3 5 に記載の光デパィ ス の 製造方法 o

好ま し < は

第 1 のェ に いて 、

成形型は 、 製造すべさ 光 1K送路が複数個含まれる大き さ を有する 凹部を含み、

第 4 のェ 呈に レ、て、

樹脂 を切断する こ と に よ Ό 、 複数個の光伝送路を同時 に製造する o

好ま し < は 、 第 1 のェ に い て、

成形 はヽ 製造すベさ 光伝送路の幅方向 に ほぼ等 しい 大き. さ を有する 凹部を含みヽ

第 4 のェ に いて 、

樹脂を切断する - と に よ り 、 長 さ方向の大さ さ を決定 する 0

好ま し < はヽ

第 1 のェ に レ、 て 、

,、、

成形型は 、 製 laす さ 光伝送路にほぼ等 しい大さ さ を 有する 凹部 を含み 、

第 4 のェ に レ、て 、

光伝送路へ入射光及ぴ出射光を入出射 さ せる さ 1 Ζ. の凹部の 面を除去する 0

好ま し < は 、

さ ら に 第 4 のェ 口- の前後のレヽずれか一方に 、

成形型か ら 光伝送路を離型する 第 5 のェ 口 を含む 0 本発明の光 V ノ^ィ ス の製造方法は 、 第 5 のェ程を含むこ と に よ り ヽ 成形型の再利用 がは力 れる た め製 時の ス ト ダ ゥ ンを行 う こ と がでぎ る o

上記第 2 の 百 的は 、 以下の第 2 の光 V パィ ス に よ り 達成 され る o

互いに異な る 2 個の波長が重ね 口 わ さ れた多重信号光を 入力 し 、 当該多重信号光を波長に応 じて分波 してヽ 2 個の 互い に異な る信号光 と して 出力可能であ る 光丁 ノ ィ ス であ つ て 、

シ 卜 状であ り 、 当該シ 卜 の厚 さ 方向 に最大屈折率部 分を有 し 大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しなレ、屈折率分 を含む光伝送路 を備. 、

多重信号光を 、 光伝送路へ入射光 と して入射 させ 、

光伝送路の内部において 、 厚 さ方向 に直交する長 さ方向 に沿つ て 、 長 さ方向及び厚 さ 方向の両方に直交する 幅方向 に 、

各波長 と に複数の固有モ 一 ド、を持つ マ ルチモ Kで入 射光 を伝送する と と も に 、 同 ―の波長の信号光につ レ、 て複 数の 固有モ ド、が長 さ方向 に沿つ て相互に干渉する と に よ り 、 波長に応 じて幅方向の なる位 に 2 個の 出射光を 生成 し 、

光伝送路か ら 2 個の出射光 を 出射 させる こ と を特徴 と す る o

本発明 に係る第 2 の光 ノ ィ ス は 光伝送路が厚 さ方向 に屈折率分 を備 X.てレ、 る の で 、 マ ルチモ 一 ド、 で信号光を 伝送する 構成であ つ て ち厚 さ 方向にモ ド、分散が抑制 さ れ

、 高速に信号光を伝送する こ と がでさ る 0 ま た 、 本発明 に 係 る 光ァ ノ^ィ ス は 、 光伝送路がマルチモ 一 ド、干渉に よ 出 射光 を発生 させ波長に応 じて分波 さ せ る の で ヽ 入出射の'際. の 失が小 さ ぐ 接 の際に高 冃度の 整が不要であ る o

好ま し < は 、 2 個 の出射光は 、 互い の光量の比が 、 最大 にな る幅方向の位置か ら それぞれ出射 さ れる □ 好ま し < は ヽ 2 個の 出射光は 、 互いの光量が最小にな る幅方向の位置 か ら それぞれ出射 さ れる o

好ま し < は 、 光伝送路は 、 光伝送路の幅方向 に励振する

0 次モ 一 K の伝搬定 と 、 第 1 次モー ドの伝搬定数と の 間の の で表 さ れる： ft さ 方向の大き さ を持つ o

好ま し < は 、 光伝送路は 、 直方体形状であ 、 幅方向の 基本モ 一 ド、幅 と さ方向 の 取大屈折率 と 、 マ ルチモ 一 ド、 光伝送路中 を伝送さ れる光の波長 と の関数で表 さ れる長 さ 方向の大き さ を持つ ο

好ま し < は 、 光伝送路はヽ 厚 さ 方向の 中央位置が最大屈 折率であ り ヽ 中 、位置か ら 離れる に従つ て屈折率が增加 し ない屈折率分 を含む ο 特に 、 屈折率分 は 、 ほぼ 2 次関 数に つ て変化する こ と が望ま しい o

文献 ( 9 ) 及び （ 1 2 ) ( 1 5 ) に記載 さ れた光丁 ノ ィ ス は 、 光分岐を行 ラ 光導波路が幅方向 にのみマルチモ 一 で信号光を伝送する た めヽ 述の文献 ( 4 ) 〜 ( 8 ) 及 ぴ ( 1 1 ) と 様の課題を有 してレ、 'た。 すなわち 、 シン グ ルモ 一 ド-であつ て も信号光 と して拡散が大き < 広が り 角度 が大さ レ、多重信号光やビ一 ム径の大 き な多重信号光 を用レ、 る場 a は 、 光導波路へ のボ口 α が困難であ る た め入出射する 際の信号光の 失が大き い と い 問題が あつ た □ ま た 、 光 導波路の 中心に対 して軸ズ レ して入射する入射光に対 して 士 失が大さ いので、 入射する 多重信号光や出射する信号光 を入出射側 と 高い精度で ロ π する必要が あ つ た o

ま た 、 文献 ( 9 ) 及ぴ ( 1 2 ) 〜 ( 1 5 ) に記載 さ れた 光了 ノ ィ ス に記載 さ れた光導波路を 、 厚 さ 方向 に いてマ ルチモ 一 K の多重信号光を入射 さ せて用い る と ヽ 厚 さ 方向 にモ ド、分散が発生 しヽ 高速に伝送する と ができ ない o

·>- ま たヽ の 口 おレ、 て ヽ 厚 さ方向 に軸ズ レ 入射する 多重 信号光は ゾ子 さ 方向 に励振 さ れる 裨数の固有モ 一 ド、長 さ 方 向 に つ て干渉する ため、 厚 さ 方向の強度分布が変化する と い 5 問題も あ つ た 厚 さ 方向の強度分 が変化する と ヽ 多萆信号光を分波 した り P 波 した り する と がでさ ない そ で 、 本発明の第 2 の 的は 信号光を入出射 させ る 際の ム

口 が容易で 失が小 さ いシ一 卜 状マルチモ一 ド、光伝 送路を備えゝ シ ングルモ ド、に よ る信号光の伝送 と 同等の

1 0 G b S 呈 の高速伝送が可能でヽ 多重信号光の分波及 び合波を良好に行 う と がでさ る 光 ノ ィ ス を提供する こ と であ る

上記第 2 の 巨 的はヽ 以下の第 3 の光丁 ィ ス に よ り 達成 さ れる

互いに異な る波長 を持つ 2 個の信号光 を入力 し 、 当該信 号光 を合波 して 、 互いに異な る 2 個.の波長が重ね 口 わ さ れ た多重信号光 と して 出力可能でめ る光丁バィ ス であ つ てヽ シ一 状であ り 、 当該シ一 卜 の厚 さ方向 に取大屈折率部 分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分 を含む光伝送路 を備 え 、

2 個の信号光を 、 光伝送路 入射光 と して入射 さ せ 、 光伝送路の 内部に いて 、 子 ざ方向 に直交する 長 さ方向 に沿つ て 、 長 さ 方向及び厚 さ 方向 の両方に直交す る 幅方向

、、

に各波長 と に複数の固有モ ド、を持つマルチモ 一 ド、で入 射光を伝送する と と ち に 一

、 の波長の信号光について複

- 数の 固有モ一 ド、が長 さ 方向 に沿つ て相互に干渉する と に よ り ヽ 波長に応 じて幅方向 の ―位 に多重信号光であ る 出射光を生成 し 光伝送路か ら 出射光を出射 させる と を特徴 と する o 本発明 に係 る 第 3 の光丁パィ ス は 、 光伝送路が厚 さ方向 に屈.折率分布を備免ている ので 、 マルチモ ド、で信号光を 伝送する構成であつ て も厚 さ 方向にモ一 ド、分散が抑制 さ れ

、 ϊ¾速に信号光を伝送する と がでさ る o ま たヽ 本発明 に 係る 光丁 ノ ィ ス は 、 光伝送路がマルチモ一 ド、干渉に よ り 出 射光 を発生 させ波長に応 じて合波 させる ので 、 入出射の際 の損失が小 さ < 接続の際に高精度の調整が不要であ る o 文献 ( 1 ) 〜 ( 8 ) 及ぴ ( 1 1 ) に記載の光伝送路あ る いは光導波路は 、 いずれも入射光に対応 して一義的に出射 光を 出射 させる に と どま つ てい る o したが つ て 、 光伝送路 あ る いは光導波路を用いて 、 入射光に対応 した 出射光の 出 射位置を選択する ス ィ ソ チ ン グを行 う 技術思想は示唆 さ れ て いなレ、 ο

そ こ で 、 本発明の第 3 の 百 的はヽ 信号光を入出射 させる 際の結合が容易 士

で 失が小 さ い シ一 卜 状マ ルチモ一 K光伝 送路を備 え 、 シ ングルモ一 ド、に る信号光の伝送 と 同等の

1 0 G b S 度の高速伝送が可能で ヽ 伝送 さ れる信号光の スイ ツ チン グが可能な光 Ύ ノ ィ ス を提供する と であ る 0 上記第 3 の 目 的はヽ 以下の第 4 の光了 ノ ス に よ り 達成 される 0

外部か ら入力 さ れ る入力信号 と 出力すベき 出力信号 と の 間を、 信号光に り 接 する 光了 ノ ィ ス であ つ て 、

シ一 卜 状であ 、 当該シ一 卜 の厚 さ方向に最大屈折率部 分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しなレヽ屈折率分 ¾ を含みヽ 厚 さ 方 向に it交する 方向 に する 第 1 の部分光伝送路及ぴ第

2 の部分光伝送路か ら な る 光伝送路 と ヽ

外部 'か ら供給 さ れる制御信号に基づいて 、 第 1 及ぴ第 2 の部分光伝送路の内 、 少な < と あ ―方の屈折率分布 を変更 可能であ る 屈折率変調手段 と を備 、

屈折率変調手段の動作に基づレ、てヽ 第 1 の部分光伝送路 のみ を用 いて入射光を伝送する 第 1 の状態 と ヽ 柬 1 及び第

2 の部分光伝送路を用レ、 て入射光を伝送する 第 2 の状態 と の間 を選択可能であ り 、

入力信号に対応する信号光をヽ 第 1 の光伝送路 入射光 と して入射 さ せ 、

第 1 の状態であ る場八 第 1 の光伝送路の内部に レ、て.ヽ 厚 さ方向及ぴ幅方向 に直交する長 さ 方向 に沿 て 、 幅方向 に複数の固有モ一 ド、 を持つマルチモ Kで入射光を伝送する と と も に 、 複数の

- 固有モ一 Kが長 さ 方向に沿つ て ·

相互に干渉する と に 出射光を生成 し 、

第 1 の光伝送路か ら 出射光を 出射 させ 、 出射光に対応 する 出力信号を 出力する 方 、

2 の 匕

状 で め る場八

ヽ

第 1 及ぴ第 2 の光伝送路の内部に レ、て 、 厚さ 方向 に 沿つ て ゝ 幅方向 に複数の 固有モ一 ド、を持つマルチモ一 ド、で 入射光を伝送する と と も にヽ 複数の固有モ一 ド、が長 さ方向 に つ て相互に干渉する こ と に よ 山射光を生成 し 、

第 2 の光伝送路か ら 出射光を 出射さ せヽ 出射光に対応 する 出力信号を 出力する と を特徴 と する 本発明 に係る 4 の光了バィ ス は、 光伝送路が厚 さ 方向 に屈折率分布を備えてい る ので マルチモ一 で信号光を 伝送,する構成であつ て あ厚 さ 方向 にモ一 ド分散が抑制 さ れ

、 髙速に信号光を伝送す る と がでさ る o ま た 、 本発明 に 係る 光ァパィ ス はヽ 光伝送路がマルチモ一 ド、干渉に よ り 出 射光 を発生 させスィ V チン グ さ せる ので 、 入出射の際の損 失が小 さ < 接続の際に高ゃ冃度の調整が不要であ る。

好ま し < はヽ 屈折率変調手段はヽ

第 1 のマルチモ一 ド'部分光伝送路の屈折率分布を変更 可能であ 、

第 2 の状態に ■Jo いて 、 第 1 及ぴ第 2 の マルチモ ー ド部 分光伝送路の屈折率分 を等 し < し 、

第 1 の状態に レ、て 、 1 のマノレチモ K部分光伝送 路の最大屈折率を 、 第 2 のマルチモ一 ド、部分光伝送路の最 大屈折率 よ り 大さ < する o

好ま し < は 、 屈折率変調手段は 、

第 2 のマルチモ ド、部分光伝送路の屈折率分布 を変更 可能でめ り 、

第 2 の状態にねいてヽ 第 1 及び第 2 のマルチモ ー ド部 分光伝送路の屈折率分 を等 し < し 、

第 1 の ぉヒ

状 に いて 第 2 のマルチモ ド、部分光伝送 路の最大屈折率を 、 第 1 のマルチモ一 ド、部分光伝送路の最 大屈折率 小 さ < する 、 an求項 4 9 に記 の光デバイ ス o

好ま し く は 、 屈折率変調手段は 、

1 及び 2 のマルチモ K部分光伝送路の屈折率分布 を変 可能であ り s

第 2 の状態において 、 第 1 及ぴ第 2 の マ ノレチモ ー ド部 分光.伝送路の屈折率分布を等 し く し 、

第 1 の状 匕に いて 、 第 1 のマノレチモ ― ド部分光伝送 路の最大屈折率を 、 第 2 の状態にお け る 第 2 のマルチモ一 ド、部分光伝送路の最大屈折率 よ り 大き < する と と も に、 第

2 のマルチモ一 部分光伝送路の最大屈折率を、 第 2 の状 態に け る 第 1 のマルチモ一 ド部分光伝送路の最大屈折率 よ り 小 さ く する o

好ま し く は 、 第 1 及ぴ第 2 の マ ノレ チモ一 ド部分光伝送路 の内 、 屈折率変 周手 5 に よ つ て、 屈折率分布が変更可能で あ る 光伝送路は 、 熱光学効果を呈する ポ リ マ一か ら な り 、 屈折率変調手 は 、 制御信号に応-じて熱の発生ノ吸収が 可能な冷熱シ一 卜 を含み 、

冷 シ一 卜 に よ つ て光 送路の温度を変化 させて屈折率 分布を変化 さ せる o

好ま し く はヽ 光伝送路は、

長 さ 方向の大き さ が 、 伝送路の幅方向 の基本モー ド幅 を W 0 と 、 幅方向 【：二励起 し た 0 次モ、 ド光の 実効屈折率 を n 0 と 、 第 1 . 及ぴ第 2 の光伝送路中 を伝送 さ れ る 光 の 波 を λ と した と き 、 ほぼ以下の式の奇数倍にな る値で あ る

4" ²

λ 好ま し く は 、 光伝送路は、

光伝送路を加 えた幅方向 に対 して ( 1 / " 2 ) 倍に な る 幅方向 の大き さ を持つ o の 成に よ り 、 2 の状態に いて あ マルチモ ド、干渉に よ 出射光を発生 さ せる こ と が き る o

好ま し < は、 光伝送路は 、 }子 さ 方向の 中央位置が最大屈 折率であ り 、 中心位置か ら離れる に従つ て屈折率が増カロ し なレ、屈折率分布を含む o 特に 各屈折率分布はヽ ほぼ 2 次 関 に沿つ て変化する と がのぞま しい 0 文献 ( 4 ) 〜 ( 8 ) 及び ( 1 1 ) に記載さ れた光導波路 はヽ 入力側及ぴ出射側 と も光導波路が に シ ングルモ一 ド、 ( コ ァ径は大さ < て も 1 0 β m ) であ る o したがつ て、 幅方向 に異な る 固有モ一 ド、 士を干渉 (マルチモ一 ド、干渉

( M U 1 t i 一 M o d e I η t e■ r f e r e n c e ： 以 下 、 M M I と い 5 - と があ る ) ) さ せ 、 セル フ ― 、、、 ィ メ 一ン ング原理に基づレ、て出射光を発生 させた場 、 出力端の 出 射光の分離間隔は 、 2 分岐の場八 a で出力側に け る光導波 路の コ ァ径に相当する 1 0 β m 度で よ い o しか し 入力 側お よ ぴ出力側を共にマ ルチモ ド、光導波路に した場ム

Π ゝ 同様に計算 した コ ァ径は 2 0 β m 〜 1 0 0 0 β m程度 と 大さ < な る 0 こ のた め 、 光導波路の出力端の 出射光の分離 間隔 最低で ァ径以上が必要にな る 0

マ ルチモ一 ド、干渉の セ ル フ一ィ メ ジング原理に よ る 出 射光の分離間 TOは 、 光導波路の幅にほぼ比例する o ま た、 こ の場 にね け る 光導波路の長 さ 方向の大さ さ は 、 幅方向 の大さ さ の 2 乗に ほぼ比例する ο こ のた め 、 入力側 よ ぴ 出力側を itにマルチモ ド、光導波路に した場 a ゝ 光導波路 の形状は、 シン グモ 光導波路の場合 と 比 して、 幅方 向で 2〜 1 0 0 倍 、 長 さ 方向で 4 1 0 0 0 0 倍 と な り 巨大,にな つ て しま ラ 例 え ば 、 2 0 0 β mのマルチモ一 ド、 光フ ァ ィ ノ を入出力導波路 と して使用 した場 P 、 シングル モ ド光フ ァ ィ ノ^を使用 した場 n と 比較 して ヽ 幅方向の大 ぎ さ が 2 0 倍で 、 長 さ方向の大き さ が約 2 0 0 倍 (具体的 には 、 幅 約 4 0 0 m ヽ 長 さ 約 1 2 0 ， 0 0 0 m ) と な り 、 巨大であ る と 同時に幅 と 長 さ の ノ ラ ン ス (比率 ) が亜ゝ く 取扱レ、が 困難でめ る

さ ら に 、 マルチモ一 ド、干渉の セ ル フ一ィ メ 一ジング原理 よ り 発生する 出射光のプ フ ァ ィ ルは 、 入射光のプ Π フ ァ ィ ル と ほぼ同 じであ る のた め 、 2 分岐以上の 成あ る いは分岐を行 う 場 α 、 すなわち 、 入出射端に よ り 多 < の モ ド、フ ィ 一ル ド、の大ぎ な入出射光を入出力する場八 、 光導 波路の幅方向の大 さ を よ り 大き < しな ければな ら なレ、 既に説明 した よ う に 、 マルチモ一 千渉の セ ル フ ―ィ メ 一 ジン グ原理に よ つ て 出射光を発生 させる 光導波路の長 さ 方 向 の大き さ はヽ 幅方向の大さ さ の 2 乗に ほぼ比例する し たが つ て ヽ 光導波路の幅方向の大ぎ さ が大ぎ < な る と 、 長 さ 方向 の大さ さ は 2 分岐の場八 a 以上の大さ さ が必要にな る と レ、 う 問題が あ つ た

そ 、 本発明 の第 4 の 的は 、 信号光を入出射 させる 際の =

口 公口 が容易です。 失が小 さ いシ一 卜 状マルチモ 光伝 送路を備 X. 、 シングルモ一 Kに よ る信号光の伝送 と 1口 J等の

1 0 G b s 度の高速伝送が可能で 、 シ一 卜 状マルチモ

K光伝送路の幅方向 と 長 さ方向の大さ さ が コ ンパク 卜 な光 デ ィ ス を提供する と であ る o ま た、 本 明 の第 4 の 的はヽ 上記光了 ノ ィ ス の製造方法を提供す る と であ る o 記第 4 の 的は 、 以下の第 5 の光了 ノ ィ ス に よ り 達成 さ れる

直線上に並ベ られた N ( N 2 3 4 • • • ) 個の信 号光の間隔を変化 さ せる ため の光了 ノ ィ ス であ つ て 、

シ一 卜 状であ り 、 当該シ一 卜 の厚 さ方向 に取大屈折率部 分を有 しヽ 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しなレ、屈折率分布を含む光伝送路 を 、 直線に IP つ て N個配置 しヽ

各信号光を 、 各光伝送路へ入射光 と して入射 させ 、 各光伝送路の内部 に いて ヽ 厚 さ 方向 に直交する 長 さ 方 向に沿つ て 、 長 さ方向及び厚 さ 方向-の 方に直交す る 幅方 向に複数の固有モ を持つマルチモ ド、で入射光 を伝送 する と と も に 、 複数の 固有モ ド、が長 さ 方向に つ て相互 に干渉する こ と に よ り 、 幅方向 にねいて入射光が各光伝送 路へ入射 した位置 と は異な る位置に 出射光 を生成 し 、

各光伝送路か ら信号光 と して 出射光を 出射 さ せる o 本発明 に係 る第 5 の光 パィ ス は 以上の構成を備えて

· - い る のでヽ 複数の信号光の間 を.容易に変更する と がで き る ο したが て 、 入出射部にマルチモ一 ド、の光フ ァ ィ パ 等を用レ、た 合で も 光伝送路を大型 させる と な < 、 接 が可能であ る o

好ま し < はヽ 各光伝送路はヽ

入射光を入射 さ せる た め の入射面 と 、

出射光を 出射 さ せる た め の 出射面 と を含みヽ 入射面上であつ て幅方向の任 Έ、 の に入射光 を入射 させ 、 出射面上であ つ て各入射光の入射位置 と 幅方向 の位 置が.幅方向 の 中心に対 して対称にな る位置に出射光を生成 する 0

好ま し < は 、 光 パィ ス は、 信号光の間隔を拡大する 0 好ま し く はヽ シ一 状の入射側光伝送路を備 ヽ 当該光伝 送路は、 1 個の入射光を N個に分岐する 光 Ν分岐丁 ノくィ ス であ 、 N分岐 さ れた出射光を信号光 と して各光伝送路に 接続する o

上記第 4 の 目 的は 、 以下の第 6 の光了 ノ^ィ ス に よ り 達成 される 。

信号光の位置を変化 さ せ る た めの光 τバィ ス であ つ て 、 シ一 ト 状であ 、 当該シ一 ト の厚 さ方向 に最大屈折率部 分を有 しヽ 該 大屈折率部分か ら の厚 さ方向 に つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分 を含む光伝送路 を複数備 え 、

光伝送路か ら 出射 される 出射光がヽ 他の光伝送路へ入射 すベき入射光にな る ぶ ラ 複数の光伝送路を多段 -life し 、 信号光 を 、 光伝送路へ入射光 と して入射 さ せヽ

各光伝送路の内部に いて、 厚 さ 方向 に直交する 長 さ 方 向に沿つ て 長 さ 方向及ぴ厚 さ 方向の両方に直交す る 幅方 向に複数の 固有モ を持つ マ ルチモ一 ド、 で入射光を伝送 する と と あ に 、 複数の固有モ ― Kが長 さ 方向 に沿つ て相互

· - に干渉する と に よ り ヽ 幅方向 に レ、て入射光が各光伝送 路 入射 した位置 と は異な る位置に出射光を生成 し 、

各光伝送路か ら信号光 と して出射光を 出射 さ せる o 本 明 に係 る 第 6 の光 バィ ス は 以上の構成を備 て い る の で 信号光を容易 に幅方向 にシフ 卜 する こ と がでさ る o , したが つ て 入出射部 にマルチモ ― Kの光フ ァ ィ パ等 を用いた場 Π で 光伝送路を大型 させ - る と な < 接 が 可能である o

好ま し < は 信号光は 直線上に並ベ られた N ( N = 2

3 4 • • • ) 個の信号光であ り

シ 卜状であ り 該シ 卜 の厚 さ 方向 に最大屈折率部 分を有 し 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 し なレ、屈折率分布を含む光伝送路 を N個の信号光 士の間 Γ を変化 させる た め に直線に つ て N個配置 し

各信号光 を 各光伝送路 入射光 と して入射 さ せ 各光伝送路の内部に いて 厚 さ 方向 に直交する 長 さ 方 向に沿つ て 長 さ 方向及ぴ厚 さ 方向 の両方に直交する 幅方 向 に複数の 固有モ ド、を持つマルチモ ド、で入射光 を伝送 する と と も に 複数の固有モ ド、が長 さ 方向 に つ て相互 に千渉する と に よ り 幅方向 に いて入射光が各光伝送 路へ入射 した位置 と は異な る位置に出射光を生成 し

各光伝送路か ら信号光 と して 出.射光を 出射 させる 上記第 4 の S 的は 以下の第 7 の光丁 ィ ス に よ 成 さ れる o

外部か ら 入力 さ れる入力信号 と 出力すベさ 出力信号 と の 間を 信号光に よ り 接 す る光丁バィ ス であ つ て

シ 状であ シ 卜 の厚 さ 方向 に最大屈折率部分を 有 し 該取大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れる に 従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布を含むシ一 卜 状光伝 送路 と 、

入.力信号に応 じた入射光を シ一 卜 状光伝送路へ入射 さ せる ために伝送する 入射側光伝送路 と

入射側光伝送路 と シ一 卜 状光伝送路 と を接 し 、 入射側 光伝送路の モ一 フ ィ一ル Kを 、 シ 状光伝送路へ入射 でさ る う に変換する入射側 ビ一ム変換部 と 、

シ一 卜 状光伝送路か ら 出射光 を 、 出力信号 と して 出射 さ せる ため に伝送する 出射側光伝送路 と 、

出射側光伝送路 と シ一 卜 状光伝送路 と を接 し 、 シ一 ト 状光伝送路の モ フ ィ一ル ド、 を 、 出射側光伝送路 入射 でさ る よ う に変換する 出射側 ビ一ム変換部 と を備え 、

入射側 ビ ム変換部か ら 出射する信号光を 、 シ 卜 状光 伝送路へ入射光 と して入射 さ せヽ

シ 卜 状光伝送路の内部に レ、 て 、 厚 さ方向 に直交する 長 さ 方向 に沿つ て 、 長 さ方向及ぴ厚 さ方向の両方に直交す る 幅方向 に複数の固有モ Kを持つマルチモ一 ド、で入射光 を伝送する と と に 、 複数の固有モ一 ド、が長 さ 方向 に沿つ て相互に干渉する と に よ り 出射光を生成 し 、

シ 卜 状光伝送路か ら 出射光 を '出射 させ 、 出射側 ビ一ム 変換部へ入射 させる o

本発明 に係る 第 7 の光了 ノ ィ ス はヽ 以上の構成を備え て い る ので 複数の信号光の間 を容易 に変更する と がで ぎ る o したがつ て 、 入出射部にモ ド、フ ィ ル ド、の異な る マルチモ一 の光フ ァ ィ バ等を用いた場 で 光伝送路を 大型 させる と な < 、 捽 が可能であ る o 好ま し < は、 入射側 ビ ム変換部はヽ

中心を最大屈折率 と して 中心か ら離れる に従つ て屈折 半が.減少す る屈折率分布を有す る レ ンズ素子であ り

シ一 卜 状光 1H 路に入射 さ れる信号光 と 同数配 さ れ

0

好ま し < は 、 入射側 ビ一ム変換部は、

入射側光伝送路側か ら シ一 卜 状光伝送路側へ向 けてヽ 中心 と 周辺 と の間の屈折率の変化が次第に大 # く な る屈折 率分 を含む o

好ま し < は 、 入射側 ビ ム変換部は、

シ一 状光伝送路の厚 さ 方向 に平行な方向の 中心部に 最大屈折率 を有 し、 中心部か ら 離れる に従つ て屈折率が減 少する屈折率分布を有する 導波路であ り 、

シ 卜 状光 路に入射 さ れる 1Β 光 と 同数配置 さ れ ο

好ま し < は 導波路は 、 幅方向の大き さ がシ一 卜 状光伝 送路 と の接 部 に向 けて小 さ < な る 形状を備え る ο 好ま し

< は さ ら に ヽ 入射側 ビ一ム変換部は 、 シ一 卜 状光伝送路 と 一体的に形成 さ れる 0

好ま し < は 入射側 ビ一ム変換部は、

シ一 卜 状光伝送路の厚 さ方向に平行な方向及ぴ幅方向 に平行な方向の 中心部に 大屈折率を有 し 、 中心部か ら 離 れる に従つ て屈折率が減少する 屈折率分 を有する 光伝送 路であ り 、

シ 状光 路に対 して 1 個配置 さ れる 。

好ま し < は 、 出射側 ビ一ム変換部は、 中心を最大屈折率 と して 中心か ら離れる に従つ て屈折 率が減少す る屈折率分布を有す る レ ンズ素子で あ り 、

シ一 卜 状光伝送路か ら 出射 さ れる信号光 と 数配置 さ れる 0

好ま し < は 、 出射側光伝送路は 、

中心を最大屈折率 と して 中心か ら 離れる に従つ て屈折 率が減少する 屈折率分布を有する 光フ ァ ィ であ り 、 出射側 ビ一ム変換部は 、

出射側光伝送路側か ら シ 卜 状光伝送路側へ向 けて 、 中心 と 闽辺 と の間 の屈折率の変化が次第に大さ < な る屈折 率分布を含む o

好ま し < はヽ 出射側 ビ一ム変換部はヽ

シ一 卜 状光伝送路の厚 さ 方向 に.平行な方向の 中心部に 最大屈折率を有 し 、 中心部か ら 離れる に従つ て屈折率が減 少する 屈折率分 を有する 導波路であ り.ヽ

シ 卜 状光伝送路か ら 出射 さ れる信号光 と 数配置 さ れる 0

好ま し < は さ ら に、 導波路はヽ 幅方向の大さ さ がシ一 卜 状光伝送路 と の接続部に向 けて小 さ < な る形状を備 る 0 好ま し < は さ ら に 、 出射側 ビ ―ム変換部はヽ シ一 卜 状光伝 送路 と ―体的に形成 さ れる o

好ま し < は 、 出射側 ビ一ム変換部は 、

シ 卜 状光伝送路の厚 さ 方向に平行な方向及ぴ幅方向 に平行な方向の 中心部に最大屈折率を有 し 、 中心部か ら離 れる に従つ て屈折率が減少する 屈折率分布を有する 光伝送 路であ り 、 シ 卜 状光伝送路に対 して 1 個配 される 上記第 4 の 的は 以下の光 T パ ィ ス の第 2 の製造方法 に よ,り 成 される

外部か ら入力 さ れる入力信号 と 出力すベき 出力信号 と の 間 を 、 信号光に よ eする 光了パィ ス の製造方法であ つ 接

、

光ァ パ ィ ス は 、

シ一 卜 状であ シ一 卜 の厚 さ 方向 大屈折率部分 を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に つ て離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布を含むシ一 卜 状光 伝送路 と

入力信号に応 じた入射光 を 、 シ ― 卜 状光伝送路 入射 さ せる た め に伝送する入射側光伝送路 と 、

入射側光 送路 と シ一 状光伝送路 と を接 し 、 入射 側光伝送路の モ一 ド、フ ィ ―ル を 、 シ ト状光伝送路 入 射でさ る よ う に変換する入射側 ビ一ム変換部 と

出射光を シ一 卜 状光伝送路か ら 出力信号 と して 出射 さ せる ため に伝送する 出射側光 1 送路 と 、

出射側光 送路 と シ一 卜 状光伝送路 と を接続 し シ 卜 状光伝送路の モ ド、フ ィ 一ル を 、 出射側光伝送路 入 射でさ る よ に変換する 出射側 ビ ム変換部 と を備 X. シ一 卜 状光伝送路 と 、 入射側 ビ一ム変換部及び出射側 ビ一ム変換部の内 の少な < と も一方 と に 応する 凹部を有 し 、 シ 卜 状光伝送路の材料であ る樹脂を硬化 さ せる た め に印加 さ れる ベき ェネルギ一が 達可能な材料か ら な る成 形型を準備する 第 1 のェ程 と 凹部に、 樹脂を充 i真する 第 2 の X と 、

樹脂が充填 さ れた成形型に 、 樹脂を硬化 させて所望の 屈折率分布 を形成する ため に、 厚 さ方向の上下か ら所 £量 のェネルギ一 を印加す る第 3 の X程 と 、

硬化 した樹脂に 、 凹部に形成 さ れてレ、ない入射側 ビ一 ム変換部及ぴ出射側 ビ一ム変換部が あ る 場 には当該変換 部 を接 TO し、 さ ら にヽ 入射側光伝送路 と 、 出射側光伝送路

、

と を接 する 第 4 のェ と を備 る

本発明 に係 る光丁 バ ィ ス の第 2 の製造方法は、 以上の ェ 口 を備 る の でヽ 所望の屈折率分布を含むシ一 ト 状の光伝 送路 と 入射側光伝送路 と ゝ 出射側光伝送路 と を備 る光了 ノ ィ ス を容易 に高ゃ冃度に製造する と がでさ る。

好ま し く は 、 ェネルギ一 の印加はヽ 所定波長の紫外線の

"昭ハ射で め り 、

成形型は、 所定波長の紫外線に対 して 明 な材料か ら な 透 ま た 、 好ま し < は 、 ェネルギ の印加は 、 加熱であ る 好ま し く は 第 4 ェ に先立つ てヽ 硬化 した樹脂 を成形 型か ら離型す る 第 5 のェ程を備 る

好ま し く は 、 第 4 X禾 において. 、

硬化 した樹脂に 、 成形型に形成 さ れていなレヽ入射側 ビ ム変換部及び出射側 ビ一 ム変換部があ る場合には当該変 換部を接 し ヽ さ ら に 、 入射側光伝送路 と 、 出射側光伝送 路 と を接続す る 際にヽ 当該光伝送路を位 決めする ため の 位置決め部が形成 さ れた基板に各光伝送路を配置する

好ま し く は 、 第 1 の ェ禾¹³ におい て 、 成形型はヽ 入射側光伝送路及ぴ出射側光伝送路の少な

< と も 一方を位置決めする ための位置決め部 を含み s 第. 4 のェ程に いて 、

位置決め部が形成 さ れた成形型に各伝送路を配 ftする o

好ま し く は 、 入射側光伝送路は、 光フ ァ ィ ノ^であ る o ま た 、 好ま し < はヽ 出射側光伝送路はヽ 光フ ァ ィ であ る ο 本発明 に係 る 第 1 の光了 ノ^ ィ ス に れば 、 信号光を入出

士。

射 さ せる 際の 口 が容易で 失が小 さ レヽシ一 卜 状マルチモ

F光伝送路 を備え 、 シ ングルモ一 ド、に よ る信号光の伝送 と 同等の 1 0 G b s 程度の高速伝送が可能であ る 光 T ィ ス を提供する こ と ができ る 0 ま た 、 本発明 に係 る 第 1 の光 デバィ ス の製 eh方法に よれば 、 上記光デバィ ス を製造する - と ができ る o

ま た 、 本発明 に係 る 第 1 の光集積丁 パ ィ ス に よ れば 、 上 記光丁バィ ス を複数備え る 光集積デノ ィ ス を提供する こ と がで き ま たヽ 本発明 に係 る 第 1 の光集ネ貝 丁 ィ ス の製

. _~■

造方法に よれば 、 上 集ネ貝 パィ ス を製造す る こ と がで さ る o

本発明 に係 る第 2 及ぴ第 3 の光'デノ ィ ス に よればヽ 信号 光を入出射 さ せ る 際の結合が容易で 失が小 さ レ、 シ 卜 状 モ一 口 マ ルチ 光伝送路を備 、 シ ングノレモ一 Κに よ る信 光の伝送 と 同等の 1 0 G b S 程度の高速伝送が可能で 、 多 重信号光の分波及ぴ合波を 良好に行 こ と がでさ る 光ァノ ィ ス を提供する こ と がでさ る ο

本発明 に係 る 第 4 の光 τ ノ ィ ス に よれば 、 信号光を入出 6 射 させる 際の結合が容 です。 失が小 さ いシ 卜 状マノレチモ 一 ド、光伝送路を備 X. 、 シ ン グルモ に よ る信号光の 送 と 等の 1 0 G b s 程度の高速伝送が可能で 、 伝送 さ れる

- 信号光の スィ V チ ングが可能な光 yバィ ス を提供する と がでさ る

本発明 に係る 第 5 乃至 6 の光 V ノ ィ ス に よればゝ 信号光 を入出射 させる 際の h八 士

が容易で 失が小 さ レ、 シ 状マ ルチモ一 ド光伝送路を備え 、 シ ン グルモ Kに よ る信号光 の伝送 と 同等の 1 0 G b s 度の高速伝送が可能で 、 シ一 卜 状マ ルチモ ド、光伝送路の幅方向 と 長 さ 方向 の大さ さ が ンパ ク 卜 な光 yバィ ス を提供する と がで る

文献 ( 1 ) に記載 さ れた技術の よ う に 、 信号光の入出射 方向 と シ一 ト状光伝送路の光の伝送.方向 と を一致 させる と

、 入出射部分 と シ一 卜 状光伝送路 と を損失な < 結 する こ と がでさ る すなわち 、 シ一 卜 状光伝送路 入射する信号 光の強 ピ一ク と 、 シ 卜 状光伝送路の屈折率分布 と を Ρ周 整する と が容易であ る た め 、 入射時の信号光の ス を小 さ < する こ と がでさ る

しか しなが ら 、 光ァパィ ス は 、 入射側に レ ―ザな どの光 部 P口 を実装 し 、 出射側にセ ンサ な どの光部 a を実装する 必要があ る こ のた め 、 >- れ らの光部 ΡΠ と シ ― 卜 状光伝送 路 と を P合する 際に 、 光部 PP と シ一 卜 状光伝送路 と の間'の 高 さ を調整する 必要が生 じ 、 光部 ΡΠの実装に際 して 上げ を行わな ければな ら なレ、 と い 5 問題があつ た したがつ て 光ァノ ィ ス を ンノ ク 卜 に でき なかつ た

方 、 文献 ( 1 6 ) は 屈折率分布を備えていなレ、 シ ン グルモ ド、の シ 卜状光伝 路に関する技術であ る ο こ の た めヽ 文献 ( 2 ) に記载 された光導波路では 、 モ ― ド、分散 が 生 し 、 ギガ ビ V 卜 ク ラ ス の高周波の信号光をマルチモ で伝送でさ ない と い ラ 問題が あつ た

ま た 、 近年. 、 マルチモ ド、干渉を用いて ヽ 信号光を生成 する 光了バィ ス が提案 さ れてい る マルチモ ド、干渉を用 い る と 、 入射 した信号光 を複数の信号光に分岐す る光分岐 や 、 入射 した複数の信号光を単一の信号光に合成する 光 ム成器を 簡単に得る こ と がでさ る しか しなが ら 、 文献

( 1 ) 及ぴ文酞 ( 1 6 ) の いずれに 、 マ ルチモ一 ド、干渉 に 関する記载は認め られない

そ で 、 本発明 の第 5 の 巨 的は 、 光部 ΡΡ の実装が簡単に でさ 、 ギガ ビ ク 卜 ク ラ ス の高 田波の 口

信 光をマルチモ ド、 で伝送する 、 と が可合目ヒな光 ノ^ィ ス を提供する · - と であ る ま た 、 本発明の第 6 の 目 的は 光部 ΡΠの実 が簡単にで

、 ギガ ビ ク 卜 ク ラ ス の高周波の信号光をマルチモ ド、で 伝送する こ と が可能で さ ら に マルチモ一 ド、干渉を用レ、 て信号光を 出射する と がでさ る 光 パィ ス を提供する と であ る 上記第 5 の 百 的は 、 以下の構成を備えた第 8 の光デバィ ス に よ り 成 さ れる

外部か ら 入射する信号光を伝送 し 、 伝送 した信号光を外 部へ出射する 光 ノ^ィ ス であ つ て 、

1 方向に屈折率分布 を含みヽ 信号光を複数の光路に よ つ て 1 方向 に直交す る第 2 方向 に伝送でき る 光伝送路を 備え 、

光 ,伝送路へ入射する 信 光の光軸 、 及ぴ光 12 达路か ら 出 射する信号光の光軸の 内 少な < と あ ―方は 、 第 2 方向 と 平行でな < 、

複数の光路の内 、 信号光の光軸に関 して互いに対称に光 伝送路 入射する つ の光路はヽ 光伝送路 入射する位相 差 と 光伝送路か ら 出射する位相差 と が等 しい

以上の構成に よればヽ 本発明 に係 る第 8 の光デノ ィ ス は ゝ 第 1 方向 に屈折率分布を含み 、 信号光を複数の光路に よ つ て第 1 方向に直交す る第 2 方向 に伝送でさ る光伝送路を 備 えてい る か ら 、 モ 一 ド、分散抑制 し 、 ギガ ビ ッ ト ク ラ ス の 高 闲波の信号光をマルチモ 一 ド、で伝送する こ と がでさ る o ま たヽ 光伝送路 、入射する 信号光の光軸 、 及び光伝送路 か ら 出射する信号光の光軸の 内ヽ 少な < と も 一方は 、 第 2 方向 と 平行でないので P

、 光部 の実装に際 して嵩上げを し な < て よ レ、 o したが つ てヽ 光了パィ ス の全体構成を コ ン 、 ク 卜 にでき る o

さ ら に 、 信号光の複数の光路の内ヽ 信号光の光軸に関 し て互いに対称に光伝送路 入射する 一つの光路は 、 光伝送 路 入射す る位相差 と 光伝送路か ら 出射する位相差 と が等 しいの で 、 入射の際の信号光の強度分布をそのま ま信号光 と して 出射でさ る o すなわち 、 光伝送路に よ り 位相差が発 生 しなレ、ので 、 入射 し た強度分布のま ま光伝送路か ら 出射

士

する こ と がでさ ヽ 光伝送路か ら信号光を 失な く 出射でき る o 好ま し < は、 光デパィ ス は 以下の構成'を備 7L る 0 光伝送路へ信号光を入射する た めの入射部 と

伝送路か ら信号光を 出射する ための 出射部 と を備 え、 入射部及ぴ出射部の内 、 少な < と あ一方は、 内部を伝送 す る信号光の光軸が、 第 2 方向 と 平行でない方向 にな る よ う に、 光伝送路 と する o

こ の構成に よ り 、 入射部又は出射部を 、 光伝送路の伝送 方向端面に SXけ る必要がな < な る o したが つ て 、 光部品の 実装に際 して 上げを しな < て も よ い o

好ま し < は 、 入射部及び出射部の 内 、 少な く と 一方は

、 内部を伝送する信号光の光軸が 、 第 2 方向 と 交する う に、 光伝送路 と してレ、 る 0

こ の構成に よ り 、 外部 と 光伝送路 と を簡単に結合する こ と ができ る o 例 ば、 光伝送路へ入射する信号光 を発光す る発光素子や光伝送路か ら 出射 した信号光を受光する 受光 ン 1ヽ'子な どの光部 P

PP と 、 光伝送路 と を ^口t八口 する 際に 、 光部品 を ft単に実装でさ る 。

好ま し < は 、 上述の一つ の光路は 、 伝送 さ れる信号光の 波長の整数倍に等 しい光学的な光路長差を持つ (以下 、 構 成 A と い ) 0 構成 Aを具備 して.い る と に よ り ヽ 一つの 光路の位相差をゼ にす る こ と ができ る 0

構成 Aに いて 、 好ま し < は 、 一つの光路は 、 光学的な 光路長差が生 じ る 光路長差発生部を m個 ( m = 1 2 , 3

• - - ) 含み 、 m個 の光路長差発生部で発生す る 光学的な 光路長差の和が 信号光の波長の 自 然数倍に等 しレヽ (以下

、 構成 1 と レヽ · - フ ) 0 ― の構成に よ り 、 つの光路の位相差 をゼ にする と がでさ る

構成 1 においてヽ 好ま し < は 、 光伝送路はヽ 第 1 方向に 信号.光 を閉 じ め可能な シ ― 卜 状光伝送路であ り ヽ 第 1 方 向の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大で 、 中心部か ら第 1 方向 に沿つ て離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈 折率分布を含む こ の構成に よ り ヽ 屈折率分布に よ つ てモ

― ド、分散を抑制 しなが ら 、 信号光 を伝送する

構成 1 におレ、て 、 好ま し < は さ ら に 、 上述の シ一 卜 状光 伝送路はヽ 第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光 の光軸を 、 第 2 方向へ折 り 曲 げる ための第 1 反射面 と 、 第

2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 、 第 2 方向 と 平行でない 方向 折 り 曲 げる た めの第 2 反射面 と を含んで り 、 光路 長差発生部は 、 第 1 及ぴ第 2 反射面 -に よ り 反射 さ れ る 一つ の光路の屈折率履歴が異な る部分であ る

こ の構成に よ り 、 第 1 方向 と 平行でなレヽ方向か ら 光伝送 路へ入射 さ れる 信号光を 、 簡単に光伝送路 入射 さ せる と が でさ る ま た 、 及び第 1 方向 と 平行でなレ、方向 光伝 送路か ら 出射 さ れる信号光を 、 単に光伝送路か ら 出射 さ せ · - る と がでさ る

稱成 1 に いて 、 好ま し < は さ'ら に 、 上述の シ 卜 状光 伝送路に いて 第 1 反射面に よ り 信号光のすベてが第 2 方向 折 り 曲 げ られた位置か ら 、 信号光のすベてが第 2 反 射面に入射する 直 の位置ま で の物理的な光路長がヽ 屈折 率分 に基づいて蛇行 して伝送 される 光路の蛇行周期の j 倍 ( j 0 1 2 3 • • 鲁 ) に等 しい こ の構成に よ ί 、 信号光は入射側 と 出射側 と で 度分布が一致す る 成 Aにおいて、 好ま し < は 一つの光路はヽ 光学的な 光路長差が生 じる 光路長差発生部 を n 個 ( n 2 3 4

• • • ) 含み 、 n 個の光路長差発生部で発生す る 光路長差 の和がゼ で あ る (以下ヽ 構成 2 と い · - う ) o の構成に よ

· - り ヽ つの光路の位相差をゼ にする と ができ る o

構成 2 にお レ、て 、 好ま し < は 、 光伝送路は 、 第 1 方向 に 信号光を閉 じ め可能なシ 卜 状光伝送路であ り 第 1 方 向 の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大で 中心部か ら第 1 方向 に沿つ て離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈 折率分布を含む 0 こ の構成に よ り 、 屈折率分布に よ つ てモ 一 ド、分散を抑制 して、 信号光を伝送する 0

構成 2 に いて 、 好ま し < は さ ら に 、 上述のシ 卜 状光 伝送路は 第 2 方向 と 平行でなレ、方向か ら入射 した信号光 の光軸を 2 方向へ折 り 曲 げる ための第 1 反射面 と 、 第

2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 、 第 2 方向 と 平行でなレ、 方向 折 曲 げる た めの第 2 反射面 と を含んで り 、 光路 長差発生部は 、 第 1 及ぴ第 2 反射面に よ り 反射 さ れる ―つ の光路の屈折率履歴が異な る部分でめ る o

の構成 に よ り 、 第 2 方向 と 平行でない方向か ら 光伝送 路へ入射 さ れる信号光をヽ 簡単に.光伝送路 入射 さ せる こ と ができ る o ま た 、 及ぴ第 2 方向 と 平行でない方向 光伝 送路か ら 出射 さ れる信号光を 、 簡単に光伝送路か ら 出射 さ せる こ と が でさ る ο

構成 2 におレ、て 、 好ま し < は さ ら にヽ 上述の シ一 卜 状光 伝送路に レ、てヽ 第 1 反射面に よ り 信号光のすベてが第 2 方向 折 ( 曲 げ ら れた位 か ら 、 信号光のすベてが第 2 反 射面に入射する 目 IJの位 ¾ま での物理的な光路 が、 屈折 率分布に基づいて蛇行 して伝送 さ れる 光路の蛇行周期の ( j + 0 5 ) 倍 ( j 0 1 ， 2 3 暑 * • ) に等 しい o - の構成に よ り 、 信号光は入射側 と 出射側 と で強度分布が 一致する o

好ま し < は 上述の一つの光路は 、 光学的な光路長差が ゼ であ る (以下 構成 B と レ、 う ) o 構成 B を具備 してレ、 る こ と に よ り 、 一つの光路の位相差をゼ 口 にする と がで さ る o

構成 B にお レ、て 、 好ま し < は 一つ の光路はヽ 光字的な 光路長差が生 じ る 光路長差発生部を n 個 （ n 2 3 4

• • • ) 含み 、 η 個の光路長差発生部で発生する 光路長差 の和がゼ であ る (以下 、 構成 2 と い う ) o こ の構成に よ ヽ 一つの光路の位相 をゼ にする こ と がでさ る 0

構成 2 に レヽてヽ 好ま し < はヽ 光伝送路はヽ 第 1 方向 に 信号光を 閉 じ め可能な シ一 卜 状光伝送路であ り 、 第 1 方 向の厚 さ が半分 と なる 中心部の屈折率力 ^s最大でヽ 中心部か ら第 1 方向 に つ て離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈 折率分布を含む ο こ の構成に よ り 、 屈折率分布に つ て モ 一 ド、分散を抑制 させて 信号光 を伝送する o

構成 2 に レ、て 、 好ま し < は さ ら に 、 上述の シ 卜 状光 伝送路は 、 第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光 の光軸を 、 第 2 方向 折 り 曲 げる ための第 1 反射面 と 、 第

2 方向 に伝送 した信号光の光軸をヽ 第 2 方向 と 平行でなレ、 方向 折 Ό 曲 げる ための第 2 反射面 と を含んで り 光路

-5 発生部は 第 1 及び 2 反射面に よ り 反射 さ れる ―つ の光路の屈折率 歴が な る部分であ る

こ の構成に よ り 、 第 2 方向 と 平行でない方向 か ら 光伝送 路 入射さ れる信号光 を 、 簡単に光伝送路 入射 さ せる こ と がで き る ま たヽ 及ぴ第 2 方向 と 平行で ない方向へ光伝 送路か ら 出射 さ れる信号光を 、 簡単に光伝送路か ら 出射 さ せ · - る と がでさ る

構成 2 に レ、て 、 好ま し < は さ ら にヽ 上述の シ 卜 状光 伝送路に レ、て 、 第 1 反射面に よ 信号光のすベてが第 2 方向 折 り 曲 げ られた位置か ら ヽ 信号光のすベてが第 2 反 射面に入射する 直 の位 idま で の物理的な光路長が 、 屈折 率分 に基づいて蛇行 して伝送 される光路の蛇行周期の ( j + 0 5 ) 倍 ( j 0 1 2 3 • 參 • ) に等 しい の構成に よ り ヽ 信号光は入射側 と 出射側 と で強度分布が 一致する

構成 Β に いて 、 好ま し < は 一つの光路は 、 光学的な 光路長差が発生する 部分を持た なレ、 (以下 、 構成 3 と い 5 - -

) の構成に よ り 、 一つの光路の位相差をゼ にする と がで含 る

構成 3 に いて 、 好ま し < は 、 光伝送路はヽ 第 1 方向 に 信号光を閉 じ *>- め可能なシ一 卜 状'光伝送路であ り 、 第 1 方 向 の )子 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大でヽ 中心部か ら第 1 方向 に沿つ て離れる に従つ て屈折率が増加 し ない屈 折率分 を含む

構成 3 に レ、て 、 好ま し < は さ ら にヽ 上述の シ ― 卜 状光 伝送路は 、 第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した 口 信 光 の光軸をヽ 第 2 方向 折 り 曲 げる ための第 1 反射面 と 、 第 2 方向に伝送 した信号光の光軸を、 第 2 方向 と 平行でない 方向へ折 り 曲げる ため の第 2 反射面 と を含み 、 中心部にね け 第 1 反射面 と 第 2 反射面 と の間 の物 a的な光路長がヽ 屈折率分布に基づいて蛇行 して伝送 さ れる光路の蛇行周期 の j / 2 倍 ( j = 0 1 2 3 • • • ) に等 し < 信号 光は 、 第 1 反射面及び第 2 反射面上の 光伝送路の第 1 方 向の厚 さ が半分 と な る 中心部で 、 第 1 方向及ぴ第 2 方向 に に直交する 第 3 方向 に平行な線状に集光 さ れ る 0

- の構成に よ り 中心部に け る 第 1 反射面 と 第 2 反射 面 と の間が 、 光学的に dth役関係 と な る 0 こ のた めヽ 第 1 反 射面 と 第 2 反射面 と の間で 、 一つの光路は 、 光学的 な光路 長差が発生する部分を持た なレ、 o したが つ て 、 一つの光路 の位相差をゼ にする こ と がでさ るo

ま たヽ 上記第 6 の 巨 的は 、 以下の構成を備えた第 9 の光 テパィ ス に よ り 達成 される o

外部か ら入射する信号光 を伝送 しヽ 伝送 した信号光をマ ルチモ K干渉に よ つ て所定の位置か ら外部へ出射する 光 テ ィ ス であつ て 、

、

第 1 方向 に屈折率分布を含みヽ 信号光を 目 U記第 1 方向 に 直交する 第 2 方向 に伝送可能であ. V 、 記第 1 方向 に信号

·>- 光を 閉 じ め可能な シ一 卜 状光伝送路 と

記シ一 卜 状光伝送路へ信号光を入射する ための M個 (

M = 1 2 3 • • • ) の 入射部 と 、

目 IJ記シ 一 卜 状光伝送路か ら信号光を出射する ため の N個

、

( N 1 2 3 • • ) の出射部 と を備

記 M個の入射部及ぴ刖記 N個の 出射部はヽ 内部 を伝送 する信号光の光軸が刖記 2 方向 と 平行でない方向 に刖記 シ 卜 状光伝送路 と 結 a する少な < と も ―つの非平行入出 射部.を含み

記非平行入出射部 と 対応す る 刖記入射部又は刖記 射 部 と の 間を伝送する信号光の複数の光路の 内 信号光の光 軸に関 して互レ、に対称に刖記シ 卜 状光伝送路へ入射する つの光路は 刖記シ 卜 状光伝送路へ入射する位相差 と 目リ記シ 卜 状光伝送路か ら 出射する位相差 と が等 し <

前記 Μ個の入射部及ぴ 記 N個の 出射部は す て所定 のマルチモ ― ド、干渉の セ ル フ ィ メ ジング原理の条件を 満足する位置に配置 されてい る >· と を特徵 と する ο

以上の構成に よれば 本発明 に係 る 第 9 の光了 ノ^ィ ス は 第 1 方向 に屈折率分布を含み 信号光を複数の光路に よ つ て第 1 方向 に直交する第. 2 方向 に でぎ る 光伝送路を 備えてレ、る か ら モ ド、分散を抑制 し、 ギガ ビ V 卜 ク ラ ス の髙 ^口」波の信号光をマルチモ Kで伝送する と がでさ る o

ま た 非平行入出射部を含むの で 、 光部 P

PP の実装に際 し て 上げを しな < て よい 。 したが つ て 光丁 パィ ス の全 体構成を ンノ ク 卜 にでさ る o

ま た 信号光の複数の光路の 内 信号光の光軸に関 して 互い に対称に光伝送路へ入射する ―つの光路は 光伝送路 入射する位相差と 光伝送路か ら 出射する位相差 と が等 し レ、 の で 入射の の信号光の強度分布をその ま ま信号光 と して 出射で ぎ る 0 すなわち 、 光伝送路に よ り 位相差が発生 しないので 入射 した強度分布の ま ま光伝送路か ら 出射す る と がで ぎ 、 光伝送路か ら信号光を損失な < 出射でさ る o

さ. ら に 、 M個の入射部及び N個の出射部は 、 すベて所定 のマルチモ ド、干渉のセルフ 一ィ メ ジング原理の条件を 満足する位置に配置さ れてい る ので 、 マルチモ 一 ド干渉を 用レ、て信号光を制御する と がでぎ る 。 したが つ て、 光分

- 岐 や光 Π 成器 と い つ た光了 ノ ィ ス を得る と ができ る o 好ま し < は 、 非平行入射部はヽ 内部 伝送する信号光の 光軸が 、 第 2 方向 と 直交する よ に 、 光伝送路 と ^口 π する o こ の構成に よ り 、 外部 と 光伝送路 と を簡単に A十 る こ と がでさ る o 例えば 、 光伝送路 入射する信号光を発光す る発光素子や光伝送路か ら 出射 した信号光を受光す る 受光 子な どの光部 P

PP と ゝ 光伝送路 と を 合する 際に 、 光部 B

PP

を簡単に実装で さ る o

好ま し < はヽ 上述の 一つの光路は 、 1K达 さ れる信号光の 波長の整数倍に等 しレ、光学的な光路長差を持つ (以下ヽ 構 成 A と レヽ 5 ) o 構成 Aを具備 している こ と に よ り 、 つの 光路の位相差をゼ π にする こ と がでぎ る。

構成 A に いて 、 好ま し < は 、 一つの光路は 、 光学的な 光路長差が生 じ る光路長差発生部.を m個 （ m -二 1 ， 2 3

• • • ) 含み 、 m個の光路長差発生部で発生す る光学的な 光路長 の和がヽ 信号光の波長 の 白 然数倍に等 しい (以下 ヽ 構成 1 と レ、 Ό ) 0 の構成に よ 、 二つの光路の位相差 をゼ にす る と がでさ る o

構成 1 に レ、てヽ 好ま し < は 、 光伝送路は 、 第 1 方向の 子 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が 大で 、 中心部か ら 第 1 方向に f'a つ て離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈折率 分布を含む ο の構成に よ 、 屈折率分布に よ つ て モ ド、 分 を抑制 し 、 信号光を伝送する 0

構成 1 に いて 、 好ま し < は さ ら に 、 上述のシ 卜 状光 伝送路は 、 第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光 の光軸を 、 第 2 方向 折 り 曲 げる ための第 1 反射面 と 、 第

2 方向に伝送 しだ信号光の光軸を 、 第 2 方向 と 平行でない 方向へ折 り 曲 げる た め の第 2 反射面 と を含んで り 、 光路 長差発生部は 、 第 1 及ぴ第 2 反射面に り 反射 さ れる一つ の光路の屈折率履歴が異な る 部分であ る 0

こ の構成に よ り 第 1 方向 と 平行でない方向か ら 光伝送 路へ入射 さ れる 信号光を 、 1曰 Ϊ単に光伝送路へ入射 させる こ と がでぎ る ο ま た 及ぴ第 1 方向 と 平行でなレ、方向 光伝 送路か ら 出射 さ れる 信号光を 、 簡単に光伝送路か ら 出射 さ せる と が でさ る Ο

構成 1 に いて 好ま し < は さ ら に 、 上述の シ一 卜 状光 ゝ、

伝送路に いて 、 第 1 反射面に よ り 信号光のす てが第 2 方向へ折 り 曲 げ られた位置か ら 、 信号光のすベてが第 2 反

、

射面に入射する 直目 U の位置ま での物理的な光路長が 、 屈折 率分 に基づいて蛇行 して伝送 さ'れる光路の蛇行周期の i 倍 ( i 0 9 1 2 3 • • ) に等 しレ、 o の構成に よ り 信号光は入射側 と 出射側 と で強度分布が一致する o 構成 A に いて 好ま し < は 一つの光路は 、 光学的な 光路長差が生 じ る 光路長差発生部を n 個 ( n ― 2 ， 3 4

• • • ) 含み 、 η 個の光路長差発生部で発生する光路長差 の和がゼ であ る (以下 、 成 2 と い ) 0 ご の 成に よ り ―つの光路の位相差をゼ にする と がでさ る o 構成 2 に いて 好ま し < は 光伝送路は 第 1 方向 の 厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大で 中心部か ら第

1 方向 に fa つ て離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈折率 分布を含む o の構成に よ り 屈折率分布に よ つ てモ ド、 分散を抑制 し 信号光を伝送する ο

構成 2 に レ、て 好ま し < は さ ら に 上述の シ 卜 状光 伝送路は 第 2 方向 と 平行でなレ、方向か ら入射 した信号光 の光軸を 第 2 方向へ折 り 曲 げる た めの第 1 反射面 と 第

2 方向に伝送 し た信号光の光軸を 第 2 方向 と 平行でない 方向へ折 り 曲げる ための第 2 反射面 と を含んで 光路 長差発生部は 第 1 及ぴ第 2 反射面に よ Ό 反射 さ れる つ の光路の屈折率履歴が異な る部分で -ぁ る ο

こ の構成に よ り 第 2 方向 と 平行でない方向か ら 光伝送 口

路 入射 さ れる 信 光を 簡単に光伝送路へ入射 さ せる こ と がでさ る o ま た 及ぴ第 2 方向 と 平行でない方向 光伝 送路か ら 出射 さ れる信号光を 簡単に光伝送路か ら 出射 さ せる こ と がでさ る o

構成 2 に い て 好ま し < は さ ら に 上述の シ 卜 状光 伝送路に いて 第 1 反射面に よ ■V 信号光のすベてが第 2 方向へ折 り 曲 げ られた位置か ら 信号光のすベてが第 2 反 射面に入射する 直刖 の位 ま で の物理的な光路長が 屈折 率分 に基づいて蛇行 して伝送 さ れる 光路の蛇行 期の ( j + 0 •

• 5 ) 倍 ( 3 0 1 2 3 • ) に等 しい o の構成に よ り 信号光は入射側 と 出射側 と で強度分 †J が 一致する 。 好ま し < は、 上述の一つの光路は、 光学的な光路長差が ゼ 口 であ る (以下ヽ 構成 B と い ラ ) o 構成 B を具備 してい る と に よ り 、 ―つの光路の位相差をゼ にする と がで さ る 0

構成 B に いて 好ま し < はヽ 一つの光路は 光学的な 光路長差が生 じ る 光路長差発生部を n 個 ( n = 2 3 4

• • • ) 含みヽ n 個の光路長差発生部で発生する 光路長差 がゼ π · - の和 であ る (以下 、 構成 2 と い 5 ) o の構成に よ り 一つの光路の位相差をゼ にする と がでさ る 0

構成 2 に レ、て 、 好ま し < は 、 光伝送路は 、 第 1 方向の 厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大で 、 中心部か ら 第

1 方向に沿つ て離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈折率 分布を含む o の構成に よ り ヽ 屈折率分布に つ てモ一 分散を抑制 しヽ 信号光を伝送する o

構成 2 に レ、て 、 好ま し < は さ ら に 、 上述の シ 卜 状光 伝送路はヽ 第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光 の光軸をヽ 第 2 方向へ折 り 曲 げる た めの第 1 反射面 と 、 第

2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 、 第 2 方向 と 平行でなレ、 方向へ折 り 曲 げ る ため の第 2 反射面 と を含んで り 、 光路 長差発生部は 、 第 1 及ぴ第 2 反射面に よ り 反射 され る つ の光路の屈折率履歴が異な る部分で あ る 0

の構成に よ り 、 第 2 方向 .と 平行でない方向か ら 光伝送

· - 路 入射 さ れる信号光をゝ 簡単に光伝送路 入射 さ せる と が でぎ る o ま たヽ 及び第 2 方向 と 平行でなレ、方向 光伝 送路か ら 出射 さ れる信号光を 、 簡単に光伝送路か ら 出射 さ せる - と がでさ る o 2 にねいて、 好ま し く は さ ら に、 上述の シ h 状光 伝送路に いて 、 第 1 反射面に よ り 信号光のすぺて が第 2 方向. 折 り 曲 げ られた位置か ら ゝ 信号光のすベてが第 2 反 射面に入射する 直刖 の位置ま で の物理的な光路長が 、 屈折 率分布に基づいて蛇行 して 送 さ れる光路の蛇行 JplJ期の (

3 + 0 • 5 ) 倍 ( i 0 2 ， 3 • • • ) に等 しレ、 o

>- の構成に よ り ヽ 信号光は入射側 と 出射側 と で強度分布が

―致する 0

構成 B に レ、て 好ま し く は 、 ,つの光路は 、 光学的な 光路長差が発生する 部分を持たなレ、 (以下ヽ 構成 3 と い う - -

) o の構成に よ り 、 一つ の光路の位相 をゼ にする と がでさ る o

構成 3 に いてヽ 好ま し く はヽ 光伝送路は 、 第 1 方向 の 厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大で 、 中心部か ら 第

1 方向に沿つ て離れる に従つ て屈折率が 加 しなレ、屈折率 分 を含む o

構成 3 に いて 、 好ま し く は さ ら に 上述の シ一 状光 伝送路は 第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光 の光軸を 、 第 2 方向 折 り 曲げる ための第 1 反射面 と 、 第

2 方向に伝送 した信号光の光軸を 、 第 2 方向 と 平行でない 方向へ折 り 曲 げる た めの第 2 反射面 と を含みヽ 中心部にね け る 第 1 反射面 と 第 2 反射面 と の間の物理的な光路長が 、 屈折率分 に づレ、て蛇行 して伝送 さ れる 光路の蛇行周期 の 3 / 2 倍 ( i 0 1 ， 2 , 3 • • • ) に等 し < ヽ 信号 光は 、 第 1 反射面及び第 2 反射面上の 、 光伝送路の第 1 方 向の厚 さ が半分 と な る 中心部で 、 第 1 方向及び 2 方向 に 共に 交する 3 方向に平行な線状に集光 さ れる o

の構成に よ り 中心部 に け る 第 1 反射面 と 第 2 反射 面 と の間が 光学的に共役関係 と な る o こ のた め 第 1 反 射面 と 第 2 反射面 と の間で つの光路は 光学的 な光路 長差が発生する部分を持た ない 0 したがつ て ―つの光路 の位相 をゼ にする こ と がでさ る o

差 図面の簡単な説明

図 1 Aはヽ 本発明の実施の形態 1 に係 る 光 2 分岐を行 う 光丁 ノ ィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の概要を示す斜視図 であ る ο

図 1 B はヽ 本発明 の実施の形台 1 に係 る 光 2 分岐を行 光丁 パィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波 '路の断面図であ る。

図 2 は 本発明 の実施の形態 2 に係 る 光 8 分岐を行 う 光 テパィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の概要を示す斜視図で あ る 0

図 3 は 本発明の実施の形台 3 に係 る 光了 ノくィ ス であ る

2 信号ス 卜 レ ― 卜 シ 卜 ス の概要を示す斜視図で め る 0 図 4 は 本発明 の実施の形態 3 の変形例に係 る 光デパィ ス で あ る 8 信号ス 卜 レ 卜 シ 'ノ ス の概要を示す斜視図 であ る o

図 5 は 本発明 の実施の形態 4 に係る 光 τパィ ス であ る

2 信号ク ス シ 卜 バス の概要を示す斜視図であ る o

図 6 は 本発明 の実施の形台 4 の変形例に係 る 光ァバィ ス で あ る 8 信号ク 口 ス シ 卜 バス の概要を示す斜視図であ 図 7 はヽ 本 明の実施の形 m 5 に係る 光 τパィ ス で め る

2 信号ス タ 力 プラ の概要を示す斜視図であ る o

HI 8 A は 、 本発明 の実施の形 匕 6 に係 る光ァノ ィ ス であ る 片側制御型光スィ V チの概要を示す斜視図であ る o

図 8 B は 、 本発明の実施の形態 6 の変形例 1 に係 る光デ ノ^ィ スで あ る 両側制御型光スィ ッ チの概要を示す斜視図で あ る o

図 9 は 本発明の実施の形態 7 に係る 光集積 バィ ス で あ る 光ス ィ V チァ レィ の概要を示す斜視図であ る o

図 1 0 は 、 本発明の実施の形態 8 に係 る 光 V パィ ス であ る 1 対双方向ス 卜 レ 一 卜 シ一 卜 バ ス の概略構成を示す斜視 図でめ る 0

図 1 1 はヽ 本発明の実施の形態 8 .の変形例に係 る 光デパ ィ ス で め る 4 対双方向ス 卜 レ 一 卜 シ 一 ト ノ ス の概要を示す 斜視図であ る 0

図 1 2 は 、 本発明 の実施の形台匕 9 に係 る 光丁 ノ ィ ス であ る 1 対双方向 ク 口 ス シ一 卜 バス の概略構成を示す斜視図で め る o

図 1 3 は 、 本発明 の実施の形態 1 0 に係 る 光集積 パィ ス である 1 対ス 卜 レ 一 卜双方向光パスァ レィ の構成概要図 であ る ο

図 1 4 は 、 本発明 の実施の形態 1 1 に係 る 光集積 バ ィ ス で める 多層光バス の構成概要図であ る o

図 1 5 Aは 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路の 入出.射方式の 一 例を示す斜視図であ る 0

図 1 5 B は 、 屈折率分布ス ラ ブ 波路の 入出射方式の他 の例を不す斜視図であ る

図 1 6 は 屈折率分布ス ラ プ導波路の入出射方式の さ ら に他.の例 を示す斜視図であ る

図 1 7 Aは 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路の形状の ―例を示 す斜視図であ る。

図 1 7 B は 、 屈折率分 ス ラ ブ導波路の形状の他の例 を 示す斜視図であ る 。

図 1 8 は 光 2 分岐の場 Π の B P M ( B e a m P r o

P a g a t 1 o n M e t h o d ) シ ュ レ シ a ン結果 であ る

図 1 9 は 本発明 に係る 3 個の入出力光 を持つス タ 力 プラ の屈折率分布ス ラ ブ導波路を示す上面図であ る

図 2 0 Aは 、 本発明の実施の形 6 の変形例 2 に係 る 光 テバィ ス であ る 片側制御型光スィ ク チの概 を示す斜視図 でめ る

図 2 0 B は 、 本 5§明の実施の形台 6 の変形例 3 に係 る 光 テバィ ス であ る 両側制御型光スィ ッ チの概 を示す斜視図 であ る □

図 2 1 Aは 、 本発明の実施の形台

1 2 に係 る 光分波を行 光デノ ィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の概 を示す斜視 図であ る

図 2 1 B は 、 本発明の実施の形態 1 2 に係 る 光分波を行 光デパ ィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の断面図で め る 図 2 2 Aは 、 屈折率分 ス ラ プ導波路に 1 • 3 0 μ m の 信号光を伝送 させた場合の B P M シ ュ レ シ 3 ン結果で め る。 図 2 2 B は 屈折率分布ス フ ブ導波路 1 2 0 1 に 1 5

5 β m の信号光 を伝送 させた の B P M シ ュ レ シ 3 ン 果であ る o

図 2 3 は 本発明 の実施の形態 1 3 に係 る光 2 分岐器で あ る 光丁バィ ス の構成概要図であ る o

図 2 4 は 本発明 の実施の形態 1 3 の変形例 1 に係 る 3 個以上の信号光の間隔拡大のため の光ァノ ィ ス の要部を示 す上面図であ る o

図 2 5 は 本発明 の実施の形態 1 3 の変形例 2 に係 る信 号光の間隔拡大のた めの光 ィ ス の要部を示す上面図で あ る o

図 2 6 は 本発明 の実施の形台 1 4 に係 る ビ ム変換部 を有する 光丁 ノ ィ ス の構成の概要を示す斜視図であ る o 図 2 7 は 本発明 の実施の形 1 4 の変形例 1 に係 る 光 テ ィ ス の構成の概要を示す斜視図でであ る 0

図 2 8 Aは 本発明の実施の形 HO 1 4 の変形例 2 に係 る 光 7" ノ ィ ス の構成の概要を示す上面図であ る o

図 2 8 B は 本発明の実施の形態 1 4 の変形例 2 に係 る 光ァノ ィ ス の 出射側 ビ ム変換部の 例 を示す断面 であ

O

図 2 8 C は 本発明 の実施の形 1 4 の変形例 2 に係 る 光了パィ ス の 出射側 ビ ム変換部の他の例を示す断面図で あ る o

図 2 9 は 本発明 の実施の形 1 4 の変形例 3 に係る 光 了 ノく ィ ス の構成の概要を示す斜視図で め る o

図 3 0 は 屈折率分布ス ラ ブ導波路の製 方法の 例を 示す la明図であ る 0

図 3 1 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路の製造方法の他の例 を す説明図であ る o

図 3 2 は ポ シ ラ ンを用 いた屈折率分布の メ 力 二ズム を説明する 明 図で ある 0

図 3 3 は 、 本発明 の実施の形態 1 4 の変形例 1 に係る 光 デパ、ィ ス の製造方法を説明する 説明図であ る 0

図 3 4 は 本発明 の実施の形態 1 4 の変形例 1 に係る 光 デノ ス の製造方法の別例 を説明する 明図であ る σ

図 3 5 は 、 本発明 の '実施の形台 B匕 1 4 の変形例 1 に係 る 光 テノ^ ィ ス の製 ；生方法の別例 を説明す る 明図であ る σ

図 3 6 Aは 、 本発明の実施の形 1 5 に係 る マルチモ

K干渉一分岐器の斜視図であ る o

図 3 6 B はヽ マルチモ一 ド、干渉一分岐 の正面図であ る o

図 3 7 はヽ 本発明 の実施の形 1 5 に係 る マルチモ K 干渉一分岐 の信号光が伝送 さ れる部分の断面図であ る o 図 3 8 A は 、 シ一 卜状光伝送路及び入射部を図 3 6 A 中 の C一 D ― G一 H面 を含む平面で切断 した断面であ る ο 図 3 8 B はヽ シ 卜 状光伝送路.の屈折率分布を表すグラ フ であ る 0

図 3 9 は 、 本発明 の実 の形 1 6 に係る マルチモ一 干渉一分岐 の信号光が伝送 さ れる 部分の断面図であ る o 図 4 0 は 、 本発明 の実施の形態 1 7 に係 る マルチモ一 ド、 干渉一分岐器の信号光が伝送 さ れる 部分の断面図であ る o 図 4 1 Aは 、 本発明の実施の形 1 8 に係 る マルチモ一 ド千渉二分岐器の信号光が伝送 さ れる部分の断面図 であ る o

. 図 4 1 B は、 本発明 の実施の形態 1 9 に係 る マルチモー ド干渉二分岐器の信号光が伝送 さ れる部分の断面図であ る o

図 4 2 Aは、 本発明の実施の形態 2 0 に係る マルチモ ー ド干渉二分岐器の信号光が伝送 さ れる部分の断面図であ る o

図 4 2 B は、 本発明の実施の形態 2 1 に係 る マルチモ ー ド干渉二分岐器の信号光が伝送 さ れる部分の断面図であ る

□

図 4 3 Aは、 本発明の実施の形態 2 2 に係 る マルチモー ド干渉二分岐器の信号光が伝送 さ れる部分の断面図であ る 図 4 3 B は、 本発明 の実施の形態 2 3 に係 る マルチモ ー ド干渉二分岐器の信号光が伝送 さ れる部分の断面図であ る o

図 4 4 は 、 実施の形態 1 5 に係 る マルチモ ー ド干渉二分 岐器の構成を表す斜視図 であ る。

図 4 5 は 、 実施の形態 1 5 に係る シー ト 状光伝送路の部 分断面図でめ る o

図 4 6 A 〜 D はヽ いずれも 光デパ イ ス の入出力構成の例 を示す模式図 であ る o

図 4 7 Aは、 本発明の実施の形態 2 4 に係 る光 2 分岐を 行 う 光デバィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の概要を示す斜 視図であ る o 0 4 7 B は、 本発明 の実施の形態 2 4 の変形例に係 る 光 分岐を行 う 光デパイ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の概要 す斜視図であ る。

発明 を実施す る ため の最良の形態 以下 本 明の実施の形 について 面を参照 して 1¾明 する o な 本発明 は下記の実施の形台

、 に限定さ れ る も の ではない o ま た 本発明は 下記の実施の形態をそれぞれ 組みム

口 わせた あ の も含む な 各実施の形態に係 る屈折 率分布ス ラ ブ導波路に いて Z 軸に平行な方向 を長 さ 方 向 と y 軸に平行な方向 を厚 さ 方向 と X 軸に平行な方向 を幅方向 と それぞれ定義する o 特に Z 軸の正に 向か 5 方 向 を伝送方向 と 定義する o X y Z 軸 ま 3 次元直交座 系 を構成する o ま た 各実施の形態に係る 屈折率分布ス ラ プ 導波路において X 軸に平行な方向 の大さ さ をス ラ ブ幅 (

W ) と y 軸に平行な方向の大さ さ をス ラ ブ厚 ( D ) と z 軸に平行な方向 の大き さ を ス ラ ブ長 L と する o 特に 定 しない限 り 各図に いて 屈折率分布は 図 中 に示 さ れ た濃淡に よ り 模式的に表わ さ れて り 濃淡が濃い 屈折 率が高い 、― と を示す o

(実施の形態 1 )

図 1 Aは 本発明 の実施の形態 1 に係る 光 2 分岐を行 う 光了パィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の概要を示す 斜視図で .あ る o 図 1 B は 本発明 の実施の形 He 1 に係る 光

2 分岐を行 5 光丁バィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の断面図であ る o 図 1 8 は 光 2 分岐の場 Π の B P M ( B e a m P r ο P a g a t 1 o n M e t h o d ) シ 、、 ュ レ一シ ン結果であ る 0

施の形態 1 に係る 光テパィ ス は 光を伝送す る 屈折率 分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 を 中心に構成さ れる ο 屈折率分 ス ラ ブ導波 1 0 1 は 、 図 1 Aに示すよ に 、 X Z 平面に 平行に広が る シ 卜 状のマルチモ一 ド、光伝送路であ る o 屈 折率分布ス ラ プ導波路 1 0 1 は 、 厚 さ 方向 の 中心位置に最 大屈折率 n m t a xを持ち 、 中心位置か ら離れる に従つ て屈折 率が増加 しない厚 さ 方向の屈折率分布を有する o 屈折率分 布ス ラ ブ導波路 1 0 1 はヽ 幅方向 には ―定の屈折率を有 し ヽ 屈折率分 を持たなレ、 □ 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 1 は 、 入射面 1 0 2 と 出射面 1 0 3 と を含む o 入射面 1 0

2 はヽ 幅方向 の 中心位置に入射光 1 0 7 を入射 さ せる 入射 部 (図示せず ) に対向する 0 出射面 1 0 3 は 、 幅方向 の 中 心に対 して対称な位置か ら 出射する 2 個の 出射光 1 0 8 を 受光する 出射部 (図示せず ) に対向する o 入射部は 、 信号 光に対応する 入射光 1 0 7 を入射面 1 0 2 の幅方向の 中心 位置に入射さ せる o 入射光 1 0 7 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導 波路 1 0 1 の 内部 を伝送 さ れる 0 入射光 1 0 7 は 屈折率 分 ス ラ ブ導波路 1 0 1 の内部で.ヽ 後述す る マルチモ K 干渉のセノレ フ 一ィ メ 一ジン グ原理に従つ て 2 分岐 さ れ 出 射面 1 0 3 の幅方向 に離れた位置か ら 2 個の 出射光 1 0 8 と して 出射 し 出射部に至る o

屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 1 の ス ラ ブ長 L はヽ ほぼ n

0 X W 2

0 / ( ： 2 λ ) -であ . 2 '個の 出射光 1 0 8 の 出射 ilL置の 幅方向 の 間 隔 i D ' 1 は、 ほ ぼ W 0 · / 2 で あ る 0 で、 W。 は、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の幅方 向 の 基本モー ド の 幅を 、 n 。 は、 幅方向 に励起 した 0 次モ ー ド光の実効屈折率をそれぞれ表す。 実効屈折率 n 。 は、 厚 さ 方向 の最大屈折率 n _{m a x} と 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の形状 と に よ り 決定 さ れる定数であ る。 ただ し、 ス ラ ブ長 L 力 S 、 n 。 XW。 ² / ( 2 え ） に一致す る位置か ら 以 降は、 セ ル フ 一 イ メ ー ジング原理に よ り 、 n 。 X W 0 ² / λ の長 さ 毎に 同様の 出力が繰 り 返 さ れる。 したが っ て、 ス ラ ブ長 L を、 n 。 XW。 ² Z ( 2 え ） の奇数倍 と す る こ と で、 所望の大 き さ にな る よ う にス ラ ブ長 L を調節する こ と ができ る。

た と えば、 図 1 A に示す屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 において、 幅方向 に励起 した 0 次モー ド光に対する 実効屈 折率 _n 。 を約 1 . 5 と し、 伝送 さ れる 光の波長 ； L を 1 .3 0 と し、 屈折率分 p 布ス ラ ブ導波路 1 0 1 のス ラ ブ幅 W を 4 0 0 μ πι と し、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の ス ラ ブ厚 D を 5 0 z m と した場合を考え る。 屈折率分布ス ラ ブ 導波路 1 0 1 の幅方向 の基本モ ー ド の幅 W。 は、 屈折率 分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の周 囲 の屈折率 _{η ι} に依存す る 。 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 1 0 1 の周 囲 が空気 （ _{η ι} = 1 ) の場合、 W 。 の値が 4 0 0 . 1 6 μ πι と な る の で 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の最短の ス ラ ブ長 L の値は 、 約 9 2 , 4 0 0 μ πι と な る 。 こ の と き 、 出射光 1 0 8 の 出射位置間隔 D 1 の値は、 2 0 0 . 0 8 μ πι と な る。 図 1 8 に、 以上の条件に基いて実施 した Β Ρ Μシ ミ ュ レー シ ョ ン の結果を示す。 図 1 8 において、 入射面 1 0 2 の幅方向 の 中 、位 irf に入射 した 1 個の入射光 1 0 7 が、 ¾ さ 方向 に 沿つ てマ ルチモ 一 ド干渉 しなが ら 5 分岐 、 4 分岐、 3 分岐 と 化 し、 最終的 には出射面 1 0 3 で設 P+通 2 分岐 と な る様子がわかる o

屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の厚 さ 方向 の屈折率分布 はゝ 例えばヽ (数 1 ) に示すよ う に厚 さ 方向の 中心に位置 する厚 さ 方向 の 中心位置の最大屈折率 n m a xと 、 中心位置 か ら 厚 さ 方向 に離れ る 距離 r と 屈折率分布定数 A 1 / 2 と で近似的に表 さ れる。

2ヽ

" - - A -^r (数 1 )

なお、 際の屈折率分布は 、 製造プ口 セ ス の制御の困難 性か ら （数 1 ) と 完全に一致 させる こ と は困難であ る。 実 施の形態 1 に係 る 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 は 、 中心 近傍に最大屈折率部分を形成 し.、 取大屈折率部分か ら の距 離に従っ て (数 1 ) で規定する よ う な放物線に V つ て低下 する構成を有 して い る。 実際には、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 を伝送 さ れる 信号光は、 幅方向 に複数モー ド力 ^s励起 さ れてお り 、 モ ド、 と に 実効 屈 折 率が 異 な っ て い る 。 後 述 す る よ う に 、

M M Iに おいて 、 長 さ 方 向 の 大 き さ は 、 幅方 向 に励起 さ れ る 0 次モ ー ド光の実効屈折率の関数にな る の で 、 最大屈折 率 n _{m a x}を幅方向 に励起 される 0 次モ ー ド光の実効屈折率 n c > に置換 し た方が都合が よ い。 し た が っ て 、 以下の議 H冊 において、 屈折率 と して幅方向に励起 さ れる 0 次モ ― K光 の実効屈折率 n 0 を用 い る と にする 0 なおヽ 実効屈折率 n o は、 最大屈折率 n m i と ゝ 信号光の波長 と シ 卜 状 光 送路の形状に よ り 決定 さ れる 0

屈折率分布定数は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 中 を 伝送する 光がヽ 膜 か ら外へ出 なレ、 よ Ό に 、 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 1 の膜厚 と 入射'光 1 0 7 のプ フ ァ ィ ル と に応 じて最適化 さ れる o 例え ば、 屈折率分布ス ラ ブ導波路

1 0 1 の膜厚に対 して 、 入射光 1 0 7 の広が り 角度が大き い場合は 、 屈折率分布定数を大き < する o 逆に 、 入射光 1

0 7 の広が 角度が小 さ い場合は 、 屈折率分 定数を小 さ く する 0 ま たヽ 入射光 1 0 7 の ビ ム に わせて屈折率 分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の膜厚を調整する と π ス を低 減でき る o な ヽ 屈折率 /V.布は （数 1 ) に示すよ う な連続 的な変化でな < て も よ < ヽ 中心か ら の距離の 関数 と して階 段状に変化 して も 問題ノ、、、い o

次に 、 屈折率分布ス ラ プ導波路 1 0 1 の 入射面 1 0 2 に 幅方向の 中心線に対称に入射する入射光を入射 した時にヽ 出射面 1 0 3 側で幅方向の中心線に対称に 2 分岐する メ 力 ニ ズ ム を 明する o ただ し 、 ( i ) 厚さ 方向 の 中心面内 を 伝送する 光の場 a (図 1 Β において A と 記载 した光路を伝 送する信号光 ) と 、 ( i i ) 厚 さ 方向の 中心面内 を伝送 し ない光 と に分けて 明する o ( i i ) の厚 さ 方向の 中心面 内 伝送 しなレ、光は 中心面に軸ずれ角 /スを有 して入射す る入射光の場合 (図 1 B に レ、て B と 記载 した光路を伝送 する信号光 ) と 、 中心面か ら 11Δ置ずれ (軸ずれ ) した位置 に入射する入射光の場 σ (図 1 B に レ、て C と 記 した光 路を 1H する信号光 ) と の 2 つの信号光が存在す ό。 ( i

) 厚 さ方向の 中心面内を伝送する 光は 、 厚 さ 方向の屈折率 分 の影響を受けない。 一方 、 ( i i ) 厚 さ 方向の 中心面 内を伝送 しない光は 、 厚 さ 方向の屈折率分布の影響を受 け 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 において、 ( i ) 厚 さ 方 向の 中心面内 を伝送する 光の振る舞いは 、 実質的に実効屈 折率 , しか感 じない の で、 文献 （ 1 1 ) に記載 さ れた ス ラ ブ導波路において一定屈折率を、 幅方向 に励起する 0 次モ一 K に対す る 実効屈折率 n 。 と した場 a と 等価で め る o したがっ て、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の厚 さ 方 向の 中心面内を伝送する 入射光に対する 出射光の状態は 、 屈折率が n 。 で一定の ス ラ ブ導波路の 幅方 向 に励起す る マルチモー ドのモー ド分散に よ っ て、 ス ラ ブ長 L に応 じて 変化する 。 ただ し、 出射光の状態が変化する と は 、 入射光 と I lJ じ像の数 と 出射位置 と が変化する こ と を 味する o 実 施の形態 1 に係 る 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の場合 、 ス ラ プ長 L を、 ほぼ n 。 X W。 ² ； 1 ノ 2 に ―致さ せ 、 入 射面 1 0 2 の幅方向の中心位置に 1 個の入射光 1 0 7 を入 射 さ せる こ と に よ り 、 出射面 1 0 3 に入射光 1 0 7 と じ 像が 、 幅方向 の 中 心 に対称に ほぼ W。 / 2 だ け離れた 間 隔に形成 さ れ よ う に構成 してい る 。 屈折率分布ス ラ ブ導波 路 1 0 1 は、 出射面 1 0 3 に形成さ れた 2 個 の像を 、 2 個 の 出射光 1 0 8 と して出力 してレヽ る 。 2 個の出射光 1 0 8 は 、 入射光 1 0 7 と 同 じ像を出力 した も のであ る た め 、 そ れぞれ じプ ロ フ ァ イ ルを持つ。 の よ う なマルチモー ド干渉 ( M M I ： M u 1 t i ― M o d e I n t e r f e r e n C e ) のセ ノレフ一ィ メ一ジ ン ザ.原理を利用する こ と 〖こ よ り 、 幅方向の入射位置に応 じ て、 以下の （ 1 ) 及ぴ （ 2 ) に示す機能を持つデパィ ス を 作成する こ と ができ る。

( 1 ) 非対称入射

一定屈折率 n 。 を有する ス ラ プ導波路に いてヽ 幅方向 の 中心カゝ ら X だけずれた入射光に対 して 、 入射光 と 同 じプ 口 フ アイ ルを有する 出射光が 、 下記の (数 2 ) 〜 (数 8 ) に示すよ う にス ラ プ長 L に応 じて位置 と 数 と を変化 させて 出射面か ら 出射する 。 ただ し P 及び N は、 整数であ る o ま た 、 整数 P は ( P ± 1 / N ) が正 と な る整数であ る

( 1 一 1 )

8n₀W₀ ²

L = p ~ - ― (数 2 )

^ λ ス ラブ長 L が (数 2 ) を満足する こ と に よ り 、 出射面の 幅方向において入射光に対応する 置 、 すなわち幅方向 の 中心から入射光の場合 と 同方向 に X TC けずれた位置に 出 射光 を出射 さ せる こ と ができ る o

( 1 - 2 )

L = (2_{P +} 1)^ - (数 3) ス ラ ブ長 L が (数 3 ) を満足する こ と に よ り 、 出射面の 幅方向において入射光 と 幅方向の 中心に対称な位置 、 すな わ ち幅方向の 中心か ら入射光の士县合 と 逆方向に X だけずれ た位置に、 出射光を 出射 させる 、 と ができ る o (数 4)

ス ラ ブ長 L が (数 4 ) を満足する と に よ り 、 出射面の 幅方向 Ϊ おいて入射光に対応する位置 、 すなわち幅方向の 中心か ら 入射光の場合 と 同方向 に X だけずれた位置 と 、 出 射面の幅方向 に いて入射光 と 幅方向の 中心に対称な ML置

、 すなわ ち幅方向の 中心か ら入射光の場合 と 逆方向 に X だ けずれた位置 と の間の Ν力所に、 Ν個の 出射光を 出射 さ せ る こ と が でさ る ο

な 、 入射光が 2 個で 、 入射位置がそれぞれ中心か ら約 土 W 0 Ζ 6 ずれて い る 場合は 、 ス ラ ブ長 L は下記の ぶ う に

( 1 一 1 ) か ら ( 1 一 3 ) で述ベたス ラ ブ長 L に対 して 1

/ 3 の長 さ にな る ο

c

( 1 - 1 )

L = P^ (数 5)

( 1 一 3 )

1 4"

= ^ ±7 (数 7)

Ν) 3λ

( 2 ) 対称中心入射 ：

—定屈折率 η 。 を有する ス ラ ブ導波路において、 幅方向 の 中心に対 して対称に入射する入射光に対 して、 入射光 と 同 じプロ フ ァ イ ルを有する 出射光が 、 下記の （数 8 ) に示 すよ う にス ラ ブ長 L に応 じて位置 と 数 と を変化 させて 出射 面 ら 出射する 。 ただ し、 p 及ぴ N は、 整数であ る。 ま た 、 整数 p は （ p ± l Z N ) が正 と な る整数であ る。

ス ラ ブ長 L 力 S (数 8 ) を満足する こ と に よ り 、 出射面の 幅方向の 中心対称に N個の 出射光が各 W 。 / N の 間隔で 出射する 。

な ヽ 個の入射光が有る場 P は 、 各入射光につレ、て 個別に出射光を求め 、 対応する 出射光を ね わせればよ ΐ,

Vヽ、 0

施の形態 1 に係 る 屈折率分布ス ラ プ導波路 1 0 1 の厚 さ 方向の 中心面内を伝送する光は (数 8 ) に レ、て 、 屈 折率 η 0 、 N = 2 と し た場合に相 当 する ο し た がつ て 、 入 丄

射光は出射 で 2 分岐 さ れる 。

一方 、 ( 1 1 ) 厚 さ 方向 の 中心面内 を伝送 しない光はヽ 厚 さ方向の屈折率分 の影響を受け る ので 図 1 B に示す よ ラ に 、 中心面に IP つ て厚 さ 方向 に蛇行 しなが ら伝播す る ο すなわちヽ 中 心面か ら離れる方向 進む光は 、 常に相対 的に屈折率が大 ぎ い部分か ら 小 さ い部分へ進むので 、 進む につれて徐 に進行方向 と 厚 さ 方向 のなす角度が大さ < な り 、 中心軸か ら最あ離れた位置で 9 0 ο

な る o ま た 、 中心 面へ近づ ぐ 方向へ進む光は 、 常に相対的に屈折率が小 さ い 部分か ら 大き レ、部分へ進むの で、 進むにつれて徐々 に進行 方向 と厚 さ方向 のなす角度が小 さ < な ヽ 中心 と 交差す る位 で最小 と な る ( i i ) 厚 さ方向の 中心面内 を伝送 しない光は 蛇行 しなが ら も感 じ る 屈折率は常に中心の屈 折率よ り 小 さ いの で 、 ( i ) 厚さ 方向の 中 心軸上を伝送 する 光 よ 速度は早 < な る

- で 屈折率分布が (数 1 ) に示す 2 次関数の屈折率 分布であ る場 ヽ ( i i ) 厚 さ 方向 の 中心面内 を伝送 しな い光の中心面に平行な伝送速 の成分は ( i ) 厚 さ方向 心 - の 中 面内 を伝送する光の伝送速度 と 等 し < な る の と は 、 厚 さ 方向 のモ一 ド'分散がない - と を音、味 してい る 従つ て 、 入射光の ( i 1 ) 厚 さ方向 の 中心面内 を伝送 しな い光の 中心面に平行な成分 (蛇行する光の厚 さ方向 に垂直 な方向成分 ) は 、 ( 1 ) 厚 さ方向の 中心面内を伝送する 光 と |pj様にヽ 出射 で幅方向 の 中心に対 して対称に 2 分岐 さ れる

射光の ( i i ) 厚 さ方向の中心面内を伝送 しない光の 中 心 に垂直な成分 (蛇行する光の厚 さ方向成分 ) は 、 蛇行 する 光の伝播位置に )心 じて変化する ので 出射光の状態は

- 特定でさ なレ、 と こ ろが 、 の蛇行する光の厚 さ方向成分 は 、 厚 さ方向の モ一 分散がないので モ ― ド、分散に起因 する信号波形の乱れの影響を受 け.ない こ のた め あたか 幅方向 について モ一 K分散の影響がノ》、、い P と 等価の 振る舞い をする 従つ て 、 2 個の 出射光は 、 それぞれ入射 光 と じ像を有する >- と にな る 以上の結果か ら 、 ( i i

) 厚 さ 方向 の 中 心面內 を伝送 しなレ、光 (蛇行す る光 ) は 、 ム

( 1 ) の場 Π と 同 じ よ う にス ラ プ導波路形状に応 じて幅方 向の 中心対称に入射光 と じ像 と して 2 分岐 さ れる 上記の la明の よ つ に、 入射光は屈折率分布ス ラ ブ導波路

1 0 1 の厚 さ方向の全て の固有モ一 ド、について等 し < 2 分 岐す.る ので 、 入射面の幅方向 の 中心位置に入射光が入射す れば 、 厚 さ 方向 の 中心から の位置ずれや大 さ な広が り 角度

一 を有 してい る場 π であつ て も 2 分岐 と して機能する 光 τ ノ^ ィ ス を得る こ と がで き る ο な 、 入射光の幅方向の 中心か ら の位置ずれは出射光の分岐比のァ ンノ ラ ン ス の原因 と な る ので 、 等の 出射光 を得たい場 a 、 でさ る だけ位置ずれ が舰ノ、、、レ、方が良い o しか しなが ら 、 こ の位置ずれを禾貝極的に 利用 して分岐比の調整をする と あ 可能で あ る 0

以上の よ う に 、 実施の形態 1 の光 2 分岐 y ノ ィ ス は 、 以 下の式で表 され る値の奇数倍であ る ス ラ ブ長 L を持つ屈折 率分 ス ラ ブ導波路を有 してい る のでヽ 屈折率分 ス ラ ブ 導波路の入射面の幅方向の 中心に入射 した入射光を 、 出射 面の幅方向の中心に対称に 2 個の出射光を生成 して 出力す る と がでさ る o

" なお 、 実施の形台匕 1 の光 2 分岐 ノ ィ ス の入射面 と 出射 面 と を入れ替えて 、 光 2 合成 ノ^イ ス と して使用す る こ と がでさ る o こ の は 、 入射面の幅方向の 中心位置に対称 に 2 個の入射光を入射 させヽ 出射面の幅方向の 中心に 1 個 の 出射光を 出射 させる ο 光 2 n 成 T ィ ス の ス ラ プ長 L は

、 光 2 分岐 パィ ス のス ラ ブ長 L と 等 しレ、 o

(実施の形態 2 )

図 2 は 、 本発明 の実施の形 2 に係 る 光 8 分岐を行 ラ 光 デバイ ス の屈折率分 ス フ ブ導波路の概 を す斜視図で あ る 。 実施の形態 2 に係る 光ァパィ ス は 、 光を伝送す る 屈 折 分布ス ラ ブ導波路 2 0 1 を 中心に構成 さ れる o 屈折率 分布ス ラ ブ導波路 2 0 1 はヽ 図 2 に示す ラ に 、 X z 平面 に平行に広が る シ一 卜 状のマルチモ一 K光伝送路でめ る。 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 0 1 は、 厚 さ 方向の 中心に 取大 屈折率 Π m a xを有 しヽ 中心か ら 離れる に従つ て屈折率が増 加 しない屈折率分布を有する 0 屈折率分 ス ラ ブ導波路 2

0 1 は、 幅方向 には ―定の屈折率を有 し 、 屈折率分布を持 た ない。 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 0 1 は 、 入射面 2 0 2 と 、 出射面 2 0 3 と を含む 0 入射面 2 0 2 は 、 幅方向の 中 心 置に入射光 2 0 7 を入射 させる 入射部 (図示せず） に 対向する。 出射面 2 0 3 は 、 幅方向の 中心に対 して対称な 置か ら 出射する 8 個 の出射光 2 0 8 を受光する 受光部 2

2 0 に対向する 。 ま た 、 実施の形態 2 に係 る 光了 イ ス 2

0 0 は、 ア レ イ O / Ε 麥久換部 2 2 1 と ヽ 出力電 線 ( ノ ス

) 2 2 2 と を備え る 0 ァ レィ O / E 変換部 2 2 1 は 、 8 個 の受光部 2 2 0 を含む o ァ レィ O / E 変換部 2 2 1 は、 出 力.電ス ¾ 2 < ^接 される o

施の形態 2 に いて 、 ス ラ ブ長 L を 、 ほぼ n 0 X 0

² / ( 8 λ ) に一 ^:致 さ せ 、 8 個 の 出射光 2 0 8 の 出射位置 間 隔 D 1 を 、 ほぼ · 0 ノ z 8 一致 さ せ て い る o ただ し、 幅方向 に励起す る 0 次モー ド光の 実効屈折率 を n 。 と す る 。 ス ラ ブ長 L 及び出射位置間隔 D 1 を こ れ ら の値に設定 する こ と に よ り 、 出射面に 8 個の入射光 と 同 じ像が、 幅方 向 の 中 心 に対称 に ほぼ W 。 / 8 だけ離れた間 隔に形成 さ れ る o 実施の形態 2 に係る 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 0 1 は -

、 の出射面 2 0 3 に形成 さ れた 8 個の像をゝ 8 個の 出 射光, 2 0 8 と して 出力 してい る o 8 個の 出射光 2 0 8 は、 入射光 2 0 7 と じ像を出力 した のであ る ため 、 それぞ ヽ れ同 じプ π フ ァ ィ ルを持つ o なね 、 セルフ ― 、

ィ メ ンング 原理に よればヽ 以下に示す数式の値の長 さ 毎に 依の現象 が現れる の でヽ 整数 Ρ を 化 させる - と に り ス ラ ブ長 L を用途に応 じて調節する · - と がでさ る 0 なお 、 詳細な 8 分 岐のメ 力 二ズム わ よ ぴ 、 高速伝送であつ て 厚 さ 方向 と 幅 方向で信号光波形の乱れがハ、、いメ 力 ズム は 、 施の形態

1 と 同 であ る σ nW₀ ²

を正にする整数)

λ οはかつこ內 以上の構成に り 、 入射光 2 0 7 は 、 信号光 と して入射 面 2 0 2 の幅方向の 中心に入射 し 、 屈折率分布ス ラ ブ導波 路 2 0 1 の 内部を伝送 さ れ る o 信号光は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 0 1 の内部でヽ M M I のセルフ ―ィ メ ジング 原理に従つ て 8 分岐 されヽ 出射面 2 0 3 の幅方向 に離れた 位置か ら 8 個の 出射光 2 0 8 と して 出射 し 8 個 の受光部 2

2 0 に る ο 各受光部 2 2 0 で受光 した信号光は ァ レィ

/ 口

〇 E 変換部 2 2 1 で電気信 に変化 され 、 出力電気線 （ ノ ス ) 2 2 2 か ら外部へ出力 さ れる ο

ま た 、 実施の形態 2 に係 る光 Τ ィ ス は 出射面か ら 出 射 した出射光 2 0 8 を受光する 受光部 2 2 0 がァ レィ Ο /

E 変換部 2 2 1 に形成 され 、 ァ レィ Ο / Ε 変換部 2 2 1 が 出力電 '镍 2 2 2 に接 fen さ れてい る 0 の 成に よ り 、 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 2 0 1 か ら 出力 さ れる 出射光が省ス ぺ一 ス で鼋 信号に変換さ れる ため 、 出射光を光フ ァ ィ ク 等に接続 +1する 力 プラ が不要 と な る したがつ て 、 実施の形 態 2 に係る 光 ノく ィ ス は 、 調整容易で コ ンパ ク 卜 に 成す る と ができ る

以上の よ ラ に 、 実施の形 2 の光 8 分岐 ィ ス は 以 下の式で表 さ れる値の ス ラ ブ長 L を持つ屈折率分 ス ラ ブ 導波路を有 し てい る の で 、 屈折率分布ス ラ プ導波路の入射 面の幅方向の 中心に入射 した入射光を 出射面の幅方向の 中心に対称に 8 個の 出射光を生成 して 出力する と がでさ る

nW₀ ²

かつこ二内を正にする整数)

V

λ οは な fit}

、 実施の ■

形 2 の光 8 分岐了 バ ィ ス の 入射面 と 出射 面 と を入れ替 てヽ 光 8 ム成ァ ィ ス と して使用する 、 _ と ができ る。 の場 は 、 入射面の幅方向 の 中心位置に対称 に 8 個 の入射光を入射 させ 出射面の幅方向の 中心に 1 個 の 出射光を出射 さ せる 光 8 a 成 τ ィ ス の ス ラ ブ長 L は

、 光 2 分岐了 ノ ィ ス の ス ラ ブ長 L と 等 しい

も匕 実施の形態 1 は光 2 分岐テノ ィ ス の例 実施の形 2 は 光 8 分岐の例 を示 したが 、 一 に光 N分岐 T / ィ ス ( N =

1 2 , 3 * • ) について 同様に BX計する と が可能 で あ る の ヽ 以下の式の値を満足する ス ラ ブ長 L を 持つ屈折率分布ス ラ ブ導波路の入射面の幅方向.の 中心位置 に 1 個の入射光を入射 させる と に よ 出射面の幅方向 の 中心対称に Ν個の 出射光をィ る と ができ る nW_n

土丄 はかつこ内を正にする整数)

、 N λ

N合成丁バィ ス の場合 、 同 1¾ の ス ラ プ を持つ屈折率 分布ス ラ プ導波路の入射面の幅方向の 中心対称に Ν個の入 射光を入射 さ せる と に よ り 、 出射面の中心に 1 個の出射 光を得る と が で る。

(実施の形態 3 )

. 図 3 はヽ 本発明 の実施の形態 3 に係 る光デノ ィ ス であ る

2 信号ス 卜 レ ¹ ~~ ' ト シ一 ト パ ス の概要を示す斜視図であ る 。 実施の形台匕 3 に係 る 光デパ ィ ス は、 光を 12Λ达する 屈折率分 ft ス ラ ブ導波路 3 0 1 を 中心に構成 される ο 屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 は、 図 3 し示すよ う に 、 X Ζ 平面に平行 に広が る シ ― ト 状の マ ノレチモー ド光 送路で め る ο 屈折率 分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 は 厚 さ 方向の 中心に最大屈折率 n m a Xを有 し 、 屈折率が増加 し な い分布を有す •0 。 屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 は、 幅方 向 には一定の屈折率を有 し 、 屈折率分 を持たない。 実施 の形態 3 に係 る光デノ ィ ス は、 ァ レィ Ε / Ο変換部 3 3 2 と 、 入力電 線 （バス ) 3 3 3 と 、 ァ レィ Ο Ε 変換部 3

3 6 と 出力 与 敏 ゝ

¾ 5¾ 7¾¾ ( パ ス ) 3 3 7 と を備 る 0

ァ レ ィ E / ο変換部 3 3 2 は 、 第 1 の発光部 3 3 0 と 、 第 2 の発光部 3 3 1 を含む 。 第 1 の発光部 3 3 0 は、 屈折 率分 ス ラ ブ導波路 3 0 1 の入射面 3 0 2 にねいて幅方向 の任 の位置に第 1 光 3 3 8 (波長 • λ ) を入射 さ せる 。 第 2 の発光部 3 3 1 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 の 入射面に いて幅方向の任意の位置に 、 第 1 光 と 同一波長 の第 2 光 3 3 9 を入射 させる。 ま た、 ァ レィ E / O変換部

3 3 2 は、 入力電気線 （バ ス ） 3 3 3 と 接続さ れる o ァ レ ィ E / O変換部 3 3 2 は、 入力電気線 3 3 3 か ら入力 さ れ る外部電気信号を、 第 1 の発光部 3 3 0 と 第 2 の発光部 3

3 1 と カゝ ら放射 される信号光に変換する 。

ァ レ イ Oノ E 変換部 3 3 6 は、 第 1 の受光部 3 3 4 と 、 第 2 の受光部 3 3 5 と を含む。 第 1 の受光部 3 3 4 は 、 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 の出射面 3 0 3 に いて第 1 の発光部 3 3 0 と 幅方向の位置が 同一であ る位置に配置 さ れる 。 第 2 の受光部 3 3 5 は、 屈折率分布ス ラ プ導波路 3

0 1 の出射面において第 2 の発光部 3 3 1 と 幅方向 の 1ΑΔ置 が同一であ る位置に配置 さ れる。 ま た、 ァ レィ O / E変換 部 3 3 6 は 、 出力電気線 （ ノ ス） 3 . 3 7 と 接続 さ れる 。 ァ レィ O Z E 変換部 3 3 6 は、 第 1 の受光部 3 3 4 と 第 2 の 受光部 3 3 5 と で受光する 信号光を電気信号に変換 し 、 出 力電気線 3 3 7 へ出力する 。

屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 は、 ス ラ プ長 L を 、 ほぼ

8 X n 0 X w 。 ² Z ;i fc —致 さ せて い る 。 た だ し 、 幅方 向 に励起す る 0 次モ ー ド光の実効屈折率を n 0 と す る 。 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 のス ラ ブ長 L は 、 実施の形態

1 で説明 した （ 1 ) 非対称入射の （数 2 ) にねいて 、 入射 光を複数に して重ね合わせた場合に相当する o ス ラ プ長 L を こ の よ う に設定する こ と に よ り 、 第 1 の発光部 3 3 0 か ら入射 した第 1 光 3 3 8 は、 第 1 の受光部 3 3 4 付近に入 射 した際 と 同 じプロ フ ァ イ ルを持つ像を形成する o 様に

2 の発光部 3 3 1 か ら入射 した第 2 光 3 3 9 は 第 2 の受光部 3 3 5 付近に入射 した際 と 同 じプロ フ ァ ィ ルを持 つ像を形成す る 0 なお 、 セ ノレ フ一ィ メ 一ジング原理に よれ ば 8 X n 。 X W 2

0 / λ の長 さ 毎に 同：様の現象が現れ る の で、 ス ラ ブ長 2

L を 8 X η 0 X W 0 / λ の整数倍にす る こ と に よ り 、 用途に J心 じて屈折率分 ス ラ プ導波路 3 0 1 の 長 さ を調節す る こ と ができ る 。 な 細な分岐の メ 力 二 ズムお よぴ ΐ¾速伝送であ つ て も厚 さ 方向 と 幅方向で信号 光波形の乱れが 、レ、メ 力 ズム は 、 実施の形態 1 と 様で 以上の構成 に よ 、 入力電気線 3 3 3 か ら外部電気信号 がア レイ E / Ο変換部 3 3 2 に入力 される と 、 ァ レィ E /

O変換部 3 3 2 は 、 外部 -気 15 を第 1 の発光部 3 3 0 か ら放射 さ れる 第 1 光 3 3 8 と 第 2 の.発光部 3 3 1 と か ら放 射 さ れる第 2 光 3 3 9 と に変換する ο 第 1 の発光部 3 3 0 か ら放射さ れた第 1 光 3 3 8 は、 入射面 3 0 2 か ら 屈折率 分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 に入射 して伝送 さ れる。 第 1 光 3

3 8 は、 セ ル フ ―ィ メ一ジング原理に従つ て 、 第 1 の受光 部 3 3 4 付近に入射 した際 と 同 じプ フ ア イ ノレを持つ像を 形成する 0 こ れに よ り 第 1 光 3 3 8 は 、 出射面 3 0 3 か ら第 1 の受光部 3 3 4 出力 さ れる ο 一方、 第 2 の発光部

3 3 1 か ら放射 さ れた第 2 光 3 3 9 は 、 入射面 3 0 2 か ら 屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 に入射 して伝送 さ れる 。 第

2 光 3 3 9 は、 セルフ一ィ メ 一ジング原理に従つ て 、 第 2 の受光部 3 3 5 付近に入射 し /こ ( と じプロ フ ァ ィ ルを持 つ像を形 す る ο これに よ 、 第 2 光 3 3 9 は、 出射面 3

0 3 力、 ら第 1 の受光部 3 3 5 へ出力 される。 1 の受光部 3 3 4 は 受光 した 1 光 3 3 8 に J心 じた ¾ 信号を出力 する □ 第 2 の受光部 3 3 5 は 、 受光 した第 2 光 3 3 9 に応 じ ¾ 信号を出力する ο 出力 さ れた電 信号は 、 出力電 気線 3 3 7 か ら外部 出力 さ れる ο こ の よ つ にヽ M M I を 利用する こ と でヽ 2 個の信号光を ス 卜 レ h に伝送する の に個別の光導波路を用 する 必要が /、ν· < 1 個の屈折率分 ス ラ プ導波路 3 0 1 で独 して伝送する と ができ る o 図 4 は 、 本発明の実施の形態 3 の変形例に係 る光丁 ノ ィ ス であ る 8 信号ス 卜 レ 卜 シ一 h バ ス の概要を示す斜視図 であ る 0 変形例の光了 ィ ス は 、 述 した 2 信号ス 卜 レ 卜 シ一 卜 ノ ス と概略構成を |ロ3 じ < する ο 変形例の光 ノ ィ ス は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 4 0 1 と ヽ ァ レィ E / o変 換部 4 3 2 と 、 入力電気線 ( ス ) 3 3 3 と ヽ ァ レィ o /

E 変換部 4 3 6 と 、 出力 線 ( ス ) 3 3 7 と を備え る o ァ レィ E / O変換部 4 3 2 は 、 2 信号ス 卜 レ一 卜 シ 卜 ノ ス の ァ レ ィ E / o変換部 3 3 2 と 概略同一の構成を有す る が 、 第 1 の発光部 3 3 0 及び第 2 の発光部 3 3 1 の代わ り に 8 個の発光部か ら なる発光部群 4 4 6 が形成 さ れてい る 点で相 する ο ま た 、 ァ レィ O / Ε 換部 4 3 6 は 、 2 信号ス 卜 レ一 卜 シ 卜 パス のァ レ.ィ Ο / E 変換部 3 3 6 と 概略 一の構成を有する が 、 第 1 の受光部 3 3 4 及び第 2 の受光部 3 3 5 の代わ り に 8 個の受光部か ら な る 受光部群

4 4 7 が形成 されてレ、る 点で相 する ο 発光部群 4 4 6 に 含まれる発光部は 、 すベて受光部 干 4 4 7 に含'まれる 受光 部 と 幅方向の位置が対応 してい る ο

発光部群 4 4 6 は 、 入力電気線 3 3 3 か ら入力 さ れた外 部電気信号に づいて、 すベて 波 の 8 個 の信号光で あ る 第 1 光 4 3 8 〜第 8 光 4 4 5 を 入射 4 0 2 か ら そ れそ:れ独立に屈折率分 ス ラ ブ 波路 4 0 1 入射 さ せる o 屈折率分布ス ラ ブ導波路 4 0 1 は 、 第 1 光 4 3 8 〜第 8 光 4 4 5 を伝送する 0 第 1 光 4 3 8 第 8 光 4 4 5 はヽ 屈 折率分 -ftl ス ラ ブ導波路 3 0 1 の場合 と に 、 出射面 4 0

3 か ら 出射 さ れ 光部群 4 4 7 の 内の幅方向の位置が 同一 であ る 受光部 受光 される o 8 個の入射光が独 して 出射 端の幅方向の平行位置に現れる原理は 、 実施の形態 1 で説 明 した ( 1 ) 非対称入射の (数 2 ) に いて 、 入射光を複 数に して重ね 1=1 わせた場 a に相当する o の よ う に 、 M M

I を利用する と で 、 8 個の信号光をス h レ一 h に伝送す

T .

る の に個別の光導波路を用 思する 必 ：要が姐 < 、 1 個の屈折 率分布ス ラ ブ導波路 4 0 1 で独 して伝送する こ と がでぎ る 0 - 実施の形態 3 は 2 信号ス 卜 レ一 卜 シ ノ ス及び 8 信号 ス 卜 レ一 ト シ一 卜 ス の例 を示 したが 、 ― xに N信号ス 卜 レ一 卜 シ一 卜 ノ ス ( Ν = 1 2 ， 3 • • • ) について も 同 様に 計する こ と が可台匕

目匕であ る □ の場八 、 ほぼ以下の式 の整数倍の値であ る ス ラ ブ長 L を持つ屈折率分布ス ラ ブ導 波路の入射面の任 の位置に N個の入射光を入射 させる と に よ 、 出射面の幅方向 の位置が |P1一の ilL か ら N個の 出射光を得る と がで る o

(実施の形態 4 ) 図 5 は、 本発明 の実施の形態 4 に係 る光了パィ ス でめ

2 信号ク ロ ス シ 卜 ノ ス の概要を示す斜視図で あ る o 実施 の形.態 4 に係 る 光丁 ノ イ ス は、 光を is す る 屈折率分布ス ラ プ導波路 5 0 1 を 中心に構成さ れる 0 屈折率分 ス ラ ブ 導波路 5 0 1 は 図 5 に示すよ う に X Z 平面に平行に広 が る シー ト 状のマ ルチモ ー ド光伝送路であ る 0 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 5 0 1 は 厚 さ 方向 の 中 心に ：最大屈折率 n m a X 中 心 t p ら 離れ る ！ 従つ て屈折率が増加 し な レ、 分布を有す る o 屈折率分布ス ラ プ導波路 5 0 1 は 幅方向 に は 定の屈折率を有 し 屈折率分布を持たなレ、 o 実施の 形態 5 に係 る光 バ ィ ス は ァ レ ィ E / O変換部 5 3 2 と

、 入力電 線 (パス ) 3 3 3 と ァ レィ O / E 変換部 5 3

6 と 、 出力電 ¼線 (パス ) 3 3 7 と -を備え る 0

了 レィ E ノ O変換部 5 3 2 は 第 1 の発光部 5 3 0 と 、 第 2 の発光部 5 3 1 を含む o 第 1 の発光部 5 3 0 は 屈折 率分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 の入射面に いて幅方向の任思 の位置に第 1 光 5 3 8 (波長 - λ ) を入射 させる o 第 2 の 発光部 5 3 1 は 屈折率分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 の入射面 において幅方向の任思 の位置に第 1 光 と |pj 波長の第 2 光

5 3 9 を入射 さ せる 0 また ァ レィ E / O変換部 5 3 2 は

、 入力 i気線 ( ノ ス ) 3 3 3 と 接続 される o ァ レ ィ E / o 変換部 5 3 2 は 入力電 線 3 3 3 か ら入力 される外部電

Is を 第 1 の発光部 5 3 0 と 第 2 の発光部 5 3 1 と か ら放射 さ れる信号光に変換する 0

ァ レィ O / E 変換部 5 3 6 は 第 1 の受光部 5 3 4 と 、 第 2 の受光部 5 3 5 と を含む 0 1 の受光部 5 3 4 は 、 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 の出射面において第 2 の発光 部 5 3 1 と 幅方向 の 中心に対 して対称な位置に配置 さ れる

。 第 2 の受光部 5 3 5 は、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 の 出射面に いて第 1 の発光部 5 3 0 と 幅方向の 中心に対 して対称な位置に配置 される。 ま た、 ア レ イ Ο / Ε変換部

5 3 6 は 、 出力電気線 （バス ） 3 3 7 と 接続 さ れる ο ァ レ ィ O / E変換部 5 3 6 は、 第 1 の受光部 5 3 4 と 第 2 の受 光部 5 3 5 と で受光する信号光を電気信号に変換 し 、 出力 線 3 3 7 へ出力する。

屈折率分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 は、 ス ラ ブ長 L を 、 ほぼ

4 X n 0 X W 2

0 / / λ に一致 さ せてい る 。 た だ し 、 幅方向 に励起する 0 次モー ド光の実効屈折率を η 。 と する ο 屈折 率分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 の ス ラ ブ長 L は、 実施の形態 1 で説明 した ( 1 ) 非対称入射の (数 3 ) において 入射光 を複数に して重ね合わせた場合に相当する 。 ス ラ ブ長 L を こ の よ う に Pス定する こ と に よ り 、 第 1 の発光部 5 3 0 か ら 放射 さ れ 、 入射面 5 0 2 か ら入射 した第 1 光 5 3 8 は 、 第

1 の受光部 5 3 4 付近に入射 した際 と 同 じプ π フ ァ ィ ルを 持つ像を形成する 。 同様に 、 第 2 の発光部 5 3 1 か ら放射 さ れ 、 入射面 5 0 2 か ら入射 した第 2 光 5 3 9 は 、 第 2 の 受光部 5 3 5 付近に入射 した際 と 同 じプロ フ ァ ィ ルを持つ 像を形成す る 。 なお、 セルフ 一イ メ ージン グ原理に よれば

8 X n 0 X W 0 ノ / の長 ；さ 毎（ ：こ 同様の現象が現れ る の で

、 ス ラ ブ長 L を 4 X η ₀ X W 0 ²ノ λ の奇数倍にす る こ と に よ り 、 用途に応 じて屈折率分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 の長 さ を調節する こ と ができ る 。 なお、 詳細な分岐の メ 力 二ズ ムお よ ぴ、 伝送であつ て も厚 さ方向 と 幅方向で信号光 波形の乱れがハヽヽ レ、 メ 力 二ズム は 、 実施の形態 1 と 同様で あ o ·

以上の構成に よ り 、 入力 気線 3 3 3 か ら外部電気信号 がァ レィ E / O変換 —部 5 3 2 に入力 さ れる と ヽ ァ レィ E / o変換部 5 3 2 はヽ 外部 m>気信号を第 1 の発光部 5 3 0 か ら放射 さ れる第 1 光 5 3 8 と 第 2 の発光部 5 3 1 と か ら放 射 さ れる 第 2 光 5 3 9 と に変換する o 第 1 の発光部 5 3 0 か ら放射 さ れた第 1 光 5 3 8 は 、 入射面 5 0 2 か ら屈折率 分布ス ラ ブ導波路 5 0 1 に入射 して伝送さ れる α 第 1 光 5

3 8 は 、 セル フ ―ィ メ 一ジング原 に従つ て 、 第 1 の受光 部 5 3 4 付近に入射 した際 と 同 じプ Π フ ァ ィ ルを持つ像を 形成する 0 れに ぶ り ヽ 第 1 光 5 3 •8 は 、 出射面 5 0 3 か ら 出射 され第 1 の受光部 5 3 4 で受光 さ れる ο 一方 、 放射 された第 2 光 5 3 9 は 、 入射面 5 0 2 か ら 屈折率分 ■f] ス ラ プ導波路 5 0 1 に入射 して伝送 さ れる o 第 2 光 5 3 9 は、 セルフ 一ィ メ ジ ング原理に従つ て 、 第 2 の受光部 5 3 5 付近に入射 した際 と 同 じプ π フ ァ ィ ルを持つ像を形成する

0 こ れに よ り 、 第 2 光 5 3 9 は 、 出射面 5 0 3 か ら 出射 さ れ第 2 の受光部 5 3 5 で出力 さ れ 'る o 第 1 の受光部 5 3 4 は 、 受光 した第 1 光 5 3 8 に応 じた 信号を 出力する o 第 2 の受光部 5 3 5 は 、 受光 した第 2 光 5 3 9 に応 じた電 気信号を 出力す る ο 出力 さ れた 気信号はヽ 出力電気線 3

3 7 か ら外部 出力 さ れる ο の よ に M M I を利用す る と で 、 2 個の信奢光を ク Π ス させて伝送する のに個別 の光導波路を用 する 必 がハ < 、 1 個の屈折率分布ス ラ プ導波路 5 0 1 で独 し て伝送する と がで き る o

図 6 は 本発明 の実施の形 4 の変形例に係 る光 ノ^ィ ス であ る 8 信号ク ス シ 卜 パス の概要を示す斜視図であ る o 変形例の光 τ ノ ィ ス は m述 した 2 信 ク ス シ 卜 ス と 概略構成を 同 じ < する o 変形例の光 パィ ス は 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 6 0 1 と ァ レィ E / o変換部 6 3

2 と 入力電気線 (バス ) 3 3 3 と ァ レィ o / E 変換部

6 3 6 と 出力電 線 ( ノ ス ) 3 3 7 と を備え る 0 ァ レィ

E / O変換部 6 3 2 は 2 信号ク π ス シ 卜 パス のァ レィ

E / O変換部 5 3 2 と 概略同 の構 を有する が 第 1 の 発光部 5 3 0 及ぴ第 2 の発光部 5 3 1 の代わ り に 8 個の発 光部か ら な る発光部群 6 4 6 が形成 さ れてレ、 る 点で相 す る 0 ま た ァ レ ィ O / E変換部 6 3 - 6 は 2 信号ス 卜 レ 卜 ノ ス の ァ レ ィ O / E 換部 5 3 6 と 概略同 ―の構成を有 する が 第 1 の受光部 5 3 4 及び第 2 の受光部 5 3 5 の代 わ り に 8 個の受光部か ら な る 受光部群 6 4 7 が形成 されて い る 点で相 する o 発光部群 6 4 0 に含ま れる発光部は すぺて受光部群 6 4 7 に含まれる受光部 と 幅方向 の 中心に 対 して対称な位置に配置さ れてい る o

発光部群 6 4 6 は 入力電 線. 3 3 3 か ら入力 さ れた外 部 Sir気信号に基づレ、 て すベて 同 波長の 8 個の信号光で あ る第 1 光 6 3 8 第 8 光 6 4 5 をそれぞれ独 に 入射 面 5 0 2 か ら 屈折率分 ス ラ ブ 波路 6 0 1 へ入射 させる 屈折率分 ス ラ ブ導波路 6 0 1 は 第 1 光 6 3 8 第 8 光 6 4 5 を伝送する o 第 1 光 6 3 8 第 8 光 6 4 5 は 屈 折率分 ス ラ プ導波路 5 0 1 の場 と 様に 出射面 6 0 3 か ら 出射 され受光部群 6 4 7 の内 の 方向の 中心に対称 な受光部か ら 出力 さ れる 8 個の入射光が独立 して 出射端 の幅.方向 の平行位置に現れる原理は 実施の形態 1 で 明 した ( 1 ) 非対称入射の (数 3 ) に いて 、 入射光を複数

· - に して重ね合わせた場 α に相当する の よ う に 、 M Μ I を利用す る こ と で 、 8 個の信号光を ク Π ス して伝送する の に個別の光導波路を用 する 必要がノ、、、 < 1 個の屈折率分 ス ラ プ導波路 6 0 1 で独立 して伝送する と ができ る 実施の形態 3 は 2 信号ク ス シ ノ ス及び 8 信号ク η ス シ一 卜 ,、ス の例を示 したが 、 一般に N信号ク π ス シ 卜 ノ ス ( Ν = 1 , 2 3 • • • ) について も 様に 計する - —

と が可目匕であ る の場 P ほぼ以下の式の奇数倍の値 であ る ス ラ ブ長 L を持つ屈折率分 ス ラ ブ導波路の 入射面 の任思の位置に N個の入射光を入射 させ - る と に よ り ヽ 出 射面の幅方向の 中心に対称な位置 と 一 の位 か ら N個の 出射光を得 る こ と がでさ る λ

(実施の形態 5 )

図 7 は 、 本発明 の実施の形態 5 'に係 る光デバィ ス であ る

2 信号ス タ 一力 プラ の概要を示す斜視図で あ る 実施の形 態 5 に係 る 光デノくィ ス は 光を伝送する 屈折率分 -rfj ス ラ ブ 導波路 7 0 1 を 中心に構成 さ れる。 屈折率分 ¾ ラ ブ導波 路 7 0 1 は 、 図 7 に示すよ ラ に 、 X ζ 平面に平行に広が る シ 卜状のマ /レチモ 一 ド、光伝送路であ る。 ノ ffi折率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 は 、 厚 さ 方向 の 中心に最大屈折率 η π l a xを 有 し、 中心か ら 離れる に従つ て屈折率が増加 しない分布を 有する。 屈折率分 ス ラ ブ導波路 7 0 1 はヽ 幅方向 には一 定の屈折率を有 し 屈折率分 を持た ない ο 実施の形態 5 に係 る光 パィ ス は 、 ァ レィ E / O変換部 7 3 2 と 、 入力

!¾■ =· 白 (

¾！ 繊 バ ス ) 3 3 3 と 、 ァ レ ィ O / E変換部 7 3 6 と 、 出力電気線 ( ノ ス ) 3 3 7 と を備 え る o

ア レ イ E / o 久換部 7 3 2 は 、 第 1 の発光部 7 3 0 と 、 第 2 の発光部 7 3 1 を含む o 第 1 の発光部 7 3 0 は 、 屈折 率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 の入射面に いて幅方向の 中心 か ら所定の距離だけ離れた位置に第 1 光 7 3 8 (波長 ： λ

) を入射 さ せる 0 第 2 の発光部 7 3 1 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 の入射面に いて第 1 の発光部 7 3 0 と 幅 方向 の 中心に対 して対称な位置に第 . 1 光 と |pj一波長の第 2 光 7 3 9 を入射 さ せる o ま た 、 ァ レィ E / O変換部 7 3 2 は、 入力電ス 線 ( ス ) 3 3 3 と 接 さ れる 。 ァ レィ Ε ノ

O変換部 7 3 2 は as- ヽ 入力 気線 3 3 3 か ら入力 さ れる外部

¾ m 1B をヽ 第 1 の発光部 7 3 0 と 第 2 の発光部 7 3 1 と か ら放射 さ れる 信号光に変換する 0

ア レ イ O / E 変換部 7 3 6 は ヽ 第 1 の受光部 7 3 4 と 、 第 2 の受光部 7 3 5 と を含む o 第' 1 の受光部 7 3 4 は、 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 の出射面に いて第 1 の発光 部 7 3 0 と 幅方向 の位置が同 ―であ る位置に配置さ れる 。 第 2 の受光部 7 3 5 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 の 出射面に いて第 2 の発光部 7 3 1 と 幅方向の位置 同一 であ る位置に配置 さ れる o ま た 、 ァ レィ Ο / E 変換部 7 3

6 は、 出力電気線 (パ ス ) 3 3 7 と 接 さ れる 。 ァ レ イ Ο / E 変換部 7 3 6 は、 第 1 の受光部 7 3 4 と 第 2 の受光部

7 3 5 と で受光する信号光を電気信号に変換し 、 出力電 線 3. 3 7 へ出力する 。

屈折率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 は、 ス ラ ブ長 L をゝ ほぼ

2 X n 0 X W。 ² Z え こ一致 さ せて い る o ただ し 幅方向 に励起す る 0 次モ ー ド光の実効屈折率を n 0 と する o 屈折 率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 の ス ラ ブ長 L は 実施の形態 1 で説明 した ( 1 ) 非対称入射の （数 4 ) に レ、て 、 P = 0 及び Ν = 2 と して、 入射光を複数に して重ね a わせた場 Π に相当する 。 ス ラ ブ長 L を こ の よ う に設定する こ と に よ り

、 第 1 の発光部 7 3 0 か ら放射 され、 入射面 7 0 2 か ら入 射 した第 1 光 7 3 8 は 、 第 1 の受光部 7 3 4 及ぴ第 2 の受 光部 7 3 5 付近に、 入射 した際 と 同 じプ フ ァ ィ ルを持つ

2 個の像を形成する。 同様に、 第 2 の発光部 7 3 1 か ら放 射 さ れ入射面 7 0 2 か ら入射 した第 2 光 7 3 9 はヽ 第 1 の 受光部 7 3 4 及ぴ第 2 の受光部 7 3 5 付近に入射 した際 と 同 じプロ フ ア イ ルを持つ 2 個の像を形成する 0 な 、 セル フ 一ィ メ ー ジング原理に よれば以下に示す数式の値の長 さ 毎に同様の現象が現れる ので、 ス ラ ブ長 L を (数 1 0 ) の p の値を変化 さ せる こ と に よ り 、 用途に応 じて屈折率分布 ス ラ プ導波路 7 0 1 の長 さ を調節する - と がでさ る o oはかつこ内を正にする整数)

なお、 詳細な分岐の メ カ ニズムお よびヽ 高速伝送であつ て も厚さ 方向 と 幅方向で信号光波形の乱れがノ"、 レ、メ 力 ズ ムは、 実施の形態 1 と 同様であ る。 以上の構 に よ り 、 入力 5¾線 3 3 3 か ら外部電 ^信 -w がァ レィ E / O変換部 7 3 2 に入力 さ れる と ヽ ァ レィ E / o変換部 7 3 2 は 、 外部 m気信号を第 1 の発光部 7 3 0 か ら放射さ れる第 1 光 7 3 8 と 第 2 の発光部 7 3 1 と か ら放 射 さ れる 第 2 光 7 3 9 と に変換する o 第 1 の発光部 7 3 0 か ら放射 さ れた第 1 光 7 3 8 は 、 入射面 7 0 2 か ら 屈折率 分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 に入射 して伝送 さ れる 第 1 光 7 、、

3 8 は、 セルフ 一ィ メ 一シング原理に従つ て 、 第 1 の受光 部 7 3 4 及ぴ第 2 の受光部 7 3 5 付近に入射 した際 と 同 じ プ口 フ ァ ィ ルを持つ 2 個の像を形成する 0 れに よ り 、 第

1 光 7 3 8 は 、 出射面 7 0 3 か ら 出射 し第 1 の受光部 7 3

4 及び第 2 の受光部 7 3 5 出力 さ れる 0 ―方ヽ 第 2 の発 光部 7 3 1 か ら放射 された第 2 光 7 3 9 は 、 入射面 7 0 2 か ら 屈折率分布ス ラ ブ導波路 7 0 1 に入射 して伝送される

。 第 2 光 7 3 9 は 、 セルフ ―ィ メ 一ジング原理に従つ て、 第 1 の受光部 7 3 4 及ぴ第 2 の受光部 7 3 5 付近に入射 し た際 と 同 じプ π フ ァ ィ ルを持つ 2 個の像を形成する 。 こ れ に よ り 、 第 2 光 7 3 9 は 、 出射面 7 0 3 か ら 出射 し第 2 の 受光部 7 3 5 へ出力 される 0 第 1 の受光部 7 3 4 は 、 受光 した第 1 光 7 3 8 に J心 じた暂気信.号を出力する o 第 2 の受 光部 7 3 5 は 受光 した第 2 光 7 3 9 に応 じた ¾気信号を 出力する ο 出力 さ れた 気信号はヽ 出力電気線 3 3 7 力 ら 外部へ出力 さ れる o の よ フ に 、 M M I を利用する こ と で

、 1 個の屈折率分布ス ラ プ導波路 7 0 1 に よ り 2 信号ス タ 一力 プラ を実現する 、 _ と がでさ る o

以上の 2 信号ス タ 力 プラ は 、 2 個の信号光を幅方向 の 対称位 に入射 し、 2 個の信号光を幅方向の対称位置に出 射する光ァパィ スであ つ たが 、 2 個以上の信号光を入出力 する し と ち可能であ る。 Ν ( N は偶数） 個の信号光を幅方 向の対称位置に入射 し、 Ν個の信号光を幅方向の対称位置 に出射する ス 夕 一力 プラ の場合 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 のス ラ ブ L は 、 以下の数式を満足する

f

P ^± 2,4,6 - ··)

上記数式にお いて、 ρ は m数であ る ので 、 Ρ を変化させる こ と によ り 屈折率分布ス ラ ブ導波路のス ラ ブ長 L を所望の 長さ に 整する こ とがでさ る 特に 、 長さ を調整する必要 がない場 口 は 、 Ρ = 0 とする こ と によ り 、 最 の屈折率分 布ス ラ ブ導波路を得る こ とがでさ る

一方 N ( N は奇数） 個の信号光を入射し Ν個の信号光 を出射するス 夕一力 プラ の場合 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 のス ラ ブ し は 、 以下の数式の値 を満足する οはかつこ内を正にする整数， N。_∞ = = 3,5,7 · ·')

上記数式は 、 偶数個の場 P と形式は同一であ る 。 しか しな が ら 、 Nが奇数の場 α 入出射さ れる信号光の位置は幅方 向 に対称ではない。 図 1 9 は 、 本発明 に係る 3 個の入出力 光を持つス 夕 一力 プラ の屈折率分 ス ラ ブ導波路を示す上 面図であ る 図 1 9 いて 、 すベて同一の波長 λ を有す る第 1 光 1 9 0 2 と 、 第 2 光 1 9 0 3 と 、 第 3 光 1 9 0 4 と は 、 屈折率分 ¾ス ラ ブ導波路 1 9 0 1 の入射面か ら入射 する 第 1 光 1 9 0 2 は 、 屈折 分 Ί¾ス ラ ブ導波路 1 9 0 1 の長 さ 方向 に平行な 方の面か ら Xだけ離れた位置に入 射する o 第 2 光 1 9 0 3 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 9

0 1. の長 さ方向 に平行な一方の面か ら 2 W / 3 ( Wはス ラ プ幅 ) だけ離れた位置を基準に 、 さ ら に Xだけ ―方の面側 へ離れた位置に入射する o 第 3 光 1 9 0 4 は 、 屈折率分布 ス ラ プ導波路 1 9 0 1 の長 さ 方向 に平行な一方の面か ら 2

W / 3 ( Wはス ラ ブ幅 ) だけ離れた位置を基準に 、 さ ら に

X だけ他方の面側へ離れた位置に入射す る。

以上の入射位置を持つ 3 個の信号光が 、 入射面か ら入射 さ れ目 U述の (数 1 2 ) を満足する ス ラ ブ長 L を有する屈折 率分布ス ラ プ導波路を伝送する と 、 第 1 光 1 9 0 2 と 、 第

2 光 1 9 0 3 と 第 3 光 1 9 0 4 と は、 それぞれ屈折率分 布ス ラ ブ導波路 1 9 0 1 の長 さ 方向 に平行な他方の面か ら

X だけ離れた位置 と ヽ 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 9 0 1 の 長 さ 方向 に平行な一方の面か ら W / 3 ( Wはス ラ ブ幅 ) だ け離れた位置を基準にヽ さ ら に X だけ他方の面側 離れた 位置 と 、 さ ら に X だけ一方の面側へ離れた位置 と の 3 箇所 に 、 入射 した際 と 同一のプ π フ ァ ィ ルを持つ 3 個の像を形 成する 0 したがつ て 、 各信号光の像の位置に受光部を形成 する と ヽ 各出射光 を 出力 さ せる と がで る ο

以上の例は 、 N = 3 の場 P であ つ た力 S 、 N が 3 以上の奇 数の場 も 、 (数 1 2 ) を満足す る 屈折率分布ス ラ プ 波 路に よ Ό 、 幅方向の 中心に対 して非対称の信号光の入力 に 対応 して 、 幅方向 の 中心に対 して非対称の 出力 を得る ス タ 力 プラ を構成す る · - と が でき る 。 こ の よ う に 、 Nが奇数 の場 □ も M M I の セ ル フ ―ィ メ ジング原理を用 レ、 て 、 ス タ 力 プラ を実現す る と がでさ る 0 な 、 上記 （ 1 2

) に いてヽ P は整数であ る ので 、 P を 化 さ せる ·>- と に よ り.屈折率分 ス ラ ブ導波路の ス ラ ブ長 L を所望の長 さ に 調整する と がで る o 特に 、 長 さ を調整する必要がない 場 a は 、 P 0 と す る と に よ り 、 最 の屈折率分 ス ラ ブ · - 導波路を得る と がでさ る o

( 施の形態 6 )

図 8 Aはヽ 本発明 の実施の形態 6 に係 る光 バィ ス であ る片側制御型光スィ クチの概要を示す斜視図である ο 実施 の形態 6 に係 る光丁 ィ ス は 、 光を伝送する 第 1 の屈折率 分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b を 中心に構成 さ れる o 第 1 の屈折率 分 ス ラ プ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b は 、 図 8 A に示す よ に itに X z 平面に平行に広が る シ一 卜 状のマルチモ ド、光伝送路であ る 0 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b は 、 |FtJ一の幅方向 の大さ さ を有する 0 第 1 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8

0 1 a 及び第 2 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b は

、 幅方向 に連 fee して接 fee さ れて配瞿 さ れる 0 ま た、 第 1 の 屈折率分布ス ラ プ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b は 、 所定の熱光学効果を 口 王す る ポ V マ一か ら な る o

第 1 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a は、 入射面

8 0 1 に入射光 8 0 4 を入射 させる ための入射位置 と ヽ 出 射面 8 0 2 に出射光 8 0 9 を出射 さ せる ため の出射位 g と を有する o 入射位置 と 出射位置 と は、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分 スラ ブ部分 導波.路 8 0 1 b を一つの ス ラ ブ導波路 8 0 1 と した と ぎ の 幅方向の 中心か ら離れた位置に あ り ヽ 互 V、に幅方向 の位置 が同 ―であ る o 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分 波路 8 0 1 b は 、 出射面 8 0 2 に出射光 8 0 8 を出射 させる ための 出 射位置を有する o 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0

1 b の出射位置はヽ 第 1 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8

0 1 a の 出射位置に対 して 、 第 1 の屈折率分 ス ラ プ部分 導波路 8 0 1 a 及び第 2 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8

0 1 b を一つの ス ラ ブ導波路 と した と き の幅方向の 中心に 対称にな る位置に配置 さ れる 0 ま たヽ 第 2 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b はヽ 上面に冷熱シ一 卜 8 0 5 を有 する ο 冷熱シ 卜 8 0 5 はヽ 観線 8 0 6 に よ り ί狐曰度制御 部 8 0 7 に接 さ れる 0

、旧 度制御部 8 0 7 は 、 外部か ら供給 さ れる 制御信号に づいて冷熱シ一 卜 8 0 5 を 曰

ί皿度制御する o 冷 、、シ一 8 0

5 が ί皿曰度制御 さ れる と に よ り 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ 部分導波路 8 0 1 b の 曰

JIIL度を変化する ので 、 熱光学効果に 基づいて屈折率の絶対値が変化する 。 実施の形態 6 の光了 パィ ス は tun.度制御部 8 0 7 が O F F 状態の と さ 、 第 1 の 屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分 布ス ラ プ部分導波路 8 0 1 b の屈折率分布が一致する よ

· - に構成さ れて レ、 る o の と さ 、 第 1 の屈折率分 ス ラ ブ部 分導波路 8 0 1 a 及び第 2 の屈折率分布ス ラ プ部分導波路

8 0 1 b は 、 共に厚 さ 方向の 中心に最大屈折率 n n 1 a Xを有 し、 中心か ら 離れる に従っ て屈折率が增力！] しない分布を有 する た こ の と き 、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路

8 0, 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b は、 幅方向 に は一定の屈折率を有 し、 屈折率分布 を持たな い。 そ して 、 実施の形態 6 の光デバイ ス は、 温度制御部 8

0 7 が O N状態の と き 、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波 路 8 0 1 a の 大屈折率が、 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分 導波路 8 0 1 b の最大屈折率の絶対値よ り 大き く な り 、 互 レヽ の屈折率分布全体が異な る よ う に構成 さ れてい る 。

第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の 屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b は、 ス ラ ブ長 L を、 ほぼ 4 X n 0 X W。 ² え に一致 さ せて レ、 る 。 ただ し、 幅 方向 に励起す る 0 次モ ー ド光の実効屈折率を n 。 と する 。 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及び第 2 の屈 折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b のス ラ ブ長 L は、 実施 の形態 1 で 明 した （ 1 ) 非対称入射の （数 3 ) において

、 入射光 を複数に して重ね合わせた場合に相当する 。 なお

、 セルフ ―ィ メ 一ジ ン グ原理に よれば 8 X n 。 X W。 ² ノ λ の長 さ 毎に 様の現象が現れる ので、 ス ラ ブ長 L を 4 X

X w。 2 / λ の奇数倍にする こ と に よ り 、 用途に応 じて 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及び第 2 の屈 折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b の長 さ を調節す る こ と ができ る

次に、 上記構造で光進路方向を変化 させる 光スィ ツ チの メ 力 ニズム を 明する 。 温度制御部 8 0 7 が O F F 状態の 時、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a の入射位 置か ら入射 した入射光 8 0 4 はヽ せ、 に — の屈折率分布 を 持つた め第 1 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ 第 2. の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b を一つの ス ラ ブ導波路 と して伝送 される 0 したがつ て 、 実施の形態 1 で 説明 した ( 1 ) 非対称入射の (数 4 ) に従つ て 、 出射面 8

0 3 に け る 幅方向の位置が入射位置に対 して 中心に対称 にな る 出射位置に入射光 と じプ 口 フ ァ ィ ル の像を形成す

Ό o の像が 出射光 8 0 8 と して 出射 さ れる o

一方 曰

、 ί皿度制御部 8 0 7 が O N状態の時 、 第 1 の屈折率 分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a の最大屈折率が 第 2 の屈 折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b の最大屈折率よ X) 大き く な る ので 、 所定の屈折率差を満足 さ せる こ と に よ り 、

2 の屈折率分布ス ラ プ部分導波路 8 0 1 b は第 1 の屈折率 分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a に対 して ク ラ ク ド、 と して機 能する 0 したがつ て 、 第 1 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路

8 0 1 a の入射位置か ら入射 した入射光 8 0 4 はヽ 第 1 の 屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分 布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b の ί¾界面での全反射に よ り 、 出射面 8 0 3 ま で第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0

1 a に閉 じ込め られる o の結果'、 出射光 8 0 8 は 、 出射 面 8 0 3 か ら 出射 さ れる o

以上の よ に して ^曰

、 1JIIL度制御部 8 0 7 の O N ― o F F ス ィ ッ チ ング制御に よ つ て 、 入射光 8 0 4 の進行方向 を変更 する こ と がで さ る 光スィ V チを実現する こ と がでさ る 。 な お、 実施の形態 6 の光丁 ノ ィ ス は、 温度制御部 8 0 7 が O

F F 状態の と さ 、 1 の屈折率分布ス ラ プ部分導波路 8 0 1 a 及び第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b の屈 折率分 が一致する よ う に構成 さ れてい る例であつ たが、 温 g制御部 8 0 7 が O N状 の と さ 、 屈折率分布が一致す る ラ に構成 して よ い o の場合は 温度制御部 8 0 7 が O F F 状態の と さ 、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路

8 0 1 a の最大屈折率が 、 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導 波路 8 0 1 b の最大屈折率よ り 低 < な り 、 互い の屈折率分

* - 布が異な る よ ラ に構成する と よ い o ただ し 、 の構成の場 合を採用 した場八 Π ヽ i 、)n曰n.度制御部 8 0 7 が O N状態の と さ 、 第 2 の屈折率分 ス ラ ブ導波路 8 0 1 b か ら 出射光 8 0 8 が 出射 され、 温度制御部 8 0 7 が o F F 状態の と ぎ 、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 8 0 1 a か ら 出射光 8 0 9 が出 射 さ れる o

図 8 B は、 本発明 の実施の形 6 の変形例 1 に係 る 光デ ノくィ ス で め る 両側制御型光スィ y チの概要を示す斜視図で あ る o 実施の形態 6 の変形例 1 は 、 先に説明 した光丁バィ ス と 概略構成が ―であ る の で 、 異な る部分の を 明す る o なお 、 同 の符号は |pj一の 成であ る と を示 してい

O o

施の形態 6 の変形例 1 にねいて 、 第 2 の屈折率分布ス ラ プ部分導波路 8 0 1 b はヽ 冷 シ一 卜 8 0 5 を有 し 、 接 線 8 0 6 に よ つ て } 1J曰HL度制御部 8 0 7 と 接 さ れてい る。 実施の形 Ό の変形例 1 の光 τパィ ス はヽ •ί皿曰 度制御部 8 0

7 が O F F 状態の と さ ヽ 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波 路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b の屈折率分 が一致する よ 5 に 成 さ れてレ、 る そ して 温度制御部 8 0 7 が O N状態の と ぎ 双方の温度を逆相 で制御 して 第 1 の屈折率分布ス ラ プ部分導波路 8 0 1 a の 大屈折率を大ぎ < し 第 2 の屈折率分 ス ラ プ部分導 波路 8 0 1 b の最大屈折率を小 さ < して 互レ、 の屈折率分 が異な る よ ラ に構成してい る · - ο の よ ラ に 構成する こ と に よ り 片側制御型よ り ち 高速にスィ ク チングする こ と がでさ る o な 実施の形態 6 の変形例 1 に レ、 て 、 温度 制御部 8 0 7 が ο Ν状 の と さ 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ 部分導波路 8 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波 路 8 0 1 b の屈折率分布が一致する よ ラ に構成 して も よ い -

0 の場 a 温度制御部 8 0 7 が ο F F 状態の と き 、 双方 の温度を逆相で制御 し て 第 1 の屈折率分布ス ラ プ部分導 波路 8 0 1 a の最大屈折率を大さ ぐし 第 2 の屈折率分布 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b の最大屈折率を小 さ < して、 互 レ、 の屈折率分 が異な る よ に構成す る と よ い o

図 2 0 A は 本発明の実施の形態 6 の変形例 2 に係る光 テバィ ス であ る 片側制御型光スィ ク チの概要を示す斜視図 であ る o 実施の形態 6 の変形例 2 は 先に説明 した実施の 形態 6 の光ァノくィ ス と 概略構成が同一であ る ので 、 異な る 部分のみを 明す る o なね の符号は |pj一の構成であ る >- と を示 してレ、 る o

実施の形 6 の 亦形例 2 に い て 第 1 の屈折率分布ス ラ プ部分導波路 2 0 0 1 a の幅方向の大さ さ は 第 1 の屈 折率分布ス ラ プ部分導波路 2 0 0 1 a と 第 2 の屈折率分布 ス ラ ブ部分導波路 2 0 0 1 b を ―つの光導波路 と した と き の 1 / r 2 倍であ る o ま た 実施の形態 6 の変形例 2 にお レ、 て ^曰

ヽ IJffl.度制御部 8 0 7 が o N状台 の と ぎ 、 1 の屈折率 分 ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a の 取大屈折率が 第 2 の屈 折 分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b の最大屈折率よ り 大き

< な り 、 互いの屈折率分 全体が異な る よ う に構成 さ れて い る o の よ ラ に構成する と に よ り 曰

、 皿度制御部 8 0 7 が o N状 の場合 、 実施の形態 6 の変形例 2 に係る第 1 の 屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 2 0 0 1 a は 、 幅方向の大さ さ が 1 / 2 Wで め る 屈折率分 ス ラ ブ導波路 と して機能 し 、 基本モ一 ドの大 き さ ： も > 1 / ' 2 W 0 と な る 0 第 1 の 屈折率分 ι¾ ス ラ ブ部分導波路 2 0 0 1 a の ス ラ ブ長 L がヽ ほ ぼ 4 X n 0 X W 2

0 / / λ に -一致 し てい る 場 はゝ 出射光

8 0 9 が出射面 2 0 0 3 に レ、 て入射位置 と 幅方向の位置 が |pj一であ る 出射位置に入射光 8 0 •4 と 一のプ フ ァ ィ

- ルを持つ像を形成する 条件を満足する 0 のた め 、 実施の 形態 6 の変形例 2 に係 る光 皿曰

7"パィ ス はヽ ί 度制御部 8 0 7 が o N状台 の場 α に も マルチモ 干渉の セ ル フ ―ィ メ ジ ング原理に よ り 入射光 と 一のプ フ ァ ィ ルを もつ出射 光 を生成する と 力 Sで き る o

な 、 実施の形態 6 の変形例 2 に係 る 光ァ バ ィ ス は 曰

、 ίππ. 度制御部 8 0 7 が O F F状態の と.ぎ ヽ 第 1 の屈折率分 ス ラ ブ部分導波路 2 0 0 1 a 及ぴ第 2 の屈折率分 ス ラ ブ部 分導波路 2 0 0 1 b の屈折率分布が一致す る よ フ に構成 さ れてい る例であつ たが 、 温度制御部 8 0 7 が O N状態の と き ヽ 屈折率分布'が一致する よ に構成 して ち よ い と はい

Ό ま で も なレ、 o ただ し 、 の構成の Π を採用 した場 P タ ί皿曰 度制御部 8 0 7 が O Ν状態の と さ 、 2 の屈折率分 ス ラ ブ導波路 2 0 0 1 b か ら 出射光 8 0 8 が 出射 さ れ、 im.度 制御部 8 0 7 が O F F 状態の と ぎ 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導.波路 2 0 0 1 a か ら 出射光 8 0 9 が 出射 さ れる。

図 2 0 Β は 本発明 の実施の形 . 6 の変形例 3 に係 る 光 デバィ ス であ る 両側制御型光スィ V チの概要を示す斜視図 で あ る o 実施の形態 6 の変形例 2 は 先に説明 した実施の 形態 6 の変形例 1 と 変形例 2 と を組み わせた光テパィ ス であ る o な 一の符号は同一の構成であ る と を示 し てい る o

実施の形 6 の変形例 3 に係 る光丁 パィ ス は 第 1 の屈 折率分 ス ラ プ部分導波路 2 0 0 1 a の幅方向の大き さ は 第 1 の屈折率分 ス ラ プ部分導波路 2 0 0 1 a と 第 2 の 屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 2 0 0 1 b を一つの光導波路 と した と さ の 1 / r 2 倍で め り 第 2 の屈折率分 Ί¾ ス ラ ブ 部分導波路 2 0 0 1 b あ接 線 8 0 6 に よ つ て温度制御部

8 0 7 と接 fee さ れてい る 0 の構成に よ り 曰度制御部 8

0 7 か ら の信号に基づ < O N ― O F F スィ ク チング制御を 高速に行 と がでさ O N状態及ぴ O F F 状態のいずれ の状態に い も マ ルチモ一 ド、干渉の セ ル フ ―ィ メ一ジング 原理に よ つ て生成 さ れた 出射光を'得る こ と がでさ る。

な 実施の形台 6 のすベての説明 に いて 熱光学効 果の大さ なポ ジ マ を使用 して屈折率制御 を行 例示 した が 気光学効果な ど 第 1 及ぴ第 2 の屈折率分布ス ラ プ 部分導波路のそれぞれの屈折率を個別に変化 さ'せる 方法で あれば何で 良い o

( 施の形態 7 ) 図 9 はヽ 本発明の 実施の形態 7 に係 る 光集 ¾デバィ ス で あ る光ス ィ V チァ レィ の概要を示す斜視図で ¾> る o 実施の 形態 7 の光ス ィ ッ チァ レ ィ は 、 実施の形態 6 の変形例 1 に 記載 した光ス ィ V チ (図 8 B ) を屈折率分布ス ラ ブ導波路

8 0 1 の厚さ 方向 に 8 個積層 した積層光ス ィ ッ チ群 9 0 1 を備え る 積層光スィ V チ群 9 0 1 に含まれる 各光スィ ッ チにねいて 、 実施の形 6 に .、て 明 した第 1 の屈折率 分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a に相 当 する部分が図 中下側 に配置 されてい る o 実施の形態 7 に係 る 光集積デパィ ス は

、 第 1 ァ レィ O / E 変換部 9 0 5 と ヽ 第 2 ァ レィ O / E変 換部 9 0 6 と 第 1 出力電気線 ( Λ ス ) 9 0 7 と 、 第 2 出 力雷 線 (バス ) 9 0 8 と を含む 0

第 1 ァ レィ o / E 変換部 9 0 5 はヽ 各光ス ィ ッ チの第 1 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 a に相 当する 出射部 霉

に対向 して ru

け ら れた 8 個 の受光部か ら な る 第 1 受光部群

9 0 3 を有する 0 ま た 、 第 1 ァ レィ oノ E 変換部 9 0 5 は

、 第 1 出力信号線 9 0 8 に接 さ れてい る o 第 2 ァ レィ o

/ E 変換部 9 0 6 は 、 各光ス ィ チの第 2 の屈折率分布ス ラ ブ部分導波路 8 0 1 b に相 当す る 出射部に対向 して け ら れた 8 個の受光部か ら な る第 2 受光部群 9 0 4 を有する ο ま た 第 2 ァ レィ o / E 変換部 9 0 6 は 、 第 2 出力信号

9 0 8 >- 線 に接続 さ れて レ、 る ο では 、？曰

ヽ iSSL度 部が o N 状 の と さ 第 1 の屈折率分布部分導波路側か ら 出射光が出 射 し 1服日度制御部が o N状態の と 含 第 1 の屈折率分布部分 導波路側か ら 出射光が出射する よ Ό に構成 されてレヽ る o 以上の構成にねいて 禾貝 光ス ィ 、ノ チ 9 0 1 に含まれる 各光スィ ッ チの第 1 の屈折半分 ス ラ ブ部分導波路に相 当 する部分 (図 中下側 ) にァ レィ 入射光 9 0 2 を入射 させ 、 長 さ.方向 に伝送 さ せる σ 各光ス ィ ク チは それぞれ独立に 実施の形態 6 で説明 した 曰

組度制御部の制御に基づいてス ィ ッ チング を行 Ό ο 温度制御部が ο Ν状態の と 、 各光ス ィ ッチか ら の出射光は 、 第 1 ァ レ ィ Ο / E 変換部 9 0 5 の第

1 &

-L ス光部群 9 0 3 に含まれる 受光部 入射する ま た、 温 度制御部が Ο F F 状態の と さ 各光スィ ク チか ら の 出射光 は、 第 2 ァ レィ Ο E 変換部 9 0 6 の第 2 受光部群 9 0 4 に含まれ る受光部へ入射する ο

第 1 ァ レィ 0 / E 変換部 9 0 5 及ぴ第 2 ァ レ ィ o / E 変 換部 9 0 6 は 、 各受光部へ出射光が 出射 さ れた場 □ は 1 信 号を 各受光部 出射光が 出射 さ れ .なかつ た 4-B.

合は 0 信号 をそれぞれ割 り 当 て る ο 第 1 ァ レィ Ο / E 変換部 9 0 5 に おレヽて割 り 当 て られた信号は 、 出力信号 と して第 1 出力電

¼線 9 0 7 に よ 外部へ出力 される ο 第 2 ァ レィ O / E 変 換部 9 0 6 に レ、て割 り 当 て られた信号は 、 出力信号と し て第 2 出力電気線 9 0 8 に よ X) 外部 出力 さ れる o こ の よ う に 、 信号を割 り 当 て る - と に よ り ヽ 8 桁の了 ジタ ル信号 と その反転信号をパ ラ レルに伝送す る こ と がでさ る ο

な ァ レィ 入射光 9 0 2 は 、 ァ レィ 型の発光素子か ら 放射 した光を直接入射 させて も ヽ 光フ ァ ィ バ等の入射側に 酉己置 さ れた光伝送路に よ り 外部光源か ら の光を入射 させて ち よい o また 、 例 えば 、 実施の形態 2 に示 した光 8 分岐の 光デバィ ス に よ り ァ レィ 入射光を生成する構成で も よ い o ま た 、 禾貝 μ光ス ィ V チの各ス ィ ク チ間に 気な どの断熱材 料や絶縁体を けて も よ レ、 o

(実施の形態 8 )

図 1 0 は、 本発明の実施の形 fie 8 に係 る 光デノ ィ ス であ る 1 対双方向 ス 卜 レ一 卜 シ一 卜 ス ス の概略構成を示す斜視 図であ る 。 実施の形 8 に係 る光 7"バィ ス は、 実施の形態 o に い て 説 明 し た 2 信号 ス 卜 レ一 卜 シ ト バ ス の一方 の 信号光の伝送方向 を逆転 さ せ 、 双方向通信を可能に した も の であ る 。 実施の形台匕 8 に係 る光丁 ィ ス は、 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 1 0 0 0 を 中心に構成 される 。 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 は 、 図 1 0 に示す 5 に、 X Z 平面に 平行に広が る シ 卜 状のマルチモ ド、光伝送路であ る 。 屈 折率分 ス ラ プ導波路 1 0 0 1 は 、 子さ 方向 の 中心に最大 屈折率 n m a xを有 しヽ 中心か ら離れる に従つ て屈折率が增 カロ しなレ、分布を有する o 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 は、 幅方向 に は一定の屈折率を有 しヽ 屈折率分布を持た な い。 実施の形態 8 に係る 光 T ノ ィ ス はヽ 第 1 E / o変換部

1 0 0 6 と 、 第 2 E / O変換部 1 0 0 9 と 、 第 1 o / Ε 変 換部 1 0 0 7 と ヽ 第 2 o / E変換部 1 0 0 8 と 笛

、 1 入力 線 (バス ) 1 0 1 0 と 、 第 2 入力 ¼線 （ノ ス ) 1 0

1 1 と 、 第 1 出力 m y 線 (パス ) + 1 0 1 2 と 、 第 2 出力電

¼ ( ノ ス ） 1 0 1 3 と を備える ο

第 1 E / o変換部 1 0 0 6 は 第 1 の発光部 1 0 1 4 を 含む。 第 2 E / o変換部 1 0 0 9 はヽ 第 2 の発光部 1 0 1

5 を含む 。 第 1 の発光部 1 0 1 4 は 、 屈折率分 ス ラ プ導 波路 1 0 0 1 の第 1 面 1 0 0 2 に いて幅方向の任 Έ、 の位 置に第 2 光 1 0 1 9 (波長 λ ) を入射 さ せる o 第 2 の発 光部 1 0 1 5 はヽ 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 の第 2 面 1 0 0 3 に いて幅方向 の任思 の位置に 、 第 2 光 1 0 1

9 と -" -波長の第 1 光 1 0 1 8 を入射 させる o 第 1 E / o 変換部 1 0 0 6 は 、 第 1 入力 線 ( ノ ス ) 1 0 1 0 と 接 続 さ れる 0 第 1 Ε / ο変換部 1 0 0 6 は 、 第 1 入力 m ¾ 5¾線

(バス ) 1 0 1 0 か ら入力 さ れる 外部電気信号を第 1 の発 光部 1 0 1 4 か ら放射 さ れる信号光に変換する 0 第 2 E /

O変換部 1 0 0 9 は 第 2 入力電気線 (パス ) 1 0 1 1 と 接続 さ れる o 第 2 Ε / o変換部 1 0 0 9 は 、 第 2 入力電気 線 （ノ ス ) 1 0 1 1 か ら入力 さ れる外部電気信号を第 2 の 発光部 1 0 1 5 か ら放射 さ れる 信号光に 換する o

第 1 o / E 変換部 1 0 0 7 はヽ 第 1 の受光部 1 0 1 6 を 含む o 第 2 O / Ε変換部 1 0 0 8 は 、 第 2 の受光部 1 0 1

7 を含む 0 第 1 の受光部 1 0 1 6 は 屈折率分布ス ラ ブ導 波路 1 0 0 1 の第 1 面 1 0 0 2 に いて第 2 の発光部 1 0

1 5 と 幅方向 の位置が |Β，一にな る位置に配置 さ れヽ 第 2 光

1 0 1 9 (波長 - λ ) を受光する o 第 2 の受光部 1 0 1 7 は、 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 の第 2 面 1 0 0 3 に おレヽ て第 1 の発光部 1 0 1 4 と 幅方向の位置が |pj一にな る fiz.置に 、 第 2 光 1 0 1 9 と 同一波.長の第 1 光 1 0 1 8 を受 光する o 第 1 ο / Ε 変換部 1 0 0 7 は 、 第 1 出力 線 （ パス ) 1 0 1 2 と 接 さ れる ο 第 1 o / E 変換部 1 0 0 7 は、 受光 した信号光を第 1 出力電気線 ( ノ ス ) 1 0 1 0 に よ り 外部 出力する 外部電 信号に変換する 0 第 2 o / E 変換部 1 0 0 8 は 、 第 2 出力電気線 ( ス ) 1 0 1 3 と 接 れる o 2 ο / E 変換部 1 0 0 8 は 、 受光 した信号光 を第 2 出力電 線 （パ ス ） 1 ◦ 1 3 に よ 外部へ出力する 外部電 号に変換する。

屈.折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 は、 ス ラ プ長 L を 、 ほ ぼ 8 X n 0 X W 0 ² ノ え に - さ せて い る ο ただ し ヽ 幅方 向 に励起す る 0 次モ ー ド光の 実効屈折率 を η 0 と す る ο 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 の ス ラ プ長 L は、 実施の 形態 1 で説明 した （ 1 ) 非対称入射の （数 2 ) において、 入射光を複数に して重ね合わせた場合に相 当する。 ス ラ ブ よ ·>- 長 L を こ の に BX 疋 と に よ り 、 第 1 の発光部 1 0

1 4 か ら入射 した第 1 光 1 0 1 8 は 、 第 2 の受光部 1 0 1

7 付近に入射 した際 と 同 じプロ フ ア イ ノレを持つ像を形成す

Ό 。 様にヽ 第 2 の発光部 1 0 1 5 力 ら入射 した第 2 光 1

0 1 9 は、 第 1 の受光部 1 0 1 6 付近に入射 した際 と 同 じ プ 口 フ ァ ィ ルを持つ像を形成する 。 なお 、 セ ル フ ーィ メ 一 ジ ン グ原理に よれば 8 X ： 。 X w。 ² ノ λ の長 & 毎 に 同様 の現象が現れ る の で 、 ス ラ ブ長 L を 8 X η 0 X W 2

0 / λ の整数倍にす る こ と に よ り 、 用途に応 じて屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 の長 さ を調節する こ と がでさ る。 な 、

5羊 な分岐の メ カ ニ ^ ム よび、 高速伝送であっ て あ厚 さ 方向 と 幅方向 で信号光波形の乱れが無いメ 力 ニ ズ ム は 、 実 施の形 *匕 1 と 同様であ る。

以上の構成によ り 、 第 1 入力電 '¼ 1 0 1 0 力 ら外部電 号が第 1 E Z o変換部 1 0 0 6 に入力 さ れる と ゝ 第 1

E / o変換部 1 0 0 6 は、 外部電気信号を第 1 の発光部 1

0 1 4 か ら放射さ れる 第 1 光 1 0 1 8 に変換する。 ま た、 第 2 入力電気線 1 0 1 1 か ら外部信号が第 2 Ε / Ο変換部 1 0 0 9 入力 さ れる と 、 第 2 E / o 換部 1 0 0 9 は、 外部 ft気信号を第 2 の発光部 1 0 1 5 か ら放射 さ れる 第 2 光 1 . 0 1 9 に変換する

第 1 の発光部 1 0 1 4 か ら放射 さ れた第 1 光 1 0 1 8 は

、 第 1 面 1 0 0 2 か ら 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 に 入射 して伝送 される 第 1 光 1 0 1 8 は 、 セルフ 一ィ メ 一 ジング原理に従つ て 、 第 2 の受光部 1 0 1 7 付近に入射 し た際 と じプ π フ ァ ィ ルを持つ像を形成する これに よ り

、 第 1 光 1 0 1 4 は 、 第 2 面 1 0 0 3 か ら第 2 の受光部 1

0 1 7 出力 さ れる 第 2 の受光部 1 0 1 7 は 、 受光 した 第 1 光 1 0 1 8 に応 じた電 信号を 出力する 出力 さ れた

■as-与信号はヽ 笛 2 出力電気線 1 0 1 3 か ら外部へ出力 さ れ

0 ―方ヽ 第 2 の発光部 1 0 1 5 かち放射 さ れた第 2 光 1

0 1 9 は 、 第 2 面 1 0 0 3 か ら屈折率分 ス ラ ブ導波路 1

0 0 1 に入射 して伝送 さ れる 第 2 光 1 0 1 9 は 、 セルフ 一ィ メ 一 、、、

シン グ原理に従つ て 、 第 1 の受光部 1 0 1 6 付近 に入射 した際 と じプ π フ ァ ィ ルを持つ像を形成する れに よ り 、 第 2 光 1 0 1 9 は 、 第 1 面 1 0 0 2 か ら第 1 の 受光部 1 0 1 6 へ出力 さ れる 第 1 の受光部 1 0 1 6 は、 受光 した第 2 光 1 0 1 9 に応 じた +電 信号を 出力する 。 第

1 の受光部 1 0 1 6 は 、 受光 した第 2 光 1 0 1 9 に応 じた 電気信号を出力する 出力 さ れた電 信号は 、 第 1 出力電

¼線 1 0 1 2 か ら外部へ出力 さ れる の よ ラ に 、 M M I は光の伝送方向 に関係な < 可逆でめ る た め M M I を双方向 に利用する こ と がでぎ る したが つ て 2 個の信号光を双 方向 にス 卜 レ 一 卜 に伝送する の に個別の光導波路を用意す る必 がノハ、 < 、 1 個 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 0 1 で

·>- 独 して双方向 に伝送する と ができ る

図 1 1 は 本発明 の実施の形態 8 の変形例に係 る 光 V ノ ィ ス であ る 4 対双方向ス 卜 レ 卜 シ 卜 ノく ス の概要を示す

、

斜視図であ る 変形例の光丁パィ ス は 、 刖述 した 1 対双方 向信号ス 卜 レ一 卜 シ一 卜 ノ^ ス と 概略構成を じ < する 変 形例の光ァ バ ィ ス は 、 屈折率分布ス ラ ブ導.波路 1 1 0 1 と

、 第 1 ァ レ ィ Ε / Ο変換部 1 1 0 6 と 第 2 ァ レィ E / o 変換部 1 1 0 9 と ヽ 第 1 ァ レ ィ o / E変換部 1 1 0 7 と 第 2 ァ レィ Ο / Ε変換部 1 1 0 8 と 、 第 1 入力 m ¾ ス、線 ( ノ ス ) 1 0 1 0 と 、 第 2 入力 m ¾ 線 ( / ス ) 1 0 1 1 と 、 第

1 出力 i 線 ( ノ ス ) 1 0 1 2 と ヽ 第 2 出力電 線 ( ノ ス

) 1 0 1 3 と を備 る

第 1 ァ レィ Ε / o 変換部 1 1 0 6 は 、 1 対双方向ス 卜 レ 卜 シ一 卜 ノ ス の第 1 E / o変換部 1 0 0 6 と 概略 ―の 構成を有する が 、 第 1 の発光部 1 0 1 4 の代わ に 4 個の 発光部か ら な る 第 1 の発光部群 1 1 1 4 が形成 さ れてレ、 る 点で相 する 第 2 ァ レィ E / o変換部 1 1 0 9 は 、 1 対 双方向ス 卜 レ ― 卜 シ 卜 ノ ス の第 2 E / O変換部 1 0 0 9 と 概略 ―の構成を有する がヽ 第. 2 の発光部 1 0 1 5 の代 わ り に 4 個の発光部か ら な る 第 2 の発光部群 1 1 1 5 が形 成 さ れてい る 点で相理する 第 1 ァ レィ O / E 変換部 1 1

0 7 は 、 1 対双方向 ス 卜 レ一 卜 シ 卜 ノく ス の第 1 o / E 変 換部 1 0 0 7 と 概略 ―の構成を有する がヽ 第 1 の受光部

1 0 1 6 の代わ り に 4 個の受光部か ら な る第 1 の受光部群

1 1 1 6 が形成 さ れてい る 点で相 する 第 2 ァ レィ o / E変換部 1 1 0 8 はヽ 1 対双方向ス 卜 レ シ 卜 ノ ス の 第 2 o / E 変換部 1 0 0 8 と 概略 一 の構成を有する が、 第 2. の受光部 1 0 1 7 の代わ り に 4 個の受光部か ら な る 第

2 の受光部群 1 1 1 7 が形成 さ れている 点で相 mする 。 第

1 の発光部群 1 1 1 4 に含まれる発光部は 、 すベて第 2 の 受光部群 1 1 1 7 に含まれる受光部 と 幅方向の位置が対応 してい る 0 第 2 の発光部群 1 1 1 5 に含ま れる発光部は、 すべて第 1 の受光部群 1 1 1 6 に含まれる 受光部 と 幅方向 の位置が対応 してい る o

第 1 発光部群 1 1 1 4 はゝ 第 1 入力電 線 1 0 1 0 か ら 入力 された外部電 信号に基づいて すベて |FtJ 一波長の 4 個の信号光であ る 第 1 光 1 1 2 1 〜第 4 光 1 1 2 4 を 、 第

1 面 1 1 0 2 か ら それぞれ独 に屈 -折率分 ス ラ ブ導波路

1 1 2 1 入射 さ せる 0 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 1 0 1 は、 果 1 光 1 1 2 1 〜第 4 光 1 1 2 4 を伝送す る 0 第 1 光

1 1 2 1 〜第 4 光 1 1 2 4 は 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1

0 0 1 の場 Π と 同様に 、 第 2 面 1 1 0 3 か ら 出射 さ れ 、 第

2 受光部群 1 1 1 7 の 内の幅方向の位置が 同 でめ る 受光 部に受光 さ れる ο 受光 された信号は 、 第 2 出力 線 1 0

1 3 に よ り 外部 出力 される o

第 2 発光部群 1 1 1 5 は 、 第 2 入力電気線 1 0 1 1 か ら 入力 さ れた外部電 信号に基づいて 、

、 す て同一波長の 4 個の信号光であ る 第 5 光 1 1 2 5 〜第 8 光 1 1 2 8 を 、 第

2 面 1 1 0 ' 3 か ら それぞれ独 に屈折率分 ス ラ ブ導波路

1 1 0 1 へ入射 さ せる 0 屈折率分布ス ラ プ導波路 1 1 0 1 は、 第 5 光 1 1 2 5 8 光 1 1 2 8 を伝送す る o 5 光 1 1 2 5 〜第 8 光 1 1 2 8 は、 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1

0 0 1 の場 π と 同様に 、 第 1 面 1 1 0 2 か ら 出射 さ れ 、 第

1 ¾光部群 1 1 1 6 の内 の幅方向の位置が ―であ る受光 部に受光 される ο 受光 さ れた信号は 、 第 1 出力 ¾ m線 1 0

1 1 に よ り 外部 出力 さ れる o

4 個の入射光が独 してそれぞれの幅方向 の平行位 に 現れる原理は 、 実施の形態 1 で説明 した ( 1 ) 非対称入射 の （数 2 ) に いて 、 入射光を複数に して重ね合わせた場 合に相当する ο こ の に 、 M M I を利用す る こ と で 、 4 対の信号光を双方向 にス 卜 レ 卜 に伝送する のに個別の光 導波路を用思する 必要がハ < 、 1 個の屈折率分 ス ラ ブ 波路 1 1 0 1 で独 1L して伝送する こ と がでぎ る 0

実施の形 8 は 1 対双方向ス 卜 レ '一 卜 シ一 卜 ノ ス及ぴ 4 対双方向ス h レ h シ一 卜ノ^ス の例を示 した が 、 般に N

X M信号ス h レ 卜 シ一 ト パ ス ( N M 1 2 ， 3 • •

- ) について も |pj様に 計する こ と が可能で あ る 。 こ の場 ム σ 、 ほぼ以下の式の整数倍の値であ る ス ラ ブ長 L を持つ屈 折率分布ス ラ ブ導波路に レ、 て 、 第 1 面の任 の位置に N 個、 第 2 面の任 の位置か ら M個の入射光をそれぞれ入射 さ せ · - る と に よ り ヽ 第 2 面の幅方向の位置が 1口 J一の位置か ら Ν個 s 第 1 面の幅方向の位置が 一の位置か ら M個の 出 射光 を る と がでさ る ο

λ

(実施の形態 9 )

図 1 2 は、 本発明 の実施の形態 9 に係 る 光デバイ ス であ る 1 対双方向 ク π ス シ 卜 ノ ス の概略

成を示す斜視図で あ る o 実施の形 9 に係 る光デノ^ ィ ス は 、 実施の形態 4 に おい.て 明 した 2 信号ク ス シ ― 卜 パ ス の一方の信号光の 伝送方向 を逆転 させ 、 双方向通信を可能に した も のであ る

。 実施の形態 9 に係 る 光 パィ ス はヽ 屈折率分布ス ラ ブ導 波路 1 2 0 1 を 中心に構成 さ れる o 屈折率分布ス ラ ブ導波

·

路 1 2 0 1 は 、 図 1 2 に示すよ つ に 、 X Z 平面に平行に広 が る シ 卜 状のマルチモ ド光伝送路であ る。 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 は、 厚 さ 方向 の 中 L、 に最大屈折率

Π. m a X 有 し 、 中 ,1 か 1ら 離れ る に：従つ て屈折率が カロ し な い分 を有する o 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 は、 幅 方向 には ―定の屈折率を有 し 、 屈折率分布を持たない。 実 施の形態 9 に係 る 光丁 ノ ィ ス は 、 第 . 1 Ε / Ο変換部 1 2 0

6 と 、 第 2 E / O変換部 1 2 0 9 と ヽ 第 1 ο Ε変換部 1

2 0 7 と 、 第 2 o / E 変換部 1 2 0 8 と 、 第 1 入力 Λ ¾線

(バス ) 1 0 1 0 と 、 第 2 入力 m気線 (パス ） 1 0 1 1 と

、 第 1 出力 -気線 ( ノ ス ) 1 0 1 2 と 、 第 2 出力 m ¾ ¾ ¼ 、 ノ ス ) 1 0 1 3 と を備 X. る o

第 1 E / O変換部 1 2 0 6 は 、 第 1 の発光部 1 2 1 4 を 含む o 第 2 E / o変換部 1 2 0 9 は 、 第 2 の発光部 1 2 1

5 を含む o 第 1 の発光部 1 2 1 4 はヽ 屈折率分布ス ラ ブ導 波路 1 2 0 1 の第 1 面 1 2 0 2 に いて幅方向の任意の位 置に第 1 光 1 2 1 8 (波長 λ ) を入射 さ せる ο 第 2 の発 光部 1 2 1 5 はヽ 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 の第 2 面 1 2 0 3 に レ、 て幅方向の任 の位置に 、 第 1 光 1 2 1

8 と |BJ一波長の第 2 光 1 2 1 9 を入射 さ せる 。 第 1 E / O 換部 1 2 0 6 は、 1 入力 気線 (バス ) 1 0 1 0 と 接 続 さ れる 0 第 1 E / 0変換部 1 2 0 6 は 、 第 1 入力電気線

(パ ス ) 1 0 1 0 か ら入力 さ れる外部電気信号を第 1 の発 光部 1 2 1 4 か ら放射 さ れる信号光に変換する o 第 2 E o変換部 1 2 0 9 は 、 第 2 入力 eg- 線 ( ノ ス ) 1 0 1 3 と 接 ざれる □ 第 2 E / o変換部 1 2 0 9 は 、 第 2 入力 気 線 ( ノ^ ス ) 1 0 1 3 か ら入力 さ れる外部電 信号を第 2 の 発光部 1 2 1 5 か ら放射 される 信号光に変換する o

第 1 o / E 変換部 1 2 0 7 は 、 第 1 の受光部 1 2 1 6 を 含む o 第 2 O / E 変換部 1 2 0 8 は 、 第 2 の受光部 1 2 1

7 を含む o 第 1 の受光部 1 2 1 6 はヽ 屈折率分布ス ラ プ導 波路 1 2 0 1 の第 1 面 1 2 0 2 にお レ、 て第 2 の発光部 1 2

1 5 と 幅方向 の位置が 中心に対称にな る位置に配置 され 、 整 2 光 1 2 1 9 (波長 ^: λ ) を受光する o 第 2 の受光部 1

2 1 7 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 の第 2 面 1 2

0 3 に いて第 1 の発光部 1 2 1 4 と 幅方向の位置が中心 に対称にな る位置にヽ 第 2 光 1 2 1 9 と 同一波長の第 1 光

1 2 1 8 を受光する o 第 1 ο / E 換部 1 2 0 7 は 、 第 1 出力雷気線 ( ノ ス ) 1 0 1 2 と 接 さ れる o 第 1 O / E 変 換部 1 2 0 7 はヽ 受光 した信号光を第 1 出力 i 線 (バス

) 1 0 1 2 に よ り 外部 出力する外部電気信号に変換する ο 第 2 O / E 変換部 1 2 0 8 は 、 第 2 出力 i ¼線 ( ノく ス )

1 0 1 1 と 接 さ れる o 第 2 O / E 変換部 1 2 0 8 は 、 受 光 した信号光を第 2 出力 線 ( ノく ス ) 1 0 1 1 に よ り 外 部 出力する 外部電 信号に変換する 0

屈折率分布ス ラ プ 波路 1 2 0 1 は 、 ス ラ ブ -g L を 、 ほ ぼ 4 X n o X W ζ λ \ さ せてい る ただ し、 幅方 向 に励起す る 0 次モ - ド光の実効屈折率 を η と す る 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 の ス ラ ブ長 L は 、 実施の 形態 1 で説明 した ( 1 ) 非対称入射の （数 3 ) に いてヽ 入射光を複数に して重ね わせた場合に相当する ス ラ ブ 長 L を の よ う に ス定する こ と に よ り 、 第 1 の発光部 1 2

1 4 か ら 入射 した第 1 光 1 2 1 8 は 、 第 2 の受光部 1 2 1

7 付近に入射 した際 と | じプ π フ ァ ィ ノレを持つ像を形成す 同様に 、 第 2 の発光部 1 2 1 5 か ら入射 した第 2 光 1

2 1 9 は 、 第 1 の受光部 1 2 1 6 付近に入射 した際 と 同 じ プ口 フ ァ ィ ルを持つ像を形成する なおヽ セルフ ―ィ メ 一 ジ ン グ原理に よ れば 8 X ² / λ の長 さ 毎に 様 の現象が 現れ る の で 、 ス ラ ブ長 L を 4 X η w / λ の奇数倍にする こ と に よ り 、 用途に応 じて屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 の長 さ を調節する こ と がでさ る なね 、 詳細な分岐の メ 力 二ズム よ び 、 间速伝送であつ て も厚 さ 方向 と 幅方向 で信号光波形の乱れが無いメ 力 二ズム は 、 実 施の形 1 と 同様であ る

以上の構成に よ り 、 第 1 入力 線 1 0 1 0 か ら外部電

¼ ffc号が第 1 E ο変換部 1 2 0 6 に入力 さ れる と 、 第 1

E / O 換部 1 2 0 6 は 、 外部 i 信号を第 1 の発光部 1

2 1 4 か ら放射 さ れる 第 1 光 1 2 1 8 に変換する ま た 、 第 2 入力 線 1 0 1 3 か ら外部信号が第 2 Ε / Ο変換部

1 2 0 9 へ入力 さ れる と ヽ 第 2 E / O変換部 1 2 0 9 は 、 外部 ¾ ¼信号を第 2 の発光部 1 2 1 5 か ら放射 さ れる 第 2 光 1 2 1 9 に変換する 1 の 光部 1 2 1 4 か ら放射 さ れた 1 光 1 2 1 8 は

、 第 1 面 1 2 0 2 か ら屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 に 入射 して伝送さ れる ο 第 1 光 1 2 1 8 は 、 セル フ 一ィ メ ー ジング原理に従つ て 、 第 2 の受光部 1 2 1 7 付近に入射 し た際 と じプ π フ ァ ィ ルを持つ像を形成する o れに よ り

、 第 1 光 1 2 1 8 は 第 2 面 1 2 0 3 か ら第 2 の受光部 1

2 1 7 出力 さ れヽ 第 2 出力電 線 1 0 1 1 か ら外部へ出 力 さ れる o 一方 、 第 2 の発光部 1 2 1 5 か ら放射 さ れた第

2 光 1 2 1 9 は 第 2 面 1 2 0 3 か ら屈折率分布ス ラ ブ導 波路 1 2 0 1 に入射 して伝送 さ れる o 第 2 光 1 2 1 9 は、 セ ノレ フ ―ィ メ 一 ジン グ原理に従つ て 、 第 1 の受光部 1 2 1

6 付近に入射 した際 と じプ π フ ァ ィ ルを持つ像を形成す る れに り 、 第 2 光 1 2 1 9 は' 、 第 1 面 1 2 0 2 力 ら 第 1 の受光部 1 2 1 6 出力 さ れる 0 第 1 受光部 1 2 1 6 は、 ス光 した第 2 光 1 2 1 9 に応 じた 5¾信号を出力する

。 第 1 の受光部 1 2 1 6 はゝ 受光 した第 2 光 1 2 1 9 に応 じた 気信号を 出力する o 出力 さ れた 信号はヽ 第 1 出 力電 線 1 0 1 2 か ら外部へ出力 さ れる 0 の よ う に、 M

M I は光の伝送方向 に関係な < 可逆であ る た め M M I を双 方向 に利用する こ と ができ る o レたがつ て 、 2 個の信号光 を双方向 に ク 口 ス に伝送する の に個別の光導波路を用意す る 必要が ハ、 < 、 1 個の屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 2 0 1 で 独立 して双方向 に伝送する と がで さ る 0

実施の形態 9 は 1 対双方向ス レ 一 卜 シ 卜 / ス の例 を 示 したが 、 ―般に N X M信号ク ス シ一 卜 ス ( N , M =

1 ， 2 3 • • ) につレ、て も 同 に 計する と が可能 であ る 0 の場 、 ほぼ以下の式の奇数倍の値であ る ス ラ プ長 L を持つ屈折率分 ス ラ ブ導波路において ヽ 第 1 面の 任 の位置に N個 、 第 2 面の任 の位置か ら M個の入射光 をそれぞれ入射 させる こ と に よ り ゝ 第 2 面の幅方向 の 中心 に対称な位置か ら N個 、 第 1 面の幅方向の 中心に対称な位 か ら Μ個の 出射光 を得る と がでさ る 。 λ

(実施の形態 1 0 )

図 1 3 は 、 本発明 の実施の形台匕 1 0 に係 る 光 丁パィ ス である 1 対双方向 ス 卜 レ 一 卜 シ一 卜 パ ス ァ レィ の構成概 要図であ る o 実施の形態 1 0 の光集や貝丁 ノ ィ ス は 図 1 3 に示すよ う に実施の形態 8 の 1 対双方向ス 卜 レ 一 卜 シ一 ト バス を 厚 さ 方向に 8 個禾貝層 して形成 さ れる積層双方向ス 卜 レ 卜 シ一 卜 ノ^ ス 1 3 0 1 を 中心に構成 さ れる o 実施の 形 1 0 に係 る 光集積丁パィ ス は 、 積層双方向ス 卜 レ 一 ト シ一 卜 パ ス 1 3 0 1 と ヽ 第 1 ァ レ ィ E / O 換部 1 3 0 2 と 、 第 1 ァ レィ o / E 変換部 1 3 0 3 と ヽ 第 2 ァ レ ィ E / o変換部 1 3 0 5 と 、 第 2 ァ レ ィ O / E 変換部 1 3 0 4 と 第 1 入力 m 線 ( ノ^ ス ) 1 3 0 6 と 、 第 2 入力電気線 (バ ス ) 1 3 0 8 と 、 第 1 出力 気線 (バス ) 1 3 0 7 と 、 第

2 出力電 線 ( バ ス ) 1 3 0 9 と を備え る o

第 1 ァ レ ィ E / o 変換部 1 3 0 2 はヽ 各双方向ス 卜 レ 一 卜 シ一 卜 ノ ス の ―方端面 (紙面左側 ) に配置 さ れる 8 個の 発光部をァ レ ィ 化 した あ の であ る o 第 1 ァ レィ 〇 / E 変換 部 1 3 0 3 はヽ 各双方向ス 卜 レ 卜 シ 卜 ノ ス の 一方 面 (紙面左•側 ) に配 さ れる 8 個の受光部を ァ レィ 化 した のであ る o 第 1 ァ レィ E / O変換部 1 3 0 2 及び第 1 ァ レ ィ O. / E変換部 1 3 0 3 はヽ 隣接 して配置 さ れる o 第 2 ァ レ ィ E / O変換部 1 3 0 5 は 、 各双方向ス 卜 レ一 卜 シ一 ノ ス の他方端面 (紙面右側 ) に配置 され る 8 個の発光部を ァ レィ 化 した ち のであ る o 第 2 ァ レィ O / E変換部 1 3 0

4 は 、 各双方向ス 卜 レ 卜 シ一 卜 パス の ―方端面 (紙右左 側 ) に配置 さ れる 8 個の受光部をァ レィ 化 した も の であ る

0 第 2 ァ レィ E / O 変換部 1 3 0 5 及び第 2 ァ レィ o / E 変換部 1 3 0 4 は 、 隣接 して配置 さ れる o 第 1 ァ レィ E /

0変換部 1 3 0 2 の各発光部は 、 第 2 ァ レィ o E 変換部

1 3 0 4 の各受光部 と ヽ 各双方向ス h レ一 卜 シ一 卜 ノ^ ス を 挟んで対向 して配置 さ れる o 第 2 ァ -レィ E / o変換部 1 3

0 5 の各発光部は 、 第 1 ァ レィ O / E変換部 1 3 0 3 の各 受光部 と 、 各双方向ス 卜 レ 卜 シ一 卜 ノ^ ス を挟んで対向 し て配置 さ れる o 第 1 ァ レィ E / O変換部 1 3 0 2 は 、 第 1 入力電ス 線 1 3 0 6 に接 さ れる ο 第 2 ァ レィ E / o変換 部 1 3 0 5 は 、 第 2 入力電気線 1 3 0 8 に接 される 0 第

1 ァ レィ O / E 換部 1 3 0 3 は 、 第 1 出力 気線 1 3 0

7 に接 さ れる o 第 2 ァ レィ O / E変換部 1 3 0 4 は 、 第

2 出力電 線 1 3 0 9 に接 e さ れる o

以上の構成に レヽて 、 第 1 入力電 線 1 3 0 6 か ら入力 さ れた電気信号は 、 第 1 ァ レィ E O変換部 1 3 0 2 に よ 口

り 信 光に変換 さ れ る o 変換 さ れた各信号光はヽ 各発光部 よ り 放射 さ れ入射光 と して各各双方向ス 卜 レ一 卜 シ一 ノく ス に入射する 0 一方 、 第 2 入力電気線 1 3 0 8 か ら入力 さ れた電気信号は、 第 2 ァ レィ E / O変換部 1 3 0 5 に よ 信号光に変換 さ れる o 換 さ れた各信号光は 、 各発光部 よ り 放射 さ れ入射光 と して各各双方向ス ト レ 卜 シ 卜 ノ ス に入射する o 信号光は それぞれ伝送 さ れセルフ一ィ メ ジング原理に従つ てヽ 入射光 と のプ口 フ ァ ィ ルを持つ 像を各受光部の近傍に形成する o 像は 、 双方向 ス 卜 レ一 卜 シー トパス の各受光部へ出射さ れる o 出射光を各受光部で 受光 した第 1 ァ レィ O / E 変換部 1 3 0 3 は 、 出射光を 気信号に変換 して第 1 出力電気線 1 3 0 7 出力する 出 射光 を各受光部で受光 した第 2 ァ レィ O / E 変換部 1 3 0

4 は、 出射光を 信号に変換 して第 2 出力電気線 1 3 0

9 へ出力する こ の う に して 、 簡単な構成に よ り 双方向 ス ト レー 卜 シ一 卜 ノく ス が 、 実現する ο

なお、 実施の形態 1 0 は 、 す ―、、てが 1 対双方向ス 卜 レ一 シー ト ノ ス か ら な る積層双方向ス 卜 レ一 卜 シ一 卜 ノ ス を 開示 したが 、 れに限 ら れなレ、 例えば、 実施の形態 9 の

1 対双方向 ク Π ス シ一 卜 ノ ス を積層 して も よ レ、 o ま た 、 実 施の形態 8 に係 る 1 対ス 卜 レ一 卜 シ ト パ ス と 、 実施の形 態 9 に係 る 1 対双方向 ク 口 ス シ一 バス と の 2 種類を積層 した双方向光ノ ス ァ レィ に して も.よ < 、 実施の形態 8 及び 実施の形態 9 に係 る 双方向 シ一 卜 ノ^ ス と 、 実施の形 3 及 ぴ実施の形態 4 に係 る光 シ一 卜 ス の内 ら複数の種類の 光ノ ス を積層 した複 a 光ノ ス ァ レィ に して あ よ い o

(実施の形態 1 1 )

図 1 4 は 、 本発明 の実施の形態 1 1 に係る 光集積丁バィ ス であ る 多 光バス の 成概要図であ .施の形 1 1 に係 る光集 貝ァノ ィ ス は、 さ 方向 の大き さ が異な る屈折 率分布ス ラ プ導.波路が厚 さ方向 に積層 さ れ形成 されてい る o 積層 さ れる 屈折率分 ス ラ ブ導波路は 、 実施の形台匕 1 乃 至 5 、 8 9 な ど単層の屈折率分布ス ラ ブ導波路の いずれ を用 いて も よ い マルチモ一 ド、干渉のセルフ ―ィ メ 一ジン グ原理に従 と 、 所定の周期 、、と に |F?j様の効果が現れる の でヽ 種類の光丁バ ィ ス であつ て も 異な る長 さ の屈折率分

· - 布ス ラ プ導波路を用いる と がでぎ る 例 ば 、 図 1 4 に 記載 された光集 貝 ノ ィ ス は 屈折率分布ス ラ ブ導波路を 用い たス 卜 レ一 卜 シ一 卜 ノく ス が積層 さ れてい る 光集積ァ ―、、 ノ^ィ ス はヽ 入射面が撤 られて り ヽ 長 さ 方向の大含 さ が ヽ 上か ら順に 、 第 1 の屈折率分 ス ラ プ導波路 1 4 0 1 に つレ、 2

て 8 n 0 W 0 / λ と 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 4 0 2 につレ、て ： 1 6 n 0 W 0 ² / λ と 、 笛 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 4 0 3 こ つ レヽ て L 1

3 2 2

v^v o / λ と してレ、 る の よ Ό に構成す る こ と に よ ヽ 異な る長 さ 方向の大さ さ を持つ各屈折率分 ス ラ ブ導波路か ら の出射光のプ フ ァ ィ ルを同一にする と が でき る o

実際の機 間や基板間 あ る いは.基板上に実装 さ れる チ ク プ間 の間 は 一定でなレ、 、 したが つ て 、 実際には各種長 さ に対応 した光シ一 卜 パス が必要であ る ο 実施の形態 1 1 の よ ラ に 、 異な る長 さ の光シ一 卜ノ ス を多層化 して ―体化

· - する と で 、 基板か ら距離の異な る複数の基板へ光伝送す る - と が可能 と な る ο の と さ ヽ 基板には多層光パス の端 面の揃つ た端面 1 4 0 を し 端面の揃つ た側へ の入出 力 に は例 ば実施の形態 1 に係 る の光 N分岐器 ( ロ合器） を使用 して ち よ レ、 0

(実施の形態 1 2 )

図 2 1 A は 、 本発明の実施の形態 1 2 に係 る光分波を行 う 光デバィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 の概要を 示す斜視図 であ る o 図 2 1 B は 、 本発明 の実施の形態 1 2 に係 る光分波を行 ラ 光デバィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路

2 1 0 1 の断面図でめ 。 図 2 2 Aはヽ 屈折率分布ス ラ ブ 導波路 2 1 0 1 に 1 . 3 0 μ m の信号光 を伝送 さ せた場合 の B P M ( B e a m P r o p a g a t i o n M e t h o d ) シ 、 ュ レ ―シ ヨ ン結果であ る o 図 2 2 B は 屈折率 分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 に 1 • 5 5 β m の信号光 伝 ¾ さ せた場 P の B P M シ ミ ュ レ一シ a 'ン 果であ る o

実施の形 1 2 に係 る 光デパィ ス はヽ 光を伝送する 屈折 率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 を 中心に構成 さ れる 0 屈折率 分布ス ラ ブ 波路 2 1 0 1 は、 図 2 1 A に示すよ ラ に、 X z 平面に平行に広が る シー ト 状のマルチモ一 ド光伝送路で あ る 。 /SB折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 は 、 厚 さ 方向の 中 心位置に最大屈折率 Π m a xを持ち 、 中心位置か ら離れる に 従っ て屈折率が増加 しない厚 さ 方向の屈折率分 を有する

。 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 は 、 幅方向 には一定の 屈折率を有 し 、 屈折率分布 を持たない o 屈折率分布ス ラ ブ 導波路 2 1 0 1 は 、 入射面 2 1 0 2 と 、 出射面 2 1 0 3 と を含む。

入射面 2 1 0 2 は 、 幅方向 の 中心か ら所定距離離れた位 置に異な る 2 つの波長 （波長 1 3 0 β m と 波長 1 . 5 5 β ) の光が多 さ れた多重入射光 2 1 0 7 を入射 させる 入射部 （図示せず ) に対向する。 出射面 2 1 0 3 は 、 幅方 向の 中心に対 して対称な位置か ら 出射する 互いに異な る 波 長を持つ 2 個の 出射光 2 1 0 8 及ぴ出射光 2 1 0 9 を受光 する 出射部 (図示せず） に対向する。 入射部は 、 多重入射 光 2 1 0 7 を入射面 2 1 0 2 の幅方向の中心か ら所定距離 だけ離れた位置に入射 させる。 多重入射光 2 1 0 7 は 、 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 の 内部 を伝送 される 0 多重入 射光 2 1 0 7 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 の内部 で 、 後述す る マルチモ ー ド干渉のセ ノレ フ 一ィ メ ―ジング原 理に従っ て波長に応 じて 2 分波 さ れ、 出射面 2 1 0 3 の幅 方向 [¾Sれた位置か ら互いに異な る 波長 （波長 1 • 3 0 μ m と 波長 1 . 5 5 μ m ) を持つ 2 個の出射光 2 1 0 8 及び 出射光 2 1 0 9 と して出射 し出射部に至る o 屈折率分 ラ ブ導波路 2 1 0 1 のス ラ ブ長 L は、 波長 1 • 3 0 β m の 光量移動 と 波長 1 . 5 5 μ m の光量移動 と の位相差が逆相

(すなわち ヽ π の整数倍） に な る 光路長であ る o

屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 の厚 さ 方向の屈折率分 布は 、 例えば、 目 U述 した （数 1 ) に示すよ う に厚 さ 方向 の 中心に位置する 屈折率の極大点 n _{m a x}と 極大点か ら厚 さ 方 向 に離れ る 距離 r と 屈折率分布定数 2

A ¹ , と で表 さ れ る o

屈折率分布定数は、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 中 を伝送する 光が 、 膜厚か ら外へ出ない よ う に 屈折率分布 ス ラ プ導波路 2 1 0 1 の膜厚 と 多重入射光 2 1 0 7 のプ 口 フ ァ ィ ル と に応 じて最適化 さ れる。 例えば 、 屈折率分 fj ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 の膜厚に対 して、 多 入射光 2 1 0 7 の広が り 角 が大き レ、場合は 、 屈折率分 定数を大き < す る 逆に 、 多重入射光 2 1 0 7 の広が り 角度が小 さ い場 Π は 、 屈折率分 定数を小 さ < する ο ま た 、 多重入射光 2 1

0 7 の ビ一ム径に わせて屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0

1 の膜厚 整する と 結令 口 ス を低減で さ る 0 な 、 屈折 率分布は (数 1 ) に示すよ う な連 的な変化でな < て も よ

< 、 中心 か ら の距離の関数 と して階段状に変化 して も 問題 ハ、、 レ、 o

次に 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 の入射面 2 1 0

2 に幅方向の 中心か ら所定距離離れた位置に入射する 多重 入射光 2 1 0 7 を入射 した時に 、 出射面 2 1 0 3 側で幅方 向の 中心線に対称に波長に応 じて 2 分波する メ 力 二ズム を 説明する 。 ただ し ヽ ( i ) 厚 さ 方向の中心面内 を伝送する 光の場 Π (図 2 1 Β において A と 記載 した光路を伝送する 信号光 ) と 、 ( 1 1 ) 厚 さ 方向の 中心面内 を伝送 しなレ、光 と に分けて説明する O ( i i ) の厚 さ方向の 中心面内 を伝 送 しなレヽ光は 中心面に軸ずれ角度を有 して入射する入射 光の場ム Π (図 2 1 Β におレヽ て B と 記載 した光路を伝送する 信号光 ) と 、 中心面か ら 置ずれ + (軸ずれ ) した位置に入 射する入射光の場 Π (図 2 1 B に レ、て C と 記载 した光路 を伝送する信号光 ) と の 2 つの信号光が存在する o ( i )

)千 さ 方向 の 中心面内 を伝送する 光は 、 厚 さ方向の屈折率分 布の影響を受 けなレ、 o 一方 、 ( i i ) 厚 さ方向の 中心面内 を伝送 しなレヽ光は 、 厚さ 方向の屈折率分布の影 を受け る 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 において ( 1 ) 厚 さ 方向の中心面内 を伝送する 光の振る舞いは、 実質的に実効 屈折率 n 。 しか感 じ な いの で 、 文献 （ 1 1 ) に さ れ たス ラ プ導波路 において一定屈折率 を、 屈折率 n 0 と し た場合 と 等価であ る 。 したが っ て、 屈折率分布ス ラ ブ導波 路 2 1 0 1 の厚 さ 方向の 中心面内 を伝送する 多重入射光 2

1 0 7 に対す る 出射光 の状態 は、 屈折率が η 0 で ―定の ス ラ ブ導波路の幅方向に励起する マルチモ ー Κのモ ド分 散に よ つ て、 ス ラ ブ長 L に応 じて変化する。 ただ し 出射 光の状 が変化する と は、 入射光 と 同 じ像の数 と 出射位置 と が変化する こ と を意味する。 実施の形態 1 2 に係 る屈折 率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 の場合、 ス ラ ブ長 L を 波長

1 . 3 0 μ πιの光量移動 と 波長 1 . 5 5 μ mの光量移動 と の位相差が逆相 （すなわち、 π の整数倍） にな る 光路長に

· - する と に よ り 、 出射面 2 1 0 3 に異な る波長を持つ多重 入射光 2 1 0 7 と 同 じ 2 つの像が、 幅方向の 中心に対称に 形成 さ れ よ う に構成 してい る 。

図 2 2 Α の Β Ρ Μ シ ミ ュ レ ー シ ョ ンは、 波長 1 3 0 μ m の光の振る舞い を示す。 多重入射光 2 1 0 7 の内 波長

1 . 3 0 μ ηιに対応する信号光成分は、 屈折率分 ス ラ プ 導波路 2 1 0 1 に 固有の第 0 次モ ー ド （基本モ K ) と 、 第 1 次モ ー ド と に展開 さ れる 。 第 0 次モ ー ド と 第 1 次モ ド、 と はモー ド分散が異な る。 言い換え る と 、 第 0 次モ ド の伝 定数 と 、 第 1 次モ ー ド の伝搬定数 と は互いに異な る

。 したが つ て、 第 0 次モー ド と 第 1 次モ ー ド と の間でモ ド干渉が生 じ る。 こ の モー ド干渉に よ っ て、 波長 1 3 0 μ mに対応する信号光成分は、 図 2 2 Aに不すよ フ に、 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 内 を幅方向 に交互に移動 し な力 S ら長 さ 方向の一方の方向 （紙面 、 左か ら右へ向 けた方 向） に伝送 さ れる。

—一方ヽ 図 2 2 B の B P M シ ュ レ一シ 3 ンはヽ 波 1 .

5 5 β mの光の振る 舞いを示す。 多重入射光 2 1 0 7 の内

、 波長 1 • 5 5 μ mに対応する信号光成分 、 屈折率分布 ス ラ プ導波路 2 1 0 1 に固有の第 0 次モ一 K (基本モ - ド

) と 、 第 1 次モ一 ド と に展 さ れる。 ·> - のため 、 波長 1 .

3 0 信号光成分の 八

β m の 曰 口 と 同様に 、 第 0 次モ一 ド、 と 第

1 次モ ド、 と の間でモ ド、干渉が生 じ · - る の モ一 ド、干渉 に よ つ て 、 波長 1 . 5 5 mに対応する信号光成分は 、 図

2 2 Β に示す よ う に 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 内 を幅方向 に交互に移動 しなが ら長 さ 方向 の ―方の方向 (紙 面 、 左か ら右 向 けた方向 ) に伝送 される o

波長 1 • 3 0 μ m の信号光成分は、 波長 1 - 5 5 β m の 信号光成分 と 波長分散が異な る o すなわ ちヽ 波長 1 • 3 0 β m の信号光成分 と 波長 1 • 5 5 μ m の信号光成分 と は、 互い に各モ一 ド、 の伝搬定数が異な る ため 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 1 0 1 内 を伝送する 際.にそれぞれ異な る 拳動を 示す の性質を利用 して 、 実施の形 1 2 に係る 光テノ ィ ス は 、 屈折率分布ス ラ プ導波路 2 1 0 1 の ス ラ ブ長 L を

、 波長 1 - 3 0 μ m の信号光の光量移動 と 波長 1 • 5 o μ m の信号光の光量移動 と 間の位相差が 、 逆相 (すなわ ち 、

· π の整数倍 ) にな る 大さ さ にョ

BX At してい る の よ つ に構 成する と に よ •9 、 マノレチモ一 ド干渉のセノレフィ一メ 一シ 、、、 ング原理に従っ て、 波長 1 . 3 0 μ mの信号光成分の入射 光 と 同一のプロ フ ア イ ルを持つ像 と 、 波長 1 . 5 5 β mの 信号.光成分の入射光 と 一のプロ フ ァ ィ ルを持つ像 と を、 互い に異な る位置に形成する こ と ができ る そ して 、 互レヽ に異な る場所に形成 さ れる 2 つ の像を 、 それぞれ出射光 2

1 0 8 及び出射光 2 1 0 9 と して出射 させて光分波が達成 さ れ る。

一方、 （ i i ) 厚 さ 方向の 中心面内 伝送 しなレ、光は、 厚 さ 方向 の屈折率分布の影響を受け る ので 、 図 2 Γ Β に示 すよ う に、 中心面に沿つ て厚 さ 方向 に蛇行 しなが ら伝播す る 。 すなわち、 中心面か ら離れる方向へ進む光は 、 常に相 対的 に屈折率が大き い部分 ら 、 さ レヽ部分 進むの で 、 進 むにつれて徐々 に進行方向 と 厚 さ方向のなす角度が大さ く な り 、 中心軸力 ら最 も離れた位置で 9 0 ⁰ な ま た 、 中 心面へ近づ く 方向へ進む光は、 常に相対的に屈折率が小 さ い部分か ら 大き い部分へ進むの で 、 進むにつれて徐々 に進 行方向 と 厚 さ 方向の なす角度が小 さ < な り 、 中心面 と 交差 する 位置で最小 と な る ( i i ) 厚 さ方向の 中心面内 を伝 送 し ない光は、 蛇行 しなが ら も感 じ る屈折率は常に屈折率 n 。 よ り も小 さ いの で 、 ( i ) 厚 さ 方向 の 中 も、面内 を伝送 する 光 よ り も 速度は早 < な る。

こ こ で、 屈折率分布が 目 IJ述 した (数 1 ) に示す 2 次関数 の屈折率分布であ る 場合 、 ( i i ) 厚 さ 方向の 中心面內 を 送 しない光の 中心面に平行な伝送速度の成分は 、 ( i ) 厚 さ 方向の 中心面内 を伝送する 光の伝送速度 と 等 し < な る こ の こ と は、 厚 さ 方向 のモー ド分散が ない こ と を ,曰、味 し てい る o 従つ て ヽ 入射光の ( i 1 ) 厚 さ 方向の 中心面内 を 伝送 しない光の 中心 ¾ に平行な成分 (蛇行する 光の厚 さ 方 向 に 直な方向成分） はヽ ( i ) 厚 さ 方向 の 中心面 内 を伝 送する 光 と 同様に 出射面で幅方向の 中心に対 して対称に

2 分波 さ れる o

入射光の ( i i ) 厚 さ 方向の 中心面内 を伝送 しない光の 中心面に 直な成分 (蛇行する 光の厚 さ 方向成分 ) は 、 蛇 行する 光の伝播位置に 、 じて変化する ので 出射光の状態 は特定でさ ない o と · - ろが 、 の蛇行する 光の厚 さ 方向成 分は s 厚 さ 方向 のモ一 K分散が ないの で 、 モ ド、分散に起 因する信号波形の乱れの影響を受けなレ、 -

0 のた めヽ めた かも 幅方向 について も モ ド分散の影響がノ、"い場 α と 等価 の振る舞い をする o 従つ て 、 2 個の-出射光は 、 それぞれ多 重入射光のそれぞれの波長に対応する信号光成分 と じ像 を有する こ と にな る o 以上の結果か ら ヽ ( i i ) 厚 さ 方向 の 中心面内 を伝送 しなレ、光 (蛇行する 光 ) はヽ ( 1 ) の場

□ し |pj じ よ ラ にス ラ ブ導波路形状に応 じて幅方向の 中心対 称に入射光 と じ像 と して 2 分波 さ れる 0

上記の説明の よ に 、 入射光 は屈折率分布ス ラ プ導波路

2 1 0 1 の厚 さ 方向 の全ての固有モ一 Kにつレ、て等 し < 2

^波する の でヽ 入射面の幅方向 の 中心か ら所定距離だけ離 れた位置に多重入射光が入射すれば 、 厚 さ 方向の 中心か ら の位置ずれや大ぎ な広が り 角度 を有 してレ、 る 場 ο であ つ て も 2 分波 と して機能する 光デパィ ス を得る - と がでさ る 0 なお 入射光の幅方向の 中心カゝ ら の位置ずれは出射光の分 波比のァ ンノ ラ ンス の原因 と な る の で 、 等の出射光を得 たレ、場 で る だけ位 ずれが無い方が良い o しか しな が ·>- ら 、 の位置ずれを積極的に利用 して分波 さ れる信号光 の強 -*

度比の 整をする と も 可能であ る。

な 、 2 つの波長の間で逆相 と な る位置を決定する 口

、 2 個の 出射光の互いの光量の比が、 最大にな る 幅方向 の 位置に よ 定め る方法 、 2 個の 出射光の互いの光量が最小 にな る 幅方向の 1AZ.置に よ り 定め る方法のいずれを採用 して も よ い o 刖者の方法を採用 した場合、 出射光のす。失を小 さ

< する こ と がで さ 、 伝送 さ れる信号光の利用効率を 向上 さ せる - と がでさ る 後者の方法を採用 した場 出射光に 含まれる ェ ラ ―成分を小 さ く する こ と がで る ので、 ェ ラ を小 さ ·> -

< する ^_ と ができ る 。

なね ヽ 実施の形態 1 〜 1 2 では、 屈折率分 ス ラ ブ導波 路 の入出力方法 と して

面への垂直入出射の例を示 した が 、 これに限 ら れない 図 1 5 A は、 屈折率分布ス ラ ブ導 波路の入出射方式の一例を示す斜視図、 図 1 5 B は、 屈折 率分 ス ラ ブ導波路の入出射方式の他の例を示す斜視図、 図 1 6 は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路の入出射方式の さ ら に 他の例を示す斜視図であ る 。 例 えば、 屈折率分布ス ラ ブ導

ο

波路の入出射端面を 4 5 に傾斜'さ せて反射面 1 5 0 2 及 び反射面 1 5 0 3 を形成 し 、 厚 さ 方向 に垂直な方向か ら入 射する入出射光 を反射面 1 5 0 2 及び反射面 1 5 0 3 で反

o

射 さ せて光路を 9 0 折 り 曲 げる 反射方式 (図 1 5 A ) を 採用 して も よ レ、 o た 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路の入出射 端面の近傍に厚 さ方向の面に近接 してプ リ ズム 1 6 0 2 を amけ プ ズム 1 6 0 2 に入出射す る光を光バス に結合す る 力 ブラ 方式 （図 1 6 ) を 用 して も よ い 0 ま た プ リ ズム 1 6 0 2 の代わ り に回折格子な どの回折光学素子を用 いて も よ レヽ o ま た、 屈折率分 ス ラ ブ導波路を電気基板 1

5 0 3 に よ り 挟み込んで形成 した雷気 光ハィ プ ジ ド基 板に した ¾7 In' 、 図 1 5 B に示すよ に 、 入出射端面を 4 5

° に傾斜 さ せて反射面を形成 した屈折率分布ス ラ プ導波路

0

を使用 し 、 電気基板の 4 5 に傾斜 さ せて反射面 と した部 分に垂直入射光を通す貫通穴 1 5 0 4 を SXける と よ い o ま た、 実施の形態 1 〜 1 2 では シ 状の屈折率分布 プ導 - ス ラ 波路を単一平面上 と したが 、 れに限 られない。 図 1 7 A は 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路の形状の一例を示す 斜視図、 図 1 7 B は 、 屈折率分 ス ラ ブ導波路の形状の他 の例を示す斜視図であ る o 図 1 7 A の よ に 、 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 1 7 0 1 は 長 さ 方向及び厚 さ方向 を含む任 意の相異な る 2 個の断面においてヽ 厚 さ 方向の 中心位置が

、 常に同 ―の 曲線を描 < よ う に湾曲 (図 1 7 A ) していて あ よ い。 ま た 、 屈折率分 ス ラ ブ導波路 1 7 0 2 は 、 長 さ 方向及び厚 さ 方向 を含む任音の相異な る 2 個の断面におい て、 厚 さ 方向 の 中心位置がヽ 異な る 曲線を描 < よ ラ に捩れ て （図 1 7 B ) いて も よ い Ο こ れ.は 、 一般的な厚 さ 方向 に 屈折率が一定の ス ラ ブ導波路では 、 湾曲や捩れに よ つ て境 界面 で光が反射する 時の入射角 の変化に よ る 散 士。

分 失の 驛が避け ら れない のに対 して 、 厚 さ 方向の 中心に極大値 を有する 屈折率分布を有する ス ラ プの Π は 、 光がス ラ ブ の境界面 に到達する と がハ < 、 ス ラ ブの 界面の状態に 関係な く 伝 する か らであ る ο なお、 上記では入出力光 と してマルチモ ド光に限定 し てい る が 、 ポロ 口 ¹¹¹ ス を問題に しな ければ、 シングルモ一 ド 光で ち何 ら 問題は無い o

(実施の形態 1 3 )

図 2 3 は 本発明 の実施の形態 1 3 に係 る 光 2 分岐器で あ る 光ァノ ィ ス の構成概要図であ る o 実施の形態 1 3 に係 る 光了バィ ス は、 図 2 3 に示す よ ラ に 、 第 1 の屈折率分布 ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 と 、 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ導波路

2 3 0 2 と 第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 3 と を 中心に構成 さ れる o

第 1 乃 第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 〜 2 3

0 3 は レ、ずれ も X Z 平面に平行に広が る シ一 ト 状のマノレ チモ K光伝送路であ る 。 第 1 乃至.第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 2 3 0 3 は 、 厚 さ 方向の 中心位 に 大屈折率 n _w a X ^持ち 、 中心位置か ら 離れる に従つ て屈折 率が増加 しない厚 さ 方向 の屈折率分布を有する o 第 1 乃至 第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 〜 2 3 0 3 は 、 幅 方向 には一定の屈折率を有 し、 屈折率分布を持たなレヽ ο 第 1 の屈折率分 ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 は 、 実施の形態

1 に係 る 光 2 分岐の •fcH. A

■ 口 において'説明 した屈折率分布ス ラ ブ導波路 と |pj一であ る o すなわち 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 の ス ラ ブ長 L ！ は ヽ . 幅：方 向 の基本モ ― ド幅 W。 と 、 幅方向 に励起す る 0 次モー ド光 の実効屈折 率 η 。 と 、 入射光の波長 ； と の 関数 と な り 、 ほぼ η 。 Χ W。 ²ノ ( 2 λ ) であ る。

第 2 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 2 及び第 3 の屈折 率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 3 は、 実施の形態 4 に係 る ク ロ ス シー ト バ ス と 同一であ る。 すなわち、 第 2 の屈折率分布 ス ラ.ブ導波路 2 3 0 1 及び第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 3 の ス ラ ブ長 L ₂ は、 幅方向 の基本モ ー ド幅 W。 と 、 幅方 向 に励起する 0 次モ ー ド光の実効屈折率 n 。 と ヽ 入射光の波 λ の ' 関数 と ： な り 1 V 、ずれ も 、 ほぼ 4 ： X η

0 X W 0 ² / λ であ る ο

実施の形態 1 3 に係 る 光 バィ ス は 、 図示 しなレヽ入射部 か ら第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 の入射面の幅 方向の 中心位置に入射光を入射 さ せる ο 第 1 の屈折率分布 ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 は 、 入射面の幅方向の 中心に入射 し ヽ、、

た入射光を伝送 し 、 セルフ ―ィ メ 一ンング原理に従つ て、 出射面の幅方向の 中心に対称な 2 つの出射光を生成する 。

第 1 の屈折率分 ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 か ら 出射 した 出 射光の内 、 一の 出射光はヽ 第 2 の屈折率分 ス ラ ブ導波路

2 3 0 2 の入射面の幅方向の 中心か ら所定の距離離れた位 置に入射する 0 第 2 の屈折率分 ス ラ ブ導波路 2 3 0 2 は

、 入射 した入射光を伝送 し 、 セルフ ―ィ メ 一ジン グ原理に 従つ て 、 出射面の入射光 と 幅方向 の 中心に対 して対称な位 置に出射光を生成する ο

第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 か ら 出射 した 出 射光の内 、 他の 出射光は 、 第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路

2 3 0 3 の入射面の幅方向の 中心か ら所定の距離離れた位 置に入射する ο 第 3 の屈折率分布ス ラ ブ 波路 2 3 0 3 は

、 入射 した入射光を伝送 し 、 セルフ 一ィ メ 一ジン グ原理に 従つ て 、 出射面の入射光 と 幅方向 の 中心に対 して対称な位 置に出射光を生成する o

こ こ で 、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 の基本 モー ドの幅を w。 と ヽ 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3

0 2 の入射面におけ る 幅方向 の 中心か ら入射光の入射位 ま での所定の距離を X 1 と 、 第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波 路 2 3 0 3 の入射面にお け る 幅方向の 中心か ら入射光の入 射位置ま での所定の距離を 2 と する o の場 α において

、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 の 出射面での分 離幅 d 1 は、 セル フ 一ィ メ 一 ジング原理に よれば 、 d 1 =

W 0 / 2 1に等 しい（ と こ ろ が 、 第 2 の屈折率分布ス ラ ブ導 波路 2 3 0 2 及ぴ第 3 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 3 か ら 出射 したそれぞれの出射光同士の分離幅 d 2 は 、 d 2

= 0 / 2 + 2 X X 1 + 2 X X 2 に.等 し < 大幅に拡大 して い る

こ の よ う に、 実施の形態 1 3 に係 る 光デバイ ス は 、 本 モ一 ド、の 幅 W。 を変化 さ せ る こ と な く 、 分離幅を大 さ < する こ と ができ る。 例えば、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波 路 2 3 0 1 のみで光 2 分岐を構成する 場合、 2 分岐後の分 離幅は W ₀ Z 2 と な り 、 直径 1 2 5 mの光 フ ァ ィ ノ を 接続す る 場合は W。 = 2 5 0 μ nr以上が必要で - あ る 0 の

·¾； 口 、 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 の長 さ は L

= 3 5 ， 0 0 0 m以上 と な り 、 大型化が避け ら れな レヽ o さ ら に 、 直径カ 2 0 0 〜 1 , 0 0 0 111 の プ ラ ス チ ッ ク 光 フ ァ ィ バを接続する場合、 L > 1 0 0 ， 0 0 0 β と な る

( L は 、 W。 の 2 乗に比例） 。

一方 、 第 2 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 2 及ぴ 3 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 3 を使用 した場 Π 、 2 つの 出 射光の移動里は 2 X X 1 + 2 X X 2 に な る 。 X 1 及び 2 の値は 、 第 2 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 2 及ぴ第 3 屈 折率分布ス ラ ブ導波路 2 3 0 3 の半幅ま で大さ < でき る。 したがつ て 、 第 1 屈折率分 ス ラ ブ導波路 2 3 0 1 のみを 用 いて 等の分離幅を得よ 八

つ と した場 口 よ り ヽ ス ラ プ長 L を小 さ < でき る こ の よ う に ヽ 第 1 の屈折率分布ス ラ ブ導 波路 2 3 0 1 が分離幅の小 さ な分岐 でめ つ て も 、 第 2 と 第 3 屈折率分布ス ラ ブ導波路を接続する こ と に よ り 容易 に 分離幅を拡大する こ と がで る o

図 2 4 は 、 本発明 の実施の形態 1 3 の変形例 1 に係 る 3 個以上の信号光の間隔拡大のた め の光 7"パィ ス の要部 を示 す上面図で あ る 実施の形態 1 3 の'変形例 1 に係 る 光デバ イ ス はヽ 図 2 4 に示すよ ラ にヽ 幅方向 に並ベ られた複数の 屈折率分布ス ラ ブ導波路を備 ている 各屈折率分布ス ラ プ導波路はヽ レ、ず'れも 実施の形台 4 に係 る ク ス シ ト バ ス の 場合 に い て 明 した屈折率分 ス ラ ブ導波路 と 同一 であ る ο

実施の形 1 3 の 形例 1 に係 る光テパィ ス は 、 図面の 上力 ら順にヽ 幅方向 にねいて第 k 一 1 番 目 に配置 さ れる 第 k 一 1 の屈折率分布ス ラ プ導波路 2 4 0 1 と 幅方向 に いて第 k 番 @ に配置 さ れる 第 k の屈折率分布ス ラ ブ導波路

2 4 0 2 と 幅方向 にお レ、て第 k + 1 番 目 に配置 さ れる 第 k + 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 4 0 3 と を 中心に構成 さ れる o

実施の形態 1 3 の変形例 1 【こ係 る光テバィ ス に いて、 3 個以上の信号光の間隔を拡大する た めには、 以下の 2 つ

·

のパタ 一 ンを適宜組み わせて伝送を行 o

( 1. ) 隣 う 第 k 及び第 k + 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 の よ に 、 入射位置と 幅方向 の 中心 と の間の関係 を互い に 異方向にする方法であ る 0 の ·¾? 口 信号光の間隔を大幅 に拡大する こ と が可能であ る o

( 2 ) 隣ム ラ 第 k 及び第 k 一 1 の屈折率分 ス ラ ブ導波路 の よ にヽ 入射位置 と 幅方向の 中心 と の間の 関係を互レ、に 同方向に しヽ 光デノ ィ ス全体の 中心に よ 近 < に入射位置 を持つ第 k の屈折率分布ス ラ プ導波路の入射位置 と 幅方向 の 中心 と 間の距離を 、 第 k 一 1 の屈折率分布ス ラ ブ導波路 の入射位置 と 幅方向の 中心 と 間の距離 よ り 小 さ < する方法 であ る o

これ ら ( 1 ) 及ぴ ( 2 ) に記載 した方法を適宜組み わ せる こ と に よ •9 、 3 以上の信号光同士の間 を拡大する こ と が可能にな る o

図 2 5 は 本発明の実施の形態 1 3 の変形例 2 に係 る信 号光の間 拡大のための光丁 ノ ィ ス の要部を示す上面図で あ る o 実施の形態 1 3 の 形例 2 に係 る光了 ノ ィ ス は 、 図

ハ、、

2 4 に示す よ う にヽ 長 さ 方向 に入射位置をず らせて - 並 ら れた複数の屈折率分布ス ラ ブ導波路を備えてい る o 各屈折 率分布ス ラ ブ導波路は 、 レヽずれも 実施の形態 4 に係 る ク ス シ一 卜 ノ ス の場 α に いて説明 した屈折率力 布ス ラ プ導 波路 と |pj 一であ る ο

実施 *匕

の形 1 3 の変形例 2 に係る 光了 / ィ ス は 、 屈折率 分布ス ラ プ 波路を長 さ方向 に多段に接 してレ、 る 0 すな わち 、 1 段の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 5 0 1 か ら の 出 射光 を 、 第 2 段の屈折率分布ス ラ プ導波路 2 5 0 2 の 入射 光 と して接続 し 、 第 2 段の屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 5 0

2 か ら の 出射光 を 順に第 n 权 の屈折率分布ス ラ プ導波路

-

2 5 0 3 の 入射光 と し て接 し て い る ο の と 、 実施の 形台

1 3 の変形例 2 に係る 光丁バィ ス は 各屈折率分布ス ラ ブ導波路か ら の出射位置が 、 幅方向の 中 心に対 して常に 同方向にずれる よ う 配置する o の よ う に配置する こ と に よ り 、 出射光を幅方向 に移動 さ せる こ と が でさ る o

な 以上説明 した光丁バィ ス は 、 レ、ずれも 4 角形のそ れぞれ独 した屈折率分 ス ラ ブ導波路をそれぞれ接 m し て分離幅を拡大する 構成を 明 したが 、 こ れに限 ら れない o 例 えば 複数の シ一 卜状多モ 一 ド.導波路が接 e した状態 の屈折率分 ス ラ ブ導波路を la して ち よ い o

m

(実施の形 1 4 )

図 2 6 は 、 本発明 の実施の形態 1 4 に係 る ビ一 ム変換部 を有する 光丁バィ ス の構成の概要を示す斜視図であ る o 実 施の形台 1 4 に係 る 光ァノヽィ ス は 、 屈折率分布ス ラ プ導波 路 2 6 1 0 と 、 入射側光フ ァ ィ バ 2 6 2 0 と 第 1 の 出射 側光 フ ァ ィ 2 6 3 0 と 、 第 2 の出射側光 フ ァ ィ ノく 2 6 3

5 と 、 入射側 ビ一 ム変換部 2 6 4 0 と 、 第 1 の 出射側 ビ一 ム変換部 2 6 5 0 と 、 第 2 の出射側 ビ ム変換部 2 6 5 5 と を え る o

屈折率分布ス ラ プ導波路 2 6 1 0 は 、 実施の形台 1 の光 テノ^ィ ス を構成する 屈折率分布ス ラ ブ導波路 1 0 1 と |FlJ ― の構成を有 し 光 2 分岐を行 0 所定の ス ラ ブ L を持つ ο 入射側光フ ァ ィ 2 6 2 0 と、 1 の出射側光フ ァ イ ノく 2

6 3 0 及ぴ第 2 の出射側光 フ ァ ィ バ 2 6 3 5 は 、 レ、ずれ も

G I. ( G r a d e d ― I n d e X ) 型の マルチモ一 ド光 フ ア イ パで あ る 0 入射側光フ ァ ィ ノ 2 6 2 0 と 第 1 の 出射 側光フ ァ ィ ノ^ 2 6 3 0 及ぴ第 2 の 出射側光フ ァ ィ ノ 2 6 3

5 は、 いずれも 中心部が最大屈折率であ り 、 周辺に向力 つ て屈折率が ほぼ 2 次 に従つ て減少する 屈折率分布を持 o

入射側 ビ ム変換部 2 6 4 0 は 、 屈折率分 ス ラ ブ導波 路 2 6 1 0 の入射面 2 6 1 2 と 、 入射側光フ ァ ィ パ 2 6 2

0 の 出射側端面 2 6 2 2 と の間 に配置 さ れる 0 入射側 ビ一 ム変換部 2 6 4 0 は 、 ほぼ円筒形状をな し 、 円筒の 中心軸 において極大 と な り 辺に 向かつ て.屈折率が低下する屈折 率分布を持つ 0 入射側 ビ一ム変換部 2 6 4 0 の屈折率分布 は、 中心を極大 と し 辺に 向けて ほぼ 2 次関数に従つ て変 化する。

入射側 ビ ム変換部 2 6 4 0 は 、 入射側光フ ァ ィ パ 2 6

2 0 側か ら屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 6 1 0 側 向 けて次 第に変化が大さ < な る屈折率分布を持つ ·>- - o で 、 図 2 6 に記載 した グラ フ にヽ 入射側 ビ ム変換部 2 6 4 0 の入射 側光 フ ァ ィ バ 2 6 2 0 側の端面 2 6 4 1 の屈折率分布を A と し、 入射側 ビ ム変換部 2 6 4 0 の屈折率分布ス ラ ブ導 波路 · 2 6 1 0 側の端面 2 6 4 2 の屈折率分布 を Β と して 図 示する。 グラ フ か ら わかる よ つ に 、 屈折率分布 Aは 、 屈折 率分布 Β よ り も緩やかな変化を示す o

第 1 の 出射側 ビ一ム変換部 2 6 5 0 はヽ 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 6 1 0 の 出射面 2 6 1 3 と、 1 の出射側光 フ ァ ィ ノ 2 6 3 0 の入射側端面 と の間 に配置 さ れる 0 第 2 の 出射側 ビ一ム変換部 2 6 5 5 はヽ 屈折率分 ス ラ ブ導波路

2 6 1 0 の出射面 2 6 1 3 と 第 2 の出射側光フ ァ ィ バ 2

6 3 5 の入射側端面 と の間に配置 さ れる 0 第 1 の出射側 ビ 一ム変換部 2 6 5 0 及ぴ第 2 の 出射側 ビ ム変換部 2 6 5

5 は 、 ほぼ円筒形状をな し 円筒の 中心軸において極大 と な 周辺 に向かつ て屈折率が低下する屈折率分布を持つ。 第 1 の出射側 ビ ム変換部 2 6 5 0 及び第 2 の 出射側 ビ一 ム変換部 2 6 5 5 の屈折率分布は 、 中心を極大 と し周辺 に 向 けてほぼ 2 次関数に従つ て変化す る o

第 1 の 出射側 ビ一ム変換部 2 6 5 0 は 、 第 1 の 出射側光 フ ァ ィ ノ^側 2 6 3 0 側か ら屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 6 1

0 側へ向 けて次第に変化が大さ < な る 屈折率分布を持つ。 第 2 の出射側 ビ ―ム変換部 2 6 5 5 は 、 第 2 の出射側光 フ ァ ィ ノ 側 2 6 3 1 側か ら 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 6 1 0 側へ向けて次第に変化が大さ < なる 屈折率分布を持つ。 変 化の様子は 刖述 した入射側 ビ一ム変換部 2 6 4 0 を逆方 向 に 向 けた分布にな つ てい る 0

以上の構成に よ り 、 入射側光 フ ァ ィ ノ^ 2 6 2 0 か ら 出射 さ れたマ ルチモ ド、 の信号光は 、 入射側 ビ一ム変換部 2 6

4 0 に入射 して 、 長 さ方向に伝送 さ れる 0 入射側 ビーム変 換部 2 6 4 0 はヽ 屈折率分布の長 さ 方向の変化に よ つ て、 入射側光 フ ァ ィ ノ 2 6 2 0 の モ ド、フ ィ一ル ド、 ( ビ一ム ス ポ ク 卜径 ) を 、 小 さ なモ一 ド、 フ ィ一ル K ( ビ ム ス ポ ッ ト 径 ) に変換する o モ ド、フ ィ ル ド、が小 さ < 変換 さ れた信 号光は 屈折率分布ス フ ブ導波路 2 6 1 0 の入射面上の幅 方向 の中心位置に入射光 と して入射する ο 屈折率分布ス ラ プ導 ■波路 2 6 1 0 は 実施の形 1 に レ、て説明 した よ う に、 入射光を長 さ 方向 に伝送 し セルフ ィ メ一ジング原 理に従つ て出射面近傍に 2 個の像を形成 し こ の像を出射 光 と して 出射する o

出射 し た 2 個の信号光は 、 それぞれ第 1 の 出射側 ビ ― ム 変換部 2 6 5 0 及ぴ第 2 の出射側 ビ ム変換部 2 6 5 5 に 入射 して 長 さ 方向 に伝送 さ れる ο 第 1 の出射側 ビ ム変 換部 2 6 5 0 は、 屈折率分布の長 さ 方向の変化に よ つ て 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 6 1 0 の モ ド、フ ィ ル ド ( ビ ム ス ポ ッ 卜 径） を 大き なモ ド、 フ ィ ル Κ ( ビ ム ス ポ ッ 卜径 ) に変換する o 第 2 の 出射側 ビ ム変換部 2 6 5

5 は 屈折率分布の長 さ方向 の変化に よ つ て 、 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 2 6 1 0 の モ ド フ ィ ル ド、 ( ビ ム ス ポ ッ ト径 ) を 大き なモ フ ィ ル ( ビ ム ス ポ ッ 卜径） に変換す る o モ ド、フ ィ ル ドが大ぎ < 変換 さ れた信号光 は、 第 1 の 出射側光フ ァ ィ パ 2 6 3 0 及び第 2 の出射側光 フ ァ ィ バ 2 6 3 5 へ入射 した後 伝送さ れる

の よ に 、 実施の形態 1 4 に係 る光ァ ス は、 屈折 率分布ス ラ ブ導波路へ入出射する信号光の モ ド フ ィ ル ドを変換する ビ ム変換部を備えて い る の で 、 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 2 6 1 0 に小 さ なモ ド、フ ィ ル ドを持つ入 射光を入射 さ せる こ と がでさ る ο したが つ て 、 セルフ ィ メ シ ン グ原理に ぶ 出射光の モ フ ィ ル ドを小 さ

·>- く する と が でき る 従来ヽ 屈折率分布ス フ ブ導波路の幅に対 して P o F の よ う な コ ァ径 (モ ド、 フ ィ一ル ド 、 ビ一ム ス ポ ク 卜径 ) の 占 め る,割 が大さ な光フ ァ ィ を接続する と 、 セ ル フィ一メ ジング原理よ 、 出力側に も入射光 と じプ フ ァ ィ ルを 持つ ビ一ム ス ポ ッ 卜 の大き な光が 出力 さ れる の で 、 出射 光の間隔を大ぎ < する と が 困難に な る 。 したがつ て 信 号光の分岐数を多 < する - と ができ なかつ た o 一方 、 実施 の形態 1 4 に係 る光了 ノ ィ ス は、 出射光の モ K フ ィ一ル ドを小 さ < する こ と がでさ る の で、 分岐数を増やす と が 容易であ る ο な ヽ 入射の モ一 フ ィ一ル ドが小 さ く な る と 、 分岐 さ れた複数の出射光の f

間 も 小 さ く な る 0 これに対 しては 、 出力位置が平行移動でぎ る よ う に 出力側 ビ一ム変換部に角 度をつけた り 、 S 字型に して緩やかな力一ブを付け る - と で 、 コ ァ径の大 き な光フ ァ ィ バを 出力側に接 する こ と が でき る ο ま た 、 上記例では 、 屈折率分 ス ラ プ導波路 2 6

1 0 はヽ 実施の形態 1 の光 2 分岐の光丁パィ ス に用い ら れ る も のであつ たがゝ 他の実施の形態で説明 したス 卜 レ一 卜 シ一 ノ ス ヽ ク ス シ ― 卜 パ ス 、 ス タ 力 プラ 、 光ス ィ ク チ等を適用可能で - あ る と はい う ま で も ない o の場 a 、 入出射 さ れる 信号光の数に応 じて 、 入出射側光フ ァ ィ ノく及 び入出射側 ビ一ム変換部の数を調整すればよ レ、 0

図 2 7 は 、 本発明の実施の形態 1 4 の変形例 1 に係 る 光 デパィ ス の構成の概要を示す斜視図であ る 0 実施の形態 1

4 の変形例 1 に係 る 光デパィ ス は、 実施の形態 1 4 の光 V バィ ス と ほぼ ―の構成を有する ので 、 相 する部分のみ 説明する ま た — '

o 、 の符号は |pj の

成を不す o

—

実施の形台匕 1 4 の 形例 1 に係 る 光丁 ノ ィ ス は 、 実施の 形態 2 で 明 した光 N分岐の光丁 ノ^ ィ ス におレ、てヽ Ν 5 と した屈折率分 ス ラ ブ導波路 2 7 1 0 を備 てい る ο 実 施の形態 1 4 の変形例 1 に係 る 光 Tパィ ス は 、 さ 方向の 中 心 取大屈折率を持ち 厚 さ方向 にの みほぼ 2 次関数に 従つ て屈折率が減少する 屈折率分布を持つ屈折率分布導波 路か ら な る入射側 ビ ム変換部 2 7 4 0 を備 X. る o ま た 、 実施の形態 1 4 の変形例 1 に係 る 光ァパィ ス は 、 '子 さ 方向 の 中心に最大屈折率を持ち 、 厚 さ 方向 に のみほぼ 2 次関数 に従つ て屈折率が減少する 屈折率分布を 、 それぞれ持つ 5 個の屈折率分布導波路か ら な る 出射側 ビ ム変換部 2 7 5

0 を備え る o

入射側 ビ一 ム変換部 2 7 2 0 の屈折率分布導波路は 、 入 射側光フ ァ ィ バ 2 6 2 0 側か ら屈折率分 ス ラ ブ導波路 2

7 1 0 側へ向 けて ヽ 幅方向 の大さ さ が減少する形状を持つ ο 出射側 ビ一 ム変換部 2 7 3 0 の各屈折率分布導波路はヽ 各出射側光フ ァ ィ バ 2 6 3 0 側か ら屈折率分布ス ラ ブ導波 路 2 7 1 0 側 向 けて ヽ 幅方向 の大ぎ さ が減少する形状を

·- 備 え る屈折率分布導波路であ る o こ の よ つ にゝ 幅方向の大 さ さ が変化する 屈折率分布導波路を入出射側の ビ ム変換 部に用いた場 であ つ て も 、 モ ド、 フ ィ ル を変換する こ と が可台匕

目匕であ る

図 2 8 A は 、 本 明の実施の形態 1 4 の 形例 2 に係 る 光テ バ ィ ス の構成の概要を示す上面図であ る 0 ま た 、 図 2

8 B は、 本 明の 施の形態 1 4 の変形例 2 に係 る 光丁 ノ ィ ス の出射側 ビ ム 換部 2 8 5 0 の 例 を示す断面 、 図 2 8 C はヽ 本発明 の実施の形態 1 4 の変形例 2 に係 る 光 ァノ ィ ス の出射側 ビ ム変換部 2 8 5 0 の他の例 を示す断 面図であ る ο 実施の形態 1 4 の 恋形例 2 に係る 光ァ ノ ィ ス は、 実施の形 、 1 4 の光デノ^ ィ ス と ほぼ I ] の構成を有す る ので 、 相連する部分のみ説明する o ま た 、 の符号は 同一の構成を示す o

実施の形態 1 4 の変形例 2 に係 る 光ァノ^ ィ ス は 実施の 形態 2 で説明 した光 N分岐の光 T ノ ィ ス に いて 、 N = 4 と した屈折率分布ス ラ ブ導波路 2 8 1 0 を備えてい る o 実 施の形態 1 4 の変形例 2 に係 る光丁 ノ^ィ ス は 、 変形例 1 に おいて 明 した入射側 ビ ム変換部 2 7 4 0 を備 る o 実 施の形 1 4 の変形例 2 に係 る 光丁ソ ィ ス はヽ 出力側光フ ァ ィ ノ 2 8 3 0 の全て を力ノ^ する 単体の 出射側 ビ ム 換部 2 8 5 0 を備 る o 出射側 ビ ム変換部 2 8 5 0 は s 長 さ 方向に垂直な平面内でゝ 屈折率分 ス ラ ブ導波路 2 8

1 0 の幅方向 中心に対応する 中心に最大屈折率を持ち 、 辺に向けて屈折率が低下する 屈折率分 を持つ光伝送路で め る o 出射側 ビ ム変換部 2 8 5 0 は 、 断面力 ^s 円 あ る レヽは 矩形のいずれかの形状を有する 0 図 2 8 B はヽ 断面が 円 で あ る 出射側 ビ ム変換部 2 8 5 0 図 2 8 Cは 、 断面が矩 形であ る 出射側 ビ ム変換部 2 8 5 0 をそれぞれ示 してい る 。 ま た 、 各断面図 におレヽてヽ 出射側光フ ァ ィ ノ 2 8 3

0 は -

、 すベて断面内 に配置 さ れる >

o の よ に 、 屈折率分 布を持つ単 の光伝送路を ビ ム変換部に用いた場 口 であ つ て も 、 モ ド、 フ ィ ル ドを変換する と が可能であ る o な 、 変形例 2 の よ に、 ビ ム変換部の構成は入出射 側で統一する 必要なハ、、 < 、 適宜組み わせる · ·

と ができ る o 例えば 、 入射側 ビ ム変換部に変形例 2 で説明 した構成 を 用 して 、 出射側 ビ一ム変換部に変形例 1 で説明 した構 成を適用する等 して も よ い ο

図 2 9 は 、 本発明 の実施の形態 1 4 の変形例 3 に係る 光 デノ ィ ス の構成の概要を示す斜視図であ る 0 実施の形態 1

4 の変形例 2 に係 る 光テノ ィ ス は 、 実施の形態 1 4 の変形 例 1 に係 る光ァバィ ス と ほぼ同一の構成を有する ので、 相 連する部分のみ 明する o ま た 、 一の符号は 一の構成 を示す。

本発明 の実施の形態 1 4 の変形例 3 に係 る 光ァパイ ス は

、 出射側光フ ァ ィ ノ 群 2 9 3 0 の ク ラ V ド、 の一部が幅方向 に力 ッ 卜 してゝ 光 フ ァ ィ 同士の隣接間隔を小 さ < してい る こ の よ - う に 、 ク ラ V ド'の一部を力 ク 卜す る と に よ り

、 出射側 ビ一ム変換部 2 7 5 0 の幅方向の変形量を小 さ く する こ と がでさ る 0

(製造方法に係 る 実施の形 Is )

以下、 各実施の形態で説明 したシ 卜 状の屈折率分布ス ラ ブ導波路の製造方法を説明する o 屈折率分布ス ラ ブ導波 路の製造方法 と して は 、 例えば下記の 2 種類があ げ られる 第 1 の 造方法は 、 屈折率の な る極 の フ イ ノレ ム を、 厚さ 方向 の屈折率変化に合わせて積層 して屈折率分布ス ラ プ導波路を製造する 方法であ る o 第 1 の製 ； it方法の具体例 と して 、 ェポキ シ系ヽ ァ ク リ ル系 、 ポ リ 力一ボネー ト 系、 ポ リ ィ 、、 系の樹脂を採用する方法が あ る 0 これ ら の樹脂 に添カロ さ れる フ ク 素や重水素や硫黄な どの添加量を調整す る と. 、 屈折率が変化する の で 、 さ ま ざま な屈折率を有する 極薄の フ ィ ノレ ム を製造する >- と がでさ る ο

第 2 の製造方法は 、 光伝送路の厚 さ 方向の組成を 、 厚 さ 方向の屈折率分布に CI よ う に変化 させ る方法であ る 。 第

2 の製 方法の具体例 と して 、 以下に示す方法が あ る 0

( 1 ) シ一 卜 状のガラ ス材料 ィ ォン注入 し 、 注入 したィ j

ォンをガラ ス 内部で分布制御 して屈折率分布を形成する方 法。

( 2 ) .シ 卜 状の ポ V シラ ンを硬化する 際に 、 酸素濃度を 制御 しヽ ポ ジ シラ ン内部での酸素濃度に分布を施 して屈折 率分布を形成する 方法 0

( 3 ) シ一 卜 状の全フ ク P^ 樹脂を 化する に、 樹脂内部 で高屈折率低分子 と 低屈折率モ ノ マ一の分布を制御 して屈 折率分 を施す方法 o

なお 、 ( 3 ) の全フ ク素榭脂内部で屈折率分布形成方法は

、 他の樹脂に対 して 応用 が可能であ る ο

以下 、 特に第 2 の製造方法の ( 2 ) のポ ジ シラ ンを用い て屈折率分布ス ラ ブ導波路を作成.する 方法について詳細に 説明する o ポ V シ ラ ンは 、 紫外線露光や熱処理に よ つ て硬 化する ο こ の と き 、 ポ y シラ ン構 λ口. の ―部は 、 硬化 さ れる 時に酸化 さ れて屈折率の ぶ 小 さ.なシ キサ ン構造に変化 す る o したが て 、 硬化 したポ ジ シラ ンはヽ 酸化 さ れない でポ ジ シラ ン構造のま ま硬化 した部分 と 、 硬化 さ れる 時に 酸化 さ れて シ 口 キサン ； it

is.に ,変化 した部分の比率を変化 さ せる こ と に り 、 屈折率を - 制御する と が可能にな る o 例 え ば 、 雰囲気中 に酸素を含む環 で紫外線昭"、射に よ 硬化 さ せた場 P ポ ジ シラ ンは 、 紫外線が照射 さ れた表面か ら 内部 向かつ て酸 濃度が低 た状 ·&匕

^！ 下 し で硬化 さ れる た め

、 酸素濃度の低い内部か ら酸素濃度の高レ、表面に向かつ て 屈折率が低下する 屈折率分布構造を形成する こ と が可能で あ る 0 の う に して シ 卜 状の ポ リ シ ラ ンの上下面か ら 等 し < 紫外線を照射すれば 、 厚 さ 方向に 中心対称の屈折

· - 率分 を得る と が さ る o

以下 、 光了ノ^ィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の製造方法 を説明する O 図 3 0 は 屈折率分布ス ラ ブ導波路の製 方 法の一例を示す説明図である o 図 3 0 にね レ、てヽ は じ め に

、 実施の形態 1 で説明 した屈折率分 ス ラ プ導波路 3 0 1

0 の ス ラ ブ厚 D と 同 じ深 さ を有 し 、 複数の屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 0 の大ぎ さ に相 当する 凹部 3 0 0 1 を持つ 透明成形型 3 0 0 2 を準備する (第 1 のェ ) 0 透明成形 型 3 0 0 2 はヽ 紫外線に対 して透明 な材料に Ό 形成する

。 次に 、 透明成形型 3 0 0 2 の凹部分 3 0 0 1 に 、 ポ V シ ラ ン 3 0 0 3 を凹部 3 0 0 1 か ら ほぼはみ出 さ ない よ う に 充填する (第 2 のェ程 ) 0 のェ.程を 、 図 3 0 Aに示す o 次に 、 凹部 3 0 0 1 に溜めたポ V- シラ ン 3 0 0 3 に対 し て 、 厚 さ方向の上下か ら紫外線 3 0 0 4 を "昭、、射する と 時 に加熱する 0 のェ を 、 図 3 0 B に示す 0 その後 、 ポ V シラ ン 3 0 0 3 を 化 させる (第 3 のェ程 ) o のェ を

、 図 3 0 B に示す o

ポ ジ シラ ン 3 0 0 3 が硬化 した後ヽ 所望の屈折率分 ス ラ プ導波路 3 0 1 0 の形状に切断する ( 4 のェ禾¹^ ) ο こ の よ に してヽ 複数の屈折率分布ス ラ ブ導波路を製造する と がでぎ る o 切断 した後の透明成形型 3 0 0 2 は 、 その ま ま屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 0 1 0 の基板 3 0 0 5 と し て使用する と がでさ る o も ち ろ ん 、 基板 3 0 0 5 を除去 して あ よ い ο

ただ しヽ 凹部 3 0 0 2 の側壁は 、 最後に切断削除 さ れる の で垂直でな < て も 良 < 、 テ一パ一面で do つ て も よ い 0 ま

、、戶 た 、 屈折率分 ス ラ ブ導波路 3 0 1 0 の切断面を光字研磨 して よい o ま た 、 所望の厚 さ を持つ シ 卜状ポ V シラ ン を形成でさ る場 、 側壁はヽ 必ず し も必要ではない 0

図 3 1 は 屈折率分布ス ラ ブ導波路の製造方法の他の例 を示す説明 図でめ る 0 図 3 1 にね レ、 ·てヽ は じめ にヽ 実施の 形態 1 で説明 した屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 1 1 0 の ス ラ ブ厚 D と 同 じ深 さ を有 し 、 単一 の屈折率分 ス ラ ブ導波路

3 1 1 0 の大ぎ さ に相当する 凹部 3 0 0 1 を持つ透明成形 型 3 1 0 2 を準備する (第 1 のェ ) o 透明成形型 3 1 0

2 は 、 紫外線に対 して透明 な材料に よ 形成する o 次にヽ 透明成形型 3 1 0 2 の凹部分 3 1 0 1 に 、 ポ y シ ラ ン 3 1

0 3 を凹部 3 1 0 1 か ら ほぼはみ.出 さ ない よ に充填する

-

(第 2 の X ) 0 のェ を 図 3 1 A に示す 0

次にヽ 凹部 3 1 0 1 に溜 めたポ V シラ ン 3 1 0 3 に対 し て 、 厚 さ方向の上下か ら紫外線 3 0 0 4 を 昭"、射す る と 同時 に加熱する o の X程を 、 図 3 1 B に示す ο その後 、 ポ V シ ラ ン 3 1 0 3 を硬化 さ せる (第 3 のェ ) 0 こ のェ を ゝ 図 3 1 B に示す o ポ ジ シラ ン 3 1 0 3 が硬化 した後、 入出射端面に相 当す る部分を屈折率分布ス ラ プ導波路 3 1 1 0 の形状に切断す る （■第 4 のェ ) o の よ 5 'に して 、 屈折率分 ス ラ ブ導 波路を製 ； する と がでさ る o 切断 した後の透明成形型 3

1 0 2 は 、 その ま ま 屈折率分 ス ラ ブ導波路 3 1 1 0 の基

- 板 3 1 0 5 と して使用する と がでさ る o も ち ろ んヽ 基板

3 0 0 5 を除去 して も よ い o

ただ し 、 凹部の入出射面は最後 に切断削除 さ れる ので垂 直でな < て 良 < てテ パ が付レ、ていて あ 良いが 、 幅方 向の側壁面 3 1 0 6 は 1 0 以下の垂直面が望ま しい 卞こ 、 凹部の入出射面はゝ 切断削除 される だけはな < 、 入出 射位置の近傍にのみ形成 して よ いま たヽ 切断面を光学研 磨 して も 良いが 、 光入出射面方向の透明成形型 3 1 0 2 の 肉厚が 1 0 β m以下であれば透明成形型 3 1 0 2 白 体を切 断や研磨 して入出射面に して ち 良い 0 こ の よ う にヽ 透明成形型に sruけた凹部分に充填 した樹脂 を溜め る よ フ にする こ と で 、 粘土の低レ、樹脂であつ て も膜

-iV.

厚を任 に厚 < する こ と がでぎ る o したが つ て 、 ァ径の 大き な光フ ァ ィ ノ を入出射側に用いる こ と が可能な光伝送 路に対応す る と ができ る

図 3 2 は 、 ポ ジ シ ラ ンを用いた屈折率分布の メ 力 二ズム を説明する 明 図であ る o 刖述の よ に 、 ポ V シラ ンは、 紫外線露光や熱処理に よ つ て起 こ る硬化時の酸化に よ り 屈 折率の よ り 小 さ な シ キサ ン構造 (図 3 2 ( e ) ) に変化 する o こ のため 、 酸化 しないポ V シラ ン構造 (図 3 2 ( d

) ) 部分 と 酸化に よ り 発生する シ キサ ン 造部分の比率 を制御する こ と で屈折率分布をつ け る と がでさ る ο 図か ら わかる よ う に 、 ホ V シラ ンを酸ン、雰囲気中 に配置 し (図

3 2. A ) 、 紫外線露光 と 加執 と のいずれか一 >·

方を行 つ (図

3 2 B -

) と に よ り ヽ 酸ン 濃度が薄い中心部はポ V シラ ン 港や再；

1Ηが多 < ヽ 酸素濃度が濃い表面部はシ キサ ン構造が多 い成形体を得る (図 3 2 C ) o

ポ ジ シラ ン の膜厚が 5 0 β m以下であ る 場 Π 、 雰囲気中 の酸素に よ ポ リ シラ ン内では表面か ら 内部に向かつ て酸

- 素濃度が低下する。 のた め 、 自 然に酸 ヾ濃度の低い内部 か ら 酸 濃度の高レヽ表面に向かつ て屈折率が低下する 屈折 率分 を形成する こ と と な る 0 ま た ポ V シラ ン の膜厚が

5 0 β m以上であ る場合ヽ 分囲気中の酸素以外に 、 予め硬 化前のポ ジ シラ ン の 内部に酸素あ る.いは酸化物を所望の分 布で拡散 さ せてお く こ と で 、 酸化時の屈折率分布を任 , 、 に 制御する こ と 可能であ る 0

ま た 、 ポ V シラ ンを両面か ら 対称的に酸化 させる と で 厚 さ 方向の 中心に対 して対称形状の屈折率分布を形成する こ と がでぎ る Ο ただ し 、 U V露光で硬化す る場 に基板側 か ら 露光す る場合は 、 U V に対 して透明な材料 、 例 X.ば、

- やパィ レ V ク ス な どのガラ スを使用 し 、 基板側か ら 露 光 しなレ、場 α は 、 ガラ ス 以外に シ ジ ンや樹脂な ど U V に 対 して不透明な材料で も かま わない o

図 3 3 は 、 本発明 の実施の形態 1 4 の変形例 1 に係る 光 デパィ ス の製造方法を 明する 説明図であ る 0 以下 、 本発 明 の実施の形態 1 4 に係 る 変形例 1 を例に して 、 光テパィ ス の製造方法を説明する ο 明成形型 3 3 0 1 は、 予め屈折率分 マルチモ ド、導 波路に相 当する 凹部 3 3 0 2 と 、 入射側 ビ一 ム変換部に相 当する 凹部 3 3 0 3 と 出射側 ビ一ム変換部に相 当する 凹 部 3 3 0 4 と が形成 さ れる ο ま た 、 透明成形型 3 3 0 1 は

、 入射側光フ ァ ィ バ 3 3 1 0 の位置決め を行 ため の V溝

3 3 0 5 と 、 出射側光フ ァ ィ ノ 3 3 1 1 の位置決め を行 う た めの V溝 3 3 0 6 と が形成 さ れる ο ·~ の透明成形型 3 3

0 1 の各凹部に 、 ポ ジ シラ ン 3 3 2 0 を充填する o 充填 し た後 、 各凹部に溜めたポ リ シラ ン 3 3 2 0 に対 して 上下 か ら の紫外線を照射する と 同時に加熱 して 、 ポ V シラ ン 3

3 0 1 を硬化 さ せる o 最後に 、 V溝 3 3 0 5 及ぴ V溝 3 3

0 6 に、 光フ ァ ィ ノ を配置 して光 Τ ノ^ィ ス を製造する と がでさ る o

ただ し 、 凹部 3 3 0 2 の幅方向 を決定する側壁面 3 3 3

ο

0 は 1 0 以下の垂直 m にする と が望ま しい o の よ つ に 透明成形型にロスけた凹部に充填 した樹脂を溜め る よ ラ にする こ と で 、 粘度の低レ、樹脂であ つ て も膜厚を任 Ί≤、に厚

< する こ と がで る 0 したがつ て 、 入出射側の光伝送路に ァ径の大さ な光フ ァ ィ ノくを使用 した場 Π であ つ て も ヽ 対 応す る こ と がで さ る 0

以上の例では 、 透明成形型を屈折率分布ス ラ ブ導波路の 基板 と して 、 光ァノ^ィ ス の ―部 と して利用 したがヽ 硬化 し たポ リ シラ ンを離型 して も よ レ、 ο 離型する と に よ り 、 透 明成形型の再利用が可目匕 と な る ので 、 透明成形型の製造コ ス 卜 を低減する こ と がでさ る 0

図 3 4 及ぴ図 3 5 は 、 本発明 の実施の形 匕 1 4 の変形例 1 に係る 光丁パィ ス の製造方法の別例を |!¾明する説明図で ある 。 図 3 4 において 、 透明成形型 3 4 0 1 は 、 予め屈折 率分布マルチモ一 ド、導波路に相 当する 凹部 3 4 0 2 と 、 入 射側 ビ一ム変換部に相当する 凹部 3 4 0 3 と 、 出射側 ビ一 ム変換部に相 当する 凹部 3 4 0 4 と が形成 さ れる。 こ の透 明成形型 3 4 0 1 に よ り 、 入出射側 ビ一ム変換部が一体的 に形成 さ れた屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 4 1 0 を、 今ま で 述べた紫外線露光等の方法で成形する。 屈折率分布ス ラ ブ 導波路 3 4 1 0 は 、 硬化後 透明成形型 3 4 0 1 か ら離型 する 。

次に 、 図 3 5 に レヽ て 、 予め屈折率分布ス ラ ブ導波路 3

4 0 1 に 、丄 y

相 する 凹部 3 5 0 2 と 、 入射側光フ ァ ィ ノ 3 5

2 0 の位置決め を行 う V溝 3 5 0 3 と 、 出射側光フ ァ イ ノ

3 5 3 0 の位置決め を行 5 V溝 3 5 0 4 と が形成 さ れたァ セ ンブ ¹リ 型 3 5 0 1 を準備する o こ の ァ セ ンブ リ 型 3 5 0

1 に、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 4 0 1 と 、 入射側光フ ァ ィ パ 3 5 2 0 と 、 出射側光フ ァ ィ ノ 3 5 3 0 と を配置する こ と よ り 、 光了 ノ ィ ス を製造する こ と がでぎ る o

こ の製造方法に よ れば 、 屈折率分布ス ラ ブ導波路 3 4 0

1 の成形に用レ、た透明成形型は 、 離型に よ り 再利用 でき る ため、 ス 卜 ダ ク ンが可能であ る o よ 7し 、 入出射側 ビ一ム 変換部の位置決め 周整が不要であ る ため製造の際の生産性 向上を図 る こ と がで ぎ る ま た 、 ァセ ンプ V 型 3 5 0 1 は

、 製造ェ に いて紫外線露光をする必要が なレヽた め材料 の限定が小 さ < 低価格な型材料を選択する こ と ができ る

。 ま た 、 ァセ ンブ y 型 3 5 0 1 を使用する 、 と に よ り 、 入 出射側光フ ァ ィ パの位置決め調 が容易であ る た め 造の 際の生産性向上を図 る と がで き る o

な 図 3 4 及ぴ図 3 5 の 出射側 ビ ム変換部は 出射 側光フ ァ ィ パ側 と G I 型マルチモ ドス ラ プ導波路側の光 軸が ―致 してい る が れに限 られない o 実施の形台 1 4 の変形例 1 に説明 した よ 5 に 各出射側 ビ ム変換部間隔 が 屈折率分 ス ラ プ導波路か ら 出射側光フ ァ ィ バに向か つ て次第に大さ < する と 屈折率分布ス ラ ブ導波路の形状 を小 さ < でさ る 0

以上説明 した製造方法は 光 N分岐の光了 ノくィ ス だけで な < 各実施の形態で 明 したス 卜 レ 卜 シ 卜 バス ク ス シ 卜 ノ ス 光ス ィ V チ ス タ 力 プラ 等の光丁 ノ^ ィ ス に適用可能であ る と はい 5 ま で も ない o

(実施の形台^ 1 5 )

図 3 6 A は 本発明の実施の形 1 5 に係 る マルチモ ド、干渉 分岐器 5 1 0 0 の斜視図であ る o ま た 図 3 6 B は マルチモ ド、干渉 分岐器 5 1 0 0 の正面図であ る ο 図 3 6 A にわいて 座標系 を 図 中 に示すよ に定め 紙面 の下方向 を y 方向 と 紙面の右向 き を z 方向 と y 方向及 ぴ z 方向 に垂直な方向 を X 方向 と'定義する o

マルチモ ド、干渉 分岐 5 1 0 0 は シ ― 卜 状光伝送 路 5 1 0 1 と 入射部 5 1 0 4 と 出射部 5 1 0 5 及ぴ出 射部 5 1 0 6 と 気用基板 5 1 0 7 と 気用 基板 5 1

0 8 と を備 え る ο シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は y 方向の 正の方向 に fa つ て 電気用基板 5 1 0 7 と シ 卜 状光伝 送路 5 1 0 1 と 気用基板 5 1 0 8 と を順に禾貝 μ した 3 層 を備 てレ、 る

シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は、 y 方向 (厚 さ 方向 ) の厚 さ が d でヽ Z X 平面に対 して平行な 2 次元光伝送路であ る シ一 状光伝送路 5 1 0 1 は、 外部か ら入射 した信号光 を y 方向 に閉 じ · - め 、 z 方向 (伝送方向 ) に伝送可能であ る シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は 、 Z 方向の両端に反射面

5 1 0 2 及び反射面 5 1 0 3 を持つ

反射面 5 1 0 2 はヽ z 方向 の一方の端部に形成 さ ォし 反射面 5 1 0 2 は 、 y 方向 の正方向 に沿つ て入射する信号 光を 、 z 方向の正方向 折 り 曲げる よ う に 、 Z X 平面に対 して 4 5 の角度を なす反射面であ る

反射面 5 1 0 3 は 、 入射側に対 して反対側であ る Z 方向 の他方の端部に形成 される 反射面 . 5 1 0 3 は 、 z 方向 の 正方向 に沿つ て伝送する信号光を y 方向の負方向へ折 り 曲 げる よ う に 、 z X 平面に対 して 4 5 の角度を なす反射面 であ る

シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は、 y 方向 に屈折率分布を持 つ シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は 、 y 方向の厚 さ が半分の d / 2 の位置に め る z X 方向 に平行な面 (以下ヽ 中心部 5

1 0 1 a と い ラ ) が最大屈折率 n _m - a であ る シ ト 状光 伝送路 5 1 0 1 はヽ 中心部 5 1 0 1 a を対称面 と して、 中 心 それ sis- 部 5 1 0 1 a か ら ぞれ 用基板 5 1 0 7 及ぴ電気 用基板 5 1 0 8 に 向 けて連 的に屈折率が減少 して く 屈折 率分布を持つ

ま たヽ シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は 、 z X 平面に平行な 面内の屈折率が常に等 しレヽ すな わち シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は、 y 方向 にのみ屈折率分布を持ち 、 他の方向 に は屈折率分布を持たなレ、

電 用基板 5 1 0 7 及ぴ電 用基板 5 1 0 8 は 、 平板状 であ る ο 電気用基板 5 1 0 7 は 、 発光素子 5 1 1 0 と 、 受 光素子 5 1 1 1 と 、 受光素子 5 1 1 2 と を含む ο

発光素子 5 1 1 0 は 、 信号光を発生さ せる た めの面発光 レ 一ザであ る o 面発光 レ 一ザはヽ 信号光 と な る レ ザが y 方向の正方向 に発振する よ ラ に配置 される ο

ま たヽ 受光 子 5 1 1 1 及ぴ受光素子 5 1 1 2 は 、 信号 光を受光する フ ォ 卜 ダィ ォ一 ド、で あ る o フ ォ 卜 ダィ ォ一 ド、 は 、 y 方向の負方向 に つ て伝送 さ れる信号光を受光する よ に配置 さ れる ο 電気用基板 5 1 0 7 及ぴ電気用基板 5

1 0 8 は 、 そ の他光了バィ ス を駆動する ため に必要な図示 しなレ、 部 P P

ΠΡや光部 PP を実装する o

電ス 用基板 5 1 0 7 は 、 発光素子 5 1 1 0 に対応する位 置に 円筒状の貫通孔であ る スル ホ一ルを有する ο こ のス ル一ホ ノレの 内部には 、 円筒状の入射部 5 1 0 4 が形成 さ れてい る o ま た 、 電 用基板 5 1 0 7 はヽ 受光 、'子 5 1 1

1 に対応する位置に円筒状の貫通孔であ る スル一ホ一ルを 有する o

- の ス ノレ ホ 一ル の内部に は ヽ 円筒状の 出射部 5 1 0 5 が形成 さ れて レ、る 同様に 、 電気用基板 5 1 0 7 は 、 受光 素子 5 1 1 2 に対応する位置に 円筒状の貫 孔であ る ス ル ホ ルを有する o こ のスル ホ一ルの内部には 、 円筒状 の 出射部 5 1 0 6 が形成 さ れてい る ο

入射部 5 1 0 4 は 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 を 成す る材科 と 同 じ材料で作成 さ れる o 入射部 5 1 0 4 はヽ 円筒 の 中心軸に関 して軸対称な屈折率分布を持ち 、 円筒の 中心 軸を最大屈折率 η π 1 a Xと しヽ 中心軸対称に 中心軸か ら周辺 へ離れる に従つ て連続的に屈折率が増加 しない屈折率分布 を持つ o 入射部 5 1 0 4 の y 方向の長 さ は 、 信号光を シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 に平行光 と して入射する よ う に決定 さ れてい る o

入射部 5 1 0 4 と 、 出射部 5 1 0 5 及び出射部 5 1 0 6 と は 、 いずれも 等 しい構造であ る o ま た 、 入射部 5 1 0 4 と 、 出射部 5 1 0 5 と 、 出射部 5 1 0 6 と は いずれも シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 と 接着 さ れてレ、る o 入射部 5 1 0

4 と 、 出射部 5 1 0 5 と ヽ 出射部 5 1 0 6 と は 、 マルチモ 一 ド、干渉のセルフ ―ィ メ ジ ング原理の条件に従つ て所定 位置に形成 される o なお 、 マルチモ一 ド干渉のセルフ一ィ メ ジン グ原理の条件については 後述する o

上記の構成に い て、 発光 子 5 1 1 0 の面発光 レ一ザ の発光点か ら発振 した信号光は 、 入射部 5 1 0 4 に入射 し

、 y 方向 の正方向に進行する ο その後、 信号光はヽ 入射部

5 1 0 4 か ら シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 に入射 し 反射面

5 1 0 2 で Z 方向の正方向 に折 り.曲 げ られ 、 シ 卜 状伝送 路 5 1 0 1 内 を伝搬する o 信号光は 、 シ一 状光伝送路 5

1 0 1 内で X方向に拡散 し てマルチモ一 ド、で z 方向 の正方 向 に伝送 さ れる o その後 、 信号光は 、 反射面 5 1 0 3 で y 方向 の負方向 に折 り 曲げ られる o

、 こ で 、 入射部 5 1 0 4 と ヽ 出射部 5 1 0 5 と 、 出射部

5 1 0 6 と は 、 後述す る マルチモ一 ド干渉のセルフ一ィ メ ジング原理の条件に従つ て所定位 に形成 さ れてレヽ る の で 信号光は 、 出射部 5 1 0 5 及ぴ出射部 5 1 0 6 の 置 で等ェネルギ に一分割 さ れ 、 それぞれ出射部 5 1 0 5 及 ぴ出射部 5 1 0 6 に入射する o

出射部 5 1 0 5 に入射 した信号光は 、 出射部 5 1 0 5 か ら 出射 して受光素子 5 1 1 1 の フ ォ 卜 ダィ ォ一 Kの受光面 で検出 さ れる o 同様に、 出射部 5 1 0 6 に入射 した信号光 は 、 出射部 5 1 0 6 か ら 出射 して受光素子 5 1 1 2 の フ ォ 卜 ダィ ォ Kの受光面で検出 さ れる o

の よ に 、 出射部 5 1 0 6 は 、 出射部 5 1 0 5 と 等 し レ、構成を持ち 、 マルチモ一 ド'干渉のセル フ一ィ メ 一ジング

>·

原理の条件に従 つ 所定位置に配置 さ れてレ、 る - o のため、 出射部 5 1 0 6 は 、 出射部 5 1 0 5 と 等価であ り 光学的 な作用 は等 しレ、 o したが つ て 、 以下の説明では 、 出射部 5

1 0 5 に基づレ、て のみ行レ、 、 出射部 5 1 0 6 の 明 は同一 であ る ため省略する ο

な 、 入射部 5 1 0 4 と 出射部 5 1 0 5 と 出射部 5

1 0 6 と は 、 レ、ずれ も内部を伝送する信号光の光軸は 、 y 方向 に平行であ シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の信号光の 伝送方向であ る z 方向に直交 して.い る ο したが つ て 入射 部 5 1 0 4 と 、 出射部 5 1 0 5 と 出射部 5 1 0 6 と は、 いずれも非平行入射部でめ る ο

図 3 7 は 、 本発明 の実施の形態 1 5 に係 る マルチモ一 ド 干渉二分岐 5 1 0 0 の信号光が伝送 さ れる部分の断面図 であ 0 図 2 は シ一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 及び入射部 5

1 0 4 を図 3 6 A 中 の C ― D一 G一 H面を含む平面で切断 した断面の D H側 と シ 卜 状光伝 路 5 1 0 1 及び出 射部 5 1 0 5 を図 3 6 A 中の E ― F ― I ― J 面を含む平面 で切断 した断面の E ― I 側を接 した断面図であ る o

こ こ で C D G Η面を含む平面は y z 面に平行 であ り 入射部 5 1 0 4 の 中心軸を含む平面であ る o ま た、

E F I ― J 面を含む平面は y z 面に平行であ り 出射 部 5 1 0 6 の 中心軸を含む平面であ る

な 図 3 7 において 等 しい構成については図 3 6 と 同 じ符号を付 してい る o 図 3 7 に いて 発光素子 5 1 1

0 の発光点を発光点 5 1 1 0 a と 受光素子 5 1 1 1 の受 光面上の受光点を受光点 5 1 1 1 a と する o

実施の形態 1 5 に係る マ ルチモ ド、干渉 分岐器 5 1 0

0 では 信号光はシ 卜 状光伝送路 . 5 1 0 1 内で y 方向の 正方向 にのみ伝送 さ れる ο こ のた め 信号光の伝送方向の 位相状態の議卩冊を行 う 場 信号光の X 方向 の拡散は考慮 しな < て よ レ、 信号光の X 方向 の拡散は マルチモ ー ド 干渉に よ る信号光の強度分 の変化が原因であ る た めエネ ルギ 伝搬を伴わず 信号光の X 方向 には に 位相 と な る か ら であ る o

したが つ て 図 3 7 に いて 伝送方向 の位相状態を議

5冊する場八 a 図 3 6 中 の X y 面に平行な D E ― H I 面 は無視 して よ < 図 3 7 の c ― D G H面の D H側 と E ― F I ― J 面の E ― I 側 と を接 した媒質中 に記载 さ れた光路は 信号光の光路 と 等価にな る こ の よ う に、 下に述ベる 実施 •6

以 の形 に レヽ て 光路あ る いは光路長 と レヽ う 口口 を用い る 場合 X 方向の拡散は 視 してい る こ と と する 。

図 3 7 におレヽて 、 発光点 5 1 1 0 a か ら発振する信号光 は、 .発散光であ る か ら さ ま ざま な光路を軌跡 と する 光線を 含む o 発光点 5 1 1 0 a か ら発振する信号光の ラ ち 、 特に

、 ί あ信号光の光軸か ら離れた位置に入射す る 一つの光路

Α及び光路 B を検討する o な 、 光路 Aは、 入射部 5 1 0

4 に入射する信号光の光軸に関 して光路 B と 対称な 関係に あ る o 図 3 7 おレ、て 、 光路 A を実線で表 し 、 光路 B を点 線で表す ο

図 3 7 にねいて 発光点 5 1 1 0 a か り y 方向 の正方向 に発振 した信号光はヽ 発散光 と して入射部 5 1 0 4 に入射 する o 入射部 5 1 0 4 は 、 刖述 した よ に 中心軸対称に 中 、軸か ら周辺へ离隹れる に従つ て連 的に屈折率が増加 しな い屈折率分 を持つ o ·_ のた めヽ 入射部 5 1 0 4 に入射 し た信号光の ラ ち、 入射部 5 1 0 4 に 9 0 度以外の角 度を な して入射 した光線は 、 直線状には伝送さ れず蛇行 しなが ら 進行する o

すなわちヽ 光路 A に沿つ て伝送 さ れる光線は 、 屈折率の 高い領域か ら 屈折率の低レ、領域へ伝送され、 次第に y 方向 に平行に 曲 げ られる o 光路 B に沿.つ て伝送 さ れる 光線も 、 屈折率の高い領域か ら 屈折率の低レ、領域へ伝送 さ れ 、 次第 に y 方向 に平行に 曲 げ られる 0

こ で 入射部 5 1 0 4 は 、 信号光がシ一 卜 状光伝送路

5 1 0 1 に入射する 際に平行光 ( コ V メ 一 タ 光 ) と なる よ う に y 方向 の長 さ が決め られてい る o すなわち 、 光路 Aが

、 光路 B に平行にな る よ 5 にヽ 入射部 5 1 0 4 の y 方向の 物理的な さ 力 ^s決定 さ れてレヽ る したが つ てヽ 信号光は、 平行光 と して シ一 状光伝送路 5 1 0 1 に入射する

光路 A は 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 を垂直に横切っ て 反射面 5 1 0 2 に達 し 、 反射面 5 1 0 2 に よ つ て Z 方向の 正方向に折 り 曲 げ られる ―方 、 光路 B は 、 す ぐに反射面

5 1 0 2 に達 し、 反射面 5 1 0 2 に よ つ て z 方向 の正方向 に折 り 曲 げ ら れる 光路 Aが反射面 5 1 0 2 で折 り 曲 げ ら れる こ と に よ り 、 すベての信号光がシ 卜 状光伝送路 5 1

0 1 の z 方向 の正方向 に伝送 さ れる その後 、 光路 A及び 光路 B は 、 屈折率分布に従つ て蛇行 しなが ら進行す る。

光路 A はヽ 反射面 5 1 0 3 に達し 、 反射面 5 1 0 3 に よ つ て y 方向の負方向 に折 り 曲 げ られる 一方 、 y 方向の正 方向 に平行に入射 した光路 B は 、 光路 A よ 遅れて反射面

5 1 0 3 に し、 反射面 5 1 0 3 に よ つ て y 方向 の負方向 に折 り 曲 げ ら れる

こ の と さ 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 はヽ 出射部 5 1 0

5 に出射する 際に平行光 と な る よ 5 に z 方向の構成が決め られてレ、 る すなわ ち 、 光路 Aが 、 光路 B に平行に な る よ う に、 シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の物理的な長 さ が決定 さ れてレヽ る したが つ て 信号光は' 平行光 と して 出射部 5

1 0 5 に · - 入射する で 、 出射部 5 1 0 5 を伝送する信 号光の光軸は 、 y 方向 に平行であ ヽ シ一 卜 状光伝送路 5

1 0 1 の信号光の伝送方向で あ る z 方向 に直交 している。 なお、 シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の 成は 、 後に詳述する 出射部 5 1 0 5 は 刖述 した よ う に 中心軸対称に 中心軸 か ら周辺へ離れる に従つ て 的に屈折率が増加 しない屈 折率分 を持つ 0 こ のため 出射部 5 1 0 5 に入射 した信 号光の ち 中心軸か ら離れた部分に入射 した信号光は、 直線状に は伝送 さ れず蛇行 しなが ら進行する 0

光路 A は 屈折率の低レ、領域か ら 屈折率の高い領域へ伝 送 さ れ 次第に対称光軸に接近する方向 に曲 げ られる o 光 路 B も 屈折率の低い領域か ら屈折率の高い領域へ伝送 さ れ 次第 に対称光軸に接近する方向 に曲 げ られる o

出射部 5 1 0 5 は 屈折率分布及び y 方向の物理的長 さ が入射部 5 1 0 4 と 等 しい 0 こ のた め 、 信号光は収束光 と し て出射部 5 1 0 5 か ら 出射 し 受光点 5 1 1 1 a で結像 する ο

光路 A に いて 光路 Β が反射面 5 1 0 2 に達 した位置 に対応す る位 か ら 光路 Aが反射面 5 1 0 2 に達 した位 置ま での物理的な光路長を L A 1 と 定義する o 光路 B t お いて 光路 B が反射面 5 1 0 2 に した位置か ら 光路 A が反射面 5 1 0 2 に する位置に対応する位置ま での物理 的な光路長を L B 1 と する 0

ま た 光路 A において 光路 Aが反射面 5 1 0 3 に達 し た位置か ら 光路 B が反射面 5 1 0 3 に達する位置に対応 する位置ま で の物理的な光路長を L A 2 と 定義する o 光路

B に レ、て 光路 Aが反射面 5 1 0 3 に達 した位 に対応 する位置か ら 光路 Β が反射面 5 1 0 3 に達 した位置ま で の物理的な光路長を L Β 2 と する o

ま た 光路 Aが反射面 5 1 0 2 に した位置か ら 光路

Aが反射面 5 1 0 3 に ¾1する位 ま での物理的距離を 1K送 長 L と 定義する o 伝送長 L は、 信号光が z 方向の正の方向 に伝送さ れる 領域の物理的長 さ に相 当する o

反射面 5 1 0 2 及ぴ反射面 5 1 0 3 は と も に光路を 9

0 度折 り 曲 げる へ ラ 一 と して機能す る ので 、 y 方向及ぴ z 方向の幾何学的形状は it通であ る o したがつ てヽ 物理的 な 光路長 L A 1 は 、 物理的な光路長 L B 1 と 等 しい 0 様に 物理的な光路 L A 2 は 、 物理的な光路長 L B 2 と しい

0

しか しなが ら 、 物理的な光路長 L A 1 に対応する 光学的 な光路長は 、 物理的な光路長 L B 1 に対応する 光学的な光 路長 と 一致 し なレ、 ·>- れはヽ 反射面 5 1 0 2 で反射 した後 で光字的な光路長が異な る ため 、 光路 A を軌跡 と する 光線 の位相は、 光路 B を軌跡 と する 光線の位相 と 一致 しないた めであ る o すなわち ヽ 光路 A と 光路 B と は位相差が生 じ る o の よ う に 、 屈折率分 を含むシ 卜 状光伝送路に 、 伝 送 さ れる方向 に対 して垂直でなレ、反射面を け る と 、 反射 面は光路長差発生部 と して機能す る o

光路 A と 光路 B と はヽ 位相差が あ る た め 、 シ一 卜 状光伝 送路 5 1 0 1 の内部 を伝送 さ れる 信号光の強度 ピ一ク 位置 が シ フ ト する o 光路 Aが L 1 A に.対応する光路を伝送 さ れ る 間 に信号光が咸 じ る 屈折率は 、 光路 B が L 1 B に対応す る 光路を伝送 さ れる 間 に信号光が感 じ る 屈折率よ も 高い o

- の結果 、 光路 A はヽ 光路 B よ V も位相が遅れて しま う o した ゝつ て 、 図 3 7 か ら あ 明 ら かな よ ラ に s 両光路力 s交 差する 置は 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の 中心部 5 1 0 1 a と は一致せず、 y 方向 の正側に シフ 卜 してい る o ま た、 シ 状光伝送路 5 1 0 1 を z 方向 に伝送 さ れる 光線は、 屈折率分布のた め に位相が乱れない o したがっ て

、 反射面 5 1 0 2 に よ り 発生 した光路 A及ぴ光路 B の間の 位相差は、 その ま ま反射面 5 1 0 3 伝送 される o 反射面

5 1 0 3 に いて も 、 同 じメ カ 二ズムで 、 光路 A及ぴ光路

B の間に位相差を発生 さ せる。

反射面 5 1 0 2 で発生する位相差を定量化する o 図 3 8

Aは 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 及ぴ入射部 5 1 0 4 を、 図 3 6 A 中の C - D ― G — H面を含む平面で切断 した断面 であ る。 ま た 、 図 3 8 B は、 シー 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の 屈折率分布を表すグラ フ であ る。 図 3 8 B に いて 、 縦軸 は γ 方向 と一致 させてお り 、 y 座標の原点 を 中心部 5 1 0

1 a と する o

屈折率分布定数を g と し、 中心部 5 1 0 1 a に け る 屈 折率を n _m a と し、 y方向の屈折率分布を以下の (数 9 ) に示 さ れた一次 で疋 す o 。 y) = 一 g²y² )

2 J (数 9) 図 3 8 B において、 横軸は屈折'率 n ( y ) であ り 、 縦軸 はシ一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 の y 方向の位置座標であ る 0 位置の原点は シー ト 状光伝送路 5 1 0 1 の 中心部 5 1 0 1 a でめ Ό 。 図 3 8 B か ら 明 ら かな よ う に 、 (数 9 ) は上に 凸の 2 次関数で、 中心部 5 1 0 1 a の屈折率が最大屈折率 m a xであ り 、 中心部 5 1 0 1 a カゝ ら y 方向 の正負両方向 離れる に したがっ て連続的かつ中 心対称に屈折率が低下 してい く 屈折率分布であ る o

物理的な光路長を光学的な光路長へ変換する には 、 屈折 率分布の関数を位置で積分すればよ い。 簡単のた め に 、 光 路 A及び光路 B を伝送する信号光が反射面 5 1 0 2 におい て反射する位置は 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の最大径の 位置であ る と す る o

実際には 、 シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 を伝送 さ れる信号 光は 、 幅方向 に複数モ一 ド、が励起 さ れてお り 、 モ ー ド、ご と に実効屈折率が異な て レ、 る 。 M M Iでは、 長 さ方向の大 き さ は、 幅方向 に励起 さ れる 0 次モ ー ド光の実効屈折率の 関数にな る の で 最大屈折率 n _{m a x}を幅方向 に励起 さ れる

0 次モー ド光の実効屈折率 n。 に置換 した方が都合が よ い o した力 S つ て 以下の議き A

卩 raにおいて、 屈折率 と して幅方向 に励起 さ れる 0 次モ一 ド、光の実効屈折率 n。 を用 い る こ と にする。 な 、 実効屈折率 n。 は、 最大屈折率 n _m a X — 信号光の波長 と シ一 卜 状光伝送路の形状に よ り 決定 さ れ 光路 A の物理的な光路 L 1 A に対応する 光学的な光路 長は 、 屈折率分布の 関数であ る (数 9 ) を 、 位置座標 y に つレ、て ― d / 2 か ら d / 2 ま で積分 した も の に等 しい 。 す なわち 、 光路 A の物理的な光路長 L 1 A に対応する 光学的 な光路長は 、 図 3 8 B に レ、て屈折率分布を表す (数 9 ) の グ ラ フ と y 軸 と が形成する領域 の面禾貝に等 しい o

同様に 、 光路 B の物理的な光路長 L 1 B に対応する光学 的な光路長はヽ 図 3 8 B に レ、 て位置 d / 2 に け る屈折 率の値 n ( d / 2 ) -を 、 位 座標 y について ― d / 2 か ら d / 2 ま で した あ の に等 しい。 すなわち 、 光路 B の物 理的な光路長 L 1 B に対応する光学的な光路長は 、 図 3 8

B において矩形の領域 β の面積に等 しい

したが つ て、 反射面 5 1 0 2 に よ り 発生 した光路 A及ぴ 光路 B の 間の光学的な光路長の差 Δ L はヽ 以下の (数 1 0

) で表わす o よ た 、 の と ぎ の光路 A と 光路 B の間に発生 する位相差 Δ は 、 以下の (数 1 1 ) で表 され 。 ただ し 屈折率 と して実効屈折率 η 0 を用いてい る o .

(数 1 0 )

上記の位相差 Δ' を具体的に数値 fh .算 した 果を表 1 に示 す。 なね 、 計算に際 して屈折率分 |5 疋数 g は 、 d Z 2 で 中 心カゝ ら 1 %程度低下する値 と して してい る。 ま た、 中 心部 5 1 0 1 a の屈折率に対応する 実効屈折率は n 0 =

1 . 5 に sr >±=；■

BX At してレ、 る。

表 1

表 1 カゝ ら も 明 ら かな よ に 、 反射面 5 1 0 2 に いて発 生する 光路 A及ぴ光路 B の間の位相差は 、 π ラ ジァ ン以上 であ る。 光路 A及び光路 B の間の位相差をゼ に しな けれ ば、 強度分布を維持 したま ま ·>- 信号光を 出射する と がでぎ なレヽ。

そ こ で、 位相差を捕償する方法につレ、て 明する o は じ め に、 光路 A を伝送 さ れる信号光が反射面 5 1 0 2 に し た位置か ら 、 口

光路 Aを伝送 さ れる信 光が反射面 5 1 0 3 に達する位置ま で の物理的距離 ('以下 、 伝送長 と レ、 ) L が、 満足すベさ 条件を求め る ο

入射部 5 1 0 4 か ら シ ― 卜 状光伝送路 5 1 0 1 に入射す る信号光及びヽ シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 か ら 出射部 5 1 口

0 5 へ出射する信 光は 、 と も に平行光であ る o ま た 屈 折率分布係数 g が与 X. られる と 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 を伝送する 光 ,線は、 屈折率分 に従つ て周期 2 π / g で 蛇行する 0

したが つ てヽ シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 でヽ 平行光 と し て入射 した 口

信 光を平行光 と して 出射 させる ため には 、 伝 送長 L を周期 2 % / g の整数倍にすればよ い o すなわ ち 、 伝送長 L は 以下の (数 1 2 ) を満足する 必 が ある o

JL — j ( 7 = 0,1,2,3 (数ェ 2)

g

一方 、 屈折率分布に よ つ て 、 光路 A の物理的な伝送長 L に対応する 光学的な光路長は 、 光路 B の物理的な伝送長に

A、 -- 対応する光字的な光路長 と 等 しい o シ一 卜 状光伝送路 5 1

0 1 の全体の光路 A及ぴ光路 B の の光学的な光路長の差 は、 反射面 5 1 0 2 及ぴ反射面 5 1 0 3 のみで発生する と 考えて よ い ο こ の よ ラ に 、 反射面 5 1 0 2 及ぴ反射面 5 1

0 3 は 、 光路長差発生部であ る o

シ一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 の全体の光学的な光路 の差

A L _t 。 _{t a l} は、 反射面 5 1 0 2 に対 して計算 した （数 1 0 ) を 2 倍 した以下の （数 1 3 ) の値 と 等 しい。

AL_i0!al = 2AL = ^~ (数 1 3) 上記 （ 1 3 ) は 、 光路 A の光学的な光路 が光路 B の 光学的な光路長 よ り Δ L _{t 0} t a 1 の値だけ大き い こ と を 意味 してい る o したが っ て、 (数 1 3 ) の値を信号光の波 長の整数倍に一致 させる こ と に よ Ό 、 光路 A の位相 と 光路

B の位相 と の間 の差をゼ ロ にする こ と がでぎ る 。 すなわち

、 光路 A及ぴ光路 B の位相差をセ 口 にする 条件は、 以下の (数 1 4 ) で表 さ れる条件であ る。

AL_(oto, = = k (k = (数 1 4)

>·

こ の よ フ に、 光路 A と 光路 B と の間の位相差は 、 シー ト 状光伝送路 5 1 0 1 全体で発生する 光路 A と 光路 B と の間 の光学的な光路長の差を （数 1 4 ) を満足する よ に構成 すれば 、 信号光の波長 λ の 白 然数倍 と な る o の結果、 光 路 A と 光路 B と の間の位相差は発生 しない o

- - で 、 シ一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 は 、 次の よ BX. ρ Γ される o は じめ に、 (数 1 2 ) に よ り 伝送長 L を決定する

。 こ れに よ り 、 屈折率分布定数 g が決定 さ れる o 次に、 決 定 さ れた屈折率分布定数 g と 、 あ ら か じめ与 X. られる信号 光の波長 λ と を用いて (数 1 4 ) を'調整する o

調整する ため のパ ラ メ 一タ は 、 中心部 5 1 0 1 a の屈折 率 n _m a X及ぴ y 方向の厚 さ d であ る o なお 中心部 5 1 0

1 a の屈折率 n _{m a x}及ぴ y 方向の厚 さ d を変化 させる こ と に よ り 、 幅方向 に励起する 0 次モー ド光の実効屈折率 n

。 を変化 させる と でき 'る > 調整 :がで き ：な 'い と き 1は . 、 屈 折率分布定数 g を変化 させて 、 再ぴ (数 1 2 ) に よ り 1J3C达 長 L を決定する o こ の最適化設計.を繰 り 返すこ と に よ り 、 所望の シ一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 を得る こ と がでさ る σ

,―■、、

以上の よ う に 、 実施の形態 1 5 に係 る 光丁 ノ ィ ス は 、 光 路 A と 光路 B と の間 の光学的な光路長の差は 、 信号光の波 長 λ の 自 然数倍 と な つ て レ、 る 。 したが つ て 、 光路 A と 光路

Β と の 1目コの位相 は、 光伝送路へ入射する一目■>_/ U·■- と 光伝送路か ら 出射 した後 と で等 しレ、 o のためヽ 実施の形態 1 5 に係 る 光丁 パィ ス は 光伝送路に入射 した際の波形 と 出射す る 際の波形 と を 致させる と がでさ 光伝送路か ら信号 光を損失な < 出射する と ができ る ο

ま た、 実施の形台 His 1 5 の係る 光デパィ ス は 光伝送路へ 入射する信号光の光軸 及び光伝送路か ら 出射する信号光 の光軸が いずれ も z 方向 と 直交する ので 外部 と 光伝送 路 と を簡単に結 □ する こ と ができ る o 特に 光伝送路へ入 射する信号光を発光する発光素子や光伝送路か ら 出射 した 信号光を受光する 受光素子な どの光部 nP と 光伝送路 と を 結合する 際に 光部 R

PP を簡単に実装でき る o

ま た、 実施の形台 1 5 に係 る 光デノ ィ ス は 光路 A及び 光路 B は 光学的な光路長差が生 じ る光路長差発生部 を 2 個含み、 2 個の光路長差発生部で発生する 光学的な光路長 差の和が 信号光の波長の 直 然数倍に等 しい こ の構成に よ り つの光路の位相差をゼ 口 にする と がで含 る o ま た、 実施の形態 1 5 に係る 光デパィ ス は y 方向 に信 号光 を閉 じ め可能なシ 卜 状光伝送路を含み シ ト 状 伝送路が y 方向 の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大 で、 中心部か ら 第 1 方向 に沿つ て離れる に従つ て屈折率力 S 増加 しなレ、屈折率分布を有 してい'る こ の構成に よ り 、 屈 折率分布に よ つ てモ K分散を抑制 し 信号光を伝送する こ と ができ る

ま た、 実施の形態 1 5 に係る 光デノ ィ ス は シ 卜 状光 伝送路が Z 方向 と 平行でない方向か ら 入射 した信号光の 光軸を、 Z 方向 折 曲 げる た めの反射面 5 1 0 2 と z 方向 に伝送 した信号光の光軸を z 方向 と 平行でない方向 へ折 り 曲 げる た めの反射面 5 1 0 3 と を含んでい る o の 場合、 反射面 5 1 0 2 と 反射面 1 0 3 と は 光路長差発生 部で.ある o

こ の構成に よ り z 方向 と 平行でない方向か ら光伝送路 へ入射さ れる信号光を 簡単に光伝送路 入射 さ せる と ができ る o ま た z 方向 と 平行でなレヽ方向 光伝送路か ら 出射 さ れる信号光を 簡単に光伝送路か ら 出射 させる - と ができ る o

ま た 実施の形態 1 5 に係 る 光ァノ^ィ ス は シ 卜 状光 伝送路に いて 反射面 5 1 0 2 に よ り 信号光のす てが

Z 方向 折 り 曲 げ ら れた位置か ら 信号光のすベてが反射 面 5 1 0 3 に入射する 直目 U の位置ま での物理的な光路長が

、 屈折率分 ¾ 基づいて蛇行 して伝送 さ れる 光路の蛇行周 期の j 倍 ( j = 0 1 2 3 • • • ) に等 しい。 こ の構 成に よ り 信号光は入射側 と 出射側 と で強度分布が す

O o

施の形態 1 6 )

次に 本発明 の実施の形 1 6 を Ski明する ο 実施の形態

1 6 では実施の形態 1 5 と ―部分について は説明 を省略 し、 相 部分のみ 明する o 実施の形台 1 6 のマノレチモ ド干渉 分岐器 5 2 0 0 は 図 3 6 に示 したマルチモ ド、 干渉二分岐 ¾^ 5 1 0 0 と 概略等 しレ、構成を備 X.てお シ ー ト 状光伝送路 5 2 0 1 の構成のみが異な る o

図 3 9 は 、 本発明の実施の形態 1 6 に係る マルチモ K 干渉二分岐器 5 2 0 0 の信号光が伝送さ れる 部分の断面図 であ る o 図 3 9 は マルチモ ド、干渉 ―分岐器 5 2 0 0 を 、 図 3 6 及ぴ図 3 7 に不 した実施の形態 1 5 に係る マ ノレ チ モー ド干渉二分岐 ¾5 5 1 0 0 の場合 と 同一の場所で切断 し た断面図であ る 。 図 3 9 3 い て 、 入射部 5 1 0 4 と 、 出 射部 5 1 0 5 と 、 反射面 5 1 0 2 と 、 反射面 5 1 0 3 と は

、 すべて実施の形態 1 5 に係 る マ ル チモ一 ド、干渉二分岐器

5 1 0 0 と 等 しい構成を持つ

シ一 卜 状光伝送路 5 2 0 1 は、 y 方向 に屈折率分布を持 つ。 シ一 ト 状光伝送路 5 2 0 1 は、 中心部 5 1 0 1 a が最 大屈折率 Ώ- m a x ¾ る o シ一 ト 状光伝送路 5 2 0 1 は、 中 心部 5 1 0 1 a を対称面 と して 、 （数 9 ) を満足する屈折 率分布を持つ。 ま た、 シ一 ト 状光伝送路 5 2 0 1 は、 y 方 向 にのみ屈折率分 ¾3 を持ち、 他の方向には屈折率分布を持 たない o ま た、 シ一 ト状光伝送路 5 · 2 0 1 の伝送長 L は、 以下の (数 1 5 ) を満足 してい る 。

L = ^(j ₊ 0.5) (ブ = 0,1,2,...) (数 1 5)

g

(数 1 5 ) は、 伝送長 L が 、 シー ト 状光伝送路 5 2 0 1 で光が伝送する 際の蛇行周期の （整数 + 0 - 5 ) 倍であ る こ と を意味 してい る ½ ¾ L が、 （数 1 5 ) を満足 して い る場合、 光路 A及ぴ光路 B の蛇'行周期がヽ 入射時 と 比較 して半周期だけずれる

光路 Aは、 反射面 5 1 0 2 の最も入射部 5 1 0 4 力、 ら遠 い側で反射 して、 Z 方向 の正の方向 に折 り 曲 げ られ伝送 さ れた後、 反射面 5 1 0 3 の最 も 出射部 5 1 0 5 に近い側で 反射する。 同様に 光路 B は 、 反射面 5 1 0 2 の最 も入射 部 5 1 0 4 力 ら近い側で反射 して 、 z 方向の正の方向 に折 り 曲 げ ら れ to送 さ れた後 反射面 5 1 0 3 の最も 出射部 5

1 0 5 か ら返い側で反射する o

こ で 、 物理的な光路長 L 1 A と L 2 A と 、 L 1 Β と

L 2 B と を実施の 態 1 5 の場 σ と 等 し < 定義する た 伝送長 L も 実施の形台 1 5 の場 o と 等 し く 定義する 。 実施の形態 1 6 の場 a 光路 A の物理的な光路長 L 1 A に 対応する 光学的な光路長は 光路 Β の物理的な光路長 L 2

B に対応する 光学的な光路長 と 等 しい 0 ま た 、 光路 A の物 理的な光路長 L 2 A に対応す る 光字的な光路長は 光路 B の物理的な光路長 L 1 B に対応する 光学的な光路長 と 等 し

1,

Vヽ * ο

方 屈折率分布に よ つ て 光路 A の物理的な伝送長 L に対応する 光学的な光路長は 光路. B の物理的な伝送長に 対応する 光学的な光路長 と 等 しい ο したがつ て、 シ ト 状 光伝送路 5 2 0 1 の全体の光路 A及ぴ光路 B の間の光学的 な光路長の差は、 ゼ と な る ο 実施の形台 1 5 の場 α と 同 様に 光学的な光路長を Δ L _t o t a 1 と する と 、 以下の

(数 1 6 ) が成 り つ ο

(数 1 6)

すなわち、 光路 A の光学的な光路長 と 光路 B の光学的 な光路長の間の差は ゼ と な る o 光学的な光路長の差が ゼ であ る か ら 、 光路 A及ぴ光路 B の間には位相差は発生 しなレ、 ο こ の よ う に 光路 A と 光路 B と の間 の位相差は、 シ 卜 状伝送路 5 2 0 1 の伝送長 L を (数 1 5 ) を満足す る よ う に する と ゼ Π にな る o

以上の よ う に、 .施の形態 1 6 に係 る光デパィ ス は 、 光 路 A と光路 B と の間の光学的な光路 の差は、 ゼ で ¾> る

0 したが つ てヽ 光路 A と 光路 B と の間の位相差は 、 光伝送 路へ入射する と 光伝送路か ら 出射 した後 と で等 しレヽ 0 の た め、 実施の形態 1 6 に係 る 光了 ノ^ィ ス はヽ 光伝送路に 入射 した際の波形 と 、 出射する 際の波形 と を 致 させる こ

士。

と ができ 、 光伝送路か ら信号光 を 失な < 出射する こ と が で き る 0

, ■、、

ま た、 実施の形態 1 6 の係 る 光 Τ ノ^ィ ス は 光伝送路へ 入射する信号光の光軸ヽ 及ぴ光伝送路か ら 出射する信号光 の光軸が 、 レ、ずれ z 方向 と 直交する ので. 、 外部 と 光伝送 路 と を簡単に ロ α する こ と がでさ る ο 特に 、 光伝送路へ入 射する信号光を発光する発光素子や光伝送路か ら 出射 した 信号光を受光する受光素子な どの光.部 Ρ

ΡΡ と ヽ 光 送路 と を

¾、口 α する 際に 、 光部 n

PO を簡単に実装でさ る ο

ま た、 実施の形台匕 1 6 に係 る 光丁 ノ ィ ス はヽ 光路 A及ぴ 光路 Β は 、 光学的な光路長差が生 じ る 光路長差発生部を 2 個含み、 2 個の光路長差発生部で発生する 光学的な光路長 差の和が ヽ ゼ で め る Ό こ の構成に よ り 、 一つの光路の位 相差をゼ にする こ と ができ る ο

ま た、 実施の形態 1 6 に係 る 光.丁 ノ ィ ス は y 方向 に信 号光を閉 じ こ め可能な シ一 ト 状光伝送路を含み シ一 ト 状 伝送路が y 方向 の 子 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最大 で 、 中心部か ら第 1 方向 に沿つ て離れる に従つ て屈折率が 増加 しない屈折率分布を有 してい る ο こ の構成に よ り 、 屈 折率分布に よ つ てモ一 ド、分散を抑制 し 、 信号光を伝送する こ と がでさ る ο ま た 実施の形台 1 6 に係 る 光 τ ス は シ 状光 伝送路が z 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光の 光軸を Z 方向 折 曲 げる た めの反射面 5 1 0 2 と z 方向 に伝送 した信号光の光軸を Z 方向 と 平行でない方向 折 り 曲 げる ための反射面 5 1 0 3 と を含んでい る o さ ら に 反射面 5 1 0 2 と 反射面 5 1 0 3 と は 光路長差発生 部であ る

こ の構成に よ z 方向 と 平行でない方向か ら 光伝送路 入射 さ れる 信号光を 簡単に光伝送路 入射 さ せ る こ と ができ る ま た Z 方向 と 平行でなレ、方向 光伝送路か ら 出射 される信号光を 簡単に光伝送路か ら 出射 さ せ る こ と がで さ る o

ま た 実施の形 1 6 に係 る 光丁.ノ ィ ス は シ 卜 状光 伝送路に レ、て 反射面 5 1 0 2 に よ り 信号光のす てが

Z 方向へ折 曲 げ られた位置か ら 信号光のすベてが反射 面 5 1 0 3 に入射する 直刖 の位置ま での物理的な光路長が 屈折率分 に基づいて蛇行 して伝送 さ れる光路の蛇行周 期の ( j + 0 • 5 ) 倍 ( j 0 1 2 3 • - ) に等 しい - ο の構成に よ り 信号光は入射側 と 出射側 と で強度 分布が 致す る

(実施の形態 1 7 )

次に 本発明の実施の形態 1 7 を 明する o 実施の形態

1 7 で ヒ

は実施の形 1 5 と ―部分については説明 を省略 し 相 部分の ete

み説 •f

明する o 実施の形 US 1 7 のマルチモ ド、干渉 分岐 5 3 0 0 は 図 3 6 に示 したマルチモ ド 干渉 分岐 5 1 0 0 と 概略等 しい 成を備 てお り 、 入 射部 5 3 0 4 と、 出射部 5 3 0 5 と 、 シー ト 状光伝送路 5

3 0 1 と の構成が異な る 0

図 4 0 は、 本発明の実施の形態 1 7 に係 る マルチモー ド 干渉二分岐器 5 3 0 0 の信号光が伝送 さ れる部分の断面図 であ る 0 図 4 0 は 、 マルチモ一 ド干渉二分岐器 5 3 0 0 を

、 図 3 6 及ぴ図 3 7 に示 した実施の形態 1 5 に係 る マルチ モー ド干渉二分岐器 5 1 0 0 の場合 と 同一の場所で切断 し た断面図 であ る 0

シ一 卜 状光伝送路 5 3 0 1 は、 y 方向 に屈折率分布を持 つ。 シ一 ト 状光伝送路 5 3 0 1 は、 中心部 5 1 0 1 a 力 S最 大屈折率 Π m a xであ る ο シ一 ト 状光伝送路 5 3 0 1 は、 中 心部 5 1 O l a を対称面 と して、 （ 1 ) 式を満足する 屈折 率分布を持つ。 ま た、 シ一 卜 状光伝送路 5 3 0 1 は、 y 方 向 にのみ屈折率分布を持ち 、 他の方向には屈折率分布を持 たない 0

シ一 卜 状光伝送路 5 3 0 1 にお い て、 入射部 5 3 0 4 か ら入射す る信号光は、 反射面 5 1 0 2 上の 、 シ一 ト 光伝送 路の 中心部 5 1 0 1 a で 、 X 方向 に平行な線状に集光 さ れ る。 すなわち 、 入射部 5 3 0 4 の y 方向の長 さ を適切 に設 定する こ と に よ り 、 信号光を 、 反射面 5 1 0 2 上の、 シー ト 光伝送路の 中心部 5 1 0 1 a で、 X 方向 に平行な線状に 集光する こ と がでさ る o

ま た 、 シー ト状光伝送路 5 3 0 1 において 、 出射部 5 3

0 5 か ら 出射する信号光は 、 反射面 5 1 0 3 上の 、 シー ト 光伝送路の 中心部 5 1 0 1 a で、 X 方向 に平行な線状に集 光 さ れた後、 出射部 5 1 0 5 か ら 出射する o すなわち 、 出 射部 5 3 0 5 の y 方向の長 さ を適切に設定する こ と に よ り 、 信号光を、 反射面 5 1 0 3 上の、 シー ト 光伝送路の 中心 部 5 1 0 1 a で、 X 方向 に平行な線状に集光する こ と がで さ る。

さ ら に、 シー ト 状光伝送路 5 3 0 1 は、 こ の と き 、 シー ト 状光伝送路 5 3 0 1 の反射面 5 1 0 2 カゝ ら反射面 5 1 0 3 ま での 中心部 5 1 0 1 a にお け る物理的な光路長 L _R— _Rは、 以下の （数 1 7 ) の関係 を満足 してい る 。

L_R-_R= (y = 0,1,2,3...) (数 17)

(数 1 7 ) は、 物理的な光路長 L _R— _R力 S、 シー ト 状光 伝送路 5 3 0 1 内 を蛇行する信号光の光路の蛇行周期の半 整数倍 と 等 しい こ と を意味 してい る。 （数 1 7 ) を満足す る よ う に、 物理的な光路長 L _R _ _R を設定する と 、 反射面 5 1 0 2 上で X 方向 に平行な線状に集光 した信号光は、 反 射面 5 1 0 3 上に X 方向に平行な線状に再ぴ集光する。

した力 Sつ て 、 反射面 5 1 0 1 と 反射面 5 1 0 2 と の間 に は、 y z 平面に平行な面内で光学的には共役関係が成立す る。 こ の と き 、 光路 Aが感 じ る 屈折率は、 光路 B が感 じ る 屈折率は完全に一致する の で、 光路 A及ぴ光路 B の間には 、 位相差は発生 し ない。 こ の よ う に、 光路 A と 光路 B と の 間の位相差は、 シー ト 状伝送路 5 3 0 1 の物理的な光路長 L _R _ _R を、 （数 1 7 ) を満足する よ う に設定する と 、 ゼ 口 に な る 。

以上の よ う に、 実施の形態 1 7 に係 る 光デパイ ス は、 シ 一 ト 状光伝送路 5 3 0 1 を伝送 さ れる 複数の光路の う ち、 光路 A と 光路 B と の間の光 '子的な光路 の差は ゼ と な つ て い る ο 光路 A と 光路 B と の間の位相差は 、 光伝送路へ 入射する 刖 と 光伝送路か ら 出射 した後 と で等 しい o こ のた め 、 実施の形態 1 7 に係 る 光丁 ノ ィ ス は 、 光伝送路に入射 した際の波形 と 、 出射する 際の波形 と を ―致 させる と が 。

でさ 、 光伝送路か ら信号光 を 失な < 出射する こ と がでさ ο

ま た、 実施の形態 1 7 に係 る光了 ィ ス は 、 光路 A及ぴ 光路 B は -、、

、 光字的 な光路長差が発生する部分を持たない o の構成に よ 、 光路 A及び B の位相差をゼ にする こ と が で き る 0

ま た、 実施の形台 1 7 に係 る 光了 ノ ィ ス は 、 上述の シ一 卜 状光伝送路が 、 反射面 5 1 0 2 と 反射面 5 1 0 3 と を含

、 中心部 1 0 1 a ^お け る反射面 1 0 2 と 反射面 1 0 3 と の間の物理的な光路長が 、 屈折率分布に基づいて蛇行 し て伝送さ れる光路の蛇行闲期の j / 2 倍 ( j = 0 1 2

3 • · • ) に等 しい。 ま たヽ 実施の形態 1 7 の光ァノ^ィ ス は 、 信号光がヽ 光伝送路の第 1 方向のノ子 さ が半分 と な る 中心部でヽ y 方向及ぴ z 方向 に に直交す る X 方向 に平行 な線状に集光 さ れる 0

の構成に よ り 、 中心部に け る反射面間が 、 光学的に 共役関係 と な る o の た め 、 反射面間で 、 一つの光路は 光学的な光路長差が発生する部分を持たない o したがつ て

、 ―つの光路の位相差をゼ にする と ができ.る o

(実施の形態 1 8 )

次に、 本発明 の実施の形 1 8 を 明する o .施の形 1 8 では実施の形台 1 5 と 同一部分について は 1¾明 を省略 し、 相连部分のみ説明する 実施の形 1 8 のマルチモー ド千渉 ―分岐器 5 4 0 0 は 、 図 3 6 に示 したマルチモー ド 干渉二分岐器 5 1 0 0 と概略等 しい構成を備 えてお り 、 入 射部 5 4 0 4 と 、 出射部 5 4 0 5 及び出射部 5 4 0 6 と 、 シー ト 状光伝送路 5 4 0 1 と の構成が異な る ο

図 4 1 Αは 、 本発明 の実施の形態 1 8 に係 る マノレチモ ー ド干渉 ―分岐 5 4 0 0 の信号光が伝送 さ れる部分の断面 図 であ る 。 図 4 1 Aは 、 マルチモ ド、干渉一分岐器 5 4 0

0 を、 図 3 6 及び図 3 7 に示 した実施の形態 1 5 に係 る マ ノレ チ モ ド干渉 ―分岐器 5 1 0 0 の -B. と 同一の場所で切 断 した断面図であ る なお 、 図 中 、 屈折率分布は省略 して い る。 - シ一 卜 状光伝送路 5 4 0 1 は 、 外部か ら入射 した信号光 を y 方向に閉 じ こ め z 方向 (伝送方向 ) に伝送可能であ る シ ト 状光伝送路 5 4 0 1 は 、 Z 方向 の両端に反射面

5 4 0 2 及ぴ反射面 5 4 0 3 を持つ o

入射部 5 4 0 4 は 、 シ 卜 状光伝送路 5 4 0 1 へ入射す る信号光の光軸が Z 方向 と 平行でな < 、 所定の銳角 をな す よ う に構成 さ れる ま た 出射.部 5 4 0 5 は シー ト 状 光伝送路 5 4 0 1 か ら 出射する信号光の光軸が z 方向 と 平行でな < 、 所定の鋭角 を なす よ う に構成 さ れる ο

反射面 5 4 0 2 は 、 入射部 5 4 0 5 を伝送 し Z 方向 と 所 定の鈍角 をなす方向か ら シ一 卜 状光伝送路 5 4 0 1 へ入射 口

する信万光の光軸を Z 方向 に折 り 曲 げる よ う 配置 さ れてい 。 射面 5 4 0 3 は 、 シ一 卜 状光伝送路 5 4 0 1 を伝送 し z 方向 と 所定の鈍角 をなす方向へ信号光を折 り 曲 げる よ う 配置 さ れてい る o

ー ト状光伝送路 5 4 0 1 に いて 入射部 5 4 0 4 か ら入射する信号光は 反射面 5 4 0 2 上の 、 シ ト 光伝送 路の 中心部 5 1 0 1 a で X 方向 に平行な線状に集光 さ れ る。 すなわ ち 入射部 5 4 0 4 の構成を適切に 定する こ と に よ り 口

信 光を 反射面 5 4 0 2 上の 、 シ一 ト 光伝送 路の 中心部 5 1 0 1 a で X 方向 に平行な線状に集光する こ と がでさ る o

ま た、 シ 卜 状光伝送路 5 4 0 1 に レ、 て 、 出射部 5 4

0 5 力 ら 出射する信号光は 反射面 5 4 0 3 上の 、 シー ト 光伝送路の 中心部 5 1 0 1 a で X 方向 に平行な線状に集 光 された後 出射部 5 4 0 5 か ら 出.射する 。 すなわち 、 出 射部 5 4 0 5 の構成を適切 に ·>- 定する と に よ り 、 信号光 を、 反射面 5 4 0 3 上の シ 卜 光伝送路の 中心部 5 1 0

1 a で、 X 方向 に平行な線状に集光する こ と がで き る。

こ の よ う に 実施の形態 1 8 に係 る マルチモ ド干渉二 分岐器 5 4 0 0 は 光伝送路へ入射する信号光の光軸、 及 ぴ光伝送路か ら 出射する信号光の光軸が いずれも z 方向 と 平行でな < 所定の鋭角 をな してい る 0 したが つ て、 発 光素子 5 1 1 1 と 受光素子 5 1 1 2 と の配置 レィ ア ウ ト の 自 由度を向上 さ せる と がでぎ る o

なお、 実施の形 1 8 において 実施の形態 1 5 及ぴ実 施の形態 1 6 で説明 した よ に シ 状光伝送路 5 4 0

1 の信号光の光路 A 'と 光路 B と の位相差を計算 し 、 そ の位 相差を信号光の波長の 然数倍やゼ と して も よい。 こ の よ う に して も 、 光路 A と 光路 B と の位相 'をゼ D にする こ と がでさ る

(.実施の形態 1 9 )

次に 本発明 の実施の形 1 9 を 明する ο 実施の形態

1 9 では実施の形 1 5 と ―部分については Ski明 を省略 し、 相 部分のみ説明する o 実施の形 1 9 のマルチモ ー ド干渉 分岐器 5 5 0 0 は 図 3 6 に示 したマルチモー ド 干渉 分岐器 5 1 0 0 と 概略等 しい構成を備えて り 、 入 射部 5 5 0 4 と 出射部 5 5 0 5 及び出射部 5 5 0 6 と 、 シ 卜 状光伝送路 5 5 0 1 と の構成が異な る o

図 4 1 B は、 本発明の実施の形態 1 9 に係 る マルチモ ー ド干渉 分岐器 5 0 0 の信号光が伝送 さ れる部分の 断面図 であ る 図 4 1 B は マルチモ ド、千渉 分岐 5 5 0 0 を、 図 1 及ぴ図 2 に示 した実施の形態 1 5 に係る マノレチ モ ド干渉 ―分岐器 5 1 0 0 の場合 と の場所で切断 した 断面図であ る な 図 中 屈折率分 は省略 してい る。

シ 卜 状光伝送路 5 5 0 1 は 外部か ら入射 した信号光 を y 方向 に 閉 じ こ め z 方向 (伝送方向 ) に伝送可能であ o シ 卜 状光伝送路 5 5 0 1 は Z 方向の両端に反射面

5 5 0 2 及ぴ反射面 5 5 0 3 を持つ

入射部 5 5 0 4 は シ 卜 状光伝送路 5 4 0 1 入射す る信号光の光軸が Z 方向 と 平行でな < 所定の鈍角 をな すよ に構成 さ れる o ま た 出射部 5 5 0 5 は シー ト 状 光伝送路 5 5 0 1 か ら 出射する 信号光の光軸が z 方向 と 平行でな < 、 所定の鈍角 を なす よ に構成 さ れる o

反射面 5 5 0 2 は 入射部 5 5 0 4 を伝送 し z 方向 と 所 定の鈍角 を なす方向か ら シ 卜 状光伝送路 5 5 0 1 へ入射 する信号光の光軸を z 方向 に折 り 曲 げる 5 配置 さ れて い る。 .反射面 5 5 0 3 は 、 シ 卜 状光伝送路 5 5 0 1 伝 し Z 方向 と 所定の鈍角 をなす方向へ信号光を折 り 曲 げる よ う 配置 されている o

シ一 卜 状光伝送路 5 5 0 1 において 、 入射部 5 5 0 4 か ら入射する 信号光は 、 反射面 5 5 0 2 上の 、 シ 卜 光伝送 路の 中心部 5 1 0 1 a で 、 X 方向 に平行な線状に集光 さ れ る。 すなわ ち 、 入射部 5 5 0 4 の構成を適切に BX定する こ と に よ 、 信号光を 、 反射面 5 5 0 2 上の 、 シ一 卜 光伝送 路の 中心部 5 1 0 1 a で 、 X 方向 に平行な線状に集光する こ と がでさ る o

ま た シ一 卜状光伝送路 5 5 0 1 に いて 出射部 5 5

0 5 か ら 出射する信号光は 、 反射面 5 5 0 3 上の 、 シー ト 光伝送路の 中心部 5 1 0 1 a で 、 X 方向に平行な線状に集 光 さ れた後 、 出射部 5 5 0 5 か ら 出射する ο すなわ ち、 出 射部 5 5 0 5 の構成を適切に t3X定する 、 と に よ り 、 信号光 を、 反射面 5 5 0 3 上の 、 シ ト 光伝送路の 中心部 5 1 0

1 a で 、 X 方向に平行な線状に集光する こ と がでぎ る。

シ一 卜 状.光伝送路 5 5 0 1 はゝ ^― の と さ 実施の形態 1 7 において説明 した (数 1 7 ) を v¾ i してレ、 る したが っ て

、 反射面 5 5 0 2 と 反射面 5 5 0 3 と の間 には 、 y z 平面 に平行な面内で光学的には 役関係が - 成 する の と き

、 光路 Aが感 じる 屈折率はヽ 光路 B が感 じ る 屈折率は完全 に一致する ので 、 光路 A及び光路 B の間には 、 位相差は発 生 しない。 の 'よ フ に、 実施の形態 1 9 に係 る マルチモ ド、干渉一 分岐 5 5 0 0 は 、 光伝送路 入射す る信号光の光軸 、 及 び光伝送路か ら 出射する信号光の光軸が 、 レ、ずれ z 方向 と 平行でな < 、 所中疋 の鈍角 をな してレ、 る したが つ て 、 発 光ン 子 5 1 1 1 と 受光素子 5 1 1 2 と の配 レ ィ ァ ク 卜 の 自 由度を 向上 さ せ る 、 と がでさ る

な 、 実施の形態 1 9 にねいてヽ 実施の形態 1 5 及ぴ実 施の形態 1 6 で 明 した よ 5 に 、 シ一 卜 状光伝送路 5 5 0

1 の信号光の光路 A と 光路 B と の位相差を計算 し 、 その位 相差を信号光の波長の 白 然数倍やゼ と して も よ レ、 の よ に して も ヽ 光路 A と 光路 B と の位相差をゼ にする こ と がでさ る

(実施の形 2 0 )

図 4 2 A は 、 本発明の実施の形態 2 0 に係 る マ ルチモ ド、干渉一分岐器 5 6 0 0 の信号光が伝送 さ れる 部分の断面 図であ る 実施の形 、 2 0 では実施の形態 1 5 と 同 ―部分 については Ski明 を省略 し 、 相瑶部分のみ 明する 実施の 形 2 0 に係 る マ ルチモ 一 ド、干渉一分岐 5 6 0 0 は 、 図

3 6 に示 したマルチモ 一 ド、干渉 ―分岐器 1 0 0 と 概略等 し レ、構成を備 て り ヽ 出射部に相'当 する構成を備 えてレ、な い点のみ相连す る な 、 図 中 屈折率分 は 略 してい ス 図 4 2 A に いて 実施の形 2 0 に係 る マルチモ 一 ド、 干渉一分岐 5 6 0 0 は 、 入射部 5 1 0 4 と 、 シ 卜 状光 伝送路 5 6 0 1 と を備え る シ ~ h 状光伝送路 5 6 0 1 は 入 If 側の構成は 、 実施の形 1 に係 る シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 と 等 しレ、 ο 方 出射側において 信号光は 出 射側か ら シ 卜 状光伝送路 5 6 0 1 の端面か ら 2 方向 に出 射 さ.れる

シ 卜 状光伝送路 5 6 0 1 に いて 光路長差発生部は 反射面 5 1 0 2 し かない o よ つ て 反射面 5 1 0 2 におい て発生 した光路 A と 光路 B と の位相差を 信号光の波長の 倍 と する こ と に よ り 位相 をゼ 口 にする こ と ができ 差

o

(実施の形台 2 1 )

図 4 2 B は 本発明 の実施の形態 2 1 に係 るマルチモ 干渉 分岐器 5 7 0 0 の信号光が伝送 さ れる部分の断面 図であ る 実施の形態 2 1 では実施の形台 1 5 と 同 ―部分 については 明 を省略 し 相 部分のみ説明する o 実施の 形 fie 2 1 に係 る マ ルチモ ド、干渉 分岐 5 7 0 0 は 図

1 に示 したマ ルチモ K干渉 分岐 5 1 0 0 と 概略等 し レ、構成を備 X. て 入射部に相 当する構成を備 て レ、な い点のみ相 する ο な 図 中 屈折率分布は省略 してレ、 ス

o

図 4 2 B にね い て 実施の形態 2 1 に係 る マルチモ 干渉 分岐 5 7 0 0 は 入射部. 5 1 0 4 と シ 卜 状光 伝送路 5 7 0 1 と を備え る o シ 卜 状光伝送路 5 7 0 1 は 出射側の構成は 実施の形態 1 5 に係 る シ 卜 状光伝送 路 5 1 0 1 と 等 しい 方 入射側に いて 信号光は 入射側か ら シ 卜 状光伝送路 5 7 0 1 の端面か ら z 方向 に 入射 さ れる o

シ 卜 状光伝送路 5 7 0 1 に いて 光路 生部は 反射面 5 1 0 3 しかなレ、 よ つ て、 反射面 5 1 0 3 におい て発生 した光路 A と 光路 B と の位相差を 、 信号光の波長の

· - 倍 と する と に よ り 、 位 をゼ にする と ができ

差

ス

(実施の形 2 2 )

次にヽ 図 4 3 A を参照 して本発明 の実施の形台匕 2 2 を説 明す る o 実施の形態 2 2 では実施の形態 1 5 と |pj一部分に ついては 明 を省略 しヽ 相連部分のみ Ski明する o 実施の形 態 2 2 に係 る マルチモ K干渉一分岐 5 8 0 0 は 図 3

6 に示 したマルチモ一 ド、干渉一分岐器 5 1 0 0 と 概略等 し い構成を備えて り 、 出射部に相当する構成がなレ、点及ぴ 中間入出射部が存在する点が異な る o な ヽ 図 中 、 屈折率 分布は省略 し て レ、 る o

実施の形態 2 2 に係 るマルチモ一 ド、干渉一分岐 5 8 0

0 は 、 入射部 5 1 0 4 と 、 シ 卜 状光伝送路 5 8 0 1 と 、 中間入出射部 5 8 2 0 と を備え る シ 卜 状光伝送路 5 8

0 1 は 、 入射側の構成は 、 第 1 実施の形態に係 る シ ト 状 光伝送路 5 1 0 1 と 等 しい 一方 、 出射側 に いて 、 信号 光は 、 出射側か ら シ一 卜状光伝送路 5 8 0 1 の端面か ら z 方向 に出射 さ れる o

中 間入出射部 5 8 2 0 は 、 反射面 5 8 1 3 と 中 間出射 部 5 8 1 4 と 、 処理部 5 8 1 6 と 、 中間入射部 5 8 1 7 と

、 反射面 5 8 1 9 と 、 を含む o

反射面 5 8 1 3 はヽ z 方向の正方向に つ て伝送する信 号光を y 方向 の負方向へ折 り 曲 げる よ に 、 Ζ X 平面に対

o

して 5 4 5 の角度 をなす反射面であ る 中間出射部 5 8 1 4 は、 X 方向に伸びた二角柱形状の均 質媒質のプ ジ ズムであ る 中間 出射部 5 8 1 4 は 、 y 方向 の負方向 折 り 曲 げ られた信号光の光軸を 、 z 方向 の正方 向 折 り 曲 げる 反射面 5 8 1 5 を有する o

処理部 5 8 1 6 は 、 入射 した信号光を光学フ ィ ルタ で処 理する ο 例えば 、 偏光フ ィ ルタゃ半波長板や 1 / 4 波長板 や N D フ ィ ルタ 等であ る ο ま た、 液晶素子を配置 して も レ、 こ の場 、 光学スィ ク チ と して機能する o

中 間入射部 5 8 1 7 は X 方向 に伸ぴた二角柱形状の均 質媒質のプ V ズムであ る ο 中間入射部 5 8 1 7 は Z 方向 に伝送 される信号光 を y 方向の正方向 折 り 曲げる 反射面

5 8 1 8 を有す る o

反射面 5 8 1 9 は 、 y 方向 の正方-向 に沿つ て入射する信 号光を 、 z 方向 の正方向 折 り 曲 げる よ ラ に 、 z X 平面に 対 して 4 5 ο

の角度をなす反射面であ る o

以上の構成に レヽてヽ 発光点 5 1 1 0 a か ら発振 した信 号光は 、 実施の形 1 5 と 同様に伝送さ れて反射面 5 8 1

3 に る 信号光の光軸はヽ 反射面 5 8 1 3 で y 方向の負 方向 折 り 曲 げ られる ο さ ら に 中間 出射部 5 8 1 4 の反射 面 5 8 1 5 で反射 してヽ Ζ 方向の正方向 折 り 曲 げ られる o z 方向の正方向 折 曲 げ られた信号光の光軸はヽ 処理 部 5 8 1 6 で所定の処理を受 け、 中間入射部 5 8 1 7 の反 射面 5 8 1 8 で反射 してゝ y 方向 の正方向 折 曲 げ られ る o y 方向の正方向 折 り 曲 げ られた信号光の光軸は 、 反 射面 5 8 1 9 に z 方向の正方向 に折 り 曲 げ られる ο ィ § 口

光はヽ 最後に シ一 状光伝送路の端部か ら 出射 さ れ o シ 卜 状光伝送路 5 8 0 1 に い て 光路長差発生部は 反射面 5 1 0 2 と 反射面 5 8 1 3 と 反射面 5 8 1 9 の

3 面であ る o よ つ て 3 面の反射面で発生する光路 A と 光 路 B と の光学的な光路長差の和を 信号光の波長の整数倍 と する こ と に よ り 光路 A と 光路 B と 全体の位相差をゼ にする こ と がでさ る ο

ま た 3 面の反射面で発生する 光路 A と 光路 B と の光学 的な光路長差の和を ゼ にする と に よ り 、 光路 A と 光 路 B と の全体の位相差をゼ にする - と がでさ る。

(実施の形 fig 2 3 )

次に 図 4 3 B を参照 し て本発明 の実施の形態 2 3 を説 明する Mfci

0 実施の形 2 3 では実施の形態 1 5 及ぴ前述の実 施の形 He 2 2 と 同一部分につレ、て は説明 を省略 し、 相 部 分のみ説明す る o 実施の形 2 3 に係る ルチモー 干渉 一分岐器 5 9 0 0 は 図 4 3 Aに示 したマルチモー 干渉 一分岐 5 8 0 0 と 概略等 しい構成を備えてお り 、 出射部

5 1 0 5 が実施の形 1 5 と 等 しい点が異な る。 な 図 中 屈折率分布は省略 してい る o

シ一 卜 状光伝送路 5 9 0 1 に いて 光路長差発生部は 反射面 5 1 0 3 と 反射面 5 8 1 . 3 と 反射面 5 8 1 9 と 反射面 5 1 0 3 と の 4 面であ る o つ て 4 面の反射面 で発生する 光路 A と 光路 B と の光学的な光路長差の和を

- 信号光の波長の整数倍 と する と に よ り 光路 A と 光路 B と 全体の位相差をゼ にする · - と ができ る ο

ま た 4 面の反射面で発生する 光路 A と 光路 B と の光学 的な光路長等の和を ゼ π にする ご と に よ り 、 光路 A と 光 - 路 B と の全体の位相差をゼ Π に *

する と がでさ る o

(他の実施の形態）

実.施の形態 1 5 乃至 2 3 は、 上述の形態に限 ら れず適宜 変更する - と ができ る 0 例 えば 位相差を発生 さ せる 部分 は 各実施の形態では反射面であつ たが 光路長差を求め る と が可能であれば他の構成で も よ い o

τ&ί

ま た 各実施の开- では 、 発光素子 5 1 1 0 は 面発光 レ ザであ つ たが 、 端面発光 レ一ザ等の他の素子で も よ い

0 ま た 発光素子 5 1 1 0 の発光点 5 1 1 0 a の位置に、 外部の光源か ら発振 した信号光を伝送 した他の光伝送路の 出射部を配置 して も よい 0

ま た 各実施の形態では 、 受光素子 5 1 1 1 及ぴ受 7¾ 子 5 1 1 2 は フ ォ 卜 ダィ ォ一 であ つ たが 、 フ ォ 卜 卜 ラ ンジス タ 等の他の素子で も よ い 0 ま た 受光素子 5 1 1 1 の受光点 5 1 1 2 a 及ぴ受光素子の受光点 5 1 1 2 a の位 置に 信号光 を伝送する た めの他の光伝送路の入射部 を配 置 して も よ い o

ま た 各実施の形態では 、 屈折率分 は中心屈折率が最 大 (最大屈折率 n m a ) であ り 中心力 ら周辺方向 に離れる に したが つ て連続的かつ中 、 称 'に屈折率が低下 してい < 屈折率分布で あつ たが れに限 られない 0 例 え ば 中心 部か ら 階段状にス テ ッ プ関数的に低下する屈折率分 で も レ、 ο

さ ら に 各実施の形態では、 シ一 卜 状光伝送路の y 方向 以外の方向 は 各実施の形態ではマルチモ一 ド干渉を発生 させる た め一定屈折率であ つ たが 光 V タ バス シ ト な どの場合は X 方向 に信号光を 閉 じ め る た +め に所望の屈折 率分布を持つ て レ、 て も よ い o ま た 光学的な光路長差が発 生する光路長差発生部は 任 , 、 の数で よ レヽ 0

例 ば 光学的な光路長差が生 じ る 光路長差発生部を m 個 ( m 1 2 3 • • ) 含み m個の光路長差発生部 で発生する 光学的 な光路長差の和 を 信号光の波長の 自 然 数倍に等 し < し て よ レ、 0

ま た 光学的な光路長差が生 じ る光路長差発生部を n 個

( n 2 ， 3 4 • • • ) 含み n 個の光路長差発生部で 発生する光学的な光路長差の和を ゼ と して よ い。

ま た 実施の形態 1 及ぴ 2 では 入射部か ら シー ト 状光 伝送路へは平行光入射する よ う 構成 さ れてレ、 る が、 発散光 あ る レ、は収束光入射で も よ < 信号.光の シ ト状光伝送路 の 中心部に対する 対称性が存在すればよ レ、 o

以上の よ に 各実施の形態の光丁バィ ス は、 以下の構 成を備 てい る o

( 1 ) 第 1 方向 (上記では y 方向 ) に屈折率分布を含み 信号光を複数の光路に よ つ て当該第 1 方向 に直交する 第 2 方向 (上記では 2 方向 ) に伝送可能な光伝送路を備 え る ο

( 2 ) 光伝送路へ入射する信号光の光軸 及び光伝送路か ら 出射する信号光の光軸の 內 少な < と も ―方は、 第 2 方 向 と 平行でなレヽ o

( 3 ) 複数の光路の内 信号光の光軸に関 して互いに対称 に光伝送路へ入射する ―つの光路は 光伝送路へ入射する 位相差 と 光伝送路から 出射する位相差 と が等 しい。

各実施の形 に係 る 光デパィ ス は ( 1 ) の構成を備 7L ている ので、 光伝送路が屈折率分布を備えてレヽ る ため、 光 伝送路を伝送 さ れる信号光にモ一 ド分散が抑制 さ れる o し たが て 伝送 さ れる信号光の波形の < ずれが発生せず 、 ギガ ビ ク 卜 ク ラ ス の高周波の信号光 をマノレチモ ― ドで伝送 する こ と が可能であ る o

ま たゝ 各実施の形態に係 る光デパィ ス は、 ( 2 ) の構成 を備えてい る た め 、 入射部及ぴで射部は 、 非平行入射部 と して機能する したがつ て 、 レ一ザやセ ンサ一な どの光部 品を実装する 際に 、 光部 P

ΠΡ と 光伝送路 と の間の高 さ を調整 - が容易であ る の 果 、 これ ら の光部品 を IW早に実装す る こ と がで さ る ま た 、 直接電気用 板上に実装が可能 と な る ため 、 光丁 ノ ィ ス を コ ンパタ ト にでさ る o

ま たヽ 各実施の形態に係 る光デバ.ィ ス は、 ( 3 ) の構成 を備 えてい る の で 、 ―つの光路を伝送 さ れる 光線は、 光伝

士

送路か ら 出射する 際に 失な < 結合 さ れる。

特に 各実施の形 に係 る光デバィ ス の よ う に 、 光伝送 路へ入射する信号光の光軸ヽ 及ぴ光伝送路か ら 出射する信 号光の光軸の内 少な く と ―方が、 第 2 方向 と 直交する

¾f 口 、 外部 と 光伝送路 と を簡単に結合する こ と ができ る o 例え ば 、 光伝送路 入射する信号光を発光する発光 子や 光伝送路か ら 出射 した信号光を受光する 受光素子な どの光 部品 と 光伝送路 と を 'F口 口 する 際に、 光部ロロ を簡単に実装 でき る ο

(マルチモ Κ干渉の セ ル フ 一ィ メ ージン グ原理 )

次に 、 各実施の形 USで説明 した光学的な光路長差を補償 する 構成 と 、 マ ルチモ一 ド、干渉の セ ノレ フ一ィ メ 一ジング原 理に よ つ て 口

信 光を分岐する た め に必 ¾なシ 卜 状光伝送 路の物理的な光路長 と の関係につレ、て説明する 、 こ では 簡単.のた め に 、 実施の形態 1 5 の光 Vバィ ス において、 セ ルフ一ィ メ ジング原理を用いて光を 分岐 させる 場合を 例 と して説明す る o

図 4 4 は 、 実施の形態 1 5 に係 る マノレチモ一 ド、干渉二分 岐器 5 1 0 0 の構成を表す斜視図で あ る o 図 4 5 は 、 実施 の形態 1 5 に係 る シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の部分断面図 であ る o 図 4 5 は 、 図 4 4 に図示 した C ― D 一 G一 H面を 表 してレ、 る o な ヽ 図 4 4 及ぴ図 4 5 に レ、て 、 詳細な構 成はヽ 実施の形 ■if匕 1 5 で説明 したので省略 し 、 新た に説明 が必要に な る部分のみ 明する o

図 4 4 及び図 4 5 に レ、てヽ セルフ ―ィ メ 一ジング原理 に基づ < Z 方向 の物理的な光路長を L 1 と する o ま た、 シ 一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 の反射面 5 1 0 2 か ら反射面 5 1

0 3 ま で の 中心部 5 1 0 1 a に け る物理的な光路長を L

2 と する o

図 4 5 に レ、て 、 シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 は 、 Z X 平 面に平行な面内で屈折率は一定であ る ο したがつ て 、 信号 光の光路の内 、 中心部 5 1 0 1 a .に入射する 光路 O は、 屈 折率分布の影響を受け る と な < 直進する o 光路 O は、 直 進する 間 に感 じ る 屈折率は一定であ る o 一方 光路 Aは、 屈折率が伝送方向へ進行する に従つ て刻 変化する 。 そ こ で、 マルチモ一 ド、干渉の説明 に しては 、 れ ら一つ の光 路を分け て 明する こ と と する o

中心部 5 1 0 1 a に入射する 光路 O上を伝送 さ れる信号 光は、 定の実タカ屈折率 r 1 0 の平面内 を伝送 される。 し たが つ て 、 セルフ一ィ メ一ジング原理の適用 して L 1 を計 算する こ と がでさ る 。 セルフ ―イ メ ージング原理に よれば

、 以下の (数 1 8 ) に示す L π を単位 して周期的に VX达 さ れる信号光が入射する信号光 と 同一の形状に戻る こ と が 知 ら れてい る π

(数 1 8)

-A 入射する信号光の挙動は 、 信号光が伝送路に入射 した X 方向 の位置に応 じて 、 セルフ 一イ メ ージング原理の計算 を

· - 行 う と がでさ る。 例えば 、 実施の形態 1 5 の よ う に、 X 方向 の 中心位置に入射 した信号光は、 3 Ζ 4 L _π を周期 と して 一の波形が得 られる と 力 知 ら れてレ、る。 π 一 4n₀W²

(数 i 9)

3λ こ こ でヽ n o は 中心部の最大屈折率 _{n m a x}に対応する 幅方 向 に励起する 0 次モ一 ド光の実効屈折率、 Wはシー ト型光 伝送路の X 方向の大き さ 、 λ は伝送 さ れる信号光の波長で あ る

こ の よ ラ に 、 セ ノレ フ一ィ メ ン ング原理は 、 シ一 卜 状光 伝送路の伝送路長が 、 基本モ一 ド、 と 1 次モ一 ド、の差の関数 と な る こ と に特徴が あ る ま た 、 セルフ一ィ メ一ジング原 理はヽ 基本モ ド、 と 1 次モ ド、 の差が、 近似的に信号光の 波長 λ と 、 実効屈折率 n 0 と 、 幅方向の大き さ W と で決 定 さ れる と に特徴力 ^s あ る

ま た 、 セ ル フ一ィ メ一ジング原理に よれば、 X 方向の 中 心位置に入射 した信号光が x 方向 の 中心位置を通 り y z 面 に平行な面に対 して対称に N等分に分岐 して集光 さ れる位 置は、 同 一 の 出力波形と な る位置か ら z 方向 に （ 1 Z N ) 3 / 4 L _π だけずれた位置にな る こ と が知 られてい る。

以上よ 、 シ 1+一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 の X 方向 の大き さ 卜

Wの 中心位置に入射 した信号光が、 X 方向の 中心位滅 ¾：通 り y ζ 面 に平行な面に対 して対称に N個 に分岐 して集光 さ れる ため には、 物理的な光路長 L 1 が、 以下の (数 2 0 ) を満足する こ と が必要であ る 。

*4 , 1 1) "

= p* *—L_r =「?土， L_T =に _p± ——² (数 20)

3 ^π NJ3 ^π Ν) λ ただ し、 P ( P ≥ 0 ) 、 Ν ( Ν ≥ 1 ) は と も に整数で 、 L

1 は正の数であ る 力 ら （ ρ ± 1 / Ν ) が正の数 と な る 関係 を満足す る o

分岐数が 2 の場合 （ Ν = 2 であ る場合） を計算する と 、

(数 2 0 ) を変形 して以下の （数 2 1 ) を得る ο = - = (2ρ + 1) (Ρ = 0,1,2"··) (数 2 1)

V 2ソ

(数 2 1 ) か ら ゎカゝる よ う に、 実施の形態 1 5 の場 a -> η 0 W ² / ( 2 X ) を単位 と しそ の奇数倍 （ 1 、 3 ， 5 ·

- • ) の 田期に対応 した位置に出射部を設け る こ と に よ り

、 信号光を分岐す る こ と ができ る。

一方、 中心部か ら離れた位置に入射する光路 Aは、 屈折 率分布の影響を受 け シー ト 状光伝送路 5 1 0 1 内 を蛇行 し なが ら伝送する。 したがっ て、 光路 Α上を伝送 さ れる信号 光が感 じ る 屈折率は均一ではない。 光路 A におレヽて 中心部 5 1 0 1 a か ら 離れる方向 に進 む場八 常に屈折率が大き い方か ら小 さ い方へ進行する た め 次第に y 方向 と の なす角 が大さ < な る 方向に進行する

0 すなわち 光路 Aは 中心部 5 1 0 1 a か ら離れる方向 に進む場 中心部 5 1 0 1 a か ら離れる に従つ て z 方向 に平行 と な る よ に近づいてレヽ < ο

逆に 光路 A に レ、て 中心部 5 1 0 1 a へ近づ < 方向 に進む場 α 常に屈折率が小 さ い方か ら大き い方 進行す る ため 次第に y 方向 と のなす角 が小 さ < な る方向に進行 する 0 すなわち 光路 Aは 中心部 5 1 0 1 a へ近づ く 方 向 に進む場 Π 中心部 5 1 0 1 a へ近づ < に従つ て Z 方向 づい 《

に 直 と な る よ ラ に近 てレ、 < ο こ の作用 を り 返すこ と に よ り 光路 Aは 蛇行 しなが ら-進行する。

の よ ラ に 光路 A の信号光は常に y 方向 と 有限の角度 を な して進行 してレ、 < と にな る ο 、 の ロ果、 光路 A を伝 送 さ れる信号光の速度は 中心部 5 1 0 1 a 力 ら離れる 方 向 に進む場合 増大 してレ、 < o 逆に 光路 A を伝送 さ れる 信号光の速 は 中心 +部 5 1 0 1 a 近づ く 向に進む •¾7 口 減少 し て レ、 < ο

シ一 卜状光伝送路 5 1 0 1 の屈折率分布は、 刖述の (数

9 ) を満足する一次関数で表 さ れてい る o 屈折率分布を適 切 に am

BX定する と に よ り 光路 A の z 方向 の速度成分は、 光路 o の Ζ 方向の 度成分 と 等 し < な る 0

Z 方向の光の速度成分が一定であ る と は、 Z 方向 に位 相 の乱れが なレ、 こ と を 味する したがつ て 、 光路 A を伝 送 される信号光は (数 2 1 ) を満足する よ う にシ ト 状 光伝送路 5 1 0 1 を 成 した場合、 光路 o を伝送 される信 号光 と 同様に振る舞 5 o

- の よ にヽ 光路 A 口

の伝送 される信 光は 、 物理的な光 路長 L 1 が (数 2 1 ) を満足する 限 り 、 セルフ ーィ メ 一 ジ ン グ原理に よ X 方向 に二分岐さ れて集光 さ れる 。 のた め、 (数 2 1 ) に基づいて計算 さ れた集光位置に 出射部を

Π け る と に よ 、 信号光 を二分岐 させて 出射 さ せる *>- と がでぎ る ο

しか しなが ら 、 入射する 信号光 と 出射する信号光の強度 分布を兀全に整 さ せる た め には 、 先に説明 した反射面 5

1 0 2 及び反射面 5 1 0 3 で発生する位相差カ ゼ 口 と な る よ う に構成する 必要が あ る o

位相差がゼ と な る シ一 ト 状光伝送路 5 1 0 1 の物理的 な光路長はヽ (数 1 2 ) で求めた と ね り であ る。 （数 1 2

) の条件か ら L 2 を求め る と 、 （数 1 2 ) に d だけ加 た 以下の ( 2 2 ) が得 ら 4t ¾ o

-J + d = 0,1,2,3....) (数 2 2)

g 表 2 は シ 卜 状光伝送路 5 1 0 1 において、 マルチモ 一 ド干渉のセルフ 一ィ メ 一 ジング原理に よ り 二分岐でさ る 最短の物理的な光路長 L 1 と 、 反射面で発生 した位相差を 捕償する最 の物理的な光路長 L 2 と の関係を具体的に計 算 した 果を示す表であ Ό o 7こ 7 し 、 屈折率 n 0 = 1 •

5 と し 波長 λ 0 • 8 5 μ m と し 、 屈折率分布定数 g を d / 2 で中心か ら 1 %程度低下する よ に BX / し一 レヽ る o ま た 、 L 1 欄の ラ ち 、 1 倍 · 2 倍 と あ る のは 、 出射部に いて シー ト 状光伝送路 5 1 0 1 の y 方向 の厚 さ d のそれぞ れ 1 倍 · 2 倍 と なる シー ト 状光伝送路の X 方向の分離幅 W を表す。 表 2

表 2 か ら わかる よ つ に 光路 L 2 と 光路長 L 1 と を、 同時に満足する ため には 、 し 2 の整数倍であつ て L 1 の奇 数倍 と な る よ 0 な値をヽ シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 に採用 すればよ い o

しか し なが ら 、 両者を兀全に 致 さ せる と は困難であ る そ こ でヽ 伝送方向長 さ に対する 許容幅が L 2 よ も 広 レヽ L 1 を用レ、て微調整をする と が必要でめ る □ 表 2 か ら 理解 される よ に L 2 は L 1 と 比較 しては る かに小 さ い 値を と る のでヽ 両者を整 さ せる ため に は 、 L 2 を 整 し て ； L 1 と ほぼ―致する物理的な光路 を採用する と よ い。 例えば 、 L 2 をほぼ 8 倍すれば 、 X 方向 に幅 d だけ一分岐 する.た め に必要な L 1 を得る o

以上説明 した よ う に 、 実施の形態の光デノ ィ ス はヽ 屈折 率分 に直交する 方向か ら入射する信号光の位相差を補償 する物理的な光路長 とヽ マルチモ一 . 干渉のセルフ一ィ メ 一ジング原理の条件に け るセルフ ―ィ メ ジン グ原理に よ り 分岐可能な物理的な光路長 と が 致 してレ、 る o のた め、 入射 した信号光をマルチモ一 ド、干渉に よ り 一分岐 して 出射する 際に 、 入出射部分 と シ 卜 状光伝送路 と をあ。失な

- く 結合する と がでさ る o

以上の説明 した よ う に 、 実施の形態の光了バィ ス は 、 反 射面で発生 した位相差を補償する 物理的な光路長 と 、 マノレ チモ ド、干渉の セ ル フ一ィ メ —ジン グ原理の条件に基づ く 物理的な光路長 と が一致 してレ、 る o のため 、 入射 した信 号光をマルチモ 干渉に よ り ―分岐 して 出射する 際に、 入出射部分 と シ一 卜 状光伝送路 と をす。失な < 合する こ と がで る o

な 以上の例では シ一 卜 状光伝送路 5 1 0 1 の X 方 向 の対称 置に一分岐 させる例を '示 したが 、 本発明 は こ の 実施の形態に限定 されない o

図 4 6 A 〜 D は 、 光 T ノ^ ィ ス の 入出力構成の例を示す模 式図であ る o 図 4 6 A 〜 D は 、 レ、ずれち 、 光丁 パィ ス の Z

X 平面に平行な面か ら みた図であ る o

図 4 6 A は 、 他の実施の形態のマルチモ一 ド、干渉を利用 した光テノ ィ ス のネ靈式図であ る 図 4 6 A に記 した光デ パィ ス は、 一つの入射部 I n P u t 1 か ら入射 した信号光 を 、 マルチモ K干渉に よ り 分岐 して一つの 出射部 O u t

P u . t 1 及び出射部 o u t P U t 2 か ら 出射する分岐器で あ る 入射部 I n P U t 1 は 、 光ァノ ィ ス の z 方向の 中心 位置か ら外れた位置に配置 されてい る 出射部 0 u t P U t 1 は 、 入射部 I n P U t 1 を通 z 軸に平行な線上に配 置 さ れてい る 出射部 O u t P U t 2 はヽ 出射部 o u t P u t 1 と X 方向 に 間 を空けて配置 さ れてい る

図 4 6 B は 、 他の実施の形 m のマルチモ一 ド、干渉を利用 した光 y ノ ィ ス の模式図であ る 図 4 6 B に記载 した光丁 ノ ィ ス は 、 ―つの入射部 I n P U t 1 及ぴ入射部 I n P U t 2 か ら入射 した信号光を マルチモ一 ド、干渉に よ り 合成 して ―つの 出射部 o u t P U t 1 か ら 出射する 八 π 成 であ る 一つの入射部 I n P u t 1 及ぴ入射部 I n P u t 2 は

、 X 方向の 中心を通 z 軸に平行な線に関 して対称に配置 さ れてい る 出射部 O U t P u t 1 は 、 X方向 の 中心を通 り Z 軸に平行な線上に配置 さ れてい る

図 4 6 C は 、 他の実施の形態のマルチモ一 ド、干渉を利用 した光丁 ノ^ィ ス のす" *F式図であ る 図 4 6 C に記載 した光丁 ノ ィ ス は 、 一つの入射部 I n P U ' t 1 及び入射部 I n P U t 2 か ら入射 した信号光を マルチモ一 干渉に よ Ό 合成 して一つの 出射部 O u t P U t 1 か ら 出射する P 成 ¾^であ る ―つの入射部 I n P u t 1 及び入射部 I n P u t 2 は

、 X 方向の 中心を通 り Z 軸に平行な線に関 して対称に配置 さ れてい る 出射部 O U t P u t 1 は 、 入射部 I n P u t

1 を通 z 軸に平行な線上に配置 さ れてい る 図 4 6 D は、 他の実施の形台 H匕のマルチモ 干渉を利用 した光ァバィ ス の模式図であ る o 図 4 6 D に記載 した光丁 バィ,ス は 、 一つの入射部 I n P U t 1 及ぴ入射部 I η Ρ u t 2 か ら入射 した信号光を 、 マルチモ一 ド、干渉に よ •9 ο 成 及び分岐 して一つの 出射部 O u t P u t 1 及ぴ出射部 o u t P u t 2 か ら 出射す る Π 成 であ る o 一つの入射部 I n

P u t 1 及び入射部 I η P u t 2 はヽ X 方向の 中心を通 り z 軸に平行な線に関 して対称に配置 さ れている □ 一つの出 射部 O u t P U t 1 及ぴ出射部 O u t P u t 2 はヽ X 方向 の 中心を通 り z 軸に平行な線に関 して対称に配置 さ れてい o

4 6 A 〜 D に記載 された光了 ノ ィ ス は 、 マルチモ一 ド、 干渉の セ ル フ ィ メ 一ジング原理の '条件がそれぞれ異な る

0 そ こ で 、 マルチモ一 一ィ メ ンヽゝ、

干渉の セ ル フ ン グ原理 の条件を変更 して 、 物理的な光路長 と を調整する と よ い 0

·— れに よ り ヽ 図 4 6 A 〜 D に記载 さ れた光了 パ ィ ス にね レ、 てヽ 反射面で発生 した位相差を 償する 物理的な光路長 と

、 マルチモ一 K干渉の セ ル フ ―ィ メ 一ジング原理の条件に 基づ < 物理的な光路長 と が一致する o 、 の 果ヽ 入射 した 信号光をマルチモ一 ド干渉に よ り '一分岐 して出射する 際に 入出射部分 と シ一 ト 状光伝送路 と を損失な < ± ム

ΤΓ'Ρ 口 する こ と がでぎ る 0

さ ら にヽ 上記光デパィ ス の入出射構成に限 られず 、 シ一 状光伝送路 信 ~τν 光を入射する ための M個 ( Μ 1 2

3 • • • ) の入射部 と シ一 卜 状光伝送路か ら信号光を 出射する ための N個 （ Ν 1 2 3 3 • - • ) の 出射部 と を備 、 マ ルチモ一 ド干渉に よ り 入出射部を結合する光デ ノ ィ ス に適用可能で あ る

(. 1 ) 第 1 方向 に屈折率分布を含み 、 信号光 を第 1 方向 に直交する 第 2 方向 に伝送可能であ り 、 第 1 方向 に信号光 を閉 じ め可能なシ一 卜 状光伝送路

( 2 ) 光伝送路へ信号光を入射する た め の M個 ( M = 1

2 3 • • - ) の入射部

( 3 ) 光伝送路か ら信号光を 出射する た めの N個 ( N =

1 ？ 2 3 • • · ) の出射部

を備 X.て り 、

( 4 ) M個の入射部及ぴ Ν個の出射部は 、 内部を伝送す

、 る信号光の光軸が目 U記第 2 方向 と 平行でない方向 に刖記シ 卜 状光伝送路 と する少な く と も ―つの非平行入出射 部を含む o

( 5 ) 非平行入出射部 と 対応する入射部又は出射部 と の 間 を伝送する信号光の複数の光路の内 、 信号光の光軸に関 して互い に対称にシ一 卜 状光伝送路 入射する 二つの光路 はヽ シ一 卜 状光伝送路へ入射する位相差 と 記シ一 卜 状光 伝送路か ら 出射する位相差 と が等 しい □

( 6 ) M個の入射部及ぴ Ν個の出射部は 、 すベて所定の マル モ ヽ、、

チ ド、干渉の セ ル フ ―ィ メ ーン ング原理の条件を満 足する位置に配置 さ れてい る

実施の形態に係 る マルチモー ド干渉一分岐器は 、 ( 1 ) の構成を備えてい る ので 、 光伝送路を伝送 さ れる信号光に モ 分散が抑制 さ れる したが つ てヽ 伝送 さ れる信号光 の波形の < ずれが発生せずゝ ギガ ビ V 卜 ク ラ ス の高周波の 信号光 をマルチモ ド、で伝送する と が可能であ る 。

ま た 実施の形 に係る マ ルチモ K干渉二分岐器は、

( 4. ) の構成を備 X. て レヽる た め レ ザやセ ン サ一な どの 光部 P

PP を実装する 際に 光部品 と 光伝送路 と の間の高 さ を 調整が容易 であ る o したが つ て れ ら の光部品 を簡単に

>- 実装する と がでさ る o ま た 直接電気用基板上に実装が 可能 と な る ため 光 ノくィ ス を コ ンパク 卜 にでき る。

ま た 実施の形態に係 る マルチモ ド、干渉二分岐器は、

( 5 ) の 成を備 てレ、 る ので つの光路を伝送さ れる 光線は 光伝送路か ら 出射する 際にあ。失な < ポロ CI れる。

ま た 実施の形 に係る マルチモ ド、干渉二分岐器は、

( 2 ) と ( 3 ) と ( 6 ) と の構成を備 X. てい る の で 、 入射 部か ら入射 した信号光は マルチモ K干渉に よ り 出射部 か ら 出射 さ れる ο

(実施の形態 2 4 )

図 4 7 A は 本発明の実施の形 2 4 に係 る 光 2 分岐を 行 光丁 ィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の概要を示す斜 視図であ る o 実施の形態 2 4 に係 る 光丁 ノ^ィ ス は 、 図 4 7

A に示すよ う に 光を伝送する 屈折率分 ス ラ ブ導波路 4

7 0 1 を中心に構成 さ れる o 屈折.率分布ス ラ プ導波路 4 7

0 1 は 図 4 7 Aに示す よ に X Z 平面に広が る シ ト 状のマルチモ ド'光伝送路であ る 0 屈折率分布ス ラ ブ導波 路 4 7 0 1 は 厚 さ 方向の 中心に最大屈折率 Ώ. m a ¾- 有 し 中心か ら離れる に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布 を有する 0 屈折率分布 波路 4 7 0 1 は 幅方向には 定 の屈折率を有 し屈折率を持たない o 屈折率分布ス ラ ブ導波 路 4 7 0 1 は、 入出射面 4 7 0 2 と ヽ 反射面 4 7 0 3 と を 備え る。

入出射面 4 7 0 2 はヽ 幅方向 の 中心位置に入射光 4 7 0

4 を入射 させる 入射部 (図示せず ) と 、 幅方向の 中 、に して対称な位置か ら 出射する 出射光 4 7 0 5 を受光する受 光部 (図示せず ) と 、 出射光 4 7 0 6 を受光する受光部 （ 図示せず ) と の へ、、

す てに対向する o ま た 、 反射面 4 7 0 3 はヽ 端面にァル 、 二 ク ム等の金属を蒸着 してでき た全反射 面でめ る 0 反射面 4 7 0 3 は 、 入射 した信号光をすベて反 射 さ せる 0'

実施の形態 2 4 に レ、て 屈折率分布ス ラ ブ導波路 4 7

0 1 は、 ス ラ ブ長 L / 2 を 、 ほ ぼ n 0 X W 2

0 / ( 4 λ

) に一致さ せ 、 出射光 4 7 0 5 と ヽ •出射光 4 7 0 6 と の間

Π 1=1 D 1 を 、 ほぼ W 0 / 2 に -致 させて ' レ、 、 る o た .だ ： し ' ヽ π 0 は 、 幅方向 に励起する 0 次モ ド、光の実効屈折率で め る 。

屈折率分布ス ラ ブ導波路 4 7 0 1 は 実施の形 1 にお いて説明 した中心入射 2 分岐の光 T ィ ス にねいて説明 し た屈折率分 導波路 1 0 1 の半分の ス ラ ブ長を持つ て ヽ る o したが つ てヽ 入射部か ら 屈折率分 ス ラ プ導波路 4 7 0

1 へ入射 した信号光は 、 Ζ 方向 の.正方向 に伝 して反射面

4 7 0 3 で反射 し 、 ζ 方向 に負方向 に伝搬する こ と に よ り

、 実施の形 1 に いて 明 した光路 と 等 しい長 さ を伝搬

- する こ と になる ο の 果 、 信号光は 、 マルチモ 一 ド干渉 のセル フ ― 、ヽ、

ィ メ ン ング原理に基づレ、て 、 出射光 4 7 0 5 と 出射光 4 7 0 6 と の位置に入射光 と ―のプ フ ア イ ルを持つ像を形成する 形成 さ れた像は s それぞれ出射光 と して出力 さ れる

以上の よ ラ にヽ 実施の形態 2 4 に係 る光丁パィ ス に よ れ ば、，幅方向の 中心位置に入射 した入射光を 、 幅方向の 中心 に対称に 2 分岐 させる光分岐 を 、 実施の形態 1 の半分の ス ラ プ長を持つ屈折率分 ス ラ ブ導波路に よ り 実現する こ と がで る ま た 、 実施の形態 2 4 に係 る 光丁 ノ ィ ス は、 幅方向の 中心位置に入射 した入射光 を 、 幅方向の 中心に対 称に 2 分岐 した 出射光 と して 、 入射 した面 と |F |一の面か ら 出射 させる こ と がでさ る ο

図 4 7 B は 、 本発明の実施の形態 2 4 の変形例に係 る 光

2 分岐を行 光了 ノ ィ ス の屈折率分布ス ラ ブ導波路の概要 を示す斜視図であ る ο 実施の形態 2 4 の変形例に係 る 光デ バィ ス は 、 図 4 7 Β に示すよ う に 、 光を伝送する 屈折率分 布ス ラ ブ導波路 4 8 0 1 を 中心に構成さ れる o 屈折率分布 ス ラ ブ導波路 4 8 0 1 は 、 図 4 7 B に示す よ ラ に 、 X ζ 平 面に広が る シ一 卜 状のマルチモ一 ド、光伝送路であ る ο 屈折 率分布ス ラ ブ導波路 4 8 0 1 は 、 厚 さ方向 の 中心に最大屈 折率 η を有 し 、 中心か ら 離れ る に従 て屈折率が增加 しなレ、屈折率分 を有する o 屈折率分布ス ラ ブ導波路 4 8

0 1 は 、 幅方向 には ―定の屈折率.を有 し屈折率を持たなレヽ

。 屈折率分 ス ラ プ導波路 4 8 0 1 はヽ 入射面 4 8 0 2 と

、 反射面 4 8 0 3 と 出射面 4 8 0 7 と を備 る ο

入射面 4 8 0 2 は 、 幅方向 の 中心 置に入射光 4 8 0 4 を入射 さ せる 入射部 (図示せず ) と 、 幅方向の 中心に対 し て対称な位置か ら 出射する 出射光 4 8 0 5 を受光する 受光 部 （図示せず ) と 、 出射光 4 8 0 6 を受光する受光部 (図 示せず ) と のすべて に対向する o 出射面 4 8 0 7 はヽ 幅方 向 の 中心に対 して対称な位置か ら 出射す る 出射光 4 8 0 8 を受光する受光部 (図示せず） と 、 出射光 4 8 0 9 を受光 する受光部 (図示せず ) と のすベてに対向する o ま た 、 反 射面 4 8 0 3 は、 端面にアル ミ 二ゥム等の金属を蒸着 して でさ たノヽ 一フ ミ ラ 一でめ る 。 反射面 4 8 0 3 は 、 入射 した 信号光の内 半分を透過 し残 り を反射 さ せる o

実施の形台匕 2 4 の変形例において 、 屈折率分布ス ラ ブ導 波路 4 8 0 1 は、 ス ラ ブ長 L を ほぼ n 2

0 X W 。 1 / (

2 λ ) に一致 させ 出射光 4 8 0 5 と 、 出射光 4 8 0 6 と の 間 D 1 を 、 ほぼ W 0 / 2 に 致 さ せて レ、 る o ま た、 反射面 4 8 0 3 はヽ ス ラ ブ長 L が ち よ ど半分の長 さ にな る位置に形成 さ れて い る。 ただ し 、 n 0 は 、 幅方向 に励起 す る 0 次モ ド光の実効屈折率であ る 0

以上の構成に よ り ヽ 入射部か ら 屈折率分 ス ラ ブ導波路

4 8 0 1 へ入射 した信号光は、 Z 方向 の正方向 に伝搬 して 反射面 4 8 0 3 で一部が反射 し 、 他は透過する 0 反射 した 信号光は 実施の形態 2 4 で説明 した よ に 、 マルチモ 一

K干渉のセルフ 一 ィ メ 一ジン グ原理に基づいてヽ 入射面 4

8 0 2 か ら 出射光 4 8 0 5 と 、 出.射光 4 8 0 6 と して出射 さ れる 一

o 方 、 透過 した信号光は 、 実施の形態 1 と 全 く 同 マルチモ 一 K干渉のセノレフ ― 、ヽ、

様に 、 ィ メ 一 ンン グ原理に基 づレ、て 、 出射光 4 8 0 8 と 、 出射光 4 8 0 9 と して 出射 さ れる o

以上の よ 5 に、 実施の形態 2 4 の変形例に係 る 光丁バィ ス に よれば 、 幅方向の 中心位置に入射 した入射光 を 、 幅方 向の 中心に対称に 4 分岐 させる光分岐器を、 実施の形態 1 と 同 じス ラ プ長を持つ屈折率分布ス ラ ブ導波路に よ 実現 する こ と がで含 る ο ま た 実施の形態 2 4 の変形例 に係 る 光デバィ ス は 、 幅方向の 中心位置に入射 した入射光 を 、 幅 方向の 中心に対称に 2 分岐 した出射光 と して 、 相異な る 2 方向 に出射 さ せる と がでさ る o 産業上の利用可能性

本発明 は 、 高 マルチモ ー ド光通信に用い られる 光分岐 器 、 光 Π 成 、 光分波器、 光合波器、 ス タ 一力 プラ 、 光ス ィ ッ チ等の光了 ノ イ ス に好適であ る。 ま た、 本発明 は 、 问 速マ ノレチモ ド、光配線に用い られる 光ス ト レ 一 卜 シ 一 ト パ ス 、 光ク ス シ ト バス等に好適であ る ο

Claims

請求の範囲

1 外部か ら入力 さ れる 入力信号 と 出力すベさ 出力信号 と の間 を 信号光に よ り 接続する 光 V ノ ィ ス であつ て

シ 卜 状であ り 当該シ 卜 の厚 さ 方向 に取大屈折率部 分を有 し 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しなレ、屈折率分布を含む光伝送路 を備え

目 U記入力信号に対応する信号光を 記光伝送路 入射 光 と して入射 さ せ

目 U記光伝送路の内部に いて 刖記厚 さ 方向 に直交する 長 さ 方向 に つ て 記長 さ 方向及ぴ刖記厚 さ方向 の両方 に直交する 幅方向 に複数の固有モ を持つ マ ルチモ ド、 で前記入射光を伝送する と と も に 複数の 刖記固有モ ― が 刖記長 さ 方向 に つ て相互に干渉する こ と に ぶ 出射光 を生成し

角 U記光伝送路か ら 記出射光を 出射 させ 目 U記出射光に 対応する 刖記出力信号を 出力する - と を特徴 と する 、 光ァ パイ ス

2 - 記光伝送路は 刖記光伝送路の 刖記幅方向 に励 る 第 0 次モ ド、の伝搬定数 と 第 1 次モ K の伝 定数 の間の差の関数で表 さ れ る 前記長 さ 方向の大さ さ を持つ 求項 1 に記 の光了 ノ ィ ス

3 . 前記光伝送路は、 前記幅方向 の基本モー ド幅 と 、 前記 厚 さ 方向の 最大屈折率 と 、 刖記マルチモー ド光伝送路中 を 伝送 さ れる 光の波長 と の関数で表 さ れる 目 IJ ηά長 さ 方向の大 さ さ を持つ、 求項 1 BD の光デバイ ス 。

4 . 目' J記光伝送路はヽ 目 ij BS厚 さ 方向 の 中央位置が最大屈折 率であ り 、 中心位置か ら離れる に従っ て屈折率が増加 しな い屈折率分布を含む 請求項 1 に記載の光デバィ ス o

5 . 刖記屈折率分 は 、 ほぼ 2 次関数に沿つ て変化する 、

5目求項 4 載の光丁パィ ス o

6 . 刖記光伝送路は ポ リ シラ ンカゝ ら な る 、 求項 4 に記 載の光ァバィ ス ο

7 . 刖記光伝送路はヽ ポ リ シラ ンカゝ ら な り 、 当該ポ V シラ ンが硬化する 際の酸 濃度分布に よ っ て屈折率分布が施 さ れる 求項 6 に記 の光テ ィ ス。

8 . 刖記入力信号は ^信号であ り 、 当該電気信号を 刖 号光へ変換 しヽ 号光を +刖記光伝送路 記入射 光 と して入射 さ せる入射部 を備 7 _N 目求項 1 に記 の光 テノ ィ ス

9 . 刖 曰己入射部は 百己光伝送路の前記幅方向 にァ レイ 状 に並ぶ 数の発光部を有する 、 請求項 8 に記載の光デバイ 1 0 口

. i記入力信号は 信万光で あ り 、 当該信号光を 刖記 光伝送路へ入射光 と して入射 さ せ る入射部 を備 る 請求 項 1 に記載の光アバイ ス

1 1 . 刖記 出力信号は 、 気信号であ り 、 刖記光伝送路か ら 出射 さ れた 出射光 と して 記信号光を受光 し 当該信号 光を HU記 Λ ¼ {¾号へ変換する 出射部を備え る ロ冃求項 1 に 記載の光デパイ ス。

1 2 . 前記出射部は、 前記.光伝送路の幅方向 にア レイ 状に 並ぶ複数の受光部を有する 、 請求項 1 1 に記載の光デバイ ス。 '

1 3 • 目 U記出力信号は 信号光であ り 、 当該信号光 を u記 光伝送路か ら 出射光 と して 出射 させる 出射部を備え る 、 求項 1 に記載の光丁 ノ ィ ス ， .

1 4 • 刖記光デバイ ス は、 少な く と も 1 個の前記入力信号 を入力 し 、 N ( N = 1 , 2 ， 3 · · · · ) 個の前記出力信号 と して出力 可能であ る 光 N分岐デバイ ス であ り 、

記光伝送路は、

刖記入射光を入射 さ せる た めの入射面 と 、

、

目 IJ記出射光を 出射 さ せる た めの出射面 と を含み、

記長 さ方向の大き さ が、 前記幅方向 の基本モ ー ド幅 を w 0 と 、 幅方向 に励起 し た 0 次モ ー ド光の実効屈折率 を n o と ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る 光 の波 を λ と した と き 、 ほぼ以下の式の整数倍に な る値で あ り 、

、

刖記入射面上であ つ て刖記幅方向 の 中心に 1 個の入射 光を入射 さ せ 、 刖記出射面上であっ て前記幅方向 の 中心に 対称に Ν個の出射光を生成する 、 請求項 1 に記載の光デバ ィ ス。

N λ

1 5 • 記光ァノ ィ ス は 、 N ( N 1 ， 2 , 3 · · · ) の前記入力信号を入力 し 、 少な < と も 1 個の前記出力信 と して出力可能であ る 光 N八成丁ノ ィ ス であ り 、

ヽ—

目 U記光伝送路は 、

目 IJ記入射光 を入射 させる た めの入射面 と 、

刖記出射光 を 出射 させる た めの 出射面 と を含み、 刖記長 さ方向の大ぎ さ が 、 刖記幅方向の基本モ ー を W _Q と 、 幅方向 に励起 し た 0 次モー ド光の 実効屈折率 を n 。 と 、 前記マ ル チ モー ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る 光 の波長を L と した と き 、 ほぼ以下の式の整数倍にな る値で あ り 、

前記入射面上であ っ て前記幅方向の 中心に対称にすべ て同一の波長 ； L を有する N個の入射光を入射さ せ、 前記出 射面上であ っ て前記幅方向の 中心に 1 個の 出射光を生成す る 、 請求項 1 に記載の光デバイ ス。 1 »

N ' λ

1 6 • 目 'J記光丁 ィ ス はヽ N ( N 1 ， 2 3 • • • ) の 目 IJ記入力信号を入力 し ヽ

、 該入力信号に 1 対 1 対応す

Ν個の 記出力信号 と して 出力可能であ る ス 卜 レ一 卜 シ 卜 バス であ り 、

記光伝送路は 、

m 入射光を入射 させる た めの入射面 と 、

w\記出射光を 出射 させる ための 出射面 と を含み 、 目 |J記長 さ 方向の大さ さ が 、 刖記幅方向 の基本モ K 前記幅方向 に励起 した 0 次モー ド光の実効屈 と 、 前記マルチモ ー ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る 光の波長を λ と した と さ ヽ ほぼ以下の式の ¾数倍にな る 値であ り 、

前記入射面上であ つ て前記幅方向の任意の位置にすベ 圍ゝ. て同一の波長 λ を有する N個の 目リ記入射光を入射 さ せ 、 目 U 記出射面上であ つ て各目 IJ記入射光の入射位置 と 刖記幅方向 の位置が同一であ る位置にそれぞれ 、 N個の刖 ά入射光に

1 対 1 対応する Ν個 の前記出射光'を生成す る 、 uB求項 1 に 記載の光デノくィ ス

λ

1 7 . 前記光 Τ ノ^ィ ス は 、 N ( N = 1 ， 2 ， 3 · • · ) 個 の前記入力信号を入力 し 当該入力信号に 1 対 1 対応する N個の 出力信号 と して出力可能であ る ク ロ ス シー ト パ ス で あ り 、

刖記光伝送路は、

刖記入射光を入射 さ せる た めの入射面 と

目 U nD出射光を出射 さ せる た めの 出射面 と を含み、

-a-f..

目『J記長 さ 方向の大さ さ が 前記幅方向の基本モ ー ド幅 を W 0 と 、 刖 i己幅方向 こ励起 し ； 0 次モ ド光の実効屈 折率 を n 0 と 、 lu記マルチモ ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る光の波長を λ と した と さ ほぼ以下の式の奇数倍にな る 値であ り 、

目 U記入射面上であつ て 記幅方向の任 の位置にすベ て同 の波長 λ を有する N個の 目 記入射光を入射 さ せ、 刖 記出射面上であ つ て各刖記入射光の入射位置 と 前記幅方向 の位置か 刖記幅方向の 中心に対 して対称にな る位置にそれ ぞれ N個の前記入射光 と 1 対 1 対応する N個の前記出射 光を生成する 、 請求項 1 に記 の光デパイ ス o

4" ₀ ²

λ

1 8 光デ /くイ ス は N ( = 1 , 2 3 · · · ) 個 の 刖記入力信号を入力 し 当該入力信号にそれぞれ対応す る N個の前記出力信号 と して出力する ス タ カ プラ であ

刖記光伝送路は、

刖記入射光を入射 さ せる た め の入射面 と

目 U記出射光を 出射 さ せる た め の 出射面 と を含み、 刖 sd ¾ さ 方向の大き さ 力 ^s、 前記幅方向の 本モー ド幅 を W 0 と 、 前記幅方向 に励起 した 0 次モ ー ド、光の 実効屈 折率.を n 。 と 、 前記マルチモ 、一 ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る光の波長を ； L と した と き 、 ほぼ以下の式の値であ り 、 iu記入射面上であっ て前記幅方向の所定の位置にすベ て 一の波長 L を有する N個の前記入射光を入射 さ せ、

、

記出射面上であ っ て各前記入射光の入射位置 と 刖記幅方向 の位置力 ^s前記幅方向 の 中心に対 して対称にな る位置にそれ ぞれ 、 刖 目 G入射光のいずれの 1 個に対 して も N個の 刖言己出 射光 を生成する 、 請求項 1 に記载の光デパイ ス o 土 i )⁴"。 ₀ ⁽ はかつこ内を正の値にする整数）

1 N) λ

1 9 . 目 IJ Η己光デ ノ イ ス は、 N _E V E N 、 N E V E N = 2 ， 4

6 • - - ) 個の前記入力信号を入力 し、 当該入力信号にそ れぞれ対応す る N _{E V E N}個の前記出力信号 と して 出力す る ス タ 一力 プラ であ り 、

則 SD光 送路は、 前記入射面上であっ て前記幅方向の 中 心に対称な位置にすべて同一の波長 λ を有する N E V E N個

、

の 刖記入射光を入射 させる 、 請求項 1 8 に記 の光デバイ ス

2 0 N —

. 目リ ed光デ ノ イ ス は 、 O D D 、 N ₀ D D 1 ， 3

5 • - - ) 個の前記入力信号を入力 し、 当該入力信号にそ れぞれ対応す る N _{O D D}個の前記出力信号 と して 出力す る ス タ 一力 プラ であ り 、 前記光伝送路は、 前記入射面上であっ て前記幅方向 の 中 心に非対称な位置 にすべて 同 一の波長 ； I を有す る N _{o n D} 個の刖記入射光を入射 させる 、 5冃 求項 1 8 BC载の光デバ ィ ス

2 1 • 刖記光了 ノ ィ ス は 、 N ( N = 1 2 ， 3 • • • ) 個 の前記入力信号を入力 し 、 当該第 1 の入力信号に 1 対 1 対 応する N個の 目 U記出力信号 と して 出力可能であ M ( M

っ

= 1 2 3 - • • ) 個の 己入力信号を入力 し 、 当該入 力信号に 1 対 1 対応する M個の 記出力信号 と して 出力可 能であ る双方向ス 卜 レ 一 卜 シ一 h ノく ス であ <9 、

刖記光伝送路はヽ

刖記長 さ 方向の 一方の端部に形 '成 さ れた第 1 面 と 、 刖記長 さ 方向の他方の端部に形成 さ れた第 2 面 と を含 み

記 さ方向の大き さ が、 目リ記 te方向 の 本モ ド幅 を W 0 と 、 刖 BI 3幅方向 ί;こ励起 した 0 次モ一 ド光の実効屈 折率を n 0 と 、 HlJ記マノレ チ モ ' ド光伝送路 中 を伝送 さ れ る 光の波長 を え と した と き 、 ほぼ以下の式の整数倍にな る 値であ り 、

刖記第 1 面上であ つ て 目' J記幅方向の任 の位置にすべ て 同一の波長 え を有す る N個の 記入射光を入射 させ 、 刖 記第 2 面上であつ て各前記入射光の入射位置 と 前記幅方向 の位置が 一であ る 置にそれぞれ、 N個の iu記入射光 と

1 対 1 対応する Ν個 の前記出射光を生成 し 、

刖記第 2 面上であ つ て 刖記幅方向 の任思の位置に目 ij 第 1 面に入射する入射光 と すベて 一 の波長 λ を有する Μ 個の前記入射光を入射 させ 、 記第 1 面上であっ て 刖記 入射光の入射位置 と J記幅方向の位置が同一であ る位置に それぞれ、 M個の目 IJ記入射光 と 1 対 1 対応する Μ個の前記 出射光を生成す る 5冃求項 1 に記 の光テバ ィ ス 。

2 2 • 記光丁 ノ ィ ス は 、 Ν ( Ν = 1 2 ， 3 · · • ) 個 の第 1 の入力信号を入力 しヽ 当該第 1 の入力信号に 1 対 1 対応する N個の第 1 の出力信号 と して出力可能であ り 、 Μ

( Μ ― 1 2 3 • • ) 個の第 2 の入力信号を入力 し 、 当該第 2 の入力信号に 1 対 1 対応す-る Μ個の 刖記出力信号 と して出力可能であ る双方向 ク ス シ一 ト パス であ り

記光伝送路は

刖記長 さ 方向の一方の端部に形成 さ れた第 1 面 と 、 刖記長 さ 方向の他方の端部に形成 さ れた第 2 面 と を含 み、

-、ム

前記長 さ 方向の大さ さ が 、 刖記幅方向 の基本モ ド幅 を W。 と 、 前記幅方向 に励起 した 0 次モ ー ド光の実効,,屈 折率を _n 。 と 、 前記マルチモー ド光伝送路中 を伝送 さ れ る光の波長を ； I と した と き 、 ほぼ以下の式の奇数倍にな る 値であ り 、

前記第 1 面上であっ て前記幅方向の任意の位置にすべ て同一の波長 ； L を有する N個の前記入射光 を入射 さ せ、 前 記第 2 面上であ っ て各前記入射光の入射位置 と 前記幅方向 の位 が刖記幅方向 の 中心に対 して対称に な る位置にそれ ぞれ N個の 記入射光と 1 対 1 対応す る N個の前記出射 光を生成 し 、

前記第 2 面上で あつて刖記幅方向 の任 の位置にすベ て同 の波長 λ を有する M個の 記入射光 を入射 さ せ 、 目 U 記第 1 面上でめ つ て各刖記入射光の入射位置 と 前記幅方向 の位置が 記幅方向 の 中心に対 して対称にな る位置にそれ ぞれ 、 M個の 目 IJ SG入射光 と 1 対 1 対応する M個の目' J記出射 光を生成する 、 求項 1 に記载の光デバ ィ ス o

4" ₀ ²

λ

2 3 刖記光 1K送路は 、 目 IJ記長 さ方-向の 方の 部に形成 され 記厚 さ 方向 に平行な方向 に a つ て入射する 目 U記入射

o

光の光路を 記長 さ 方向 ほぼ 9 0 折 り 曲 げる反射 、 及ぴ /又は目 U記長'さ 方向の他方の 部に形成 さ れ刖記長 さ 方向 に沿つ て伝送 さ れた目 'J記出射光の光路を刖記厚 さ方向

Ο

に平行な方向 に沿つ て 出射 さ せる よ ラ に ほぼ 9 0 折 り 曲 げる反射面を a*

含む 、 求項 1 に記載の光 7"バィ ス ο

2 4 刖記光伝送路 は 、 目 IJ記 さ方向の 方の端部に形成 され刖記厚 さ 方向に傾斜 した方向 に つ て入射する入射光 の光路を 目 U記長 さ方向へ折 り 曲 げる プ V ズム 、 及ぴ /又は 目' J S己長 さ 方向の他方の 部に形成 さ れ 記長 さ方向 に沿つ て伝送さ れた出射光 (D光路を 記厚 さ方向 に傾斜 した方向 に沿つ て 出射 させる よ う に折 り 曲 げる プ V ズム を含むヽ ロ冃 求項 1 K HQ の光 τ ノ ィ ス o

2 5. 目' J言己光伝送路は 目 IJ記厚 さ 方向 に複数の固有モ を有する 、 Ρ冃求項 1 に記 の光了パィ ス

2 6 目 u sci光伝送路は 2 0 β m以上の厚 さ を有する ロ冃 求項 1 に記 の光ァバィ ス o

2 7 BU記光伝送路は 目 IJ記長 さ 方向及び 記厚 さ 方向 を 含む任意の相異な る 2 個の断面において 記厚 さ方向 の 中 心位置が 常に同 ―の 曲線を描 < ぶ に湾曲 してい る 求項 1 に記 の光丁 ノくィ ス

2 8 • 光伝送路は 前記長 さ 方向及ぴ 記厚 さ 方向 を 含む任意の相異な る 2 個の断面に レ、て 刖記厚 さ 方向の 中心位置が 異な る 曲線を描 < よ う に捩れて レ、 る 求項

1 に記 光了 ノ ィ ス o

載の

2 9 外部か ら入力 さ れる入力信号 と 出力す ぎ 出力信号 と の間を、 信号光に よ する,光 ノ ィ ス であ つ て

シ ト 状であ り 当該シ ― 卜 の厚 さ方向 に最大屈折率部 分を有 し、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分 を含む光伝送路 を 目 IJ記厚 さ 方向 に複数積 してな る 光伝送部 を備え

刖記入力信号に対応する信号光を 各 記光伝送路 入 射光 と して入射 さ せ、

各 記光伝送路の内部に いて 、 刖 5L厚 さ 方向 に直交す る長.さ 方向 に つ てヽ J記長 さ 方向及ぴ刖記厚 さ方向 の両 方に直交する 幅方向 に複数の固有モ ド、を持つ マ ルチモ ー ドで前記入射光 を伝送する と と も に 、 複数の 記固有モ ー ドが刖記長 さ方向 に沿つ て相互に干渉する こ と に り 出射 光を生成 し 、

各 記光伝送路か ら 刖記出射光を出射 さ せ 、 刖記出射光 に対応する 刖記出力信号を 出力する と を特徴 と する 、 光 τ ィ ス

3 0 • 外部か ら入力 さ れる入力信号 と 出力すベさ 出力信号 と の間 を 、 信号光に よ り 接 する 光 'ァノ ィ ス の 造方法で あ つ て 、

J記光丁 ノ ィ ス は 、

シ 状であ り 、 当該シ 卜 の厚 さ 方向 に最大屈折率 部分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離 れる に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布を含む光伝送 路を備 、

目 IJ記入力信号に対応する信号光を 目 U記光伝送路へ入 射光 と して入射 させ 、

U記光伝送路の 内部に レヽて 刖記厚 さ方向 に直交す る長 さ 方向 に沿つ てヽ 前記長 さ 方向及び目 U 5C厚 さ方向 の両 方に直交する 幅方向 に複数の固有モ ド、を持つマルチモ ー ド、で 刖記入射光を伝送する と と も に 、 複数の 目 υ記固有モ ー

Kが前記長 さ方向 に i'U つ て相互に干渉する こ と に よ り 出射 光を生成 し、

刖記光伝送路か ら 記出射光を 出射 さ せ 、 刖記出射光 に対応する 記出力信号を 出力 し 、

目 IJ 目己光丁 ノ ィ ス の製造方法に いて、

刖 g己光伝送路の材料であ る榭脂を硬化 させる た め に印加 さ れる ベさ ェネルギ が伝達可能な材料か ら な り ヽ 少な く と も 前記光伝送路の前記厚 さ 方向 と 同一 の深 さ を持つ凹部 を含む成形型を準備する 第 1 のェ程 と 、

目 U記凹部に 、 目 U記樹脂を充填する 第 2 のェ程 と

、

刖記樹脂が充填 さ れた 記成形型に対 して 、 刖記厚 さ 方 向の上下か ら所定量の 記ェネルギ一を印加する 第 3 のェ 程 と 、

ム

所望の 刖記屈折率分布が形成 さ れて硬化 した 刖記樹脂に 対 して 、 記光伝送路にする た め に 、 少な く と も 長 さ 方向 の大さ さ を決定 して 、 入出射光の接続部分を形成する 第 4 のェ程 と を備え る ヽ 光丁 ノ ィ ス の製造方法。

3 1 . 刖記第 3 の ェ程に レ、てヽ

、

記ェ ネ ルギ一 の印加は 、 所定波長の紫外線の *昭い、射で あ り 、

記第 1 の X程に いて 、

準備 される 記成形型は 、 所定波長の紫外線に対 して 透明 な材料か ら な る 、 求項 3 0 に記載の光デバィ ス の製 造方法 ο

3 2 . 刖記 3 のェ ？ におレ、て 、

法

目' J記ェネノレギ の印カ卩は、 加熱であ る 、 請求項 3 0 に 記載の光丁 ノ イ ス の 力法。

、

3 3 刖記光伝送路は 、 前記厚 さ 方向の 中央位置が最大屈 折率であ り 、 中心位置か ら 離れる に従っ て屈折率が増加 し なレ、屈折率分布を含むゝ 5冃求 ¾ <3 0 に記载の光デパイ ス の 製造方法

3 4 刖記屈折率分布は、 ほぼ 2 次関数に I P つ て変化する

、 （I冃求項 3 3 に記 の光デパ イ ス の製造方法 o

3 5 刖記光伝送路は 、 ポ リ シラ ンか ら な る 、 ff冃 求項 3 3 に BD の光ァ ノ ィ ス の製造方法。 一、 /.

3 6 刖記光伝送路は 、 ポ リ シラ ンか ら な り 、 当該ポ リ シ ラ ンが硬化する 際の酸素濃度分布に よ っ て屈折率分布が施 さ れる a*

、 求項 3 5 に記載の光デ イ ス の 造方法 0

3 7 刖 記第 1 の X 口—に お い て 、

、， .

目 U記成形型は 、 製造すべき 前記光伝送路が複数個含ま れる 大さ さ を有する 凹部を含み、

前記第 4 の工程に い て 、

目リ記樹脂 を切断する こ と 〖こ よ 、 複数個の光伝送路を 同時に製造する 、 R冃求項 3 0 に記 の光デバイ ス の製造方

3 8 . 刖記第 1 の ェ ロ-にお い て 、

刖記成形型は 、 製造すべき 前記光伝送路の前記幅方向 にほぼ等 しい大さ さ を有する 凹部を含み、

目 U 第 4 の ェ に い て

刖記榭脂を切断する こ と に よ り 、 前記長 さ方向の大き さ を決定する 、 冃求項 3 0 に記載の光デバイ ス の製造方法

3 9 刖記 1 の ェ禾ロ-に い て

成形型は 、 製造すベき i記光伝 路にほぼ しい 大き さ を有する 凹部を含み 、

刖記第 4 の ェ に い て 、

目 |J記光伝送路 目 U記入射光及ぴ '刖記出射光を入出射 さ せる さ位置の 刖記凹部の 面を除去する m求項 3 0 に 記載の光丁 ノ^ィ ス の la方法 o

'

4 0 さ ら に 、 前記第 4 のェ の 目 υ後のいずれか 方に、 記成形型か ら 刖記光伝送路を離型する 5 のェ を含 む 、 5冃求項 3 0 に記載の光テノ ィ ス の 造方法 ο

4 1 互レ、に異な る 2 個の波長が ね合わ さ れた 信号 光を入力 し 、 当該多重信号光を波 に応 じて分波 して、 2 個の互レ、に異な る信号光 と して 出力可能であ る光了 ノ^ィ ス であ つ て ゝ

シ一 卜 状であ り 、 当該シ の厚 さ方向 に最大屈折率部 分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しなレ、屈折率分布を含む光伝送路 を備 、

■、'- 目 U記多重信号光を 、 記光伝送路へ入射光 ·と して入射 さ せ 、

記光伝送路の内部に いて 、 目リ記厚 さ 方向に直交する 長 さ 方向 に沿つ て 、 刖記長 さ 方向及ぴ %\\記厚 さ 方向の両方 に直交する 幅方向 に各波長 、、と に複数の固有モ一 ドを持つ マノレチモ一 ドで 刖記入射光を伝送する と と も にヽ 同一の波 長の信号光について複数の 刖記固有モ ― ドが 目 U記長 さ 方向 に沿つ て相互に干渉する こ と に よ り 、 波長に応 じて幅方向 の異な るや 1L置に 2 個の目 υ記出射光を生成 し、

刖記光伝送路か ら 2 個の 刖記出射光を出射 さ せ る こ と を 特徴 と する 、 光デノ ィ ス

4 2 . 2 個の前記出射光は、 互 い の光量の比が、 最大にな る 前記幅方向の位置か ら それぞれ出射 される 、 請求項 4 1 に記載の光デバイ ス 。

4 3 . 2 個の前記出射光は、 互いの光量が最小にな る前記 幅方向の位置か ら それぞれ出射 さ れる 、 請求項 4 1 に記載 の光デバイ ス 。

、 、

4 4 • m記光伝送路は 、 刖記光伝送路の 刖記幅方向 に励 ¾ する 第 0 次モ一 の伝搬定数 と 、 第 1 次モ一 K の伝搬定数 と の間の差の mi数で表 さ れ る 目 U記長 さ 方向の大き さ を持つ

、 B冃求項 4 1 に記 の光 τ ノ ィ ス 前記光伝送路は、 直方体形状であ り 、 前記幅方向の ー ド幅 と 、 前記厚 さ 方向 の最大屈折率 と 、 前記マ ル チモ ド、光伝送路中 を伝送 さ れ る光の波 と の関数で ¾ さ れる 記長 さ方向の大さ さ を持つ 、 Β冃求項 4 1 に記載の光 デバィ ス

4 6 記光伝送路は 、 刖記ノ子 さ方向の 中央位置が最大屈 折率であ り 中心位置か ら離れ る に従つ て屈折率が増加 し なレヽ屈折率分布を含む 、 ロ冃求項 4 1 に記 の光了バィ ス 。

4 7 刖記屈折率分布はヽ ほぼ 2 次関数に つ て変化する ミ主

、 ηη求項 4 6 に記載の光 τバィ ス

4 8 互い に異な る 波長を持つ 2 個の信号光を入力 し 、 当 該信号光を合波 して 、 互いに異な る 2 個の波長が重ね合わ さ れた多重信号光 と して 出力可能であ る 光 ノ ィ ス であ つ て

シ 卜 状であ り 、 当該シ の厚 さ方向 に最大屈折率部 分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら'の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増カ卩 しなレ、屈折率分布を含む光伝送路

>·

を備 X. ヽ

2 個の 刖記信号光 -&T、 目 IJ記光伝送路 入射光 と して入射 さ せ 、

目 IJ記光伝送路の 内部において 、 刖記厚 さ 方向に直交する 長 さ 方向 に沿つ て 、 目 U記長 さ 方向及ぴ刖記 さ方向 の両方 に直交する 幅方向 に各波 ご と に の 固有モ Κを持つ マ ルチモ ド、で刖記入射光を伝送する と と も に 同 の波 ， .

長の信号光につレ、て複数の 刖記固有モ ド、が目 U記長 さ 方向 に沿つ て相互に干渉する こ と に よ り 波長に応 じて幅方向 の 同一位置に多重信号光であ る 記出射光を生成 し

IU記光伝送路か ら 刖記出射光を 出射 さ せる と を特徴 と

^ 、 光ァ ィ ス □

4 9 . 外部か ら入力 さ れる入力信号 と 出力すベさ 出力信号 と の間を 信号光に よ 接 る 光ァバィ ス であ つ て

シ 卜 状で あ り 当該シ ト の厚 さ方向に最大屈折率部 分を有 し 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布を含み pし さ 方向に直交する 幅方向 に隣接する 第 1 の部分光伝送路及 び第 2 の部分光伝送路か ら な る 光伝送路 と

外部か ら供給 さ れ る制御信号に基づレ、て 記第 1 及ぴ 第 2 の部分光伝送路の 内 少な < と も 方の 記屈折率分 布を変更可能であ る 屈折率変調手段 と を備え

-，- 刖記屈折率変調手段の動作に基づレ、て mi記第 1 の部分 光伝送路のみ を用 いて 目 U記入射光'を伝送する 第 1 の状態 と

、 刖記第 1 及ぴ第 2 の部分光伝送路を用 レ、 て前記入射光を 伝送する 第 2 の状態 と の間 を選択可能であ

目 U記入力信号に対応する信号光を 刖記第 1 の光伝送路 へ入射光 と して入射 さ せ

目 U記第 1 の状態であ る 合、

刖記 1 の光伝送路の 内部に いて 刖記 さ 方向及 ぴ前記 方向 に 父する さ 方向 に沿つ て BU Φ§方向 に 複数の固有モ ド、 を持つマルチモ ドで目 U記入射光を伝送 ナる と と も に 複数の 刖記固有モ ドが目 IJ記長 さ 方向 に沿 つ て相互に干渉する こ と に よ り 出射光を生成 し、

記第 1 の光伝送路か ら 記出射光を 出射させ 出射光に对応する 刖記出力信号を 出力する -方、

刖記第 2 の状 であ る場

目 U記第 1 及ぴ第 2 の光伝送路の内部において 刖記厚 さ 方向 に沿つ て 刖記幅方向 に複数の固有モー ドを持つマ ルチモ ドで目 U記入射光を伝送する と と も に、 複数の 刖 g己 固有モ ドが刖記長 さ 方向 に沿つ て相互に干渉する と に よ り 出射光を生成 し

目 IJ記第 2 の光伝送路か ら 刖記出射光を 出射さ せ 目 IJ記 出射光に対応する 記出力信号を出力する と を特徴 と す 光テパィ ス

5 0 - 目 U記屈折率 手段は、

刖記第 1 の マ ルチモ ド部分光伝送路の 記屈折率分 布を変更可能であ り

刖記第 2 の状態に いて、 記第 1 及ぴ第 2 のマルチ モ ― ド、部分光伝送路の屈折率分 を等 し < し

刖記第 1 の状態に レ、て、 刖記第 1 のマルチモ K部 分光伝送路の最大屈折率を Wi記第 2 の マ ルチモ ド、部分 光伝送路の最大屈折率 よ り 大き < する 求 4 9 に記 の光 V ィ ス o -ヽ，

5 1 • 記屈折率変調手段は 、

、

目 U記第 2 のマルチモ 一 ド部分光伝送路の 刖記屈折率分 布を変更可能であ り

、

記第 2 の状態にねいて 、 目 IJ記第 1 及ぴ第 2 の マ ノレ チ モ ド、部分光伝送路の屈折率分布を等 し < し 、

刖記第 1 の状態に レ、 て 、 目 IJ記第 2 のマルチモ 一 ド、部 分光伝送路の最大屈折率を 、 目リ記第 1 のマルチモ 一 ド、部分 光伝送路の最大屈折率 よ り 小 さ < する 、 求項 4 9 に記載 の光 T バ ィ ス o

5 2 • 記屈折率変 手段は 、

、 記第 1 及ぴ 2 の マ ルチモ 一 ド、部分光伝送路の 記屈 折率分 を変更可能であ り 、

、

刖記第 2 の状態 'に レ、 て ヽ 目 IJ記第 1 及ぴ第 2 の マ ルチ モ 一 K部分光伝送路の屈折率分布を等 し < し 、

刖記第 1 の状態 に いて 、 目 IJ記第 1 のマルチモ 一 K部 分光伝送路の最大屈折率をヽ 記第 2 の状 ■&匕にお け る 刖記 第 2 のマルチモ ド、部分光伝送路の最大屈折率 よ 大ぎ < する と と も にヽ 目 IJ記第 2 のマルチモ 一 部分光伝送路の最 大屈折率を、 記第 2 の状 に け る 刖記第 1 のマルチモ ド、部分光伝送路の最大屈折率 よ り 小 さ < する 、 求項 4

9 に記 の光了 ノ ィ ス o

5 3 • 記第 1 及ぴ第 2 のマノレチモ 一 K部分光伝送路の 内

、 記屈折率変調手段に よ つ て 、 目リ記屈折率分布が変更可 能であ る 光伝送路は 、 熱光学効果を 口

王する ポ リ マ か ら な り 、

前記屈折率変調手段は、 前記制御信号に応 じて熱の発生 /吸収が可能な冷熱シー ト を含み、

前記冷熱シー ト に よ っ て前記光伝送路の温度を変化 さ せ て屈折率分布を変化 さ せる 、 請求項 4 9 に記載の光デパイ ス 。

5 4 • 刖記光伝送路は、

刖記長 さ 方向 の大き さ が 、 刖記伝送路の前記幅方向 の 基本モ一 ド、幅を W。 と 、 Ϊ Η。 に励起 し た 0 次モ ー ド光 の実効屈折率 を n 0 と 、 . 刖 己第 1 及び第 2 の光伝送 路中 を伝送 さ れる 光の波長を λ と した と き 、 ほぼ以下の式 の奇数倍にな る値であ る 、 口 求項 4 9 に記載の光了 バイ ス

4"

λ

5 5 . 前記光伝送路は、

光伝送路を加 えた前記幅方向に対 して （

にな る前記幅方向の大き さ を持つ、 請求項 4

デバ イ ス 。

5 6 • 目 U記光伝送路は、 m 已 J¥ さ方冋 の 中央位置が 折率であ り 、 中心位置か ら離れる に従っ て屈折率が ない屈折率分布を含む、 請求項 4 9 に記載の光 ノ^

5 7 . 各前記屈折率分布は ほ ぼ 2 次 に沿つ て変化す る 、 請求項 5 6 に記載の光丁 パ ィ ス o

5 8 • '镰上に並 られた N ( Ν 2 3 4 · • • ) 個 の信号光の間隔を変化 さ せる た め の光丁 ノ ィ ス で あ つ て 、 シ 卜 状であ り 当該シ 卜 の厚 さ 方向 に最大屈折率部 分を有 し 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布を含む光伝送路 を 刖記直線に沿つ て Ν個配置 し

各刖記信号光 を 各刖記光伝送路 入射光 と して入射 さ せ

各目 U記光伝送路の 内部に い て 記 )子 さ 方向 に直交す る 長 さ方向 に沿つ て 刖記長 さ 方向 -及ぴ刖記厚 さ 方向の両 方に直交する幅方向 に複数の固有モ ド、を持つ マルチモ ― ド、で 刖記入射光を伝送する と と も に 複数の BU記固有モ ド、が 目 |J記長 さ方向 に沿つ て相互に干渉する こ と に よ り m 記幅方向 に いて 記入射光が各 記光伝送路へ入射 した 位置 と は異な る位置に出射光を生成 し

各刖記光伝送路か ら 刖記信号光 と して 記出射光 を 出射 さ せる 光了 ィ ス

• 各目 U記光伝送路は

刖記入射光を入射 させる た めの入射面 と

記出射光 を出射 させる た めの 出射面 と を含み

Su記入射面上であ つ て刖記幅方向の任 の位置に前記 光を入射 さ せ 刖記出射面上であ つ て各刖 目己入射光の 入射位置 と 目 U記幅方向の位 が目 U記幅方向 の 中心に対 し 対称にな る位置に目 LI記出射光を生成する 、 ロ冃求項 5 8 に の光デパィ ス o

6 0 • i記光 7" ノ ィ ス は 、 目 U記信号光の間 を拡大する 、 求項 5 8 に記 の光ァ ノ ィ ス ο

6 1 • さ ら にヽ シ一 卜 状の 入射側光伝送路を備 え、 当該光 伝送路はヽ 1 個の入射光を N個 に分岐する 光 Ν分岐デノ ィ ス であ 、 N分岐 さ れた出射光を刖 し ί 号光 と して各目 IJ記 光伝送路に接 する 、 ロ冃求項 5 8 に記截の光了 ノ イ ス o

6 2 . 信号光の位置を変化 さ せる た めの光デバイ ス であ つ て 、

シ ~ 卜 状であ り 、 当該シ ト の厚 さ方向 に最大屈折率部 分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布を含む光伝送路 を複数備 、

記光伝送路か ら 出射 される 出射光が 、 他の前記光伝送 路 入射す さ 入射光にな る よ う 複数の 記光伝送路を多 段接続 し 、

口 、

記信万光を 、 目 'J記光伝送路へ入射光 と して入射 さ せ 、 各刖記光伝送路の 内部に いて ヽ 目 U記厚 さ 方向 に直交す る長 さ方向 に沿つ て 目 'J Sri長 さ 方向及ぴ刖記厚 さ方向の両 方に直交する 幅方向 に複数の 固有モ ド、を持つ マ ルチモ 一 ド、 で目 U記入射光を伝送する と と あ に 、 数の 目 U 目 G 有モ ド.力 ^s前記長 さ 方向に沿つ て相互に干渉する こ と に よ 、 目 IJ

、

記幅方向 において目 U記入射光が各 記光伝送路へ入射 した 位置 と は異な る位置に出射光を生成 し 、

、 '

各前記光伝送路か ら 則記信号光 と して 記出射光を出射 させる 、 光ァバィ ス

6 3 刖記信号光は 、 線上に並ベ られた N ( N 2 3

？ 4 • • • ) 個の信号光であ り 、

シ 卜 状であ り 、 当該シ ト の厚 さ方向 に最大屈折率部 分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の 》子 さ 方向 に つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しない屈折率分布を含む光伝送路 を 、 N個の 刖記信号光同士の間隔を ,変化 さ せる た め に 記 直線に沿つ て N個配置 し 、

各 記信号光 をヽ 各刖記光伝送路へ入射光 と して入射 さ せ 、

各 記光伝送路の 内部において 記厚 さ 方向 に直交す る長 さ方向 に沿つ て ヽ 刖記長 さ 方向及ぴ目 U記厚 さ 方向の両 方に直交する 幅方向 に複数の固有モ ド、を持つマルチモ 一 ド、で 記入射光 を伝送する と と も に 、 複数の 記固有モ 一 ド、が 刖記長 さ 方向に沿つ て相互に.干渉す る こ と に よ り ヽ 刖 記幅方向 に レヽ て目 U記入射光が各刖記光伝送路へ入射 した 位置 と は異な る位置に出射光を生成 し

各 記光伝送路か ら J記信号光 と して 目 U記出射光を 出射 さ せる 、 P冃求項 6 2 に記 の光デノ ィ ス o

6 4 . 外部か ら入力 される入力信号 と 出力すベさ 出力信号 と の間を 信号光に 统する 光デバィ ス であっ て シ 卜 状であ り 前記シ 卜 の厚 さ 方向 に最大屈折率部 分を有 し 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離れ る に従つ て屈折率が増加 しなレ、屈折率分布を含むシー ト 状 伝送路 と

刖記入力信号に応 じた目 υ記入射光を、 目 U記シー ト 状光伝 送路へ入射 させる ため に伝送する 入射側光伝送路 と 、

目 U記入射側光伝送路 と 刖記シ ト 状光伝送路 と を接 ίϊ¾ 目 IJ記入射側光伝送路の モ K フ ィ ール ドを 、 刖記シ ト 状光伝送路 入射で き る よ う に変換す る入射側 ビー ム変換 部 と

刖記シ 卜 状光伝送路か ら 刖記出射光を BU記出力信号 と して出射 さ せる ため に伝送する 出'射側光伝送路 と 、

記出射側光伝送路 と 前記シ ト 状光伝送路 と を接 し 記シ 卜 状光伝送路の モ ド フ ィ ール を、 目 U記出射 側光伝送路へ入射で き る よ う に変換する .出射側 ビ ム変換 部 と を備え

入射側 ビ ム変換部か ら 出射する 刖記信号光を、 前記シ 卜 状光伝送路 入射光 と して入射 さ せ、

目 U記シ 卜 状光伝送路の内部に'ぉ レヽ て 、 記厚 さ 方向 に 直交する長 さ 方向 に沿つ て 刖記長 さ 方向及び前記厚 さ 方 向 の両方に直交する幅方向 に複数の固有モ ドを持つマノレ チモ Kで刖記入射光を伝送する と と も に 複数の前記固 有モ Kが 刖記長 さ方向 に つ て相互に干渉する こ と に よ 出射光を生成 し

刖記シ 状光伝送路か ら 目 υ記出射光を 出射 させ、 目 U記 出射側 ビ ム変換部 入射 させる 、 光デバィ ス 0

6 5. J記入射側 ビ ム変換部は 、

/- 中心を最大屈折率 と して 中心か ら離れる に VEつ て屈折 率が減少する 屈折率分布 を有する レ ン ズ素子であ り 、

目 U記シ一 ト 状光伝送路に入封 さ れる 前記信号光 と 同数 配置 される 、 口冃求項 6 4 に記 の光デパ イ ス ο

6 6 • 目 'J記入射側 ビ一ム変換部は 、

刖記入射側光伝送路側か ら シ一 ト 状光伝送路側 向 け て 、 中心 と 周辺 と の間の屈折率の変化が次第に大さ < な る 屈折率分布を含む 、 ロ冃求項 6 5 こ S己載の光了 ノ ィ ス 。

6 7 • 前記入射側 ビ一ム変換部は 、

記シ一 ト 状光伝送路の前記厚 さ 方向 に平行な方向 の 中 心部に最大屈折率を有 し 、 中心部か ら離れる に従つ て屈 折率が減少する 屈折率分布を有する ス ラ ブ導波路であ り 、 目 U記シ一 ト 状光伝送路に入射 さ れる 前記信号光 と 同数 酉己 τΑ される 、 an求項 6 4 に記 の光デパイ ス o

6 8 • 育リ記ス ラ ブ導波路は 、 前記幅方向 の大さ さ が 目 U記シ 一 ト 状光伝送路 と の接 部に向 けて小 さ く な る形状を備え る 、 求項 6 7 に記 の光了バィ ス 。

6 9 刖記入射側 ビ一ム変換部は 、 刖記シ一 卜 状光伝送路 と 一体的に形成 さ れる ゝ 求項 6 7 に記載の光テバィ ス o

7 0 . 前記入射側 ビーム変換部は、

.前記シー ト状光伝送路の in gし fe* さ 方向 に平行な方向及 ぴ前記幅方向 に平行な方向の 中心部に最大屈折率を有 し、 中心部カゝ ら離れる に従っ て屈折率が減少する 屈折率分布を 有す る光伝送路であ り 、

前記シー ト 状光伝送路に対 して 1 個配置 さ れる 、 請求 項 6 4 に記 の光丁バィ ス 0

7 1 • 記出射側 ビ ム変換部は、

中心を最大屈折率 と して 中心か ら離れる に従っ て屈折 率が減少する 屈折率分布を有する レ ンズ 子であ り 、

前記シ一 卜 状光伝送路か ら 出射 さ れる 前記信号光 と 同 配 さ れる 、 ロ冃求項 6 4 に記載の光デパィ ス 。

7 2 • 記出射側光伝送路は 、

中心を最大屈折率 と して 中心か ら離れる に従っ て屈折 率が減少する 屈折率分布を有する 光フ ァ ィ バであ り 、

前記出射側 ビ ム変換部は

記出射側光伝送路側か ら シー ト 状光伝送路側へ向 け て 、 中心 と 岡ロ J辺 と の間 の屈折率の変化が次第に大き く な る 目 U記屈折率分布を含む 、 求項 6 5 に記 の光デバイ ス 。

、

7 3 • 刖記出射側 ビ一ム変換部は、

、，- 一、ム

冃 U記シ一 卜 状光伝送路の eし さ方向 に平行な方向 の 中心部に最大屈折率を有 し 、 中心部か ら 離れる に従っ て屈 折率が減少する 屈折率分布を有する ス ラ ブ導波路であ 、

、

前記シ 卜 状光伝送路か ら 出射 さ れる 刖記信号光 と 同 数酉 β置 さ れる 求項 6 4 に記載の光丁 八 ィ ス

7 4 目 'J記ス ラ ブ 波路は 、 目 υ記 方向 の大さ さ が 目 IJ記シ 卜 状光伝送路 と の 続部に 向 けて小 さ < な る形状を備え る 、 m求項 7 3 に記 の光丁 ノ ィ ス

7 5 刖記出射側 ビ ム変換部は 、 刖記シ 卜状光伝送路 と 一体的 に形成 さ れる 、 請求項 7 3 に記載の光デバイ ス。

7 6 • 目 U記出射側 ビ ム変換部 は 、

、

刖記シ一 状光伝送路の 記厚.さ方向 に平行な方向及

、

ぴ刖記幅方向 に平行な方向の 中心部に最大屈折率を有 し 、 中心部か ら離れる に従つ て屈折率が減少する 屈折率分 を 有する光伝送路であ り 、

記シ 卜 状光伝送路に対 して 1 個配置 さ れる ヽ P冃求 項 6 4 に記載の光丁バィ ス

7 7 . 外部か ら入力 さ れる入力信号 と 出力すべき 出力信号 と の間を 、 信号光に よ <9 す る光丁 / ィ ス の製造方法で あつ て 、

刖記光了 / ィ ス は 、

シ一 卜 状で め り 、 刖記シ一 卜 の厚 さ 方向 に最大屈折率 部分を有 し 、 該最大屈折率部分か ら の厚 さ 方向 に沿つ て離 れる に従つ て屈折率が 加 しない屈折率分布を含むシ 卜 状光伝送路 と 、

記入力信号に応 じた 目【J記入射光を 、 目 、 IJ記シ ト 状光 伝送路へ入射 さ せる た めに伝送する入射側光伝送路 と 、 刖記入射側光伝送路 と 刖記シ 卜 状光伝送路 と を接続 し、 刖記入射側光伝送路の モ フ ィ ル を 、 目 、 IJ記シ一 ト状光伝送路へ入射でき る う に変換する 入射側 ビーム変 換部 と 、

記出射光を 、 目 IJ BGシ一 状光伝送路か ら一 ·>_/■-記出力信 号 と して出射 さ せる ため に伝送する 出射側光伝送路 と 、

■>に

刖記出射側光伝送路 と 目 IJ記シ 状光伝送路 と を接続 し、 目' J記シ一 ト 状光伝送路の モ ド、フ ィ一ル Kを 、 tu記出 射側光伝送路へ入射でき る よ う に変換する 出射側 ビーム変 換部 と を備 え、

刖記シ一 ト 状光伝送路 と 刖 、 記入射側 ビ ム変換部及 ぴ目 U記出射側 ビ一ム変換部の内の少な < と も ―方 と に対応 する 凹部を有 し 、 前記シ一 卜 状光伝送路の材料であ る樹脂 を硬化 さ せ る た め に印加 さ れるベさ ェネルギ一が伝達可能 な材料か ら な る成形型を準備する第 1 のェ と 、

記凹部に 、 sd樹脂を充填する 第 2 のェ 口 と 刖記榭脂が充填 さ れた 記成形型に 刖 、 ' 記樹脂を硬化 さ せて所望の前記屈折率分布を形成する ため に 、 目 IJ記厚 さ 方向 の上下か ら所定量の刖記ェネルギ を印加する 第 3 の 工程 と 、

硬化 した目 U記樹脂に 、 目 IJ記凹部に形成 さ れてレ、ない前 記入射側 ビ一ム変換部及ぴ目 IJ記出射側 ビ一ム変換部が あ る は当該変換部 を接 し 、 さ ら に 、 一目、. U記入射側光伝送 路 と 、 目 LI BC出射側光伝送路 と を 続す る 4 のェ禾ロ と を備 え る 、 光デノ ィ ス の 造方法

7 8 . 目 IJ ェネルギ の印加は 、 所定波長の 外線の照射 であ り 、

目【j 成形型は 、 所定波長の紫外線に対 して透明 な材料か ら な る 、

、 求項 7 7 に記載の光 T バ ィ ス の 方法

7 9 . 目 ij ェネルギ一 の印加は 、 加執、、 であ る 、 求項 3 0 に記載の光了 ィ ス の 造方法

8 0 . mi 己第 4 ェ 口-に先 つ て 、 化 した目 U記樹脂を成形 型力 ら離型する 5 のェ程を備 る 、 求項 7 7 に記載の 光デバィ ス の 方法

8 1 . m記第 4 ェ程に いてヽ

硬化 した前記樹脂にヽ 刖記成形型に形成 さ れていない

WI記入射側 ビ ム変換部及ぴ刖記出射側 ビ一 ム変換部力 S あ る 場合には当該変換部を接続 し 、 さ ら にヽ 記入射側光伝 送路 と 、 刖記出射側光伝送路 と を接 する 際に 当該光伝 送路を位置決めす る た めの位置決め部が形成 さ れた基板に 各前記光伝送路を配置する a 求項 8 0 に記載の光デバィ ス の 製造方法

8 2 . 目' j 第 1 の ェ に レ、 て 、

—ゝ- 刖 §己成形型は 、 則記入射側光伝送路及ぴ目 IJ記出射側光 伝送路の少な < と も一方を位置決めする た めの位置決め部 を含み、

BU.記第 4 のェ禾 q いて

目 U記 置決め部が形成 さ れた 記成形型に各伝送路を 配置する 娃求項 7 7 に記载の光 τ ノ ィ ス の製造方法 o

8 3 . 前記入射側光伝送路は 光フ ァ ィ ノ で め る 、 求項

7 7 に記載の光 τ バ ィ ス の 造方法 o

8 4 . 前 出射側光伝送路は 光フ ァ ィ バ で め る 、 m求項

7 7 に記 光 7"バィ ス の 造方法 o

載の

8 5 . 外部か ら 入射する信号光を伝送 し 伝送 した信号光 を外部へ出射す る 光デノ ィ ス であつ て

第 1 方向 に屈折率分 を含み 信号光を複数の光路に よ つ て前記第 1 方向 に直交する 第 2 方向 に伝送可能な光 12 送 路を備え

刖記光伝送路 入射する信号光の光軸 及ぴ前記光伝送 路か ら 出射する 信号光の光軸の内 少な < と も 一方は 、 刖 記第 2 方向 と 平行でな <

目 U記複数の光路の内 信号光の光軸に関 して互いに対称 に BU記光伝送路へ入射する一つの光路は 記光伝送路へ 入射する位相差 と 目 U SC光伝送路か ら 出射する位相差 と が等 しレヽ こ と を特徴 と する光 7"バィ ス 0

8 6 . 目 ij ョ己光伝送路へ信号光を入射する た めの入射部 と 、 前記光 1H送路か ら信号光を出射する た めの 出射部 と を備 え、

記入射部及ぴ目 U記出射部の 内 、 少な く と も 一方は 内

—ゝ.ム

部を伝送する信号光の光軸が 、 刖記第 2 方向 と 平行でなレ、 方向 にな る よ う に 、 目 IJ記光伝送路 と 結合する 、 m求項 8 5 に記載の光デノ ィ ス

8 7 - 刖 目己入；^ Γ部及び ta 部の内 、 少な < と も 一方は

、 内部を伝送する信号光の光軸が 、 刖記第 2 方向 と 直交す る よ う に 、 目 U記光伝送路 こ ？ PCJ 口 してい る 、 求項 8 6 に記 载の光デバイ ス。

8 8 . 前記二つの光路は、 伝送 さ れる信号光の波長の整数 倍に等 しい光学的な光路長差を持つ、 請求項 8 6 に記載の 光デバイ ス。

8 9 刖記 ―つの光路はヽ 光学的な光路 差が生 じ る光路 長差発生部を ( m = 1 2 , 3 • • • ) 含み 、

、

刖記 m個の光路長差発生部で発生する 光学的な光路長差 の和が 、 信号光の波長の 然数倍に等 しい 、 ロ冃求項 8 8 に 、、

記載の光 τバィ ス

9 0 - 刖記光伝送路は、

ftu記第 1 方向 に信号光を閉 じ こ め可能なシ一 ト 状光伝 送路であ り ヽ 刖記第 1 方向の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈 折率が最大で 、 m記 中心部か ^ 第 1 方向 に沿つ て離れる に 従っ て屈折率が ί冒加 しなレ、屈折率分布を含む 求項 8 9 の光丁 ノ^ィ ス o

灘

9 1 . 目 U記シ 卜 状光伝送路は

目 IJ記第 2 方向 と 平行でなレ、方向か ら入射 した信号光の 光軸を 目 IJ記第 2 方向へ折 り 曲 げる ため の第 1 反射面 と 刖記第 2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 記第 2 方 向 と 平行でない方向へ折 り 曲 げる ための第 2 反射面 と を含 み、

刖記光路長差発生部は 目 IJ記第 1 及ぴ目 U記第 2 反射面 に よ り 反射 さ れる 刖記 つの光路の屈折率履歴が異な る 部 分であ る 求項 9 0 に記載の光 τ ノ ィ ス o

9 2 . 刖記シ 卜 状光伝送路に いて

刖記第 1 反射面に よ り 信号光のすベてが 記第 2 方向 へ折 り 曲 げ ら れた位置か ら 信号光のすベてが 記第 2 反 射面に入射す る直刖 の位置ま での物理的な光路長が 記 屈折率分布に基づレ、て蛇行 して伝送 さ れる光路の蛇行周期 の j 倍 ( j = 0 1 2 3 • • • ) に等 しい 求項 9

0 に記 の光ァ ノ ィ ス o

9 3 . 目 U記 .つの光路は 光子的な光路長差が生 じ る光路 長差発生部を n 個 ( n 2 3 4 • • · ) 含み

目 U記 n 個の光路長差発生部で発生する 光路長'差の和が ゼ Π であ る B冃求項 8 8 に記載の光テバィ ス o 9 4 • 刖記光伝送路は

· - 目' J記第 1 方向 に信号光を じ め可能なシ ¹ ~ 卜 状光伝 送 であ り 目 U記第 1 方向 の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈 折率が取大で 刖記中心部か ら第 1 方向 に沿つ て離れる に 従つ て屈折率が増加 しなレ、屈折率分布を含む 口冃求項 9 3 に記載の光丁 / ィ ス

9 5 • 刖記シ 卜 状光伝送路は

刖記第 2 方向 と 平行でなレ、方向か ら入射 した信号光の 光軸を 記第 2 方向 折 り 曲 げ る ための第 1 反射面 と 刖記第 2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 目 U記第 2 方 向 と 平行でなレ、方向 折 り 曲 げる ための 2 反射面 と を含 第

み

前記光路長差発生部は 刖記第 1 及び目 U記第 2 反射面 に よ り 反射 さ れる 刖記 つの光路の屈折率履歴が異な る部 分であ る 求項 9 4 に記载の光ァパ ス

9 6 刖記シ 卜 状光伝送路に いて

目 U記第 1 反射面に よ •9 信号光のすベてが刖記第 2 方向 折 り 曲 げ られた位置か ら 信号光のすベてが 記第 2 反 射面に入射する直 の位置ま での物理的な光路長が 刖記 屈折率分 ¾ に基づいて蛇行 して伝送 さ れる 光路の蛇行周期 の （ j + 0 . 5 ) 倍 （ j = 0 1 2 3 • • • ) に等 し い、 請求項 9 4 に記載の光テノ ィ ス

9 7 . 前記二つの光路は、 光子的 な 差

光路長 がゼ 口 であ る nn求項 8 6 に記載の光丁バィ ス ο

9 8 • 前記二つの光路は 光学的 な光路長差が生 じ る 光路 長差発生部 を η 個 ( n = 2 3 4 • • • ) 含み

前記 n 個 の光路長差発生部で発生する 光路長差の和力 S ゼ 口 であ る 求項 9 7 に記 の 了 ノ ィ ス o

9 9 • 記光伝送路は

刖記第 1 方向 に - 信号光を閉 じ め可能なシ 卜 状光伝 送路であ り 目 IJ記第 1 方向の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈 折率が取大で 目 U記中心部か ら 第 1 方向 に沿つ て離れる に 従つ て屈折率が増加 しない屈折率分 を含む 求項 9 8 に記 の光 ノ ィ ス o

1 0 0 • 刖記シ 卜 状光伝送路は

iu記第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光の 光軸を 刖記第 2 方向へ折 り 曲 げる ため の第 1 反射面 と 、

'

刖記第 2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 目 U記第 2 方 向 と 平行でない方向へ折 り 曲 げる ための第 2 反射面 と を含 み、

WJ記光路長差発生部は 前記第 1 及ぴ刖記第 2 反射面 に よ り 反射 され る 記 つの光路の屈折率履歴が異な る部 分であ る 求項 9 9 に記 の光了 ノ^ィ ス o

1 0 1 刖記シ 卜 状光伝送路にお レ、て

刖記 1 反射面に よ り 信号光のす てが 記第 2 方向 へ折 り 曲げ ら れた位 か ら 、 信号光のすベ'てが 刖記第 2 反 射面に入射する 直 の位置ま での物理的な光路長が 、 目 ij 屈折率分布に基づいて蛇行 して 送 さ れる光路の蛇行周期 の （ j + 0 - 5 ) 倍 ( j 0 1 ， 2 ， 3 • • • ) に等 し い、 請求項 9 9 に記載の光ァノくィ ス o

1 0 2 . 記二つの光路は 、 光学的な光路長差が発生する 部分を持たな い、 a 求項 9 7 に の光丁 ノ ィ ス 0 、

1 0 3 . 記光伝送路は 、

m sd第 1 方向 に信号光を閉 じ こ め可能な シ一 卜 状光伝 送路であ 、 目 IJ 5C第 1 方向 の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈

、

折率が最大で 、 m記中心部か ら第 1 .方向に沿つ て離れる に 従っ て屈折率が増加 しなレ、屈折率分 を含む 、 求項 1 0

2 に記载の光デ Λィ ス o

、

1 0 4 . 記シ一 卜 状光伝送路は、

HU記第 2 方向 と 平行でなレ、方向か ら入射 した信号光の

,、，

光軸 を、 記第 2 方向へ折 り 曲 げる ための第 1 反射面 と 、

、 '

HU S己第 2 方向 に ,伝送 した信号光の光軸を 、 目 U記第 2 方 向 と 平行でない方向へ折 り 曲 げる た めの第 2 反射面 と を含 み、

刖記中心部に け る 刖記第 1 反射面 と 刖記第 2 反射面 と の 間の物理的な光路長が 、 屈折率分布に基づレ、て蛇行 し て伝送さ れる 光路の蛇行周期の i / 2 倍 ( i 0 1 , 2

， 3 · · • ) に等 し < 、 信号光は 刖記 1 反射面及ぴ 2 反射面上の BU 光 伝送路の第 1 方向 の厚 さ が半分 と な る 中心部で、 刖 記第 1 方 及ぴ第 2 方向 にせに直交する 第 3 方向 に平行な線状に 光 される 求項 1 0 3 に記 の光 V バ ィ ス 。

m

1 0 5 外部か ら入射す る信号光を伝送 し 、 伝达 した信号 光をマルチモ ド、干渉に よ つ て所定の位置か ら外部へ出射 する 光ァパィ ス であつ て

第 1 方向に屈折率分布 を含み 信号光を nu sd,第 1 方向 に 直交する 第 2 方向 に伝送可能であ り 刖記第 1 方向 に信号 光を 閉 じ め可能なシ 卜 状光伝送路 と

目 U記シ 卜 状光伝送路へ信号光を入射する ための M個 （

M = 1 2 3 • • - ) の入射部 と.

m記シ 卜 状光伝送路か ら信号光を出射する た め の N個

( N 1 2 3 • • • ) の 出射部 と を備え、

刖記 M個の入射部及ぴ目 U記 N個の 出射部は、 内部 ^伝达 する信号光の光軸が目 11記第 2 方向 と 平行でない方向 に刖記 シ 卜状光伝送路 と 結合する少な と も つ の非平行入出 射部を含み

目 |J記非平行入出射部 と 対応する 記入射部又は刖記出射 部 と の間 を伝送する信号光の複数の光路の内、 信号光の光 軸に 関 して互レ、に対称に m記シ 卜 状光伝送路へ入射する つの光路は 記シ h 状光伝送路 入射する位相差 と 目 'J記シ 卜状光伝送路か ら 出射する位相差 と が等 し

記 M個の入射部及ぴ 記 N個の 出射部は、 すベて所定 のマルチモ 干渉の セ ル フ ィ メ ン ング原理の条件を 満足する位置に配置 されてレ、 る と を特徴 と する 光ァノ ィ ス 。

1 0 6 • 記非平行入出射部は 、 内部を伝送する信号光の

、

光軸が 、 刖記第 2 方向 と 直交する よ ラ に、 目 U記光伝送路 と 小口 口 する ヽ 5冃求項 1 0 5 に記 の光了バィ ス O

m

1 0 7 記 つの光路はヽ 伝送 さ れる信号光の波長の整 数倍に等 しい光学的な光路長 を持つ 、 nB求項 1 0 5 に記 差

載の光了 ノ ィ ス 0

1 0 8 記二つの光路は 、 光学的な光路 差が生 じ る 光 路長差発生部を m個 ( m = 1 2 3 • · • ) 含みヽ

j、ゝ

刖記 m個の光路長差発生部で発生する光字的な光路長差 の和がヽ 信号光の波長の 自 然数倍に等 しレヽ ヽ 求項 1 0 7 に記 の光了 ィ ス o

、 '

1 0 9 刖記シ 一 ト 状光伝送路はヽ

刖記第 1 方向 の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が取 大で 、 則記中心部か ら第 1 方向 に'沿つ て離れ る に従つ て屈 折率が増加 しない屈折率分 を含むヽ δ 求項 1 0 8 に記 の光丁 ノくィ ス ο

1 1 0 記シ 一 ト 状光伝送路はヽ

,,、

刖記第 2 方向 と 平行でなレ、方向か ら入射 した信号光の 光軸を 、 υ記第 2 方向へ折 り 曲 げる た めの 1 反射面 と 記 2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 刖記第 2 方 向 と 平行でない方向 折 曲 げる ため の 2 反射面 と を含 第

み、 .

目 υ記光路長差発生部は 記第 1 及ぴ刖記第 2 反射面 に よ り 反射 さ れる iu記 つの光路の屈折率履歴が異な る部 分であ る 求項 1 0 9 に の光 τ ノ ィ ス

1 1 1 • 記シ h 状光伝送路にね いて

刖記第 1 反射面に よ り 信号光のす てが前記第 2 方向 へ折 り 曲 げ られた位置か ら 、 信号光のすベてが刖記第 2 反 射面に入射す る直刖 の位置ま での物理的な光路長が 、 刖記 屈折率分 に基づいて蛇行 して伝送さ れる 光路の蛇行周期 の j 倍 ( j 0 1 2 3 · • • ) に しい 求項 1 m

0 9 に記 の光丁 ノ ィ ス

m

1 1 2 • 刖記こつ の光路は 、 光ナ的な光路長差が生 じ る 光 路長差発生部 を n 個 ( n = 2 3 4 • • ) 含み

刖記 n 個の光路長差発生部で発生する 光路長差の和が、 ゼ 口 であ る 求項 1 0 7 に記 の光了 バ ィ ス

1 1 3 • 刖記シ 卜 状光伝送路は

記第 1 方向 の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最 大で 刖記中心部か ら 第 1 方向 に沿つ て離れる に従つ て屈 折率が増加 しない屈折率分布を含む 求項 1 1 2 に記載 の光 τ ィ ス 1 1 4 • 刖記シ 卜状光伝送路は、

丄，

刖記第 2 方向 と 平行でなレ、方向か ら入射 した信号光の 光 を 、 記第 2 方向 折 り 曲 げる た めの第 1 反射面 と ヽ

、， . ヽ

刖記第 2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 、 刖記第 2 方 向 と 平行でない方向 折 り 曲げる ための第 2 反射面 と を含 み 、

、

記光路長差発生部はヽ 目 IJ記第 1 及び 記第 2 反射面

、

に よ り 反射 さ れる 目 U記一つ の光路の屈折率履歴が異な る部

a*

分であ る 、 求項 1 1 3 に記 の光丁ノ^ィ ス o

1 1 5 記シ一 卜 状光伝送路にねいて

刖記第 1 反射面に よ り 信号光のすベてが 記第 2 方向

-ハ、、

折 り 曲 げ られた位 か ら 信号光.のす てが 記第 2 反 射面に入射する 直 の位置ま で の物理的な光路長がヽ 記 屈折率分布に づレ、て蛇行 して伝送 さ れる光路の蛇行周期 の ( j + 0 . 5 ) 倍 （ j = 0 ， 1 2 3 こ等 し い、 請求項 1 1 3 に記載の光デノ ィ ス

1 1 6 . 前記二つ の光路は、 光学的な光路長差がゼ ロ であ る 、 請求項 1 0 5 に記載の光デパ イ ス 。

1 1 7 . 前記二つ の光路は、 光学的な光路長差が生 じ る 光 路長差発生部を n 個 （ n = 2 , 3 ， 4 - · · ) 含み、

前記 n 個の光路長差発生部で発生する 光路長差の和が、 ゼ ロ であ る 、 請求項 1 1 6 に記載の光デバイ ス。 1 1 8 - 刖記シ 卜 状光伝送路は、

前記第 1 方向の厚 さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最

、

大で. 刖記 中心部か ら第 1 方向 に沿つ て離れる に従つ て屈 折率が •増加 しない屈折率分布を含む、 求項 1 1 7 に記載 の光了バィ ス o

1 1 9 記シ一 卜 状光伝送路は 、

記第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光の 、

光軸を 、 刖記第 2 方向へ折 曲 げる ための第 1 反射面 と 、

―、 、

刖記第 2 方向 に VS. ½ した信号光の光軸を 刖記第 2 方 向 と 平行でない方向へ折 り 曲 げる ための第 2 反射面 と を含 み、

刖記光路長差発生部は 、 記第.1 及ぴ刖記第 2 反射面

、

に よ り 反射 さ れる 目 U記二つの光路の屈折率履歴が異な る部 分であ る ヽ 求 1 1 8 に記載の光デバィ ス o

1 2 0 記シ 卜 状光伝 路にお レ、て 、

刖記第 1 反射面に よ り 信号光のすベ てが 記第 2 方向 へ折 り 曲げ られた位置か ら 、 信号光のすベてが目リ記第 2 反 射 m に入射する直 の位置ま での .物理的な光路長が 、 記 屈折率分 に基づいて蛇行 して伝送される 光路の蛇行周期 の ( j + 0 5 ) 倍 ( j 0 1 2 ？ 3 • • • ) に等 し レ、 、 求項 1 1 8 に記 の光テノ ィ ス o

1 2 1 . 前記二つ の光路は、 光学的な光路長差が発生する 部分を持た ない、 請求項 1 1 6 に 載の光丁 ノ ィ ス o 1 2 2 - 目 U 13シ 卜 状光伝送路は

目 U記第 1 方向の厚さ が半分 と な る 中心部の屈折率が最 大で 目 u記 中心部か ら第 1 方向 に つ て離れる に従つ て屈 折率が増加 しない屈折率分布を含む a*求項 1 2 1 に記载 の光 V / ィ ス o

1 2 3 • 記シ 卜 状光伝送路は

刖記第 2 方向 と 平行でない方向か ら入射 した信号光の 光軸を 刖記第 2 方向 折 り 曲 げる ため の第 1 反射面 と 記第 2 方向 に伝送 した信号光の光軸を 刖記第 2 方 向 と 平行でない方向 折 曲 げる た めの第 2 反射面 と を含 み、

刖記中 心部に け る 記第 1 反射面 と 前記第 2 反射面 と の 間の物理的な光路長が 、 屈折率分 に基づレ、て蛇行 し て伝送さ れ る光路の蛇行周期の j / 2 倍 ( j = 0 1 2 3 • • ) に等 し <

信号光は 記第 1 反射面及び第 2 反射面上の m記光 伝送路の第 1 方向の厚 さ が半分 と な る 中心部で m 目 G第 1 方向及ぴ第 2 方向に に直交す る 第 3 方向 に平行な線状に 集光 される 5冃求項 1 2 2 に記載の光丁 ノ ィ ス o