WO2006013928A1 - 光回路装置 - Google Patents

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optical
optical circuit
polarization
circuit device
waveguide
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PCT/JP2005/014310
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Noritaka Matsubara
Hiroshi Kawashima
Kazutaka Nara
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The Furukawa Electric Co., Ltd.
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    • G02B6/2935—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means
    • G02B6/29352—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide

Definitions

  • the present invention relates to the field of optical communications.
  • Thermo-optic effect is generally used as a means for expressing a variable characteristic function in these optical circuits.
  • the thermo-optic effect is a phenomenon in which the refractive index of quartz glass changes with temperature.
  • the effective refractive index of the changed optical waveguide changes, and the phase of the light propagating there changes.
  • a variable waveguide interferometer can be constructed to realize a variable characteristic function.
  • FIG. 14 shows the gain characteristics of the optical amplifier and dynamic equalizer with respect to wavelength in a configuration using a conventional dynamic gain equalizer.
  • Figure 14 (b) also shows the gain flattening characteristics with respect to wavelength.
  • FIG. 14 (a) shows the result of performing the flattening shown in FIG. 14 (b) on the gain wavelength characteristic with the optical amplifier power using a dynamic gain equalizer. At this time, the insertion loss was 7. OdB.
  • FIG. 15 shows the configuration of the optical circuit device 1000.
  • the optical circuit device 1000 includes a PLC optical circuit 1010, a polarization beam splitter / combiner 1020, and PMF (Polarizati on Maintaining optical ber) 1031 and 1032.
  • the optical circuit 1010 and the polarization beam splitter / combiner 1020 are connected via the PMFs 1031 and 1032.
  • the polarization beam splitter / combiner 1020 is connected to the circulator 200 via an SMF (Single Mode Optical Fiber) 300.
  • SMF Single Mode Optical Fiber
  • Incident light that has passed through the circulator 200 is first connected to the polarization splitting / combining unit 1020 by the SMF 300, and the polarization splitting / combining unit 1020 uses the two polarizations whose polarization planes are orthogonal to each other (for example, in FIG. TE polarized light and TM polarized light).
  • One of the separated polarized waves (TM polarized light in FIG. 15) rotates the polarization plane by 90 degrees by rotating the PMF 1032 and enters the optical circuit 1010 (as TE polarized light in FIG. 15).
  • the other polarization (TE polarization in Fig.
  • Non-Patent Literature 1 Doerr, “An Automatic 40- Wavelength Channelized Equalizer”, ⁇ P hotonics technology Letters, vol.12, No.9, September 2000, PI 195
  • the polarization planes of the PMF1031, 1032 and the optical circuit 1010 are perfectly matched when connecting the optical circuit 1010. It is necessary to make it.
  • the alignment of the optical axis at the connection between the PMF and other optical components is difficult to realistically shift, resulting in a deterioration in the polarization extinction ratio and causing PDL. there were.
  • connection loss Since there are connection points with 300 and there are many connections between optical components, the connection loss also increases, and the insertion loss of the optical circuit device 1000 is large.
  • the optical circuit device 1000 has a problem in that the connection cost increases because there are many connections between optical components. In addition, since there are many connections between the optical components, the problem is that the reliability of the connection portion deteriorates.
  • the optical circuit device 1000 has a problem in that the module size is increased due to the arrangement of the PMF1031 and 1032. Another problem is that the PMF block with the same direction of stress application of PMF1031 and 1032 is expensive and the cost is high.
  • An object of the present invention is to reduce PDL and insertion loss in an optical circuit device that separates incident light into two polarized waves and enters the optical circuit.
  • the first aspect of the optical circuit device of the present invention is:
  • a polarization demultiplexer that separates the incident wave into two polarizations, and combines the two polarizations into the outgoing wave
  • a first optical waveguide and a second optical waveguide connected between the optical circuit and the polarization splitter / combiner, wherein the two separated polarized waves are individually incident;
  • a polarization rotation that is arranged in the first optical waveguide and rotates so that the polarization plane of one polarization separated by the polarization separation combiner becomes the polarization plane of the other polarization separated.
  • the polarization beam splitting / combining device includes a polarization beam splitting / combining circuit having a polarization beam splitting / combining function connected in cascade in at least two stages in the plane substrate. Ru This is an optical circuit device.
  • a third aspect of the optical circuit device of the present invention is an optical circuit device characterized in that the polarization rotation element is a half-wave plate.
  • a fourth aspect of the optical circuit device of the present invention is an optical circuit device characterized in that the optical circuit is an optical circuit having a variable characteristic function using a thermo-optic effect.
  • a fifth aspect of the optical circuit device of the present invention is the optical circuit device characterized in that the optical circuit is a dynamic gain equalizer.
  • a sixth aspect of the optical circuit device of the present invention is the optical circuit device characterized in that the optical circuit is a transversal filter.
  • a seventh aspect of the optical circuit device of the present invention is an optical circuit device characterized in that the optical circuit is a variable dispersion compensator.
  • An eighth aspect of the optical circuit device of the present invention is an optical circuit device characterized in that the optical circuit is a variable optical attenuator.
  • a ninth aspect of the optical circuit device of the present invention is an optical circuit device characterized in that the optical circuit is an optical switch.
  • An optical circuit device is characterized in that a monitor input waveguide and a monitor output waveguide connected to the optical circuit are formed in the planar substrate. Circuit device.
  • An eleventh aspect of the optical circuit device according to the present invention is an optical circuit device characterized in that the optical circuit is a tunable dispersion compensator using a transversal filter circuit.
  • the plurality of polarization-separation combining circuits connected in cascade are configured by connecting through ports and cross ports. Road device.
  • the polarization splitting synthesizer separates the incident light into two polarizations, one polarization is incident on the optical circuit, and the other polarization is rotated by the polarization rotation element. Since the polarization planes are matched and incident on the optical circuit, there is only polarization of the same polarization plane in the optical circuit, and PMF is not used, so the polarization extinction ratio does not deteriorate and PDL is greatly increased. Can be reduced. Also Because no PMF is used, there is no connection between the PMF and other parts, and insertion loss and connection costs can be greatly reduced, and the reliability of the connection can be improved. In addition, since no PMF is used, the module size of the optical circuit device can be reduced without the need for PMF handling. In addition, since no expensive PMF block is used, the manufacturing cost of the optical circuit device can be reduced.
  • the polarization separation / combination circuit is connected in cascade at least in two stages, the incident wave can be more clearly separated into two polarizations, and a high polarization extinction ratio can be obtained. Can do.
  • one polarization plane of two polarized waves orthogonal to each other separated by the polarization beam splitter / combiner is rotated by 90 degrees, and the other polarized wave is rotated.
  • the light can enter the optical circuit according to the plane of polarization of the wave.
  • PDL and insertion loss can be reduced in an optical circuit having a variable characteristic function using a thermo-optic effect.
  • PDL and insertion loss can be reduced in a dynamic gain equalizer.
  • PDL and insertion loss can be reduced in the transversal filter.
  • PDL and insertion loss can be reduced in the tunable dispersion compensator.
  • the PDL and insertion loss can be reduced in the variable optical attenuator.
  • the optical characteristics of the optical circuit can be obtained by inputting the test light to the optical circuit via the monitor input waveguide and measuring the test light output through the monitor output waveguide. Can be measured without passing through other optical components, and the characteristics of the optical circuit can be adjusted based on the optical characteristic result.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical circuit device 100 according to a first embodiment of the present invention. is there.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical circuit device 400 according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the optical circuit device 100A of Example 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 (a) is a diagram showing gain characteristics of an optical amplifier and a dynamic equalizer with respect to wavelength in a configuration using the optical circuit device 100A.
  • Figure 4 (b) shows the gain flattening characteristics with respect to wavelength.
  • FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical circuit device 100B of Example 2 according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical circuit device 100C of Example 3 according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing variable dispersion characteristics with respect to relative wavelengths in a configuration using the optical circuit device 100C.
  • FIG. 8 is a graph showing transmission wavelength characteristics in a configuration using the optical circuit device 100C.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an optical circuit device 400A of Example 4 according to the second embodiment.
  • FIG. 10 (a) is a graph showing variable dispersion characteristics with respect to relative wavelength of a variable dispersion compensator 50A using a monitor input waveguide 61 and a monitor output waveguide 62.
  • FIG. 10 (b) is a graph showing the tunable dispersion characteristics with respect to the relative wavelength of the tunable dispersion compensator 50A using polarization diversity.
  • FIG. 11 (a) is a graph showing the transmission wavelength characteristics of a variable dispersion compensator 50A using the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62.
  • FIG. 11 (b) is a graph showing the transmission wavelength characteristics of the tunable dispersion compensator 50A using polarization diversity.
  • FIG. 12 is a graph showing the distribution of the phase error with respect to the arrayed waveguide number of the tunable dispersion compensator 50A, measured using the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62.
  • FIG. 13 is a graph showing variable dispersion characteristics after phase error correction in the variable dispersion compensator 50A, measured using the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62.
  • FIG. 14 (a) is a diagram showing gain characteristics of an optical amplifier and a dynamic equalizer with respect to wavelength in a configuration using a conventional dynamic gain equalizer.
  • Figure 14 (b) shows the gain flattening characteristics versus wavelength.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration of an optical circuit device 1000.
  • FIG. 16 is a diagram showing a configuration of an optical circuit device 100Y of Example 5 according to the first embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing an intersection of a waveguide through which signal light propagates and a monitor port waveguide.
  • FIG. 18 is a graph showing the polarization extinction ratio characteristics of the polarization beam splitter / combiner 20B (through port-cross port connection) of the fifth embodiment.
  • FIG. 19 is a graph showing the characteristics of the polarization extinction ratio of the polarization beam splitter / combiner 20B (through port-through port connection) of the first embodiment.
  • FIG. 20 is a characteristic diagram showing a group delay spectrum measurement result of the tunable dispersion compensator 10D in the fifth embodiment.
  • FIG. 21 is a characteristic diagram showing measurement results of the loss spectrum of the tunable dispersion compensator 10D in Example 5.
  • FIG. 22 is a characteristic diagram showing changes in pass bandwidth and chromatic dispersion with respect to coefficient ⁇ in Example 5.
  • Figure 1 shows the optical circuit device of this embodiment.
  • the configuration of device 100 is shown.
  • the optical circuit device 100 is a PLC, and on a flat substrate, the optical circuit 10, the polarization separating / combining device 20, the polarization rotating element 30, and the optical waveguides 41 and 42 Are monolithically integrated on a single chip.
  • the polarization beam splitter / combiner 20 formed on the optical circuit device 100 is connected to the circulator 200 via the SMF 300.
  • the polarization beam splitter / combiner 20 is connected to the optical circuit 10 via two optical waveguides, ie, an optical waveguide 41 and an optical waveguide 42.
  • the polarization rotation element 30 is provided on the optical waveguide 42.
  • the optical circuit 10 is assumed to be an optical circuit such as a dynamic gain equalizer, for example.
  • the polarization separator / combiner 20 separates the incident light incident from the circulator 200 into two polarizations whose polarization planes are orthogonal to each other, combines the two polarizations, and outputs the resultant light to the circulator 200 as outgoing light.
  • the incident light that has passed through the circulator 200 is incident on the polarization beam splitter / combiner 20 of the optical circuit device 100 via the SMF 300.
  • the light is separated into two orthogonally polarized waves (in this embodiment, TE polarized light and TM polarized light) by the polarization beam splitter / combiner 20.
  • the separated polarized wave propagates while maintaining the plane of polarization by the optical waveguides 41 and 42 in the optical circuit device 100.
  • One of the separated polarized waves (TM polarized light in FIG. 1) is rotated by 90 degrees in the plane of polarization by the polarization rotation element 30 inserted in the optical waveguide 42, and enters the optical circuit 10 as TE polarized light.
  • the light is emitted from the circuit 10 and synthesized by the polarization beam splitter / combiner 20.
  • the other polarized light (TE polarized light in Fig. 1) separated by the polarization separator / synthesizer 20 is incident on the optical circuit 10 while maintaining the plane of polarization, and then is emitted from the optical circuit 10 to be converted into a polarization rotation element.
  • the polarization plane is rotated 90 degrees by 30 and synthesized by the polarization beam splitter 20.
  • the optical circuit device 100 that separates incident light into two polarized waves with orthogonal polarization planes and enters the optical circuit 10, only one polarized wave is generated in the optical circuit 10. Only exists in addition, since no PMF is used, there is no connection between the PMF and other optical components, and there is no deterioration in the polarization extinction ratio due to the polarization angle deviation at the time of connection, and the PDL can be greatly reduced.
  • connection points between the optical components there are five connection points between the optical components (two connection points between the optical circuit 1010 and the PMF 1031 and 1032, and the polarization beam splitter / combiner 10 20. And PMF1031, 1032, and SMF300 and Polarization Separator / Synthesizer 1020 (1)), so the connection loss was large. Since the connection of the circuit device 100 (the polarization splitting / combining device 20) can be reduced to one place, the connection loss can be reduced, and the insertion loss of the optical circuit device 100 can be greatly reduced. Moreover, since the number of connection points can be reduced, the connection cost can be significantly reduced. Furthermore, since the number of connection points can be reduced, the reliability of the connection part can be improved.
  • the module size of the optical circuit device can be reduced without the need for the PMF. Furthermore, the cost of manufacturing optical circuit devices can be reduced by not using expensive PMF blocks.
  • FIG. 2 shows the configuration of the optical circuit device 400 of the present embodiment.
  • the optical circuit device 400 of the present embodiment is a PLC, and on a flat substrate, the optical circuit 50, the polarization separation combiner 20, the polarization rotation element 30, The optical waveguides 41, 42, the monitor input waveguide 61, and the monitor output waveguide 62 are monolithically integrated on one chip.
  • the optical circuit device 400 has a configuration in which the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62 are added to the optical circuit device 100 of the first embodiment.
  • parts having the same functions as those described in the above-mentioned figures are given the same reference numerals and explanations thereof are omitted.
  • the monitor input waveguide 61 is connected to the optical circuit 50, and the test light for motor input to the optical circuit 50 is guided.
  • the monitor output waveguide 62 is connected to the optical circuit 50, and the test light for monitoring output from the optical circuit 50 is guided.
  • the configuration in which an optical signal is input to and output from the optical circuit 50 by separating and synthesizing incident light is the same as that in the first embodiment.
  • test light for monitoring is input through the monitoring input waveguide 61 and is incident on the optical circuit 50.
  • the test light emitted from the optical circuit 50 is output through the monitor output waveguide 62 and measured.
  • the optical characteristics of the optical circuit 50 can be grasped and the optical circuit 50 can be determined based on the optical characteristic result before the circulator 200 is attached or without using the polarization beam splitter / combiner 20. It is possible to adjust the characteristics.
  • the second embodiment in the state of the PLC chip before the circulator 200 is connected, it is possible to evaluate the characteristics of the optical circuit 50 formed in the optical circuit device 400 of the PLC. It becomes easy. It is also easy to select PLC chips and adjust their characteristics before the assembly process such as mounting the circulator 200. Furthermore, when measuring characteristics after mounting the circulator 200, the characteristics of the optical circuit 50 can be measured accurately without being affected by the optical characteristics of the polarization beam splitter / combiner 20. .
  • FIG. 3 shows the configuration of the optical circuit device 10 OA of this example.
  • the integrated PLC optical circuit device 100A of this embodiment is provided with a dynamic gain equalizer 10A as the optical circuit 10 in the optical circuit device 100 of FIG.
  • a half-wave plate 30A is provided.
  • the optical branching coupler 21 as an optical circuit having a polarization beam splitting / combining function is connected in two stages in the same substrate.
  • the optical branching coupler 21 uses two directional couplers that can branch and couple light while confined in the waveguide, and an optical circuit that has two optical waveguide forces connecting them.
  • the difference between the effective optical path lengths of the two optical waveguides is such that one of the two orthogonal electric field components has one electric field component. Therefore, it differs by an integer multiple of the wavelength of the incident light, and differs from the other electric field component by (integer + 1Z2) times the wavelength of the incident light.
  • each optical branching coupler 21 the effective optical path difference length differs for TE polarized light by an integral multiple of the wavelength of incident light.
  • the effective optical path difference length differs by (integer + 1Z2) times the wavelength of the incident light, and TM polarized light can be emitted to the through port. That is, each optical branching coupler 21 can separate TE polarized light and TM polarized light.
  • an optical branching coupler is obtained by combining two directional couplers and two optical waveguides connecting them (directional coupler + two waveguides + directional coupler).
  • the present invention is not limited to this, and may be configured by a combination of at least two directional couplers and two optical waveguides connecting them.
  • a Y branch circuit or an MMI (Multi Mode Interference) circuit may be used or a combination thereof may be used. Good.
  • each optical coupler 21 includes (Y branch circuit + 2 waveguides + Y branch circuit), (MMI circuit + 2 waveguides + MMI circuit), (directional coupler + 2 waveguides) (Waveguide + Y branch circuit), (Directional coupler + 2 waveguides + MMI circuit), (Y branch circuit + 2 waveguides + MMI circuit).
  • the optical branching couplers 21 having different configurations may be combined. Which optical branch coupler is used can be selected in a timely manner in consideration of the wavelength characteristics of the polarization demultiplexing / combining function and manufacturing errors of the optical branch coupler.
  • Half-wave plate 30A is a birefringent plate that emits light after rotating the polarization plane of incident light by 90 degrees.
  • a transversal filter type optical circuit was applied to the dynamic gain equalizer 10A.
  • PMF was not used for the optical circuit device 100A, and the optical circuit device 100A and the circulator 200 were connected by SMF300.
  • a silica-based glass undercladding film and core film are formed on a silicon substrate using a flame hydrolysis deposition method, and then a photo depicting the dynamic gain equalizer 10A and polarization splitting synthesizer 20A shown in Fig. 2 is drawn. Photolithography was performed through a mask, and the core was patterned using a reactive ion etching method. Then again, use the flame hydrolysis deposition method to overfill the silica glass. A clad film was formed.
  • an optical branching coupler 21 as a polarization splitting / combining circuit, an optical branching coupling force bra 14, a phase adjusting means 16 on the optical delay lines 15a to 15h, and an optical branching coupling force
  • the TiZNi heater provided in Bra 17 and the TiZNiZAu electrode for power supply were formed, and an integrated PLC of dynamic gain equalizer 10A and polarization separation synthesizer 20A was produced.
  • a groove is formed by dicing in one optical waveguide 42 connecting the dynamic gain equalizer 10A and the polarization beam splitter / combiner 20A, and a polyimide half-wave plate 30A is inserted to form the optical circuit device 100A. did. Finally, the circulator 200 and the optical circuit device 100A are connected by the SMF300 to configure the polarization diversity.
  • the polarization beam splitter / combiner 20 A is configured to include the two-stage optical branching coupler 21.
  • the dynamic gain equalizer 10A includes a multistage optical branching coupling force bra 11 having a three-stage optical branching coupling strength bra 14, and a light having phase adjusting means 16 by TiZNi heaters on eight optical delay lines 15a to 15h.
  • a connection circuit 12 and a multistage optical branching / coupling force bra 13 having a three-stage optical branching / coupling force bra 17 are provided.
  • a light amplitude variable means is constituted by a TiZNi heater.
  • at least one of the multistage optical branching coupling strength bras 11 and at least one of the multistage optical branching coupling strength bras 13 and at least one of the multistage optical branching coupling strength bras 13 is not limited to this configuration.
  • the optical amplitude variable means may be provided.
  • the optical branching coupler 21 is configured with the optical amplitude variable means by the TiZNi heater, the optical branching coupler 21 may be configured without the optical amplitude variable means, which is not limited to this configuration.
  • the number of stages of the optical branching coupler 21 in the polarization beam splitter / combiner 20A is not limited to two, but is preferably at least two. It can be clearly separated and a high polarization extinction ratio can be obtained. Further, the number of stages of the multistage optical branching and coupling force bras 11 and 13 is not limited to three, and the number of optical delay lines and phase adjusting means is not limited to eight.
  • the optical delay lines 15a to 15h give the propagation light a set time delay corresponding to the length thereof. Based on the length of the optical delay line 15a, the optical delay line 15b is formed to be dL longer than the optical delay line 15a. It is. Similarly, the optical delay lines 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, and 15h are formed 2dL, 3dL, 4dL, 5dL, 6dL, and 7dL longer than the optical delay line 15a, respectively.
  • an incident wave incident through the SMF 300 from the circulator 200 force is separated into a TE polarization and a TM polarization by the polarization beam splitter / combiner 20A.
  • the separated TE polarized light is branched by the multistage optical branching and coupling force bra 11 and incident on the optical connection circuit 12, and the phase of the incident light is adjusted by the optical connection circuit 12 and output from the optical connection circuit 12.
  • the branched TE polarized light is coupled by the multistage optical branching coupling force bra 13, and the coupled TE polarized light is converted to TM polarized light through the half-wave plate 30A and is incident on the polarization beam splitter / combiner 20A.
  • the TM polarized wave separated by the polarization beam splitter / combiner 20A is changed to the TE polarized wave via the half-wave plate 30A, and the TE polarized wave is split by the multistage optical branching coupling force bra 13 for optical connection.
  • the branched TE polarized light that is incident on the circuit 12 and adjusted in phase and output from the optical connecting circuit 12 is coupled by the multistage optical branching coupling force bra 11, and the combined TE polarized wave is combined with the polarization beam splitter / combiner 20A. Is incident on.
  • the incident TE polarized wave and TM polarized wave are combined, and the combined outgoing wave is output to the circulator 200 via the SMF 300.
  • Fig. 4 (a) shows the gain characteristics of the optical amplifier and dynamic equalizer with respect to wavelength in the configuration using the optical circuit device 100A.
  • Figure 4 (b) shows the gain flattening characteristics versus wavelength.
  • the optical circuit device 100A shows that the gain characteristics of the optical amplifier can be flattened at a practical level for TE polarized light and TM polarized light.
  • the insertion loss was about 4.5 dB or less, and a lower loss was achieved compared to the configuration without the optical circuit device 100A.
  • This loss includes propagation loss of the circuit in the PLC, excess loss of the circuit, and connection loss of the SMF 300 and the circulator 200.
  • the PDL is 0.5 dB or less, and the PDL can be significantly reduced by using the optical circuit device 100A.
  • the polarization extinction ratio of the polarization split combiner 20A connected in cascade was 40 dB or more.
  • an optical circuit device 100A as an integrated polarization diversity configuration with low insertion loss and low PDL can be manufactured.
  • the polarization splitting multiplexer 20A in the PLC, a configuration in which two stages are cascade-connected as in this embodiment is performed in exactly the same process as the fabrication of a single stage polarization splitting synthesizer.
  • the polarization splitter / combiner 20A can be manufactured and the characteristics of the polarization splitter / synthesizer can be improved at low cost.
  • the optical connection circuit 12 is provided with the phase adjusting means 16 on the optical delay lines 15a to 15h.
  • the present invention is not limited to this.
  • the optical delay lines 15a to 15h and the phase adjusting means 16 may be connected in a column, and the connection order may be reversed.
  • FIG. 5 shows the configuration of the optical circuit device 100B of this example.
  • the integrated PLC optical circuit device 100B of this embodiment is a low-loss polarization diversity configuration in place of the dynamic gain equalizer 10A in the optical circuit device 100A of FIG.
  • the dynamic gain equalizer 10B is provided.
  • the dynamic gain equalizer 10B includes a multistage optical branching coupling strength bra 11, an optical connection circuit 12B, a multistage optical branching coupling strength bra 13, and an optical branching coupling strength bra 18 and a phase adjustment on the optical delay line 15B.
  • the joint means 16B and the optical branching / coupling force bra 19 are provided.
  • the optical connection circuit 12B includes phase adjusting means 16 using TiZNi heaters on the eight optical delay lines 15i to 15p.
  • the optical delay lines 15j to 15p and the optical delay line 15B are formed to be longer by the optical delay line 15 beam dL, 2d L, 3dL, 5dL, 6dL, 7dL, 8dL, and 4dL, respectively.
  • the phase adjusting means 16B may be configured with a force that is configured by a Ti / Ni heater. Further, the optical delay lines 15i to 15p and the phase adjusting means 16 may be connected in cascade, and the connection order may be reversed. Further, the optical delay line 15B and the phase adjusting means 16B may be connected in cascade, and the connection order may be reversed. In the optical branching coupling force bras 18, 19, it is assumed that the optical amplitude variable means is constituted by Ti ZNi heater, but it is not constituted.
  • the gain flattening characteristics of the optical amplifier In addition to being equivalent to the optical circuit device 100A of Example 1, the insertion loss of the optical circuit device 100B is about 3.5 dB or less, and a further low loss can be realized. Also, the optical circuit device 100B has a PDL force SO. 5 dB or less, and can reduce PDL.
  • the optical circuit 10 of the optical circuit device 100 of FIG. 1 has a polarization diversity having a variable characteristic function.
  • Configuration of Configuration A configuration to which a dispersion compensator is applied will be described.
  • FIG. 6 shows the configuration of the optical circuit device 100C of this example.
  • the optical circuit device 100C of the present embodiment has a configuration in which a variable dispersion compensator 10C is provided instead of the dynamic gain equalizer 10A of the optical circuit device 100A of the first embodiment.
  • a phase shifter is provided in the arrayed waveguide portion of an AWG (Arrayed Waveguide Grating), and an optical circuit that obtains a tunable dispersion amount by applying a phase to propagating light is applied.
  • the tunable dispersion compensator 10C includes a slab waveguide 11C connected to the optical waveguide 41, an array waveguide 12C composed of a plurality of channel channel waveguides 12Ca, and a plurality of channel waveguides 12Ca.
  • a phase adjustment unit 13C including a plurality of phase shifters 13Ca provided and a slab waveguide 14C connected to the optical waveguide 42 are provided.
  • the fabrication of the optical circuit device 100C is similar to the fabrication of the optical circuit device 100A of the first embodiment, but it is a pattern using a photomask in which the variable dispersion compensator 10C and the polarization separation multiplexer 20A are drawn. This is done by forming a Ti / Ni heater for the phase shifter 13Ca part by sputtering or sputtering.
  • a phase adjusting unit 13C is provided in the AWG arrayed waveguide 12C and a phase is given to propagating light to obtain a tunable dispersion amount.
  • the number of channel waveguides 12Ca and phase shifters 13Ca is twelve forces in the drawing, but is not limited to this. For example, a configuration in which a large number, such as 100, may be provided.
  • M is a positive integer
  • an incident wave incident from the circulator 200 via the SMF 300 is separated into a TE polarization and a TM polarization by the polarization beam splitter / combiner 20A.
  • the separated TE polarized light is branched by the slab waveguide 11C and incident on the arrayed waveguide 12C.
  • the branched light propagates through each channel waveguide 12Ca, and the phase is adjusted by each phase shifter 13Ca.
  • the TE polarization is coupled by the slab waveguide 14C, and is converted into TM polarization via the half-wave plate 30A and is incident on the polarization beam splitter / combiner 20A.
  • the TM polarized wave separated by the polarization beam splitter / combiner 20A is turned into TE polarized light via the half-wave plate 30A, and the TE polarized light is branched by the slab waveguide 14C to be connected to each channel waveguide 12Ca.
  • the phase is adjusted by each phase shifter 13Ca, coupled by the slab waveguide 14C, and the coupled TE polarization is incident on the polarization beam splitter / combiner 20A.
  • the incident TE polarized wave and TM polarized wave are combined, and the combined outgoing wave is output to the circulator 200 via the SMF 300.
  • FIG. 7 shows variable dispersion characteristics with respect to relative wavelengths in a configuration using the optical circuit device 100C. As shown in FIG. 7, it can be seen that variable dispersion is obtained even in the configuration using the optical circuit device 100C. At this time, the insertion loss was about 3.5 dB, and a low loss key of about 1. OdB was realized compared to the configuration without the optical circuit device 100 C. This loss includes the propagation loss of the circuit in the optical circuit device 100C, the excess loss of the circuit, the connection loss of the SMF 300 and the circulator 200.
  • FIG. 8 shows the transmission wavelength characteristics when the maximum dispersion amount is set in the configuration using the optical circuit device 100C.
  • the PDL of the optical circuit device 100C is 0.5 dB or less.
  • the PDL can be significantly reduced.
  • the polarization extinction ratio of the polarization separation multiplexer 20A connected in cascade was 40 dB or more.
  • the insertion loss and PDL can be reduced.
  • optical circuit used for the tunable dispersion compensator is not limited to the configuration using AWG.
  • any optical circuit that can be formed in a PLC such as an optical circuit using a lattice filter or an optical circuit using a ring resonator, may be used.
  • the optical circuit 50 of the optical circuit device 400 of FIG. 2 has a polarization diversity having a variable characteristic function.
  • FIG. 9 shows the configuration of the optical circuit device 400A of this example.
  • the optical circuit device 400A of the present embodiment is provided with a variable dispersion compensator 50A using AWG as the optical circuit 50 in the optical circuit device 400 of FIG.
  • a polarization separation combiner 20A is provided as 20, and a half-wave plate 30A is provided as the polarization rotation element 30.
  • the tunable dispersion compensator 50A includes a slab waveguide 51 connected to the optical waveguide 41 and the input waveguide 61, an arrayed waveguide 52 including a plurality of channel waveguides 52a, and a plurality of channel waveguides 52a.
  • a phase adjustment unit 53 comprising a plurality of phase shifters 53a provided on each of them, a characteristic adjustment unit 54 comprising a plurality of characteristic adjustment heaters 54a respectively provided on a plurality of channel waveguides 52a, an optical waveguide 42 and an output waveguide And a slab waveguide 55 connected to the waveguide 62.
  • the tunable dispersion compensator 50A has a configuration different from that of the tunable dispersion compensator 10C of the third embodiment.
  • the first input waveguide connected to the end face of the slab waveguide 51 in the outer direction of the arrayed waveguide 52 with respect to the focal position of the slab waveguide 51, and the focal point of the slab waveguide 55 The first output waveguide formed on the end face of the slab waveguide 55 in the inner direction of the arrayed waveguide 52 with respect to the position is defined as a first set of input / output waveguides.
  • the second input waveguide connected to the end face of the slab waveguide 51 at a position symmetrical to the first input waveguide with respect to the focal position of the slab waveguide 51, and the focal position of the slab waveguide 55
  • the second output waveguide connected to the end face of the slab waveguide 55 at a position symmetrical to the first output waveguide, and the second set of input / output waveguides.
  • the first input waveguide and the first output waveguide are connected to the polarization beam splitter / multiplexer 20A via the optical waveguide 41 and the optical waveguide 42, respectively.
  • the second input waveguide and the second output waveguide are connected to a monitor input waveguide 61 and a monitor output waveguide 62 formed on two different chip end faces, respectively.
  • the first input Transmission wavelength characteristics of light output from the waveguide to the AWG circuit and output from the first output waveguide force and transmission wavelength characteristics of light output from the second input waveguide and output from the second output waveguide force Are almost identical.
  • the test input light is input to the first input waveguide of the tunable dispersion compensator 50A using the monitor input waveguide 61, and the first output waveguide force is output to the monitor output guide.
  • the transmission wavelength characteristics of the tunable dispersion compensator 50A formed in the PLC optical circuit device 400A can be measured without using the circulator 200.
  • a characteristic adjustment heater 54a different from the dispersion variable heater (phase shifter 53a) is formed on each channel waveguide 52a.
  • phase shifter 53a phase shifter
  • variable dispersion and transmission wavelength characteristics of the variable dispersion compensator 50A and the optical circuit device 400A that separates and combines the optical signals via the polarization splitting / combining device 20A after mounting the circulator 200 (polarization diversity configuration)
  • the variable dispersion characteristics and transmission wavelength characteristics of the variable dispersion compensator 50A in FIG. Fig. 10 (a) shows the tunable dispersion characteristics for the relative wavelength of the tunable dispersion compensator 50A, measured using the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62.
  • Figure 10 (b) shows the tunable dispersion characteristics with respect to the relative wavelength of the tunable dispersion compensator 50A, measured using polarization diversity.
  • Figure 11 (a) shows the transmission wavelength characteristics of the tunable dispersion compensator 5OA measured using the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62.
  • Figure 11 (b) shows the transmission wavelength characteristics of the variable dispersion compensator 50A, measured using polarization diversity.
  • variable dispersion compensation obtained by inputting TE polarized test light from the monitor input waveguide 61 and measuring the light output from the monitor output waveguide 62
  • the variable dispersion characteristics of 50A are almost the same as the variable dispersion characteristics measured using the polarization diversity shown in Fig. 10 (b). The same characteristics are obtained, and it is clear that the dispersion characteristics can be grasped without the circulator 200.
  • the variable dispersion obtained by inputting the TE polarized test light from the monitor input waveguide 61 and measuring the light output from the monitor output waveguide 62 The transmission wavelength characteristics of the compensator 50A are less than that measured using the polarization diversity shown in Fig. 11 (b) because the transmission wavelength characteristics of the compensator 50A are not transmitted through the circulator 200 and the polarization separation multiplexer 20A. Although it was about 5 dB smaller, almost the same transmission wavelength characteristics were obtained, and it was confirmed that the transmission wavelength characteristics could be grasped.
  • FIG. 12 shows the phase error distribution for the arrayed waveguide number of the tunable dispersion compensator 50A measured using the monitoring input waveguide 61 and the monitoring output waveguide 62.
  • FIG. The array waveguide number is a number assigned to each channel waveguide 52a of the array waveguide 52 of the variable dispersion compensator 50A.
  • FIG. 12 shows the variable dispersion characteristics after phase error correction in the variable dispersion compensator 50A, measured using the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62.
  • variable dispersion characteristic of the variable dispersion compensator 50A measured using the monitor input waveguide 61 and the monitor output waveguide 62 is such that the maximum variable dispersion amount is obtained by phase error correction.
  • the pre-correction -130 to +80 [ps / nm] force shown in Fig. 10 (a) was greatly improved to about -190 to +130 [psZnm].
  • the characteristics of the tunable dispersion compensator 50A can be obtained from the circulator 200 and the polarization separation multiplexer 20A. Measurements can now be made without intervening, so the characteristics of the optical circuit alone can be accurately grasped in advance, and precise phase adjustment has become possible.
  • FIG. 16 shows the configuration of the optical circuit device 100Y of this example.
  • the integrated PLC optical circuit device 100Y of this embodiment is provided with a variable dispersion compensator 10D as the optical circuit 10 in the optical circuit device 100 of FIG.
  • a polarization separation combiner 20B is provided as 0, and a half-wave plate 30A is provided as the polarization rotation element 30
  • the optical branching coupler 21 as an optical circuit having a polarization beam splitting / combining function is connected in two stages in the same substrate.
  • the light emitted from the through port in the optical branch coupler 21 is emitted from the cross port in the optical branch coupler 22, and the light emitted from the cross port in the optical branch coupler 21 is the optical branch coupler 22.
  • the connection path is designed so that the light is emitted from the through port.
  • the difference in effective optical path length between the two optical waveguides is such that two orthogonal electric field components have two orthogonal electric field components, and the wavelength of the incident light for one electric field component. It is different by an integer multiple, and the other electric field component is different by (integer + 1Z2) times the wavelength of the incident light.
  • the polarized light emitted to the through port in the optical branch coupler 21 is emitted to the cross port in the optical branch coupler 22, and the polarized light emitted to the cross port in the optical branch coupler 21.
  • the effective optical path difference length is set so that the wave is emitted to the through port.
  • the effective optical path difference length differs for TE polarized light by an integer multiple of the wavelength of the incident light, and the TE polarized light is emitted to the crossport, and in TE optical polarization coupler 22, Therefore, the effective optical path difference length differs by (integer + 1Z2) times the wavelength of incident light, and TE polarized light is emitted to the through port.
  • the effective optical path length for TM polarized light is different by (integer + 1Z2) times the wavelength of the incident light, and TM polarized light is emitted to the through port. Therefore, the effective optical path difference length differs by an integral multiple of the wavelength of the incident light, and the TM polarized light is emitted to the cross port.
  • the optical input end that is not used for connection is connected to the chip end face as monitor ports 101 to 107 and 110 to 115 for characteristic adjustment. Yes.
  • Each of the optical branch couplers 21 and 22 is provided with a thin film heater that is an adjusting means capable of changing the refractive index of the waveguide by the thermo-optic effect and changing the effective optical path difference length!
  • each thin film heater is supplied with electric wiring made of a gold thin film, and an optical waveguide film is used on both sides of each thin film heater to reduce power consumption. A heat insulation groove that has been removed until it reaches is formed.
  • the tunable dispersion compensator 10D of the present embodiment shown in FIG. 16 is made of a silica-based planar optical waveguide, and is an optical branching coupler VCx-x (x_x is 1) that has a 2-input 2-output MZI circuit power.
  • Multi-stage optical branching force bra formed by connecting -1 to 4-8 in the form of a tree and an optical combining force bra that is a 2-input 2-output MZI circuit power
  • the multistage optical coupling force VCy-y (yy is an arbitrary value between 5-1 and 8-1) and the optical output terminals of the multistage optical branching force bra VCx-X and the multistage optical coupling formed It has 16 optical delay lines d that are interposed between the corresponding optical input ends of the wave power bra VCy-y and delay the propagation time of propagation light for a set time, and 16 phase shifters PS1 to PS16.
  • the optical delay lines d are optical transversal filter circuits that are arranged in parallel with each other at an interval so that the length is increased by a set amount in order toward the one end side force in the parallel arrangement direction toward the other end side. It is configured.
  • each of the optical branching force bra VCx-x and the optical multiplexing force bra VCy-y has an optical branching ratio adjusting means capable of changing the refractive index of the waveguide by the thermo-optic effect and changing the branching ratio.
  • a thin film heater is formed. Although not shown for simplification, each thin film heater is supplied with electric wiring made of a gold thin film, and on both sides of each thin film heater, an optical waveguide film is used as a substrate to reduce power consumption. The heat insulation groove removed until it reaches is formed.
  • each optical delay line d the phase of the propagating light propagating through each optical delay line d is converted into a thermo-optic effect. Accordingly, a thin film heater which is a variable phase adjusting means is formed, and phase shifters PS1 to PS16 are configured.
  • one of the two optical input ends of the first-stage optical branching force bra VC1-1 is connected to the optical branching coupler 22, and the other is An optical input port 108 is connected to the chip end face.
  • one of the two optical output ends of the optical coupling coupler VC8-1 at the final stage is connected to the optical branching coupler 22, and the other corresponds to the optical input port 104. 208 is connected to the chip end face.
  • the optical input terminals in the second and subsequent optical branching force VCx-x are the monitor ports 101 to 107 and 110 to 115 are connected to the chip end face.
  • the optical output ends not used for connection with the preceding optical multiplexing force bra VCy-y are the monitor ports 201 to 207.
  • 210 to 215 are connected to the chip end face.
  • the optical branch couplers 21 and 22 and the variable couplers can be changed. It can measure the characteristics of the dispersion compensator optical branching force VCx-x, optical multiplexing force bra VCy-y, and phase shifter PSx.
  • the energization amount to the thin film heater on each MZI circuit constituting the multistage optical branching force bra VCx-x and the multistage optical multiplexing power bra VCy-y is determined.
  • the optical amplitude of the 16 optical paths (taps) can be arbitrarily adjusted.
  • the phase of each tap can be arbitrarily adjusted by appropriately adjusting the amount of current supplied to the thin film heater on each optical delay line d. Therefore, variable It is possible to set the characteristics of the dispersion compensator 10D.
  • the monitor port waveguide has an optical branching force blur, etc. Since the signal light does not propagate, it is only used when grasping the characteristics, so there is no problem in grasping the characteristics.
  • a discontinuous portion is provided in the monitor waveguide at the intersection between the waveguide through which signal light propagates and the monitor port waveguide.
  • the waveguide through which light propagates and the monitoring waveguide are not connected and are separated from each other.
  • the end face between the discontinuous parts of the monitoring waveguide is made parallel to the waveguide through which the signal light propagates.
  • optical circuit device 100Y of the integrated PLC of this example shown in Fig. 16 described above was manufactured as follows.
  • an optical transversal filter circuit having a silica-based optical waveguide force was formed on a silicon substrate by using a flame hydrolysis deposition method (FHD method) and reactive ion etching (RIE).
  • the relative refractive index difference of the waveguide was 1.5%, and the core size was 5 m x 5 m.
  • a thin film heater and a power supply electrode were formed by sputtering.
  • a heat insulating groove was formed by RIE.
  • the chip was cut out by dicing.
  • Figure 18 shows the characteristics of the polarization splitter / combiner 20B (through port-cross port connection). From Fig. 18, a polarization extinction ratio of 40 dB or more is obtained in the wavelength band 1523 to 1568 nm. For comparison, Fig. 19 shows the characteristics of the polarization beam splitter / combiner 20A (through port-through port connection) fabricated in Example 1. From Fig. 19, a polarization extinction ratio of 40 dB or more is obtained in the wavelength band 1526 to 1564 nm. Both have a wide bandwidth of 38nm or more, and 40d It can be seen that a high polarization extinction ratio of B or higher is obtained. In addition, when comparing the two, it is possible to obtain a higher polarization extinction ratio over a wider band by using the through port-cross port connection than using the through port-through port connection. Wow.
  • Table 1 shows the various parameters used to construct the tunable dispersion compensator using this optical transversal filter circuit.
  • Fig. 20 shows the group delay spectrum of the tunable dispersion compensator thus obtained
  • Fig. 21 shows the loss spectrum
  • the optical circuit 10 is not limited to this.
  • the optical circuit 10 other configurations of dynamic gain equalizers and variable dispersion compensators, other optical circuits having a variable characteristic function using a thermo-optic effect, other transversal filters, variable optical attenuators or optical It can also be used as a configuration where switches are applied.
  • the optical circuit 50 includes a dynamic gain equalizer, a tunable dispersion compensator with other configurations, another optical circuit having a variable characteristic function using a thermo-optic effect, a transversal filter, a variable optical attenuator, or an optical switch. As a configuration to apply.

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Abstract

　光回路と、入射波から２つの偏波への分離、及び２つの偏波から出射波への合成を行う偏波分離合成器と、前記光回路及び前記偏波分離合成器の間を接続し、前記分離された２つの偏波が個々に入射される第１及び第２の光導波路と、 前記第１の光導波路に配置され、前記偏波分離合成器により分離された一方の偏波の偏波面を、前記分離されたもう一方の偏波の偏波面となるよう回転する偏波回転素子と、を平面基板上に集積したことを特徴とする光回路装置。

Description

明 細 書
光回路装置
技術分野
[0001] 本発明は、光通信分野に関する。
背景技術
[0002] 従来、 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing：高密度波長多重伝送シ ステム）に使用される光部品において、 PLC (Planar Lightwave Circuit：平面導波路 回路）を用いるものは、すでにスプリツタなどで実用化されており、その高い制御性、 安定性の面力 有望なデバイスとされて 、る。将来の DWDMシステムの発展を見据 えて、 PLCを用いてダイナミックゲインイコライザや可変分散補償器と ヽつたような機 能をもつ光回路がすでに開発されている。
[0003] これらの光回路において可変特性機能を発現させる手段としては熱光学効果が一 般的に用いられる。熱光学効果とは、石英系ガラスなどの屈折率が温度により変化 する現象のことである。光導波路の屈折率を熱光学効果によって変化させると、変化 させた部分の光導波路の実行屈折率が変化するため、そこを伝播する光の位相に 変化が生じる。これを利用して可変の導波路型干渉計を構成し、可変特性機能を実 現できる。
[0004] ここで、図 14及び図 15を参照して、従来のダイナミックゲインイコライザを用いる構 成を説明する。図 14 (a)に、従来のダイナミックゲインイコライザを用いる構成におけ る、波長に対する光アンプ及びダイナミックイコライザの利得特性を示す。図 14 (b)に 、同じく波長に対する利得平坦化特性を示す。
[0005] 図 14では、熱光学効果を用いた PLCで作製したダイナミックゲインイコライザを動 作させた。図 14 (a)に示す光アンプ力もつ利得波長特性を、ダイナミックゲインィコラ ィザにより図 14 (b)に示す平坦ィ匕を行った結果である。このとき挿入損失は 7. OdB であった。
[0006] 図 14 (b)〖こより、 TE (Transverse Electro)偏光については光アンプの利得波長特 性を実用レベルで平坦ィ匕していることがわかる。しかしながら、 TM (Transverse Magn etic)偏光については平坦ィ匕ができておらず、 4. 5dB以上もの非常に大きな PDL (P olarization Dependent Loss：偏波依存性損失）が発生していることがわかる。光アン プの波長特性によってはこの PDLが 10dB以上となることもあり、実用化の大きな障 害となっている。 PDLが大きい原因には、ダイナミックゲインイコライザ内のヒータの加 熱によって PLC内部に生じる異方性の応力により、光導波路に複屈折が生じ伝播特 性の偏波依存性が発生することが挙げられる。
[0007] そこで、 PDLを抑制するために、図 15に示すような光回路装置 1000が使用されて いる（例えば、非特許文献 1参照)。図 15に、光回路装置 1000の構成を示す。光回 路装置 1000は、 PLCの光回路 1010と、偏波分離合成器 1020と、 PMF (Polarizati on Maintaining optical ber :偏波保持光ファイノく） 1031, 1032と、を備えて構成さ れる。光回路 1010及び偏波分離合成器 1020は、 PMF1031, 1032を介して接続 される。偏波分離合成器 1020は、サーキユレータ 200と、 SMF (Single Mode optical Fiber：シングルモード光ファイノく） 300を介して接続される。
[0008] サーキユレータ 200を透過した入射光は、まず SMF300で偏波分離合成器 1020 に接続され、偏波分離合成器 1020により、偏波面がお互いに直交する 2偏波 (例え ば、図 15では TE偏光及び TM偏光）に分離される。分離された片方の偏波（図 15で は TM偏光）は、 PMF1032を回転させることにより偏波面を 90度回転させ、（図 15 では TE偏光として)光回路 1010へ入射した後、光回路 1010から出射されて偏波分 離合成器 1020で合成される。もう片方の偏波（図 15では TE偏光）は偏波面を保持 したまま光回路 1010へ入射した後、光回路 1010から出射されて偏波面を 90度回 転させ偏波分離合成器 1020で合成される。すなわち、光回路 1010内では片偏波 のみ（図 15では TE偏光のみ）しか存在しないため、原理的に PDLは発生しない。 非特干文献 1 : Doerr,「An Automatic 40- Wavelength Channelized Equalizer] ,ΙΕΕΕ P hotonics technology Letters, vol.12, No.9, September 2000, PI 195
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] し力しながら、図 15に示す光回路装置 1000では、偏波依存性を無くすためには、 PMF1031, 1032と光回路 1010とを接続する際に両者の偏波面を完全に一致さ せる必要がある。しかし、 PMFと他の光部品との接続での光学軸の軸合せ調整は難 しぐ現実的にはずれが生じるため、偏波消光比の劣化が発生し、 PDL発生の原因 となるという問題があった。
[0010] また、光回路装置 1000では、光回路 1010と PMF1031, 1032との接続点、 PM
F1031, 1032と偏波分離合成器 1020との接続点、偏波分離合成器 1020と SMF
300との接続点が存在し、光部品間の接続が多いため、その接続損失も大きくなり、 光回路装置 1000の挿入損失が大きいことが問題であった。
[0011] これに関して、光回路装置 1000では、光部品間の接続が多いため、接続コストが 高くなることが問題であった。また、光部品間の接続が多いため、接続部の信頼性が 悪くなることが問題であった。
[0012] また、光回路装置 1000では、 PMF1031, 1032のとりまわしによってモジュール サイズの大型化を招くことが問題であった。また、 PMF1031, 1032の応力付与方 向をそろえた PMFブロックが高価であり、コストが高くなることが問題であった。
[0013] 本発明の課題は、入射光を 2つの偏波に分離して光回路に入射する光回路装置 において、 PDL及び挿入損失を低減することである。
課題を解決するための手段
[0014] この発明の光回路装置の第 1の態様は、
光回路と、
入射波から 2つの偏波への分離、及び 2つの偏波から出射波への合成を行う偏波 分離合成器と、
前記光回路及び前記偏波分離合成器の間を接続し、前記分離された 2つの偏波 が個々に入射される第 1及び第 2の光導波路と、
前記第 1の光導波路に配置され、前記偏波分離合成器により分離された一方の偏 波の偏波面を、前記分離されたもう一方の偏波の偏波面となるよう回転する偏波回 転素子と、
を平面基板上に集積したことを特徴とする光回路装置である。
[0015] この発明の光回路装置の第 2の態様は、前記偏波分離合成器は、偏波分離合成 機能をもつ偏波分離合成回路を前記平面基板内に少なくとも 2段縦列接続して ヽる ことを特徴とする光回路装置である。
[0016] この発明の光回路装置の第 3の態様は、前記偏波回転素子は、半波長板であるこ とを特徴とする光回路装置である。
[0017] この発明の光回路装置の第 4の態様は、前記光回路は、熱光学効果を用いた可変 特性機能をもつ光回路であることを特徴とする光回路装置である。
[0018] この発明の光回路装置の第 5の態様は、前記光回路は、ダイナミックゲインィコライ ザであることを特徴とする光回路装置である。
[0019] この発明の光回路装置の第 6の態様は、前記光回路は、トランスバーサルフィルタ であることを特徴とする光回路装置である。
[0020] この発明の光回路装置の第 7の態様は、前記光回路は、可変分散補償器であるこ とを特徴とする光回路装置である。
[0021] この発明の光回路装置の第 8の態様は、前記光回路は、可変光減衰器であること を特徴とする光回路装置である。
[0022] この発明の光回路装置の第 9の態様は、前記光回路は、光スィッチであることを特 徴とする光回路装置である。
[0023] この発明の光回路装置の第 10の態様は、前記平面基板内に、前記光回路に接続 されたモニタ用入力導波路及びモニタ用出力導波路が形成されたことを特徴とする 光回路装置である。
[0024] この発明の光回路装置の第 11の態様は、前記光回路は、トランスバーサルフィルタ 回路を用いた可変分散補償器であることを特徴とする光回路装置である。
[0025] この発明の光回路装置の第 12の態様は、前記縦列接続される複数の偏波分離合 成回路がスルーポートとクロスポートを接続して構成されていることを特徴とする光回 路装置である。
発明の効果
[0026] この発明によれば、偏波分離合成器により入射光を 2つの偏波に分離し、一方の偏 波を光回路に入射し、もう一方の偏波を偏波回転素子により回転して偏波面を合わ せて光回路に入射するので、光回路内に同じ偏波面の偏波しか存在せず、また PM Fを使用しないので偏波消光比の劣化が発生せず、 PDLを大幅に低減できる。また 、 PMFを使用しないため、 PMFと他の部品との接続部分が無くなり、挿入損失及び 接続コストを大幅に低減できるとともに、接続部分の信頼性を向上できる。また、 PM Fを使用しないため、 PMFのとりまわしを必要とせず、光回路装置のモジュールサイ ズを小型化できる。さらに、高価な PMFブロックを使用しないので、光回路装置の製 造コストを削減できる。
[0027] 更に、この発明によれば、偏波分離合成回路を少なくとも 2段縦列接続するので、 入射波から 2つの偏波へより明確に分離することができ、高い偏波消光比を得ること ができる。
更に、この発明によれば、半波長板を用いるので、偏波分離合成器により分離され た、お互いに直交する 2つの偏波のうちの一方の偏波面を 90度回転し、もう一方の 偏波の偏波面に合わせて光回路に入射することができる。
更に、この発明によれば、熱光学効果を用いた可変特性機能をもつ光回路におい て、 PDL及び挿入損失を低減できる。
[0028] 更に、この発明によれば、ダイナミックゲインイコライザにお 、て、 PDL及び挿入損 失を低減できる。
更に、この発明によれば、トランスバーサルフィルタにおいて、 PDL及び挿入損失 を低減できる。
更に、この発明によれば、可変分散補償器において、 PDL及び挿入損失を低減で きる。
[0029] 更に、この発明によれば、可変光減衰器にお!ヽて、 PDL及び挿入損失を低減でき る。
更に、この発明によれば、光スィッチにおいて、 PDL及び挿入損失を低減できる。 更に、この発明によれば、モニタ用入力導波路を介する光回路への試験光の入力 と、モニタ用出力導波路を介する光回路力 出力された試験光の測定により、光回 路の光学特性を他の光部品を介さずに測定することができ、その光学特性結果に基 づ 、て光回路の特性調整をすることができる。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]図 1は、本発明に係る第 1の実施の形態の光回路装置 100の構成を示す図で ある。
[図 2]図 2は、本発明に係る第 2の実施の形態の光回路装置 400の構成を示す図で ある。
圆 3]図 3は、第 1の実施の形態に係る実施例 1の光回路装置 100Aの構成を示す図 である。
[図 4]図 4 (a)は、光回路装置 100Aを用いる構成における、波長に対する光アンプ 及びダイナミックイコライザの利得特性を示す図である。図 4 (b)は、同じく波長に対 する利得平坦化特性を示す図である。
圆 5]図 5は、第 1の実施の形態に係る実施例 2の光回路装置 100Bの構成を示す図 である。
圆 6]図 6は、第 1の実施の形態に係る実施例 3の光回路装置 100Cの構成を示す図 である。
[図 7]図 7は、光回路装置 100Cを用いる構成における、相対波長に対する可変分散 特性を示すグラフである。
[図 8]図 8は、光回路装置 100Cを用いる構成における透過波長特性を示すグラフで ある。
[図 9]図 9は、第 2の実施の形態に係る実施例 4の光回路装置 400Aの構成を示す図 である。
[図 10]図 10 (a)は、モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いる可 変分散補償器 50Aの、相対波長に対する可変分散特性を示すグラフである。図 10 ( b)は、偏波ダイバーシティを用いる可変分散補償器 50Aの、相対波長に対する可変 分散特性を示すグラフである。
[図 11]図 11 (a)は、モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いる可 変分散補償器 50Aの透過波長特性を示すグラフである。図 11 (b)は、偏波ダイバー シティを用いる可変分散補償器 50Aの透過波長特性を示すグラフである。
[図 12]図 12は、モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いて測定し た、可変分散補償器 50Aの、アレイ導波路番号に対する位相誤差の分布を示すダラ フである。 [図 13]図 13は、モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いて測定し た、可変分散補償器 50Aにおける位相誤差補正後の可変分散特性を示すグラフで ある。
[図 14]図 14 (a)は、従来のダイナミックゲインイコライザを用いる構成における、波長 に対する光アンプ及びダイナミックイコライザの利得特性を示す図である。図 14 (b) は、同じく波長に対する利得平坦化特性を示す。
[図 15]図 15は、光回路装置 1000の構成を示す図である。
[図 16]図 16は、第 1の実施の形態に係る実施例 5の光回路装置 100Yの構成を示す 図である。
[図 17]図 17は、信号光が伝搬する導波路とモニタポート用導波路との交差部分を示 す模式図である。
[図 18]図 18は、実施例 5の偏波分離合成器 20B (スルーポート-クロスポート接続)の 偏波消光比の特性を示すグラフである。
[図 19]図 19は、実施例 1の偏波分離合成器 20B (スルーポート-スルーポート接続） の偏波消光比の特性を示すグラフである。
[図 20]図 20は、実施例 5での可変分散補償器 10Dの群遅延スペクトル測定結果を 示す特性図である。
[図 21]図 21は、実施例 5での可変分散補償器 10Dの損失スぺ外ル測定結果を示 す特性図である。
[図 22]図 22は、実施例 5での係数 εに対する通過帯域幅および波長分散変化を示 す特性図である。
符号の説明
100, 100A, 100B, 100C, 100X, 100Y, 400, 400Α, 1000 光回路装置 200 サーキユレータ
300 SMF
10, 1010 光回路
10A, 10B ダイナミックゲインイコライザ
11 多段光分岐結合力ブラ 12， 12B 光接続回路
13 多段光分岐結合力ブラ
14, 17, 18, 19 光分岐結合力ブラ
15a〜15h, 15i〜15p, 15B 光遅延線
16， 16B 位相調節手段
20， 20A, 20B、 1020 偏波分離合成器
21、 22 光分岐結合器
30 偏波回転素子
30A 半波長板
41, 42 光導波路
IOC, 10D、 50 可変分散補償器
11C, 14C, 51, 55 スラブ導波路
12C, 52 アレイ光導波路
12Ca, 52a チャネル導波路
13C, 53 位相調整部
13Ca, 53a 位相シフタ
31 導波路型偏波スプリツタ /コンパイナ
32 半波長板
54 特性調整部
54a 特性調整用ヒータ
61 モニタ用入力導波路
62 モニタ用出力導波路
1031, 1032 PMF
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下、図面を参照して本発明に係る第 1及び第 2の実施の形態を順に説明する。
[0033] (第 1の実施の形態）
図 1を参照して、本発明に係る第 1の実施の形態を説明する。先ず、図 1を参照して
、本実施形態の光回路装置 100の構成を説明する。図 1に、本実施形態の光回路装 置 100の構成を示す。
[0034] 図 1に示すように、光回路装置 100は、 PLCであり、平面基板上に、光回路 10と、 偏波分離合成器 20と、偏波回転素子 30と、光導波路 41, 42とが、 1チップでモノリ シック集積されて形成される。光回路装置 100上に形成された偏波分離合成器 20は 、 SMF300を介してサーキユレータ 200に接続される。
[0035] 偏波分離合成器 20は、光導波路 41と、光導波路 42との 2経路の光導波路を介し て光回路 10につながれている。また、偏波回転素子 30は、光導波路 42上に設けら れる。
[0036] 光回路 10は、例えば、ダイナミックゲインイコライザ等の光回路であるものとする。偏 波分離合成器 20は、サーキユレータ 200から入射される入射光を偏波面が直交する 2つの偏波に分離し、また、 2つの偏波を合成し、出射光としてサーキユレータ 200に 出射する。
[0037] 先ず、サーキユレータ 200を透過した入射光は、 SMF300を介して、光回路装置 1 00の偏波分離合成器 20に入射される。光回路装置 100内では、偏波分離合成器 2 0によって直交する 2偏波 (本実施の形態では、 TE偏光及び TM偏光とする）に分離 される。分離された偏波は、光回路装置 100内の光導波路 41, 42によって偏波面を 保持しながら伝播する。分離された片方の偏波（図 1では TM偏光）は、光導波路 42 に挿入した偏波回転素子 30により偏波面を 90度回転させられ、 TE偏光として光回 路 10へ入射した後、光回路 10から出射されて偏波分離合成器 20で合成される。偏 波分離合成器 20で分離されたもう片方の偏波（図 1では TE偏光）は偏波面を保持し たまま光回路 10へ入射した後、光回路 10から出射されて、偏波回転素子 30により 偏波面を 90度回転させ偏波分離合成器 20で合成される。
[0038] 従って、光回路 10内では片偏波のみ（図 1では TE偏光のみ）しか存在せず、光回 路装置 100が偏波ダイバーシティを構成しており原理的に PDLは発生しない。また、 光回路装置 100内では偏波面が保持されるという特徴を利用しており、 PMFを使用 する必要がない。
[0039] 以上、本実施の形態によれば、入射光を偏光面が直交した 2偏波に分離して光回 路 10に入射する光回路装置 100において、光回路 10内では片偏波のみしか存在 せず、また PMFを用いないため、 PMFと他の光部品との接続部分が無ぐその接続 時の偏波角度ズレによる偏波消光比の劣化がなく、 PDLを大幅に低減できる。
[0040] また、図 15に示した従来の光回路装置 1000において、光部品間の接続箇所が 5 箇所 (光回路 1010と PMF1031, 1032との接続箇所が 2箇所、偏波分離合成器 10 20と PMF1031, 1032との接続 2箇所、 SMF300と偏波分離合成器 1020との接続 1箇所)と多いため、接続損失が大き力つたが、本実施の形態の構成では、接続箇所 は SMF300と光回路装置 100 (の偏波分離合成器 20)の接続 1箇所に減らすことが できるため、接続損失を低減でき、光回路装置 100の挿入損失を大幅に低減するこ とができる。また、接続箇所を減らすことができるため、接続コストを大幅に低 減することができる。さらに、接続箇所を減らすことができるため、接続部の信頼性を 向上できる。
[0041] また、 PMFを使用しないことから、 PMFのとりまわしを必要とせず、光回路装置の モジュールサイズの小型化が可能である。さらに、高価な PMFブロックを使用しない ことで、光回路装置の製造コスト削減が可能である。
[0042] (第 2の実施の形態）
図 2を参照して、本発明に係る第 2の実施の形態を説明する。先ず、図 2を参照して 、本実施の形態の光回路装置 400の構成を説明する。図 2に、本実施の形態の光回 路装置 400の構成を示す。
[0043] 図 2に示すように、本実施の形態の光回路装置 400は、 PLCであり、平面基板上に 、光回路 50と、偏波分離合成器 20と、偏波回転素子 30と、光導波路 41, 42と、モニ タ用入力導波路 61と、モニタ用出力導波路 62とが、 1チップでモノリシック集積され て形成される。つまり、光回路装置 400は、第 1の実施の形態の光回路装置 100に、 モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62が付加された構成である。以下 、前述の図に記載された部分と同じ機能を有する部分には、その部分と同じ符号を 付し、その説明を省略する。
[0044] モニタ用入力導波路 61は、光回路 50に繋がれており、光回路 50へ入力するモ- タ用の試験光が導波される。モニタ用出力導波路 62は、光回路 50に繋がれており、 光回路 50から出力されたモニタ用の試験光が導波される。 [0045] 光回路装置 400における、入射光の分離及び合成により、光回路 50へ光信号を入 射及び出射する構成 (偏波ダイバーシティ構成）は、第 1の実施の形態と同様である 。そして、光回路装置 400における光回路 50のモニタ動作は、先ず、モニタ用の試 験光がモニタ用入力導波路 61を介して入力され、光回路 50に入射される。そして、 光回路 50から出射された試験光は、モニタ用出力導波路 62を介して出力されて測 定される。このようにモニタ動作することで、サーキユレータ 200の取り付け前に、ある いは、偏波分離合成器 20を介さずに、光回路 50の光学特性把握や、光学特性結果 に基づいて光回路 50の特性調整をすることが可能である。
[0046] この第 2の実施の形態によれば、サーキユレータ 200を接続する前の PLCチップの 状態において、 PLCの光回路装置 400内に形成された光回路 50の特性を評価する ことが、より容易となる。また、サーキユレータ 200の取りつけ等の組立工程前に、 PL Cチップの選別や特性調整をすることも容易となる。さら〖こ、サーキユレータ 200の取 付後に特性を測定する場合にお!ヽて、偏波分離合成器 20の光学特性の影響を受 けることなぐ正確に光回路 50の特性を測定することができる。
実施例 1
[0047] 上記第 1の実施の形態の具体的な実施例 1として、図 3及び図 4を参照して、図 1の 光回路装置 100の光回路 10に、熱光学効果を用いた可変特性機能をもつダイナミ ックゲインイコライザを適用した構成を説明する。図 3に、本実施例の光回路装置 10 OAの構成を示す。
[0048] 図 3に示すように、本実施例の集積型 PLCの光回路装置 100Aは、図 1の光回路 装置 100において光回路 10としてダイナミックゲインイコライザ 10Aを設け、偏波分 離合成器 20として偏波分離合成器 20を設け、偏波回転素子 30として半波長板 30 Aを設けた。
[0049] 偏波分離合成器 20Aは、偏波分離合成機能をもつ光回路としての光分岐結合器 2 1が同一基板内に 2段縦列接続される。また、光分岐結合器 21には、光を導波路内 に閉じ込めたまま分岐及び結合できる 2つの方向性結合器とそれらを接続する 2本の 光導波路力 なる光回路を用いる。各光分岐結合器 21においては、上記 2本の光導 波路の実効光路長の差が、 2つの直交する電界成分において、一方の電界成分にと つて入射光の波長の整数倍だけ異なり、もう一方の電界成分にとって入射光の波長 の（整数 +1Z2)倍だけ異なるものとする。このような構成にすれば、例えば、各光分 岐結合器 21において、 TE偏光にとって実効光路差長が入射光の波長の整数倍だ け異なり、 TE偏光をクロスポートに出射し、 TM偏光にとって実効光路差長が入射光 の波長の (整数 +1Z2)倍だけ異なり、 TM偏光をスルーポートに出射できる。即ち、 各光分岐結合器 21にお 、て、 TE偏光及び TM偏光の分離ができる。
[0050] 本実施例においては、 2つの方向性結合器とそれらを接続する 2本の光導波路との 組合せ (方向性結合器 + 2本の導波路 +方向性結合器）により光分岐結合器 21を 構成したが、これに限定されるものではなぐ少なくとも 2つの方向性結合器とそれら を接続する 2本の光導波路との組合せにより構成することとしてもよい。また、各光分 岐結合器 21においては、方向性結合器の代わりに、 Y分岐回路もしくは MMI (Multi Mode Interference :多モード干渉方式）回路を用いてもよぐそれらを組み合わせて 使用してもよい。例えば、各光分岐結合器 21は、（Y分岐回路 + 2本の導波路 +Y分 岐回路）、（MMI回路 + 2本の導波路 + MMI回路）、（方向性結合器 + 2本の導波 路 +Y分岐回路)、（方向性結合器 + 2本の導波路 + MMI回路)、（Y分岐回路 + 2 本の導波路 + MMI回路）として構成してもよい。また、偏波分離合成器 20Aにおい て、異なる構成の光分岐結合器 21を組み合わせてもよい。どの光分岐結合器を使 用するかにっ ヽては、偏波分離合成機能の波長特性や光分岐結合器の作製誤差を 考慮して適時選択することが可能である。
[0051] 半波長板 30Aは、入射光の偏波面を 90度回転して出射する複屈折板である。ダイ ナミックゲインイコライザ 10Aには、トランスバーサルフィルタ型の光回路を適用した。 また、光回路装置 100Aに PMFを用いず、 SMF300で、光回路装置 100Aとサー キユレータ 200との接続を行った。
[0052] 次いで、光回路装置 100Aの作製について説明する。火炎加水分解堆積法を用い てシリコン基板上に石英系ガラスのアンダークラッド膜、コア膜を形成し、その後、図 2 に示すダイナミックゲインイコライザ 10Aと、偏波分離合成器 20Aとの描かれたフォト マスクを介してフォトリソグラフィーを行 、、反応性イオンエッチング法にてコアをパタ 一ユングした。その後再度、火炎加水分解堆積法を用いて石英系ガラスのオーバー クラッド膜を形成した。
[0053] 続いて、スパッタ法により、偏波分離合成回路としての光分岐結合器 21と、光分岐 結合力ブラ 14と、光遅延線 15a〜15h上の位相調節手段 16と、光分岐結合力ブラ 1 7と、に設けられる TiZNiヒータを形成し、また給電用として TiZNiZAu電極を施し 、ダイナミックゲインイコライザ 10Aと偏波分離合成器 20Aの集積型 PLCを作製した
[0054] さらに、ダイナミックゲインイコライザ 10Aと偏波分離合成器 20Aとを接続する一方 の光導波路 42に、ダイシングにより溝を形成し、ポリイミドの半波長板 30Aを挿入して 光回路装置 100Aに形成した。最後にサーキユレータ 200と光回路装置 100Aとを S MF300により接続し、偏波ダイバーシティとして構成した。
[0055] このように、光回路装置 100Aにお 、て、偏波分離合成器 20Aは、 2段の光分岐結 合器 21を備えて構成される。また、ダイナミックゲインイコライザ 10Aは、 3段の光分 岐結合力ブラ 14を有する多段光分岐結合力ブラ 11と、 8本の光遅延線 15a〜 15h上 の TiZNiヒータによる位相調節手段 16を有する光接続回路 12と、 3段の光分岐結 合力ブラ 17を有する多段光分岐結合力ブラ 13と、を備えて構成される。
[0056] 光分岐結合力ブラ 14, 17には、 TiZNiヒータにより光振幅可変手段が構成される 。また、この構成に限定されるものではなぐ多段光分岐結合力ブラ 11のうちの少なく とも 1つの光分岐結合力ブラと、多段光分岐結合力ブラ 13のうちの少なくとも 1つの光 分岐結合力ブラとに、光振幅可変手段が設けられる構成としてもよい。また、光分岐 結合器 21には、 TiZNiヒータにより光振幅可変手段が構成されることとしたが、この 構成に限定されるものではなぐ光振幅可変手段をもたない構成としてもよい。
[0057] また、偏波分離合成器 20Aにおける光分岐結合器 21の段数は、 2段に限定される ものではなぐ少なくとも 2段であることが好ましぐ段数が大きくなればなるほど入射 光をより明確に分離でき、高い偏波消光比を得ることができる。また、多段光分岐結 合力ブラ 11、 13の段数は、それぞれ、 3段に限定されるものではなぐ光遅延線及び 位相調節手段のそれぞれの数も、 8に限定されるものではな 、。
[0058] 光遅延線 15a〜15hは、その長さに応じた設定時間遅延を伝搬光に付与する。光 遅延線 15aの長さを基準として、光遅延線 15bは、光遅延線 15aよりも dL長く形成さ れる。同様に、光遅延線 15c, 15d, 15e, 15f, 15g, 15hは、それぞれ光遅延線 15 aよりも 2dL, 3dL, 4dL, 5dL, 6dL, 7dL長く形成される。
[0059] 光回路装置 100Aにおける動作は、先ず、サーキユレータ 200力ら SMF300を介 して入射された入射波が偏波分離合成器 20Aにより TE偏波及び TM偏波に分離さ れる。その分離された TE偏波は、多段光分岐結合力ブラ 11により分岐されて光接続 回路 12に入射され、その入射光の位相が光接続回路 12により調整され、光接続回 路 12から出力される分岐した TE偏波が多段光分岐結合力ブラ 13により結合され、 その結合された TE偏波が半波長板 30Aを介して TM偏波にされて偏波分離合成器 20Aに入射される。一方、偏波分離合成器 20Aにより分離された TM偏波は、半波 長板 30Aを介して TE偏波にされ、その TE偏波が多段光分岐結合力ブラ 13により分 岐されて光接続回路 12に入射されて位相が調整され、光接続回路 12から出力され る分岐した TE偏波が多段光分岐結合力ブラ 11により結合され、その結合された TE 偏波が偏波分離合成器 20Aに入射される。偏波分離合成器 20Aでは、入射された TE偏波及び TM偏波が合成され、その合成された出射波が SMF300を介してサー キユレータ 200に出射される。
[0060] 次いで、図 4を参照して、光回路装置 100Aにより光アンプの利得平坦ィ匕を行った 結果を説明する。図 4 (a)に、光回路装置 100Aを用いる構成における、波長に対す る光アンプ及びダイナミックイコライザの利得特性を示す。図 4 (b)に、同じく波長に対 する利得平坦化特性を示す。
[0061] 図 4 (a) , (b)に示すように、光回路装置 100Aにより、 TE偏光及び TM偏光につい て、光アンプの利得特性を実用レベルで平坦ィ匕できていることがわかる。このとき揷 入損失は，約 4. 5dB以下であり、光回路装置 100Aを用いない構成に比べ低損失 化を実現した。この損失中には PLC内の回路の伝搬損失と、回路の過剰損失と、 S MF300及びサーキユレータ 200の接続損失を含んでいる。 PDLは 0. 5dB以下であ り、光回路装置 100Aを用いることで大幅に PDLの低減が可能となった。縦列接続し た偏波分離合成器 20Aの偏波消光比は 40dB以上であった。これにより、本実施例 によれば、低挿入損失且つ低 PDLである集積型偏波ダイバーシティ構成としての光 回路装置 100Aが作製できる。 [0062] また、偏波分離合波器 20Aを PLCに集積していることにより、 1段の偏波分離合成 器の作製と全く同じ工程で、本実施例のような 2段縦列接続した構成の偏波分離合 成器 20Aを作製可能であり、偏波分離合成器の特性の向上を低コストで実現できる
[0063] なお、上記実施例 1においては、光接続回路 12として、光遅延線 15a〜15h上に 位相調節手段 16を設ける構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、光 遅延線 15a〜 15hと位相調節手段 16とを縦列に接続する構成としてもよく、その接 続順が逆になつてもよい。
実施例 2
[0064] 上記第 1の実施の形態の具体的な実施例 2として、図 5を参照して、図 1の光回路 1 0に、低損失型のダイナミックゲインイコライザを適用した構成を説明する。図 5に、本 実施例の光回路装置 100Bの構成を示す。
[0065] 図 5に示すように、本実施例の集積型 PLCの光回路装置 100Bは、図 3の光回路 装置 100Aにおいて、ダイナミックゲインイコライザ 10Aに代えて、低損失型で偏波ダ ィバーシティ構成のダイナミックゲインイコライザ 10Bを設ける構成である。ダイナミツ クゲインイコライザ 10Bは、多段光分岐結合力ブラ 11と、光接続回路 12Bと、多段光 分岐結合力ブラ 13とに加えて、光分岐結合力ブラ 18と、光遅延線 15B上の位相調 節手段 16Bと、光分岐結合力ブラ 19と、を備えて構成される。光接続回路 12Bは、 8 本の光遅延線 15i〜 15p上の TiZNiヒータによる位相調節手段 16を有する。
[0066] 光遅延線 15j〜15pおよび光遅延線 15Bは、それぞれ、光遅延線 15はりも dL, 2d L, 3dL, 5dL, 6dL, 7dL, 8dL, 4dL長く形成される。位相調節手段 16Bは、 Ti/ Niヒータにより構成されるものとする力 構成されないものとしてもよい。また、光遅延 線 15i〜15pと位相調節手段 16とを縦列に接続する構成としてもよぐその接続順が 逆になつてもよい。また、光遅延線 15Bと位相調節手段 16Bとを縦列に接続する構 成としてもよく、その接続順が逆になつてもよい。光分岐結合力ブラ 18, 19には、 Ti ZNiヒータにより光振幅可変手段が構成されるものとするが、構成されな!ヽものとして ちょい。
[0067] 本実施例の光回路装置 100Bによれば、光アンプの利得平坦化特性が、上記実施 例 1の光回路装置 100Aと同等であるとともに、光回路装置 100Bの挿入損失が約 3 . 5dB以下となり、さらに低損失を実現することできる。また、光回路装置 100Bは、 P DL力 SO. 5dB以下となり、 PDLを低減できる。
実施例 3
[0068] 上記第 1の実施の形態の具体的な実施例 3として、図 6〜図 8を参照して、図 1の光 回路装置 100の光回路 10に、可変特性機能をもつ偏波ダイバーシティ構成の可変 分散補償器を適用した構成を説明する。図 6に、本実施例の光回路装置 100Cの構 成を示す。
[0069] 図 6に示すように、本実施例の光回路装置 100Cは、上記実施例 1の光回路装置 1 00Aのダイナミックゲインイコライザ 10Aに代えて、可変分散補償器 10Cを設ける構 成である。可変分散補償器 10Cには、 AWG (Arrayed Waveguide Grating:アレイ導 波路グレーティング)のアレイ導波路部分に位相シフタを設け、伝搬光に位相を付与 することで可変分散量を得る光回路を適用した。
[0070] 可変分散補償器 10Cは、光導波路 41に繋がれたスラブ導波路 11Cと、複数のチヤ ネルのチャネル導波路 12Caからなるアレイ導波路 12Cと、複数のチャネル導波路 1 2Ca上にそれぞれ設けられる複数の位相シフタ 13Caからなる位相調整部 13Cと、光 導波路 42に繋がれたスラブ導波路 14Cと、を備えて構成される。
[0071] 光回路装置 100Cの作製は、上記実施例 1の光回路装置 100Aの作製と同様に、 可変分散補償器 10Cと偏波分離合波器 20Aとの描かれたフォトマスクを用いたバタ 一-ングや、スパッタ法による位相シフタ 13Ca部分の Ti/Niヒータの形成等により 行われる。
[0072] 可変分散補償器 10Cには、 AWGのアレイ導波路 12Cに位相調整部 13Cを設け、 伝搬光に位相を付与することで可変分散量を得る光回路を適用した。チャネル導波 路 12Ca及び位相シフタ 13Caの数は、図面上 12本である力 これに限定されるもの ではない。例えば、 100本といったような多数設けられる構成としてもよい。可変分散 補償器 10Cの設定位相分布は、例えば、アレイ導波路のチャンネル導波路 12Ca本 数を M本（Mは正の整数）、チャンネル導波路 12Caの配列順に付与したチャンネル 導波路番号を k (k=0〜M— 1)としたとき、チャンネル導波路番号 kの中心 (M—1) Z2に対して実質的に線対称となる偶関数的分布とする。
[0073] 光回路装置 100Cにおける動作は、先ず、サーキユレータ 200から SMF300を介し て入射された入射波が偏波分離合成器 20Aにより TE偏波及び TM偏波に分離され る。その分離された TE偏波は、スラブ導波路 11Cにより分岐されてアレイ導波路 12 Cに入射され、分岐された光が各チャネル導波路 12Caを介して伝播し各位相シフタ 13Caにより位相が調整され、スラブ導波路 14Cにより結合され、その結合された TE 偏波が半波長板 30Aを介して TM偏波にされて偏波分離合成器 20Aに入射される 。一方、偏波分離合成器 20Aにより分離された TM偏波は、半波長板 30Aを介して TE偏波にされ、その TE偏波がスラブ導波路 14Cにより分岐されて、各チャネル導波 路 12Caを介して伝播し、各位相シフタ 13Caにより位相が調整され、スラブ導波路 1 4Cにより結合され、その結合された TE偏波が偏波分離合成器 20Aに入射される。 偏波分離合成器 20Aでは、入射された TE偏波及び TM偏波が合成され、その合成 された出射波が SMF300を介してサーキユレータ 200に出射される。
[0074] 図 7に、光回路装置 100Cを用いる構成における、相対波長に対する可変分散特 性を示す。図 7に示すように、光回路装置 100Cを用いる構成においても可変分散が 得られていることが分かる。このとき挿入損失は、約 3. 5dBであり、光回路装置 100 Cを用いない構成に比べ約 1. OdBの低損失ィ匕を実現した。この損失中には、光回 路装置 100C内の回路の伝搬損失、回路の過剰損失、 SMF300、サーキユレータ 2 00の接続損失を含んで 、る。
[0075] 図 8に、光回路装置 100Cを用いる構成における、最大分散量を設定した場合の透 過波長特性を示す。図 8に示すように、光回路装置 100Cの PDLは 0. 5dB以下であ り、光回路装置 100Cをもちいることで大幅に PDLの低減が可能であった。また、縦 列接続した偏波分離合波器 20Aの偏波消光比は、 40dB以上であった。
[0076] 本実施例によれば、可変分散補償器 10Cを用いる光回路装置 100Cにおいても、 その挿入損失及び PDLを低減できる。
[0077] なお、可変分散補償器に用いる光回路は、 AWGを用いる構成に限定されるもので はない。例えば、ラテイスフィルタ用いた光回路や、リング共振器を用いた光回路等 のような PLCに形成可能な光回路であればよい。 実施例 4
[0078] 上記第 2の実施の形態の具体的な実施例 4として、図 9〜図 13を参照して、図 2の 光回路装置 400の光回路 50に、可変特性機能をもつ偏波ダイバーシティ構成の可 変分散補償器を適用した構成を説明する。図 9に、本実施例の光回路装置 400Aの 構成を示す。
[0079] 図 9に示すように、本実施例の光回路装置 400Aは、図 2の光回路装置 400におい て光回路 50として AWGを用いた可変分散補償器 50Aを設け、偏波分離合成器 20 として偏波分離合成器 20Aを設け、偏波回転素子 30として半波長板 30Aを設けた。
[0080] 可変分散補償器 50Aは、光導波路 41及び入力導波路 61に繋がれたスラブ導波 路 51と、複数のチャネル導波路 52aからなるアレイ導波路 52と、複数のチャネル導 波路 52a上にそれぞれ設けられる複数の位相シフタ 53aからなる位相調整部 53と、 複数のチャネル導波路 52a上にそれぞれ設けられる複数の特性調整用ヒータ 54aか らなる特性調整部 54と、光導波路 42及び出力導波路 62に繋がれたスラブ導波路 5 5と、を備えて構成される。
[0081] また、可変分散補償器 50Aは、上記実施例 3の可変分散補償器 10Cと異なる構成 を有する。可変分散補償器 50Aにおいて、スラブ導波路 51の焦点位置に対してァレ ィ導波路 52の外側方向のスラブ導波路 51端面に接続された第 1の入力導波路と、 スラブ導波路 55の焦点位置に対してアレイ導波路 52の内側方向のスラブ導波路 55 端面に形成された第 1の出力導波路と、を第 1組の入出力導波路とする。また、スラ ブ導波路 51の焦点位置に対して第 1の入力導波路と対称な位置でスラブ導波路 51 端面に接続された第 2の入力導波路と、スラブ導波路 55の焦点位置に対して第 1の 出力導波路と対称な位置でスラブ導波路 55端面に接続された第 2の出力導波路と、 を第 2組の入出力導波路とする。
[0082] 第 1入力導波路、第 1の出力導波路は、それぞれ、光導波路 41、光導波路 42を介 して、偏波分離合波器 20Aに接続される。第 2の入力導波路、第 2の出力導波路は 、それぞれ、異なる 2箇所のチップ端面に形成されたモニタ用入力導波路 61、モニタ 用出力導波路 62に接続されている。上記のような、スラブ導波路の焦点位置に対し て対称な位置に形成された 2組の入出力導波路を有する構成によれば、第 1の入力 導波路から AWG回路に入力し、第 1の出力導波路力 出力した光の透過波長特性 と、第 2の入力導波路から入力し、第 2の出力導波路力 出力した光の透過波長特 性はほぼ同一となる。
[0083] 従って、モニタ用入力導波路 61を用いて可変分散補償器 50Aの第 1の入力導波 路に試験光を入力し、第 1の出力導波路力 出力された光をモニタ用出力導波路 62 力も取り出して測定することにより，サーキユレータ 200を用いずに、 PLCの光回路装 置 400A内に形成された可変分散補償器 50Aの透過波長特性を測定することがで きる。
[0084] また、可変分散補償器 50Aにおいて、各チャネル導波路 52a上に、分散可変用の ヒータ (位相シフタ 53a)とは別の特性調整用ヒータ 54aを形成している。この特性調 整用ヒータ 54aを用いることで、文献（M. Abe et al.， Electronics Letters Vol.32, No. 19, Sep. 1996)に記載されているような局所過熱位相トリミング技術によるアレイ導波 路間位相誤差の補正が可能となる。
[0085] 次いで、図 10及び図 11を参照して、モニタ用入力導波路 61から PMFを用いて T E偏波の試験光を入力し、モニタ用出力導波路 62から出力した光を測定して得た可 変分散補償器 50Aの可変分散特性及び透過波長特性と、サーキユレータ 200取り 付け後に、光回路装置 400Aにおいて偏波分離合成器 20Aを介する光信号を分離 及び合成する構成 (偏波ダイバーシティ構成）における可変分散補償器 50Aの可変 分散特性及び透過波長特性と、を説明する。図 10 (a)に、モニタ用入力導波路 61及 びモニタ用出力導波路 62を用いて測定した、可変分散補償器 50Aの、相対波長に 対する可変分散特性を示す。図 10 (b)に、偏波ダイバーシティを用いて測定した、可 変分散補償器 50Aの、相対波長に対する可変分散特性を示す。図 11 (a)に、モニタ 用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いて測定した、可変分散補償器 5 OAの透過波長特性を示す。図 11 (b)に、偏波ダイバーシティを用いて測定した、可 変分散補償器 50Aの透過波長特性を示す。
[0086] 図 10 (a)に示すように、モニタ用入力導波路 61から TE偏波の試験光を入力し、モ ニタ用出力導波路 62から出力した光を測定して得た可変分散補償器 50Aの可変分 散特性は、図 10 (b)に示す偏波ダイバーシティを用いて測定した可変分散特性とほ ぼ同様の特性が得られており、サーキユレータ 200無しで分散特性把握が可能であ ることがゎカゝる。
[0087] また、図 11 (a)に示すように、モニタ用入力導波路 61から TE偏波の試験光を入力 し、モニタ用出力導波路 62から出力した光を測定して得た可変分散補償器 50Aの 透過波長特性は、サーキユレータ 200や偏波分離合波器 20Aを透過しない分、図 1 1 (b)に示す偏波ダイバーシティを用いて測定した場合よりも、全体的に損失が 1. 5d B程度小さくなつているものの、ほぼ同様の透過波長特性が得られており、透過波長 特性についても特性把握が可能であることが確認できた。
[0088] 次いで、図 12及び図 13を参照して、光回路装置 400Aにおいて、モニタ用入力導 波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用い、文献 . Yamada et al, J. Lightwave T echnology, Vol.16, No.3, Mar. 1998)で報告されている低コヒーレンス光干渉法によ るアレイ導波路の位相誤差測定及びその補正を説明する。図 12に、モニタ用入力導 波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いて測定した、可変分散補償器 50Aの、ァ レイ導波路番号に対する位相誤差の分布を示す。アレイ導波路番号は、可変分散補 償器 50Aのアレイ導波路 52の各チャネル導波路 52aに付与された番号である。
[0089] 図 12に示すように、各チャネル導波路 52a間では、最大 0. 34rad程度の位相誤差 が発生していることがわかる。このような位相誤差は、チャネル導波路 52aに形成した 位相シフタ 53aによって形成する位相分布形状を乱し、可変分散量を低下させる。 そこで、この結果に基づいて、各チャネル導波路 52aに形成した特性調整用ヒータ 5 4aへの通電電力及び通電時間を決定し、アレイ導波路 52の位相誤差補正を行った 。図 13に、モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いて測定した、 可変分散補償器 50Aにおける位相誤差補正後の可変分散特性を示す。
[0090] 図 13に示すように、モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を用いて 測定した可変分散補償器 50Aの可変分散特性は、位相誤差補正により最大可変分 散量が、図 10 (a)に示した補正前の― 130〜 + 80 [ps/nm]力 約― 190〜 + 13 0 [psZnm]へと大幅に向上した。
[0091] 本実施例の様に、モニタ用入力導波路 61及びモニタ用出力導波路 62を設けるこ とで、可変分散補償器 50Aの特性をサーキユレータ 200及び偏波分離合波器 20A を介さずに測定できるようになつたため、光回路単体での特性を事前に正確に把握 でき、また精密な位相調整が可能になった。
実施例 5
[0092] 次に、上記第 1の実施形態の具体的な実施例 5として、図 16を参照して、図 1の光 回路 10に、光トランスバーサルフィルタ回路を用いた可変分散補償器を適用した構 成を説明する。図 16には、本実施例の光回路装置 100Yの構成を示す。
[0093] 図 16に示すように、本実施例の集積型 PLCの光回路装置 100Yは、図 1の光回路 装置 100において光回路 10として可変分散補償器 10Dを設け、偏波分離合成器 2 0として偏波分離合成器 20Bを設け、偏波回転素子 30として半波長板 30Aを設けた
[0094] 偏波分離合成器 20Bは、偏波分離合成機能をもつ光回路としての光分岐結合器 2 1が同一基板内に 2段縦列接続される。本実施例では、光分岐結合器 21においてス ルーポートから出射された光は光分岐結合器 22においてクロスポートから出射され、 光分岐結合器 21においてクロスポートから出射された光は光分岐結合器 22におい てスルーポートから出射されるように、接続経路が設計されていることを特徴としてい る。実施例 1の偏波分離合成器 20A内で用いられているスルーポート-スルーポート 接続に比べ、さらに広い波長範囲にわたって、高い偏波消光比を得ることができる。
[0095] 光分岐結合器 21、 22においては、上記 2本の光導波路の実効光路長の差が、 2つ の直交する電界成分にお!、て、一方の電界成分にとって入射光の波長の整数倍だ け異なり、もう一方の電界成分にとって入射光の波長の (整数 + 1Z2)倍だけ異なる ものとする。ここで光分岐結合器 21においてスルーポートに出射された偏波が光分 岐結合器 22にお 、てはクロスポートに出射し、光分岐結合器 21にお 、てクロスポー トに出射された偏波が光分岐結合器 22においてはスルーポートに出射するように実 効光路差長を設定する。
[0096] 例えば、各光分岐結合器 21において、 TE偏光にとって実効光路差長が入射光の 波長の整数倍だけ異なり、 TE偏光をクロスポートに出射し、光分岐結合器 22におい て、 TE偏光にとって実効光路差長が入射光の波長の (整数 +1Z2)倍だけ異なり、 TE偏光をスルーポートに出射する。 そして、各光分岐結合器 21において、 TM偏光にとって実効光路差長が入射光の 波長の（整数 + 1Z2)倍だけ異なり、 TM偏光をスルーポートに出射し、光分岐結合 器 22において、 TM偏光にとって実効光路差長が入射光の波長の整数倍だけ異な り、 TM偏光をクロスポートに出射する。
[0097] 光分岐結合器 21、 22における 2本の光入力端のうち、接続に供しない光入力端は 、特性調整用のモニタポート 101〜107および 110〜115としてチップ端面に接続さ れている。
[0098] また前記各光分岐結合器 21、 22には、熱光学効果によって導波路の屈折率を変 化させ、実効光路差長を可変可能な調節手段である薄膜ヒータが形成されて!ヽる。 なお、簡略化のため、図示は省略するが、各薄膜ヒータは、金薄膜からなる電気配線 により給電され、各薄膜ヒータの両脇には、消費電力削減のため、光導波路膜を基 板に達するまで除去した断熱溝が形成されて 、る。
[0099] 図 16に示す、本実施例の可変分散補償器 10Dは、石英系平面光導波路により作 製されており、 2入力 2出力型 MZI回路力 なる光分岐カプラ VCx-x(x_xは 1-1から 4-8間の任意の値)をツリー状に接続して形成された多段光分岐力ブラと、 2入力 2出 力型 MZI回路力 なる光合波力ブラを逆ツリー状に接続して形成された、多段光合 波力ブラ VCy-y (y-yは 5-1から 8-1間の任意の値）と、前記多段光分岐力ブラ VCx- Xのそれぞれの光出力端と前記多段光合波力ブラ VCy-yの対応する光入力端との 間に介設されて伝搬光の伝搬時間を設定時間遅延させる 16本の光遅延線 dと、 16 個の位相シフタ PS1〜PS16を有する。該光遅延線 dは互いに間隔を介して並設され て該並設方向の一端側力 他端側に向けて順に長さが設定量ずつ長くなるように形 成された光トランスバーサルフィルタ回路で構成されている。
[0100] また前記各光分岐力ブラ VCx-x及び光合波力ブラ VCy-yには、熱光学効果によ つて導波路の屈折率を変化させ、分岐比を可変可能な光分岐比調節手段である薄 膜ヒータが形成されている。なお、簡略化のため、図示は省略するが、各薄膜ヒータ は、金薄膜からなる電気配線により給電され、各薄膜ヒータの両脇には、消費電力削 減のため、光導波路膜を基板に達するまで除去した断熱溝が形成されている。
[0101] また、各光遅延線 d上には各光遅延線 dを伝搬する伝搬光の位相を熱光学効果に よって可変可能な位相調節手段である薄膜ヒータが形成され、位相シフタ PS1〜PS 16を構成している。
[0102] さらに、前記光トランスバーサルフィルタ回路において、 1段目の光分岐力ブラ VC1 -1における 2本の光入力端のうちの一方は前記光分岐結合器 22に接続され、もう一 方は光入力ポート 108としてチップ端面に接続されている。また最終段の光合波カブ ラ VC8-1における 2本の光出力端のうちの一方は前記光分岐結合器 22に接続され 、もう一方は前記光入力ポート 104に対応しており、光出力ポート 208としてチップ端 面に接続されている。
[0103] 2段目以降の光分岐力ブラ VCx-xにおける 2本の光入力端のうち、前段の光分岐 カプラ VCx-xとの接続に供しない光入力端は、モニタポート 101〜107および 110 〜115としてチップ端面に接続されている。同様に、 2段目以降の光合波力ブラ VCy -yにおける 2本の光出力端のうち、前段の光合波力ブラ VCy-yとの接続に供しない 光出力端は、モニタポート 201〜207および 210〜215としてチップ端面に接続され ている。
[0104] このような構成により、モニタ用入力導波路に試験光を入力してモニタ用出力導波 路から出力された光を取り出して測定することにより、光分岐結合器 21、 22および可 変分散補償器の光分岐力ブラ VCx-x、光合波力ブラ VCy-y、位相シフタ PSxの特 性を測定することができる。
[0105] 上記のようにして得られた特性を用いて、光分岐結合器 21、 22を構成するヒータへ の通電量を適宜調整し、実効光路長差を調整することができる。従って、仮に光分岐 結合器 21、 22において作製誤差により生じた設計力ものズレがあった場合にも、調 整を行うことにより、偏波分離合成器 20Bにおいて得られる特性の劣化を抑制できる
[0106] さらに、上記のようにして得られた特性を用いて、多段光分岐力ブラ VCx-x及び多段 光合波力ブラ VCy-yを構成する各 MZI回路上の薄膜ヒータへの通電量を適宜調整 し、各 MZI回路の結合率を変化させることにより、 16本の光経路 (タップ)の光振幅を 任意に調整することが出来る。また、各光遅延線 d上の薄膜ヒータへの通電量を適宜 調整することにより、各タップの位相を任意に調整することができる。従って、可変分 散補償器 10Dの特性を設定することが可能である。
[0107] ところで図 16中に破線で囲って示すように、実際に可変分散補償器 10Dとして使用 する場合、信号光が伝搬する導波路とモニタ用導波路との交差部分が増加するため
、交差部における放射損失の増大が問題となる。
[0108] ここで、実際に可変分散補償器 10Dとして使用する場合、前記各接続導波路には 信号光が伝搬するので損失増加が問題となるが、モニタポート用導波路は光分岐力 ブラ等の特性把握時に用いるだけで、信号光は伝搬しないので、特性把握に支障が 出な 、程度であれば損失増加が発生しても問題は無 、。
[0109] そこで、本実施例においては、信号光が伝搬する導波路とモニタポート用導波路と の交差部分において、図 17に示すように、モニタ用導波路に不連続部分を設け、信 号光が伝搬する導波路とモニタ用導波路が接続せず互いに分離されるようにした。 モニタ用導波路の不連続部分間の端面は信号光が伝搬する導波路と平行になるよ うにした。
[0110] これにより、入出力ポート 301から入力され、再び入出力ポート 301から出力される 信号光の各経路にモニタ用導波路との接触部分が無くなるので、損失増加を抑制で きる。
[0111] 上述した図 16に示す本実施例の集積型 PLCの光回路装置 100Yの作製は、以下 のように行った。
[0112] まず、シリコン基板上に火炎加水分解堆積法 (FHD法)とリアクティブイオンエツチン グ (RIE)を用いて石英系光導波路力 なる光トランスバーサルフィルタ回路を形成し た。導波路の比屈折率差は 1.5%、コアサイズは 5 m X 5 mとした。次にスパッタ法 により薄膜ヒータ及び給電用電極を形成した。次に、 RIEにより断熱溝を形成した。 最後にチップをダイシングにより切り出した。
[0113] 作製した偏波分離合成器 20B (スルーポート-クロスポート接続)の特性を図 18に 示す。図 18より、波長帯域 1523〜1568nmにおいて 40dB以上の偏波消光比が得られ ている。また比較のため、実施例 1で作製した偏波分離合成器 20A (スルーポート-ス ルーポート接続）の特性を図 19に示す。図 19より、波長帯域 1526〜1564nmにおい て 40dB以上の偏波消光比が得られて 、る。両者とも 38nm以上の広帯域にぉ 、て 40d B以上という高い偏波消光比が得られていることがわかる。また、両者を比較すると、 スルーポート-クロスポート接続を用いた方がスルーポート-スルーポート接続を用い るよりも、さらに広帯域にぉ ヽて高 、偏波消光比が得られて 、ることがわ力る。
[0114] 本光トランスバーサルフィルタ回路を用いた可変分散補償器を構成するのに使用し た各種パラメータを表 1に示す。
[表 1]
16
Figure imgf000027_0001
[0115] このようにして得られた可変分散補償器の群遅延スペクトルを図 20に、損失スぺク トルを図 21に、係数 εに対する通過帯域幅および波長分散の変化を示すグラフを図 22に示す。これらのグラフより、係数 ε = ± 2. 0において、約 ± 105psZnmの波長 分散、約 0. 6nmの通過帯域、約 7. 7dBの帯域内最小損失、 1. 2dB以内の帯域内 損失変動が得られた。
[0116] なお、上記実施例 1〜5においては、上記第 1の実施の形態における光回路 10とし て、ダイナミックゲインイコライザ 10A, 10B、可変分散補償器 10C、 10Dを適用した 例を説明したが、光回路 10はこれに限定されるものではない。例えば、光回路 10と して、その他の構成のダイナミックゲインイコライザや可変分散補償器、熱光学効果 を用いた可変特性機能をもつその他の光回路、その他のトランスバーサルフィルタ、 可変光減衰器又は光スィッチ等を適用する構成としてもょ ヽ。
[0117] また、上記実施例 4においては、上記第 2の実施の形態における光回路 50として、 可変分散補償器 50Aを適用した例を説明したが、光回路 50はこれに限定されるもの ではない。例えば、光回路 50として、ダイナミックゲインイコライザ、その他の構成の 可変分散補償器、熱光学効果を用いた可変特性機能をもつその他の光回路、トラン スバーサルフィルタ、可変光減衰器又は光スィッチ等を適用する構成としてもよ 、。
[0118] また、上記各実施の形態及び各変形例における光回路装置の各構成要素の細部 構成、及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変 更可能であることは勿論である。

Claims

請求の範囲
[1] 光回路と、
入射波から 2つの偏波への分離、及び 2つの偏波から出射波への合成を行う偏波 分離合成器と、
前記光回路及び前記偏波分離合成器の間を接続し、前記分離された 2つの偏波 が個々に入射される第 1及び第 2の光導波路と、
前記第 1の光導波路に配置され、前記偏波分離合成器により分離された一方の偏 波の偏波面を、前記分離されたもう一方の偏波の偏波面となるよう回転する偏波回 転素子と、を平面基板上に集積したことを特徴とする光回路装置。
[2] 前記偏波分離合成器は、偏波分離合成機能をもつ偏波分離合成回路を前記平面 基板内に少なくとも 2段縦列接続してなることを特徴とする請求項 1に記載の光回路 装置。
[3] 前記偏波回転素子は、半波長板であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の光 回路装置。
[4] 前記光回路は、熱光学効果を用いた可変特性機能をもつ光回路であることを特徴 とする請求項 1から 3のいずれか一項に記載の光回路装置。
[5] 前記光回路は、ダイナミックゲインイコライザであることを特徴とする請求項 1から 4 の！、ずれか一項に記載の光回路装置。
[6] 前記光回路は、トランスバーサルフィルタであることを特徴とする請求項 1から 5のい ずれか一項に記載の光回路装置。
[7] 前記光回路は、可変分散補償器であることを特徴とする請求項 1から 4の 、ずれか 一項に記載の光回路装置。
[8] 前記光回路は、可変光減衰器であることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一 項に記載の光回路装置。
[9] 前記光回路は、光スィッチであることを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一項 に記載の光回路装置。
[10] 前記平面基板内に、前記光回路に接続されたモニタ用入力導波路及びモニタ用 出力導波路が形成されたことを特徴とする請求項 1から 9のいずれか一項に記載の 光回路装置。
[11] 前記光回路は、トランスバーサルフィルタ回路を用いた可変分散補償器であるこ とを特徴とする請求項 1から 3のいずれか一項に記載の光回路装置。
[12] 前記縦列接続される複数の偏波分離合成回路がスルーポートとクロスポートを接続 して構成されていることを特徴とする請求項 2に記載の光回路装置。
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