WO2014157328A1 - 光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置 - Google Patents

光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置 Download PDF

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WO2014157328A1
WO2014157328A1 PCT/JP2014/058518 JP2014058518W WO2014157328A1 WO 2014157328 A1 WO2014157328 A1 WO 2014157328A1 JP 2014058518 W JP2014058518 W JP 2014058518W WO 2014157328 A1 WO2014157328 A1 WO 2014157328A1
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light
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light distribution
multilayer filter
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PCT/JP2014/058518
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松本 崇
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日本電気株式会社
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    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133Functions
    • G02B2006/1215Splitter

Definitions

  • the present invention relates to an optical integrated circuit in which optical elements are integrated on a substrate, and more particularly, to an optical distribution mechanism as the optical element and a coherent mixer apparatus including the same.
  • the coherent receiver which is a key component of the DP-QPSK system, includes a PLC (Planer (Lightwave Circuit) type optical coherent mixer, a polarization separation element (PBS: Polarization : Beam Splitter), and light as a light receiving element.
  • PLC Planer (Lightwave Circuit) type optical coherent mixer
  • PBS Polarization separation element
  • a detector PD: Photo Detector
  • TIA Trans Impedance Amplifier
  • MSA Multi Source Agreement
  • Generation 2 a small coherent receiver
  • an optical waveguide is formed on the PLC, and then a groove portion for inserting a thin-film PBS using a multilayer film is formed.
  • a configuration is adopted in which a manufacturing method of inserting a PBS that separates and emits light is inserted, and in the manufacturing process, the optical waveguide is arranged on the assumption of the position of the outgoing light from the PBS inserted into the groove. Adopted.
  • FIGS. 13 to 15 showing the peripheral portion of the groove portion in which the PBS is incorporated.
  • the peripheral portion of the groove is referred to as the light distribution mechanism 201.
  • the light distribution mechanism 201 includes a PBS 200 that distributes light incident from the outside in two directions, a slit-like groove (groove) 700 in which the PBS 200 is inserted and fixed, and a substrate.
  • a reflecting core (reflecting optical waveguide) 802 that propagates light in a direction to transmit.
  • the slit-shaped groove portion 700 includes a side surface (first groove side surface) 701 on the incident light side that forms a certain angle with respect to incident light, and a side surface (second groove side surface) that faces the first groove side surface 701. 702.
  • the light distribution mechanism 201 uses TE light obtained by polarizing light incident from the outside through the lens 100 in a direction parallel to the incident direction (TE polarized light) with the PBS 200.
  • the light is separated into TM light polarized in the direction perpendicular to the incident direction (TM polarized light).
  • an ideal state is assumed in which the thickness (PBS thickness) d of the PBS 200 and the width dimension (groove width) t of the groove portion 700 formed in the PLC 500 are the same width, and coherent.
  • a position where the TE / TM light, which is light, is collected by the lens 100 and enters the PBS 200 is referred to as an incident position M.
  • the PBS 200 described above is configured to separate TE / TM light, which is incident coherent light, and to emit TE light in a transmitting direction and TM light in a reflecting direction. Further, in the ideal state shown in FIG. 13, the position where the TE / TM light is incident on the first groove side surface 701 coincides with the incident position M, and this incident position M is adjusted based on the PBS design value. In other words, the TE / TM light incident from the position is coupled to the transmission core 801 that propagates TE light and the reflection core 802 that propagates TM light via the PBS 200.
  • the groove 700 is designed such that the groove width t is wider than the PBS thickness d. For this reason, when the PBS 200 is inserted into the groove portion 700 formed based on such a design, the insertion position is a desired position (both the transmission side emission position and the reflection side emission position of the PBS 200 are the same as the transmission core 801, respectively). There arises a disadvantage that it is displaced from a position suitable for the reflective core 802.
  • the incident position M ′ of the TE / TM light collected by the lens 100 on the PBS 200 is as shown in FIG. Since the position of the TM light on the reflection side is the same as the incident position M shown in FIG.
  • the gap between the groove portion 700 and the PBS 200 existing on the second groove side surface 702 side is filled with an antireflection refractive index matching agent 901 that matches the refractive index of the PLC 500 and plays the role of an adhesive. Therefore, the incident angle and the outgoing angle are also equal on the transmission side, and TE light can be coupled to the transmission core 801. That is, in such a case, both TE light and TM light can be coupled to each core.
  • Patent Document 1 discloses an optical waveguide substrate having a configuration in which light of two wavelengths is separated by reflection or transmission.
  • a wavelength filter formed by attaching a multilayer filter to a resin member is press-fitted between two support portions (holding portions) provided by etching the lower clad, and the upper portion thereof is press-fitted.
  • a method of forming an upper cladding is employed.
  • the optical waveguide described in Patent Document 2 has a groove formed so that two filter positioning guides protrude from one side surface.
  • the filter is connected to the filter positioning guide.
  • the technical content of inserting and fixing so as to press against the abutting surface is disclosed.
  • JP 2007-58098 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-38240
  • the PBS 200 is the second groove of the groove portion 700 as shown in FIG. 15 in which the cores (801 and 802) are arranged with reference to the incident position M (FIG. 13) in the ideal state.
  • the incident position M ′′ to the PBS 200 is shifted by the amount of the dashed arrow shown on the first groove side surface 701 side of the groove 700 filled with the refractive index matching agent 902, and the reflection point is shifted accordingly. caused by. That is, the positional deviation of the reflection point is a serious problem because the optical coupling to the reflection core 802 is deteriorated as shown in FIG.
  • the wavelength filter according to Patent Document 1 is composed of a multilayer filter that is a thin film and a base for maintaining its strength. That is, since the multilayer filter is very thin, it is impossible to realize press-fitting without any reinforcement.
  • the multilayer filter is a resin member. A technique of adding mechanical strength to the multilayer filter by adhering to the multilayer filter is adopted. With such a configuration, in the technology according to Patent Document 1, press-fitting and positioning from above on the holding portion formed slightly smaller than the width of the wavelength filter is performed. This includes the man-hour and the number of members. There is an inconvenience.
  • the present invention improves the inconveniences of the related art, and in particular, provides a light distribution mechanism with a high yield that allows coherent light to be incident at a significant position and effectively distributes the coherent light, and a coherent mixer device including the same. Its purpose is to provide.
  • a multilayer filter that distributes incident light, which is incident coherent light, in at least two directions, and this multilayer filter is predetermined with respect to the incident light.
  • a slit-shaped groove portion disposed and held at an angle, an optical waveguide substrate on which the slit-shaped groove portion is formed, and a light distribution mechanism, wherein the slit-shaped groove portion is positioned on the incident light incident side.
  • a guide inclined surface is provided on the side of the second groove side surface, and the multilayer filter is incorporated in the slit groove along the guide inclined surface and fixed with a refractive index matching agent.
  • the first light distribution mechanism that distributes the signal light that is the incident coherent light in two directions, and the local oscillation light that is the coherent light correspond to the signal light.
  • a second light distribution mechanism that distributes in the direction, and the coherent light distributed and output from each of the first and second light distribution mechanisms in each of the two directions is individually taken in via the optical waveguide and modulated in accordance with the characteristics.
  • an optical waveguide substrate provided in each of the optical distribution mechanisms is configured by an optical waveguide substrate shared with the optical mixer region.
  • the slit-shaped groove portion that arranges and holds the multilayer filter that distributes incident light in at least two directions at a predetermined angle with respect to the incident light includes the multilayer filter on the first groove side surface. Therefore, it has a structure that has a guide inclined surface that guides to a position that maintains a parallel state with respect to the light. It is possible to provide a coherent mixer device including the above.
  • FIG. 4A is a position on the first groove side surface side
  • FIG. (B) shows the state inserted in the center position
  • FIG. 4 (c) shows the state inserted in the second groove side face position.
  • FIG. 4 (b) shows a mode that a multilayer filter moves toward a constriction part from the insertion position illustrated in FIG.4 (b).
  • FIG. 9 is an end view taken along line QQ in FIG. 8.
  • FIG. (B) shows the state inserted in the center position
  • FIG. 10 (c) shows the state inserted in the second groove side face position.
  • FIG.10 It is the schematic which shows a mode that a multilayer filter moves toward a constriction part from the insertion position illustrated to Fig.10 (a). It is the schematic which shows a mode that a multilayer filter moves toward a constriction part from the insertion position illustrated in FIG.10 (c).
  • a light distribution mechanism concerning related technology it is a schematic diagram showing a case where a slot and a multilayer filter are in an ideal state.
  • the optical distribution mechanism concerning a related art it is the schematic which shows the state which the multilayer filter inserted in the groove part shifted
  • the optical distribution mechanism concerning a related art it is the schematic which shows the state which the multilayer filter inserted in the groove part shifted
  • the coherent mixer device 60 individually collects signal light and local oscillation light transmitted from the outside via the first and second lenses 10A and 10B. Then, a PLC (quartz-based planar optical waveguide) 50 that separates these into TM light and TE light, further distributes them, converts them into a total of four high-speed differential electrical signals, and transmits them to the outside. I have.
  • the PLC 50 is described above with respect to the substrate 52 (FIG. 3), the first and second optical hybrids 33 and 34 mounted on the substrate 52, and the optical hybrids 33 and 34. It comprises first and second light distribution mechanisms 21A and 21B that distribute signal light and local oscillation light into TE light and TM light, respectively, and send them simultaneously.
  • the first optical distribution mechanism 21A is equipped with a first multilayer filter (a thin-film PBS using a multilayer film) 20A that distributes and outputs the optical signal to TM light and TE light, and the optical signal Is installed at one end portion of the substrate 52.
  • the second light distribution mechanism 21B is equipped with a second multilayer film filter (thin film type PBS using a multilayer film) 20B that distributes and outputs the local oscillation light into TM light and TE light. Corresponding to the first light distribution mechanism 21A at one end of the substrate 52.
  • the signal light and the locally oscillated light which are coherent light incident from the outside, are combined waves each having the characteristics of a TE wave and a TM wave, that is, these coherent lights are
  • TE light that is polarized in a direction parallel to the incident direction TE polarized light
  • TM polarized in the direction perpendicular to the incident direction
  • the first light distribution mechanism 21A acquires the TE light from the first light distribution mechanism 21A and the TE light from the second light distribution mechanism 21B, distributes them, and emits them, and the first light distribution mechanism 21A.
  • a configuration including the TM light from the second optical hybrid 34 that obtains TM light from the second light distribution mechanism 21 ⁇ / b> B and distributes and emits the TM light is referred to as an optical mixer region.
  • This optical mixer region individually takes in TE light and TM light distributed and output from each of the first and second light distribution mechanisms 21A and 21B via an optical waveguide formed on the PLC 50, and provides characteristics. It is configured to modulate and further distribute and output.
  • the optical waveguide substrate provided in each of the light distribution mechanisms (21A and 21B) is composed of an optical waveguide substrate common to the optical mixer region as shown in FIG.
  • the first optical hybrid 33 is provided between the optical couplers 31A and 31B having one input and two outputs, the optical couplers 32A and 32B having two inputs and two outputs, and the optical coupler 31B and the optical coupler 32B.
  • the first ⁇ / 2 phase shifter 41 that gives a delay is used, and the input TE light is distributed and emitted by wiring that weaves each optical coupler.
  • the second optical hybrid 34 is provided between the optical couplers 31C and 31D having one input and two outputs, the optical couplers 32C and 32D having two inputs and two outputs, and the optical coupler 31C and the optical coupler 32D.
  • a second ⁇ / 2 phase shifter 42 that gives a delay, and the input TM light is distributed and emitted by a wiring that weaves each optical coupler.
  • the configuration content related to the second light distribution mechanism 21B will be described, but the configuration content related to the first light distribution mechanism 21A is the same.
  • the second lens 10B, the second multilayer filter 20B, and the second light distribution mechanism 21B described above are simply referred to as the lens 10B, the multilayer filter 20B, and the light distribution mechanism 21B, respectively.
  • the light distribution mechanism 21B includes a clad and a core laminated on the main surface 52A of the substrate 52, and an external And a multilayer filter 20B that distributes light incident from the two directions in two directions. Further, the light distribution mechanism 21B is opposed to the incident light side side surface 71A (hereinafter referred to as a first groove side surface) 71A that forms a certain angle with respect to the incident light, and the first groove side surface 71A.
  • a slit-like groove portion (hereinafter referred to as a groove portion) 71 having a side surface (hereinafter referred to as a second groove side surface) 71B and a wedge-shaped narrowed portion 71C connecting the end portions of the respective side surfaces is provided.
  • the multilayer filter 20B is fixed after being inserted into the groove portion 71 from the main surface 52A side, and is in a state of being parallel to the first groove side surface 71A and in contact with the narrowed portion 71C. Yes.
  • the light distribution mechanism 21 ⁇ / b> B is provided in a direction (first direction) in which the multilayer filter 20 ⁇ / b> B provided on the lower clad 53 formed on the main surface 52 ⁇ / b> A of the substrate 52 transmits.
  • the light distribution mechanism 21B includes a side surface (second groove side surface) 71B on the transmission core side and a side surface (first groove side surface) 71A on the reflection core side at a portion separating the transmission core 81 and the reflection core 82.
  • the multi-layer film filter 20B that transmits and reflects incident light is inserted and installed in the groove 71 from the main surface 52A side (lamination surface side of each layer).
  • the multilayer filter 20B has a bottom end face 24 in contact with the groove bottom surface 71H of the groove portion 71, and a refractive index matching agent for preventing reflection at least in a position higher than each core in the gap in the groove portion 71. (Not shown) is filled and cured.
  • a Si substrate having a height (thickness in the stacking direction) of about 800 ⁇ m is adopted as the substrate 52, the height of the lower clad 53 and the upper clad 54 is about 15 ⁇ m, and the transmissive core 81 and the reflective core The height of 82 is about 1.5 ⁇ m.
  • a filter having a film thickness (thickness dimension) d of about 20 ⁇ m and a height of about 300 ⁇ m is adopted as a constituent member of the light distribution mechanism 21B.
  • This multilayer filter 20B is inserted straight into the groove portion 71 having a depth of about 150 ⁇ m from above with the bottom end face 24 facing the groove bottom surface 71H (insertion direction shown in FIG. 3), and a sliding process described later. It is configured to be installed after.
  • a narrowed portion 71C having a wedge-shaped cross section that connects the end portion of the first groove side surface 71A and the end portion of the second groove side surface 71B provided in the groove portion 71 will be described. To do.
  • the narrowed portion 71C includes a guide inclined surface 71D formed so as to be narrowed from the second groove side surface 71B toward the first groove side surface 71A, an end of the first groove side surface 71A, and the guide inclined surface 71D. And one narrow side surface 71F connecting the end portions.
  • the multilayer filter 20B which is inserted straight into the groove 71 from the main surface 52A side and is slid while receiving a force in a direction toward the constriction 71C, has an incident light side end face (reflection core 82).
  • Side end surface) 22 is brought into contact with the first groove side surface 71A and one end thereof (side where the transmission side end surface 23 and the bottom end surface 24 intersect) is abutted against (contacted with) the guide inclined surface 71D. is set up.
  • width dimension (width in the thickness direction) s of one narrow side surface 71F is smaller than the thickness dimension (film thickness) d of the multilayer filter 20B.
  • the gap between the second groove side surface 71B of the groove 71 and the transmission side end face (end face on the transmission core 81 side) 23 of the multilayer filter 20B is used for antireflection.
  • a refractive index matching agent 91 having a refractive index matching that of the lower layer cladding 53 and the upper layer cladding 54 (PLC 50) is filled and cured.
  • a multilayer The membrane filter 20 ⁇ / b> B is configured so as to be separated into a transmitting direction (TE light) and a reflecting direction (TM light), and to be emitted to the transmitting core 81 and the reflecting core 82.
  • the incident light side end face 22 of the multilayer filter 20B is in contact with the first groove side surface 71A, and the light distribution mechanism 21B according to the first embodiment assumes the contact state and assumes a multilayer state. Since the PBS design value of the membrane filter 20B and the positions of the transmission core 81 and the reflection core 82 are set in advance, this allows the TM light to be significantly coupled to the reflection core 82. In addition, since the refractive index of the refractive index matching agent 91 cured in the gap between the groove 71 and the multilayer filter 20B matches the lower clad 53 and the upper clad 54 (PLC 50), TE light is transmitted to the transmissive core 81. Can be combined significantly.
  • the refractive index matching agent 91 has a function of fixing (installing) the multilayer filter 20B inserted and fixed in the groove 71 by bonding.
  • the refractive index matching agent 91 having a function of hardening by both ultraviolet rays and heat is adopted, and the refractive index matching agent 91 is cured, so that the multilayer filter 20B placed in the groove 71 is placed.
  • the structure of fixing is adopted.
  • the refractive index matching agent 91 may be an ultraviolet curable only one or a thermosetting only one.
  • FIGS. 4 to 6 illustrate only the groove 71 and the multilayer filter 20B extracted from the light distribution mechanism 21B disclosed in FIG.
  • the groove 71 is formed larger in consideration of productivity. Therefore, as an insertion position (a position when the bottom end surface 24 comes into contact with the groove bottom surface 71H by inserting the multilayer filter 20B into the groove portion 71), for example, as shown in FIG. 4, (a) the first groove A position close to the side surface 71A, (b) a center position of the groove portion 71, (c) a position close to the second groove side surface 71B, and the like can be assumed, that is, it is not always inserted into a suitable position. Absent.
  • the groove portion 71 having the narrowed portion 71C having a wedge-shaped cross section is adopted, and the multilayer filter after the insertion is used in order to make the characteristic shape function effectively.
  • 20B is moved toward the constricted portion 71C while the incident light side end face 22 and the first groove side surface 71A are kept parallel (parallel state), so that the multilayer filter 20B is pushed into the constricted portion 71C. It was configured to be placed after being applied.
  • FIG. 5A shows a state in which the multilayer filter 20B is inserted at the center position of the groove 71 as in FIG. 4B.
  • the multilayer filter 20B in the parallel state is inserted by applying an equal force in the direction (sliding direction) toward the narrowed portion 71C (one narrow side surface 71F).
  • the multilayer filter 20B is slid (slid), so that the multilayer filter 20B shown in FIG. 5B is in contact with the guide inclined surface 71D (constriction 71C).
  • “Sliding” here means that the bottom end surface 24 (FIG. 3) of the multilayer filter 20B moves while sliding while in contact with the groove bottom surface 71H (FIG. 3) of the groove portion 71.
  • an antireflection refractive index matching agent 91 whose refractive index matches that of the upper clad 54 and the lower clad 53 is filled. Since the configuration is adopted, the sliding is realized in a state in which the refractive index matching agent 91 is somewhat interposed between the bottom end surface 24 and the groove bottom surface 71H.
  • the incident light side end surface 22 is brought close to the first groove side surface 71A. Therefore, without placing an excessive burden on the multilayer filter 20B, which is a thin film, as shown in FIG. 2, the incident light side end face 22 abuts on the first groove side face 71A and one end thereof is on the guide inclined face 71D. It can be placed in a contacted state.
  • FIG. 6A shows a case where the multilayer filter 20B is inserted at a position close to the second groove side surface 71B side of the groove portion 71 as in FIG. 4C.
  • the sliding process in this case is the same as that shown in FIG.
  • the multilayer filter 20B inserted at a position close to the second groove side surface 71B moves while sliding by receiving a force in the sliding direction, and the narrowed portion
  • the side end surface 22 approaches the first groove side surface 71A, and is configured to be placed in a state where it is finally in contact with the narrowed portion 71C having a wedge-shaped cross section.
  • the sliding toward the narrow side surface 71F causes the incident light side end surface 22 to abut on the first groove side surface 71A without imposing an excessive burden on the multilayer filter 20B which is a thin film, and the multilayer film. It is possible to adopt the configuration shown in FIG. 1 in which one end of the filter 20B is in contact with the guide inclined surface 71D.
  • the narrowed portion 71C having a wedge-shaped cross section including one narrow side surface 71F and the guide inclined surface 71D is employed in the groove portion 71, so that the multilayer filter 20B is desired regardless of the insertion position. Therefore, it is possible to suppress variation in coupling loss to each core (81 and 82).
  • the lower clad 53 is formed on the main surface 52A of the substrate 52 (FIG. 7: S101), and the transmissive core 81 propagating light in the first direction is crossed on the lower clad 53 and the first direction.
  • a reflection core 82 that propagates light in the direction (second direction) is provided (FIG. 7: S102), and an upper clad 54 is formed so as to cover the transmission core 81 and the reflection core 82 (FIG. 7: S103).
  • a groove portion 71 having a first groove side surface 71A, a second groove side surface 71B, and a narrowed portion 71C having a wedge-shaped cross section connecting the end portions of the respective side surfaces at a portion separating the transmission core 81 and the reflection core 82. (FIG. 7: S104).
  • the narrowed shape toward the narrow side surface 71F of the narrowed portion 71C is such that the guide inclined surface 71D provided so that the second groove side surface 71B is narrowed toward the first groove side surface 71A.
  • the width dimension s of one narrow side surface 71F is adjusted to be smaller than the thickness dimension d of the multilayer filter 20B (FIG. 7: S104).
  • the anti-refractive index matching agent 91 whose refractive index matches that of the lower clad 53 and the upper clad 54 is filled in the groove 71 formed as described above (FIG. 7: S105).
  • the multilayer filter 20B in a parallel state is inserted straight into the groove 71 filled with the refractive index matching agent 91 from the main surface 52A side (lamination surface side of each layer) (FIG. 7: S106).
  • the multilayer filter 20B when the multilayer filter 20B is at the insertion position illustrated in FIG. 4, that is, when the multilayer filter 20B and the guide inclined surface 71D are separated from each other, first, the parallel state is maintained. The multilayer filter 20B is slid until it hits the guide inclined surface 71D. Further, as illustrated in FIG. 5B or 6B and 6C, even when one end of the multilayer filter 20B comes into contact with the guide inclined surface 71D, an equal force in the insertion direction is applied. By continuously adding, the multilayer filter 20B is slid with one end thereof in contact with the guide inclined surface 71D.
  • the incident light side end face 22 is brought close to the first groove side face 71A while maintaining the parallel state, and finally the multilayer filter 20B is brought into contact with the first groove side face 71A.
  • the one end is placed in contact with the guide inclined surface 71D (FIG. 7: S107).
  • the refractive index matching agent 91 in the groove 71 is cured by irradiating ultraviolet rays, and further, the refractive index matching agent 91 in the vicinity of the groove bottom surface 71H is cured by applying heat (FIG. 7: S108). ).
  • the light distribution mechanism 21B On the substrate in which the clad and the core are laminated on the main surface 52A, A first groove side surface 71A that forms a certain angle with respect to incident light from the outside, a second groove side surface 71B that faces the first groove side surface 71A, and a narrowed portion 71C having a wedge-shaped cross section that connects the ends of the side surfaces.
  • a multilayer filter 20B that separates incident light and emits it to the core is inserted from the main surface 52A side, The inserted multilayer filter 20B is brought into contact with the narrowed portion 71C by being moved toward the narrowed portion 71C in a state parallel to the first groove side surface 71A. Manufactured by fixing inside.
  • the width dimension s of one narrow side surface 71F is made smaller than the thickness dimension d of the multilayer filter 20B,
  • each step in each of the above steps S101 to S108 may be programmed, and this series of control programs may be realized by a computer.
  • the structure of the first groove side surface 71A side is not changed in the groove portion 71, and only the second groove side surface 71B side is gradually brought closer to the first groove side surface 71A.
  • the contacting multilayer filter 20B can be further moved along the guide inclined surface 71D, so that the incident light side end surface 22 can be placed in a state of being in contact with the first groove side surface 71A. It becomes.
  • the coherent mixer device according to the second embodiment has the same configuration as the coherent mixer device 60 according to the first embodiment described above, and only the specific configuration of each of the light distribution mechanisms 21A and 21B is different. For this reason, the specific structure concerning an optical distribution mechanism is demonstrated here with reference to FIG.
  • the light distribution mechanism disclosed in the second embodiment is different from the light distribution mechanism 21B according to the first embodiment described above in particular, because the cross-sectional wedge shape (stenosis shape) of the narrow portion of the groove portion is different from that of the light distribution mechanism 21B according to the first embodiment.
  • the light distribution mechanism 22B corresponds to 21B in FIG.
  • the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
  • the cross-sectional wedge shape of the narrowed portion 72C in the second embodiment is formed so as to be evenly narrowed toward the central plane 25 that is equidistant from the second groove side surface 72B and the first groove side surface 72A of the groove portion 72.
  • the width dimension (width in the thickness direction) s ′ of 72F is smaller than the thickness dimension (film thickness) d of the multilayer filter 20B. That is, a narrow wedge section 72C having a wedge-shaped cross section is constituted by a V-shaped inclined surface having a V-shaped cross section having a first guide inclined surface 72D and a second guide inclined surface 72E connected thereto. is doing.
  • FIGS. 10 to 12 show only the groove 72 and the multilayer filter 20B extracted from the light distribution mechanism 22B disclosed in FIG.
  • the groove portion 72 is formed to be large in consideration of variations such as the thickness d of the multilayer filter 20B. Therefore, as the insertion position of the multilayer filter 20B, for example, as shown in FIG. 10, (a) a position close to the first groove side surface 72A side, (b) a center position of the groove portion 72, (c) a first position A position close to the second groove side surface 72B can be assumed, that is, it is not always inserted into a suitable position.
  • the design center is at the center (center plane 25) of the groove 72, and therefore, as shown in FIGS. Compared to the configuration of the related art, it is possible to reduce the amount of misalignment to half, thereby providing a device that is resistant to manufacturing variations.
  • the slit-shaped groove portion includes the first and second groove side surfaces, the groove bottom surface connecting the first and second groove side surfaces, the groove bottom surface and the first and second groove side surfaces. While constituted by one side to be connected and the other narrow side surface, The guide inclined surface is provided at a position where any one of the one narrow side surface, the other narrow side surface, or the groove bottom surface is connected to the second groove side surface. Light distribution mechanism.
  • a first light distribution mechanism that distributes signal light that is incident coherent light in two directions, and a second light distribution mechanism that distributes local oscillation light that is coherent light in two directions in correspondence with the signal light;
  • a coherent light that individually captures the coherent light distributed and output from each of the first and second light distribution mechanisms through the optical waveguide, modulates the light according to the characteristics, and further distributes and outputs the coherent light.
  • a mixer device The light distribution mechanism according to any one of claims 1 to 5 is provided as the first and second light distribution mechanisms, and an optical waveguide substrate provided in each of the light distribution mechanisms is used as the optical mixer region.
  • a coherent mixer device comprising a common optical waveguide substrate.

Abstract

【課題】コヒーレント光を有意な位置で入射させると共にこれを有効に分配する歩留まりのよい光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置を提供すること。 【解決手段】入射光を少なくとも二方向に分配する多層膜フィルタ20Bと、光導波路基板上において透過コア81と反射コア82とを隔てる位置に設けられ且つ多層膜フィルタ20Bを上記入射光に対して所定の角度に配置し保持するスリット状溝部71と、を備えた光分配機構21Bにおいて、多層膜フィルタ20Bは、第2の溝側面71B側に設けられたガイド傾斜面71Dに沿って第1の溝側面71Aに対して平行状態にある位置に組み込まれ且つ屈折率整合剤91にて固定装備されている。また、一方の狭幅側面71Fの幅寸法sは、多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法dよりも小さく設定されている。

Description

光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置
 本発明は、光学素子を基板上に集積化した光集積回路に係り、特に、該光学素子としての光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置に関する。
 近年の光通信における伝送方式は、劇的な変動を見せており、これまで主流であったIM-DD方式(Intensity Modulation-Direct Detection)から、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)をはじめとするコヒーレント検波へと変化している。中でも直交する光の偏光に対して信号を載せた、DP-QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying:偏波多重4値位相変調)方式は、40Gbps以降の本命として研究開発が進められ、一部製品に採用されている。
 また、DP-QPSK方式のキーコンポーネントであるコヒーレントレシーバには、PLC(Planer Lightwave Circuit:石英系平面光導波路)型の光コヒーレントミキサ,偏光分離素子(PBS:Polarization Beam Splitter),受光素子としての光検出器(PD:Photo Detector),TIA(Trans Impedance Amplifier)などが搭載されており,多くのデバイスベンダから出荷されている。
 さらに、今後の展望としてMSA(Multi Source Agreement)では、Generation2と呼ばれる小型コヒーレントレシーバの検討も進められている。その中で、特に注目されているものは、PBSをPLC上に集積したPLCコヒーレントミキサである。
 上記PBSには、ファイバタイプや結晶の複屈折を用いたものが多く、このため、その厚さ等の各寸法が数mm~数cmと非常に大きくなることから、集積に不向きであるという不都合があった。他に、SiO2の応力による複屈折を利用してPLC上にPBSを集積するという手法の検討も進められているが、コヒーレントミキサの90°の位相遅延とPBS用の複屈折調整とを同時に行うことは困難であり、このため、歩留りの向上を図る上での問題がある。
 また、PBSを集積したPLCコヒーレントミキサにかかる関連技術では、まずPLC上に光導波路を形成し、次いで多層膜を用いた薄膜型PBS挿入用の溝部を形成し、この溝部にコヒーレント光である入射光を分離すると共に出射するPBSを挿入するという製造方法を採り、当該製造工程において上記光導波路は、溝部に挿入されたPBSからの出射光の位置を想定した上で配置される、という構成を採っている。
 ここで、上記同様に形成されるPBS集積型のPLCコヒーレントミキサのうち、PBSを組み込んだ溝部の周辺部分を示す図13乃至図15を参照して、関連技術にかかる構成内容を説明する。また、当該溝部の周辺部分を光分配機構201と指称する。
 この光分配機構201は、図13乃至図15に示す通り、外部から入射された光を二方向に分配するPBS200と、このPBS200が挿入されて固定されたスリット状溝部(溝部)700と、基板(図示せず)の主面上にクラッド(図示せず)と共に積層された、PBS200が入射光を透過する方向に光を伝搬する透過コア(透過光導波路)801と、PBS200が入射光を反射する方向に光を伝搬する反射コア(反射光導波路)802と、を備えている。
 スリット状溝部700は、入射光に対して一定の角度を成す当該入射光側の側面(第1の溝側面)701と、この第1の溝側面701に対向する側面(第2の溝側面)702と、を有している。
 すなわち、光分配機構201は、図13乃至図15に示す通り、外部からレンズ100を介して入射された光をPBS200にて、当該入射方向と平行な方向に偏光(TE偏光)したTE光と、当該入射方向と垂直な方向に偏光(TM偏光)したTM光と、に分離して出射するように構成されている。
 まず、図13に示すような、PBS200の厚さ(PBS厚)dとPLC500に形成された溝部700の幅寸法(溝幅)tとが同じ幅である理想的な状態を想定すると共に、コヒーレント光であるTE/TM光がレンズ100で集光されてPBS200に入射する位置を入射位置Mと指称する。
 上述したPBS200は、入射されたコヒーレント光であるTE/TM光を分離すると共に、透過する方向にTE光を、反射する方向にTM光を、それぞれ出射するように構成されている。また、図13に示す理想状態にあっては、TE/TM光が第1の溝側面701に入射する位置と入射位置Mとが一致し、この入射位置MはPBS設計値に基づいて調整されたものであるため、すなわち、当該位置から入射されたTE/TM光は、PBS200を介してTE光を伝搬する透過コア801とTM光を伝搬する反射コア802に結合される。
 しかしながら、実際には、PBS200の膜厚自体がバラ付きをもつことから、溝部700は、溝幅tがPBS厚dよりも広くなるように設計される。このため、かかる設計に基づいて形成された溝部700にPBS200を挿入する場合には、その挿入位置が所望の位置(PBS200の透過側出射位置と反射側出射位置との双方がそれぞれ透過コア801と反射コア802とに適合する位置)からずれるという不都合が生じる。
 ここで、図14を参照し、上記理想状態における入射位置M(図13)を基準として透過コア801及び反射コア802を配置した1つの状況を説明する。
 図14に示すように、挿入したPBS200が溝部700の第1の溝側面701に貼り付いた場合において、レンズ100で集光されたTE/TM光のPBS200への入射位置M’は、図13に示す入射位置Mと一致するため、反射側のTM光の出射位置も同じとなることから、反射コア802に結合することができる。
 また、溝部700内の、第2の溝側面702側に存するPBS200との間隙には、PLC500と屈折率が整合し且つ接着剤の役割を果たす反射防止用の屈折率整合剤901が充填されているため、透過側についても入射角度と出射角度が等しくなり、TE光を透過コア801に結合することができる。
 即ち、かかる場合には、TE光とTM光の双方を各コアに結合することができる。
 他の関連技術としては、例えば下記の技術内容(特許文献1又は2)が知られている。
 特許文献1では、2つの波長の光を反射又は透過によって分離する構成を備えた光導波路基板が開示されている。この光導波路基板の製造工程においては、下層クラッドをエッチングすることで2箇所に設けた支持部の間(保持部)に多層膜フィルタを樹脂部材に張り付けて成る波長フィルタを圧入し、その上部に上層クラッドを形成するという方法を採用している。
 また、特許文献2に記載の光導波路は、2つのフィルタ位置決めガイドが一方の側面から突出するように形成された溝部を有し、当該光導波路の製造工程においては、フィルタを上記フィルタ位置決めガイドの突き当て面に押し当てるように挿入して固定するという技術内容が開示されている。
特開2007-58098号公報 特開平11-38240号公報
 しかしながら、上記図14と同様に、理想状態における入射位置M(図13)を基準として各コア(801及び802)を配置した図15に示す状況のように、PBS200が溝部700の第2の溝側面702側にずれた場合には、反射側にかかるTM光の出射位置も同様にずれることとなる。これは、屈折率整合剤902が充填されている溝部700の第1の溝側面701側に示す破線矢印の分だけPBS200への入射位置M’’がずれ、これに応じて反射点がずれることに起因する。
 すなわち、当該反射点の位置ずれは、図15に示す通り、反射コア802への光結合を悪化させるため、大きな問題となる。
 また、特許文献1にかかる波長フィルタは、薄膜である多層膜フィルタとその強度を維持するための基部とから成るものである。すなわち、多層膜フィルタは非常に薄いため、何ら補強せずに圧入を実現することは不可能であることを考慮し、特許文献1にかかる光導波路基板の製造工程では、多層膜フィルタを樹脂部材に貼り付けることで該多層膜フィルタに機械的強度を付加するという手法を採用している。かかる構成により、特許文献1にかかる技術においては、波長フィルタの幅よりもやや小さく形成した保持部への上からの圧入及び位置決めを実行しているが、これには、工数及び部材数といった点での不都合がある。
 さらに、特許文献2に開示された光導波路にあっては、クラッド層及びコア層の積層工程において、溝部の一側面から突出させるフィルタ位置決めガイドを形成する必要があるため、上記同様に工数等の問題がある。加えて、ここでは、フィルタを上記突き当て面に押し当てて挿入する工程を採用しているため、このフィルタとして薄膜である多層膜フィルタを採用した場合、当該多層膜フィルタに過度の負担をかけてしまうという不都合が生じる。
(発明の目的)
 本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善するものであり、特に、コヒーレント光を有意な位置で入射させる共にこれを有効に分配する歩留まりのよい光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置を提供することを、その目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明にかかる光分配機構では、入射されるコヒーレント光である入射光を少なくとも二方向に分配する多層膜フィルタと、この多層膜フィルタを前記入射光に対して所定の角度に配置し保持するスリット状溝部と、このスリット状溝部が形成された光導波路基板と、備えた光分配機構であって、前記スリット状溝部を、前記入射光の入射側に位置する第1の溝側面とこれに対向する第2の溝側面と備えると共に、前記多層膜フィルタの組み込み時に機能し当該多層膜フィルタを前記第1の溝側面に対して平行状態を維持する位置に案内するガイド傾斜面を前記第2の溝側面の側に設けて構成し、前記多層膜フィルタは、このガイド傾斜面に沿って前記スリット状溝部内に組み込まれ且つ屈折率整合剤にて固定装備されたものである、という構成を採っている。
 また、本発明にかかるコヒーレントミキサ装置では、入射されるコヒーレント光である信号光を二方向に分配する第1の光分配機構と、コヒーレント光である局部発振光を前記信号光に対応させて二方向に分配する第2の光分配機構と、この第1,第2の光分配機構から各二方向に分配出力されるコヒーレント光を光導波路を介して個別に取り込むと共に特性に合わせて変調し更に分配出力する光ミキサ領域と、を有するという構成を採り、且つ、前記各光分配機構が備えている光導波路基板を前記光ミキサ領域と共通の光導波路基板により構成したことを特徴とする。
 本発明によれば、特に、入射光を少なくとも二方向に分配する多層膜フィルタを当該入射光に対して所定の角度に配置し保持するスリット状溝部が、上記多層膜フィルタを第1の溝側面に対して平行状態を維持する位置に案内するガイド傾斜面を有するという構成を採ったため、これにより、コヒーレント光を有意な位置で入射させると共にこれを有効に分配する歩留まりのよい光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置を提供することが可能となる。
本発明の第1実施形態にかかる光分配機構の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態にかかる光分配機構を備えたコヒーレントミキサ装置を示すブロック図である。 図1におけるP-P線に沿った端面図を示す。 図1に開示した光分配機構の製造工程において、多層膜フィルタが溝部内に挿入された状態を例示する概略図のうち、図4(a)は第1の溝側面側の位置に、図4(b)は中央の位置に、図4(c)は第2の溝側面側の位置に、それぞれ挿入された状態を示す。 図4(b)に例示した挿入位置から、多層膜フィルタが狭窄部に向かって移動する様子を示す概略図である。 図4(c)に例示した挿入位置から、多層膜フィルタが狭窄部に向かって移動する様子を示す概略図である。 図1に開示した光分配機構を製造する工程を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態にかかる光分配機構の構成を示す概略図である。 図8におけるQ-Q線に沿った端面図を示す。 図8に開示した光分配機構の製造工程において、多層膜フィルタが溝部内に挿入された状態を例示する概略図のうち、図10(a)は第1の溝側面側の位置に、図10(b)は中央の位置に、図10(c)は第2の溝側面側の位置に、それぞれ挿入された状態を示す。 図10(a)に例示した挿入位置から、多層膜フィルタが狭窄部に向かって移動する様子を示す概略図である。 図10(c)に例示した挿入位置から、多層膜フィルタが狭窄部に向かって移動する様子を示す概略図である。 関連技術にかかる光分配機構において、溝部と多層膜フィルタとが理想的な状態にある場合を示す概略図である。 関連技術にかかる光分配機構において、溝部に挿入された多層膜フィルタが第1の溝側面側にずれた状態を示す概略図である。 関連技術にかかる光分配機構において、溝部に挿入された多層膜フィルタが第2の溝側面側にずれた状態を示す概略図である。
〔第1実施形態〕
 本発明にかかる光分配機構及びこの光分配機構を備えたコヒーレントミキサ装置(光コヒーレントミキサ)の第1実施形態を、図1乃至図7に基づいて説明する。
(全体的構成)
 本第1実施形態におけるコヒーレントミキサ装置60は、図2に示すように、外部から送信されてくる信号光及び局部発振光を、第1,第2のレンズ10A,10Bを介して個別に集光し入射すると共に、これらをそれぞれTM光とTE光とに分離し、さらに分配処理して計4対の高速差動電気信号に変換し外部へ伝送出力するPLC(石英系平面光導波路)50を備えている。
 このPLC50は、具体的には、基板52(図3)と、この基板52上に装備された第1,第2の光ハイブリッド33,34と、この各光ハイブリッド33,34に対して前述した信号光及び局部発振光をそれぞれTE光とTM光とに分配して同時に送り込む第1,第2の光分配機構21A,21Bと、を備えて構成されている。
 この内、第1の光分配機構21Aは、上記光信号をTM光とTE光とに分配出力する第1の多層膜フィルタ(多層膜を用いた薄膜型PBS)20Aを装備し、当該光信号に対応して基板52の一端部に設置されている。また、第2の光分配機構21Bは、上記局部発振光をTM光とTE光とに分配出力する第2の多層膜フィルタ(多層膜を用いた薄膜型PBS)20Bを装備し、当該局部発光に対応して基板52の一端部に、上記第1の光分配機構21Aに隣接して設置されている。
 ここで、外部から入射されるコヒーレント光である信号光及び局部発振光は、上述したように、それぞれがTE波及びTM波の特性を備えた合成波であり、すなわち、これらのコヒーレント光は、第1及び第2の光分配機構21A,21Bにて、入射方向に対して平行な方向に偏光(TE偏光)された光であるTE光と、入射方向に対して垂直な方向に偏光(TM偏光)された光であるTM光と、に分離されて出射される。
 また、第1の光分配機構21AからのTE光と第2の光分配機構21BからのTE光を取得すると共にこれらを振り分けて出射する第1の光ハイブリッド33と、第1の光分配機構21AからのTM光と第2の光分配機構21BからのTM光を取得すると共にこれらを振り分けて出射する第2の光ハイブリッド34と、を有して成る構成を光ミキサ領域と指称する。この光ミキサ領域は、第1及び第2の光分配機構21A,21Bの各々から分配出力されるTE光及びTM光を、PLC50上に形成された光導波路を介して個別に取り込むと共に、特性に合わせて変調し更に分配出力するように構成されている。
 各光分配機構(21A及び21B)が備えている光導波路基板は、図2に示す通り、上記光ミキサ領域と共通の光導波路基板により構成されている。
 第1の光ハイブリッド33は、1入力2出力の光カプラ31A及び31Bと、2入力2出力の光カプラ32A及び32Bと、光カプラ31Bと光カプラ32Bとの間に設けられπ/2位相の遅延を与える第1のπ/2位相シフタ41と、を有すると共に、各光カプラを編み込むような配線により、入力した各TE光の振り分け及び出射を行うという構成を採っている。
 第2の光ハイブリッド34は、1入力2出力の光カプラ31C及び31Dと、2入力2出力の光カプラ32C及び32Dと、光カプラ31Cと光カプラ32Dとの間に設けられπ/2位相の遅延を与える第2のπ/2位相シフタ42と、を有すると共に、各光カプラを編み込むような配線により、入力した各TM光の振り分け及び出射を行うという構成を採っている。
 次に、図2に示した第2の光分配機構21Bの具体的構成を、図1乃至図6に基づいて説明する。ここでは、第2の光分配機構21Bにかかる構成内容を説明するが、第1の光分配機構21Aにかかる構成内容も同様である。
 以下では、上述した第2のレンズ10B,第2の多層膜フィルタ20B,及び第2の光分配機構21Bを、単にそれぞれ、レンズ10B,多層膜フィルタ20B,及び光分配機構21Bと指称する。
 まず、図1及びこの図1に示すP-P線に沿った端面図である図3を参照すると、光分配機構21Bは、基板52の主面52A上に積層されたクラッド及びコアと、外部から入射された光を二方向に分配する多層膜フィルタ20Bと、を備えている。また、この光分配機構21Bには、上記入射光に対して一定の角度を成す当該入射光側の側面(以下、第1の溝側面とする)71Aと、この第1の溝側面71Aに対向する側面(以下、第2の溝側面とする)71Bと、上記各側面の端部を連結する断面楔形状の狭窄部71Cと、を有するスリット状溝部(以下、溝部とする)71が設けられている。さらに、多層膜フィルタ20Bは、溝部71に主面52A側から挿入されたのちに固定され、第1の溝側面71Aに平行で且つ狭窄部71Cに当接した状態にある、という構成を採っている。
 続いて、図3に示すように、光分配機構21Bは、基板52の主面52A上に形成された下層クラッド53上に設けられた、多層膜フィルタ20Bが透過する方向(第1方向)に光を伝搬する透過コア(透過光導波路)81と、多層膜フィルタ20Bが反射する方向(第2方向:第1方向に交差する方向)に光を伝搬する反射コア(反射光導波路)82と、この透過コア81及び反射コア82を覆うように形成された上層クラッド54と、を有している。
 また、光分配機構21Bは、透過コア81と反射コア82とを隔てる部分に、透過コア側の側面(第2の溝側面)71Bと反射コア側の側面(第1の溝側面)71Aとを有する溝部71を備え、この溝部71には、入射光の透過と反射を行う多層膜フィルタ20Bが主面52A側(各層の積層面側)から挿入されて設置されている。
 さらに、多層膜フィルタ20Bは、その底端面24が溝部71の溝底面71Hに当接した状態にあり、溝部71における間隙には、少なくとも各コアより高い位置まで、反射防止用の屈折率整合剤(図示せず)が充填され硬化された構成となっている。
 本第1実施形態では、基板52として高さ(積層方向の厚さ)約800μmのSi基板を採用し、下層クラッド53及び上層クラッド54の高さは約15μmであり、透過コア81及び反射コア82の高さは約1.5μmである、という構成を採っている。
 また、多層膜フィルタ20Bとしては、膜厚(厚さ寸法)dが約20μmで且つ高さが約300μmであるものを、光分配機構21Bの構成部材として採用した。この多層膜フィルタ20Bは、深さ約150μmの溝部71に、その底端面24を溝底面71Hに対向させた状態で上から真っ直ぐに挿入され(図3に示す挿入方向)、後述する摺動過程を経て設置される、という構成を採っている。
 ここで、図1を参照して、溝部71に設けられた、第1の溝側面71Aの端部と第2の溝側面71Bの端部とを連結する断面楔形状の狭窄部71C等を説明する。
 この狭窄部71Cは、第2の溝側面71Bから第1の溝側面71Aに向かって窄まるように形成されたガイド傾斜面71Dと、第1の溝側面71Aの端部とガイド傾斜面71Dの端部を連結する一方の狭幅側面71Fと、を有する。
 また、溝部71には、主面52A側から真っ直ぐに挿入され、さらに狭窄部71Cに向かう方向への力を受けてスライドしながら移動した多層膜フィルタ20Bが、その入射光側端面(反射コア82側の端面)22を第1の溝側面71Aに当接させ且つその一端(透過側端面23と底端面24とが交わる辺)をガイド傾斜面71Dに突き当てた(当接させた)状態で設置されている。
 さらに、一方の狭幅側面71Fの幅寸法(厚さ方向の幅)sは、多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法(膜厚)dに比して小さい、という構成を採っている。
 また、溝部71の第2の溝側面71Bと多層膜フィルタ20Bの透過側端面(透過コア81側の端面)23との間隙(溝部71と多層膜フィルタ20Bとの間隙)には、反射防止用に下層クラッド53及び上層クラッド54(PLC50)と屈折率が整合する屈折率整合剤91が充填されて硬化された構成を採っている。
 したがって、外部から入力されレンズ10Bで集光されたTE/TM光が、端面51に入射されると共にクラッド層を伝搬されて入射光側端面22(第1の溝側面71A)に到達すると、多層膜フィルタ20Bが、これを透過する方向(TE光)と反射する方向(TM光)とに分離すると共に、各々を透過コア81と反射コア82とに出射するように構成されている。
 すなわち、多層膜フィルタ20Bの入射光側端面22は、第1の溝側面71Aに当接した状態にあり、本第1実施形態にかかる光分配機構21Bでは、この当接状態を想定して多層膜フィルタ20BのPBS設計値及び透過コア81と反射コア82の位置が予め設定されているため、これにより、TM光を反射コア82に対して有意に結合することができる。
 また、溝部71と多層膜フィルタ20Bとの間隙で硬化された屈折率整合剤91の屈折率が、下層クラッド53及び上層クラッド54(PLC50)に整合することから、TE光を透過コア81に対して有意に結合することができる。
 さらに、屈折率整合剤91は、溝部71に挿入されて定置された多層膜フィルタ20Bを接着することにより固定(設置)する、という機能を有する構成である。本第1実施形態では、紫外線と熱の両方で固まる機能を有する屈折率整合剤91を採用し、この屈折率整合剤91を硬化させることにより、溝部71内にて定置させた多層膜フィルタ20Bを固定する、という構成を採用した。もっとも、溝部71の溝底面71H近傍に至るまでの硬化が可能であれば、屈折率整合剤91として、紫外線硬化性のみのものや熱硬化性のみのもの等を採用するようにしてもよい。
 ここで、図4乃至図6を参照して、本第1実施形態にかかる狭窄部71Cの特徴的形状に基づく多層膜フィルタ20Bの挿入及び摺動過程を説明する。これら図4乃至図6は、図2に開示した光分配機構21Bのうち、溝部71及び多層膜フィルタ20Bのみを抽出して示したものである。
 上述した通り、多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法d等にはばらつきがあるため、生産性を考慮して、溝部71は大きめに形成される。したがって、挿入位置(溝部71に多層膜フィルタ20Bを挿入することにより底端面24が溝底面71Hに当接した際の位置)としては、例えば図4に示すように、(a)第1の溝側面71A側に寄った位置,(b)溝部71の中央の位置,(c)第2の溝側面71B側に寄った位置などが想定でき、即ち、必ずしも好適な位置に挿入されるとは限らない。
 このため、本第1実施形態にかかる光分配機構21Bでは、断面楔形状の狭窄部71Cを有する溝部71を採用すると共に、かかる特徴的形状を有効に機能させるため、上記挿入後の多層膜フィルタ20Bを、入射光側端面22と第1の溝側面71Aとが平行な状態(平行状態)を保ったまま狭窄部71Cに向けて移動させ、これにより、多層膜フィルタ20Bを狭窄部71Cに突き当てた後に定置させる、という構成を採った。
 ここで、図5及び図6を参照して、図4に示した挿入位置にある多層膜フィルタ20Bの入射光側端面22が、第1の溝側面71Aに当接するまでの移動過程を説明する。
 図5(a)には、図4(b)と同様に、溝部71の中央の位置に多層膜フィルタ20Bが挿入された状態を示す。
 本第1実施形態では、平行状態にある多層膜フィルタ20Bに対して、狭窄部71C(一方の狭幅側面71F)に向かう方向(摺動方向)への均等な力を加えることで、挿入された多層膜フィルタ20Bを摺動(スライド)させ、これにより、図5(b)に示す多層膜フィルタ20Bがガイド傾斜面71D(狭窄部71C)に突き当たった状態となるように構成されている。
 ここでの摺動とは、多層膜フィルタ20Bの底端面24(図3)が溝部71の溝底面71H(図3)に接した状態でスライドしながら移動することをいう。もっとも、本第1実施形態では、多層膜フィルタ20Bを溝部71に挿入するのに先立って、上層クラッド54及び下層クラッド53と屈折率が整合する反射防止用の屈折率整合剤91を充填するという構成を採っているため、底端面24と溝底面71Hとの間に屈折率整合剤91が幾分か介在する状態で、当該摺動が実現される。
 また、本第1実施形態では、図5(b)に示す状態にある多層膜フィルタ20Bに対しても、摺動方向への力を継続的に加えるため、多層膜フィルタ20Bの一端が、ガイド傾斜面71Dに接触した状態でこれに沿って移動することとなり、これにより、入射光側端面22を第1の溝側面71Aに近づける、という構成を採ることができる。
 したがって、薄膜である多層膜フィルタ20Bに過剰な負担をかけることなく、図2に示すように、その入射光側端面22が第1の溝側面71Aに当接し且つその一端がガイド傾斜面71Dに当接した状態で定置させることができる。
 続いて、図6(a)には、図4(c)と同様に、溝部71の第2の溝側面71B側に寄った位置に多層膜フィルタ20Bが挿入された場合を示す。かかる場合の摺動過程も上記図5に示す場合と同様である。
 すなわち、図6(a)に示すように、第2の溝側面71B側に寄った位置に挿入された多層膜フィルタ20Bは、摺動方向への力を受けてスライドしながら移動し、狭窄部71Cに達した(突き当たった)図6(b)に示す状態になると、さらに平行状態を保ったままガイド傾斜面71Dに沿って摺動すると共に、図6(c)に示す状態を経て入射光側端面22が第1の溝側面71Aに近づいていくこととなり、最終的に断面楔形状である狭窄部71Cに当接した状態で定置される、という構成を採っている。
 したがって、一方の狭幅側面71Fへ向けての摺動により、薄膜である多層膜フィルタ20Bに過剰な負担をかけることなく、入射光側端面22が第1の溝側面71Aに当接し且つ多層膜フィルタ20Bの一端がガイド傾斜面71Dに当接した図1に示す構成を採ることが可能となる。
 また、図4(a)に示すような挿入位置の場合も同様に、多層膜フィルタ20Bに対して摺動方向への力を加えることで、図1に示す状態に定置させることができる。
 本第1実施形態では、一方の狭幅側面71Fとガイド傾斜面71Dとを含む断面楔形状の狭窄部71Cを溝部71に採用したことで、挿入位置如何にかかわらず、多層膜フィルタ20Bが所望の位置に確実に固定されるという構成となるため、これにより、各コア(81及び82)への結合損のばらつきを抑えることが可能となる。
(動作説明)
 次に、図2及び図3に示す光分配機構21Bの製造方法にかかる動作を、図7に示すフローチャートに基づいて説明する。
 まず、基板52の主面52A上に下層クラッド53を形成し(図7:S101)、この下層クラッド53上に、第1方向に光を伝搬する透過コア81と、上記第1方向と交差する方向(第2方向)に光を伝搬する反射コア82と、を設け(図7:S102)、この透過コア81及び反射コア82を覆うように上層クラッド54を形成する(図7:S103)。
 次いで、透過コア81と反射コア82とを隔てる部分に、第1の溝側面71Aと第2の溝側面71Bとこれら各側面の端部を連結する断面楔形状の狭窄部71Cとを有する溝部71を形成する(図7:S104)。
 ここで、狭窄部71Cの一方の狭幅側面71Fに向けて狭窄する形状は、第2の溝側面71Bが第1の溝側面71Aに向かって窄まっていくように設けたガイド傾斜面71Dを含んで形成し、その際、一方の狭幅側面71Fの幅寸法sが、多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法dに比して小さくなるように調整する(図7:S104)。
 次いで、上記により形成した溝部71に、下層クラッド53及び上層クラッド54と屈折率が整合する反射防止用の屈折率整合剤91を充填する(図7:S105)。
 続いて、屈折率整合剤91が充填された溝部71に、平行状態にある多層膜フィルタ20Bを、主面52A側(各層の積層面側)から真っ直ぐに挿入する(図7:S106)。
 次いで、溝部71に挿入された平行状態にある多層膜フィルタ20Bに対して、挿入方向に向けた均等な力を加え、これにより、多層膜フィルタ20Bを狭窄部71Cに向けて移動させる(図7:S107)。
 ここで、多層膜フィルタ20Bが図4に例示したような挿入位置にあるとき、すなわち、多層膜フィルタ20Bとガイド傾斜面71Dとが離れた状態にあるときは、まず、平行状態を保ったまま多層膜フィルタ20Bを、ガイド傾斜面71Dに突き当たるまで摺動させる。
 さらに、図5(b)又は図6(b)(c)に例示するように、多層膜フィルタ20Bの一端がガイド傾斜面71Dに接触した状態になっても、挿入方向への均等な力を継続的に加えることで、多層膜フィルタ20Bを、その一端がガイド傾斜面71Dに接触した状態で摺動させる。
 これにより、平行状態を保ったまま入射光側端面22を第1の溝側面71Aに近づけ、最終的に多層膜フィルタ20Bを、その入射光側端面22が第1の溝側面71Aに当接し且つその一端がガイド傾斜面71Dに当接した状態で定置させる(図7:S107)。
 次いで、溝部71内の屈折率整合剤91に対し、紫外線を照射することによりこれを硬化させ、さらに、熱をかけることにより溝底面71H近傍の屈折率整合剤91を硬化させる(図7:S108)。
 上記各ステップS101~S108(図7)における各工程を、本第1実施形態では機械的に実行した。しかし、これら各工程の一部又は全部を人為的に実行するようにしてもよい。
 また、上記一連の各工程内容を簡潔にまとめると、以下のように表すことができる。
 光分配機構21Bは、
 主面52A上にクラッド及びコアを積層した基板に、
 外部からの入射光に対して一定の角度を成す第1の溝側面71Aと、これに対向する第2の溝側面71Bと、上記各側面の端部を連結する断面楔形状の狭窄部71Cと、を有するスリット状溝部71を形成し、
 このスリット状溝部71に、入射光を分離して上記コアに出射する多層膜フィルタ20Bを主面52A側から挿入し、
 この挿入した多層膜フィルタ20Bを、第1の溝側面71Aに平行な状態で狭窄部71Cに向けて移動させることにより当該狭窄部71Cに当接させ、屈折率整合剤91にてスリット状溝部71内に固定することにより製造される。
 上記スリット状溝部71を形成するに際しては、
 狭窄部71Cに、第2の溝側面71Bから第1の溝側面71Aに向かって窄まるように形成したガイド傾斜面71Dと、第1の溝側面71Aの端部とガイド傾斜面71Dの端部とを連結する一方の狭幅側面71Fと、を設け、
 一方の狭幅側面71Fの幅寸法sは、多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法dに比して小さくなるようにし、
 上記挿入後の移動により、多層膜フィルタ20Bを、その入射光側端面22が第1の溝側面71Aに当接し且つその一端がガイド傾斜面71Dに当接した状態となるようにして上記固定を実現する。
 さらに、上記各ステップS101~S108(図7)における各工程の実行内容をプログラム化すると共に、この一連の各制御プログラムをコンピュータによって実現するように構成してもよい。
(第1実施形態の効果等)
 本第1実施形態にかかる光分配機構21Bは、その溝部71に、第1の溝側面71A側の構造を変えず、第2の溝側面71B側のみを徐々に第1の溝側面71Aに近づけていくという構造を採用した。すなわち、溝部71は、第2の溝側面71Bから一方の狭幅側面71Fに向けて狭窄するように形成されたガイド傾斜面71Dを有するため、挿入後の摺動を経てガイド傾斜面71Dに当接した多層膜フィルタ20Bを、さらにガイド傾斜面71Dに沿って移動させることができ、これにより、その入射光側端面22を第1の溝側面71Aに当接させた状態で定置することが可能となる。
 したがって、溝部71に挿入された多層膜フィルタ20Bを、断面楔形状である狭窄部71Cに向かって移動させることで、挿入位置如何にかかわらず所望の位置に固定することができ、このため、入射光の分離と出射を有効に実現することが可能となり、即ち、各コア(導波路)への結合損のばらつきを抑えることができることから、生産性の向上を図ることが可能となる。
 また、上述した通り、光分配機構21Bを構成する部材数及びその製造にかかる工数は最低限に抑えられているため、コストや時間を削減することができる。
 さらに、図1に例示する、各多層膜フィルタ(20A又は20B)をPLC50の入射端部に配置したPBS集積型コヒーレントミキサ(コヒーレントミキサ装置)60では、各レンズ(10A又は10B)で集光した光を、PLC50の入射端部に配置した各多層膜フィルタ(20A又は20B)に対して入射させ、これにより、TE光を透過させると共にTM光を反射させてPLC50上に設けた導波路を伝搬させ、さらに各光ハイブリッド(33及び34)によりこれらを振り分けて出射するという構成を採用した。ここで、各レンズ(10A及び10B)の焦点位置は、PLC50の導波路端面に合わせることができるため、これにより、回折損の影響を小さくすることが可能となり、全体として有意な光伝搬を実現することができる。
 また、本第1実施形態では、基板52の主面52A側に積層するクラッドとして下層クラッド53及び上層クラッド54を採用し、同じくコアとして透過コア81及び反射コア82を採用した。しかし、コアの本数や各々が成す角度等は、これに限定されるものではない。
 加えて、本第1実施形態では、狭窄部71Cを一方の狭幅側面71F側に設けると共に、ガイド傾斜面71Dを第2の溝側面71Bの側に設けて構成した。しかし、狭窄部71Cと同等の構成を、図1に示す他方の狭幅側面71G側に形成するようにしてもよい。
 すなわち、ガイド傾斜面71Dに代えて、これと同等のガイド傾斜面を第2の溝側面71Bと他方の狭幅側面71Gとを連結する位置に設けると共に、挿入後の多層膜フィルタ20Bを他方の狭幅側面71G側に向けて移動させることにより、その入射光側端面22が第1の溝側面71Aに当接し且つその一端が当該ガイド傾斜面に当接した状態で固定するように構成してもよい。
 また、ガイド傾斜面71Dに代えて、これと同等のガイド傾斜面を第2の溝側面71Bと溝底面71Hとを連結する位置に設けるようにしてもよい。このように構成すれば、多層膜フィルタ20Bが主面52A側から挿入される際に、その一端が当該溝底面71H側のガイド傾斜面に当接し、且つその後、当該ガイド傾斜面に沿って上記同様に移動するため、これにより、多層膜フィルタ20Bを、その入射光側端面22が第1の溝側面71Aに当接し且つその一端が当該溝底面71H側のガイド傾斜面に当接した状態で固定装備することが可能となる。
 なお、溝部71が有する狭窄部71Cについては、上述したガイド傾斜面71Dに代えて、断面テーパ状の湾曲した側面形状を採用するようにしてもよい。
 また、一方の狭幅側面71Fを設けずに狭窄部71Cを形成するようにしてもよい。すなわち、一方の狭幅側面71Fの幅寸法sについて「s=0」としてもよい。
〔第2実施形態〕
 本発明にかかる光分配機構及びこの光分配機構を備えたコヒーレントミキサ装置の第2実施形態を、図8乃至図12に基づいて説明する。
 本第2実施形態にかかるコヒーレントミキサ装置は、前述した第1実施形態にかかるコヒーレントミキサ装置60と同様の構成であり、各光分配機構21A,21Bの具体的構成のみが異なる。このため、ここでは図8を参照して、光分配機構にかかる具体的構成を説明する。
 また、本第2実施形態にて開示する光分配機構は、特に、溝部が有する狭窄部の断面楔形状(狭窄形状)が前述した第1実施形態にかかる光分配機構21Bと異なるため、その符号を22Bとするが、この光分配機構22Bは、図1において21Bに対応するものである。さらに、前述した第1実施形態と同一の構成部材については、同一の符号を用いるものとし、重複した説明については省略する。
 図8に示すように、光分配機構22Bには、透過コア81と反射コア82とを隔てる部分に、第1の溝側面72Aと第2の溝側面72Bとこれら各側面の端部を連結する断面楔形状の狭窄部72Cとを有する溝部72が形成され、この溝部72には、多層膜フィルタ20Bが挿入された後に固定された構成を採っている。
 本第2実施形態における狭窄部72Cの断面楔形状は、溝部72の第2の溝側面72Bと第1の溝側面72Aとから等距離にある中央平面25に向かって均等に窄まるように形成された、第2の溝側面72Bに連結する第1のガイド傾斜面72Dと第1の溝側面72Aに連結する第2のガイド傾斜面72Eとを有して成り、また、一方の狭幅側面72Fの幅寸法(厚さ方向の幅)s’は、多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法(膜厚)dに比して小さい、という構成を採っている。
 すなわち、第1のガイド傾斜面72Dと、これに連結する第2のガイド傾斜面72Eと、を有して成る断面V字状のV字状傾斜面により、断面楔形状の狭窄部72Cを構成している。
 かかる狭窄部72Cの特徴的形状により、溝部71では、主面52A側から真っ直ぐに挿入され且つ狭窄部71Cに向かう方向への力を受けてスライドしながら移動した多層膜フィルタ20Bが、その端部を第1のガイド傾斜面72D及び第2のガイド傾斜面72Eに当接させた状態で設置された構成を採っている。
 すなわち、両側面(72A及び72B)から溝部72を細くする方法を採ることにより、断面楔形状である狭窄部72Cが形成されているため、溝部72に挿入された多層膜フィルタ20Bは、その中心が中央平面25と一致する状態で設置される、という構成を採ることができる。
 ここで、図8に示すQ-Q線に沿った端面図である図9を参照すると、本第2実施形態にかかる光分配機構22Bにおいて、基板52の主面52A上に積層された下層クラッド53,透過コア(透過光導波路)81,反射コア(反射光導波路)82,及び上層クラッド54にかかる構成は、前述した第1実施形態における光分配機構21Bと同様である。また、多層膜フィルタ20Bは、その底端面24が溝部72の溝底面72Hに当接した状態にある。
 しかし、図8に示した通り、溝部72の形状が異なるため、多層膜フィルタ20Bは、その中心が、第1の溝側面72Aと第2の溝側面72Bとから等距離にある中央平面25と一致する状態で設置されている。
 したがって、本第2実施形態にかかる溝部72を有する光分配機構22Bを採用する場合は、多層膜フィルタ20Bが溝部72の中央に配置されることを想定して、予めPBS設計値に基づくTE/TM光の出射位置を算定し、これをもとに各コア(81及び82)を好適な位置に形成するという構成を採る。
 また、前述した第1実施形態と同様に、溝部72と多層膜フィルタ20Bとの間隙に充填されている反射防止用の屈折率整合剤92は、下層クラッド53及び上層クラッド54(PLC50)と屈折率が整合するように構成されている。
 これらにより、多層膜フィルタ20Bにて分離されたTE光とTM光をそれぞれ、透過コア81と反射コア82に対して有意に結合することができることから、歩留まりの向上を図ることが可能となる。
 すなわち、外部から入力されレンズ10Bで集光されたTE/TM光は、端面51に入射されると共にクラッドを伝搬されて第1の溝側面72Aに到達しても、屈折することなく入射光側端面22に入射され、多層膜フィルタ20Bにより透過する方向(TE光)と反射する方向(TM光)とに分離されると共に、各々が透過コア81と反射コア82とに有意に出射される、という構成を採ることができる。
 ここで、図10乃至図12を参照して、本第2実施形態にかかる狭窄部72Cの特徴的形状に基づく多層膜フィルタ20Bの挿入過程を説明する。この図10乃至図12は、図8に開示した光分配機構22Bのうち、溝部72及び多層膜フィルタ20Bのみを抽出して示したものである。
 上記同様に、生産性向上の観点から、多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法d等のばらつきを勘案して、溝部72は大きめに形成される。このため、多層膜フィルタ20Bの挿入位置としては、例えば図10に示すように、(a)第1の溝側面72A側に寄った位置、(b)溝部72の中央の位置、(c)第2の溝側面72B側に寄った位置などが想定でき、即ち、必ずしも好適な位置に挿入されるとは限らない。
 このため、本第2実施形態にかかる光分配機構22Bでは、断面楔形状の狭窄部72Cを有する溝部72を採用すると共に、かかる特徴的形状を有効に機能させるため、溝部72内に挿入した多層膜フィルタ20Bを、平行状態に保ったまま狭窄部72Cに向けて移動させ、狭窄部72Cに突き当てた後に定置させる、という構成を採った。
 ここで、図11及び図12を参照して、図10に示した挿入位置にある多層膜フィルタ20Bの中心が中央平面25と一致する状態で定置されるまでの移動過程を説明する。
 図11(a)には、図10(a)と同様に、多層膜フィルタ20Bが、溝部72の第1の溝側面72A側に寄った位置に挿入された状態を示す。
 本第2実施形態では、平行状態にある多層膜フィルタ20Bに対して、狭窄部72C(一方の狭幅側面72F)に向かう方向(摺動方向)への均等な力を加えることで、挿入された多層膜フィルタ20Bを摺動(スライド)させ、これにより、図11(b)に示す多層膜フィルタ20Bが第2のガイド傾斜面72E(狭窄部72C)に突き当たった(当接した)状態となるように構成されている。
 また、本第2実施形態では、図11(b)に示す状態にある多層膜フィルタ20Bに対しても、摺動方向への力を継続的に加えるため、多層膜フィルタ20Bの一端が第2のガイド傾斜面72Eに接触した状態で移動することとなり、これにより、多層膜フィルタ20Bの中心が溝部72の中心(中央平面25)に近づいていくという構成を採ることができる。
 したがって、薄膜である多層膜フィルタ20Bに過剰な負担をかけることなく、図8に示すように、多層膜フィルタ20Bの端部を第1のガイド傾斜面72D及び第2のガイド傾斜面72Eに突き当てた状態で定置させることが可能となる。
 続いて、図12(a)には、図10(c)と同様に、溝部72の第2の溝側面72B側に寄った位置に多層膜フィルタ20Bが挿入された場合を示す。かかる場合の摺動過程も上記図14に示す場合と同様である。
 すなわち、図12(a)に示すように、第2の溝側面72B側に寄った位置に挿入された多層膜フィルタ20Bは、摺動方向への力を受けてスライドしながら移動し、狭窄部72Cに達した(突き当たった)図12(b)に示す状態になると、さらに平行状態を保ったまま第1のガイド傾斜面72Dに沿って摺動すると共に、図12(c)に示す状態を経て所望の位置である溝部72の中心部分に移動していくこととなり、最終的に断面楔形状である狭窄部72Cに当接した状態で定置される、という構成を採っている。
 したがって、一方の狭幅側面72Fへ向けての摺動により、薄膜である多層膜フィルタ20Bに過剰な負担をかけることなく、多層膜フィルタ20Bの端部が第1のガイド傾斜面72D及び第2のガイド傾斜面72Eに突き当たった図8に示す構成を採ることが可能となる。
 また、図10(b)に示すような挿入位置の場合も同様に、多層膜フィルタ20Bに対して摺動方向への力を加えることで、図8に示す状態に定置させることができる。
 他の構成内容は、前述した第1実施形態にかかる光分配機構21Bと同様である。
 加えて、図8に示す光分配機構22Bの製造方法にかかる動作は、前述した第1実施形態において図7(ステップS101~S108)をもとに説明した動作内容と同様である。すなわち、本第2実施形態では、光分配機構22Bの製造にかかる各工程を機械的に実行したが、これら各工程の一部又は全部を人為的に実行するようにしてもよい。
 また、当該一連の各工程内容を簡潔にまとめると、以下のように表せる。
 光分配機構22Bは、
 主面52A上にクラッド及びコアを積層した基板に、
 外部からの入射光に対して一定の角度を成す第1の溝側面72Aと、これに対向する第2の溝側面72Bと、上記各側面の端部を連結する断面楔形状の狭窄部72Cと、を有するスリット状溝部72を形成し、
 このスリット状溝部72に、入射光を分離して上記コアに出射する多層膜フィルタ20Bを主面52A側から挿入し、
 この挿入した多層膜フィルタ20Bを、第1の溝側面72Aに平行な状態で狭窄部72Cに向けて移動させることにより当該狭窄部72Cに当接させ、屈折率整合剤92にてスリット状溝部72内に固定することにより製造される。
 上記スリット状溝部72を形成するに際しては、
 狭窄部72Cに、第1の溝側面72Aと第2の溝側面72Bとから等距離にある中央平面25に向かって均等に窄まるように形成した、第2の溝側面72Bに連結する第1のガイド傾斜面72Dと第1の溝側面72Aに連結する第2のガイド傾斜面72Eとを設けると共に、第1のガイド傾斜面72Dの端部と第2のガイド傾斜面72Eの端部とを連結する一方の狭幅側面72Fを、その幅寸法sが多層膜フィルタ20Bの厚さ寸法dに比して小さくなるように形成し、
 上記挿入後の移動により、多層膜フィルタ20Bの端部を、第1のガイド傾斜面72Dと第2のガイド傾斜面72Eとに当接させると共に上記固定を実現する。
 さらに、前述した第1実施形態と同様に実行する各ステップS101~S108(図7)に示した各工程の処理内容をプログラム化すると共に、この一連の各制御プログラムをコンピュータによって実現するように構成してもよい。
(第2実施形態の効果等)
 本第2実施形態においても、第1のガイド傾斜面72D,及び第2のガイド傾斜面72E,一方の狭幅側面72Fを有する断面楔形状の狭窄部72Cを溝部72に採用したことで、溝部71に挿入された多層膜フィルタ20Bが、挿入位置如何にかかわらず所望の位置に確実に固定されるという構成となるため、これにより、各コア(導波路)への結合損のばらつきを抑えることができることから、生産性の向上を図ることが可能となる。
 すなわち、多層膜フィルタ20Bを、第1の溝側面72A及び第2の溝側面72Bから所定距離(PBS設計値等に基づいて予め設定された距離)だけ離れた位置に実装することができるため、当該位置に対応づけて各コア(導波路)を形成しておくことにより、入射光の分離と出射を有効に実現することができる光分配機構を、歩留まりよく製造することが可能となる。
 また、仮に、多層膜フィルタ20Bが、溝部形成のばらつきの影響で意図しない位置に配置されたとしても、設計中心が溝部72の中央(中央平面25)にあるため、図14及び図15に示す従来関連技術の構成に比べて、位置ずれ量を半分に抑えることができ、これにより、製造ばらつきに強いデバイスを提供することが可能となる。
 本第2実施形態では、狭窄部72Cを一方の狭幅側面72F側に設けると共に、第1のガイド傾斜面72Dと第2のガイド傾斜面72Eとが中央平面25に向けて均等に窄まるように形成するという構成を採用した。
 しかし、第1のガイド傾斜面72Dと第2のガイド傾斜面72Eとのそれぞれを、中央平面25に向けて異なる傾斜角を成して窄まるように形成してもよい。
 また、狭窄部72Cと同等の構成を、図8に示す他方の狭幅側面72G側に形成するようにしてもよい。すなわち、第1のガイド傾斜面72D及び第2のガイド傾斜面72Eに代えて、これと同等のガイド傾斜面を他方の狭幅側面72Gの側に設けると共に、挿入後の多層膜フィルタ20Bを他方の狭幅側面72G側に向けて移動させることにより、多層膜フィルタ20Bの端部を第1のガイド傾斜面72D及び第2のガイド傾斜面72Eに当接させた状態で固定するように構成してもよい。
 また、第1のガイド傾斜面72D及び第2のガイド傾斜面72Eに代えて、これと同様の各ガイド傾斜面を溝底面71Hの側に設けるようにしてもよい。このように構成すれば、多層膜フィルタ20Bが主面52A側から挿入される際に、その一端が当該溝底面71H側の各ガイド傾斜面の何れかに当接し、且つその後、当該何れかのガイド傾斜面に沿って上記同様に移動するため、これにより、多層膜フィルタ20Bを所望の位置に固定装備することが可能となる。
 他の効果等については、前述した第1実施形態と同様である。
 なお、溝部72が有する狭窄部72Cについては、上述した第1のガイド傾斜面72D及び第2のガイド傾斜面72Eに代えて、断面テーパ状の湾曲した側面形状を有する2つのガイド傾斜面を採用するようにしてもよい。
 また、一方の狭幅側面72Fを設けずに狭窄部72Cを形成するようにしてもよい。すなわち、一方の狭幅側面72Fの幅寸法s’について「s’=0」としてもよい。
 ここで、上述した各実施形態は、光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。
 以下は、上述した実施形態についての新規な技術的内容の要点をまとめたものであるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
(付記1)
 入射されるコヒーレント光である入射光を少なくとも二方向に分配する多層膜フィルタと、この多層膜フィルタを前記入射光に対して所定の角度に配置し保持するスリット状溝部と、このスリット状溝部が形成された光導波路基板と、備えた光分配機構であって、
 前記スリット状溝部を、前記入射光の入射側に位置する第1の溝側面とこれに対向する第2の溝側面とを備えると共に、前記多層膜フィルタの組み込み時に機能し当該多層膜フィルタを前記第1の溝側面に対して平行状態を維持する位置に案内するガイド傾斜面を前記第2の溝側面の側に設けて構成し、
 前記多層膜フィルタは、このガイド傾斜面に沿って前記スリット状溝部内に組み込まれ且つ屈折率整合剤にて固定装備されたものであることを特徴とする光分配機構。
(付記2)
 前記付記1に記載の光分配機構において、
 前記スリット状溝部を、前記第1,第2の各溝側面と、この第1,第2の各溝側面を連結する溝底面と、この溝底面と前記第1,第2の各溝側面を連結する一方と他方の狭幅側面とにより構成すると共に、
 前記ガイド傾斜面は、前記一方の狭幅側面,他方の狭幅側面,又は前記溝底面の何れか一つの面と前記第2の溝側面とを連結する位置に設けたものであることを特徴とする光分配機構。
(付記3)
 前記付記1に記載の光分配機構において、
 前記スリット状溝部を、前記第1,第2の各溝側面と、この第1,第2の各溝側面を連結する溝底面と、この溝底面と前記第1,第2の各溝側面を連結する一方と他方の狭幅側面とにより構成すると共に、
 前記ガイド傾斜面を、前記一方の狭幅側面,他方の狭幅側面,又は前記溝底面の何れか一つの面に連なる前記第2の溝側面の側に設けた第1のガイド傾斜面と、この第1のガイド傾斜面に対向して前記第1の溝側面側に設けた第2のガイド傾斜面と、により成る断面V字状のV字状傾斜面としたことを特徴とする光分配機構。
(付記4)
 前記付記1乃至3の何れか一つに記載の光分配機構において、
 前記ガイド傾斜面が形成された状態にある前記溝底面,一方の狭幅側面,又は他方の狭幅側面の幅寸法は、前記多層膜フィルタの厚さ寸法よりも小さく設定されていることを特徴とした光分配機構。
(付記5)
 前記付記1乃至4の何れか一つに記載の光分配機構において、
 前記スリット状溝部の幅は、前記多層膜フィルタの幅の最大値よりも大きく設定されていることを特徴とした光分配機構。
(付記6)
 入射されるコヒーレント光である信号光を二方向に分配する第1の光分配機構と、コヒーレント光である局部発振光を前記信号光に対応させて二方向に分配する第2の光分配機構と、この第1,第2の光分配機構から各二方向に分配出力されるコヒーレント光を光導波路を介して個別に取り込むと共に特性に合わせて変調し更に分配出力する光ミキサ領域と、を有するコヒーレントミキサ装置であって、
 前記第1,第2の光分配機構として前記請求項1乃至5の何れか一つに記載の光分配機構を装備すると共に、前記各光分配機構が備えている光導波路基板を前記光ミキサ領域と共通の光導波路基板により構成したことを特徴とするコヒーレントミキサ装置。
(付記7)
 前記付記6に記載のコヒーレントミキサ装置において、
 前記入射光としての信号光及び局部発振光は、それぞれがTE波及びTM波の特性を備えた合成波であることを特徴とするコヒーレントミキサ装置。
 この出願は2013年3月26日に出願された日本出願特願2013-063906を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 本発明にかかる光分配機構は、1チップのPLCに各種の光学素子を集積化した光コヒーレントミキサ等に適用可能である
  10A  第1のレンズ
  10B  第2のレンズ(レンズ)
  100  レンズ
  20A  第1の多層膜フィルタ
  20B  第2の多層膜フィルタ(多層膜フィルタ)
  200  多層膜フィルタ(PBS)
  21A  第1の光分配機構
  21B  第2の光分配機構
  22B、201  光分配機構
  22  入射光側端面
  23  透過側端面
  24  底端面
  25  中央平面
  33  第1の光ハイブリッド
  34  第2の光ハイブリッド
  41  第1のπ/2位相シフタ
  42  第2のπ/2位相シフタ
  50、500  PLC(石英系平面光導波路)
  51  端面
  52  基板
  52A  主面
  53  下層クラッド
  54  上層クラッド
  60  コヒーレントミキサ装置
  71、72、700  スリット状溝部(溝部)
  71A、72A、701  第1の溝側面
  71B、72B、702  第2の溝側面
  71C、72C  狭窄部
  71D  ガイド傾斜面
  72D  第1のガイド傾斜面
  72E  第2のガイド傾斜面
  71F、72F  一方の狭幅側面
  71G、72G  他方の狭幅側面
  71H、72H  溝底面
  81、801  透過コア(透過光導波路)
  82、802  反射コア(反射光導波路)
  91、92、901、902  屈折率整合剤

Claims (7)

  1.  入射されるコヒーレント光である入射光を少なくとも二方向に分配する多層膜フィルタと、この多層膜フィルタを前記入射光に対して所定の角度に配置し保持するスリット状溝部と、このスリット状溝部が形成された光導波路基板と、備えた光分配機構であって、
     前記スリット状溝部を、前記入射光の入射側に位置する第1の溝側面とこれに対向する第2の溝側面とを備えると共に、前記多層膜フィルタの組み込み時に機能し当該多層膜フィルタを前記第1の溝側面に対して平行状態を維持する位置に案内するガイド傾斜面を前記第2の溝側面の側に設けて構成し、
     前記多層膜フィルタは、このガイド傾斜面に沿って前記スリット状溝部内に組み込まれ且つ屈折率整合剤にて固定装備されたものであることを特徴とする光分配機構。
  2.  前記請求項1に記載の光分配機構において、
     前記スリット状溝部を、前記第1,第2の各溝側面と、この第1,第2の各溝側面を連結する溝底面と、この溝底面と前記第1,第2の各溝側面を連結する一方と他方の狭幅側面とにより構成すると共に、
     前記ガイド傾斜面は、前記一方の狭幅側面,他方の狭幅側面,又は前記溝底面の何れか一つの面と前記第2の溝側面とを連結する位置に設けたものであることを特徴とする光分配機構。
  3.  前記請求項1に記載の光分配機構において、
     前記スリット状溝部を、前記第1,第2の各溝側面と、この第1,第2の各溝側面を連結する溝底面と、この溝底面と前記第1,第2の各溝側面を連結する一方と他方の狭幅側面とにより構成すると共に、
     前記ガイド傾斜面を、前記一方の狭幅側面,他方の狭幅側面,又は前記溝底面の何れか一つの面に連なる前記第2の溝側面の側に設けた第1のガイド傾斜面と、この第1のガイド傾斜面に対向して前記第1の溝側面側に設けた第2のガイド傾斜面と、により成る断面V字状のV字状傾斜面としたことを特徴とする光分配機構。
  4.  前記請求項1乃至3の何れか一つに記載の光分配機構において、
     前記ガイド傾斜面が形成された状態にある前記溝底面,一方の狭幅側面,又は他方の狭幅側面の幅寸法は、前記多層膜フィルタの厚さ寸法よりも小さく設定されていることを特徴とした光分配機構。
  5.  前記請求項1乃至4の何れか一つに記載の光分配機構において、
     前記スリット状溝部の幅は、前記多層膜フィルタの幅の最大値よりも大きく設定されていることを特徴とした光分配機構。
  6.  入射されるコヒーレント光である信号光を二方向に分配する第1の光分配機構と、コヒーレント光である局部発振光を前記信号光に対応させて二方向に分配する第2の光分配機構と、この第1,第2の光分配機構から各二方向に分配出力されるコヒーレント光を光導波路を介して個別に取り込むと共に特性に合わせて変調し更に分配出力する光ミキサ領域と、を有するコヒーレントミキサ装置であって、
     前記第1,第2の光分配機構として前記請求項1乃至5の何れか一つに記載の光分配機構を装備すると共に、前記各光分配機構が備えている光導波路基板を前記光ミキサ領域と共通の光導波路基板により構成したことを特徴とするコヒーレントミキサ装置。
  7.  前記請求項6に記載のコヒーレントミキサ装置において、
     前記入射光としての信号光及び局部発振光は、それぞれがTE波及びTM波の特性を備えた合成波であることを特徴とするコヒーレントミキサ装置。
PCT/JP2014/058518 2013-03-26 2014-03-26 光分配機構及びこれを備えたコヒーレントミキサ装置 WO2014157328A1 (ja)

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