JP2017161765A - 光素子及び光生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化した光素子を提供する。【解決手段】光素子は、光導波路１２ａと、光導波路１２ａに沿って配置される複数の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１であって、回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１それぞれは、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を、光導波路１２ａの延びる向きと交差する方向に反射し、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１が反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている複数の回折格子ＢＲ１〜ＤＢＲ１１と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、光素子及び光生成装置に関する。

従来、半導体レーザ等を有する光生成装置が通信において用いられている。インターネット等の普及に伴う通信量の増加に対応して、光生成装置を用いた光通信又は光伝送における通信速度の高速化及び通信容量の増大が図られている。

例えば、長距離の大容量光伝送システムとして市場規模が拡大しているディジタル・コヒーレント通信に対応するべく、広い波長範囲で波長が可変であり、且つスペクトル幅が１００ｋＨｚ以下の波長可変レーザ装置の開発が精力的に行なわれている。

この波長可変レーザ装置の例として、シリコン系材料で形成された波長フィルタ機能を有するシリコンプラットフォームと化合物半導体で形成された利得素子（例えば、半導体光増幅素子：ＳＯＡ）を備える波長可変レーザ装置がある。

波長可変レーザ装置は、所定の間隔で規定された発振波長（グリッド波長）で光を発振するために、発振した光の波長を検出して目標とする波長になるように光の波長を制御する。

図１は、従来例の波長可変レーザ装置を示す図である。

波長可変レーザ装置１０１は、生成したレーザを光ファイバ１４０に向かって出力する光素子１１０と、コリメートレンズ１３２と、ビームスプリッタ１３５と、集光レンズ１３４と、エタロン１３６と、受光部１１８ａを備える。

光素子１１０が生成した光の一部は、ビームスプリッタ１３５で分岐されて、エタロン１３６を介して、受光部１１８ａにおいて受光される。また、ビームスプリッタ１３５を透過した光は、集光レンズ１３４により光ファイバ１４０に集光される。

また、波長可変レーザ装置１０１が生成したレーザの一部は、光ファイバ１４０とは反対側に出力されて、コリメートレンズ１３２を介して、受光部１１８ｂにおいて受光される。受光部１１８ｂで受光された光の強度は、光素子１１０におけるレーザの出力の制御に用いられる。

図２に示すように、エタロン１３６の光の透過率は、波長に対して周期的に変化する。従って、光素子１１０が生成した光の発振波長によって、エタロン１３６を透過する光の強度が変化する。受光部１１８ａにより光の強度が検出されて、光素子１１０が発振しているレーザの発振波長が検出される。

通常、目標とする波長（グリッド波長）は、エタロン１３６の波長に対する透過率の変化率が大きい（スロープの傾きが大きい）波長の位置に設定される。

光素子１１０の発振波長が目標とする波長よりも長波長側にずれると、光のエタロン１３６の透過率が上昇して、受光部１１８ａで検出される光の強度が増加するので、光素子１１０の発振波長を、短波長側に短くするように制御される。

一方、光素子１１０の発振波長が目標とする波長よりも短波長側にずれると、光のエタロン１３６の透過率が下降して、受光部１１８ａで検出される光の強度が減少するので、光素子１１０の発振波長は、長波長側に長くするように制御される。

このようにして、波長可変レーザ装置１０１が発振するレーザの発振波長が検出されて、グリッド波長と一致した波長でレーザが出力されるように動的に制御される。

図１に示す例では、エタロンを用いた発振波長を検出するための光学素子を、光素子１１０の光路方向の横に並列して配置している。また、発振波長を検出するための光学素子は、光素子１１０の光路方向と直列する位置（受光部１１８ｂ側の位置）に配置してもよい。

特開２００６−２４５３４６号公報 特開２０１３−８９９６１号公報 特開２０１４−７４３５号公報

図１に示すように、エタロンを用いて光素子の発振波長を検出することは、ビームスプリッタ又はエタロン等の光学素子を光路方向に並列又は直列して配置するので、波長可変レーザ装置の寸法を増加する要因となる。

一方、近年、波長可変レーザ装置等の光モジュールの寸法（フォームファクタ）を低減することが求められている。そのため、波長可変レーザ装置においてもＣＦＰ２又はＣＦＰ４等に対応するべく装置の小型化が図られており、上述したように光学素子を光路に並列又は直列して配置することは困難になってきている。

また、シリコンプラットフォーム上に、入力光の波長に対して周期的な透過特性を有するリング共振器又は非対称マッハツェンダ型干渉フィルタ等の半導体素子を集積してエタロンと同様の機能を実現することも提案されている。しかし、これらの半導体素子は、エタロンを形成する石英等の誘電体材料を用いた光学素子と比べて屈折率の波長分散が大きい。そのため、エタロンと同様の周期的な光透過特性を有するリング共振器等を形成しても、光の透過特性のピークの間隔（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ：ＦＳＲ）が不等間隔となる。従って、これらの半導体素子を用いると、等間隔なグリッド波長（実際は周波数グリッド）が得られないので、発振波長の制御が複雑になる。

本発明は、光素子を小型化することを課題とする。

また、本発明は、光生成装置を小型化することを課題とする。

１つの態様では、光素子は、光導波路と、前記光導波路に沿って配置される複数の回折格子であって、前記回折格子それぞれは、前記光導波路を伝搬する光の一部を、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に反射し、各前記回折格子が反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている複数の回折格子と、を備える。

また、１つの態様では、光生成装置は、光導波路と、前記光導波路に沿って配置される複数の回折格子であって、前記回折格子それぞれは、前記光導波路を伝搬する光の一部を、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に反射し、各前記回折格子が反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている複数の回折格子と、を有する光素子と、生成した光を前記光導波路に伝搬させる光生成部と、前記光導波路内で発振する光の波長を選択する波長選択部と、前記光導波路内で、前記波長選択部により選択された波長の光を発振させる発振部と、を備える。

１つの側面として、光素子を小型化することができる。

また、１つの側面として、異なる波長の光を生成する光生成装置を小型化できる。

本発明の目的及び効果は、特に請求項において指摘される構成要素及び組み合わせを用いることによって認識され且つ得られるだろう。

前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明の両方は、例示的及び説明的なものであり、特許請求の範囲に記載されている本発明を制限するものではない。

従来例の波長可変レーザ装置を示す図である。 エタロンを用いて発振波長を制御することを説明する図である。 本明細書に開示する第１実施形態の波長可変レーザ装置を示す図である。 第１実施形態の波長可変レーザ装置の要部である光素子を示す図である。 図４のＸ１−Ｘ１線拡大断面図である。 図４のＸ２−Ｘ２線拡大断面図である。 複数の回折格子を説明する図である。 複数の回折格子の反射光スペクトルを示す図である。 光素子の発振波長を制御することを説明する図である。 第１実施形態の変形例１の光素子を示す図である。 第１実施形態の変形例２の光素子を示す図である。 図１１の要部を示す図である。 本明細書に開示する第２実施形態の波長可変レーザ装置を示す図である。 第２実施形態の波長可変レーザ装置の要部である光素子を示す図である。 図１４のＹ１−Ｙ１線拡大断面図である。 図１４のＹ２−Ｙ２線拡大断面図である。 複数の回折格子を説明する図である。 第１グループ及び第２グループの回折格子の反射光スペクトルを示す図である。 第２実施形態の変形例１の光素子を示す図である。 第２実施形態の変形例２の光素子を示す図である。 図２０の要部を示す図である。

以下、本明細書で開示する波長可変レーザ装置の好ましい第１実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本発明の技術範囲はそれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。

図３は、本明細書に開示する第１実施形態の波長可変レーザ装置を示す図である。図４は、第１実施形態の波長可変レーザ装置の要部である光素子を示す図である。図５は、図４のＸ１−Ｘ１線拡大断面図である。図６は、図４のＸ２−Ｘ２線拡大断面図である。

本実施形態の波長可変レーザ装置１（以下、単に装置１ともいう）は、発振するレーザの波長を変化させてレーザを生成する。そのため、装置１は、発振しているレーザの波長を検出して、目標とする波長と一致していない場合には、目標とする波長と一致するように発振波長の制御が行われる。

装置１は、所定の波長でレーザを発振して出力する光素子１０と、光素子１０の温度を制御する温度調整部３１と、光素子１０及び温度調整部３１の動作を制御する制御部３０を備える。

また、装置１は、光素子１０から出力された光を平行光に変換するコリメートレンズ３２と、平行光を光ファイバ４０に集光する集光レンズ３４と、戻り光が光素子１０へ入射することを阻止するアイソレータ３３を備える。集光レンズ３４から出力された光は、光ファイバ４０を伝搬して外部へ出力される。光素子１０と、温度調整部３１と、制御部３０と、アイソレータ３３等の光学素子は、基板２上に配置される。

図４に示すように、光素子１０は、３つの光導波路１２ａ〜１２ｃと、２つのリング共振器１３ａ、１３ｂと、光生成部２０と、ループミラー１４等の光学素子を有する。３つの光導波路１２ａ〜１２ｃは、直線状に延びており、間隔をあけて並べて配置される。各光学素子は、光生成部２０を除いて、シリコンプラットフォーム技術を用いて、一枚のシリコンの基板１１ａ上に集積される。３つの光導波路１２ａ〜１２ｃ及び２つのリング共振器１３ａ、１３ｂとして、例えばシリコン細線光導波路を用いることができる。

リング共振器１３ａは、光導波路１２ａと光導波路１２ｂとの間に配置される。光導波路１２ａ及び光導波路１２ｂは、リング共振器１３ａと光学的に結合する。また、リング共振器１３ｂは、光導波路１２ｂと光導波路１２ｃとの間に配置される。光導波路１２ｂ及び光導波路１２ｃは、リング共振器１３ｂと光学的に結合する。

リング共振器１３ａは、リング共振器１３ａを透過する光の透過率が、波長と共に周期的に変化する。同様に、リング共振器１３ｂも、リング共振器１３ｂを透過する光の透過率が、波長と共に周期的に変化する。リング共振器１３ａ及びリング共振器１３ｂを透過する光の透過特性は、その曲率半径及び屈折率等に基づいて決定される。リング共振器１３ａの曲率半径は、リング共振器１３ｂとは異なっていることが、バーニア効果を用いて、発振する波長を精度良く制御する観点から好ましい。例えば、リング共振器１３ａの曲率半径を７００μｍとし、リング共振器１３ｂの曲率半径を６５０μｍとすることができる。なお、ループミラー１４の曲率半径は、３００μｍとすることができる。

リング共振器１３ａの上には、リング共振器１３ａの温度を変化させて屈折率を変えることにより、光の透過特性を変化させるヒータ１６ａが配置される。同様に、リング共振器１３ｂの上にも、リング共振器１３ｂの温度を変化させて屈折率を変えることにより、光の透過特性を制御するヒータ１６ｂが配置される。

また、光導波路１２ｃにおける長手方向のループミラー１４側の部分の上には、光導波路１２ｃの温度を変化させて屈折率を変えることにより、伝搬する光の位相を制御するヒータ１６ｃが配置される。

ヒータ１６ａ〜１６ｃは、アルミニウムあるいはチタン等の電流を流すことにより発熱する金属層を用いて形成され得る。ヒータ１６ａ〜１６ｃの動作は、制御部３０により制御される。

図６に示すように、光素子１０では、シリコンの基板１１ａ上にクラッド層１１ｂが配置され、３つの光導波路１２ａ〜１２ｃ及び２つのリング共振器１３ａ、１３ｂは、クラッド層１１ｂ内に埋め込まれている。クラッド層１１ｂ上には、上クラッド層１１ｃが配置される。クラッド層１１ｂ及び上クラッド層１１ｃは、例えば、酸化シリコンを用いて形成され得る。

３つの光導波路１２ａ〜１２ｃ及び２つのリング共振器１３ａ、１３ｂの厚さは、例えば２５０ｎｍとすることができ、幅は、例えば５００ｎｍとすることができる。光導波路１２ａとリング共振器１３ａとの距離は、例えば１８０ｎｍとすることができる。

光生成部２０は、光を生成し、生成した光を光導波路１２ａに伝搬させる。光生成部２０は、電流が注入されて光子を生成する利得部を有する光導波路２１を有する。光生成部２０としては、例えば、化合物半導体を有する半導体光増幅素子を用いることができる。利得部としては、量子井戸活性層、量子ドット活性層、バルク型の活性層等を用いることができる。光導波路２１は、光生成部２０の第２端面２０ｂ側において、光導波路１２ａと光学的に結合する。光導波路２１は、第２端面２０ｂに対して、その法線から所定の角度（例えば７度）だけ傾斜して延びている。光導波路１２ａも、第２端面２０ｂに対して、その法線から所定の角度（例えば１５度）だけ傾斜して延びている。

光素子１０を伝搬する光の経路は、光生成部２０の光導波路２１と、光導波路１２ａ〜１２ｃと、リング共振器１３ａ、１３ｂにより形成される。この光の経路を伝搬する光は、光生成部２０の第１端面２０ａと、光導波路１２ｃの一方の端部に光学的に結合されるループミラー１４との間で反射するようになされている。即ち、装置１は、発振部（共振部）として、光生成部２０の第１端面２０ａ及びループミラー１４を備える。光生成部２０の第１端面２０ａは、光導波路２１を第１端面２０ａに向かって伝搬して来た光の一部を第２端面２０ｂ側に向かって反射する。また、光生成部２０の第１端面２０ａは、光導波路２１を第１端面２０ａに向かって伝搬して来た光の他の部分を外部へ透過して、レーザとして出力する。光生成部２０の第１端面２０ａは、例えば、劈開面を用いることができる。ループミラー１４は、光導波路１２ｃをループミラー１４に向かって伝搬して来た光を反対側に向かって反射する。

光導波路１２ａ〜１２ｃ及び光導波路２１を含む光路長は、発振するレーザに対して求められるスペクトル幅に応じて、適宜決定され得る。一般に、光路長を長くする程、狭いスペクトル幅を得ることができる。

次に、光素子１０において、発振波長を検出する仕組みを以下に説明する。

光素子１０は、光導波路１２ａに沿って配置される複数の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１を有する。本実施形態では、光素子１０は、１１個の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１を有する。それぞれの回折格子は、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を、光導波路１２ａの延びる向きと交差する方向に反射する。本実施形態では、回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１それぞれは、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を、光導波路１２ａの延びる向きと直交する同じ方向（図４の上方）に向かって反射する。

図５に示すように、複数の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、光導波路１２ａに沿って直列に並べて配置される。複数の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、クラッド層１１ｂが上方から加工されて形成され得る。光導波路１２ａを伝搬する光に対する、回折格子の反射率及び反射光ピーク幅（帯域幅）は、回折格子の結合定数に基づいて決定され得る。回折格子の結合定数は、溝の深さ及び光導波路１２ａとの距離等に基づいて決定され得る。複数の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１が形成されるクラッド層１１ｂ上には、回折格子の溝を埋め込むように、上クラッド層１１ｃが配置される。複数の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、シリコンプラットフォーム技術を用いて、他の光学素子と共にシリコンの基板上に配置することができる。

上クラッド層１１ｃ上には、ヒータ１５が配置される。ヒータ１５は、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１の上方に配置される。各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１の反射光のピーク波長は、回折格子の溝の周期に基づいて決定されるが、製造工程等の影響により回折格子の寸法に誤差が生じ得る。この回折格子の寸法の誤差に基づく反射光のピーク波長のずれを、ヒータ１５による加熱を用いて、各回折格子を含む部分の屈折率を変化させることにより調整する。ヒータ１５の動作は、制御部３０により制御される。

図７に示すように、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、光導波路１２ａの延びる向きと交差する方向に延びる、周期的に形成された複数の溝を有する。

具体的には、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１には、光導波路１２ａの光が伝搬する光軸方向に対して４５度傾斜した向きを有する複数の溝が所定の周期で形成される。各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を、光軸方向と直交する向きに反射して、光導波路１７に導波する。光導波路１７を伝搬する光は、受光部１８により受光される。受光部１８は、受光した光の強度を電気信号に変換して制御部３０に出力する。各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１と対応させて配置される１１個の受光部１８は、受光部のアレイ１８Ａを形成する。受光部１８は、例えば、Ｇｅ又はＳｉＧｅ等を用いて形成される。

光導波路１７及び受光部１８の各組は、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１に対して配置される。回折格子それぞれで反射された反射光は、各回折格子に接続された光導波路１７を伝搬して、各受光部１８において受光される。隣接する回折格子が反射した反射光は、隣接して配置される異なる受光部１８により受光される。

回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１の長さは、例えば５０μｍとすることができる。隣接する回折格子同士の間の距離は、例えば５μｍとすることができる。回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１と、受光部１８とを接続する光導波路１７の幅は、例えば回折格子の長さと同じ５０μｍとすることができる。

図８は、複数の回折格子の反射光スペクトルを示す図である。

各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、異なる周期の溝を有しており、反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている。即ち、一の回折格子の溝の周期及び反射光スペクトルの最大値の波長は、他の回折格子とは異なっている。

反射光スペクトルの最大値は、回折格子の結合定数に基づいて決定され得る。回折格子の結合定数が増加するのと共に、反射光スペクトルの最大値も増大する。反射光スペクトルの最大値が増大すると、受光部１８における受光量が増加するので、発振波長の検出精度が向上し得る。

一方、反射光スペクトルの最大値が増大するのと共に、光導波路１２ａを伝搬する光量が減少するので、光素子１０から出力されるレーザの強度が低減する。回折格子の結合定数を大きくすると、光導波路を伝搬する光の量を減少し、結合定数を小さくすると、反射する反射光量を低減するので、発振波長の検出精度に影響を与え得る。

従って、回折格子の結合定数は、上述した観点を考慮して適宜決定され得る。例えば、回折格子の溝における山谷の比を１：１とし、結合係数は１５０ｃｍ^−１として、反射光スペクトルの最大値を４０％としてもよい。

一の回折格子の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上、好ましくは３／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、他の回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差している。

具体的には、一の回折格子ＤＢＲ１の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上、好ましくは３／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、隣接する他の回折格子ＤＢＲ２の反射光スペクトルの包絡線Ｒ２と交差している。この説明は、他の隣接する回折格子同士に対しても適用される。本実施形態では、隣接する回折格子の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１同士が交差する位置は、反射光スペクトルの最大値の１／２の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置に設定される。

また、一の回折格子の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１が、一の回折格子に隣接する他の回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差する波長の位置は等間隔である。本実施形態では、隣接する回折格子の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１同士が、反射光スペクトルの最大値の１／１０以上のスペクトル成分を有する波長において交差する位置は、４．５ｎｍ（周波数５０ＧＨｚ）の間隔で配置される。

なお、一の回折格子ＤＢＲ１の反射光スペクトルの包絡線と、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で交差する反射光スペクトルの包絡線を有する回折格子は、隣接する回折格子でなくてもよい。また、一の回折格子の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１が、一の回折格子に隣接する他の回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差する波長の位置は、不等間隔であってもよい。

図８に示すように、これらの隣接する回折格子の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１同士が交差する波長の位置は、装置１が発振するレーザの目標とする波長（グリッド波長）λ１〜λ１０と一致するように決定され得る。

次に、本実施形態の１１個の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１の寸法の例について、以下に説明する。

回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、回折格子の周期が、４１０．０６０ｎｍから４２０．９２３ｎｍの範囲にある。これらの回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１により反射される反射光スペクトルの中心波長は、４．５ｎｍの間隔で、１５２８．０８４ｎｍから１５６８．５６３ｎｍの範囲にある。

回折格子ＤＢＲ１及び隣接する回折格子ＤＢＲ２の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１，Ｒ２の交点の波長の位置は、１５３０．３３４ｎｍ（周波数１９５．９ＴＨｚ）であり、グリッド波長λ１となる。同様にして、回折格子ＤＢＲ２及び隣接する回折格子ＤＢＲ３の反射光スペクトルの包絡線Ｒ２，Ｒ３の交点の波長の位置は、グリッド波長λ２となる。以下同様にして、回折格子ＤＢＲ１０及び隣接する回折格子ＤＢＲ１１の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１０，Ｒ１１の交点の波長の位置は、グリッド波長λ１０となる。

例えば、光素子１０が、グリッド波長λ１で発振している時には、光導波路１２ａを伝搬する光の波長は、回折格子ＤＢＲ１及び隣接する回折格子ＤＢＲ２の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１，Ｒ２の交点の波長の付近に位置する。そのため、光導波路１２ａを伝搬する光の一部は、隣接する２つの回折格子ＤＢＲ１、ＤＢＲ２により反射されて、反射した光それぞれは、光導波路１７を介して隣接する２つの受光部１８により受光される。

この場合、グリッド波長λ１の波長は、回折格子ＤＢＲ３〜ＤＢＲ１１の反射光スペクトルの包絡線Ｒ３〜Ｒ１１の波長とは実質的に重ならないので（図８参照）、回折格子ＤＢＲ３〜ＤＢＲ１１は、光導波路１２ａを伝搬する光を反射しない。従って、回折格子ＤＢＲ３〜ＤＢＲ１１は、光導波路１２ａを伝搬するグリッド波長λ１付近の光に対して、回折格子ＤＢＲ３〜ＤＢＲ１１は実質的に透明となる。

本明細書において、光導波路１２ａを伝搬する光の波長が、回折格子の反射光スペクトルの包絡線の波長とは実質的に重ならないことは、光導波路１２ａを伝搬する光の波長が、反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の波長の領域で重ならないことを意味する。

また、一の回折格子ＤＢＲ１、ＤＢＲ２の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１、Ｒ２は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上、好ましくは１／３０の大きさのスペクトル成分を有する波長の領域では、一の回折格子ＤＢＲ１、ＤＢＲ２とは隣接しない他の回折格子ＤＢＲ３〜ＤＢＲ１１の反射光スペクトルの包絡線とは交差しない。上述した説明は、他の隣接する回折格子にも適宜適用される。

また、グリッド波長λ１の光を発振している場合、光は、光生成部２０の第１端面２０ａとループミラー１４との間で反射しているが、回折格子ＤＢＲ１、ＤＢＲ２により反射される光は、光導波路１７に向かって反射される。そのため、回折格子ＤＢＲ１、ＤＢＲ２により反射される光が、光導波路１２ａを含む光経路の発振に与える影響は実質的にはないと考えられる。

各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１の交差する位置に対応するグリッド波長λ１〜λ１０の光を受光部１８に向かって反射する機能を有するが、グリッド波長λ１〜λ１０の光の発振には実質的には影響を与えない。

次に、グリッド波長λ１〜λ１１の光を発振するための制御について、以下に説明する。

まず、グリッド波長λ１を目標として光を発振する場合を考える。

制御部３０は、グリッド波長λ１の光を発振するために、リング共振器１３ａ、１３ｂ及び光導波路１２ｃの屈折率を、予め設定されている値となるように、各ヒータ１６ａ〜１６ｃを制御する。その結果、光導波路１２ａには、グリッド波長λ１に近い波長λｒを有する光が生成される。

波長λｒは、回折格子ＤＢＲ１、ＤＢＲ２の反射光スペクトルの波長領域とで重なるので、回折格子ＤＢＲ１及び回折格子ＤＢＲ２は、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を反射する。反射光は、光導波路１７を介して、隣接する２つの受光部１８で受光される。各受光部１８は、受光強度を電気信号に変換して制御部３０へ出力する。

図９（Ａ）に示すように、光導波路１２ａを伝搬する光の波長λｒが、グリッド波長λ１と一致する場合には、回折格子ＤＢＲ１により反射される反射光の強度Ｓ１と、回折格子ＤＢＲ２により反射される反射光の強度Ｓ２とが等しくなる。波長λｒが、グリッド波長λ１と一致することには、受光部１８により受光される光の強度に対して許容される誤差を設けてもよい。

次に、図９（Ｂ）に示すように、光導波路１２ａを伝搬する光の波長λｒが、グリッド波長λ１よりも大きい場合には、回折格子ＤＢＲ１により反射される反射光の強度Ｓ１は、回折格子ＤＢＲ２により反射される反射光の強度Ｓ２よりも小さくなる。

この場合には、制御部３０は、ヒータ１６ａ〜１６ｃを制御し、リング共振器１３ａ、１３ｂ又は光導波路１２ｃの屈折率を調整して、回折格子ＤＢＲ１により反射される反射光の強度Ｓ１と、回折格子ＤＢＲ２により反射される反射光の強度Ｓ２とを一致させる。

また、図９（Ｃ）に示すように、光導波路１２ａを伝搬する光の波長λｒが、グリッド波長λ１よりも小さい場合には、回折格子ＤＢＲ１により反射される反射光の強度Ｓ１は、回折格子ＤＢＲ２により反射される反射光の強度Ｓ２よりも大きくなる。

この場合には、制御部３０は、ヒータ１６ａ〜１６ｃを制御し、リング共振器１３ａ、１３ｂ又は光導波路１２ｃの屈折率を調整して、回折格子ＤＢＲ１により反射される反射光の強度Ｓ１と、回折格子ＤＢＲ２により反射される反射光の強度Ｓ２とを一致させる。

このようにして、光導波路１２ａを伝搬する光の波長λｒを検出して、グリッド波長λ１〜λ１０と一致するように波長λｒが制御される。また、波長λｒを制御した結果、発振される光の強度が変化した場合には、光生成部２０に注入する電流も制御され得る。

光導波路１２ａを伝搬する光の波長λｒを検出する感度を高める観点からは、反射光スペクトルの包絡線の傾きの大きい位置で、隣接する反射光スペクトルの包絡線を交差させることが好ましい。

同様にして、他のグリッド波長λ２〜λ１０において発振する光の波長が制御される。

上述した本実施形態の装置１によれば、異なる波長で発振する光の波長を、複数の回折格子を用いて検出する。複数の回折格子は、シリコンプラットフォーム技術を用いて、他の光学素子と共にシリコンの基板上に配置することができるので、光素子を小型化することができる。そのため、小型化した波長可変レーザ装置を実現できる。

また、上述した本実施形態では、一の回折格子の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ１１が、一の回折格子に隣接する他の回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差する波長の位置は等間隔であった。装置１では、隣接する回折格子同士の反射光スペクトルの包絡線が交差する波長の位置は、回折格子の溝の周期の設計により変更可能であり、不等間隔にすることもできる。このようにグリッド波長が不等間隔であっても、２つの受光部により受光される光強度を一致させるようにして、発振波長を容易に制御できる。

次に、上述した第１実施形態の波長可変レーザ装置の変形例１及び変形例２を、図面を参照しながら、以下に説明する。

図１０は、第１実施形態の変形例１の光素子を示す図である。

本変型例の光素子１０では、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１に対して、光導波路１２ａの両側の位置に、光導波路１７及び受光部１８が配置されて、光導波路１２ａの両側に受光部のアレイ１８Ａ及び受光部のアレイ１８Ｂが配置される。

上述した第１実施形態では、図７に示すように、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１は、光導波路１２ａを左側から右側に向かって伝搬する光を上方に反射して、反射光が受光部１８で受光される。一方、光導波路１２ａを右側から左側に向かって伝搬する光は、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１において反射されるが、光導波路及び受光部が配置されていないので、反射光が検出されることはない。

そこで、本変型例の光素子１０では、光導波路１２ａを右側から左側に向かって伝搬する光も下方に反射して、受光して検出することにより、発振している波長の検出精度を向上できるようになされている。

図１１は、第１実施形態の変形例２の光素子を示す図である。図１２は、図１１の要部を示す図である。

本変型例の光素子１０では、回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１と受光部１８との間に光導波路が配置されない点が、上述した変形例１とは異なっている。

図１２に示すように、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１が配置される光導波路１２ａの領域に対して間隔をあけて受光部１８が両側に配置される。受光部１８は、クラッド層１１ｂ内に埋め込まれている。光導波路１２ａと受光部１８との間の距離を、光導波路１２ａを伝搬する光のエンベロープが十分に低減した距離に設定することが、光導波路１２ａを伝搬する光の強度を低減し過ぎない観点から好ましい。

本変型例によれば、回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１と受光部１８との間に光導波路が配置されないことにより、光素子１０の寸法を低減すると共に、受光部１８に受光される反射光の強度を高めることができる。

次に、上述した光生成装置の第２実施形態を、図１３〜図１８を参照しながら以下に説明する。第２実施形態について特に説明しない点については、上述の第１実施形態に関して詳述した説明が適宜適用される。また、同一の構成要素には同一の符号を付してある。

図１３は、本明細書に開示する第２実施形態の波長可変レーザ装置を示す図である。図１４は、第２実施形態の波長可変レーザ装置の要部である光素子を示す図である。図１５は、図１４のＹ１−Ｙ１線拡大断面図である。図１６は、図１４のＹ２−Ｙ２線拡大断面図である。

本実施形態の光素子１０は、複数の回折格子の配置と、回折格子の反射光を受光部に伝搬する光導波路と、受光部の構成が、上述した第１実施形態とは異なっている。

図１５及び図１７に示すように、光素子１０は、光導波路１２ａに沿って直列に並べて配置される所定数の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４を有する第１グループＧ１を有する。また、光素子１０は、光導波路１２ａに沿って並べて配置され、第１グループＧ１と同じ所定数の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８を有する第２グループＧ２を有する。第１グループＧ１と第２グループＧ２は、光素子１２ａ沿って直列に配置される。本実施形態では、第１グループＧ１及び第２グループＧ２は、４つの回折格子を有する。

図１７に示すように、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４及び第２グループＧ１の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８は、光導波路１２ａの延びる向きと交差する方向に延びる、周期的に形成された複数の溝を有する。各グループＧ１，Ｇ２において、各回折格子は、間隔をあけずに配置される。

各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ８は、異なる周期の溝を有しており、反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている。即ち、一の回折格子の溝の周期及び反射光スペクトルの最大値の波長は、他の回折格子の溝の周期とは異なっている。

図１４及び図１５に示すように、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４の上方には、ヒータ１５ａが配置される。同様に、第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８の上方には、ヒータ１５ｂが配置される。回折格子の寸法の誤差に基づく反射光のピーク波長のずれを、ヒータ１５ａ、１５ｂによる加熱を用いて、各グループの回折格子の部分の屈折率を変化させることにより調整する。ヒータ１５ａ、１５ｂの動作は、制御部３０により制御される。

第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４それぞれは、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を、光導波路１２ａの延びる向きと直交又は交差する向きに反射して、光導波路１９ａに導波する。光導波路１９ａを伝搬する光は、受光部１８ａにより受光される。受光部１８ａは、受光した反射光の強度を電気信号に変換して制御部３０に出力する。

同様に、第２グループＧ２の各回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８は、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を、光軸方向と直交又は交差する向きに反射して、光導波路１９ｂに導波する。光導波路１９ｂを伝搬する光は、受光部１８ｂにより受光される。受光部１８ｂは、受光した反射光の強度を電気信号に変換して制御部３０に出力する。

光導波路１９ａは、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４と接続する部分の幅は広く、受光部１８ａと接続する部分の幅は狭くなっており、全体としてテーパ形状を有する。光導波路１９ｂも、光導波路１９ａと同様の形状を有する。

各グループＧ１，Ｇ２の回折格子それぞれの長さは、例えば８０μｍとすることができる。第１グループＧ１と第２グループＧ２との間の距離は、例えば５μｍとすることができる。

例えば、回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ８の溝における山谷の比を１：１とし、結合係数は１８０ｃｍ^−１として、反射光スペクトルの最大値を８０％としてもよい。

図１８は、第１グループ及び第２グループの回折格子の反射光スペクトルを示す図である。

第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１は、第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５と対になっている。同様に、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ２は第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ６と、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ３は第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ７と、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ４は第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ８と、対になっている。

第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、対となる第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５の反射光スペクトルの包絡線Ｒ２と交差している。他の対となる回折格子の反射光スペクトルの包絡線同士も同様の関係を有する。

具体的には、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上、好ましくは３／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、対となる第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５の反射光スペクトルの包絡線Ｒ５と交差している。この説明は、他の対となる回折格子の反射光スペクトルの包絡線に対しても適用される。本実施形態では、対となる回折格子の反射光スペクトルの包絡線同士が交差する位置は、反射光スペクトルの最大値の１／２の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置に設定される。

第１グループＧ１の一の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１〜Ｒ４が、対となる第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８の反射光スペクトルの包絡線Ｒ５〜Ｒ８と交差する波長の位置は等間隔である。本実施形態では、対となる反射光スペクトルの包絡線が交差する波長の間隔は、約２０ｎｍである。

第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上、好ましくは１／３０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の領域では、対となる第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５以外の第１グループＧ１及び第２グループＧ２の他の回折格子ＤＢＲ２〜ＤＢＲ４、ＤＢＲ６〜ＤＢＲ８の反射光スペクトルの包絡線Ｒ２〜Ｒ４、Ｒ６〜Ｒ８とは交差しない。この説明は、他の回折格子に対しても適用される。

図１８に示すように、対となる第１グループＧ１及び第２グループＧ２の回折格子の反射光スペクトルの包絡線同士が交差する波長の位置は、装置１が発振するレーザの目標とする波長（グリッド波長）λ１〜λ４と一致するように決定され得る。

次に、本実施形態の第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４及び第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８の寸法の例について、以下に説明する。

第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４は、回折格子の周期が、４１０．０６ｎｍから４３１．３３ｎｍの範囲にある。回折格子ＤＢＲ１により反射される反射光スペクトルの中心波長は、１５２８．０８４ｎｍであり、回折格子ＤＢＲ２〜ＤＢＲ４により反射される反射光スペクトルの中心波長は、約２０ｎｍずつ増加する。

第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８は、回折格子の周期が、４１１．８３ｎｍから４３３．１０ｎｍの範囲にある。第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８それぞれにより反射される反射光スペクトルの中心波長は、対となる第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４により反射される反射光スペクトルの中心波長よりも約６．５ｎｍ大きい。

第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１及び対となる第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５の反射光スペクトルの包絡線Ｒ１，Ｒ５の交点の波長の位置は、約１５３０ｎｍであり、グリッド波長λ１となる。同様にして、回折格子ＤＢＲ２及び対となる回折格子ＤＢＲ６の反射光スペクトルの包絡線Ｒ２，Ｒ６の交点の波長の位置は、グリッド波長λ２となる。以下同様にして、回折格子ＤＢＲ３及び対となる回折格子ＤＢＲ７の反射光スペクトルの包絡線Ｒ３，Ｒ７の交点の波長の位置は、グリッド波長λ３となり、回折格子ＤＢＲ４及び対となる回折格子ＤＢＲ８の反射光スペクトルの包絡線Ｒ４，Ｒ８の交点の波長の位置は、グリッド波長λ４となる。グリッド波長λ１〜λ４は、約２０ｎｍずつ波長が異なっており、ＣＷＤＭの分割波長の周波数間隔と対応している。

次に、グリッド波長λ１〜λ４の光を発振するための制御について、以下に説明する。

まず、グリッド波長λ１を目標として光を発振する場合を考える。

制御部３０は、グリッド波長λ１の光を発振するために、リング共振器１３ａ、１３ｂ及び光導波路１２ｃの屈折率を、予め設定されている値となるように、各ヒータ１６ａ〜１６ｃを制御する。その結果、光導波路１２ａには、グリッド波長λ１に近い波長λｒを有する光が生成される。波長λｒは、回折格子ＤＢＲ１、ＤＢＲ２の反射光スペクトルの波長領域と重なる。

第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１は、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を反射して、光導波路１９ａを介して、反射された光が受光部１８ａで受光される。また、対となる第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５は、光導波路１２ａを伝搬する光の一部を反射して、光導波路１９ｂを介して、反射された光が受光部１８ａで受光される。各受光部１８ａ、１８ｂは、受光強度を電気信号に変換して制御部３０へ出力する。

受光部１８ａの受光強度が、受光部１８ｂの受光強度と一致する場合には、目標とする波長で発振されていることになる。

一方、受光部１８ａの受光強度が、受光部１８ｂの受光強度と一致しない場合には、制御部３０は、ヒータ１６ａ〜１６ｃを制御して、リング共振器１３ａ、１３ｂ又は光導波路１２ｃの屈折率を調整して、受光部１８ａの受光強度と受光部１８ｂの受光強度とを一致させる。

上述した本実施形態によれば、回折格子が反射した反射光を伝搬する光導波路及び受光素子の構成を、第１実施形態よりも簡易化されるので、製造が容易となる。また、上述した第１実施形態と同様の効果が奏される。

次に、上述した第２実施形態の波長可変レーザ装置の変形例１及び変形例２を、図面を参照しながら、以下に説明する。

図１９は、第１実施形態の変形例１の光素子を示す図である。

本変型例の光素子１０では、第１グループＧ１及び第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ８に対して、光導波路１２ａの両側の位置に、光導波路１９ａ〜１９ｃ及び受光部１８ａ〜１８ｄが配置される。

上述した第２実施形態では、図１７に示すように、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ８は、光導波路１２ａを左側から右側に向かって伝搬する光を上方に反射して、反射光が受光部１８ａ、１８ｂで受光される。一方、光導波路１２ａを右側から左側に向かって伝搬する光は、各回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ８において反射されるが、光導波路及び受光部が配置されていないので、反射光が検出されることはない。

そこで、本変型例の光素子１０では、光導波路１２ａを右側から左側に向かって伝搬する光も下方に反射して、受光して検出することにより、発振している波長の検出精度を向上できるようにしている。

図２０は、第１実施形態の変形例２の光素子を示す図である。図２１は、図２０の要部を示す図である。

本変型例の光素子１０では、第１グループＧ１及び第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ８と受光部１８ａ〜１８ｄとの間に光導波路が配置されない点が、上述した変形例１とは異なっている。

図２１に示すように、第１グループＧ１の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ４が配置される光導波路１２ａの領域に対して間隔をあけて受光部１８ａ、１８ｃが両側に配置される。同様に、第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ５〜ＤＢＲ８が配置される光導波路１２ａの領域に対して間隔をあけて受光部１８ｂ、１８ｄが両側に配置される。

本変型例によれば、第１グループＧ１及び第２グループＧ２の回折格子ＤＢＲ１〜ＤＢＲ８と受光部１８ａ〜１８ｄとの間に光導波路を配置しないことにより、光素子１０の寸法を低減し、且つ受光部１８ａ〜１８ｄに受光される反射光の強度を高められる。

本発明では、上述した実施形態の光素子及び光生成装置は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更が可能である。また、一の実施形態が有する構成要件は、他の実施形態にも適宜適用することができる。

例えば、上述した各実施形態では、光生成部２０の第１端面２０ａを利用して、発振部を形成していたが、光生成部２０の光導波路２１に分布反射鏡を配置して発振部を形成してもよい。

また、上述した各実施形態では、各回折格子の結合係数（溝の深さ）は同じであったが、波長分散に起因する結合係数の変動等による反射率の変動を補正するために、回折格子毎に結合係数を異ならせてもよい。

また、上述した各実施形態では、光素子がシリコンプラットフォーム技術を用いて形成されていたが、光素子は、石英系のＰＬＣ導波路技術、又はＧａＩｎＡｓＰ系等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体技術、又はポリマー系の導波路技術を用いて形成してもよい。

また、上述した各実施形態では、受光部は、Ｇｅ又はＳｉＧｅ等を用いて形成されていたが、光素子がＧａＩｎＡｓＰ系等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体技術を用いて形成される場合には、同様の化合物半導体を用いて形成してもよい。更に、回折格子の反射光を、光導波路を用いてシリコンの基板の側縁まで伝搬させて、基板とは別体の受光素子を用いて反射光を受光するようにしてもよい。

また、上述した各実施形態では、発振する光の波長を１．５５μｍ帯としていたが、他の波長帯の光を発振するようにしてもよい。

また、上述した各実施形態では、グリッド波長を、５０ＧＨｚ又は２０ｎｍの間隔で設けていたが、グリッド波長はこれに限定されるものではない。

また、上述した各実施形態では、回折格子の上方にヒータを配置していたが、グリッド波長の微調整をしない場合には、ヒータを配置しなくてもよい。

また、複数の回折格子の数は、上述した実施形態の例に限定されるものではない。発振するグリッド波長の数に対応させて、適宜増減可能である。

更に、回折格子により反射される反射光の反射光スペクトル又は反射光スペクトルの包絡線は、適宜設計変更することができる。

ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、読者が、発明者によって寄与された発明及び概念を技術を深めて理解することを助けるための教育的な目的を意図する。ここで述べられた全ての例及び条件付きの言葉は、そのような具体的に述べられた例及び条件に限定されることなく解釈されるべきである。また、明細書のそのような例示の機構は、本発明の優越性及び劣等性を示すこととは関係しない。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、その様々な変更、置き換え又は修正が本発明の精神及び範囲を逸脱しない限り行われ得ることが理解されるべきである。

以上の上述した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
光導波路と、
前記光導波路に沿って配置される複数の回折格子であって、前記回折格子それぞれは、前記光導波路を伝搬する光の一部を、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に反射し、各前記回折格子が反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている複数の回折格子と、
を備える光素子。

（付記２）
一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差している付記１に記載の光素子。

（付記３）
各前記回折格子は、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に延びる、周期的に形成された複数の溝を有する付記１又は２に記載の光素子。

（付記４）
複数の前記回折格子は、前記光導波路に沿って並べて配置されており、
一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、隣接する他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差している付記１〜３の何れか一項に記載の光素子。

（付記５）
一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線が、一の前記回折格子に隣接する他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差する波長の位置は等間隔である付記４に記載の光素子。

（付記６）
一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の領域では、一の前記回折格子とは隣接しない他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線とは交差しない付記５に記載の光素子。

（付記７）
一の前記回折格子が反射した反射光を受光して、受光強度を電気信号に変換して出力する第１受光部と、一の前記回折格子に隣接する他の前記回折格子が反射した反射光を受光して、受光強度を電気信号に変換して出力する第２受光部とを備える付記４〜６の何れか一項に記載の光素子。

（付記８）
前記光導波路に沿って並べて配置される所定数の前記回折格子を有する第１グループと、
前記光導波路に沿って並べて配置される前記所定数の前記回折格子を有する第２グループと、
を有し、
前記第１グループの一の前記回折格子は、前記第２グループの他の前記回折格子と対になっており、
前記第１グループの一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、対となる前記第２グループの他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差している付記１〜３の何れか一項に記載の光素子。

（付記９）
前記第１グループの一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線が、対となる前記第２グループの他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差する波長の位置は等間隔である付記８に記載の光素子。

（付記１０）
前記第１グループの一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の領域では、対となる前記第２グループの他の前記回折格子以外の前記第１グループ及び前記第２グループのその他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線とは交差しない付記９に記載の光素子。

（付記１１）
前記第１グループの一の前記回折格子が反射した反射光を受光して、受光強度を電気信号に変換して出力する第１受光部と、対となる前記第２グループの他の前記回折格子が反射した反射光を受光して、受光強度を電気信号に変換して出力する第２受光部とを備える付記９又は１０に記載の光素子。

（付記１２）
光導波路と、
前記光導波路に沿って配置される複数の回折格子であって、前記回折格子それぞれは、前記光導波路を伝搬する光の一部を、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に反射し、各前記回折格子が反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている複数の回折格子と、
を有する光素子と、
生成した光を光導波路に伝搬させる光生成部と、
前記光導波路内で発振する光の波長を選択する波長選択部と、
前記光導波路内で、前記波長選択部により選択された波長の光を発振させる発振部と、
を備える光生成装置。

（付記１３）
一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差しており、
一の前記回折格子が反射した反射光を受光して、受光強度を電気信号に変換して出力する第１受光部と、他の前記回折格子が反射した反射光を受光して、受光強度を電気信号に変換して出力する第２受光部とを備え、
前記第１受光部が出力する電気信号と、前記第２受光部が出力する電気信号とを入力して、前記第１受光部の受光強度と、前記第２受光部の受光強度とを一致させるように、前記波長選択部を制御する制御部を備える付記１２に記載の光生成装置。

（付記１４）
前記発振部は、前記光導波路を含む光経路の第１端部に配置され、前記第１端部に向かって伝搬する光を反射する第１ミラー部と、前記光経路の第２端部に配置され、前記第２端部に向かって伝搬する光を反射する第２ミラー部とを備える付記１２又は１３に記載の光生成装置。

１ 波長可変レーザ装置（光生成装置）
２ 基板
１０ 光素子
１１ａ 基板
１１ｂ クラッド層
１１ｃ 上クラッド層
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 光導波路
１３ａ、１３ｂ リング共振器
１４ ループミラー
１５、１５ａ、１５ｂ ヒータ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ ヒータ
１７ 光導波路
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ 光受光部
１８Ａ、１８Ｂ 光受光部アレイ
１９ａ、１９ｂ 光導波路
ＤＢＲ１〜ＤＢＲ１１ 回折格子
Ｒ１〜Ｒ１１ 反射光スペクトルの包絡線
２０ 光生成部
２０ａ 第１端面
２０ｂ 第２端面
２１ 光導波路
３０ 制御部
３１ 温度調整部
３２ コリメートレンズ
３３ アイソレータ
３４ 集光レンズ
４０ 光ファイバ
１０１ 波長可変レーザ装置
１１０ 光素子
１１８ａ、１１８ｂ 光受光部
１３２ コリメートレンズ
１３３ アイソレータ
１３４ 集光レンズ
１３５ ビームスプリッタ
１３６ エタロン
１４０ 光ファイバ

Claims (6)

1. 光導波路と、
   前記光導波路に沿って配置される複数の回折格子であって、前記回折格子それぞれは、前記光導波路を伝搬する光の一部を、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に反射し、各前記回折格子が反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている複数の回折格子と、
   を備える光素子。
2. 一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差している請求項１に記載の光素子。
3. 各前記回折格子は、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に延びる、周期的に形成された複数の溝を有する請求項１又は２に記載の光素子。
4. 複数の前記回折格子は、前記光導波路に沿って並べて配置されており、
   一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、隣接する他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差している請求項１〜３の何れか一項に記載の光素子。
5. 前記光導波路に沿って並べて配置される所定数の前記回折格子を有する第１グループと、
   前記光導波路に沿って並べて配置される前記所定数の前記回折格子を有する第２グループと、
   を有し、
   前記第１グループの一の前記回折格子は、前記第２グループの他の前記回折格子と対になっており、
   前記第１グループの一の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線は、該反射光スペクトルの最大値の１／１０以上の大きさのスペクトル成分を有する波長の位置で、対となる前記第２グループの他の前記回折格子の反射光スペクトルの包絡線と交差している請求項１〜３の何れか一項に記載の光素子。
6. 光導波路と、
   前記光導波路に沿って配置される複数の回折格子であって、前記回折格子それぞれは、前記光導波路を伝搬する光の一部を、前記光導波路の延びる向きと交差する方向に反射し、各前記回折格子が反射する光の反射光スペクトルの最大値の波長が異なっている複数の回折格子と、
   を有する光素子と、
   生成した光を前記光導波路に伝搬させる光生成部と、
   前記光導波路内で発振する光の波長を選択する波長選択部と、
   前記光導波路内で、前記波長選択部により選択された波長の光を発振させる発振部と、
   を備える光生成装置。

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