JP3700930B2 - アレイ導波路型回折格子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野等に適用されるアレイ導波路型回折格子に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
近年、光通信においては、その伝送容量を飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつある。光波長多重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を波長多重化して伝送させるものであり、このような光波長多重通信のシステムにおいては、伝送される波長多重光から互いに異なる複数の波長の光を分波したり、互いに異なる複数の波長の光を合波する光合分波器が必要である。
【０００３】
光波長合分波器の一例として、アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）がある。アレイ導波路型回折格子は、例えば図１２に示すような導波路構成を有する導波路形成領域１０を基板１上に形成したものである。
【０００４】
前記導波路構成は、１本以上の並設された光入力導波路２の出射側に、第１のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の出射側には、アレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【０００５】
前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波路３から導出された光を伝搬するものであり、複数のチャンネル導波路４ａを並設して形成されており、隣り合うチャンネル導波路４ａの長さは互いに設定量（ΔＬ）異なるように形成されている。また、光入力導波路２、光出力導波路６の太さは互いに等しく形成されている。
【０００６】
なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導波路型回折格子によって分波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであり、アレイ導波路４を構成するチャンネル導波路４ａは、通常、例えば３００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらのチャンネル導波路４ａ，光出力導波路６及び光入力導波路２の本数を簡略的に示してある。
【０００７】
光入力導波路２には、例えば送信側の光ファイバが接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、光入力導波路２を通って第１のスラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によって広がってアレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【０００８】
アレイ導波路４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さが設定量互いに異なることから、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まるため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【０００９】
例えば、同図に示すように、１本の光入力導波路２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これらの光は、第１のスラブ導波路３で広げられ、アレイ導波路４に到達し、アレイ導波路４と第２のスラブ導波路５を通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光され、互いに異なる光出力導波路６に入射し、それぞれの光出力導波路６を通って、光出力導波路６の出射端から出力される。そして、各光出力導波路６の出射端に光出力用の光ファイバを接続することにより、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出される。
【００１０】
このアレイ導波路型回折格子においては、回折格子の波長分解能の向上が回折格子を構成するアレイ導波路４の各チャンネル導波路４ａ長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを大きく設計することにより、従来の回折格子では実現できなかった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能となり、高密度の光波長多重通信の実現に必要とされている、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間隔が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機能を果たすことができる。
【００１１】
アレイ導波路型回折格子は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる基板１上に、上記導波路構成を有する導波路形成領域１０を例えば以下のようにして形成することにより得られる。
【００１２】
すなわち、基板１上に火炎堆積法により下部クラッド層（ＳｉＯ２が主成分）、コア層（例えばＧｅＯ２を添加したＳｉＯ２が主成分のガラス）を順次積層、透明ガラス化し、次いでフォトリソグラフィーとドライエッチングによりコア層を設定回路構成として上記のような導波路構成をコアにより形成する。次に、コアの導波路構成を覆う上部クラッド層を火炎堆積法により積層形成し、その後、基板１及び導波路形成領域１０の全体を加熱して上部クラッド層を透明ガラス化して形成される。
【００１３】
上記のようなアレイ導波路型回折格子には、光透過率の波長依存性がガウス関数型を有するもの（以下、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子と称す）と、光透過率の波長依存性が矩形型（平頂型）の波長依存性を有するもの（以下、フラット型アレイ導波路型回折格子と称す）とがある。
【００１４】
従来、例えば１００ＧＨｚ（波長にすると約０．８ｎｍ）間隔で１６波の光を合分波するガウシアン型アレイ導波路型回折格子（１００ＧＨｚ−１６ｃｈガウシアン型アレイ導波路型回折格子）は、表１に示すパラメータを用いて作製していた。なお、図１０は、表１のパラメータで作製したガウシアン型アレイ導波路型回折格子の光透過率の波長依存性を示すものである。
【００１５】
【表１】
【００１６】
また、例えば１００ＧＨｚ間隔で１６波の光を合分波するフラット型アレイ導波路型回折格子（１００ＧＨｚ−１６ｃｈフラット型アレイ導波路型回折格子）は、表２に示すパラメータを用いて作製していた。なお、図１１は、表２のパラメータで作製したフラット型アレイ導波路型回折格子の光透過率の波長依存性を示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアレイ導波路型回折格子における光透過率の波長依存性は、図１０、図１１に示したように、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子においてもフラット型アレイ導波路型回折格子においても通過スペクトルが広がっている。
【００１９】
そのため、従来のガウシアン型アレイ導波路型回折格子およびフラット型アレイ導波路型回折格子は、いずれも、隣接チャンネルにおけるアイソレーションが不良であり、いずれの場合もクロストーク値が−２３ｄＢ〜−２４ｄＢ程度であった。
【００２０】
アレイ導波路型回折格子を波長分割多重伝送において波長合分波器として適用する場合、隣接チャンネル間のクロストークは非常に重要な特性である。一般に、波長分割多重伝送のシステム側から、隣接クロストークを−２６ｄＢ以下にすることが望まれており、従来のアレイ導波路型回折格子においては、この要求値を満たすことが困難であった。
【００２１】
本発明は上記従来の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、隣接クロストークを低減できる波長分割多重伝送に適したアレイ導波路型回折格子を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明のアレイ導波路型回折格子は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、光透過率の波長依存性がガウス関数型であるアレイ導波路型回折格子において、前記チャンネル導波路の本数は前記アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布であり、それらのメインビームと第１サイドローブを位置の関数とみたとき、その微分係数が不連続点を２つ含む分布とすることができる本数である構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２３】
また、第２の発明のアレイ導波路型回折格子は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、光透過率の波長依存性が矩形型であるアレイ導波路型回折格子において、前記チャンネル導波路の本数は前記アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布でありそれらのメインビームと第１サイドローブ、第２のサイドローブを位置の関数としてみたとき、その微分係数が不連続点を４つ含む分布とすることができる本数である構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
アレイ導波路型回折格子は、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子においても、フラット型アレイ導波路型回折格子においても、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布（光電界振幅分布）がフーリエ変換され、この光電界分布のフーリエ変換像が複数のチャンネル導波路を並設したアレイ導波路に形成される。
【００２５】
前記の如く、アレイ導波路の隣り合うチャンネル導波路の長さは設定量互いに異なることから、アレイ導波路を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、各波長毎にその波面に垂直な方向に光が集光する。そのため、理論上は、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布が第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ再現されることになる。
【００２６】
しかしながら、実際は、光入力導波路から光出力導波路に至るまでの光の経路において、アレイ導波路型回折格子の作製誤差の影響を受けて光が伝搬する。
【００２７】
なお、アレイ導波路型回折格子の作製誤差（作製の際のプロセス誤差）の影響を具体的に述べると、以下のことが挙げられる。第１に、光入力導波路から回折される光が第１のスラブ導波路内の屈折率及び膜厚揺らぎのために揺らぐ。第２に、アレイ導波路内の屈折率、膜厚および線幅（チャンネル導波路の幅）の揺らぎのために位相誤差が発生する。第３に、アレイ導波路から出射される光が光出力導波路に集光する際、第２のスラブ導波路内の屈折率および膜厚揺らぎのため、像ボケが発生する。
【００２８】
そして、このようなアレイ導波路型回折格子の作製の際のプロセス誤差の影響を受けて、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布が、完全には第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面に再現されないため、従来のアレイ導波路型回折格子は、図１０、図１１に示したような光透過率の波長依存性を有し、隣接クロストークが劣化してしまう。
【００２９】
本発明者は、上記のようなプロセス誤差のうち、特に、アレイ導波路による影響が大きいと考え、様々に検討した結果、アレイ導波路のチャンネル導波路の本数を適切にすることにより、上記プロセス誤差の影響を受け難くできることを見出した。
【００３０】
すなわち、本発明者は、アレイ導波路のチャンネル導波路本数を適切にすることにより、上記プロセス誤差の影響を抑制して、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できることを見出した。
【００３１】
そして、本発明者は、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子とアレイ導波路型回折格子のそれぞれについて、以下のようにしてチャンネル導波路の本数の適切値を決定した。
【００３２】
本発明者は、まず、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子におけるチャンネル導波路の本数を決定する検討を行なった。本発明者は、表１のパラメータを有するガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数のみを、１７５本、１１０本、７０本としてガウシアン型アレイ導波路型回折格子を作製し、光電界分布を測定した。その測定結果を図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。なお、チャンネル導波路の配列順番をアレイ番号とし、光電界分布はそのピークにおける値を１として規格化して示した。
【００３３】
また、これら３種のガウシアン型アレイ導波路型回折格子と、チャンネル導波路の本数を約２１０本としたガウシアン型アレイ導波路型回折格子とについて隣接クロストークを求め、チャンネル導波路の本数とガウシアン型アレイ導波路型回折格子の隣接クロストークとの関係を検討した。この結果を図７に示す。
【００３４】
これらの図に示す測定結果から、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面に再現される光電界分布は、チャンネル導波路の本数が例えば１７５本といったように過剰であると、上記プロセス誤差により乱れた光電界分布のフーリエ変換像のよけいな部分の影響を多く受けて図６の（ａ）に示すように乱れることが分かった。この場合、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子の光透過特性は、図１０に示したようになり、通過スペクトルが広がってしまう。
【００３５】
一方、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数が例えば７０本といったように少なすぎると、図６の（ｃ）に示すように、光電界分布のフーリエ変換像におけるメインビームの一部の情報を故意にカットしてしまうことになり、光電界分布のフーリエ変換像が別の形になってしまうことが分かった。。
【００３６】
そして、上記構成の第１の発明のように、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とすると、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００３７】
なお、第１の発明において、アレイ導波路を導波する光電界分布がメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布となる状態とは、図６の（ｂ）に示すように、第１サイドローブＳ１が同図の（ａ）に示した第１サイドローブＳ１０の一部であってもよいし、全部であってもよい。ただし、第１サイドローブに隣接する第２サイドローブＳ２を含まないものとする。
【００３８】
上記構成の第１の発明は、上記本発明者の検討に基づいて、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものであるから、上記のように、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００３９】
次に、フラット型アレイ導波路型回折格子における構成を決定するために、本発明者は、表２のパラメータのチャンネル導波路の本数のみを異なる値とした（て図８に示すように変化させた）フラット型アレイ導波路型回折格子において、隣接クロストークの値がどのように変化するかを実験的に調査した。そして、図８に示す結果から、チャンネル導波路の本数を表２に示した値よりも減少させていくと隣接クロストークの値が向上していくが、逆にチャンネル導波路の本数を減少させすぎると隣接クロストークの値が劣化していくことが分かった。
【００４０】
すなわち、フラット型アレイ導波路型回折格子においても、チャンネル導波路の本数には最適値があることが分かった。図８に示した検討結果においては、フラット型アレイ導波路型回折格子のチャンネル導波路の本数を２００本付近にすることにより隣接クロストークを最小にできることが分かった。
【００４１】
また、表２に示したパラメータを有するフラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数のみを２２５本、２００本、１５０本としてフラット型アレイ導波路型回折格子を作製し、光電界分布を測定した。その測定結果を図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。なお、チャンネル導波路の配列順番をアレイ番号とし、光電界分布は規格化して示した。
【００４２】
これらの図に示す測定結果から、フラット型アレイ導波路型回折格子において、第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面に再現される光電界分布は、チャンネル導波路の本数が例えば２２５本といったように過剰であると、上記プロセス誤差により乱れた光電界分布のフーリエ変換像のよけいな部分の影響を多く受けて図９の（ａ）に示すように乱れることが分かった。この場合、フラット型アレイ導波路型回折格子の光透過特性は、図１１に示したようになり、通過スペクトルが広がってしまう。
【００４３】
一方、フラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数が例えば１５０本といったように少なすぎると、図９の（ｃ）に示すように、光電界分布のフーリエ変換像におけるメインビームの一部の情報を故意にカットしてしまうことになり、光電界分布のフーリエ変換像が別の形になってしまうことが分かった。
【００４４】
そして、上記構成の第２の発明のように、フラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とすると、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、フラット型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００４５】
なお、第２の発明において、アレイ導波路を導波する光電界分布がメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布となる状態とは、図９の（ｂ）に示すように、第２サイドローブＳ２が同図の（ａ）に示した第２サイドローブＳ２０の一部であってもよいし、全部であってもよい。ただし、第２サイドローブに隣接する第３サイドローブＳ３を含まないものとする。
【００４６】
上記構成の第２の発明は、上記本発明者の検討に基づいて、フラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものであるから、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、発明に係るアレイ導波路型回折格子の一実施形態例が示されている。
【００４８】
本実施形態例のアレイ導波路型回折格子は従来のアレイ導波路型回折格子とほぼ同様に構成されており、本実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、アレイ導波路を構成するチャンネル導波路の本数を、アレイ導波路型回折格子の隣接クロストークの劣化を抑制できる適切な本数としたことである。
【００４９】
具体的には、本実施形態例のアレイ導波路型回折格子は、以下に示す実施例１、実施例２のアレイ導波路型回折格子である。実施例１のアレイ導波路型回折格子はガウシアン型アレイ導波路型回折格子であり、チャンネル導波路４ａの本数を、アレイ導波路４を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としている。
【００５０】
また、実施例２のアレイ導波路型回折格子はフラット型アレイ導波路型回折格子であり、チャンネル導波路４ａの本数を、アレイ導波路４を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としている。
【００５１】
（実施例１）
実施例１のアレイ導波路型回折格子は、表３に示すパラメータを有する。実施例１のアレイ導波路型回折格子の作製は、従来例とほぼ同様の作製方法を適用して行なったが、実施例１においては、フォトマスクパターンを作製するにあたり、表３のパラメータを適用した。
【００５２】
【表３】
【００５３】
図２に、本実施例１のアレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布を示す。また、図３には、実施例１のアレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示す。図３から明らかなように、実施例１のアレイ導波路型回折格子は、隣接クロストークが約−３０ｄＢと非常に良好なアレイ導波路型回折格子となった。
【００５４】
（実施例２）
実施例２のアレイ導波路型回折格子は、表４に示すパラメータを有する。実施例２のアレイ導波路型回折格子の作製は、従来例とほぼ同様の作製方法を適用して行なったが、実施例２においては、フォトマスクパターンを作製するにあたり、表４のパラメータを適用した。
【００５５】
【表４】
【００５６】
図４に、本実施例２のアレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布を示す。また、図５には、実施例２のアレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示す。図５から明らかなように、実施例２のアレイ導波路型回折格子は、隣接クロストークが約−３１ｄＢと非常に良好なアレイ導波路型回折格子となった。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例において、実施例１ではチャンネル導波路の本数を１１１本とし、実施例２ではチャンネル導波路の本数を２００本としたが、チャンネル導波路の本数はアレイ導波路型回折格子の波長数や、光透過帯域量等に応じて適宜設定されるものである。
【００５８】
すなわち、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とし、フラット型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とする。
【００５９】
また、アレイ導波路型回折格子における各パラメータは上記実施例１、実施例２に示したパラメータに限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、いずれの場合も、チャンネル導波路４ａの本数を適切にすることによって、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明者の検討に基づき、チャンネル導波路の本数を適切な本数としたものである。具体的には、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものである。また、フラット型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものである。
【００６１】
したがって、本発明によれば、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例の実施例１におけるアレイ導波路内の光電界分布を示すグラフである。
【図３】上記実施例１の通過スペクトルを示すグラフである。
【図４】上記実施形態例の実施例２におけるアレイ導波路内の光電界分布を示すグラフである。
【図５】上記実施例２の通過スペクトルを示すグラフである。
【図６】チャンネル導波路の本数が互いに異なるガウシアン型アレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布をそれぞれ示すグラフである。
【図７】チャンネル導波路の本数が互いに異なるガウシアン型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの違いを示すグラフである。
【図８】チャンネル導波路の本数が互いに異なるフラット型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの違いを示すグラフである。
【図９】チャンネル導波路の本数が互いに異なるフラット型アレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布をそれぞれ示すグラフである。
【図１０】従来のガウシアン型アレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示すグラフである。
【図１１】従来のフラット型アレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示すグラフである。
【図１２】従来のアレイ導波路型回折格子の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 光入力導波路
３ 第１のスラブ導波路
４ アレイ導波路
４ａ チャンネル導波路
５ 第２のスラブ導波路
６ 光出力導波路
１０ 導波路形成領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野等に適用されるアレイ導波路型回折格子に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
近年、光通信においては、その伝送容量を飛躍的に増加させる方法として、光波長多重通信の研究開発が盛んに行なわれ、実用化が進みつつある。光波長多重通信は、例えば互いに異なる波長を有する複数の光を波長多重化して伝送させるものであり、このような光波長多重通信のシステムにおいては、伝送される波長多重光から互いに異なる複数の波長の光を分波したり、互いに異なる複数の波長の光を合波する光合分波器が必要である。
【０００３】
光波長合分波器の一例として、アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ；Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）がある。アレイ導波路型回折格子は、例えば図１２に示すような導波路構成を有する導波路形成領域１０を基板１上に形成したものである。
【０００４】
前記導波路構成は、１本以上の並設された光入力導波路２の出射側に、第１のスラブ導波路３が接続され、第１のスラブ導波路３の出射側には、アレイ導波路４が接続され、アレイ導波路４の出射側には第２のスラブ導波路５が接続され、第２のスラブ導波路５の出射側には複数の並設された光出力導波路６が接続されて形成されている。
【０００５】
前記アレイ導波路４は、第１のスラブ導波路３から導出された光を伝搬するものであり、複数のチャンネル導波路４ａを並設して形成されており、隣り合うチャンネル導波路４ａの長さは互いに設定量（ΔＬ）異なるように形成されている。また、光入力導波路２、光出力導波路６の太さは互いに等しく形成されている。
【０００６】
なお、光出力導波路６は、例えばアレイ導波路型回折格子によって分波される互いに異なる波長の信号光の数に対応させて設けられるものであり、アレイ導波路４を構成するチャンネル導波路４ａは、通常、例えば３００本といったように多数設けられるが、同図においては、図の簡略化のために、これらのチャンネル導波路４ａ，光出力導波路６及び光入力導波路２の本数を簡略的に示してある。
【０００７】
光入力導波路２には、例えば送信側の光ファイバが接続されて、波長多重光が導入されるようになっており、光入力導波路２を通って第１のスラブ導波路３に導入された光は、その回折効果によって広がってアレイ導波路４に入射し、アレイ導波路４を伝搬する。
【０００８】
アレイ導波路４を伝搬した光は、第２のスラブ導波路５に達し、さらに、光出力導波路６に集光されて出力されるが、アレイ導波路４の隣り合うチャンネル導波路４ａの長さが設定量互いに異なることから、アレイ導波路４を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、この傾き角度により集光する位置が決まるため、波長の異なった光の集光位置は互いに異なることになり、その位置に光出力導波路６を形成することによって、波長の異なった光を各波長ごとに異なる光出力導波路６から出力できる。
【０００９】
例えば、同図に示すように、１本の光入力導波路２から波長λ１，λ２，λ３，・・・λｎ（ｎは２以上の整数）の波長多重光を入力させると、これらの光は、第１のスラブ導波路３で広げられ、アレイ導波路４に到達し、アレイ導波路４と第２のスラブ導波路５を通って、前記の如く、波長によって異なる位置に集光され、互いに異なる光出力導波路６に入射し、それぞれの光出力導波路６を通って、光出力導波路６の出射端から出力される。そして、各光出力導波路６の出射端に光出力用の光ファイバを接続することにより、この光ファイバを介して、前記各波長の光が取り出される。
【００１０】
このアレイ導波路型回折格子においては、回折格子の波長分解能の向上が回折格子を構成するアレイ導波路４の各チャンネル導波路４ａ長さの差（ΔＬ）に比例するために、ΔＬを大きく設計することにより、従来の回折格子では実現できなかった波長間隔の狭い波長多重光の光合分波が可能となり、高密度の光波長多重通信の実現に必要とされている、複数の信号光の光合分波機能、すなわち、波長間隔が１ｎｍ以下の複数の光信号を分波または合波する機能を果たすことができる。
【００１１】
アレイ導波路型回折格子は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる基板１上に、上記導波路構成を有する導波路形成領域１０を例えば以下のようにして形成することにより得られる。
【００１２】
すなわち、基板１上に火炎堆積法により下部クラッド層（ＳｉＯ２が主成分）、コア層（例えばＧｅＯ２を添加したＳｉＯ２が主成分のガラス）を順次積層、透明ガラス化し、次いでフォトリソグラフィーとドライエッチングによりコア層を設定回路構成として上記のような導波路構成をコアにより形成する。次に、コアの導波路構成を覆う上部クラッド層を火炎堆積法により積層形成し、その後、基板１及び導波路形成領域１０の全体を加熱して上部クラッド層を透明ガラス化して形成される。
【００１３】
上記のようなアレイ導波路型回折格子には、光透過率の波長依存性がガウス関数型を有するもの（以下、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子と称す）と、光透過率の波長依存性が矩形型（平頂型）の波長依存性を有するもの（以下、フラット型アレイ導波路型回折格子と称す）とがある。
【００１４】
従来、例えば１００ＧＨｚ（波長にすると約０．８ｎｍ）間隔で１６波の光を合分波するガウシアン型アレイ導波路型回折格子（１００ＧＨｚ−１６ｃｈガウシアン型アレイ導波路型回折格子）は、表１に示すパラメータを用いて作製していた。なお、図１０は、表１のパラメータで作製したガウシアン型アレイ導波路型回折格子の光透過率の波長依存性を示すものである。
【００１５】
【表１】
また、例えば１００ＧＨｚ間隔で１６波の光を合分波するフラット型アレイ導波路型回折格子（１００ＧＨｚ−１６ｃｈフラット型アレイ導波路型回折格子）は、表２に示すパラメータを用いて作製していた。なお、図１１は、表２のパラメータで作製したフラット型アレイ導波路型回折格子の光透過率の波長依存性を示す。
【００１７】
【表２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアレイ導波路型回折格子における光透過率の波長依存性は、図１０、図１１に示したように、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子においてもフラット型アレイ導波路型回折格子においても通過スペクトルが広がっている。
【００１９】
そのため、従来のガウシアン型アレイ導波路型回折格子およびフラット型アレイ導波路型回折格子は、いずれも、隣接チャンネルにおけるアイソレーションが不良であり、いずれの場合もクロストーク値が−２３ｄＢ〜−２４ｄＢ程度であった。
【００２０】
アレイ導波路型回折格子を波長分割多重伝送において波長合分波器として適用する場合、隣接チャンネル間のクロストークは非常に重要な特性である。一般に、波長分割多重伝送のシステム側から、隣接クロストークを−２６ｄＢ以下にすることが望まれており、従来のアレイ導波路型回折格子においては、この要求値を満たすことが困難であった。
【００２１】
本発明は上記従来の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、隣接クロストークを低減できる波長分割多重伝送に適したアレイ導波路型回折格子を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明のアレイ導波路型回折格子は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、光透過率の波長依存性がガウス関数型であるアレイ導波路型回折格子において、前記チャンネル導波路の本数は前記アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布であり、それらのメインビームと第１サイドローブを位置の関数とみたとき、その微分係数が不連続点を２つ含む分布とすることができる本数である構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２３】
また、第２の発明のアレイ導波路型回折格子は、１本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、光透過率の波長依存性が矩形型であるアレイ導波路型回折格子において、前記チャンネル導波路の本数は前記アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布でありそれらのメインビームと第１サイドローブ、第２のサイドローブを位置の関数としてみたとき、その微分係数が不連続点を４つ含む分布とすることができる本数である構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２４】
アレイ導波路型回折格子は、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子においても、フラット型アレイ導波路型回折格子においても、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布（光電界振幅分布）がフーリエ変換され、この光電界分布のフーリエ変換像が複数のチャンネル導波路を並設したアレイ導波路に形成される。
【００２５】
前記の如く、アレイ導波路の隣り合うチャンネル導波路の長さは設定量互いに異なることから、アレイ導波路を伝搬した後に個々の光の位相にずれが生じ、このずれ量に応じて集束光の波面が傾き、各波長毎にその波面に垂直な方向に光が集光する。そのため、理論上は、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布が第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ再現されることになる。
【００２６】
しかしながら、実際は、光入力導波路から光出力導波路に至るまでの光の経路において、アレイ導波路型回折格子の作製誤差の影響を受けて光が伝搬する。
【００２７】
なお、アレイ導波路型回折格子の作製誤差（作製の際のプロセス誤差）の影響を具体的に述べると、以下のことが挙げられる。第１に、光入力導波路から回折される光が第１のスラブ導波路内の屈折率及び膜厚揺らぎのために揺らぐ。第２に、アレイ導波路内の屈折率、膜厚および線幅（チャンネル導波路の幅）の揺らぎのために位相誤差が発生する。第３に、アレイ導波路から出射される光が光出力導波路に集光する際、第２のスラブ導波路内の屈折率および膜厚揺らぎのため、像ボケが発生する。
【００２８】
そして、このようなアレイ導波路型回折格子の作製の際のプロセス誤差の影響を受けて、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布が、完全には第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面に再現されないため、従来のアレイ導波路型回折格子は、図１０、図１１に示したような光透過率の波長依存性を有し、隣接クロストークが劣化してしまう。
【００２９】
本発明者は、上記のようなプロセス誤差のうち、特に、アレイ導波路による影響が大きいと考え、様々に検討した結果、アレイ導波路のチャンネル導波路の本数を適切にすることにより、上記プロセス誤差の影響を受け難くできることを見出した。
【００３０】
すなわち、本発明者は、アレイ導波路のチャンネル導波路本数を適切にすることにより、上記プロセス誤差の影響を抑制して、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できることを見出した。
【００３１】
そして、本発明者は、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子とアレイ導波路型回折格子のそれぞれについて、以下のようにしてチャンネル導波路の本数の適切値を決定した。
【００３２】
本発明者は、まず、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子におけるチャンネル導波路の本数を決定する検討を行なった。本発明者は、表１のパラメータを有するガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数のみを、１７５本、１１０本、７０本としてガウシアン型アレイ導波路型回折格子を作製し、光電界分布を測定した。その測定結果を図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。なお、チャンネル導波路の配列順番をアレイ番号とし、光電界分布はそのピークにおける値を１として規格化して示した。
【００３３】
また、これら３種のガウシアン型アレイ導波路型回折格子と、チャンネル導波路の本数を約２１０本としたガウシアン型アレイ導波路型回折格子とについて隣接クロストークを求め、チャンネル導波路の本数とガウシアン型アレイ導波路型回折格子の隣接クロストークとの関係を検討した。この結果を図７に示す。
【００３４】
これらの図に示す測定結果から、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面に再現される光電界分布は、チャンネル導波路の本数が例えば１７５本といったように過剰であると、上記プロセス誤差により乱れた光電界分布のフーリエ変換像のよけいな部分の影響を多く受けて図６の（ａ）に示すように乱れることが分かった。この場合、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子の光透過特性は、図１０に示したようになり、通過スペクトルが広がってしまう。
【００３５】
一方、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数が例えば７０本といったように少なすぎると、図６の（ｃ）に示すように、光電界分布のフーリエ変換像におけるメインビームの一部の情報を故意にカットしてしまうことになり、光電界分布のフーリエ変換像が別の形になってしまうことが分かった。。
【００３６】
そして、上記構成の第１の発明のように、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とすると、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００３７】
なお、第１の発明において、アレイ導波路を導波する光電界分布がメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布となる状態とは、図６の（ｂ）に示すように、第１サイドローブＳ１が同図の（ａ）に示した第１サイドローブＳ１０の一部であってもよいし、全部であってもよい。ただし、第１サイドローブに隣接する第２サイドローブＳ２を含まないものとする。
【００３８】
上記構成の第１の発明は、上記本発明者の検討に基づいて、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものであるから、上記のように、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００３９】
次に、フラット型アレイ導波路型回折格子における構成を決定するために、本発明者は、表２のパラメータのチャンネル導波路の本数のみを異なる値とした（て図８に示すように変化させた）フラット型アレイ導波路型回折格子において、隣接クロストークの値がどのように変化するかを実験的に調査した。そして、図８に示す結果から、チャンネル導波路の本数を表２に示した値よりも減少させていくと隣接クロストークの値が向上していくが、逆にチャンネル導波路の本数を減少させすぎると隣接クロストークの値が劣化していくことが分かった。
【００４０】
すなわち、フラット型アレイ導波路型回折格子においても、チャンネル導波路の本数には最適値があることが分かった。図８に示した検討結果においては、フラット型アレイ導波路型回折格子のチャンネル導波路の本数を２００本付近にすることにより隣接クロストークを最小にできることが分かった。
【００４１】
また、表２に示したパラメータを有するフラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数のみを２２５本、２００本、１５０本としてフラット型アレイ導波路型回折格子を作製し、光電界分布を測定した。その測定結果を図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示す。なお、チャンネル導波路の配列順番をアレイ番号とし、光電界分布は規格化して示した。
【００４２】
これらの図に示す測定結果から、フラット型アレイ導波路型回折格子において、第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面に再現される光電界分布は、チャンネル導波路の本数が例えば２２５本といったように過剰であると、上記プロセス誤差により乱れた光電界分布のフーリエ変換像のよけいな部分の影響を多く受けて図９の（ａ）に示すように乱れることが分かった。この場合、フラット型アレイ導波路型回折格子の光透過特性は、図１１に示したようになり、通過スペクトルが広がってしまう。
【００４３】
一方、フラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数が例えば１５０本といったように少なすぎると、図９の（ｃ）に示すように、光電界分布のフーリエ変換像におけるメインビームの一部の情報を故意にカットしてしまうことになり、光電界分布のフーリエ変換像が別の形になってしまうことが分かった。
【００４４】
そして、上記構成の第２の発明のように、フラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とすると、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、フラット型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００４５】
なお、第２の発明において、アレイ導波路を導波する光電界分布がメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布となる状態とは、図９の（ｂ）に示すように、第２サイドローブＳ２が同図の（ａ）に示した第２サイドローブＳ２０の一部であってもよいし、全部であってもよい。ただし、第２サイドローブに隣接する第３サイドローブＳ３を含まないものとする。
【００４６】
上記構成の第２の発明は、上記本発明者の検討に基づいて、フラット型アレイ導波路型回折格子において、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものであるから、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、発明に係るアレイ導波路型回折格子の一実施形態例が示されている。
【００４８】
本実施形態例のアレイ導波路型回折格子は従来のアレイ導波路型回折格子とほぼ同様に構成されており、本実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、アレイ導波路を構成するチャンネル導波路の本数を、アレイ導波路型回折格子の隣接クロストークの劣化を抑制できる適切な本数としたことである。
【００４９】
具体的には、本実施形態例のアレイ導波路型回折格子は、以下に示す実施例１、実施例２のアレイ導波路型回折格子である。実施例１のアレイ導波路型回折格子はガウシアン型アレイ導波路型回折格子であり、チャンネル導波路４ａの本数を、アレイ導波路４を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としている。
【００５０】
また、実施例２のアレイ導波路型回折格子はフラット型アレイ導波路型回折格子であり、チャンネル導波路４ａの本数を、アレイ導波路４を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としている。
【００５１】
（実施例１）
実施例１のアレイ導波路型回折格子は、表３に示すパラメータを有する。実施例１のアレイ導波路型回折格子の作製は、従来例とほぼ同様の作製方法を適用して行なったが、実施例１においては、フォトマスクパターンを作製するにあたり、表３のパラメータを適用した。
【００５２】
【表３】
図２に、本実施例１のアレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布を示す。また、図３には、実施例１のアレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示す。図３から明らかなように、実施例１のアレイ導波路型回折格子は、隣接クロストークが約−３０ｄＢと非常に良好なアレイ導波路型回折格子となった。
【００５４】
（実施例２）
実施例２のアレイ導波路型回折格子は、表４に示すパラメータを有する。実施例２のアレイ導波路型回折格子の作製は、従来例とほぼ同様の作製方法を適用して行なったが、実施例２においては、フォトマスクパターンを作製するにあたり、表４のパラメータを適用した。
【００５５】
【表４】
図４に、本実施例２のアレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布を示す。また、図５には、実施例２のアレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示す。図５から明らかなように、実施例２のアレイ導波路型回折格子は、隣接クロストークが約−３１ｄＢと非常に良好なアレイ導波路型回折格子となった。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例において、実施例１ではチャンネル導波路の本数を１１１本とし、実施例２ではチャンネル導波路の本数を２００本としたが、チャンネル導波路の本数はアレイ導波路型回折格子の波長数や、光透過帯域量等に応じて適宜設定されるものである。
【００５８】
すなわち、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とし、フラット型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数とする。
【００５９】
また、アレイ導波路型回折格子における各パラメータは上記実施例１、実施例２に示したパラメータに限定されるものではなく、適宜設定されるものであり、いずれの場合も、チャンネル導波路４ａの本数を適切にすることによって、上記実施例と同様の効果を奏することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、本発明者の検討に基づき、チャンネル導波路の本数を適切な本数としたものである。具体的には、ガウシアン型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものである。また、フラット型アレイ導波路型回折格子の場合は、チャンネル導波路の本数を、アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布とすることができる本数としたものである。
【００６１】
したがって、本発明によれば、光入力導波路と第１のスラブ導波路との界面における光電界分布を第２のスラブ導波路と光出力導波路との界面にほぼ完全に再現し、アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアレイ導波路型回折格子の一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例の実施例１におけるアレイ導波路内の光電界分布を示すグラフである。
【図３】上記実施例１の通過スペクトルを示すグラフである。
【図４】上記実施形態例の実施例２におけるアレイ導波路内の光電界分布を示すグラフである。
【図５】上記実施例２の通過スペクトルを示すグラフである。
【図６】チャンネル導波路の本数が互いに異なるガウシアン型アレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布をそれぞれ示すグラフである。
【図７】チャンネル導波路の本数が互いに異なるガウシアン型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの違いを示すグラフである。
【図８】チャンネル導波路の本数が互いに異なるフラット型アレイ導波路型回折格子における隣接クロストークの違いを示すグラフである。
【図９】チャンネル導波路の本数が互いに異なるフラット型アレイ導波路型回折格子におけるアレイ導波路内の光電界分布をそれぞれ示すグラフである。
【図１０】従来のガウシアン型アレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示すグラフである。
【図１１】従来のフラット型アレイ導波路型回折格子の通過スペクトルを示すグラフである。
【図１２】従来のアレイ導波路型回折格子の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 光入力導波路
３ 第１のスラブ導波路
４ アレイ導波路
４ａ チャンネル導波路
５ 第２のスラブ導波路
６ 光出力導波路
１０ 導波路形成領域
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- １本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、光透過率の波長依存性がガウス関数型であるアレイ導波路型回折格子において、前記チャンネル導波路の本数は前記アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブの全部又は一部から成る分布であり、それらのメインビームと第１サイドローブを位置の関数とみたとき、その微分係数が不連続点を２つ含む分布とすることができる本数であることを特徴とするアレイ導波路型回折格子。
- １本以上の並設された光入力導波路の出射側に第１のスラブ導波路が接続され、該第１のスラブ導波路の出射側には該第１のスラブ導波路から導出された光を伝搬する互いの長さが設定量異なる複数のチャンネル導波路が並設されて成るアレイ導波路が接続され、該アレイ導波路の出射側には第２のスラブ導波路が接続され、該第２のスラブ導波路の出射側には複数の並設された光出力導波路が接続されて成る導波路構成を有し、光透過率の波長依存性が矩形型であるアレイ導波路型回折格子において、前記チャンネル導波路の本数は前記アレイ導波路を導波する光電界分布をメインビームと該メインビームの両端側の第１サイドローブと該第１サイドローブに隣接する第２サイドローブの全部又は一部から成る分布でありそれらのメインビームと第１サイドローブ、第２のサイドローブを位置の関数としてみたとき、その微分係数が不連続点を４つ含む分布とすることができる本数であることを特徴とするアレイ導波路型回折格子。
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